熒光生物樣品操作監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是關(guān)于一種熒光生物樣品操作監(jiān)控系統(tǒng)，防范操作者因手誤而破壞熒光生物樣品的完整性。
【【背景技術(shù)】】
[0002]熒光顯微技術(shù)除用于生物研究中的細(xì)胞分析與追蹤外，近年來更延伸至工業(yè)檢測、偽鈔辨識以及刑事鑒定等實質(zhì)應(yīng)用，使得熒光顯微影像擷取的重要性逐漸提升，常用的熒光顯微鏡，主要是將一個高頻的光照射在具有熒光特性的待觀測物上，例如鈔票的防偽線，或是刑案現(xiàn)場疑似血跡的位置，藉以激發(fā)出一個較低頻的熒光，再加上適當(dāng)?shù)臑V鏡組合，便可清晰地觀看或擷取上述鈔票或血跡的熒光影像；此外，在生物科學(xué)的領(lǐng)域，許多研究是針對基因轉(zhuǎn)植，為便于觀察，植入的基因常會制造出熒光蛋白，藉由熒光生物樣品的熒光反應(yīng)有無，確認(rèn)基因植入的成敗，并且可以對轉(zhuǎn)植成功的生物進(jìn)一步深入研究。
[0003]其中部份的熒光生物樣品具有很強(qiáng)的活動力，例如實驗老鼠，并不會靜止任由操作者觀察而是四處跑動。過往檢視實驗老鼠熒光反應(yīng)的觀測裝置并不完善，老鼠活動的空間過大，容易跑到觀察鏡頭視角上的盲點，阻礙觀測。尤其是，近年來有一種被大量研究的熒光基因斑馬魚，主要是因為此類斑馬魚繁殖量大且繁殖周期短、能產(chǎn)生大量后代，并具有近似人類的器官系統(tǒng)等特性，甚至被推廣至疾病研究、藥物篩選、毒物測試等相關(guān)研究，然而斑馬魚在實驗中仍舊是活體生物，所以在進(jìn)行上述熒光顯微實驗時，必須同時考慮操作時間及實驗環(huán)境對生物的影響，若操作不熟練或運氣不佳，也就容易導(dǎo)向失敗的實驗結(jié)果。
[0004]由于斑馬魚體積甚至小于一顆芝麻，因此在搬移置放過程中，稍有不慎即可能由滴管中滴入過多或過少的數(shù)量，使得操作結(jié)果變得不正確。另一方面，由于熒光實驗中，實驗標(biāo)的所發(fā)的熒光太微弱，無論是相較于入射光或直接反射光、甚至漫反射光，強(qiáng)弱差異都非常明顯，些許外部雜光也可以對實驗產(chǎn)生嚴(yán)重干擾。因此，目前的熒光實驗中，一方面必須把外部背景光完全隔絕，另方面也要利用濾色片等光學(xué)裝置完全濾除原本的入射光波長，僅能容許熒光波長的光束射出，這也使得操作過程除異常微弱的熒光外，幾乎是處在完全盲目的環(huán)境，如果量測不到上述斑馬魚的熒光反應(yīng)，根本無從確認(rèn)是沒有熒光、還是當(dāng)初根本沒有放入斑馬魚。
[0005]此外，如果是要進(jìn)行手術(shù)或解剖而觀察熒光生物樣品的內(nèi)部器官，則盲目操作或些微的熒光照射并不能讓操作者充分體認(rèn)立體空間，操作者往往是憑著手感或是多次實驗累積的經(jīng)驗，猶如瞎子摸象般分辨解剖的進(jìn)度為何，手術(shù)或切割操作將存在失誤甚至造成自身傷害的風(fēng)險，導(dǎo)致實驗的流暢性及準(zhǔn)確性大打折扣。
[0006]因此，如何提供一種光照均勻充分、且方便操作的熒光生物樣品操作監(jiān)控系統(tǒng)，同時防范外界強(qiáng)光與雜光的干擾，也加強(qiáng)限制熒光生物樣品的活動范圍，并藉由低角度激發(fā)光源，回避過往因光源的直接反射，造成反射光蓋過實驗所需觀察的熒光的事情，使得在實驗的過程中，不易被其余事物打擾而中斷，提升實驗的整體流暢度、操作便利性及安全性，就是本發(fā)明所要達(dá)成的目標(biāo)?！?br/>【發(fā)明內(nèi)容】
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[0007]本發(fā)明一個目的在于提供一種熒光生物樣品操作監(jiān)控系統(tǒng)，藉由紅外光照明防范盲目的操作，提升實驗的準(zhǔn)確性。
[0008]本發(fā)明另一目的在于提供一種熒光生物樣品操作監(jiān)控系統(tǒng)，藉由遮罩遮蔽外界強(qiáng)光與雜光的干擾，提升熒光顯微顯像的品質(zhì)。
[0009]本發(fā)明再一個目的在于提供一種形成有阻隔空間的熒光生物樣品操作監(jiān)控系統(tǒng)，讓熒光生物樣品無法脫離預(yù)定觀測位置，提高研究實驗的成功率。
[0010]本發(fā)明又另一個目的在于提供一種形成有阻隔空間的熒光生物樣品操作監(jiān)控系統(tǒng)，通過低角度光源組件，回避過往因光源的直接反射，造成反射光蓋過實驗所需觀察的熒光的事情。
[0011]為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供一種熒光生物樣品操作監(jiān)控系統(tǒng)，供限制至少一個熒光生物樣品的活動范圍，以便前述熒光生物樣品操作監(jiān)控系統(tǒng)觀測前述熒光生物樣品，該熒光生物樣品操作監(jiān)控系統(tǒng)包括:一個形成有一預(yù)定觀測位置的基座；一個對應(yīng)該基座、并形成有至少一個操作孔的遮罩，并供與該基座共同圍繞出一個光遮蔽腔室；一個紅外光照明裝置，供以紅外光照明前述預(yù)定觀測位置；一個低角度激發(fā)光源裝置，包括復(fù)數(shù)發(fā)光方向是以低角度朝向該預(yù)定觀測位置的激發(fā)光源，前述激發(fā)光源所發(fā)光的波長小于前述紅外光照明裝置；一個觀測顯示裝置，包括至少一個影像擷取器，前述影像擷取器具有一個設(shè)置于上述遮罩內(nèi)、并朝向上述預(yù)定觀測位置的鏡頭，前述影像擷取器可擷取紅外光影像；及至少一個影像顯示器，供將上述影像擷取器所擷取上述預(yù)定觀測位置的紅外光影像向該遮罩外呈現(xiàn)。
[0012]因此，本發(fā)明所揭示的一種熒光生物樣品操作監(jiān)控系統(tǒng)，通過低角度光源組件，回避過往因光源的直接反射，造成反射光蓋過實驗所需觀察的熒光的事情。而過往因為直反射的困境，設(shè)置有多重濾光片來逐一濾除反射光，但也不可避免將實驗所需的熒光部分濾除；只得再加裝放大倍率的鏡片方便肉眼捕捉熒光，這重重的鏡片所費不貲，本發(fā)明通過低角度發(fā)光去除直反射光，節(jié)省鏡片費用，提供低成本的裝置。再者，為保持實驗的流暢性，本例中的切換裝置提供操作者在操作狀態(tài)及監(jiān)控狀態(tài)間自由切換，增加操控的直覺性，并于遮罩內(nèi)額外設(shè)置紅外光照明設(shè)備，使得實驗不至于趨向盲目的狀態(tài)，可以精準(zhǔn)地掌握熒光生物樣品的動向，提升實驗的精確度。
【【附圖說明】】
[0013]圖1為本發(fā)明第一較佳實施例的熒光生物樣品操作監(jiān)控系統(tǒng)剖面圖，是說明斑馬魚的活動范圍受到局限；
[0014]圖2為圖1的觀測顯示裝置示意圖，是說明藉由切換裝置，動態(tài)攝影機(jī)傳輸相異的訊號，使得顯示面罩呈現(xiàn)不同的影像；
[0015]圖3為本發(fā)明第二較佳實施例的熒光生物樣品操作監(jiān)控系統(tǒng)剖面圖，是說明老鼠的活動范圍受到遮罩局限；
[0016]圖4為本發(fā)明第二較佳實施例的熒光生物樣品操作監(jiān)控系統(tǒng)剖面圖，是說明于觀測孔上方設(shè)置濾鏡及液晶顯示幕，方便進(jìn)行觀測及操作，并藉由切換裝置，動態(tài)攝影機(jī)傳輸相異的訊號，使得液晶顯示幕進(jìn)行透光與否的變換；
[0017]圖5為本發(fā)明第三較佳實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖6為本發(fā)明第三較佳實施例的方塊圖，是說明觀測顯示裝置間的連動關(guān)系。
[0019]【符號說明】
[0020]1、I’、I’ ’…熒光生物樣品操作監(jiān)控系統(tǒng)
[0021]11、11’…基座111…預(yù)定觀測位置
[0022]12、12’…遮罩121、121’…光遮蔽腔室
[0023]122、122’…操作孔123’…觀測孔
[0024]124’…濾鏡13…低角度激發(fā)光源裝置
[0025]131、131，、131”…激發(fā)光源 132…反射部
[0026]14、14’’…觀測顯示裝置 141、141’…動態(tài)攝影機(jī)
[0027]141’’…影像擷取器142…顯示面罩
[0028]142’…有機(jī)發(fā)光顯示幕143、143’’…鏡頭
[0029]145’’…分光鏡15、15’、15’’…紅外光照明裝置
[0030]16、16’…切換裝置2…斑馬魚
[0031]2’、2’’ …老鼠
【【具體實施方式】】
[0032]有關(guān)本發(fā)明的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點與功效，在以下配合說明書附圖的較佳實施例的詳細(xì)說明中，將可清楚呈現(xiàn)；此外，在各實施例中，相同的元件將以相似的標(biāo)號表
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[0033]本發(fā)明第一較佳實施例的熒光生物樣品操作監(jiān)控系統(tǒng)1，如圖1、圖2所示，包括基座11，基座11上形成有一個預(yù)定觀測位置111，是熒光生物樣品在基座11上的預(yù)定活動區(qū)域，在本例中熒光生物樣品例釋為斑馬魚2，預(yù)定活動區(qū)域則例釋為一個透光的觀察皿(未標(biāo)號)ο基座11和一個遮罩12則對應(yīng)圍繞出一個光遮蔽腔室121,阻擋外在光源干擾實驗的操作及觀察，并限制活體熒光生物樣品的最大活動范圍。光遮蔽腔室121在本例中并非完全封閉，而在左右兩旁分別露出兩個操作孔122，供操作者伸入雙手進(jìn)行實驗。為防范一旦有較大的活體熒光生物樣品由操作孔122逃逸而脫離光遮蔽腔室121，亦可改由一組可拆式機(jī)械手臂(圖未示)替代設(shè)置于操作孔122位置。方便操作者操控機(jī)械手臂，進(jìn)行相關(guān)實驗。
[0034]藉由基座11、周圍的遮罩12，以及設(shè)置于左右操作孔122位置的布幔(或直接利用操作者的手臂)，將前述光遮蔽腔室121與外部光隔絕，大幅減低任何背景雜光入侵。而低角度激發(fā)光源裝置13則包括一組指向性發(fā)光元件的激發(fā)光源131，例如發(fā)光二極管。本例中低角度激發(fā)光源裝置13的激發(fā)光源131是設(shè)置于基座11上，且光束是向斜上照射；低角度激發(fā)光源裝置13的反射部132，則是形成于遮罩12的內(nèi)側(cè)，將來自激發(fā)光源131的光束反射至基座11上的預(yù)定觀測位置111。
[0035]為更進(jìn)一步提升實驗的操作便利性，本例中的熒光生物樣品操作監(jiān)控系統(tǒng)I還包括一個觀測顯示裝置14，該裝置進(jìn)一步包括一個影像擷取器及一個影像顯示器。其中例釋為動態(tài)攝影機(jī)141的影像擷取器具有一個設(shè)置于遮罩12內(nèi)、且朝向預(yù)定觀測位置111的鏡頭143，用以擷取經(jīng)紅外光照明裝置15照射斑馬魚2的紅外光影像，前述動態(tài)攝影機(jī)141具有一個可接收波長范圍，同時涵蓋上述紅外光照明裝置15所發(fā)光的波長、及斑馬魚2受上述激發(fā)光源131照射后所發(fā)熒光的波長，由于紅外光照明裝置15所發(fā)光的波長較低角度激發(fā)光源裝置13所發(fā)光的波長更長，已經(jīng)進(jìn)入近紅外光范圍，操作者無法以肉眼看見，因此必須通過本例中例釋為顯示面罩142的影像顯示器輔助，將動態(tài)攝影機(jī)141所擷取的紅外光影像顯示于顯示面罩142上，操作者藉此產(chǎn)生