KR20110095735A - Bio chip scanner and method of scanning bio chip using the same - Google Patents

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KR20110095735A KR1020100015368A KR20100015368A KR20110095735A KR 20110095735 A KR20110095735 A KR 20110095735A KR 1020100015368 A KR1020100015368 A KR 1020100015368A KR 20100015368 A KR20100015368 A KR 20100015368A KR 20110095735 A KR20110095735 A KR 20110095735A
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Abstract

PURPOSE: A bio-chip scanner and a bio-chip scanning method by the same are provided to secure the optimum resolving power by controlling the focal point according to wavelength. CONSTITUTION: A bio-chip scanner comprises a light source unit(110), a light guide unit(120), a scanning unit(130), and a detection unit(140). The light source unit includes a convex lens and generates converging lasers of at least two different wavelengths. The light guide unit guides the lasers generated by the light source unit. The scanning unit irradiates the guided lasers onto a bio-chip. The detection unit detects the lasers reflected off the scanning unit.

Description

바이오 칩 스캐너 및 이를 이용한 바이오 칩 스캐닝 방법{Bio chip scanner and method of scanning bio chip using the same}Bio chip scanner and method of scanning bio chip using same {Bio chip scanner and method of scanning bio chip using the same}

본 발명은 바이오 칩 스캐너에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 초점 위치의 이동이 용이하고, 포커싱 에러 검출유닛을 구비함으로써 초점이 자동으로 조절되는 바이오 칩 스캐너 및 이를 이용한 바이오 칩 스캐닝 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a biochip scanner, and more particularly, to a biochip scanner and a biochip scanning method using the same, in which focus is easily moved by providing a focusing error detection unit and automatically adjusting focus.

바이오 칩이란 기판상에 부착하고자 하는 DNA, 단백질 등의 생분자(biomolecules) 프로브를 고밀도로 부착시킨 칩으로서, 샘플 내 유전자 발현 양상, 유전자 결함, 단백질 분포, 반응 양상 등을 분석해 낼 수 있는 생물학적 마이크로 칩을 말한다.Biochip is a chip that attaches high density biomolecules probes such as DNA and protein to be attached on the substrate, and is a biological micro-analyzer capable of analyzing gene expression patterns, gene defects, protein distribution, and reaction patterns in samples. Say Chip.

이러한 바이오 칩에서는 샘플에 프로브와 결합할 수 있는 표적 분자가 존재하는지를 알아내기 위하여, 기판상에 고정된 프로브와 표적 분자의 결합 여부를 검출할 수 있는 시스템이 필요하다.In such biochips, a system capable of detecting whether a target molecule is bound to a probe immobilized on a substrate is required to determine whether a target molecule capable of binding a probe exists in a sample.

상기 바이오 칩의 정보를 읽어 들이는 일반적인 방법은 프로브 분자에 함유한 형광물질의 발광 정도를 검출하는 방법으로 레이저 유발 형광 검출법(laser-induced fluorescence detection)이 대표적이며, 레이저 유발 형광 검출법은 특정 파장에 반응하는 형광물질을 분석하고자 하는 시료 DNA(타겟 DNA)에 입힌 다음, 타겟 DNA와 상보적인 염기를 갖는 프로브 DNA와 혼성화(hybridzation)한다. 그런 다음, 상기의 형광물질을 특정한 파장의 여기광으로 여기시켜 방출되는 특정 파장의 빛을 검출함으로써, 바이오 칩을 분석 및 진단한다.The general method of reading information of the biochip is a method of detecting the emission level of the fluorescent material contained in the probe molecule, which is typical of laser-induced fluorescence detection, and laser-induced fluorescence detection is performed at a specific wavelength. The reacting fluorescent material is coated on the sample DNA (target DNA) to be analyzed, and then hybridized with the probe DNA having a base complementary to the target DNA. Then, the fluorescent material is excited by excitation light of a specific wavelength to detect light of a specific wavelength emitted, thereby analyzing and diagnosing the biochip.

상기 레이저 유발 형광 검출법을 이용하여 형광을 검출하는 장치 중에서 가장 많이 사용되는 것은 공초점 레이저 주사 장치(confocal laser scanning system)이다. 상기 공초점 레이저 주사 장치는 레이저를 광원으로 이용하고 표본으로부터 발산된 형광 신호를 별도의 특수 검출기인 광증배관(PMT, Photomultiplier tube)로 받아 들인 후, A/D 컨버터를 이용하여 디지털 영상 이미지로 변환시키는 것이다.Among the apparatuses for detecting fluorescence using the laser-induced fluorescence detection method, a confocal laser scanning system is most commonly used. The confocal laser scanning device uses a laser as a light source, receives a fluorescence signal emitted from a sample into a photomultiplier tube (PMT), which is a special detector, and converts it into a digital image image using an A / D converter. It is to let.

도 1을 참고하여 종래 레이저 광원을 이용한 바이오 칩의 광학적인 분석 방법을 살펴보면, 광원으로 부터 발진된 레드 레이저는 제1 및 제2 빔 스플리터(12, 13)를 통과한 후, 제1 반사미러(14)에서 전반사 된다.Referring to FIG. 1, an optical analysis method of a biochip using a conventional laser light source is shown. After the red laser oscillated from the light source passes through the first and second beam splitters 12 and 13, the first reflection mirror ( 14) is total reflection.

전반사 된 레이저는 제1 렌즈(15)에서 집광하며, 제1 미러(14)와 제1 렌즈(15)가 바이오 칩 상에서 좌우로 움직이며 바이오 칩(16)을 스캐닝한다. 바이오 칩에서의 반사광은 바이오 칩에서의 형광 정도에 따라 파장이 시프트되고, 제1 렌즈(15)를 통과하며 다시 평행빔으로 바뀐다. 시프트된 파장의 평행빔은 제2 빔 스플리터(13)에서 반사되고 제2 렌즈(17)를 통과하며 집광되고 제2 미러(18)에서 전반사 된 후 제1 방출필터를 통과한다. 제1 PMT 검출기(19)에서는 입사된 빛 에너지를 전류로 변화시킨다.The totally reflected laser is focused on the first lens 15, and the first mirror 14 and the first lens 15 move left and right on the biochip to scan the biochip 16. The reflected light in the biochip is shifted in wavelength according to the degree of fluorescence in the biochip, passes through the first lens 15 and is converted back into a parallel beam. The parallel beam of the shifted wavelength is reflected by the second beam splitter 13, collected through the second lens 17, collected and totally reflected by the second mirror 18, and then passed through the first emission filter. The first PMT detector 19 changes the incident light energy into a current.

그린 레이저 또한 레드 레이저의 경로와 동일한 경로를 거쳐 제2 방출필터(22)를 통과한 후, 제2 PMT 검출기(23)로 입사된다.The green laser also passes through the second emission filter 22 through the same path as that of the red laser and then enters the second PMT detector 23.

이러한 종래 광학계는 무한 광학계로 구성되어 있어 파장 차이에 따라 바이오 칩 상에서 초점 위치의 차이가 발생되는 것을 보완할 수 없다. 즉, 향후 새로운 파장의 레이저가 추가되거나 현재보다 높은 해상도가 요구되는 경우에는 대응할 수 없는 문제가 있다.Such a conventional optical system is composed of an infinite optical system can not compensate for the difference in focal position on the biochip according to the wavelength difference. That is, there is a problem that cannot be coped if a laser of a new wavelength is added in the future or a higher resolution is required than the present.

또한, 제1 렌즈(15)가 상/하 방향으로 구동되지 않아 동시에 여러 개의 바이오 칩을 읽을 경우 각각의 초점을 최적상태로 유지할 수 없는 문제가 있다.In addition, since the first lens 15 is not driven in the up / down direction, when the plurality of biochips are read at the same time, there is a problem in that the respective focus cannot be maintained at the optimum state.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 초점 위치의 이동이 용이하고, 포커싱 에러 검출유닛을 구비함으로써, 초점이 자동으로 조절되는 바이오 칩 스캐너 및 이를 이용한 바이오 칩 스캐닝 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and provides a biochip scanner and a biochip scanning method using the same, the focus of which is automatically adjusted by providing a focusing error detecting unit, which is easy to move the focus position. For the purpose of

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바이오 칩 및 이를 이용한 바이오 정보 검출방법은, 볼록렌즈가 구비되어 적어도 둘 이상의 서로 다른 파장의 수렴 레이저를 발진시키는 광원부, 상기 광원부로부터 발진된 레이저를 유도하는 광 유도부, 상기 광 유도부에 의해 유도된 레이저를 바이오 칩 상에 조사하는 스캐닝부 및 상기 스캐닝부로부터 반사된 레이저를 검출하는 검출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The biochip of the present invention and a method for detecting bioinformation using the same according to an embodiment of the present invention include a light source unit having a convex lens and oscillating a converging laser of at least two different wavelengths, and light inducing the laser beam emitted from the light source unit. And an induction unit, a scanning unit for irradiating the laser induced by the light induction unit on the biochip, and a detection unit for detecting the laser reflected from the scanning unit.

또한, 상기 광원부는 레드 레이저 발진부, 상기 레드 레이저 발진부의 광축과 수직축 상에 배치되는 그린 레이저 발진부 및 상기 레이저 발진부들로부터의 레이저를 반사 또는 통과 시키는 제1 빔 스플리터를 포함하는 것을 특징으로 한다.The light source unit may include a red laser oscillator, a green laser oscillator disposed on a vertical axis of the red laser oscillator, and a first beam splitter for reflecting or passing the laser beam from the laser oscillators.

또한, 상기 광 유도부는 광원부로부터 발진된 레이저를 통과시키는 제2 빔 스플리터와, 상기 제2 빔 스플리터를 통과한 레이저를 상기 스캐닝부로 반사시키는 반사미러가 포함하는 것을 특징으로 한다.The light guide unit may include a second beam splitter for passing the laser oscillated from the light source unit, and a reflecting mirror for reflecting the laser beam passing through the second beam splitter to the scanning unit.

또한, 상기 스캐닝부는 상하로 움직이며 바이오 칩 상에 레이저를 포커싱하고, 상기 바이오 칩으로부터 반사된 레이저를 수렴시키는 대물렌즈가 포함하는 것을 특징으로 한다.The scanning unit may move up and down to focus the laser on the biochip, and include an objective lens that converges the laser reflected from the biochip.

또한, 상기 검출부는 상기 바이오 칩으로부터 반사된 시프트된 파장만을 통과시키는 방출필터와, 상기 방출필터로부터 입사된 빛 에너지를 전류로 변환시키는 PMT 검출기를 포함하는 것을 특징으로 한다.The detection unit may include an emission filter for passing only the shifted wavelength reflected from the biochip, and a PMT detector for converting light energy incident from the emission filter into a current.

또한, 상기 바이오 칩상에 조사되는 레이저의 초점의 벗어남 정도를 검출하기 위한 포커스 에러 검출유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The apparatus may further include a focus error detection unit for detecting a degree of deviation of the focus of the laser irradiated onto the biochip.

또한, 상기 포커싱 에러 검출유닛은 포커싱 레이저 발진부와, 상기 포커싱 레이저 발진부로부터 발진된 포커싱 레이저를 반사시키고, 상기 바이오 칩으로부터 반사된 포커싱 레이저를 통과시키는 제3 빔 스플리터와, 상기 제3 빔 스플리터를 통과한 포커싱 레이저를 검출하기 위한 광 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the focusing error detecting unit passes through a focusing laser oscillator, a third beam splitter for reflecting the focusing laser oscillated from the focusing laser oscillator, and passing a focusing laser reflected from the biochip, and the third beam splitter. And a photodiode for detecting one focusing laser.

또한, 상기 포커싱 레이저는 IR 레이저인 것을 특징으로 한다.In addition, the focusing laser is characterized in that the IR laser.

본 발명의 다른 특징으로서, 유한 광학계를 이용한 바이오 칩 스캐닝 방법은, 형광물질이 도포된 타겟 DNA가 고정된 바이오 칩을 대물렌즈 하부에 준비하는 단계와 상기 바이오 칩에 포커싱 레이저를 조사하여 포커싱 에러를 검출하는 단계와 포커싱 에러가 발생한 경우 상기 대물렌즈의 조정을 통하여 초점을 조정하는 단계와 초점 조정이 끝난 후, 상기 형광물질을 여기 시키기 위한 레드 레이저 또는 그린 레이저를 상기 바이오 칩에 조사하는 단계 및 상기 형광물질로부터의 방출광을 검출하여 타겟 DNA의 유무를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In another aspect of the present invention, a biochip scanning method using a finite optical system may include preparing a biochip having a target DNA coated with a fluorescent material under an objective lens and irradiating a focusing laser to the biochip to reduce focusing errors. Detecting focus and adjusting focus by adjusting the objective lens when the focusing error occurs; irradiating the biochip with a red laser or green laser for exciting the fluorescent material after the focus adjustment is finished; and And detecting the presence of the target DNA by detecting the emitted light from the fluorescent material.

본 발명 바이오 칩 스캐너에 의하면, 파장의 차이에 따라 각각의 초점위치를 조정하여 최적의 분해능(해상도)을 가진 바이오 칩 스캐너를 제공할 수 있다.According to the biochip scanner of the present invention, it is possible to provide a biochip scanner having an optimal resolution (resolution) by adjusting respective focal positions according to the difference in wavelength.

또한, 포커싱 에러 검출유닛을 구비하여 대물렌즈의 초점이 자동으로 조절되는 바이오 칩 스캐너를 제공할 수 있다. In addition, it is possible to provide a biochip scanner that is provided with a focusing error detection unit to automatically adjust the focus of the objective lens.

도 1은, 종래 무한 광학계를 가지는 바이오 칩 스캐너에 대한 구조도,
도 2는, 본 발명의 유한 광학계를 가지는 바이오 칩 스캐너에 대한 구조도이다.1 is a structural diagram of a biochip scanner having a conventional infinite optical system,
2 is a structural diagram of a biochip scanner having a finite optical system of the present invention.

이하 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2를 참조하면, 본 발명의 바이오 스캐너는 레이저를 발진하는 광원부(110), 광원부로부터 발진된 레이저를 바이오 칩 상에 유도하기 위한 광 유도부(120), 광 유도부로부터 유도된 레이저를 바이오 칩에 조사하기 위한 스캐닝부(130) 및 스캐닝부로부터 반사된 반사광을 검출하기 위한 검출부(140)로 구성된다.Referring to FIG. 2, the bioscanner of the present invention includes a light source unit 110 for oscillating a laser, a light guide unit 120 for guiding a laser beam emitted from the light source unit on a biochip, and a laser guided from the light guide unit to the biochip. The scanning unit 130 for irradiation and the detection unit 140 for detecting the reflected light reflected from the scanning unit.

광원부(110)는 레드 레이저 발진기(111), 그린 레이저 발진기(112) 및 제1 빔 스플리터(113)로 구성된다. 레드 레이저와 그린 레이저는 현재 바이오 칩에 사용되고 있는 형광물질 Cy3, Cy5에 대응하여 각각을 여기 시킬 수 있는 파장의 레이저이다. 각각의 발진기(111, 112)는 내부에 구면 또는 비구면 볼록렌즈를 내장하고 있어 수렴하는 레이저가 발진된다. 발진되는 레이저들의 초점은 서로 일치시킬 필요 없이 바이오 칩으로 유도되며, 후술되는 대물렌즈에 의해 초점이 조정된다.The light source unit 110 includes a red laser oscillator 111, a green laser oscillator 112, and a first beam splitter 113. Red and green lasers are wavelength lasers that can excite each of the fluorescent materials Cy3 and Cy5 currently used in biochips. Each of the oscillators 111 and 112 has a spherical or aspherical convex lens built therein, so that a converging laser is oscillated. The focus of the lasers to be oscillated is guided to the biochip without having to coincide with each other, and the focus is adjusted by the objective lens described below.

제1 빔 스플리터(113)는 레드 레이저 발진기로부터 발진되는 레이저를 통과시키며, 그린 레이저 발진기로부터 발진되는 레이저는 반사시킨다. 즉, 빔 스플리터는 빛의 편광성분 또는 파장에 따라 투과시키거나 반사시킨다.The first beam splitter 113 passes the laser oscillated from the red laser oscillator and reflects the laser oscillated from the green laser oscillator. That is, the beam splitter transmits or reflects according to the polarization component or the wavelength of light.

광 유도부(120)는 광원부로부터 발진된 레이저를 통과시키는 제2 빔 스플리터(121)와 반사미러(122)로 구성된다. 제2 빔 스플리터(121)는 발진 레이저를 통과시키지만 바이오 칩으로부터 반사되는 반사광은 차단하는 역할을 하며, 후술되는 포커싱 에러 검출유닛(150)과도 관계된다. 반사미러(122)는 제2 빔 스플리터(121)를 통과한 레이저를 전반사시켜 스캐닝부(130)로 유도한다. 반사미러(122)는 색선별 거울(Dichroic mirror)를 채용함으로써 파장에 따라 레이저를 반사시키거나 투과시킬 수 있다.The light guide part 120 includes a second beam splitter 121 and a reflection mirror 122 for passing a laser oscillated from the light source part. The second beam splitter 121 passes the oscillation laser but blocks the reflected light reflected from the biochip and is also related to the focusing error detection unit 150 described later. The reflection mirror 122 totally reflects the laser beam passing through the second beam splitter 121 to guide the scanning unit 130. The reflection mirror 122 may reflect or transmit the laser according to the wavelength by employing a dichroic mirror.

스캐닝부(130)는 대물렌즈(131)와 바이오 칩 안착부(132)로 구성된다. 대물렌즈(131)는 반사미러(122)로부터 전반사된 레이저의 초점이 바이오 칩에 맺힐 수 있도록 상하로 이동된다. 따라서, 파장이 다른 레이저가 조사되거나 해상도의 변경이 필요한 경우 용이하게 초점을 변화시킬 수 있다. The scanning unit 130 includes an objective lens 131 and a biochip seating unit 132. The objective lens 131 is moved up and down so that the focal point of the laser totally reflected from the reflection mirror 122 can be formed on the biochip. Therefore, the focus can be easily changed when a laser having a different wavelength is irradiated or when a change in resolution is required.

바이오 칩 안착부(132)는 검출하고자 하는 바이오 칩이 삽입되어 회전할 수 있도록 구성되며, 동시에 여러 개의 바이오 칩이 삽입될 수도 있다. 여러 개의 바이오 칩을 동시에 삽입하고 검출하는 경우 각각의 바이오 칩에 대한 초점을 변경할 필요가 있으므로 이러한 경우에도 대물렌즈의 상하 구동을 통하여 초점 위치가 조정된다.The biochip seating part 132 is configured to insert and rotate the biochip to be detected, and may also insert a plurality of biochips at the same time. In the case of inserting and detecting several biochips simultaneously, it is necessary to change the focus of each biochip, so even in this case, the focus position is adjusted by vertically driving the objective lens.

바이오 칩에 조사된 레이저는 파장이 시프트된 상태로 반사되고, 스캐닝부의 대물렌즈(131)를 다시 통과하며 수렴하는 레이저로 변환된다. 이어서 반사미러를 통과하여 검출부(140)에 도달한다. 반사미러(122)는 발진 레이저를 전반사시키나 파장이 시프트된 반사광은 통과시키도록 구성된다.The laser irradiated onto the biochip is reflected with the wavelength shifted, and converted into a laser that passes through the objective lens 131 of the scanning unit and converges again. Subsequently, it passes through the reflection mirror to reach the detector 140. The reflection mirror 122 is configured to totally reflect the oscillation laser but to pass the reflected light whose wavelength is shifted.

검출부(140)는 시프트된 반사광만을 통과시키는 방출필터(141)와 PMT 검출기(Photomultiplier tube, 142))로 구성된다. PMT 검출기(142)는 입사된 레이저를 전류로 변환시켜 바이오 칩의 스캔닝 정보를 출력한다.The detection unit 140 includes an emission filter 141 and a PMT detector (Photomultiplier tube) 142 passing only the shifted reflected light. The PMT detector 142 converts the incident laser into a current to output scanning information of the biochip.

본 발명의 바이오 칩 스캐너는 포커싱 에러 검출유닛(150)을 구비한다. 포커싱 에러 검출유닛(150)은 포커싱 레이저 발진기(151), 제3 빔 스플리터(152) 및 포토 다이오드(Photo diode, 153)로 구성된다.The biochip scanner of the present invention includes a focusing error detection unit 150. The focusing error detection unit 150 includes a focusing laser oscillator 151, a third beam splitter 152, and a photo diode 153.

포커싱 에러 검출에 사용되는 레이저는 IR 레이저를 포함한 모든 종류의 레이저가 사용될 수 있다.Lasers used for focusing error detection can be used for all kinds of lasers, including IR lasers.

포커싱 레이저 발진기(151)로부터 발진된 포커싱 레이저는 제3 빔 스플리터(152)에서 40%~60% 반사되어 광 유도부(120)의 제2 빔 스플리터(121), 반사미러(122), 대물렌즈(131)를 차례로 거쳐 바이오 칩에 조사된다. 바이오 칩에 조사된 포커싱 레이저는 반대 경로를 따라 반사되어 제3 빔 스플리터(152)에 도달한다. 제3 빔 스플리터(152)는 파장이 시프트된 반사 포커싱 레이저의 40%~60%를 투과시킴으로써 비점 수차가 발생된다. 제3 빔 스플리터(152)를 통과한 반사 포커싱 레이저는 포토 다이오드(153)에 입사된다. 포토 다이오드(153)는 수광부에 4개의 분할된 셀을 가지고 있어 비점 수차법에 의해 수광된 포커싱 레이저를 분석하고 포커싱 에러 신호를 생성한다.The focusing laser oscillated from the focusing laser oscillator 151 is reflected by 40% to 60% by the third beam splitter 152 to reflect the second beam splitter 121, the reflection mirror 122, and the objective lens of the light guide unit 120. 131 is sequentially irradiated to the biochip. The focusing laser irradiated onto the biochip is reflected along the opposite path to reach the third beam splitter 152. As the third beam splitter 152 transmits 40% to 60% of the wavelength-focused reflective focusing laser, astigmatism is generated. The reflective focusing laser passing through the third beam splitter 152 is incident on the photodiode 153. The photodiode 153 has four divided cells in the light receiving portion, and analyzes the focused laser received by astigmatism and generates a focusing error signal.

생성된 포커싱 에러 신호에 따라 제어부(미도시)는 대물렌즈(131)를 상하로 구동시켜 초점의 위치를 조정한다.
According to the generated focusing error signal, the controller (not shown) drives the objective lens 131 up and down to adjust the focus position.

이하, 본 발명을 실시예를 들어 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명과 그 변경 및 치환을 포함하며, 하기 실시예의 범위로 한정되지 않는다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples. The following examples are provided to illustrate the present invention, and the scope of the present invention includes the invention described in the claims below, its modifications and substitutions, and is not limited to the scope of the following examples.

먼저, 대물렌즈(131)의 하부에 위치하는 바이오 칩 안착부(132)에 검출하고자 하는 바이오 칩을 삽입한다. 바이오 칩에는 형광물질을 합유한 타겟 DNA가 프로브 DNA와 상보적으로 결합하고 있다.First, the biochip to be detected is inserted into the biochip seating part 132 positioned under the objective lens 131. In the biochip, the target DNA containing the fluorescent material is complementarily bound to the probe DNA.

상기 바이오 칩은 동시에 여러 개가 삽입될 수 있다. 예를 들어, 바이오 칩 안착부(132)를 회전원판 형태로 구성하고, 방사형태로 분할하여 다수의 안착부 구성함으로써 동시에 여러 개의 바이오 칩을 검출할 수 있다.Several biochips may be inserted at the same time. For example, the biochip seating unit 132 may be configured in the form of a rotating disk, and divided into radial shapes to form a plurality of seating units, thereby detecting a plurality of biochips simultaneously.

바이오 칩이 삽입되면, 포커싱 에러 검출유닛(150)으로부터 포커싱 레이저가 방출되고, 상술한 경로를 따라 바이오 칩에 조사되어 초점 에러가 있는지 검출한다. 포토 다이오드의 초점 에러 신호에 따라 제어부는 대물렌즈(131)의 위치를 조정하여 초점을 일치시킨다. When the biochip is inserted, the focusing laser is emitted from the focusing error detecting unit 150 and irradiated to the biochip along the above-described path to detect whether there is a focus error. According to the focus error signal of the photodiode, the controller adjusts the position of the objective lens 131 to match the focus.

대물렌즈(131) 초점의 조정은 바이오 칩에 대한 스캐닝 전은 물론 스캐닝 과정 중에도 행해진다. 또한, 검출하고자 하는 바이오 칩이 여러 개인 경우, 각각의 바이오 칩에 대한 포커싱 에러를 검출하고, 이에 따라 초점이 조정된 대물렌즈(131)의 위치가 제어부에 기억된다. 제어부는 기억된 정보에 의해 검출되는 바이오 칩에 따라 대물렌즈(131)의 위치를 조정한다.The focusing of the objective lens 131 is performed not only before scanning the biochip but also during the scanning process. In addition, when there are several biochips to be detected, a focusing error for each biochip is detected, and the position of the objective lens 131 whose focus is adjusted is stored in the controller. The control unit adjusts the position of the objective lens 131 according to the biochip detected by the stored information.

초점 조정이 끝난 후, 바이오 칩이 함유한 형광물질을 여기 시킬 수 있는 레드 레이저 또는 그린 레이저가 광원부(110)로부터 방출된다. 방출된 레이저에 따라 형광물질이 여기되어 특정한 파장의 빛을 방출하고, 검출부(140)에 수신됨으로써 타겟 DNA의 유무가 검출된다.After the focus adjustment is completed, a red laser or green laser capable of exciting the fluorescent material contained in the biochip is emitted from the light source unit 110. The fluorescent material is excited according to the emitted laser, emits light of a specific wavelength, and is received by the detection unit 140 to detect the presence or absence of the target DNA.

110: 광원부 120: 광 유도부
130: 스캐닝부 140: 검출부
150: 포커싱 에러 검출유닛110: light source unit 120: light induction unit
130: scanning unit 140: detection unit
150: focusing error detection unit

Claims (9)

볼록렌즈가 구비되어 적어도 둘 이상의 서로 다른 파장의 수렴 레이저를 발진시키는 광원부;
상기 광원부로부터 발진된 레이저를 유도하는 광 유도부;
상기 광 유도부에 의해 유도된 레이저를 바이오 칩 상에 조사하는 스캐닝부; 및
상기 스캐닝부로부터 반사된 레이저를 검출하는 검출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오 칩 스캐너.
A light source unit provided with a convex lens to oscillate a converging laser of at least two different wavelengths;
A light inducing unit for inducing a laser oscillated from the light source unit;
A scanning unit for irradiating a laser induced by the light inducing unit on a biochip; And
And a detection unit for detecting the laser reflected from the scanning unit.
제 1항에 있어서, 상기 광원부는,
레드 레이저 발진부;
상기 레드 레이저 발진부의 광축과 수직축 상에 배치되는 그린 레이저 발진부; 및
상기 레이저 발진부들로부터의 레이저를 반사 또는 통과 시키는 제1 빔 스플리터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 비이오 칩 스캐너.
The method of claim 1, wherein the light source unit,
Red laser oscillator;
A green laser oscillator disposed on a vertical axis of the red laser oscillator; And
And a first beam splitter for reflecting or passing the laser beams from the laser oscillators.
제 2항에 있어서, 상기 광 유도부는,
광원부로부터 발진된 레이저를 통과시키는 제2 빔 스플리터; 및
상기 제2 빔 스플리터를 통과한 레이저를 상기 스캐닝부로 반사시키는 반사미러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오 칩 스캐너.
The method of claim 2, wherein the light guide portion,
A second beam splitter for passing the laser oscillated from the light source unit; And
And a reflecting mirror reflecting the laser beam passing through the second beam splitter to the scanning unit.
제 2항에 있어서, 상기 스캐닝부는,
상하로 움직이며 바이오 칩 상에 레이저를 포커싱하고, 상기 바이오 칩으로부터 반사된 레이저를 수렴시키는 대물렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오 칩 스캐너.
The method of claim 2, wherein the scanning unit,
And an objective lens moving up and down, focusing a laser on the biochip, and converging the laser reflected from the biochip.
제 2항에 있어서, 상기 검출부는,
상기 바이오 칩으로부터 반사된 시프트된 파장만을 통과시키는 방출필터; 및
상기 방출필터로부터 입사된 빛 에너지를 전류로 변환시키는 PMT 검출기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오 칩 스캐너.
The method of claim 2, wherein the detection unit,
An emission filter passing only the shifted wavelength reflected from the biochip; And
And a PMT detector for converting light energy incident from the emission filter into a current.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 바이오 칩상에 조사되는 레이저의 초점의 벗어남 정도를 검출하기 위한 포커싱 에러 검출유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오 칩 스캐너.
The method according to any one of claims 1 to 5,
And a focusing error detecting unit for detecting an out of focus degree of the laser beam irradiated onto the biochip.
제 6항에 있어서, 상기 포커싱 에러 검출유닛은,
포커싱 레이저 발진부와;
상기 포커싱 레이저 발진부로부터 발진된 포커싱 레이저를 반사시키고, 상기 바이오 칩으로부터 반사된 포커싱 레이저를 통과시키는 제3 빔 스플리터; 및
상기 제3 빔 스플리터를 통과한 포커싱 레이저를 검출하기 위한 광 다이오드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오 칩 스캐너.
The method of claim 6, wherein the focusing error detection unit,
A focusing laser oscillator;
A third beam splitter for reflecting a focusing laser oscillated from the focusing laser oscillator and passing a focusing laser reflected from the biochip; And
And a photodiode for detecting a focusing laser that has passed through the third beam splitter.
제 7항에 있어서, 상기 포커싱 레이저는,
IR 레이저인 것을 특징으로 하는 바이오 칩 스캐너.
The method of claim 7, wherein the focusing laser,
A biochip scanner, which is an IR laser.
형광물질이 도포된 타겟 DNA가 고정된 바이오 칩을 대물렌즈 하부에 준비하는 단계;
상기 바이오 칩에 포커싱 레이저를 조사하여 포커싱 에러를 검출하는 단계;
포커싱 에러가 발생한 경우 상기 대물렌즈의 조정을 통하여 초점을 조정하는 단계;
초점 조정이 끝난 후, 상기 형광물질을 여기 시키기 위한 레드 레이저 또는 그린 레이저를 상기 바이오 칩에 조사하는 단계; 및
상기 형광물질로부터의 방출광을 검출하여 타겟 DNA의 유무를 측정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오 칩 스캐닝 방법.
















Preparing a biochip to which target DNAs to which fluorescent materials are applied are fixed, under the objective lens;
Irradiating a focusing laser to the biochip to detect a focusing error;
Adjusting focus by adjusting the objective lens when a focusing error occurs;
After the focus adjustment is completed, irradiating the biochip with a red laser or green laser to excite the fluorescent material; And
And detecting the presence of target DNA by detecting the emitted light from the fluorescent material.
















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