專利名稱：掃描式生物芯片儀的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種掃描式生物芯片儀，特別是一種用于偵測生物芯片上所發(fā)出的螢光訊號的裝置。
背景技術：
自從2001年兩大DNA定序團隊(「人類基因體計劃」團隊以及美國Celera公司)分別在當年二月份的Nature以及Science雜志上，發(fā)表關于人類基因體研究的成果以來，如何由這些數(shù)量龐大的基因庫中，找到具有特殊功能性的基因，已經(jīng)成為下一個重要的研究目標。為了使相關的研究能加速進行，快速而有效的分析工具因應而生，目前吸引相當多研究人員投入的生物芯片，即為其中之一。此種分析工具可應用在大量篩檢基因的表現(xiàn)、藥物篩選平臺或是臨床上的檢測方面，不論在基礎科學研究或是醫(yī)學臨床檢測上，都是新一代的分析利器。
目前的生物芯片仍以DNA芯片為主流，其偵測方式大致上如圖1所示，首先在一固體承載物(如玻片或硅芯片)的表面放置許多被當作偵測探針的已知DNA片段2而形成DNA芯片1，一般這些DNA探針2是以數(shù)組方式排列，因此被稱為DNA微數(shù)組。另一方面，在待測的未知DNA片段3(Target DNA，目標DNA)上標記上螢光染料。接著將DNA芯片1與目標DNA3進行雜交(Hybridization)，經(jīng)過清洗步驟，使DNA芯片1上只留有與DNA探針結合的DNA片段，再經(jīng)過生物芯片儀的掃描，測定螢光染料被激發(fā)出的螢光，即可得知分析結果。
公知的生物芯片儀4的組件構成大致上如圖2所示，其由一鐳射光源40發(fā)出光束，此激光束通過聚焦透鏡41，于分光鏡(Beamsplitter)42上反射，再通過另一聚焦透鏡43，到達待測芯片44表面，芯片44上的螢光染料受到鐳射光的激發(fā)而發(fā)出螢光45，螢光45通過聚焦透鏡43、分光鏡42、聚焦透鏡46，再通過濾波片(Filter)47濾除激發(fā)光源的光波，而后將光訊號傳入光電倍增管(Photomultiplier tube，PMT)48，光電倍增管48將光訊號轉為電子訊號并將訊號放大，再將此訊號輸入計算機49轉換成圖像文件后再行判斷讀取。此種生物芯片儀需先將生物芯片上所有樣品點均掃描完成后，并以成像方式，再經(jīng)轉換成圖像文件判斷讀取，此種方式的缺點是相當耗時，而且將光電倍增管的訊號轉換成圖像文件時，可能因像差或訊號轉換產(chǎn)生誤差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一為提供一種掃描式生物芯片儀，其可解決公知生物芯片儀的缺點，并且可在掃描的同時，對生物芯片上的樣品點進行同步實時的分析及判斷讀取，不須等待全部掃描并轉成圖像文件后再行判斷讀取，因此可大幅節(jié)省分析的時間。
本發(fā)明的另一個目的為提供一種掃描式生物芯片儀，其直接讀取光電倍增管的訊號，不須將訊號轉成圖像文件，亦無需成像在光電倍增管上，因此可降低訊號轉換時所造成的誤差及避免像差。
本發(fā)明的再一個目的為提供一種掃描式生物芯片儀，其不需在光電倍增管前裝置聚焦透鏡，因此可以減省組裝組件，并且簡化組裝流程，降低生產(chǎn)成本。
本發(fā)明的掃描式生物芯片儀，其至少包含一光源，用以發(fā)出光束；一光處理單元，使光源所發(fā)出的光束聚焦于生物芯片上，使生物芯片上的螢光物質被激發(fā)出螢光；一濾波片，用以濾除激發(fā)光源的光波；一光電倍增管，用以偵測螢光，并將此螢光訊號轉為電子訊號且加以放大；以及一輸出裝置，用以輸出或顯示該光電倍增管所偵測的訊號，其中，該輸出裝置所輸出或顯示的訊號，并不是經(jīng)轉換的影像圖文件所判斷讀取的訊號。上述的光處理單元可以包含一分光鏡，用以反射光束，并使光束通過一聚焦透鏡；以及一聚焦透鏡，使分光鏡反射的光束聚焦于生物芯片上，使生物芯片上的螢光物質被激發(fā)出螢光，視所使用的光源所發(fā)出的光束大小，可于光源與分光鏡之間再設置另一聚焦透鏡，以增強聚焦效果。
此外，本發(fā)明可以根據(jù)使用者的需求，利用光電倍增管所偵測的訊號產(chǎn)生一圖像文件，以方便對照生物芯片上各樣品點的分析結果，此圖像文件僅供作方便對照樣品點之用，各樣品點的訊號強度值仍直接來自光電倍增管所偵測的訊號，因此不會造成如現(xiàn)有技術將測得訊號轉為圖像文件后再判斷讀取時所產(chǎn)生的誤差。
本發(fā)明的掃描式生物芯片儀為改進公知的生物芯片儀，直接判斷讀取光電倍增管所傳出的訊號，并且在進行樣品點掃描時，同時實時顯示該樣品點的訊號。因為無須將光電倍增管所傳出的訊號轉為圖像文件，因此不須在光電倍增管前裝置聚焦透鏡以為成像之用。


圖1為公知DNA芯片測定的示意圖。
圖2為公知生物芯片儀之示意圖。
圖3為本發(fā)明掃描式生物芯片儀的示意圖。
圖4為本發(fā)明掃描式生物芯片儀的實時同步輸出訊號。
圖5為本發(fā)明掃描式生物芯片儀的樣品對照圖像。
圖中1 DNA芯片 2 DNA探針 3 目標DNA4 公知的生物芯片儀 40 鐳射光源41 聚焦透鏡42 分光鏡43 聚焦透鏡44 芯片45 螢光 46 聚焦透鏡47 濾波片48 光電倍增管49 計算機5 本發(fā)明的掃描式生物芯片儀50 光源 51 聚焦透鏡52 分光鏡53 聚焦透鏡 54 生物芯片55 螢光56 濾波片57 光電倍增管 58 輸出裝置59 承載平臺具體實施方式
以下將結合附圖進一步說明本發(fā)明的實施方式，下述所列舉的實施例是用來說明本發(fā)明，并非用以限定本發(fā)明的范圍，任何熟悉此技術者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可做一些更改與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視后附的權利要求書所界定者的范圍為準。
圖3為本發(fā)明掃描式生物芯片儀5的一種實施例。圖3所示的掃描式生物芯片儀5包含一光源50，其用以發(fā)出光束；一分光鏡52，其可反射并使光束通過一聚焦透鏡53；一聚焦透鏡53，其使分光鏡52反射的光束聚焦于生物芯片54上，使生物芯片54上的螢光物質被激發(fā)出螢光55；一濾波片56，其用以濾除光源的光波；一光電倍增管57，其用以偵測螢光訊號，并將此訊號轉為電子訊號且加以放大；以及一接受并顯示光電倍增管訊號的輸出裝置58。視所使用光源50的光束大小，可于光源50與分光鏡52之間另行設置一聚焦透鏡51以加強聚焦效果。
利用本發(fā)明的掃描式生物芯片儀分析生物芯片時，先將生物芯片置放于一承載平臺59上，此平臺59可經(jīng)由計算機58控制，作X、Y軸向移動。進行掃描分析時，鐳射光源50發(fā)出光束，此光束經(jīng)聚焦透鏡51，并由分光鏡52反射，再以聚焦透鏡53聚焦，使光束到達生物芯片54表面，此光束激發(fā)生物芯片54表面上的螢光物質，使該螢光物質發(fā)出螢光55。此螢光55通過分光鏡52，并由濾波片56濾除光源的光波，之后，由光電倍增管57偵測此螢光訊號，并將此訊號轉為電子訊號且加以放大。此訊號傳輸至一輸出裝置58，此光電倍增管的訊號可直接由此裝置58輸出或顯示。為了使數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析更方便，此輸出裝置58可為一計算機，此計算機可以同時包含控制生物芯片承載平臺59的程序，使此生物芯片儀5更容易操作。
光電倍增管的輸出訊號可如圖4所示，掃描生物芯片上的樣品點時，可同步實時顯示該點的訊號，不需再經(jīng)過轉換影像文件的程序，因此可于掃描的同時，實時判讀該樣品點的訊號。
另外，可視使用者的需求，使光電倍增管所偵測的訊號產(chǎn)生一如圖5所示的圖像文件，以方便對照生物芯片上各樣品點的分析結果，此圖像文件僅供作方便對照樣品點之用，各樣品點的訊號強度值仍直接來自光電倍增管所偵測的訊號，因此不會造成如現(xiàn)有技術將測得訊號轉為圖像文件后再判斷讀取時所產(chǎn)生的誤差。
權利要求
1.一種掃描式生物芯片儀，其至少包含一光源，用以發(fā)出光束；一光處理單元，使該光源所發(fā)出的光束聚焦于生物芯片上，使生物芯片上的螢光物質被激發(fā)出螢光；一濾波片，用以濾除該光源的光波；一光電倍增管，用以偵測該螢光，并將此螢光訊號轉為電子訊號且加以放大；以及一輸出裝置，用以輸出或顯示該光電倍增管所偵測的訊號；其中，該輸出裝置所輸出或顯示的訊號，不是經(jīng)轉換的影像圖文件所判斷讀取的訊號。
2.如權利要求1項所述的掃描式生物芯片儀，其中該光處理單元至少包含一分光鏡，用以反射光束，并使該光束通過一聚焦透鏡；以及一聚焦透鏡，使該分光鏡反射的光束聚焦于該生物芯片上，使該生物芯片上的螢光物質被激發(fā)出螢光。
3.如權利要求2項所述的掃描式生物芯片儀，其中該光處理單元得進一步包含另一聚焦透鏡，其設置于該光源與該分光鏡之間，以加強聚焦效果。
4.如利要求1項所述的掃描式生物芯片儀，進一步包含一承載平臺，用以承載該生物芯片，該承載平臺可作X、Y軸向移動。
5.如權利要求4項所述的掃描式生物芯片儀，進一步包含一計算機，該計算機至少包含一組控制該承載平臺移動方向的控制參數(shù)。
6.如權利要求5項所述的掃描式生物芯片儀，其中該計算機可作為該訊號輸出裝置，其至少包含一組可用以顯示或輸出該光電倍增管所偵測的訊號的參數(shù)。
7.如權利要求6項所述的掃描式生物芯片儀，其中該計算機至少包含一組可用以使該光電倍增管所偵測的訊號產(chǎn)生圖像文件的參數(shù)，該圖像文件為輔助對照該生物芯片樣品分析結果之用。
8.一種掃描式生物芯片儀，其至少包含一光源，用以發(fā)出光束；一分光鏡，用以反射光束，并使該光束通過一聚焦透鏡；以及一聚焦透鏡，使該分光鏡反射的光束聚焦于該生物芯片上，使該生物芯片上的螢光物質被激發(fā)出螢光；一濾波片，用以濾除該光源的光波；一光電倍增管，用以偵測該螢光，并將此螢光訊號轉為電子訊號且加以放大；以及一輸出裝置，用以輸出或顯示該光電倍增管所偵測的訊號；其中，該輸出裝置所輸出或顯示的訊號，不是經(jīng)轉換的影像圖文件所判斷讀取的訊號。
9.如權利要求8項所述的掃描式生物芯片儀，進一步包含另一聚焦透鏡，其設置于該光源與該分光鏡之間，以加強聚焦效果。
10.如權利要求8項所述的掃描式生物芯片儀，進一步包含一承載平臺，用以承載該生物芯片，該承載平臺可作X、Y軸向移動。
11.如權利要求8項所述的掃描式生物芯片儀，其中該掃描式生物芯片儀進一步包含一計算機，該計算機至少包含一組控制該承載平臺移動方向的控制參數(shù)。
12.如權利要求11項所述的掃描式生物芯片儀，其中該計算機作為該訊號輸出裝置，至少包含一組可用以顯示或輸出該光電倍增管所偵測的訊號的參數(shù)。
13.如權利要求12項所述的掃描式生物芯片儀，其中該計算機至少包含一組可用以使該光電倍增管所偵測的訊號產(chǎn)生圖像文件的參數(shù)，該圖像文件為輔助對照該生物芯片樣品分析結果之用。
全文摘要
本發(fā)明提供一種掃描式生物芯片儀，其改進了公知的生物芯片儀，至少包含一光源，用以發(fā)出光束；一光處理單元，使光源所發(fā)出的光束聚焦于生物芯片上，使生物芯片上的熒光物質被激發(fā)出熒光；一濾波片，用以濾除激發(fā)光源的光波；一光電倍增管，用以偵測熒光，并將此熒光訊號轉為電子訊號且加以放大；以及一輸出裝置，用以輸出或顯示該光電倍增管所偵測的訊號。本發(fā)明可直接判斷讀取光電倍增管所傳出的訊號，不須將光電倍增管所傳出的訊號轉為圖像文件，在進行樣品點掃描時，可同時實時顯示該樣品點的訊號，且不須在光電倍增管前裝置聚焦透鏡，因此可減少組裝組件，降低生產(chǎn)成本。
文檔編號G01N33/68GK1595116SQ0315685
公開日2005年3月16日 申請日期2003年9月10日 優(yōu)先權日2003年9月10日
發(fā)明者王建華, 陳惠如, 吳自強, 莊建和, 莊琮凱 申請人:開物科技股份有限公司