为了满足胞内荧光测钙实验的需要,设计了一种新型的单色激发光源.其中,短弧氙灯发出的光经椭球反射镜聚焦后采用抛物面反射镜准直成平行光,通过光栅的衍射分光后又经过会聚物镜把光能量会聚到光纤端面,光纤的另一端面输出单色光.采用光路偏折的方法,有效地克服了灯源的噪声.结果显示,波长为340nm和380nm的光能量分别可达到30μW和120μW,能很好地满足荧光测钙实验的要求.

膜片钳放大器是一个用于监测细胞膜电流的高精度模拟信号处理单元，放大器的调试和膜片钳实验过程中的参数设置与补偿均相当复杂，文章着重介绍全自动膜片钳放大器参数控制系统设计方法，该系统采用具有8051内核的USB2．0接口芯片配合可编程逻辑接口器件（CPLD），实现了对放大器参数的全数字控制，实验证明此方法能有效的设置实验参数与状态，并为全自动膜片钳虚拟仪器系统的建立奠定基础。

为解决由电子元器件本身误差造成的增益不准确以及探头反馈龟阻的分布电容造成的频响不准确等问题，文章提出了一种由计算机控制膜片钳放大器的自动校准方案；该方案采用线性拟合、有效值法、最小二乘拟合法和迭代法等算法，通过计算机和数据采集卡对膜片钳放大器进行数字控制和检测，从而实现自动校准；实验结果证明，校准后的参数能真实表现元器件的特性，从而保证实验数据的正确性，使放大器精度得到了提高，频响的正确性也得到了保证。

大功率LED拥有寿命长、单色性好、控制灵活等优势，能够很好的服务于现代生物成像实验。文中基于LED照明和生物实验的特点．为显微镜LED光源设计针对性的驱动电路；电路采用大功率LED驱动器LT3755和boost拓扑结构．实现了电流满量程调节。通过测试不同控制电压下LED输出电流的实验，说明电路能实现较高精度和线性度的电流控制。

为了搭建荧光显微镜单色光源系统,设计了两种不同的非球面反射镜,利用光线追迹和统计的方法分析比较了两种非球面反射镜的聚光特性,模拟了实际使用效果,并利用椭球面反射镜构建单色光源系统,在荧光测钙实验中得以使用,证实了椭球面反射镜在此类光学系统中应用的可行性.

论述了膜片钳放大器中快、慢电容瞬态电流产生的原因和补偿原理,并采用了迭代算法,通过程序控制实现对快、慢电容所引起的瞬态电流伪差进行自动补偿.实验结果表明,该方法能快速有效地补偿快、慢电容瞬态电流,简化了实验操作,提高了实验效率.

设计了一种用于钙离子光解释放技术的新型荧光显微镜双路耦合聚光系统采用合适的结构及精确的像差校正以保证光能的良好传输率及样本平面上的均匀性.通过光解释放实验证明了该系统适合于光解释放技术的需要.