天宫一号的发射标志着我国载人航天技术的日趋成熟，航天任务周期的也会越来越长，航天器中处于非监控状态的微生物严重威胁航天员的健康。由于宇宙射线与应激等因素的协同作用，导致人体免疫功能降低，患病机率增加，此时舱中的致病微生物会严重影响到航天员的身体健康。　　建立一套面向空间应用的生物微生物实时检测系统，是十分必要的。由于轨道空间站对体积和重量有苛刻的要求，生物安全监测与预警系统的关键技术就是荧光PCR仪的微型化研究，也就是荧光检测器和PCR仪的微型化研究。　　本论文以荧光检测器和PCR仪的微型化为研究目标，展开了以下工作:　　针对面向空问应用需求，在对实时荧光PCR检测系统的功能集成结构缩微的研究基础上，提出一种具有自主知识产权的集成缩微实时荧光PCR检测系统，符合结构微缩、功能集成、重量轻体积小全自动化检测的目标。光激发和荧光检测可与待检测物零距离接触，不受重力要求，使得检测结果稳定，不受干扰，更适应空间工作要求。　　针对面向空间应用需求，在对实时荧光PCR检测系统的功能集成结构缩微的研究基础上，提出一种具有自主知识产权的专用于PCR技术三温度计量量值传递的装置。温度的量值统一是实时荧光PCR检测系统关键之一，主要用于对PCR荧光检测仪中温度传感器的计量工作。采用量值传递的方法进行定标的方法，方便、准确，并可根据自己需求定标相应的温度点，具有自主性，准确性符合计量学标准。　　针对面向空间的集成缩微实时荧光PCR检测系统中关键的温度控制技术进行了研究，通过对温度循环系统硬件设计选型，满足在失重环境下应用，并且做到功能集成，结构缩微。温度循环系统过程中软件设计，包括人机交互LCD12864及按键程序设计，温度循环过程中恒温设计。对PID作用在94℃、55℃、72℃时恒温效果进行调试，确定最后PID的三个参数及最后效果图，最终结果显示温度稳定精度达到1℃的超调量，温度精度下浮可达到0.2℃，上浮最小可达到0.5℃，升温速度可达1.8℃/S。