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芯片扫描仪的分类

2020.5.11

  芯片扫描仪也叫生物芯片扫描仪,芯片扫描仪是生物芯片能否得到广泛应用的关键器件,它是利用强光照明生物芯片激发荧光,并用探测器探测荧光强度,以获取生物芯片信息。

  芯片扫描仪主要有激光芯片扫描仪和CCD芯片扫描仪两种工作方式。灵敏度和分辨率是芯片扫描仪最主要的两项技术指标。灵敏度决定了芯片扫描仪能够探测的生物芯片上最小荧光分子浓度,它与荧光激发、荧光收集、荧光探测等各个环节均有关系;分辨率决定了芯片扫描仪能够分辨的生物芯片上最小细节,它主要与扫描方式有关。


  1、激光芯片扫描仪

  激光芯片扫描仪多采用共聚焦光路,其设计原理如下图所示。激光器输出的激光光束扩束为平行光束后,首先通过窄带滤光片1;平行激光光束经过二向色镜反射后,由物镜1聚焦到生物芯片上;标记有荧光染料的生物芯片在激光照明下产生的荧光由物镜1捕获后变成平行光,经二向色镜透射后由反光镜反射至窄带滤光片2,以滤除发射荧光以外的杂散光;荧光通过物镜2聚焦在光栏上,光栏的作用在于阻挡生物芯片片基和吸附其上的灰尘产生的荧光和杂散光通过,而仅让信号荧光通过;信号荧光被光电倍增管PMT检测,并经放大器AMP放大,转换器A/D将模拟信号转换为数字信号,最后由计算机PC采集存贮。

激光芯片扫描仪.jpg

  激光芯片扫描仪采用激光作激发光源,可以产生较高强度的发射荧光,并采用PMT检测荧光信号,因而具有较高的灵敏度。此外,激光芯片扫描仪的扫描工作方式,使它可以一次性完成较大面积的扫描,并且具有很高的分辨率。

  2、CCD芯片扫描仪

  CCD芯片扫描仪结构比较简单,其工作原理如下图所示。生物芯片在经过窄带滤光片1滤光后的单色光照明下产生的荧光,经窄带滤光片2后由物镜捕获成象在CCD靶面上,并由图象采集卡采集存储在计算机中。

CCD芯片扫描仪.jpg

  CCD芯片扫描仪采用氙灯或高压汞灯作激发光源,产生的发射荧光强度较弱,并采用CCD检测荧光信号,因而其灵敏度较激光芯片扫描仪低。此外,CCD芯片扫描仪的扫描面积和分辨率也会受到CCD象素数的限制。


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