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1、(10)申请公布号 CN 103308700 A (43)申请公布日 2013.09.18 CN 103308700 A *CN103308700A* (21)申请号 201210059819.6 (22)申请日 2012.03.08 G01N 35/00(2006.01) G01N 35/02(2006.01) (71)申请人 研能科技股份有限公司 地址 中国台湾新竹市科学园区研发二路 28 号 1 楼 (72)发明人 黄科铭 奚国元 (74)专利代理机构 上海专利商标事务所有限公 司 31100 代理人 喻学兵 (54) 发明名称 自动化微喷液检测装置 (57) 摘要 本发明为一种自动化微。
2、喷液检测装置， 适用 于生物分子检测， 其包含 ： 第一平台、 第二平台、 设置于第二平台上的待测物模块、 可控微量喷印 头模块以及具有多个视觉回馈装置的视觉回馈模 块， 第一平台设有第一轴位移机构及第二轴位移 机构， 交错于两垂直方向进行往复式位移 ； 第二 平台架构于第一轴位移机构上 ； 可控微量喷印头 模块架构于第二轴位移机构上 ； 该可控微量喷印 头模块因应第二轴位移机构的位移以于第二平台 上的待测物模块进行相对应的微喷液检测作业， 且借由多个视觉回馈装置监控微喷液的精确位置 及微喷液量， 并即时回馈， 以确保微喷液检测作业 的准确性。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明。
3、书 5 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 附图4页 (10)申请公布号 CN 103308700 A CN 103308700 A *CN103308700A* 1/1 页 2 1. 一种自动化微喷液检测装置， 适用于生物分子检测， 该自动化微喷液检测装置包 含 ： 一第一平台， 设有一第一轴位移机构及一第二轴位移机构， 分别交错于两垂直方向进 行往复式位移 ； 一第二平台， 架构于该第一平台的该第一轴位移机构上 ； 至少一待测物模块， 设置于该至少一第二平台上 ； 至少一可控微量喷印头模块， 架构于该第一平台的该第二轴位。
4、移机构上 ； 以及 一视觉回馈模块， 具有多个视觉回馈装置 ； 其中， 该至少一可控微量喷印头模块因应该第二轴位移机构的位移以于该第二平台上 的该待测物模块进行相对应的微喷液检测作业， 且借由该多个视觉回馈装置监控微喷液的 精确位置及微喷液量， 并执行即时回馈， 以确保该微喷液检测作业的准确性。 2. 如权利要求 1 所述的自动化微喷液检测装置， 其中该待测物模块具有至少一待测 物。 3. 如权利要求 1 所述的自动化微喷液检测装置， 其中该多个视觉回馈装置包括至少一 第一视觉回馈装置以及至少一第二视觉回馈装置， 该至少一第一视觉回馈装置架构于该第 二平台上方， 以观测该可控微喷液头模块进行微。
5、喷液检测作业的精确位置， 该至少一第二 视觉回馈装置架构于该第二轴位移机构上， 以观测该可控微喷液头模块所喷出的微液滴位 置及其微液滴量， 并执行即时回馈， 以确保该微喷液检测作业的准确。 4. 如权利要求 1 所述的自动化微喷液检测装置， 其中该可控微喷液头模块至少包括 ： 一基座， 其内部具有一喷头组件， 且其上设有一穿刺部及一隔离组件 ； 以及 一容置瓶， 用以容置一液体， 且具有一开口， 该开口系以一隔膜予以密封 ； 其中， 当该容置瓶的该隔膜系对应于该基座的该穿刺部而设置于该基座上时， 以使该 穿刺部穿越该隔膜， 并使该容置瓶内的该液体经由该穿刺部的导引而流至该喷头组件， 同 时经该。
6、隔离组件引导一洁净空气以调节该容置瓶的一内部压力， 俾由该喷头组件喷出微液 滴。 5. 如权利要求 4 所述的自动化微喷液检测装置， 其中该穿刺部的顶端具有一孔洞， 以 使容置瓶内的该液体可经由该孔洞被导引流出。 6. 如权利要求 4 所述的自动化微喷液检测装置， 其中该可控微喷液头模块更具有一卡 固部， 以固定该容置瓶的该开口。 7. 如权利要求 4 所述的自动化微喷液检测装置， 其中该喷头组件所设液滴孔径为 0.05 200000pico-meter， 且可喷出液滴大小为 0.1 2000pico-liter， 以及喷出液滴速 率为 0 10000 滴 / 秒。 8. 如权利要求 4 所述。
7、的自动化微喷液检测装置， 其中该穿刺部及该隔离组件之间系相 互连通， 俾使该隔离组件传送一洁净空气至该穿刺部。 9. 如权利要求 1 所述的自动化微喷液检测装置， 其中该可控微喷液头模块为一无菌无 毒生物医学专用的喷印头组件。 权 利 要 求 书 CN 103308700 A 2 1/5 页 3 自动化微喷液检测装置 技术领域 0001 本发明系关于一种微喷液检测装置， 尤指一种适用于生物医学检验， 且可确保微 液滴量的准确， 进而达到自动化、 微量、 高通量、 快速检测生物分子的自动化微喷液检测装 置。 背景技术 0002 随着医疗品质逐渐受到重视， 生物医学检验的效率及精确性亦成为不容忽视。
8、的一 环， 快速且精确的检验报告可协助许多疾病早期发现， 以进行后续的治疗。 目前的生物医学 检测系由检验人员先将检测药剂抽取至注射筒内， 再将检测药剂分别滴入待测试管内， 予 以进行筛检测试及分析结果， 然而， 此生物医学检测方式不但耗时、 耗力， 且检测药剂的液 滴量容易因检验人员施力于注射筒的力量不一致而无法精确地控制。另一方面， 检验人员 必须长期待在工作岗位， 且检测药剂及待测试管种类亦繁多， 故检验人员易因疏忽而将错 误的检测药剂滴入待测试管内， 而易发生检测错误或是检测药剂交叉感染的情形， 进而造 成分析结果失真， 且检验人员还需承担人为疏失的风险。 0003 又或者是， 有些检。
9、测项目所需使用的检测样本众多， 且其每一检测样本的量少， 且 具有时间性， 例如 ： 以人类血液样本进行检测作业， 此时， 为顾及该血液样本检测的有效性， 需要于一定时间内完成众多样本的精准测试， 若于这种情况下， 仍采用传统的人工生化或 生物分子检测方式， 则会因该人工一一滴送检测药剂的检验方式耗时、 且无法精准控制检 测药剂的液滴量， 而导致该检测结果有误差、 或是无法于有效时间内完成检测作业的缺失。 0004 有鉴于此， 如何发展一种可改善上述已知技术缺失的自动化微喷液检测装置， 为 目前迫切需要解决的问题。 发明内容 0005 本发明的一目的为提供一种用于生物分子的检测喷液装置， 系利。
10、用该视觉回馈装 置具有观液滴及辨位的功效， 借以解决已知技术的检验方式耗时、 无法精确控制药剂溶液 的液滴量， 导致检测上所得到结果有误差而造成失真等问题， 而可监控该可控微量喷印头 所喷出的微液滴量或监控该被喷印基座的微液滴量， 因而可即时回馈于检测人员， 以确保 微液滴量的准确， 进而达到自动化、 微量、 高通量、 快速检测生物分子的目的。 0006 提供一种为达上述目的， 本发明的一较广义实施样态为提供一种自动化微喷液检 测装置， 适用于生物分子检测， 自动化微喷液检测装置包含 ： 第一平台， 设有第一轴位移机 构及第二轴位移机构， 分别交错于两垂直方向进行往复式位移 ； 第二平台， 架。
11、构于第一平台 的第一轴位移机构上 ； 至少一待测物模块， 设置于至少一第二平台上， 且具有多个待测物 ； 至少一可控微量喷印头模块， 架构于第一平台的第二轴位移机构上 ； 以及视觉回馈模块， 具 有多个视觉回馈装置 ； 其中， 至少一可控微量喷印头模块因应第二轴位移机构的位移以于 第二平台上的待测物模块进行相对应的微喷液检测作业， 且借由多个视觉回馈装置监控微 喷液的精确位置及微喷液量， 并执行即时回馈， 以确保微喷液检测作业的准确性。 说 明 书 CN 103308700 A 3 2/5 页 4 附图说明 0007 图 1 系为本发明较佳实施例的自动化微喷液检测装置示意图。 0008 图 2。
12、 系为图 1 所示的自动化微喷液检测装置的局部示意图。 0009 图 3 系为图 2 所示的可控微量喷印头模块的示意图。 0010 图 4 系为图 1 所示的待测物模块的示意图。 0011 【主要元件符号说明】 0012 自动化微喷液检测装置 ： 1 0013 第一平台 ： 10 0014 第一轴位移机构 ： 101 0015 第二轴位移机构 ： 102 0016 第二平台 ： 11 0017 待测物模块 ： 12 0018 待测物 ： 121 0019 可控微量喷印头模块 ： 13 0020 基座 ： 131 0021 上表面 ： 131a 0022 下表面 ： 131b 0023 容置瓶 。
13、： 132 0024 顶部 ： 132a 0025 穿刺部 ： 133 0026 隔离组件 ： 134 0027 视觉回馈模块 ： 14 0028 第一视觉回馈装置 ： 141 0029 第二视觉回馈装置 ： 142 0030 第一方向 ： B 0031 第二方向 ： A 具体实施方式 0032 体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。 应理解的 是本发明能够在不同的态样上具有各种的变化， 其皆不脱离本发明的范围， 且其中的说明 及图示在本质上系当作说明之用， 而非用以限制本发明。 0033 请参阅图 1， 其系为本发明较佳实施例的自动化微喷液检测装置示意图。如图所 示，。
14、 本发明的自动化微喷液检测装置 1 包括第一平台 10、 第二平台 11、 至少一待测物模块 12、 至少一可控微量喷印头模块13以及视觉回馈模块14。 其中， 第一平台10上设有第一轴 位移机构101及第二轴位移机构102， 该第一轴位移机构101系于一第一方向B上进行往复 式位移， 该第二轴位移机构 102 则于一第二方向 A 上进行往复式位移， 且于本实施例中， 第 一方向A系与第二方向B相互垂直， 意即该第一轴位移机构101与该第二轴位移机构102系 分别交错于两垂直方向 A、 B， 且各自利用驱动构件 ( 未图式 ) 带动以进行一往复式的平移。 说 明 书 CN 103308700 。
15、A 4 3/5 页 5 0034 于本实施例中， 第二平台 11 系架构于该第一平台 10 的第一轴位移机构 101 上， 且 其数量并不以此为限， 于另一些实施例中， 在第一轴位移机构 101 上亦可同时架设多个第 二平台 11， 其系可依实际施作情形而任施变化。 0035 请同时参阅图 1 及图 4， 如图 1 及图 4 所示， 自动化微喷液检测装置 1 系可包括至 少一待测物模块 12， 且待测物模块 12 系设置于第二平台 11 之上， 其数量亦可为一或为多 个， 均不以此为限。 0036 以及， 待测物模块 12 更可具有至少一待测物 121， 于一些实施例中， 待测物 121 系 。
16、可为一试管， 但不以此为限。举例来说， 待测物模块 12 系可为一具有多个试管的试管盒组 ( 或试管架 )， 如此一来， 即可使待测物 121， 如 ： 试管， 整齐且有秩序地排列， 以便进行自动 化、 快速、 准确、 且有效率达到高通量的微喷液检测作业。 0037 请续参阅图 1， 于本实施例中， 自动化微喷液检测装置 1 具有一可控微量喷印头模 块13， 且其系架构于第一平台10的第二轴位移机构102上， 但其数量并不以此为限， 其亦可 依实际需求而进行数量上的调整。 当第二轴位移机构102受驱动构件(未图式)所驱动时， 则设置于其上的可控微量喷印头模块亦会因应该第二轴位移机构 102 的。
17、位移， 进而可对设 置于该第二平台11上的待测物121进行微喷液检测作业。 此时， 更可透过视觉回馈模块14 以进一步监控该微喷液的精确位置及其微喷液量 ( 如图 2 所示 )， 并执行即时回馈， 以确保 该微喷液检测作业的准确性。 0038 请同时参阅图 2 及图 3， 图 2 系为图 1 所示的自动化微喷液检测装置的局部示意 图， 图 3 则为图 2 所示的可控微量喷印头模块的示意图。如图所示， 本发明的可控微量喷印 头模块 13 包括 ： 基座 131 及容置瓶 132， 基座 131 大致上系可为一方型壳体结构， 但不以此 为限， 且其系具有上表面 131a、 下表面 131b 及一内。
18、部空间 ( 未图示 )， 上表面 131a 系与下 表面 131b 相对设置。于本实施例中， 基座 131 更包括穿刺部 133、 隔离组件 134 以及喷头组 件 ( 未图示 ) 等结构， 其中穿刺部 133 及隔离组件 134 等结构系设置于上表面 131a 之上。 0039 于一些实施例中， 穿刺部 133 系可为但不限为一顶针结构 ( 未图示 )， 其大致呈一 圆柱体的结构， 且于其顶部具有尖部 ( 未图示 )， 但不以此为限， 于一些实施例中， 尖部系可 为但不限为一圆锥状结构， 且在尖部的顶端更具有至少一孔洞 ( 未图示 )， 该孔洞系可与隔 离组件 134 及喷头组件 ( 未图示。
19、 ) 相连通， 但不以此为限。 0040 于另一些实施例中， 可控微量喷印头模块 13 更可具有一卡固部 ( 未图示 )， 且其 系可为但不限为一卡挚结构， 以用于对应容置瓶 132 的顶部 132a 的周缘， 俾用以与该容置 瓶 132 的顶部 132a 相卡合， 以将容置瓶 132 固定设置。以及， 卡固部的型态并不以卡挚结 构为限， 其系可依实际施作情形而任施变化。 0041 隔离组件 134 系可为但不限为一瓣膜隔离结构， 其大致上为一盒体结构， 但不以 此为限， 且其内部具有一过滤组件(未图示)， 用以过滤外部气体， 且该隔离组件134系与穿 刺部 133 相连通， 因而可使过滤后的。
20、洁净气体经由穿刺部 133 的孔洞 ( 未图示 ) 导引至容 置瓶 132 内， 以调节容置瓶 132 的内部压力。 0042 以及， 于本实施例中， 喷头组件 ( 未图示 ) 系设置于基座 131 的内部空间 ( 未图 示 ) 中， 用以控制该可控微量喷印头模块 13 的微喷液检测作业， 且喷头组件 ( 未图示 ) 更 具有一喷孔 ( 未图示 )， 该喷孔 ( 未图示 ) 系设置于基座 131 的下表面 131b 上， 且其系对应 于待测物 121， 用以将检测液 ( 未图示 ) 喷送至该对应的待测物 121 内。 说 明 书 CN 103308700 A 5 4/5 页 6 0043 请续。
21、参阅图 2， 如图所示， 容置瓶 132 的内部具有一容置空间 ( 未图示 )， 用以容置 一液体 ( 未图示 )， 该液体系为一检测液， 例如可为生物医学检验用的相关药剂、 生化检测 用的生化试剂或是化学试剂等， 均不以此为限， 且容置瓶 132 系具有一顶部 132a， 且在该顶 部 132a 上具有一开口 ( 未图示 )， 该开口系以隔膜 ( 未图示 ) 予以密封， 借此以使容置瓶 132 内部的检测液达到密封的效果， 而不受外界的污染， 以维持其无菌的状态。于一些实施 例中， 隔膜系为一软性橡胶的材质， 并具有可挠性， 故其系可依据穿刺部 133 的抵顶而产生 形变， 且当穿刺部 13。
22、3 刺破隔膜并穿越时， 该隔膜的变形量系符合穿刺部 133 的穿越量， 因 而使得隔膜与穿刺部 133 接触处紧密贴合， 俾使容置瓶 132 设置于基座 131 上时， 仍维持密 封状态， 故其内部的检测液不会渗流至基座 131 上， 而是直接由穿刺部 133 顶端的孔洞 ( 未 图示 ) 引导而流入基座 131 内的喷头组件 ( 未图示 ) 中。 0044 故于本实施例中， 当容置瓶 132 设置于基座 131 上时， 系将容置瓶 132 的隔膜 ( 未 图示 ) 对应设置于基座 131 的穿刺部 133 上， 以使容置瓶 132 内的液体可经由穿刺部 133 的孔洞 ( 未图示 ) 导引而。
23、流至基座 131 的喷头组件 ( 未图示 ) 内， 并透过隔离组件 134 过 滤外部气体， 将过滤后的洁净气体经由穿刺部 133 的孔洞导引至容置瓶 132 内， 以调节容 置瓶 132 的内部压力， 进而控制容置瓶 12 内的液体流动速率， 最后再控制喷头组件 ( 未图 示 ) 的喷液速率， 以使喷头组件 ( 未图示 ) 内的液体可经由喷孔 ( 未图示 ) 喷出微液滴， 因 此可避免容置瓶 132 内的液体受到外界污染。以及， 于本实施例中， 该可控微量喷印头模块 13 系为一无菌无毒生物医学专用的喷印头组件， 但不以此为限， 故本发明的可控微量喷印 头模块 13 实具备无毒、 无菌、 省。
24、力、 省时及于使用后可整组抛弃的优点。 0045 以及， 于一些实施例中， 该可控微量喷印头模块 13 的喷头组件 ( 未图示 ) 所设置 的液滴孔径为 0.05 200000pico-meter， 且可喷出液滴大小为 0.1 2000pico-liter， 以 及喷出液滴速率为 0 10000 滴 / 秒， 均不以此为限。 0046 又， 本发明也可利用该可控微量喷印头模块 13 的喷孔 ( 未图示 ) 孔径的差异或驱 动功率的控制， 即更换不同孔径大小的喷头组件 ( 未图示 ) 或以控制电路控制该可控微量 喷印头模块 13 的驱动功率， 以精准控制微液滴的量， 改善已知技术因人为施力的大小。
25、而无 法精确控制药剂溶液的液滴量， 导致检测上所得到结果有误差而造成失真的缺失。 0047 请续参阅图1及图2， 如图1及图2所示， 自动化微喷液检测装置1具有视觉回馈模 块 14， 该视觉回馈模块 14 系包括多个视觉回馈装置， 且该多个视觉回馈装置具有观液滴及 辨位的功效。于本实施例中， 该多个视觉回馈装置包括至少一第一视觉回馈装置 141 以及 至少一第二视觉回馈装置 142， 但不以此为限。其中， 该至少一第一视觉回馈装置 141 系架 构于该第二平台 11 的上方位置， 以用于观测及判断该可控微喷液头模块 13 进行微喷液检 测作业的精确位置 ； 至于该至少一第二视觉回馈装置 142。
26、 则架构于该第二轴位移机构 102 上， 以观测该可控微喷液头模块 13 中位于下表面 131b( 如 3 图所示 ) 的喷孔 ( 未图示 ) 所 喷出的微液滴位置及其微液滴量， 以负责监控喷液的多寡， 并执行即时回馈， 以确保该微喷 液检测作业的准确。 0048 于本实施例中， 自动化微喷液检测装置 1 主要系利用第一视觉回馈装置 141 架构 于第一轴位移机构 101 上可观测到第二平台 11 的上方位置， 如此一来， 当装有检测液的容 置瓶 132 设置于该可控微喷液头模块 13 的基座 131 上时， 即可因应第二轴位移机构 102 的 承载及位移， 而使该可控微喷液头模块 13 移送。
27、至待喷液的位置， 并可透过该第一视觉回馈 说 明 书 CN 103308700 A 6 5/5 页 7 装置141来观测及判断该微喷液的精确位置， 于此同时， 架构于第二轴位移机构102上的第 二视觉回馈装置 142， 亦可在该可控微喷液头模块 13 受驱动进行微喷液检测作业时， 进一 步观测该该可控微喷液头模块 13 位于下表面 131b( 如 3 图所示 ) 的喷孔 ( 未图示 ) 所喷 出的微液滴位置及其微液滴量， 以负责监控喷液的多寡， 并执行即时回馈， 以确保液滴量的 准确， 透过此自动化的微喷液作业及相关的观测方式， 则可使设置于第二平台 11 上的待测 物模块 12 及其上所载的。
28、待测物 121 可接收该可控微喷液头模块 13 喷出的微液滴量， 进而 达到自动化、 微量、 快速、 高通量检测生物分子的目的。 0049 综上所述， 本发明所提供一种适用于生物分子检测的自动化微喷液检测装置， 利 用具有观液滴及辨位的视觉回馈模块搭配可控微喷液头模块以进一步解决已知检验方式 耗时、 无法精确控制药剂溶液的液滴量， 导致检测上所得到结果有误差而造成失真等问题。 此外， 透过本发明的视觉回馈模块即可监控该可控微喷液头模块所喷出的微液滴量、 及其 精确位置， 并即时回馈于检测人员， 以确保微液滴量的准确， 进而达到自动化、 微量、 高通 量、 快速检测生物分子的目的， 极具产业利用价值， 爰依法提出申请。 0050 纵使本发明已由上述实施例详细叙述而可由熟悉本技艺人士任施匠思而为诸般 修饰， 然皆不脱如附申请专利范围所欲保护者。 说 明 书 CN 103308700 A 7 1/4 页 8 图 1 说 明 书 附 图 CN 103308700 A 8 2/4 页 9 图 2 说 明 书 附 图 CN 103308700 A 9 3/4 页 10 图 3 说 明 书 附 图 CN 103308700 A 10 4/4 页 11 图 4 说 明 书 附 图 CN 103308700 A 11 。