用于测量液体样品中的荧光的检测器制造技术

本发明专利技术涉及一种用于测量液体样品中的荧光的检测器，一种包括该检测器的用于生化分析的装置，特别是一种用于进行实时PCR分析的装置。本发明专利技术的检测器具有一系列优势，例如检测构造的大幅简化、降低的成本、由于在设计光学构造方面允许将检测器本身划分为独立区域的更大的自由度而带来的更佳性能。

Detector for measuring fluorescence in liquid sample

The present invention relates to a detector for measuring the fluorescence in a liquid sample, a device for biochemical analysis including the detector, in particular a device for performing real-time PCR analysis. The detector of the invention has a series of advantages, for example, greatly simplify the structure, reduce the cost of detection due to in the design of optical structure will allow greater freedom of the detector itself into separate areas of better performance.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于测量液体样品中的荧光的检测器
本专利技术涉及一种用于测量液体样品中的荧光的检测器、包括该检测器的用于生化分析的装置、特别是用于进行实时PCR分析的装置。
技术介绍
在过去几年中，基于核酸序列的扩增的分子诊断测试的传播，特别是使用专门设计的荧光标记和酶的技术，已使得核酸序列的快速且定量(或半定量)分析对于多个诊断应用——其中几个旨在识别作为传染病原由的病原体，甚至在其他领域例如肿瘤学和药物基因学成为可能。最广泛传播的技术是实时PCR(rtPCR)，然而，基于温度循环或等温反应的一系列其他方法也用的很多。为了优化此类分析中的生化部分，已经做出了巨大的努力，但是进行反应以及获取结果需要的装置仍然是限制这些分析传播的因素。特别地，尺寸、成本、以及使用该类型的仪器所需的技能仍令人望而却步。在现有技术的状态下，分析系统被描述为使用几个检测器，每个检测器专用于一个具体的检测波长。然而，这些装置具有几个缺点，例如在多传感器摄像头市场上缺少可用性，成本、以及生产包括几个单个检测器的检测器的复杂性。专利申请WO2012151358描述了一种照明设备，其包括联接到该设备的机械臂的光源阵列和透镜矩阵。
技术实现思路
那么，本专利技术摆出和解决的技术问题是提供一种能够避免以上参照已知技术提到的缺点的检测器。该问题由根据权利要求1的检测器和根据权利要求9的装置解决。本专利技术还提供下面的优势：-检测构造的大幅简化、降低的成本、由于在设计光学构造方面允许将检测器本身划分为独立区域的更大的自由度而带来的更佳性能；-通过同时提高系统稳定性优化反应性能；-通过发展能够接近沿不同的机械轴线分开的光学元件和电子元件的样品架的设计，极大地改善了仪器的适用性。本专利技术的优选特征是附属权利要求的主题。本专利技术的其他优势、特征和使用方式将从以下通过实例而非为限制目的示出的一些实施例的详细描述中变得明显。附图说明将参照附图，其中：图1示出了根据本专利技术的检测器的优选实施例的爆炸图；图2示出了使用在根据本专利技术的装置的优选实施例中的样品保持盒的爆炸图；图3示出了使用在根据本专利技术的装置的优选实施例中的运动机械系统在其“打开”构造下的立体图；图4示出了和图3中同样的运动机械系统在其“关闭”构造下的立体图；图5示出了使用在图4和5中的机械系统中的压力板组的立体图。图6示出了根据本专利技术的装置的优选实施例的构造的纵向截面；图7示出了使用在根据本专利技术的装置的优选实施例中的样品保持盒的爆炸图。具体实施方式首先参照图1，根据本专利技术的优选实施例的、用于测量液体样品中荧光的检测器被指定为整体10。在将被置于检测器的合适的反应区域、图中未示出的液体样品内，将发生感兴趣的、会根据光学上可检测的反应以定质或定量的方式检测的化学和生化反应。在图1的实施例中，产生的信号是荧光型的。在本示例中，检测器1包括通过合适的机械手段2，3连接到光学单元的、特别是CMOS或CCD类型的光学传感器1。检测器的光学单元除了包括用于照射检查中的液体样品的光源之外，还包括多个光学滤波器6和多个透镜5，在本示例中，有四个不同的滤波器6和透镜5，但根据其他实施例，滤波器6和透镜5可以是6个，8个，10个，20个等。滤波器可以根据将要进行的分析类型具有不同的波长。根据一个实施例，一个或多个所述透镜5可以是非球面透镜。检测器还包括将光学单元划分为机械上分开的不同区域(本示例中分为4个区域)的第一元件4，其中每一个区域容纳一个特定的滤波器6和透镜5，因此穿过样品的决定区域的光将由传感器1的特定分区检测。如图1所示，光学单元和传感器布置成垂直于纵向轴线(A)，对应于检查中的液体样品的反应区域所位于的平面。于是，图1中可见和描述的布置使得对检查中的样品的n个反应区域的每一个进行m个独立的测量成为可能(其中m是传感器被分区的区域的数量)，等于合计n*m个独立的测定。这样的结果还可以通过使用m个独立的传感器获得(每个传感器具有其专门的光学组)，但是这样的构造具有明显的经济和性能缺点，因为单个传感区域优选地尽可能近以最大化“视锥”的重叠并进而最大化可用的反应区域。优选地，使用的光学传感器为CMOS类型且能够制作由一系列构成最小传感单元的“像素”组成的“图像”，该构造的描述结果为具有m个分开的图像，每一个图像相对于传感器的总的一个(相对于由单元本身分析的像素)具有1/m的分辨率)。在根据本专利技术的检测器中，优选地使用配备有以下分辨率的传感器：像素1/m仍足以制作反应区域的图像。仍参照如1中的实施例，光学单元包括窗8，窗面向放置检查中的液体样品的反应区域，在限定的波长透明。检测器10还包括用于紧固光学单元的手段7，特别地，该手段7包括具有用于固定到透明窗8的元件的基部元件7。包括根据此处描述的检测器的用于进行生化分析的装置、特别是用于进行实时PCR分析的装置，也是本专利技术的主题。现在参照图2，用于根据本专利技术的装置的优选实施例中的样品保持盒被指定为整体11示出。这样的样品保持盒11使得发生在检查中的液体样品中发生的光学和电子事件的独立且同时检测成为可能，样品保持盒11包括：-板12，或根据其他实施例一组单个的较小的板，优选由导热材料例如铝制成；-放置在所述板12的周围的可选架13、用于在装填反应剂后处理并提供用于密封板的结构；-用于密封盒的盖15，由透明材料制成以允许光源通过到达发生在样品中的反应；-可选的电气接口14，16，用于将盒电连接到存在于用于电测量和/或阻抗的装置中的元件。装置中存在的该元件可以是本领域技术人员已知的用于电测量和/或阻抗的手段。更详细地，电气接口由连接器14和电子板16组成，电子板16具有通过合适的金属丝组件(例如由平放在电子板16上方或内部的Cu或其他金属制成的迹线)连接且终止在连接器14的电极。因此，在和合适的电子板16电接触时，检查中的样品中的反应发生，合适的电子板16在装置中且通过阻抗，电压，安培数测量进行期望的测量。相对于现有技术中的盒，例如进行实时PCR测量的装置的板提供了进行光学或电子测量的可能性，没有允许在同一装置上独立进行两种类型的分析的盒模块。此处呈现的使用就盒而言的不同轴线来进行不同性质的测量或处理(在此处呈现的示例中，根据一个轴线的光学测量和根据垂直于该轴线的另一轴线的电子测量)的可能性可被推广至包括附加的例如机械和热作用，其中从盒中提取同样的运动和热量(随后在具体实施例中描述的压力板和加热元件)。使用电子测量的示例包括固定化到放置在存在于盒中的“小空穴”内的电极上的具有抗体的已确定的细胞(例如，肿瘤细胞，细菌)的表面蛋白质的杂交事件的电子检测。可以监测到由连结到电极的细胞团给出的电极上的阻抗变化且该阻抗变化指明了想要检测的细胞种类在样品中的呈现。现在参照图3和图4，示出了指定为整体20的运动机械系统，分别在盒被插入或移除的“打开”构造和进行分析的“关闭”构造下。系统20具有基本上相对装置纵向发展的布局，因此通过竖直地移动关闭锁进行打开和关闭机构。这允许将压力板27插入机构，在关闭步骤中，压力板27施加预定压力到盒的上面(例如通过运动机构中弹簧的存在)。该布置为上锁可以被提升至打开装置(即分析仪器)且允许样品保持架的插入，其中通过降低上部得到装置的关闭，且导致压力板27施加由例如弹簧或其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测量液体样品中的荧光的检测器(10)，包括：‑光学传感器(1)，特别是CMOS类型的；‑光学单元(6，5，4)；‑用于连接所述光学传感器(1)到所述光学单元的手段(2，3)，所述光学单元(6，5，4)包括：‑用于照射所述液体样品的光源；‑多个光学滤波器(6)；‑多个透镜(5)；‑具有彼此分开的多个部分的第一元件(4)，其中所述多个光学滤波器(6)的滤波器和所述多个光学滤波器(5)的透镜容纳在所述部分的每一个中，其特征在于，所述光学传感器的区域被划分为对应所述第一元件(4)的部分的数量n的多个分区m。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.20 IT RM2015A0000271.一种用于测量液体样品中的荧光的检测器(10)，包括：-光学传感器(1)，特别是CMOS类型的；-光学单元(6，5，4)；-用于连接所述光学传感器(1)到所述光学单元的手段(2，3)，所述光学单元(6，5，4)包括：-用于照射所述液体样品的光源；-多个光学滤波器(6)；-多个透镜(5)；-具有彼此分开的多个部分的第一元件(4)，其中所述多个光学滤波器(6)的滤波器和所述多个光学滤波器(5)的透镜容纳在所述部分的每一个中，其特征在于，所述光学传感器的区域被划分为对应所述第一元件(4)的部分的数量n的多个分区m。2.根据权利要求1的检测器(10)，其中所述滤波器(6)具有不同的波长。3.根据权利要求1或2的检测器(10)，其中所述光学单元还包括面向所述液体样品且在限定的波长上透明的窗(8)。4.根据权利要求1到3中任一项所述的检测器(10)，还包括用于固定所述检测器中的所述光学单元的手段(7)。5.根据权利要求1到4中任一项所述的检测器(10)，其中所述光学单元和所述传感器垂直于纵向轴线(A)布置，对应于检查中的液体样品的反应区域被放置的平面。6.根据权利要求1到5中任一项所述的检测器(10)，其中所述光学传感器(1)和所述光学单元(6，5，4)被布置在检查中的液体样品的反应区域被放置的同一侧。7.根据权利要求1到6中任一项所述的检测器(10)，所述液体样品的决定区域中发射的光由对应所述第一元件(4)的部分的所述传感器(1)的特定分区检测。8.根据权利要求1到7中任一项所述的检测器(10)，其中对应所述第一元件的部分的数量n的分区的数量m等于4。9.一种进行生化分析特别是进行实时PCR分析的装置，包括根据权利要求1到8中任一项所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯特凡诺·罗·普里奥尔，
申请(专利权)人：海瑞斯有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB