用于生物化学反应的实时监控装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于实时监控各种生物材料之间的化学反应的装置。具体地说，本发明专利技术尤其涉及一种用于生物化学反应的实时监控装置，它包括抛物面镜和／或光波导管，用于以均匀强度有效地将光照射到整个板上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于实时监控各种生物材料之间的化学反应的装置。本专利技术尤其涉及一种用于生物化学反应的实时监控装置，它包括温度控制块系统，该系统包含能向反应管供热的热电元件，将热传送到反应管的热传送块；光辐射源部分，它包含以均匀强度将光辐射到包含于反应管内的样品的灯以及光波导；以及光学系统，它包括用于接收借助来自光辐射源发出的光而从样品辐射的荧光的光接收部分。
技术介绍
本专利技术涉及用于实时监控各种生物材料之间的化学反应的装置。本专利技术尤其涉及一种用于生物化学反应的实时监控装置，它包括温度控制块系统，该系统包含能向反应管供热的热电元件，将热传送到反应管的热传送块；光辐射源部分，它包含以均匀强度将光辐射到包含于反应管内的样品的灯以及光波导；以及光学系统，它包括用于接收借助来自光辐射源发出的光而从样品辐射的荧光的光接收部分。近来，化学微处理器的研究和开发活跃地进行，已可以在所谓片载实验室的单片内进行样品预处理、反应、分离、检测等。由玻璃、硅或塑料材料构成并通过用于半导体芯片的光刻技术制造的片载实验室安装了微尺寸器件，用于快速和灵敏地分析样品。可连续执行分析样品所需的以上所有步骤，即预处理、反应、分离、检测等。此外，利用该芯片可将样品分析所需的时间减少到秒或分钟级，可将样品量减少到微升级，并可使安装该芯片的装置的尺寸最小化。片载实验室技术基于早在二十世纪九十年代初期由Harrison开发的毛细电泳，且公众通过用于毛细电泳分析的小尺寸实验室器件可集成于单片中的事实，开始知道该技术。同时，近来，所谓实时PCR技术可通过来自反应管的荧光检测快速检查扩增反应的每个周期的过程，而不用凝胶相中的分离步骤。用于该实时PCR技术的常规装置可通过引入用于PCR的热循环器和用于产品检测的荧光计来制造。常规实时PCR装置由热电元件、将热传送到包含样品的反应管的热传送块、将光辐射入包含于反应管中的样品的光辐射源以及接收从样品生成的荧光的光接收部分组成。通过使用常规实时PCR装置，借助用于重复冷却和加热的热电元件的操作以实现包含于管中的生物化学样品的反应，通过测量每个周期完成时从样品生成的荧光的强度可实时检查PCR的过程。一般在常规实时PCR装置中，卤素灯和金属卤化物灯被用作光辐射源。在该常规装置中，选择透射滤光片(9)选择性地透射从灯(5)辐射的光中具有优选波长的光，随后所选择的光经由反射镜(18)并通过聚光透镜(17)被辐射入包含于管中的样品。随后，包含于管中的样品通过所选择的光的辐射而生成荧光。所生成的荧光由反射镜(18)反射并通过聚光透镜(17)被聚焦。来自每个管的所聚焦的荧光在光接收部分的光接收元件上成像，以连续显示和记录反应过程。顺便说，根据位置(即光束面的中心或边缘)区分从常规装置的光辐射灯产生的光强度。结果，该光强度通常随着光束面的中心轴以高斯曲线变化并甚至在通过聚光透镜时也维持该分布。光束面的中心和边缘之间的光亮度差会造成由于来自设置于边缘处的样品的荧光响应较弱所以不能获得准确数据的问题。已尝试了各种研究和开发来消除该现有技术问题。但，能克服上述问题的技术迄今仍未提出。这样，能在日益扩大的管板的整个区域上以均匀强度辐射光的技术在本领域是未知的。出于以上原因，对于扩大能同时监控的管数量存在关键性限制。因此，本专利技术的主要目的在于提供一种用于实时监控生物化学反应过程的装置，它具有用于以均匀强度在与现有技术相比扩大了的管板的整个区域上辐射光的技术部分。此外，如图5所示，现有技术的反应管板通常是矩形的。但由灯和透镜构成的常规光辐射系统发出具有圆形面的平面波束。因此，光束的某些边缘部分应被消除以与矩形管板符合。由于光束的消除部分，该问题降低了源效率。已提出消除光源低效率问题的各种研究。然而，适于紧凑集成的实验室装置的任何合适的方法仍未开发出来。因此，本专利技术人设想通过提供光束经过具有与管板相匹配的面形状的波导管来加强光强度，从而改善监控装置的灵敏度。因此，本专利技术的另一目的在于提供一种用于生物化学反应的实时监控装置，它可以通过使辐射光束经由一镜经过光辐射部分而把具有均匀强度的光照射于反应管板的整个区域上，甚至照射于与现有技术相比扩大了的反应管板的整个区域上。附图说明本专利技术的以上目的和其它优点将通过其较佳实施例的详细描述并参考附图而变得显而易见，其中图1是用于检查各种生物样品之间的生物化学反应过程的本专利技术的实时监控装置的示意图。图2是用于生物化学反应过程的实时监控的现有技术装置的示意图。图3是表示本专利技术的实时监控装置的管板上的发光度分布。这里，图3a示出了管板，而图3b示出了x方向上和y方向上的光强度分布。图4是本专利技术的实时监控装置中的平面波光的光波导管的示意图。这里，图4a示出了波导管。图4b示出了光强度的分布曲线。图4c示出了全内折射的示意图。图5是现有技术的实时监控装置中用于平面波光的辐射系统的示意图。图6是本专利技术的实时监控装置中用于平面波光的辐射系统的示意图。图7是本专利技术的实时监控装置中用于平面波光的光辐射系统的另一示意图。<图标简述> 1散热板2热电元件3热传送块4反应管5灯6红外截取滤光器7反射镜1 8光波导管9选择透射滤光片110聚焦透镜111反射镜212光接收元件13聚焦透镜214选择透射滤光片217聚光透镜18反射镜325入射光26发射光28光强度分布33聚光透镜234管板36聚焦透镜338聚光透镜340具有抛物面镜的灯41具有椭球镜的灯具体实施方式本专利技术的目的在于提供一种用于生物化学反应的实时监控装置，它包括温度控制块，它包含能供热给反应管(4)的热电元件(2)以及将热传送到包含样品的反应管(4)的热传送块(3)；光辐射源部分，它包含以均匀强度辐射包含于反应管中的样品的光的灯(5)，截取来自灯的红外线的红外线截取滤光器(6)，用于获得较宽区域中的来自灯光的均匀光束的光波导管(8)和第一聚焦透镜(10)，用于选择性地透射光以选择性地监控反应过程的选择透射滤光片1(9)，第二反射镜(11)，以及第一聚光透镜(17)；光学系统，它包括用于接收由光辐射源发出的光所生成的荧光(15)的光接收部分(12、13和14)。此外，本专利技术的另一目的在于提供用于生物化学反应的实时监控装置，它具有椭球镜用于获得均匀的光强度分布。来自光辐射灯(5)的光被聚焦入光波导管(8)。该光波导管中的光以全内反射的方式传播。光波导管(8)端部处的光束变成均匀的二维光源并经由第一聚光透镜(10)被聚焦于包含在反应管(4)中的样品上。通过使用均匀光束(31)，可在反应管的整个范围上更方便地测量反应过程。因此，由于通过将均匀强度的光照射到更广的反应管区域上而减少了每个反应管中辐射光强度的变化，可提供能更有效地检查反应过程的装置。该装置能处理均匀的反应信息并在反应管中同时使各种样品发生反应。本专利技术的再一个目的在于提供一种具有改进的反应监控灵敏度的用于生物化学反应的实时监控装置。在本专利技术的改进装置中，作为用光波导管(8)把照射矩形光束(37)调节为矩形反应管板的纵横比以最小化现有技术中的光源损耗的结果，通过增加辐射入反应管的光量改善了光源的使用效率。本专利技术涉及一种使各种样品反应时的实时反应过程的测量和监控装置。本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生物化学反应的实时监控装置，它包括：　　　　温度控制块，它包括能供热给反应管的热电元件（２）以及将热传送到反应管的热传送块（３）；　　　　光辐射源，它包括将均匀强度的光照射到包含于反应管中的样品的灯（５）和光波导管（８）；以及　　　　光学系统，它包括用于接收借助来自所述光辐射源发出的光从样品辐射的荧光的接收部分。

【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：白种琇，赵东衍，朴翰怡，朴翰悟，
申请(专利权)人：株式会社百尼尔，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]