荧光生物样品操作监控系统的制作方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本发明是关于一种荧光生物样品操作监控系统，防范操作者因手误而破坏荧光生物样品的完整性。
【【背景技术】】
[0002]荧光显微技术除用于生物研究中的细胞分析与追踪外，近年来更延伸至工业检测、伪钞辨识以及刑事鉴定等实质应用，使得荧光显微影像擷取的重要性逐渐提升，常用的荧光显微镜，主要是将一个高频的光照射在具有荧光特性的待观测物上，例如钞票的防伪线，或是刑案现场疑似血迹的位置，藉以激发出一个较低频的荧光，再加上适当的滤镜组合，便可清晰地观看或擷取上述钞票或血迹的荧光影像；此外，在生物科学的领域，许多研究是针对基因转植，为便于观察，植入的基因常会制造出荧光蛋白，藉由荧光生物样品的荧光反应有无，确认基因植入的成败，并且可以对转植成功的生物进一步深入研究。
[0003]其中部份的荧光生物样品具有很强的活动力，例如实验老鼠，并不会静止任由操作者观察而是四处跑动。过往检视实验老鼠荧光反应的观测装置并不完善，老鼠活动的空间过大，容易跑到观察镜头视角上的盲点，阻碍观测。尤其是，近年来有一种被大量研究的荧光基因斑马鱼，主要是因为此类斑马鱼繁殖量大且繁殖周期短、能产生大量后代，并具有近似人类的器官系统等特性，甚至被推广至疾病研究、药物筛选、毒物测试等相关研究，然而斑马鱼在实验中仍旧是活体生物，所以在进行上述荧光显微实验时，必须同时考虑操作时间及实验环境对生物的影响，若操作不熟练或运气不佳，也就容易导向失败的实验结果。
[0004]由于斑马鱼体积甚至小于一颗芝麻，因此在搬移置放过程中，稍有不慎即可能由滴管中滴入过多或过少的数量，使得操作结果变得不正确。另一方面，由于荧光实验中，实验标的所发的荧光太微弱，无论是相较于入射光或直接反射光、甚至漫反射光，强弱差异都非常明显，些许外部杂光也可以对实验产生严重干扰。因此，目前的荧光实验中，一方面必须把外部背景光完全隔绝，另方面也要利用滤色片等光学装置完全滤除原本的入射光波长，仅能容许荧光波长的光束射出，这也使得操作过程除异常微弱的荧光外，几乎是处在完全盲目的环境，如果量测不到上述斑马鱼的荧光反应，根本无从确认是没有荧光、还是当初根本没有放入斑马鱼。
[0005]此外，如果是要进行手术或解剖而观察荧光生物样品的内部器官，则盲目操作或些微的荧光照射并不能让操作者充分体认立体空间，操作者往往是凭着手感或是多次实验累积的经验，犹如瞎子摸象般分辨解剖的进度为何，手术或切割操作将存在失误甚至造成自身伤害的风险，导致实验的流畅性及准确性大打折扣。
[0006]因此，如何提供一种光照均匀充分、且方便操作的荧光生物样品操作监控系统，同时防范外界强光与杂光的干扰，也加强限制荧光生物样品的活动范围，并藉由低角度激发光源，回避过往因光源的直接反射，造成反射光盖过实验所需观察的荧光的事情，使得在实验的过程中，不易被其余事物打扰而中断，提升实验的整体流畅度、操作便利性及安全性，就是本发明所要达成的目标。【
【发明内容】
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[0007]本发明一个目的在于提供一种荧光生物样品操作监控系统，藉由红外光照明防范盲目的操作，提升实验的准确性。
[0008]本发明另一目的在于提供一种荧光生物样品操作监控系统，藉由遮罩遮蔽外界强光与杂光的干扰，提升荧光显微显像的品质。
[0009]本发明再一个目的在于提供一种形成有阻隔空间的荧光生物样品操作监控系统，让荧光生物样品无法脱离预定观测位置，提高研究实验的成功率。
[0010]本发明又另一个目的在于提供一种形成有阻隔空间的荧光生物样品操作监控系统，通过低角度光源组件，回避过往因光源的直接反射，造成反射光盖过实验所需观察的荧光的事情。
[0011]为达上述目的，本发明提供一种荧光生物样品操作监控系统，供限制至少一个荧光生物样品的活动范围，以便前述荧光生物样品操作监控系统观测前述荧光生物样品，该荧光生物样品操作监控系统包括:一个形成有一预定观测位置的基座；一个对应该基座、并形成有至少一个操作孔的遮罩，并供与该基座共同围绕出一个光遮蔽腔室；一个红外光照明装置，供以红外光照明前述预定观测位置；一个低角度激发光源装置，包括复数发光方向是以低角度朝向该预定观测位置的激发光源，前述激发光源所发光的波长小于前述红外光照明装置；一个观测显示装置，包括至少一个影像擷取器，前述影像擷取器具有一个设置于上述遮罩内、并朝向上述预定观测位置的镜头，前述影像擷取器可擷取红外光影像；及至少一个影像显示器，供将上述影像擷取器所擷取上述预定观测位置的红外光影像向该遮罩外呈现。
[0012]因此，本发明所揭示的一种荧光生物样品操作监控系统，通过低角度光源组件，回避过往因光源的直接反射，造成反射光盖过实验所需观察的荧光的事情。而过往因为直反射的困境，设置有多重滤光片来逐一滤除反射光，但也不可避免将实验所需的荧光部分滤除；只得再加装放大倍率的镜片方便肉眼捕捉荧光，这重重的镜片所费不赀，本发明通过低角度发光去除直反射光，节省镜片费用，提供低成本的装置。再者，为保持实验的流畅性，本例中的切换装置提供操作者在操作状态及监控状态间自由切换，增加操控的直觉性，并于遮罩内额外设置红外光照明设备，使得实验不至于趋向盲目的状态，可以精准地掌握荧光生物样品的动向，提升实验的精确度。
【【附图说明】】
[0013]图1为本发明第一较佳实施例的荧光生物样品操作监控系统剖面图，是说明斑马鱼的活动范围受到局限；
[0014]图2为图1的观测显示装置示意图，是说明藉由切换装置，动态摄影机传输相异的讯号，使得显示面罩呈现不同的影像；
[0015]图3为本发明第二较佳实施例的荧光生物样品操作监控系统剖面图，是说明老鼠的活动范围受到遮罩局限；
[0016]图4为本发明第二较佳实施例的荧光生物样品操作监控系统剖面图，是说明于观测孔上方设置滤镜及液晶显示幕，方便进行观测及操作，并藉由切换装置，动态摄影机传输相异的讯号，使得液晶显示幕进行透光与否的变换；
[0017]图5为本发明第三较佳实施例的结构示意图；
[0018]图6为本发明第三较佳实施例的方块图，是说明观测显示装置间的连动关系。
[0019]【符号说明】
[0020]1、I’、I’ ’…荧光生物样品操作监控系统
[0021]11、11’…基座111…预定观测位置
[0022]12、12’…遮罩121、121’…光遮蔽腔室
[0023]122、122’…操作孔123’…观测孔
[0024]124’…滤镜13…低角度激发光源装置
[0025]131、131，、131”…激发光源 132…反射部
[0026]14、14’’…观测显示装置 141、141’…动态摄影机
[0027]141’’…影像擷取器142…显示面罩
[0028]142’…有机发光显示幕143、143’’…镜头
[0029]145’’…分光镜15、15’、15’’…红外光照明装置
[0030]16、16’…切换装置2…斑马鱼
[0031]2’、2’’ …老鼠
【【具体实施方式】】
[0032]有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合说明书附图的较佳实施例的详细说明中，将可清楚呈现；此外，在各实施例中，相同的元件将以相似的标号表
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[0033]本发明第一较佳实施例的荧光生物样品操作监控系统1，如图1、图2所示，包括基座11，基座11上形成有一个预定观测位置111，是荧光生物样品在基座11上的预定活动区域，在本例中荧光生物样品例释为斑马鱼2，预定活动区域则例释为一个透光的观察皿(未标号)ο基座11和一个遮罩12则对应围绕出一个光遮蔽腔室121,阻挡外在光源干扰实验的操作及观察，并限制活体荧光生物样品的最大活动范围。光遮蔽腔室121在本例中并非完全封闭，而在左右两旁分别露出两个操作孔122，供操作者伸入双手进行实验。为防范一旦有较大的活体荧光生物样品由操作孔122逃逸而脱离光遮蔽腔室121，亦可改由一组可拆式机械手臂(图未示)替代设置于操作孔122位置。方便操作者操控机械手臂，进行相关实验。
[0034]藉由基座11、周围的遮罩12，以及设置于左右操作孔122位置的布幔(或直接利用操作者的手臂)，将前述光遮蔽腔室121与外部光隔绝，大幅减低任何背景杂光入侵。而低角度激发光源装置13则包括一组指向性发光元件的激发光源131，例如发光二极管。本例中低角度激发光源装置13的激发光源131是设置于基座11上，且光束是向斜上照射；低角度激发光源装置13的反射部132，则是形成于遮罩12的内侧，将来自激发光源131的光束反射至基座11上的预定观测位置111。
[0035]为更进一步提升实验的操作便利性，本例中的荧光生物样品操作监控系统I还包括一个观测显示装置14，该装置进一步包括一个影像擷取器及一个影像显示器。其中例释为动态摄影机141的影像擷取器具有一个设置于遮罩12内、且朝向预定观测位置111的镜头143，用以擷取经红外光照明装置15照射斑马鱼2的红外光影像，前述动态摄影机141具有一个可接收波长范围，同时涵盖上述红外光照明装置15所发光的波长、及斑马鱼2受上述激发光源131照射后所发荧光的波长，由于红外光照明装置15所发光的波长较低角度激发光源装置13所发光的波长更长，已经进入近红外光范围，操作者无法以肉眼看见，因此必须通过本例中例释为显示面罩142的影像显示器辅助，将动态摄影机141所擷取的红外光影像显示于显示面罩142上，操作者藉此产生