TWI820406B - 用於檢測生物粒子的檢測設備及檢測設備的檢測方法 - Google Patents

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Abstract

一種用於檢測生物粒子的檢測設備，包含一光學系統，其包含一激發光源、一濾光分光鏡組、一光電倍增管及電荷耦合元件。激發光源照射於檢測設備的一檢測載台上的生物粒子，該些生物粒子中之一種目標生物粒子受激發而產生一放射光。放射光入射濾光分光鏡組後被分為第一檢測光及第二檢測光，光電倍增管接收第一檢測光後傳送一區域定位訊號至檢測設備的一處理器，電荷耦合元件接收第二檢測光後傳送一影像訊號至處理器，如此一來處理器可根據區域定位訊號及影像訊號取得目標生物粒子之精確位置。另外，上述檢測設備的檢測方法亦在此提供。

Description

用於檢測生物粒子的檢測設備及檢測設備的檢測方法
本發明係與檢查量測系統有關；特別是指一種用於檢測生物粒子的檢測設備及檢測設備的檢測方法。
現今光學感測器廣泛應用於各種不同領域的量測系統當中，光學感測器可以進行大範圍的檢測以及圖像化的特性，使得其獲得生物醫學影像領域廣泛使用。於生物醫學領域中，常常會利用光學感測器螢光顯像的方式，以便於進行影像監控或掃描檢測。
已知掃描檢測裝置的螢光顯像技術必須具有一鏡組、一掃描感測器及一光源。光源發射出一高穿透度的光，如近紅外光、雷射光，照射於其裝置載台上的生物粒子，使至少部分生物粒子受光照後會發出一放射光，而該些生物粒子所發出的放射光可於通過鏡組過濾光波後射入光學感測器中，藉此光學感測器可擷取生物粒子的影像，以及定位各個生物粒子的位置，以便於解析觀測目標生物粒子的活動，甚至是進一步揀選之。
然而，為了獲得較佳的影像解析度，現今掃描檢測裝置通常會選擇在裝置載台附近再加設一鏡組、掃描感測器及光源的組合，但上述拼裝式掃描檢測裝置之一掃描感測器與另一掃描感測器之間容易因各別的移動裝置整合不良而導致機械運動上干涉；再者，上述拼裝式掃描檢測裝置的結構過於複雜繁多，導致整體材積大及重量也大。是以，上述問題實有解決之必要。
有鑑於此，本發明之目的在於提供一種用於檢測生物粒子的檢測設備及一種檢測設備的檢測方法，具有整體裝置材積及重量減小且其檢測時的移動路徑精準之特性，同時有效率的達成生物粒子的定位與辨識。
緣以達成上述目的，本發明提供的用於檢測生物粒子的檢測設備，包含一用以供放置複數個生物粒子的檢測載台與一光學系統。其中該些生物粒子包含有至少一種目標生物粒子。該光學系統包含有一激發光源、一濾光分光鏡組、至少一光電倍增管（PMT）及至少一電荷耦合元件（CCD）。其中該激發光源用以提供一激發光照射該些生物粒子，且該些生物粒子中之該至少一種目標生物粒子受該激發光照射並激發產生一放射光。該濾光分光鏡組包含有一分光鏡，其中該分光鏡位於該放射光的光路徑上，且用以將入射的該放射光分為佔該放射光不同比例的一第一檢測光與一第二檢測光射出，其中該第一檢測光佔該放射光的比率介於0.1至0.5之間，該第二檢測光佔該放射光的比率介於0.5至0.9之間。該至少一光電倍增管（PMT），係用以接收該第一檢測光，且可相對於該檢測載台移動；當接收到該第一檢測光時，該至少一光電倍增管產生一區域定位訊號，該區域定位訊號包含有該至少一種目標生物粒子於該檢測載台上的區域位置。該至少一電荷耦合元件（CCD）係用以接收該第二檢測光，且可相對於該檢測載台移動；當接收到該第二檢測光時，該至少一電荷耦合元件產生一影像訊號，該影像訊號包含有該至少一種目標生物粒子於該檢測載台上的影像位置。
緣以達成上述目的，本發明另提供之檢測設備的檢測方法，用於一上述之檢測設備，且該檢測設備還包含一處理器，該處理器電性連接該光學系統。該檢測方法包含下列步驟： 步驟A：該激發光源發射該激發光照射該些生物粒子； 步驟B：該些生物粒子中之該至少一種目標生物粒子吸收該激發光產生該放射光，並入射該濾光分光鏡組； 步驟C：該濾光分光鏡組將該放射光分為該第一檢測光與該第二檢測光射出，該第一檢測光與該第二檢測光分別入射該至少一光電倍增管與該至少一電荷耦合元件； 步驟D：該至少一光電倍增管接收該第一檢測光，並產生一區域定位訊號； 步驟E：該處理器依據該區域定位訊號判斷該檢測載台上之至少一區域位置具有該至少一種目標生物粒子； 步驟F：該至少一電荷耦合元件接收該第二檢測光，並產生一影像訊號； 步驟G：該處理器依據該影像訊號取得該檢測載台上之該至少一區域位置中的該至少一種目標生物粒子之精確位置。
本發明之效果在於，本發明之用於檢測生物粒子的檢測設備只需要藉由一個激發光源及一組濾光分光鏡組即能達到同時以光電倍增管及電荷耦合元件定位目標生物粒子之精確位置的目的。此外，本發明之光電倍增管先快速掃描判斷目標生物粒子的區域位置，發現目標生物粒子後，電荷耦合元件再細部定位目標生物粒子的精準位置，藉此達到高效率檢測以及高檢測精度的效果。該光電倍增管與該電荷耦合元件整合式的機械結構使其掃描檢測時的移動路徑更加精準，同時在機構設計上具有更大的空間可以利用。
為能更清楚地說明本發明，茲舉較佳實施例並配合圖式詳細說明如後。請參圖1至圖3所示，為本發明第一較佳實施例之檢測設備100，其包含一檢測載台10、一光學系統（未繪示）以及一電性連接該光學系統之處理器（未繪示），其中所述光學系統包含有一激發光源20、一濾光分光鏡組30及一掃描感測器組40。
該檢測載台10用以供放置複數個生物粒子（未繪示），所述生物粒子包含但不限於細胞、細菌、真菌、病毒、外泌體(exsosome)、脂質體(liposome)或包覆核酸的載體等本領域具有通常知識者可理解的生物粒子，且所述生物粒子中包含有至少一種目標生物粒子，所述目標生物粒子包含但不限於核酸、蛋白質、脂質、醣蛋白等物質。該至少一種目標生物粒子的任一種物質能與至少一標籤相互結合，該至少一標籤可結合於該至少一目標生物粒子的表面蛋白或核內的核酸上藉以做為研究檢測對象。該至少一標籤可為但不限於螢光粒子、冷光粒子或量子點(Quantum Dot)。於本實施例中之目標生物粒子的種類以一種為例說明，並且該種目標生物粒子與一種為螢光粒子的標籤結合。
該激發光源20包含但不限於雷射光、汞燈及LED燈，該激發光源20用以提供一激發光La照射該些生物粒子，且該些生物粒子中之該種目標生物粒子受該激發光La照射並激發產生一放射光Lb。補充說明的是，該激發光源20的激發光La之光波長包含但不限於紅外光、紫外光及可見光；激發光Lb之光波長包含但不限於紅外光、紫外光及可見光。
該濾光分光鏡組30包含一物鏡32、一分色鏡34、一濾光片組36及一分光鏡38。其中該物鏡32、該分色鏡34、該濾光片組36及該分光鏡38由上而下依序設置於該檢測載台10之下方。
該濾光分光鏡組30的物鏡32位於該放射光Lb的光路徑上，並係用以聚焦該至少一種目標生物粒子並放大成像。該分色鏡34位於該激發光La的光路徑上且係用以反射該激發光La，使該激發光La於反射後照射該些生物粒子。本實施例中之分色鏡34更位於該放射光Lb的光路徑上，且該放射光Lb可穿透該分色鏡34。該濾光片組36位於該放射光Lb之光路徑上且包含複數個濾光片（未繪示），其中該些濾光片用以供不同波長的光通過，如此一來可依使用者需求置換該些濾光片，該些濾光片可對應不同種的目標生物粒子所產生不同波長的放射光Lb使用，使特定一個或複數個波段的光穿透而其餘波段被排除。
該分光鏡38位於放射光Lb的光路徑上，且用以將入射的放射光Lb分為佔放射光不同比例的一第一檢測光L1與一第二檢測光L2射出。在忽略放射光Lb於傳遞過程中被分光鏡38所吸收的能量之條件下，放射光Lb之能量等於第一檢測光L1與第二檢測光L2之能量的總和。分光鏡38通常定義有一穿透率以及一反射率，其中穿透率與反射率的加總為100%。本實施例中之分光鏡38的穿透率為10%，反射率為90%，意即分光鏡38所接收的放射光Lb之能量會有10%穿透離開，另外的90%會反射離開。前述穿透分光鏡38之10%放射光Lb為第一檢測光L1，前述自分光鏡38鏡面反射之90%放射光Lb為第二檢測光L2。本發明之第一檢測光L1佔放射光Lb的比率介於0.1至0.5之間，該第二檢測光L2佔放射光Lb的比率介於0.5至0.9之間；較佳者，第一檢測光L1佔放射光Lb的比率介於0.1至0.3之間，該第二檢測光L2佔放射光Lb的比率介於0.7至0.9之間；於本實施例中，第一檢測光L1佔放射光Lb的比率為0.1，第二檢測光L2佔放射光Lb的比率為0.9。
該掃描感測器組40連接該分光鏡38且包含一光電倍增管42(Photomultiplier Tube,PMT)及一電荷耦合元件44(Charge-coupled device，CCD)。其中該電荷耦合元件44與該濾光片組36位於該分光鏡38的鏡面之同一側，且係用以接收第二檢測光L2，即反射光；該光電倍增管42位於該分光鏡38的鏡面之另一側，且係用以接收第一檢測光L1，即穿透光。然而，本發明得視使用者需求變更分光鏡的反射、穿透比率，例如，使得該光電倍增管42與該濾光片組36位於該分光鏡38的鏡面同一側，且係用以接收第一檢測光L1，即反射光；該電荷耦合元件44位於該分光鏡38的鏡面之另一側，且係用以接收第二檢測光L2，即穿透光。光電倍增管42具有高靈敏度與超快響應時間的光探測元件，可快速掃描大面積範圍，當光電倍增管42掃描該檢測載台10並接收到第一檢測光L1時，該光電倍增管42產生一區域定位訊號，該區域定位訊號包含有該種目標生物粒子於檢測載台10上的區域位置與螢光訊號強度。電荷耦合元件44可精細檢測一區域位置的數位影像，當電荷耦合元件44掃描該檢測載台10上之該區域位置並接收到第二檢測光L2時，該電荷耦合元件44產生一影像訊號，該影像訊號包含有該種目標生物粒子於該檢測載台10上的影像位置。
更具體地說，請參圖1、圖2及圖3所示，所述檢測設備100會藉由上述機械構造進行一檢測方法X，以掃描檢測其檢測載台10上的該些生物粒子。檢測方法X包含下列步驟A~G： 步驟A：該激發光源20發射激發光La，該分色鏡34將該激發光La反射後再照射該些生物粒子。 步驟B：該些生物粒子中之該至少一種目標生物粒子吸收該激發光La產生放射光Lb，並入射該濾光分光鏡組30。 步驟B與步驟C之間的步驟：該濾光分光鏡組30的物鏡32將放射光Lb入射該濾光片組36。而後，濾光片組36選用僅可使放射光Lb之波段穿透的濾光片，過濾掉激發光La或其他波段的光，使放射光Lb再入射該分光鏡38。 步驟C：該濾光分光鏡組30的分光鏡38將放射光Lb分為該第一檢測光L1與該第二檢測光L2射出，該第一檢測光L1與該第二檢測光L2分別入射光電倍增管42與電荷耦合元件44。 步驟D：該光電倍增管42與該檢測載台10相對移動，以掃描該檢測載台10上的區域位置。當該光電倍增管42於該檢測載台10之一區域位置接收到該第一檢測光L1時，該光電倍增管42將產生一區域定位訊號，該區域定位訊號包含有該至少一種目標生物粒子於檢測載台10上的螢光訊號強度，並傳送至該處理器。 步驟E：該處理器依據該區域定位訊號判斷該檢測載台10上之該區域位置具有該至少一種目標生物粒子，並將該區域定位訊號傳送至該電荷耦合元件44。 步驟F：該電荷耦合元件44接收該第二檢測光L2以感測該至少一種目標生物粒子於該區域位置的影像位置，進而產生一影像訊號。 步驟G：該處理器依據該影像訊號取得該檢測載台10上之該區域位置中的該至少一種目標生物粒子之精確位置，並回到步驟D掃描該檢測載台10上尚未檢測的其他區域位置。
所述檢測設備100藉由上述檢測方法X進行檢測該目標生物粒子時，係反覆執行步驟D至步驟G，直至完成所有區域位置的檢測為止。利用檢測方法X進行檢測的好處在於，在一些檢測載台10上的分選盤細胞數少的情況時，當該光電倍增管42於任一區域位置中偵測到目標生物粒子時，可使該電荷耦合元件44立即產生該區域位置的影像訊號，藉以使金屬針（未繪示）立即至該區域位置吸取目標生物粒子，藉此可避免目標生物粒子於分選盤滯留時間過久，降低產生細胞沾黏分選盤不易吸取的問題。
舉例而言，該檢測載台10可被區分為5個等面積的區域位置，分別表示為A、B、C、D、E（圖未標示），然而本領域具有通常知識者得依據實際需要自行劃分不同面積、不同數量的區域位置。該些生物粒子隨機分佈在區域位置上，使得有些區域位置具有至少一種目標生物粒子，有些區域位置則不具有目標生物粒子，目標生物粒子得視使用者自行搭配不同的標籤、螢光的選用以及濾光片的選用達到辨識目標生物粒子的效果。在步驟D中，該光電倍增管42與該檢測載台10相對移動，分別掃描該檢測載台10上之區域位置A、B、C、D與E以感測至少一種目標生物粒子。
承上，在執行檢測方法X時，當該光電倍增管42於該檢測載台10上之區域位置A並感測到來自至少一種目標生物粒子上之標籤被激發光激發而產生的第一檢測光L1時，該光電倍增管42將產生一區域定位訊號紀錄區域位置A的螢光訊號強度，並將該區域定位訊號資訊傳送至該處理器。接著，該處理器依據該區域定位訊號判斷該檢測載台10上之區域位置A具有至少一種目標生物粒子，因此將包含區域位置A之位置資訊的區域定位訊號傳送至該電荷耦合元件44，使該電荷耦合元件44接收該第二檢測光L2以感測該至少一種目標生物粒子於該區域位置A的影像位置，進而產生一影像訊號。該處理器依據該影像訊號取得該檢測載台10上之該區域位置A中的至少一種目標生物粒子之精確位置。此方式的優點在於，當該光電倍增管42接收到目標生物粒子的螢光訊號後可即時以該電荷耦合元件44辨識目標生物粒子之精確位置，並可即時自該區域位置分離該目標生物粒子，同時避免目標生物粒子於檢測載台10滯留時間過久，降低目標生物粒子沾黏在檢測載台10後不易分離的問題。
在執行檢測方法X時，當該光電倍增管42於該檢測載台10上之區域位置A感測到來自至少一種目標生物粒子上之標籤被激發光激發而產生的放射光Lb時，該光電倍增管42將產生一區域定位訊號，該區域定位訊號包含區域位置A的螢光訊號強度，並且該光電倍增管42將該區域定位訊號傳送至該處理器。接著，該處理器依據該區域定位訊號判斷該檢測載台10上之區域位置A具有至少一種目標生物粒子，並使該電荷耦合元件44接收該第二檢測光L2以感測該至少一種目標生物粒子於該區域位置A的影像位置，進而產生一影像訊號。該處理器依據產生的該影像訊號取得該檢測載台10上之該區域位置A中的至少一種目標生物粒子之精確位置，接著，當該光電倍增管42於該檢測載台10上之另一區域位置B感測到來自至少一種目標生物粒子上之標籤被激發光激發而產生的放射光Lb時，該光電倍增管42將產生另一區域定位訊號，該區域定位訊號包含區域位置B的螢光訊號強度，並且該光電倍增管42將該另一區域定位訊號傳送至該處理器。接著，該處理器依據該區域定位訊號判斷該檢測載台10上之區域位置B具有至少一種目標生物粒子，並使該電荷耦合元件44接收該第二檢測光L2以感測該至少一種目標生物粒子於該區域位置B的影像位置，進而產生一影像訊號。該處理器依據產生的該影像訊號取得該檢測載台10上之該區域位置B中的至少一種目標生物粒子之精確位置。
請續參圖1、圖2及圖3所示，所述檢測設備100亦可藉由上述機械構造進行另一檢測方法Y，以掃描檢測其檢測載台10上的該些生物粒子。該檢測方法Y包含下列步驟A~G： 步驟A：該激發光源20發射激發光La，該分色鏡34將該激發光La反射後再照射該些生物粒子。 步驟B：該些生物粒子中之至少一種目標生物粒子吸收該激發光La產生放射光Lb，並入射該濾光分光鏡組30。 步驟B與步驟C之間的步驟：該濾光分光鏡組30的物鏡32將放射光Lb入射該濾光片組36。而後，濾光片組36選用僅可使放射光Lb之波段穿透的濾光片，過濾掉激發光La或其他波段的光，使放射光Lb再入射該分光鏡38。 步驟C：該濾光分光鏡組30的分光鏡38將放射光Lb分為該第一檢測光L1與該第二檢測光L2射出，該第一檢測光L1與該第二檢測光L2分別入射光電倍增管42與電荷耦合元件44。 步驟D：該光電倍增管42與該檢測載台10相對移動，以掃描該檢測載台10上的複數個區域位置。當該光電倍增管42於該檢測載台10之任一區域位置接收到該第一檢測光L1時，該光電倍增管42將產生一區域定位訊號，該區域定位訊號包含該至少一種目標生物粒子於檢測載台10上的區域位置與螢光訊號強度，並傳送至該處理器，直到所有區域位置都完成掃描。 步驟E：該處理器依據至少一該區域定位訊號判斷該檢測載台10上之至少一該區域位置具有該至少一種目標生物粒子，並將至少一該區域定位訊號傳送至該電荷耦合元件44。 步驟F：該電荷耦合元件44依據至少一該區域定位訊號相對於該檢測載台10移動，並分別於每一個該區域位置接收該第二檢測光L2以感測該至少一種目標生物粒子於該檢測載台10上的影像位置，進而分別產生一影像訊號。 步驟G：該處理器依據至少一該影像訊號取得該檢測載台10上之至少一該區域位置中的該至少一種目標生物粒子之精確位置。
所述檢測設備100藉由上述檢測方法Y進行檢測目標生物粒子時，由於該光電倍增管42執行檢測方法Y時係一次性地掃描所有區域位置，不需要如光電倍增管42執行檢測方法X時反覆於掃描一區域位置後停止作動，直至其他構件作動完畢再掃描另一區域位置，故檢測方法Y的掃描速度較檢測方法X快。在一些檢測載台10上的分選盤細胞數少的情況時，所述檢測設備100藉由檢測方法X與檢測方法Y進行檢測之總處理時間相近。然而，在一些檢測載台10上的分選盤細胞數較多的情況時，利用檢測方法Y進行檢測則能夠提高檢測效率。
舉例而言，該檢測載台10可被區分為5個等面積的區域位置，分別表示為A、B、C、D、E（圖未標示），然而本領域具有通常知識者得依據實際需要自行劃分不同面積、不同數量的區域位置。該些生物粒子隨機分佈在區域位置上，使得有些區域位置具有至少一種目標生物粒子，有些區域位置則不具有目標生物粒子，目標生物粒子得視使用者自行搭配不同的標籤、螢光的選用以及濾光片的選用達到辨識目標生物粒子的效果。在步驟D中，該光電倍增管42與該檢測載台10相對移動，分別掃描該檢測載台10上之區域位置A、B、C、D與E以感測至少一種目標生物粒子。
承上，在執行檢測方法Y時，當該光電倍增管42於該檢測載台10上之區域位置A感測到來自至少一種目標生物粒子上之標籤被激發光激發而產生的放射光Lb時，該光電倍增管42將產生一區域定位訊號紀錄區域位置A的位置與螢光訊號強度，並將該區域定位訊號資訊傳送至該處理器，該光電倍增管42繼續於該檢測載台10上之其他區域位置B、C、D與E移動直至掃描完所有的區域位置。接著，該處理器依據該區域定位訊號判斷該檢測載台10上之區域位置A具有至少一種目標生物粒子，因此將包含有區域位置A之位置資訊的區域定位訊號傳送至該電荷耦合元件44。該電荷耦合元件44依據該區域定位訊號相對於該檢測載台10移動至區域位置A，並接收該第二檢測光L2以感測該至少一種目標生物粒子於該區域位置A的影像位置，進而產生一影像訊號。該處理器依據該影像訊號取得該檢測載台10上之該區域位置A中的至少一種目標生物粒子之精確位置。此方式的優點在於，利用該光電倍增管42快速地完成所有區域位置的掃描，再針對具有螢光訊號的區域位置利用該電荷耦合元件44確認視野下是否具有目標生物粒子，提高掃描檢測的效率。
承上，在執行檢測方法Y時，當該光電倍增管42分別於該檢測載台10上之區域位置A與B感測到來自至少一種目標生物粒子上之標籤被激發光激發而產生的放射光Lb時，該光電倍增管42將產生兩個區域定位訊號，該二區域定位訊號分別包含區域位置A與B的位置資訊與螢光訊號強度，並且該光電倍增管42將該二區域定位訊號傳送至該處理器，該光電倍增管42繼續於該檢測載台10上之其他區域位置C、D與E移動直至掃描完所有的區域位置。接著，該處理器依據該二區域定位訊號判斷該檢測載台10上之區域位置A與B分別具有至少一種目標生物粒子，因此將包含有區域位置A與B之位置資訊的區域定位訊號傳送至該電荷耦合元件44。該電荷耦合元件44分別依據該二區域定位訊號相對於該檢測載台10移動至區域位置A與B，並分別接收該第二檢測光L2以感測該至少一種目標生物粒子於該檢測載台10上區域位置A與B的影像位置，進而分別產生一影像訊號。該處理器依據產生的兩個影像訊號分別取得該檢測載台10上之該區域位置A與B中的至少一種目標生物粒子之精確位置。
所述檢測設備100之光學系統會依據本發明之檢測方法的步驟A~G形成傳播激發光La與放射光Lb的能量之一第一光路S1（圖2）以及一第二光路S2（圖3），藉此得知上述該至少一種目標生物粒子之精確位置。
參照圖2，所述第一光路S1是從激發光源20出發，依序經過該分色鏡34、物鏡32、該檢測載台10、物鏡32、該分色鏡34、該濾光片組36後，穿透該分光鏡38抵達該光電倍增管42。該光電倍增管42接收於第一光路S1上傳遞的該第一檢測光L1後，得以快速判斷該檢測載台10上的哪些區域位置存在該至少一種目標生物粒子，以獲得該至少一種目標生物粒子的區域位置。
參照圖3，所述第二光路S2是從該激發光源20出發，依序經過該分色鏡34、物鏡32、該檢測載台10、物鏡32、該分色鏡34、該濾光片組36後，經由該分光鏡38反射到達該電荷耦合元件44。該電荷耦合元件44接收於第二光路S2上傳遞的第二檢測光L2後，得以精準地取得該至少一種目標生物粒子的精確位置。如此一來，該處理器藉由該光電倍增管及電荷耦合元件確定該檢測載台10上的該至少一種目標生物粒子之精確位置，往後處理器則可控制其他裝置進行揀選該至少一種目標生物粒子的動作。
補充說明的是，雖然於本實施例中之該第一檢測光L1佔放射光Lb的比率為0.1，第二檢測光L2佔放射光Lb的比率為0.9，然於其他實務上，亦可採用不同穿透率與反射率比例的分光鏡，例如，採用穿透率為20%、反射率為80%的分光鏡，其該第一檢測光L1佔放射光Lb之比率為0.2，該第二檢測光L2佔放射光Lb之比率為0.8；或者是，穿透率為50%、反射率為50%的分光鏡，其該第一檢測光L1佔放射光Lb之比率為0.5，該第二檢測光L2佔放射光Lb之比率為0.5，然不以上述內容為限。
在本實施例中提供另一態樣的分光鏡38及掃描感測器組40，請參圖4所示，分光鏡38的穿透率為90%，反射率為10%，其中前述自分光鏡38鏡面反射之10%放射光Lb為第一檢測光L1，前述穿透分光鏡38之90%放射光Lb為第二檢測光L2。同樣地，掃描感測器組40的光電倍增管42接收該第一檢測光L1，電荷耦合元件44接收第二檢測光L2。
請參圖5所示，為本發明第二較佳實施例之檢測設備100A，第二較佳實施例之檢測設備100A與第一較佳實施例之檢測設備100的差異在於，檢測設備100A的分色鏡34A與分光鏡38A之間不設置濾光片組，但檢測設備100A的光學系統包含有一第一濾光片組36A及一第二濾光片組37A。該分光鏡38A位於該放射光Lb之光路徑上，且將該放射光Lb分為該第一檢測光L1與該第二檢測光L2射出。而該第一濾光片組36A及該第二濾光片組37A分別位於該第一檢測光L1及該第二檢測光L2之光路徑上。如此一來，相較於第一較佳實施例的該檢測方法X或Y於執行（步驟C）時，第二較佳實施例的該分光鏡38A將該放射光Lb分為該第一檢測光L1與該第二檢測光L2射出後，該檢測方法於步驟C與步驟D之間將執行下列步驟： 該第一濾光片組36A選用僅可使該第一檢測光L1之波段穿透的濾光片，過濾掉激發光La或其他波段的光後，再入射該光電倍增管42A；以及 該第二濾光片組37A選用僅可使該第二檢測光L2之波段穿透的濾光片，過濾掉激發光La或其他波段的光後，再入射該電荷耦合元件44A。
由上述內容可知，該光電倍增管42A所接收的第一光路是從激發光源20A出發，依序經過該分色鏡34A、物鏡32A、該檢測載台10A、物鏡32A、該分色鏡34A及穿透該分光鏡38A後，再由該第一濾光片組36A過濾後，抵達該光電倍增管42A。電荷耦合元件44A所接收的第二光路是從該激發光源20A出發，依序經過該分色鏡34A、物鏡32A、該檢測載台10A、物鏡32A、該分色鏡34A及經由該分光鏡38A反射後，再由該第二濾光片組37A過濾後，到達該電荷耦合元件44A。上述第一、第二濾光片組36A, 37A可依使用者需求置換，依照需求使特定一個或複數個波段的光穿透而其餘波段被排除，其優點在於：該光電倍增管42A與電荷耦合元件44A可同時依使用者需求檢視不同種的目標生物粒子。
實際使用本實施例的檢測設備100A時，該光電倍增管42A在檢測載台10上之一區域位置接收到該第一檢測光L1，且該電荷耦合元件44A接收該第二檢測光L2後，可將該第二濾光片組37A的濾片置換為可檢測其他螢光粒子標籤的濾片，如此一來，可用以觀察該區域位置是否具有與另一種標籤結合的目標生物粒子，故該光電倍增管42A與電荷耦合元件44A可同時檢視不同種的目標生物粒子，有助於減少切換濾片的時間。
請參圖6所示，為本發明第三較佳實施例之檢測設備100B，第三較佳實施例之檢測設備100B與第一較佳實施例之檢測設備100的差異在於，檢測設備100B的濾光分光鏡組中之各個構件的擺放位置與檢測設備100的濾光分光鏡組30中之各個構件的擺放位置不同，進而影響激發光源20B、光電倍增管42B及電荷耦合元件44B的擺放位置。
檢測設備100B的濾光分光鏡組之物鏡32B及分色鏡34B上下依序排列設置於檢測載台10B下方，而濾光片組36B及分光鏡38B設置於分色鏡34B之鏡面前的同一側，且濾光片組36B位於分色鏡34B及分光鏡38B之間。該激發光源20B設置於分色鏡34B的下方。光電倍增管42B設置於分光鏡38B的下方，電荷耦合元件44B則設置於分光鏡38B的背離濾光片組36B之一側，然而因分光鏡38B的穿透率與反射率之比例依使用情境而有所不同，因此本發明的分光鏡、光電倍增管及電荷耦合元件可依據下列原則搭配使用：本發明之分光鏡會將該放射光分為一穿透光以及一反射光，其中該穿透光與該反射光中之能量較低者做為本發明之第一檢測光，該穿透光與該反射光中之能量較高者做為本發明之第二檢測光，而光電倍增管恆接收第一檢測光，電荷耦合元件恆接收第二檢測光。
第三較佳實施例之檢測設備100B之檢測方法X包含下列步驟A~G： 步驟A：該激發光源20B發射激發光La，該激發光La穿透該分色鏡34B及物鏡32B後，照射該些生物粒子。 步驟B：該些生物粒子中之至少一種目標生物粒子吸收該激發光La以產生放射光Lb，並入射該濾光分光鏡組。 步驟B與步驟C之間的步驟：該濾光分光鏡組的物鏡32B將放射光Lb入射該分色鏡34B，該分色鏡34B將放射光Lb反射至該濾光片組36B。而後，濾光片組36B選用僅可使放射光Lb之波段穿透的濾光片，過濾掉激發光La或其他波段的光，使放射光Lb再入射該分光鏡38B。 步驟C：該濾光分光鏡組的分光鏡38B將放射光Lb分為該第一檢測光L1與該第二檢測光L2射出，該第一檢測光L1與該第二檢測光L2分別入射光電倍增管42B與電荷耦合元件44B。 步驟D：該光電倍增管42B與該檢測載台10B相對移動，以掃描該檢測載台10B上的區域位置。當該光電倍增管42B於該檢測載台10B之一區域位置接收到該第一檢測光L1時，該光電倍增管42B將產生一區域定位訊號，該區域定位訊號包含有該至少一種目標生物粒子於檢測載台10上的螢光訊號強度，並傳送至該處理器。 步驟E：該處理器依據該區域定位訊號判斷該檢測載台10B上之該區域位置具有該至少一種目標生物粒子，並將該區域定位訊號傳送至該電荷耦合元件44B。 步驟F：該電荷耦合元件44B接收該第二檢測光L2以感測該至少一種目標生物粒子於該區域位置上的影像位置，進而產生一影像訊號。 步驟G：該處理器依據該影像訊號取得該檢測載台10B上之該區域位置中的該至少一種目標生物粒子之精確位置，並回到步驟D掃描該檢測載台10B上尚未檢測的其他區域位置。
第三較佳實施例之檢測設備100B之另一檢測方法Y包含下列步驟A~G： 步驟A：該激發光源20B發射激發光La，該激發光La穿透該分色鏡34B及物鏡32B後，照射該些生物粒子。 步驟B：該些生物粒子中之至少一種目標生物粒子吸收該激發光La產生放射光Lb，並入射該濾光分光鏡組。 步驟B與步驟C之間的步驟：該濾光分光鏡組的物鏡32B將放射光Lb入射該分色鏡34B，該分色鏡34B將放射光Lb反射至該濾光片組36B。而後，濾光片組36B選用僅可使放射光Lb之波段穿透的濾光片，過濾掉激發光La或其他波段的光，使放射光Lb再入射該分光鏡38B。 步驟C：該濾光分光鏡組的分光鏡38B將放射光Lb分為該第一檢測光L1與該第二檢測光L2射出，該第一檢測光L1與該第二檢測光L2分別入射光電倍增管42B與電荷耦合元件44B。 步驟D：該光電倍增管42B與該檢測載台10B相對移動，以掃描該檢測載台10B上的複數個區域位置。當該光電倍增管42B於該檢測載台10B之任一區域位置接收到該第一檢測光L1時，該光電倍增管42B將產生一區域定位訊號，該區域定位訊號包含有該至少一種目標生物粒子於檢測載台10B上的區域位置與螢光訊號強度，並傳送至該處理器，直到所有區域位置都完成掃描。 步驟E：該處理器依據至少一該區域定位訊號判斷該檢測載台10B上之至少一該區域位置具有該至少一種目標生物粒子，並將至少一該區域定位訊號傳送至該電荷耦合元件44B。 步驟F：該電荷耦合元件44B依據至少一該區域定位訊號相對於該檢測載台10B移動，並分別於每一個該區域位置接收該第二檢測光L2以感測該至少一種目標生物粒子於該檢測載台10B上的影像位置，進而分別產生一影像訊號。 步驟G：該處理器依據至少一該影像訊號取得該檢測載台10B上之至少一該區域位置中的該至少一種目標生物粒子之精確位置。
上述結構關係使得第三較佳實施例之檢測設備100B相較於第一較佳實施例之檢測設備100而言，檢測設備100B的整體設備高度較低，寬度較大，較適用於放置於較矮寬的容置空間中，購買者可依據使用需求選用。
請參圖7所示，為本發明第四較佳實施例之檢測設備100C，第四較佳實施例之檢測設備100C與第三較佳實施例之檢測設備100B的差異在於，檢測設備100C的分色鏡34C與分光鏡38C之間不設置濾光片組，但檢測設備100C的濾光分光鏡組包含有一第一濾光片組36C及一第二濾光片組37C，該分光鏡38C位於該放射光Lb之光路徑上，而該第一濾光片組36C及該第二濾光片組37C分別位於光電倍增管42C所接收的該第一檢測光L1及該電荷耦合元件44C所接收的第二檢測光L2之光路徑上。
如此一來，第四較佳實施例之檢測設備100C的檢測方法與第二較佳實施例之檢測設備100A的檢測方法的步驟大致相同，差別在於第四較佳實施例之檢測設備100C的檢測方法相較於第二較佳實施例的步驟A，第四較佳實施例將於步驟A執行下列步驟： 該激發光源20C發射激發光La，該激發光La穿透該分色鏡34C及物鏡32C後，照射檢測載台10C上的該些生物粒子。
上述第一、第二濾光片組36C, 37C可依使用者需求置換，依照需求使特定一個或複數個波段的光穿透而其餘波段被排除，其優點在於：該光電倍增管42C與電荷耦合元件44C可同時依使用者需求檢視不同種的目標生物粒子。
實際使用本實施例之檢測設備100C時，該光電倍增管42C在檢測載台10上之一個區域位置接收到該第一檢測光L1，且該電荷耦合元件44C接收該第二檢測光L2後，可將該第二濾光片組37C的濾片置換為可檢測其他螢光粒子之標籤的濾片，如此一來，可用以觀察該區域位置是否具有與另一種標籤結合的目標生物粒子，故該光電倍增管42C與電荷耦合元件44C可同時感測檢視不同種的目標生物粒子，有助於減少切換濾片的時間。此外，第四較佳實施例之檢測設備100C又具有與第三較佳實施例之檢測設備100B相同的優點，較適用於放置於較矮寬的容置空間中。
請參圖8所示，為本發明第五較佳實施例之檢測設備100D。第五較佳實施例之檢測設備100D與第一較佳實施例之檢測設備100的差異在於，該激發光源20D與物鏡32D設置於該檢測載台10D之相異二側，檢測載台10D位於該激發光源20D的激發光La的光路徑上，使激發光La直接照射於該些生物粒子上。是以，檢測設備100D的濾光分光鏡組不需要設置有供反射激發光La的分色鏡，其中濾光分光鏡組的物鏡32D、該濾光片組36D及該分光鏡38D由上而下依序設置於該檢測載台10D之下方。
所述檢測設備100D的檢測方法X包含下列步驟A~G： 步驟A：該激發光源20D發射激發光La，且該激發光La直接照射該些生物粒子。 步驟B：該些生物粒子中之該至少一種目標生物粒子吸收該激發光La產生放射光Lb，並入射該濾光分光鏡組30D。 步驟B與步驟C之間的步驟：該濾光分光鏡組30D的物鏡32D將放射光Lb入射該濾光片組36D。而後，濾光片組36D選用僅可使放射光Lb之波段穿透的濾光片，過濾掉激發光La或其他波段的光，使放射光Lb再入射該分光鏡38D。 步驟C：該分光鏡38D將放射光Lb分為該第一檢測光L1與該第二檢測光L2射出，該第一檢測光L1與該第二檢測光L2分別入射光電倍增管42D與電荷耦合元件44D。 步驟D：該光電倍增管42D與該檢測載台10D相對移動，以掃描該檢測載台10D上的區域位置。當該光電倍增管42D於該檢測載台10D之一區域位置接收到該第一檢測光L1時，該光電倍增管42D將產生一區域定位訊號，該區域定位訊號包含有該至少一種目標生物粒子於檢測載台10D上的螢光訊號強度，並傳送至該處理器。 步驟E：該處理器依據該區域定位訊號判斷該檢測載台10D上之該區域位置具有該至少一種目標生物粒子，並將該區域定位訊號傳送至該電荷耦合元件44D。 步驟F：該電荷耦合元件44D接收該第二檢測光L2以感測該至少一種目標生物粒子於該區域位置上的影像位置，進而產生一影像訊號。 步驟G：該處理器依據該影像訊號取得該檢測載台10D上之該區域位置中的該至少一種目標生物粒子之精確位置，並回到步驟D掃描該檢測載台10D上尚未檢測的其他區域位置。
所述檢測設備100D的檢測方法Y包含下列步驟A~G： 步驟A：該激發光源20D發射激發光La，且該激發光La直接照射該些生物粒子。 步驟B：該些生物粒子中之該至少一種目標生物粒子吸收該激發光La產生放射光Lb，並入射該濾光分光鏡組30D。 步驟B與步驟C之間的步驟：該濾光分光鏡組30D的物鏡32D將放射光Lb入射該濾光片組36D。而後，濾光片組36D選用僅可使放射光Lb之波段穿透的濾光片，過濾掉激發光La或其他波段的光，使放射光Lb再入射該分光鏡38D。 步驟C：該分光鏡38D將放射光Lb分為該第一檢測光L1與該第二檢測光L2射出，該第一檢測光L1與該第二檢測光L2分別入射光電倍增管42D與電荷耦合元件44D。 步驟D：該光電倍增管42D與該檢測載台10D相對移動，以掃描該檢測載台10D上的複數個區域位置。當該光電倍增管42D於該檢測載台10D之任一區域位置接收到該第一檢測光L1時，該光電倍增管42D將產生一區域定位訊號，該區域定位訊號包含有該至少一種目標生物粒子於檢測載台10D上的區域位置與螢光訊號強度，並傳送至該處理器，直到所有區域位置都完成掃描。 步驟E：該處理器依據至少一該區域定位訊號判斷該檢測載台10D上之至少一該區域位置具有該至少一種目標生物粒子，並將至少一該區域定位訊號傳送至該電荷耦合元件44D。 步驟F：該電荷耦合元件44D依據至少一該區域定位訊號相對於該檢測載台10D移動，並分別於每一個該區域位置接收該第二檢測光L2以感測該至少一種目標生物粒子於該檢測載台10D上的影像位置，進而分別產生一影像訊號。 步驟G：該處理器依據至少一該影像訊號取得該檢測載台10D上之至少一該區域位置中的該至少一種目標生物粒子之精確位置。
第五較佳實施例之檢測設備100D的優點在於：其濾光分光鏡組不設置於分色鏡後，可降低對於放射光的影響，避免放射光的能量損耗而導致掃描感測品質下降。此外，第五較佳實施例之檢測設備100D的激發光源20D、該檢測載台10D與該濾光分光鏡組30D皆可彼此相對地移動，是以增加機械的可自由移動度。
請參圖9所示，為本發明第六較佳實施例之檢測設備100E，第六較佳實施例之檢測設備100E與第五較佳實施例之檢測設備100D的差異在於，檢測設備100E的濾光分光鏡組包含有一物鏡32E、三個分色鏡34E、一濾光片組36E及一分光鏡38E，檢測設備100E的掃描感測器組則包含有四個光電倍增管42E及一電荷藕合元件44E。其中該物鏡32E及該分光鏡38E依序上下排列設置於檢測載台10E下方，其中一分色鏡34E設置於分光鏡38E的下方且位於該第一檢測光L1之光路徑上，用以將入射的該第一檢測光L1分為複數個不同波段的第一檢測光波段L11射出。另二個分色鏡34E排列設置前述分色鏡34E之一側，且該二分色鏡34E接收該些第一檢測光波段L11之至少一者，藉此該些光電倍增管42E可分別產生一區域定位訊號，且該些區域定位訊號可分別表示不同種目標生物粒子於檢測載台10E上的區域位置。
舉例來說，檢測載台10E上的生物粒子包含多種不同的目標生物粒子，且該些不同種的目標生物粒子中之其中一種目標生物粒子能同時結合多種不同的標籤，或是該些不同種的目標生物粒子分別結合不同的標籤。使用者可藉由置換該激發光源所發出的激發光，以激發檢測載台10E上的該些標籤，且該些標籤受激發後可分別發出不同的放射光。當該些光電倍增管42E分別收到不同的放射光時，可分別產生一區域定位訊號，代表了該檢測載台10E上的某一區域位置中的其中一種目標生物粒子可能同時結合複數個不同的螢光粒子標籤或複數個不同的目標生物粒子分別結合不同的螢光粒子標籤。如此一來，在掃描檢測的過程中，可同時檢視該檢測載台10E上的某一區域位置中是否存在不同螢光標籤。
第六較佳實施例之檢測設備100E的檢測方法X包含下列步驟A~G： 步驟A：該激發光源20E發射激發光La，且該激發光La直接照射該些生物粒子。 步驟B：該些生物粒子中之至少一種目標生物粒子吸收該激發光La產生放射光Lb，並入射該濾光分光鏡組。 步驟B與步驟C之間的步驟：該濾光分光鏡組的物鏡32E將放射光Lb入射該分光鏡38E。 步驟C：該分光鏡38E將放射光Lb分為該第一檢測光L1與該第二檢測光L2射出，該第一檢測光L1的該些不同第一檢測光波段L11分別入射該些光電倍增管42E；該濾光片組使該第二檢測光L2之波段穿透濾光片，過濾掉激發光La或其他波段的光，使放射光Lb再入射電荷耦合元件44E。 步驟D：該些光電倍增管42E與該檢測載台10E相對移動，以掃描該檢測載台10E上的區域位置。當該光電倍增管42E於該檢測載台10E之一區域位置接收到該第一檢測光L1時，該光電倍增管42E將產生一區域定位訊號，該區域定位訊號包含有該至少一種目標生物粒子於檢測載台10上的螢光訊號強度，並傳送至該處理器。 步驟E：該處理器依據該區域定位訊號判斷該檢測載台10E上之區域位置具有該種目標生物粒子，並將該區域定位訊號傳送至該電荷耦合元件44E。 步驟F：該電荷耦合元件44E接收該第二檢測光L2以感測該至少一種目標生物粒子於該區域位置上的影像位置，進而產生至少一該影像訊號。 步驟G：該處理器依據該影像訊號取得該檢測載台10E上之該區域位置中的該至少一種目標生物粒子之精確位置，並回到步驟D掃描該檢測載台10E上尚未檢測的其他區域位置。
第六較佳實施例之檢測設備100E的另一檢測方法Y包含下列步驟A~G： 步驟A：該激發光源20E發射激發光La，且該激發光La直接照射該些生物粒子。 步驟B：該些生物粒子中之該至少一種目標生物粒子吸收該激發光La產生放射光Lb，並入射該濾光分光鏡組。 步驟B與步驟C之間的步驟：該濾光分光鏡組的物鏡32E將放射光Lb入射該分光鏡38E。 步驟C：該分光鏡38E將放射光Lb分為該第一檢測光L1與該第二檢測光L2射出，該第一檢測光L1的該些不同第一檢測光波段L11分別入射該些光電倍增管42E；該濾光片組使該第二檢測光L2之波段穿透濾光片，過濾掉激發光La或其他波段的光，使放射光Lb再入射電荷耦合元件44E。 步驟D：該些光電倍增管42E與該檢測載台10E相對移動，以掃描該檢測載台10E上的複數個區域位置。當該光電倍增管42E於該檢測載台10E之任一區域位置接收到該第一檢測光L1時，該光電倍增管42E將產生一區域定位訊號，該區域定位訊號包含有該至少一種目標生物粒子於檢測載台10E上的區域位置與螢光訊號強度，並傳送至該處理器，直到所有區域位置都完成掃描。 步驟E：該處理器依據至少一該區域定位訊號判斷該檢測載台10E上之至少一區域位置具有該至少一種目標生物粒子，並將至少一該區域定位訊號傳送至該電荷耦合元件44E。 步驟F：該電荷耦合元件44E依據至少一該區域定位訊號相對於該檢測載台10E移動，並分別於每一個該區域位置接收該第二檢測光L2以感測該至少一種目標生物粒子於該檢測載台10E上的影像位置，進而分別產生一影像訊號。 步驟G：該處理器依據該影像訊號取得該檢測載台10E上之至少一該區域位置中的該至少一種目標生物粒子之精確位置。
請參圖10所示，為本發明第七較佳實施例之檢測設備100F，第七較佳實施例之檢測設備100F與第六較佳實施例之檢測設備100E的差異在於，檢測設備100F的濾光分光鏡組包含有一物鏡32F、五個分色鏡34F及一分光鏡38F。其中該物鏡32F、其中一個分色鏡34F、分光鏡38F及另一個分色鏡34F依序上下排列設置於檢測載台10F下方，前述設置於分光鏡38F上方的分色鏡34F用以將激發光源20F的激發光La反射，使激發光La照射檢測載台10F上的該些生物粒子。前述設置於分光鏡38F下方的分色鏡34F位於該第一檢測光L1之光路徑上，用以將入射的該第一檢測光L1分為複數個不同波段的第一檢測光波段L11射出。另三個分色鏡34F排列設置前述分色鏡34F之一側，且該三分色鏡34F接收該些第一檢測光波段L11之至少一者，藉此該些光電倍增管42F可分別產生一區域定位訊號，且該些區域定位訊號可分別表示不同種目標生物粒子於檢測載台10F上的區域位置。
舉例來說，檢測載台10F上的生物粒子包含多種不同的目標生物粒子，且該些不同種的目標生物粒子中之其中一種目標生物粒子能同時結合多種不同的標籤，或是該些不同種的目標生物粒子分別結合不同的標籤。使用者可藉由置換該激發光源所發出的激發光，以激發檢測載台10F上的該些標籤，且該些標籤受激發後可分別發出不同的放射光。當該些光電倍增管42F分別收到不同的放射光時，可分別產生一區域定位訊號，代表了該檢測載台10F上的某一區域位置中的其中一種目標生物粒子可能同時結合複數個不同的螢光粒子標籤或複數個不同的目標生物粒子分別結合不同的螢光粒子標籤。如此一來，在掃描檢測的過程中，可同時檢視該檢測載台10F上的某一區域位置中是否存在不同螢光標籤。
而第七較佳實施例之檢測設備100F的電荷耦合元件44F及濾光片組36F設置於分光鏡38F鏡前的同一側，濾光片組36F使該第二檢測光L2之波段穿透，過濾掉激發光La或其他波段的光，該第二檢測光L2入射電荷耦合元件44F。
前述設計使得第七較佳實施例之檢測設備100F相較於第六較佳實施例之檢測設備100E而言，可以節省檢測載台10F上方的空間，且又同時提供較多光電倍增管42F以取得該檢測載台10F上的一特定的區域位置中是否有不同種的目標生物粒子存在。由此可知，本發明之光電倍增管之數量，以及其對應的分色鏡之數量是可依據使用需求而增減。
請參圖11所示，為本發明第八較佳實施例之檢測設備100G，第八較佳實施例之檢測設備100G與第七較佳實施例之檢測設備100F的差異在於，檢測設備100G的濾光分光鏡組不包含濾光片組，取而代之地，檢測設備100G的濾光分光鏡組增設有二分色鏡34G，其中一分色鏡34G設置於分光鏡38G的一側且位於該第二檢測光L2之光路徑上，用以將入射的該第二檢測光L2分為複數個不同波段的第二檢測光波段L21射出。另一個分色鏡34G排列設置前述分色鏡34G之右側，且該分色鏡34G接收該些第二檢測光波段L21之至少一者。而檢測設備100G的掃描感測器組具有複數個電荷耦合元件44G，該些電荷耦合元件44G接收不同波段的第二檢測光波段L21並分別產生一影像訊號，該些影像訊號可分別表示不同種目標生物粒子於檢測載台10G上的影像位置。
舉例來說，檢測載台10G上的生物粒子包含多種不同的目標生物粒子，且該些不同種的目標生物粒子中之其中一種目標生物粒子能同時結合多種不同的標籤，或是該些不同種的目標生物粒子分別結合不同的標籤。使用者可藉由置換該激發光源所發出的激發光，以激發檢測載台10G上的該些標籤，且該些標籤受激發後可分別發出不同的放射光。當該些光電倍增管42G分別收到不同的放射光時，可分別產生一區域定位訊號，代表了該檢測載台10G上的某一區域位置中的其中一種目標生物粒子可能同時結合複數個不同的螢光粒子標籤或複數個不同的目標生物粒子分別結合不同的螢光粒子標籤。如此一來，在掃描檢測的過程中，可同時檢視該檢測載台10G上的某一區域位置中是否存在不同螢光標籤。在掃描檢測的過程中，該些影像訊號使得使用者可於複數個不同的顯示畫面，同時檢視檢測載台10G上不同種的目標生物粒子之明確影像位置。如此一來，能降低各個電荷耦合元件44G的工作負載並達到能接收一特定視野下不同螢光標籤影像的效果。
在一些情況當中，本發明之檢測設備的濾光分光鏡組不包含分光鏡亦能達到同時以光電倍增管及電荷耦合元件取得目標生物粒子的精確位置的目的。請參圖12所示，為本發明第九實施例之檢測設備100H，其包含一檢測載台10H、一光學系統（未繪示）以及一電性連接該光學系統之處理器（未繪示），其中所述光學系統包含有一激發光源20H、一濾光分光鏡組及一掃描感測器組。
該激發光源20H的激發光La照射該些生物粒子，且該些生物粒子中之該至少一種目標生物粒子受該激發光La照射並激發產生一放射光Lb時，該放射光Lb會分為一第一檢測光L1及一第二檢測光L2射出，其中第一檢測光L1與第二檢測光L2的前進方向不同，且第一檢測光L1與激發光La之前進方向相反，第二檢測光L2與激發光La之前進方向相同。
該濾光分光鏡組包含一物鏡32H、一分色鏡34H、一第一濾光片組36H及一第二濾光片組37H。其中該物鏡32H與該第二濾光片組37H由上而下依序設置於該檢測載台10H之下方，該分色鏡34H設置於該檢測載台10H之上方，而該第一濾光片組36H位於分色鏡34H之一側。該濾光分光鏡組的物鏡32H位於該第二檢測光L2的光路徑上，並係用以聚焦該至少一種目標生物粒子並放大成像。該分色鏡34H位於該第一檢測光L1的光路徑上且係用以反射該第一檢測光L1。該第一濾光片組36H與第二濾光片組37H分別位於該第一檢測光L1及第二檢測光L2之光路徑上。
該掃描感測器組包含一光電倍增管42H及一電荷耦合元件44H。其中該電荷耦合元件44H位於該第二檢測光L2光路上的該第二濾光片組37H之下方，且係用以接收第二檢測光L2。該光電倍增管42H位於第一檢測光L1光路上的濾光片組36H之一側，且係用以接收第一檢測光L1。當光電倍增管42H相對於該檢測載台10H掃描該檢測載台10H並接收到第一檢測光L1時，該光電倍增管42H產生一區域定位訊號，該區域定位訊號包含有該至少一種目標生物粒子於該檢測載台10H上的區域位置。當電荷耦合元件44H相對於該檢測載台10H移動並接收該第二檢測光L2時，該電荷耦合元件44H產生一影像訊號，該影像訊號包含有該至少一種目標生物粒子於該檢測載台10H上的影像位置。
所述檢測設備100H的檢測方法X包含下列步驟A~G： 步驟A：該激發光源20H發射激發光La，該激發光La照射檢測載台10H上的該些生物粒子。 步驟B：該些生物粒子中之該至少一種目標生物粒子吸收該激發光La產生放射光Lb。 步驟C：放射光Lb分為行徑方向朝上的第一檢測光L1與行徑方向朝下的第二檢測光L2射出。 步驟C與步驟D之間的步驟：該分色鏡34H將第一檢測光L1反射後，入射第一濾光片組36H，該第一濾光片組36H使該第一檢測光L1之波段穿透濾光片，過濾掉激發光La或其他波段的光，使放射光Lb再入射該光電倍增管42H；該物鏡32將第二檢測光L2入射一第二濾光片組37H，該第二濾光片組37H使該第二檢測光L2之波段穿透濾光片，過濾掉激發光La或其他波段的光，使放射光Lb再入射該電荷耦合元件44H。 步驟D：該光電倍增管42H與該檢測載台10H相對移動，以掃描該檢測載台10H上的區域位置。當該光電倍增管42H於該檢測載台10H之任一區域位置接收到該第一檢測光L1時，該光電倍增管42H將產生一區域定位訊號，該區域定位訊號包含有該至少一種目標生物粒子於檢測載台10H上的螢光訊號強度，並傳送至該處理器。 步驟E：該處理器依據該區域定位訊號判斷該檢測載台10H上之該區域位置具有該種目標生物粒子，並將該區域定位訊號傳送至該電荷耦合元件44H。 步驟F：該處理器使該電荷耦合元件44接收該第二檢測光L2以感測該至少一種目標生物粒子於該區域位置上的影像位置，進而產生至少一影像訊號。 步驟G：該處理器依據至少一該影像訊號取得該檢測載台10H上之該區域位置中的該至少一種目標生物粒子之精確位置，並回到步驟D掃描該檢測載台10H上尚未檢測的其他區域位置。
所述檢測設備100H的另一檢測方法Y包含下列步驟A~G： 步驟A：該激發光源20H發射激發光La，該激發光La照射檢測載台10H上的該些生物粒子。 步驟B：該些生物粒子中之該至少一種目標生物粒子吸收該激發光La產生放射光Lb。 步驟C：放射光Lb分為行徑方向朝上的第一檢測光L1與行徑方向朝下的第二檢測光L2射出。 步驟C與步驟D之間的步驟：該分色鏡34H將第一檢測光L1反射後，入射第一濾光片組36H，該第一濾光片組36H使該第一檢測光L1之波段穿透濾光片，過濾掉激發光La或其他波段的光，使放射光Lb再入射該光電倍增管42H；該物鏡32將第二檢測光L2入射一第二濾光片組37H，該第二濾光片組37H使該第二檢測光L2之波段穿透濾光片，過濾掉激發光La或其他波段的光，使放射光Lb再入射該電荷耦合元件44H。 步驟D：該光電倍增管42H與該檢測載台10H相對移動，以掃描該檢測載台10H上的複數個區域位置。當該光電倍增管42H於該檢測載台10H之任一區域位置接收到該第一檢測光L1時，該光電倍增管42H將產生一區域定位訊號，該區域定位訊號包含有該至少一種目標生物粒子於檢測載台10H上的區域位置與螢光訊號強度，並傳送至該處理器，直到所有區域位置都完成掃描。 步驟E：該處理器依據至少一該區域定位訊號判斷該檢測載台10H上之至少一該區域位置具有該至少一種目標生物粒子，並將至少一該區域定位訊號傳送至該電荷耦合元件44H。 步驟F：該電荷耦合元件44依據至少一該區域定位訊號相對於該檢測載台10移動，並分別於每一個該區域位置接收該第二檢測光L2以感測該至少一種目標生物粒子於該檢測載台10上的影像位置，進而分別產生一該影像訊號。 步驟G：該處理器依據該影像訊號取得該檢測載台10H上之至少一該區域位置中的該至少一種目標生物粒子之精確位置。
本發明第九實施例之檢測設備100H的電荷耦合元件44H係獨立於光電倍增管42H，故可相較於現有電荷耦合元件之檢測設備達到更快速檢測載台10H上的該些生物粒子的效果，加速整體設備運作速度。
請參圖13所示，為本發明第十較佳實施例之檢測設備100I，第十較佳實施例之檢測設備100I與第九實施例之檢測設備100H的差異在於，第十較佳實施例之檢測設備100I的濾光分光鏡組還包含另一物鏡32I，該物鏡32I設置於該檢測載台10I的上方，且位於該分色鏡34I下方，如此一來，當光電倍增管42I掃描感測該至少一種目標生物粒子的區域位置，並接收該第一檢測光L1時，光電倍增管42I所獲得區域範圍較小，使掃描的精準度提升。
另外，為了避免整體設備的高度過高本實施例中之激發光源20I設置於分色鏡34I的一側，使得第十較佳實施例之檢測設備100I與第九實施例之檢測設備100H的差異在於：在第九實施例之檢測設備100H中，激發光源20H的激發光La係穿透該分色鏡34H至該檢測載台10H，且該分色鏡34H位於該第一檢測光L1的光路徑上且係用以反射該第一檢測光L1進入該第一濾光片組36H。而在第十較佳實施例之檢測設備100I中，激發光源20I的激發光La係被該分色鏡34I反射後，該激發光La經由該物鏡32I聚焦後照射檢測載台10I上的該些生物粒子，且該分色鏡34I位於該第一檢測光L1的光路徑上且該第一檢測光L1係穿透該物鏡32I、分色鏡34I後進入該第一濾光片組36I。
而接收第一檢測光L1的光電倍增管42I及第一濾光片組36I的位置與第九實施例中之構件的位置相同，而位於檢測載台10I下方的物鏡32I、第二濾光片組37I及接收第二檢測光L2的電荷耦合元件44I的位置亦與第九實施例中之構件的位置相同，故不再贅述。
請參圖14所示，為本發明第十一較佳實施例之檢測設備100J，第十一較佳實施例之檢測設備100J與第十實施例之檢測設備100I的差異在於，檢測設備100J的檢測載台10J與分色鏡34J之間不設置有任何物鏡，如此一來可相較於第十實施例之檢測設備100I的機構而言，整體材積較小，重量較輕。在第十一較佳實施例之檢測設備100J中，激發光源20J的激發光La係被該分色鏡34J反射至該檢測載台10J，且該分色鏡34J位於該第一檢測光L1的光路徑上且該第一檢測光L1係穿透該分色鏡34J後進入該第一濾光片組36J，而第一檢測光L1再由光電倍增管42J接收。而第十一較佳實施例之檢測設備100J的其餘構件皆與第十較佳實施例之檢測設備100I中之構件相同，容不墜述。
綜上所述，藉由上述的結構設計，該檢測設備只需要一個激發光源及一組濾光分光鏡組即能達到以掃描感測器組的光電倍增管及電荷耦合元件同時定位至少一種目標生物粒子之精確位置的目的。相較於習知每一個感測器即須搭配一組獨立的激發光源及濾光分光鏡組的機構設計而言，本發明之檢測設備的整體材積較小，重量減輕，成本也相對地較低。且該電荷耦合元件與該光電倍增管整合為一掃描感測器組的機械結構使其掃描檢測時的移動更加精準，不會產生機械運動上的干涉。此外，本發明中之光電倍增管先快速掃描判斷是否有至少一種目標生物粒子，並定位至少一種目標生物粒子的初步位置，電荷耦合元件再精細定位至少一種目標生物粒子的精準位置，藉此達到高效率檢測以及高檢測精度的效果。
以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已，舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等效變化，理應包含在本發明之專利範圍內。
［本發明之第一實施例］ 100:檢測設備 10:檢測載台 20:激發光源 30:濾光分光鏡組 32:物鏡 34:分色鏡 36:濾光片組 38:分光鏡 40:掃描感測器組 42:光電倍增管 44:電荷耦合元件 L1:第一檢測光 L2:第二檢測光 La:激發光 Lb:放射光 S1:第一光路 S2:第二光路 ［本發明之第二實施例］ 100 A:檢測設備 10A:檢測載台 20A:激發光源 30A:濾光分光鏡組 32A:物鏡 34A:分色鏡 36A:第一濾光片組 37A:第二濾光片組 38A:分光鏡 42A:光電倍增管 44A:電荷耦合元件 ［本發明之第三實施例］ 100B:檢測設備 10B:檢測載台 20B:激發光源 32B:物鏡 34B:分色鏡 36B:濾光片組 38B:分光鏡 42B:光電倍增管 44B:電荷耦合元件 ［本發明之第四實施例］ 100C:檢測設備 10C:檢測載台 20C:激發光源 32C:物鏡 34C:分色鏡 36C:第一濾光片組 37C:第二濾光片組 38C:分光鏡 42C:光電倍增管 44C:電荷耦合元件 ［本發明之第五實施例］ 100D:檢測設備 10D:檢測載台 20D:激發光源 30D:濾光分光鏡組 32D:物鏡 36D:濾光片組 38D:分光鏡 42D:光電倍增管 44D:電荷耦合元件 ［本發明之第六實施例］ 100E:檢測設備 10E:檢測載台 20E:激發光源 32E:物鏡 34E:分色鏡 36E:濾光片組 38E:分光鏡 42E:光電倍增管 44E:電荷耦合元件 L11:第一檢測光波段 ［本發明之第七實施例］ 100F:檢測設備 10F:檢測載台 20F:激發光源 32F:物鏡 34F:分色鏡 36F:濾光片組 38F:分光鏡 42F:光電倍增管 44F:電荷耦合元件 L11:第一檢測光波段 ［本發明之第八實施例］ 100G:檢測設備 10G:檢測載台 20G:激發光源 32G:物鏡 34G:分色鏡 38G:分光鏡 42G:光電倍增管 44G:電荷耦合元件 L11:第一檢測光波段 L21:第二檢測光波段 ［本發明之第九實施例］ 100H:檢測設備 10H:檢測載台 20H:激發光源 32H:物鏡 34H:分色鏡 36H:第一濾光片組 37H:第二濾光片組 42H:光電倍增管 44H:電荷耦合元件 ［本發明之第十實施例］ 100I:檢測設備 10I:檢測載台 20I:激發光源 32I:物鏡 34I:分色鏡 36I:第一濾光片組 37I:第二濾光片組 42I:光電倍增管 44I:電荷耦合元件 ［本發明之第十一實施例］ 100J:檢測設備 10J:檢測載台 20J:激發光源 34J:分色鏡 36J:第一濾光片組 42J:光電倍增管
圖1為本發明第一較佳實施例之用於檢測生物粒子的檢測設備的示意圖。 圖2為本發明上述較佳實施例之用於檢測生物粒子的檢測設備的另一示意圖，揭示第一光路。 圖3為本發明上述較佳實施例之用於檢測生物粒子的檢測設備的再一示意圖，揭示第二光路。 圖4為本發明上述較佳實施例之用於檢測生物粒子的檢測設備之另一態樣的示意圖。 圖5為本發明第二較佳實施例之用於檢測生物粒子的檢測設備的示意圖。 圖6為本發明第三較佳實施例之用於檢測生物粒子的檢測設備的示意圖。 圖7為本發明第四較佳實施例之用於檢測生物粒子的檢測設備的示意圖。 圖8為本發明第五較佳實施例之用於檢測生物粒子的檢測設備的示意圖。 圖9為本發明第六較佳實施例之用於檢測生物粒子的檢測設備的示意圖。 圖10為本發明第七較佳實施例之用於檢測生物粒子的檢測設備的示意圖。 圖11為本發明第八較佳實施例之用於檢測生物粒子的檢測設備的示意圖。 圖12為本發明第九較佳實施例之用於檢測生物粒子的檢測設備的示意圖。 圖13為本發明第十較佳實施例之用於檢測生物粒子的檢測設備的示意圖。 圖14為本發明第十一較佳實施例之用於檢測生物粒子的檢測設備的示意圖。
100:檢測設備
10:檢測載台
20:激發光源
30:濾光分光鏡組
32:物鏡
34:分色鏡
36:濾光片組
38:分光鏡
40:掃描感測器組
42:光電倍增管
44:電荷耦合元件
L1:第一檢測光
L2:第二檢測光
La:激發光
Lb:放射光

Claims (14)

  1. 一種用於檢測生物粒子的檢測設備，包含有：一檢測載台，用以供放置複數個生物粒子；其中該些生物粒子包含有至少一種目標生物粒子；及一光學系統，包含：一激發光源，用以提供一激發光照射該些生物粒子，且該些生物粒子中之該至少一種目標生物粒子受該激發光照射並激發產生一放射光；一濾光分光鏡組，包含有一分光鏡，其中該分光鏡位於該放射光的光路徑上，且用以將入射的該放射光分為佔該放射光不同比例的一第一檢測光與一第二檢測光射出，其中該第一檢測光佔該放射光的比率介於0.1至0.5之間，該第二檢測光佔該放射光的比率介於0.5至0.9之間；至少一光電倍增管(PMT)，係用以接收該第一檢測光，且該光電倍增管可相對於該檢測載台移動，以掃描該檢測載台上的複數個區域位置；當該光電倍增管於該檢測載台之至少一區域位置接收到該第一檢測光時，該至少一光電倍增管產生一區域定位訊號，該區域定位訊號包含有該至少一種目標生物粒子於該檢測載台上的區域位置；及至少一電荷耦合元件(CCD)，係用以接收該第二檢測光，且該電荷耦合元件可相對於該檢測載台移動；當接收到該第二檢測光時，該至少一電荷耦合元件產生一影像訊號，該影像訊號包含有該至少一種目標生物粒子於該檢測載台上的影像位置；一處理器，電性連接該光學系統且用以接收該區域定位訊號及該影像訊號；當該處理器接收該區域定位訊號時，該處理器將該區域定位訊號傳送至該至少一電荷耦合元件，使該至少一電荷耦合元件依據該區域 定位訊號相對於該檢測載台移動，並使該電荷耦合元件產生該影像訊號。
  2. 如請求項1所述之用於檢測生物粒子的檢測設備，其中該濾光分光鏡組包含一物鏡，該物鏡位於該放射光的光路徑上且介於該檢測載台與該至少一電荷耦合元件之間。
  3. 如請求項1所述之用於檢測生物粒子的檢測設備，其中該檢測載台位於該激發光的光路徑上，使該激發光直接照射於該些生物粒子上。
  4. 如請求項1所述之用於檢測生物粒子的檢測設備，其中該濾光分光鏡組包含至少一分色鏡，該至少一分色鏡位於該激發光的光路徑上，且係用以反射該激發光，使該激發光於反射後照射該些生物粒子。
  5. 如請求項4所述之用於檢測生物粒子的檢測設備，其中該至少一分色鏡的數量為複數個，該至少一光電倍增管的數量為複數個，該至少一種目標生物粒子的種類數量為複數個；其中該些分色鏡中之至少一者位於該第一檢測光之光路徑上，用以將入射的該第一檢測光分為複數個不同波段的第一檢測光波段射出，且該些第一檢測光波段分別由該些光電倍增管中之至少二者接收，藉此該些光電倍增管可分別產生一區域定位訊號，且該些區域定位訊號分別包含有該些不同種目標生物粒子於該檢測載台上的區域位置。
  6. 如請求項4所述之用於檢測生物粒子的檢測設備，其中該至少一分色鏡的數量為複數個，該至少一電荷耦合元件的數量為複數個，該至少一種目標生物粒子的種類數量為複數個；其中該些分色鏡中之至少一者位於該第二檢測光之光路徑上，用以將入射的該第二檢測光分為複數個不同波段的第二檢測光波段射出，且該些第二檢測光波段分 別由該些電荷耦合元件中之至少二者接收，藉此該些電荷耦合元件可分別產生一影像訊號，且該些影像訊號包含有該些不同種目標生物粒子中之至少一者於該檢測載台上的影像位置。
  7. 如請求項1所述之用於檢測生物粒子的檢測設備，其中該濾光分光鏡組包含至少一濾光片組，該至少一濾光片組位於該放射光之光路徑、該第一檢測光之光路徑或該第二檢測光之光路徑，或其組合之光路徑上。
  8. 一種檢測設備的檢測方法，用於一如請求項1所述之檢測設備；該檢測設備還包含一處理器，電性連接該光學系統；該檢測方法包含下列步驟：步驟A：該激發光源發射該激發光照射該些生物粒子；步驟B：該些生物粒子中之該至少一種目標生物粒子吸收該激發光產生該放射光，並入射該濾光分光鏡組；步驟C：該濾光分光鏡組將該放射光分為該第一檢測光與該第二檢測光射出，該第一檢測光與該第二檢測光分別入射該至少一光電倍增管與該至少一電荷耦合元件；步驟D：該至少一光電倍增管接收該第一檢測光，並產生一區域定位訊號，其中該至少一光電倍增管係相對於該檢測載台移動，以掃描該檢測載台上的複數個區域位置；當該光電倍增管於該檢測載台之至少一區域位置接收到該第一檢測光時，該光電倍增管產生至少一該區域定位訊號，其中該至少一光電倍增管掃描該檢測載台上的所有區域位置後；步驟E：該處理器依據該區域定位訊號判斷該檢測載台上之至少一區域位置具有該至少一種目標生物粒子； 步驟F：該至少一電荷耦合元件接收該第二檢測光，並產生一影像訊號；其中該至少一電荷耦合元件係依據至少一該區域定位訊號相對於該檢測載台移動，並接收該第二檢測光以感測該至少一種目標生物粒子於該檢測載台上的影像位置，進而產生至少一該影像訊號；步驟G：該處理器依據該影像訊號取得該檢測載台上之該至少一區域位置中的該至少一種目標生物粒子之精確位置。
  9. 如請求項8所述之檢測設備的檢測方法，其中步驟E中包含以下步驟：該處理器將至少一該區域定位訊號傳送至該至少一電荷耦合元件。
  10. 如請求項9所述之檢測設備的檢測方法，其中，步驟D之該至少一光電倍增管掃描該檢測載台上的所有區域位置後，將接續執行步驟E，步驟E中之該處理器依據至少一該區域定位訊號判斷該檢測載台上哪些區域位置產生該區域定位訊號，再接續執行步驟F，步驟F中之該至少一電荷耦合元件相對該檢測載台移動，以依序產生該檢測載台上具有該至少一種目標生物粒子的至少一該區域位置之影像訊號。
  11. 如請求項8所述之檢測設備的檢測方法，其中該光學系統的濾光分光鏡組包含該分光鏡及一物鏡，其中係該分光鏡將該放射光分為該第一檢測光與該第二檢測光射出，該物鏡位於該放射光的光路徑上且介於該檢測載台與該至少一電荷耦合元件之間；該檢測方法於步驟B與步驟C之間包含以下步驟：該物鏡將該放射光入射該分光鏡。
  12. 如請求項8所述之檢測設備的檢測方法，其中該光學系統的濾光分光鏡組包含一分色鏡，該分色鏡位於該激發光的光路徑上；該檢測方法於步驟A中包含以下步驟： 該分色鏡將該激發光反射後再照射該些生物粒子。
  13. 如請求項8所述之檢測設備的檢測方法，其中該光學系統的濾光分光鏡組包含一濾光片組及該分光鏡，該濾光片組及該分光鏡位於該放射光之光路徑上，其中係該分光鏡將該放射光分為該第一檢測光與該第二檢測光射出；該檢測方法於步驟B與步驟C之間包含以下步驟：該濾光片組僅可使該放射光之波段穿透，使該放射光穿透後再入射該分光鏡。
  14. 如請求項8所述之檢測設備的檢測方法，其中該光學系統的濾光分光鏡組包含一第一濾光片組、一第二濾光片組及該分光鏡，該第一濾光片組及該第二濾光片組分別位於該第一檢測光及該第二檢測光之光路徑上，該分光鏡位於該放射光之光路徑上，其中係該分光鏡將該放射光分為該第一檢測光與該第二檢測光射出；該檢測方法於步驟C與步驟D之間包含以下步驟：該第一濾光片組僅可使該第一檢測光之波段穿透，使該第一檢測光穿透後再入射該至少一光電倍增管；該第二濾光片組僅可使該第二檢測光之波段穿透，使該第二檢測光穿透後再入射該至少一電荷耦合元件。
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