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酶標儀實際上就是一臺變相光電比色計或分光光度計，其基本工作原理與主要結構和光電比色計基本相同.圖示是一種單通道自動進樣的酶標儀工作原理圖.光源燈發出的光波經過濾光片或單色器變成一束單色光，進入塑料微孔極中的待測標本.該單色光一部分被標本吸收，另一部分則透過標本照射到光電檢測器上，光電檢測器將這一待測標本不同而強弱不同的光信號轉換成相應的電信號.電信號經前置放大，對數放大，模數轉換等信號處理后送入微處理器進行數據處理和計算，最后由顯示器和打印機顯示結果.微處理機還通過控制電路控制機械驅動機構X方向和Y方向的運動來移動微孔板，從而實現自動進樣檢測過程.而另一些酶標儀則是采用手工移動微孔板進行檢測，因此省去了X,Y方向的機械驅動機構和控制電路，從而使儀器更小巧，結構也更簡單.
微孔板是一種經事先包理專用于放置待測樣本的透明塑料板，板上有多排大小均勻一致的小孔，孔內都包埋著相應的抗原或抗體，微孔板上每個小孔可盛放零點幾毫升的溶液.
光是電磁波，波長100nm～400nm稱為紫外光，400nm～780nm之間的光可被人眼觀察到，大于780nm稱為紅外光。人們之所以能夠看到色彩，是因為光照射到物體上被物體反射回來。綠色植物之所以是綠色，是因為植物吸收的大部分為紅橙光和藍紫光，但對綠色不吸收，反射出來，所以植物呈現為綠色。酶標儀測定的原理是在特定波長下，檢測被測物的吸光值。
隨著檢測方式的發展，擁有多種檢測模式的單體臺式酶標儀叫做多功能酶標儀，可檢測吸光度（Abs）、熒光強度（FI）、時間分辨熒光（TRF）、熒光偏振（FP）、和化學發光（Lum）。
酶標儀從原理上可以分為光柵型酶標儀和濾光片型酶標儀。光柵型酶標儀可以截取光源波長范圍內的任意波長，而濾光片型酶標儀則根據選配的濾光片，只能截取特定波長進行檢測。
