Como a técnica mais fundamental e amplamente utilizada em diagnóstico molecular, a reação em cadeia da polimerase (PCR) desempenha um papel crucial em várias aplicações, incluindo vigilância de epidemias e diagnóstico médico. Para as numerosas epidemias, como a COVID-19, a detecção massiva e frequente desafia os equipamentos de PCR em miniaturização de sistemas e eficiência de custos de hardware, bem como na detecção rápida e precisa. Nos métodos convencionais, a PCR por fluorescência requer instrumentos ópticos caros e volumosos, enquanto a PCR por DNA-Probe só pode detectar uma amostra correspondente. Além disso, tanto a PCR por fluorescência quanto a PCR por DNA-Probe sofrem com procedimentos complexos de pré-rotulagem ou modificação, aumentando ainda mais o custo de fabricação. Neste trabalho, demonstramos o primeiro chip de PCR elétrico-digital (EdPCR) sem sonda baseado na detecção de impedância: 1) Uma estrutura de sensor-em-circuito é proposta para substituir o volumoso e caro instrumento óptico por um único chip CMOS, tornando os equipamentos de PCR portáteis e descartáveis. 2) Um método de votação harmônica é proposto para reduzir a taxa de erro de pixel (PER) nos testes. O sistema é implementado em um processo CMOS de 55nm, e experimentos de PCR in vitro são conduzidos com várias amostras. A matriz sensorial on-chip do chip de PCR proposto atinge uma densidade de pixel de 1111 pixels/mm², a mais alta até agora. Além disso, o método de votação harmônica proposto reduz a PER medida do julgamento de impedância em 35%, alcançando uma PER média de 12,2%.
Du et al. (Qui,) estudaram essa questão.