CN101213447A - 生物驱动器装置和使用该生物驱动器装置的化验方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种使用生物驱动器的化验方法。具体而言，本发明涉及一种生物驱动器装置以及一种使用该生物驱动器装置的化验方法，该生物驱动器装置包括：控制和驱动生物盘以及普通光盘(CD和DVD)的控制器，在该生物盘中设计和布置包括各种诊断和电化学分析设备的片上实验室；带插槽，其中插入用于测量生物采样和血糖的测试带；以及用于分析测试带的生物传感器。

Description

生物驱动器装置和使用该生物驱动器装置的化验方法
技术领域
本发明涉及一种使用生物驱动器的化验方法，并且更具体地涉及一种生物驱动器装置以及一种使用该生物驱动器装置的化验方法，该生物驱动器装置包括：控制和驱动生物盘以及普通光盘(CD和DVD)的控制器，在该生物盘中设计并布置包括各种诊断和电化学分析设备的片上实验室；带插槽，其中插入用于测量生物采样和血糖的测试带；以及用于分析测试带的生物传感器。
背景技术
本发明是申请日为2002年1月27日的国际专利申请第PCT/KR02/00126号和申请日为2002年5月31日的国际专利申请第PCT/KR02/01035号的继续申请，其中前者要求申请日为2001年1月27日的韩国专利申请第10-2001-0003956号的优先权，后者要求申请日为2001年5月31日的韩国专利申请第10-2001-0031284号的优先权。国际专利申请第PCT/KR02/00126号及其优先权韩国申请的发明名称为“Nucleic acid hybridization assay methodand device using cleavage technique responsive to complementary double strandor single strand of nucleic acids or oligonucleotides”，国际专利申请第PCT/KR02/01035号及其优先权韩国申请的发明名称为“Micro valve apparatususing micro bead and method for controlling the same”，而韩国专利申请第10-2005-0038765号的发明名称为“Digital bio disc(DBD)，DBD driverapparatus and assay method using the same”。通过援引将上述先前申请的公开内容整体结合于此。
在先申请中公开的发明提供一种根据核酸的互补双链或者单链来使用分裂技术的核酸杂交化验方法和设备，可应用于各种定量或者定性化验设备。此外，微阀是用以控制片上实验室中流体流动的基本单元(element)。此外，该发明还提供一种将化验方法和设备集成于盘中的生物盘和一种包括用于驱动和控制该生物盘的生物光学拾取模块设备的生物驱动器装置。
此外，在先申请中公开的发明提供一种包括用以检测的检测器或者分裂信号单元的核酸化验设备，该检测器包括光学器件、电化学器件或者电容和阻抗测量器件。检测结果能够数字化为计算机可执行软件，并且通过建立的通信网络如因特网提供给患者或者医生。以这一方式，能够基于核酸化验设备来实施保证患者和医生便利的远程诊断系统。正如在先前申请中公开的那样，用于检测器的电容和阻抗测量可以包括具有可分裂信号单元的交指型阵列电极。
近来已经提出在医学领域用于分析包括血液的生物采样的各种方法。在这些方法之中，使用酶分析方法的生物传感器可以被简单地应用并且能获得具有良好检测灵敏度的快速结果，使得生物传感器已经最广泛地使用于医院和临床化验实验室中。酶分析方法主要分类为作为光谱方法的染色方法和作为电化学方法的电极方法。在发明名称为“Apparatus for optoelectronicevaluation of test strips”的美国专利第4,509,859号(1985年4月9日)中公开了一种使用染色方法的生物传感器。在发明名称为“Apparatus and methodfor sensing species，substances and substrates using oxidase”的美国专利第4,655,880号(1987年4月7日)中公开了一种使用电极方法的生物传感器。
作为例子，有一种用于测量血糖的生物传感器。在使用染色方法的血糖测量技术中，一种血液测量装置被设计用以感测染色物的颜色由于葡萄糖而引起的变化。使用一种具有多孔聚合物膜的带，反应剂可以容易地渗透到该多孔聚合物膜中。作为用于染色方法的当前代表性测试带(test strip)，在商业上提供了Lifescan公司的SureStep和Roche公司的Glucotrend。
在电极方法中，取代了染色物而使用电介质来测量当葡萄糖的氧化酶与电极反应时生成的电子。在该方法中，由于没有测量颜色，所以没有出现红血球的干扰。作为当前代表性的电化学生物传感器，在商业上提供了AllMedicus公司的GlucoDr、Arkray公司的Glucocard、Roche公司的Accutrend传感器、Abbott公司的Precision QID等。
由于可以容易地实施使用染色方法的生物传感器，所以已经开发用于各种生物采样的生物传感器。然而，使用染色方法的生物传感器较使用电极方法的生物传感器而言具有长的测量时间，并且存在由于生物采样的混浊所造成的测量误差。因此，使用染色方法的生物传感器在分析重要的生物采样上有困难。
使用电极方法的生物传感器较使用染色方法的生物传感器而言具有短的测量时间，使得可以容易地高测量准确度地使用它。然而，较使用染色方法的生物传感器而言没有开发用于各种生物采样的生物传感器，使得它仅能用于少数类型的生物采样。
当使用用于测量生物采样和血糖的测试带时，可以在数秒内获得测量结果。此外，在市面上可以容易地购买测试带。一般而言，测试带制造成一次性的并且较生物盘而言非常廉价。
然而，使用测试带的生物采样和血糖测量装置具有如下三个不足。示例性血糖测量装置的不足说明如下。
第一，在血糖测量之前，使用血糖测量装置的操作者应当通过设置血糖测量装置的按钮将带容器内写入的纠正代码号输入到血糖测量装置，或者通过使用检查带(或者用于纠正的测试带)将纠正代码设置到血糖测量装置。无论何时重新购买带都要再次重复这一代码设置操作颇为不便。
第二，作为用于测试带的测试采样，当无需整体血液而只需血清或者血浆时，驱动用于从整体血液获得血清或者血浆的离心分离器和用于在离心分离之后提取浮于上部的血清或者血浆的分离过程颇为不便。此外，出于这一目的而需要分离式离心分离器。
第三，当通过使用一个测量装置来分析各种生物采样时，借助按钮向测量装置通知与化验的材料相关的信息以进行分析通常颇为不便。例如，对于血糖测量装置，由于它的主要用户为年长人士，所以甚至于很简易的按钮操作对于他们也颇为不便。开发了一种代码芯片以克服这样的不足。该使用代码芯片的方式具有的优点在于它包括与化验的材料有关的信息以便向测量装置通知与测试带有关的诸多信息，但是它的不足在于需要比如将代码芯片插入到测量装置中这样的不便过程，而且代码芯片本身的制造成本高。
第四，它具有的不便在于分别需要用于染色方法带的测量装置和用于电极方法带的测量装置。
为了解决上述问题，在发明名称为“An apparatus for analyzing a biosample quantitatively”的韩国专利申请公开号10-2004-0004739和发明名称为“An electrochemical bio chip having a perception electrode and an apparatususing the same”的韩国专利申请公开号10-2001-0049234中公开了如下专利，该专利通过在带上布置感知电极和电阻器，来自动地分类使用中的测试带是电极方法测试带还是染色方法测试带，以相应地通过测量装置执行协议从而在液晶显示器部分显示分析结果。这样的感知电极布置于带上并且由测量装置的插座部分读取。当将带插入到插座部分中时，测量装置通过感知电极检查电接触带的状态，来自动地感知纠正代码和分析材料的类型。
然而，对于使用感知电极的接触类型，难以避免由于带的频繁使用造成插座部分的机械磨损所引起的损耗和误差。此外，为了对各种类型的带进行分类，相应地需要大量感知电极，而问题在于感知电极复杂而设计相应地受限。
然而，由于容易通过旋转所致离心力从生物盘分离血清和血浆，所以在需要血清和血浆的诊断和化验中使用生物盘比使用带更高效。然而，由于生物盘包括各种化学处理，所以它需要较长时间来获得分析和测量结果，而它的价格较带的价格而言为高。
此外，对于生物盘的化验部位，各种类型的捕获探测器可以固定到化验部位，而固定阵列的数目可以变化。因此，可以有各种类型的生物盘机型(model)或者版本。因此，为了准确地读取化验部位，用于控制生物盘的生物驱动器装置应当准确地知道生物盘的机型，并且据此准确地知道化验部位的位置信息和阵列信息。
因此，为了有效地管理糖尿病，由于应当频繁地测量血糖，所以使用带比使用生物盘更高效，以便在短时间内频繁地测量血糖。然而，在需要血清或者血浆作为测试采样的分析中，使用生物芯片更高效。
因此，需要一种既能驱动生物盘又能驱动测试带的生物驱动器装置。此外，还需要用于识别测试带的类型以及生物盘的机型和版本的带ID(标识)和产品ID。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的一个目的在于提供一种能够驱动和控制生物盘和测试带的生物驱动器装置。
本发明的另一目的在于提供一种通过使用该生物驱动器装置的利用生物盘的诊断和化验方法以及利用测试带的诊断和化验方法。
下文将更清楚地描述本发明如下。
根据本发明的一个方案，提供一种生物驱动器装置，该生物驱动器装置包括：控制器，用于控制对普通光盘或者生物盘的驱动；带插槽(strip insertslot)，其中插入用于测量生物采样的测试带；以及生物传感器，用于化验该测试带。
在该生物驱动器装置中，普通光盘包括可以光学读取其数据的CD、DVD、音频CD、CD-R、游戏CD等。生物盘包括用于化验生物采样的任何盘设备，该盘设备在片上实验室中包括数个反应室和化验部位(见发明人的在先申请)。生物采样包括血糖、胆固醇等。至少一个插槽可以形成于生物驱动器的本体上。生物驱动器装置可以驱动普通光盘、生物盘或者二者。根据本发明，可以执行对普通光盘的重放以及基于测试带对生物采样的诊断和化验。除了基于生物盘的诊断和化验之外，还可以执行基于测试带的诊断和化验。在生物驱动器装置中，可以定性和定量地分析各种类型的癌、血糖、胆固醇、血液中各种成分如GOT和GPT，并且可以执行远程诊断。
在该生物驱动器装置中，生物盘可以包括：保存缓冲剂或者反应溶液的多个室；化验部位，其中与生物采样进行特定反应的生物材料在基板上被固定和排列；多条通道，流体经其在所述室与所述化验部位之间流动；多个孔，其连接所述通道；以及多个阀，用来开启和关闭所述孔。
在该生物驱动器装置中，阀可以包括：设置于孔中的微珠；设置于微珠上方的永久磁体；以及设置于微珠下方的可移动永久磁体。例如，通过在微珠与设置于微珠上方的膜状永久磁体之间的吸引力来关闭阀，而通过在微珠与设置于微珠之下的可移动永久磁体之间的吸引力来开启阀的孔。
在该生物驱动器装置中，阀具有距生物盘的中央不同的径向距离。可移动永久磁体安装于生物盘下方设置的径向可移动滑动器上，使得能够移动可移动永久磁体。结果，可以寻址和独立地控制距生物盘的中央具有不同径向距离的阀。
该生物驱动器装置还可以包括：其上安装生物盘或者普通光盘的转盘；旋转生物盘或者普通光盘的主轴马达；滑动器，包括用于检测生物盘中化验部位的检测器器件和用于控制生物盘中阀的开启和关闭的永久磁体；控制滑动器的移动的滑动马达；控制生物驱动器所有部件的中央控制单元；以及支撑生物驱动器的本体。该中央控制单元可以集成到本发明的控制器中。
在该生物驱动器装置中，滑动器可以具有生物光学拾取模块(BOPM)器件，其中用于检测化验部位或者产品ID的光学传感器、图像传感器或者荧光图像传感器与普通光学拾取器件(CD或者DVD盘读取器)集成为模块。
在该生物驱动器装置中，生物传感器可以化验染色方法测试带和/或电极方法测试带。
在该生物驱动器装置中，染色方法测试带可以是相关领域中已知的任何染色方法测试带。染色方法测试带包括反应区，其中固定与化验材料反应并且改变其颜色的反应剂。染色方法测试带包括荧光带。在染色方法中，金共轭物(gold conjugate)或者荧光标签如Cy3和Cy5可以用作染色材料。电极方法测试带可以是相关领域中已知的任何电极方法测试带。一般而言，电极方法测试带包括参考电极、工作电极和其中固定反应剂的反应区。
在该生物驱动器装置中，用于化验该染色方法测试带的生物传感器可以包括：发光器件和感测器件，用于测量以该染色方法测试带上的反应剂与生物采样的反应为依据的颜色改变；A/D转换器，用于将测量结果转换成数字值；以及中央控制单元，读取从A/D转换器输出的数字信号。
在该生物驱动器装置中，用于化验该电极方法测试带的生物传感器可以包括：A/D转换器，用于将以电极方法测试带上的反应剂与生物采样的反应为依据的从工作电极生成的预定电流转换成数字值；以及中央控制单元，读取从A/D转换器输出的数字信号。该中央控制单元可以集成到生物驱动器的中央控制单元中。
在该生物驱动器装置中，生物传感器可以具有其中装入染色方法测试带和电极方法测试带的安装部分。安装部分是其中可以选择性地安装两类带的集成类型。
在该生物驱动器装置中，生物传感器或者安装部分还可以包括用于确定测试带何时插入到带插槽中和/或用于读取带ID的带ID读取装置。
在该生物驱动器装置中，可以通过带ID(带标识)在测试带上指示纠正代码号、带的类型和化验材料的类型。生物驱动器装置还可以包括用于在带插入到带插槽中时自动地识别带ID的带ID读取装置，由此避免操控者对化验材料执行代码设置操作和输入信息的不便。此外，由于确定是否存在带ID，所以能够确定带是否插入到带插槽中。
在该生物驱动器装置中，带ID读取装置可以与图像传感器一起构造。在该生物驱动器装置中，图像传感器可以包括线图像传感器和设置于线图像传感器附近的曝光装置。
在该生物驱动器装置中，带ID可以是印制于测试带上的条形码图案。
在该生物驱动器装置中，带ID读取装置还可以包括通过使用带ID来识别如下信息的中央控制单元，比如测试带的纠正代码号、带的类型和化验材料的类型。该中央控制单元可以集成到生物驱动器的中央控制单元中。
带可以是染色方法带或者电极方法带。化验材料可以是葡萄糖、胆固醇、GPT、GOP、癌标记等。此外，通过使用光学传感器来测试涂有尿的带，使得可以看见带的颜色改变。在血液循环经过体内器官的同时，在肾部过滤新陈代谢过程中的废物和废水，使得从体内排尿。因此，当肾部、尿道管、尿膀胱、尿道或者其它尿路的功能紊乱时，废物可能无法排出或者尿的成分可能改变。在这一情况下，用于测试尿的成分及其异常以便诊断比如糖尿病、肾病和尿道感染这样的疾病的尿测试是本领域普通技术人员公知的。可以通过使用尿来分析的材料包括尿胆素原、胆红素、葡萄糖、酮、特定比重(specificGravity)、潜隐血、pH、蛋白质、亚硝酸盐、白血球等。
在该生物驱动器装置中，中央控制单元可以根据与测试带的纠正代码号、代的类型和化验材料的类型相关联的协议来控制和驱动生物传感器。
在该生物驱动器装置中，控制器或者生物光学拾取模块(BOPM)器件还可以包括用于确定生物盘是否被加载或者用于识别所加载的生物盘的产品ID的产品ID读取装置。产品ID指示了生物盘的机型或者版本。
在该生物驱动器装置中，产品ID可以是印制于生物盘上的条形码图案。
在该生物驱动器装置中，产品ID读取装置还可以包括通过使用产品ID来识别如下信息的中央控制单元，比如用于生物盘的控制协议、化验算法、用于读取化验部位的标准控制值、关于化验部位的位置信息和化验部位的阵列信息。
在该生物驱动器装置中还可以包括用于将产品ID或者带ID提供到计算机以及从该计算机接收与产品ID或者带ID相关联的控制命令的输入输出设备。
在该生物驱动器装置中，输入输出设备可以是USB(通用串行总线)设备或者根据IEEE1394、ATAPI或者因特网通信标准的设备。
在该生物驱动器装置中，计算机可以将与产品ID或者带ID相关联的控制命令提供到中央控制单元或者用户界面(图形用户界面)。
在该生物驱动器装置中，控制命令可以包括如下信息，如用于生物盘的控制协议、用于测试带的化验协议和算法、用于读取化验部位的标准控制值、关于化验部位的位置信息和化验部位的阵列信息。
在该生物驱动器装置中，用户界面可以包括关于化验算法的信息、关于自诊断的信息、设备驱动器软件、关于临床化验的对患者的教育信息、以及使患者能够基于他/她的诊断结果或者加密的个人信息来与在远程位置的医生或者医院通信的网站和链接。
在该生物驱动器装置中，计算机还可以包括用于下载或者更新该生物驱动器装置用的设备驱动器软件的有线或者无线网络。
在该生物驱动器装置中，计算机还可以包括监视器(显示器设备)，用于提供如下图形用户界面，该图形用户界面以百分比(％)或者条线图或者饼形图显示生物驱动器装置的主要处理和步骤的进度状态，或者提供如下图形用户界面，该图形用户界面显示诊断和化验的统计结果并且执行远程诊断。生物驱动器装置的处理可以主要包括制备处理、PCR处理、杂交处理和抗原-抗体反应。
在该生物驱动器装置中，图形用户界面还可以包括统计软件，用于管理化验部位或者测试带的定量分析的读取结果及其历史并且向用户提供关于定期诊断的信息。
在该生物驱动器装置中，用于历史管理的统计软件可以在诊断时通过口令注册和认证来驱动，以便执行对个人的读取结果的历史管理。
在该生物驱动器装置中，图形用户界面还可以包括用于测量生物盘的化验部位的染色光强度以及确定阴性组、阳性组或者危险组或者计算其值的软件。
根据权利要求21所述的生物驱动器装置，其中图形用户界面还可以包括用于基于从该测试带获得的测量结果来确定阴性组、阳性组或者危险组或者计算其值的软件。
在该生物驱动器装置中，图形用户界面还可以包括生物盘使用历史信息提供装置，用于执行对产品ID的历史管理以及提供与当前加载的生物盘使用了多少次有关的信息、关于有效时间的信息、与可以诊断的疾病类型有关的信息，使得在生物盘被加载时向用户提供该信息。
在该生物驱动器装置中，图形用户界面可以通过输入输出设备将生物盘使用历史信息提供给中央服务器。
在该生物驱动器装置中，微珠可以是膜状圆柱形磁体。
在该生物驱动器装置中，阀可以涂有橡胶衬垫材料或者通过在微珠与孔之间插入膜状橡胶衬垫材料来构造。橡胶衬垫材料可以是弹性聚合物，比如硅橡胶。由于该衬垫而可以更密封地关闭孔。当在微珠与孔之间插入薄膜衬垫材料时，膜衬垫材料被插入和组装到在与孔匹配的位置处穿孔的开口中，使得可以简化生产过程。
在该生物驱动器装置中，滑动器可以利用蜗轮连接到滑动器马达以便控制其移动。
该生物驱动器装置还可以包括用于确定生物驱动器装置上加载的盘是普通光盘还是生物盘的盘类型确定装置。
在该生物驱动器装置中，生物光学拾取模块(BOPM)器件可以读取生物盘的特定位置上的凹槽图案或者产品ID图案，以便允许中央控制单元识别生物驱动器装置上当前加载的该盘是生物盘。
在该生物驱动器装置中，中央控制单元可以确定盘是普通光谱还是生物盘，其中当盘是普通光盘时，中央控制单元将来自光学拾取器件的光盘的内容发送到输出单元的存储单元、将待写入内容发送到光学拾取器件或者将用于读和写的控制信号提供到部件；以及其中当盘是生物盘时，中央控制单元将用于控制生物盘的控制命令信号发送到生物光学拾取模块(BOPM)器件。
在该生物驱动器装置中，图像传感器或者荧光图像传感器可以是以像素为单位来感测光强度的线(一维)图像传感器。在该生物驱动器装置中，线图像传感器可以是线性传感器阵列或者CIS(接触式图像传感器)。
在该生物驱动器装置中，线图像传感器还可以包括设置于线图像传感器附近的用于曝光或者荧光发光的发光二极管(LED)以及光学透镜，由此构成生物光学拾取模块(BOPM)器件。
在该生物驱动器装置中，线(一维)图像传感器可以在滑动器上移动以获得化验部位的二维图像信息。
该生物驱动器装置还可以包括用于指示生物盘处在操作中的发光二极管(LED)。该LED可以是闪烁型的。
在该生物驱动器装置中，支撑生物驱动器的本体可以构造为用于生物盘的顶部加载型或者用于生物盘的前部加载型。
该生物驱动器装置还可以包括用于从插槽中弹出测试带的弹出按钮。
该生物驱动器装置还可以包括液晶显示器，使得生物驱动器装置用作为便携型。
该生物驱动器装置还可以包括用于容纳刀具的抽屉。
根据本发明的另一方案，提供一种使用上述生物驱动器装置的化验方法，该化验方法包括以下步骤：将测试带插入到带插槽中；读取测试带上的带ID；根据与读取的带ID相对应的协议来执行对带上的生物采样的诊断和化验；以及显示诊断和化验的结果。
根据本发明的再一方案，提供一种使用上述生物驱动器装置的化验方法，该化验方法包括以下步骤：在生物驱动器装置上加载生物盘；读取生物盘上的产品ID；根据与读取的产品ID相对应的控制协议来驱动生物盘；根据读取的产品ID通过使用化验部位的位置信息及其阵列信息来分析化验部位；以及显示化验部位的诊断和分析的结果。
该化验方法还可以包括显示诊断和分析的统计结果的步骤。
该化验方法还可以包括以下步骤：经由通信网络向医生发送结果；以及通过远程通信在医生与患者之间执行远程诊断。
该化验方法还可以包括确定生物驱动器装置上加载的盘是生物盘还是普通光盘的步骤。
该化验方法还可以包括向用户提供与带ID或者产品ID的有效时间有关的信息或者通知用户生物盘和带到期而无法诊断或者使用的步骤。例如，计算机基于条形码图案和当前时间来计算生物盘和测试带的生产日期并且确定是否可以执行诊断。
在该化验方法中，可以在按照时间表示血糖、胆固醇、GOT、GPT或者癌标记的改变或者尿测试的成分改变的曲线图中显示诊断和分析的统计结果，使得可以执行跟踪管理。
该化验方法还可以包括当读取插入到带插槽中的测试带的带ID时使蜂鸣器鸣响的步骤。
该化验方法还可以包括在测试带上装入通过使用生物盘以离心方式分离的血清或者血浆的步骤。例如，在生物盘上装入血液，而通过使用注射器在测试带上装入通过高速旋转而从制备室中以离心方式分离的血清或者血浆。
附图说明
本发明的上述以及其它目的、特征和其它优点将从结合附图的如下具体描述中更清楚地被理解，在附图中：
图1A、图1B和图1C示出了生物盘的横截面的例子，该生物盘包括使用设置于生物盘中的薄膜圆柱形永久磁体的阀；
图2A示出了根据本发明实施例的设有片上实验室的生物盘，该片上实验室包括：保存用于化验的各种缓冲溶液以及执行各种化学反应的室；处理后的流体和缓冲溶液流过的通道；以及用于控制通道的关闭和开启的阀；
图2B示出了根据本发明实施例用于驱动和控制生物盘的生物驱动器装置；
图2C示出了设有永久磁体5a和生物光学拾取模块(BOPM)器件103的滑动器的上部；
图2D示出了生物驱动器装置的内部，该生物驱动器装置用于驱动和控制生物盘，并且嵌入有生物传感器110，用于分析被插入到带插槽中的测试带；
图3A和图3B示出了根据本发明实施例的测试带；
图3C和图3D是根据本发明实施例用于说明生物传感器110的操作的电路图和示意图；
图3E示出了根据本发明实施例当染色方法和电极方法测试带插入到带插槽中时用于将染色方法和电极方法测试带连接到生物传感器的安装部分；以及
图4A、图4B和图4C示出了根据本发明实施例的前部加载型生物驱动器装置的外观。
具体实施方式
将参照附图在以下实施例中具体描述本发明。
根据本发明的生物盘包括阀，该阀控制生物盘中集成的片上实验室中的流体流量(flow)或者流速。该阀使用微珠来开启或者关闭生物盘中形成的通道，所述微珠可通过设置于生物盘的顶表面和底表面上的永久磁体和可移动永久磁体所生成的磁力来移动。关于该阀的具体结构，可以参见发明名称为“Micro valve apparatus using microbead and method for controlling the same”的申请日为2002年5月31日的国际专利申请第PCT/KR02/01035号及其申请日为2002年5月31日的优先权韩国申请第10-2001-0031284号。
在根据本发明的生物盘的示例实施例中，微珠例如可以包括磁球、铁电粒子、顺磁粒子、抗磁粒子、不锈钢球。微珠可以是球形永久磁体或者膜状圆柱形或矩形永久磁体。膜状永久磁体可以具有优选为0.1mm-0.5mm的厚度。优选地，膜状衬垫材料如硅橡胶可以插入于微珠与孔之间。
图1a、图1b和图1c是生物盘的截面图，示出了其中的阀装置，该阀装置使用永久磁微珠70a，在该永久磁微珠70a上方设置永久磁体4a，而在该永久磁微珠70a下方设置可移动永久磁体5a。
如图1a和图1b中所示，生物盘100包括上基板1、中间基板2和下基板3。通过注模在上基板1、中间基板2和下基板3中各形成作为流动路径的通道、作为缓冲剂储存器的室和连接通道的孔。接着将上基板1、中间基板2和下基板3接合在一起形成生物盘100的本体。
图1a图示了如下状态：通过永久磁微珠70a来插塞孔10以阻隔通道16a。图1b图示了如下状态：从孔10移开永久磁微珠70a以使通道16a互连。为了用永久磁微珠70a插塞孔10并阻隔通道16a，如图1a中所示，从生物盘的底表面(孔的中央)移开可移动永久磁体5a。在这一情况下，通过在微珠与设置于微珠上方的膜状永久磁体4a之间的吸引力来插塞孔10。对照而言，为了开启孔10和使通道16a互连，如图1b中所示，将可移动永久磁体5a移动到生物盘的底表面(孔的中央)。在这一情况下，通过在微珠与设置于微珠之下的可移动永久磁体5a之间的吸引力来开启孔10。
由于根据本发明的生物盘100包括作为流体路径的相对窄的通道16a，所以在上基板1中形成通风孔12以减小气压并使流体顺畅地流过通道。
图1c是示出了阀装置的生物盘的截面图，其中膜状硅橡胶70b插在永久磁微珠70a与孔10之间，以便极佳地插塞孔10。膜状硅橡胶70b在中央包括孔70c，在开启孔10时作为流体的通道。
图2a图示了生物盘100，其中集成了作为各种化验缓冲剂储存器和各种反应场所的多个室、作为流体采样和缓冲剂的流动路径的多条通道、以及用于控制通道的开启和关闭的多个阀装置，以形成片上实验室。
关于阀装置的具体结构，可以参见发明名称为“Micro valve apparatususing microbead and method for controlling the same”的申请日为2002年5月31日的国际专利申请第PCT/KR02/01035号及其申请日为2001年5月31日的优先权韩国专利申请第10-2001-0031284号。
通过设置于生物盘100下方的可移动永久磁体的迫近/分离移动来独立地控制阀的开启和关闭。在图2a中，标号170表示盘孔，标号130表示用于直接从血液或者细胞制备生物采样的制备室，标号131表示用于聚合酶链反应(PCR)的PCR室或者用于附着标签标记的标签室，而标号132表示用于杂交或者抗原-抗体反应的室，其是如下化验部位，该化验部位具有用于分析和诊断来自PCR的放大DNA产物的捕获探测器或者具有固定于其上的免疫阵列。标号133表示用于收集在清洗过程中生成的废物的除杂室。标号140表示用于保存清洗用的清洗缓冲溶液的室，而标号188表示条形码图案，该条形码图案代表用于区分生物盘机型或者版本的产品ID。
图2b图示了用于控制和操作生物盘100的生物驱动器装置。标号211表示其上安装可移动永久磁体5a的滑动器，该滑动器与滑动马达109连接并且由滑动马达109操作以控制可移动永久磁体5a的位置。
通过滑动器211上安装的可移动永久磁体5a的迫近/分离移动来控制阀装置在各处理(制备、PCR、杂交、抗原-抗体反应和清洗)的开始和结束时间点的开启和关闭。通过在生物盘100旋转时生成的离心力来引起该生物盘100中的流体流动。关于阀装置的具体结构，可以参见发明名称为“Digital biodisc(DBD)，DBD driver apparatus，and assay method using the same”的申请日为2006年6月28日的国际专利申请第PCT/KR2006/001709号及其申请日为2005年6月28日的优先权韩国专利申请第10-2005-0038765号。
标号103a表示用于读取普通光盘(例如音频CD、CD-R、游戏CF和DVD)的光学拾取器件(CD读取器或者DVD读取器)。标号103b表示检测器件如图像传感器、光学传感器或者荧光图像传感器。光学拾取器件103a和检测器件103b组合在模块中以提供生物光学拾取模块(BOPM)器件103。
在图3中的标号103b是图像传感器的情况下，该图像传感器可以是以像素为单位来感测光学强度并且具有短焦距的线图像传感器(line imagesensor)，如线性传感器阵列或者CIS传感器。
在根据本发明的生物驱动器装置中，BOPM器件103优选地与可移动永久磁体5a组合，以控制模块中阀的开启和关闭。
在根据本发明的生物驱动器装置中，线图像传感器还可以包括设置于线图像传感器附近的用于照明或者荧光发光的发光二极管(LED)以及光学透镜。优选地，LED可以是波长从500nm至800nm的LED或者白LED。优选地，线图像传感器还可以包括用于调节LED的曝光强度的强度控制单元。更优选地，强度控制单元可以在检测化验部位132和产品ID 188时调节LED的强度为不同。
包括线图像传感器的BOPM器件103可以在滑动器211上逐步移动，并且收集线图像信息以获得生物盘100上化验部位132和条形码图案188的二维图像信息。
根据本发明的生物驱动器装置还可以优选地包括生成数个控制信号的中央控制单元101，这些控制信号用于控制图像传感器103b以检测化验部位132和产品ID 188、控制滑动马达109、控制光学拾取器件103a以读取普通光盘、以及控制主轴马达102。
标号110b表示用以连接BOPM器件103所需要的各种控制信号的柔性线缆，并且经由晶片或者导线(harness)110a与中央控制单元101连接。
标号181表示转盘，在该转盘上加载生物盘100或者普通光盘如音频CD、CD-R、游戏CD或者DVD，并且该转盘与生物盘100或者普通光盘的盘孔170接合。生物盘100以顶部加载或者前部加载类型加载到转盘181上。标号111表示输入输出设备。
图2c图示了其上安装BOPM器件103和可移动永久磁体5a的滑动器211的一个实施例。滑动器211通过蜗轮109a和它的相对部分(counter part)109b连接到滑动马达109，从而控制其移动。
滑动器211在作为引导件的滑动臂108a和108b上以滑动方式移动。滑动臂108a和108b通过螺丝110a、110b、110c、110d与生物盘驱动器的本体连接。标号110b表示用以连接滑动器211上的BOPM器件103所需要的各种控制信号的柔性线缆，并且该柔性线缆经由晶片或者导线110a与中央控制单元连接。标号181表示通过主轴马达来旋转的转盘。在滑动器211上安装有用于读取普通光盘的光学拾取器件103a、用于控制阀的开启和关闭的可移动永久磁体5a以及用于检测化验部位132和产品ID 188的图像传感器。标号103c表示设置于线图像传感器103b附近的用于照明的LED。
图2d图示了用于控制转盘181上加载的生物盘100以及使用生物传感器110来化验测试带的生物驱动器装置的一个实施例。
标号300表示用于支撑生物驱动器的本体。其上设置有中央控制单元101和存储设备或者输入输出设备111的电路板140与生物驱动器本体300接合而作为基部。中央控制单元101控制用于旋转和停止生物盘100的主轴马达102以及用于移动滑动器上安装的BOPM器件103的滑动马达109，控制用于开启和关闭生物盘中的阀的永久磁体5a以及用于光轨搜索和读取普通光盘的光学拾取器件103a。在开启阀时，永久磁体5a迫近生物盘中的孔中央如此之近以至于能够有效地施加吸引力到生物盘中的膜状圆柱形磁体70a。
由图像传感器103b从化验部位132获得的检测结果经由与滑动器211连接的柔性线缆110b发送到中央控制单元101，或者经由输入输出设备111发送到计算机。
标号107表示激励染色方法测试带的荧光标签的激光生成器件。可以由图像传感器103b执行对由激光生成器件激励的荧光标签的检测。
中央控制单元101确定当前加载到生物驱动器装置中的盘是普通光盘(如音频CD、CD-R、游戏CD或者DVD)还是生物盘100。如果当前加载的盘确定为普通光盘，则中央控制单元101将使用光学拾取器件103a从光盘读取的信息发送到输入输出设备111，或者将待写入的信息发送到光学拾取器件103a，并且使用读/写控制信号来控制光盘的操作。如果当前加载的盘确定为生物盘100，则中央控制单元101将用于控制生物盘的片上实验室的各种控制信号发送到对应的各部分。
根据本发明的生物驱动器装置还可以包括用于中央控制单元101的生物盘检测单元，用以确定生物驱动器装置上当前加载的盘是生物盘100还是从音频CD、CD-R、游戏CD和DVD之中选择的普通光盘。
在根据本发明的生物驱动器装置中，BOPM 103上的光学拾取器件可以读取凹槽图案，或者图像传感器103b可以读取生物盘100的表面上特定区域的产品ID 188，以允许中央控制单元101识别出生物驱动器上当前加载的盘是生物盘。
根据本发明的生物驱动器装置还可以包括：带ID读取装置144，用于读取加载到带槽106中的测试带的带ID；以及生物传感器110，用于根据对应的带ID来化验测试带。
在根据本发明的生物驱动器装置中，带ID读取装置144还可以包括中央控制单元101，其通过使用带ID来识别如下信息：比如加载到带槽106中的测试带的纠正代码号、带的类型(染色方法测试带和电极方法测试带)以及化验材料的类型(葡萄糖、胆固醇、GPT、GOP、癌等)。
在根据本发明的生物驱动器装置中，中央控制单元101根据与测试带的纠正代码号、带的类型和化验材料的类型相关联的协议来控制和驱动生物传感器110。中央控制单元101和生物传感器110经由导线或者晶片355相互电连接。
根据本发明的生物驱动器装置还可以包括输入输出设备111，用于将化验部位132的检测结果、产品ID或者带ID提供到计算机以及从该计算机接收与产品ID或者带ID相关联的控制命令。
在根据本发明的生物驱动器装置中，计算机可以将与产品ID或者带ID相关联的控制命令提供到中央控制单元101或者用户界面(图形用户界面)。
在根据本发明的生物驱动器装置中，与产品ID或者带ID相关联的控制命令可以包括如下信息：比如用于生物盘100的控制协议、测试带的化验算法、用于读取化验部位的标准控制值、化验部位上的位置信息和化验部位的阵列信息。
在根据本发明的生物驱动器装置中，用户界面可以包括关于化验算法的信息、关于自诊断的信息、设备驱动器软件、关于临床化验的对患者的教育信息、以及使患者能够基于他/她的诊断结果或者加密的个人信息与在远程位置的医生或者医院通信的网站和链接。
在根据本发明的生物驱动器装置中，输入输出设备111可以是USB(通用串行总线)设备或者根据IEEE1394、ATAPI或者因特网通信标准的设备。
在根据本发明的生物驱动器装置中，计算机还可以包括用于下载或者更新生物驱动器装置用的设备驱动器软件的有线或者无线网络。标号104表示用于按压加载的盘的盘按压装置。
图3A和3B示出了根据本发明实施例的测试带。标号543a和543b表示用于代表测试带的类型(染色方法带和电极方法带)、化验材料的类型(葡萄糖、胆固醇、GOT、GPT、癌等)、纠正代码等的带ID(带标识)。此外，中央控制单元101可以分析带ID以确定带是否插入到带插槽中。在本发明中，带ID优选地为条形码图案。
图3A是示出了根据本发明的染色方法测试带的平面图。与包含于生物采样中的待化验材料反应的反应剂固定于染色方法测试带560a的反应区542a中。由反应剂和生物采样在反应区542a中的反应所造成的颜色变化由生物传感器110转换成数字值，并且此后在中央控制单元101中加以分析。
图3B是示出了根据本发明的电极方法测试带560b的平面图。标号12、13和542b表示参考电极、工作电极和其中固定反应剂的反应部分。通过在绝缘体11上形成参考电极12和工作电极13，并且跨参考电极12和工作电极13固定反应剂542b，来构成电极方法测试带560b。在工作电极13中发生待化验生物材料和反应剂的氧化和还原反应。
由于在测试带560b上安装的生物采样和反应剂的反应中的电化学机制，从工作电极13生成预定电流。该电流由生物传感器110转换成数字值，并且此后由中央控制单元101加以分析。
图3C和图3D示出了根据本发明的生物传感器110的电路和操作。生物传感器可以分析染色方法测试带560a和电极方法测试带560b。此外，生物传感器包括带ID读取装置144，用于确定测试带是否插入到带插槽中以及用于读取带ID。
当插入测试带时，带ID读取装置144允许中央控制单元101识别出插入了测试带。在识别出插入了测试带时，确定插入的测试带是染色方法测试带还是电极方法测试带。
首先，当测试带被识别为染色方法测试带时，生物传感器利用光敏器件308检测从发光器件306发射而在反应区542a上反射的光的强度，以便测量染色方法测试带560a的颜色改变。测量结果由A/D转换器24转换成数字值。接着，数字值被发送到中央控制单元10并且按照染色方法测量算法来加以分析。
当测试带被识别为电极方法测试带时，在识别时间t0，中央控制单元101控制D/A转换器22将例如300mV的工作电压Ve施加到工作电极。根据运算放大器OP1的特性，工作电压Ve施加到正(+)端子等效于工作电压Ve施加到工作电极3。在测试带的反应部分542b上装入血液时的时间t1，从血液中的化验材料与反应剂的反应中生成电荷。由于向工作电极13施加的电压，电荷形成电流i。随着反应剂和化验材料的反应继续，电流如图3D中所示增加。在电流增加至预定电流值ith时的时间t2，中央控制单元101将工作电压Ve设置为0V，使得没有电压施加到工作电极13。由于工作电压Ve基本上为0V，所以从化验材料与反应剂的反应中生成的电荷无法流过工作电极13，使得电荷在工作电极附近累积。在时间t2与时间t3之间的间隔一般称为保温培养(incubation)时间。在保温培养时间过程中在工作电极附近累积的电荷在施加工作电压Ve时的时间t2瞬间流过工作电极13。结果，如图3D中所示出现峰值电流ipeak。流过工作电极13的电流由电阻器R1转换成电压，该电阻器R1沿着在运算放大器OP1的输出端子与负(-)输入端子之间的反馈回路而连接。转换的电压由A/D转换器23转换成数字信号。中央控制单元101存储采样中化验材料的浓度与电流之间的相关性的数据。中央控制单元101读取在从出现峰值电流ipeak起过去预定时间之后的时间t4流过工作电极的电流值，以便测量化验材料的浓度。
标号22表示D/A转换器，用于将中央控制单元101的输出转换成模拟值以生成工作电压Ve。
在使用电极方法测试带(该电极方法测试带包括与所装入采样的化验材料反应的反应剂，以生成与化验材料的浓度相对应的正电荷)的生物传感器中，该生物传感器包括：工作电压施加装置22，用于将工作电压施加到工作电极13；电压转换装置，用于将流过工作电极13的电流转换成电压；放大器，用于放大由电压转换装置转换的电压和输出模拟电压信号；A/D转换器23，用于将从放大器生成的模拟电压信号转换成数字电压信号；以及中央控制单元101。在测试带插入到带插槽106时的时间t0，中央控制单元101允许工作电压施加电路22将第一电压(例如300mV)施加到工作电极。
在从装入采样时的时间t1起过去预定时间之后的时间t2，中央控制单元101允许工作电压施加电路在预定时间间隔期间将0V施加到工作电极。此后，在时间t3，中央控制单元101允许工作电压施加电路将第二电压(例如300mV)施加到工作电极13。在从施加第二电压时的时间过去一预定时间之后的时间t4，中央控制单元101读取从A/D转换器23输出的数字信号以测量化验材料的浓度。
在根据本发明的生物驱动器装置中，优选地，工作电压施加电路22是D/A转换器。
在根据本发明的生物驱动器装置中，优选地，带ID读取装置144是线图像传感器。
在根据本发明的生物驱动器装置中，优选地，通过在线图像传感器附近设置波长为500nm至800nm的LED(发光二极管)或者白光LED用于对线图像传感器的曝光，来构造该线图像传感器。
标号111表示输入输出设备111，用于将对于测试带的化验材料浓度的测量结果提供到计算机。
图3E示出了根据本发明实施例当染色方法和电极方法测试带插入到带插槽中时用于将染色方法和电极方法测试带连接到生物传感器110的安装部分302。
通过集成用于染色方法测试带的安装部分和电极方法测试带的安装部分来构造生物传感器110。安装部分302设有：用于染色方法测试带的发光器件306和光敏器件308，以及电连接到电极方法测试带的电极的插座部分408。最终由中央控制单元101基于染色方法协议(分析方法)来分析通过使用发光器件306和光敏器件308从染色方法测试带560a获得的测量结果。最终基于电极方法协议(分析方法)来分析通过使用插座部分408从电极方法测试带560b获得的测量结果。此外，安装部分302与用于读取带ID 543a和543b的线图像传感器以及在线图像传感器附近设置的用于线图像传感器曝光的多个LED 145一起构造。
通过插座部分408，参考电极12电连接到地，而工作电极13电连接到运算放大器OP1的负(-)端子。中央控制单元101和生物传感器110通过导线或者晶片355相互电连接。
图4a、图4b和图4c图示了根据本发明的前部加载型生物驱动器装置的示例外观。标号751表示壳，标号750表示生物盘加载盘(loading tray)，标号106表示用于插入测试带的带槽，而标号741表示用于释放插入到带槽106中的测试带的弹出按钮。标号745和746分别表示用于普通光盘的播放和搜索按钮以及停止按钮。标号742表示用于指示生物驱动器装置处在播放中的闪烁LED 742。
图4b图示了生物驱动器装置的实施例，其通过液晶显示器(LCD)760来指示进行化验的状态。
图4c图示了还包括液晶显示器777的生物驱动器装置的实施例，使得生物驱动器装置用作为便携型。标号761表示用于容纳刀具(lancet tool)的抽屉。
在这一实施例中，在比如采样制备、PCR、杂交和抗原-抗体反应这样的各主要处理中的进度状态可以使用显示设备760、777以百分比来表达或者表达为条线图。
可以通过计算机监视器或者图形用户界面来显示根据本发明的生物驱动装置中化验的进展状态。在比如采样制备、PCR、杂交和抗原-抗体反应这样的各主要处理中的进度状态可以用百分比来表达或者表达为条线图或饼形图。GUI可以显示诊断和分析的统计结果。
尽管已经参照本发明的示例性实施例具体示出和描述了本发明，但是本领域普通技术人员将理解到，在不脱离如所附权利要求限定本发明的精神和范围的情况下，可以在这些实施例中做出形式和细节上的各种改变。
工业应用性
如上所述，本发明提供一种使用生物驱动器的化验方法。具体而言，本发明提供一种生物驱动器装置以及一种使用该生物驱动器装置的化验方法，该生物驱动器装置包括：控制和驱动生物盘以及普通光盘(CD和DVD)的控制器，在该生物盘中设计和布置了包括各种诊断和电化学分析设备的片上实验室；带插槽，其中插入用于测量生物采样和血糖的测试带；以及用于分析测试带的生物传感器。

Claims (55)

1.一种生物驱动器装置，包括：
控制器，用于控制对普通光盘或者生物盘的驱动；
带插槽，其中插入用于测量生物采样的测试带；以及
生物传感器，用于化验所述测试带。
2.根据权利要求1所述的生物驱动器装置，其中所述生物盘包括：
多个室，其保存缓冲剂或者反应溶液；
化验部位，其中与所述生物采样进行特定反应的生物材料被固定和排列在基板上；
多条通道，流体经其在所述室与所述化验部位之间流动；
多个孔，其连接所述通道；以及
多个阀，用来开启和关闭所述孔。
3.根据权利要求2所述的生物驱动器装置，其中所述阀包括：
设置于孔中的微珠；
设置于所述微珠上方的永久磁体；以及
设置于所述微珠下方的可移动永久磁体。
4.根据权利要求3所述的生物驱动器装置，还包括：
转盘，其上安装所述生物盘或者所述普通光盘；
主轴马达，其旋转所述生物盘或者所述普通光盘；
滑动器，其包括用于检测所述生物盘中化验部位的检测器器件和用于控制所述生物盘中所述阀的开启和关闭的永久磁体；
滑动马达，其控制所述滑动器的移动；
中央控制单元，其控制所述生物驱动器的所有部件；以及
本体，其支撑所述生物驱动器。
5.根据权利要求4所述的生物驱动器装置，其中所述滑动器设有生物光学拾取模块(BOPM)器件，在该器件中用于检测所述化验部位或者产品ID的光学传感器、图像传感器或者荧光图像传感器与普通光学拾取器件(CD或者DVD盘读取器)集成为模块。
6.根据权利要求1所述的生物驱动器装置，其中所述生物传感器化验染色方法测试带和/或电极方法测试带。
7.根据权利要求6所述的生物驱动器装置，其中用于化验所述染色方法测试带的所述生物传感器包括：
发光器件和感测器件，用于测量以所述染色方法测试带上的反应剂与所述生物采样的反应为依据的颜色改变；
A/D转换器，用于将测量结果转换成数字值；以及
中央控制单元，读取从所述A/D转换器输出的数字信号。
8.根据权利要求6所述的生物驱动器装置，其中用于化验所述电极方法测试带的所述生物传感器包括：
A/D转换器，用于将以所述电极方法测试带上的反应剂与所述生物采样的反应为依据的从工作电极生成的预定电流转换成数字值；以及
中央控制单元，读取从所述A/D转换器输出的数字信号。
9.根据权利要求6所述的生物驱动器装置，其中所述生物传感器设有安装所述染色方法测试带和所述电极方法测试带的安装部分。
10.根据权利要求1或者9所述的生物驱动器装置，其中所述生物传感器或者所述安装部分还包括带ID读取装置，用于确定所述测试带何时插入到所述带插槽中和/或用于读取带ID。
11.根据权利要求10所述的生物驱动器装置，其中所述带ID读取装置与图像传感器一起构造。
12.根据权利要求11所述的生物驱动器装置，其中所述图像传感器包括线图像传感器和设置于所述线图像传感器附近的曝光装置。
13.根据权利要求10所述的生物驱动器装置，其中所述带ID是印制于所述测试带上的条形码图案。
14.根据权利要求10所述的生物驱动器装置，其中所述带ID读取装置还包括中央控制单元，其通过使用所述带ID来识别如下信息，比如所述测试带的纠正代码号、所述带的类型和化验材料的类型。
15.根据权利要求14所述的生物驱动器装置，其中所述中央控制单元根据与所述测试带的纠正代码号、所述带的类型和所述化验材料的类型相关联的协议来控制和驱动所述生物传感器。
16.根据权利要求5所述的生物驱动器装置，其中所述控制器或者所述生物光学拾取模块(BOPM)器件还包括产品ID读取装置，用于确定所述生物盘是否被加载或者用于识别所述加载的生物盘的产品ID。
17.根据权利要求16所述的生物驱动器装置，其中所述产品ID是印制于所述生物盘上的条形码图案。
18.根据权利要求16所述的生物驱动器装置，其中所述产品ID读取装置还包括中央控制单元，其通过使用所述产品ID来识别如下信息，比如用于所述生物盘的控制协议、化验算法、用于读取所述化验部位的标准控制值、关于所述化验部位的位置信息和所述化验部位的阵列信息。
19.根据权利要求10或者16所述的生物驱动器装置，还包括输入输出设备，用于将所述产品ID或者带ID提供到计算机以及从所述计算机接收与所述产品ID或者带ID相关联的控制命令。
20.根据权利要求19所述的生物驱动器装置，其中所述输入输出设备是USB(通用串行总线)设备或者根据IEEE1394、ATAPI或者因特网通信标准的设备。
21.根据权利要求19所述的生物驱动器装置，其中所述计算机将与所述产品ID或者所述带ID相关联的控制命令提供到所述中央控制单元或者用户界面(图形用户界面)。
22.根据权利要求21所述的生物驱动器装置，其中所述控制命令包括如下信息，比如用于所述生物盘的控制协议、用于所述测试带的化验协议和算法、用于读取所述化验部位的标准控制值、关于所述化验部位的位置信息和所述化验部位的阵列信息。
23.根据权利要求21所述的生物驱动器装置，其中所述用户界面包括关于所述化验算法的信息、关于自诊断的信息、设备驱动器软件、关于临床化验的对患者的教育信息、以及使患者能够基于他/她的诊断结果或者加密的个人信息来与在远程位置的医生或者医院通信的网站和链接。
24.根据权利要求19所述的生物驱动器装置，其中所述计算机还包括有线或者无线网络，用于下载或者更新所述生物驱动器装置用的设备驱动器软件。
25.根据权利要求19所述的生物驱动器装置，其中所述计算机还包括监视器(显示器设备)，用于提供如下图形用户界面，所述图形用户界面以百分比(％)或者条线图或者饼形图显示所述生物驱动器装置的主要处理和步骤的进度状态；或者用于提供如下图形用户界面，所述图形用户界面显示诊断和化验的统计结果并且执行远程诊断。
26.根据权利要求21所述的生物驱动器装置，其中所述图形用户界面还包括统计软件，用于管理所述化验部位或者所述测试带的定量分析的读取结果及其历史，并且向用户提供关于定期诊断的信息。
27.根据权利要求26所述的生物驱动器装置，其中用于历史管理的所述统计软件在诊断时通过口令注册和认证来驱动，以便执行对个人的读取结果的历史管理。
28.根据权利要求21所述的生物驱动器装置，其中所述图形用户界面还包括用于测量所述生物盘的所述化验部位的染色光强度以及确定阴性组、阳性组或者危险组或者计算其值的软件。
29.根据权利要求21所述的生物驱动器装置，其中所述图形用户界面还包括用于基于从所述测试带获得的测量结果来确定阴性组、阳性组或者危险组或者计算其值的软件。
30.根据权利要求21所述的生物驱动器装置，其中所述图形用户界面还包括生物盘使用历史信息提供装置，用于执行对所述产品ID的历史管理以及提供与当前加载的生物盘使用了多少次有关的信息、关于有效时间的信息、与能够诊断的疾病类型有关的信息，使得在所述生物盘被加载时向用户提供所述信息。
31.根据权利要求30所述的生物驱动器装置，其中所述图形用户界面通过所述输入输出设备将所述生物盘使用历史信息提供给中央服务器。
32.根据权利要求3所述的生物驱动器装置，其中所述微珠是膜状圆柱形磁体。
33.根据权利要求32所述的生物驱动器装置，其中所述阀涂有橡胶衬垫材料，或者通过在所述微珠与所述孔之间插入膜状橡胶衬垫材料来构造。
34.根据权利要求4所述的生物驱动器装置，其中所述滑动器利用蜗轮连接到滑动器马达，以便控制其移动。
35.根据权利要求4所述的生物驱动器装置，还包括盘类型确定装置，用于确定所述生物驱动器装置上加载的盘是普通光盘还是生物盘。
36.根据权利要求5所述的生物驱动器装置，其中所述生物光学拾取模块(BOPM)器件读取所述生物盘的特定位置上的凹槽图案或者产品ID图案，以便允许所述中央控制单元识别出所述生物驱动器装置上当前加载的盘是所述生物盘。
37.根据权利要求5所述的生物驱动器装置，
其中所述中央控制单元确定所述盘是普通光谱还是生物盘；
其中当所述盘是所述普通光盘时，所述中央控制单元将来自所述光学拾取器件的所述光盘的内容发送到输出单元的存储单元、将待写入内容发送到所述光学拾取器件或者将用于读和写的控制信号提供到所述部件；以及
其中当所述盘是所述生物盘时，所述中央控制单元将用于控制所述生物盘的控制命令信号发送到所述生物光学拾取模块(BOPM)器件。
38.根据权利要求5所述的生物驱动器装置，其中所述图像传感器或者所述荧光图像传感器是以像素为单位来感测光强度的线(一维)图像传感器。
39.根据权利要求38所述的生物驱动器装置，其中所述线图像传感器是线性传感器阵列或者CIS(接触式图像传感器)。
40.根据权利要求38所述的生物驱动器装置，其中所述线图像传感器还包括设置于所述线图像传感器附近的用于曝光或者荧光发光的发光二极管(LED)以及光学透镜，由此构成所述生物光学拾取模块(BOPM)器件。
41.根据权利要求38所述的生物驱动器装置，其中所述线(一维)图像传感器在所述滑动器上移动以获得所述化验部位的二维图像信息。
42.根据权利要求1所述的生物驱动器装置，还包括用于指示所述生物盘处在操作中的发光二极管(LED)。
43.根据权利要求4所述的生物驱动器装置，其中支撑所述生物驱动器的所述本体构造为用于所述生物盘的顶部加载型或者用于所述生物盘的前部加载型。
44.根据权利要求1所述的生物驱动器装置，还包括用于从所述插槽中弹出所述测试带的弹出按钮。
45.根据权利要求1所述的生物驱动器装置，还包括液晶显示器，使得所述生物驱动器装置用作为便携型。
46.根据权利要求45所述的生物驱动器装置，还包括用于容纳刀具的抽屉。
47.一种化验方法，使用根据权利要求15所述的生物驱动器装置，该化验方法包括以下步骤：
将所述测试带插入到所述带插槽中；
读取所述测试带上的所述带ID；
根据与所读取的带ID相对应的协议来执行对所述带上的所述生物采样的诊断和化验；以及
显示所述诊断和化验的结果。
48.一种化验方法，使用根据权利要求18所述的生物驱动器装置，该化验方法包括以下步骤：
在所述生物驱动器装置上加载所述生物盘；
读取所述生物盘上的所述产品ID；
根据与所读取的产品ID相对应的控制协议来驱动所述生物盘；
根据所读取的产品ID通过使用所述化验部位的位置信息及其阵列信息来分析所述化验部位；以及
显示所述化验部位的所述诊断和分析的结果。
49.根据权利要求47或者48所述的化验方法，还包括显示所述诊断和分析的统计结果的步骤。
50.根据权利要求47或者48所述的化验方法，还包括以下步骤：
经由通信网络向医生发送所述结果；以及
通过远程通信在该医生与患者之间执行远程诊断。
51.根据权利要求48所述的化验方法，还包括确定所述生物驱动器装置上加载的盘是生物盘还是普通光盘的步骤。
52.根据权利要求47或者48所述的化验方法，还包括向用户提供与所述带ID或者所述产品ID的有效时间有关的信息或者通知用户生物盘和带到期而无法诊断或者使用的步骤。
53.根据权利要求49所述的化验方法，其中在按照时间表示血糖、胆固醇、GOT、GPT或者癌标记的改变或者尿测试的成分改变的曲线图中显示所述诊断和分析的统计结果，使得能够执行跟踪管理。
54.根据权利要求47所述的化验方法，还包括当读取插入到所述带插槽中的所述测试带的带ID时使蜂鸣器鸣响的步骤。
55.根据权利要求47所述的化验方法，还包括在所述测试带上装入通过使用所述生物盘以离心方式分离的血清或者血浆的步骤。
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