随着基因检测的应用越来越广泛,基因生物成像技术被大量应用于医疗领域、生物科学、基因检验等诸多领域。针对常规基因生物成像系统扫描成像精度不高,基因芯片位姿调整频繁引起的调整机构机械磨损等问题,本文基于荧光发光原理与共聚焦成像原理,采用数学模型、有限元分析、多物理场分析等多技术融合,设计了新型磁悬浮基因芯片平台,搭建了面阵扫描式基因生物成像系统,并应用于临床上的基因突变检测实验。本文采用热传导理论,建立了基于热变形参数的理论模型,利用有限元分析法对激光显微成像照明系统结构进行热结构耦合分析,通过对不同的加热方式进行优化,得出结构热变形张量参数值,分析了热变形对系统性能的影响,根据优化结构对成像系统荧光滤光片切换结构与高精度荧光成像系统结构进行了结构设计建模,在充分考虑基因生物成像芯片的安装结构后,采用磁悬浮技术设计了磁悬浮基因芯片载台,根据基因生物成像系统的工作原理及磁悬浮技术的结构特点,采用有限元分析法对结构进行电磁热结构耦合分析,有限元仿真得实验装置工作时的工作温度约为60℃,磁场强度约为1.43T并验证了设计结果在理论方向上的可靠性。根据仿真结果,设计并搭建了面阵扫描式基因生物成像系统成像部分与磁悬浮基因芯片平台,并对磁悬浮平台进行了平面度测量实验与磁场强度试验,根据基因生物成像仪的设计要求,搭建测试装置对其微滴生成试验和成像效果测试,实验表明,本文设计的磁悬浮式基因生物成像系统电磁结构工作时的工作温度约为60℃,磁场强度约为1.43T电磁铁匝数为310N时产生的有效电磁面积为180mm~2,成像灵敏性分析与基因成像对比实验与美国Bio-Rad数字PCR系统做临床上EGFR T790M基因突变检测的数据对比实验所测得结果CV＜5%,与仿真数据基本吻合,满足了使用要求。本文设计的基于磁悬浮的面阵扫描式基因生物成像系统成像精度可以满足基因生物芯片成像检测的要求,为提升成像精度与位姿调整方面提供技术保障,在提升临床肿瘤筛查、基因诊断技术中发挥重要的作用。