单分子免疫检测，是指将免疫复合物限制在极小的体积内，对产生的信号进行计数，是一种“数字化”的免疫检测技术。单分子免疫检测仪的核心类似于一个荧光显微系统，但普通的荧光显微镜结构复杂，且与生物芯片规格无法匹配，不能很好地满足检测需求。针对自行研制的生物芯片规格，合计了一套高性能的单分子免疫检测光学系统。根据设计要求，确定了合适的初始结构；在荧光显微系统原理和像差分析理论的基础上，使用光学设计软件Zemax对系统进行反复优化设计；设计出了满足单分子免疫检测成像要求的光学系统。系统的成像部分由15片折射透镜组成，工作距离为4mm

放大倍率为-4.52

调制传递函数值在奈奎斯特频率73lp/mm处均大于0.44

畸变为0.8%

照明部分采用柯勒照明方式，在整个视场范围内，物面上的照度均匀度达到97%。整个系统采用国产常规玻璃，有利于加工和降低成本。经优化后的高分辨率荧光显微系统结合当前发展成熟的全自动化检测技术，可以极大提高单分子免疫检测的检测灵敏度和准确率。