TWM493674U - 掃描式光學檢測裝置 - Google Patents

Description

掃描式光學檢測裝置

本創作係為一種檢測裝置，特別是一種掃描式光學檢測裝置。

免疫分析法是現代醫學實驗中常用的試驗方法，其原理係利用抗原與抗體的特異性結合，接著使附著於抗體或抗原上的酵素呈色，利用具有特定波長之光源照射以測定吸光程度，以偵測待檢測物之各種生化資訊。常見的免疫分析儀大多使用單波長或雙波長的光源進行掃描照射；然而，單波長的光源在偵測範圍上具有一定的限制；而雙波長的光源則因須依序以不同的波長進行掃描而需要花費約雙倍的時間，恐造成時間成本的浪費，並且仍有判讀失準的疑慮。

此外，近年來，生物晶片亦廣泛應用於免疫分析試驗中，其係將微陣列生物晶片放置於微孔盤中，可達到快速地平行分析大量生物資訊之功效。然而，傳統檢測流程需檢測人員手動選擇微孔盤中生物晶片的位置和待量測的區域，十分耗時耗力。

為了改善先前技術的缺失，本創作提出一種掃描式光學檢測裝置，其係以同時具有多個不同波長之光源進行掃描照射，可避免傳統使用單波長及雙波長的光源之缺點；此外，本創作之掃描式光學檢測裝置係以光學組件進行線性掃描之方式，每次針對微孔盤的每一列孔槽進行檢測，可達到良好的檢測效率。

根據本創作之一實施例，一種掃描式光學檢測裝置包含一承載部、一光學組件、一移動組件以及一處理單元。承載部用於承載微孔盤，其中微孔盤包含多個陣列排列之孔槽，且多個孔槽至少其中之一包含多個生物晶片。光學組件包含一發光元件以及一線性感測元件。發光元件用以發射具有多個不同波長之第一光線，以照射孔槽中之生物晶片。線性感測元件用以感測來自生物晶片之第二光線，並輸出感測訊號。移動組件與光學組件耦接，用以驅動光學組件沿掃描方向掃描多個孔槽。處理單元與光學組件及移動組件電性連接，用以接收線性感測元件所輸出之感測訊號，以形成掃描影像。

較佳的，本創作之掃描式光學檢測裝置可更包含定位元件，其與處理單元電性連接，用以依據生物晶片中之陽性控制組晶片以及陰性控制組晶片至少其中之一之位置，在掃描影像中找出檢測晶片之位置，並輸出相對應之定位座標。其中，定位元件可更依據微孔盤之定位圖樣而找出孔槽之位置。

較佳的，本創作之掃描式光學檢測裝置可更包含分析元件，其與處理單元電性連接，用以自掃描影像中擷取對應定位元件所輸出之定位座標之影像資訊進行分析，並輸出分析結果。其中，分析元件可依據第二光線之波長平均值而分析。

較佳的，發光元件可發射包含三種波長之第一光線。

較佳的，線性感測元件可包含電荷耦合元件(Charge Coupled Device，CCD)、互補式金屬氧化物半導體(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)感測器或接觸式影像感測器(Contact Image Sensor，CIS)。

較佳的，發光元件可包含發光二極體或冷陰極螢光燈(cold cathode fluorescent lamp，CCFL)。

以下藉由具體實施例配合所附的圖式詳加說明，當更容易瞭解本新型之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。

參閱圖1、圖2A及圖2B，根據一實施例，本創作之掃描式光學檢測裝置1可包含承載部10、光學組件20。其中承載部10係用於承載微孔盤11，其中微孔盤11係包含多個陣列排列之孔槽110，且孔槽110之至少其中之一包含多個生物晶片40 (參閱圖5)。在本實施例中，係以96孔盤作為例示性描述，然，其可包含各種可適用之微孔盤，例如24孔盤、48孔盤、384孔盤等。光學組件20可包含發光元件201及線性感測元件202，發光元件201可包含發光二極體或冷陰極螢光燈(cold cathode fluorescent lamp，CCFL)，其可發出具有多個不同波長之第一光線L1以照射多個孔槽110。在此，第一光線L1之波長可包含至少三種波長，較佳的，可包含紅光波長、綠光波長、以及藍光波長，較佳的，第一光線L1之波長範圍可為430 nm~730 nm，然，本創作並不以此為限，其可包含其他波長之光線。

本創作之掃描式光學檢測裝置1可更包含移動組件30，其係與光學組件20耦接，以驅動光學組件20相對於承載台10而沿一掃描方向進行線性掃描。於此，「線性掃描」指的是感測元件為線性排列，即一次可以接收一整條線性排列的光源訊號，其可依需求而沿任一方向移動，在本實施例中，係以平行於孔槽110之行方向而移動，亦即，圖1中所示之Y軸方向。而當進行上述線性掃描時，發光元件201係隨著移動組件30的移動而依序地發出第一光線L1於孔槽110之其中一列。在本實施例中，如圖3所示，發光元件201係以一列孔槽110為單位而進行線性掃描照射，亦即孔槽A1-H1，隨著移動組件往圖3中之箭頭方向移動，而使發光元件201進行每一列的掃描照射，直到掃描至孔槽A12-H12而結束。簡言之，本創作是以單一掃描方向掃描整個微孔盤11形成掃描影像，而非分區掃描，因此，本創作能夠以較少的時間掃描整個微孔盤11，且無需合成掃描影像以避免掃描影像中之孔槽110被切割。

再參閱圖2A，當位於微孔盤11之一側的發光元件201發出第一光線L1於孔槽110時，第一光線L1將透射孔槽110中之生物晶片而形成第二光線L2 (也就是透射光)，或者生物晶片被第一光線L1激發而產生第二光線L2，位於微孔盤11之另一側的線性感測元件202接收透射的第二光線L2以產生感測訊號。而在本創作之另一實施例中，如圖2B所示，當位於微孔盤11之一側的發光元件201發出第一光線L1於孔槽110時，第一光線L1將被生物晶片反射而成為第三光線L3 (也就是反射光)，而與發光元件201位於同一側的線性感測元件202係接收反射的第三光線L3以產生感測訊號。感測元件202可包含電荷耦合元件(Charge Coupled Device，CCD)、互補式金屬氧化物半導體(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)感測器或接觸式影像感測器(Contact Image Sensor，CIS)，其可接收透射生物晶片的光或被生物晶片反射的光而輸出感測訊號。需注意的是，圖式僅為便於說明而例示性的繪示，線性感測元件可與發光元件設置於微孔盤之相對側、或線性感測元件可與發光元件設置於微孔盤之相反側、又或者線性感測元件可同時設置於微孔盤之兩側。

接著，請參閱圖4，本創作之掃描式光學檢測裝置可更包含處理單元203、定位元件204、及分析元件205。其中處理單元203係與光學組件20及移動組件30電性連接(圖未示)，用於接收線性感測元件202所輸出之感測訊號S1而形成掃描影像S2。而定位元件204係與處理單元203電性連接，用以根據孔槽110中之生物晶片40的控制組晶片進行定位。舉例而言，請參閱圖5，生物晶片40可包含陰性控制組晶片N及陽性控制組晶片P，其為檢測過程中所必要之控制組晶片，且在生物晶片40中係設置於特定的位置，如圖所例示，然，本創作並不限於此，該些定位圖樣可依需求而設置於任意特定位置。

定位元件204係依據陰性控制組晶片N及陽性控制組晶片P之至少其中之一的位置，而在處理單元203所輸出之掃描影像S2中找出其他待測晶片E之位置而進行定位，並輸出相對應的定位訊號S3，其中定位訊號S3可為定位座標或其他可供確定位置之訊息。較佳者，微孔盤11可設置一定位圖樣111，定位元件204即可依據微孔盤11上之定位圖樣111找到孔槽110的位置，再依據陰性控制組晶片N及陽性控制組晶片P之至少其中之一來找出其他檢測晶片E之位置。

而後，分析元件205係自掃描影像S2中擷取對應定位元件204所輸出之定位座標訊號S3而進行分析以輸出一分析結果。舉例而言，分析元件205係依據第二光線L2之波長平均值而進行分析，藉此獲取不同的生物資訊。

根據本創作之掃描式光學檢測裝置，其藉由同時照射具有三波長之光線而突破傳統單波長光源的波長範圍限制、且改善雙波長光源需多次掃描所造成的耗時問題；再者，本創作之掃描式光學檢測裝置係以一次性的線性掃描方式進行掃描照射，可避免傳統面型或區塊型掃描造成之邊緣誤差；較佳者，本創作之掃描式光學檢測裝置更可生物晶片中必須具備之控制組晶片的位置，經由相對位置的確認可達到定位待檢測物之功效，如此本創作無需額外設置定位用之晶片或圖案，進而節省孔槽之面積而可設置較多之檢測晶片。

需說明的是，本創作之圖式僅為方便說明而例示性的繪示，其中，微孔盤、孔槽、生物晶片、各元件之形狀、比例、大小均不為圖式中所限制，其可根據需求而任意更改形狀為圓形、方型或任意形狀。

以上所述之實施例僅是為說明本新型之技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本新型之內容並據以實施，當不能以之限定本新型之專利範圍，即大凡依本新型所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本新型之專利範圍內。

1‧‧‧掃描式光學檢測裝置
10‧‧‧承載台
11‧‧‧微孔盤
110‧‧‧孔槽
111‧‧‧定位圖樣
20‧‧‧光學組件
201‧‧‧發光元件
202‧‧‧線性感測元件
203‧‧‧處理單元
204‧‧‧定位元件
205‧‧‧分析元件
30‧‧‧移動組件
40‧‧‧生物晶片
N‧‧‧陰性控制組晶片
P‧‧‧陽性控制組晶片
E‧‧‧待測晶片
L1‧‧‧第一光線
L2‧‧‧第二光線
L3‧‧‧第三光線
S1‧‧‧感測訊號
S2‧‧‧掃描影像
S3‧‧‧定位訊號

圖1為根據本創作實施例之掃描式光學檢測裝置的立體示意圖。 圖2A及圖2B為根據本創作實施例之掃描式光學檢測裝置的側視圖。 圖3為微孔盤之俯視圖。 圖4為根據本創作實施例之掃描式光學檢測裝置的元件方塊圖。 圖5為根據本創作實施例之設置有生物晶片的孔槽示意圖。

1‧‧‧掃描式光學檢測裝置

10‧‧‧承載台

11‧‧‧微孔盤

110‧‧‧孔槽

201‧‧‧發光元件

30‧‧‧移動組件

L1‧‧‧第一光線

Claims (8)

1. 一種掃描式光學檢測裝置，其包含：一承載部，其用於承載一微孔盤，其中該微孔盤包含多個陣列排列之孔槽，且該多個孔槽至少其中之一包含多個生物晶片；一光學組件，其包含：一發光元件，其用以發射具有多個不同波長之一第一光線，以照射該孔槽中之該生物晶片；及一線性感測元件，其用以感測來自該生物晶片之一第二光線，並輸出一感測訊號；一移動組件，其與該光學組件耦接，以驅動該光學組件沿一掃描方向掃描該多個孔槽；以及一處理單元，其與該光學組件及該移動組件電性連接，用以接收該線性感測元件所輸出之感測訊號，以形成一掃描影像。
2. 如請求項1之掃描式光學檢測裝置，更包含：一定位元件，其與該處理單元電性連接，用以依據該生物晶片中之一陽性控制組晶片以及一陰性控制組晶片至少其中之一之位置，在該掃描影像中找出一檢測晶片之位置，並輸出相對應之一定位座標。
3. 如請求項2之掃描式光學檢測裝置，其中該定位元件更依據該微孔盤之一定位圖樣找出該孔槽之位置。
4. 如請求項3之掃描式光學檢測裝置，更包含： 一分析元件，其與該處理單元電性連接，用以自該掃描影像中擷取對應該定位元件所輸出之該定位座標之一影像資訊進行分析，並輸出一分析結果。
5. 如請求項4所述之掃描式光學檢測裝置，其中該分析元件是依據該第二光線之波長平均值進行分析。
6. 如請求項1所述之掃描式光學檢測裝置，其中該發光元件發射包含三種波長之該第一光線。
7. 如請求項1所述之掃描式光學檢測裝置，其中該線性感測元件包含一電荷耦合元件(Charge Coupled Device，CCD)、一互補式金屬氧化物半導體(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)感測器或一接觸式影像感測器(Contact Image Sensor，CIS)。
8. 如請求項1所述之掃描式光學檢測裝置，其中該發光元件包含發光二極體或冷陰極螢光燈(cold cathode fluorescent lamp，CCFL)。