TWI605252B - 用以量測目標物運動狀態及其磁性粒子含量之磁泳量測系統 - Google Patents
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Description
本發明為一種量測系統，特別是指一種利用磁泳特性以量測目標物內含有磁性粒子數量之一種用以量測目標物運動狀態及其磁性粒子含量之磁泳量測系統。
近年來醫療診斷儀器發展迅速，磁性奈米粒子在生醫科技上的應用日益廣泛並且扮演著重要的關鍵，例如：核磁共振、激活探針、多模型成像、基因傳遞、藥物傳遞、細胞標定等，皆仰賴含有奈米磁性粒子的細胞注入生物體內或貼附在生物體的細胞株或菌株表面，來進行相關的應用。然而由於各種不同的細胞或菌株對磁性奈米粒子吸收程度不同，因此在應用上，如何能夠定量上量測細胞內所含有的磁性粒子數量，或被貼附的磁性粒子數量，成為相關應用領域上重要的一個關鍵。
現今可作為定量細胞吞噬磁性粒子數量驗證之儀器以感應耦合電漿質譜分析儀(inductively coupled plasma-mass spectrometer, ICP-MS)，其係為分析磁性粒子數量的主流，但由於該分析儀需經過繁複之步驟且對生物樣品破壞性極大，無法保留生物樣品結構的完整性，再加上數據結果僅能得知多個細胞內鐵含量之重量，以及價格昂貴且體積屬中大型屬中大型儀器，因此於研究空間及價格有使用上的限制。此外，在習用技術中，例如：美國公開專利號第US20110236882揭露一種量測磁性粒子數量技術，在該技術中，係利用細胞質譜分析來進行粒子數量的量測。
此外，美國專利US.Pat.No. 5,974,901先對particle施加固定的力場，例如：重力場、磁力場等，然後透過擷取關於粒子的至少兩張數位影像並且辨識和定位在這兩張影像中關於粒子的位置和座標系統，再根據這座標系統和位置決定出速度。最後根據固定力場的強度與方式以及速度，決定出粒子的特性。
另外又如黃等人所發表的「Compare analysis for the nanotoxicity effects of different amounts of endocytic iron oxide nanoparticles at single cell level,"
PloS one,vol. 9, p. e96550, 2014」的技術中，也教導一種量測細胞內磁性奈米粒子數量的技術，在本技術中提到透過擷取多張影像，並且根據固定磁場與流體粘滯度根據方程式(1)可以決定出奈米磁性粒子的數量。在本技術中，更進一步的提到利用ImageJ (http://rsb.info.nih.gov/ij/, NIH, Bethesda, MD), 以及內嵌的手動追蹤( plug-in “manual tracking) (http://rsb.info.nih.gov/ij/plugins/track/track.html, developed by F. Cordelières). 來進行影像和位移的分析，進而得知速度，在分析粒子含量。
習用的磁泳分析方式，多半是利用人工手動圈選會動的目標物，在透過固定時間或固定距離計算出被圈選目標物的速度。雖然人工圈選目標物可以算出目標物的速度，但是對於大量的目標物時，要對每一個目標物進行速度量測就有一定的難度，即使逐一量測，也需要花費大量的時間。
綜合上述，因此，需要一種用以量測磁性粒子含量之磁泳量測系統來解決習用技術所造成的問題。
本發明提供一種用以磁泳量測系統，其係透過外加磁場於液體樣本上，使液體內的含有磁性粒子的目標物產生磁泳現象，再透過影像處理自動圈選出會動的目標物，以判斷目標物的運動狀態，例如：等速度、等加速度或變加速度，最後再根據目標物的運動狀態計算出移動目標物內所含有的磁性粒子的數量。本發明之系統與方法可以不需要破壞目標物結構，而對每一個移動目標物的速度進行量測，使得目標物可以回收再利用，對於珍貴的樣本而言，具有節省樣本資源的效果。此外，由於本發明可以對每一個目標物進行運動狀態量測，進而得到每一個目標物的運動狀態分布，如此可以減少人工手動標記目標物而達到提升量測效率的效果。利用本發明的方式，可以建構出低成本的量測系統，可以讓量測系統普及到實驗室，進而降低研發的成本。
本發明提供一種磁泳量測系統，在外加磁場的條件下，進一步透過改變磁場梯度方向使得液體樣本內的含有磁性粒子的目標物產生往復移動的磁泳現象，每一次的移動可以計算出等速度的目標物數量，透過往復移動的磁泳現象，可以得到複數組的量測速度資訊，進而減少量測的誤差。
本發明提供一種磁泳量測系統，其係讓液體樣本在一通道流動，以拘束液體樣本內含磁性粒子的目標物在一個維度上流動，用以更精確的量測出等速度目標物的數量，進而得知每一個等速度目標物內的磁性粒子數。
在一實施例中，本發明提供一種磁泳量測系統，包括有一顯微裝置、一磁場產生單元、一影像擷取單元以及一運算處理單元。該顯微裝置，用以放大一液體樣本，該液體樣本內具有複數個目標物，每一個目標物內含有複數個磁性粒子。該磁場產生單元，設置該液體樣本之一側，用以對該液體樣本施加一外加磁場，使得該目標物進行一位移運動。該影像擷取單元，與該顯微裝置耦接，用以擷取該液體樣本於該顯微裝置之一觀測視野內的一動態影像。該運算處理單元，與影像擷取單元電性連接，以接收該動態影像，該運算處理單元於該動態影像中，自動鎖定會動的每一個目標物，並對每一個目標物進行運動狀態分析，以決定每一個目標物之運動狀態。其中，該運算處理單元根據每一個目標物的運動狀態決定每一個目標物內含有磁性粒子的數量。其中，該運動狀態為等速度運動、等加速度運動或變加速度運動。該目標物係為菌株、細胞、蛋白質、抗體、抗原、藥物或化學分子。
在一實施例中，該運算處理單元將該影像分成複數幀，並由其中至少兩幀決定會動的目標物，並給予會動的目標物標記，該運算處理單元記錄每一個目標物通過一第一邊界與一第二邊界的第一時間以決定每一目標物之一第一速度，以及記錄每一目標物通過一第二邊界以及一第三邊界的時間，以決定每一目標物的一第二速度，該運算處理單元根據每一目標物的第一速度與第二速度判斷每一個目標物之運動狀態。
在一實施例中，該運算處理單元根據目標物的運動狀態進行至少一演算法以決定該目標物內含有磁性粒子的數量。
在一實施例中，該磁場產生單元藉由一控制訊號改變該外加磁場之方向，並於量測過程中反覆的改變該外加磁場的方向，進而使該複數個目標物於該液體樣本內往復移動。該磁場產生單元藉由一控制改變該外加磁場之強度，以增加量測該目標物之數量範圍或尺寸大小範圍。
在一實施例中，該液體樣本係容置於一維水平流道、二維平面流道或者是垂直方向流道。
在一實施例中，該磁性粒子含量之量測系統，其係更包括有至少一顯示單元，與該影像擷取單元以及運算處理單元電訊連接，用以顯示該影像擷取單元所擷取的至少一動態影像。
在一實施例中，該磁場產生單元可為由線圈通電方式所構成的電磁鐵、永久磁鐵或超導磁鐵。其中，在電磁鐵的實施例中，該磁場產生單元更具有一連接柱，其兩端分別連接有一支臂，該兩支臂之間具有一凹部空間，以提供置放該液體樣本，每一支臂上纏繞有複數層的線圈。
在下文將參考隨附圖式，可更充分地描述各種例示性實施例，在隨附圖式中展示一些例示性實施例。然而，本發明概念可能以許多不同形式來體現，且不應解釋為限於本文中所闡述之例示性實施例。確切而言，提供此等例示性實施例使得本發明將為詳盡且完整，且將向熟習此項技術者充分傳達本發明概念的範疇。類似數字始終指示類似元件。以下將以多種實施例配合圖式來說明所述磁泳量測系統，然而，下述實施例並非用以限制本發明。
請參閱圖1所示，該圖為本發明之磁泳量測系統實施例示意圖。在本實施例中，該磁泳量測系統2，包括有一顯微裝置20、一磁場產生單元21、一影像擷取單元22、一光源模組23、以及一運算處理單元24。該顯微裝置20，可以具有一個或者是多個，每一個顯微裝置20具有物鏡200，用以放大一液體樣本90。根據顯微裝置20的顯微能力，可以用來觀看奈米等級或者是微米等級的目標物。該液體樣本90，設置在一承載台25上。液體樣本90內部具有複數個目標物，每一個目標物內含有複數個磁性粒子。目標物可以為菌株、細胞、蛋白質、抗體、抗原、藥物或化學分子，但不以此為限制，只要是能夠吞噬磁性粒子，或者是表面受到磁性粒子的附著的物體，都可以當作本發明的目標物的實施例。該磁性粒子為奈米等級的磁性粒子，但不以此為限制。在本實施例中，目標物係為具有吞噬磁性粒子的能力之細胞。要說明的是，目標物的數量並無特定限制，可以根據需求而定。此外，液體樣本90可以容置於奈米或者是微米等級的一維水平微流道內，以拘束目標物的流動方向，讓目標物可以在一維方向進行運動。 此外，在另一實施例中，流道也可以為平面流道，例如：培養皿，或者是垂直方向的一維度流道，流道的態樣係可以根據使用者需求而定。
該磁場產生單元21，可以為一個或者是多個，每一個磁場產生單元21設置該液體樣本90之一側或者是兩側，用以對該液體樣本90施加一外加磁場，使得該目標物進行一位移運動。在本實施例中，如圖2所示，該磁場產生單元21可以為由線圈通電方式所構成的電磁鐵，具有一凹部空間210，以提供容置液體樣本90，該磁場產生單元21可以接受電力而產生磁場。本實施例中，該磁場產生單元21具有一連接柱211，其兩端分別連接有一支臂212，該兩支臂212之間具有凹部空間210，以提供置放該液體樣本90。本實施例中支臂212為一L型結構的支臂，但不此以為限制。每一支臂212上纏繞有複數層的線圈213。為了強化線圈纏繞效果，再進一步地可以在線圈213的兩側設置擋板結構214。此外，在另一實施例中，該磁場產生單元21可以利用永久磁鐵或超導磁鐵來實施。再回到圖1所示，磁場產生單元21通電而產生外加磁場作用於該液體樣本90上時，由於目標物內含有磁性粒子，因此受到外加磁場的作用，可以順著磁場方向移動。此外，在另一實施例中，該磁場產生單元21更可以和該運算處理單元24電性連接，用以接受一控制訊號，接收電力而產生作用於該液體樣本90的磁場。
該光源模組23，可以為一個或者是多個，用以產生一光場照射於該液體樣本90上，使得該液體樣本90透光而能被顯微裝置20觀測。光源模組23所產生的光場顏色並無一定的限制，可以為白光、色光或者是根據目標物選擇適當的光線，例如目標物如果可以產生螢光，則可以利用可以激發目標物產生螢光的光源模組來實施。
該影像擷取單元22，可以為一個或者是多個，每一個影像擷取單元22與對應的該顯微裝置20耦接，用以擷取該顯微裝置20之觀測視野內所具有的液體樣本90之動態影像。該動態影像亦即為目標物在液體樣本90裡面的流動的動態影像。影像擷取單22元擷取到動態影像之後，將其傳輸至運算處理單元24。在一實施例中，該系統更包括有一顯示單元26，用以即時顯示影像擷取單元22所擷取到的動態影像。在一實施例中，更可以用一個殼體將顯微裝置20、磁場產生單元21、影像擷取單元22、光源模組23、以及運算處理單元24包覆起來，形成一個可攜式的量測系統。
該運算處理單元24接收動態影像訊號之後，於該動態影像中，自動鎖定會動的每一個目標物，並對每一個目標物進行運動狀態的分析，該運動狀態可以為等速度運動、等加速度運動或者是變加速度運動。根據運動狀態可以決定出目標物內所含的磁性粒子數目。以等速度運動為例。由於液體樣本90具有一黏滯度，因此對目標物所產生的黏滯力可以表示為Fvis，其可以用下式(1)表示：
……….(1) 其中，v是速度，R是細胞的半徑，η為流體黏滯係數，而目標物在受到磁場的作用時，會進行移動，其所受到的磁力大小為下式(2)所示： FB=m
beaddB/dx……(2) 其中，dB/dx為磁場梯度，m
bead為常數，其係等於NbMsπD
3/6，其中，N為磁性粒子的數目，b為磁場和磁化率的比值，Ms為磁化率，D則為磁性粒子的直徑。據上述式(1)與(2)可以得知，當黏滯力和磁力相等的時候，因為合力等於零的情況下，所以目標物可以進行等速度運度。當將上述式(1)與式(2)構成等式時，可以推導出目標物內所含的磁性粒子的數量N，其係表示為式(3)。
……(3)
前述的實施例為目標物單一次移動而得到的結果。不過由於目標物可能會因為靠近流道邊界或靠近磁場之故，使得量測到的磁場粒子數的準確率受到影響，因此在另一實施例中，可以透過運算處理單元24產生控制訊號控制磁場產生單元21變該磁場方向。例如：在第一時間區段裡，為沿著第一方向的磁場作用於液體樣本90，在第二時間區段裡，則可以控制該磁場產生單元21，使得磁場方向改變為與該第一方向相反的第二方向。根據這種模式，可以反覆改變磁場方向複數次，使得目標物在液體樣本90內進行往復式的來回移動。每一次移動時都可以根據上述式(3)算出會動的目標物所具有的磁性粒子數量，因此複數次的數量結果進行統計的運算，可以縮小量測的誤差，得到更準確的磁性粒子數量。此外，在另一實施例中，為了因應不同尺寸大小的目標物，所需的泳動磁場不同，或者是因應目標物內含磁性粒子數量不足，該磁場產生單元藉由一控制改變該外加磁場之強度，使得不同尺寸大小的目標物或磁性粒子含量不足的目標物也可以產生泳動現象，進而可以增加量測該目標物之數量範圍或尺寸大小範圍。
接下來說明如何運算處理單元24如何自動的擷取出會移動的目標物，再進一步的判斷出該會動的目標物的運動狀態。在本實施例中，運算處理單元 24為一具有運算能力的電腦、筆記型電腦、工作站或者是具有CPU的主機板，用以執行演算程式，其演算流程如圖3與圖4所示。首先，要說明的是，由於外加磁場梯度會隨著位置的不同而有所變化，例如，以圖7所示，以固定電流0.84安培，量測每0.5公分的磁場梯度變化，可以從圖中看出，在磁場產生單元的兩端部具有最大的磁場，而在中間區段其梯度變化較為趨緩，因此在選擇判斷移動速度的區域時，可以使用磁場梯度變化和緩的中央區域作為磁泳現象的觀察區，亦即透過顯微裝置20的倍率控制，將顯微裝置20的視野調整在磁泳現象的觀察區內，並且於該觀察區內定義邊界，來量測目標物的速度。
由於動態影像是每秒鐘擷取複數幀的影像，每一幀影像會被傳輸至該運算處理單元24進行處理，處理方式如圖3所示，首先利用步驟30，使該運算處理單元24對該動態影像進行影像處理程序，在本步骤中，如圖4所示，更包括以下步驟，首先進行步驟300，使運算處理單元24，即時接收來自於影像擷取單元22所回傳的每一幀影像，如圖5A所示。接著進行步驟301，使運算處理單元對接收的每一幀影像進行運算或轉換的演算，在一實施例中，該運算或轉換的演算為讓影像進行灰階轉換。轉換成灰階，可以去除掉顏色的干擾，有助於背景與會動目標物的判斷，以及降低資料的運算處理量，提升運算處理的效率。
再以步驟302對連續的多幀灰階影像進行影像差異比較，找出會動的目標物，如圖5B所示，橢圓區域代表多幀影像中具有會動的目標物。如果有找到會動的目標物，再進行步驟303，對比較的結果進行臨界處理，本實施例中，臨界處理包括有：邊界強化，銳利度提升、利用模糊處理以去除雜訊等運算處理其中之一或者是任兩個以上的組合。透過臨界處理，可以有助於辨識出物體的輪廓，臨界處理的結果如圖5C所示。最後再進行步驟304，對相減的結果進行二值化影像處理，以形成黑色與白色的區域，如圖5D所示，其中白色代表會動的目標物。為了方便使用者即時識別被標記的移動目標物，因此當移動目標物被找到時，更可以透過步驟305對二值化後的白色區域進行輪廓標記，並將該輪廓即時的疊加到影像上，而輸出至顯示單元，使得顯示單元上的即時影像會自動地顯示出標記，如圖5E所示。當持續重複進行300~305可以追蹤會動的目標物的移動狀態並於該顯示單元上顯示，而讓使用者可以即時觀測。
再回到圖3所示，以步驟30找到會動的目標物之後，接著進行步驟31，決定目標物之速度。在一實施例中，由於顯微裝置的觀測視野是固定的大小，因此可以在影像中定義三個邊界B1~B3，如圖6A所示，相鄰邊界的距離相等，因此當目標物通過第一邊界B1時，運算處理裝置24會開始計時，當通過第二邊界B2的時候，則可以根據第一與第二邊界的距離與通過所需的時間，計算出該目標物91a與91b的第一速度。計算方程式如下式(4)，其中(X1, Y1)為在第一邊界時的位置，(X2,Y2)則為在第二邊界的位置。同理，當目標物通過該第二邊界B2之後，繼續向第三邊界B3移動，當目標物通過第三邊界B3時，同樣記錄第二與第三邊界所花的時間，由於距離為已知，因此可以求得目標物91a與91b通過第二與第三標界時的第二速度。計算方程式如下式(4)，其中(X1, Y1)為在第二邊界時的位置，(X2,Y2)則為在第三邊界的位置。接著，進行步驟32，根據量測到的速度決定出對應該速度的目標物的運動狀態，例如：如果第2邊界的第一速度與第二速度相等的話，則代表該目標物進行一等速度運動。
…..(4)
此外，在另一實施例中，如果是要判斷目標物是處於等加速度運動或變加速度運動的話，以圖6B為例，步驟31就利用四個邊界B1~B4的邊界，其中，根據前述之方式，利用第一與第二邊界B1與B2，可以決定出第一速度V1，而利用第二與第三邊界B2與B3可以決定出第二速度V2，再利用第三與第四邊界B3與B4決定出第三速度V3。V1至V2速度變化以及V2至V3速度變化的時間為已知，因此根據V1與V2可以決定出第一加速度值，而根據V2與V3則可以決定出第二加速度值，再根據第一與第二加速度值即可以決定出目標是進行的是等加速度運動或者是變加速度運動。要說明的是，雖然方程式(3)為等速度狀態下求出目標物內含有磁性粒子數目的演算法，但本領域技術之人可以根據式(3)中代表速度的参數V經過適當的修改，以因應等加速度或者是變加速度，進而可以計算出在等加速度或者是變加速度時，目標物內的磁性粒子數量。
再回到圖3所示，本實施例為判斷目標物是否為等速度運動，如果目標物沒有進行等速度運動，則回到步驟30繼續尋找會動的目標物，反之，如果找到的目標物為進行等速度運動的目標物，則進行步驟33，根據公式(3)計算出目標物內所含有的磁性粒子數量。透過前述步驟30~33的程序，可以同步的對複數個目標物進行速度量測，而且不會破壞目標物的結構，使得目標物可以重複利用。
根據實驗的結果，例如：在一實施例中，在磁場強度843高斯的磁場環境中，如圖8所示，100個目標物的泳動速度主要分佈於25-29μm/s，總平均速度在33μm/s，根據式(3)，可以算出平均的磁性粒子數量約在28825個，再由細胞總數及奈米粒子之體積和密度，可以推算出目標物內的鐵含量約在0.68ppm(μg)和利用ICP-MS量測的0.659 ppm(μg)相近，由此可以得知利用本發明的系統，可以在成本低不需要破壞細胞的條件下，得到和高成本且需要破壞目標物的ICP-MS相近的結果。
請參閱圖9所示，該圖為本發明測磁性粒子含量之磁泳量測方法另一流程式示意圖，在本實施例中，基本上與圖3的流程相似，差異的是，本實施例中，為了降低量測上的誤差，在步驟34完成一次性的目標物速度量測之後，運算處理單元可以進一步的控制該磁場產生單元改變磁場方向，使得移動到一端的目標物再次往反方向移動。往反方向移動的過程同樣利用前述步驟30~33的程序尋找出會動的目標物，再次量測出各個目標物進行等速度運動的分佈狀態，透過往復多次的磁場控制方式，來縮小量測誤差。
此外，要說明的是，由於本發明係利用自動影像辨識來尋找目標物，因此當流道或者是培養皿具有深度時，即使目標物因為位於不同深度而有聚失焦的情況時，透過前述步驟30~33的流程還是可以辨識聚失焦程度在一定範圍內的目標物，亦即在一定的深度範圍內，可以同時偵測在垂直方向或深度方向上，不同深度的目標物的移動速度，提升量測目標物移動速度的效率。此外，在另一實施例中，深度方向的偵測，可以透過光源模組的設計，亦即光源模組包括有複數個深度位置不同的雷射光，相鄰雷射光的距離為已知，來偵測目標物在垂直方向或深度方向的移動。該複數個深度位置不同的雷射光相當於圖6A或6B的邊界。例如：在一實施例中，透過流道大小的控制，讓目標物可以遮斷雷色光，由於具有複數個深度位置不同的雷射光，因此可以計算連續兩個雷射光被遮斷的時間差，進而計算出目標物的速度。或者是在另一實施例中，也可以透過影像辨識的方式，判斷目標物是否被雷射光照射到，進而從兩次被照射到的時間與泳動距離計算出速度。
綜合上述，本發明之用以量測磁性粒子含量之磁泳量測系統由於僅透過磁場讓目標物泳動，且透過影像自動辨識目標物的方式來尋找目標物的運動狀態，進而根據運動狀態決定目標物內含的磁性粒子數目，因此藉由本發明之技術可以不需要破壞目標物結構，使得目標物可以回收再利用，對於珍貴的樣本而言，本發明的方式具有節省樣本資源以及減少人工手動標記目標物而達到提升量測效率的效果。此外，透過往復移動的磁泳現象，可以得到複數組的量測資訊，進而減少量測的誤差。
以上所述，乃僅記載本發明為呈現解決問題所採用的技術手段之較佳實施方式或實施例而已，並非用來限定本發明專利實施之範圍。即凡與本發明專利申請範圍文義相符，或依本發明專利範圍所做的均等變化與修飾，皆為本發明專利範圍所涵蓋。
2‧‧‧磁泳量測系統
20‧‧‧顯微裝置
200‧‧‧物鏡
21‧‧‧磁場產生單元
210‧‧‧凹部空間
211‧‧‧連接柱
212‧‧‧L形支臂
213‧‧‧線圈
214‧‧‧擋板結構
22‧‧‧影像擷取單元
23‧‧‧光源模組
24‧‧‧運算處理單元
25‧‧‧承載台
26‧‧‧顯示單元
30~34‧‧‧步驟
300~305‧‧‧步驟
90‧‧‧液體樣本
圖1為本發明之測磁泳量測系統實施例示意圖。 圖2為本發明之磁場產生單元之一實施例立體示意圖。 圖3為本發明之識別目標物是否進行等速度運動以及計算磁性粒子數量之流程示意圖。 圖4為本發明對影像擷取單元所擷取的動態影像進行影像處理程序之一流程示意圖。 圖5A至5E係為影像處理程序處理的結果示意圖。 圖6A與圖6B為本發明計算目標物移動速度示意圖。 圖7為距離與磁場強度關係圖。 圖8為在843高斯的磁場強度下目標物等速度泳動的速度分佈圖。 圖9為本發明之識別目標物是否進行等速度運動以及計算磁性粒子數量之另一實施例流程示意圖。
2‧‧‧磁泳量測系統
20‧‧‧顯微裝置
200‧‧‧物鏡
21‧‧‧磁場產生單元
210‧‧‧凹部空間
211‧‧‧連接柱
212‧‧‧L形支臂
213‧‧‧線圈
214‧‧‧擋板結構
22‧‧‧影像擷取單元
23‧‧‧光源模組
24‧‧‧運算處理單元
25‧‧‧承載台
26‧‧‧顯示單元
90‧‧‧液體樣本
Claims (12)
- 一種磁泳量測系統，包括有：至少一顯微裝置，用以放大一液體樣本，該液體樣本內具有複數個目標物，每一個目標物內含有複數個磁性粒子；至少一磁場產生單元，設置該液體樣本之至少一側，用以對該液體樣本施加一外加磁場，使得該目標物進行一位移運動；至少一影像擷取單元，與該顯微裝置耦接，用以擷取該液體樣本於該顯微裝置之一觀測視野內的至少一動態影像；以及至少一運算處理單元，與影像擷取單元電性連接，以接收該動態影像，該運算處理單元於該動態影像中，其中該動態影像具有複數幀影像，該運算處理單元，對接收的每一幀影像進行運算或轉換，然後對連續的多幀影像進行影像差異比較，該運算處理單元對比較的結果進行臨界處理，以辨識出目標物的輪廓以自動鎖定會動的每一個目標物，並對每一個目標物進行速度的分析，以判斷每一個目標物之一運動狀態，該運算處理單元根據目標物的運動狀態進行至少一演算法以在不需要破壞該目標物的狀態下，決定該目標物內含有磁性粒子的數量。
- 如申請專利範圍第1項所述之磁泳量測系統，其中該運動狀態為等速度運動、等加速度運動或變加速度運動。
- 如申請專利範圍第1項所述之磁泳量測系統，其中該運算處理單元將該影像分成複數幀，並由其中至少兩幀決定會動的目標物，並給予會動的目標物標記，該運算處理單元記錄每一個目標物通過一第一邊界與一第二邊界的第一時間以決定每一目標物之一第一速度，以及記錄每一目標物通過一第二 邊界以及一第三邊界的第二時間，以決定每一目標物的一第二速度，該運算處理單元根據每一目標物的第一速度與第二速度判斷每一個目標物之運動狀態。
- 如申請專利範圍第3項所述之磁泳量測系統，其中該運算處理單元更包括有決定一第四邊界，並記錄每一個目標物通過該第三邊界與該第四邊界的第三時間以決定每一目標物之一第三速度，該運算處理單元根據每一目標物的第一速度與第二速度決定一第一加速度，以及根據第二速度與第三速度決定一第二加速度，再根據該第一與第二加速度判斷每一個目標物之運動狀態。
- 如申請專利範圍第1項所述之磁泳量測系統，其中該磁場產生單元藉由一控制訊號改變該外加磁場之方向，並於量測過程中反覆的改變該外加磁場的方向，進而使該複數個目標物於該液體樣本內往復移動。
- 如申請專利範圍第1項所述之磁泳量測系統，其中該磁場產生單元藉由一控制訊號改變該外加磁場之強度，以增加量測該目標物之數量範圍或尺寸大小範圍。
- 如申請專利範圍第1項所述之磁泳量測系統，其中該液體樣本係容置於一維水平流道、二維平面流道或者是垂直方向流道。
- 如申請專利範圍第1項所述之磁泳量測系統，其中目標物係為菌株、細胞、蛋白質、抗體、抗原、藥物或化學分子。
- 如申請專利範圍第1項所述之磁泳量測系統，其係更包括有至少一顯示單元，與該影像擷取單元以及運算處理單元電訊連接，用以顯示該影像擷取單元所擷取的至少一動態影像。
- 如申請專利範圍第1項所述之磁泳量測系統，其中該磁場產生單元可為電磁鐵、永久磁鐵或超導磁鐵。
- 如申請專利範圍第10項所述之磁泳量測系統，其中該磁場產生單元更具有一連接柱，其兩端分別連接有一支臂，該兩支臂之間具有一凹部空間，以提供置放該液體樣本，每一支臂上纏繞有複數層的線圈。
- 如申請專利範圍第1項所述之磁泳量測系統，其係更包括有一光源模組，投射出至少一光源至該液體樣本上。
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