1. 荧光激发与信号产生
微阵列芯片扫描仪的核心原理是利用荧光标记技术。在微阵列芯片上，生物分子（如DNA、RNA或蛋白质）通常被荧光染料标记。当扫描仪的激光照射到芯片表面时，荧光标记物吸收特定波长的激光能量，并发出荧光信号。
2. 光学系统与信号收集
扫描仪的光学系统负责将荧光信号收集并聚焦到探测器上。通常采用共聚焦光路设计，这种设计能够有效提高信号的分辨率和灵敏度。具体过程如下：
激光光源：激光器发出特定波长的激光，经过扩束和聚焦后照射到芯片表面。
荧光收集：荧光信号通过物镜和滤光片系统，去除杂散光后被聚焦到探测器上。
共聚焦技术：通过针孔光栅控制聚焦深度，确保只有来自芯片表面的荧光信号被探测器捕获，从而减少背景噪声。
3. 信号检测与转换
荧光信号被探测器（如光电倍增管PMT）捕获后，转换为电信号。PMT能够将单个光量子转换为多个电子，从而放大信号。随后，电信号通过模数转换器（A/D）转换为数字信号，以便计算机处理。
4. 扫描与成像
扫描仪通过逐点或逐行扫描的方式，对微阵列芯片上的每个像素进行检测。扫描过程可以通过以下方式实现：
移动芯片：芯片装载平台在马达驱动下水平移动。
移动光束：通过微反光镜改变入射激光的方向。
多色荧光检测：扫描仪可以通过切换不同波长的激光和滤光片，分别检测不同荧光标记的信号。
5. 数据分析
扫描完成后，计算机软件对采集到的数字信号进行处理和分析。软件功能包括：
图像生成：将荧光信号转换为图像文件（如Tiff或BMP格式），并进行可视化。
数据分析：对荧光强度进行量化分析，提取生物分子的表达水平，并生成报告。
6. 技术优势
高灵敏度：能够检测到极低浓度的荧光信号。
高分辨率：通过共聚焦技术和高精度光学系统，能够分辨微小的生物分子点阵。
多色检测：支持多种荧光标记物，可同时检测多个生物分子。