CN102435726A - 化学或生物化学分析装置及化学或生物化学分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种化学或生物化学分析装置及化学或生物化学分析方法,该化学或生物化学分析装置包括:一电脑处理器;至少一控制器,与该电脑处理器电性耦接;至少一第一基座,设置有排列成一列或成排的多个分配管配件且独立地与该至少一控制器电性耦接;至少一第二基座,设置有排列成一列或成排的多个侦测器且与该至少一控制器电性耦接;以及一平台,用来运载具有排列成一列或成排的多个井孔的至少一个多井孔条,且用来运送该多井孔条以使该多井孔条依序通过该多个分配管配件与该多个侦测器下方,并与该至少一控制器电性耦接。
Description
技术领域
本发明涉及一种化学或生物化学的装置与方法,且特别是涉及一种化学或生物化学的装置与方法,其可于一次操作中个别且分开地分配不同预定量的液体样本与试剂于多个井孔(well)中,并执行发生于多个井孔的每一个中的化学或生物化学反应的侦测。
背景技术
生命科学领域于近年来以惊人的速度发展,同时也提供医学、农业与环境科学领域转型的重大期望。特别是,在1990年代的人类基因体定序的突破性进展已引导了在基因体学(genomics)、蛋白质体学(proteomics)与代谢体学(metabolomics)领域中的进展,其导致在现代保健中的空前改变。这些与“体学(omics)”相关的研究包括基因、蛋白质、脂质、碳水化合物与代谢物等的大量的生物分子的测量。这些努力成果的成功,部分依赖有效工具的发展,这些工具使数百或数千种的生化物质的测试与分析自动化并迅速执行。对于许多化学与生物化学分析程序而言,准确地分配不同试剂与样本至多个井孔(well)中为必须的,且因此微孔盘液体处理技术(microplate-based liquidhandling technologies)的问市正符合此种需求。
微孔盘(microplate)为一平盘,通常具有6、12、24、96、384、1536、3456或甚至9600个井孔排列成一2:3的矩形阵列,井孔内可容纳少量液体样本或液体试剂。微孔盘的各井孔可容纳大约介于奈升(nanolitre)与微升(millilitre)之间的液体体积。已知使用微孔盘的方法包括将一试剂与一样本分别加入微孔盘的一些井孔中,并于其中执行反应。之后提供一光束至井孔中的液体样本,并且测量光束穿过样本的强度以测定反应的结果。以此方法,可测定出样本的成分与其各成分的含量。由于此方法只需要非常少量的样本或试剂,所以此方法已被广泛利用来检测或诊断血液或尿液、执行DNA分析与其他临床检测。
现今微孔盘液体处理方法通常包括处理器、侦测器与自动分配机械装置,以用来分配试剂与样本至微孔盘中的多个井孔中,并于其中有效的执行试剂-样本反应或其类似反应。典型的分配机械装置配备有具有管嘴的管子。此管子一般装配有唧筒元件(pumping device)以抽取液体进入管子后再从管嘴排出液体。在介于两种不同液体的分配之间,以经由管嘴抽取与排出一干净的试剂数次的方式来清洁管嘴。一可分开的分配尖端(tip)常被用来架设于管嘴,而通过上述分配尖端的使用,可通过前述分配尖端来抽取与排出液体而不会产生交叉污染。需提供一额外的机械装置来置换在管嘴上的前述可分开的分配尖端。这些零件的组合理论上允许同时执行大量的生物化学测试。而节省时间及将生物样本利用最少化的主要技术包括现存技术的微型化(miniaturization),例如,平行排列的少量体积液体分配器及对于位在微孔盘或微阵列中的高密度井孔的液体分配。
依照分配机械装置与微孔盘的相对移动,有三种揭露于背景技术中的自动微孔盘液体处理系统。美国专利号7,101,511、7,169,362与7,618,589描述一微孔盘液体处理系统,其具有操作于静止的微孔盘上方的可移动分配机械装置。自动微孔盘液体处理系统配备有一机械化三维移动装置(roboticthree-dimensional moving device)、一旋转机械装置(rotating mechanism)、一分配机械装置(dispensing mechanism)、一控制器(controller)、感测器(sensors)、一调整器(adjustor)与一平台(stage)。分配机械装置装配有排列成行的多个管子,并与上述的旋转机械装置及自动化三维移动装置连接。液体处理系统可在一单一的微孔盘上执行横向与纵向集体的液体的抽取/排出。感测器用来侦测分配尖端是否装设于分配管嘴中。调整器用来校准在一XY平台上的分配器管嘴及感应器的参考位置。
美国专利号5,865,224与6,044,876揭露一自动微孔盘液体处理系统,其具有操作于可移动的微孔盘上的静止分配机械装置。静止分配机械装置装配有一管嘴阵列,其用以分配一经校准量的液体进入在一移动平台上的微孔盘的多个井孔中。在微孔盘中的井孔依序移动至分配位置以使井孔的对应列与管嘴的阵列对齐以分配液体进入用来容纳的井孔中。
具有操作于移动微孔盘上的可移动分配机械装置的第三种类型自动微孔盘液体处理系统,被揭露于美国专利号6,024,925、6,569,385、7,232,688、7,285,422与7,390,672中。此自动微孔盘液体处理系统配备有一电脑处理器、一移动控制器、一机械手臂、一可移动的分配机械装置、一移动平台与可移动的微孔盘。前述可移动的分配机械装置与机械手臂连接且装配有一针管(pin)的阵列,其中各针管具有一内室(interior chamber)及一转换器(transducer)。前述转换器可使液体从针管的内室射出至可移动的微孔盘中的多个井孔中。此微孔盘液体处理系统可执行经确认及经控制体积的液体的连续与平行的分配,以在一基质表面上产生样本物质的多元阵列(multi-elementarray)。
揭露于前述专利中的微孔盘液体处理系统被设计来应付在微孔盘中的固定排列的井孔。前述分配机械装置装配有一排的液体分配器,并一排一排地分配液体至微孔盘中的井孔中。然而,对于具有高密度井孔的微孔盘而言,介于两相邻井孔间的间隔小于介于两相邻液体分配器间的间隔。因此,在微孔盘中以一排一排方式将液体分配至井孔是困难的。所以,液体分配器必须重复地对准各井孔以分配液体至井孔中。再者,当分配数百或数千种不同液体于多个井孔中时,液体分配器必须重复地被清洁及再装填以避免交叉污染的问题。
因此,可分开的分配尖端(tip)常被用来架设于管嘴,而通过上述分配尖端的使用,可通过前述分配尖端来抽取与排出液体而不会产生交叉污染,然而,必须提供一额外的机械装置以从管嘴剥去分配尖端或将分配尖端装设至管嘴上。此外,一些液体有可能吸附或被沈淀于可丢弃的前述分配尖端的内侧表面上,而此导致不精确的分配体积。
现行的微孔盘液体处理系统配备有具有一个或限制数目的侦测器的微孔盘读取器。侦测器以一个接着一个的方式侦测从微孔盘各井孔中产生的生物化学反应结果的光学信号,而此减慢了生物化学分析的操作。
同时,前述可移动的分配机械装置与机械系统连接,机械系统必须做出复杂的二维或三维移动以驱动分配管嘴至微孔盘中的井孔,而此转而减慢了生物化学分析的操作。而机械系统通常由于一些问题而加重使用上的负担,如高设备成本与复杂的装设及困难的保养操作。
发明内容
本发明提供一种化学或生物化学分析装置,包括:一电脑处理器;至少一控制器,与该电脑处理器电性耦接;至少一第一基座,设置有排列成一列或成排的多个分配管配件且分别与该至少一控制器电性耦接,其中每一分配管配件分别与该第一基座电性耦接,且使填充一样本、校准物、对照物或试剂;至少一第二基座,设置有排列成一列或成排的多个侦测器且与该至少一控制器电性耦接,其中每一侦测器分别与该第二基座电性耦接;以及一平台,运载具有排列成一列或成排的多个井孔的至少一个多井孔条,且运送该多井孔条以使该多井孔条依序通过该多个分配管配件与该多个侦测器下方,并与该至少一控制器电性耦接,其中各该井孔用来接受至少该样本与该试剂、该校准物与该试剂,或该对照物与试剂,又其中该侦测器执行一侦测,且产生对应于该侦测的一信号并传送该信号至该电脑处理器,而该侦测器侦测该井孔中发生的化学或生物化学的反应结果。
本发明也提供一种化学或生物化学分析的方法,包括:(a)提供排列成一列或成排的多个分配管配件,该分配管配件用来独立地容纳及分配一样本或试剂;(b)提供排列成一列或成排的多个侦测器;(c)提供具有排列成一列或成排的多个井孔的至少一个多井孔条:以及(d)移动该多井孔条以使其依序通过该多个分配管配件与该多个侦测器下方,其中,该多井孔条的该多个井孔的一被选择的井孔接受该样本与该试剂,而该样本分配自该多个分配管配件的一被选择的含有该样本的分配管配件,该试剂分配自该多个分配管配件的一被选择的含有该试剂的分配管配件,且接着该多个侦测器的一被选择的侦测器执行一侦测,且产生对应于该侦测的一信号并传送该信号至一电脑处理器,而该侦测为侦测由该样本与该试剂所导致在该井孔中发生的化学或生物化学反应的结果。
本发明还提供一种化学或生物化学分析的方法,包括:(a)提供排列成一列或成排的多个分配管配件,该分配管配件用来容纳及分配一校准物、对照物、样本或试剂;(b)提供排列成一列或成排的多个侦测器;(c)提供具有排列成一列或成排的多个井孔的至少一个多井孔条:以及(d)移动该多井孔条以使其依序通过该多个分配管配件与该多个侦测器下方,其中,该多井孔条的该多个井孔的一第一被选择的井孔接受该校准物或对照物及该试剂,而该校准物或对照物分配自该多个分配管配件的一被选择的含有该校准物或对照物的分配管配件,该试剂分配自该多个分配管配件的一被选择的含有该试剂的分配管配件,又该多井孔条的该多个井孔的一第二被选择的井孔接受该样本及该试剂,而该样本分配自该多个分配管配件的一被选择的含有该样本的分配管配件,该试剂分配自该多个分配管配件的该被选择的含有该试剂的分配管配件,且之后该多个侦测器的一被选择的侦测器执行一第一侦测与一第二侦测,且产生对应于该第一侦测的一第一信号及对应于该第二侦测的一第二信号,并传送该第一与第二信号至一电脑处理器,该第一侦测为侦测由该校准物或该对照物与该试剂所导致在该第一井孔中发生的化学或生物化学反应的一第一结果,而该第二侦测为侦测由该样本与该试剂所导致在该第二井孔中发生的化学或生物化学反应的一第二结果。
以下伴随所附附图提供详细叙述。
附图说明
通过阅读详细叙述及实施例并伴随参考所附附图可完全了解本发明,其中:
图1为一概要图,其显示于本发明中的一化学或生物化学分析装置,此化学或生物化学分析装置用以分配多种的液体至于一多井孔条中的井孔,且侦测并测量在多重样本中的分析物的浓度;
图2A为一概要图,其显示在本发明中透视的液体分配单元;
图2B为在图2A中的虚线标示区域2B的放大示意图;
图3为一概要图,其显示在本发明中透视的分配管配件;
图4A为一概要图,其显示在本发明中透视的侦测单元;
图4B为于图4A中的虚线标示区域4B的放大附图;
图5为一概要图,其显示在本发明中透视的多井孔条;
图6A-图6D为概要图,其显示本发明的一生物化学分析装置的一实施例;
图7A-图7C为概要图,其显示本发明的一生物化学分析装置的一实施例;
图8A-图8B为概要图,其显示本发明的一生物化学分析装置的一实施例;
图9A为一概要图,其显示在本发明中透视的液体清洗单元;
图9B为于图9A中的虚线标示区域9B的放大示意图;
图10为一概要图,其显示在本发明中透视的清洗管配件;及
图11A-图11D为一流程图,其说明通过本发明一实施例所实施的生物化学分析步骤。
主要元件符号说明
010、050~装置上部;
020、040~装置下部;
030~冷却隔室;
100~液体分配单元;
110~分配管配件;
111~第二接触垫;
120~收容器;
121、213、741~突出物;
130~液体储存匣;
131、711~壳座;
132~储存器管;
133~通气孔;
134~液体;
135~螺纹;
140~压电式分配器;
141~毛细管;
142~压电式转换器;
143~管嘴;
150~第一基座;
151、251、751~孔洞;
152~第一接触垫;
154、254、754~凹槽;
2B、4B、9B~虚线区域;
200~侦测器单元;
210~侦测器;
211~第四接触垫;
212~光学配件;
250~第二基座;
252~第三接触垫;
300~多井孔条;
310~井孔;
400~平台;
410~多井孔条进给器;
420~第一传送器;
430~第二传送器;
440~第三传送器;
450~多井孔条收集器;
460~平台控制器;
470~多井孔条载具;
500~控制器;
600~电脑处理器;
700~液体清洁单元;
710~清洗管配件;
720~分配管;
721~液体入口; 722~外通道;
723~分配管嘴;
730~抽出管;
731~液体出口; 732~内通道;
733~抽出管嘴;
740~同轴收容器;
750~第三基座;
F01至F31~步骤。
具体实施方式
下列叙述为执行本发明的最佳模式,此叙述为用以说明本发明一般原则的目的,并不应被用以限制之意。通过参考附上的权利要求来最佳地界定本发明的范围。
对于不同的说明实施例,相同的标号被用来代表相同的元件。
除非以别的方式明确指出,在此使用的单字“一”与“该”意指“至少一”。
在此使用的措辞“样本”意指生物性液态样本,其包括具有未知浓度的一个或更多的分析物(analyte)。样本可包括,且不限于血液、血清、血浆、尿液、唾液、汗水或任何生理上的液体。
在此使用的措辞“校准物(calibrator)”意指生物性液体或溶液,其包括具有已知浓度的一个或更多的分析物。通过分析物的已知浓度及从本发明中化学或生物化学反应结果所侦测出的产生的信号,多个校准物在此处被使用来建立一校准方程式(calibration equation)。
在此使用的措辞“对照物(control)”意指生物性液体或溶液,其包括具有已知浓度的一个或更多的分析物。通过将分析物已知浓度与由分析物校准方程式及从本发明中化学或生物化学反应结果所侦测出的产生的信号而计算出的分析物的浓度进行比较来确认校准方程式的准确性。
在此使用的措辞“试剂”意指生物化学溶液,其包括分析物专一试剂,如多株或单株抗体、专一受器(receptor)、蛋白质、配体(ligand)、核酸序列与相似试剂,其由于与一样本中的一分析物的专一性结合或化学反应,而被使用在将样本中的分析物进行确认与定量的诊断应用。这些分析物专一试剂可在生物化学溶液中与具有或不具有超顺磁(superparamagnetic)特性的纳米颗粒(nano-particle)结合。
在一方面,本发明提供一化学或生物化学分析装置,其可独立地分配多种预定量的液体样本与试剂进入多个井孔中,并于上述多个井孔的每一个中执行化学或生物化学反应的侦测。换句话说,本发明的化学或生物化学分析装置可执行在操作中需要多种用量或种类的样本及/或试剂的多重生物化学分析程序(multiple biochemical analysis procedures),其中发生于上述多重生物化学分析程序的每一个中的化学或生物化学反应可为相同或不同。
参见图1,在一实施例中,本发明的化学或生物化学分析装置可包括一液体分配单元(liquid dispensing unit)100、一侦测器单元(detector unit)200、用以运载至少一多井孔条(multi-well strip)300的一平台(stage)400、至少一控制器(controller)500与一电脑处理器(computer processor)600。
液体分配单元100可包括至少一第一基座(first base)150,其设置有排列成一列或成排的多个分配管配件(dispensing tube assembly)110且与上述至少一控制器500电性耦接。多个分配管配件110的每一个可独立地与第一基座150电性耦接,且可用来独立地分配一样本、校准物、对照物或试剂。在操作装置的期间,多个分配管配件110的每一个可与其他分配管配件110分开地运作。
侦测器单元200可包括至少一第二基座(second base)250,其设置有排列成一列或成排的多个侦测器(detector)210且与上述至少一控制器500电性耦接。多个侦测器210的每一个可独立地与第二基座250电性耦接,且因此在操作装置的期间,多个侦测器210的每一个可与其他侦测器210分开地运作。
由平台400所运载的至少一个的多井孔条300可具有排列成一列或成排的多个井孔310。各井孔可用来接受至少样本与试剂、校准物与试剂,或对照物与试剂。平台400可运送多井孔条300以使多井孔条300依序通过多个分配管配件110与多个侦测器210下方,并可与上述至少一控制器500电性耦接。此外,侦测器210可被用来执行一侦测,此侦测为侦测井孔310中发生的化学或生物化学反应的结果,接着,侦测器210可产生对应在此侦测的一信号并传送此信号至电脑处理器600。
例如,当多井孔条300中的排列成一列或成排的多个井孔310的一被选择的井孔被运送于多个分配管配件110的一被选择的含有样本的分配管配件下方时,被选择的含有样本的分配管配件会分配一预定量的样本进入上述被选择的井孔中,且当被选择的井孔被进一步运送于多个分配管配件110的一被选择的含有试剂的分配管配件下方时,被选择的含有试剂的分配管配件会分配一预定量的试剂进入上述被选择的井孔中。接着当被选择的井孔被运送于多个侦测器210的一被选择的侦测器下方时,所选择的侦测器会执行一侦测,而此侦测为侦测由样本与试剂所导致在井孔310中发生的化学或生物化学反应的结果,然后所选择的侦测器产生对应于此侦测的一信号并传送此信号至电脑处理器600。
参见图2A,在一实施例中,第一基座150可具有多个孔洞(hole)151,用以设置上述多个分配管配件110。分配管配件110可自第一基座150分离,且分配管配件110可为可替换的。分配管配件110可预先填入样本、校准物、对照物或试剂,但不限于此。在一实施例中,上述孔洞151可具有一第一接触垫152,位于该孔洞的一侧壁上,且第一接触垫152可延伸于孔洞151的侧壁,并露出于第一基座150的一表面,其中该分配管配件110通过与第一接触垫152接触而与第一基座150电性耦接。图2B显示于图2A中的虚线标示区域2B的放大附图。
参见图2A与图3,在一实施例中,分配管配件110可包括一收容器(receptacle)120、一液体储存匣(fluid cartridge)130与一压电式分配器(piezoelectric dispenser)140。收容器120可包括通过与第一接触垫152接触而与第一基座150电连接的一第二接触垫111,及于其中的一通道。参见图2B,在一实施例中,第一基座150的孔洞151可还包括至少一凹槽154,位于该孔洞的侧壁上,且分配管配件110可还包括至少一突出物121,其在收容器120的侧壁上对应于上述至少一凹槽154,其中突出物121可被插入凹槽中154中。液体储存匣130可被设置于收容器120的通道的另一端中。在一实施例中,液体储存匣130在通道的另一端设置于收容器120中,其被一螺纹(thread)135所密封。液体储存匣130包括具有对外面大气开放的一通气孔(vent)133的一壳座(housing)131与一储存器管(reservoir tube)132于壳座131中。储存器管132可用来容纳或填入一液体134,例如一样本、校准物、对照物或试剂。此外,压电式分配器140可设置于收容器120中且可包括一毛细管(capillary tube)141、一压电式转换器(piezoelectric transducer)142与一管嘴143。毛细管141可被压电式转换器142所包围并与其接触,且可与储存器管132连接。压电式转换器142可与收容器120的第二接触垫111电连接。管嘴143可与毛细管141连接并且从收容器120的一端延伸而出。在一实施例中,压电式转换器142为一与毛细管141同轴(coaxial)的压电式材料的套筒(sleeve),并具有一内电极与外电极分别位于其内表面与外表面上。
在一实施例中,将1-4000Hz与50-300volts的高频电压提供至压电式转换器142的内电极与外电极并引起压电式转换器142的收缩,其转而引起从管嘴143而出的液体小滴(liquid droplet)的分配。压电式转换器142为市面上可从一些制造商获得,例如MicroFab Technologies,Inc.(Plano,Texas,USA)或Vernitron Co.(Laconia,New Hampshire,USA)。
此外,各分配管配件110可配备有指示其内含液体的种类的一第一识别(first coding)的标志。第一基座150可配备有用来侦测液体量的一第一侦测元件(未显示)。更进一步,各分配管配件110可配备有用以侦测剩余在管中的液体量的一第二侦测元件(未显示)。
参见图4A与图4B,在一实施例中,第二基座250可具有多个孔洞251,用以设置多个侦测器210。侦测器210可自第二基座250分离。且,侦测器210可为可替换的。在一实施例中,上述孔洞251可具有一第三接触垫252,位于该孔洞的一侧壁上,且第三接触垫252可延伸于孔洞251的侧壁,并露出于第二基座250的一表面,其中侦测器210通过与第三接触垫252接触而与第二基座250电性耦接。图4B显示于图4A中的虚线标示区域4B的放大图示。
在一实施例中,侦测器210可包括通过与第三接触垫252接触而与第二基座250电连接的一第四接触垫211,及一光学配件212。光学配件212可包括用以提供一光线至井孔310的一光源、一滤光器,与一光感测器,光感测器用来侦测从井孔310中发生的化学或生物化学反应结果所产生的一特定波长的光学信号。在一实施例中,第二基座250的孔洞251可还包括至少一凹槽254,位于该孔洞的侧壁上,且侦测器210可还包括至少一突出物213,位于光学配件212的侧壁上且对应于上述至少一凹槽254,其中突出物213可被插入凹槽254中。此外,以用来表明插入于其中的侦测器210的种类的第二辨识(second coding)来标示各侦测器210。
参见图1与图5,在一实施例中,通过平台400,使具有在一基质上排列成一列或成排的多个井孔310的多井孔条300依序在液体分配单元100与侦测单元200的下移动。所有介于多井孔条300的相邻井孔310间的间隔为相等的,且此间隔对于在井孔310上方的分配管配件110或侦测器210的定位而言为足够大的。例如,在控制器500的控制下,液体分配单元100分别分配样本、校准物、对照物与试剂于在其下方移动的井孔310中,侦测单元200于井孔310中侦测化学或生物化学反应结果并且测量在样本中的分析物的浓度。此外,以表明其识别号码的第三辨识(third coding)来标示各多井孔条300。介于分配管配件110的管嘴143与直接于其下方的井孔310之间的距离,小于约1.0-0.1cm,或较佳小于约0.20cm。多井孔条300中的各井孔310的体积为小于约10.0-0.1μl,或较佳小于约1.0μl。
参见图6A、图6B、图6C与图6D,在本发明的装置的一实施例中,至少一个上述液体分配单元100(或设置有排列成一列或成排的多个分配管配件110的第一基座150)与至少一个上述侦测单元200(或设置有排列成一列或成排的多个侦测器210的第二基座250)可被排列成多个平行的直线或排以形成一上部010,而用以运载至少一个多井孔条的平台400被视为一下部020,如图6A所示。如上所述,各液体分配单元100独立地与控制器500电性耦接,各侦测单元200也独立地与控制器500电性耦接,且控制器500与电脑处理器600电性耦接。此实施例的装置可还包括一冷却隔室030,覆盖上部010,用以冷却上述的至少一个液体分配单元100与上述至少一个侦测器单元200,如图6B所示。
图6C与图6D分别显示于此实施例中的平台400的上视图与侧视图。如在图6C与图6D中所示,平台400可包括一平台控制器460与控制器500电性耦接、一多井孔条进给器(multi-well strip feeder)410与平台控制器460电性耦接、一第一传送器(first conveyer)420独立地与平台控制器460电性耦接、一第二传送器(second conveyer)430独立地与平台控制器460电性耦接、一第三传送器(third conveyer)440独立地与平台控制器460电性耦接,及一多井孔条收集器(multi-well strip collector)450与平台控制器460电性耦接。第一传送器420、第二传送器430及第三传送器440可为一种典型的皮带传送器(belt conveyer),包含一可控制转速的马达,例如步进马达(stepping motor)或伺服马达(serve-motor),经由输送链条带动链齿轮,进而带动链齿轮上的输送带,多井孔条300放置于输送带上的齿槽,输送带下方有多个滚轮(roller)支撑输送带保持水平位置,经由控制马达的转动即可控制多井孔条的移动距离。第一传送器420、第二传送器430及第三传送器440也可以为其他可以将多井孔条300准确的进行线性移动的传送器,例如滚珠螺杆传送器(ballbearing screw conveyer)等。输送带上有光学式或机械式定位标记用以辅助校正多井孔条300的线性位移。第二传送器430设置于第一传送器420与第三传送器440之间,且第一传送器420与第二传送器430相邻且传送方向互相垂直,而第二传送器430与第三传送器440相邻且传送方向互相垂直。第二传送器430可具有多个平行的传送带机械装置对应至上述被排列成多个平行的直线或排的至少一第一基座150与至少一第二基座250,其中相邻的传送带机械装置以相反方向移动。当多井孔条300被第二传送器430的一传送带机械装置推送至第三传送器440时,第三传送器440暂时保持静止不动,等到多井孔条300完全被推上第三传送器440后,才启动第三传送器440,将此多井孔条300推送至第二传送器430的另一相邻平行排列但反方向移动的传送带机械装置。此外,多井孔条300于第一传送器420及第二传送器430之间的转方向移动也可经由另一真空吸取装置(图中未示)将多井孔条300吸住由第一传送器420移动放置于第二传送器430,或由第二传送器430移动放置于第三传送器440。真空吸取装置可摆置于平台的上方或侧方。真空吸取装置包括有一吸取器及一抽真空器,利用抽真空器抽吸空气使吸取器产生吸取效果。真空吸取装置可由电脑处理器中的可程式逻辑电路控制,使启闭真空吸取装置以产生吸取与不吸取的作用。此为习知真空吸取装置的技术在此不予赘述。多井孔条进给器410具有从一叠的多井孔条300将前述多井孔条300进给至第一传送器420的能力。第一传送器420与第三传送器440具有将多井孔条300从第二传送器430中的多个平行传送带机械装置的一传送带机械装置转移至多个平行传送带机械装置的一相邻的传送带机械装置的能力,且通过多井孔条收集器450可从第一传送器420或第三传送器440收集多井孔条300。例如,传送带机械装置以一方向行进至第二传送器430以运载多井孔条300至第三传送器440,第三传送器440转而将多井孔条300转移至第三传送器440的另一部分,其运载多井孔条300至第二传送器430的以一相反方向移动的另一传送带机械装置。可通过第一传送器420、第二传送器430与第三传送器440的传送带机械装置来逐一地移动各多井孔条300。在一实施例中,各多井孔条300被逐一地移动以使其经过第一传送器420、第二传送器430的传送带机械装置与第三传送器440,且然后最后被多井孔条收集器450所收集。在另一实施例中,各多井孔条300被逐一地移动以使其经过第一传送器420、第二传送器430的传送带机械装置与第三传送器440。然后,各多井孔条300被转移至第二传送器430的一相邻的传送带机械装置并且被移动以使其经过第二传送器430的上述相邻的传送带机械装置及第一传送器420,且然后最后被多井孔条收集器450所收集。
在电脑处理器600与控制器500的控制下,在多井孔条300中的各井孔310逐一地通过在各液体分配单元100中的各分配管配件110与在各侦测器单元200中的各侦测器210的下方,其中通过各个被选择的分配管配件110,将各个被选择的样本、校准物、对照物与试剂分开地分配至各个被选择的井孔310,且通过一被选择的侦测器210来侦测各个介于试剂与例如样本、校准物或对照物的液体之间的生物反应结果,其中在所选择的样本中的分析物浓度被测量。将用来侦测对应的分析物的被选择试剂,分配至因使用背景所述的分配管配件110而载有样本、校准物或对照物的被选择的井孔310,并且使其与位于井孔310的液体反应。因此,被选择的侦测器210其侦测位于多井孔条300的被选择的井孔中的化学或生物化学反应结果,而被选择的井孔通过侦测器210下方。在化学或生物化学分析操作期间,通过侦测器来侦测介于试剂与校准物或试剂与对照物间的化学或生物化学反应结果而产生的信号,被用来建立校准曲线(calibration curve)或质量标准(quality standard)。
参见图7A、图7B、图7C与图6B,在另一实施例中,至少一个上述液体分配单元100(或设置有排列成一列或成排的多个分配管配件110的第一基座150)与至少一个上述侦测单元200(或设置有排列成一列或成排的多个侦测器210的第二基座250)可被排列成多个平行的直线或排以形成一上部010,而用以运载至少一个多井孔条300的平台400被视为一下部040,如图7A所示。如上所述,各液体分配单元100独立地与控制器500电性耦接,各侦测单元200也独立地与控制器500电性耦接,且控制器500与电脑处理器600电性耦接。此实施例的装置可还包括一冷却隔室030覆盖上部010,用以冷却上述的至少一个液体分配单元100与上述至少一个侦测器单元200,如图6B所示。
图7B与图7C分别显示于此实施例中的平台400的上视图与侧视图。如在图7B与图7C中所示,相似于图6C与图6D,平台400可包括一平台控制器460与控制器500电性耦接、一多井孔条进给器410与平台控制器460电性耦接、一第一传送器420独立地与平台控制器460电性耦接、一第二传送器430独立地与平台控制器460电性耦接、一第三传送器440独立地与平台控制器460电性耦接,及一多井孔条收集器450与平台控制器460电性耦接。第二传送器430设置于第一传送器420与第三传送器440之间,且第一传送器420与第二传送器430连接,而第二传送器430与第三传送器440连接。此外,第二传送器430可具有多个平行的传送带机械装置对应至上述被排列成多个平行的直线或排的至少一第一基座150与至少一第二基座250,其中相邻的传送带机械装置以相反方向移动。多井孔条进给器410具有从一叠之多井孔条300将前述多井孔条300进给至第一传送器420的能力。第一传送器420与第三传送器440具有将多井孔条300从第二传送器430中的多个平行传送带机械装置的一传送带机械装置转移至多个平行传送带机械装置的一相邻的传送带机械装置的能力,且通过多井孔条收集器450可从第一传送器420或第三传送器440收集多井孔条300。例如,传送带机械装置以一方向行进至第二传送器430以运载多井孔条300至第三传送器440,第三传送器440转而将多井孔条300转移至第三传送器440的另一部分,其运载多井孔条300至第二传送器430的以一相反方向移动的另一传送带机械装置。可通过第一传送器420、第二传送器430与第三传送器440的传送带机械装置来逐一地移动各多井孔条300。在一实施例中,各多井孔条300被逐一地移动以使其经过第一传送器420、第二传送器430的传送带机械装置与第三传送器440,且然后最后被多井孔条收集器450所收集。在另一实施例中,各多井孔条300被逐一地移动以使其经过第一传送器420、第二传送器430的传送带机械装置与第三传送器440。然后,各多井孔条300被转移至第二传送器430的一相邻的传送带机械装置并且被移动以使其经过第二传送器430的上述相邻的传送带机械装置及第一传送器420,且然后最后被多井孔条收集器450所收集。
另外,在此实施例中,可以至少一个金属珠来预先填入多井孔条330的井孔310。金属珠被以一化学或生物化学物质所涂覆,而此化学或生物化学物质具有选择性吸附在上述样本、校准物、对照物或试剂中的一化学或生物化学分子的能力。例如,化学或生物化学物质可为一抗原、一受质或一配体,而化学或生物化学分子可为一对抗上述抗原的抗体、一专一于上述受质的酵素或一专一于上述配体的受器,或者是化学或生物化学物质可为一抗体、一酵素或一受器,而化学或生物化学分子可为对于上述抗体的抗原、一对于上述酵素的受质或一对于上述受器的配体,但不限于此。
此外,在此实施例中,在至少一侦测器单元200(或第二基座250)下方,传送带机械装置装配有多个多井孔条载具(multi-well strip carrier)470。多井孔条载具470可包括电感应磁铁且当电感应磁铁被电性感应时,电感应磁铁产生一磁场,以从井孔310的底部及/或侧壁执行上述金属珠的收集,或使上述金属珠维持在井孔310的底部及/或侧壁上。当从侦测器210提供一光束至在井孔310中的液体时,测量光束穿过液体的强度以测定反应的结果。在平台控制器460的控制下,大约在多井孔条300被从第二传送器430转移至第一传送器420或第三传送器440之时关闭对于多井孔条载具470的电力。
在又另一实施例中,参见图8A、图8B、图7B、图7C、图9A与图9B,至少一个上述液体分配单元100(或设置有排列成一列或成排的多个分配管配件110的第一基座150)、至少一个液体清洁单元(liquid wash unit)700与至少一个上述侦测单元200(或设置有排列成一列或成排的多个侦测器210的第二基座250)可被排列成多个平行的直线或排以形成一上部050,而用以运载至少一个多井孔条300的平台400被视为一下部040,如图8A所示。类似以上所述,各液体分配单元100独立地与控制器500电性耦接,各液体清洁单元700独立地与控制器500电性耦接,各侦测单元200也独立地与控制器500电性耦接,且控制器500与电脑处理器600电性耦接。液体清洁单元700可包括一第三基座,其设置有排列成一列或成排的多个清洗管配件(washing tube assembly)710且与控制器500电连接。多个清洗管配件710的每一个独立地与第三基座750电连接。在一实施例中,第三基座750可具有多个孔洞751用以设置多个清洗管配件710,如图9A所示。图9B显示于图9A中的虚线标示区域9B的放大图示。清洗管配件710可自第三基座750分离。且,清洗管配件710可为可替换的。另外,此实施例的装置可还包括一冷却隔室030覆盖上部050,用以冷却上述的至少一个液体分配单元100、上述至少一个液体清洗单元700与上述至少一个侦测器单元200,如图8B所示。
在此实施例中,本发明的装置的下部040也如图7B与图7C所示,相似于图6C与图6D,平台400可包括一平台控制器460与控制器500电性耦接、一多井孔条进给器410与平台控制器460电性耦接、一第一传送器420独立地与平台控制器460电性耦接、一第二传送器430独立地与平台控制器460电性耦接、一第三传送器440独立地与平台控制器460电性耦接,及一多井孔条收集器450与平台控制器460电性耦接。第二传送器430设置于第一传送器420与第三传送器440之间,且第一传送器420与第二传送器430连接,而第二传送器430与第三传送器440连接。此外,第二传送器430可具有多个平行的传送带机械装置对应至上述被排列成多个平行的直线或排的至少一第一基座150、至少一第三基座750与至少一第二基座250,其中相邻的传送带机械装置以相反方向移动。多井孔条进给器410具有从一叠的多井孔条300将前述多井孔条300进给至第一传送器420的能力。第一传送器420与第三传送器440具有将多井孔条300从第二传送器430中的多个平行传送带机械装置的一传送带机械装置转移至多个平行传送带机械装置的一相邻的传送带机械装置的能力,且通过多井孔条收集器450可从第一传送器420或第三传送器440收集多井孔条300。例如,传送带机械装置以一方向行进至第二传送器430以运载多井孔条300至第三传送器440,第三传送器440转而将多井孔条300转移至第三传送器440的另一部分,其运载多井孔条300至第二传送器430的以一相反方向移动的另一传送带机械装置。可通过第一传送器420、第二传送器430与第三传送器440的传送带机械装置来逐一地移动各多井孔条300。在一实施例中,各多井孔条300被逐一地移动以使其经过第一传送器420、第二传送器430的传送带机械装置与第三传送器440,且然后最后被多井孔条收集器450所收集。在另一实施例中,各多井孔条300被逐一地移动以使其经过第一传送器420、第二传送器430的传送带机械装置与第三传送器440。然后,各多井孔条300被转移至第二传送器430的一相邻的传送带机械装置并且被移动以使其经过第二传送器430的上述相邻的传送带机械装置及第一传送器420,且然后最后被多井孔条收集器450所收集。
在此实施例中,可以至少一个金属珠来预先填入多井孔条330的井孔310。金属珠被以一化学或生物化学物质所涂覆,而此化学或生物化学物质具有选择性吸附在上述样本、校准物、对照物或试剂中的一化学或生物化学分子的能力。例如,化学或生物化学物质可为一抗原、一受质或一配体,而化学或生物化学分子可为一对抗上述抗原的抗体、一专一于上述受质的酵素或一专一于上述配体的受器,或者是化学或生物化学物质可为一抗体、一酵素或一受器,而化学或生物化学分子可为对于上述抗体的抗原、一对于上述酵素的受质或一对于上述受器的配体,但不限于此。
此外,在此实施例中,在至少一液体清洁单元700(或第三基座750)及/或至少一侦测器单元200(或第二基座250)下方,传送带机械装置装配有多个多井孔条载具470。多井孔条载具470可包括电感应磁铁且当电感应磁铁被电性感应时,电感应磁铁产生一磁场,以从井孔310的底部及/或侧壁执行上述金属珠的收集,或使上述金属珠维持在井孔310的底部及/或侧壁上。当从侦测器210提供一光束至在井孔310中的液体时,测量光束穿过液体的强度以测定反应的结果。在平台控制器460的控制下,大约在多井孔条300被从第二传送器430转移至第一传送器420或第三传送器440之时关闭对于多井孔条载具470的电力。
再者,参见图10,清洁管配件710可包括一壳座711、一分配管(dispensingtube)720、一分配管嘴(dispensing nozzle)723、一抽出管(aspirating tube)730、一抽出管嘴(aspirating nozzle)733与一同轴收容器(coaxial receptacle)740。同轴收容器740可包括一内通道732与外通道722,位于该同轴收容器740中。抽出管730位于内通道732的一端设置于同轴收容器740的一端中,且抽出管嘴733设置于内通道732的另一端并与抽出管730相通。分配管720位于外通道722的一端设置于同轴收容器740中,且分配管嘴723设置于外通道722的另一端并与分配管720相通。壳座711可包括一液体入口721与一液体出口731,并覆盖分配管720与抽出管730,且壳座711可与同轴收容器740的另一端连接。液体入口721与液体出口731为不彼此相通且抽出管730与分配管720为不彼此相通,而液体入口721与液体出口731则分别与分配管720及抽出管730相通。参见图9B,在一实施例中,第三基座750的孔洞751可还包括至少一凹槽754,位于该孔洞751的侧壁上,且同轴收容器740可还包括至少一突出物741对应于上述至少一凹槽754,其中突出物741被插入凹槽754中。
此外,在一实施例中,液体分配单元100的各第一基座150、侦测器单元100的各第二基座250与液体清洁单元700的各第三基座750可装配有至少一个位置感测器(positioning sensor)(未显示),其用以分别侦测多井孔条300对于分配管配件110、侦测器210与清洁管配件710之间的相对位置。而相对位置的资讯被传送至电脑处理器600以将各多井孔条300的位置进行定位。位置感测器可包括,但不限于一CCD影像感侦测器或一LED/光二极管感侦测器。
在电脑处理器600与控制器500的控制下,在多井孔条300中的各井孔310逐一地通过在各液体分配单元100中的各分配管配件110、在各液体清洁单元700中的各清洁管配件710与在各侦测器单元200中的各侦测器210的下方,其中通过各个被选择的分配管配件110,将各个被选择的样本、校准物、对照物与试剂分开地分配至各个被选择的井孔310,且通过一被选择的清洁管配件710来移除于各个被选择的井孔310中的液体混合物,又通过一被选择的侦测器210来侦测各个介于试剂与例如样本、校准物或对照物的液体之间的生物反应结果,其中在所选择的样本之中的分析物浓度被测量,如图1与图9A及图9B所示。将用来侦测对应的分析物的被选择试剂,分配至因使用背景所述的分配管配件110而载有样本、校准物或对照物的被选择的井孔310,并且使其与位于井孔310的液体反应。因此,被选择的侦测器210其侦测位于多井孔条300的被选择的井孔中的化学或生物化学反应结果,而被选择的井孔通过侦测器210下方。在化学或生物化学分析操作期间,通过侦测器来侦测介于试剂与校准物或试剂与对照物间的化学或生物化学反应结果而产生的信号,被用来建立校准曲线或质量标准。
在另一方面,本发明也提供化学或生物化学分析的方法。在一实施例中,此方法可包括下列步骤:
提供排列成一列或成排的多个分配管配件,其中分配管配件用来独立地容纳及分配一样本或试剂。提供排列成一列或成排的多个侦测器。提供具有排列成一列或成排的多个井孔的至少一个多井孔条。接着移动多井孔条以使其依序通过多个分配管配件与多个侦测器下方,其中,多井孔条的多个井孔的一被选择的井孔接受样本与试剂,而样本分配自上述多个分配管配件的一被选择的含有样本的分配管配件,试剂分配自上述多个分配管配件的一被选择的含有试剂的分配管配件,又然后多个侦测器的一被选择的侦测器执行一侦测,且产生对应于此侦测的一信号并传送此信号至一电脑处理器,而此侦测为侦测出由于样本与试剂而发生于井孔中的化学或生物化学反应的结果。
在此实施例中,上述方法可还包括在移动上述多井孔条以使其依序通过上述多个分配管配件与上述多个侦测器下方之前,将上述被选择的含有样本的分配管配件、上述被选择的含有试剂的分配管配件与上述被选择的侦测器进行定位。此外,此方法可还包括在移动上述多井孔条以使其依序通过上述多个分配管配件与上述多个侦测器下方之后,根据上述信号通过电脑控制器而产生对于样本的一分析结果。
在另一实施例中,此方法可包括下列步骤。提供排列成一列或成排的多个分配管配件,其中分配管配件用来独立地容纳及分配一校准物、对照物、样本或试剂。提供排列成一列或成排的多个侦测器。提供具有排列成一列或成排的多个井孔的至少一个多井孔条。接着,移动多井孔条以使其依序通过多个分配管配件与多个侦测器下方,其中,多个井孔的一第一被选择的井孔接受校准物或对照物及试剂,而校准物或对照物分配自多个分配管配件的一被选择的含有校准物或对照物的分配管配件,试剂分配自多个分配管配件的一被选择的含有试剂的分配管配件,且多个井孔的一第二被选择的井孔接受样本及试剂,而样本分配自上述多个分配管配件的一被选择的含有样本的分配管配件,试剂分配自上述多个分配管配件的上述被选择含有试剂的分配管配件,又然后多个侦测器的一被选择的侦测器执行一第一侦测与一第二侦测,且产生对应于第一侦测的一第一信号及对应于第二侦测的一第二信号,并传送第一与第二信号至一电脑处理器,第一侦测为侦测出由于校准物或对照物与试剂而发生于第一井孔中的化学或生物化学反应的一第一结果,而第二侦测为侦测出由于样本与试剂而发生于第二井孔中的化学或生物化学反应的一第二结果。
在此实施例中,此方法可还包括在移动多井孔条以使其依序通过上述多个分配管配件与上述多个侦测器下方之前,将上述被选择的含有校准物或对照物的分配管配件、上述被选择的含有样本的分配管配件、上述被选择的含有试剂的分配管配件与上述被选择的侦测器进行定位。此外,此方法可还包括在移动上述多井孔条以使其依序通过上述多个分配管配件与上述多个侦测器下方之后,根据上述第一与第二信号通过电脑控制器产生对于样本的一分析结果。再者,分析结果可包括于样本中的一分析物的存在或浓度。
在又另一方面,本发明提供通过使用上述本发明的装置的化学或生物化学分析方法。
在一实施例中,本方法可包括,但不限于下列步骤。
通过控制器,选择预先填入要被分析的一样本的上述多个分配管配件中的至少一个分配管配件,来作为至少一个样本分配管配件,并通过控制器检查上述至少一个样本分配管配件的准备工作。通过控制器,选择预先填入用在分析中的一试剂的上述多个分配管配件中的至少一个分配管配件,来作为至少一个试剂分配管配件,并通过控制器检查上述至少一个试剂分配管配件的准备工作。通过控制器,选择多个侦测器中的至少一个侦测器,来作为在分析操作中要被用来侦测的至少一个侦测器,并检查上述至少一个侦测器的准备工作。接着,通过控制器将上述至少一个样本分配管配件进行定位。通过控制器将上述至少一个试剂分配管配件进行定位。通过控制器将上述在分析操作中要被用使来侦测的至少一个侦测器进行定位。之后,通过控制器经由平台开始移动多井孔条以使其依序通过多个分配管配件与多个侦测器下方。通过控制器将要被执行分析的至少一个多井孔条的至少一个井孔进行定位。然后,若确认井孔为在样本分配管配件下方,则通过控制器将样本从样本分配管配件注入井孔中。若确认井孔被在试剂分配管配件下方,则通过控制器将试剂从试剂分配管配件注入井孔中。接着,若确认井孔为在于分析操作中要被用使来侦测的侦测器下方,则通过上述侦测器执行一侦测,而此侦测为侦测发生于井孔中的化学或生物化学反应的结果。通过上述侦测器产生对应于上述侦测的一信号。将此信号传送至电脑处理器。最后,根据此信号通过电脑处理器产生对于样本的一分析结果。
需注意的是,可不依序执行上述步骤。视需要可调整此方法执行这些步骤的顺序。此外,在此装置操作期间,若情况合适,则可同时执行多个上述步骤。
在另一实施例中,此方法可包括,但不限于下列步骤。
通过控制器,选择预先填入要被用于分析的一校准物或对照物的上述多个分配管配件中的至少一个分配管配件,来作为至少一个校准物或对照物分配管配件,并通过控制器检查上述至少一个校准物或对照物分配管配件的准备工作。通过控制器,选择预先填入要被分析的一样本的上述多个分配管配件中的至少一个分配管配件,来作为至少一个样本分配管配件,并通过控制器检查上述至少一个样本分配管配件的准备工作。通过控制器,选择预先填入用在分析中的一试剂的上述多个分配管配件中的至少一个分配管配件,来作为至少一个试剂分配管配件,并通过控制器检查上述至少一个试剂分配管配件的准备工作。通过控制器,选择多个侦测器中的至少一个侦测器,来作为在分析操作中要被用来侦测的至少一个侦测器,并检查上述至少一个侦测器的准备工作。接着,通过控制器将上述至少一个校准物或对照物分配管配件进行定位。通过控制器将上述至少一个样本分配管配件进行定位。通过控制器将上述至少一个试剂分配管配件进行定位。通过控制器将上述在分析操作中要被用使来侦测的至少一个侦测器进行定位。之后,通过控制器经由平台开始移动多井孔条以使其依序通过多个分配管配件与多个侦测器下方。通过控制器将要被执行分析的至少一个多井孔条的至少两个井孔进行定位。然后,若确认上述至少两个井孔的第一井孔为在校准物或对照物分配管配件下方,则通过控制器将校准物或对照物从校准物或对照物分配管配件注入此上述至少两个井孔的第一井孔中。若确认上述至少两个井孔的第二井孔为在样本分配管配件下方,则通过控制器将样本从样本分配管配件注入此上述至少两个井孔的第二井孔中。若确认上述至少两个井孔的第一井孔为在试剂分配管配件下方,则通过控制器将试剂从试剂分配管配件注入此上述至少两个井孔的第一井孔中。若确认上述至少两个井孔的第二井孔为在试剂分配管配件下方,则通过控制器将试剂从试剂分配管配件注入此上述至少两个井孔的第二井孔中。接着,若确认上述至少两个井孔的第一井孔为在于分析操作中要被用使来侦测的至少一个侦测器的一第一侦测器下方,则通过此第一侦测器执行一第一侦测,而此第一侦测为侦测发生于第一井孔中的化学或生物化学反应的结果。通过此第一侦测器产生对应于上述第一侦测的一第一信号。将此第一信号传送至电脑处理器。若确认上述至少两个井孔的第二井孔为在于分析操作中要被用使来侦测的至少一个侦测器的一第二侦测器下方,则通过此第二侦测器执行一第二侦测,而此第二侦测为侦测发生于第二井孔中的化学或生物化学反应的结果。通过此第二侦测器产生对应于上述第二侦测的一第二信号。将此第二信号传送至电脑处理器。通过电脑处理器,根据上述第一信号与上述第二信号分别产生对于校准物或对照物的分析资讯及对于样本的分析资讯。最后,根据上述分析资讯获得对于样本的分析结果。
分析结果可包括于样本中的一分析物的存在性或浓度,但不限于此。
需注意的是,可不依序执行上述步骤。视需要可调整此方法执行这些步骤的顺序。此外,在此装置操作期间,若情况合适,则可同时执行多个上述步骤。
通过显示于图8A、图8B、图7B与图7C中的本发明装置的此实施例来执行化学或生物化学分析的流程图显示于图11A至图11D中。
参见图11A与图11B,在步骤F01中,可对一使用者显示一主要目录(main menu)与目前的设定(curreny settings)。在一实施例中,主要目录允许使用者改变目前的设定或开始一化学或生物化学分析。目前的设定意指要被执行的化学或生物化学分析的一系列基本资讯,包括,但不限于样本资讯、分析试验(assay)资讯及样本与试剂分配管配件110、清洗管配件710与侦测器210的准备工作。之后,在步骤F02与F03中,提供使用者改变样本资讯的决定及一次目录页(sub-menu page)以输入样本资讯。例如,样本资讯可包括样本识别号码与样本的种类,例如血液、血清、血浆与尿液或其他生理上的液体等。在步骤F04与F05中,提供使用者改变分析资讯的决定及一次目录页以输入分析试验资讯。分析试验资讯可包括分析试验识别号码及在要被分析试验所分析的样本中的分析物的种类。在步骤F06与F07中,提供使用者检查样本分配管配件110的准备工作的决定及一次目录页用以置换样本分配管配件。之后,在步骤F08与F09中,提供使用者检查试剂分配管配件110的准备工作的决定及一次目录页以置换试剂分配管配件110。在步骤F10与F11中,提供使用者检查清洗管配件710的准备工作的决定及一次目录页以置换清洗管配件710。在步骤F12与F13中,提供使用者检查侦测器210的准备工作的决定及一次目录页以置换侦测器。样本分配管配件110的准备工作的检查可包括所储存的样本的量的确认、样本识别号码、在第一基座150上所插入孔洞151的位置与分配液滴的大小及速度。试剂分配管配件110的准备工作的检查可包括所储存的试剂的量的确认、试剂的种类、在第一基座150上所插入孔洞151的位置与分配液滴的大小及速度。清洗管配件710的准备工作的检查可包括在第三基座750上所插入孔洞751的位置。侦测器210的准备工作的检查可包括在第二基座250上所插入孔洞251的位置与侦测器的种类。从样本的种类及在样本中要被分析的分析物的种类的输入资讯,电脑处理器600可从其数据库发现一分析试验程序,并决定出要被使用于此分析试验中的试剂种类与用量以及侦测器的种类,其中设定了将试剂加入样本中的顺序及进行清洗以从分析混合物移除废弃产物的顺序。在步骤F14、F15、F16与F17中,将要用于各个分析的样本与试剂分配管配件110的插入孔洞151的位置、清洗管配件710的插入孔洞751的位置与侦测器210的插入孔洞251的位置进行定位。在步骤F18中,平台400开始运载多个多井孔条300并以一预定的速度来移动。
接着,如图11C与图11D的流程图中所示,在步骤F19中,通过电脑处理器600选择于一多井孔条300中的一井孔310以执行此分析试验,且也将于多井孔条300中的井孔310进行定位。在步骤F21中,电脑处理器600检查在一移动中的多井孔条300中的一井孔310的位置是否直接位于一被选择的样本分配管配件110的位置的下方。若井孔310直接位于被选择的样本分配管配件110的位置的下方,则在步骤F22中,电脑处理器600将启动此被选择的样本分配管配件110以将一预定量的样本注入所选择的井孔310中。在步骤F23中,电脑处理器600检查在一移动中的多井孔条300中的一井孔310的位置是否直接位于一被选择的试剂分配管配件110的位置的下方。若井孔310直接位于被选择的试剂分配管配件110的位置的下方,则在步骤F24中,电脑处理器600将启动此被选择的试剂分配管配件110以将一预定量的试剂注入所选择的井孔310中。在步骤F25中,电脑处理器600检查在移动中的一多井孔条300中的一井孔310的位置是否直接位于一被选择的清洗管配件710的位置的下方。若井孔310直接位于被选择的清洗管配件710的位置的下方,则在步骤F26中,电脑处理器600将启动被选择的多井孔条载具470来产生磁场以从井孔310的底部及/或侧壁收集金属珠,或维持金属珠在井孔310的底部及/或侧壁上。电脑处理器也启动被选择的清洗管配件来将所选择的井孔310中的废弃产物清洗掉。在步骤F27中,电脑处理器600检查在一移动中的多井孔条300中的一井孔310的位置是否直接位于一被选择的侦测器210的位置的下方。若井孔310直接位于被选择的侦测器210的下方,则在步骤F28中,电脑处理器600将启动此被选择的侦测器210以侦测在所选择的井孔310中的光学信号。在各步骤F22、F24、F26与F28之后,电脑处理器600将把在各所选择的井孔310中的分析反应的状态进行更新并将程序移动至F20以将在平台400上移动的多个多井孔条300中的各井孔310重新定位。在步骤F20中,电脑处理器600将检查在一所选择的井孔中的分析反应的状态。若分析试验为已完成,则电脑处理器600将记录在所选择的井孔310中的所侦测出的光学信号。在步骤29中,电脑处理器600检查是否在所有所选择的井孔中的所有分析试验已被完全完成,否则,电脑处理器600将持续执行程序直到在所有样本中的所有分析物已如使用者在步骤F02与F04中所要求来被分析。在步骤30中,电脑处理器600将使用光学信号来建立校准方程式,光学信号为侦测自试剂与已知浓度的校准物之间的分析反应。在步骤31中,电脑处理器600将从侦测出的光学信号及校准方程式计算出在样本中的分析物的浓度。
虽然本发明已通过范例方式并根据较佳实施例所描述,可以了解的是本发明并不限于所发明的实施例。相反地,其意欲包含各种修饰与相似的排列(对于熟悉此技术人士为显而易见)。因此,附上的权利要求的范围应被给予最广的解释以包含所有此类的修饰与相似的排列。
Claims (40)
1.一种化学或生物化学分析装置,包括:
电脑处理器;
至少一控制器,与该电脑处理器电性耦接;
至少一第一基座,设置有排列成一列或成排的多个分配管配件且分别与该至少一控制器电性耦接,其中每一分配管配件分别与该第一基座电性耦接,且使充填一样本、校准物、对照物或试剂;
至少一第二基座,设置有排列成一列或成排的多个侦测器且与该至少一控制器电性耦接,其中每一侦测器分别与该第二基座电性耦接;以及
一平台,运载具有排列成一列或成排的多个井孔的至少一个多井孔条,且运送该多井孔条以使该多井孔条依序通过该多个分配管配件与该多个侦测器下方,并与该至少一控制器电性耦接,
其中各该井孔接受至少该样本与该试剂、该校准物与该试剂,或该对照物与试剂,又
其中该侦测器执行一侦测,且产生对应于该侦测的一信号并传送该信号至该电脑处理器,而该侦测器侦测该井孔中发生的化学或生物化学的反应结果。
2.如权利要求1所述的化学或生物化学分析装置,其中该第一基座包括多个孔洞用以设置该多个分配管配件。
3.如权利要求1所述的化学或生物化学分析装置,其中该分配管配件可自该第一基座分离。
4.如权利要求1所述的化学或生物化学分析装置,其中该分配管配件被预先填入该样本、该校准物、对照物或试剂。
5.如权利要求2所述的化学或生物化学分析装置,其中该孔洞具有第一接触垫,位于该孔洞一侧壁上,且该第一接触垫延伸于该孔洞的该侧壁,并露出于该第一基座的一表面,且其中该分配管配件通过与该第一接触垫接触而与该第一基座电性耦接。
6.如权利要求5所述的化学或生物化学分析装置,其中该分配管配件包括:
收容器,包括通过与该第一接触垫接触而与该第一基座电连接的一第二接触垫,与在其中的一通道;
压电式分配器于该收容器中,包括:
压电式转换器,其与该第二接触垫电连接;
毛细管,其被该压电式转换器所包围并与其接触;及
管嘴,其与该毛细管连接且自该收容器的一端延伸出;以及
液体储存匣,其设置于该通道的另一端中,包括:
壳座,具有一通气孔对外面大气开放;及
储存器,设于该壳座中,用来容纳该样本、校准物、对照物或试剂,其中该储存器与该毛细管连接。
7.如权利要求6所述的化学或生物化学分析装置,其中介于该分配管配件的该管嘴与直接于其下方的该井孔之间的距离,小于约1.0cm。
8.如权利要求7所述的化学或生物化学分析装置,其中介于该分配管配件的该管嘴与直接于其下方的该井孔之间的距离,小于约0.20cm。
9.如权利要求1所述的化学或生物化学分析装置,其中在该多井孔条中的各井孔的体积为小于约10.0μl。
10.如权利要求9所述的化学或生物化学分析装置,其中在该多井孔条中的各井孔的体积为小于约1.0μl。
11.如权利要求6所述的化学或生物化学分析装置,其中该孔洞还包括至少一凹槽,位于该孔洞的侧壁上,且该分配管配件还包括至少一突出物,其位于该收容器的一侧壁上并对应于该至少一凹槽,且其中该突出物可被插入该凹槽中。
12.如权利要求1所述的化学或生物化学分析装置,其中该侦测器可自该第二基座分离。
13.如权利要求1所述的化学或生物化学分析装置,其中该第二基座包括多个孔洞,用以设置该多个侦测器。
14.如权利要求13所述的化学或生物化学分析装置,其中该孔洞具有一第三接触垫,位于该孔洞的侧壁上,且该第三接触垫延伸于该孔洞的该侧壁,并露出于该第二基座的一表面,且其中该侦测器通过与该第三接触垫接触而与该第二基座电性耦接。
15.如权利要求14所述的化学或生物化学分析装置,其中该侦测器包括通过与该第三接触垫接触而与该第二基座电连接的一第四接触垫,与一光学配件。
16.如权利要求15所述的化学或生物化学分析装置,其中该光学配件包括:
光源;
滤光器;以及
光感测器,侦测从发生在该井孔中的该化学或生物化学反应结果所产生的特定波长的光学信号。
17.如权利要求15所述的化学或生物化学分析装置,其中该孔洞还包括至少一凹槽,位于该孔洞的侧壁上,且该侦测器还包括至少一突出物,位于该光学配件的一侧壁上并对应于该至少一凹槽,且其中该突出物可被插入该凹槽中。
18.如权利要求1所述的化学或生物化学分析装置,其中介于该多井孔条的相邻井孔之间的间隔为相等的,且该间隔对于在该井孔上方的该分配管配件与该侦测器的定位而言为足够大的。
19.如权利要求1所述的化学或生物化学分析装置,其中该至少一第一基座与该至少一第二基座被排列成多个平行的直线或排,且该平台包括:
平台控制器与该控制器电性耦接;
多井孔条进给器与该平台控制器电性耦接;
第一传送器独立地与该平台控制器电性耦接;
第二传送器具有多个平行的传送带机械装置对应至被排列成多个平行的直线或排的该至少一第一基座与该至少一第二基座,且独立地与该平台控制器电性耦接,其中相邻的该传送带机械装置以相反方向移动;
第三传送器独立地与该平台控制器电性耦接;以及
多井孔条收集器与该平台控制器电性耦接,
其中该第二传送器设置于该第一传送器与该第三传送器之间,且该第一传送器与该第二传送器连接而该第二传送器与该第三传送器连接,且
其中该第一传送器与该第三传送器具有将该多井孔条从在该第二传送器中的该多个平行传送带机械装置的一传送带机械装置转移至该多个平行传送带机械装置的一相邻的传送带机械装置的能力,又
其中在该第一传送器或该第三传送器的末端通过该多井孔条收集器来收集该多井孔条。
20.如权利要求19所述的化学或生物化学分析装置,还包括一冷却隔室,用来冷却与覆盖该被排列成多个平行的直线或排的该至少一第一基座与该至少一第二基座。
21.如权利要求19所述的化学或生物化学分析装置,其中该多井孔条的该井孔包括至少一金属珠,设于该井孔中,且该金属珠被以一化学或生物化学物质所涂覆,该化学或生物化学物质具有选择性吸附于该样本、校准物、对照物或试剂中的一化学或生物化学分子的能力。
22.如权利要求21所述的化学或生物化学分析装置,其中该化学或生物化学物质为一抗原而该化学或生物化学分子为一对抗该抗原的抗体,或该化学或生物化学物质为一抗体而该生物化学分子为一对于该抗体的抗原。
23.如权利要求21所述的化学或生物化学分析装置,其中该化学或生物化学物质为一受质而该化学或生物化学分子为一专一于该受质的酵素,或该化学或生物化学物质为一酵素而该生物化学分子为一对于该酵素的受质。
24.如权利要求21所述的化学或生物化学分析装置,其中该化学或生物化学物质为一配体而该化学或生物化学分子为一专一于该配体的受器,或该化学或生物化学物质为一受器而该生物化学分子为一对于该受器的配体。
25.如权利要求21所述的化学或生物化学分析装置,其中在该至少一第二基座下方,该传送带机械装置装配有多个具有电感应磁铁的多井孔条载具,且当该电感应磁铁被电性感应时,该电感应磁铁产生一磁场以从该井孔的底部及/或侧壁收集该金属珠,或将该金属珠维持在该井孔的底部及/或侧壁上。
26.如权利要求21所述的化学或生物化学分析装置,还包括至少一第三基座,其设置有排列成一列或成排的多个清洗管配件且与该至少一控制器电连接,其中该多个清洗管配件的每一个独立地与该第三基座电连接,且其中该至少一第一基座、该至少一第三基座与该至少一第二基座被排列成多个平行的直线或排。
27.如权利要求26所述的化学或生物化学分析装置,还包括一冷却隔室,用来冷却与覆盖该被排列成多个平行的直线或排的该至少一第一基座、该至少一第三基座与该至少一第二基座。
28.如权利要求26所述的化学或生物化学分析装置,其中该第三基座包括多个孔洞用以设置该多个清洗管配件。
29.如权利要求26所述的化学或生物化学分析装置,其中该清洗管配件可自该第三基座分离。
30.如权利要求26所述的化学或生物化学分析装置,其中该清洗管配件为可替换的。
31.如权利要求26所述的化学或生物化学分析装置,其中该清洗管配件包括:
同轴收容器,包括一内通道与外通道于该同轴收容器中;
抽出管,位于该内通道的一端且设置于该同轴收容器的一端中;
抽出管嘴,设置于该内通道的另一端且与该抽出管相通;
分配管,位于该外通道的一端且设置于该同轴收容器中;
分配管嘴,设置于该外通道的另一端且与该分配管相通;以及
壳座,包括一液体入口与一液体出口,并覆盖该分配管与该抽出管,且与该同轴收容器的另一端连接,
其中该液体入口与该液体出口为不彼此相通,且该抽出管与该分配管为不彼此相通,而该液体入口与该液体出口则分别与该分配管及该抽出管相通。
32.如权利要求31所述的化学或生物化学分析装置,其中该孔洞还包括至少一凹槽,位于该孔洞的侧壁上,且该同轴收容器还包括至少一突出物,对应于该至少一凹槽,且其中该突出物插入该凹槽中。
33.如权利要求26所述的化学或生物化学分析装置,其中在该至少一第三基座及/或该至少一第二基座下方,该传送带机械装置装配有多个具有电感应磁铁的多井孔条载具,且当该电感应磁铁被电感应时,该电感应磁铁产生一磁场以从该井孔的一底部及/或侧壁或在该井孔的一底部及/或侧壁上收集或维持该金属珠。
34.一种化学或生物化学分析的方法,包括:
(a)提供排列成一列或成排的多个分配管配件,该分配管配件用来独立地容纳及分配一样本或试剂;
(b)提供排列成一列或成排的多个侦测器;
(c)提供具有排列成一列或成排的多个井孔的至少一个多井孔条;以及
(d)移动该多井孔条以使其依序通过该多个分配管配件与该多个侦测器下方,
其中,该多井孔条的该多个井孔的一被选择的井孔接受该样本与该试剂,而该样本分配自该多个分配管配件的一被选择的含有该样本的分配管配件,该试剂分配自该多个分配管配件的一被选择的含有该试剂的分配管配件,且接着该多个侦测器的一被选择的侦测器执行一侦测,且产生对应于该侦测的一信号并传送该信号至一电脑处理器,而该侦测为侦测由该样本与该试剂所导致在该井孔中发生的化学或生物化学反应的结果。
35.如权利要求34所述的化学或生物化学分析的方法,还包括在步骤(d)之前,将该被选择的含有该样本的分配管配件、该被选择的含有该试剂的分配管配件与该被选择的侦测器进行定位。
36.如权利要求34所述的化学或生物化学分析的方法,还包括在步骤(d)之后,根据该信号通过该电脑处理器对于该样本产生一分析结果。
37.一种化学或生物化学分析的方法,包括:
(a)提供排列成一列或成排的多个分配管配件,该分配管配件用来容纳及分配一校准物、对照物、样本或试剂;
(b)提供排列成一列或成排的多个侦测器;
(c)提供具有排列成一列或成排的多个井孔的至少一个多井孔条;以及
(d)移动该多井孔条以使其依序通过该多个分配管配件与该多个侦测器下方,
其中,该多井孔条的该多个井孔的一第一被选择的井孔接受该校准物或对照物及该试剂,而该校准物或对照物分配自该多个分配管配件的一被选择的含有该校准物或对照物的分配管配件,该试剂分配自该多个分配管配件的一被选择的含有该试剂的分配管配件,又该多井孔条的该多个井孔的一第二被选择的井孔接受该样本及该试剂,而该样本分配自该多个分配管配件的一被选择的含有该样本的分配管配件,该试剂分配自该多个分配管配件的该被选择的含有该试剂的分配管配件,且之后该多个侦测器的一被选择的侦测器执行一第一侦测与一第二侦测,且产生对应于该第一侦测的一第一信号及对应于该第二侦测的一第二信号,并传送该第一与第二信号至一电脑处理器,该第一侦测为侦测由该校准物或该对照物与该试剂所导致在该第一井孔中发生的化学或生物化学反应的一第一结果,而该第二侦测为侦测由该样本与该试剂所导致在该第二井孔中发生的化学或生物化学反应的一第二结果。
38.如权利要求37所述的化学或生物化学分析的方法,还包括在步骤(d)之前,将该被选择的含有该校准物或对照物的分配管配件、该被选择的含有该样本的分配管配件、该被选择的含有该试剂的分配管配件与该被选择的侦测器进行定位。
39.如权利要求37所述的化学或生物化学分析的方法,还包括在步骤(d)之后,根据该第一与第二信号通过该电脑处理器对于该样本产生一分析结果。
40.如权利要求37所述的化学或生物化学分析的方法,其中该分析结果包括于该样本中的一分析物的存在性或浓度。
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