在医疗诊断领域,通过对抗原和抗体等生物小分子的定量检测,可以获取具有指导性意义的临床诊断信息,从而完成疾病的诊断。以酶联免疫法和化学发光免疫法为代表的传统生物检测技术成熟度高、稳定性强,但是在同一时间内,它们只能完成单份样品中单种生物分子的定量检测。如果用它们对单份样品中的多重生物分子进行检测,那么只能通过增加检测时间的方式来完成检测任务。荧光编码悬浮芯片技术为解决传统生物检测技术面临的问题提供了一个可行的方案。它利用荧光编码实现了单份样品中100种生物分子的同时检测,并且具有更高的灵敏度和准确度。但是在该种检测技术中,荧光编码容易丢失,影响了检测结果的稳定性。为了解决荧光编码悬浮芯片技术在编码问题上存在的不足,本文开发了基于图形编码悬浮芯片的检测系统。它利用二维图形进行编码,实现了128种生物分子的同时检测。根据设计原理,系统需要实现以下功能模块。首先,利用光学显微成像设备采集悬浮芯片的明场和荧光图像,为此需要实现显微移动平台、相机和光源等光学成像设备的自动化控制和针对悬浮芯片的自动对焦算法。然后,识别明场图像中悬浮芯片的编码信息,主要包括图像预处理、芯片定位及有效性验证、悬浮芯片倾斜矫正和编码识别四个过程。在这四个过程中,运用了图像二值化、形态学运算、区域填充、轮廓提取、直线检测、仿射变换、模板匹配在内的多个数字图像处理技术。最后,提取荧光图像中悬浮芯片表面的荧光信号并进行标准曲线拟合。在实现以上功能的基础上,完成整个系统的开发。该系统的成功研制将实现蛋白质、核酸分子等生物小分子的高通量自动化检测,推动我国生物分子检测技术的进一步发展。