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基因芯片技术是一种基于核酸分子杂交技术的高通量现代生物检测技术，在生物和医学等领域具有广泛的应用。基因芯片的操作技术流程非常复杂，容易因为操作的原因而带来检测结果的不稳定。
管盖基因芯片技术将基因探针固定在特制的管盖内表面，与内置杂交贮液池的Eppendorf管一起构建的基因检测器件，可以避免扩增产物的外泄而引起的后续样品检测的假阳性信号，具有操作简单、容易控制实验室污染、结果重现性好等特点。由于目前的商业扫描仪并不适用于管盖基因芯片，管盖基因芯片相对于标准的玻璃基片是一个异型器件，尚没有合适的基因芯片扫描仪对其图像进行采集，因此我们研制和开发了用于管盖基因芯片的信号检测的光学系统和扫描系统。
光学系统的设计借助了实验室的荧光显微镜和NIKON D90相机，并采用了激光作为光学系统光源的方案，由于激光的光束细，能量呈现高斯分布，相应的设计了用于激光扩束和匀束的光学器件。管盖基因芯片的扫描系统包括电子控制单元部分和三维运动系统（机械手），用于完成96孔板上每个管盖的扫描和对焦。电子控制单元部分选用2000系列DSP（TMS320F2812）作为控制的主芯片，TMS320F2812集成了多种先进的外设，为电机及运动控制领域应用的实现提供了良好的平台。其与PC机的通讯采用通用串行总线uSB通信方式，本系统选择符合USB2.0协议的芯片CY7C68013（56引脚），实现小规模主从式系统中主机与DSP间的高速通信，DSP应用程序和USB固件程序已经调试通过，机械手能够精确的完成96孔板上每个管盖的定位。其电子控制系统同样适用于其它的三维运动控制场合中。机械手主要由滚珠丝杠，直线导轨，滑块构成，具有定位精度高，摩擦阻力小，易于维护和保养等特点。
通过光学系统的测试实验和三维扫描平台的测试实验，管盖基因芯片的光学系统和扫描系统符合芯片检测的要求，和常规的基因芯片扫描仪相比，该检测仪具有通用性强，成本低、体积小、低功耗、操作简单等优点。