荧光微阵列芯片及其相应的检测方法,是近年来生命科学领域发展迅速以及我们国家大力支持的一项高新技术,它具有检测效率高、检测准确度高等特点,正在给生命科学研究、疾病诊断、新药研发、司法鉴定、食品卫生监督等领域带来一场革命。目前,国外关于微阵列芯片检测装置的研究已有一定成果,也有公司将其投入生产应用。相比之下国内在该检测仪器的发展上相对较慢也相对较少,导致了国内的仪器不仅结构复杂且装置造价较高。为此,本文设计并研制了基于CCD的荧光微阵列芯片检测装置,在简化了检测装置的结构和提高了检测速度同时还降低了成本,在图像处理方面根据实际情况对于芯片上存在的不规则点阵进行“四棱锥”模型的网格处理,达到了预期的效果。本文研究内容可分为以下几个方面:(1)介绍荧光微阵列芯片技术以及芯片上荧光微点的检测原理,说明了检测装置的荧光采集过程以及两种常见的微阵列芯片检测方式。(2)依据荧光标记染料的光谱特性,选择合适的激发光源以及光学器件,设计了包括光路系统在内的光学引擎。同时,在检测装置的硬件电路方面进行了 STM32、温度控制、步进电机等的设计,并嵌入了基于KEIL的RTX实时操作系统来为检测装置的运行提供协同服务,对于检测装置的激发荧光与CCD响应的标准曲线也进行了测定。(3)针对荧光微阵列芯片在实际过程出现的芯片上微点阵不规则的情况,在图像处理的网格定位中采用了“四棱锥”模型来实现在微点阵不整齐的情况下的自动网格,并且该方法的网格结果明显优于投影法,为下一步的数据处理提供了保证。(4)文章最后对检测装置的检测灵敏度、分辨率、重复性等各项性能进行了实验测试与分析,并且实现了对北京泰普的遗传缺陷芯片的检测,获取了原始图像与芯片上的荧光灰度原始数据,为后续的生化分析奠定了基础。随后对于装置的问题与改进提出了相应的探讨。实验结果显示,本文设计研制的荧光微阵列芯片检测装置的检测灵敏度达到了0.01μmol/L的程度,其重复性在4%以内,分辨率达到了 10.05μm,装置的噪声性能稳定,对于标准曲线的拟合最终发现三次样条的拟合方式,可以最大程度的降低检测误差。