KR100478137B1

KR100478137B1 - Bio chip scanner having enhanced efficiency of focusing excitation light

Info

Publication number: KR100478137B1
Application number: KR10-2002-0042638A
Authority: KR
Inventors: 김용민; 박성래; 구기현; 김정국; 이종호; 유형진; 정왕림
Original assignee: 주식회사 마크로젠; 스타브이-레이주식회사
Priority date: 2002-07-19
Filing date: 2002-07-19
Publication date: 2005-03-21
Also published as: KR20040008903A

Abstract

본 발명은 광원으로부터 발생되는 여기광을 바이오칩에 효과적으로 집속하여 조사하고, 이로부터 발생되는 형광을 검출함으로써 바이오칩을 분석할 수 있는 바이오칩 스캐너에 관한 것이다.The present invention relates to a biochip scanner that can analyze a biochip by effectively focusing and irradiating excitation light generated from a light source onto a biochip and detecting fluorescence generated therefrom.

이에 본 발명은, 광원부로부터 생성되는 여기광(勵起光)을 스테이지부에 고정된 바이오칩에 조사(照射)하여 형광을 발생시키고, 발생된 그 형광을 카메라부에서 검출하여 상기 바이오칩을 분석하는 바이오칩 스캐너에 있어서, 상기 광원부는 백색광 램프와; 광 경로 상에 상기 백색광 램프와 인접하여 설치되어 상기 백색광 램프로부터 방출되는 백색광의 적외선 일부분을 차단하는 핫 미러와; 상기 핫 미러를 통과한 백색광을 집속시키는 집속 렌즈와; 상기 집속 렌즈를 통과하여 집속된 백색광을 받아들여 소정의 파장을 갖는 여기광으로 투과시키는 여기 필터; 및 광 경로 상에 상기 여기 필터와 인접하여 적어도 하나 이상 설치되어, 상기 여기 필터를 투과한 여기광을 바이오칩에 조사되도록 안내하는 라이트 가이드를 포함하는 바이오칩 스캐너를 제공한다.Accordingly, the present invention provides a biochip that emits fluorescence by irradiating excitation light generated from a light source unit to a biochip fixed to a stage unit, and detects the generated fluorescence in a camera unit to analyze the biochip. A scanner comprising: a white light lamp; A hot mirror disposed adjacent to the white light lamp on an optical path to block an infrared portion of the white light emitted from the white light lamp; A focusing lens for focusing white light passing through the hot mirror; An excitation filter that receives the white light focused through the focusing lens and transmits the excitation light having a predetermined wavelength; And at least one or more light guides disposed on the optical path adjacent to the excitation filter, the light guide guiding the excitation light transmitted through the excitation filter to the biochip.

Description

BIO CHIP SCANNER HAVING ENHANCED EFFICIENCY OF FOCUSING EXCITATION LIGHT}

본 발명은 바이오칩 스캐너에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광원으로부터 발생되는 여기광을 바이오칩에 효과적으로 집속하여 조사하고, 이로부터 발생되는 형광을 검출함으로써 바이오칩을 분석할 수 있는 바이오칩 스캐너에 관한 것이다.The present invention relates to a biochip scanner, and more particularly, to a biochip scanner that can analyze a biochip by effectively focusing and irradiating excitation light generated from a light source to the biochip and detecting fluorescence generated therefrom.

일반적으로 바이오 칩(Biochip)이란 유리, 실리콘, 또는 나일론 등의 재질로 된 작은 기판 위에 DNA, 단백질 등의 생물분자(biomolecule)들을 집적시켜 놓은 것을 말하며, 이 때 DNA를 집적시켜 놓으면 DNA 칩, 단백질을 집적시켜 놓으면 단백질칩이라고 한다.Generally, biochip refers to the accumulation of biomolecules such as DNA and protein on a small substrate made of glass, silicon, or nylon, and when the DNA is integrated, the DNA chip, protein When accumulated, it is called protein chip.

DNA 칩은 유전자 검색용으로서 엄청나게 많은 종류의 DNA를 고밀도로 붙여 놓은 것을 말하며, 이러한 DNA 칩이 대체할 수 있는 기존의 대표적인 유전공학 방법으로는 Southern과 Northern blot, 돌연변이 검색 그리고 DNA sequencing 등이 있다. 이와 같은 방법들과 가장 큰 차이점은 동시에 최소한 수백 개 이상의 유전자를 빠른 시간 안에 검색할 수 있다는 것이다. DNA 칩은 붙이는 유전물질의 크기에 따라 cDNA 칩과 oligonucleotide 칩, 그리고 암 등의 질병에 대한 진단용 BAC 칩으로 나눌 수 있다.The DNA chip is a high-density deposit of a huge number of DNA for gene searching. The representative genetic engineering methods that can be replaced by these DNA chips include Southern and Northern blots, mutation detection, and DNA sequencing. The main difference from these methods is that at least hundreds of genes can be searched at the same time. DNA chips can be divided into cDNA chips, oligonucleotide chips, and diagnostic BAC chips for cancer, depending on the size of the genetic material attached.

DNA 칩 스캐너는 이러한 cDNA 칩과 oligonucleotide 칩, 그리고 진단용 BAC 칩 등에서 환자나 검색 대상의 유전적 변형에 대한 정보를 읽어 오고 이를 분석하여 주는 역할을 수행한다. 또한 DNA 칩 스캐너가 스캔한 유전적 정보는 스캐너의 내장 소프트웨어를 통하여 분석하게 되며 이를 데이터베이스화하고 다른 데이터 서버와 연동하면서 비교 분석하는 기능도 가지고 있다.The DNA chip scanner reads and analyzes information about genetic modifications of patients and objects from cDNA chips, oligonucleotide chips, and diagnostic BAC chips. In addition, the genetic information scanned by the DNA chip scanner is analyzed through the scanner's built-in software, which has the ability to make a database and compare it with other data servers.

이렇듯 DNA 칩 스캐너는 바이오 테크 혁명을 이끌기 위한 기반 기술들인 유전자 분리 및 재조합 기술, 유전자 이식기술, 게놈 데이터 베이스 구축기술, 생물정보학 기술, 바이오 칩 기술 중 대량으로 쏟아져 나오고 있는 DNA 염기서열 정보로부터 특정 유전자를 찾아내고 각 유전자와 단백질의 기능을 밝히는 데에 핵심적으로 사용된다. 특히 짧은 시간 내에 많은 양의 정보를 나타낼 수 있고 자동화가 용이하기 때문에 주목받고 있다.As such, DNA chip scanners can be identified from DNA sequencing information flowing out from a large number of technologies such as gene isolation and recombination technology, gene transplantation technology, genomic database construction technology, bioinformatics technology, and biochip technology. It is key to identifying genes and identifying the function of each gene and protein. In particular, it is attracting attention because it can display a large amount of information in a short time and easy automation.

DNA 칩 스캐너는 사용되는 광원에 따라 크게 두 가지로 분류되는 바, 레이저를 사용하는 레이저 방식과 제논(Xenon)이나 메탈 할라이드 램프(metal halide lamp) 등과 같은 백색광을 사용하는 CCD 방식으로 분류된다.DNA chip scanners are classified into two types according to the light source used, and are classified into a laser method using a laser and a CCD method using white light such as Xenon or a metal halide lamp.

도 3은 냉각 CCD(cooled Charge Coupled Detecter) 방식 DNA 칩 스캐너의 기본적인 구조를 도식적으로 나타낸 구성도이다.3 is a schematic diagram showing the basic structure of a cooled charge coupled detector (CCD) type DNA chip scanner.

도 3에서 보는 바와 같이, DNA 칩 스캐너는 크게 여기광을 발생시키는 광원부(60), DNA 칩을 고정시키는 스테이지부(70), 및 DNA 칩으로부터 발생하는 형광을 검출하기 위한 카메라부(80)로 이루어진다.As shown in FIG. 3, the DNA chip scanner includes a light source unit 60 for generating excitation light, a stage unit 70 for fixing the DNA chip, and a camera unit 80 for detecting fluorescence generated from the DNA chip. Is done.

상기 광원부(60)는 램프(61)에서 발생되는 백색광을 DNA 칩에 처리된 염료의 종류에 따라 적당한 칼라의 필터(65,68)로 걸러 여기광(Excitation Light)을 발생시키며, 이를 스테이지부(70)에 고정되는 상기 DNA 칩(90)에 조사하여 염료를 들뜨게 한다. 이렇게 염료에서 방출된 자발광(spontaneous emission)은 상기 카메라부(80)의 CCD(85) 앞단에 설치된 발광 필터(emission filter)(81)에 의해 걸러져 순수하게 염료에서만 방출된 빛을 이미징하게 된다.The light source unit 60 generates excitation light by filtering the white light generated from the lamp 61 by filters 65 and 68 having a suitable color according to the type of the dye processed on the DNA chip. The DNA chip 90 fixed to 70) is irradiated to excite the dye. The spontaneous emission emitted from the dye is filtered by an emission filter 81 installed in front of the CCD 85 of the camera unit 80 to image light emitted purely from the dye.

그러나, 종래의 스캐너는 램프로부터 발생되는 백색광이 기본적으로 발산하는 성질을 가지지만 이를 효율적으로 집속하여 DNA 칩에 조사하지 못함에 따라 스캔영역에서의 밝기가 불균일하게 되는 문제점이 있었다.However, the conventional scanner has a property that the white light emitted from the lamp basically emits light, but the brightness of the scan area is uneven because it cannot be efficiently focused and irradiated onto the DNA chip.

또한, DNA 칩에 한 번 조사된 뒤 반사되는 여기광은 다시 사용되지 못하고 버려짐에 따라, 원하는 수준의 세기를 갖는 빛을 얻기 위하여 보다 큰 램프를 사용해야하는 문제점이 있었다.In addition, since the excitation light reflected once after being irradiated onto the DNA chip is discarded without being used again, there is a problem in that a larger lamp is used to obtain light having a desired level of intensity.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 그 목적은 광원으로부터 발생되는 여기광을 효과적으로 집속하여 DNA 칩에 조사함으로써 시스템의 성능을 극대화 할 수 있고 스캔 영역에서의 밝기의 불균일을 해소할 수 있는 바이오칩 스캐너용 광원을 제공하는 것이다. The present invention was devised to solve the above problems, and its object is to effectively focus the excitation light generated from the light source and irradiate the DNA chip to maximize the performance of the system and to reduce the unevenness of brightness in the scan area. It is to provide a light source for a biochip scanner that can be eliminated.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 광원부로부터 생성되는 여기광(勵起光)을 스테이지부에 고정된 바이오칩에 조사(照射)하여 형광을 발생시키고, 발생된 그 형광을 카메라부에서 검출하여 상기 바이오칩을 분석하는 바이오칩 스캐너에 있어서, 상기 광원부는 백색광 램프와; 광 경로 상에 상기 백색광 램프와 인접하여 설치되어 상기 백색광 램프로부터 방출되는 백색광의 적외선 일부분을 차단하는 핫 미러와; 상기 핫 미러를 통과한 백색광을 집속시키는 집속 렌즈와; 상기 집속 렌즈를 통과하여 집속된 백색광을 받아들여 소정의 파장을 갖는 여기광으로 투과시키는 여기 필터; 및 광 경로 상에 상기 여기 필터와 인접하여 적어도 하나 이상 설치되어, 상기 여기 필터를 투과한 여기광을 바이오칩에 조사되도록 안내하는 라이트 가이드를 포함하는 바이오칩 스캐너를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention, by irradiating the excitation light generated from the light source unit to the biochip fixed to the stage unit to generate fluorescence, the generated fluorescence is detected by the camera unit A biochip scanner for analyzing the biochip, the light source unit comprising: a white light lamp; A hot mirror disposed adjacent to the white light lamp on an optical path to block an infrared portion of the white light emitted from the white light lamp; A focusing lens for focusing white light passing through the hot mirror; An excitation filter that receives the white light focused through the focusing lens and transmits the excitation light having a predetermined wavelength; And at least one or more light guides disposed on the optical path adjacent to the excitation filter, the light guide guiding the excitation light transmitted through the excitation filter to the biochip.

상기 집속 렌즈는 비구면 렌즈를 사용할 수 있으며, 선택적으로, 오목 렌즈와 볼록 렌즈를 조합하여 사용하는 것도 가능하다.The focusing lens may use an aspherical lens, and optionally, a combination of a concave lens and a convex lens may be used.

상기 라이트 가이드는 광섬유를 사용하는 것이 바람직하며, 선택적으로, 리퀴드 라이트 가이드(liquid light guide)를 사용할 수 있다.Preferably, the light guide uses an optical fiber, and optionally, a liquid light guide.

또한, 본 발명에 따른 바이오칩 스캐너는 복수 개의 여기 필터를 내장하여 요구되는 파장에 따라 선택적으로 필터를 교체할 수 있도록 구비되는 필터 휠을 더 포함하여 구성될 수 있다.In addition, the biochip scanner according to the present invention may be configured to further include a filter wheel provided to be able to selectively replace the filter according to the wavelength required by embedding a plurality of excitation filters.

상기 바이오칩 스캐너는 라이트 가이드의 끝단에 인접하여 구비되는 집속 렌즈를 더 포함하거나, 또는 라이트 파이프를 더 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 라이트 가이드는 끝단에 소정 크기의 투과부분을 남기고 차폐함으로써 집속효율을 높이는 것도 가능하다.The biochip scanner may further include a focusing lens provided adjacent to an end of the light guide, or may further include a light pipe, and the light guide may focus on efficiency by leaving a shield of a predetermined size at the end. It is also possible to increase.

본 발명에 따른 바이오칩 스캐너는, 상기 라이트 가이드와 대향 배치되어 상기 라이트 가이드를 통하여 바이오칩에 조사된 후 상기 바이오칩 표면으로부터 반사되는 여기광을 재반사함으로써 상기 바이오칩에 조사할 수 있는 반사경을 더 포함하여 구성될 수 있다.The biochip scanner according to the present invention may further include a reflector configured to face the light guide and be irradiated to the biochip through the light guide and then reflect the excitation light reflected from the surface of the biochip to irradiate the biochip. Can be.

본 발명의 다른 실시예는 상기한 구성들 중에서 별도로 구비되는 집속렌즈를 제외한 나머지 구성요소를 포함하는 바이오칩 스캐너를 또한 제공한다.Another embodiment of the present invention also provides a biochip scanner including the remaining components other than the focusing lens provided separately from the above-described configuration.

즉, 상기 광원부가 백색광 램프; 광 경로 상에 상기 백색광 램프와 인접하여 설치되어 상기 백색광 램프로부터 방출되는 백색광의 적외선 일부분을 차단하는 핫 미러; 상기 핫 미러를 통과한 백색광을 받아들여 소정의 파장을 갖는 여기광으로 투과시키는 여기 필터; 및 광 경로 상에 상기 여기 필터와 인접하여 적어도 하나 이상 설치되어, 상기 여기 필터를 투과한 여기광을 바이오칩에 조사되도록 안내하는 라이트 가이드를 포함하는 바이오칩 스캐너를 제공한다.That is, the light source unit is a white light lamp; A hot mirror disposed adjacent to the white light lamp on an optical path to block an infrared portion of the white light emitted from the white light lamp; An excitation filter that receives the white light passing through the hot mirror and transmits the excitation light having a predetermined wavelength; And at least one or more light guides disposed on the optical path adjacent to the excitation filter, the light guide guiding the excitation light transmitted through the excitation filter to the biochip.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, described in detail with reference to the accompanying drawings a preferred embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 DNA 칩 스캐너의 광원부를 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 DNA 칩 스캐너의 광원부 일부와 카메라부를 도시한 구성도이다. 1 is a block diagram showing a light source unit of the DNA chip scanner according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a block diagram showing a part of the light source unit and the camera unit of the DNA chip scanner according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 DNA 칩 스캐너의 광원부(10)에서는 백색광 램프(13)로부터 방출되는 백색광(L)이 제 1 집속 렌즈(condensing lens)(17)와 여기 필터(excitation filter)(21)를 거치면서 여기광(勵起光)으로 변환되어 라이트 가이드(light guide)(25)를 통하여 분석하고자 하는 DNA 칩에 조사된다.As shown in FIG. 1, in the light source unit 10 of the DNA chip scanner according to the present embodiment, the white light L emitted from the white light lamp 13 receives the first condensing lens 17 and the excitation filter ( The excitation filter 21 is converted into excitation light and irradiated to a DNA chip to be analyzed through a light guide 25.

이 때, 핫 미러(hot mirror)(15)가 상기 백색광 램프(13)와 집속 렌즈(17)의 사이, 즉 광 경로 상에 상기 백색광 램프(13)와 인접하여 설치되며, 이 핫 미러(15)는 상기 백색광 램프(13)로부터 방출되는 백색광(L)의 적외선 일부분을 차단한 영역을 통과시킴으로써 제 1 집속 렌즈(17), 여기 필터(21) 및 라이트 가이드(25)를 열로부터 보호하는 역할을 한다.At this time, a hot mirror 15 is provided between the white light lamp 13 and the focusing lens 17, i.e., adjacent to the white light lamp 13 on the optical path, and this hot mirror 15 ) Serves to protect the first focusing lens 17, the excitation filter 21 and the light guide 25 from heat by passing through an area blocking the infrared part of the white light L emitted from the white light lamp 13. Do it.

선택적으로, 열흡수 필터(heat absorption filter)를 사용하여 상기 구성요소들을 열로부터 보호할 수도 있다.Optionally, a heat absorption filter may be used to protect the components from heat.

상기 제 1 집속 렌즈(17)는 백색광 램프(13)로부터 방출되어 핫 미러(15)를 통과한 백색광(L)을 라이트 가이드(25)로 입사될 수 있도록 집속시켜 준다. 이러한 제 1 집속 렌즈(17)는 방출되는 광원과 라이트 가이드(25)의 특성에 맞추어, 발생된 빛을 최대한 집속시킬 수 있도록 설계되어 질 수 있으며, 라이트 가이드(25)로 입사되는 빛의 각도까지 조절할 수 있다.The first focusing lens 17 focuses the white light L emitted from the white light lamp 13 and passed through the hot mirror 15 to be incident on the light guide 25. The first focusing lens 17 may be designed to focus the generated light as much as possible according to the characteristics of the emitted light source and the light guide 25, and up to the angle of the light incident on the light guide 25. I can regulate it.

이러한 제 1 집속 렌즈(17)의 일례로 비구면(非球面) 렌즈를 사용할 수 있다.As an example of the first focusing lens 17, an aspherical lens can be used.

비구면 렌즈는 통상의 구면 렌즈보다 더 뛰어난 집속성을 보인다.Aspherical lenses exhibit better focusing properties than conventional spherical lenses.

또한, 상기 제 1 집속 렌즈(17)의 다른 예로 오목 렌즈와 볼록 렌즈를 조합하여 사용하는 것도 가능하며, 집속 렌즈를 통과한 빛이 평행광이 되도록 조합할 수도 있다.As another example of the first focusing lens 17, a concave lens and a convex lens may be used in combination, and the light passing through the focusing lens may be combined to be parallel light.

상기 여기 필터(21)는 상기 제 1 집속 렌즈(17)를 통과하여 집속된 백색광(L)을 받아들여 소정의 파장을 갖는 여기광으로 투과시킨다. DNA 칩(D)에 조사되는 여기광의 파장은 DNA 칩(D)에 사용되는 염료의 종류에 따라 다수의 가지수를 가진다. 상기 염료는 실험방법에 따라 일반적으로 Cy3, Cy5, Alexa488, Alexa594 염료가 많이 쓰인다.The excitation filter 21 receives the white light L focused through the first focusing lens 17 and transmits the excitation light having a predetermined wavelength. The wavelength of the excitation light irradiated onto the DNA chip D has a large number of branches depending on the type of dye used for the DNA chip D. The dye is generally used a lot of Cy3, Cy5, Alexa488, Alexa594 dye according to the experimental method.

본 실시예에 따른 DNA 칩 스캐너는 이렇게 DNA 칩(D)에 사용되는 염료의 종류에 따라 필요한 파장 영역을 선택할 수 있도록 필터 휠(filter wheel)(19)을 더 구비하는 것이 바람직하다. 상기 필터 휠(19)은 여러 파장의 빛을 투과시킬 수 있는 복수 개의 여기 필터를 내장하여 선택적으로 필터를 교체할 수 있다.It is preferable that the DNA chip scanner according to the present embodiment further includes a filter wheel 19 so as to select a required wavelength range according to the type of dye used for the DNA chip D. The filter wheel 19 has a built-in plural excitation filters capable of transmitting light of various wavelengths, thereby selectively replacing the filters.

상기 라이트 가이드(25)는 광 경로 상에 상기 여기 필터(21)와 인접하여 적어도 하나 이상 설치되며, 여기 필터(21)를 투과한 여기광을 DNA 칩(D)에 적절히 조사되도록 안내하는 역할을 한다.The light guide 25 is provided at least one or more adjacent to the excitation filter 21 on the optical path, and serves to guide the excitation light transmitted through the excitation filter 21 to the DNA chip (D) as appropriate. do.

이러한 라이트 가이드(25)로 광섬유(Optical Fiber)를 사용하는 것이 바람직하며, 상기 광섬유의 재질은 플라스틱이나 석영(quartz)이 될 수 있다. 그러나, 이에 국한되는 것은 아니며 리퀴드 라이트 가이드(Liquid Light Guide)를 사용하는 것도 가능하며, 브릿지(bridge)를 갖는 화이버 가이드(fiber guide)를 사용할 수도 있다.It is preferable to use an optical fiber as the light guide 25, and the material of the optical fiber may be plastic or quartz. However, the present invention is not limited thereto, and a liquid light guide may be used, and a fiber guide having a bridge may be used.

또한, 상기 라이트 가이드(25)는 어댑터(23)에 장착되어 사용된다.In addition, the light guide 25 is mounted on the adapter 23 to be used.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 DNA 칩 스캐너는 상기 라이트 가이드(25)의 끝단에 인접하여 구비되는 제 2 집속 렌즈(29)를 더 포함한다. On the other hand, as shown in Figure 2, the DNA chip scanner according to the present embodiment further includes a second focusing lens 29 provided adjacent to the end of the light guide 25.

라이트 가이드(25)에서 나오는 빛은 기본적으로 발산하는 특성을 갖기 때문에 단위면적당 빛의 세기를 크게 하기 위해서 여기광을 상기 제 2 집속 렌즈(29)로 집속한 다음 DNA 칩(D)에 조사하게 된다. 이러한 제 2 집속 렌즈(29)는 DNA 칩(D)의 스캔 영역에 빛을 고르게 비추어 주어 밝기가 불균일한 문제를 해소할 수 있다.Since light emitted from the light guide 25 has a characteristic of being basically emitted, the excitation light is focused on the second focusing lens 29 and then irradiated onto the DNA chip D to increase the intensity of light per unit area. . The second focusing lens 29 evenly shines light on the scan area of the DNA chip D to solve the problem of uneven brightness.

선택적으로, 상기 라이트 가이드(25)에서 나오는 빛을 집속하기 위해 라이트 파이프(미도시)가 상기 라이트 가이드(25)의 끝단에 인접하여 구비될 수 있으며, 상기 라이트 가이드(25)의 끝단에 소정 크기의 투과부분을 남기고 차폐함으로써 빛을 집속할 수도 있다.Optionally, a light pipe (not shown) may be provided adjacent to an end of the light guide 25 to focus light emitted from the light guide 25, and have a predetermined size at an end of the light guide 25. The light can be focused by shielding it while leaving the transmissive part of it.

또한, 본 실시예에 따른 DNA 칩 스캐너는 DNA 칩(D)에 조사되는 여기광의 효율을 높이기 위해, 상기 라이트 가이드(25)와 대향 배치되는 반사경(27)을 더 포함할 수 있다.In addition, the DNA chip scanner according to the present embodiment may further include a reflector 27 disposed to face the light guide 25 in order to increase the efficiency of the excitation light irradiated onto the DNA chip D.

상기 반사경(27)은 상기 라이트 가이드(25)를 통하여 DNA 칩(D)에 조사된 다음 그 표면에서 반사되는 여기광을 DNA 칩(D)으로 재반사하여 조사함으로써 그 효율을 높일 수 있다. 이 때, 상기 반사경(27)은 이로부터 반사된 빛이 DNA 칩(D)의 위치에서 초점이 맺히도록 그 곡률과 거리를 조절한다.The reflector 27 may increase efficiency by irradiating the DNA chip D through the light guide 25 and then reflecting back the excitation light reflected from the surface of the DNA chip D with the DNA chip D. At this time, the reflector 27 adjusts the curvature and the distance so that the light reflected therefrom is focused at the position of the DNA chip (D).

이러한 여기광의 조사로 인하여 DNA 칩(D)에서 발생되는 형광은 포커싱 옵틱스(41)에 의하여 이미지 센서(45)에 상을 맺게 되는데, 이 때 함께 반사되는 여기광은 이미션 필터(43)에서 차단되고 분석에 필요한 신호만 상기 이미지 센서(45)에 전달된다.The fluorescence generated from the DNA chip D due to the irradiation of the excitation light forms an image on the image sensor 45 by the focusing optics 41, and the excitation light reflected together is blocked by the emission filter 43. Only the signals necessary for analysis are transmitted to the image sensor 45.

상기에서는 DNA 칩을 분석할 수 있는 DNA 칩 스캐너에 적용되는 광원부에 한정하여 설명하였으나, 상기 광원부는 이러한 DNA 칩뿐만 아니라 단백질 칩 등 바이오칩을 분석할 수 있는 바이오칩 스캐너에 적용될 수도 있다.In the above description, the light source unit is applied to a DNA chip scanner capable of analyzing a DNA chip. However, the light source unit may be applied to a biochip scanner capable of analyzing a biochip such as a protein chip as well as the DNA chip.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it belongs to the scope of the invention.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 바이오칩 스캐너에 의하면, 광원으로부터 발생되는 여기광을 광전달 효율이 우수한 라이트 가이드를 통하여 바이오칩에 효과적으로 집속함으로써, 광원의 크기를 상대적으로 줄이고 시스템의 성능을 극대화할 수 있으며, 스캔 영역에서의 밝기의 불균일을 해소할 수 있는 효과가 있다. As described above, according to the biochip scanner according to the present invention, by effectively focusing the excitation light generated from the light source to the biochip through the light guide having excellent light transmission efficiency, it is possible to reduce the size of the light source relatively and maximize the performance of the system. Therefore, there is an effect that can solve the unevenness of brightness in the scan area.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 DNA 칩 스캐너의 광원부를 도시한 구성도이다.1 is a block diagram showing a light source unit of a DNA chip scanner according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 DNA 칩 스캐너의 광원부 일부와 카메라부를 도시한 구성도이다.Figure 2 is a block diagram showing a portion of the light source and the camera unit of the DNA chip scanner according to an embodiment of the present invention.

도 3은 냉각 CCD 방식 DNA 칩 스캐너의 기본적인 구조를 도식적으로 나타낸 구성도이다.3 is a schematic diagram showing the basic structure of a cooled CCD type DNA chip scanner.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

10: 광원부 13: 백색광 램프10: light source unit 13: white light lamp

15: 핫 미러 17: 제 1 집속 렌즈15: hot mirror 17: first focusing lens

19: 필터 휠 21: 여기 필터19: filter wheel 21: excitation filter

25: 라이트 가이드 27: 반사경25: light guide 27: reflector

29: 제 2 집속 렌즈 41: 포커싱 옵틱스29: second focusing lens 41: focusing optics

43: 이미션 필터 45: 이미지 센서43: emission filter 45: image sensor

Claims

A biochip scanner in which an excitation light generated from a light source unit is irradiated to a biochip fixed to a stage unit to generate fluorescence, and the generated fluorescence is detected by a camera unit to analyze the biochip. Light source

White light lamps;

A hot mirror disposed adjacent to the white light lamp on an optical path to block infrared rays of the white light emitted from the white light lamp;

A focusing lens for focusing white light passing through the hot mirror;

An excitation filter that receives the white light focused through the focusing lens and transmits the excitation light having a wavelength selected according to a dye used in the biochip to be analyzed; And

At least one light guide is installed on the optical path adjacent to the excitation filter to guide the excitation light transmitted through the excitation filter to the biochip.

Biochip scanner comprising a.

The method of claim 1,

And said focusing lens is an aspheric lens.

The method of claim 1,

The focusing lens is a biochip scanner, characterized in that configured by combining a concave lens and a convex lens.

The method of claim 1,

The light guide is a biochip scanner, characterized in that the optical fiber.

The method of claim 1,

The light guide is a biochip scanner, characterized in that the liquid light guide (liquid light guide).

The method of claim 1,

The biochip scanner further comprises a filter wheel provided with a plurality of excitation filters to selectively replace the filter according to the required wavelength.

The method of claim 1,

Biochip scanner further comprises a focusing lens provided adjacent to the end of the light guide.

The method of claim 1,

The biochip scanner further comprises a light pipe provided adjacent to the end of the light guide.

The method of claim 1,

The light guide is a biochip scanner, characterized in that shielding leaving a transmissive portion of a predetermined size at the end.

The method of claim 1,

And a reflector disposed to face the light guide, the reflector being irradiated to the biochip through the light guide, and reflecting the excitation light reflected from the surface of the biochip to irradiate the biochip.

White light lamps;

An excitation filter that receives the white light passing through the hot mirror and transmits the excitation light having a wavelength selected according to a dye used in the biochip to be analyzed; And

Biochip scanner comprising a.