TW201345411A - 活體生物標記之方法 - Google Patents

Abstract

本發明係提供一種利用雷射雕刻標記生物活體之方法，包括將該生物活體固定；於該生物活體之表面之全部或一部份塗覆一塗料；以及以雷射作用於該塗料上，使該塗料產生色彩變化以形成標記。

Description

活體生物標記之方法

本發明係關於一種標記生物活體之方法，尤其是關於一種利用雷射雕刻進行生物活體標記之方法。

在動物的行為觀察及研究中，常藉由將動物標記並追蹤標記動物，以判斷其活動範圍、行為模式、分佈等，其中，對生物體進行標記是很重要的一個步驟。對於生物體標記方式之要求，包括：不影響生物體活動、不干擾其生活模式(例如不可破壞生物體的偽裝)、不縮短其壽命、標記不易脫落或毀損等，須盡可能地將人為干擾降至最低，才可達到觀察與追蹤的目的。

目前對生物體標記的方法，視欲標記生物體之種類而區分，例如常見於哺乳動物或鳥類的配戴式頸圈、腳環等；魚類或爬蟲類等常使用可植入式標記等。然而，前述方式僅適用於體型較大之生物體，對於體型較小之生物體(例如昆蟲)並不適用，因為配戴式的體積與重量會明顯地干擾其行為，而植入式則在進行標記時有一定的困難度。習知昆蟲標記包括手寫編號、塗色等方式，以手寫編號或塗色的方式，一位研究人員一次僅能處理一隻昆蟲，對於具有社會組織之昆蟲(例如，蜜蜂、螞蟻等)而言，若要處理一整群樣本，不但耗時且成效不彰，且必須考量作記號的工具是否對昆蟲具有毒性、是否容易掉色等問題，目前並無可克服上述問題之昆蟲標記方式。

雷射雕刻係利用雷射光束在材料表面的熔蝕作用、汽化作用、或光化學反應等而產生雕刻痕跡。雷射雕刻已知可應用於不同的材料，例如金屬、皮革、陶瓷、玻璃、塑膠、木材等，例如GB2432340揭露於木質纖維材料上進行雷射雕刻；US20040221756揭露以直接雷射雕刻成圖案於其上之物品，於說明書中定義該物體為熱固性塑膠(thermoset plastic)。CN101934674揭露一種在海蔘蔘體上雕刻標誌的方法，係於乾燥的海蔘上以雷射雕刻圖案或文字，該圖案或文字還可隨乾海蔘泡開漲大而一起變大。先前技術均非將雷射雕刻應用於活體生物上。

本發明係關於一種利用雷射雕刻標記生物活體之方法，包括：將該生物活體固定；於該生物活體之表面之全部或一部份塗覆一塗料；以及以雷射作用於該塗料上，使該塗料產生色彩變化以形成標記。

於本發明之方法中，該雷射僅作用於該塗料，而不會作用於該生物活體，對於該生物活體並未特別限制，但以具有堅硬表面區塊之生物體為佳，例如具有外骨骼之生物。

本發明利用雷射雕刻標記生物活體之方法，對於可應用之生物體並未特別限制。於實施例中，以具有堅硬表面區塊之生物體為佳，該堅硬表面區塊可分佈於該生物體全身或部分區域。於實施例中，以具有外骨骼之生物體為佳。於實施例中，可應用於本發明之生物體，以動物分類學而言，主要包括軟體動物門、節肢動物門等；亦有少數非屬於上述分類之具有外骨骼或類似構造之生物可應用於本發明，例如龜類。

於實施例中，本發明可應用於軟體動物門之生物，例如貝類、螺類等。

於實施例中，本發明可應用於節肢動物門之生物。節肢動物門，包括甲殼綱、蛛形綱、昆蟲綱等。舉例而言，甲殼綱之生物包括蝦、龍蝦、籐壺等；蛛形綱之生物包括蜘蛛、蠍子等。於一較佳實施例中，本發明係應用於昆蟲綱之生物，例如：蜜蜂、胡蜂、螞蟻、甲蟲、金龜子、蝶、蛾等。

於本發明之方法中，該塗料之顏色與種類並未特別限制，只要經雷射作用後產生變色反應者，即可應用於本發明。於一實施例中，該塗料係白色顏料。於一較佳實施例中，該顏料之成分包括碳酸鈣(CaCO₃)，例如，白色廣告顏料。

於一實施例中，該塗料係塗覆於該生物體表面之全部或一部份，例如，塗覆於該生物體之外骨骼或類似構造之表面。於一實施例中，例如以昆蟲為欲標記之生物活體，昆蟲之構造一般分為頭、胸、腹三節，則可將該塗料塗佈於昆蟲之胸部或腹部體節上，塗佈於背側或腹側均可。

於本發明之方法中，雷射僅作用於該塗料，而不會直接作用於該生物活體本身。於一實施例中，以使用白色廣告顏料對昆蟲進行標記為例，白色廣告顏料經雷射作用的部分，會產生碳化反應而變成黑色，而未經雷射部分仍維持白色，藉此，即可以雷射在白色廣告顏料上雕刻出符號、圖案、或編碼，進而於該昆蟲體表形成可辨識之標記。

於實施例中，進行雷射標記之參數可為所使用之雷射標記裝置之最大功率之約20-50%，最大移動速率之約20-50%，其功率與速率會隨標記圖案不同而有所調整。於較佳實施例中，使用最大功率之約25-35%，最大移動速率之約25-35%。以前述參數進行雷射標記，可重複處理約1-20次以形成較佳之標記結果。

於一實施例中，係將欲進行標記之生物活體呈現靜止或昏迷狀態，例如可經由氣體麻醉、冷凍技術等處理，接著將該生物活體置於雷射雕刻用的固定裝置上。為了進一步提高標記的清晰度及附著度，視情況可對該生物活體體表之欲標記位置進行清理。將塗料塗覆於該欲標記位置，接著，使用雷射雕刻技術處理該塗料以進行標記。

本發明之利用雷射雕刻標記生物活體之方法不會傷害到該生物活體，且於標記後，亦不影響該生物之行為或活動。本發明之方法可以一次處理多隻待標記生物，並可進行自動化操作、自動編碼等設定，具有標記迅速、簡便、安全、容易觀察及辨識等優點。

以下以實施例詳述本發明。

於本實施例中，採用如第1圖所示之裝置進行生物活體標記。

先將蜜蜂置於0℃的環境下約10分鐘使其昏迷。接著，如第1圖所示，將蜜蜂13放置於固定裝置12之凹槽上，將蜜蜂胸節背板處之背毛刮除後，於其上塗覆白色廣告顏料(購自飛龍文具公司)，塗覆直徑約2-3釐米(mm)，塗覆厚度約0.1-0.4 mm。

以雷射標記裝置11對該蜜蜂胸節背板處之顏料塗覆處14進行標記，以雷射標記裝置(型號LES-10，購自鼎信光電科技)之最大功率之30%進行標記，移動速率控制在30%，重複處理約1-20次。前述雷射標記裝置之最大功率為約10W，最大移動速度為約762 mm/秒。

本實施例所採用的標記為二維圖像，參照第2A圖所示，九宮格之各區塊代表二進位中不同的位數，當該區塊標記呈黑色時，代表該位數之數值為1，呈白色(即未著色)時數值為0，此編碼方式可編碼1至512。舉例言之，如第2B圖所示之標記即代表2⁴+2⁵+2⁶+2⁷+2⁸之總和之值，即496。實際進行雷射雕刻所產生之圖像如第3圖所示，其編碼分別代表506及505。

第4A圖顯示了標記前之蜜蜂，第4B圖則顯示了經由本發明之方法進行標記之蜜蜂。不同於習知雷射雕刻或雷射標記，當標記對象為生物活體時，其困難在於要確保在雷射雕刻的過程中，不會對於昆蟲造成任何影響或傷害。根據本發明之方法，以適當的速率及功率重複進行雷射雕刻，使得每次雷射雕刻處理僅使塗料表層進行碳化，避免與生物活體接觸而產生傷害，因此，以本發明之方法進行標記，雷射雕刻不會影響蜜蜂本體，觀察經標記之蜜蜂，證實該蜜蜂的飛行能力正常，其活動或與其他蜜蜂的互動行為亦未受到影響。

因此，藉由此種二維圖像的標記，可將同一蜂巢內的蜜蜂進行編碼，配合影像監測系統進行觀察及追蹤。

上述特定實施例之內容係為了詳細說明本發明，然而，該等實施例係僅用於說明，並非意欲限制本發明。熟習本領域之技藝者可理解，在不悖離後附申請專利範圍所界定之範疇下針對本發明所進行之各種變化或修改係落入本發明之一部分。

11．．．雷射標記裝置

12．．．固定裝置

13．．．蜜蜂

14．．．顏料塗覆處

第1圖係本發明生物活體標記之一實施例之示意圖。

第2A及2B圖係說明本發明之一實施例中所採用的二維圖像標記。

第3圖係雷射雕刻所產生之二維圖像標記。

第4A及4B圖係顯示以蜜蜂進行雷射雕刻標記之結果。

11．．．雷射標記裝置

12．．．固定裝置

13．．．蜜蜂

14．．．顏料塗覆處

Claims (11)

1. 一種利用雷射雕刻標記生物活體之方法，包括：將該生物活體固定；於該生物活體之表面之全部或一部份塗覆一塗料；以及以雷射作用於該塗料上，使該塗料產生色彩變化以形成標記。
2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該生物活體係具有堅硬表面區塊。
3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該生物活體係具有外骨骼之生物。
4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該生物活體係節肢動物門之生物。
5. 如申請專利範圍第4項之方法，其中該生物活體係昆蟲。
6. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該塗料係經雷射作用後產生顏色改變之塗料。
7. 如申請專利範圍第6項之方法，其中該塗料經雷射作用後，產生碳化反應而變色。
8. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該塗料係白色顏料。
9. 如申請專利範圍第8項之方法，其中該白色顏料係包括碳酸鈣(CaCO₃)。
10. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該雷射僅作用於該塗料，而不會作用於該生物活體。
11. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該標記可為符號、圖案、或編碼。