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TWI883681B - 生物晶片定量定性分析自動化判讀系統 - Google Patents

生物晶片定量定性分析自動化判讀系統 Download PDF

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TWI883681B
TWI883681B TW112146852A TW112146852A TWI883681B TW I883681 B TWI883681 B TW I883681B TW 112146852 A TW112146852 A TW 112146852A TW 112146852 A TW112146852 A TW 112146852A TW I883681 B TWI883681 B TW I883681B
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熊思愷
黃俊維
李尹琳
張高愿
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達易特基因科技股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種生物晶片定量定性分析自動化判讀系統，主要包含有一移動模組、一多通道抽取模組、一分析與影像截取模組、一剔除單元以及一處理模組，該處理模組控制該移動模組使該多通道抽取模組移動至該分析與影像截取模組與該剔除單元間其中之一者，藉此，達到可以進行多通道的檢體抽取，而且還可以減少人工的誤判與減少工時。

Description

生物晶片定量定性分析自動化判讀系統
本發明是有關於一種可以自動化的對檢體藉由生物晶片來進行定量定性分析與判讀的系統。
隨著現代醫療技術發展與臨床的需求，許多診斷方法或判斷也逐漸的需要針對目標基因進行定量的分析；然，透過對目標基因進行定性定量分析時，往往會希望在較短的時間內可以大量的增加核酸檢測標的物之數量，使檢體中少量的核酸檢測標的物可以被增加到能夠進行檢測的數量，如此才利於後續檢測待檢測的核酸檢測標的物是否存在，更甚至是測定其數量，進而縮短檢測的等待時間。
再者，使用者將檢體透過人工方式於具不同檢驗功能的設備間進行傳遞來進行呈色反應時，不僅可能因為檢體溫控不好產生損害，而且在人工操作過程中也有可能產生不必要的檢測失誤，再者，當檢體與生物晶片進行呈色比對時，若檢體數量過多時，又採人工方式來進行呈色比對係容易因為人員疲憊而產生誤判情形，或者是人工抽取檢體時，所抽取檢體的液體容量不足，造成生物晶片無法呈色等問題，是以，如何提供一種可以透過自動化方式來對檢體抽取所需液體之溶液體積來與生物晶片進行呈色反應，並採自動化比對與判讀生物晶片的呈色影像，藉以改善其人工操作造成之缺點是有其必要。
本發明之目的，在於提供一種可以透過自動化方式抽取所需溶液體積之檢體用以與生物晶片進行呈色反應，進而自動化地比對與判讀生物晶片其呈色影像結果之生物晶片定量定性分析自動化判讀系統。
為達上述目的，本發明所提供之一種生物晶片定量定性分析自動化判讀系統，主要包含有一移動模組、一多通道抽取模組、一分析與影像截取模組、一剔除單元以及一處理模組，而該移動模組包含有一第一移動單元、一第二移動單元與一第三移動單元，該第一移動單元、一第二移動單元與一第三移動單元分別朝不同方向移動；該多通道抽取模組具有一本體、複數抽取單元、複數抽取管體與複數轉換單元，該本體至少與該第一移動單元、該第二移動單元和該第三移動單元其中之一者相組設，該本體內並容置該等抽取單元，每一該抽取管體之一端組設一該抽取單元，且每一該抽取管體之另一端係組設一該轉換單元；該分析與影像截取模組具有一架體、複數搖擺承載單元、一搖擺驅動單元、一蓋體單元與一影像感測單元，該架體係容置組設該等搖擺承載單元，且該搖擺驅動單元係組設於該等搖擺承載單元之一側，並驅動控制該架體所組設之該等搖擺承載單元，而該蓋體單元與該影像感測單元分別組設於該等搖擺承載單元之一側；該剔除單元鄰接該分析與影像截取模組，該剔除單元具有一擋止板與形成於該擋止板上之複數擋止凹槽；以及該處理模組分別電性連接該移動模組、該等抽取單元與該分析與影像截取模組；其中，該移動模組設於該分析與影像截取模組和該剔除單元周側，且該處理模組控制該移動模組移動該多通道抽取模組至該分析與影像截取模組及該剔除單元其中之一者。
進一步地，該第一移動單元沿一第一方向移動且具有至少一第一導桿與至少一第一驅動器，該第二移動單元沿一第二方向移動且具有至少一第二導桿與至少一第二驅動器，該第三移動單元沿一第三方向移動且具有至少一第三導桿與至少一第三驅動器，該等第一驅動器、該等第二驅動器與該等第三驅動器並電性連接該處理模組，且該第一方向、該第二方向與該第三方向彼此相交。
進一步地，該等轉換單元係各具有一組合部、一通道部與一轉換部，每一該組合部之一端組設於該抽取管體其組設該抽取單元之另端，而該等轉換部係自鄰接之該等組合部端沿該等轉換單元之軸向而朝另一端漸縮，每一該通道部係自該組合部連接該抽取管體之一端貫設該轉換單元而貫穿連通另端之該轉換部。
進一步地，該蓋體單元係包含有一蓋體驅動器與一罩體，該蓋體驅動器電性連接該處理模組，並控制樞接之該罩體蓋設於該等搖擺承載單元。
進一步地，該剔除單元周側設有一存置單元，該存置單元鄰接該分析與影像截取模組並具有複數存置槽，而該等存置槽具有不同的尺寸。
進一步地，該剔除單元於該擋止板下側設有一收集器。
進一步地，該影像感測單元具有一第四驅動器與至少一影像感測器，該第四驅動器係控制所組設之該等影像感測器沿該等搖擺承載單元的軸向移動。
進一步地，該等搖擺承載單元並各設有一溫控單元，且於該等溫控單元下方設置至少一廢液收集單元。
本發明之該生物晶片定量定性分析自動化判讀系統係由該處理模組控制該移動模組使該第一移動單元、該第二移動單元與該第三移動單元將該多通道抽取模組移動至指定位置，並使該等抽取單元藉由組設之該等抽取管體與該等抽取管體另端所組設的該等轉換單元而各緊配一符合所需溶液體積之微量吸管(tip)，並將微量吸管所抽取的檢體移置至該分析與影像截取模組，使檢體與生物晶片進行反應，再由該影像感測單元對生物晶片與檢體反應之呈色結果進行影像截取，並將所截取的影像資料進行比對分析與判讀，如此，不僅可以減少人工的誤判而且可以減少工時。
茲就本申請案的技術特徵暨操作方式舉數個較佳實施態樣，並配合圖示說明謹述於后，俾提供審查參閱。再者，本發明中之圖式，為便於說明其比例未必按實際比例繪製，圖式中之比例並不用以限制本發明所欲請求保護之範圍。
關於本發明之技術，請參照第1圖至第4圖所示，本發明提供一種生物晶片定量定性分析自動化判讀系統，用以對生物檢體進行定量定性分析與自動化判讀，其主要係包含有一移動模組10、一多通道抽取模組20、一分析與影像截取模組30、一剔除單元40、一存置單元50以及一處理模組60，其中：
該移動模組10，具有一沿該第一方向X移動之第一移動單元11、一沿該第二方向Y移動之第二移動單元12與一沿該第三方向Z移動之一第三移動單元13，其中，該第一移動單元11具有二第一導桿111與二第一驅動器112，該第二移動單元12具有二第二導桿121與二第二驅動器122，該第三移動單元13具有二第三導桿131與二第三驅動器132，且該第一方向X、該第二方向Y與該第三方向Z彼此相交；
該多通道抽取模組20，具有一本體21、複數抽取單元22、複數抽取管體23與複數轉換單元24，該本體21至少與該第一移動單元11、該第二移動單元12和該第三移動單元13其中之一者相組設，本實施例之該本體21係使該第一移動單元11與該第三移動單元13相組設，該本體21內並容置該等抽取單元22，每一該抽取管體23之一端組設一該抽取單元22，且每一該抽取管體23之另一端係組設一該轉換單元24，請再參閱第4圖所示，其中，該等轉換單元24係各具有一組合部241、一通道部242與一轉換部243，每一該組合部241之一端組設於該抽取管體23其組設該抽取單元22之另端，而該等轉換部243係自鄰接之該等組合部241端沿該等轉換單元24之軸向而朝另一端漸縮，該等轉換部243係具有不同的尺寸，用以結合不同體積之微量吸管200，本實施例之該等轉換單元24分別具有三種不同尺寸之該等轉換部243，每一該通道部242係自該組合部241連接該抽取管體23之一端貫設該轉換單元24而貫穿連通另端之該轉換部243，其中，該等轉換單元24也可以具有四種不同尺寸之該等轉換部243，但不以此為限；
該分析與影像截取模組30，具有複數搖擺承載單元31、一搖擺驅動單元32、一蓋體單元33、一影像感測單元34、複數溫控單元35、複數廢液收集單元36與一架體37，請再參閱第1圖、第2圖與第3圖所示，該架體37係容置組設該等搖擺承載單元31，且該搖擺驅動單元32係組設於該等搖擺承載單元31之一側，並驅動控制該架體37所組設之該等搖擺承載單元31，而該蓋體單元33與該影像感測單元34分別組設於該等搖擺承載單元31之一側，且該等搖擺承載單元31並各設有一該溫控單元35，且於該等溫控單元35下方設置一該廢液收集單元36，其中，該影像感測單元34具有一第四驅動器341與一影像感測器342，該第四驅動器341係控制所組設之該影像感測器342沿該等搖擺承載單元31的軸向移動，使設於該第四驅動器341上之該影像感測器342用以感測與截取該等搖擺承載單元31所置放之檢體與生物晶片所進行的呈色反應之影像，本實施例的該影像感測器342可以是 CCD感測單元或光學感測單元等，使用者可以依需求設置所需感測一般影像、感測特定波長影像或感測特定呈色影像所需要的該影像感測器342，進而可以感測生物晶片產生螢光或冷光等波長的呈色影像，而該影像感測單元34亦可設置複數具可感測不同感測波長者之該等影像感測器342，但不以此為限，另，該蓋體單元33係包含有一蓋體驅動器331與一罩體332，該蓋體驅動器331控制樞接之該罩體332蓋設於該等搖擺承載單元31；
該剔除單元40，鄰接該分析與影像截取模組30，該剔除單元40具有一擋止板41與形成於該擋止板41上之複數擋止凹槽42，而該剔除單元40於該擋止板41下側並設有一收集器43；
該存置單元50，係鄰接於該剔除單元40和該分析與影像截取模組30，該存置單元50具有複數存置槽51，而該等存置槽51具有不同的尺寸，本實施例之該等存置槽51係具有三種不同尺寸，用以存置三種用來吸取不同溶液體積之檢體所具有之不同溶液體積之微量吸管200；
該處理模組60，分別電性連接該移動模組10之該等第一驅動器112、該等第二驅動器122、該等第三驅動器132，及該多通道抽取模組20之該等抽取單元22，及該分析與影像截取模組30之該搖擺驅動單元32、該蓋體驅動器331、該第四驅動器341與該等溫控單元35，其中，該處理模組60並儲存有生物晶片對標準品進行反應的呈色影像資料；
其中，該移動模組10設於該分析與影像截取模組30和該剔除單元40周側，該處理模組60控制該移動模組10移動該多通道抽取模組20將已抽取所需溶液體積之檢體移動至該分析與影像截取模組30與該剔除單元40其中之一者，另，該處理模組60透過網際網路將該影像感測器342所感測截取之生物晶片呈色影像傳到雲端資料庫，再由雲端資料庫提供給相關之伺服電腦，該伺服電腦再與儲存對應之標準品的呈色影像資料進行比對，並將比對結果儲存於雲端資料庫以利進行後續處理。
請再參閱第1圖至第4圖所示，使用者於該處理模組60輸入相關檢驗與相關檢驗比對程序資料，該處理模組60由該移動模組10控制該多通道抽取模組20移動至該存置單元50處，控制對應之該等抽取單元22使該等抽取管體23伸長，藉以讓該等轉換單元24結合所需溶液體積之微量吸管200，待結合好微量吸管200後該移動模組10移動該多通道抽取模組20再至容置檢體之該存置單元50處，該處理模組60再控制該等抽取單元22使微量吸管200吸取所需溶液體積之檢體，並將吸取的檢體輸送到該分析與影像截取模組30處，且將其置入對應之生物晶片與檢體進行反應，也就是讓檢體的核酸在該等搖擺承載單元31上與生物晶片上的探針進行反應，再將未反應結合的部份進行清洗，並遮蓋多餘的孔位，以避免檢體產生非專一性結合，接著生物晶片的探針偵測檢體其核酸的反應，並使檢體與生物晶片進行呈色反應，再由該影像感測單元34截取生物晶片對檢體進行反應的呈色結果之影像，而該處理模組60再將所截取的影像提供至對應的雲端資料庫，讓對應的伺服電腦自雲端資料庫獲得影像資料來與標準品的影像資料進行比對與判讀。
詳細來說，該處理模組60依檢驗時所需的檢體之溶液體積於該存置單元50處先選取對應所需溶液體積之微量吸管200，並控制該等抽取單元22使該等抽取管體23沿該第三方向Z移動，而該等抽取管體23所結合之該等轉換單元24之該等轉換部243並一一的緊配於所選取的微量吸管200，再移動該本體21使使該等抽取單元22由微量吸管200抽取所需溶液體積之檢體，請參閱第4圖所示，而該等抽取單元22進行抽取時，該等抽取單元22藉由真空原理使微量吸管200處的空氣沿每一該轉換單元24之該通道部242而到該抽取管體23，並由微量吸管200自該離心管內抽取所需要的檢體之溶液體積，再將抽吸至微量吸管200的檢體再移置該分析與影像截取模組30之該等搖擺承載單元31的呈色盒體；
再者，該多通道抽取模組20將使用過的微量吸管200透過該剔除單元40進行剔除，也就是使緊配於該轉換部243的微量吸管200卡抵於該擋止板41上對應的該擋止凹槽42，再使該等抽取單元22沿該第三方向Z移動，使微量吸管200自緊配之該等轉換部243處移除，且微量吸管200會落入下方設置之收集器43；又，該處理模組60控制該分析與影像截取模組30之該搖擺驅動單元32，該搖擺驅動單元32使該等搖擺承載單元31左右搖擺，並使該等溫控單元35提供該等搖擺承載單元31其置放檢體時所需要的溫度，並於該等搖擺承載單元31所置入的呈色盒體之該等檢體與置入的生物晶片進行反應完成後，再由該影像感測單元34之該第四驅動器341沿該第二方向Y移動，使該影像感測器342一一截取生物晶片的呈色結果，該處理模組60再依所收到的呈色結果進行判讀，如此，本發明之該生物晶片定量定性分析自動化判讀系統透過自動化方式進行檢驗與判讀程序，減少人為檢驗與人為判讀不準確的困擾。
綜上所述，本發明之該生物晶片定量定性分析自動化判讀系統係由該處理模組60控制該移動模組10該多通道抽取模組20移動至指定位置，並使該等抽取單元22藉由組設之該等抽取管體23與該等抽取管體23另端所組設的該等轉換單元24而各緊配一符合所需抽取溶液體積之微量吸管200，並將微量吸管200所抽取的檢體移置該分析與影像截取模組30，使檢體與生物晶片進行反應，再由該影像感測單元34對生物晶片與檢體反應之呈色結果進行影像截取，並將所截取的影像資料進行比對分析與判讀，如此，不僅可以減少人工的誤判而且可以減少工時。
10:移動模組 11:第一移動單元 111:第一導桿 112:第一驅動器 12:第二移動單元 121:第二導桿 122:第二驅動器 13:第三移動單元 131:第三導桿 132:第三驅動器 20:多通道抽取模組 21:本體 22:抽取單元 23:抽取管體 24:轉換單元 241:組合部 242:通道部 243:轉換部 30:分析與影像截取模組 31:搖擺承載單元 32:搖擺驅動單元 33:蓋體單元 331:蓋體驅動器 332:罩體 34:影像感測單元 341:第四驅動器 342:影像感測器 35:溫控單元 36:廢液收集單元 37:架體 40:剔除單元 41:擋止板 42:擋止凹槽 43:收集器 50:存置單元 60:處理模組 200:微量吸管 X:第一方向 Y:第二方向 Z:第三方向
第1圖：為本發明之該生物晶片定量定性分析自動化判讀系統之立體示意圖。 第2圖：為本發明之該生物晶片定量定性分析自動化判讀系統之側視圖。 第3圖：為本發明之該生物晶片定量定性分析自動化判讀系統之該分析與影像截取模組、該剔除單元和該存置單元之局部立體示意圖。 第4圖：為本發明之該生物晶片定量定性分析自動化判讀系統之該轉換單元之剖面示意圖。
10:移動模組
11:第一移動單元
111:第一導桿
112:第一驅動器
12:第二移動單元
121:第二導桿
122:第二驅動器
13:第三移動單元
131:第三導桿
132:第三驅動器
20:多通道抽取模組
21:本體
22:抽取單元
23:抽取管體
24:轉換單元
30:分析與影像截取模組
31:搖擺承載單元
32:搖擺驅動單元
33:蓋體單元
331:蓋體驅動器
332:罩體
34:影像感測單元
341:第四驅動器
342:影像感測器
36:廢液收集單元
37:架體
40:剔除單元
41:擋止板
42:擋止凹槽
43:收集器
50:存置單元
60:處理模組
200:微量吸管
X:第一方向
Y:第二方向
Z:第三方向

Claims (8)

  1. 一種生物晶片定量定性分析自動化判讀系統，係對生物檢體進行定量定性分析與自動化判讀，其主要包含有： 一移動模組，包含有一第一移動單元、一第二移動單元與一第三移動單元，該第一移動單元、一第二移動單元與一第三移動單元分別朝不同方向移動； 一多通道抽取模組，具有一本體、複數抽取單元、複數抽取管體與複數轉換單元，該本體至少與該第一移動單元、該第二移動單元和該第三移動單元其中之一者相組設，該本體內並容置該等抽取單元，每一該抽取管體之一端組設一該抽取單元，且每一該抽取管體之另一端係組設一該轉換單元，其中，至少一該轉換單元之另端係組設一微量吸管用以吸取所需溶液體積； 一分析與影像截取模組，係包含有一架體、複數搖擺承載單元、一搖擺驅動單元、一蓋體單元與一影像感測單元，該架體係容置組設該等搖擺承載單元，且該搖擺驅動單元係組設於該等搖擺承載單元之一側，並驅動控制該架體所組設之該等搖擺承載單元，而該蓋體單元與該影像感測單元分別組設於該等搖擺承載單元之一側； 一剔除單元，鄰接該分析與影像截取模組，該剔除單元包含一擋止板與形成於該擋止板上之複數擋止凹槽；以及 一處理模組，分別電性連接該移動模組、該等抽取單元與該分析與影像截取模組； 其中，該移動模組設於該分析與影像截取模組和該剔除單元周側，且該處理模組控制該移動模組移動該多通道抽取模組至該分析與影像截取模組與該剔除單元其中之一者。
  2. 如請求項1所述之生物晶片定量定性分析自動化判讀系統，進一步地，該第一移動單元沿一第一方向移動且具有至少一第一導桿與至少一第一驅動器，該第二移動單元沿一第二方向移動且具有至少一第二導桿與至少一第二驅動器，該第三移動單元沿一第三方向移動且具有至少一第三導桿與至少一第三驅動器，該等第一驅動器、該等第二驅動器與該等第三驅動器並電性連接該處理模組，且該第一方向、該第二方向與該第三方向彼此相交。
  3. 如請求項1所述之生物晶片定量定性分析自動化判讀系統，進一步地，該等轉換單元係各具有一組合部、一通道部與一轉換部，每一該組合部之一端組設於該抽取管體其組設該抽取單元之另端，而該等轉換部係自鄰接之該等組合部端沿該等轉換單元之軸向而朝另一端漸縮，每一該通道部係自該組合部連接該抽取管體之一端貫設該轉換單元而貫穿連通另端之該轉換部。
  4. 如請求項1所述之生物晶片定量定性分析自動化判讀系統，其中，該蓋體單元係包含有一蓋體驅動器與一罩體，該蓋體驅動器電性連接該處理模組，並控制樞接之該罩體蓋設於該等搖擺承載單元。
  5. 如請求項1所述之生物晶片定量定性分析自動化判讀系統，進一步地，該剔除單元周側設有一存置單元，該存置單元鄰接該分析與影像截取模組並具有複數存置槽，而該等存置槽具有不同的尺寸。
  6. 如請求項1所述之生物晶片定量定性分析自動化判讀系統，進一步地，該剔除單元於該擋止板下側設有一收集器。
  7. 如請求項1所述之生物晶片定量定性分析自動化判讀系統，進一步地，該影像感測單元具有一第四驅動器與至少一影像感測器，該第四驅動器係控制所組設之該等影像感測器沿該等搖擺承載單元的軸向移動。
  8. 如請求項1所述之生物晶片定量定性分析自動化判讀系統，進一步地，該等搖擺承載單元並各設有一溫控單元，且於該等溫控單元下方設置至少一廢液收集單元。
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