CN2793720Y - 生物晶片扫描装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种生物晶片扫描装置，包括一可发射出光线的光源；于光源的一侧设置一可旋转的光栅型全像片，可使入射的光线产生绕射而形成一绕射光；于光栅型全像片一端设置一取样台，且取样台上方置放有取样样本；以及一线型电荷耦合装置(CCD)，可接收由绕射光照射至取样样本而反射出的光线。由可旋转的光栅型全像片使入射光线产生均匀绕射，可取得较正确的讯号噪声比，以确保光线讯号正确性。另，可将上述光源以一线光源取代，以达到大幅提高扫描速度以及减少时间花费的功效。

Description

生物晶片扫描装置

技术领域

本实用新型与一种生物晶片扫瞄装置有关，特别是关于一种可取得较正确的讯号噪声比，以确保光线讯号正确性的生物晶片扫瞄装置。

背景技术

生物科技一日千里，尤其是DNA的侦测对人类遗传、疾病与辨识都是非常重要的信息来源，且对早期肿瘤的预防与药物成效的追踪都伴演着关键角色。因此，DNA侦测仪器的准确性与精确性就形成必备的条件。基本上，DNA侦测仪器为生物晶片扫瞄器，其原理是当DNA样本涂置试片上时，为侦测类型的差异如A、G、C、T四种核甘酸，需将荧光染色剂先行种在试片上，当适当波长的光照射在样本时，会因DNA种类的差异产生不同的荧光亮度反应，借此判定核甘酸存在与否。由于荧光反应较弱，因此荧光亮度反应侦测讯号的SNR(讯号噪声比)变得非常重要。

请参阅图1，为公知前投反射式生物晶片扫瞄装置的结构示意图，如图所示：该生物晶片扫瞄装置1包含有一可发射出激光光的激光发射器11；一用以过滤荧光染色剂所需激发光源波长准确性的激发频谱滤片(Excitation Spectral Filter)12；一一面可使光线产生透射，另一面可反射光线的分光片13；一可将透射过分光片13的光线聚焦的聚焦物镜14；一上方置放有受检样本151的取样台15，且取样台15可于X-Y方向自由移动，且经由聚焦物镜14所聚焦的光线可于取样样本151上作单点扫瞄；一用以过滤受检样本151经扫瞄后被激发的荧光讯号的荧光发射频谱滤片(Fluorescent Emission Spectral Filter)16；一可将通过荧光发射频谱滤片16的荧光讯号聚焦的感应器成像镜头17；以及一讯号感应接收器18，可接收由感应器成像镜头17聚焦的荧光讯号。当进行扫瞄时，取样台15可在X与Y轴方向迅速移动，使其上的所有受检样本151均可被单点扫瞄而进行分析。然，如此来来回回的移动取样台15作扫瞄虽可达到单点扫瞄而进行分析的功能，却将造成时间的花费与***的振动问题。

请参阅图2，为公知背投透射式生物晶片扫瞄装置的结构示意图，如图所示：

该背投透射式生物晶片扫瞄装置2的结构基本上与上述前投反射式生物晶片扫瞄装置1大致相同，仅在结构上将分光片13移除。其单点扫瞄的作用及原理相同，却同样具有时间的花费与***的振动问题。

请参阅图3，为另一公知前投反射式生物晶片扫瞄装置的结构示意图，如图所示：该前投反射式生物晶片扫瞄装置3的结构基本上与上述前投反射式生物晶片扫瞄装置1大致相同，仅于反光片13与聚焦物镜14间设置一可于X方向旋转，以改变光线反射角度的旋转反射镜31。当进行扫瞄时，可由旋转反射镜31作角度旋转以改变光线反射角度使光线可于取样台15的X轴向取样扫瞄，如此即可省却X轴向的移动扫瞄，且可大幅减少平台振动的不良影响。

请参阅图4，为又一公知前投反射式生物晶片扫瞄装置的结构示意图，如图所示：该前投反射式生物晶片扫瞄装置4的结构基本上与上述前投反射式生物晶片扫瞄装置3大致相同，仅在结构上将旋转反射多面镜31置换成一旋转反光多面镜41，其作用及原理均与的相同，可大幅减少平台振动的不良影响。

请参阅图5，为另一公知背投透射式生物晶片扫瞄装置的结构示意图，如图所示：该背投透射式生物晶片扫瞄装置5的结构基本上与上述前投反射式生物晶片扫瞄装置4大致相同，仅在结构上改为背投透射式，另，讯号感应接收器18亦可使用线型电荷耦何装置(CCD)。

然，如图3、图4及图5中使用旋转反光镜31或旋转反光多面镜41虽可省却X轴向的移动扫瞄，且可大幅减少平台振动的不良影响，但此方式非常容易因反光镜的摆动或旋转而产生旋转轴偏摆，导致照射光源无法聚焦在试样上，并且会因旋转角度不同使得照射光在试片边缘的光束会变形成为椭圆形，造成照度不足与不均，使讯号产生错误。

实用新型内容

本实用新型的主要目的即在于提供一种生物晶片扫瞄装置，可取得较正确的讯号噪声比，以确保光线讯号正确性。

本实用新型的另一目的即在于提供一种生物晶片扫瞄装置，可达到大幅提高扫瞄速度的功效。

本实用新型的又一目的即在于提供一种生物晶片扫瞄装置，可达到减少时间花费的功效。

为实现上述目的，本实用新型提供的生物晶片扫描装置，包括：

一光源，可发射出光线；

一取样台，其位于该光源的一侧，且该取样台上可置放有取样样本，使该光源的光线照射于该取样台上的该取样样本；以及

一电荷耦合装置，其为于该取样台上方，该电荷耦合装置可接收经由该取样样本反射出的该光线。

其中该光源所发射出的光线可为线型光线。

其中该光源的一侧设有一旋转的光栅型全像片，使该光源的光线经由该旋转的光栅型全像片，使入射的该光线产生绕射而形成绕射光。

其中该光源的种类可为激光、白炽光及气体激发光源其中之一。

其中该取样台可于X-Y方向自由移动。

其中该光源的光线经由该旋转的光栅型全像片，该光源与该光栅型全像片间可设有一激发频谱滤片。

其中该光源的光线经由该旋转的光栅型全像片，则在该光栅型全像片与该取样台间可设有一聚焦物镜。

其中该光源的光线经由该旋转的光栅型全像片，则在该光栅型全像片与该取样台间可设有一分光片。

其中该光源的光线经由该旋转的光栅型全像片，以形成绕射光，绕射光照射在该取样样本上，该取样样本反射的光线可经过一荧光发射频谱滤片再传送至该线型电荷耦合装置。

其中该光源的光线经由该旋转的光栅型全像片，以形成绕射光，该取样样本经绕射光照射而反射的光线可经过一感应器成像镜头再传送至该线型电荷耦合装置。

其中该光源所发射出的光线为线型光线，则在该光源与该取样台间可设有一激发频谱滤片。

其中该光源所发射出的光线为线型光线，则在该光源与该取样台间可设有一分光片。

其中该光源所发射出的光线为线型光线，则在该光源与该取样台间可设有一聚焦物镜。

其中该光源所发射出的光线为线型光线，该线型光线照射在该取样样本，该取样样本反射的光线可经过一荧光发射频谱滤片再传送至该线型电荷耦合装置。

其中该光源所发射出的光线为线型光线，该取样样本经线型光线照射而反射的光线可经过一感应器成像镜头再传送至该线型电荷耦合装置。

附图说明

图1为公知前投反射式生物晶片扫瞄装置的结构示意图。

图2为公知背投透射式生物晶片扫瞄装置的结构示意图。

图3为另一公知前投反射式生物晶片扫瞄装置的结构示意图。

图4为又一公知前投反射式生物晶片扫瞄装置的结构示意图。

图5为另一公知背投透射式生物晶片扫瞄装置的结构示意图。

图6为本实用新型的一实施例图。

图7为本实用新型的另一实施例图。

图8为镜面与全像片偏摆比较图。

图9为本实用新型的又一实施例图。

图10为本实用新型的再一实施例图。

具体实施方法

为进一步了解本实用新型的目的、特征及功效，由下述具体的实施例，并配合附图，对本实用新型做一详细说明，说明如后：

请参阅图6，为本实用新型的一实施例图，如图所示：

该前投反射式生物晶片扫瞄装置6，包括一可发射出光线的光源61，且该光源61可以为单点光源，且其种类可为激光、白炽光及气体激发光源其中之一；于光源61的一侧设置一可旋转的光栅型全像片63，可使入射光线产生绕射而形成一绕射光；于光栅型全像片63一端设置一取样台65，该取样台65上方置放有取样样本651，且该取样台65可于X-Y方向自由移动，以使其上的取样样本651可做单点扫描；以及一线型电荷耦合装置(CCD)68，可接收由绕射光照射至取样样本651而反射出的光线。另，于该光源61与该光栅型全像片63间可增设有一激发频谱滤片62，用以过滤荧光染色剂所需激发波长的光源准确性；于该光栅型全像片63与该取样台65间可增设有一聚焦物镜64与一分光片69，该聚焦物镜64可将透射过光栅型全像片63的光线聚焦，该分光片69的一面可使光线产生透射，另一面可将取样样本651经照射产生的荧光讯号反射；该取样样本651经照射产生的荧光讯号由分光片69反射，并可经过一荧光发射频谱滤片66，用以过滤取样样本651经扫瞄后被激发反射的荧光讯号，与一感应器成像镜头67，可将通过荧光发射频谱滤片66的荧光讯号聚焦，再传送至线型电荷耦合装置(CCD)68。当扫瞄时，旋转的光栅型全像片63将入射的激光束均匀地绕射到取样样本651上，并透过聚焦物镜64作校正后，可以完全均匀的将入射激光光照射到取样台65上，如此即可取得较正确的讯号噪声比，确保讯号正确性。而使用此旋转的光栅型全像片63的优点在于可大幅的消除旋转轴偏摆所形成的问题，而先决条件是激光光源入射角度最好控制在Bragg regime约1°～30°，此时绕射角度将相当于入射角，而可将小量的旋转轴偏摆忽略不计，因此时产生的角度偏差约为使用多面镜或旋转镜的千分之一，并可大幅提升光栅型全像片63的可量产性需求。

请参阅图7，为本实用新型的另一实施例图，如图所示：

该背投穿透式生物晶片扫瞄装置7的结构基本上与上述前投反射式生物晶片扫瞄装置6大致相同，仅在结构上改为背投透射式，且将分光片69移除。其作用及原理均与的相同，可取得较正确的讯号噪声比，确保讯号正确性。

请参阅图8，为镜面与全像片偏摆比较图，如图所示：

图中左图是一般多面镜旋转轴偏摆角度与反射后角度偏差错误的关系图，而图中右图是使用全像片时与绕射角度的偏差误关系图，其中左侧的纵轴度量是右侧纵轴度量的1000倍。因此，可明确得知使用全像片产生的角度偏差约为使用多面镜或旋转镜的千分之一。

请参阅图9，为本实用新型的又一实施例图，如图所示：

该前投反射式生物晶片扫瞄装置8包含有包括一可发射出光线的线光源81，且该线光源81的种类可为激光、白炽光及气体激发光源其中之一；于线光源81的一侧设置一面可使光线产生透射，另一面可反射光线的分光片83；于分光片83的一端设置一取样台85，该取样台85上方置放有取样样本851，且该取样台85X-Y可于X-Y方向自由移动，以使其上的取样样本851可做单点扫描；以及一线型电荷耦合装置(CCD)88，可接收由线光源81照射至取样样本851而反射出的光线。另，于该线光源81与该分光片83间可增设有一激发频谱滤片82，用以过滤荧光染色剂所需激发波长的光源准确性；于该分光片83与该取样台85间可增设有一聚焦物镜84，其可将穿透过分光片83的光线聚焦并照射至取样样本851上；该取样样本851经照射产生的荧光讯号穿透射入一荧光发射频谱滤片86，用以过滤取样样本851经扫瞄后被激发反射的荧光讯号，与一感应器成像镜头87，可将通过荧光发射频谱滤片86的荧光讯号聚焦，再传送至线型电荷耦合装置(CCD)88。

请参阅图10，为本实用新型的再一实施例图，如图所示：

该背投穿透式生物晶片扫瞄装置9的结构基本上与上述前投反射式生物晶片扫瞄装置8大致相同，仅在结构上改为背投透射式，且将分光片83移除。

如图9及图10所示，当进行扫瞄时，利用线光源形式的发光方法来照射被扫瞄的取样样本，使得一次扫瞄点增多，再利用线型电荷耦合装置时，可同时一起接受讯号曝光取样，大幅提高扫瞄速度、增加效率与减少时间花费。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用以限定本实用新型的申请专利范围；凡其它未脱离本实用新型所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在申请的专利范围内。

Claims (15)

1、一种生物晶片扫瞄装置，其特征在于，包括：

一光源，发射出光线；

一取样台，位于该光源的一侧，且该取样台上置放有取样样本，该光源的光线照射于该取样台上的该取样样本；以及

一电荷耦合装置，为于该取样台上方，该电荷耦合装置接收经由该取样样本反射出的该光线。

2、如权利要求1所述的生物晶片扫瞄装置，其特征在于，其中该光源所发射出的光线为线型光线。

3、如权利要求1所述的生物晶片扫瞄装置，其特征在于，其中该光源的一侧设有一旋转的光栅型全像片，该光源的光线经由该旋转的光栅型全像片，使入射的该光线产生绕射而形成绕射光。

4、如权利要求1所述的生物晶片扫瞄装置，其特征在于，其中该光源的种类为激光、白炽光及气体激发光源其中之一。

5、如权利要求1所述的生物晶片扫瞄装置，其特征在于，其中该取样台于X-Y方向自由移动。

6、如权利要求3所述的生物晶片扫瞄装置，其特征在于，其中该光源的光线经由该旋转的光栅型全像片，该光源与该光栅型全像片间设有一激发频谱滤片。

7、如权利要求3所述的生物晶片扫瞄装置，其特征在于，其中该光源的光线经由该旋转的光栅型全像片，在该光栅型全像片与该取样台间设有一聚焦物镜。

8、如权利要求3所述的生物晶片扫瞄装置，其特征在于，其中该光源的光线经由该旋转的光栅型全像片，在该光栅型全像片与该取样台间设有一分光片。

9、如权利要求3所述的生物晶片扫瞄装置，其特征在于，其中该光源的光线经由该旋转的光栅型全像片，形成绕射光，绕射光照射在该取样样本上，该取样样本反射的光线经过一荧光发射频谱滤片再传送至该线型电荷耦合装置。

10、如权利要求3所述的生物晶片扫瞄装置，其特征在于，其中该光源的光线经由该旋转的光栅型全像片，形成绕射光，该取样样本经绕射光照射而反射的光线经过一感应器成像镜头再传送至该线型电荷耦合装置。

11、如权利要求2所述的生物晶片扫瞄装置，其特征在于，其中该光源所发射出的光线为线型光线，在该光源与该取样台间设有一激发频谱滤片。

12、如权利要求2所述的生物晶片扫瞄装置，其特征在于，其中该光源所发射出的光线为线型光线，在该光源与该取样台间设有一分光片。

13、如权利要求2所述的生物晶片扫瞄装置，其特征在于，其中该光源所发射出的光线为线型光线，在该光源与该取样台间设有一聚焦物镜。

14、如权利要求2所述的生物晶片扫瞄装置，其特征在于，其中该光源所发射出的光线为线型光线，该线型光线照射在该取样样本，该取样样本反射的光线经过一荧光发射频谱滤片再传送至该线型电荷耦合装置。

15、如权利要求2所述的生物晶片扫瞄装置，其特征在于，其中该光源所发射出的光线为线型光线，该取样样本经线型光线照射而反射的光线经过一感应器成像镜头再传送至该线型电荷耦合装置。

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