专利名称：光学液滴检测系统及其检测方法
技术领域：
本发明是关于一种生物晶片检测平台，尤指一种光学液滴检测系统及其检测方法。
背景技术：
生物晶片的试剂布放方式有许多种，例如接触式的微液滴管方式，或非接触式的喷液方式，而刚布放于晶片表面的试剂液滴，会呈现立体的水滴状。通常，完成布放的试剂溶液在晶片清洗前必须进行一液滴布放检测动作，以检测每一试剂溶液是否有正确地布放在相对位置。下述将介绍目前的液滴布放检测的方式。
如图1所示，美国专利案号6,232,072是揭露一种光学液滴检测方式，其是利用光纤集束2所产生的入射光4来照射液滴8，并以光侦测器6来接收由液滴8反射或穿透的信号光，以检测出液滴8的有无，亦即其是利用光线照射在液滴8后的反射角的变化来检测出液滴8是否有布在正确的位置。然而，其每次检测的液滴8数量有限，无法大量进行检测，使得检测速度时间较久。
美国专利案号6,558,623亦揭露一种光学液滴检测方式，其是利用光源和光侦测器来即时检测液滴布放情形，其中，光源和光侦测器是在同一侧，并利用反射式架构来取得晶片上的该等液滴的影像，然而其检测时机是为布放时即时检测，较为花费时间，而增加生产成本。
美国专利案号5,601,980揭露一种液滴检测方式，其是利用接触式布放液滴，且在布放每一个液滴的同时，即利用光学方式检测该液滴的状态，不仅浪费时间且非常没效率。这些技术虽能检测液滴布放的情形，但只能进行小范围，例如单一液滴的检测。
美国专利案号6,587,579揭露另一种液滴检测方式，每次取得相邻复数个液滴的影像，再利用演算贴图的方式，组成整个晶片表面的影像，以判断整体液滴布放的情形。然而，利用此一方式所形成的晶片表面影像，需要强大运算能力的设备，且耗费时间，不利于大量生产的制程。
因此，如何提供一种可检测大量液滴的布放状态且能花费较短时间的高效率检测方式，已成为一亟需解决的课题。
发明内容
本发明的主要目的是在提供一种光学液滴检测系统及其检测方法，以便能快速地对生物晶片上所布放的试剂溶液进行检测，并即时进行品质控管处理。
本发明的另一目的是在提供一种光学液滴检测系统及其检测方法，以便能提供一简易又有效率的检测机制，以降低量产成本。
依据本发明的一特色，本发明一种光学液滴检测系统，是用以对一布放有复数试剂溶液的目标样品进行检测，其特征在于，该光学液滴检测系统包括一载台，是用以承载该目标样品；一光源，是用以提供一亮光以照射该目标样品；以及一光侦测器，是位于该载台的一侧，以侦测该目标样品的该等试剂溶液；其中，该载台的该目标样品是位于该光侦测器与该光源之间，以供该光侦测器透过该亮光的照射来侦测该目标样品的该等试剂溶液，以获得一侦测结果。
依据本发明的一特色，本发明一种光学液滴检测系统，是用以对一布放有复数试剂溶液的目标样品进行检测，其特征在于，该光学液滴检测系统包括一载台，是用以承载该目标样品；一光源，是用以提供一亮光；一导光板，是用以接收该亮光并将该亮光照射该目标样品；以及一光侦测器，是位于该载台的一侧，以侦测该目标样品的该等试剂溶液；其中，该载台的该目标样品是位于该光侦测器与该导光板之间，以供该光侦测器透过该导光板的照射来侦测该目标样品的该等试剂溶液，以获得一侦测结果。
其中，该光源及该光侦测器于侦测时是对该目标样品进行相对性同步移动，以扫瞄该目标样品上的该等试剂溶液。
其中，该光源、该导光板、及该光侦测器于侦测时是对该目标样品进行相对性同步移动，以扫瞄该目标样品上的该等试剂溶液。
其中，该光侦测器是与一电子装置相连接，以供输出该光侦测器的侦测结果至该电子装置，并显示该侦测结果。
其中，该电子装置具有一分析程序，该分析程序具有复数检测预设值，以供该电子装置接收该侦测结果后，是透过该分析程序的该等检测预设值来对该侦测结果进行分析。
其中，该光侦测器是与一电子装置相连接，且该电子装置储存有复数检测预设值，当该光侦测器输出该侦测结果至该电子装置时，该电子装置透过该等检测预设值判断该等试剂溶液所呈现的液滴状态。
其中，该等检测预设值是为布放液滴的直径、布放液滴的面积或布放液滴的位置。
其中，该光侦测器是为电荷耦合元件侦测器。
其中，该光侦测器是为线性扫瞄电耦合元件侦测器。
其中，该导光板是用以将亮光转换为线光源，并以线光源照射该目标样品。
其中，该侦测结果是为该目标样品的该等试剂溶液影像。
其中，该试剂溶液为生物性分子。
其中该生物性分子为寡核苷酸、胜肽、或其衍生物。
依据本发明的一特色，本发明一种光学液滴检测系统的检测方法，其特征在于，包括下述步骤提供一布有复数试剂溶液的目标样品；以及以一光源、及一光侦测器对该目标样品进行同步移动，扫瞄该目标样品；其中，该目标样品是位于该光侦测器与该光源之间，该光源可提供亮光以照射至该目标样品，以供该光侦测器侦测该目标样品上的该等试剂溶液，以获得一侦测结果。
依据本发明的一特色，本发明一种光学液滴检测系统的检测方法，其特征在于，包括下述步骤提供一布有复数试剂溶液的目标样品；以及以一光源、一导光板、及一光侦测器对该目标样品进行同步移动，扫瞄该目标样品；其中，该目标样品是位于该光侦测器与该导光板之间，该导光板可将该光源所提供的亮光照射至该目标样品，以供该光侦测器侦测该目标样品上的该等试剂溶液，以获得一侦测结果。
其还包括一于获得一侦测结果后，分析步骤，是将该侦测结果分别与复数检测预设值进行比较，以获得至少一分析判断结果，继而依据该至少一分析判断结果对该目标样品进行一相对应处理。
其中，该等检测预设值是为布放液滴的直径、布放液滴的面积或布放液滴的位置。
其中，该等检测预设值是为布放液滴的直径、布放液滴的面积或布放液滴的位置，若该至少一分析判断结果为布放于该等试剂的液滴位置错误的数量大于一预设值，则将该目标样品予以注记，以剔除之。
其中，该光侦测器是为电荷耦合元件侦测器。
其中，该光侦测器是为线性扫瞄电耦合元件侦测器。
其中，该试剂溶液为生物性分子。
其中该生物性分子为寡核苷酸、胜肽、或其衍生物。
依据本发明提供的光学液滴检测系统及其检测方法，量测晶片表面刚布放的液滴的位置、外型、大小、直径等相关资讯，以达到生物晶片生产品质控管的目的。
为进一步说明本发明的技术内容，以下结合实施例及附图详细说明如后，其中图1为已知光学液滴检测方式的示意图。
图2是本发明光学液滴检测系统的第一实施例的系统架构示意图。
图3是本发明光学液滴检测系统的第二实施例的系统架构示意图。
图4是本发明光学液滴检测系统检测方法的流程图。
具体实施例方式
有关本发明的第一实施例，敬请参照图2显示的系统架构示意图，其是由载台11、光源12、光侦测器13、电脑装置14、微阵列晶片15、及导光板16等主要构件所组成，其中，该微阵列晶片15上是已布有复数试剂溶液151，且该等试剂溶液151是利用喷液方式布放于生物晶片上。
于本实施例中，载台11较佳为一具有透明传送带111的机台，光源12为连续光源；导光板16可将光源12所产生的连续光源，转换为线光源(linear light source)，均匀地分布至微阵列晶片15的背面，以搭配线性扫瞄的光侦测器13进行检测；光侦测器13为电荷耦合元件(Charged Coupled Device，CCD)侦测器，较佳者为线性扫瞄CCD(line-scan CCD)。本发明提供的光学液滴检测系统及其检测方法，光侦测器13较佳是为线性光源扫描器，并配合导光板16的运作以取得连续性的影像，并进行下述的说明。当然，如果光侦测器13仅为电荷耦合元件侦测器，则本实施例即不需使用导先板16，如此一来可节省系统的成本。
上述的微阵列晶片15是置放于载台11的透明传送带111上，且微阵列晶片15是位于光侦测器13与导光板16之间，亦即光侦测器13在微阵列晶片15上方，以用来撷取微阵列晶片15表面的该等试剂溶液151的影像；导光板16则在透明传送带111及微阵列晶片15的下方，并将光源12所产生的连续光源作为一背光光源，使得光侦测器13所撷取的影像较为清楚。其中，该等试剂溶液151是为生物性分子，而生物性分子可为寡核苷酸、胜肽、或其衍生物。
本发明所采用的背光式光源，当光源透过该液滴时，突起的液滴中央具有一透镜效果，使所撷取的影像呈现中央明亮、边际黑暗的效果，以明确液滴的边界，进而精确获得液淌位置、外型、大小、直径等相关资讯，以判断各液滴的布放情形是否满足预设的生产条件。
光侦测器13是与电脑装置14相连接，以供将其所撷取的影像传送到电脑装置14，以进行分析处理。电脑装置14安装有一品质管制(QoS)程序以及内建有相关资料库，以对其所接收的影像进行分析处理。有关光侦测器13撷取该等试剂溶液151的影像的说明以及电脑装置如何分析该等影像的处理将于下述详加解说。
图4显示本发明检测该生物晶面15的流程图，有关其说明敬请一并参照图2显示的系统架构图。首先，将布放有复数试剂溶液151的微阵列晶片15置放于载台11的透明传送带111上，其中，所安置的微阵列晶片15的数量并无限制(步骤S201)。
接着，控制载台11，使得其透明传送带111往右移动，以供背光光源及光侦测器13相对地与微阵列晶片15同步地相对移动，以使得光侦测器13扫瞄微阵列晶片15的表面上的该等试剂溶液151(步骤S202)。因此，光侦测器13将一次取得微阵列晶片15表面的该等试剂溶液151的影像，并将其传送至电脑装置14，以进行分析处理(步骤S203)。
电脑装置14则依据其内建的资料库以及利用其分析程序来对该等侦测影像进行分析。首先，电脑装置14将比对侦测影像与一预设的影像(例如完美的布放液滴影像)，以判断该等布放的试剂溶液151是否位于相对应位置上，若试剂溶液151大于一定数量(例如20个试剂溶液)没有位于正确位置，则电脑装置14显示出重新布放信息或严重瑕疵信息(步骤S204)，同时，电脑装置14将统计异常的试剂溶液151的数量，以作为调整布放试剂溶液151的机台(图未示)的参数。
继而，电脑装置14再度分析该等布放的试剂溶液151的直径，其是将资料库中预设的液滴直径与该等试剂溶液151的直径进行比较，以确保布放试剂溶液机台的布放品质，若该等试剂溶液151的直径小于预设的液滴直径许多，或其直径大于预设的液滴直径许多，且其数量超过一定数量(例如20个试剂溶液)，则电脑装置14显示出重新布放信息或严重瑕疵信息(步骤S205)。
最后，电脑装置14分析该等布放的试剂溶液151于微阵列晶片15的表面的面积，其是将资料库中预设的液滴面积与该等试剂溶液151的面积进行比较，以确保布放试剂溶液机台的布放品质，若该等试剂溶液151的面积小于预设的液滴面积许多，或其直径大于预设的液滴面积许多，且其数量超过一定数量(例如20个试剂溶液)，则电脑装置14显示出重新布放信息或严重瑕疵信息，电脑装置14亦统计直径分析及面积分析的结果，以获得复数参数来调整布放机台，以供下次布放时能够一次布放成功所有的液滴，且使得该等布放的液滴的状态为最佳，以提升布放效率(步骤S206)。
因此，电脑装置14由其储存的预设值或内建的资料库来比对分析该等试剂溶液151的状态。由于，该等试剂溶液151的布放状态将会影响该等试剂溶液151中的试剂与微阵列晶片15的接合，故，由本发明的检测方法，先确认该等试剂溶液151的状态，继而，再将微阵列晶片15进行清洗步骤，以完成生物晶片的制作(步骤S207)。
有关本发明的第二实施例，敬请参照图3显示的系统架构示意图，其是由载台11、光源12、光侦测器13、电脑装置14、微阵列晶片15、导光板16、及位移装置17、等主要构件所组成，位移装置17是用以移动光侦测器13、移动光源12及导光板16。其与本发明第一实施例的主要差异乃在于载台11是为固定式载具，仅用以支撑微阵列晶片15，并由位移装置17的移动，使光侦测器13与光源12及导光板16的相对位置是为不变，使光侦测器13得以扫瞄微阵列晶片15的表面上的该等试剂溶液151，并进行后续的处理。由于本发明第二实施例的运作与本发明第一实施例的运作相似，且其检测该生物晶片15的流程图亦与图3的流程图相似，故不多作说明。
由以上的说明可知，本发明是利用光源及光侦测器所组成的背光式光学扫瞄架构来检测微阵列晶片上面的该等试剂溶液的状态，以获得较佳解析度的液滴影像，其中，其检测时机是为批次处理，亦即，试剂溶液布放完成后，再一次对至少一个微阵列晶片进行表面观察，继而再利用电脑装置上所储存的复数预设值或内建的资料库进行液滴影像分析，以判断该等试剂溶液的状态，并依据其分析结果来进行一品质管制处理(例如重新布放、标记缺陷之处等处理)，以即时进行品质控管处理，并提供一简易又有效率的检测机制，以降低量产成本。
上述实施例仅是为了方便说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以申请专利范围所述为准，而非仅限于上述实施例。
权利要求
1.一种光学液滴检测系统，是用以对一布放有复数试剂溶液的目标样品进行检测，其特征在于，该光学液滴检测系统包括一载台，是用以承载该目标样品；一光源，是用以提供一亮光以照射该目标样品；以及一光侦测器，是位于该载台的一侧，以侦测该目标样品的该等试剂溶液；其中，该载台的该目标样品是位于该光侦测器与该光源之间，以供该光侦测器透过该亮光的照射来侦测该目标样品的该等试剂溶液，以获得一侦测结果。
2.一种光学液滴检测系统，是用以对一布放有复数试剂溶液的目标样品进行检测，其特征在于，该光学液滴检测系统包括一载台，是用以承载该目标样品；一光源，是用以提供一亮光；一导光板，是用以接收该亮光并将该亮光照射该目标样品；以及一光侦测器，是位于该载台的一侧，以侦测该目标样品的该等试剂溶液；其中，该载台的该目标样品是位于该光侦测器与该导光板之间，以供该光侦测器透过该导光板的照射来侦测该目标样品的该等试剂溶液，以获得一侦测结果。
3.如权利要求1所述的光学液滴检测系统，其特征在于，其中，该光源及该光侦测器于侦测时是对该目标样品进行相对性同步移动，以扫瞄该目标样品上的该等试剂溶液。
4.如权利要求2所述的光学液滴检测系统，其特征在于，其中，该光源、该导光板、及该光侦测器于侦测时是对该目标样品进行相对性同步移动，以扫瞄该目标样品上的该等试剂溶液。
5.如权利要求1及2所述的光学液滴检测系统，其特征在于，其中，该光侦测器是与一电子装置相连接，以供输出该光侦测器的侦测结果至该电子装置，并显示该侦测结果。
6.如权利要求5所述的光学液滴检测系统，其特征在于，其中，该电子装置具有一分析程序，该分析程序具有复数检测预设值，以供该电子装置接收该侦测结果后，是透过该分析程序的该等检测预设值来对该侦测结果进行分析。
7.如权利要求1及2所述的光学液滴检测系统，其特征在于，其中，该光侦测器是与一电子装置相连接，且该电子装置储存有复数检测预设值，当该光侦测器输出该侦测结果至该电子装置时，该电子装置透过该等检测预设值判断该等试剂溶液所呈现的液滴状态。
8.如权利要求7所述的光学液滴检测系统，其特征在于，其中，该等检测预设值是为布放液滴的直径、布放液滴的面积或布放液滴的位置。
9.如权利要求1所述的光学液滴检测系统，其特征在于，其中，该光侦测器是为电荷耦合元件侦测器。
10.如权利要求2所述的光学液滴检测系统，其特征在于，其中，该光侦测器是为线性扫瞄电耦合元件侦测器。
11.如权利要求10所述的光学液滴检测系统，其特征在于，其中，该导光板是用以将亮光转换为线光源，并以线光源照射该目标样品。
12.如权利要求1及2所述的光学液滴检测系统，其特征在于，其中，该侦测结果是为该目标样品的该等试剂溶液影像。
13.如权利要求1及2所述的光学液滴检测系统，其特征在于，其中，该试剂溶液为生物性分子。
14.如权利要求13所述的光学液滴检测系统，其特征在于，其中该生物性分子为寡核苷酸、胜肽、或其衍生物。
15.一种光学液滴检测系统的检测方法，其特征在于，包括下述步骤提供一布有复数试剂溶液的目标样品；以及以一光源、及一光侦测器对该目标样品进行同步移动，扫瞄该目标样品；其中，该目标样品是位于该光侦测器与该光源之间，该光源可提供亮光以照射至该目标样品，以供该光侦测器侦测该目标样品上的该等试剂溶液，以获得一侦测结果。
16.一种光学液滴检测系统的检测方法，其特征在于，包括下述步骤提供一布有复数试剂溶液的目标样品；以及以一光源、一导光板、及一光侦测器对该目标样品进行同步移动，扫瞄该目标样品；其中，该目标样品是位于该光侦测器与该导光板之间，该导光板可将该光源所提供的亮光照射至该目标样品，以供该光侦测器侦测该目标样品上的该等试剂溶液，以获得一侦测结果。
17，如权利要求15及16所述的光学液滴检测系统的检测方法，其特征在于，其还包括一于获得一侦测结果后，分析步骤，是将该侦测结果分别与复数检测预设值进行比较，以获得至少一分析判断结果，继而依据该至少一分析判断结果对该目标样品进行一相对应处理。
18.如权利要求17所述的光学液滴检测系统的检测方法，其特征在于，其中，该等检测预设值是为布放液滴的直径、布放液滴的面积或布放液滴的位置。
19.如权利要求17所述的光学液滴检测系统的检测方法，其特征在于，其中，该等检测预设值是为布放液滴的直径、布放液滴的面积或布放液滴的位置，若该至少一分析判断结果为布放于该等试剂的液滴位置错误的数量大于一预设值，则将该目标样品予以注记，以剔除之。
20.如权利要求15所述的光学液滴检测系统的检测方法，其特征在于，其中，该光侦测器是为电荷耦合元件侦测器。
21.如权利要求16所述的光学液滴检测系统的检测方法，其特征在于，其中，该光侦测器是为线性扫瞄电耦合元件侦测器。
22，如权利要求15及16所述的光学液滴检测系统的检测方法，其特征在于，其中，该试剂溶液为生物性分子。
23.如权利要求15及16所述的光学液滴检测系统的检测方法，其特征在于，其中该生物性分子为寡核苷酸、胜肽、或其衍生物。
全文摘要
本发明是有关于一种光学液滴检测系统及其检测方法，其是包括载台、光源、光侦测器、电脑装置、布有复数试剂溶液的微阵列晶片，其中，微阵列晶片是位于载台上，且其并位于光源与光侦测器之间，光源、及光侦测器是与微阵列晶片进行同步相对性移动，以扫描微阵列晶片的表上的该等试剂溶液的影像，以传送至电脑装置进行分析比对，以确认各个试剂溶液的布放状态。
文档编号G01N21/17GK1641338SQ20041000121
公开日2005年7月20日 申请日期2004年1月2日 优先权日2004年1月2日
发明者吴建宗, 洪隆裕, 黄宏岳 申请人:华联生物科技股份有限公司