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1、第25卷第4期光学仪器Vol.25,No.42003年8月OPTICALINSTRUMENTSAugust,2003文章编号:1005-5630(2003)04-0030-05光机二维扫描技术在X激光共聚焦生物芯片扫描仪中的应用郑旭峰,王立强,倪旭翔,陆祖康(浙江大学国家光学仪器工程技术研究中心,浙江杭州310027)摘要:介绍了应用于激光共聚焦生物芯片扫描仪中的光机二维扫描技术,即用振镜和f2H扫描物镜构成其中一维的光扫描系统,用步进电机驱动扫描工作台移动构成另一维机械扫描系统,并在此基础上分析研究了光机二维扫描
2、控制系统的设计。为快速、高精度激光共聚焦生物芯片扫描仪的研制作了新的有益尝试,并取得了初步的实验结果。关键词:生物芯片扫描仪;光机二维扫描;分辨力;控制系统中图分类号:Q819文献标识码:AAapplicationofopticalandmechanicaltwo-dimensionscanningtechnologyinthelaserconfocalbiochipscannerZHENGXu2feng,WANGLi2qiang,NIXu2xiang,LUZu2kang(CNERCforOpticalInstru
3、ment,ZhejiangUniversity,Hangzhou310027,China)Abstract:Theopticalandmechanicaltwo2dimensionscanningtechnologyappliedinthelaserconfo2calbiochipscannerisdescribedfirstlyinthispaper,onedimensionalscanningiscompletedbytheopticalscanningsystemcomposedofgalvanometera
4、ndf2Hobjectivelens,anotherisdonebythemechanicalscanningsystemmovingtheworkstagebythesteppingmotor.Andonthebaseoftheabovediscussion,thedesignofthecontrolsystemofthetwodimensionalscanningisanalyzed.Thenewandhelpfulex2perimentsaboutthelaserconfocalbiochipscannerw
5、hichhashighscanningspeedandprecisionhavebeendone,andsomepreliminaryexperimentalresultsareachieved.Keywords:biochipscanner;opticalandmechanicaltwo2dimensionscanning;resolution;controlsystem1引言生物芯片技术是近年来生命科学、微电子学、微机械、计算机、物理及化学等多领域、多学科交叉的一门技术,简单地说,就是在一小块硅片、玻璃或薄膜上
6、固定成千上万个生物分子,以大规模阵列的形式排列,形成可与靶分子相互作用,进行反应的固相表面。或是在硅片、玻璃等片基上构建各种显微结构,用于承载或运转生物分子,并为各种生物反应提供理想的微场所。生物芯片技术的发展使样品的检测、分析过程连续化、集成化、微型化,成为高效、大规模获取相关生物信息的重要手段。目前生物芯片技术在DNA序列测定、突变与多态性检测、基因表达检测及样品分离与分子扩增等方面得到广泛的应用,它的出现终X收稿日期:2002203218作者简介:郑旭峰(19772),男,福建政和人,浙江大学硕士研究生,主要
7、从事光电检测技术方面的研究。第4期郑旭峰等:光机二维扫描技术在激光共聚焦生物芯片扫描仪中的应用·31·[1,2]将会给生命科学、医学、化学、新药开发、司发鉴定、食品制造和环境卫生监督等领域带来一场革命生物芯片所包含的信息必须通过扫读装置读出,并转换成可供分析的图像数据。激光共聚焦生物芯片扫描仪正是这样的高分辨力仪器。目前激光共聚焦生物芯片扫描仪,其扫描机理多是二维机械扫描,即通过承载生物芯片的工作台在X、Y方向的移动来实现二维扫描,且这两个方向的运动均由电机驱动来完成。这种方式主要有以下两个不足:(1)扫描惯性大,
8、扫描频率低,生物芯片分析时间长。(2)系统对X、Y方向的直线导轨的精度及振动有苛刻要求,从而使导轨的造价成本很高。为弥补机械二维扫描的不足,将光机二维扫描技术应用于扫读装置上,进行快速、高分辨力激光共聚焦生物芯片扫描仪的研究工作,取得了初步的实验结果。[3,4]2光机二维扫描技术如前所述,机械二维扫描中工作台的X、Y方向运动均由电机驱动来完成。在实验中,Y方
