专利名称：生物芯片读取器的制作方法
技术领域：
本发明涉及生物芯片读取器；并更具体地，涉及生物微机电系统
并传送和接收分析结果的生物芯片读取器。
该工作得到MIC/IITA的IT R&D规划的支持[2006-S-007-01, "Ubiquitous Health Monitoring Module and System Development"]。
背景技术：
典型带状芯片之一是用于检测妇女的怀孕或排卵的带状芯片。由于带状 芯片显示4全测结果，所以用户可以可一见地检测怀孕或排卵。用户可以方便地 使用带状芯片，而无需单独的辅助装置。然而，使用例如硝化纤维的多孔板 的带状芯片具有其精度可能低的缺点，因为其具有难以可视地验证作为检测 结果输出的颜色图案的检测范围。另外，因为不存在可存储图案以便使用测 试结果的方法，所以在带状芯片的应用中存在限制。
作为另 一示例，读取器是用于读取使用可透射(transmit)例如可见射线 的光的带状芯片分析的光学图案结果的装置。
存在许多文档公开了，具有能够透射光的窄条板的带状芯片、直接或间 接检测检测区之内的可检测材料的透明类型光检测读取器、和与读取器一起 使用的分析器。这样的读取器可比可视检查更精确地分析芯片。然而，当读 取弱图案时，由于光的折射而降低了精度。在是或否类型分析中使用该读取 器。读取器需要单独的装置来存储或传送该分析。
最近几年，对于可在任何时间和任何地方检查和监视普通人的健康状态 的新分析和读取器存在增长的需求。而且，对于可克服现有技术的限制的方 法存在增长的需求。
为此，已提出了使用光发射器、光接收器、和微处理器的读取器。
这些传统读取器使用单一白光源作为光发射元件。在该情况下，由于信 噪比(SNR)高，所以当微处理器分析所检测的信号时，检测精度被降低大约检测阈值
发明内容
技术问题
本发明的实施例旨在提供一种通过在bio-MEMS领域中使用三色光可从 生物芯片或带状芯片获得更精确的光学检测结果的读取器。
本发明的另 一 实施例旨在提供一种可在任何时间和任何地方向远程地点 传送分析结果或接收数据的生物芯片读取器。
本发明的其他目的和优点可通过以下描述来理解，并可通过参考本发明 的实施例而变得清楚。而且，对于本发明的技术领域中的技术人员来说显而
技术方案
根据本发明的一个方面，提供了 一种用于读取插入其中的目标芯片的读 取器，该读取器包括光发射器，包括三色光发射元件；光接收器，配置为 接收在该光发射器中生成、由该目标芯片反射或折射、或透射通过该目标芯 片的光，并将接收的光变换为电信号；分析器，配置为当插入该目标芯片时， 按照切换方式驱动该光发射器，并分析从该光发射器传送的电信号；存储单 元，配置为存储要由该分析器运行的程序，并暂时存储从该分析器输出的分 析结果；和显示单元，配置为显示该分析结果。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于读取插入其中的目标芯片的读 取器，该读取器包括光发射器，包括三色光发射元件；光接收器，配置为 接收在该光发射器中生成、由该目标芯片反射或折射、或透射通过该目标芯 片的光，并将接收的光变换为电信号；分析器，配置为当插入该目标芯片时， 按照切换方式驱动该光发射器，并分析从该光发射器传送的电信号；存储单 元，配置为存储要由该分析器运行的程序，并暂时存储从该分析器输出的分 析结果；显示单元，配置为显示该分析结果；通信模块，配置为向远程终端 传送该分析结果；和侧墙，安装在该光发射器和该光接收器之间，以防止由 从该光发射器生成的光引起的干扰。
有利效果
根据本发明实施例的读取器可通过使用三色光源分析反射的颜色和光 强，来提供更精确的检测结果。此外，通过使用RFID芯片和无线通信模块，时间和任何地方存储分析结果，并将它实时地传送到期望的 地点。该读取器可在急救室、私人医院、和家庭中由专家或普通人广泛使用。
图1是根据本发明的实施例的读取器的框图。
图2图示了根据本发明的实施例的读取器的结构。
图3图示了根据本发明的实施例的光发射器和光接收器。
具体实施例方式
通过下面阐明的参考附图对实施例进行的以下描述，本发明的优点、特 征和方面将变得清楚。所以，本发明的技术领域中的技术人员可容易地实施 本发明的技术概念和范围。另外，如果认为对于现有技术的详细描述可使得 本发明的各点模糊，则将不在这里提供详细描述。下面将参考附图来详细描 述本发明的优选实施例。
根据本发明实施例的读取器可比可视测试提供更精确的生物芯片或带状 芯片的分析结果，并可向医院或医生的终端传送分析结果。所以，可快速和 精确地对检测的生物芯片的光学信息进行量和质的分析，并且用户可简明地 知道分析结果。此外，由于读取器可与无线通信模块组合向特定医院或医生 的终端传送私人医学信息，所以可以在未来普遍存在的环境中容易地执行健
康护理。生物芯片的目标生物材料的示例包括与癌相关的生物标志、与怀孕 或排卵相关的荷尔蒙、代表个人健康状态的例如血液的体液、例如禽流感的 致病病毒、和累力口用药(additive drugs )。
图1是根据本发明的实施例的读取器的框图，而图2是图示了根据本发 明的实施例的读取器的结构的详细图。
参考图l,生物芯片读取器包括光发射器101、光接收器102、放大器103、 模数变换器(ADC) 104、微控制单元(MCU) 105、存储器106、和液晶显 示器(LCD) 107。光发射器101由三色光源实现，而光接收器102接收从光 发射器101生成并然后由生物芯片反射或折射或被透射通过生物芯片的光。 放大器103放大由光接收器102接收的电信号。ADC 104将放大的信号变换 为数字信号。MCU 105分析从ADC 104输出的数字信号。存储器106存储要 由MCU 105运行的程序，并暂时存储MCU 105读取的数据，LCD 107充当用于显示从MCU 105输出的分析信息的显示单元。
另外，根据本发明实施例的生物芯片读取器还可包括通信模块108和流 体控制模块。通信模块108向远程地点传送MCU105所读取的结果。流体控 制模块在生物芯片内移动、停止和混合微流体，用于有效分析。侧墙202可 安装在光发射器101和光接收器102之间，以有效执行光检测。
参考图3,生物芯片读取器的光发射器101包括红色、绿色和蓝色发光 二极管(LED)的组合。
当使用单一白光源时，信噪比(SNR)高，并且当MCU105分析光接收 器所接收的光时，检测精度被降低大约检测阈值。为了解决这些问题，用三 色光源301到303的组合来实现光发射器101。按照该方式，可显著降低SNR。 此外，当使用适于每一波长的光接收二极管或晶体管时，可同时分析波长和 亮度。由此，改善了精确性，并可用更精确的表示来读取生物芯片201的分 析结果。可按照切换方式来断续地控制光发射器101的三色正D。
光接收器102可包括例如硅光电二极管或光电三极管的典型硅传感器组 件。通过按照阵列形式安排传感器，可确保生物芯片的敏感性和简单安装。
由于在光发射器101和光接收器102之间安装的侧墙202,所以防止从 光发射器101发射的光直接传递到光接收器102，由此改善光检测的精度。
另外，生物芯片读取器包括流体控制模块，用于在生物芯片内移动、停 止和混合微流体，用于有效分析。该流体控制模块包括流体通道(passage), 通过该通道，可移动、混合和停止例如緩冲液(buffer)、体液、或血液的溶 液，用于生物样本的简单分析。该流体控制模块包括用于存储流体的存储罐 203、用于传递流体的泵204、用于控制流体的传递的阀205、和流体控制混 合器206。可使用例如静电式电动机、压电泵、水压或气动压力、或超声波 的各种驱动方法，用于移动、停止和混合流体。
下面将描述用于在读取器中安装带状芯片或生物芯片201的处理。
使用读取器中安装的具有例如弹簧的弹性部件的操作杆(lever)，来插入 带状芯片或生物芯片201。当带状芯片或生物芯片201到达预定位置时，其
的弹簧相连。由于该芯片配合结构，所以可以在没有外部震动或摇动的情况 下分析生物芯片。
另外，安装可分离(detachable)操作杆，用于生物芯片的简单分离或附着。可分离操作杆连接到倾斜(tilting)弹簧。此外，可使用类似夹子的附加 结构来强制装配上型箱(topcaSe)和下型箱(bottom case),或可通过在两个 箱子之一中形成突出体并在另一个中形成凹槽来装配上型箱和下型箱。当装 配上型箱和下型箱时，可在接触表面上进一步添加弹性聚合物层，以便防止 细小缝隙的形成。
读取器和生物芯片的可附着和可分离结构仅是一个示例，并可由本领域 技术人员容易地实现，并因此将省略其详细描述。
读取器可包括作为通信的移动通信调制解调器，其可按照无线方式与移 动通信网络进行通信。在该情况下，MCU 105按照特定数据格式创建分析结 果，并将其传送到移动通信调制解调器。移动通信调制解调器通过无线数据 通信将分析结果传送到用户选择的远程终端。
读取器可包括作为通信模块的射频识别(RFID)芯片。在该情况下，MCU 105在RFID芯片中记录分析结果。当用户意欲向远程终端传送分析结果时，
远程终端。
下面将描述具有上述结构的读取器的操作。
当在读取器中插入生物芯片201时，开关接通，并将生物芯片插入信号 输入到MCU105。 MCU 105确定在读取器中插入了生物芯片201，并供应电 力，用于驱动用三色LED实现的光发射器101。在这一点，MCU105按照切 换方式向三色LED断续供电。
光从光发射器101输出，并由生物芯片201反射或折射或被透射通过生 物芯片201，并然后由光接收器102接收。光接收器102将接收的光学信号 变换为电信号。放大器103放大从光接收器102输出的电信号，而ADC104 将放大的信号变换为数字信号，并将其传送到MCU 105。 MCU 105分析该数 字信号，并在LCD 107上显示分析结果。
MCU 105可在RFID芯片中记录分析结果或通过移动通信调制解调器将 其传送到远程终端。
尽管已针对某些优选实施例而描述了本发明，但是本领域技术人员将清 楚的是，可进行各种改变和修改，而不脱离以下权利要求所限定的本发明的 范围。
权利要求
1. 一种读取器，用于读取插入其中的目标芯片，该读取器包括光发射器，包括三色光发射元件；光接收器，配置为接收在该光发射器中生成、由该目标芯片反射或折射、或透射通过该目标芯片的光，并将接收的光变换为电信号；分析器，配置为当插入该目标芯片时，按照切换方式驱动该光发射器，并分析从该光发射器传送的电信号；存储单元，配置为存储要由该分析器运行的程序，并暂时存储从该分析器输出的分析结果；和显示单元，配置为显示该分析结果。
2. 根据权利要求1的读取器，还包括 通信模块，配置为向远程终端传送该分析结果。
3. 根据权利要求2的读取器，其中该光发射器包括红色二极管、绿色二 极管、和蓝色二极管的组合，并且该分析器按照切换方式来断续控制所述红色二极管、绿色二极管、和蓝 色二极管。
4. 根据权利要求3的读取器，其中该光发射器还包括 用于校正光发射量的检测器和控制器之间的光源。
5. 根据权利要求3的读取器，其中该通信模块包括与分析器相连的射频 识别(RFID)芯片。
6. 根据权利要求4的读取器，其中该分析器在该RFID芯片中记录分析 结果。
7. 根据权利要求3的读取器，其中该通信模块包括移动通信调制解调器， 配置为与该分析器通信，并通过移动通信网络向该远程终端传送该分析结果。
8. —种读取器，用于读取插入其中的目标芯片，该读取器包括 光发射器，包括三色光发射元件；光接收器，配置为接收在该光发射器中生成、由该目标芯片反射或折射、 或透射通过该目标芯片的光，并将接收的光变换为电信号；分析器，配置为当插入该目标芯片时，按照切换方式驱动该光发射器， 并分析从该光发射器传送的电信号；存储单元，配置为存储要由该分析器运行的程序，并暂时存储从该分析器输出的分析结果；显示单元，配置为显示该分析结果；通信模块，配置为向远程终端传送该分析结果；和侧墙，安装在该光发射器和该光接收器之间，以防止由从该光发射器生 成的光引起的干扰。
9. 根据权利要求8的读取器，其中该光发射器包括红色二极管、绿色二 极管、和蓝色二极管的组合，并且该分析器按照切换方式来断续控制所述红 色二极管、绿色二极管、和蓝色二极管。
10. 根据权利要求9的读取器，其中该通信模块包括与该分析器相连的 射频识别(RFID)芯片。
11. 根据权利要求10的读取器，其中该分析器在该RFID芯片中记录该 分析结果。
12. 根据权利要求9的读取器，其中该通信模块包括移动通信调制解调 器，配置为与该分析器通信，并通过移动通信网络向该远程终端传送该分析 结果。
13. 根据权利要求8的读取器，还包括流体控制模块，配置为在该目标芯片内移动、停止和混合微流体，用于 有效分析。
14. 根据权利要求13的读取器，其中该流体控制模块包括 存储罐，配置为存储流体；泵，配置为传递流体；阀，配置为控制流体的传递；和流体控制混合器。
全文摘要
提供了一种生物微机电系统(bio-MEMS)领域中的可分析从生物芯片或带状芯片获得的光学检测结果、并传送和接收分析结果的生物芯片读取器。所述用于读取插入其中的目标芯片的读取器包括光发射器，包括三色光发射元件；光接收器，配置为接收在该光发射器中生成、由该目标芯片反射或折射、或被透射通过该目标芯片的光，并将接收的光变换为电信号；分析器，配置为当插入该目标芯片时，按照切换方式驱动该光发射器，并分析从该光发射器传送的电信号；存储单元，配置为存储要由该分析器运行的程序，并暂时存储从该分析器输出的分析结果；和显示单元，配置为显示该分析结果。
文档编号G01N33/483GK101548184SQ200780044940
公开日2009年9月30日 申请日期2007年12月4日 优先权日2006年12月5日
发明者孙美进, 朴善熙, 李大植, 表铉奉, 郑光孝 申请人:韩国电子通信研究院