CN111004708A - Pcr温度循环控制方法及旋转驱动式pcr温度循环控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供旋转驱动式PCR温度循环控制装置，包括：解旋热源，用以对微流控芯片进行加热，实现DNA双链解旋；退火延伸热源，用以对微流控芯片进行低温退火与适温延伸，实现引物与单链核酸模板结合和核苷酸在互补链的延伸增长；芯片放置架；热源放置架；支撑架，用以安装旋转驱动装置、芯片放置架和热源放置架。上述旋转驱动式PCR温度循环控制装置，采用旋转驱动方式对微流控芯片循环反复升降温以完成PCR扩增，其结构紧凑，外型小巧，易于携带，成本低廉，显著地提升了扩增效率，满足了野外现场等快速扩增检测的使用需求。本发明还提供一种上述旋转驱动式PCR温度循环控制装置的控制方法，具有上述技术效果。

Description

PCR温度循环控制方法及旋转驱动式PCR温度循环控制装置

技术领域

本发明涉及PCR技术领域，更具体地说，涉及一种旋转驱动式PCR温度循环控制装置。本发明还涉及一种PCR温度循环控制方法。

背景技术

PCR是“Polymerase Chain Reaction”的英文简称，其中文名称为“聚合酶链式反应”。定量PCR是当今最为重要的分子生物学检测手段，可以快速识别细菌、病毒、真菌等微生物类型与耐药性突变，其灵敏度高，测量准确，广泛地应用在食品检测、临床检验、疾病控制、检验检疫、科研实验室、食品安全、化妆品检测、环境卫生等领域。

众所周知，温度循环是实时荧光定量PCR技术的关键。目前，市面上大多采用H桥向电路系统控制半导体中的正反向电流传输来实现温度循环控制，然而，由于H桥向电路系统普遍存在电路控制复杂，体积较大，能耗及成本较高且升降温速度较慢的缺陷，无法满足快速分析的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种旋转驱动式PCR温度循环控制装置，采用旋转驱动方式实现荧光PCR技术中的快速升降温以及温度循环，工作效率高，成本低，结构小巧，易于携带。本发明的另一核心是提供一种利用上述旋转驱动式PCR温度循环控制装置实现的PCR温度循环控制方法，显著地提升了PCR温度循环效率。

本发明提供一种旋转驱动式PCR温度循环控制装置，包括：解旋热源，用以加热微流控芯片实现DNA双链解旋；

退火延伸热源，用以对微流控芯片进行低温退火及适温延伸以实现引物与单链核酸模板结合及核苷酸在互补链的延伸增长；

热源放置架，用以放置所述解旋热源及所述退火延伸热源；

芯片放置架，用以放置微流控芯片；

旋转驱动装置，用以驱动所述热源放置架或者所述芯片放置架旋转；

支撑架，用以安装所述热源放置架、所述芯片放置架及所述旋转驱动装置。

优选的，还包括：

快速加热恒温热源，置于所述热源放置架，用以将微流控芯片快速加热至解旋温度；

快速制冷恒温热源，置于所述热源放置架，用以将微流控芯片快速降低至退火温度。

优选的，还包括用以实现快速降温的散热片和/或散热扇。

优选的，所述热源放置架呈圆盘式结构，所述解旋热源、所述退火延伸热源、所述快速加热恒温热源以及所述快速制冷恒温热源周向均匀分布于所述热源放置架。

优选的，还包括设于所述解旋热源、所述退火延伸热源、所述快速加热恒温热源及所述快速制冷恒温热源的底部及四周的保温设备；还包括用以罩设于所述支撑架外部的保温盒。

优选的，还包括：

照相设备，用以定时对所述微流控芯进行拍照；

相机保持架，用以安装所述照相设备；

激光源和滤光片，用以补充光源；

继电器；

控制设备，用以控制所述旋转驱动装置、所述解旋热源、所述退火延伸热源、所述继电器及所述照相设备定时运行。

本发明还提供一种PCR温度循环控制方法，包括如下步骤：

利用旋转驱动装置驱动热源放置架或者芯片放置架运动，以使解旋热源对微流控芯片依次进行加热和保温，实现DNA双链解旋，且使所述微流控芯片中待扩增的微流体形成高通量的小液滴；

利用所述旋转驱动装置旋转，以使所述微流控芯片在室温下冷却至退火温度；

利用所述旋转驱动装置旋转，以使退火延伸热源对所述微流控芯片进行保温，实现碱基配对和延伸；

重复上述温度循环，实现PCR扩增。

优选的，所述利用旋转驱动装置驱动热源放置架或者芯片放置架运动，以使解旋热源对所述微流控芯片依次进行加热及保温，实现DNA双链解旋，且使所述微流控芯片中待扩增的微流体形成高通量的小液滴之前，还包括步骤：

利用快速加热恒温热源将所述微流控芯片快速加热至解旋温度；

所述利用所述旋转驱动装置旋转，以使所述微流控芯片在室温下冷却至退火温度之后，还包括步骤：利用快速制冷恒温热源将所述微流控芯片快速冷却至退火温度；

所述利用所述旋转驱动装置旋转，以使所述退火延伸热源对所述微流控芯片进行保温，实现碱基配对和延伸之后，还包括步骤：

在各温度循环的最后预设时间，由控制设备依次控制继电器闭合、激光源和滤光片电路补光和照相设备对所述微流控芯片进行拍照；

分析各照片中荧光亮度，绘制荧光亮度曲线。

优选的，所述利用旋转驱动装置驱动热源放置架或者芯片放置架运动，以使解旋热源对所述微流控芯片依次进行加热及保温，实现DNA双链解旋，且使所述微流控芯片中待扩增的微流体形成高通量的小液滴之前，还包括步骤：

将油性试剂添加至所述微流控芯片中；

将PCR反应试剂添加至所述油性试剂表面；

将所述油性试剂再次添加至所述PCR反应试剂表面。

优选的，所述利用旋转驱动装置离心力驱动热源放置架或者芯片放置架运动，以使解旋热源对所述微流控芯片依次进行加热及保温，实现DNA双链解旋，且使所述微流控芯片中待扩增的微流体形成高通量的小液滴还包括步骤：

将外表光滑的若干个圆柱体置于盛装有液态前聚体的容器中，且根据预设芯片厚度调节各所述圆柱体底部与所述容器之间的距离；

在液态硅胶的冷却凝固过程中形成具有若干个光滑孔洞的芯片；或者为步骤：

在第一光滑模板内放入配比为1:10的第一组合物和第二组合物，混合形成前聚合物；

按照第一预设温度加热，获得表面微结构的结构PDMS；

在第二光滑模板内放入配比为1:20的所述第一组合物和所述第二组合物，混合形成前聚合物；

按照第二预设温度加热，获得表面光滑PDMS；

将所述结构PDMS与所述PDMS在第三预设温度下键合；

或者为步骤：

将固态或者半固态的所述PDMS与所述结构PDMS在第四预设温度下连接。

本发明所提供的旋转驱动式PCR温度循环控制装置，采用旋转驱动方式，通过旋转驱动装置实现热源放置架或者芯片放置架的间歇性转动，即驱动微流控芯片至解旋热源及退火延伸热源的正上方，或者驱动热源放置架运动至微流控芯片的正上方，以完成DNA的高温解链过程及碱基配对和延伸过程，如此反复，进行温度循环完成PCR扩增。相较于现有技术，本申请所提供的旋转驱动式PCR温度循环控制装置，结构紧凑，布局合理，占地空间小，方便携带，使用成本低，实现了旋转驱动式PCR温度循环控制装置的小型化；另外，本申请自带解旋热源和退火延伸热源，且采用旋转驱动方式实现对微流控芯片的循环升降温，提高了升降温效率，满足了野外现场等快速扩增检测的需求。本发明所提供的PCR温度循环控制方法，具有上述技术优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明第一实施例所提供的旋转驱动式PCR温度循环控制装置的结构示意图；

图2为本发明第二种实施例所提供的具有快速升降温功能的旋转驱动式PCR温度循环控制装置的结构示意图；

图3为本发明第三种实施例所提供的具有实时荧光定量自动检测功能的旋转驱动式PCR温度循环控制装置的结构示意图；

图4为本发明第四种实施例所提供的具有数字PCR定量自动检测功能的旋转驱动式PCR温度循环控制装置的结构示意图；

图5为图4中微流控芯片的示意图；

图6为应用于本发明所提供的旋转驱动式PCR温度循环控制装置的芯片无气泡产生的工艺流程图。

其中，1-旋转驱动装置、2-微流控芯片、3-退火延伸热源、4-解旋热源、5-快速加热恒温热源、6-快速制冷恒温热源、7-散热片和/或散热扇、8-热源放置架、9-芯片放置架、10-照相设备、11-相机保持架、12-激光源和滤光片、13-继电器、14-控制设备、15-支撑架。

具体实施方式

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本发明所提供的旋转驱动式PCR温度循环控制装置的结构示意图。

本发明提供旋转驱动式PCR温度循环控制装置，主要包括解旋热源4、退火延伸热源3、热源放置架8、芯片放置架9、旋转驱动装置1和支撑架15，解旋热源4用以将微流控芯片2加热至DNA双链解旋温度，例如95℃，并保温完成DNA的高温解链过程；退火延伸热源3用以将微流控芯片2恒温保温至50℃至70℃低温，DNA完成碱基配对和延伸过程，实现引物与单链核酸模板结合以及核苷酸在互补链上的延伸增长；解旋热源4和退火延伸热源3均水平放置在热源放置架8上，且对称分布于热源放置架8的两端，装有反应试剂的微流控芯片2放置在芯片放置架9的中心位置，支撑架15设置于检测平台或者地面，旋转驱动装置1安装在支撑架15上，其伸出轴通过减速机构与热源放置架8或者芯片放置架9相连，以驱动解旋热源4或者所述退火延伸热源3运行至微流控芯片2的正上方，或者驱动芯片放置架9以使其上的微流控芯片2依次运行至解旋热源4或者退火延伸热源3的正上方。

具体来说，将芯片放置在芯片支撑架15上，旋转驱动装置1运行时绕中间轴旋转，中间轴连接于热源放置架8或者芯片放置架9的中心处，以驱动热源放置架8或者芯片放置架9旋转，解旋热源4和退火延伸热源3均可以由蓄电池供电，也可以为交流电源供电，由解旋热源4对微流控芯片2加热30s，20s完成升温过程，10s保温实现DNA高温解链过程；此后，旋转驱动装置1逆时针旋转90°使微流控芯片2在室温下冷却一段时间，例如45s至60℃左右，旋转驱动装置1再逆时针旋转90°，以使退火延伸热源3对微流控芯片2进行保温，完成碱基配对和延伸过程，如此完成一次温度循环，在此过程中实现DNA的一次复制；此后，旋转驱动装置1顺时针旋转180°，解旋热源4旋转至微流控芯片2的正下方，进行下一轮的解链。如此反复的进行温度的循环完成PCR扩增过程。

另外，温升前，旋转驱动装置1的持续快速转动，通过离心力使待扩增的微液体在芯片中形成高通量小液滴，再进行后续热循环实现液滴形成与热循环的一体化。另外，通过程序离心的方式,可以实现不同化学试剂顺序通过阻力不同的邻近管道，从而顺序通过相同的连续作用区域，进而实现样本在多种是化学试剂下复杂处理过程,例如裂解、分子捕捉、洗涤、脱离、纯化等过程，从而实现居于旋转运动装置的样本预处理、扩增以及纯化等一系列功能的集成，这一新型的工作流程方式。

由此可见，本发明采用旋转式加热方式，将芯片中的DNA试剂依次快速加热至变性温度及退火与延伸温度，进行DNA高温解链或者碱基配对和延伸，由此实现升降温定量PCR技术。本申请实现了温度循环设备的小型化、便携化，降低了使用成本，提高了应用范围。

图2为本发明第二种实施例所提供的具有快速升降温功能的旋转驱动式PCR温度循环控制装置的结构示意图。

在本实施例中，可以实现快速升降温功能。具体来说，还可以在热源放置架8上设置快速加热恒温热源5和快速制冷恒温热源6，结合上述解旋热源4和退火延伸热源3构成快速升降温系统，快速加热恒温热源5和快速制冷恒温热源6均由蓄电池供电，快速加热恒温热源5和快速制冷恒温热源6对称地布置在热源放置架8的两端，在旋转驱动装置1的驱动下，载有四个热源的热源放置架8或者载有微流控芯片2的芯片放置架9转动，以旋转驱动装置1带动芯片放置架9转动为例，首先，将微流控芯片2转动至快速加热恒温热源5处快速加热至约95℃，然后，旋转驱动装置1带动微流控芯片2旋转90°至95℃解旋热源4处停留保温10s进行DNA高温解链，旋转驱动装置1再次旋转90°，转到快速制冷恒温热源6处快速制冷至约60°，旋转驱动装置1继续带着微流控芯片2转动90°至60℃退火延伸热源3上方，恒温保持30s，完成碱基配对和延伸的过程，如此，微流控芯片2完成60℃→95℃→60℃温度循环，其中的DNA就进行了一次复制。旋转驱动装置1每次转动角度为90°，进行下一轮的解链，微流控芯片2在旋转驱动装置1的转动下反复经过不同温度区，如此反复的进行温度的循环完成PCR扩增。

换言之，本实施例实现了变性温度、退火与延伸温度、过冷低温以及过热高温热源的偶联，实现快速升降温定量pcr技术，满足野外现场等场所需要快速扩增检测的使用需求。

更进一步地，可以在支撑架15或者热源放置架8上安装散热片和/或散热扇7，散热片对应设置在各热源处，散热扇对应于各热源吹拂，以加速对各热源进行散热。

优选的，上述热源放置架8呈圆盘式结构，解旋热源4、退火延伸热源3、快速加热恒温热源5以及快速制冷恒温热源6周向均匀分布在热源放置架8上，在旋转驱动装置1的驱动下，中心轴可以带动热源放置架8旋转，由此构成转盘结构，电机转速可控，控制精准，结构外型整齐美观，占用安装空间小。

上述解旋热源4、退火延伸热源3、快速加热恒温热源5和快速制冷恒温热源6具体为现有技术中的加热片。

上述旋转驱动装置1具体为现有技术中的舵机或者步进电机。

为了减少散热降低能耗，可以在解旋热源4、退火延伸热源3、快速加热恒温热源5以及快速制冷恒温热源6的底部及四周设置保温设备，例如保温硅胶和/或保湿泡沫构成的保温层，由此可以减少热量散失，满足低能耗温度循环的需求。

此外，还可以进一步设置保温盒，该保温盒罩设于支撑架15外部，用以容纳包括支撑架15、各热源、热源放置架8、芯片放置架9及旋转驱动装置1在内的整个检测系统，保温盒由防水保温层构成，尤其适用于零下温度的严酷环境现场野外检测需求。

还可以在保温盒内设置加热设备，例如加热灯、加热丝和/或加热片，以维持保温盒内温度恒定，确保各部件良好运行，延长各部件使用寿命。

请参考图3，图3为本发明第三种实施例所提供的具有实时荧光定量自动检测功能的旋转驱动式PCR温度循环控制装置的结构示意图。

在本实施例中，具有荧光PCR自动控制检测功能，具体来说，可以进一步设置相机保持架11、照相设备10、激光源和滤光片12、继电器13和控制设备14，相机保持架11竖直地安装在支撑架15上，照相设备10固定安装在相机保持架11上，且设于微流控芯片2的正上方，激光源和滤光片12设于芯片放置架9上方，以增强环境亮度，控制设备14与旋转驱动装置1、解旋热源4、退火延伸热源3、快速加热恒温热源5、快速制冷恒温热源6、激光源和滤光片12、继电器13及照相设备10通过数据线连接或者为无线连接，控制设备14具体为计算机或者工控机，通过软件程序实现对各设备运行的精准控制，进而实现快速升降温实时荧光定量PCR自动化。

具体地，由控制设备14控制旋转驱动装置1的转速、转向及运行时间，以实现温度升降循环完成PCR扩增过程，在每一个热循环的最后预设时间，由控制设备14统一控制继电器13闭合，激光源和滤光片12的电路接通，灯光照射在微流控芯片2上，1s后在控制设备14的控制下使照相设备10对芯片进行拍照，由此记录每一个循环末尾处的照片，通过对照片中荧光亮度的分析，绘制荧光亮度曲线，中途无需人工操作，实现了实时荧光定量PCR技术的自动化控制。

请参考图4和图5。在上述实施例的基础上，本发明所提供的旋转驱动式PCR温度循环控制装置可以应用于数字PCR领域，具体来说，通过在芯片2上预先设置若干条液滴生成流道，试剂经过各流道在交汇处形成液滴，由于在相同旋转离心力作用下，不同内径流道内试剂的流速不同，流道内径越大流速越慢，内径越小流速越快，因此，可以根据实际需求设计各流道内径尺寸，以使各流道内的试剂流速不同，一来可以控制微液滴的生成速率，二来可以形成不同包裹结构的微液滴，进行生化反应、检测等，再经后续温度耦合及荧光检测，实现了数字PCR技术的自动化控制。

除此之外，本发明还提供一种PCR温度循环控制方法，包括如下步骤：

步骤一、利用旋转驱动装置1驱动热源放置架8或者芯片放置架9运动，以使解旋热源4对所述微流控芯片2依次进行加热及保温，实现DNA双链解旋；

步骤二、利用旋转驱动装置1旋转驱动，以使微流控芯片2在室温下冷却至退火温度；

步骤三、利用旋转驱动装置1旋转驱动，以使退火延伸热源3对述微流控芯片2进行保温，实现碱基配对和延伸；

重复上述温度循环，实现PCR扩增。

温升前，旋转驱动装置1的持续快速转动，通过离心力使待扩增的微液体在芯片中形成高通量小液滴，再进行后续热循环实现液滴形成与热循环的一体化。另外，通过程序离心的方式,可以实现不同化学试剂顺序通过阻力不同的邻近管道，从而顺序通过相同的连续作用区域，进而实现样本在多种是化学试剂下复杂处理过程,例如裂解、分子捕捉、洗涤、脱离、纯化等过程，从而实现基于旋转运动装置的样本预处理、扩增以及纯化等一系列功能的集成，这一新型的工作流程方式。

在上述步骤一之前，还包括步骤：将油性试剂添加至微流控芯片2中；将PCR反应试剂添加至油性试剂表面；将油性试剂再次添加至PCR反应试剂表面。

在上述实施例的基础上，可以进一步提高升温速率，实现快速升降温，具体来说，在步骤：利用旋转驱动装置1驱动热源放置架8或者芯片放置架9运动，以使解旋热源4对所述微流控芯片2依次进行加热及保温，实现DNA双链解旋之前，可以通过快速加热恒温热源5将微流控芯片2快速加热至解旋温度，然后，利用解旋热源4对DNA进行解旋保温加热，由此可以缩短加热时间，提高加热效率。

为了更进一步地提高降温效率，可以在步骤：利用旋转驱动装置1旋转，以使微流控芯片2在室温下冷却至退火温度之后，执行快速降温工艺，具体来说，利用快速制冷恒温热源6将微流控芯片2快速冷却至退火温度，然后，再利用退火保温热源对微流控芯片2进行退火保温处理，由此缩短冷却时间，提高冷却效率。

在上述工艺流程的基础上，还可以实现实时荧光定量PCR自动控制，具体来说，在步骤利用旋转驱动装置1旋转，以使退火延伸热源3对微流控芯片2进行保温，实现碱基配对和延伸之后，进一步包括步骤：在各温度循环的最后预设时间，由控制设备14依次控制继电器13闭合、激光源和滤光片12电路接通和照相设备10对微流控芯片2进行拍照，最后，利用软件分析各照片中荧光亮度，并绘制荧光亮度曲线。

控制设备14控制旋转驱动装置1的转向、转速及运动时间，实现对旋转驱动装置1运行过程的精准控制，进而控制PCR扩增过程，并且在每个温度循环的最后预设时间，控制设备14依次控制继电器13闭合、激光源和滤光片12电路接通补充光线，以及利用照相设备10对微流控芯片2进行拍照。由此，循环升降温自动化控制结合光学成像智能获取及分析，实现了实时荧光PCR定量整个流程的一体化、全自动化。

在上述实施例的基础上，本申请公开了三种芯片中无气泡产生的工艺方法。

方法一：参考图6。首先，根据实际反应通量确定PDMS大小，将固化后的PDMS切成目标尺寸；然后，利用打孔器在PDMS表面打4个微型孔洞(可根据反应通量调节孔洞数量)；其次，将PDMS与玻璃片通过等离子键合在一起；再次，在试剂的添加过程中，需要注意试剂添加的顺序，预先在反应腔内注入矿物油等油性试剂2.5μL，再向矿物油中注入1.5μL的反应试剂。最后，再次添加2.5μL矿物油，附着于反应试剂的表面。

上述芯片2制备流程简单，成本低廉，通过添加小孔数量即可实现高通量试验，经过上述步骤有效避免了PCR反应试剂添加过程中气泡的形成，满足了后续升降温高效率反应需求。

在芯片2制作过程中，预先在空白的PDMS、硅胶或者塑料中间凿孔，通过等离子键合或者热压、超声等键合方式制作PCR芯片，在样本添加过程之中，先将矿物油等油性试剂添加至微流控芯片2的腔室中，利用油性试剂填补芯片中间凿孔中的微小孔洞，以使中间孔的内壁光滑平整无凹痕，此后，再滴入待扩增的单细胞DNA试液，最后，再次添加矿物油等油性试剂，附着于PCR反应试剂的表面。经过上述步骤有效避免了PCR反应试剂添加过程中气泡的产生，满足了后续升降温高效率反应需求。

方法二：直接将光滑表面的若干个圆柱体模具(例如圆柱形的金属棒)直接置于盛装有液态前聚体的容器中，根据将要制作的芯片预设厚度调节圆柱体模具底部与容器之间的距离，在冷凝成型后即可以形成具有若干个厚度较薄的微孔洞，以实现良好的导热效率。如此设置，仅需将PCR样本放在凝固之后的小孔子中进行一个热循环就可以保证无气泡产生。

方法三为：将表面光滑的结构PDMS与带有微结构的PDMS相键合，具体为，首先，直接通过比较光滑的第一光滑模板内放入1:10配比的第一组合物和第二组合形成前聚合物，按照第一预设温度(例如80℃)加热形成表面光滑的结构PDMS；然后，在大带有微结构的第二光滑模板内放入配比为1:20的第一组合物和第二组合形成前聚合物，按照第二预设温度(例如80℃)加热预设时间即形成表面带有微结构的PDMS，以避免通过等离子体对表面的处理；避免通过等离子体对表面的处理的另一方案为，将带有微结构PDMS在与表面光滑的固态或者半固态条件PDMS在高温条件下(例如95度或100度)连接一体。具体地，第一组合物可以为聚二甲基硅烷，第二组合物为聚二甲基硅氧烷。

在上述实施例的基础上，本申请公开了在PCR反应过程中避免交叉污染与气溶胶产生的工艺方法：在微孔之中的矿物油上方添加极薄的玻璃片，例如实验室常用的盖玻片，且在反应之后马上对整个PCR芯片油封，可以确保在整个温度循环过程之中,反应试剂潜在的气溶胶不会挥发到空气之中。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本发明所提供的PCR温度循环控制方法及旋转驱动式PCR温度循环控制装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种旋转驱动式PCR温度循环控制装置，其特征在于，包括：

解旋热源(4)，用以加热微流控芯片(2)实现DNA双链解旋；

退火延伸热源(3)，用以对微流控芯片(2)进行低温退火及适温延伸以实现引物与单链核酸模板结合及核苷酸在互补链的延伸增长；

热源放置架(8)，用以放置所述解旋热源(4)及所述退火延伸热源(3)；

芯片放置架(9)，用以放置微流控芯片(2)；

旋转驱动装置(1)，用以驱动所述热源放置架(8)或者所述芯片放置架(9)旋转；

支撑架(15)，用以安装所述热源放置架(8)、所述芯片放置架(9)及所述旋转驱动装置(1)。

2.根据权利要求1所述的旋转驱动式PCR温度循环控制装置，其特征在于，还包括：

快速加热恒温热源(5)，置于所述热源放置架(8)，用以将微流控芯片(2)快速加热至解旋温度；

快速制冷恒温热源(6)，置于所述热源放置架(8)，用以将微流控芯片(2)快速降低至退火温度。

3.根据权利要求2所述的旋转驱动式PCR温度循环控制装置，其特征在于，还包括用以实现快速降温的散热片和/或散热扇(7)。

4.根据权利要求3所述的旋转驱动式PCR温度循环控制装置，其特征在于，所述热源放置架(8)呈圆盘式结构，所述解旋热源(4)、所述退火延伸热源(3)、所述快速加热恒温热源(5)以及所述快速制冷恒温热源(6)周向均匀分布于所述热源放置架(8)。

5.根据权利要求4所述的旋转驱动式PCR温度循环控制装置，其特征在于，还包括设于所述解旋热源(4)、所述退火延伸热源(3)、所述快速加热恒温热源(5)及所述快速制冷恒温热源(6)的底部及四周的保温设备；还包括用以罩设于所述支撑架(15)外部的保温盒。

6.根据权利要求1～5任一项所述的旋转驱动式PCR温度循环控制装置，其特征在于，还包括：

照相设备(10)，用以定时对微流控芯片(2)进行拍照；

相机保持架(11)，用以安装所述照相设备(10)；

激光源和滤光片(12)，用以补充光源；

继电器(13)；

控制设备(14)，用以控制所述旋转驱动装置(1)、所述解旋热源(4)、所述退火延伸热源(3)、所述继电器(13)及所述照相设备(10)定时运行。

7.一种PCR温度循环控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

利用旋转驱动装置(1)离心力驱动热源放置架(8)或者芯片放置架(9)运动，以使解旋热源(4)对微流控芯片(2)依次进行加热和保温，实现DNA双链解旋，且使所述微流控芯片(2)中待扩增的微流体形成高通量的小液滴；

利用所述旋转驱动装置(1)旋转，以使所述微流控芯片(2)在室温下冷却至退火温度；

利用所述旋转驱动装置(1)旋转，以使退火延伸热源(3)对所述微流控芯片(2)进行保温，实现碱基配对和延伸；

重复上述温度循环，实现PCR扩增。

8.根据权利要求7所述的PCR温度循环控制方法，其特征在于，所述利用旋转驱动装置(1)驱动热源放置架(8)或者芯片放置架(9)运动，以使解旋热源(4)对所述微流控芯片(2)依次进行加热和保温，实现DNA双链解旋，且使所述微流控芯片中待扩增的微流体形成高通量的小液滴之前，还包括步骤：

利用快速加热恒温热源(5)将所述微流控芯片(2)快速加热至解旋温度；

所述利用所述旋转驱动装置(1)旋转，以使所述微流控芯片(2)在室温下冷却至退火温度之后，还包括步骤：利用快速制冷恒温热源(6)将所述微流控芯片(2)快速冷却至退火温度；

所述利用所述旋转驱动装置(1)旋转，以使所述退火延伸热源(3)对所述微流控芯片(2)进行保温，实现碱基配对和延伸之后，还包括步骤：

在各温度循环的最后预设时间，由控制设备(14)依次控制继电器(13)闭合、激光源和滤光片(12)电路补光和照相设备(10)对所述微流控芯片(2)进行拍照；

分析各照片中荧光亮度，绘制荧光亮度曲线。

9.根据权利要求8所述的PCR温度循环控制方法，其特征在于，所述利用旋转驱动装置(1)驱动热源放置架(8)或者芯片放置架(9)运动，以使解旋热源(4)对所述微流控芯片(2)依次进行加热及保温，实现DNA双链解旋，且使所述微流控芯片(2)中待扩增的微流体形成高通量的小液滴之前，还包括步骤：

将油性试剂添加至所述微流控芯片(2)中；

将PCR反应试剂添加至所述油性试剂表面；

将所述油性试剂再次添加至所述PCR反应试剂表面。

10.根据权利要求9所述的PCR温度循环控制方法，其特征在于，所述利用旋转驱动装置(1)离心力驱动热源放置架(8)或者芯片放置架(9)运动，以使解旋热源(4)对所述微流控芯片(2)依次进行加热及保温，实现DNA双链解旋之前，还包括步骤：

将外表光滑的若干个圆柱体置于盛装有液态前聚体的容器中，且根据预设芯片厚度调节各所述圆柱体底部与所述容器之间的距离；

在液态硅胶的冷却凝固过程中形成具有若干个光滑孔洞的芯片；或者为步骤：

在第一光滑模板内放入配比为1:10的第一组合物和第二组合物，混合形成前聚合物；

按照第一预设温度加热，获得表面微结构的结构PDMS；

在第二光滑模板内放入配比为1:20的所述第一组合物和所述第二组合物，混合形成前聚合物；

按照第二预设温度加热，获得表面光滑PDMS；

将所述结构PDMS与所述PDMS在第三预设温度下键合；

或者为步骤：

将固态或者半固态的所述PDMS与所述结构PDMS在第四预设温度下连接。

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