芯片點樣儀是將生物樣品(核酸或蛋白)以一定的陣列方式快速、準(zhǔn)確地點在載玻片或薄膜上，形成生物樣品為陣列的儀器，也是從事生物芯片研發(fā)和生產(chǎn)的必備儀器。

芯片點樣儀的系統(tǒng)組成

　　從點樣過程的要求來看，芯片點樣儀一般應(yīng)由以下幾部分組成。

　　①機械部分：系統(tǒng)應(yīng)具有三個自由度，使點樣頭可運動到工作空間的任意位置。

　?、诳刂撇糠郑嚎刂泣c樣頭按照點樣需要精確運動，控制有關(guān)周邊設(shè)備。

　　③周邊設(shè)備：主要包括清洗設(shè)備，干燥設(shè)備，溫度濕度控制裝置。

　?、茳c樣頭：芯片點樣儀的末端執(zhí)行器，用于樣品分配。

　?、蒈浖到y(tǒng)。

芯片點樣儀控制系統(tǒng)

　　芯片點樣儀控制系統(tǒng)采用上、下位機二級結(jié)構(gòu)。

　　芯片點樣儀上位機采用普通PC計算機，通過運行控制軟件，向用戶提供良好的操作界面，使用戶完成位置校準(zhǔn)、參數(shù)設(shè)置、點樣監(jiān)控等操作。

　　芯片點樣儀下位機系統(tǒng)由可對電機進行精確位置控制的多軸運動控制器、運動控制器信號轉(zhuǎn)接板、交流伺服電機和驅(qū)動器、繼電器板和限位/零位開關(guān)等組成。下位機系統(tǒng)的功能主要是接收上位機的控制命令，并實現(xiàn)對三個軸的伺服控制及清洗干燥裝置的開關(guān)量控制。運動控制器還提供八路限位開關(guān)(每軸二路)輸入，四路原點開關(guān)(每軸一路)輸入，十六路通用數(shù)字量輸出接口、十六路通用數(shù)字量輸入接口，用以實現(xiàn)復(fù)雜靈活的運動控制。其功能有：

　?、倜嫦蚋骺刂戚S實現(xiàn)點到點運動控制，具有可編程S-曲線、梯形曲線、速度控制和電子齒輪運動控制方式。

　?、谒杏嬎銋?shù)和軌跡規(guī)劃參數(shù)均為32位。

　?、塾布东@系統(tǒng)原點Home信號，保證控制系統(tǒng)具有較高的重復(fù)定位精度。

　　④可編程事件中斷：外部輸入中斷、事件中斷、時間中斷等。

　　為了保證芯片點樣儀控制系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠，采取了以下措施以減小對控制系統(tǒng)的干擾和增強系統(tǒng)的保護功能：

　?、僭隍?qū)動器的電源上安裝噪聲濾波器，避免驅(qū)動器工作時對電源的干擾。

　?、谛酒c樣儀集成了光耦電路，使數(shù)字地與模擬地隔開;I/O接口的信號同樣也經(jīng)過光電隔離。

　?、劭刂乒裰麟娐放c繼電器電路間用隔離變壓器隔開，避免兩者間的相互干擾。

　?、苌?、下位機的電氣系統(tǒng)共地，信號線都有屏蔽保護。

芯片點樣儀系統(tǒng)軟件

　　芯片點樣儀軟件系統(tǒng)的總體設(shè)計采用結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法，是從整個程序的結(jié)構(gòu)出發(fā)，突出程序模塊的一種設(shè)計方法。其基本思想是將芯片點樣儀系統(tǒng)設(shè)計成由相對獨立、單一功能的模塊組成的結(jié)構(gòu)。由于模塊之間是相對獨立的，所以每個模塊可以獨立地被理解、編碼、測試、排錯或修改，因而使復(fù)雜的工作得以簡化。此外，模塊的相對獨立性也能有效地防止錯誤在模塊之間擴散蔓延，從而提高系統(tǒng)的可靠性。同時還為擴充已有的系統(tǒng)帶來許多方便。

　　芯片點樣儀軟件的編制通過VB實現(xiàn)，充分利用了面向?qū)ο蟮木幊碳夹g(shù)，將軟件的功能模塊化。軟件包括主窗體模塊、參數(shù)設(shè)置模塊、位置校準(zhǔn)模塊、點樣模塊等。由于芯片點樣儀的Z終用戶是醫(yī)學(xué)和生物科學(xué)的工作者，所以控制軟件應(yīng)界面友好，操作簡潔，避免誤操作的發(fā)生。芯片點樣儀人機界面的設(shè)計主要由以下幾個措施來保證操作的正確：

　?、贉p少激活的命令按鈕：屏蔽掉那些暫時不需要使用的命令按鈕，只有完成當(dāng)前的操作才會使其激活，這樣可以避免因為芯片點樣儀操作順序不當(dāng)引起的誤操作。

　　②輸人提示功能的設(shè)計：預(yù)防誤操作的有力手段就是“提示功能”。人機界面在任何時刻都應(yīng)提供提示功能，告訴操作者現(xiàn)在機器人正在做什么，操作者應(yīng)該做什么或可以做什么。

　　③參數(shù)輸入的容錯設(shè)計：由于全局環(huán)境參數(shù)是由人機接口傳送給機器人控制系統(tǒng)的，正確的參數(shù)是機器人安全工作的重要保證。為了保證芯片點樣儀系統(tǒng)有一個基本正常的運行環(huán)境，所有參數(shù)均應(yīng)在程序中保留三個值：Zda值、Z小值和默認值。在系統(tǒng)上電初始化過程中，所有參數(shù)均按典型值進行賦值。在輸入過程中，對鍵入的值進行過濾處理，若操作者誤鍵入超出范圍的值，系統(tǒng)給出提示并將該處的數(shù)值變?yōu)槟J值。