[发明专利]微量生物样本溶液定量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种微量生物样本溶液定量装置，特别是涉及一种结构简单且具有高可靠度的微量生物样本溶液定量装置。

背景技术

在生技实验中，经常需要进行核酸(Nucleic Acids)与蛋白质(Protein)等生物样本溶液的定量检测。理论上可利用光强度(Intensity，I)的变化，推算出样本溶液在某个光路径(Optical pathlength，即光通过样本溶液的路径长)下的光密度值(Optical Density，O.D.)，亦即该溶液在该光路径下的吸收率(Absorbance，A)。其关系如下列方程式：

O.D.＝A≡-Log(T)＝-Log(I/I₀)

其中，A为样本溶液的吸收率，T为样本溶液的穿透率(Transmittance)，I与I₀则分别为穿透过样本溶液与标准溶液的光强度。由于以往的计算皆以光透过装在内部宽度10mm石英管的液体的吸收率为基准，因此在实验中测量所得的光强度经运算转换成吸收率后，经由比尔-朗伯定律(Beer-Lambert Law)的方程式，与标准光路径10mm进行归一化转换，可求得样本溶液在10mm光路径下的吸收率。

根据比尔-朗伯定律，一束单色光照射于一吸收介质，在通过一定厚度的介质后，由于介质吸收了一部分光线，透射光的强度将会减弱。吸收介质的浓度越大，或介质的厚度越大，则光强度的减弱程度越显著。其中，介质的吸收率与光路径的长度成正比关系，其方程式如下：

A_x/A_y＝P_x/P_y

其中，A为样本溶液的吸收率，P为光路径长度，x与y分别代表两种光路径。

溶液浓度(concentration，c)与光路径长度P以及吸收率的关系如下：

c＝(A×e)/P

其中，e为与波长相关的消光系数(wavelength-dependent extinction coefficient)。双螺旋脱氧核糖核酸(Double-stranded DNA)的e值为50ng-cm/μL，单螺旋脱氧核糖核酸(Single-stranded DNA)的e值为33ng-cm/μL，而核糖核酸(RNA)的e值则为40ng-cm/μL。利用标准光路径长度(10mm)的吸收率，配合对应的e值，即可推算出样本溶液中的核酸浓度。

蛋白质溶液的浓度计算需使用Warburg-christian equation：

c＝(1.55×A_λ＝280nm)-(0.76×A_λ＝260nm)

其中，c为浓度(单位为mg/ml)，A为吸收率，λ为波长(wavelength)。

根据上述原理，早期测量样本溶液浓度的方法，主要将溶液注入石英管中，以分光光度计进行全波段的穿透率光谱测量，再将穿透光的强度转换成吸收率，最后以吸收率与浓度的关联推算样本溶液的浓度。由于其运算所需的波段主要为波长200nm至400nm的紫外光波段，因此需使用石英管做为容器，藉以防止此波段光线被容器吸收。

然而，此方法使用石英管造成成本花费高，需以较多样本溶液进行测量，且测量后的样本溶液回收不易，测量亦无重复性和再现性。此外，测量后的石英管不易清洁，容易造成样本溶液的污染。

请参阅图1至图3，分别为一现有核酸定量装置的各状态剖面示意图。如图所示，部分厂商提出利用溶液的附着力与表面张力令溶液在两光纤之间形成一光路径。

其核酸定量装置10包含有一固定臂14及一移动臂12。其中，固定臂14设有一下光纤座147、一电磁阀143及一螺丝头141。下光纤座147用以固定一出光光纤165。移动臂12则于对应该螺丝头141的位置设有一磁铁121，于对应电磁阀143的位置设有一定位螺丝123，于对应下光纤座147的位置设有一上光纤座127，用以固定一收光光纤167。

该核酸定量装置10在第一状态时，其移动臂12与固定臂14为分开的状态(如图1所示)，可利用移液管将核酸溶液18移置于下光纤座147与出光光纤165上。