生物芯片（DNA微陣列）熒光掃描儀中的激光共聚焦掃描技術
所有的微陣列上的熒光須經熒光掃描裝置來分析其上的熒光強度和分布，在這些裝置中，激光共聚焦掃描儀具有優越的性能，能獲取高質量的圖像和數據，本文將分別介紹微陣列的相關特性和各種類型的微陣列掃描儀，激光共聚焦掃描儀的設計和關鍵特性，另外還將介紹一種已商品化的激光共聚焦熒光掃描裝置。
微陣列是由分子整齊排列于固相表面，這些分子與熒光分子結合，測定熒光分子的強度后可推知結合分子的濃度。固相部分主要有經過表面化學處理的玻璃片如22mmχ75mm的載玻片。在微陣列上包被的分子常常能與多種熒光探針通過化學鍵相互作用而聯結，通常情況下能聯結兩種熒光分子，例如在檢測不同樣品的基因表達的區別時，可將其中一樣品（如正常組織）標記上發綠光的熒光分子，將另一種樣品如腫瘤組織或發病組織標記上另一種發紅光的熒光分子，用兩種波長的激光激發微陣列上的樣品，通過比較兩種熒光在微陣列上某點的比例得知某類基因在兩種組織中的差異。
微陣列上有樣品組成的點陣，除了點之外，余下的是背景。如果玻璃片未經過表面化學處理，樣品在玻片上結合不牢固，且容易擴散，造成背景高。若玻璃片經過表面化學處理后，點樣的樣品在微陣列上結合牢固，點的直徑小，不擴散，從而點的密度增加，在進行熒光數據分析時，儀器將點上的熒光強度與點周圍的背景強度相比較，如果背景中含有與熒光波段相一致的物質，則背景強度增高，樣品的熒光信號將減弱，干擾信號的讀取。
點陣上的點直徑范圍為25mm-500mm，通常目前能達到的直徑為100mm±50，科學家們正在努力減小直徑。因為點直徑的變化對掃描結果的讀取產生影響，如果點的直徑大，熒光分子擴散的范圍也大，則觀察到的熒光強度相對較弱。
若在玻片上有灰塵或其它雜質如衣物纖維、皮屑、指紋等，掃描結果將受到影響。微陣列上的點干燥后形成很薄的層，使得激光共聚焦掃描成為可能，精心地調整掃描儀的焦距，可避免檢測出不需要的背景雜質，包括微陣列上的灰塵、玻璃中自帶的熒光雜質產生的干擾信號均可通過激光共聚焦的方式將其減少到最低程度。因為雜交因素影響，在微陣列上點與點之間的熒光強度差別很大。對微陣列掃描儀的要求要能夠有較寬范圍的靈敏度，通常來說，靈敏度調整范圍為10000：1。
當熒光化合物或染料受到激光激發后將釋放出熒光，在某一波長下有一最高釋放強度。各種熒光化合物有各自特定的激發吸收值。如圖1是FITC的波長對熒光激發強度曲線。從曲線圖可見，在494納米波長下，有一激發高峰，在518納米下有一釋放高峰，釋放與激發高峰波長相差24納米，這一現象在微陣列使用的染料中較普遍。兩高峰波長的差值在專業上稱之為Strokes shift, 初看曲線圖人們可能會以為：FITC在510納米的波長激發下，在475-510納米范圍內將釋放部分熒光，其實并不盡然；釋放波長一般情況下大于激發波長，在圖中的激發曲線不是與釋放曲線同時繪制的，將它們放在同一坐標圖中是為了便于觀看，其實它們是兩套不同的數據。激發曲線的繪制過程如下：在單一長波長下，變換激發波長在不同波長下測定熒光釋放強度，釋放熒光曲線的繪制過程則是在最長激發波長下開始增加波長，測定在不同波長下的熒光釋放強度。微陣列掃描儀設計者通過閱讀和分析某中熒光染料的激發曲線和釋放曲線來確定適合某種染料的復合掃描激發波長，該波長的激發效率至少要達到50-70%的水平。激發波長要避免太接近釋放高峰對應的波長，否則熒光信號受到干擾。所以應在峰值的左邊選擇一激發波長。如對FITC來說，建議的激發波長在470-495nm.熒光釋放強度在某一范圍內，與激發光的強度成正比，當熒光釋放達到最高峰后，增加激發光強度卻不能提高釋放強度，因為熒光釋放已經達到飽和或光子將染料破壞淬滅。微陣列上各點的熒光分子受到激發后，從各個方向釋放熒光光子，散射成球狀，所以掃描儀須將這些散射的光子采集到，由于掃描儀的使用的是很低的釋放光，幾何球狀是設計掃描設備的主要根據。
微陣列掃描儀可有多種設計類型，但任何類型的微陣列掃描儀都有以下基本功能：
激發光
激發光的產生源有多種，如激光、氬燈、LEDs或鎢絲燈。激發光的波長要避免將釋放光的波長覆蓋或重疊。對于LEDs或鎢絲燈需用濾光器來選擇某種特定波長的光。激光的波長單一不需要濾光器來選擇某種特定波長的光。燈泡光源可產生多個波長的激發光，通過多個濾光器可選擇多種特定的波長以滿足激發不同熒光的需要。激發光應直接射向微陣列上的待測樣品，通過大量一次照明的方式，待測樣品的大部分區域同時受到激發，這種方式在CCD數碼相機中較常見，該方式的缺陷是待測樣品的受到得激發光不夠均勻一致。這點是儀器設計者須考慮到的重要因數之一。另一種方式是：激發光聚焦于樣品的很小部分，采用特定的光線采集和定位，聚焦點上的激發光光線密度較高，大約為10000watt/cm2。激發波長的選擇是依據染料的激發曲線和釋放曲線的峰值來確定的，在染料激發峰值的左邊且激發效率較高的范圍內，在某種染料水平下，激發效率越低，要達到某種光強，則需要向樣品上發射的光越多。過多的發射光將通過光漂白作用破壞樣品和污染干擾釋放光的信號。