CN103592267B - 光校正装置、生物检测校正***及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光校正装置、生物检测校正***及其操作方法，其中该生物检测校正***，包括一生物检测装置及一光校正装置。生物检测装置用于检测一生物检体，包括一光源及一控制器。光源可照射至待检测的生物检体。控制器电性连接于光源以驱动光源发出一光线。光校正装置包括一承载盘及一校正试片，承载盘可置于生物检测装置中生物检体待检测位置，以接收光源的光线照射。校正试片设置于承载盘，包括一光感测器。光感测器适于感测照射至承载盘的光线强度，并传递强度信息给控制器。控制器适于读取光线的强度信息，并与一预设值比对，以调整光源驱动能量使光感测器所感测的光线强度不小于预设值。

Description

光校正装置、生物检测校正***及其操作方法

技术领域

本发明是有关于一种光校正装置、生物检测校正***及其操作方法，特别是针对对生物检体照射一定强度与波长的光线而检测其萤光反应的生物检测装置所改良发展的一种光校正装置、生物检测校正***及其操作方法。

背景技术

目前，生物检测常常使用萤光检测技术来探测生物检体是呈现阳性或阴性反应。产生萤光反应的过程中，一般需要利用额外的光源来当做激发光源。不管是使用水银灯或是发光二极体来当作激发光源，经过长久使用之后，这些光源都会有光衰的情况产生。此时，通常需要利用光校正装置来对光源进行校正。透过调整光源的强度，以避免因为光衰导致萤光反应不够强烈，而造成检测结果不正确的情形。

然而，由于目前光源大多已经整合到生物检测装置当中，光源的设计也会随着生物检测装置的不同而有所不同。对不同的生物检测装置来说，光源的大小、形状或位置都不会是固定形式的设计。因此，将光源取出并对光源的强度有效地进行量测的方法，都可能因为不同的生物检测装置而异，如此一来，也相对的增加了光源校正的难度。并且一般要对光源进行校正，均需另外购置昂贵且厚重的光源校正装置，并将光源拆除而导入该光源校正装置中进行校正作业，因此整个校正作业不但较复杂费工，并且设备成本亦较高，且又不利于生物检测装置朝向轻量可携式的发展。

发明内容

本发明提供一种光校正装置，其可简易地量测生物检测装置的光源强度。

本发明提供一种生物检测校正***，其透过将光感测器整合在生化检验用的承载盘上，以直接在承载盘上进行生物检测装置的光源强度的量测，并透过生物检测装置的控制器对光源强度进行补偿，校正过程中毋须将生物检测装置的光源取出，大幅降低了光源校正的不便。

本发明提供一种生物检测校正***的操作方法，其使用上述的生物检测校正***。

本发明提出一种光校正装置，适用于供检测生物检体的一生物检测装置，其中生物检测装置包括一光源及一控制器，光校正装置包括一承载盘以及一校正试片。承载盘可置于生物检测装置中生物检体待检测位置，以接收光源的光线照射。校正试片设置于承载盘，校正试片包括一光感测器，光感测器适于感测光源照射至承载盘的光线强度，且校正试片适于传输光感测器所感测的光线的强度信息至控制器。

在本发明的一实施例中，上述的承载盘为一空白的微量滴定盘，承载盘具有至少一凹穴，光感测器设置于对应至少其中之一凹穴的位置。

本发明更提出一种生物检测校正***，包括一生物检测装置及一光校正装置。生物检测装置用于检测一生物检体，包括一光源及一控制器。光源可照射至待检测的生物检体。控制器电性连接于光源，以驱动并控制光源发出一光线。光校正装置包括一承载盘及一校正试片，承载盘可置于生物检测装置中生物检体待检测位置，以接收光源的光线照射。校正试片设置于承载盘，校正试片包括一光感测器，光感测器适于感测照射至承载盘的光线的强度，并传递强度信息给控制器。控制器适于读取光感测器所感测的光线的强度信息，并与一预设值比对，以调整光源驱动能量而使光感测器所感测的光线的强度不小于预设值。

本发明又提出一种生物检测校正***的操作方法，适用于具有一光源而能发出一光线以对生物检体进行检测的一生物检测装置，包括下列步骤。检测一光校正装置是否存在于生物检测装置，其中光校正装置包括一承载盘及设置于承载盘的一校正试片，校正试片包括一光感测器。若光校正装置存在，读取光感测器所感测的光线的强度。判断光感测器所感测的光线的强度是否小于一预设值。若光感测器所感测的光线的强度小于预设值，增强光源的驱动电压，使光感测器所感测的光线的强度能达到预设值。

基于上述，虽然不同的生物检测装置有不同的光源设计，但生物检测装置的光源的光线必会照射到生化检验用的承载盘中。本发明利用此特性，光校正装置及生物检测校正***将光感测器整合在承载盘上，以便直接在承载盘上进行生物检测装置的光源强度的量测，如此，可量测到实际检验时照射到检体上的光线强度。并且，透过控制器比对光感测器所感测的光线的强度信息以及预设值，以调整光源强度。本发明的光校正装置、生物检测校正***及其操作方法可不需拆卸生物检测装置的光源即可进行校正，操作上相当便利。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

附图说明

图1A是依照本发明的一实施例的一种生物检测校正***的示意图。

图1B是图1A的生物检测校正***的光校正装置的俯视示意图。

图1C是图1B的生物检测校正***的光校正装置的局部剖面示意图。

图2是依照本发明的另一实施例的一种生物检测校正***的示意图。

图3是依照本发明的一实施例的一种生物检测校正***的操作方法的流程示意图。

主要元件符号说明：

100、200：生物检测校正***

110：生物检测装置

112：光源

112a、212a：光线

114、214：控制器

114a、214a：控制接口

116、216：光学元件

116a：面镜

118：显微镜模块

118a：影像撷取模块

119：显示模块

120：光校正装置

122：承载盘

122a：凹穴

124、224：校正试片

124a、214a：光感测器

124b：电路板

124c：传输线

214a：无线接收单元

214b：控制接口

216a：光纤

224b：无线发射单元

300：生物检测校正***的操作方法

310~340：步骤

具体实施方式

图1A是依照本发明的一实施例的一种生物检测校正***的示意图。图1B是图1A的生物检测校正***的光校正装置的俯视示意图。图1C是图1B的生物检测校正***的光校正装置的局部剖面示意图。

请参阅图1A至图1C，本实施例的生物检测校正***100包括一生物检测装置110及一光校正装置120。生物检测装置110包括有一光源112及一控制器114。在本实施例中，生物检测装置110为一萤光显微检测装置，但生物检测装置110的种类并不以此为限制。控制器114电性连接于光源112并施予一定驱动电压，以控制光源112发出强度为一预设值与特定波长范围内的一光线112a。

光校正装置120包括一承载盘122及设置于承载盘122的一校正试片124。在本实施例中，承载盘可为一空白的96孔微量滴定盘（96-well micro titer plate），也就是承载盘122与一般(96孔)微量滴定盘规格一样地亦具有多个（96个）凹穴122a，但承载盘122的种类不以此为限制。校正试片124包括一光感测器124a。光感测器124a设置于承载盘122的这些凹穴122a的其中之一。

一般来说，萤光显微检测装置所观测的生物检体，会被放置在微量滴定盘的凹穴中。由于自萤光显微检测装置的光源所发出的光线的路径会通过凹穴，生物检体可被光线激发而产生萤光反应。在本实施例中，光校正装置120的承载盘122选用与进行萤光检测相同的96孔微量滴定盘，并且承载盘122相对于生物检测装置110的位置与进行实际检测时96孔微量滴定盘相对于萤光显微检测装置的位置一致。也就是说，光感测器124a位于光线112a行径的路径上，因此，在校正的过程中，光感测器124a可取得实际上生物检测装置110照射到生物检体上的光线强度。换言之，设置有光感应器124a的承载盘122可用来模拟实际对已放置有生物检体的96孔微量滴定盘进行检测的相同状态。

在本实施例中，校正试片124更包括一电路板124b，且电路板124b电性连接于光感测器124a及控制器114。电路板124b可以如图1A及图1C中安置于承载盘122的上而让光感测器124a朝下以面对光线112a的照射；于另一实施态样中，如电路板124b体积设计够小，亦可以安置于承载盘122的其中一凹穴122a内。光感测器124a所感受到的光线112a的强度信息透过电路板124b由电压转为数位信号而藉由一传输线124c以有线的方式传递至控制器114。当然，将光感测器124a所感测到的光线112a的强度信息传递给控制器114的方式并不以此为限制，例如亦可采用无线通讯方式传递。

控制器114读取到数位信号所代表的光感测器124a所感测的光线112a的强度信息后可与光源112初始或标准工作状态所发出的强度（也就是预设值）比对。当光感测器124a所感测的光线112a的强度与预设值相同时，代表光线112a的强度足够对生物检体产生适当的萤光反应，也就是光源112并未发生光衰的现象，此时光源112的驱动电压并不需要被调整。但当光感测器124a所感测的光线112a的强度与预设值不同时，代表光源112可能发生光衰情形。为了避免因光衰使得生物检测装置110对生物检体进行萤光检测时，萤光反应不够强烈而造成检测结果不正确的情形。本实施例的生物检测校正***100利用控制器114对光源112的驱动电压进行调整，例如是增强对光源112的驱动电压，以使光感测器124a所感测的光线112a的强度达到预设值。

在本实施例中，生物检测装置110更包括一光学元件116、一显微镜模块118、一影像撷取模块118a、一控制接口114a、以及一显示模块119。光学元件116用以将光源112的光线112a引导至射向本发明的承载盘122或是一般的96孔微量滴定盘的方向。如图1A所示，在本实施例中，光学元件116为一面镜，透过反射的方式将自光源112所发出的光线112a的行径方向改变至朝向光感测器124a的方向，当然，光学元件116的种类不以此为限制。

一般生物检测装置110在进行萤光检验时，可将装有生物检体的96孔微量滴定盘放置到图1A中光校正装置120的位置，生物检测装置110的光源112发出光线112a之后可藉由光学元件116的反射而到达生物检体，并激发出萤光。显微镜模块118如图1A所示地配置于光学元件116相对于96孔微量滴定盘的另一相反侧，用以接收检体的萤光反应，并由影像撷取模块118a予以摄影。

此外，控制接口114a电性连接于控制器114，用以供使用者对控制器114进行各种功能操作或参数设定，其型态例如可以是按键、键盘、开关或是触控萤幕等输入装置。显示模块119电性连接于控制器114，用以显示控制器114接收到的光线112a的强度信息或是比对的结果。在本实施例中，显示模块119为一萤幕，可为独立萤幕，亦可为其它电脑装置的萤幕，但在其他实施例中，显示模块119亦可为灯号，藉由灯号亮暗或是闪烁以表示比对结果。当然，显示模块119的种类不以上述为限制，并且控制接口114a、控制器114、显示模块119也可以整合为一个单一装置。

图2是依照本发明的另一实施例的一种生物检测校正***的示意图。请参阅图2，图2的生物检测校正***200与图1A的生物检测校正***100主要的差异在于，图2的生物检测校正***200的校正试片224更包括一无线发射单元224b，且控制器214包括一无线接收单元214a及一控制接口214b。控制接口214a电性连接于控制器214，用以供使用者对控制器214进行各种功能操作或参数设定，其型态例如可以是按键、键盘、开关或是触控萤幕等输入装置。在本实施例中，光感测器214a所感测的光线212a的强度信息是透过无线的方式自无线发射单元224b传递至控制器214的无线接收单元214a。当然，光感测器214a所感测的光线212a的强度信息传递至控制器214的方式不以此为限制。

此外，相较于图1A中，光学元件116为面镜116a，本实施例的光学元件216为一光纤216a。图2的生物检测装置200是透过光纤216a以将光线212a引导至光感测器214a。

图3是依照本发明的一实施例的一种生物检测校正***的操作方法的流程示意图。请参阅图3，本实施例的生物检测校正***的操作方法适用于具有一光源而能发出一光线以对生物检体进行检测的一生物检测装置，包括下列步骤：首先，检测一光校正装置是否存在于生物检测装置，其中光校正装置包括一承载盘及设置于承载盘的一校正试片，校正试片包括一光感测器（步骤310）。若光校正装置存在，读取光感测器所感测的一光线的强度，其中光线自一光源发出（步骤312）。若光校正装置不存在，进行一正常检测模式（步骤314）。

在本实施例中，承载盘为一微量滴定盘，承载盘具有多个凹穴，光感测器设置于这些凹穴的其中之一。生物检测装置包括一控制器，控制器适于驱动并控制光源发出光线。步骤310是透过控制器来检测光感测器是否有发出检测到该光线的信号，以判断是否进行生物检测校正***的操作程序。

接着，若光校正装置存在，判断光感测器所感测的光线的强度是否小于一预设值（步骤320）。若光感测器所感测的光线的强度小于预设值，增强光源的驱动电压（步骤322）。若光感测器所感测的光线的强度不小于预设值，则完成校正。

光感测器位于光线行径的路径上，光感测器可感测此光线的强度，并将此感测结果以有线的方式（例如光感测器透过电路板与传输线连接至控制器）或无线的方式（例如校正试片包括一无线发射单元，控制器包括一无线接收单元，光感测器所感测的光线的强度信息透过无线发射单元传递至控制器的无线接收单元）传递至控制器，以使控制器读取光感测器所感测的光线的强度。

增强光源的驱动电压之后，再来进行，判断光感测器所感测的光线的强度是否达到预设值（步骤330）。

由于控制器可将光感测器所感测的光线的强度与预设值进行比对。在本实施例中，控制器将读取到光感测器所感测的光线的强度与当初控制光源所发出的光线的强度值（也就是预设值）相比较，判断光源预计要发出的光线强度是否与光感测器所感测的光线的强度相同。若相同，则代表光源所发出的光线的强度尚未衰减，此时并不需要调整光源的强度。若不同，则代表光源所发出的光线的强度可能已衰减，如此一来，由于光源所发出的光线的强度不足，可能导致萤光反应降低，则增强光源的驱动电压，以使光感测器所感测到光线的强度提升回预设值。增强光源的驱动电压后控制器会再度判断光感测器所感测的光线的强度是否达到预设值。

若增强光源的驱动电压后光感测器所感测的光线的强度达到预设值，完成校正。若增强光源的驱动电压后光感测器所感测的光线的强度仍未达到预设值，发出一警示信号（步骤340）。在本实施例中，生物检测装置更包括一显示模块，电性连接于控制器。控制器将警示信号传递至显示萤幕，显示模块为一萤幕，可为独立萤幕，亦可为其它电脑装置的萤幕，但在其他实施例中，显示模块亦可为灯号，藉由灯号亮暗或是闪烁以表示比对结果。当然，显示模块的种类不以上述为限制。藉由上述生物检测校正***的操作方法可有效地校正生物检测装置的光源强度，以避免因生物检测装置的光源所发出的光线的强度不足，导致光线照射到载体时萤光反应不够强烈而发生误判的状况。综上所述，虽然不同的生物检测装置有不同的光源设计，但生物检测装置的光源的光线必会照射到生化检验用的微量滴定盘的凹穴里。本发明利用此特性，光校正装置及生物检测校正***将光感测器整合在承载盘上，以便直接在承载盘上进行生物检测装置的光源强度的量测，如此，可量测到实际检验时照射到生物检体上的光线强度。并且，透过控制器比对光感测器所感测的光线的强度信息以及预设值，以调整光源实际照射强度至预定值，以克服光衰现象。本发明的光校正装置、生物检测校正***及其操作方法可不需拆卸生物检测装置的光源即可在原生物检测装置上直接进行校正，操作上相当便利，并且亦无须另外购置昂贵且厚重的光源校正装置，而可以节省或降低操作使用成本。

虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当以本发明权利要求范围所界定者为准。

Claims (26)

1.一种光校正装置，适用于供检测生物检体的一生物检测装置，其特征在于，所述的生物检测装置包括一光源、一影像撷取模块及一控制器，所述光源用于照射生物检体，所述影像撷取模块对生物检体的反应进行摄影，所述的光校正装置包括：

一承载盘，可置于所述的生物检测装置中所述的生物检体待检测位置，以接收所述的光源的光线照射；以及

一校正试片，设置于所述的承载盘，所述的校正试片包括一光感测器，所述的光感测器适于感测所述的光源照射至所述的承载盘的光线强度，且所述的校正试片适于传输所述的光感测器所感测的所述的光线的强度信息至所述的控制器。

2.如权利要求1所述的光校正装置，其特征在于，所述的承载盘为一空白的微量滴定盘，所述的承载盘具有至少一凹穴，所述的光感测器设置于对应至少其中之一凹穴的位置。

3.如权利要求2所述的光校正装置，其特征在于，所述的校正试片更包括一电路板，电性连接于所述的光感测器。

4.如权利要求3所述的光校正装置，其特征在于，所述的电路板更包括一无线发射单元，所述的控制器则对应地包括一无线接收单元，所述的光感测器所感测的所述的光线的强度信息透过所述的无线发射单元传递至所述的控制器的所述的无线接收单元。

5.如权利要求3所述的光校正装置，其特征在于，所述的电路板安置于承载盘之上而所述的光感测器则面对至少其中一所述的凹穴以感测光源照射至所述的凹穴的光线强度。

6.如权利要求3所述的光校正装置，其特征在于，所述的电路板连同所述的光感测器系设置在所述的承载盘的至少一所述的凹穴内。

7.一种生物检测校正***，其特征在于，所述的生物检测校正***包括：

一生物检测装置，用于检测一生物检体，包括：

一光源，可照射至所述的生物检体；

一影像撷取模块，用于对被光源照射的生物检体的反应进行摄影；

一控制器，电性连接于所述的光源，以驱动并控制所述的光源发出一光线；

一光校正装置，包括：

一承载盘，可置于所述的生物检测装置中所述的生物检体待检测位置，以接收所述的光源的所述的光线照射；以及

一校正试片，设置于所述的承载盘，所述的校正试片包括一光感测器，所述的光感测器适于感测照射至所述的承载盘的所述的光线的强度，并传递所述的强度信息给所述的控制器；

其中所述的控制器适于读取所述的光感测器所感测的所述的光线的强度信息，并与一预设值比对，以调整所述的光源驱动能量而使所述的光感测器所感测的所述的光线的强度不小于所述的预设值。

8.如权利要求7所述的生物检测校正***，其特征在于，所述的承载盘为一空白的微量滴定盘，所述的承载盘具有至少一凹穴，所述的光感测器设置于对应至少其中之一凹穴的位置。

9.如权利要求8所述的生物检测校正***，其特征在于，所述的校正试片更包括一电路板，电性连接于所述的光感测器。

10.如权利要求9所述的生物检测校正***，其特征在于，所述的电路板更包括一无线发射单元，所述的控制器包括一无线接收单元，所述的光感测器所感测的所述的光线的强度信息透过所述的无线发射单元传递至所述的控制器的所述的无线接收单元。

11.如权利要求9所述的生物检测校正***，其特征在于，所述的电路板安置于承载盘之上而所述的光感测器则面对至少其中一所述的凹穴以感测光源照射至所述的凹穴的光线强度。

12.如权利要求9所述的生物检测校正***，其特征在于，所述的电路板连同所述的光感测器系设置在所述的承载盘的至少一所述的凹穴内。

13.如权利要求7所述的生物检测校正***，其特征在于，所述的生物检测装置更包括一光学元件，用以将所述的光源的光线引导至照射所述的承载盘的位置。

14.如权利要求13所述的生物检测校正***，其特征在于，所述的光学元件为一面镜或一光纤。

15.如权利要求14所述的生物检测校正***，其特征在于，所述的生物检测装置更包括一显微镜模块以及一影像撷取模块，所述的显微镜模块系配置于所述的光学元件相对于承载盘的另一相反侧，用以接收所述的光线照射于所述的生物检体的反应，并由所述的影像撷取模块予以摄影。

16.如权利要求7所述的生物检测校正***，其特征在于，所述的生物检测装置更包括一显示模块，电性连接于所述的控制器。

17.如权利要求7所述的生物检测校正***，其特征在于，所述的生物检测装置更包括一控制接口电性连接于所述的控制器，用以对控制器进行功能操作或参数设定。

18.一种生物检测校正***的操作方法，适用于具有一光源与一影像撷取模块而能发出一光线以对生物检体进行检测的一生物检测装置，由影像撷取模块对生物检体进行摄影，其特征在于，所述的生物检测校正***的操作方法包括：

检测一光校正装置是否存在于所述的生物检测装置，其中所述的光校正装置包括一承载盘及设置于所述的承载盘的一校正试片，所述的校正试片包括一光感测器；

若所述的光校正装置存在，读取所述的光感测器所感测的所述的光线的强度；

判断所述的光感测器所感测的所述的光线的强度是否小于一预设值；

若所述的光感测器所感测的所述的光线的强度小于所述的预设值，增强所述的光源的驱动电压，使所述的光感测器所感测的所述的光线的强度能达到所述的预设值。

19.如权利要求18所述的生物检测校正***的操作方法，其特征在于，所述的方法还包含：

判断所述的光感测器所感测的所述的光线的强度是否达到所述的预设值；以及

若增强所述的光源的驱动电压后所述的光感测器所感测的所述的光线的强度未达到所述的预设值，发出一警示信号。

20.如权利要求18所述的生物检测校正***的操作方法，其特征在于，所述的方法系利用所述的光感测器是否有检测到所述的光源所发出的所述的光线而判断所述的光校正装置是否存在。

21.如权利要求18所述的生物检测校正***的操作方法，其特征在于，若所述的光校正装置不存在，进行一正常检测模式。

22.如权利要求18所述的生物检测校正***的操作方法，其特征在于，若所述的光感测器所感测的所述的光线的强度不小于所述的预设值，则完成校正。

23.如权利要求18所述的生物检测校正***的操作方法，其特征在于，所述的生物检测装置包括一控制器，所述的控制器适于驱动并控制所述的光源发出所述的光线，且所述的控制器适于比对所述的光感测器所感测的所述的光线的强度与所述的预设值。

24.如权利要求23所述的生物检测校正***的操作方法，其特征在于，所述的校正试片更包括一电路板，电性连接于所述的光感测器。

25.如权利要求24所述的生物检测校正***的操作方法，其特征在于，所述的电路板包括一无线发射单元，所述的控制器包括一无线接收单元，所述的光感测器所感测的所述的光线的强度信息透过所述的无线发射单元传递至所述的控制器的所述的无线接收单元。

26.如权利要求23所述的生物检测校正***的操作方法，其特征在于，所述的生物检测装置更包括一显示模块，电性连接于所述的控制器。