生物芯片的一次成像检测技术

现在生物芯片(微阵列)的检测一般是基于扫描成像分析技术，这种方法在需要平行快速检测的应用中成像速度受到限制。我们设计搭建了一套检测生物芯片一次成像装置，其原理示意图如图1所示。     

生物芯片及其荧光信号检测

系统介绍了生物芯片的概念和制造方法 ,重点讨论了生物芯片的荧光检测方法 ,并对不同的检测方法进行了对比和分析。总体来说 ,激光共聚焦芯片扫描仪的荧光检测灵敏度和扫描分辨力较高 ,而 CCD芯片扫描仪的荧光检测灵敏度和扫描分辨力较低 ,但 CCD芯片扫描仪的检测速度较快 ,成本也较低     

生物芯片及其荧光信号检测

系统介绍了生物芯片的概念和制造方法,重点讨论了生物芯片的荧光检测方法,并对不同的检测方法进行了对比和分析.总体来说,激光共聚焦芯片扫描仪的荧光检测灵敏度和扫描分辨力较高,而CCD芯片扫描仪的荧光检测灵敏度和扫描分辨力较低,但CCD芯片扫描仪的检测速度较快,成本也较低.     

生物芯片及其荧光信号检测

系统介绍了生物芯片的概念和制造方法,重点讨论了生物芯片的荧光检测方法,并对不同的检测方法进行了对比和分析.总体来说,激光共聚焦芯片扫描仪的荧光检测灵敏度和扫描分辨力较高,而CCD芯片扫描仪的荧光检测灵敏度和扫描分辨力较低,但CCD芯片扫描仪的检测速度较快,成本也较低.     

基于磁悬浮式基因生物成像扫描仪电磁结构设计

针对常规基因生物芯片成像系统由于基因芯片位姿调整频繁而引起的调整机构机械磨损的关键问题,设计一种基于磁悬浮的基因生物芯片成像扫描仪。根据基因生物芯片成像扫描仪的工作原理及磁悬浮技术的结构特点,建立由电磁参数与成像分辨率组成的系统微分阵列,通过理论优化确定电磁结构参数,采用有限元分析法对系统进行电磁热结构耦合分析,优化分析结果并搭建实验测试装置。利用本装置对基因生物芯片成像扫描仪进行参数标定,验证扫描仪磁悬浮系统结构设计结果,并与进口PCR仪进行实验测试数据比对。结果表明,本文设计的磁悬浮式基因生物成像扫描仪电磁结构匝数为340 N时产生的有效电磁面积为180 mm~2,此时磁悬浮系统精度误差小于0.15 mm,与仿真数据基本吻合,与美国Bio-Rad数字PCR系统做T790M突变检测的数据对比实验所测得结果CV<5%。本文设计的基于磁悬浮的基因生物芯片成像扫描仪精度可以满足基因生物芯片成像检测的要求,为提升调整装置使用寿命方面提供核心技术保障,在提升临床肿瘤筛查、基因诊断技术中发挥重要的作用。     

双荧光标记生物芯片激光共聚焦检测系统

基于激光共聚焦检测原理,构建了针对荧光标记生物芯片的检测系统,对用Cy₃或Cy₅标记蛋白点样的玻片进行了扫描检测,并对采集的荧光数据信号进行了图像重建。针对实际荧光信号可能较微弱并存在较大动态范围的情况,采用形态学方法对图像进行滤波、增强处理,显著增强了图像质量。提出了标定系统信噪比和灵敏度的公式,并据此对检测实验结果进行了详细的分析计算,最终标定此激光共聚焦生物芯片检测系统的灵敏度约为0.1 fluo/μm²。     

基于线扫描方式的激光共焦显微镜的研究

激光共焦扫描显微镜(LCSM)是一种新型光学显微镜,它能够对活体组织的深度结构进行清晰的二维或三维成像.由于传统共焦扫描显微镜采用单点扫描方式,成像速度慢,无法满足活体组织实时成像的要求.介绍一种以线扫描方式代替点扫描方式的激光共焦扫描显微镜.线扫描方式不但简化了扫描机构的设计,而且提高了扫描速度,使活体组织的实时成像成为可能.     

基于共焦显微条件下线结构光共焦显微术的研究

美国的Minsky在20世纪50年代末提出共焦显微术的概念以来,尽管共焦显微术可以获得更高的分辨率,但不仅成像速度慢,而且需要使用光电增强器对采集光点信号进行增强,导致制造成本过高,所以除一些成像质量要求极高的显微系统外,其他的显微系统很少应用。讨论了线结构光共焦显微术的原理、优缺点以及影响性能的几个重要因素,并介绍其最新的研究状况。     

双波长激光共聚焦生物芯片扫描仪的研制

生物芯片扫描仪是生物芯片技术应用中的关键仪器,激光共聚焦成像的原理,着重介绍一种光学扫描和机械扫描相结合的双波长激光共聚焦生物芯片扫描仪,在保证分辨力、灵敏度等重要性能指标的前提下提高了扫描速度和扫描效率,最后对系统性能做了简要分析。     

制冷器件晶粒相邻面准共焦成像检测的光学装置

提出了一种半导体制冷器件晶粒相邻面同时准共焦成像检测的光学装置。选择晶粒天面成像光路中直角反射转像棱镜到玻璃载物转盘之间的距离调节来实现双面准共焦成像。设计了晶粒相邻面缺陷同时准共焦成像检测的光学系统,完成了晶粒相邻面缺陷同时准共焦成像检测的实验验证。结果表明,该检测装置可以实现晶粒相邻面缺陷同时成像检测的功能,满足晶粒相邻面缺陷成像检测的性能要求。具有提高检测速度、简化结构且提高系统可靠性等优点,可在晶粒缺陷智能检测筛选系统中获得应用。     

The significance of 3-D transfer functions in confocal scanning microscopy

The three-dimensional (3-D) transfer function is a useful concept for describing image formation in confocal scanning microscopy. From it we can derive the corresponding 2-D transfer function for in-focus imaging. In confocal transmission this can be derived analytically. The 1-D transfer function for on-axis imaging, which can be expressed in an analytical form even for confocal fluorescence with differing wavelengths of excitation and fluorescence, can be derived from the 3-D transfer function. The 2-D transfer function for in-focus imaging in confocal fluorescence microscopy with a finite-sized detector is also presented, which is shown to exhibit sign changes and can therefore result in reversals of image contrast.     

Reduction of charging effects using vector scanning in the scanning electron microscope.

We describe a vector scanning system to reduce charging effects during scanning electron microscope (SEM) imaging. The vector scan technique exploits the intrinsic charge decay mechanism of the specimen to improve imaging conditions. We compare SEM images obtained by conventional raster scanning versus vector scanning to demonstrate that vector scanning successfully reduces specimen-charging artifacts.     

3-D成像新技术——光学外差扫描全息术

介绍了一种新的3-D成像技术—光学外差扫描全息术的基本原理,以及基于光学外差扫描全息术基本原理的环形光栅光学扫描全息术,描述了其与传统的光学外差扫描全息术相比具有的优势。最后,以光学外差扫描全息术在三维空间滤波、遥感和三维混浊液体中成像应用为例,阐述了这一新技术的应用前景。     

大范围扫描原子力显微镜自动调平控制技术

为了进一步扩大原子力显微镜(AFM)的应用范围,研制出一套大范围高速AFM系统.该系统采用上、下两个扫描器,上扫描器负责Z方向闭环控制的动态响应,下扫描器负责X、Y方向平面扫描及Z方向补偿控制.针对样品放置倾斜对大范围扫描成像的影响,提出基于多线扫描的样品自动调平控制技术.首先通过多线扫描确定样品倾斜位置,然后将所有扫描点的倾斜位移差用函数式表达,最后将位移差换算为控制电压作为扫描器Z向的前馈控制输入.实验结果表明,能消除样品倾斜对AFM大范围扫描的影响.     

Imaging modes for bilateral confocal scanning microscopy

The bilateral scanning approach to confocal microscopy is characterized by the direct generation of the image on a two-dimensional (2-D) detector. This detector can be a photographic plate, a CCD detector or the human eye, the human eye permitting direct visualization of the confocal image. Unlike Nipkow-type systems, laser light sources can be used for excitation. A design called a carousel has been developed, in which the bilateral confocal scan capability can be added to an existing microscope so that rapid exchange and comparison between confocal and non-confocal imaging conditions is possible. The design permits independent adjustment of confocal sectioning properties with lateral resolutions better than, or, in the worst case equivalent to, those available in conventional microscopy. The carousel can be considered as a stationary optical path in which certain imaging conditions, such as confocality, are defined and operate on part of the imaging field. The action of the bilateral scan mirror then extends this image condition over the whole field. A number of optical arrangements for the carousel are presented which realize various forms of confocal fluorescence and reflection imaging, with point, multiple point or slit confocal detection arrangements. Through the addition of active elements to the carousel direct stereoscopic, ratio, time-resolved and other types of imaging can be achieved, with direct image formation on a CCD, eye or other 2-D detectors without the need to modify the host microscope. Depending on the photon flux available, these imaging modes can run in real-time or can use a cooled CCD at (very) low light level for image integration over an extended period.     

基于近红外荧光标记蛋白芯片的多肿瘤标志物联合定量检测技术

为了有效降低恶性肿瘤的死亡率,提高肿瘤筛查的普适性、稳定性和灵敏度,建立了近红外荧光标记蛋白芯片的多肿瘤标志物联合定量检测系统.对该系统的近红外荧光标记蛋白芯片免疫分析原理和用于蛋白芯片扫描分析的生物芯片扫描仪进行了研究.采用双抗体夹心的近红外荧光法检测,在固相载体上包被多种肿瘤标志物抗体,捕获被检者血清中对应肿瘤标志...     

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

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f- θ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     

微型牙齿三维测量技术与系统

为方便扫描牙齿等微小物体的三维形貌,设计了一套专门用于口腔内部直接测量的牙齿三维扫描系统,该系统利用数字光栅投影仪投射结构光,通过远心成像镜头将光栅图像缩小,经光纤传像束传输投射到待测微小物体上,同时采用电子内窥镜获取图像,最后重构出物体的三维形貌。实验证明,该系统切实可行,满足牙齿扫描的微型化、直接化、灵活性的需求,拓展了结构光微测量三维形貌的适用范围。