本文开展了两部分研究工作,一部分设计一套实时PCR仪光电检测系统,另一部分提出可应用于数字PCR的微滴的制备方法,成功制备出粒径为10-100μm的微滴并对数字PCR光电检测系统进行初步设计。实时PCR的光电检测系统研究分为理论计算及仿真模拟、原理模型搭建、光机电一体化设计、系统测试四部分。在理论计算及仿真模拟部分,本文对光源、光源-光纤耦合效率、光路传输效率、光电探测效率进行计算分析和仿真模拟。其中,光源使用大功率LED,对其发光强度、发光角度、线性度进行测试。测试结果显示其发光强度分布符合朗伯定律,发光角度分别为0°、30°、60°时线性拟合R2值为0.9866、0.9982、0.9982;光源-光纤耦合使用平凸透镜组合,其耦合效率为97.21%;激发光和荧光使用Y型石英光纤传输,使系统结构简单、成本低、容易实现,同时使传输损耗降低至1dB/km以下;光电探测器件选择高灵敏度、低噪声的光电倍增管,系统的探测动态范围大约105,输出噪声约在0.38mV左右。在光机电一体化部分,本文设计了基于旋转扫描的荧光定量检测系统。该系统包括荧光检测装置、光源激发装置、热循环模块装置、光信号传输装置四大部分。系统中设计的多通道检测使用电机带动选通片旋转,使光学检测通道依次选通,光学器件固定,不需重复定位,缩短检测时间,节约空间,使检测系统高精度、高效率、低成本运行。在应用研究中,系统正确探测到HIV-1核酸试剂的荧光信号强度随PCR循环的变化曲线。总之,我们设计了结构简单、体积小、检测范围适用的光电检测系统,实现了对微弱荧光信号的激发与检测。本文在改进的反相微乳液方法的基础上通过微滴技术形成单分散的W/O式微滴,粒径大约在10-100μm之间,可以作为许多生化反应的微反应容器,在PCR扩增反应温区内,其热力学和化学性能稳定,可用于稀有疾病中稀有基因的PCR反应。该方法通过将水入油的方式形成包含PCR反应试剂的微滴,大大降低了PCR反应中非特异性反应的发生。本文设计并构建以CCD作为核心器件的光学成像系统,可分辨率可达到为7.5μm,完成对对微滴阵成像。