CN103776804A - 生物晶片检测装置及其光源的检测方法 - Google Patents

Abstract

一种生物晶片检测装置及其光源的检测方法。该生物晶片检测装置，用以检测生物晶片。生物晶片接受入射光后产生激发光。入射光与激发光均包含特定波长。生物晶片检测装置包括光源、衰减片、滤光片、感测器以及控制模块。光源产生入射光。滤光片用以通过特定波长光线。衰减片配置在光源与滤光片之间并用以衰减入射光强度，且可移除地替换生物晶片。感测器检测经过衰减片衰减后的特定波长光线的强度，并产生对应的强度讯号。控制模块电性连接感测器与光源。控制模块依据感测器所产生的强度讯号是否符合预定要求，而对应地调整入射光的强度。另揭露生物晶片检测装置的光源检测方法。

Description

生物晶片检测装置及其光源的检测方法

技术领域

本发明涉及一种检测装置与检测方法，特别是涉及一种生物晶片检测装置及其光源的检测方法。

背景技术

目前，生物晶片检测装置种类众多，流式细胞仪即是其中一种。流式细胞仪可对悬浮于流体中的细胞进行分类，并且可检测细胞的物化性质。当使用流式细胞仪来分类细胞时，细胞选择性地加上某种电荷，并在通过电磁场后偏转，从不同出口流出。这样就可以从一个混合物中高速准确地将细胞分类。

当使用流式细胞仪来检测细胞的物化性质时，由于流式细胞仪具有多个光源与光检测器，每个悬浮于流体中的细胞通过光束时，光会被散射，且细胞可能被激发而发射出频率低于激发光的萤光。这些散射光和萤光被光检测器记录，根据各个光检测器的检测结果就能推算出细胞的物理和化学性质。

由于生物晶片检测装置对于激发光源要求甚高，一旦光源特性衰减，可能会影响到检测结果的正确性。此外，当光源需要更换时，使用者可能需要将生物晶片检测装置拆开，并将内部的激发光源元件拆除以利于更换光源。甚至，使用者需要使用专用的光源元件检测仪器对光源进行测试。因此，针对目前的生物晶片检测装置，需要一个简单且有效的检测方法来检测出光源的衰减程度，以增加使用者操作生物晶片检测装置时的便利性。

发明内容

本发明提供一种生物晶片检测装置，具有自我检测光源衰变程度以及自我补偿光源强度的功能。

本发明提供一种生物晶片检测装置的光源检测方法，使生物晶片检测装置中的可自我检测其光源衰变程度并且补偿其光源强度。

本发明提出一种生物晶片检测装置，用以检测生物晶片，此生物晶片适于接受入射光后产生激发光。入射光与激发光均是包含特定波长的光线。生物晶片检测装置包括光源、衰减片、滤光片、感测器以及控制模块。光源用以产生入射光。滤光片用以通过特定波长光线。衰减片配置在光源与滤光片之间用以衰减入射光的强度，且可移除地替换生物晶片。感测器检测经过衰减片衰减后的特定波长光线的强度，并产生对应的强度讯号。控制模块电性连接感测器与光源。控制模块依据感测器所产生的强度讯号是否符合预定要求，而对应地调整入射光的强度。

本发明提出一种生物晶片检测装置的光源检测方法，生物晶片检测装置用以检测生物晶片，且生物晶片适于接受入射光后产生出激发光。入射光与激发光均是包含特定波长的光线。生物晶片检测装置包括光源、滤光片、感测器以及控制模块。光源用以产生入射光，而控制模块电性连接感测器与光源。光源检测方法包括：设置衰减片在光源与滤光片之间，以取代生物晶片并衰减入射光的强度。驱动光源产生入射光并使入射光依序通过衰减片与滤光片而被感测器接收，以使感测器产生与所接受光线强度对应的第一感测电压。控制模块取得并依据第一感测电压，以判断是否符合预定要求后而对应地调整入射光的强度。

在本发明的一实施例中，上述的光学检测模块还包括一透镜，入射光通过透镜而传送至衰减片或生物晶片。

在本发明的一实施例中，上述的控制模块还包括一讯号处理单元与一控制单元。讯号处理单元电性连接感测器以接受并调整感测器所传送的强度讯号。控制单元电性连接讯号处理单元与光源。控制单元判断从讯号处理单元传来已调整过的强度讯号是否符合预定要求后，而去对应地调整光源的驱动电压。

在本发明的一实施例中，其中衰减片衰减具特定波长的光强度。

在本发明的一实施例中，前述的生物晶片检测装置的光源检测方法还包括：以预设驱动电压驱动光源，且控制模块取得预设感测电压。以第一驱动电压驱动光源，且控制模块取得第一感测电压。比较第一感测电压与预设感测电压的差异而产生一差异比（Z），其中Z=a*(Y／X)，Y为第一感测电压，X为预设感测电压，a为常数。当差异比（Z）小于预设值时，控制模块以第二驱动电压驱动光源，以让控制模块取得第二感测电压，其中第二驱动电压大于第一驱动电压，第二感测电压大于第一感测电压。

在本发明的一实施例中，前述的第一感测电压小于感测器的饱和电压。

在本发明的一实施例中，前述的控制模块具有讯号处理单元，且第一感测电压小于讯号处理单元的可判读电压。

在本发明的一实施例中，前述的生物晶片检测装置的光源检测方法还包括：以第三驱动电压驱动光源产生另一入射光，并使另一入射光通过滤光片而传送至感测器，以使感测器产生一第三感测电压传送至该控制模块，其中滤光片用以通过特定波长的光线，且第三感测电压小于感测器的饱和电压，而第三驱动电压小于第一驱动电压。

在本发明的一实施例中，前述的控制模块具有讯号处理单元，该第三感测电压小于该讯号处理单元的可判读电压。

基于上述，本发明的生物晶片检测装置利用可移除地配置在光源与滤光片之间的衰减片，以达到自我光源强度检测的目的。当使用者需要检测生物晶片检测装置中光源的衰变程度时，只要更换生物晶片，改将衰减片放置在光源以及滤光片之间，衰减片会衰减光源产生的入射光的强度使入射光的强度适于被感测器所感测。在光源衰变程度的检测过程中，生物晶片检测装置是利用检测装置自身内部的控制模块来判别光源产生的入射光强度大小，并且利用控制模块调整入射光的强度。在整个光源衰变程度的检测流程里，并不需要采用额外的检测装置即可达到光源检测以及光源强度补偿，因此使用者在操作本发明的生物晶片检测装置时会非常便利。

为使本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并结合附图详细说明如下。

附图说明

图1是依照本发明的一实施例的一种生物晶片检测装置的示意图。

图2是图1的生物晶片检测装置进行光源检测时的示意图。

图3是依照本发明的一实施例的一种生物晶片检测装置的光源检测方法的流程示意图。

图4是图1的生物晶片检测装置进行光源初步检测时的示意图。

附图符号说明

100：生物晶片检测装置

110：生物晶片

120：光源

130：衰减片

140：滤光片

150：感测器

160：控制模块

162：讯号处理单元

164：控制单元

170：透镜

210~244：步骤

L1、L1’、L3、L3’：入射光

L2、L2’：激发光

具体实施方式

图1是依照本发明的一实施例的一种生物晶片检测装置的示意图。请参考图1，生物晶片检测装置100例如是作为生医检测用途的一流式细胞仪，以检测一生物晶片110。此生物晶片110适于接受一入射光L1后产生出一激发光L2，其中入射光L1与激发光L2均是包含一特定波长的光线。

在本实施例中，生物晶片检测装置100包括一光源120、透镜170、滤光片140、感测器150以及一控制模块160。光源120例如是激光或发光二极管，其用以产生入射光L1。透镜170例如是准直镜（collimator），用以将入射光L1聚焦于生物晶片110。滤光片140例如是带通滤波器（band passflter），用以通过特定波长的光线，而将非允许通过波长的光线以热或其他方式转换。生物晶片110可移除地配置在光源120与滤光片140之间。控制模块160电性连接感测器150与光源120，其接受并评断感测器150因接受光线后产生并传来的电子讯号而作为控制光源120特性的依据。在此，本实施例并不限制光源120、透镜170或滤光片140的形式，即能达到上述符合生物晶片检测装置100的检测需求者，皆能适用于本实施例。

据此，光源120所发出的入射光L1，经由透镜170之后入射生物晶片110，并让生物晶片110接受后产生激发光L2。接着，激发光L2经由滤光片140通过具有特定波长的激发光L2’（亦即过滤掉其他波长的光线）后并藉由感测器150来检测激发光L2’。控制模块160接收并判断从感测器150传来的电子讯号（例如感测器150接受激发光L2’后产生的感应电压），以藉此检测生物晶片110中待测物的物理和化学性质。

图2是图1的生物晶片检测装置进行光源检测时的示意图。请参考图2并对照图1，由于生物晶片110中待测物的物理和化学性质是根据其所接受的入射光L1后所产生的激发光L2而来，因此光源120的衰变程度对于生物晶片检测装置100而言具有十足的重要性。为使本实施例的生物晶片检测装置100能以较方便的手段而达到检测光源120衰变程度的效果，本实施例将衰减片130放置在光源120以及滤光片140之间来达到检测光源120衰变程度的目的。也就是说，当使用者是将生物晶片110放置在生物晶片检测装置100的光源120以及滤光片140之间时，可利用生物晶片检测装置100来做一般的生医检测，而当使用者改将衰减片130放置在光源120以及滤光片140之间时，生物晶片检测装置100可以对其光源120做自我检测。

请再参考图2，生物晶片检测装置100还包括一衰减片130，可移除地配置在光源120与滤光片140之间，亦即将衰减片130放置并取代在图1中生物晶片110的所在位置。在此，衰减片130可以是用以降低光强度中性密度镜（Neutral Density Filter，ND flter），但本发明并不以此为限。

详细来说，若使用者改以将衰减片130放置在光源120与滤光片140之间，则当生物晶片检测装置100的光源120被驱动而发出入射光L1，其在未经过生物晶片110的状态下，入射光L1的光强度较强，甚或可能让感测器150产生过饱和的情形，因此需藉由上述衰减片130以降低其光强度。换句话说，在生物晶片检测装置100中，感测器150的设计是要检测生物晶片110接受入射光L1后产生的激发光L2，因此感测器150所能接收的能量大小是适于激发光L2的能量，而激发光L2的能量通常远小于入射光L1。故在本实施例中，则需先以衰减片130将入射光L1的能量做一定程度的衰减，使通过衰减片130之后的入射光L1能量减低，以适于被感测器150所检测。

如此一来，入射光L1依序通过透镜170、衰减片130与滤光片140而形成的入射光L1’便能被感测器150所接受。在此过程中，衰减片130用以衰减入射光L1的强度，即降低入射光L1所包含任一波长的光线，而滤光片140用以通过该特定波长的光线。

接着，控制模块160依据感测器150所感测到该特定波长的光线的强度而调整入射光L1的强度，亦即控制模块160能依据感测器150在接受入射光L1’后所产生的强度讯号是否符合预定要求，而对应地调整入射光L1的强度。举例来说，当入射光L1’的强度太小，控制模块160便可以调整入射光L1的强度使其强度增大，达到类似于自我检测并进一步自我补偿的作用。

使用本发明的生物晶片检测装置100的优点在于，使用者在需要检测光源120的衰变程度时，只要更换生物晶片110，改将衰减片130放置光源120以及滤光片140之间即可，并不需要使用额外的检测仪器来检测光源120的衰变或将光源120从装置上移除。同时，生物晶片检测装置100内部的控制模块160能直接据此判断并调整入射光L1的强度。

请再参考图2并对照图1，此外，控制模块160包括彼此电性连接的一讯号处理单元162与一控制单元164，此讯号处理单元162电性连接于感测器150，以接受并调整感测器150所传送的强度讯号，例如将感测器150所传送到的强度讯号以一合适的比例放大至控制模块160所能判读的大小。控制单元164电性连接光源120，以判断从讯号处理单元162传来已调整过的强度讯号后去调整光源120的驱动电压。

据此，在进行图2所绘示的光源120检测过程中，经衰减片130衰减后的入射光L1在传送至感测器150之后，还能藉由讯号处理单元162降低其放大讯号的比例，以适于被控制单元164所接受。

图3是依照本发明的一实施例的一种生物晶片检测装置的光源检测方法的流程示意图。请同时参考图2以及图3。

在步骤S220中，设置衰减片130在光源120与滤光片140之间以取代生物晶片110。

在步骤S230中，驱动光源120产生入射光L1并使入射光L1依序通过衰减片130与滤光片140而形成L1’并传送至感测器150，以使感测器150产生第一感测电压。在此，入射光L1使感测器150产生的第一感测电压小于感测器150的饱和电压。

在步骤S240中，控制模块160取得前述的第一感测电压，并且依据第一感测电压而调整入射光L1的强度。在此，第一感测电压的值小于讯号处理单元162的可判读电压，避免讯号处理单元162无法判读出这个第一感测电压的值。

请再参考图3，更详细的来说，在步骤S210中，先以预设驱动电压驱动光源120，而让控制模块160取得对应于此预设驱动电压的一预设感测电压X。举例来说，此步骤适于在生物晶片检测装置100制造完成后的出厂调教之用。

之后，这个出厂时的预设感测电压X可以与使用者在操作生物晶片检测装置100时的第一感测电压值做比较。据此，在步骤S232中，使用者是以第一驱动电压驱动光源120，此时控制模块160取得对应于第一驱动电压的第一感测电压Y。

接着，在步骤S242中，生物晶片检测装置100的控制模块160会比较第一感测电压Y与预设感测电压X的差异而产生一差异比（Z），其中Z=a*(Y／X)，Y为第一感测电压，X为预设感测电压，a为一常数，此常数a的值会根据光源120的种类而有所不同。

然后，在步骤S244中，当差异比（Z）小于一预设值时，控制模块160将改以一第二驱动电压驱动光源120，以让控制模块160取得一第二感测电压。其中第二驱动电压大于第一驱动电压，第二感测电压大于第一感测电压。在此步骤中，差异比（Z）可做为一比较基准，让控制模块160决定是否要调整入射光L1的强度。再者，使用者能依据使用环境或装置特性而决定此预设值。

换言之，差异比（Z）是生物晶片检测装置100中，控制模块160决定是否要对光源120强度做自我补偿的一个比较基准。当差异比（Z）小于预设值时，代表入射光L1的强度比预定小，因此控制模块160会改以一个大于第一驱动电压的第二驱动电压来驱动光源120，使光源120所产生的入射光L1的强度能增加以让差异比（Z）达到预定值。在差异比（Z）的比较完成之后，便完成整个生物晶片检测装置100的光源120检测流程。此外，虽然图2的流程示意图并未绘示，但当光源120的衰变程度达到一定程度时（例如当调高驱动电压至预设的最大功率但仍无法使差异比（Z）达到预定值时），控制模块160可以提出一个提示讯息给使用者，以提醒使用者更换光源。

图4是图1的生物晶片检测装置进行光源初步检测时的示意图。请参考图4，另一方面，在本实施例中在使用者配置衰减片130之前，尚可藉由一步骤对光源120进行初步检测：

以第三驱动电压驱动光源120产生入射光L3，并使入射光L3直接通过滤光片140而传送至感测器150，以使感测器150产生一第三感测电压。与前述的实施例相同，滤光片140用以通过具有该特定波长的光线，且第三感测电压小于感测器150的饱和电压。

值得注意的是，本实施例的第三驱动电压是以极小于上述第一驱动电压而驱动光源120以让入射光L3无须另外进行光强度衰减便能被感测器150所接受。换句话说，第三感测电压小于感测器150的饱和电压，亦小于讯号处理单元162的可判读电压。此举藉以对光源120的衰变程度进行初步的判断而让使用者决定是否进一步地调整光源120强度。

惟上述步骤并未限定需在步骤S220之前实施，使用者可依据装置的维修保养需求而予以定期实施。

综上所述，本发明的生物晶片检测装置利用衰减片及现有生物晶片检测装置的相关构件，而达到光源自我检测以及光源自我补偿的效果。以举让生物晶片检测装置不需要采用额外的检测装置或拆除光源即可达到同样的效果，故本发明的生物晶片检测装置具有较佳的操作便利性。

虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可作若干的更动与润饰，故本发明的保护范围是以本发明的权利要求为准。

Claims (10)

1.一种生物晶片检测装置，用以检测一生物晶片，该生物晶片适于接受一入射光后产生出一激发光，该入射光与该激发光均是包含一特定波长的光线，该生物晶片检测装置包括：

一光源，用以产生该入射光；

一滤光片，用以通过该特定波长光线

一衰减片，配置在该光源与该滤光片之间用以衰减该入射光的强度，且可移除地替换该生物晶片；

一感测器，检测经过该衰减片衰减后的该特定波长光线的强度，并产生一对应的强度讯号；以及

一控制模块，电性连接该感测器与该光源，该控制模块依据该感测器所产生的该强度讯号是否符合一预定要求，而对应地调整该入射光的强度。

2.如权利要求1所述的生物晶片检测装置，其中该光学检测模块还包括一透镜，该入射光通过该透镜而传送至该衰减片或该生物晶片。

3.如权利要求1所述的生物晶片检测装置，其中该控制模块还包括：

一讯号处理单元，电性连接该感测器以接受并调整该感测器所传送的强度讯号；以及

一控制单元，电性连接该讯号处理单元与该光源，该控制单元判断从讯号处理单元传来已调整过的强度讯号是否符合该预定要求后，而去对应地调整光源的一驱动电压。

4.如权利要求1所述的生物晶片检测装置，其中该衰减片衰减具该特定波长的光强度。

5.一种生物晶片检测装置的光源检测方法，该生物晶片检测装置用以检测一生物晶片，该生物晶片适于接受一入射光后产生出一激发光，该入射光与该激发光均是包含一特定波长的光线，其中该生物晶片检测装置包括一光源以产生该入射光，一滤光片，一感测器以及一控制模块，该控制模块电性连接该感测器与该光源，该光源检测方法包括：

设置一衰减片在该光源与该滤光片之间，用以取代该生物晶片并衰减该入射光的强度；

驱动该光源产生该入射光，并使该入射光依序通过该衰减片与该滤光片而为该感测器所接收，以使该感测器产生与所接收光线强度对应的一第一感测电压；以及

该控制模块取得并依据该第一感测电压，以判断是否符合一预定要求后而对应地调整该入射光的强度。

6.如权利要求5所述的生物晶片检测装置的光源检测方法，还包括：

以一预设驱动电压驱动该光源，且该控制模块取得一预设感测电压；

以一第一驱动电压驱动该光源，且该控制模块取得该第一感测电压；

比较该第一感测电压与该预设感测电压的差异而产生一差异比（Z），且Z=a*(Y／X)，Y为该第一感测电压，X为该预设感测电压，a为一常数；以及

当该差异比（Z）小于预设值时，该控制模块以一第二驱动电压驱动该光源，以让该控制模块取得一第二感测电压，其中该第二驱动电压大于该第一驱动电压，该第二感测电压大于该第一感测电压。

7.如权利要求5所述的生物晶片检测装置的光源检测方法，其中该第一感测电压小于该感测器的饱和电压。

8.如权利要求5所述的生物晶片检测装置的光源检测方法，其中该控制模块具有一讯号处理单元，该第一感测电压小于该讯号处理单元的可判读电压。

9.如权利要求5所述的生物晶片检测装置的光源检测方法，还包括：

以一第三驱动电压驱动该光源产生另一入射光，并使该另一入射光通过该滤光片而传送至该感测器，该感测器产生一第三感测电压传送至该控制模块，其中该滤光片用以通过该特定波长的光线，且该第三感测电压小于该感测器的饱和电压，该第三驱动电压小于该第一驱动电压。

10.如权利要求9所述的生物晶片检测装置的光源检测方法，其中该控制模块具有一讯号处理单元，该第三感测电压小于该讯号处理单元的可判读电压。

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