生物晶片閱讀儀的製作方法

2023-10-11 17:45:59

專利名稱：生物晶片閱讀儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及生物晶片的檢測裝置，特別是一種光學生物晶片閱讀儀。
所謂生物晶片閱讀儀是一種專門進行生物晶片檢測和結果判定的分析儀。目前生物晶片閱讀儀種類較多，主要分為共聚焦顯微鏡式和CCD(光電耦合器件)式閱讀儀。CCD式閱讀儀通常包括晶片閱讀平臺、分析主機和顯示器等部分。其工作原理是，白色光源照射到閱讀平臺的晶片上，反射光線經凹透鏡到達光電耦合器件(CCD)，最後送至顯示器，電腦根據數據進行分析。在CCD式閱讀儀中，又可分為黑色和彩色兩種。彩色閱讀儀通常用濾光片獲得所需要的光顏色，這需要很多種類的濾光片，因此操作上比較麻煩。目前CCD式晶片閱讀儀大多採用黑白CCD，這是由於黑白CCD的解析度比彩色CCD要高。雖然黑白CCD式有利於對高密度生物芯進行閱讀，並且在調節曝光時間上可控性要比彩色CCD強，但其對顏色的分辨能力差，這是它的一個很大缺點。
本實用新型的目的是要克服現有技術的上述缺點，提供一種改進的黑白CCD生物晶片閱讀儀，使其既保持黑白CCD的優點，又提高了對顏色的分析能力。並實現在可見光光波範圍內對光顏色的任意調節和連續調節。
本實用新型的解決方案包括晶片閱讀平臺、分析主機、顯示器、兩個個凹透鏡和光電滑合器件等，其特徵是在晶片閱讀平臺和光電滑合器件之間的光路中設有可形成色散的三稜鏡和可調節位置的光色選擇孔。
上述光色選擇孔的孔徑最好是可調節的。
光色選擇孔的孔徑可以為10nm～3mm。
以下結合附圖
詳細描述本實用新型的實施例。
附圖是生物晶片閱讀儀的光學原理及結構示意圖。
參見附圖，在晶片閱讀平臺1上方設有凹透鏡4，用於將晶片2上各點的光線匯聚為一束後，經反光鏡5射至三稜鏡6。再經凹透鏡9射至光電耦合器件10(CCD)上。光源3的白光經三稜鏡6產生色散，分解成紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫等多種色光。遮光板8上的光色選擇孔7為一小孔，只讓需要波長的光線通過。上下調節光色選擇孔7的位置，使需要的色光從小孔中穿過，比如只讓一束單色光(紅光)穿過小孔照射到光電耦合器件10(CCD)上。由於光電流與入射光強度成正比，通過掃描就可形成紅光照射下的圖像，在顯示器上顯示出來。其效果相當於用紅色濾光片觀察晶片。閱讀裝置根據指令對晶片進行掃描閱讀。採集的數據信號由專門的晶片分析軟體分析，根據參照標準自動進行定性或定量分析。
光色選擇孔7的位置可以手動調節，也可按操作人員輸入的波長值自動調節。光色選擇孔7的大小也可以調節，如同照相機的快門機構。其孔徑一般在10nm～3mm範圍內變化，但也可超出此範圍。其它與本實用新型光學裝置配合使用的分析主機，晶片閱讀平臺和顯示器等均屬現有技術，圖中未畫出，不贅述。
該儀器可以根據晶片上點的顏色選擇對應波長的光進行檢測。例如，某一晶片反應後，陽性點呈紅色，陰性點為無色，其檢測波長應在紅光光區。操作人員按紅光波長值輸入，閱讀儀即可根據指令自動調節小孔的位置，只讓紅光通過，進行檢測。檢測的結果是在這種波長下各點的光強度，因此可提高生物晶片定性定量分析的準確性。晶片反應後陽性可呈各種現顏色，相應選擇各種波長的光進行檢測即可。
本裝置中的光電器件可採用光電耦合器件10(CCD)或其它類似器件。從CCD上測量的數據傳送至電腦進行數據處理，最後送至顯示器。
本閱讀儀與目前常用的濾光片相比具有突出的優點。通過形成色散的三稜鏡和可調節位置的光色選擇孔，實現了在可見光光波範圍內的任意調節和連續調節。從而避免了使用大量濾光片的麻煩。可選擇的最小檢測波長為10nm，大大提高了黑白CCD對顏色的分辨能力，使黑白CCD閱讀儀既保持了傳統的優點，又提高了對顏色的分析能力。
權利要求1.生物晶片閱讀儀，包括晶片閱讀平臺(1)、分析主機、顯示器、凹透鏡(4)、凹透鏡(9)和光電耦合器件(10)，其特徵在於在晶片閱讀平臺(1)和光電耦合器件(7)之間的光路中設有可形成色散的三稜鏡(6)和可調節位置的光色選擇孔(7)。
2.如權利要求1所述的生物晶片閱讀儀，其特徵在於所說的光色選擇孔(7)的孔徑是可調節的。
3.如權利要求1或2所述的生物晶片閱讀儀，其特徵在於所說的光色選擇孔(7)的孔徑為10nm～3mm。
專利摘要生物晶片閱讀儀,包括晶片閱讀平臺、分析主機、顯示器、凹透鏡和光電耦合器件(CCD)等,在晶片閱讀平臺和光電耦合器件之間的光路中設有可形成色散的三稜鏡和可調節位置的光色選擇孔。光色選擇孔的位置和大小可根據需要自動設定,從而實現了在可見光波範圍內的任意調節和連續調節。避免了使用大量濾光片的麻煩。大大提高了黑白CCD對顏色的分辨能力,使黑白CCD閱讀儀既保持了傳統的優點,又提高了對顏色的分析能力。
文檔編號G01N21/25GK2450662SQ0026130
公開日2001年9月26日 申請日期2000年11月22日 優先權日2000年11月22日
發明者閻小君, 郭晏海 申請人:閻小君, 郭晏海