熒光生物樣品操作監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是關(guān)于一種熒光生物樣品操作監(jiān)控系統(tǒng)，防范操作者因手誤而破壞熒光生物樣品的完整性。
【【背景技術(shù)】】
[0002]熒光顯微技術(shù)除用于生物研究中的細(xì)胞分析與追蹤外，近年來更延伸至工業(yè)檢測、偽鈔辨識以及刑事鑒定等實(shí)質(zhì)應(yīng)用，使得熒光顯微影像擷取的重要性逐漸提升，常用的熒光顯微鏡，主要是將一個(gè)高頻的光照射在具有熒光特性的待觀測物上，例如鈔票的防偽線，或是刑案現(xiàn)場疑似血跡的位置，藉以激發(fā)出一個(gè)較低頻的熒光，再加上適當(dāng)?shù)臑V鏡組合，便可清晰地觀看或擷取上述鈔票或血跡的熒光影像；此外，在生物科學(xué)的領(lǐng)域，許多研究是針對基因轉(zhuǎn)植，為便于觀察，植入的基因常會制造出熒光蛋白，藉由熒光生物樣品的熒光反應(yīng)有無，確認(rèn)基因植入的成敗，并且可以對轉(zhuǎn)植成功的生物進(jìn)一步深入研究。
[0003]其中部份的熒光生物樣品具有很強(qiáng)的活動力，例如實(shí)驗(yàn)老鼠，并不會靜止任由操作者觀察而是四處跑動。過往檢視實(shí)驗(yàn)老鼠熒光反應(yīng)的觀測裝置并不完善，老鼠活動的空間過大，容易跑到觀察鏡頭視角上的盲點(diǎn)，阻礙觀測。尤其是，近年來有一種被大量研究的熒光基因斑馬魚，主要是因?yàn)榇祟惏唏R魚繁殖量大且繁殖周期短、能產(chǎn)生大量后代，并具有近似人類的器官系統(tǒng)等特性，甚至被推廣至疾病研究、藥物篩選、毒物測試等相關(guān)研究，然而斑馬魚在實(shí)驗(yàn)中仍舊是活體生物，所以在進(jìn)行上述熒光顯微實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須同時(shí)考慮操作時(shí)間及實(shí)驗(yàn)環(huán)境對生物的影響，若操作不熟練或運(yùn)氣不佳，也就容易導(dǎo)向失敗的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
[0004]由于斑馬魚體積甚至小于一顆芝麻，因此在搬移置放過程中，稍有不慎即可能由滴管中滴入過多或過少的數(shù)量，使得操作結(jié)果變得不正確。另一方面，由于熒光實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)標(biāo)的所發(fā)的熒光太微弱，無論是相較于入射光或直接反射光、甚至漫反射光，強(qiáng)弱差異都非常明顯，些許外部雜光也可以對實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生嚴(yán)重干擾。因此，目前的熒光實(shí)驗(yàn)中，一方面必須把外部背景光完全隔絕，另方面也要利用濾色片等光學(xué)裝置完全濾除原本的入射光波長，僅能容許熒光波長的光束射出，這也使得操作過程除異常微弱的熒光外，幾乎是處在完全盲目的環(huán)境，如果量測不到上述斑馬魚的熒光反應(yīng)，根本無從確認(rèn)是沒有熒光、還是當(dāng)初根本沒有放入斑馬魚。
[0005]此外，如果是要進(jìn)行手術(shù)或解剖而觀察熒光生物樣品的內(nèi)部器官，則盲目操作或些微的熒光照射并不能讓操作者充分體認(rèn)立體空間，操作者往往是憑著手感或是多次實(shí)驗(yàn)累積的經(jīng)驗(yàn)，猶如瞎子摸象般分辨解剖的進(jìn)度為何，手術(shù)或切割操作將存在失誤甚至造成自身傷害的風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)的流暢性及準(zhǔn)確性大打折扣。
[0006]因此，如何提供一種光照均勻充分、且方便操作的熒光生物樣品操作監(jiān)控系統(tǒng)，同時(shí)防范外界強(qiáng)光與雜光的干擾，也加強(qiáng)限制熒光生物樣品的活動范圍，并藉由低角度激發(fā)光源，回避過往因光源的直接反射，造成反射光蓋過實(shí)驗(yàn)所需觀察的熒光的事情，使得在實(shí)驗(yàn)的過程中，不易被其余事物打擾而中斷，提升實(shí)驗(yàn)的整體流暢度、操作便利性及安全性，就是本發(fā)明所要達(dá)成的目標(biāo)。【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0007]本發(fā)明一個(gè)目的在于提供一種熒光生物樣品操作監(jiān)控系統(tǒng)，藉由紅外光照明防范盲目的操作，提升實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。
[0008]本發(fā)明另一目的在于提供一種熒光生物樣品操作監(jiān)控系統(tǒng)，藉由遮罩遮蔽外界強(qiáng)光與雜光的干擾，提升熒光顯微顯像的品質(zhì)。
[0009]本發(fā)明再一個(gè)目的在于提供一種形成有阻隔空間的熒光生物樣品操作監(jiān)控系統(tǒng)，讓熒光生物樣品無法脫離預(yù)定觀測位置，提高研究實(shí)驗(yàn)的成功率。
[0010]本發(fā)明又另一個(gè)目的在于提供一種形成有阻隔空間的熒光生物樣品操作監(jiān)控系統(tǒng)，通過低角度光源組件，回避過往因光源的直接反射，造成反射光蓋過實(shí)驗(yàn)所需觀察的熒光的事情。
[0011]為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供一種熒光生物樣品操作監(jiān)控系統(tǒng)，供限制至少一個(gè)熒光生物樣品的活動范圍，以便前述熒光生物樣品操作監(jiān)控系統(tǒng)觀測前述熒光生物樣品，該熒光生物樣品操作監(jiān)控系統(tǒng)包括:一個(gè)形成有一預(yù)定觀測位置的基座；一個(gè)對應(yīng)該基座、并形成有至少一個(gè)操作孔的遮罩，并供與該基座共同圍繞出一個(gè)光遮蔽腔室；一個(gè)紅外光照明裝置，供以紅外光照明前述預(yù)定觀測位置；一個(gè)低角度激發(fā)光源裝置，包括復(fù)數(shù)發(fā)光方向是以低角度朝向該預(yù)定觀測位置的激發(fā)光源，前述激發(fā)光源所發(fā)光的波長小于前述紅外光照明裝置；一個(gè)觀測顯示裝置，包括至少一個(gè)影像擷取器，前述影像擷取器具有一個(gè)設(shè)置于上述遮罩內(nèi)、并朝向上述預(yù)定觀測位置的鏡頭，前述影像擷取器可擷取紅外光影像；及至少一個(gè)影像顯示器，供將上述影像擷取器所擷取上述預(yù)定觀測位置的紅外光影像向該遮罩外呈現(xiàn)。
[0012]因此，本發(fā)明所揭示的一種熒光生物樣品操作監(jiān)控系統(tǒng)，通過低角度光源組件，回避過往因光源的直接反射，造成反射光蓋過實(shí)驗(yàn)所需觀察的熒光的事情。而過往因?yàn)橹狈瓷涞睦Ь?，設(shè)置有多重濾光片來逐一濾除反射光，但也不可避免將實(shí)驗(yàn)所需的熒光部分濾除；只得再加裝放大倍率的鏡片方便肉眼捕捉熒光，這重重的鏡片所費(fèi)不貲，本發(fā)明通過低角度發(fā)光去除直反射光，節(jié)省鏡片費(fèi)用，提供低成本的裝置。再者，為保持實(shí)驗(yàn)的流暢性，本例中的切換裝置提供操作者在操作狀態(tài)及監(jiān)控狀態(tài)間自由切換，增加操控的直覺性，并于遮罩內(nèi)額外設(shè)置紅外光照明設(shè)備，使得實(shí)驗(yàn)不至于趨向盲目的狀態(tài)，可以精準(zhǔn)地掌握熒光生物樣品的動向，提升實(shí)驗(yàn)的精確度。
【【附圖說明】】
[0013]圖1為本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的熒光生物樣品操作監(jiān)控系統(tǒng)剖面圖，是說明斑馬魚的活動范圍受到局限；
[0014]圖2為圖1的觀測顯示裝置示意圖，是說明藉由切換裝置，動態(tài)攝影機(jī)傳輸相異的訊號，使得顯示面罩呈現(xiàn)不同的影像；
[0015]圖3為本發(fā)明第二較佳實(shí)施例的熒光生物樣品操作監(jiān)控系統(tǒng)剖面圖，是說明老鼠的活動范圍受到遮罩局限；
[0016]圖4為本發(fā)明第二較佳實(shí)施例的熒光生物樣品操作監(jiān)控系統(tǒng)剖面圖，是說明于觀測孔上方設(shè)置濾鏡及液晶顯示幕，方便進(jìn)行觀測及操作，并藉由切換裝置，動態(tài)攝影機(jī)傳輸相異的訊號，使得液晶顯示幕進(jìn)行透光與否的變換；
[0017]圖5為本發(fā)明第三較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖6為本發(fā)明第三較佳實(shí)施例的方塊圖，是說明觀測顯示裝置間的連動關(guān)系。
[0019]【符號說明】
[0020]1、I’、I’ ’…熒光生物樣品操作監(jiān)控系統(tǒng)
[0021]11、11’…基座111…預(yù)定觀測位置
[0022]12、12’…遮罩121、121’…光遮蔽腔室
[0023]122、122’…操作孔123’…觀測孔
[0024]124’…濾鏡13…低角度激發(fā)光源裝置
[0025]131、131，、131”…激發(fā)光源 132…反射部
[0026]14、14’’…觀測顯示裝置 141、141’…動態(tài)攝影機(jī)
[0027]141’’…影像擷取器142…顯示面罩
[0028]142’…有機(jī)發(fā)光顯示幕143、143’’…鏡頭
[0029]145’’…分光鏡15、15’、15’’…紅外光照明裝置
[0030]16、16’…切換裝置2…斑馬魚
[0031]2’、2’’ …老鼠
【【具體實(shí)施方式】】
[0032]有關(guān)本發(fā)明的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)與功效，在以下配合說明書附圖的較佳實(shí)施例的詳細(xì)說明中，將可清楚呈現(xiàn)；此外，在各實(shí)施例中，相同的元件將以相似的標(biāo)號表
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[0033]本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的熒光生物樣品操作監(jiān)控系統(tǒng)1，如圖1、圖2所示，包括基座11，基座11上形成有一個(gè)預(yù)定觀測位置111，是熒光生物樣品在基座11上的預(yù)定活動區(qū)域，在本例中熒光生物樣品例釋為斑馬魚2，預(yù)定活動區(qū)域則例釋為一個(gè)透光的觀察皿(未標(biāo)號)ο基座11和一個(gè)遮罩12則對應(yīng)圍繞出一個(gè)光遮蔽腔室121,阻擋外在光源干擾實(shí)驗(yàn)的操作及觀察，并限制活體熒光生物樣品的最大活動范圍。光遮蔽腔室121在本例中并非完全封閉，而在左右兩旁分別露出兩個(gè)操作孔122，供操作者伸入雙手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。為防范一旦有較大的活體熒光生物樣品由操作孔122逃逸而脫離光遮蔽腔室121，亦可改由一組可拆式機(jī)械手臂(圖未示)替代設(shè)置于操作孔122位置。方便操作者操控機(jī)械手臂，進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。
[0034]藉由基座11、周圍的遮罩12，以及設(shè)置于左右操作孔122位置的布幔(或直接利用操作者的手臂)，將前述光遮蔽腔室121與外部光隔絕，大幅減低任何背景雜光入侵。而低角度激發(fā)光源裝置13則包括一組指向性發(fā)光元件的激發(fā)光源131，例如發(fā)光二極管。本例中低角度激發(fā)光源裝置13的激發(fā)光源131是設(shè)置于基座11上，且光束是向斜上照射；低角度激發(fā)光源裝置13的反射部132，則是形成于遮罩12的內(nèi)側(cè)，將來自激發(fā)光源131的光束反射至基座11上的預(yù)定觀測位置111。
[0035]為更進(jìn)一步提升實(shí)驗(yàn)的操作便利性，本例中的熒光生物樣品操作監(jiān)控系統(tǒng)I還包括一個(gè)觀測顯示裝置14，該裝置進(jìn)一步包括一個(gè)影像擷取器及一個(gè)影像顯示器。其中例釋為動態(tài)攝影機(jī)141的影像擷取器具有一個(gè)設(shè)置于遮罩12內(nèi)、且朝向預(yù)定觀測位置111的鏡頭143，用以擷取經(jīng)紅外光照明裝置15照射斑馬魚2的紅外光影像，前述動態(tài)攝影機(jī)141具有一個(gè)可接收波長范圍，同時(shí)涵蓋上述紅外光照明裝置15所發(fā)光的波長、及斑馬魚2受上述激發(fā)光源131照射后所發(fā)熒光的波長，由于紅外光照明裝置15所發(fā)光的波長較低角度激發(fā)光源裝置13所發(fā)光的波長更長，已經(jīng)進(jìn)入近紅外光范圍，操作者無法以肉眼看見，因此必須通過本例中例釋為顯示面罩142的影像顯示器輔助，將動態(tài)攝影機(jī)141所擷取的紅外光影像顯示于顯示面罩142上，操作者藉此產(chǎn)生