荧光检测系统技术方案

公开了用于在样品中激发和检测荧光的设备和方法。在一个实施例中，提供了用于保持多个样品的样品保持器以及具有所述多个样品中的每一个的激发源、光敏接收器或二者的光学集管。在另一实施例中，所述光学集管仅包含所述激发源或光敏接收器二者之一，且所述激发源和光敏接收器二者中的另一个与所述样品保持器相联结。此系统允许无需使用移动部件并且无任何光学机械干扰或电子干扰地快速激发并测量荧光。它呈现出优异的信噪比，这允许其对非常低水平的荧光差异进行区分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于在样品中氣良荧光材料和检测荧光的方法和设备。
技术介绍
已开发了供定性和定量测量使用的各种光学检测系统。 一种常用的系统涉及使用荧光化合物作为与目标相关联的标签，该目标如聚合sm式反应(PCR)扩增的反应产物。当用适当^L频率的光照射时，已确认许多化合物呈现出荧光。例如， 荧光素被波长约为490 nm的光激发，并发射波长约为520 nm的光。^Ut 和发射波长之间的差距允许通过参考发射波长观察和定性或定量测量荧 光。一种常规荧光读取系统使光穿过使激发波长光透射的一带通滤光器， 穿过样品，穿过^L射波长光透射的第二带通滤光器，并到ii^r测器。在 该经典系统中，多个样品诸如通过使用传送装置来穿梭式就位以便依次读 取。为了加速此过程，开发了可替选的步进系统(例如，参见美国专利 No. 6， 015， 674 )，或者提供多个发光二极管以及光纤网络，以同时执行若 干测试(例如，参见美国专利No.6， 597， 450)。尽管这些类型的系统另_有 用的，但它们产生了降低系统灵敏度的光学;W^噪声，并且由于将光学系 统头移动到样品或将样品移动到光学系统头所花费的时间，它们需类*相当 多的时间来测量所有的样品。光纤器件系统迅逸受与光纤器件的4吏用相关 联的信号的衰减，这也降低了灵敏度。
技术实现思路
本专利技术提供了用于在样品中^Ut和检测荧光的i殳备和方法。在一个实施例中，4!供了用于保持多个样品的样品保持器以及光学集管(optical manifold),该光学集管具有用于多个样品中的每一个的单 独的亂良源和单独的光敏接收器。在另一个实施例中，光学集管仅包含亂良源，且光敏接收器与样品保 持器相联结。在另一个实施例中，光学集管仅包含光敏接收器，且激发源与样品保 持器相联结。在另一个实施例中，未提供光学集管，且氣《源和光敏接收器均位于 样品保持器中。本专利技术允许无需使用移动部件并且无任何光学机械干扰或电子干扰 地快速激发并测量荧光。它呈现出优异的信噪比，这允许其对非常低水平 的荧光差异ii行区分。本专利技术的这些和其它特征将从以下描述和所附权利要求中变得更完 全地显而易见，或者可以通过如下面所阐述的本专利技术的实践而习知。附图说明为了进一步阐明本专利技术的上述和其它优点和特征，将参考在附图中图 示的本专利技术的特定实施例来提供本专利技术的更具体描述。应当理解，这些附 图仅描绘了本专利技术的典型实施例，因此不应视为对其范围的限制。4^H吏用 附图用另外的特性和细节来描述和解释本专利技术，在附图中图l是包括光学集管、样品保持器和光敏接收器的一个实施例的示意图。图2是包括光学集管、样品保持器和光^t接收器的另一个实施例的示 意图。图3是包括光学集管、样品保持器和光Jlt接收器的另一个实施例的示 意图。图4是包括光学集管、样品保持器和光^t接收器的另一个实施例的示 意图。图5描绘了其中结合有激发源和光敏接收器的样品保持器。 图6描绘了样品保持器和光学集管，该样品保持器具有常规96井板 的配置，该光学集管具有96个样品保持器中的每一个所联结的激发源和 光敏接收器。图7是描绘与光学集管、样品保持器和光敏接收器相结合的控制器的 一个实施例的示意图。图8是描绘与光学集管、样品保持器和光敏接收器相结合的控制器的 另一个实施例的示意图。图9是根据本专利技术的检测系统的可替选实施例的示意图。图10描绘了在PCR的最初7个循环期间的荧itiL光度。图11描绘了在没有DNA扩增的情况下，在PCR热循环器的最初7个 循环期间的荧; UL光度。图12示出了使用常规样品^ft对于黑色不透明PCR瓶，在PCR的最 初7个循环期间的噪声的荧光iL复。具体实施方式本专利技术提供了一种用于在单个样品或诸如常规96井板中的样品阵列 中测量少量荧光的光学系统。本专利技术的一个特征^l在^tiL/发射期间没有 M移动或光学部件的共享，从而导致了非常快速的读取，并避免了因光 学M移动引起的灵4t^损失。本专利技术的一个实施例描绘在图1中，其图示了一种用于实践本专利技术的 配置。图1图示了靠近由样品井支座38A保持的样品瓶22而定位光学集 管20。样品瓶22包含样品24，样品24可包含待使用荧光进行定性或定 量检测的物质。光学集管20被提供有产生氣t频率光的氣t源26。 ^JC带通滤光器 28使^JL频率光通过。激发源26和激发带通滤光器28被布置成使得^JL频率光将照射样品 24。发射带通滤光器30位于样品24上方，使得它将被来自样品中荧光材 料的发射所照射。适当的光敏接收器32接收穿itiC射带通滤光器30的光。尽管也可使用其它配置，但是目前优选地，激发源和光敏接收器应设 定为偏轴的，以便形成与PCR井中的目标液体基本符合的光线轨迹。已发现偏离7 JLA合适的。当然，根据这里的教导，普通技术人员应理解其它 配置也是可以的。图2图示了一种用于保持样品的不同方法。不同于示出使用样品瓶的 图l，图2示出了使用可保持适当体积的样品的凹窝34。根据这些教导， 对普通技术人员而言，使用其它结构代替凹窝将是显而易见的。图3图示了图1中的部件的可替选几何布置。在图3中，集管36A 支撑样品井22上方的光^t接收器32和带通滤光器30，并且样品井支座 38B配备有氣吏源26和氣发带通滤光器28。图4类似于图3，但是激发源和亂t带通滤光器位于集管36B中，并 JU1射带通滤光器30和光敏接收器32位于样品井支座38C中。图5描绘了本专利技术的一个可替选实施例，其省略了单独光学集管的使 用，图5示出了在样品井支座38D中结合激发源26和光敏接收器32的一 种方式。与其它实施例一样，图5的实施例亦可包括氣发带通滤光器26 和发射带通滤光器30。由于在样品保持器中结合这些部件的成本，优选 地，样品保持器组件应是可再次使用的，并且为了实现容易地处置样品， 优选地，应将样品保持器而不是凹窝或其它非可处置的样品容器配置为容 纳样品瓶22。在图5中，激发源和光敏接收器被描绘为彼此成一直线。 根据il^的教导，普通技术人员应理解，其它配置也会提供本专利技术的优点。适当的^L源包括LED和激光二极管。目前优选地，^Jt源应提供高 的发光度，该发光度优选地在约7000到25， 000毫烛光功率的范围内。亦 优选地，激发源应具有小于约20度的^t束，以便无需会聚光学器件就 可提供高效的发射。适当的光敏接收器包括硫化镉光敏电阻器、PIN二极管、光敏晶体管 或能够检测氣t频率光的其它器件。本领域普通技术人员还应理解，可能不需要带通滤光器，或者提供其 它结构代替带通滤光器来去除非期望的光，或者光源的光是所需波长的单 色光。可以添加其它结构如聚焦光学器件，但是在上述配置中已发现通常不 必要单独的光学器件。图1-5示出了与单个样品相关联的各种光学部件配置。本专利技术的优点 之一是能够同时处理大数目的样品。图6图示了将图1的基本配置用于常 规96井板40的每个样品井。il^图6中通过提供配备有^JC源26、激发带通滤光器28、发射带通滤光器30和光敏接收器32的96个不同组合 的集管42来完成，所述96个不同组合与96个样品井相关联。图6的配 置适合于与PCR或ELISA读取器或其它多个样品必需物相结^g^吏用。图6 的配置能够无任何光学机械干扰或电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检测荧光的系统，包括：　　　　用于保持多个样品的样品保持器，所述多个样品中的至少一些可包含荧光材料；　　　　多个激发源，所述多个样品中的每一个用一个激发源，所述多个激发源能够激发所述荧光材料；　　　　多个光敏接收器，所述多个样品中的每一个用一个光敏接收器，所述多个光敏接收器能够当所述荧光材料被激发时检测来自所述荧光材料的荧光发射；　　　　光学集管，用于与所述样品保持器相结合来保持每个激发源和每个光敏接收器，使得每个激发源的工作将激发所述对应样品内的任何荧光材料，并将由所述对应光敏接收器来检测。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：小威廉D比克莫尔，丹文雷罗伯茨，
申请(专利权)人：高级分子系统公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]