光机二维扫描技术在激光共聚焦生物芯片扫描仪中的应用

摘要

介绍了应用于激光共聚焦生物芯片扫描仪中的光机二维扫描技术，即用振镜和f-θ扫描物镜构成其中一维的光扫描系统，用步进电机驱动扫描工作台移动构成另一维机械扫描系统，并在此基础上分析研究了光机二维扫描控制系统的设计。

为快速、高精度激光共聚焦生物芯片扫描仪的研制作了新的有益尝试，并取得了初步的实验结果。

引言

生物芯片技术是近年来生命科学、微电子学、微机械、计算机、物理及化学等多领域、多学科交叉的一门技术，简单地说，就是在一小块硅片、玻璃或薄膜上固定成千上万个生物分子，以大规模阵列的形式排列，形成可与靶分子相互作用，进行反应的固相表面。

或是在硅片、玻璃等片基上构建各种显微结构，用于承载或运转生物分子，并为各种生物反应提供理想的微场所。生物芯片技术的发展使样品的检测、分析过程连续化、集成化、微型化，成为高效、大规模获取相关生物信息的重要手段。

目前生物芯片技术在DNA序列测定、突变与多态性检测、基因表达检测及样品分离与分子扩增等方面得到广泛的应用，它的出现终将会给生命科学、医学、化学、新药开发、司发鉴定、食品制造和环境卫生监督等领域带来一场革命。

生物芯片所包含的信息必须通过扫读装置读出，并转换成可供分析的图像数据。激光共聚焦生物芯片扫描仪正是这样的高分辨力仪器。目前激光共聚焦生物芯片扫描仪，其扫描机理多是二维机械扫描，即通过承载生物芯片的工作台在X、Y方向的移动来实现二维扫描，且这两个方向的运动均由电机驱动来完成。

这种方式主要有以下两个不足：

（1）扫描惯性大，扫描频率低，生物芯片分析时间长。

（2）系统对X、Y方向的直线导轨的精度及振动有苛刻要求，从而使导轨的造价成本很高。为弥补机械二维扫描的不足，将光机二维扫描技术应用于扫读装置上，进行快速、高分辨力激光共聚焦生物芯片扫描仪的研究工作，取得了初步的实验结果。