荧光原位杂交技术(Fluorescence in situ hybridization,FISH)作为一种重要的分子生物学检测方法,在多种疾病的筛查、诊断、用药指导、预后等方面具有重要的临床意义。本文通过分析FISH技术的原理和优势以及国内外的发展现状,说明了自动化FISH检测技术的重要性,探讨了当前自动化FISH检测技术存在问题,进而提出本课题研究内容。本课题以自动化FISH检测为目标,以FISH技术在白血病诊断中的应用为切入点,针对FISH检测过程中的样本处理、杂交染色、全自动荧光成像等问题展开了一系列研究。本课题主要研究工作如下:首先,分析了全血中血细胞的形态学特征,设计了一种基于尺寸分离方法的微流控芯片用于FISH检测中的血液样本处理;结合嵌入式技术设计搭建了简易的半自动实验装置,对芯片上的样本进样和杂交染色进行半自动控制;在芯片和简易实验装置的基础上进行了血液样本处理实验和FISH染色实验,证明了本课题所设计方案的可行性。其次,本课题研究了荧光显微镜的成像原理,对普通生物显微镜进行升级改造;通过采用高性能三通道滤光片组代替传统单通滤光片组的方案,在不增加成本的基础上,保证了优秀的成像质量,提高了系统扫描速度;通过自行设计的电动载物台和电动调焦机构,使显微镜具备了基本的自动化能力;结合嵌入式相关技术设计了一套显微镜控制器,并对显微镜的光学成像性能、机械性能、定位性能等进行了测试与分析。最后,本课题对荧光显微镜的自动聚焦算法展开研究;使用MATLAB软件对几种经典聚焦评价函数在荧光图像上的实际效果进行对比分析;根据FISH图像的特征,提出了一种动态窗口规划算法,提高了自动聚焦速度;对传统的爬山搜索算法进行改进,在搜索过程中增加新的判决因子,解决了传统爬山搜索算法容易陷入局部极值的问题,同时在爬山搜索到的粗焦点之后结合曲线拟合的方法计算精确的焦点位置,提高了系统的聚焦速度和聚焦精度。本课题将微流控技术、自动控制技术和自动聚焦技术应用到FISH检测的各个环节,简化了FISH检测流程,提高了FISH检测的自动化程度和检测效率,具有一定的实际应用价值。