TW201350824A - 生化檢測系統 - Google Patents

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Abstract

一種生化檢測系統包含一光源模組及一光譜分析儀。光源模組包含一鹵素光源分別通過第一光源通路及第二光源通路後並經第一分光鏡匯集後用以檢測一待檢測樣本。第一光源通路包含複數反射鏡及一第一濾光鏡，第一濾光鏡用以衰減鹵素光源中橘紅色波段的光源。第二光源通路包含一第二濾光鏡，第二濾光鏡係用以衰減鹵素光源中除紫外光波段以外的光源。光譜分析儀用以分析穿越待檢測樣本後的光線。

Description

生化檢測系統
本發明是有關於一種生化檢測系統，且特別是有關於一種光學生化檢測系統。
目前光學生化檢測系統所使用的光源大多為氙氣燈，其主要原因為氙氣燈能夠於可見光的範圍內提供強度差距較小的光源，有利於後續分析的執行。然而，氙氣燈的價格較高，卻不利於光學生化檢測系統的普及化。
雖然，目前光學生化檢測系統亦有使用價格較低的鹵素光源，但執行分析時可能需要針對可見光部份波長的光源作分析，需要執行多次才能完成可見光全光譜的分析，而無法一次執行可見光全光譜的分析。這對某些可見光全光譜的分析而言是不允許的。鹵素光源於可見光的範圍內的強弱之間的差距可能會超過20倍，在一次感測可見光全光譜後，後續分析的執行會難度很高或無法分析。
有鑑於上述的問題，光學生化檢測系統需要一種平價的光源模組解決方案。
因此，本發明之一目的是在提供一種改良的光學生化檢測系統，藉以取代以氙氣光源的光學生化檢測系統。
依據之一上述目的，提出一種生化檢測系統，其包含 一光源模組及一光譜分析儀。光源模組包含一鹵素光源分別通過第一光源通路及第二光源通路並經第一分光鏡匯集後用以檢測一待檢測樣本。第一光源通路包含複數反射鏡及一第一濾光鏡，第一濾光鏡用以衰減鹵素光源中橘紅色波段的光源。第二光源通路包含一第二濾光鏡，第二濾光鏡係用以衰減鹵素光源中除紫外光波段以外的光源。光譜分析儀用以分析穿越待檢測樣本後的光線。
依據本發明另一實施例，該些反射鏡為波長介於300奈米與800奈米之間的反射鏡。
依據本發明另一實施例，第一濾光鏡位於第一光源通路上的鹵素光源和第一分光鏡之間。
依據本發明另一實施例，第二濾光鏡位於第二光源通路上的第一分光鏡和鹵素光源之間。
依據本發明另一實施例，橘紅色波段的光源為鹵素光源中波長550奈米以上的光源。
依據本發明另一實施例，第二濾光鏡係用以衰減鹵素光源中除波長320~400奈米以外的光源。
依據本發明另一實施例，生化檢測系統更包含第二分光鏡，第二分光鏡用以分配鹵素光源至第一光源通路及第二光源通路。
依據本發明另一實施例，第一濾光鏡位於第一光路上的第一分光鏡與第二分光鏡之間。
依據本發明一實施例，光譜分析儀包含一入射狹縫、一聚焦色散元件以及一感光二極體陣列。入射狹縫用以接收穿越待檢測樣本後的光線。聚焦色散元件用以空間色散 展開穿過入射狹縫的光線。感光二極體陣列用以感測經聚焦色散元件展開後的光線。
依據本發明另一實施例，光譜分析儀包含一入射狹縫、一平行光鏡、一色散元件、一聚光鏡以及一感光二極體陣列。入射狹縫用以接收穿越待檢測樣本後的光線。平行光鏡用以反射穿越入射狹縫之光線。色散元件用以展開經平行光鏡反射後的光線。感光二極體陣列用以感測經色散元件展開後的光線。聚光鏡用以將經該色散元件展開後的光線聚焦於感光二極體陣列。
由上述可知，應用本發明之生化檢測系統，僅使用單一鹵素光源，並利用其光學模組改善鹵素光源的特性，使鹵素光源更能符合在可見光的範圍作全光譜檢測的需求，藉以替代較高成本的氙氣光源及其他特定波長的發光二極體光源，而使生化檢測系統的元件成本能進一步降低。
請參照第1A圖，其繪示依照本發明一實施方式的一種生化檢測系統。生化檢測系統100包含一鹵素光源102、一光學模組104以及一光譜分析儀108，藉以針對一裝載於樣本承載盤106內的待檢測樣本106a執行光學分析。光學模組104的功能在於調整鹵素光源102的光學特性，使鹵素光源102能更符合的光學分析的需求。在本實施例中，光譜分析儀108包含一入射狹縫108b、一平行光鏡108c、一色散元件108d、一聚光鏡108e以及一感光二極體陣列108a。入射狹縫108b用以接收並取樣穿越待檢測樣 本106a後的光線。平行光鏡108c用以反射穿越入射狹縫108b之光線，使光線平行的傳遞至色散元件108d。色散元件108d用以展開經平行光鏡108c反射後的光線，便於感光二極體陣列108a感測。聚光鏡108e用以將經色散元件108d展開後的光線聚焦於感光二極體陣列108a上以利於感測。
請參照第1B圖，其繪示依照本發明另一實施方式的一種生化檢測系統。生化檢測系統100’與生化檢測系統100的主要差異在於平行光鏡108c與色散元件108d整合成單一聚焦色散元件108f，且省略了非必要的聚光鏡108e。聚焦色散元件108f用以空間色散展開穿過入射狹縫108b的光線，並將展開後的光線導向感光二極體陣列108a。上述光譜分析儀的結構只是舉例，本案所適用的光譜分析儀並不侷限於上述例子而已。
請參照第2、3圖，其分別繪示依照本發明的生化檢測系統之鹵素光源經光學模組處理前、後所測得的數據圖(縱軸為相對強度數值，故沒有絕對單位)。第2圖是鹵素光源經光學模組處理前所測得的數據圖，而第3圖是鹵素光源經光學模組處理後所測得的數據圖。參照第2圖，鹵素光源所發出的光在未經處理前在可見光的範圍內(波長約介於400奈米到750奈米之間)的強弱差距會超過20倍以上(例如60000/2946>20)，若使用感光二極體陣列一次感測可見光範圍內的所有光譜，將使後續的數據因訊雜比過高等因素而難以分析。因此，本案之生化檢測系統加入一光學模組(例如光學模組104)，藉以處理鹵素光源，處理後 所測得的數據圖如第3圖所示。由第3圖可知，在可見光的範圍內(波長約介於400奈米到750奈米之間)的光強度差距會小於5倍(例如60000/12000<5)，將使後續的數據分析容易許多。以下將配合圖式解說各種光學模組的可能結構。此外，光學模組104因增加生化檢測所需的藍紫光源，因此波長400奈米附近的光強度會劇增。
請參照第4圖，其繪示依照本發明一實施例的一種光學模組的示意圖。光學模組104’包含單一鹵素光源102a分別通過第一光源通路101a及第二光源通路101b後，並經第一分光鏡104b匯集後用以檢測一待檢測樣本(例如第1A圖之待檢測樣本106a)。第一光源通路101a包含複數反射鏡及第一濾光鏡104e，第一濾光鏡104e用以衰減鹵素光源102a中波長大於550奈米以上的光源(即橘紅色波段的光源)。第二光源通路101b包含一第二濾光鏡104a，第二濾光鏡104a用以衰減鹵素光源102a中除了波長介於320奈米與400奈米之間(即紫外光波段)以外的其他光源。在本實施例中，第一濾光鏡104e可位於第一光源通路101a上的鹵素光源102a和第一分光鏡104b之間，第二濾光鏡104a位於第二光源通路101b上的第一分光鏡104b和鹵素光源102a之間。在本實施例中，該些反射鏡(104c、104d、104f)可以是波長介於300奈米與800奈米之間的反射鏡或其他合適的反射鏡。此外，該些反射鏡(104c、104d、104f)之數量是不受限制的，可以光學模組的需求改變反射鏡的數量。
請參照第5圖，其繪示依照本發明另一實施例的一種 光學模組的示意圖。光學模組104”不同於光學模組104’的地方主要在於增加第二分光鏡104b’。光學模組104”包含單一鹵素光源102b分別通過第一光源通路101a及第二光源通路101b後，並經第一分光鏡104b匯集後用以檢測一待檢測樣本(例如第1A圖之待檢測樣本106a)。增加的第二分光鏡104b’用以分配鹵素光源102b至第一光源通路101a及第二光源通路101b。第一光源通路101a包含複數反射鏡及第一濾光鏡104e，第一濾光鏡104e用以衰減鹵素光源102b中波長大於550奈米以上的光源(即橘紅色波段的光源)。第二光源通路101b包含一第二濾光鏡104a，第二濾光鏡104a用以衰減鹵素光源102b中除了波長介於320奈米與400奈米之間(即紫外光波段)以外的其他光源。在本實施例中，第一濾光鏡104e可位於第一光源通路101a上第一分光鏡104b與第二分光鏡104b’之間的任何位置，第二濾光鏡104a位於第二光源通路101b上第一分光鏡104b與第二分光鏡104b’之間。在本實施例中，該些反射鏡(104c、104d)可以是波長介於300奈米與800奈米之間的反射鏡或其他合適的反射鏡。此外，該些反射鏡(104c、104d)之數量是不受限制的，可以光學模組的需求改變反射鏡的數量。
由上述本發明實施方式可知，應用本發明之生化檢測系統，僅使用單一鹵素光源，並利用其光學模組改善鹵素光源的特性，使鹵素光源更能符合在可見光的範圍作全光譜檢測的需求，藉以替代較高成本的氙氣光源及其他特定波長的發光二極體光源，而使生化檢測系統的元件成本能 進一步降低。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧生化檢測系統
100’‧‧‧生化檢測系統
101a‧‧‧第一光源通路
101b‧‧‧第二光源通路
102a‧‧‧鹵素光源
102b‧‧‧鹵素光源
104‧‧‧光學模組
104’‧‧‧光學模組
104”‧‧‧光學模組
104a‧‧‧第二濾光鏡
104b‧‧‧第一分光鏡
104b’‧‧‧第二分光鏡
104c‧‧‧反射鏡
104d‧‧‧反射鏡
104e‧‧‧第一濾光鏡
104f‧‧‧反射鏡
106‧‧‧樣本承載盤
106a‧‧‧待檢測樣本
108‧‧‧光譜分析儀
108a‧‧‧感光二極體陣列
108b‧‧‧入射狹縫
108c‧‧‧平行光鏡
108d‧‧‧色散元件
108e‧‧‧聚光鏡
108f‧‧‧聚焦色散元件
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1A圖係繪示依照本發明一實施方式的一種生化檢測系統。
第1B圖係繪示依照本發明另一實施方式的一種生化檢測系統。
第2、3圖係分別繪示依照本發明的生化檢測系統之光源模組經光學模組處理前、後所測得的數據圖。
第4圖係繪示依照本發明一實施例的一種光學模組的示意圖。
第5圖係繪示依照本發明另一實施例的一種光學模組的示意圖。
101a‧‧‧第一光源通路
101b‧‧‧第二光源通路
102a‧‧‧鹵素光源
104’‧‧‧光學模組
104a‧‧‧第二濾光鏡
104b‧‧‧第一分光鏡
104c‧‧‧反射鏡
104d‧‧‧反射鏡
104e‧‧‧第一濾光鏡
104f‧‧‧反射鏡

Claims (10)

  1. 一種生化檢測系統，至少包含：一光源模組包含：一鹵素光源，分別通過第一光源通路及第二光源通路並經第一分光鏡匯集後用以檢測一待檢測樣本；該第一光源通路包含複數反射鏡及一第一濾光鏡，該第一濾光鏡用以衰減該鹵素光源中橘紅色波段的光源；以及該第二光源通路包含一第二濾光鏡，該第二濾光鏡係用以衰減該鹵素光源中除紫外光波段以外的光源；以及一光譜分析儀，用以分析穿越該待檢測樣本後的光線。
  2. 如請求項1所述之生化檢測系統，其中該些反射鏡為波長介於300奈米與800奈米之間的反射鏡。
  3. 如請求項1所述之生化檢測系統，其中該第一濾光鏡位於該第一光源通路上的該鹵素光源和該第一分光鏡之間。
  4. 如請求項1所述之生化檢測系統，其中該第二濾光鏡位於該第二光源通路上的該第一分光鏡和該鹵素光源之間。
  5. 如請求項1所述之生化檢測系統，其中該橘紅色波段的光源為該鹵素光源中波長550奈米以上的光源。
  6. 如請求項1所述之生化檢測系統，其中該第二濾光鏡係用以衰減該鹵素光源中除波長320~400奈米以外的光源。
  7. 如請求項1所述之生化檢測系統，更包含第二分光鏡，該第二分光鏡用以分配該鹵素光源至該第一光源通路及該第二光源通路。
  8. 如請求項7所述之生化檢測系統，其中該第一濾光鏡位於該第一光路上的該第一分光鏡與該第二分光鏡之間。
  9. 如請求項1所述之生化檢測系統，其中該光譜分析儀包含：一入射狹縫，用以接收該穿越該待檢測樣本後的光線；一聚焦色散元件，用以空間色散展開穿過該入射狹縫的光線；以及一感光二極體陣列，用以感測經該聚焦色散元件展開後的光線。
  10. 如請求項1所述之生化檢測系統，其中其中該光譜分析儀包含：一入射狹縫，用以接收該穿越該待檢測樣本後的光線；一平行光鏡，用以反射穿越該入射狹縫之光線；一色散元件，用以展開經該平行光鏡反射後的光線；一感光二極體陣列，用以感測經該色散元件展開後的光線；以及一聚光鏡，用以將經該色散元件展開後的光線聚焦於感光二極體陣列。
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