TW201409016A - 光校正裝置、生物檢測校正系統及其操作方法 - Google Patents

Abstract

一種生物檢測校正系統，包括一生物檢測裝置及一光校正裝置。生物檢測裝置用於檢測一生物檢體，包括一光源及一控制器。光源可照射至待檢測之生物檢體。控制器電性連接於光源以驅動光源發出一光線。光校正裝置包括一承載盤及一校正試片，承載盤可置於生物檢測裝置中生物檢體待檢測位置，以接收光源之光線照射。校正試片設置於承載盤，包括一光感測器。光感測器適於感測照射至承載盤之光線強度，並傳遞強度資訊給控制器。控制器適於讀取光線的強度資訊，並與一預設值比對，以調整光源驅動能量使光感測器所感測之光線強度不小於預設值。

Description

光校正裝置、生物檢測校正系統及其操作方法

本發明是有關於一種光校正裝置、生物檢測校正系統及其操作方法，特別是針對對生物檢體照射一定強度與波長之光線而偵測其螢光反應的生物檢測裝置所改良發展的一種光校正裝置、生物檢測校正系統及其操作方法。

目前，生物檢測常常使用螢光檢測技術來探測生物檢體是呈現陽性或陰性反應。產生螢光反應的過程中，一般需要利用額外的光源來當做激發光源。不管是使用水銀燈或是發光二極體來當作激發光源，經過長久使用之後，這些光源都會有光衰的情況產生。此時，通常需要利用光校正裝置來對光源進行校正。透過調整光源的強度，以避免因為光衰導致螢光反應不夠強烈，而造成檢測結果不正確的情形。

然而，由於目前光源大多已經整合到生物檢測裝置當中，光源的設計也會隨著生物檢測裝置的不同而有所不同。對不同的生物檢測裝置來說，光源的大小、形狀或位置都不會是固定形式的設計。因此，將光源取出並對光源的強度有效地進行量測的方法，都可能因為不同的生物檢測裝置而異，如此一來，也相對的增加了光源校正的難度。並且一般要對光源進行校正，均需另外購置昂貴且厚重的光源校正裝置，並將光源拆除而導入該光源校正裝置中進 行校正作業，因此整個校正作業不但較複雜費工，並且設備成本亦較高，且又不利於生物檢測裝置朝向輕量可攜式的發展。

本發明提供一種光校正裝置，其可簡易地量測生物檢測裝置之光源強度。

本發明提供一種生物檢測校正系統，其透過將光感測器整合在生化檢驗用的承載盤上，以直接在承載盤上進行生物檢測裝置之光源強度的量測，並透過生物檢測裝置之控制器對光源強度進行補償，校正過程中毋須將生物檢測裝置之光源取出，大幅降低了光源校正的不便。

本發明提供一種生物檢測校正系統之操作方法，其使用上述之生物檢測校正系統。

本發明提出一種光校正裝置，適用於供檢測生物檢體之一生物檢測裝置，其中生物檢測裝置包括一光源及一控制器，光校正裝置包括一承載盤以及一校正試片。承載盤可置於生物檢測裝置中生物檢體待檢測位置，以接收光源之光線照射。校正試片設置於承載盤，校正試片包括一光感測器，光感測器適於感測光源照射至承載盤之光線強度，且校正試片適於傳輸光感測器所感測之光線的強度資訊至控制器。

在本發明之一實施例中，上述之承載盤為一空白之微量滴定盤，承載盤具有至少一凹穴，光感測器設置於對應 至少其中之一凹穴的位置。

本發明更提出一種生物檢測校正系統，包括一生物檢測裝置及一光校正裝置。生物檢測裝置用於檢測一生物檢體，包括一光源及一控制器。光源可照射至待檢測之生物檢體。控制器電性連接於光源，以驅動並控制光源發出一光線。光校正裝置包括一承載盤及一校正試片，承載盤可置於生物檢測裝置中生物檢體待檢測位置，以接收光源之光線照射。校正試片設置於承載盤，校正試片包括一光感測器，光感測器適於感測照射至承載盤之光線的強度，並傳遞強度資訊給控制器。控制器適於讀取光感測器所感測之光線的強度資訊，並與一預設值比對，以調整光源驅動能量而使光感測器所感測之光線的強度不小於預設值。

本發明又提出一種生物檢測校正系統之操作方法，適用於具有一光源而能發出一光線以對生物檢體進行檢測之一生物檢測裝置，包括下列步驟。偵測一光校正裝置是否存在於生物檢測裝置，其中光校正裝置包括一承載盤及設置於承載盤之一校正試片，校正試片包括一光感測器。若光校正裝置存在，讀取光感測器所感測之光線的強度。判斷光感測器所感測之光線的強度是否小於一預設值。若光感測器所感測之光線的強度小於預設值，增強光源之驅動電壓，使光感測器所感測之光線的強度能達到預設值。

基於上述，雖然不同的生物檢測裝置有不同的光源設計，但生物檢測裝置之光源的光線必會照射到生化檢驗用的承載盤中。本發明利用此特性，光校正裝置及生物檢測 校正系統將光感測器整合在承載盤上，以便直接在承載盤上進行生物檢測裝置之光源強度的量測，如此，可量測到實際檢驗時照射到檢體上之光線強度。並且，透過控制器比對光感測器所感測之光線的強度資訊以及預設值，以調整光源強度。本發明之光校正裝置、生物檢測校正系統及其操作方法可不需拆卸生物檢測裝置之光源即可進行校正，操作上相當便利。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1A是依照本發明之一實施例之一種生物檢測校正系統的示意圖。圖1B是圖1A之生物檢測校正系統的光校正裝置的俯視示意圖。圖1C是圖1B之生物檢測校正系統的光校正裝置的局部剖面示意圖。

請參閱圖1A至圖1C，本實施例之生物檢測校正系統100包括一生物檢測裝置110及一光校正裝置120。生物檢測裝置110包括有一光源112及一控制器114。在本實施例中，生物檢測裝置110為一螢光顯微檢測裝置，但生物檢測裝置110之種類並不以此為限制。控制器114電性連接於光源112並施予一定驅動電壓，以控制光源112發出強度為一預設值與特定波長範圍內之一光線112a。

光校正裝置120包括一承載盤122及設置於承載盤122之一校正試片124。在本實施例中，承載盤可為一空白之96 孔微量滴定盤(96-well micro titer plate)，也就是承載盤122與一般(96孔)微量滴定盤規格一樣地亦具有多個(96個)凹穴122a，但承載盤122之種類不以此為限制。校正試片124包括一光感測器124a。光感測器124a設置於承載盤122之這些凹穴122a的其中之一。

一般來說，螢光顯微檢測裝置所觀測的生物檢體，會被放置在微量滴定盤的凹穴中。由於自螢光顯微檢測裝置之光源所發出之光線的路徑會通過凹穴，生物檢體可被光線激發而產生螢光反應。在本實施例中，光校正裝置120之承載盤122選用與進行螢光檢測相同的96孔微量滴定盤，並且承載盤122相對於生物檢測裝置110的位置與進行實際檢測時96孔微量滴定盤相對於螢光顯微檢測裝置的位置一致。也就是說，光感測器124a位於光線112a行徑的路徑上，因此，在校正的過程中，光感測器124a可取得實際上生物檢測裝置110照射到生物檢體上之光線強度。換言之，設置有光感應器124a的承載盤122可用來模擬實際對已放置有生物檢體之96孔微量滴定盤進行檢測的相同狀態。

在本實施例中，校正試片124更包括一電路板124b，且電路板124b電性連接於光感測器124a及控制器114。電路板124b可以如圖1A及圖1C中安置於承載盤122之上而讓光感測器124a朝下以面對光線112a之照射；於另一實施態樣中，如電路板124b體積設計夠小，亦可以安置於承載盤122之其中一凹穴122a內。光感測器124a所感受到的光線112a的強度資訊透過電路板124b由電壓轉為數位訊號而藉由一 傳輸線124c以有線的方式傳遞至控制器114。當然，將光感測器124a所感測到的光線112a的強度資訊傳遞給控制器114的方式並不以此為限制，例如亦可採用無線通訊方式傳遞。

控制器114讀取到數位訊號所代表的光感測器124a所感測之光線112a的強度資訊後可與光源112初始或標準工作狀態所發出的強度(也就是預設值)比對。當光感測器124a所感測之光線112a的強度與預設值相同時，代表光線112a的強度足夠對生物檢體產生適當的螢光反應，也就是光源112並未發生光衰的現象，此時光源112的驅動電壓並不需要被調整。但當光感測器124a所感測之光線112a的強度與預設值不同時，代表光源112可能發生光衰情形。為了避免因光衰使得生物檢測裝置110對生物檢體進行螢光檢測時，螢光反應不夠強烈而造成檢測結果不正確的情形。本實施例之生物檢測校正系統100利用控制器114對光源112之驅動電壓進行調整，例如是增強對光源112之驅動電壓，以使光感測器124a所感測之光線112a的強度達到預設值。

在本實施例中，生物檢測裝置110更包括一光學元件116、一顯微鏡模組118、一影像擷取模組118a、一控制介面114a、以及一顯示模組119。光學元件116用以將光源112之光線112a引導至射向本發明之承載盤122或是一般的96孔微量滴定盤之方向。如圖1A所示，在本實施例中，光學元件116為一面鏡，透過反射的方式將自光源112所 發出的光線112a的行徑方向改變至朝向光感測器124a的方向，當然，光學元件116之種類不以此為限制。

一般生物檢測裝置110在進行螢光檢驗時，可將裝有生物檢體的96孔微量滴定盤放置到圖1A中光校正裝置120的位置，生物檢測裝置110的光源112發出光線112a之後可藉由光學元件116的反射而到達生物檢體，並激發出螢光。顯微鏡模組118如圖1A所示地配置於光學元件116相對於96孔微量滴定盤之另一相反側，用以接收檢體的螢光反應，並由影像擷取模組118a予以攝影。

此外，控制介面114a電性連接於控制器114，用以供使用者對控制器114進行各種功能操作或參數設定，其型態例如可以是按鍵、鍵盤、開關或是觸控螢幕等輸入裝置。顯示模組119電性連接於控制器114，用以顯示控制器114接收到的光線112a的強度資訊或是比對的結果。在本實施例中，顯示模組119為一螢幕，可為獨立螢幕，亦可為其它電腦裝置之螢幕，但在其他實施例中，顯示模組119亦可為燈號，藉由燈號亮暗或是閃爍以表示比對結果。當然，顯示模組119之種類不以上述為限制，並且控制介面114a、控制器114、顯示模組119也可以整合為一個單一裝置。

圖2是依照本發明之另一實施例之一種生物檢測校正系統的示意圖。請參閱圖2，圖2之生物檢測校正系統200與圖1A之生物檢測校正系統100主要的差異在於，圖2之生物檢測校正系統200之校正試片224更包括一無線發 射單元224b，且控制器214包括一無線接收單元214a及一控制介面214b。控制介面214a電性連接於控制器214，用以供使用者對控制器214進行各種功能操作或參數設定，其型態例如可以是按鍵、鍵盤、開關或是觸控螢幕等輸入裝置。在本實施例中，光感測器214a所感測之光線212a的強度資訊是透過無線的方式自無線發射單元224b傳遞至控制器214之無線接收單元214a。當然，光感測器214a所感測之光線212a的強度資訊傳遞至控制器214的方式不以此為限制。

此外，相較於圖1A中，光學元件116為面鏡116a，本實施例之光學元件216為一光纖216a。圖2之生物檢測裝置200是透過光纖216a以將光線212a引導至光感測器214a。

圖3是依照本發明之一實施例之一種生物檢測校正系統之操作方法的流程示意圖。請參閱圖3，本實施例之生物檢測校正系統之操作方法適用於具有一光源而能發出一光線以對生物檢體進行檢測之一生物檢測裝置，包括下列步驟：首先，偵測一光校正裝置是否存在於生物檢測裝置，其中光校正裝置包括一承載盤及設置於承載盤之一校正試片，校正試片包括一光感測器(步驟310)。若光校正裝置存在，讀取光感測器所感測之一光線的強度，其中光線自一光源發出(步驟312)。若光校正裝置不存在，進行一正常檢測模式(步驟314)。

在本實施例中，承載盤為一微量滴定盤，承載盤具有 多個凹穴，光感測器設置於這些凹穴的其中之一。生物檢測裝置包括一控制器，控制器適於驅動並控制光源發出光線。步驟310是透過控制器來偵測光感測器是否有發出偵測到該光線之訊號，以判斷是否進行生物檢測校正系統之操作程序。

接著，若光校正裝置存在，判斷光感測器所感測之光線的強度是否小於一預設值(步驟320)。若光感測器所感測之光線的強度小於預設值，增強光源之驅動電壓(步驟322)。若光感測器所感測之光線的強度不小於預設值，則完成校正。

光感測器位於光線行徑的路徑上，光感測器可感測此光線的強度，並將此感測結果以有線的方式(例如光感測器透過電路板與傳輸線連接至控制器)或無線的方式(例如校正試片包括一無線發射單元，控制器包括一無線接收單元，光感測器所感測之光線的強度資訊透過無線發射單元傳遞至控制器之無線接收單元)傳遞至控制器，以使控制器讀取光感測器所感測之光線的強度。

增強光源之驅動電壓之後，再來進行，判斷光感測器所感測之光線的強度是否達到預設值(步驟330)。

由於控制器可將光感測器所感測之光線的強度與預設值進行比對。在本實施例中，控制器將讀取到光感測器所感測之光線的強度與當初控制光源所發出之光線的強度值(也就是預設值)相比較，判斷光源預計要發出的光線強度是否與光感測器所感測之光線的強度相同。若相同， 則代表光源所發出的光線的強度尚未衰減，此時並不需要調整光源的強度。若不同，則代表光源所發出的光線的強度可能已衰減，如此一來，由於光源所發出的光線的強度不足，可能導致螢光反應降低，則增強光源之驅動電壓，以使光感測器所感測到光線的強度提升回預設值。增強光源之驅動電壓後控制器會再度判斷光感測器所感測之光線的強度是否達到預設值。

若增強光源之驅動電壓後光感測器所感測之光線的強度達到預設值，完成校正。若增強光源之驅動電壓後光感測器所感測之光線的強度仍未達到預設值，發出一警示訊號(步驟340)。在本實施例中，生物檢測裝置更包括一顯示模組，電性連接於控制器。控制器將警示訊號傳遞至顯示螢幕，顯示模組為一螢幕，可為獨立螢幕，亦可為其它電腦裝置之螢幕，但在其他實施例中，顯示模組亦可為燈號，藉由燈號亮暗或是閃爍以表示比對結果。當然，顯示模組之種類不以上述為限制。藉由上述生物檢測校正系統的操作方法可有效地校正生物檢測裝置的光源強度，以避免因生物檢測裝置之光源所發出的光線的強度不足，導致光線照射到載體時螢光反應不夠強烈而發生誤判的狀況。綜上所述，雖然不同的生物檢測裝置有不同的光源設計，但生物檢測裝置之光源的光線必會照射到生化檢驗用的微量滴定盤之凹穴裡。本發明利用此特性，光校正裝置及生物檢測校正系統將光感測器整合在承載盤上，以便直接在承載盤上進行生物檢測裝置之光源強度的量測，如 此，可量測到實際檢驗時照射到生物檢體上之光線強度。並且，透過控制器比對光感測器所感測之光線的強度資訊以及預設值，以調整光源實際照射強度至預定值，以克服光衰現象。本發明之光校正裝置、生物檢測校正系統及其操作方法可不需拆卸生物檢測裝置之光源即可在原生物檢測裝置上直接進行校正，操作上相當便利，並且亦無須另外購置昂貴且厚重的光源校正裝置，而可以節省或降低操作使用成本。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故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、200‧‧‧生物檢測校正系統

110‧‧‧生物檢測裝置

112‧‧‧光源

112a、212a‧‧‧光線

114、214‧‧‧控制器

114a、214a‧‧‧控制介面

116、216‧‧‧光學元件

116a‧‧‧面鏡

118‧‧‧顯微鏡模組

118a‧‧‧影像擷取模組

119‧‧‧顯示模組

120‧‧‧光校正裝置

122‧‧‧承載盤

122a‧‧‧凹穴

124、224‧‧‧校正試片

124a、214a‧‧‧光感測器

124b‧‧‧電路板

124c‧‧‧傳輸線

214a‧‧‧無線接收單元

214b‧‧‧控制介面

216a‧‧‧光纖

224b‧‧‧無線發射單元

300‧‧‧生物檢測校正系統之操作方法

310~340‧‧‧步驟

圖1A是依照本發明之一實施例之一種生物檢測校正系統的示意圖。

圖1B是圖1A之生物檢測校正系統的光校正裝置的俯視示意圖。

圖1C是圖1B之生物檢測校正系統的光校正裝置的局部剖面示意圖。

圖2是依照本發明之另一實施例之一種生物檢測校正系統的示意圖。

圖3是依照本發明之一實施例之一種生物檢測校正系統之操作方法的流程示意圖。

100‧‧‧生物檢測校正系統

110‧‧‧生物檢測裝置

112‧‧‧光源

112a‧‧‧光線

114‧‧‧控制器

114a‧‧‧控制介面

116‧‧‧光學元件

116a‧‧‧面鏡

118‧‧‧顯微鏡模組

118a‧‧‧影像擷取模組

119‧‧‧顯示模組

120‧‧‧光校正裝置

122‧‧‧承載盤

122a‧‧‧凹穴

124‧‧‧校正試片

124a‧‧‧光感測器

124b‧‧‧電路板

124c‧‧‧傳輸線

Claims (26)

1. 一種光校正裝置，適用於供檢測生物檢體之一生物檢測裝置，其中該生物檢測裝置包括一光源及一控制器，該光校正裝置包括：一承載盤，可置於該生物檢測裝置中該生物檢體待檢測位置，以接收該光源之光線照射；以及一校正試片，設置於該承載盤，該校正試片包括一光感測器，該光感測器適於感測該光源照射至該承載盤之光線強度，且該校正試片適於傳輸該光感測器所感測之該光線的強度資訊至該控制器。
2. 如申請專利範圍第1項所述之光校正裝置，其中該承載盤為一空白之微量滴定盤，該承載盤具有至少一凹穴，該光感測器設置於對應至少其中之一凹穴的位置。
3. 如申請專利範圍第1項所述之光校正裝置，其中該校正試片更包括一電路板，電性連接於該光感測器。
4. 如申請專利範圍第3項所述之光校正裝置，其中該電路板更包括一無線發射單元，該控制器則對應地包括一無線接收單元，該光感測器所感測之該光線的強度資訊透過該無線發射單元傳遞至該控制器之該無線接收單元。
5. 如申請專利範圍第3項所述之光校正裝置，其中該電路板安置於承載盤之上而該光感測器則面對至少其中一該凹穴以感測光源照射至該凹穴之光線強度。
6. 如申請專利範圍第3項所述之光校正裝置，其中該電路板連同該光感測器係設置在該承載盤之至少一該凹穴 內。
7. 一種生物檢測校正系統，包括：一生物檢測裝置，用於檢測一生物檢體，包括：一光源，可照射至該待檢測之生物檢體；一控制器，電性連接於該光源，以驅動並控制該光源發出一光線；一光校正裝置，包括：一承載盤，可置於該生物檢測裝置中該生物檢體待檢測位置，以接收該光源之該光線照射；以及一校正試片，設置於該承載盤，該校正試片包括一光感測器，該光感測器適於感測照射至該承載盤之該光線的強度，並傳遞該強度資訊給該控制器；其中該控制器適於讀取該光感測器所感測之該光線的強度資訊，並與一預設值比對，以調整該光源驅動能量而使該光感測器所感測之該光線的強度不小於該預設值。
8. 如申請專利範圍第7項所述之生物檢測校正系統，其中該承載盤為一空白之微量滴定盤，該承載盤具有至少一凹穴，該光感測器設置於對應至少其中之一凹穴的位置。
9. 如申請專利範圍第7項所述之生物檢測校正系統，其中該校正試片更包括一電路板，電性連接於該光感測器。
10. 如申請專利範圍第9項所述之生物檢測校正系統，其中該電路板更包括一無線發射單元，該控制器包括 一無線接收單元，該光感測器所感測之該光線的強度資訊透過該無線發射單元傳遞至該控制器之該無線接收單元。
11. 如申請專利範圍第9項所述之生物檢測校正系統，其中該電路板安置於承載盤之上而該光感測器則面對至少其中一該凹穴以感測光源照射至該凹穴之光線強度。
12. 如申請專利範圍第9項所述之生物檢測校正系統，其中該電路板連同該光感測器係設置在該承載盤之至少一該凹穴內。
13. 如申請專利範圍第7項所述之生物檢測校正系統，其中該生物檢測裝置更包括一光學元件，用以將該光源之光線引導至照射該承載盤之位置。
14. 如申請專利範圍第13項所述之生物檢測校正系統，其中該光學元件為一面鏡或一光纖。
15. 如申請專利範圍第14項所述之生物檢測校正系統，其中該生物檢測裝置更包括一顯微鏡模組以及一影像擷取模組，該顯微鏡模組係配置於該光學元件相對於承載盤之另一相反側，用以接收該光線照射於該生物檢體的反應，並由該影像擷取模組予以攝影。
16. 如申請專利範圍第7項所述之生物檢測校正系統，其中該生物檢測裝置更包括一顯示模組，電性連接於該控制器。
17. 如申請專利範圍第7項所述之生物檢測校正系統，其中該生物檢測裝置更包括一控制介面電性連接於該控制器，用以對控制器進行功能操作或參數設定。
18. 一種生物檢測校正系統之操作方法，適用於具有一光源而能發出一光線以對生物檢體進行檢測之一生物檢測裝置，包括：偵測一光校正裝置是否存在於該生物檢測裝置，其中該光校正裝置包括一承載盤及設置於該承載盤之一校正試片，該校正試片包括一光感測器；若該光校正裝置存在，讀取該光感測器所感測之該光線的強度；判斷該光感測器所感測之該光線的強度是否小於一預設值；若該光感測器所感測之該光線的強度小於該預設值，增強該光源之驅動電壓，使該光感測器所感測之該光線的強度能達到該預設值。
19. 如申請專利範圍第18項所述之生物檢測校正系統之操作方法，其中還包含：判斷該光感測器所感測之該光線的強度是否達到該預設值；以及若增強該光源之驅動電壓後該光感測器所感測之該光線的強度未達到該預設值，發出一警示訊號。
20. 如申請專利範圍第18項所述之生物檢測校正系統之操作方法，其中係利用該光感測器是否有偵測到該光源所發出之該光線而判斷該光校正裝置是否存在。
21. 如申請專利範圍第18項所述之生物檢測校正系統之操作方法，其中若該光校正裝置不存在，進行一正常 檢測模式。
22. 如申請專利範圍第18項所述之生物檢測校正系統之操作方法，其中若該光感測器所感測之該光線的強度不小於該預設值，則完成校正。
23. 如申請專利範圍第18項所述之生物檢測校正系統之操作方法，其中該生物檢測裝置包括一控制器，該控制器適於驅動並控制該光源發出該光線，且該控制器適於比對該光感測器所感測之該光線的強度與該預設值。
24. 如申請專利範圍第23項所述之生物檢測校正系統之操作方法，其中該校正試片更包括一電路板，電性連接於該光感測器。
25. 如申請專利範圍第24項所述之生物檢測校正系統之操作方法，其中該電路板包括一無線發射單元，該控制器包括一無線接收單元，該光感測器所感測之該光線的強度資訊透過該無線發射單元傳遞至該控制器之該無線接收單元。
26. 如申請專利範圍第23項所述之生物檢測校正系統之操作方法，其中該生物檢測裝置更包括一顯示模組，電性連接於該控制器。