TWI344542B - - Google Patents

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1344542 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於反射率測定裝 液分析或化學分析上，將檢體中的 定波長光線的反射率來加以求出的 【先前技術】 先前以來做爲根據試紙的呈色 濃度的測定方法，藉由測定特定波 熟知。 曰本特開 2001-141644號公幸 示，從試紙的斜上方照射特定波長 偵測反射光的反射率測定裝置。該 用較多量的檢體液（ml程度），試紙 種程度，仍不會對測定造成障礙。 [專利文獻1 ]日本特開2 0 0 1 - 1 【發明內容】 [發明所欲解決之課題] 可是，在使用血液等做爲檢j U 1程度）的檢體量就可測定的裝 圖3所示的先前技術之反射率測定 體量則會有檢體蒸發的問題。尤其 體的時候，經常需要使用酵素反應 置，尤其是有關於在血 所定之成份濃度藉由特 反射率測定裝置。 度來測定檢體中的成份 長之反射率的方法已爲 β中，揭露了如圖8所 的光線，在試紙正上方 反射率測定裝置，可使 係即使檢體液揮發了某 4 1 644號公報 ϋ的時候，則是以微量 置較爲理想。可是，在 裝置中，若是微量的檢 是，在使用上記這種檢 ，此時，由於檢體本身 (3) 1344542 光線的擴張角爲α Γ)，且令前記透明構件的折射率爲n 時，前記受光部係配置在滿足（1/2) a S Θ $ Sin· Ul/η)之 關係的角度範圍0內。 第二手段係在第一手段當中，對於具備複數被測定部 位的微晶片，具備複數之光放出部與對該複數光放出部爲 共通的受光部，將前記各光放出部配置在前記各被測定部 位的正上方，前記受光部係將來自各被測定部位的光加以 φ 接收，以此爲特徵的反射率測定裝置。 第三手段係在第一手段中，對於具備複數被測定部位 的微晶片，具備複數之光放出部與複數的受光部，將前記 各光放出部配置在前記各被測定部位的正上方，在前記各 受光部的前面配置聚光用透鏡，各受光部係只會接受來自 所對應之各被測定部位的光線，以此爲特徵的反射率測定 裝置。 [發明效果] 若根據申請專利範圍第1項所記載之發明，則由於是 一種反射率測定裝置，係屬於具備將特定波長且具有指向 性之光線予以出射的光放出部與受光部，在微晶片的被測 定部位上照射來自前記光放出部的光線，以前記受光部來 接受來自前記被測定部位的反射光，以測定前記被測定部 位的反射率之反射率測定裝置，其特徵爲，係爲將前記微 晶片的前記被測定部位以透明構件覆蓋的構造，將前記光 放出部配置在前記被測定部位的正上方，來自前記光放出 (4) 1344542 部的照射區域是被收斂在前記被測定部位內；包含前記光 放出部的發光中心點而垂直於前記微晶片的假想面上，令 對於前記被測定部位的前記照射區域的端部上的法線與前 記反射光所形成的角度爲0 Γ)，令前記被測定部位正上方 所配置之前記光放出部所放射出來的光線的擴張角爲α 〇，且令前記透明構件的折射率爲η時，前記受光部係配 置成滿足（l/2)a S β SsirT^l/n)之關係的角度範圍0 ， φ 因此可以避免如先前技術般的被透明構件所反射的反射光 變成迷光、偵測器無法拾取該迷光，導致偵測靈敏度降低 之問題，即使被測定部位上的檢體量爲A 1程度，也能獲 得良好的偵測靈敏度。 若根據申請專利範圍第2項所記載之發明，則由於對 於具備複數被測定部位的微晶片，具備複數之光放出部與 對該複數光放出部爲共通的受光部，將前記各光放出部配 置在前記各被測定部位的正上方，前記受光部係將來自各 # 被測定部位的光加以接收，因此藉由按照每一被測定部位 而切換光放出部，就可以1個受光部來完成發明，除了可 謀求裝置的簡化，也可謀求測定的迅速化。 若根據申請專利範圍第3項所記載之發明，則對於具 備複數被測定部位的微晶片，具備複數之光放出部與複數 的受光部，將前記各光放出部配置在前記各被測定部位的 正上方，在前記各受光部的前面配置聚光用透鏡，各受光 部係只會接受來自所對應之各被測定部位的光線，因此可 將受光範圍限定在僅爲各個被測定部位上，因此可以減少 -8- (5) 1344542 測定室壁面上的亂反射光（迷光）的影響，又可同時測定複 數項目。 【實施方式】 首先’使用圖1〜圖 4來說明本發明的第1實施形 態。 圖1係本實施形態發明所論之反射率測定裝置中所用 φ 的微晶片之構成的一例，圖1 ( a )係微晶片的平面圖，圖 1 ( b )係微晶片的正面剖面圖。 同圖中，1係微晶片’ 2係導入檢體的檢體導入口，3 係蕋板5上所雕刻的微小溝，亦即從檢體導入口 2所導入 的檢體係令其流動至試紙4的流路，4係流入之檢體與試 藥進行反應而成爲被測定部位的試紙，5係基板，6係覆 蓋除了檢體導入口 2以外的流路3、試紙4及基板5上的 透明構件。 % 此處，基板5係例如使用P E T、Ρ Μ Μ A等。試紙 4係例如爲硝化纖維素的多孔質體，含有所定的試藥。透 明構件6，例如係可使用Ρ E T (折射率1 .6、臨界角3 8.7 °)、PMMA (折射率1.49、臨界角42.2°)、Pyrex(註冊商 標）玻璃（折射率1.47、臨界角42.9°)等。 若以血液分析爲例，則一旦從檢體導入口 2導入經過 血球分離的血漿’則血漿係藉由毛細現象而通過流路3而 流動至身爲被測定部位的試紙4。 圖2係本實施形態發明所論之反射率測定裝置之構成 -9- (6) 1344542 的正面剖面圖。 同圖中，7係出射特定波長光線的泛用LED(光源）’ 8 係光圈，光圈8係爲了防止迷光而設，具有限制光線的擴 散而將照射領域限定在試紙 4上之機能。藉由泛用 LED(光源）7與光圈8，就可構成能夠放出特定波長之具有 指向性的光放出部。光放出部，係除了由泛用LED(光 源）7和光圈8構成以外，還可藉由指向性LED、LD(雷射 φ 二極體）、白熱燈和帶通濾波器和光圈、放電燈（氙氣燈或 水銀燈）和帶通濾波器和光圈所構成。9係由PD(光二極體） 或光電倍增管所成的偵測器，相當於受光部。此外，其他 構成係對應於圖】所示的相同符號構成。 此處，藉由泛用LED(光源）7及光圈8所構成之光放 出部，係被配置在被測定部位的試紙4的正上方，來自光 放出部的照射區域是被收斂在試紙4內。又，本發明中， 所謂的發光中心點，係指光放出部是泛用LED或白熱燈 φ 或放電燈與光圈的組合中，光圈的開口中心。 身爲受光部的偵測器9的配置範圍0 ，係爲被透明構 件6的背面（圖中的A點）所反射之光線入射不會入射之大 於0 min的領域’且爲小於被試紙4擴散的光線被透明構 件6與空氣的交界（圖中B點）進行全反射之臨界角0max 的領域。更詳言之，在包含泛用LED(光源）7之發光中心 點的垂直於微晶片1的假想面上，令對於試紙4的照射區 域之端部上之法線而形成反射光的角度爲0 (。），令泛用 LED(光源）7及光圈8所成之光放出部所放射出來的光線 -10- (7) 1344542 的擴張角爲α 〇，令透明構件6的折射率爲n時，偵測器 9係配置在滿足（〗/2)a S 0 SsiiT'l/n)之關係的角度範圍 0內。 藉由將反射率測定裝置如此構成，微晶片1的試紙4 上照射了來自泛用LED(光源）7及光圈8所成之光放出部 的光線，被試紙4反射的反射光在偵測器9被接收，而測 定來自試紙4的反射率，就可避免被透明構件6所反射的 φ 光線變成迷光，而無法被偵測器9所拾取導致偵測靈敏度 降低的先前問題。 圖3係血液中的做爲檢查項目的酵素，和經過與試藥 反應後之反應物的吸收波長的關係表。各酵素的試藥互 異，各酵素係和各試藥反應而生成各種色素。 如同圖所示，7 -GTP( 7 -Glutamyl transpeptidase)之 反應物的吸收波長爲 405nm、GOT(glutamic oxaloacetic transaminase)之反應物的吸收波長爲 340nm 、 • GPT(glutamic pyruvic transaminase)之反應物的吸收波長 爲 340nm、ALP(alkalin phosphatase )之反應物的吸收波 長爲415nm、BUN(血中尿素氮）之反應物的吸收波長爲 340nm、Cre(Creatinine)之反應物的吸收波長爲 600nm、 UA(尿酸）之反應物的吸收波長爲 600nm、GA(glycated albumin，糖化白蛋白）之反應物的吸收波長爲550nm。 圖4係使用本實施形態發明之反射率測定裝置與先前 技術（圖8 )之反射率測定裝置’測定預先知道糖化白蛋白 濃度而調製成的糖化氨基酸容易之結果的圖表。 -11 - (8) 1344542 同圖中，橫軸係糖化白蛋白濃度，縱軸係-logι〇(反射 率）所算出的吸光度。 該測定的條件係，光圈與微晶片間的距離d : 10.7mm，光圈口徑：<^1，光擴散角α :約丨〇°’照射光 點徑：約炉3，光源：LED(波長5 5 8nm)，透明構件材質： P E T (折射率1.6)、透明構件厚度：0.1mm，臨界角0 m a X : 3 8.7 °，試紙直徑：p 4。 φ 該測定係因爲糖化白蛋白係爲血液中的葡萄糖和白蛋 白所結合生成之糖化蛋白與試藥反應後可生成藍紫色色 素，因此被該色素吸收的波長爲5 5 8 nm，以該光線照射色 素來測定反射光量。 如同圖所示，若依據本實施形態發明所論之反射率測 定裝置，則相較於先前技術之在基板上載置試紙、被覆透 明構件之構造的微晶片要從斜上方進行光線照射、在試紙 正上方接受光線的反射率測定裝置，可知本發明的檢測線 # 的斜率可以改善4倍。藉由使檢測線的斜率增大，可使其 不會重疊於誤差範圍，可使正常値與異常値的分離更爲明 確。相對於此，在先前技術的反射率測定裝置上，正常範 圍約爲1 1〜1 7%，考慮誤差範圍則異常値與正常値的取捨 會出錯而無法進行正確診斷。 如此若藉由本實施形態發明的反射率測定裝置，則透 明構件的表面及背面所反射之光係不會進入偵測器，被試 紙所擴散反射的光可有效率地進行受光，因此對樣本濃度 的反射率變化很大，可以提升測定解析能力。 -12- (9) 1344542 其次使用圖5說明本發明的第2實施形態。 圖5係本實施形態發明之反射率測定裝置之構成的正 面剖面圖。 同圖中’ 4 1、42係與流入之檢體與試藥反應而成爲 被測定部位的複數之試紙，7 1、7 2係出射特定波長之複 數的泛用 LED(光源），81、82係爲複數的光圈，光圈 8 1、82係和圖2所示的光圈8同樣地是爲了防止迷光而 φ 設’具有將光線擴散加以限制而將照射領域限制在試紙 4 1、4 2上之機能。1 0係測定室。此外，其他符號係對應 於圖2所示的同符號之構成。 該反射率測定裝置，係具備複數之屬於被測定部位的 試紙41、42的微晶片1，對於複數之泛用LED(光源）71、 72和光圈8 1、82所成之複數光放出部具備共通的偵測器 9，將各光放出部（泛用LED(光源）71、72和光圈81 '82) 配置在試紙4 1、42的正上方，偵測器9則接受來自試紙 φ 41、42的光線。 藉由將反射率測定裝置構成如此，則除了第1實施形 態發明之反射率測定裝置的效果以外，還可藉由將點亮之 光放出部（泛用LED(光源）71、72和光圈81、82)按照每一 試紙4 1、4 2別來加以切換，而只需一個偵測器9即可， 除了可謀求裝置的簡化，還可謀求測定之迅速化。 其次，使用圖6來說明本發明的第3實施形態。 圖6係本實施形態發明所論之反射率測定裝置之構成 的平面剖面圖。 -13 - ⑧ (10) 1344542 同圖中，71、…78係在圓周上配置的會射出波長互 異之光線的泛用LED(光源）。此外，其他構成係對應於圖 5所示之同符號之構成。 該反射率測定裝置，係對具備有未圖示之複數之屬於 被測定部位之試紙的微晶片，對於複數之泛用LED(光 源）7 1、…7 8和未圖示之光圈所成之複數光放出部具備共 通的偵測器9，將各光放出部（泛用LED(光源）71、…78 # 和光圈）配置在各試紙的正上方，偵測器9則接受來自各 試紙的光線。 藉由將反射率測定裝置構成如此，則除了第1實施形 態發明之反射率測定裝置的效果以外，還可藉由將點亮之 光放出部（泛用LED (光源）71、…78和光圈）按照每一試紙 別來加以切換，而只需一個偵測器9即可，而可迅速地進 行多種項目的測定。 其次，使用圖7來說明本發明的第4實施形態。 # 圖7係本實施形態發明之反射率測定裝置構成的正面 剖面圖。 同圖中，9 1、92係複數之偵測器，1 1 1、1 1 2係配置 在複數之各偵測器9 1、92之前面的聚光用透鏡。此外， 其他構成係對應於圖5所示之同符號之構成。 該反射率測定裝置，係對具備複數試紙4 1、42的微 晶片1 ’具備複數的泛用LED(光源）71、72和光圈81、82 所成之光放出部與複數之偵測器91、92，將各光放出部 (LED(光源）71、72和光圈81、82)配置在試紙41、42的 -14- (11) 1344542 正上方，在各受光部91、92前面設置聚光用透鏡丨11、 1 1 2，各受光部9 1、92係只會接受來自所對應之試紙 41、42的光線。 藉由將反射率測定裝置構成如此，則除了第1實施形 態發明之反射率測定裝置的效果以外，由於將受光範圍限 定成只對各個試紙，因此可減輕測定室1 0壁面的亂反射 光（迷光）之影響，且可同時特定複數項目。 【圖式簡單說明】 [圖1 ]第1實施形態之發明所論之反射率測定裝置中 所用的微晶片構成之一例。 [圖2]第1實施形態之發明所論之反射率測定裝置之 構成的正面剖面圖。 [圖3]血液中的檢查項目的酵素，與試藥反應後之反 應物的吸收波長關係表。 • [圖4]第1實施形態發明所論之反射率測定裝置與先 前技術（圖8)所論之反射率測定裝置的測定結果的圖表。 [圖5 ]第2實施形態發明所論之反射率測定裝置之構 成的正面剖面圖。 [圖6]第3實施形態發明所論之反射率測定裝置之構 成的平面剖面圖。 [圖7]第4實施形態發明所論之反射率測定裝置之構 成的正面剖面圖。 [圖8]先前技術之反射率測定裝置之構成的槪要圖。 (12)1344542 【主要元件符號說明】 1 微晶片 2 檢體導入口 3 流路 4 試紙 41 ' 42 試紙

5 基板 6 透明構件 7 泛用LED(光源） 71、72 泛用LED(光源） 71、…78 泛用LED(光源） 8 光圈 81 ' 82 光圈 9 偵測器

91、92 偵測器 10 測定室 111、112 聚光用透鏡 -16 - (§)

Claims (1)

1344542 第094137491號專利申請案中文申請專利範圍修正本 民國99年12月22日修正 十、申請專利範圍 1 · 一種反射率測定裝置，係屬於具備將特定波長且 具有指向性之光線予以出射的光放出部與受光部，在微晶 片的被測定部位上照射來自前記光放出部的光線，以前記 受光部來接受來自前記被測定部位的反射光，以測定前記 被測定部位的反射率之反射率測定裝置，其特徵爲， 前記微晶片係以透明構件覆蓋前記被測定部位的構 造’將前記光放出部配置在前記被測定部位的正上方，來 自前記光放出部的照射區域是被收斂在前記被測定部位 內； 包含前記光放出部的發光中心點而垂直於前記微晶片 的假想面上’令對於前記被測定部位的前記照射區域的端 部上的法線與前記反射光所形成的角度爲0 (。），令前記被 測定部位正上方所配置之前記光放出部所放射出來的光線 的擴張角爲α 〇，且令前記透明構件的折射率爲η時， 則自己受光部係配置在滿足（1 / 2 ) a S S s i η ·1 ( 1 /η )之 關係的角度範圍0內。 2.如申請專利範圍第1項所記載之反射率測定裝 置’其中，對於具備複數被測定部位的微晶片，具備複數 之光放出部與對該複數光放出部爲共通的受光部，將前記 各光放出部配置在前記各被測定部位的正上方，前記受光 部係將來自各被測定部位的光加以接收。 -Ϊ344542 3 .如申請專利範圍第丨項所記載之反射率測定裝 置’其中，對於具備複數被測定部位的微晶片，具備複數 之光放出部與複數的受光部，將前記各光放出部配置在前 記各被測定部位的正上方，在前記各受光部的前面配置聚 光用透鏡，各受光部係只會接受來自所對應之各被測定部 位的光線。 -2-