專(zhuān)利名稱(chēng)：用于光學(xué)并行分析樣本布置的裝置和方法以及相應(yīng)的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于光學(xué)并行分析樣本布置的裝置和方法以及一種相應(yīng)的制造方法。
背景技術(shù)：
雖然可以使用任意的裝置來(lái)對(duì)樣本布置進(jìn)行光學(xué)并行分析，但是關(guān)于使用在微量滴定板(Mikrotiterplatten)上來(lái)闡述本發(fā)明和其所基于的問(wèn)題。為了以光學(xué)方式研究生物化學(xué)的單個(gè)樣本，通常使用微量滴定板或者DNA芯片， 其中研究對(duì)象在空間上彼此分離地設(shè)置在離散的樣本區(qū)域中。通過(guò)對(duì)大量的單個(gè)樣本并行地執(zhí)行光學(xué)分析，比在順序地執(zhí)行單個(gè)分析的情況下更快地得到結(jié)果。通過(guò)將單個(gè)配方小型化，此外節(jié)省了試劑。微量滴定板通常是矩形的并且包含多個(gè)彼此隔離的行和列中的小碟作為樣本區(qū)域，用于例如通過(guò)在等離子體保護(hù)研究和植物保護(hù)研究中的吸收測(cè)量、熒光測(cè)量、發(fā)光測(cè)量、例如用于所謂的高通量篩選(HTSzHochdurchsatzpruefung)來(lái)檢驗(yàn)生物特性和反應(yīng)。所述板大多由塑料構(gòu)成，通常是聚苯乙烯，有時(shí)也是聚氯乙烯，然而對(duì)于非常特殊的應(yīng)用也由玻璃構(gòu)成。根據(jù)ANSI標(biāo)準(zhǔn)，精確的尺寸為127. 76mmX85. 48mmX14. 35mm。存在多種格式， 全部都在相同的底面上并且部分具有可變的高度，其中通常存在6到1536之間個(gè)小碟?？梢允褂貌煌问降男〉?，例如平底、具有極小倒圓的角的平底、圓錐形延伸的底、U形凹部。微量滴定板由于其需要較少的樣本量以及良好的可自動(dòng)化性而在藥學(xué)、醫(yī)學(xué)、生物化學(xué)、遺傳學(xué)和分子生物學(xué)領(lǐng)域的研究中被認(rèn)可為重要的組成部分。由DE 197 48 211 Al公開(kāi)了一種帶有透鏡陣列和物鏡的光學(xué)系統(tǒng)，其將物品陣列成像到檢測(cè)器陣列上。由DE 100 17 824 Al公開(kāi)了一種用于并行地以光度測(cè)定方法對(duì)對(duì)象上的多個(gè)彼此分離的樣本區(qū)域進(jìn)行熒光分析或者發(fā)光分析的裝置。圖4是已知的用于光學(xué)并行分析微量滴定板形式的樣本布置的裝置的示意圖。在圖4中，附圖標(biāo)記1表示微量滴定板形式的、塑料構(gòu)成的承載基底1。在承載基底1的正面VS中設(shè)置有樣本區(qū)域ΚΙ、K2的布置用于容納樣本物質(zhì)Al、A2。樣本區(qū)域K1、 K2是形成或者鉆孔或者銑削到承載基底1中的腔。在承載基底1的背面RS上施加有檢測(cè)器區(qū)域D1、D2，它們分別被分配給相應(yīng)的樣本區(qū)域K1、K2。由此，帶有所屬的檢測(cè)器區(qū)域D1、D2的每個(gè)樣本區(qū)域Kl、K2基本上占據(jù)相同的空間，這通過(guò)虛擬的分離線T表明。如果樣本物質(zhì)在光學(xué)并行分析的范圍中從承載板1的正面VS以激勵(lì)輻射AS照射，則在樣本物質(zhì)Al、Α2中出現(xiàn)發(fā)射，所述發(fā)射導(dǎo)致射束MSI、MS2和ST，例如光束。射束 MSl和MS2朝向檢測(cè)器區(qū)域Dl或D2的方向，所述檢測(cè)器區(qū)域被分配給帶有樣本物質(zhì)Al或 Α2的樣本區(qū)域Kl或Κ2。這些射束MS1、MS2于是為規(guī)則的測(cè)量信號(hào)。
光束ST從樣本物質(zhì)A2到檢測(cè)器區(qū)域Dl，該檢測(cè)器區(qū)域被分配給帶有樣本物質(zhì)Al 的樣本區(qū)域K1。就此而言，光束ST是干擾束，并且將樣本區(qū)域Kl的信噪比降低。換而言之，射束ST形成檢測(cè)器區(qū)域Dl的測(cè)量信號(hào)的光學(xué)污染，因?yàn)槠涫菑南噜彽臉颖緟^(qū)域K2出來(lái)的散射光。

發(fā)明內(nèi)容
在權(quán)利要求1中限定的根據(jù)本發(fā)明的用于光學(xué)并行分析樣本布置的裝置和根據(jù)權(quán)利要求10的相應(yīng)的方法以及根據(jù)權(quán)利要求11的相應(yīng)的制造方法具有的優(yōu)點(diǎn)是，其提高光學(xué)并行分析的靈敏度，即能夠?qū)崿F(xiàn)更高的信噪比。本發(fā)明所基于的思想在于，抑制由于來(lái)自相鄰的樣本區(qū)域的散射光對(duì)測(cè)量信號(hào)的光學(xué)污染，并且此外優(yōu)選將光學(xué)信號(hào)本身聚束。這通過(guò)使用相應(yīng)的光學(xué)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，該光學(xué)裝置被分配給(zugeordnet)相應(yīng)的樣本區(qū)域并且構(gòu)建為使得其將相應(yīng)的樣本區(qū)域響應(yīng)于光學(xué)激勵(lì)而并不朝著分配給其的檢測(cè)器區(qū)域發(fā)射的光束朝著被分配給其的檢測(cè)器區(qū)域偏轉(zhuǎn)和/或朝著在承載基底背面上的沒(méi)有檢測(cè)器的區(qū)域偏轉(zhuǎn)。特別是水平輻射的光可以略微地偏轉(zhuǎn)并且聚焦到分配的檢測(cè)器區(qū)域中的承載基底的底部上，例如微量滴定板的底部上。由此，除了延長(zhǎng)或者避免通過(guò)相鄰的樣本區(qū)域的散射光的橫向敏感性之外，通過(guò)提高強(qiáng)度或者聚焦實(shí)現(xiàn)了提高光學(xué)信號(hào)的靈敏度。同時(shí)，通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的改進(jìn)并未負(fù)面地影響所需的光學(xué)和幾何學(xué)特性，例如承載基底的透明度和平面的結(jié)構(gòu)方式。由此，在使用中承載基底的特性并不改變，并且無(wú)需改進(jìn)已知的測(cè)量方法。在從屬權(quán)利要求中所記載的特征涉及本發(fā)明的相應(yīng)主題的有利的擴(kuò)展方案和改進(jìn)。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的擴(kuò)展方案，光學(xué)裝置具有全反射的斜面。該實(shí)施形式可以特別容易地制造。根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選的擴(kuò)展方案，光學(xué)裝置具有鏡面化的斜面。在該實(shí)施形式中，偏轉(zhuǎn)角可以任意地預(yù)先給定。根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選的擴(kuò)展方案，光學(xué)裝置具有鏡面化的球形部分面。該實(shí)施形式能夠?qū)崿F(xiàn)特別良好地聚焦到相應(yīng)的檢測(cè)器區(qū)域上。


在附圖中示出本發(fā)明的實(shí)施例并且在隨后的描述中進(jìn)一步闡述。其中
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施形式的微量滴定板形式的用于光學(xué)并行分析樣本布置的裝置的示意圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施形式的微量滴定板形式的用于光學(xué)并行分析樣本布置的裝置的示意圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施形式的微量滴定板形式的用于光學(xué)并行分析樣本布置的裝置的示意圖；并且
圖4示出了微量滴定板形式的用于光學(xué)并行分析樣本布置的已知裝置的示意圖。
具體實(shí)施例方式在附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的或者功能相同的元件。圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施形式的微量滴定板形式的用于光學(xué)并行分析樣本布置的裝置的示意圖。在圖1中，附圖標(biāo)記1表示微量滴定板形式的、塑料構(gòu)成的承載基底。如參照?qǐng)D4 所闡述的微量滴定板那樣，承載基底1具有腔κι、K2作為樣本區(qū)域用于容納樣本物質(zhì)Al、 A2。樣本區(qū)域K1、K2等等通常以矩陣形式地設(shè)置在矩形的承載基底1上。承載基底1具有 2 - 4mm之間的厚度ΗΡ。樣本區(qū)域K1、K2的厚度用Hw表示并且通常為0. 6_0. 8mm。附圖標(biāo)記L1、L2表示相應(yīng)的光學(xué)裝置，其圍繞樣本區(qū)域Kl或者K2來(lái)布置，更確切地說(shuō)，在該例子中環(huán)形地布置，并且其構(gòu)建為使得其將相應(yīng)的樣本區(qū)域ΚΙ、K2響應(yīng)于光學(xué)激勵(lì)輻射AS并未朝著相應(yīng)的所分配的檢測(cè)器區(qū)域Dl或D2的方向發(fā)射的光束STla、STlb 或者ST2a、ST2b、ST2c朝著承載基底1的背面RS上的沒(méi)有檢測(cè)器的區(qū)域的方向偏轉(zhuǎn)。在本情況中，這通過(guò)在全反射的斜面SP1、SP2上的偏轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述斜面設(shè)置在圍繞相應(yīng)的樣本區(qū)域K1、K2的同心環(huán)中。全反射基于承載基底1的材料的光學(xué)特性和環(huán)境 (例如空氣)。在全反射時(shí)，在臨界角以下的光被反射。為了制造斜面SP1、SP2 (它們同樣設(shè)置在正面VS之下的腔KL中)，無(wú)需附加的設(shè)備開(kāi)銷(xiāo)，并且無(wú)需附加的制造步驟，因?yàn)檫@種微量滴定板通常由塑料制造并且借助拉深方法或者壓鑄方法或者壓印方法來(lái)得到其形狀。通過(guò)光學(xué)裝置Li、L2，如已經(jīng)參照?qǐng)D4所闡述的干擾射束ST不會(huì)出現(xiàn)。由此，僅僅測(cè)量射束 MSl或MS2到達(dá)檢測(cè)器區(qū)域Dl、D2中，所述測(cè)量射束來(lái)自于所屬的樣本區(qū)域以及其中包含的樣本物質(zhì)Al或A2。對(duì)于全反射，必須滿足的條件是
權(quán)利要求
1.一種用于光學(xué)并行分析樣本布置的裝置，具有承載基底(1);設(shè)置在承載基底(1)的正面(VS)上和/或正面(VS)中的用于容納樣本物質(zhì)(Al，A2) 的樣本區(qū)域(K1，K2)的布置；設(shè)置在承載基底(1)的背面(RS)上和/或背面(RS)中的檢測(cè)器區(qū)域(D1，D2)的布置， 其中檢測(cè)器區(qū)域(Dl，D2)分別被分配給相應(yīng)的樣本區(qū)域(Kl，K2)，以及光學(xué)裝置(Li，L2 ；Ll', Li”)的布置，其中光學(xué)布置(Li，L2 ；Ll', Li”)分別被分配給相應(yīng)的樣本區(qū)域(Kl，K2)，并且構(gòu)建為使得其將相應(yīng)的樣本區(qū)域(Kl，K2)響應(yīng)于光學(xué)激勵(lì)而并不朝著被分配給其的檢測(cè)器區(qū)域(Dl，D2)發(fā)射的光束(STla，STlb, ST2a, ST2b，ST2c ； ST1，，ST2，，ST3，；ST1”，ST2”，ST3”)朝著被分配給其的檢測(cè)器區(qū)域(Dl，D2)偏轉(zhuǎn)和/或朝著在承載基底(1)的背面(RS)上的沒(méi)有檢測(cè)器的區(qū)域偏轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述樣本區(qū)域(K1，K2)包括在承載基底(1)的正面(VS)中的第一腔(Κ1，Κ2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，所述光學(xué)裝置(L1，L2；Li’，Li”)設(shè)置在承載基底 (1)的正面(VS)中的第二腔(KL;KL’)中，其包圍第一腔(K1，K2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述光學(xué)裝置(L1，L2；Li’，Li”)具有全反射的斜面(SP1，SP2)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的裝置，其中所述光學(xué)裝置(L1，L2；L1’，L1”)具有鏡面化的斜面(SP)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3至5之一所述的裝置，其中所述光學(xué)裝置(Li，L2；Li’，Li”)具有鏡面化的球形部分面(SK)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3至6之一所述的裝置，其中帶有所述光學(xué)裝置(L1，L2；L1’，L1”)的第二腔(KL)環(huán)形地、尤其是圓形地圍繞樣本區(qū)域(Kl，K2)。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的裝置，其中所述承載基底(1)為微量滴定板。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的裝置，其中所述光學(xué)裝置(Li，L2；Ll', Li”)集成到承載基底(1)中。
10.一種用于光學(xué)并行分析樣本布置的方法，包括以下步驟提供根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的裝置；通過(guò)照射承載基底(1)的正面(VS)來(lái)并行地光學(xué)激勵(lì)樣本布置；以及檢測(cè)樣本區(qū)域(Kl，K2)在其相應(yīng)的檢測(cè)器區(qū)域(Dl，D2)中的光學(xué)應(yīng)答。
11.一種用于制造根據(jù)權(quán)利要求1至9之一所述的裝置的方法，其中所述光學(xué)裝置 (Li，L2 ；Li’，Li”)通過(guò)拉深方法或者壓鑄方法或者壓印方法來(lái)集成到承載基底(1)中。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于光學(xué)并行分析樣本布置的裝置和方法以及相應(yīng)的制造方法。所述裝置具有設(shè)置在承載基底的正面上和/或正面中的用于容納樣本物質(zhì)的樣本區(qū)域的布置；設(shè)置在承載基底的背面上和/或背面中的檢測(cè)器區(qū)域的布置，其中檢測(cè)器區(qū)域分別被分配給相應(yīng)的樣本區(qū)域；以及光學(xué)裝置的布置，其中光學(xué)布置分別被分配給相應(yīng)的樣本區(qū)域，并且構(gòu)建為使得其將相應(yīng)的樣本區(qū)域響應(yīng)于光學(xué)激勵(lì)而并不朝著被分配給其的檢測(cè)器區(qū)域發(fā)射的光束朝著被分配給其的檢測(cè)器區(qū)域偏轉(zhuǎn)和/或朝著在承載基底背面上的沒(méi)有檢測(cè)器的區(qū)域偏轉(zhuǎn)。
文檔編號(hào)G01N21/63GK102192900SQ201110034968
公開(kāi)日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2011年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月9日
發(fā)明者魯普 J., 多布 M. 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司