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水冷式連續流體PCR晶片

(Water cooling microfludic PCR chip)

研發出一套水冷式連續流體PCR晶片,恆溫加熱模組設置在晶片底部,使恆溫區的左右兩邊分別可達到特定的高、中溫。

在晶片底部中間加設冷卻水道,以達到所需要的第三個恆溫區(最低溫),可依照所需之最低溫將入口流速進行調整。

利用商用計算流體數值軟體模擬的方式,探討晶片中不同幾何參數與材質對恆溫區的溫度分佈影響,並分析加熱晶片中金屬均溫薄片與水冷流道對溫度均勻性的效應。

以PDMS翻模方法製作微流道,進行DNA的擴增,完成水冷式連續流體PCR晶片。這種利用水冷流道來冷卻PCR晶片的想法,利用水冷流道的散熱效應在晶片上產生第三溫區(最低溫),可因應不同DNA片段在PCR中煉合(Annealing)階段所需的溫度需求,此溫度可能在40 °C至60 °C之間。

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​熱傳機制

晶片示意

​設計參數最佳化

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yT&A® cloning vector DNA膠電泳結果

冷水流道溫度測試

反應晶片溫度曲線

Chen, J. J., Shen, C. M., & Ko, Y. W. (2013). Analytical study of a microfludic DNA amplification chip using water cooling effect. Biomedical microdevices, 15(2), 261-278.

https://link.springer.com/article/10.1007/s10544-012-9728-6

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