生物芯片扫描仪光学系统构型研究

摘要：

本文首先讨论了CCD型生物芯片扫描仪的基本原理，并在此基础上详尽分析了几种典型扫描仪的光学系统构型的优缺点。最终提出了CCD型生物芯片扫描仪光学系统的设计准则，并依据这一准则设计构建了一种新颖的CCD型生物芯片扫描仪。

引言

生物芯片是指通过微缩技术将生物学研究中诸多不连续的分析过程集成于玻璃片、硅片等固相载体上，使这些分析过程连续化、集约化、微型化和高度信息化。生物芯片按构建方式可以分为矩阵式和微流控芯片等。将大量靶基因或寡核苷酸片段有序地、高密度地排列在固相载体上而构成矩阵式芯片。生物芯片可广泛应用于：药物筛选和新药开发、中药基因组学研究、疾病诊断、环境保护等方面。

CCD型生物芯片扫描仪是矩阵式生物芯片的扫读装置，其基本原理是以CCD为光电转换器件，通过配备相应滤光片的镜头捕获芯片上某一特定区域（△x×△y）受激后发出的荧光，而精密扫描平台则带动芯片协调运动以完成整个扫描过程。最后由计算机处理将这些位元图像“拼接”成一幅完整的扫描图像。扫描仪光学系统的优劣直接决定了扫描图像的质量。目前，生物芯片扫描仪产品及用户自主开发的扫描系统其光学系统构型各不相同，各有优缺点。

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