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生物芯片共聚焦扫描仪是基于共聚焦成像原理,结合计算机扫描控制系统来实现对生物芯片的全方位检测与分析。该系统通过对生物芯片上的杂交信号检测得到高质量的数据和图像,供医学研究者进行生物化学分析。由于生物芯片用途广泛,共聚焦扫描检测与分析系统作为其应用的主要技术支撑,是具有很大应用前景和发展空间的。本文结合国内发展情况,主要研究了生物芯片共聚焦扫描检测与分析技术。
本论文首先对生物芯片、生物芯片技术、生物芯片技术中的各个流程,包括芯片制备,样品制备,杂交和检测技术作了简单的描述,并对国内外生物芯片技术的研究现状作了一个总结。
其次分析了共聚焦荧光检测技术的工作原理,从理论上分析了激发光在焦面上的光场分布和荧光产生的机理和过程,并介绍了自主研制的芯片扫描仪中的部分关键元件。
然后简要介绍了在荧光检测中的三种共聚焦扫描方法,并对光学扫描和物扫描进行了误差分析。根据物扫描的特点,完成扫描控制系统的自动控制。
接着在数据采集系统中,介绍了PCI-1710L数据采集卡的工作原理,并利用该卡的开发包,完成了信号采集和中断传输的软件及硬件的设计。
最后介绍了图像预处理方法和芯片分析技术。深入研究了芯片可视化技术,完成了伪彩色图和基于OpenGL技术的三维图形表示荧光数据的可视化技术。