TWI417541B - Automatic array chip detection device - Google Patents

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TWI417541B TW099115356A TW99115356A TWI417541B TW I417541 B TWI417541 B TW I417541B TW 099115356 A TW099115356 A TW 099115356A TW 99115356 A TW99115356 A TW 99115356A TW I417541 B TWI417541 B TW I417541B
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Description

自動化陣列晶片檢測裝置
本發明是有關於一種自動化陣列晶片檢測裝置，尤指一種可以自動化機構進行待測物之處理及陣列晶片之反應操作，而達到快速檢測以及精準度高之功效者。
按，一般於傳統分子生物檢測分析流程中，生物臨床待測物之前處理與濃縮萃取之程序為十分重要的操作步驟。於傳統醫學應用檢測中，基礎性的實驗技術，諸如臨床待測物前處理、去氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid,DNA)以及核糖核酸(ribonucleic acid,RNA)之萃取與純化尤其不易，往往浪費許多的時間，且其繁複的人工操作與步驟更容易增加待測物之損耗與檢測之準確性。
本發明之主要目的係在於，可以自動化機構之方式進行待測物之前處理，包含裂解、分離、純化萃取及標定，及與陣列晶片之反應操作，與反應完成並顯像後之影像擷取及數據分析等，而達到快速檢測以及精準度高之功效。
為達上述之目的，本發明係一種自動化陣列晶片檢測裝置，包含有：一承載機構，其端面至少設有一待測物前處理區、一純化萃取區、一反轉錄及標定反應區及一陣列晶片反應及顯像區，係用以作為待測物檢測時之盛放及反應操作平台；一致動機構，係與承載機構連接，用以於檢測過程中對承載機構進行搖晃或震動，係提供承載機構內待測物與試劑及陣列晶片等反應所需之混合效果；一溫控機構，係與承載機構連接，用以於檢測過程中對承載機構進行溫度之控制；一試劑存放機構，係包含有多數試劑置放區、及一磁珠置放區，係提供待測物於反應時所需之試劑；一抽取機構，係設於承載機構與試劑存放機構之間，可取用於所需之試劑於承載機構上，及待測物於承載機構中各區之傳送，及待測物完成反應後所產生廢液之排放；一磁場控制機構，係與承載機構連接，可配合磁珠置放區之磁珠對待測物進行純化萃取；一影像擷取機構，係與陣列晶片反應及顯像區對應，可擷取待測物與陣列晶片進行反應及顯像後之影像；以及一操作機構，係與承載機構、致動機構、溫控機構、試劑存放機構、抽取機構、磁場控制機構及影像擷取機構連接，可作為各機構運作時之控制、反應影像分析及數據顯示。
請參閱『第1、2及第3圖』所示，係分別為本發明之基本架構方塊圖、本發明之方塊示意圖及本發明承載機構之示意圖。如圖所示：本發明係一種自動化陣列晶片檢測裝置，其至少包含一承載機構1、一致動機構2、一溫控機構3、試劑存放機構4、抽取機構5、磁場控制機構6、影像擷取機構7及操作機構8所構成。
上述所提之承載機構1其端面至少設有一待測物前處理區11、一純化萃取區12、一反轉錄及標定反應區13及一陣列晶片反應及顯像區14，係用以作為待測物檢測時之盛放及反應操作平台，且該陣列晶片反應及顯像區14中係設有陣列式晶片141，而各晶片141上係具有多數生物探針，待測物與陣列式晶片141具有之生物探針反應完成後之顯像方式可為化學酵素呈色，但不以此為限。
該致動機構2係與承載機構1連接，用以於檢測過程中對承載機構1進行搖晃或震動，而該致動機構2係可為伺服馬達，但不以此為限。
該溫控機構3係與承載機構1連接，用以於檢測過程中對承載機構1進行溫度之控制。
該試劑存放機構4係包含有多數試劑置放區41、及一磁珠置放區42，係提供待測物於反應時所需之試劑。
該抽取機構5係設於承載機構1與試劑存放機構4之間，可取用所需之試劑於承載機構1上，及待測物於承載機構中各區之傳送，及待測物完成反應後所產生廢液之排放，而該抽取機構5係可為真空吸引器，但不以此為限。
該磁場控制機構6係與承載機構1連接，可配合磁珠置放區42內之磁珠對待測物進行純化萃取。
該影像擷取機構7係與陣列晶片反應及顯像區14對應，可擷取待測物與陣列晶片進行反應及顯像後所產生之影像，而該影像擷取機構7係可為感光元件，但不以此為限。
該操作機構8係與承載機構1、致動機構2、溫控機構3、試劑存放機構4、抽取機構5、磁場控制機構6及影像擷取機構7連接，可作為各機構運作時之控制、反應影像分析及數據顯示，而操作機構8係包含有一處理單元81、一與處理單元81連接之輸入單元82、及一與處理單元81連接之輸出單元83，其中該處理單元81係可為單晶片或為可程式邏輯陣列，該輸入單元82係可為多數按鍵，該輸出單元83係可為顯示幕。如是，藉由上述之結構構成一全新之自動化陣列晶片檢測裝置。
當本發明於檢測分析時，至少包含有下列步驟：
一、將待測物(如：血液)輸送至承載機構1之待測物前處理區11中並同時注入裂解處理溶液，並透過溫控機構3對待測物前處理區11進行加熱至35℃～80℃，且以抽取機構5於試劑存放機構4之磁珠置放區42中將磁珠及分離純化所需試劑傳送至待測物前處理區11，再由致動機構2以100～200rpm搖動該承載機構1，使上述之待測物、磁珠及反應試劑進行混合，以使磁珠有效進行與待測物之接合作用。
二、將待測物前處理區11中之完成接合之待測物及磁珠以抽取機構5傳送至純化萃取區12中，並由磁場控制機構6吸附磁珠，而將待測物加以純化，此時再以抽取機構5將純化萃取區12中之不含磁珠之上清液去除。
三、再以抽取機構5於試劑置放區41中吸取反應溶液加入純化萃取區12中，同時關閉磁場控制機構6，使磁珠懸浮，且由致動機構2以100～200rpm搖動該承載機構1，使磁珠與反應溶液充分混合，讓待測物與磁珠分離，而釋出待測生物分子。
四、之後將純化萃取區12中含有待測生物分子之溶液以抽取機構5傳送反轉錄及標定反應區13中，另外再以抽取機構5於試劑置放區41中吸取反應溶液於反轉錄及標定反應區13中，且由致動機構2以100～200rpm搖動該承載機構1，且由溫控機構3對反轉錄及標定反應區13加熱至35℃～80℃，藉以完成待測生物分子之反轉錄及標記物標定反應。
五、將反轉錄及標定反應區13中完成反轉錄及標定後之待測生物分子以抽取機構5傳送至陣列晶片反應及顯像區14中進行反應，以抽取機構5於試劑置放區41中吸取多數反應溶液於陣列晶片反應及顯像區14中，且由致動機構2以100～200rpm搖動該承載機構1，且由溫控機構3對陣列晶片反應及顯像區14加熱至35℃～80℃，藉以由陣列式晶片141上之生物探針作專一性結合，再與所需之反應試劑進行顯像反應。
六、再由影像擷取機構7對陣列晶片反應及顯像區14擷取待測生物分子與陣列式晶片141所具有之生物探針進行結合反應並顯像後產生之影像，並由操作機構8之輸入單元82與輸出單元83配合處理單元81進行影像之判讀，或相關之傳輸及顯示，而可由影像擷取機構7所擷取之影像，並進行分析判別，即完成待測物中特定生物分子之檢測。
如是，可藉由本發明之各機構配合上述之步驟達成全程自動化檢測操作之目的，減少傳統人為操作實驗所可能產生之誤差，有效建立標準操作流程，且可有效加速各種反應之進行，而有助於縮短檢測時間。
綜上所述，本發明自動化陣列晶片檢測裝置可有效改善習用之種種缺點，可以自動化機構進行待測物之檢測操作，而達到快速檢測以及精準度高之功效，進而使本發明之產生能更進步、更實用、更符合消費者使用之所須，確已符合發明專利申請之要件，爰依法提出專利申請。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍；故，凡依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
1．．．承載機構
11．．．待測物前處理區
12．．．純化萃取區
13．．．反轉錄及標定反應區
14．．．陣列晶片反應及顯像區
141．．．陣列式晶片
2．．．致動機構
3．．．溫控機構
4．．．試劑存放機構
41．．．試劑置放區
42．．．磁珠置放區
5．．．抽取機構
6．．．磁場控制機構
7．．．影像擷取機構
8．．．操作機構
81．．．處理單元
82．．．輸入單元
83．．．輸出單元
第1圖，係本發明之基本架構方塊圖。
第2圖，係本發明之方塊示意圖。
第3圖，係本發明承載機構之示意圖。
1．．．承載機構
11．．．待測物前處理區
12．．．純化萃取區
13．．．反轉錄及標定反應區
14．．．陣列晶片反應及顯像區
2．．．致動機構
3．．．溫控機構
4．．．試劑存放機構
41．．．試劑置放區
42．．．磁珠置放區
5．．．抽取機構
6．．．磁場控制機構
7．．．影像擷取機構
8．．．操作機構
81．．．處理單元
82．．．輸入單元
83．．．輸出單元

Claims (9)

  1. 一種自動化陣列晶片檢測裝置，包括有：一承載機構，其端面至少設有一待測物前處理區、一純化萃取區、一反轉錄及標定反應區及一陣列晶片反應及顯像區，係用以作為待測物檢測時待測物及陣列晶片之盛放及反應操作平台；一致動機構，係與承載機構連接，用以於檢測過程中對承載機構進行搖晃或震動，係提供承載機構內待測物與試劑及陣列晶片等反應所需之混合效果；一溫控機構，係與承載機構連接，用以於檢測過程中對承載機構進行溫度之控制；一試劑存放機構，係包含有多數試劑置放區、及一磁珠置放區，係提供待測物於反應時所需之試劑；一抽取機構，係設於承載機構與試劑存放機構之間，可取用於所需之試劑於承載機構上，及待測物於承載機構中各區之傳送，及待測物完成反應後所產生廢液之排放；一磁場控制機構，係與承載機構連接，可配合磁珠置放區之磁珠對待測物進行純化；一影像擷取機構，係與陣列晶片反應及顯像區對應，可擷取待測物與陣列晶片進行反應及顯像後之影像；以及一操作機構，係與承載機構、致動機構、溫控機構、試劑存放機構、抽取機構、磁場控制機構及影像擷取機構連接，可作為各機構運作時之控制、反應影像分析及數據顯示。
  2. 依申請專利範圍第1項所述之自動化陣列晶片檢測裝置，其中，該陣列晶片反應及顯像區中係設有陣列式晶片，而各晶片上係具有多數生物探針。
  3. 依申請專利範圍第1項所述之自動化陣列晶片檢測裝置，其中，該致動機構係可為伺服馬達。
  4. 依申請專利範圍第1項所述之自動化陣列晶片檢測裝置，其中，該抽取機構係可為真空吸引器。
  5. 依申請專利範圍第1項所述之自動化陣列晶片檢測裝置，其中，該影像擷取機構係可為感光元件。
  6. 依申請專利範圍第1項所述之自動化陣列晶片檢測裝置，其中，該操作機構係包含有一處理單元、一與處理單元連接之輸入單元、及一與處理單元連接之輸出單元。
  7. 依申請專利範圍第6項所述之自動化陣列晶片檢測裝置，其中，該處理單元係可為單晶片或為可程式邏輯陣列。
  8. 依申請專利範圍第6項所述之自動化陣列晶片檢測裝置，其中，該輸入單元係可為多數按鍵。
  9. 依申請專利範圍第6項所述之自動化陣列晶片檢測裝置，其中，該輸出單元係可為顯示幕。
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