用于样品分离的光学系统和方法技术方案

用于分离生物分子的系统包括多根毛细管(101)、毛细管支架(102)、多根光纤(145a,145b)、光纤支架(603)、光学探测器(138)和移动台(606)。所述多根毛细管(101)配置成分离样品中的生物分子。每根毛细管(101)均包括探测部分(121)，所述探测部分配置成将电磁辐射传递到所述毛细管(101)中。所述多根毛细管(101)联接到所述毛细管支架(102)上，使得所述探测部分(121)相对于彼此固定地定位。每根光纤(145)均包括接收端以接收发射。所述光纤(145)联接到所述光纤支架(603)上，使得所述光纤的接收端相对于彼此固定地定位。所述光学探测器(138)配置为产生对准信号。所述移动台(606)配置为基于所述对准信号的值将所述光纤(145)的接收端与所述探测部分(121)对准。

Optical system and method for sample separation

A system for separating biomolecules includes a plurality of capillaries (101), a capillary support (102), a plurality of optical fibers (145a, 145b), an optical fiber support (603), an optical detector (138) and a mobile station (606). The plurality of capillaries (101) are configured to separate biomolecules in the sample. Each capillary (101) includes a detection section (121) configured to transmit electromagnetic radiation to the capillary (101). The plurality of capillaries (101) are connected to the capillaries support (102), so that the detection parts (121) are fixedly positioned relative to each other. Each optical fiber (145) includes a receiving end for receiving transmission. The optical fiber (145) is connected to the optical fiber bracket (603), so that the receiving ends of the optical fiber are fixed to each other. The optical detector (138) is configured to generate an alignment signal. The mobile station (606) is configured to align the receiving end of the optical fiber (145) with the detection part (121) based on the value of the alignment signal.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于样品分离的光学系统和方法
技术介绍

本专利技术总体上涉及样品分离系统、仪器、装置和方法，更具体地涉及利用多根样品毛细管进行样品分离测定、过程、试验或实验的光学样品分离系统、仪器、装置和方法。相关技术的说明样品分离装置，例如毛细管电泳装置，通常会提供某些主要部件，这些主要部件包括例如毛细管通道或通道阵列，用于提供可以流过毛细管的介质(例如，聚合物流体)的分离介质源，样品注射机构，光学探测器系统或部件，用于产生电场的电极，在毛细管一端的阳极缓冲源，以及在毛细管另一端的阴极缓冲源。毛细管电泳装置通常还会提供各种加热部件和区域以调节许多上述部件的温度。调节许多这些部件的温度可以改善结果的质量。目前的毛细管电泳装置使用多种结构来容纳这些不同的部件并将这些结构连接或联接在一起以提供工作毛细管电泳装置或系统。使用多个结构有缺点。因此，希望提供一种互连结构数量减少的毛细管电泳设备，例如，以减少必要加热区的数量，减少用户对结构的处理，降低部件故障的可能性，以及减少向该设备引入气泡和其它人工制品。
技术实现思路
本专利技术的实施方案总体上涉及用于进行样品分离测定、过程、试验或实验的系统、仪器、装置和方法。本专利技术的一个方面涉及将样品分离系统或仪器的各种部件并入到共用的筒、盒或箱中，共用的筒、盒或箱可以有利地以简化用于进行样品分离、过程、试验或实验的装置的方式装载到所述系统或仪器中。本专利技术的另一个方面涉及一种具有光学区段的样品分离筒、盒或箱，该光学区段在装载到样品分离系统或仪器时，可以以有利简单、精确和稳定的方式与光学系统和/或探测器对准。在本专利技术的另一个方面，涉及一种包括照射光学配置的样品分离系统或仪器，照射光学配置有利地降低光学噪声，例如，在准备样品分离测定、过程、试验或实验时或期间使用的一根或多根毛细管中所含的样品溶液内的水分子通过拉曼散射产生的光学噪声。附图说明以下描述提供了本专利技术的实施方案，其总体上涉及用于制备、观察、测试和/或分析生物样品的系统、仪器、装置和方法。这样的描述并非旨在限制本专利技术的范围，而仅仅是为了提供对实施方案的描述。与本文档中描述的各个实施方案相关的示例性系统和方法包括在以下申请中描述的那些：·2014年3月7日提交的美国专利申请第15/124,013号；·2014年3月7日提交的美国专利申请第15/124,129号；·2014年3月7日提交的美国专利申请第15/124,168号；·2017年1月19日提交的美国外观设计专利申请第29/591,445号；·2017年1月24日提交的美国外观设计专利申请第29/591,865号；·2017年1月24日提交的美国外观设计专利申请第29/591,867号；·2017年2月17日提交的美国临时专利申请第62/460,700号；·2017年2月24日提交的美国临时专利申请第62/463,467号；·2017年2月24日提交的美国临时专利申请第62/463,551号；·2017年2月24日提交的美国临时专利申请第62/463,528号。本专利技术的实施方案可包括各种样品分离系统和方法，包括但不限于毛细管电泳、基于芯片的电泳、芯片实验室微流体、凝胶电泳、电渗透、色谱法、流式细胞术等。对于毛细管电泳系统或仪器将提供本专利技术的示例性实施方案以证明可适用于其他分离系统，例如基于芯片的电泳等的本专利技术的各个方面。如本文所用，术语“辐射”或“电磁辐射”意指由某些电磁过程释放的辐射能，其可包括一种或多种可见光(例如，以介于400纳米和700纳米之间或介于380纳米和800纳米之间的一个或多个波长为特征的辐射能)或不可见的电磁辐射(例如，红外、近红外、紫外(UV)、X射线或伽马射线辐射)。如本文所用，“辐射源”意指电磁辐射源，其可以被引导至至少一种样品混合物或溶液，以便产生可探测的信号，以测定所述至少一种样品混合物或溶液中所含的一种或多种目标样品分子或化合物的存在和/或量。辐射源可包括单光源，例如白炽灯、气体放电灯(例如卤素灯、氙灯、氩灯、氪灯等)、发光二极管(LED)、有机LED(OLED)、激光器(例如化学激光器、准分子激光器、半导体激光器、固态激光器、氦氖激光器、氩激光器、染料激光器、二极管激光器、二极管泵浦激光器、光纤激光器、脉冲激光器、连续激光器)等。替代地，辐射源可包括多个单独的源(例如，多个LED或激光器)。辐射源还可以包括一个或多个激发滤波器，例如高通滤波器、低通滤波器或带通滤波器。例如，激发滤光器包括彩色滤光器和/或二向色滤光器。辐射源可以是连续的或脉冲的，并且可以包括在空间和/或时间上分开的单个光束或多个光束。辐射源的特征在于主要在可见光范围(例如，发射波长在400纳米至700纳米范围内或在380纳米至800纳米范围内的电磁辐射的“光源”)、近红外范围、红外范围、紫外范围或电磁波谱内的其他范围内的电磁辐射。参考图1，本专利技术的某些实施方案包括用于进行毛细管电泳或类似测定、过程、试验或实验的系统或仪器1000。系统1000包括位于毛细管外壳、夹具或支架102上或内的一根或多根毛细管、管或通道101(图1中示出四根)。每根毛细管均可包括探测部分，所述探测部分配置成将电磁辐射传递到毛细管中和/或从中传递出电磁辐射。在所示实施方案中，毛细管阵列105包括四根毛细管101；然而，毛细管阵列105可包括多于四根毛细管，例如，以提供更高的通量或更短的测定运行。仪器1000的配置可包括1、2、4、8、10、12、16、24、32、48、65、96、128、256、384根或多于384根毛细管101。系统1000还包括光学系统110，其包括照射或激发光学系统111，照射或激发光学系统111包括辐射源112、光束成形器或调节器115、光束分离器118和/或分束器或镜子120中的任何一个或全部。辐射源112配置为照射系统1000的光学探测入口或光学探测区121和/或毛细管101，其中电磁辐射(例如，光、近红外或紫外线)可以进入和/或离开一根或多根毛细管101的探测部分，以便探测或测量靶标、校准物或其他目标分子。光学系统110还可包括透镜122和发射光学系统125。发射光学系统125可包括透镜122、透镜130、发射滤光器135和探测系统136。辐射源112可包括上文讨论的一种或多种类型的辐射源。在某些实施方案中，辐射源112包括具有505纳米波长的二极管泵浦固态(DPSS)激光器。探测系统136包括探测器138，其配置成接收来自毛细管101的光学探测区121的发射，例如接收由附着于靶标或其他目标分子的荧光染料、探针或标记产生的荧光发射。探测器138可以是包括一个或多个单独光电探测器的光学探测器，包括但不限于光电二极管、光电倍增管、辐射热测量计、低温探测器、量子点、发光二极管(LED)、半导体探测器、HgCdTe探测器等。另外或替代地，探测器138可以是包括阵列传感器(包括传感器或像素阵列)的光学探测器。阵列传感器可以包括互补金属氧化物半导体传感本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于分离生物分子的系统，所述系统包括：/n配置成分离样品中的生物分子的多根毛细管，每根毛细管均包括探测部分，所述探测部分配置成将电磁辐射传递到所述毛细管中；/n毛细管支架，所述多根毛细管联接到所述毛细管支架上，使得所述探测部分相对于彼此固定地定位；/n与所述多根毛细管相对应的多根光纤，每根光纤均包括接收端，所述接收端配置成接收来自相应的一个探测部分的发射；/n光纤支架，所述光纤联接到所述光纤支架上，使得所述光纤的接收端相对于彼此固定定位；/n发射光学系统，其配置为将来自所述探测部分的发射引导至所述光纤的接收端；/n光学探测器，其配置为当来自所述多根毛细管中的至少一根的发射通过相应的至少一根光纤传输到所述光学探测器上时产生对准信号；以及/n移动台，其配置为移动所述毛细管支架、所述光纤支架或所述发射光学系统的至少一部分中的一个或多个到多个位置；/n其中所述移动台配置为基于所述多个位置处的所述对准信号的值将所述光纤的接收端与所述探测部分对准。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170224 US 62/463,5281.一种用于分离生物分子的系统，所述系统包括：
配置成分离样品中的生物分子的多根毛细管，每根毛细管均包括探测部分，所述探测部分配置成将电磁辐射传递到所述毛细管中；
毛细管支架，所述多根毛细管联接到所述毛细管支架上，使得所述探测部分相对于彼此固定地定位；
与所述多根毛细管相对应的多根光纤，每根光纤均包括接收端，所述接收端配置成接收来自相应的一个探测部分的发射；
光纤支架，所述光纤联接到所述光纤支架上，使得所述光纤的接收端相对于彼此固定定位；
发射光学系统，其配置为将来自所述探测部分的发射引导至所述光纤的接收端；
光学探测器，其配置为当来自所述多根毛细管中的至少一根的发射通过相应的至少一根光纤传输到所述光学探测器上时产生对准信号；以及
移动台，其配置为移动所述毛细管支架、所述光纤支架或所述发射光学系统的至少一部分中的一个或多个到多个位置；
其中所述移动台配置为基于所述多个位置处的所述对准信号的值将所述光纤的接收端与所述探测部分对准。


2.根据权利要求1所述的系统，其中所述发射光学系统包括沿所述探测部分和所述接收端之间的光程设置的一个或多个透镜。


3.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述移动台包括平移台，所述平移台配置成使所述移动台在与所述光纤的接收端平行和/或与穿过所述探测部分的平面平行的平面内平移。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的系统，其还包括：
处理器；以及
存储器，所述存储器编码有用于以下操作的指令：
将所述移动台移动到所述多个位置；
对于每个位置，从所述光学探测器捕获所述对准信号的一个或多个相应值；
基于所述相应值确定对准位置；
将所述移动台移动到所述对准位置，使得所述探测部分与所述光纤的接收端对准。


5.根据权利要求4所述的系统，其中所述对准信号的每个值包括以下的一项或多项：
来自所述光学探测器的针对至少两根所述毛细管的平均信号；
来自所述光学探测器的针对至少三根所述毛细管的平均信号；
来自所述光学探测器的对应于至少两根所述毛细管之间的最高发射的信号。


6.根据权利要求4所述的系统，其中将所述存储器被进一步编码以评估对应于来自一根或多根所述毛细管的发射的来自所述光学探测器的信号是否是噪声信号和/或不是由水分子的拉曼散射产生的信号。


7.根据权利要求1-6中任一项所述的系统，其还包括第一电极和第二电极，所述电极配置成在所述毛细管上产生电势。


8.根据权利要求1-7中任一项所述的系统，其中每根光纤均包括所述接收端处围绕所述光纤的外涂层，所述光纤的外涂层配置成反射和/或吸收来自发射信号的光，其中所述外涂层不存在于每根光纤的所述探测部分内。


9.根据权利要求1-8中任一项所述的系统，其中所述毛细管联接到所述毛细管支架上，使得每根毛细管沿着所述探测部分外的部分接触所述多根毛细管中的相邻毛细管。


10.一种用于分离生物分子的系统，所述系统包括：
配置成分离样品中的生物分子的多根毛细管，每根毛细管均包括探测部分，所述探测部分配置成将电磁辐射传递到...

【专利技术属性】
技术研发人员：王少宏，
申请(专利权)人：生命技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US