1. 熒光激發(fā)與信號產(chǎn)生

微陣列芯片掃描儀的核心原理是利用熒光標記技術(shù)。在微陣列芯片上，生物分子（如DNA、RNA或蛋白質(zhì)）通常被熒光染料標記。當掃描儀的激光照射到芯片表面時，熒光標記物吸收特定波長的激光能量，并發(fā)出熒光信號。

2. 光學系統(tǒng)與信號收集

掃描儀的光學系統(tǒng)負責將熒光信號收集并聚焦到探測器上。通常采用共聚焦光路設(shè)計，這種設(shè)計能夠有效提高信號的分辨率和靈敏度。具體過程如下：

激光光源：激光器發(fā)出特定波長的激光，經(jīng)過擴束和聚焦后照射到芯片表面。

熒光收集：熒光信號通過物鏡和濾光片系統(tǒng)，去除雜散光后被聚焦到探測器上。

共聚焦技術(shù)：通過針孔光柵控制聚焦深度，確保只有來自芯片表面的熒光信號被探測器捕獲，從而減少背景噪聲。

3. 信號檢測與轉(zhuǎn)換

熒光信號被探測器（如光電倍增管PMT）捕獲后，轉(zhuǎn)換為電信號。PMT能夠?qū)蝹€光量子轉(zhuǎn)換為多個電子，從而放大信號。隨后，電信號通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器（A/D）轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，以便計算機處理。

4. 掃描與成像

掃描儀通過逐點或逐行掃描的方式，對微陣列芯片上的每個像素進行檢測。掃描過程可以通過以下方式實現(xiàn)：

移動芯片：芯片裝載平臺在馬達驅(qū)動下水平移動。

移動光束：通過微反光鏡改變?nèi)肷浼す獾姆较颉?/p>

多色熒光檢測：掃描儀可以通過切換不同波長的激光和濾光片，分別檢測不同熒光標記的信號。

5. 數(shù)據(jù)分析

掃描完成后，計算機軟件對采集到的數(shù)字信號進行處理和分析。軟件功能包括：

圖像生成：將熒光信號轉(zhuǎn)換為圖像文件（如Tiff或BMP格式），并進行可視化。

數(shù)據(jù)分析：對熒光強度進行量化分析，提取生物分子的表達水平，并生成報告。

6. 技術(shù)優(yōu)勢

高靈敏度：能夠檢測到極低濃度的熒光信號。

高分辨率：通過共聚焦技術(shù)和高精度光學系統(tǒng)，能夠分辨微小的生物分子點陣。

多色檢測：支持多種熒光標記物，可同時檢測多個生物分子。