CN105733940B - 手持式即时检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种手持式即时检测装置，其包括一本体、一盖体以及一检测单元。本体具有一开口与一底座。盖体具有一控制单元及一密合单元。密合单元设置于本体的开口上。检测单元设置于本体内的底座上且具有一温控器、一光激发器、一光侦测器与一电路板。温控器设置于开口的一侧且具有至少一温控区域。光激发器设置于温控器与底座之间。光侦测器设置于温控器与开口之间。电路板分别电性连结于控制单元、温控器、光激发器与光侦测器。
Description
技术领域
本发明涉及一种检测装置，尤其是涉及一种手持式即时检测装置。
背景技术
聚合酶链锁反应(Polymerase Chain Reaction,PCR)是当今分子诊断学使用相当广泛的技术，几乎所有市售PCR系统都使用热循环机(thermocycler)来进行加热和冷却，以反复使得脱氧核醣核酸(Deoxyribonucleic Acid,DNA)历经变性(摄氏95度)、黏合(摄氏45-65度)及延伸(摄氏72度)三种不同的温度循环，经过金属块将热能逐渐传导(thermalconduction)至反应试管内，并维持适当的反应时间。然而，如此多层次的间接加热方式，使大部分的时间花费在金属块的加热与冷却，反应耗时长、机台体积庞大。
此外，近年有不少微流道(micro channel)PCR芯片的研究陆续提出，整合微管道、微结构，使反应流程如各种样品处理、反应或分析检测，实现在同一块实验室芯片(laboratory on a chip,LOC)内，LOC的好处是使体积微小化，连带快速温度控制、低样本量、降低成本都可以获得实现。迄今虽然已有非常多的研究陆续提出，但是还未有真正成功上市的产品，主要问题是重现性不够高，此外还需要液体驱动系统，所以仍有一定的复杂度与开发成本，限制了应用范围。
目前已知的PCR反应的温度设定方法及装置设计之一，是将一装有混合液与DNA样品的试管置于一密闭壳体内，用一加热器将位于所述试管底部的混合液加热至变性温度，使试管中的混合液因温度梯度而产生热对流，使混合液在对流过程中不断改变温度，PCR反应即可随着混合液对流而回圈进行。其专利重点是主张温度设定的方法及装置，具有结构简单与成本低廉的优点，可以缩短传统方法变换温度所需的时间与应用在单一加热源的环境。
又另一设计是针对核酸放大反应提出特殊反应试管，主体为塑胶毛细管、底部紧包一个金属导体环。将此试管至于一个加热块上，由于加热块与金属环直接接触，而且金属环紧包住塑胶毛细管底部，因此能将热量传递至塑胶毛细管内的液体，使底部维持摄氏90度；毛细管的上盖可以是开放式的、或以温控装置维持于摄氏50度，因此形成下热上冷的温度梯度，使管内的PCR试剂经过不断地温度循环而放大。此专利重点是主张具有导热环的PCR试管的设计概念与应用在单一加热源的环境。
发明内容
本发明的目的在于提出一种手持式即时检测装置，其可具有手持式的方便性，快速地达到整个PCR反应过程的要求且即时将检测结果回传至触控面板界面，方便使用者直接控制且即时读取量测数据。
为达上述目的，在一实施例中，本发明提出一种手持式即时检测装置，其包括一本体、一盖体以及一检测单元。本体具有一开口与一底座。盖体具有一控制单元及一密合单元。密合单元设置于本体的开口上。检测单元设置于本体内的底座上且具有一温控器、一光激发器、一光侦测器与一电路板。温控器设置于开口的一侧且具有至少一温控区域。光激发器设置于温控器与底座之间。光侦测器设置于温控器与开口之间。电路板分别电性连结于控制单元、温控器、散热风扇、光激发器与光侦测器。其中，控制单元分别发出一温控指示、一散热指示、一激发指示与一侦测指示经由电路板，再分别将温控指示传送至温控器以对温控区域进行温度调节，将散热指示传送至散热风扇进行散热调节，将激发指示传送至光激发器以对温控区域进行激发照射，与将侦测指示传送至光侦测器以对温控区域进行即时激发光源侦测，光侦测器将侦测的一侦测信号经由电路板传送至控制单元以即时显示一侦测结果。
附图说明
图1为本发明实施例的手持式即时检测装置外观示意图；
图2为本发明实施例的手持式即时检测装置内部示意图；
图3为本发明实施例的检测单元示意图；
图4为本发明实施例具检测试管的手持式即时检测装置内部示意图；
图5为本发明实施例具检测试管的检测单元示意图。
符号说明
10-手持式即时检测装置
100-本体
102-开口
104-底座
110-盖体
112-控制单元
114-密合单元
120-检测单元
122-温控器
123-温控区域
124-光激发器
126-光侦测器
128-电路板
130-散热风扇
140-检测试管
142-管盖
具体实施方式
请同时参阅图1至图3，图1为本发明实施例的手持式即时检测装置外观示意图，图2为本发明实施例的手持式即时检测装置内部示意图，图3为本发明实施例的检测单元示意图。手持式即时检测装置10，其包括一本体100、一盖体110以及一检测单元120。本体100具有一开口102与一底座104。盖体110具有一控制单元112及一密合单元114。密合单元114设置于本体100的开口102上，在本实施例中，盖体110的一端固定于本体100的开口102上，而盖体110可作旋转开启或关闭于本体100的开口102上，但不以此为限。其中控制单元112可为一触控面板界面或一机械式按钮界面，而密合单元114可为具有低导热材质的一电木材质，但不以此为限。检测单元120设置于本体100内的底座104上且具有一温控器122、一光激发器124、一光侦测器126与一电路板128。温控器122设置于开口102的一侧且具有至少一温控区域123，其中温控器122可具有加热功能或冷却功能，或是温控器122也可为一加热贴片，但不以此为限。光激发器124设置于温控器122与底座104之间，其中光激发器124的发光源可为一发光二极管，但不以此为限。光侦测器126设置于温控器122与开口102之间，其中光侦测器126可为一光电二极管(photodiode)、或一感光耦合元件(Charge CoupledDevice,CCD)或一互补性氧化金属半导体(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,CMOS)，但不以此为限。电路板128分别电性连结于控制单元112、温控器122、光激发器124与光侦测器126。
其中，控制单元112分别发出一温控指示、一散热指示、一激发指示与一侦测指示经由电路板128，再分别将温控指示传送至温控器122以对温控区域123进行温度调节，将散热指示传送至散热风扇130以对温控区域123进行散热调节，将激发指示传送至光激发器124以对温控区域123进行激发照射，与将侦测指示传送至光侦测器126以对温控区域123进行即时激发光源侦测，光侦测器126将侦测的一侦测信号经由电路板128传送至控制单元112以即时显示一侦测结果。在本实施例中，手持式即时检测装置10还包括一散热风扇130以对检测单元120进行散热作用，但不以此为限；此外，本体100、盖体110与检测单元120的各元件都可以是圆形对称设计，并在检测单元120的各元件的圆形对称设计中间与本体100之间的侧壁周围都留有空腔，底座104中央有通风孔，配合设置于底座104一侧的散热风扇130能让检测单元120达到流体循环，进而帮助整体检测温度的稳定；盖体110结合具触控面板界面的控制单元112，方便使用者直接控制且即时读取量测数据，但不以此为限。
请同时参阅图4至图5，图4为本发明实施例具检测试管的手持式即时检测装置内部示意图，图5为本发明实施例具检测试管的检测单元示意图。手持式即时检测装置10还包括至少一检测试管140设置于温控器122的温控区域123上。其中，温控器122对检测试管140内的一待测物进行温度调节以产生一热对流作用，光激发器124对待测物进行激发照射，光侦测器126将侦测待测物所产生的激发光源的侦测信号。其中当盖体110的密合单元114关闭于本体100的开口102上时，则密合单元114将对检测试管140的管盖142作压合固定且对手持式即时检测装置10内部达到保温的作用。
综上所述，本发明设计的手持式即时检测装置，其不同于传统热循环机的变温方式，改用可调式的恒温控制来局部加热检测试管，又配合特殊机构设计的检测单元，可使检测试管中的待测物产生稳定的温度梯度。应用在PCR检测时，温度调节于检测试管底部以提供变性反应用的高温，由检测试管底部至表面渐减的温度梯度诱发热对流作用，涵盖变性(摄氏95度)、黏合(摄氏45-65度)及延伸(摄氏72度)三种不同的温度循环。若将核酸扩增试剂容于检测试管中可自然地产生热对流循环，经过不同温度区域自动完成反应，可以简化本发明的手持式即时检测装置的温控模块，也可具有手持式的方便性，快速地达到整个PCR反应过程的要求且即时将检测结果回传至触控面板界面，方便使用者直接控制且即时读取量测数据。
但是以上所述的具体实施例，仅用于例释本发明的特点及功效，而非用于限定本发明的可实施范畴，在未脱离本发明上述精神与技术范畴下，任何运用本发明所揭示内容而完成的等效改变及修饰，均仍应为附上的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种手持式即时检测装置，其包括:
本体，其具有开口与底座；
盖体，其具有:
控制单元；及
密合单元，其设置于该本体的该开口上；以及
检测单元，其设置于该本体内的该底座上且具有:
温控器，其设置于该开口的一侧且具有至少一温控区域；
光激发器，其设置于该温控器与该底座之间；
光侦测器，其设置于该温控器与该开口之间；及
电路板，其分别电性连结于该控制单元、该温控器、该光激发器与该光侦测器；
其中，该控制单元分别发出一温控指示、一激发指示与一侦测指示经由该电路板，再分别将该温控指示传送至该温控器以对该温控区域进行温度调节，将该激发指示传送至该光激发器以对该温控区域进行激发照射，与将该侦测指示传送至该光侦测器以对该温控区域进行即时激发光源侦测，该光侦测器将侦测的一侦测信号经由该电路板传送至该控制单元以即时显示一侦测结果。
2.如权利要求1所述的手持式即时检测装置，其还包括至少一检测试管设置于该温控器的该温控区域上。
3.如权利要求2所述的手持式即时检测装置，其中该温控器对该检测试管内的一待测物进行温度调节以产生一热对流作用，该光激发器对该待测物进行激发照射，该光侦测器将侦测该待测物所产生的激发光源的该侦测信号。
4.如权利要求1所述的手持式即时检测装置，其还包括一散热风扇。
5.如权利要求1所述的手持式即时检测装置，其中该控制单元为一触控面板界面或一机械式按钮界面。
6.如权利要求1所述的手持式即时检测装置，其中该密合单元为一电木材质。
7.如权利要求1所述的手持式即时检测装置，其中该温控器具有加热功能或冷却功能。
8.如权利要求1所述的手持式即时检测装置，其中该温控器为一加热贴片。
9.如权利要求1所述的手持式即时检测装置，其中该光激发器的发光源为一发光二极管。
10.如权利要求1所述的手持式即时检测装置，其中该光侦测器为一光电二极管(photodiode)、或一感光耦合元件(Charge Coupled Device,CCD)或一互补性氧化金属半导体(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,CMOS)。
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