光源模块以及分析样品的分析仪器制造技术

公开了一种用在分析至少一种样品(114)的分析仪器(112)中的光源模块(110)。该光源模块(110)包含至少一个发光二极管(LED，118)、和适合引导和成形该发光二极管(118)发出的光(122)的至少一根光导棒(120)。该光源模块(110)进一步包含至少一个存储器件(126)。该存储器件(126)其中存储着至少一个驱动参数集(128)，用于以形成该光源模块(110)提供的光(122)的所希望发射性质的方式驱动该发光二极管(118)。

Light source module and analytical instrument for analyzing samples

A light source module (110) used in analyzing an analytical instrument (112) of at least one sample (114) is disclosed. The light source module (110) comprises at least one light-emitting diode (LED, 118), and at least one photoconductive rod (120) suitable for guiding and shaping the light (122) emitted by the light emitting diode (118). The light source module (110) further includes at least one storage device (126). The storage device (126) has at least one driving parameter set (128), which is used to drive the LED (118) in the way of forming the desired emission property of the light (122) provided by the light source module (110).

【技术实现步骤摘要】
光源模块以及分析样品的分析仪器本申请是霍夫曼-拉罗奇有限公司2013年9月29申请的专利技术名称为“光源模块以及分析样品的分析仪器”、申请号为201310454368.0的中国专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及光源模块、分析仪器、分析系统以及修改用于分析至少一种样品的分析仪器的方法。按照本专利技术的光源模块和分析仪器可以优选地用在分析生物样品的领域中，优选地用在体外诊断(IVD)的领域中，例如，用于分析像血液、尿液、唾液、组织液或其他体液那样的人体的样品。
技术介绍
在分析学的现有技术中，特别是用于分析生物样品，众所周知，分析仪依靠像，例如，氙气灯和卤素灯那样强烈但耗电的光源来工作。那些光源不仅需要能量，而且只有相当有限的寿命。在分析领域中使用发光二极管(在下文中也称为LED)也是众所周知的，但可用强度往往不足。这对于取代市场上的分析仪器中的强光源尤其具有挑战性。尤其是荧光测量需要高照射强度来提供足够大荧光输出。也叫做单色LED的窄带LED是普遍的，丝毫不亚于白色LED。单色LED有时用作单照射源，有时用在多个不同LED的组件中。白色LED通常基于与荧光染料结合的蓝色LED或UV(紫外)LED。但是，在许多情况下，白色LED不是真正的白色或日光的白色，因为更确切地说，它们的光是两个峰，具体地，蓝色和黄色的组合。因此，在获得更亮和更白LED的尝试中，荧光团(例如，磷光体)的发展进步很快。在US5,271,079中，公开了一种具有光纤输出的混光设备。该混光设备包括将光供给混合棒的多个光源。该混合棒将光混合在一起，并将其供给多条输出光纤。但是，如在现有技术中众所周知的光源和分析至少一种样品的分析仪器呈现一些严重的缺点和不足。例如，在现有技术中众所周知的许多分析仪器中的光源具有短生命周期，例如，比分析仪器和/或光源的其他零件的生命周期短，而且零配件往往可能再也无法获得。规章要求不允许进行可能导致分析仪的其他技术要求或至少丧失所获得的数据的可再现性的硬件改变。这些规章要求和/或规章要求保护可能导致时间和/或金钱严重浪费，和/或可能导致必需修订与分析仪有关的文件的功能和可再现性。有必要在产品，例如，分析仪器的生命周期期间，使所有零配件或部件仍然可获得，以便可以继续提供服务和维修。关于包含，例如，分析模块的分析仪器，例如，分析系统，如果系统，尤其模块的所有部件都容易获得，或可用相同地工作的可替代部件替换，则赋予了这样的可继续服务性。在这种情况下，相同不仅意味着在形状和尺寸方面的相同，而且或甚至意味着在它们的发光和光成形质量方面的相同。可以认为使用卤素灯或甚至气体放电灯会满足这种要求，因为它们已经用在几代产品中几十年了。而且，在现有技术中已知的设备和方法在许多情况下牵涉到严重的能耗和/或产生环境和/或样品都想要的热量。产生的热量甚至可能影响样品中的生物进程，因此可能选成错误的分析结果。要解决的问题因此，本专利技术的目的是提供至少部分克服了从现有技术中获知的仪器的不足的光源模块、分析仪器、分析系统以及修改用于分析至少一种样品的分析仪器的方法。具体地说，应该提供随着新型LED变得可用可以适应它们的分析仪器和光源模块，但光输出和与光源模块的接口保持相同。而且，该光源模块应该设计成节能的。
技术实现思路
这个问题通过具有独立权利要求的特征的光源模块、分析仪器、分析系统以及修改用于分析至少一种样品的分析仪器的方法来解决。也可以相互结合实现的本专利技术的优选实施例公开在从属权利要求中。如本文所使用以及在下文中，表述“包含”、“含有”或“包括”可以指部件的排他和非排他两者的列表。因此，表述“A包含B”、“A含有B”或“A包括B”可以指A只由B组成而没有任何其他部件的状况和除了B之外，A还包含一个或多个进一步的部件或构件的状况两者。在本专利技术的第一方面中，公开了一种用在分析至少一种样品的分析仪器中的光源模块。如本文所使用，术语“光源模块”一般指能够提供适合用在分析仪器中的光的设备。优选的是，该光源模块可以设计成可换单元，以便可以用相同类型或另一种类型的另一个光源模块替换分析仪器中的光源模块。该光源模块优选地可以适合用在按照ISO(国际标准化组织)和FDA(美国食品和药物管理局)规章认证了或应该能够被认证和/或批准的分析仪器中。如本文所使用，术语“分析仪器”指的是能够分析至少一种样品，优选的是至少一种生物样品的设备。该分析仪器可以是生物分析仪器和/或分析系统。最优选的是，该分析仪器可以是IVD(体外诊断)分析仪。该光源模块和/或包含至少一个这样的光源模块的分析仪器可以被设计成照射至少一种样品，优选的是照射至少一种生物样品。术语“分析”可以包含样品的定量和/或定性分析，样品的成像和/或像定性和/或定量检测那样，样品中的分析物的检测，譬如，如果分析物存在于样品之中，则只有检测。该分析可以选自由如下组成的群组：样品的成像；样品的光谱学；用光激发样品；以及用光任意改变样品的样品分析(譬如，样品的化学成分的光致改变)。该样品可以选自由如下组成的群组：生物样品；像人类或动物的身体组织的样品那样的医学样品；人造样品；环境样品；化学样品；生物样品与试剂或任何辅助物质的混合物。但是，另外或可替代地，可以使用其他类型的样品。该样品可以包含像血液、尿液、唾液、组织液和/或其他体液那样的人体的至少一种样品。该样品可以包含至少一种分析物，例如，至少一种生物分析物，优选的是几种生物分析物。随着质量越来越高和数量越来越大，例如，在LED发出的光的功率方面，不仅仅是白色LED，它们提供了，例如，也具有比像卤素或氙气光源那样的光源长得多的寿命的几乎所有以前已知光源的廉价和可靠替代品。从一代LED到下一代LED的改进步伐既大又快。LED光源往往被设计成包括一个或多个LED以及初级光学系统的模块。初级光学系统通常包含一个或多个透镜，例如，塑料透镜、菲涅耳(Fresnel)透镜和/或玻璃透镜、和锥形光导棒或柔性波导，例如，纤维束或单根塑料纤维。LED，尤其白色LED通常具有相当短的生命周期，例如，与分析仪器的其他零件的生命周期相比。但是，随着技术的进步，当前类型的LED，例如，白色LED可能迅速被新的器型取代，因此可能不再可从市场上获得。尤其，由于像使用磷化合物的白色LED那样的白色发光二极管(白色LED)的发展，现有的LED器型在市场上往往和在短期之后被提供更高功率和更大光输出的更新器型取代。因此，以前使用的器型不再生产，因此再也无法获得。由于规章要求不允许进行可能导致分析仪的其他技术要求或至少丧失所获得的数据的可再现性的硬件改变，所以特定LED器型的这种短期可用性尤其在分析仪器，例如，IVD(体外诊断)分析仪的生命周期期间可能会导致一些问题。当将LED用在现代分析仪器，例如，医疗分析仪和/或仪器中时，不仅光的强度和质量需要满足要求，而且有必要保证在仪器的生命周期期间，例如，LED可以得到替换。这是一种特殊挑战，因为LED本身只有很短的生命周期，以及因为它们经常被更强、更亮或要不然更好的后继者踢出市场。更进一步，这样的LED发光一般都是未聚焦的。LED模块往往包括将成形和向感兴趣区引导光的廉价透镜或集成锥形光导棒。在大多数情况下，这种初级光学系统可能是不够的，因为只束缚某个部分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用在分析至少一种样品(114)的分析仪器(112)中的光源模块(110)，该光源模块(110)包含至少一个发光二极管(LED，118)、和适合引导和成形该发光二极管(118)发出的光(122)的至少一根光导棒(120)，该光源模块(110)进一步包含至少一个存储器件(126)，该存储器件(126)在其中存储至少一个驱动参数集(128)，用于以产生该光源模块(110)提供的光(122)的所希望发射性质的方式驱动该发光二极管(118)。

【技术特征摘要】
2012.10.01 EP 12186864.01.一种用在分析至少一种样品(114)的分析仪器(112)中的光源模块(110)，该光源模块(110)包含至少一个发光二极管(LED，118)、和适合引导和成形该发光二极管(118)发出的光(122)的至少一根光导棒(120)，该光源模块(110)进一步包含至少一个存储器件(126)，该存储器件(126)在其中存储至少一个驱动参数集(128)，用于以产生该光源模块(110)提供的光(122)的所希望发射性质的方式驱动该发光二极管(118)。2.根据权利要求1所述的光源模块(110)，其中该发光二极管(118)包含至少一个白色发光二极管(132)，优选的是至少一个发光二极管阵列(134)。3.根据权利要求1或2所述的光源模块(110)，其中该存储器件(126)为该光源模块(118)的不同应用存储至少两个不同的驱动参数集(128)。4.根据权利要求1至3中任一项所述的光源模块(110)，其中该驱动参数集控制如下的一个或多个：该光源模块(110)提供的光(122)的功率；该光源模块(110)提供的光(122)的频率；该光源模块(110)提供的光(122)的至少一个频带；以及作为该光源模块(110)提供的光(122)的频率的函数的光(122)的强度分布。5.根据权利要求1至4中任一项所述的光源模块(110)，其中该光源模块(110)包含至少一个控制单元(124)。6.根据权利要求5所述的光源模块(110)，其中该控制单元(124)控制定时程序以通过时间分段驱动该光源模块(110)，其中每个时间分段在适合该光源模块(110)使用的频带中提供一种强度。7.根据权利要求5或6所述的光源模块(110)，其中该控制单元(124)控制定时程序以激活该发光二极管(118)的发光元件，其中该发光二极管(118)包含两个或更多个发光元件，其中该两个或更多个发光元件发出不同频率的光。8.根据权利要求1至7中任一项所述的光源模块(110)，其中该存储器件(126)包含至少一个EEPROM。9.根据权利要求1至8中任一项所述的光源模块(110)，其中该光导棒(120)包含至少一个前端(154)，其中该前端(154)包含至少一个入射晶面(156)，其中该入射晶面(156)的几何形状与该发光二极管(118)的发光表面的表面区的几何形状匹配。10.根据权利要求9所述的光源模块(110)，其中该入射晶面(156)具有在该发光二极管(118)的发光表面的表面区的-10％到+10％的范围内的表面区。11.根据权利要求1至10中任一项所述的光源模块(110)，其中该光导棒(120)包含一个后端(158)，其中该后端(158)包括一...

【专利技术属性】
技术研发人员：F德雷尔，A弗兰，J维茨雷克，
申请(专利权)人：霍夫曼拉罗奇有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH