專利名稱：檢測系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于檢測來自樣品的輸出輻射的檢測系統(tǒng)和檢測方法。本發(fā)明還涉及 使得可編程設(shè)備能夠執(zhí)行該檢測方法的計算機程序產(chǎn)品以及用于控制檢測系統(tǒng)執(zhí)行該檢 測方法的步驟的控制器。
背景技術(shù)：
檢測系統(tǒng)的一個實例是基于對樣品的激勵從而使其引起熒光，該熒光被檢測以分 析該樣品。此實例已經(jīng)在核酸測試(NAT)中被使用。在用于檢測疾病的遺傳傾向性、用于 確定RNA表達水平或者識別例如導致感染的細菌和病毒的病原體的分子診斷中，這是核心 的要素。在許多情形中，特別是在病原體的識別中，在合理的樣品體積中存在的目標DNA 的量非常低，且這不允許直接檢測。需要擴增技術(shù)以獲得可檢測數(shù)量的目標材料。不同擴 增技術(shù)已被提出并在日常實踐中使用。使用最廣泛的擴增技術(shù)是基于所謂的聚合酶鏈式反 應(PCR)。擴增涉及在升高的溫度(通常大于90攝氏度)使雙鏈DNA變性，在降低的溫度 (大約65度)將引物特異地結(jié)合到DNA樣品，以及(在大約70度)拷貝從引物位置開始的 原始序列。這個過程被重復且在每個循環(huán)中，具有特定序列的DNA的量翻倍(當以100%效 率進行時)。在擴增之后，通過比如在毛細管內(nèi)電泳分離之后或者在雜化到所謂的捕獲探針 (該捕獲探針應用在一表面上的多個點處，擴增產(chǎn)物在該表面上流過)之后，在端點測量被 標記的擴增DNA的熒光強度，由此檢測目標DNA的存在。這些方法稱為端點PCR檢測方法。 這些方法通常不允許定量確定具體DNA序列的初始濃度，而是定性地回答某些目標序列是 否存在于樣品內(nèi)。對于目標DNA濃度的定量確定，所謂的定量(q-PCR)或?qū)崟rPCR技術(shù)是可用的。 q-PCR是基于PCR擴增的一般方法，但是其允許在每個擴增循環(huán)結(jié)束時動態(tài)地監(jiān)視DNA濃 度。這是基于特殊的熒光探針，該熒光探針僅在雜化到擴增DNA產(chǎn)物時發(fā)光。不同的方法是已知的，且圖1中示意性示出兩種方法。在圖Ia中，由圓形代表的 CBRgreen熒光團被猝滅，S卩，如果該熒光團不并入到雙鏈DNA分子內(nèi)，它們不發(fā)熒光。它們 在結(jié)合到雙鏈DNA時變?yōu)槭菬晒獾?，如?0處所示。隨著在PCR每個循環(huán)之后雙鏈DNA濃 度的增加，熒光信號將增加且必須被測量以分析復制情形?？商鎿Q的方法使用圖Ib示意性示出的所謂Taq Man探針。該方法受約束于變性 之后的單鏈DNA的特定序列。在這種狀態(tài)下，能量傳遞到相鄰染料則使熒光團猝滅。當序 列從引物開始被復制時，如示意性所示，探針被切斷并從模板除去。熒光信號的量與所釋放 探針12的量成比例，所釋放探針12的量與DNA分子的數(shù)量成比例。已經(jīng)發(fā)展了具有類似特性的若干種可替換探針技術(shù)。從引言將清楚明了，對于定性確定具體目標DNA樣品的存在而言，以及對于定量確定樣品中存在的DNA的量而言，都需要檢測熒光。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠滿足上述要求的檢測系統(tǒng)和檢測方法。本發(fā)明由獨立權(quán)利要求限定。從屬權(quán)利要求限定有利實施例。根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于檢測來自樣品的分析區(qū)域的輸出輻射的檢測系統(tǒng)和 檢測方法，其中分析區(qū)域的尺寸可以由操作裝置而在不同檢測操作模式之間變化，利用該 操作裝置，通過在系統(tǒng)的輻射輸入端上改變該系統(tǒng)而可以改變該分析區(qū)域(或者相當于輻 射輸入?yún)^(qū)域)。輸入輻射可通過聚焦來提供。在至少一個所述檢測模式中可以使用衍射限制光斑。在本發(fā)明的上下文中，分析區(qū)域應解讀為具有分析體積形狀的分析體積。分析體 積可以在笛卡爾坐標系統(tǒng)中限定，該笛卡爾坐標系統(tǒng)的ζ軸取向為沿著與樣品表面垂直的 方向。χ和y軸則生成與ζ軸的方向垂直的xy平面。從樣品演化出來的輸出輻射光束與具 有一些選定ζ坐標且包括在樣品內(nèi)的xy平面的交點限定了分析體積的截面并相應地限定 分析面積。在分析體積內(nèi)不同ζ坐標處的分析面積在尺寸和/或形狀上可以不同。分析區(qū)域以及因而分析體積或分析面積可取決于收集布置、聚焦布置或者二者的 構(gòu)造而具有不同的尺寸和/或形狀。例如，如果聚焦布置限定聚焦區(qū)域，該聚焦區(qū)域也將被 構(gòu)造成聚焦體積，該聚焦區(qū)域完全被包含在分析區(qū)域內(nèi)，即聚焦區(qū)域與分析區(qū)域完全交疊， 則收集布置限定該分析區(qū)域。因而分析面積可以是圓形、橢圓形、或者細長呈線形狀。這些具有它們的優(yōu)點，如 下文的描述中所闡述。分析體積的厚度通常是沿ζ軸測量。使用本發(fā)明的系統(tǒng)和方法，有 可能從樣品用第一檢測模式獲得定性信息以及用第二檢測模式獲得定量信息，或者反之亦 然。例如，該系統(tǒng)提供了這樣的可能性，即，改變分析區(qū)域，使得用第一模式可實現(xiàn)表面定向 檢測而用第二檢測模式可進行體積定向檢測。可替換地或者附加地，在不同檢測模式中，就 其在樣品表面上的投影分析區(qū)域面積而言或者就不同的分析區(qū)域形狀而言，可以提供不同 的分析區(qū)域。這些不同的檢測模式可以例如有利地用于基于使用例如PCR確定寡或聚核苷酸 的傳感器或診斷系統(tǒng)，因而本發(fā)明使得能夠?qū)崿F(xiàn)通過一種檢測模式的端點檢測以及通過另 一檢測模式的實時PCR測量組合實施。該系統(tǒng)和方法也可用于RCA或NASBA過程。為檢測系統(tǒng)提供改變裝置用以改變分析區(qū)域的尺寸和/或形狀，這允許該檢測系 統(tǒng)能夠在至少兩種不同檢測模式中操作。第一檢測模式具有第一尺寸的分析區(qū)域以及第二 檢測模式具有第二尺寸的分析區(qū)域，該第二尺寸不同于第一尺寸。利用一種檢測模式得到 定性樣品信息而利用另一種模式得到定量樣品信息。取決于樣品的屬性，分析區(qū)域的尺寸改變可以作為顯著改變分析面積而不顯著變 更分析面積厚度來達成，或者相反，或者這二者。每一種具有如下文所闡述的優(yōu)點。在本發(fā)明中，分析區(qū)域是在系統(tǒng)的輸入輻射端上被變更，或者在該方法的提供輸 入輻射的步驟中被變更。因此，檢測設(shè)備布置成用于檢測由于輸入輻射與樣品的相互作用引起的輸出輻射，其中輸入輻射與樣品的相互作用產(chǎn)生該輸出輻射。為此，在一實施例中， 輻射收集布置例如布置成收集被樣品散射、反射和/或透射的輸入輻射引起的輸出輻射。 在此實施例中，輸入輻射的頻率范圍基本上與輸出輻射的頻率范圍相同。在另一優(yōu)選實施 例中，輻射收集布置安排成收集形式為發(fā)光輻射的輸出輻射，該發(fā)光輻射包括熒光和磷光 輻射。在此實施例中，輸入輻射是激勵樣品并使得從樣品發(fā)射發(fā)光輻射的激勵輻射。通常， 作為發(fā)光輻射的輸出輻射的頻率范圍一般不同于作為激勵輻射的輸入輻射的頻率范圍。檢測系統(tǒng)可以是光學檢測系統(tǒng)且輻射收集布置安排成檢測例如來自UV和/或可 見光譜的輻射。檢測系統(tǒng)適合作為用于檢查化學、生物和/或生物化學樣品的表征或分析系統(tǒng)。 樣品可以是固體、液體和/或氣體。它們可以是基本上純的物質(zhì)和/或同質(zhì)或異質(zhì)混合物。如果在一種模式中只需一次確定樣品組成，而在另一種檢測模式中需要測量樣品 組成隨時間的改變或變化，特別是鑒于樣品內(nèi)正在演化的化學反應，該檢測系統(tǒng)是有利的。本發(fā)明特別感興趣的應用是生物傳感或診斷領(lǐng)域。其允許就定性和定量組成而言 用于樣品分析的靈活、可縮放且成本有效的方法。在化學或生物化學應用中，樣品可以是包 括一種或多種待檢測成份的溶液。該檢測系統(tǒng)和方法可適于表征血液、唾液或者其它或者 純的或者就成份(也稱為目標或分析物)而言以任何方式制備的體液，該目標或分析物為 例如病毒、細菌、微生物、蛋白質(zhì)、酶類、激素或其它監(jiān)管物質(zhì)，例如RNA和DNA序列的寡或 聚核苷酸或者藥物或藥劑。系統(tǒng)可以例如包括寡或聚核苷酸復制設(shè)備，例如聚合酶鏈式反應設(shè)備，下文中 的"PCR"設(shè)備。這種情況下，基于表面和體掃描模式，該檢測系統(tǒng)可以是，但是無須在至少 兩種模式中操作，該兩種操作模式為用于定性或者端點PCR的第一檢測模式，其中分析區(qū) 域具有第一尺寸且該系統(tǒng)是共焦的；以及第二檢測模式，其中分析區(qū)域具有更大的第二尺 寸用以提供定量或?qū)崟rPCR檢測。PCR設(shè)備因而可有利地提供對寡或聚核苷酸即就它們的識別或?qū)傩远缘亩ㄐ匝?究，且其可提供例如PCR設(shè)備的擴增室內(nèi)部的寡或聚核苷酸濃度的定量確定。其它復制設(shè)備包括那些基于例如在Expert Rev. Mol. Diagn. 5 (4)，2005，第 477-478頁發(fā)表的文章中解釋的滾環(huán)擴增(RCA)以及基于核酸序列擴增(NASBA)的設(shè)備。因而，該系統(tǒng)允許以靈活且成本有效的方式實施(定性和定量分析的)兩種技術(shù)， 而不重新設(shè)計檢測系統(tǒng)設(shè)備。在一實施例中，本發(fā)明是基于例如多種發(fā)光檢測的多色輻射檢測，使得能夠多路 復用地確定樣品內(nèi)的兩種或者更多種不同成份。多路復用通常由于同時檢測而節(jié)省時間。 當如下文所闡述地使用例如成像檢測，檢測也是同時進行時，這尤為如此。在一實施例中，使得實現(xiàn)了在一種獨立笛卡爾坐標或者笛卡爾坐標的組合中的樣 品掃描選項。為此，檢測系統(tǒng)可包括掃描輻射拾取單元，該掃描輻射拾取單元至少包括輻射 收集布置。在一實施例中，改變裝置適于為分析區(qū)域在第一模式中提供第一分析面積以及在 第二模式中提供比第一分析面積大的第二分析面積。如果樣品的屬性使得與定性數(shù)據(jù)的測 量相比，定量樣品信息的測量需要較大分析面積，則此實施例是有利的。這可由樣品成份濃 度、樣品成份動力學或熱力學屬性確定。例如，當分析面積的尺寸小到超過某一閾值時，對于來自與待檢測成份溶液接觸的固定表面的分析面積的輸出輻射的測量可能不反映固定 在固定表面上時溶液內(nèi)待檢測成份的真實濃度。在一實施例中，檢測系統(tǒng)為處于第一和第二檢測模式至少其一中的共焦檢測系 統(tǒng)。此外輻射檢測布置包括共焦成像元件，例如形式為透鏡的折射成像元件與孔徑的組合， 共焦成像元件將輸出輻射聚焦在該孔徑上。孔徑可以作為針孔布置在輸出輻射路徑內(nèi)而位 于檢測器之前?？商鎿Q地，孔徑可以是檢測器的像素。對于僅在所述檢測模式之一內(nèi)提供 共焦性的情形，共焦成像元件優(yōu)選地布置成使得在不需要共焦屬性的檢測模式中其功能被 除去。這可以例如通過在該非共焦模式中從輻射路徑移除孔徑或者孔徑和共焦成像元件來 完成。共焦檢測可以例如被提供到至少該第一檢測模式。對于布置成用于表面檢測的檢測 模式，共焦檢測是有利的，因為共焦檢測基本上濾波掉沿朝向輻射收集布置方向行進的任 何輸出輻射，該方向與被聚焦在孔徑上的方向不吻合。因此，共焦性大幅減少了對源于除了 放置在輻射檢測布置的焦點處之外樣品位置的輻射檢測。來自焦點內(nèi)分析區(qū)域之上或之下 的背景輻射因而大幅減少。其有利地被用于布置成在時間上跟隨諸如復制過程的化學反應 的診斷系統(tǒng)。具有如此處前文所述的復制。后一種選擇可提供在共焦性和體積掃描之間的切換。此外，該單元可以在共焦表 面掃描模式操作和非共焦體掃描模式操作之間切換，共焦表面掃描模式對于檢測樣品的表 面約束或固定分析物而言是優(yōu)選的，非共焦體掃描模式對于樣品的體積檢查而言是優(yōu)選 的。在模式之間的切換提供了檢測系統(tǒng)的改進通用性，該切換是通過如本發(fā)明所限定的調(diào) 節(jié)共焦性來實現(xiàn)的。在本發(fā)明的大體上檢測系統(tǒng)且特別地在此處前文所述的定性模式中，第一尺寸可 以對應于由聚焦布置形成的衍射極限光斑(例如為約1立方微米)，而第二尺寸大得多，例 如至少10立方微米，至少100立方微米，至少500立方微米或者至少1000立方微米。檢測系統(tǒng)可包括諸如透鏡的折射元件，該折射元件由輻射聚焦布置和輻射收集布 置共享，且該折射元件布置成用于提供輸入輻射到樣品并且收集來自樣品的輸出輻射。優(yōu) 選地，輸入輻射為激勵輻射而輸出輻射為發(fā)光輻射，使得折射元件為共享的激勵/收集元 件。這提供了在頻率屬性方面容易地分離兩種類型輻射。如共焦顯微鏡中所已知的，折射元件優(yōu)選地是可掃描的以實施對樣品的3D掃描。 例如，可以提供在獨立笛卡爾坐標中的掃描。用于改變分析區(qū)域的尺寸的裝置可包括用于改變輻射聚焦布置的焦點深度的裝 置。通過提供向后平移聚焦，這可以將交點從點改變?yōu)轶w積。諸如透鏡的準直折射元件可 以用于準直輻射源的輸出，且分析區(qū)域的尺寸隨后可以通過相對于輻射源移動準直折射元 件來改變。用于改變分析區(qū)域的尺寸的裝置可以替代地包括用于在輻射源和分析區(qū)域之間 的路徑內(nèi)引入畸變的裝置。這種故意的畸變同樣可以增大在分析區(qū)域處，即在焦點處的體 積。用于引入畸變的裝置包括例如波束成形(beam shaping)相位板?；兛梢允枪鈱W畸 變，取決于用于檢測系統(tǒng)的輻射源。在一實施例中，用于改變分析區(qū)域的尺寸的裝置包括光纖，其能夠插入輻射源和 分析區(qū)域之間的輻射路徑。這可提供在一面積各處的均勻光強度，且這進而可以限制系統(tǒng) 在樣品上能夠產(chǎn)生的焦點的最小尺寸或面積。
在一實施例中，用于改變分析區(qū)域的尺寸的裝置包括散射元件或介質(zhì)，其能夠插 入輻射源和分析區(qū)域之間的輻射路徑。在一實施例中，檢測系統(tǒng)包括折射元件，該折射元件由輻射聚焦布置和輻射收集 布置共享，且安排成用于提供輸入輻射到樣品以及用于收集來自樣品的輸出輻射。此實施 例是有利的，因為系統(tǒng)部件通過共享而減少，因而減少制造成本和復雜性以及系統(tǒng)的尺寸。 此外，如果檢測模式之一為或者共焦或者非共焦的表面檢測模式，其中在輸出產(chǎn)生物質(zhì)的 數(shù)目減少的情形中，通常需要收集盡可能多的輻射時，高數(shù)值孔徑折射元件可被使用。然 而，這種元件不是特別適合用于體積測量，因為分析區(qū)域?qū)⒈患s束到通常由這些元件提供 的非常小的聚焦體積。本發(fā)明現(xiàn)在使得能夠在第二檢測模式中擴大分析區(qū)域，而不散失在 第一檢測模式中使用高數(shù)值孔徑的優(yōu)點。因此不需要更換折射元件。另外，在該系統(tǒng)中需 要一個輻射檢測路徑。輻射檢測器可根據(jù)需要進行選擇。在一個實施例中，輻射檢測器包括用于檢測輻 射的空間分布的像素，即其包括像素化輻射檢測器。被激活的像素的數(shù)量和分布可以被恰 當?shù)剡x擇以在例如用于表面檢測模式的小檢測區(qū)域和用于體積檢測模式的大檢測區(qū)域之 間切換。在可替換實施例中，輻射檢測器包括單一檢測器表面，即，例如某些必需面積的僅 一個像素，檢測系統(tǒng)則可進一步包括孔徑構(gòu)件，使得通過使用孔徑構(gòu)件，輻射檢測器能夠操 作于用于較大分析區(qū)域的大面積模式以及用于較小分析區(qū)域的小面積模式。輻射檢測器可 以是例如電荷耦合器件(CCD)或者二極管陣列檢測器。兩種不同的成像透鏡布置可以替代地被用于使得檢測器能夠操作于用于較大分 析區(qū)域的所期望的大面積模式和用于較小分析區(qū)域的所期望的小面積模式。與系統(tǒng)的特征相對應的特征具有相應的優(yōu)點，本發(fā)明的方法可具有被包括在用于 寡或聚核苷酸復制過程內(nèi)的附加步驟，該過程為例如PCR、RCA和/或NASBA。輸入輻射可 以通過聚焦使用衍射極限光斑來提供。該方法可包括通過變更聚焦布置的焦點深度來改變分析區(qū)域的尺寸，該聚焦布置 提供輸入輻射到樣品的分析區(qū)域。該方法可包括下述步驟使用準直透鏡來準直輻射源的輸出，其中改變分析區(qū)域 的尺寸包括相對于激勵輻射源移動該準直透鏡。該方法可包括下述步驟通過在輻射源(24)和分析區(qū)域之間的輸入輻射路徑內(nèi) 引入畸變，改變分析區(qū)域的尺寸。根據(jù)本發(fā)明還提供了一種計算機程序產(chǎn)品和一種用于控制檢測系統(tǒng)以執(zhí)行本發(fā) 明的檢測方法的控制器。計算機程序產(chǎn)品可具有由諸如包括在計算機內(nèi)的標準半導體技術(shù) 制作的集成電路的形狀。


現(xiàn)在將參考附圖更詳細地描述本發(fā)明的實例，在附圖中圖Ia和Ib示意性示出在定量PCR技術(shù)中在DNA復制期間用于產(chǎn)生熒光的兩種技 術(shù)；圖2示出本發(fā)明的PCR設(shè)備；圖3a和3b用于解釋改變圖2設(shè)備的操作模式的第一種方式；
圖4a和4b用于解釋改變圖2設(shè)備的操作模式的第二種方式；圖5用于解釋改變圖2設(shè)備的操作模式的第三種方式；圖6用于解釋改變圖2設(shè)備的操作模式的第四種方式；圖7示出可以在圖2設(shè)備中使用的檢測器布置的第一實例；圖8示出可以在圖2設(shè)備中使用的檢測器布置的第二實例；圖9示出可以在圖2設(shè)備中使用的檢測器布置的第三實例；以及圖10示出本發(fā)明的PCR設(shè)備的另一實例；
具體實施例方式特別地，使用相同設(shè)備可以采用不同的擴增和檢測方法。典型地，樣品將被存儲在 一次性盒內(nèi)。于是通過改變分析區(qū)域的尺寸(即改變系統(tǒng)的控制設(shè)置)以及將不同的化學 藥品插入盒內(nèi)，可以實現(xiàn)不同的模式。取決于診斷情景，需要以定性或定量的方式檢測大量不同的寡核苷酸。這需要多 路復用擴增，即同時擴增不同的序列。多路復用可通過將樣品流體(更精確而言，DNA提取 和純化的樣品預處理之后獲得的分析溶液)分布在大量室上來實現(xiàn)，每個室含有針對不同 序列的不同引物集合?？商鎿Q地，不同引物可以在單個室內(nèi)組合且一個接一個地擴增。后 一情形顯然要求不同探針和目標序列之間不存在干涉。取決于不同目標序列的相似性，可以在單個室內(nèi)實施許多種擴增。對于實時PCR 的情形，存在附加限制，因為每個序列需要由獨特的熒光團特性和獨特的探查序列識別以 進行選擇性雜化。因此對于實時PCR的情形，單室多路復用更受限制。此外，為了高度多路 復用，所需要的非常特殊的試劑使得這種方法比端點(定性)檢測更昂貴。取決于需要同時檢測的序列的數(shù)目，基于上述DNA擴增過程的分子診斷設(shè)備目前 是基于具有不同益處的不同技術(shù)。對于商業(yè)設(shè)備而言，期望是可擴展的并服務需要不同多路復用程度的不同應用。 例如，診斷儀器理想地應能夠解決不同的診斷問題，提供平臺方法。對于小的多路復用程 度，實時PCR是優(yōu)選的方法，且對于更大的多路復用程度或者非常關(guān)鍵的目標組合，端點檢 測是優(yōu)選的。本發(fā)明涉及一種能夠?qū)嵤z測樣品的定量和定性屬性的不同檢測模式的系統(tǒng)。為 了實現(xiàn)這一點，在本發(fā)明的系統(tǒng)(和方法)中，發(fā)光(熒光)輻射的檢測可以在(準)共焦 和非共焦布置之間切換。對于通過用經(jīng)過物鏡的光輻射激勵熒光團并且例如在反射模式中經(jīng)過同一透鏡 收集發(fā)光，以檢測設(shè)備內(nèi)的熒光團的濃度，定量方法是已知的。發(fā)光輻射在經(jīng)過濾波器設(shè)備 以選擇恰當?shù)牟ㄩL范圍之后，被投影在傳感器設(shè)備上。透鏡可由不同致動裝置以受控方式沿三個方向運動，從而能夠在感興趣的樣品上 掃描。對于定量分析，非共焦布置是期望的，而對于端點分析(即，對于目標存在的檢測)， 共焦布置是期望的。圖2示出基于DVD光學系統(tǒng)的已知熒光掃描器的基本部件。待研究的樣品被限制 在襯底20中的給定體積內(nèi)。由諸如激光器的光源24產(chǎn)生的光被用于激勵熒光。該光由準直透鏡Ll準直且隨
9后借助激勵透鏡26被聚焦在樣品內(nèi)。透鏡26可以相對于樣品運動，優(yōu)選地沿全部三個維度運動。這種相對運動可以被 任意地解耦，例如樣品在x-y平面內(nèi)運動且透鏡可以沿ζ方向運動?？商鎿Q地，樣品可以保 持固定，且透鏡自身具有全部的三個自由度(χ-y-z)。任何其它布置也是可能的。激光被偏振分束器21 (即偏振相關(guān)反射器)反射，并通過四分之一波片22和第一 帶通濾波器23。二向色分束器25 (即波長相關(guān)反射器)將激光引導至激勵透鏡26。由于被聚焦到樣品內(nèi)的激勵光而引起的熒光由收集透鏡收集，在此實例中該收集 透鏡與激勵透鏡26是同一部件；并且該熒光被引導朝向檢測器28。任何被反射但未被吸收的激光被分束器25再次反射，而熒光通過分束器25。第二 帶通濾波器27提供進一步的濾波，且該光隨后被成像透鏡L2聚焦在檢測器28上，該成像 透鏡L2將樣品成像在檢測器28上?？梢允褂弥T如光子檢測器的許多不同類型的檢測器。直到上文所述為止，圖2的設(shè)備是常規(guī)的，且出于此原因，將不給出對光學部件的 詳細討論。本發(fā)明提供了在共焦檢測模式和非共焦檢測模式之間轉(zhuǎn)換的能力。共焦檢測模式對于端點檢測(表面固定類型的測定)是優(yōu)選的方法，而對于實時 PCR，體積檢測會是恰當?shù)?。在共焦模式中，激勵體積保持為最小，理想地保持在激勵透鏡26可以形成的衍射 極限光斑。典型的共焦體積為立方微米量級，取決于激勵透鏡26的強度(數(shù)值孔徑，NA)。 在此體積內(nèi)形成的熒光由收集透鏡收集且被成像在檢測器上。在共焦方法中，焦點與檢測 路徑內(nèi)的點共焦。在檢測路徑內(nèi)的這一點處，通常放置小的針孔以濾波掉任何來自焦點以 外的位置的光。穿過針孔的光被引導朝向檢測器。檢測器本身有可能起到針孔的作用，這樣的約 束為檢測器的橫向尺寸必須匹配由成像透鏡L2的數(shù)值孔徑除以收集透鏡26的數(shù)值孔徑來 縮放的焦點尺寸。由于端點生物實驗的結(jié)果，此共焦模式最適合于研究表面固定測定。表面被掃描 以分析整個樣品。相反，對于實時PCR監(jiān)視的情形，期望相對大的體積激勵和檢測。待監(jiān)視 的反應在空間上分布在大的體積內(nèi)，因此共焦掃描不再是時間有效的選擇。激勵光需要在給定時間內(nèi)采樣更大的統(tǒng)計學上相關(guān)的體積。此給定時間為與熒光 測量結(jié)果提供關(guān)于擴增水平的相關(guān)信息這段時間相對應的PCR循環(huán)的一部分(fraction)。 理想地，使用高NA收集透鏡，高效率的熒光收集是期望的。在透鏡性能和成本之間存在折 發(fā)。檢測器布置優(yōu)選地設(shè)計成使得成像透鏡L2的透鏡場匹配采樣體積。檢測透鏡場 為可由透鏡以最小畸變成像在物平面內(nèi)的部分物平面。因此，檢測器的橫向維度與由成像 透鏡28和收集透鏡26的NA比例來縮放的收集透鏡26的場匹配。激勵體積對應于此采樣 體積?？刂撇贾?9將物鏡的焦點精確地保持在與分析物接觸的分析設(shè)備的內(nèi)表面處， 同時掃描該表面。物鏡的焦點也可以故意偏移。通過實例的方式，由數(shù)值孔徑強度為0. 6的非球面單透鏡的透鏡場限定的體積約為60X60X60微米。通常隨著透鏡的數(shù)值孔徑增加，透鏡的場減小，但是這也依賴于具體 透鏡設(shè)計。為了最優(yōu)地在共焦操作模式和非共焦操作模式之間切換，系統(tǒng)的激勵路徑和檢測 路徑均需要調(diào)整。所需的激勵體積擴張的第一種方法示于圖3，并提供激勵透鏡的焦點30向后平 移。這可以通過調(diào)整入射(激勵光)波前的平面平行性來實現(xiàn)。圖2中的準直透鏡Ll可以 用于實現(xiàn)這個結(jié)果。理想地準直透鏡Ll相對于激光器放置在與其焦距相等的距離處。在 此設(shè)置中，激勵光的波前(在通過Ll之后)為平面平行的，如圖3a所示。透鏡Ll略微偏 移此位置則使激勵束波前變?yōu)榘l(fā)散束(當更遠離地放置Ll時)或者會聚束(當更靠近激 光器放置Ll時)。由于入射光從平面平行的改變?yōu)榘l(fā)散的，形成發(fā)散束的效應示于圖3b，其中焦點 30向后平移。相對于當激勵光是平面平行時的情形，當投射在激勵透鏡上的激勵光是發(fā)散時， 激勵光的焦點30向后偏移。激勵光被聚焦成緊密(tight)光斑(在激勵/收集透鏡26的 焦平面之前或之后)，且應注意的是，該光斑不產(chǎn)生PCR室內(nèi)熒光團的褪色。這可以通過在 室內(nèi)部提供水平掃描而得到保證。按此方式，有可能合理地均勻地激勵在激勵/收集透鏡焦點周圍的大體積32。將準直透鏡Ll放置在機動(小型)臺上使得能夠在兩種配置之間容易地切換。可 替換地，諸如電潤濕透鏡的可調(diào)透鏡可以用于不使用機械致動而在不同模式之間切換。所需的激勵體積擴張的第二種方法示于圖4，圖4示出相位板40可以如何在光束 內(nèi)引入大的畸變由此加寬焦點光斑。相位板因而提供了在銳焦點激勵(sharp focus excitation)和寬焦點激勵之間 切換的可替換解決方案。相位板的使用在多色系統(tǒng)中是普遍的，其中相位板通常用于對波 束成形，以改善在系統(tǒng)中使用的所有顏色的波前質(zhì)量。與此相反，在此實施例中，相位板起 到相反的作用，即相位板在投射波前內(nèi)引入畸變，因此盡管被激勵/收集透鏡聚焦，該光將 形成寬光斑。圖4a示出具有衍射極限焦點的共焦布置，圖4b示出具有更大畸變占主導的聚焦 體積42的布置。當期望共焦測量模式時，相位板40不位于光路徑內(nèi)。為了激活大體積激勵，相位 板40放置在光束路徑內(nèi)。相位板也可以是可切換相位板，該可切換相位板通過電控制而接 通或調(diào)節(jié)。與將相位板機械地移入和移出光路徑相比，這會是更為期望的。所需的激勵體積擴張的第三種方法示于圖5，圖5示出如何可以將光纖50用于此 目的。投射光被耦合到合理長度的多模光纖內(nèi)。在光纖50中，入射平面波前經(jīng)由模式轉(zhuǎn)換 被轉(zhuǎn)換為多種允許在光纖內(nèi)傳播的模式。光纖的輸出被往回準直并引導至激勵透鏡。由于光纖內(nèi)的模式轉(zhuǎn)換，從光纖出射的光均勻地分布在光纖截面上，且在光纖的 NA內(nèi)是發(fā)散的。因此，光無法被激勵/收集透鏡聚焦成比光纖直徑小的光斑(用兩個透鏡 NA的比例來縮放)。按此方式，寬焦點的尺寸是由光纖直徑控制。兩個透鏡和光纖的整個 系統(tǒng)優(yōu)選地形成單一模塊，該單一模塊可以移入/移出光束，使系統(tǒng)在共焦和大體積激勵 之間切換。在圖5中，聚焦體積52同樣是畸變占主導。
所需的激勵體積擴張的第四種方法示于圖6，圖6示出如何可以將散射介質(zhì)60用 于此目的。該方法同樣是改變波前的質(zhì)量，直接的后果是擴大焦斑。當光被聚焦在散射介質(zhì) 上時，光在散射介質(zhì)內(nèi)被散射(重新分布)，且當波前傳播經(jīng)過散射介質(zhì)時，光斑的尺寸增 大。主要是正向散射的介質(zhì)是優(yōu)選的，因此光被散射到有用的光學路徑之外的損耗是最小 的。由激勵/收集透鏡形成的焦斑62的尺寸可以由散射介質(zhì)厚度或者散射介質(zhì)屬性(散 射效率)調(diào)節(jié)。電致動的可調(diào)漫射器，比如液晶凝膠(LC-gel)或者聚合物分散液晶(PDLC)，可用 于此目的。將散射介質(zhì)移入或移出光束或者將散射介質(zhì)接通或截止，這使系統(tǒng)操作模式在 大面積激勵和緊密焦點光斑激勵之間切換。 檢測系統(tǒng)需要能夠在兩種模式中正確地操作。實施這一點的第一種方式是通過使用大面積像素化檢測器，如圖7所示。這使得 除了大面積激勵，還能夠進行大體積檢測。在大體積檢測模式中，熒光到達檢測器并在檢測 器的許多或者全部像素內(nèi)形成顯著的信號。理想地，檢測器的尺寸對應于激勵體積的尺寸 (考慮到光學縮放因子)。系統(tǒng)可以無縫地切換到共焦成像模式。當激勵光形成樣品體積內(nèi)的緊密焦點時， 熒光僅到達有限數(shù)目的檢測器像素。這種方法是特別有吸引力的，因為不需要對準；檢測器 平面內(nèi)的感興趣的共焦面積可以在測量之后經(jīng)由信號處理來確定，或者可以基于系統(tǒng)校準 而提前知曉。成像光學器件可以選擇為使得共焦體積不被成像在同樣小于檢測器像素的檢 測器平面內(nèi)。圖7的左部示出共焦成像模式中的系統(tǒng)，其具有衍射極限焦點；圖7的右部示出大 面積成像模式中的系統(tǒng)，其具有畸變主導焦點。大面積檢測器會是優(yōu)選的例如以簡化大體積檢測模式中的檢測?！按竺娣e檢測 器"是指具有單一光接收表面的檢測器，其中檢測器無法區(qū)分在表面的不同部分接收到的 信號。這種方法的實例示于圖8。在這種設(shè)計中，系統(tǒng)可以通過將針孔80放置在檢測器的 前方而切換到共焦模式成像。針孔的尺寸和位置必須與激勵/收集透鏡的焦點共焦。圖8的左部示出共焦成像模式中的系統(tǒng)，其具有衍射極限焦點并使用針孔(或者 其它孔徑布置)，圖8的右部示出大面積成像模式中的系統(tǒng)，其具有畸變主導焦點。替代機械針孔80，可以使用電快門(electrical shutter)，該電快門可以被接通 和截止和/或該電快門的直徑可被調(diào)節(jié)。成像透鏡和收集透鏡之間的焦距比例確定物體/像的放大倍數(shù)。當檢測器尺寸固 定時，通過改變檢測器前方的成像透鏡L2，有可能在共焦成像和寬體積成像之間切換。這種 方法的實例示于圖9。理想地，對于大體積檢測，透鏡應位于與收集透鏡布置對應的檢測器的前方。按此 方式，許多畸變項由于系統(tǒng)對稱性而被消除，且有效成像場被最大化?？蛇x地，檢測器的尺 寸與透鏡場的尺寸匹配。這在圖9右部示出。為了將系統(tǒng)切換到共焦成像模式，檢測器前方的透鏡可以更換為提供大的放大倍 數(shù)(即具有長焦距)的透鏡，因此由激勵/收集透鏡激勵的緊密焦點光斑被成像在全部檢 測器尺寸上。按此方式，在兩種模式下，全部檢測器面積均用于光收集。除以上所述之外，存在其它方式來改變焦點腰部。例如，通過將衍射或折射光學元件引入激勵光路徑或者在激勵光路徑內(nèi)切換這種元件的屬性，可以故意增大焦點腰部。本發(fā)明設(shè)備的非共焦操作模式可以用于解決測量速度慢的問題。當前的q-PCR儀 器的一個主要限制是仍然低的速度。典型的擴增需要30至40個循環(huán)，每個循環(huán)持續(xù)大約1 分鐘。對于護理點應用，半個小時太長。因此重要的是加速該過程。此時在速度上存在兩 個限制，即循環(huán)時間和循環(huán)數(shù)目，循環(huán)時間是由用于加熱和冷卻的熱傳遞限制，循環(huán)數(shù)目是 由檢測靈敏度限制。減小設(shè)備的尺寸可以改善熱傳遞但是也將減小靈敏度。因此需要一種 檢測技術(shù)，其允許使設(shè)備小型化同時增大靈敏度。第一種措施是將熒光信號的高數(shù)值孔徑(NA)收集與PCR反應體積的有效采樣組 合。檢測的靈敏度以NA2縮放。當前的典型NA為0.1或更小，但是NA可以增大至0.65或 更大。這導致所收集熒光的量增加40倍。圖10示出對激勵光以及被提供到檢測器的光使用多模光纖。與圖2對應的部件 使用相同的參考數(shù)字，且不重復對它們的描述。系統(tǒng)不同之處在于，光纖IOOa和IOOb被提 供在激光器24的輸出處和檢測器28的輸入處。如上文所解釋，從多模光纖出射的光不是 點源，而是具有由光纖核心給出的有限尺寸。這具有的效應為，光不能被完全準直且其隨后 由激勵/收集透鏡聚焦成有限尺寸的光斑。理想地，光纖核心維度選擇為使得在激勵/收 集透鏡26的焦平面內(nèi)產(chǎn)生的光斑與該透鏡的視場相當。通過光纖IOOa導入激勵光以及也通過光纖IOOb將所收集的熒光發(fā)送到檢測器的 優(yōu)點在于，激勵/收集單元可以構(gòu)建為小且魯棒的，且其可以容易地在PCR反應室陣列之上 掃描?？商鎿Q地，LED(發(fā)光二極管)可被用作激勵源。在第一實施例中，LED(發(fā)光二極 管)可簡單地替換激光器并被準直到光纖內(nèi)，且隨后當LED(發(fā)光二極管)從光纖的另一端 出射時被準直。在另一實施例中，LED可以直接放置在準直透鏡Ll的焦平面內(nèi)。這是可能 的，因為LED不是點源，光是從大約100 μ mX 100 μ m或更大的有限表面發(fā)射的。這種情況 下，LED的有源區(qū)將理想地匹配激勵/收集透鏡26的視場(除以準直器和激勵/收集透鏡 Li,26的焦距的比例)。收集/激勵透鏡26可以安裝在致動器內(nèi)，該致動器允許透鏡的垂直掃描。使用僅 垂直致動，激勵光斑穿過PCR室并有效地激勵圓柱形體積，同時激勵光斑收集所激勵的熒 光并經(jīng)由收集光纖將所激勵的熒光引導到檢測器。在垂直掃描期間檢測到的總熒光與標記 DNA的量成比例。理想地，所掃描的體積代表PCR體積的顯著部分。這是通過使焦點尺寸盡 可能匹配室的面積來實現(xiàn)的。透鏡26可具有比室的深度小的焦點深度。垂直掃描可用于識別室的壁。取決于PCR體積的幾何，橫向掃描可以替代地是探查PCR體積(或者至少其顯著 部分)的優(yōu)選實施例。當然，垂直掃描和橫向掃描的組合也可以用于對PCR室采樣。收集體積的橫向維度(為了有效的熒光收集)是由激勵/收集透鏡26的視場給 出，該橫向維度理想地匹配激勵光纖的核心以及激勵/收集透鏡26和準直透鏡Ll的焦距。理想地 其中
dexc為激勵光斑在橫向維度上的直徑；fexc/col為激勵/收集透鏡26的焦距；fcollifflator為準直透鏡Ll的焦距；dfiber為激勵光纖IOOa的直徑。重要的是，光被有效地掃描穿過PCR體積，而不產(chǎn)生將使得熒光團標記褪色的實 焦點。應通過在若干PCR循環(huán)期間動態(tài)地監(jiān)視熒光來避免褪色。激勵/收集透鏡具有高的NA且是輕和小的，例如典型尺度是在5mm的范圍。即使 對于非常簡單的透鏡設(shè)計、小的直徑和高的NA，視場可以在直徑為50微米的范圍內(nèi)。通過使收集熒光的光纖IOOb的核心匹配激勵/收集透鏡26的視場以及兩個透鏡 26,Ll的焦距比例，實現(xiàn)了準共焦濾波情形。這使得該熒光檢測不易出現(xiàn)雜散光以及在PCR 體積以外的位置被激勵的不希望熒光背景(例如約束PCR體積的材料的自動熒光)。對于例如幾克的輕透鏡的情形，(例如在DVD播放器的光學拾取單元"0PU"中使 用的)典型致動器可允許在幾十毫秒內(nèi)或更快地垂直掃描1毫米。熒光采集，即每個PCR 室的采樣，可以在一個垂直掃描或者多個垂直掃描內(nèi)進行，且可以在幾十毫秒的時間段內(nèi) 完成。這是綽綽有余的，因為一 PCR循環(huán)所需的時間為約幾十秒或更長。唯一的要求為熒 光采集掃描與PCR循環(huán)的關(guān)聯(lián)部分同步，當熒光團是活性時，該關(guān)聯(lián)部分經(jīng)常為PCR循環(huán)的 末端。優(yōu)選地，如果PCR室的大的陣列將被掃描，則OPU的掃描與陣列的溫度循環(huán)同步。 理想地，OPU可以在熱循環(huán)的正確時刻到達每個PCR室。按此方式，陣列的完整掃描可以擴 展到與PCR循環(huán)的時間相當?shù)臅r間間隔(幾十秒)上，而不增添由于該掃描(既在橫向又 在垂直方向)引起的任何額外延遲。PCR擴增的典型最小輸入體積是在幾個納升的范圍內(nèi)，該范圍是由待擴增DNA的 初始濃度給出。納升為IO6 μ m3的體積且在皮摩爾濃度的活性標記(在幾個擴增步驟之后 的典型濃度)，一納升將含有IO3個熒光團，并且它們受激勵的熒光信號用此處描述的方法 (其中PCR體積的顯著部分被探查)是可以容易檢測到的。如上所述，設(shè)備可以與多個光源和多個濾波器布置使用以允許同時監(jiān)視不同熒光 團的發(fā)光。物鏡可具有高的數(shù)值孔徑，這允許對發(fā)光的非常有效的收集；以及在共焦讀出的 情況下對激勵的強約束，這使得實現(xiàn)強的表面選擇性。對發(fā)光的測量可以與比如由溫度變化等引起的、在分析設(shè)備內(nèi)部進行的反應過程 同步。通過按序跳到不同的井孔，可以在大量的反應體積內(nèi)探查熒光強度。識別代碼可 以被合并到井孔內(nèi)，該識別代碼可由同一激勵光束讀出以再現(xiàn)相應發(fā)光強度的坐標?？梢?多次測量相同的位置以導出分析溶液中的時間相關(guān)的性能。本發(fā)明的優(yōu)選應用是在分子診斷領(lǐng)域臨床診斷、護理點診斷、先進生物分子診斷 研究_生物傳感器，特別地涉及DNA檢測與諸如PCR、q-PCR等的擴增方法組合。本發(fā)明的優(yōu)選應用因而在于基于對擴增后的核酸檢測的分子診斷，其將擴增期間 的實時檢測(rt-PCR)與隨后通過雜化而固定到捕獲探針的擴增(端點檢測)組合在單個 設(shè)備內(nèi)。僅僅通過在盒上使用不同的化學藥品以及調(diào)節(jié)對儀器的控制(可由操作員經(jīng)由儀 器上的軟件來控制)，該設(shè)備可以在兩種技術(shù)之間選擇。
通過對透鏡(該透鏡傳輸激勵和發(fā)光輻射)的組合x、y高分辨率致動與快速步進 致動模式相組合，該設(shè)備可用于掃描雜化點的大陣列以及大量用于擴增的反應室?；诰劢雇哥R的高數(shù)值孔徑(這確保對由附著到寡核苷酸的標記發(fā)射的發(fā)光的 有效收集)，該系統(tǒng)可提供高靈敏度和高空間分辨率。本發(fā)明使得實現(xiàn)分子診斷的高靈活性 以及反應體積的任何多路復用程度和小型化的成本有效解決方案，這使其特別適合于(微 流體)緊湊集成設(shè)備。在上面的實例中，系統(tǒng)用于熒光檢測。然而，更一般而言本發(fā)明更為大體上涉及對 樣品的激勵以及對所得到的光的檢測。這種激勵可簡單地包括照射，所引起的發(fā)光則是反 射。因而"激勵"應理解為包括照射，“由激勵引起的光"應理解為包括反射。所引起的 發(fā)光還可包括磷光。在上面的實例中，使用二向色分束器DBS作為優(yōu)選的解決方案。然而還可以使用 正常(非二向色)分束器，不過一些激勵功率以及所收集的熒光將被浪費。上述實施例說明而非限制本發(fā)明，且本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠設(shè)計許多可替換實施 例而不背離所附權(quán)利要求書的范圍。例如，盡管未畫出，如上所解釋的系統(tǒng)可以被調(diào)整為具有與收集布置分離的聚焦 布置。本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠增添標準收集布置到根據(jù)本發(fā)明的聚焦布置。該布置可以仍 然具有基本上相同的設(shè)計，但是不共享任何元件。可替換地，與上述實施例中所解釋相比， 更少的元件被共享。在權(quán)利要求書中，任何置于括號之間的參考符號不應理解為是限制該權(quán)利要求。 詞“包括”并不排除未在權(quán)利要求中列出的元件或步驟的存在。在元件之前的詞“一”或“一 個”并不排除多個這樣的元件的存在。在枚舉若干裝置的設(shè)備權(quán)利要求中，這些裝置中的若 干裝置能夠利用一個并且相同的硬件來實施。在互不相同的從屬權(quán)利要求中列舉了某些措 施并不表示不能有利地使用這些措施的組合。
1權(quán)利要求
一種檢測系統(tǒng)，包括輻射源(24)，用于提供輸入輻射；輻射聚焦布置(26)，用于提供該輸入輻射到樣品(20)的分析區(qū)域；輻射收集(26)布置，用于收集由于該輸入輻射與該樣品的相互作用引起的、來自該樣品的分析區(qū)域的輸出輻射；輻射檢測器(28)，用于檢測所收集的輸出輻射；操作裝置(40，50，60)，用于在第一檢測模式和第二檢測模式中操作該檢測設(shè)備，其中在該第一檢測模式中，該分析區(qū)域具有第一尺寸和/或形狀，其中在該第二檢測模式中，該分析區(qū)域具有與該第一尺寸和/或形狀不同的第二尺寸和/或形狀。
2.如權(quán)利要求1所述的檢測系統(tǒng)，其中該操作裝置適于為該分析區(qū)域在該第一檢測模 式中提供第一分析面積以及在該第二檢測模式中提供第二分析面積，該第二分析面積大于 該第一分析面積。
3.如權(quán)利要求1或2所述的檢測系統(tǒng)，包括用于對該第一檢測模式和第二檢測模式的 至少一個提供共焦檢測的共焦成像裝置。
4.如前述權(quán)利要求任意一項所述的檢測系統(tǒng)，其中該操作裝置適于為該分析區(qū)域在該 第一檢測模式中提供第一分析體積厚度以及在該第二檢測模式中提供第二分析體積厚度。
5.如前述權(quán)利要求任意一項所述的檢測系統(tǒng)，其中該操作裝置包括用于沿z方向掃描 樣品的裝置。
6.如前述權(quán)利要求任意一項所述的檢測系統(tǒng)，其中該操作裝置(40，50，60)包括用于 改變該輻射聚焦布置的焦點深度的裝置。
7.如權(quán)利要求6所述的檢測系統(tǒng)，進一步包括用于準直該輻射源的輸出的準直折射元 件，其中該操作裝置包括用于相對于該輻射源移動該準直折射元件的裝置。
8.如權(quán)利要求1至5任意一項所述的檢測系統(tǒng)，其中該操作裝置包括用于將畸變引到 該輻射源和該分析區(qū)域之間的輸入輻射內(nèi)的裝置(40)。
9.如權(quán)利要求8所述的檢測系統(tǒng)，其中該操作裝置包括輻射光纖(50)，該輻射光纖能 夠插入該輻射源(24)和該分析區(qū)域之間的輸入輻射路徑。
10.如權(quán)利要求8所述的檢測系統(tǒng)，其中該操作裝置包括散射元件(60)，該散射元件能 夠插入該輻射源(24)和該分析區(qū)域之間的輸入輻射路徑。
11.如權(quán)利要求9所述的檢測系統(tǒng)，其中該操作裝置進一步包括布置在該光纖和該分 析區(qū)域之間的輸入輻射路徑內(nèi)的準直元件，其中該檢測系統(tǒng)進一步包括成像元件(諸如透 鏡的折射元件)和另一光纖，該另一光纖能夠插入該成像元件(L2)和該輻射檢測器(28) 之間的輸出輻射路徑。
12.如前述權(quán)利要求任意一項所述的檢測系統(tǒng)，包括折射元件(26)，該折射元件由該 輻射聚焦布置和該輻射收集布置共享且布置成用于提供輸入輻射到該樣品并用于收集來 自該樣品的輸出輻射。
13.如前述權(quán)利要求任意一項所述的檢測系統(tǒng)，包括第一和第二成像透鏡布置，使得該 檢測器能夠操作于結(jié)合該第一檢測模式的第一面積模式以及結(jié)合該第二檢測模式的第二 面積模式。特別合適的是，在該第一和第二檢測模式中使用不同的分析區(qū)域面積。
14.如前述權(quán)利要求任意一項所述的檢測系統(tǒng)，其中該輻射檢測器(28)包括用于檢測輻射的空間分布的像素。
15.如權(quán)利要求1至13任意一項所述的檢測系統(tǒng)，其中該輻射檢測器(28)包括單一檢 測器表面，該檢測系統(tǒng)進一步包括檢測器孔徑，使得通過調(diào)節(jié)檢測器孔徑，該輻射檢測器能 夠操作于結(jié)合該第一檢測模式的第一面積模式以及結(jié)合該第二檢測模式的第二面積模式。 特別合適的是，在該第一和第二檢測模式中使用不同的分析區(qū)域面積。
16.一種用于檢測來自樣品的輸出輻射的檢測方法，該檢測方法包括下述步驟 提供輸入輻射，聚焦該輸入輻射，由此在樣品上形成分析區(qū)域，收集由于該輸入輻射與該樣品的相互作用引起的、來自該樣品的分析區(qū)域的輸出輻 射，以及檢測所收集的光，改變該尺寸或者該分析區(qū)域，并重復該方法的前三個步驟。
17.一種計算機程序產(chǎn)品，其用于使得可編程設(shè)備能夠?qū)嵤?quán)利要求16的方法。
18.—種控制器，其適于控制檢測系統(tǒng)以執(zhí)行權(quán)利要求11的方法的步驟。
全文摘要
一種檢測系統(tǒng)，包括輻射源(24)，用于提供輸入輻射；輻射聚焦布置(26)，用于提供該輸入輻射到樣品(20)的分析區(qū)域；輻射收集(26)布置，用于收集由于該輸入輻射與該樣品的相互作用引起的、來自該樣品的分析區(qū)域的輸出輻射；輻射檢測器(28)，用于檢測所收集的輸出輻射；操作裝置(40，50，60)，用于在第一檢測模式和第二檢測模式中操作該檢測設(shè)備，其中在該第一檢測模式中，該分析區(qū)域具有第一尺寸和/或形狀，其中在該第二檢測模式中，該分析區(qū)域具有與該第一尺寸和/或形狀不同的第二尺寸和/或形狀。
文檔編號G01N21/64GK101903761SQ200880121688
公開日2010年12月1日 申請日期2008年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月19日
發(fā)明者E·M·H·P·范迪克, M·I·博亞姆法, R·威姆伯格-弗里德爾 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司