TWI777356B - 生物檢測系統及生物檢測裝置 - Google Patents

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Abstract

一種生物檢測系統，包括控制模組、承載轉盤、第一驅動模組、多個子轉盤、多個第二驅動模組及多個測試卡匣。承載轉盤具有主轉軸。第一驅動模組電性連接於控制模組且連接於主轉軸，以使承載轉盤沿著主轉軸轉動。這些子轉盤分別具有多個獨立轉軸，這些子轉盤分別沿著這些獨立轉軸可轉動地設置於承載轉盤上，這些獨立轉軸與主轉軸的轉向與轉速皆可不同。這些第二驅動模組分別電性連接於控制模組，以使這些子轉盤沿著這些獨立轉軸獨立轉動。這些測試卡匣可拆卸地配置於這些子轉盤，這些測試卡匣分別包括多個微流道結構。

Description

生物檢測系統及生物檢測裝置
本發明是有關於一種檢測系統及檢測裝置，且特別是有關於一種生物檢測系統及生物檢測裝置。
在生醫檢測的領域中，如何控制檢測試劑及受測液體(如血液或尿液)的流動相當地重要。傳統上，生醫檢測會利用移液管(pippet)與毛細現象來控制液體的移動。因此，如果要測試多片測試卡匣，需要一片一片地輪流測試，相當耗費檢測時間；或是必須使用多台機台來一對一測試，可節省時間卻必須購買多部機台。
本發明提供一種生物檢測系統，可同時測試多片測試卡匣，且其可透過較佳的方式來控制液體的移動。
本發明提供一種生物檢測裝置，其可透過較佳的方式來控制液體的移動。
本發明的一種生物檢測系統，包括控制模組、承載轉盤、 第一驅動模組、多個子轉盤、多個第二驅動模組及多個測試卡匣。承載轉盤具有主轉軸。第一驅動模組電性連接於控制模組且連接於主轉軸，可使承載轉盤沿著主轉軸轉動。這些子轉盤分別具有多個不同於主轉軸的獨立轉軸，這些子轉盤分別沿著這些獨立轉軸可個別獨立轉動地設置於承載轉盤上。這些第二驅動模組分別電性連接於控制模組，以使這些子轉盤沿著這些獨立轉軸獨立轉動，例如第二驅動模組可連接於獨立轉軸，並使這些獨立轉軸與主轉軸的轉向與轉速皆可不同。這些測試卡匣可拆卸地配置於這些子轉盤，這些測試卡匣分別包括多個微流道結構，其中多組流體適於分別被放置在這些微流道結構內。承載轉盤受第一驅動模組驅動而沿著主轉軸旋轉，以對設置於承載轉盤上的這些測試卡匣提供離心力。這些子轉盤分別被這些第二驅動模組獨立地驅動，連帶地使這些測試卡匣沿著這些獨立轉軸可獨立轉動。
在本發明的一實施例中，上述的生物檢測系統更包括第三驅動模組及推桿。第三驅動模組電性連接於控制模組且設置於承載轉盤上。推桿設置於這些子轉盤之間且連接於第三驅動模組，以受第三驅動模組的驅動而靠近這些子轉盤的其中一者，其中推桿適於伸入子轉盤上的測試卡匣，以使測試卡匣內的膠囊被破壞，而使得膠囊內的膠囊流體流入微流道結構。
在本發明的一實施例中，上述的生物檢測系統更包括配重塊及第四驅動模組。配重塊可轉動地設置於承載轉盤。第四驅動模組電性連接於控制模組且連接於配重塊，以使配重塊相對於 承載轉盤轉動。
在本發明的一實施例中，上述的生物檢測系統更包括無線通訊模組或有線通訊模組，無線通訊模組或有線通訊模組電性連接於控制模組，以將外部訊號傳遞至控制模組來控制第一驅動模組及多個第二驅動模組中的至少數者。
在本發明的一實施例中，上述的這些第二驅動模組與這些子轉盤位於承載轉盤的同側或異側。
在本發明的一實施例中，上述的這些測試卡匣包括相異的第一卡匣及第二卡匣，這些微流道結構包括相異的第一微流道結構及第二微流道結構，第一卡匣包括第一微流道結構，第二卡匣包括第二微流道結構，當第一卡匣及第二卡匣分別設置於這些子轉盤的其中兩者時，這些第二驅動模組的其中兩者驅動兩子轉盤的轉向、轉速或轉動角度不同。
在本發明的一實施例中，上述的第一微流道結構包括第一樣品注入孔、連接於第一樣品注入孔的第一彎折段及連接於第一彎折段的第一定量槽，多組流體的其中一組流體對應於第一卡匣，組流體包括第一流體，第一流體被注入第一樣品注入孔，其中對應於第一卡匣的第二驅動模組轉動子轉盤，以使第一流體受到離心力而通過第一彎折段而流入第一定量槽。
在本發明的一實施例中，上述的第一微流道結構還包括連接於第一定量槽的第二彎折段及連接於第二彎折段的第一混合槽，第二驅動模組依序轉動子轉盤，以使位於第一定量槽的第一 流體受到離心力而通過第二彎折段後進入第一混合槽。
在本發明的一實施例中，上述的第一微流道結構還包括連接於第一混合槽的第三彎折段及連接於第三彎折段的廢液槽，第二驅動模組轉動子轉盤，以使位於第一混合槽的第一流體受到離心力而通過第三彎折段後進入廢液槽。
在本發明的一實施例中，上述的第一微流道結構包括第二定量槽、連接於第二定量槽的第四彎折段及連接於第四彎折段的第一混合槽，多組流體的其中一組流體對應於第一卡匣，且此組流體包括第二流體，第二驅動模組依序轉動子轉盤，以讓第二流體受到離心力而依序通過第二定量槽、第四彎折段而進入第一混合槽。
在本發明的一實施例中，上述的第一微流道結構包括存放槽、連接於存放槽的第五彎折段、連接於第五彎折段的第三定量槽、連接於第三定量槽的第六彎折段及連接於第六彎折段的第一混合槽，多組流體的其中一組流體對應於第一卡匣，組流體包括位於存放槽內的第三流體，第二驅動模組依序轉動子轉盤，以讓位於存放槽內的第三流體受到離心力而依序通過第五彎折段、第三定量槽、第六彎折段而進入第一混合槽。
在本發明的一實施例中，上述的第三流體被膠囊包覆，存放槽具有開口及遠離開口的刺針，膠囊位於存放槽內且位於刺針旁。
在本發明的一實施例中，上述的第一微流道結構包括第 一混合槽、連接於第一混合槽的第七彎折段、連接於第七彎折段的第四定量槽、連接第四定量槽的第八彎折段及連接於第八彎折段的第一偵測槽，第二驅動模組依序轉動子轉盤，以讓流體受到離心力而依序通過第七彎折段、第四定量槽、第八彎折段而進入第一偵測槽。
在本發明的一實施例中，上述的第二微流道結構包括第二樣品注入孔、連接於第二樣品注入孔的第九彎折段、連接於第九彎折段的第五定量槽、連接於第五定量槽的第十彎折段及連接於第十彎折段的第二混合槽，多組流體的其中一組流體對應於第二卡匣，且組流體包括第四流體，對應於第二卡匣的第二驅動模組依序轉動子轉盤，以讓第四流體受到離心力而依序通過第九彎折段、第五定量槽、第十彎折段而進入第二混合槽。
在本發明的一實施例中，上述的第二微流道結構包括第六定量槽、連接於第六定量槽的第十一彎折段及連接於第十一彎折段的第二混合槽，多組流體的其中一組流體對應於第二卡匣，且此組流體包括第五流體，第二驅動模組依序轉動子轉盤，以讓第五流體受到離心力而依序通過第六定量槽、第十一彎折段而進入第二混合槽。
在本發明的一實施例中，上述的第二微流道結構包括第二混合槽、連接於第二混合槽的第十二彎折段、連接於第十二彎折段的暫存槽、連接於暫存槽的第十三彎折段、連接於第十三彎折段的第七定量槽、連接於第七定量槽的第十四彎折段及連接第 十四彎折段的第二偵測槽，第二驅動模組依序轉動子轉盤，以流體受到離心力而依序通過第十二彎折段、暫存槽、第十三彎折段、第七定量槽、第十四彎折段，而進入第二偵測槽。
在本發明的一實施例中，當承載轉盤沿著主轉軸轉動時，這些子轉盤中的至少一者與承載轉盤的轉向或轉速不同。
本發明的一種生物檢測裝置，適於檢測至少一測試卡匣，各測試卡匣包括微流道結構及位於微流道結構內的流體，生物檢測裝置包括控制模組、承載轉盤、第一驅動模組、至少一子轉盤及至少一第二驅動模組。承載轉盤具有主轉軸。第一驅動模組電性連接於控制模組且連接於主轉軸，可使承載轉盤沿著主轉軸轉動。至少一子轉盤具有不同於主轉軸的至少一獨立轉軸，各子轉盤沿著對應的獨立轉軸可個別獨立轉動地設置於承載轉盤上。至少一第二驅動模組電性連接於控制模組，以使至少一子轉盤沿著至少一獨立轉軸轉動。
在本發明的一實施例中，上述的生物檢測裝置更包括第三驅動模組及推桿。第三驅動模組，電性連接於控制模組且設置於承載轉盤上。推桿設置於至少一子轉盤旁且連接於第三驅動模組，以受第三驅動模組的驅動而靠近至少一子轉盤的其中一者，其中推桿適於伸入子轉盤上的測試卡匣，以使測試卡匣內的膠囊被破壞，而使得膠囊內的膠囊流體流入微流道結構。
在本發明的一實施例中，上述的生物檢測裝置更包括配重塊及第四驅動模組。配重塊可轉動地設置於承載轉盤。第四驅 動模組電性連接於控制模組且連接於配重塊，以使配重塊相對於承載轉盤轉動。
在本發明的一實施例中，上述的生物檢測裝置更包括無線通訊模組或有線通訊模組，無線通訊模組或有線通訊模組電性連接於控制模組，以將外部訊號傳遞至控制模組來控制第一驅動模組及多個第二驅動模組中的至少數者。
在本發明的一實施例中，上述的至少一第二驅動模組與至少一子轉盤位於承載轉盤的同側或異側。
在本發明的一實施例中，上述的至少一子轉盤包括多個子轉盤，環繞主轉軸地設置於承載轉盤上。
在本發明的一實施例中，上述的至少一子轉盤包括單一個子轉盤，子轉盤與控制模組位於承載轉盤中的相對位置。
在本發明的一實施例中，當承載轉盤沿著主轉軸轉動時，這些子轉盤中的至少一者與承載轉盤的轉向或轉速不同。
基於上述，本發明的生物檢測系統或是生物檢測裝置的承載轉盤受第一驅動模組驅動而沿著主轉軸旋轉，以對設置於承載轉盤上的這些測試卡匣提供離心力。此外，這些子轉盤可被這些第二驅動模組獨立地驅動，連帶地使安裝在這些子轉盤的這些測試卡匣可以沿著這些獨立轉軸對應地獨立轉動，而使這些測試卡匣內的多組流體可接受或抵消承載轉盤提供的離心力而在這些微流道結構內加速或減緩移動。因此，相較於習知使用移液管(pippet)與毛細現象來控制液體的移動，本發明的生物檢測系統或 是生物檢測裝置以主動控制的方式來轉動承載轉盤及子轉盤，而可更快速且有效率地以離心力來驅動流體。此外，本發明的生物檢測系統可一次測試多片測試卡匣，大幅減少測試時間。
C:離心力
F:流體
F11:第一流體
F12、F42:血球
F2:第二流體
F31、F32、F33:第三流體
F41:第四流體
F5:第五流體
F45:混合流體
P:抗體
9:生物檢測裝置
10、10a、10b、10c:生物檢測系統
11:控制模組
12:承載轉盤
13:主轉軸
14:第一驅動模組
20:子轉盤
21:獨立轉軸
22:第二驅動模組
30:測試卡匣
32:第一卡匣
34:第二卡匣
36:微流道結構
40、41:第三驅動模組
42:推桿
44:配重塊
46:第四驅動模組
48:無線通訊模組
50、50a、50b:流道結構
51:注入口
52:定量槽
53:管道
54:溢流槽
55:出口管
56:槽
60:充電電池
100:第一微流道結構
110:第一樣品注入孔
112:第一彎折段
114:第一定量槽
116:分離槽
117:溢流槽
118:第二彎折段
120、121:第一混合槽
122:第三彎折段
124:廢液槽
130:槽
132:注入口
134:第二定量槽
136:第四彎折段
140、140a、140b:存放槽
141:刺針
142、142a、142b:第五彎折段
143:開口
144、144a、144b:第三定量槽
146、146a、146b:第六彎折段
150:第七彎折段
152:暫存槽
154:彎折段
156:第四定量槽
157:第八彎折段
158、159:第一偵測槽
160、160a、160b:膠囊
200:第二微流道結構
210:第二樣品注入孔
212:第九彎折段
214:第五定量槽
216:分離槽
217:溢流槽
218:第十彎折段
220:第二混合槽
222:槽
224:注入口
226:第六定量槽
228:第十一彎折段
230:第十二彎折段
232:暫存槽
234:第十三彎折段
236:第七定量槽
238:第十四彎折段
240、242:第二偵測槽
圖1是依照本發明的一實施例的一種生物檢測系統的正面立體示意圖。
圖2是圖1的生物檢測系統的背面立體示意圖。
圖3A至圖4C是生物檢測系統的運作原理示意圖。
圖5A是圖1的生物檢測系統的其中一個測試卡匣的俯視圖。
圖5B至圖5R是圖5A的測試卡匣的測試過程示意圖。
圖6A是圖1的生物檢測系統的另一個測試卡匣的俯視圖。
圖6B至圖6H是圖6A的測試卡匣的測試過程示意圖。
圖7是依照本發明的另一實施例的一種生物檢測系統的俯視示意圖。
圖8是依照本發明的另一實施例的一種生物檢測系統的背面立體示意圖。
圖9A是依照本發明的另一實施例的一種生物檢測系統的正面立體示意圖。
圖9B是將圖9A的生物檢測系統的測試卡匣拿起的示意圖。
生物檢測系統可以同時檢測多個不同的測試卡匣，大幅節省測試時間。
圖1是依照本發明的一實施例的一種生物檢測系統的正面立體示意圖。圖2是圖1的生物檢測系統的背面立體示意圖。請參閱圖1與圖2，本實施例的生物檢測系統10包括生物檢測裝置9及多個測試卡匣30。生物檢測裝置9包括控制模組11(圖2)、承載轉盤12、第一驅動模組14(圖2)、多個子轉盤20及多個第二驅動模組22(圖2)。
如圖2所示，承載轉盤12具有主轉軸13(圖1)，主轉軸13是承載轉盤12的中心軸。第一驅動模組14電性連接於控制模組11且連接於主轉軸13，以接收控制模組11的指令而驅動承載轉盤12沿著主轉軸13轉動。在圖2中，第一驅動模組14僅是示意性地繪示，第一驅動模組14的形式不限於此。第一驅動模組14可以是馬達、受到溫度變化而變形的記憶金屬或是其他形式的致動器。
由圖1可見，在本實施例中，這些子轉盤20分別具有多個獨立轉軸21。這些獨立轉軸21為這些子轉盤20的中心軸。因此，這些獨立轉軸21與主轉軸13非共軸。這些子轉盤20分別沿著這些獨立轉軸21可轉動地設置於承載轉盤12上，而可相對於承載轉盤12轉動。任一獨立轉軸21與主轉軸13的轉向或轉速可不同。
此外，在本實施例中，子轉盤20的數量以六個為例，但子轉盤20的數量不以此為限制。在其他實施例中，子轉盤20的數量也可以是二到十個中的任一，甚至超過十個，或者子轉盤20的數量也可以只有一個。
如圖2所示，這些第二驅動模組22分別電性連接於控制模組11且連接於這些獨立轉軸21，以接收控制模組11的指令而驅動這些子轉盤20沿著這些獨立轉軸21獨立轉動。要說明的是，在其他實施例中，這些第二驅動模組22也可以推動這些子轉盤20的邊緣或是其他部位，而使這些子轉盤20獨立轉動，而不一定是藉由驅動這些獨立轉軸21來使這些子轉盤20獨立轉動。此外，這些第二驅動模組22可以是馬達、受到溫度變化而變形的記憶金屬或是其他形式的致動器。
在本實施例中，這些子轉盤20位於承載轉盤12的正面，且這些第二驅動模組22(圖2)位於承載轉盤12的背面，而使得這些第二驅動模組22與這些子轉盤20位於承載轉盤12的相反側，但第二驅動模組22、子轉盤20及承載轉盤12的相對位置不以此為限制。
值得一提的是，在本實施例中，第二驅動模組22的數量相同於子轉盤20的數量，而使得每個子轉盤20能夠被專屬的第二驅動模組22獨立驅動。因此，在本實施例的生物檢測系統10中，承載轉盤12會沿著主轉軸13轉動，且於此同時，這些子轉盤20還可以沿著這些獨立轉軸21獨立轉動。由於每個子轉盤20 能夠被專屬的第二驅動模組22獨立驅動，這些子轉盤20的轉速、轉向、轉動角度皆可不同，使得每一個子轉盤20上的測試卡匣30或液體的流動可以依不同需求去承受或抵消承載轉盤12轉動所產生的離心力。
在本實施例中，這些測試卡匣30可拆卸地配置於這些子轉盤20。測試者可自行將所需要的測試卡匣30安裝至子轉盤20，待測試完畢，可再將測試卡匣30拔離於子轉盤20。測試者也可視需求來測試其他形式的測試卡匣30。
測試卡匣30安裝在子轉盤20上之後，會固定於子轉盤20，而連動於子轉盤20。因此，當生物檢測系統10運作時，承載轉盤12受第一驅動模組14驅動而沿著主轉軸13旋轉。此時，這些測試卡匣30也會跟著沿著主轉軸13旋轉(公轉)。在此階段，這些子轉盤20可分別被這些第二驅動模組22獨立地驅動，連帶地使這些測試卡匣30還可沿著這些獨立轉軸21自轉，以不同的轉速與轉向轉動至不同的角度。
值得一提的是，在一實施例中，生物檢測系統10除了有可以位於第一層的承載轉盤12與位於第二層的這些子轉盤20可以各自獨立轉動之外，在這些第二層的子轉盤20上還可以具有多個第三層的轉盤(未繪示)，這些第三層的轉盤可被另外的驅動模組驅動而獨立轉動。也就是說，位於第一層的承載轉盤12、位於第二層的這些子轉盤20及位於第三層的這些轉盤分別被不同的驅動模組驅動而各自獨立轉動。當然，生物檢測系統10中的轉盤層數 更可以具有四層或以上，不以上述為限制。
另外，在本實施例的生物檢測系統10中，位於第二層的這些子轉盤20直接設置在位於第一層的承載轉盤12上。在其他實施例的生物檢測系統中，這些子轉盤20與承載轉盤12之間也可以設有其他元件。因此，在這樣的實施例中，承載轉盤12可位於第一層，其他元件(可以不轉動，也可以會轉動，不限制是否會轉動)可位於第二層，且這些子轉盤20可位於第三層或甚至其他層。又或者，在其他實施例中，承載轉盤12與這些子轉盤20的位置、層數不以上述為限制，只要這些子轉盤20可獨立轉動且可受到承載轉盤12轉動時所產生的離心力即可。
在本實施例中，各測試卡匣30包括微流道結構36，且微流道結構36內會注入或放置流體。當承載轉盤12沿著主轉軸13旋轉(公轉)時，測試卡匣30內的流體會被甩往離心力C的方向。由於這些測試卡匣30可被不同的轉速、轉向轉動至不同的角度。因此，操作者可藉由調整這些微流道結構36相對於離心力C的角度，以使流體加速或減緩移動到微流道結構36內的特定位置。詳細的作動方式將在後面段落描述。
此外，在本實施例中，生物檢測系統10可選擇地包括無線通訊模組48(圖2)，無線通訊模組48電性連接於控制模組11，以接受外部訊號，並將此訊號傳遞至控制模組11，以控制第一驅動模組14及一個或多個第二驅動模組22中(若有些子轉盤30上沒有安裝測試卡匣30時，或欲進行分批測試時，未安裝測試卡匣 30或該批不進行測試的這些子轉盤30可不用轉動)。
當然，在其他實施例中，生物檢測系統10也可以透過有線的方式來訊號連接於外部電腦，以取得第一驅動模組14及這些第二驅動模組22的控制訊號。生物檢測系統10不以此為限制。
另外，在本實施例中，生物檢測系統10還可選擇地包括第三驅動模組40(圖1)、第三驅動模組41(圖2)及推桿42。第三驅動模組40、41可以是馬達、受到溫度變化而變形的記憶金屬或是其他形式的致動器。第三驅動模組40、41電性連接於控制模組11且設置於承載轉盤12上。推桿42設置於這些子轉盤20之間且連動於第三驅動模組40、41，以受第三驅動模組40、41的驅動而將推桿42靠近這些子轉盤20的其中一者。
在本實施例中，圖2的第三驅動模組41設置在承載轉盤12的背面，用來控制推桿42轉動至欲靠近的子轉盤20。此外，圖1的第三驅動模組40設置在承載轉盤12的正面，用來控制推桿42前進或後退。當然，在其他實施例中，第三驅動模組40、41的種類不以此為限制，第三驅動模組40、41也可以由其他能夠提供轉動與移動的結構來取代，也可以例如是機械手臂等的單一組件。
在某個特定時序下，推桿42適於伸入子轉盤20上的測試卡匣30，以使測試卡匣30內的膠囊160(圖5A)往前推擠而被刺穿，從而膠囊160內的膠囊流體流入微流道結構36。此將於後面段落說明。
下面將先說明生物檢測系統的運作原理。
圖3A至圖4C是生物檢測系統的運作原理示意圖。請先參閱圖3A與圖3B，在本實施例中，流道結構50例如是被放置在圖1的子轉盤20上的測試卡匣30內，生物檢測系統10的承載轉盤12在轉動時，子轉盤20會受到離心力C，若將承載有流道結構50的子轉盤20相對於承載轉盤12轉動至特定角度，可使流體F於流道結構50內往特定方向或空間移動。
具體地說，當流道結構50相對於離心力C的方向在圖3A所示的位置時，流體F可從流道結構50的注入口51流至定量槽52，多餘的流體F可經過管道53流至溢流槽54。當流道結構50相對於離心力C的方向轉動至圖3B所示的位置時，定量槽52內的流體F就可以從出口管55流出。
請參閱圖3C與圖3D，在本實施例中，當流道結構50a相對於離心力C的方向在圖3C與圖3D所示的位置來回轉動時，流體F會反覆地從其中一個槽56流動至另一個槽56，而達到混合的效果。
請參閱圖4A至圖4C，在本實施例中，當流道結構50b相對於離心力C的方向從圖4A轉動至圖4B還有圖4C所示的位置時，槽56內的流體F可被分次與分量地倒出。
因此，藉由控制流道相對於離心力C的方向之間的角度，可控制流體F在流道內移動至特定位置，而達到特定的功能(例如定量、混合等)。
請回到圖1，在本實施例中，這些測試卡匣30包括不同設計的第一卡匣32及第二卡匣34(可用於不同測試或不同檢體)，第一卡匣32包括第一微流道結構100，第二卡匣34包括第二微流道結構200。第一微流道結構100及第二微流道結構200可以是不同設計的微流道結構36。
當第一卡匣32及第二卡匣34分別設置於這些子轉盤20的其中兩者時，依據第一微流道結構100及第二微流道結構200的設計，這些第二驅動模組22的其中兩者可驅動兩子轉盤20依照所需各自轉動，而呈現出不同的步驟，而能夠達到不同的功能。
下面先說明第一卡匣32的測試過程。圖5A是圖1的生物檢測系統的其中一個測試卡匣的俯視圖。圖5B至圖5R是圖5A的測試卡匣的測試過程示意圖。請先參閱圖5A與圖5B，在本實施例中，第一微流道結構100包括第一樣品注入孔110、連接於第一樣品注入孔110的第一彎折段112、連接於第一彎折段112的第一定量槽114、連接於第一定量槽114的分離槽116及溢流槽117。
從圖5A至圖5B的過程中，受測檢體(例如是血液，但不限於此)被注入第一樣品注入孔110，在本實施例中，血液包括了血漿(第一流體F11)與血球F12。
血液在離心力C的作用下，通過第一彎折段112，且被分離為血漿(第一流體F11)與血球F12，密度大的血球F12會在此階段流至分離槽116，血漿(第一流體F11)則在第一定量槽114內，以供後續使用。此外，在本實施例中，過多的血液會流到溢流槽 117內。
接著，第一微流道結構100相對於離心力C的方向被轉動至圖5C所示的位置。在本實施例中，第一微流道結構100還包括連接於第一定量槽114的第二彎折段118及連接於第二彎折段118的第一混合槽120、121。第二驅動模組22轉動子轉盤20，以使原位於第一定量槽114的第一流體F11受到離心力C帶動而通過第二彎折段118後進入第一混合槽120、121。在本實施例中，第一混合槽121內可裝有抗體P，第一流體F11可在第一混合槽120、121內與抗體P混合。
再來，第一微流道結構100相對於離心力C的方向被轉動至圖5D的位置。在本實施例中，第一微流道結構100還包括連接於第一混合槽120、121的第三彎折段122及連接於第三彎折段122的廢液槽124。第二驅動模組22轉動子轉盤20，以使位於第一混合槽120、121的第一流體F11受到離心力C而通過第三彎折段122後進入廢液槽124。
接著，第一微流道結構100相對於離心力C的方向被轉動至圖5E的位置。在本實施例中，第一微流道結構100包括注入口132、連接於注入口132的第二定量槽134及槽130。第二流體F2被注入於注入口132，且流到第二定量槽134及槽130內。第二流體F2例如是洗液，但第二流體F2的種類不以此為限制。
然後，第一微流道結構100相對於離心力C的方向被轉動至圖5F的位置。在本實施例中，第一微流道結構100還包括連 接於第二定量槽134的第四彎折段136。第四彎折段136連接於第一混合槽120、121。第二驅動模組22轉動子轉盤20，以讓第二定量槽134內的第二流體F2受到離心力C通過第四彎折段136而進入第一混合槽120、121。
接著，第一微流道結構100相對於離心力C的方向被轉動至圖5G的位置，第二驅動模組22轉動子轉盤20，以使位於第一混合槽120、121的第二流體F2受到離心力C而通過第三彎折段122後進入廢液槽124。
再來，第一微流道結構100相對於離心力C的方向被轉動至圖5H的位置。在本實施例中，第一微流道結構100包括存放槽140、連接於存放槽140的第五彎折段142、連接於第五彎折段142的第三定量槽144。
位於存放槽140內的第三流體F31被膠囊160包覆，存放槽140具有開口143及遠離開口143的刺針141，膠囊160位於存放槽140內且位於刺針141旁。
請搭配圖1，推桿42可伸入存放槽140的開口143，而將膠囊160推向刺針141，以破壞膠囊160而使膠囊160內的第三流體F31流出。請回到圖5H，此時，流出於膠囊160的第三流體F31受到離心力C而通過第五彎折段142流至第三定量槽144內。
接著，第一微流道結構100相對於離心力C的方向被轉動至圖5I的位置。在本實施例中，第一微流道結構100包括連接於第三定量槽144的第六彎折段146。第六彎折段146連接於第一 混合槽120、121。第三定量槽144內的第三流體F31受到離心力C而通過第六彎折段146而進入第一混合槽120、121。
再來，第一微流道結構100相對於離心力C的方向被轉動至圖5J的位置，第二驅動模組22轉動子轉盤20，以使位於第一混合槽120、121的第三流體F31受到離心力C而通過第三彎折段122後進入廢液槽124。
此後，可重複圖5E至圖5G的步驟，利用第二流體F2(洗液)流過第一混合槽120、121的過程來清潔第一混合槽120、121。
接著，第一微流道結構100相對於離心力C的方向依序被轉動至圖5K、圖5L、圖5M的位置，在圖5K時，再度操作推桿42(圖1)來將使位於存放槽140a內的膠囊160a被刺針141破壞，流出於膠囊160a的第三流體F32受到離心力C而通過第五彎折段142a流至第三定量槽144a內。其後，第三定量槽144a內的第三流體F32受到離心力C而通過第六彎折段146a而進入第一混合槽120、121，而與抗體P混合，再通過第三彎折段122後進入廢液槽124。
再來，可重複圖5E至圖5G的步驟，利用第二流體F2(洗液)流過第一混合槽120、121的過程來清潔第一混合槽120、121。
接著，第一微流道結構100相對於離心力C的方向依序被轉動至圖5N與圖5O的位置，在圖5N時，第三度操作推桿42(圖1)來將使位於存放槽140b內的膠囊160b被刺針141破壞，位於存放槽140b內的第三流體F33受到離心力C而通過第五彎折段 142b流至第三定量槽144b內。其後，第三定量槽144b內的第三流體F33受到離心力C而通過第六彎折段146b而進入第一混合槽120、121，而與抗體P混合。第三流體F31、F32、F33例如是呈色劑，但不以此為限制。
接著，第一微流道結構100相對於離心力C的方向被轉動至圖5P的位置，此時，第一混合槽120、121內的第三流體F33可於此進行第一次偵測。
接著，第一微流道結構100相對於離心力C的方向依序被轉動至圖5Q與圖5R的位置，第一微流道結構100包括連接於第一混合槽120、121的第七彎折段150、連接於第七彎折段150的暫存槽152、連接於暫存槽152的彎折段154、連接於彎折段154的第四定量槽156、連接第四定量槽156的第八彎折段157及連接於第八彎折段157的第一偵測槽158、159。
第二驅動模組22依序轉動子轉盤20，以讓流體受到離心力C而依序通過第七彎折段150、暫存槽152、彎折段154、第四定量槽156、第八彎折段157而進入第一偵測槽158、159，而可對第一偵測槽158、159內的第三流體F33進行第二次偵測。
當然，第一微流道結構100的操作步驟與方式不以上述為限制。
下面介紹第二卡匣34及其測試過程。圖6A是圖1的生物檢測系統的另一個測試卡匣的俯視圖。圖6B至圖6H是圖6A的測試卡匣的測試過程示意圖。請先參閱圖6A與圖6B，在本實 施例中，第二微流道結構200包括第二樣品注入孔210、連接於第二樣品注入孔210的第九彎折段212、連接於第九彎折段212的第五定量槽214、連接於第五定量槽214的分離槽216及溢流槽217。
從圖6A至圖6B的過程中，血液(但不限於此)被注入第二樣品注入孔210，在本實施例中，血液包括了血漿(第四流體F41)與血球F42。
血液在離心力C的作用下，通過第九彎折段212，且被分離為血漿(第四流體F41)與血球F42，密度大的血球F42會在此階段流至分離槽216，血漿(第四流體F41)則在第五定量槽214內，以供後續使用。此外，在本實施例中，過多的血液會流到溢流槽217內。
接著，第一微流道結構100相對於離心力C的方向被轉動至圖6C的位置。在本實施例中，第二微流道結構200還包括連接於第五定量槽214的第十彎折段218及連接於第十彎折段218的第二混合槽220。對應於第二卡匣34的第二驅動模組22轉動子轉盤20，以讓第五定量槽214內的第四流體F41受到離心力C而通過第十彎折段218而進入第二混合槽220。
再來，第二微流道結構200相對於離心力C的方向被轉動至圖6D的位置。在本實施例中，第二微流道結構200包括注入口224、連接於注入口224的第六定量槽226及槽222。第五流體F5被注入於注入口224，且流到第六定量槽226及槽222內。第五流體F5例如是稀釋液，但第五流體F5的種類不以此為限制。
接著，第二微流道結構200相對於離心力C的方向被轉動至圖6E的位置。在本實施例中，第二微流道結構200包括連接於第六定量槽226的第十一彎折段228，第十一彎折段228連接於第二混合槽220。第二驅動模組22轉動子轉盤20，以讓第六定量槽226內的第五流體F5受到離心力C而通過第十一彎折段228而進入第二混合槽220。此時，第四流體F41與第五流體F5混合成混合流體F45。
再來，第二微流道結構200相對於離心力C的方向依序被轉動至圖6F、圖6G與圖6H的位置。在本實施例中，第二微流道結構200包括連接於第二混合槽220的第十二彎折段230、連接於第十二彎折段230的暫存槽232、連接於暫存槽232的第十三彎折段234、連接於第十三彎折段234的第七定量槽236、連接於第七定量槽236的第十四彎折段238及連接第十四彎折段238的第二偵測槽240、242。
如圖6F、圖6G與圖6H，第二驅動模組22依序轉動子轉盤20，第四流體F41與第五流體F5的混合流體F45受到離心力C而依序通過第十二彎折段230、暫存槽232、第十三彎折段234、第七定量槽236、第十四彎折段238，而進入第二偵測槽240、242。
當然，第二微流道結構200的操作步驟與方式不以上述為限制。
值得一提的是，即便第一卡匣32的第一微流道結構100 與第二卡匣34的第二微流道結構200不同，且操作步驟、時序、轉動方向與角度也不同。由於本實施例的生物檢測系統10由於可並行地且獨立地控制不同的子轉盤20在不同時序下的角度，第一卡匣32與第二卡匣34可同時被測試，相當節省測試時間，大幅地增加了測試的方便性。換言之，如圖1所示，本實施例的生物檢測系統10可同時放置六個不同測試卡匣30、具有六種不同的微流道結構36、可同時進行操作六種步驟、時序、轉動方向與角度不同的測試。
此外，在這些測試卡匣30的測試過程中，微流道結構36內的流體流向能被控制，而有效進行定量、混合、清洗等重要的檢測程序。生物檢測系統10可以連續地進行這些測試卡匣30所需的步驟，不需要中間停下來，每個測試卡匣30也不受其他測試卡匣30的測試程序影響。因此，生物檢測系統10可透過單一機台來同時對多個相同的或不同的測試卡匣30測試，而滿足各測試卡匣30的測試需求。
要說明的是，本實施例僅舉出其中兩種測試卡匣30的形式，但測試卡匣30的形式與測試步驟不限於此。
圖7是依照本發明的另一實施例的一種生物檢測系統的俯視示意圖。請參閱圖7，本實施例的生物檢測系統10a與圖1的生物檢測系統10的主要差異在於，在本實施例中，這些子轉盤20位於承載轉盤12的正面，且這些第二驅動模組22也位於承載轉盤12的正面，而使得這些第二驅動模組22與這些子轉盤20位於 承載轉盤12的同側。
圖8是依照本發明的另一實施例的一種生物檢測系統的背面立體示意圖。請參閱圖8，本實施例的生物檢測系統10b與圖2的生物檢測系統10的主要差異在於，在本實施例中，生物檢測系統10更包括配重塊44及第四驅動模組46。配重塊44可轉動地設置於承載轉盤12。第四驅動模組46可以是馬達、受到溫度變化而變形的記憶金屬或是其他形式的致動器。第四驅動模組46電性連接於控制模組11且連接於配重塊44，以使配重塊44相對於承載轉盤12轉動，而調整整體配重。也就是說，配重塊44及第四驅動模組46具有使承載轉盤12與子轉盤20自動平衡的功能，其可以使承載轉盤12與子轉盤20在旋轉過程中重心能夠維持靠近主轉軸13的位置，以達到平衡，而降低產生震動的機率。如此一來，承載轉盤12與子轉盤20旋轉時能更加地穩定。
圖9A是依照本發明的另一實施例的一種生物檢測系統的正面立體示意圖。圖9B是將圖9A的生物檢測系統的測試卡匣拿起的示意圖。請參閱圖9A及圖9B，本實施例的生物檢測系統10c與圖1的生物檢測系統10的主要差異在於，在本實施例中，子轉盤20的數量以一個為例。同樣地，承載轉盤12會沿著主轉軸13轉動而提供離心力C，且第二驅動模組22驅動子轉盤20沿著獨立轉軸21(圖9B)轉動，以使測試卡匣30內的流體受到離心力C而在微流道結構36內移動。
在圖9A及圖9B中，充電電池60可至少對控制模組11 供電。在一實施例中，充電電池60還可對第二驅動模組22充電。此外，子轉盤20與控制模組11位於承載轉盤12中的相對位置，子轉盤20上放有測試卡匣30，對面則是設置控制模組11，這樣的位置關係可有助於配重，以使轉動過程更為順暢。
綜上所述，本發明的生物檢測系統或是生物檢測裝置的承載轉盤受第一驅動模組驅動而沿著主轉軸旋轉，以對設置於承載轉盤上的這些測試卡匣提供離心力。此外，這些子轉盤可被這些第二驅動模組獨立地驅動，連帶地使安裝在這些子轉盤的這些測試卡匣可以沿著這些獨立轉軸對應地獨立轉動，而使這些測試卡匣內的多組流體可接受或抵消承載轉盤提供的離心力而在這些微流道結構內加速或減緩移動。因此，相較於習知使用移液管(pippet)與毛細現象來控制液體的移動，本發明的生物檢測系統或是生物檢測裝置以主動控制的方式來轉動承載轉盤及子轉盤，而可更快速且有效率地以離心力來驅動流體。此外，本發明的生物檢測系統可一次測試多片測試卡匣，大幅減少測試時間。
C:離心力
9:生物檢測裝置
10:生物檢測系統
12:承載轉盤
13:主轉軸
20:子轉盤
21:獨立轉軸
30:測試卡匣
32:第一卡匣
34:第二卡匣
36:微流道結構
40:第三驅動模組
42:推桿
100:第一微流道結構
200:第二微流道結構

Claims (25)

  1. 一種生物檢測系統，包括：控制模組；承載轉盤，具有主轉軸；第一驅動模組，電性連接於所述控制模組且連接於所述主轉軸，適於使所述承載轉盤沿著所述主轉軸轉動；多個子轉盤，分別具有多個不同於所述主轉軸的獨立轉軸，所述多個子轉盤分別沿著所述多個獨立轉軸可個別獨立轉動地設置於所述承載轉盤上；多個第二驅動模組，分別電性連接於所述控制模組，以使所述多個子轉盤沿著所述多個獨立轉軸獨立轉動；以及多個測試卡匣，可拆卸地配置於所述多個子轉盤，所述多個測試卡匣分別包括多個微流道結構，其中多組流體適於分別被放置在所述多個微流道結構內，其中所述承載轉盤受所述第一驅動模組驅動而沿著所述主轉軸旋轉，以對設置於所述承載轉盤上的所述多個測試卡匣提供離心力，所述多個子轉盤分別被所述多個第二驅動模組獨立地驅動，連帶地使所述多個測試卡匣沿著所述多個獨立轉軸獨立轉動。
  2. 如請求項1所述的生物檢測系統，更包括：第三驅動模組，電性連接於所述控制模組且設置於所述承載轉盤上；以及 推桿，設置於所述多個子轉盤之間且連接於所述第三驅動模組，以受所述第三驅動模組的驅動而靠近所述多個子轉盤的其中一者，其中所述推桿適於伸入所述子轉盤上的所述測試卡匣，以使所述測試卡匣內的膠囊被破壞，而使得所述膠囊內的膠囊流體流入所述微流道結構。
  3. 如請求項1所述的生物檢測系統，更包括：配重塊，可轉動地設置於所述承載轉盤；以及第四驅動模組，電性連接於所述控制模組且連接於所述配重塊，以使所述配重塊相對於所述承載轉盤轉動。
  4. 如請求項1所述的生物檢測系統，更包括：無線通訊模組或有線通訊模組，所述無線通訊模組或所述有線通訊模組電性連接於所述控制模組，以將外部訊號傳遞至所述控制模組來控制所述第一驅動模組及所述多個第二驅動模組中的至少數者。
  5. 如請求項1所述的生物檢測系統，其中所述多個第二驅動模組與所述多個子轉盤位於所述承載轉盤的同側或異側。
  6. 如請求項1所述的生物檢測系統，其中所述多個測試卡匣包括相異的第一卡匣及第二卡匣，所述多個微流道結構包括相異的第一微流道結構及第二微流道結構，所述第一卡匣包括所述第一微流道結構，第二卡匣包括所述第二微流道結構，當所述第一卡匣及所述第二卡匣分別設置於所述多個子轉盤的其中兩者 時，所述多個第二驅動模組的其中兩者驅動所述兩子轉盤的轉向、轉速或轉動角度不同。
  7. 如請求項6所述的生物檢測系統，其中所述第一微流道結構包括第一樣品注入孔、連接於所述第一樣品注入孔的第一彎折段及連接於所述第一彎折段的第一定量槽，所述多組流體的其中一組流體對應於所述第一卡匣，所述多組流體包括第一流體，所述第一流體被注入所述第一樣品注入孔，其中對應於所述第一卡匣的所述第二驅動模組轉動所述子轉盤，以使所述第一流體受到所述離心力而通過所述第一彎折段而流入所述第一定量槽。
  8. 如請求項7所述的生物檢測系統，其中所述第一微流道結構還包括連接於所述第一定量槽的第二彎折段及連接於所述第二彎折段的第一混合槽，所述第二驅動模組依序轉動所述子轉盤，以使位於所述第一定量槽的所述第一流體受到所述離心力而通過所述第二彎折段後進入所述第一混合槽。
  9. 如請求項8所述的生物檢測系統，其中所述第一微流道結構還包括連接於所述第一混合槽的第三彎折段及連接於所述第三彎折段的廢液槽，所述第二驅動模組轉動所述子轉盤，以使位於所述第一混合槽的所述第一流體受到所述離心力而通過所述第三彎折段後進入所述廢液槽。
  10. 如請求項6所述的生物檢測系統，其中所述第一微流道結構包括第二定量槽、連接於所述第二定量槽的第四彎折 段及連接於所述第四彎折段的第一混合槽，所述多組流體的其中一組流體對應於所述第一卡匣，且所述組流體包括第二流體，所述第二驅動模組依序轉動所述子轉盤，以讓所述第二流體受到所述離心力而依序通過所述第二定量槽、所述第四彎折段而進入所述第一混合槽。
  11. 如請求項6所述的生物檢測系統，其中所述第一微流道結構包括存放槽、連接於所述存放槽的第五彎折段、連接於所述第五彎折段的第三定量槽、連接於所述第三定量槽的第六彎折段及連接於所述第六彎折段的第一混合槽，所述多組流體的其中一組流體對應於所述第一卡匣，所述組流體包括位於所述存放槽內的第三流體，所述第二驅動模組依序轉動所述子轉盤，以讓位於所述存放槽內的所述第三流體受到所述離心力而依序通過所述第五彎折段、所述第三定量槽、所述第六彎折段而進入所述第一混合槽。
  12. 如請求項11所述的生物檢測系統，其中所述第三流體被膠囊包覆，所述存放槽具有開口及遠離所述開口的刺針，所述膠囊位於所述存放槽內且位於所述刺針旁。
  13. 如請求項6所述的生物檢測系統，其中所述第一微流道結構包括第一混合槽、連接於所述第一混合槽的第七彎折段、連通於所述第七彎折段的第四定量槽、連接所述第四定量槽的第八彎折段及連接於所述第八彎折段的第一偵測槽，所述第二驅動模組依序轉動所述子轉盤，以讓流體受到所述離心力而依序 通過所述第七彎折段、所述第四定量槽、所述第八彎折段而進入所述第一偵測槽。
  14. 如請求項6所述的生物檢測系統，其中所述第二微流道結構包括第二樣品注入孔、連接於所述第二樣品注入孔的第九彎折段、連接於所述第九彎折段的第五定量槽、連接於所述第五定量槽的所述第十彎折段及連接於所述第十彎折段的第二混合槽，所述多組流體的其中一組流體對應於所述第二卡匣，且所述組流體包括第四流體，對應於所述第二卡匣的所述第二驅動模組依序轉動所述子轉盤，以讓所述第四流體受到所述離心力而依序通過所述第九彎折段、所述第五定量槽、所述第十彎折段而進入所述第二混合槽。
  15. 如請求項14所述的生物檢測系統，其中所述第二微流道結構包括第六定量槽、連接於所述第六定量槽的第十一彎折段及連接於所述第十一彎折段的第二混合槽，所述多組流體的其中一組流體對應於所述第二卡匣，且所述組流體包括第五流體，所述第二驅動模組依序轉動所述子轉盤，以讓所述第五流體受到所述離心力而依序通過所述第六定量槽、所述第十一彎折段而進入所述第二混合槽。
  16. 如請求項6所述的生物檢測系統，其中所述第二微流道結構包括第二混合槽、連接於所述第二混合槽的第十二彎折段、連接於所述第十二彎折段的暫存槽、連接於所述暫存槽的第十三彎折段、連接於所述第十三彎折段的第七定量槽、連接於 所述第七定量槽的第十四彎折段及連接所述第十四彎折段的第二偵測槽，所述第二驅動模組依序轉動所述子轉盤，以流體受到所述離心力而依序通過所述第十二彎折段、所述暫存槽、所述第十三彎折段、所述第七定量槽、所述第十四彎折段，而進入所述第二偵測槽。
  17. 如請求項1所述的生物檢測系統，當所述承載轉盤沿著所述主轉軸轉動時，所述多個子轉盤中的至少一者與所述承載轉盤的轉向或轉速不同。
  18. 一種生物檢測裝置，適於檢測至少一測試卡匣，各所述測試卡匣包括微流道結構及位於所述微流道結構內的流體，所述生物檢測裝置包括：控制模組；承載轉盤，具有主轉軸；第一驅動模組，電性連接於所述控制模組且連接於所述主轉軸，適於使所述承載轉盤沿著所述主轉軸轉動；至少一子轉盤，具有不同於所述主轉軸的至少一獨立轉軸，各所述子轉盤沿著對應的所述獨立轉軸可獨立轉動地設置於所述承載轉盤上；以及至少一第二驅動模組，電性連接於所述控制模組，以使所述至少一子轉盤沿著所述至少一獨立轉軸轉動。
  19. 如請求項18所述的生物檢測裝置，更包括： 第三驅動模組，電性連接於所述控制模組且設置於所述承載轉盤上；以及推桿，設置於所述至少一子轉盤旁且連接於所述第三驅動模組，以受所述第三驅動模組的驅動而靠近所述至少一子轉盤的其中一者，其中所述推桿適於伸入所述子轉盤上的所述測試卡匣，以使所述測試卡匣內的膠囊被破壞，而使得所述膠囊內的膠囊流體流入所述微流道結構。
  20. 如請求項18所述的生物檢測裝置，更包括：配重塊，可轉動地設置於所述承載轉盤；以及第四驅動模組，電性連接於所述控制模組且連接於所述配重塊，以使所述配重塊相對於所述承載轉盤轉動。
  21. 如請求項18所述的生物檢測裝置，更包括：無線通訊模組或有線通訊模組，所述無線通訊模組或所述有線通訊模組電性連接於所述控制模組，以將外部訊號傳遞至所述控制模組來控制所述第一驅動模組及所述多個第二驅動模組中的至少數者。
  22. 如請求項18所述的生物檢測裝置，其中所述至少一第二驅動模組與所述至少一子轉盤位於所述承載轉盤的同側或異側。
  23. 如請求項18所述的生物檢測裝置，其中所述至少一子轉盤包括多個子轉盤，環繞所述主轉軸地設置於所述承載轉盤上。
  24. 如請求項18所述的生物檢測裝置，其中所述至少一子轉盤包括單一個子轉盤，所述子轉盤與所述控制模組位於所述承載轉盤中的相對位置。
  25. 如請求項18所述的生物檢測裝置，當所述承載轉盤受所述第一驅動模組驅動而沿著所述主轉軸旋轉時，所述至少一子轉盤被對應的所述至少一第二驅動模組獨立地驅動，使所述至少一子轉盤與所述承載轉盤的轉向或轉速不同。
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