TWI464400B - 生醫檢測裝置 - Google Patents

Description

生醫檢測裝置

本發明是有關於一種生醫檢測裝置，且特別是有關於一種具有消磁結構的生醫檢測裝置。

目前的細胞分離技術有很多種，例如流式細胞分離(Fluorescence Activated Cell Separation，FACS)技術、介電泳動(Dielectrophoresis，DEP)細胞分離技術，微米篩(Microfabricated Sieving)之分離技術，磁珠細胞分離(Magnetically Activated Cell Separation，MACS)技術，以及一些應用光學和聲學的技術在內。

在這些細胞分離技術中，尤其以流式細胞分離技術和磁珠細胞分離技術最常被使用。雖然流式細胞分離技術常被使用，但是此項技術需要有相當高的花費、難以消毒、並且需要大量取樣。

與流式細胞分離技術不同，利用磁珠細胞分離技術能在較短時間內獲得大多數的目標細胞，其中磁珠分離原理是利用其磁性特性，於磁場環境下可被磁場吸附，於非磁場環境下呈自由 活動分子的特性。先在磁珠表面上連結特定抗體，利用此特定抗體與特定細胞上的抗原結合，因此可將特定細胞連結到磁珠表面，進而將此特定細胞分離。磁珠分離法是利用抗原抗體結合的原理，因此具高專一性、操作簡單及成本較低的優點，並且減少分析時的取樣需求。

惟，現有磁珠分離技術所採均是具有弱磁性的導磁珠，因而在不斷地接受磁場控制的同時，導磁珠亦會逐漸地被磁化。久而久之，貯置槽內的導磁珠在未接受磁場的狀態下亦會因其具有磁性而相互吸引並聚合，進而導致導磁珠在非磁場環境下無法達到上述呈自由活動分子的特性。

本發明提供一種生醫檢測裝置，其具有消磁結構以對貯置槽內的磁珠進行消磁。

本發明的生醫檢測裝置包括第一平台、第二平台、至少一第一磁性元件以及至少一第二磁性元件。第一平台用以承載載盤(microplate)。載盤具有多個貯置槽(well)，且各貯置槽內存有試劑與多個導磁珠(microbead)。第二平台可移動地設置在第一平台的下方。第一磁性元件設置在第二平台上。第一磁性元件隨第二平台移動而磁吸住貯置槽內的導磁珠。第二磁性元件設置在第二平台上。第二磁性元件隨第二平台移動而解磁貯置槽內的導磁珠。第一磁性元件與第二磁性元件的磁性相反。

在本發明的一實施例中，生醫檢測裝置更包括多個第一磁性元件，陣列地配置在第二平台上，且各第一磁性元件對應至少一貯置槽。第二平台移近第一平台，以使第一磁性元件磁吸至少一貯置槽內的導磁珠。

在本發明的一實施例中，上述各第一磁性元件在第一平台上的正投影位在相鄰的至少兩個貯置槽之間。

在本發明的一實施例中，生醫檢測裝置更包括第二磁性元件，配置在第二平台上且位在第一磁性元件的一側。當第一磁性元件移近貯置槽時，第二磁性元件遠離貯置槽。當第二磁性元件隨第二平台移近貯置槽時，第一磁性元件遠離貯置槽。

在本發明的一實施例中，上述的第一磁性元件沿一軸排列在第二平台上。第二磁性元件位在軸上但遠離第一磁性元件。

在本發明的一實施例中，上述的第二平台相對於第一平台升降且沿該軸移動。

在本發明的一實施例中，生醫檢測裝置更包括多個第二磁性元件，一對一地對應第一磁性元件。第二磁性元件與對應的第一磁性元件為一體結構。

在本發明的一實施例中，生醫檢測裝置更包括翻轉機構，連接在第一磁性元件、第二磁性元件與第二平台之間，以驅動第一磁性元件面向貯置槽，或驅動第二磁性元件面向貯置槽。

在本發明的一實施例中，生醫檢測裝置更包括多個第二磁性元件。第一磁性元件位在第二平台的第一表面，第二磁性元 件位在第二平台的第二表面。第一表面與第二表面相互背對。第二平台相對於第一平台翻轉，以使第一表面面向第一平台，或使第二表面面向第一平台。

在本發明的一實施例中，生醫檢測裝置更包括注射元件，可移動地設置在第一平台上方，以從貯置槽汲取試劑，或注射試劑至貯置槽。

基於上述，在本發明的上述實施例中，藉由在貯置槽下方配置的第一磁性元件與第二磁性元件，而以第一磁性元件作為提供導磁珠磁吸磁場的來源。接著，藉由第二平台相對於第一平台移動，而再以磁性相反的第二磁性元件提供導磁珠消磁的效果。據此，導磁珠便能在貯置槽內順利地接受磁場控制而無須擔心因磁場影響而產生磁性，以讓導磁珠在生醫分離技術中得以順利運作。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

100、500、600‧‧‧生醫檢測裝置

110‧‧‧第一平台

120、520、620‧‧‧第二平台

130、530、630‧‧‧第一磁性元件

140、540、640‧‧‧第二磁性元件

150‧‧‧控制元件

160‧‧‧注射元件

162‧‧‧注射管

200‧‧‧載盤

210‧‧‧貯置槽

300‧‧‧試劑

400‧‧‧導磁珠

550‧‧‧翻轉機構

L1、L2‧‧‧軸

L3‧‧‧轉動方向

M1‧‧‧磁性元件

S1‧‧‧第一表面

S2‧‧‧第二表面

圖1是依據本發明一實施例的一種生醫檢測裝置的示意圖。

圖2是圖1的生醫檢測裝置的局部側視圖。

圖3是圖2的的局部放大圖。

圖4是依照本發明一實施例的一種生醫檢測的流程圖。

圖5是本發明另一實施例的一種生醫檢測裝置的局部側視圖。

圖6是本發明又一實施例的生醫檢測裝置的局部側視圖。

圖1是依據本發明一實施例的一種生醫檢測裝置的示意圖。圖2是圖1的生醫檢測裝置的局部側視圖。圖3是圖2的的局部放大圖。請同時參考圖1至圖3，在本實施例中，生醫檢測裝置100包括第一平台110、第二平台120、第一磁性元件130、第二磁性元件140、控制元件150與注射元件160。第一平台110用以承載載盤200，其中載盤200具有多個陣列排列的貯置槽210，且貯置槽210內存有試劑300與多個導磁珠400(繪示於圖3)，以進行相關的分離技術。

在本實施例中，第二平台120位在第一平台110的下方，第一磁性元件130沿軸L1陣列地排列在第二平台120上，第二磁性件140同樣配置在第二平台120上且位於軸L1上，但第二磁性元件140所在位置是位於第一磁性元件130的一側且遠離該些第一磁性元件130，且第一磁性元件130的磁性與第二磁性元件140的磁性彼此相反。

控制元件150電性連接第二平台120與注射元件160，藉以驅動第二平台120相對於第一平台110移動(在此所指包括滑動與轉動)，同時控制元件150並驅動注射元件160相對於第一平 台110移動，並藉由注射元件160的注射管162將試劑300注入貯置槽210內，或將試劑300從貯置槽210內汲取出。在另一未繪示的實施例中，控制單元150亦可電性連接至第一平台110，以驅動第一平台110相對於第二平台120與注射元件160相互移動。

如圖2所示，第二平台120適於被控制元件150驅動而相對於第一平台110沿軸L1移動且沿軸L2升降以靠近或遠離第一平台110。據此，當第一磁性元件130隨著第二平台120接近第一平台110時，第一磁性元件130的磁場便會影響位在貯置槽210內的導磁珠400。相對地，此時第二磁性元件140是處於遠離載盤200的位置，因此其磁性並不會對貯置槽210內的導磁珠400產生任何影響。

如圖3所示，各第一磁性元件130在第一平台110上的正投影是位在相鄰的兩個貯置槽210之間，因而會使該兩個貯置槽210內的導磁珠400同朝向第一磁性元件130的角落磁吸聚合。如此，便能藉由注射管162將試劑300從貯置槽210內汲取出，或將試劑300注入。相對地，如圖2所示，第二磁性元件140遠離第一磁性元件130，因而在第一磁性元件130在第一平台110上的正投影是位於相鄰的兩個貯置槽210之間的同時，第二磁性元件140在第一平台110上的正投影是位於載盤200的範圍之外。

惟，如前所述，由於導磁珠400的材質特性，其通常具有弱磁性，因而在上述動作不斷地重複之下，即以第二平台120移近第一平台110，並以第一磁性元件130磁吸貯置槽210內的導 磁珠400的動作之下，導磁珠400會逐漸地被第一磁性元件130所磁化，進而導致即使第二平台120並未靠近第一平台110，亦即第一磁性元件130並未以其磁場影響導磁珠400，但導磁珠400仍會因自身存在磁性而相互吸引聚合。此舉導致貯置槽210內的導磁珠400一直保持聚合的狀態，因而不利於與試劑300相互進行作用。

據此，本實施例的生醫檢測裝置100，其在分離過程中除以第一磁性元件130磁吸貯置槽210內的導磁珠400外，尚能對這些導磁珠400予以進一步地消磁，以避免上述導磁珠400產生磁吸聚合而無法分離的狀態。

圖4是依照本發明一實施例的一種生醫檢測的流程圖，用以說明生醫檢測裝置100磁吸導磁珠400與對其進行消磁的過程。請參考圖4並對照圖1至圖3所示的裝置結構。首先，在步驟S410中，控制元件150驅動第二平台120移近第一平台110，以帶動第一磁性元件130移近載盤200，且使貯置槽210內的導磁珠400受第一磁性元件130的磁場影響而磁吸聚合於貯置槽210的角落，以達試劑300與導磁珠400分離的效果。接著，於步驟S420中，控制元件150進一步地驅動注射元件160汲取貯置槽210內的試劑300，或注射試劑300至貯置槽210內。接著，於步驟S430中，控制元件150驅動第二平台120相對於第一平台110移動，以使第一磁性元件130遠離載盤200，並同時使第二磁性元件140逐一接近載盤200的各個貯置槽210。

詳細而言，如圖2所示，本實施例的第二平台120是沿軸L1而朝向圖式右側移動，因此其移動路徑能帶動第二磁性元件140(以圖2之圖式而言)由左至右地經過各個貯置槽210的下方，而在第二磁性元件140經過各貯置槽210時，由於第二磁性元件140的磁性與第一磁性元件130的磁性是相反的，因而便能對各貯置槽210內的導磁珠400提供消磁的效果。

最終，在步驟S440中，控制元件150驅動第二平台120復位，以使第一磁性元件130隨第二平台120而移回第一平台110下方(即讓第一磁性元件130移回載盤200下方)，以利後續再次對貯置槽210內的導磁珠400進行磁吸動作。

圖5是本發明另一實施例的一種生醫檢測裝置的局部側視圖。請參考圖5，與上述實施例不同的是，生醫檢測裝置500包括多個第二磁性元件540，且這些第二磁性元件540是一對一地對應於第一磁性元件530。更進一步地說，彼此對應的第一磁性元件530與第二磁性元件540為一體結構，亦即此二者是同一個磁性元件M1的不同磁性端。再者，生醫檢測裝置500還包括翻轉機構550，其例如是轉軸或鉸鏈，連接在第一磁性元件530、第二磁性元件540與第二平台520之間，且與第二平台520一樣同受控制元件150(繪示於上述實施例)的操控。據此，控制元件150便得以藉由翻轉機構550驅動磁性元件M1翻轉，以使其第一磁性元件530面向貯置槽210，或使其第二磁性元件540面向貯置槽210。換句話說，當第二平台520移近第一平台110而使第一磁性 元件530磁吸導磁珠400以達到分離效果後，能直接藉由翻轉機構550驅動磁性元件M1，以改讓第二磁性元件540面向貯置槽210而達到對其內導磁珠400的消磁效果。當然，使用者亦可先以第二磁性元件540對導磁珠400提供磁吸效果，而後再以第一磁性元件530對導磁珠400進行消磁。

圖6是本發明又一實施例的生醫檢測裝置的局部側視圖。請參考圖6，與上述實施例不同的是，生醫檢測裝置600的第二平台620具有彼此相對的第一表面S1與第二表面S2，第一磁性元件630配置在第一表面S1，第二磁性元件640配置在第二表面S2，且第二平台620能相對於第一平台110翻轉，如圖6所示轉動方向L3，以使第二平台620以其第一表面S1或第二表面S2面向載盤200。據此，第二平台620藉由其翻轉動作，而同樣能達到讓第一磁性元件630或第二磁性元件640面向貯置槽210，以對其內的導磁珠400產生磁吸或消磁的效果。

綜上所述，在本發明的上述實施例中，藉由彼此磁性相反的第一磁性元件與第二磁性元件配置在第二平台上，而得以藉由驅動第二平台達到以第一磁性元件磁吸貯置槽內的導磁珠，及以第二磁性元件對導磁珠進行消磁的效果。此舉讓用於分離技術的生醫檢測裝置得以有效地維持其分析效果，而無須擔心以相同磁性的第一磁性元件不斷磁吸導磁珠而對其產生磁化效應的影響，藉此有效地讓導磁珠能在未接受磁場時維持其自由活動分子的特性，同時亦提高後續檢測流程的效率與降低其負擔。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧生醫檢測裝置

110‧‧‧第一平台

120‧‧‧第二平台

130‧‧‧第一磁性元件

140‧‧‧第二磁性元件

150‧‧‧控制元件

160‧‧‧注射元件

162‧‧‧注射管

200‧‧‧載盤

210‧‧‧貯置槽

L1、L2‧‧‧軸

Claims (10)

1. 一種生醫檢測裝置，包括：一第一平台，用以承載一載盤，該載盤具有多個貯置槽，且各該貯置槽內存有試劑與多個導磁珠；一第二平台，可移動地設置在該第一平台的下方；至少一第一磁性元件，設置在該第二平台上，該第一磁性元件隨該第二平台移動而磁吸住該貯置槽內的該些導磁珠；以及至少一第二磁性元件，設置在該第二平台上，該第二磁性元件隨該第二平台移動而解磁該貯置槽內的該些導磁珠，其中該第一磁性元件與該第二磁性元件的磁性相反。
2. 如申請專利範圍第1項所述的生醫檢測裝置，更包括：多個第一磁性元件，陣列地配置在該第二平台上，且各第一磁性元件對應至少一貯置槽，該第二平台移近該第一平台，以使該些第一磁性元件磁吸該至少一貯置槽內的該些導磁珠。
3. 如申請專利範圍第2項所述的生醫檢測裝置，其中各該第一磁性元件在該第一平台上的正投影位在相鄰的至少兩個貯置槽之間。
4. 如申請專利範圍第2項所述的生醫檢測裝置，更包括：一第二磁性元件，配置在該第二平台上且位在該些第一磁性元件的一側，當該些第一磁性元件移近該些貯置槽時，該第二磁性元件遠離該些貯置槽，當該第二磁性元件隨該第二平台移近該些貯置槽時，該些第一磁性元件遠離該些貯置槽。
5. 如申請專利範圍第4項所述的生醫檢測裝置，其中該些第一磁性元件沿一軸排列在該第二平台上，該第二磁性元件位在該軸上但遠離該些第一磁性元件。
6. 如申請專利範圍第5項所述的生醫檢測裝置，其中該第二平台相對於該第一平台升降且沿該軸移動。
7. 如申請專利範圍第2項所述的生醫檢測裝置，更包括：多個第二磁性元件，一對一地對應該些第一磁性元件，且該第二磁性元件與對應的該第一磁性元件為一體結構。
8. 如申請專利範圍第7項所述的生醫檢測裝置，更包括：一翻轉機構，連接在該些第一磁性元件、該些第二磁性元件與該第二平台之間，以驅動該些第一磁性元件面向該些貯置槽，或驅動該些第二磁性元件面向該些貯置槽。
9. 如申請專利範圍第2項所述的生醫檢測裝置，更包括：多個第二磁性元件，其中該些第一磁性元件位在該第二平台的一第一表面，該些第二磁性元件位在該第二平台的一第二表面，該第一表面與該第二表面相互背對，該第二平台相對於該第一平台翻轉，以使該第一表面面向該第一平台，或使該第二表面面向該第一平台。
10. 如申請專利範圍第1項所述的生醫檢測裝置，更包括：一注射元件，可移動地設置在該第一平台上方，以從該貯置槽汲取試劑，或注射試劑至該貯置槽。