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表面等离子体共振（Surface Plasmon Resonance, SPR）是一种无需标记、高灵敏的光学传感方法，它在生物传感领域的应用受到了广泛的关注。近年来，随着生物芯片技术的不断发展，对检测方法提出了越来越高的要求，而现有的SPR传感方法难以同时实现高通量、高精度、大动态范围的生物芯片检测。本论文中，我们研究了SPR的基础理论，深入分析了SPR传感器的基本特性。针对生物芯片检测存在的问题，我们首先提出一种高通量偏振干涉光谱型SPR传感方法，并完成了系统的构建。在光学探测方式上，我们提出了一种线扫描机制，将激发光线聚焦在生物芯片表面，一次探测芯片表面一列区域。与现有的逐点探测方式相比，线扫描方式显著提高了检测通量。同时，我们首次将一种称为“偏振干涉”的光学调节技术引入到光谱型SPR传感方法中，它有助于优化共振特性，从而提高系统的检测指标。最终，我们得到的系统空间分辨率优于85μm；折射率分辨率为3.9107RIU，优于同类光谱型SPR二维传感器105RIU水平；开展大肠杆菌细胞检测时的检测极限为104cfu/mL。线扫描方式和指标水平保证了系统能够很好地适应生物芯片的检测需求。为了对比和参照SPR检测结果，我们发展了一种高光谱荧光生物芯片成像方法。高光谱荧光技术通过获取荧光光谱信息，有效提高了检测精度。基于在SPR传感和荧光成像方面的重要进展，我们进而提出一种高通量SPR高光谱荧光并行成像方法，以便提供对于生物芯片的多参量分析和深入探究。在荧光成像部分，空间分辨率为19.7μm，荧光检测灵敏度为0.61fluors/μm2；在SPR成像部分，折射率分辨率为7.2×10-7RIU，检测极限为104cfu/mL的水平。系统的指标保证了对于生物芯片的高通量、高灵敏检测。应用我们搭建的两套高通量SPR传感系统，我们开展了基础性的生物芯片实验，包括DNA杂交和蛋白反应的检测。实验的结果证明了我们的系统在生物芯片检测中应用的可行性。最后，在本文的展望部分，介绍了我们正在开展的一项探索性工作—一种新型长程表面等离子体共振传感方法的提出、系统构建和应用研究。