数字PCR是一种不依赖于标准曲线实现目标核酸分子绝对定量的核酸检测技术,具有很高的灵敏度和准确性。但是,现有的商业化数字PCR仪器大多体积庞大、操作复杂、价格昂贵,且集成度低,无法满足“样品进-结果出”的一体化检测需求。本论文旨在研发一套具有样品前处理功能的数字PCR系统,以期实现一体化的核酸检测。该一体化集成数字PCR系统主要包括:样品前处理模块、温控热循环模块以及荧光成像与数据分析模块。本研究通过有效整合这三部分的内容,实现了整个系统的小型化与多功能集成,使其不仅能在常规实验室开展科学研究,同时能够应用于核酸现场检测。本文的具体研究工作和研究成果主要包括以下几方面:1.研发了自动化的核酸提取模块,实现了自动化的核酸提取和纯化的过程,减少了人工操作,并验证了模块性能。2.研发了对应的微型温控热循环模块,分别从硬件和温度控制算法上进行了设计和优化,大幅度提高了升温和降温速率,在满足精准检测需求的同时提高了检测效率,并结合温度控制均匀性、准确度等方面对其性能进行了综合评估。3.整合样品前处理模块、温控热循环模块、荧光检测模块和微流控数字PCR芯片,成功搭建了一台高集成度的数字PCR装置,并通过了数字PCR的验证实验,证明了该系统具有高灵敏度和高准确性。本系统实现了数字PCR系统的高度集成,它不仅结构简单,检测精度高,而且从核酸提取、PCR扩增等多方面大大提高了检测速度,具有应用于实验室以及现场检测的潜力。