带有波长选择检测的电泳分析器制造技术

本发明专利技术的电泳分析器包括：由一个线性荧光发射区组成的测量对象，用以使发射区内从多个样品发出光射线的荧光发射点处于一条直线上；通过影像分裂装置在光检测器上形成测量对象的多个荧光影像的装置；具有不同透射波长的滤光片，设在多个样品的光射线前进方向上；一个线传感器，用以作为光检测器，其内线性排列多个光像素在光检测器表面上形成的测量对象的多个荧光影像，它们在光像素排列方向上偏移，使荧光发射点上的荧光影像互相不重叠。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及带有波长选择检测的电泳分析器，具体涉及用于DNA(脱氧核糖核酸)、RNA(核糖核酸)和蛋白质的电泳分析装置的带有波长选择检测的电泳分析器。为分析DNA，现已采用一种方法，用以对用电泳法分离的样品用荧光团来标记、并光学检测和分析该样品。为了比较和分析各种类型的样品或者为了增加分析的通过量，必须使用多个具有不同的光发射波长的荧光团作为标记荧光团来分别标记多种类型的样品，并同时分离和分析多种类型的样品。在这种情况下，需要分离每个荧光团，并检测其荧光波长。不过，通常采用一个具有多个滤光片的滤色盘，只有预定波长的光才能透射过去，从而分离出该波长的荧光，并进行量测。(参见“Nature”杂志，1986年，第321卷，第674页)。一种常规的凝胶电泳板其尺寸约为20cm×40cm，在垂直于电泳方向上具有一个线性荧光发射区，波长为10cm到15cm。作为一种对这样的线性荧光发射区检测荧光的方法，现已建议采用一种二维检测器和影像分裂棱镜的检测方法(美国专利US5，062，942)。这种方法能形成荧光发射区的多个影像，利用一个棱镜或平镜以及二维检测器检测表面上的聚焦透镜，使这些影像在垂直方向上分裂开。每个影像在穿过每一光路中所安装的一个滤光片之后，都将成像于检测表面，从而检测到按波长分离的荧光。最近已经提出了一种毛细管阵列电泳法用以分离和分析各类样品(美国专利US5，277，780)。该方法被设计得排列许多毛细管来测量样品，它适合于高速度、高通过量的测量。按照该方法，每个毛细管的内径和内部凝胶略有不同，因而即使是同一样品，其电泳速度也有变化。为此，需要位移用一种荧光团(它不同于同时标记各样品的荧光团)所作标记的记号，来确定一种分子量标准。一种常规的带有波长选择检测的电泳分析器应用一个滤色盘或一个影像分裂装置及一个二维检测器，据此，在应用滤色盘时，该分析器使用一个可移动部分，这使得分析器的价格昂贵，并易于发生故障;在采用二维检测器时，分析器价格也昂贵，而且信号读出速度变慢。现有一种线传感器(line senser)，可作为一种具有快速读出速度的检测器，其价格低廉。可是这种常规的影像分裂法不能被采用因它不同于二维检测器。本专利技术的目的是为了消除上述先有技术中的各种缺陷，提供一种价格低廉、故障率小、高速地读出信号、且可供电泳分析装置使用的带有波长选择检测的电泳分析器。本专利技术的带有波长选择检测的电泳分析器可使由线性荧光发射区组成的测量对象的许多荧光影像在线传感器上作为具有不同波长的线性荧光影象，其内含多个荧光发射点，排成一条直线，以不同波长的光射线发射。在这种情况下，从上述荧光发射点发射的光射线按波长分离开，并在线传感器上聚焦成许多点子。构成这些点子的多个荧光影像在线传感器的像素成直线排列的方向上(下文简称为“传感器方向”)形成，以使它们相互间不重叠。这就是说，按照本专利技术，一种带有波长选择检测的电泳分析器含有一个测量对象部分，带有许多点子，这些点子发射各种荧光，并且直线排列;一个影像分裂装置，以使荧光检测器上形成测量对象的许多荧光影像;一些具有不同透射波长的滤光片;一个线传感器(其上有直线排列的多个光像素)，用以作为一个荧光检测器，在该检测器表面上形成测量对象的多个荧光影像，这些影像在传感器方向上移开一个预定的距离，以防止荧光发射点上的荧光影像不致互相重叠。测量对象的荧光影像移开的距离可几乎等于测量对象的荧光影像的长度，或短于测量对象中相邻荧光发射点上荧光影像之间的距离。影像分裂装置可由多个棱镜组成，它们在与传感器方向相平行的方向上倾斜，并垂直地累叠，或者由一个多边形棱镜组成，它的脊线垂直于传感器方向，或者由多个平镜组成，它们对于待测量部分的反射方向各不相同。测量对象的有效长度取决于由荧光团数目对检测器划分出的可测量对象长度。当测量对象的长度比有效长度长时，诸多影像(部分地)会互相重叠，这将妨碍波长选择测量。为此，在光路中设置一个槽口，以限制待测量部分的区域。本专利技术的带有波长选择检测的电泳分析器可用以作为一种电泳分析装置的检测器件，利用多个荧光团来分离和分析多个样品。影像分裂平镜或影像分裂棱镜使检测器的检测表面上形成测量对象的多个线性的荧光影像，使它们偏移开，防止它们不致互相重叠。线性的荧光影像在垂直于荧光影像的方向上不偏移，而在同一直线的横向上有偏移。这些荧光影像穿透具有不同透射波长的滤光片后，经透镜成像于检测器上。因各个荧光影像排列在一条直线上，故用一个线性的线传感器可以检测出全部荧光影像。也就是说，线性的线传感器上所有的光像素被划分成多个组，以检测具有不同波长的荧光。待测量的部分上的一个荧光发射点在线传感器上成像为多个点子，每个点子上的荧光波长由相应的滤光片来确定。当测量对象的诸多荧光影像偏移开的距离几乎等于由影像分裂装置给出的测量对象荧光影像的长度时，具有不同波长的测量对象荧光影像将在线传感器的横向上。测量对象影像的个数取决于选择波长的个数。当测量对象荧光影像偏移的距离短于测量对象长度和短于测量对象中相邻荧光发射点之间的距离时，由影像分裂装置产生的、划分开的荧光发射点将出现在线传感器上相邻荧光发射点之间，在各荧光发射点的横方向上形成为一组具有不同波长的荧光影像。附图说明图1A示出电泳分析装置的构成示意图，其中包括本专利技术实施例的带有波长选择检测的电泳分析器。图1B示出线性荧光发射区的示意图。图2示出图1所示实施例中应用的构成影像分裂棱镜的每个棱镜的横截面图。图3A示出由一个棱镜分裂出一个影像的示例图。图3B示出待测量部分一个虚拟影像例子的图。图4A示出利用分裂平面镜的实施例的示意图。图4B是示出图4A所示的分裂平面镜细节图。图4C示出图4A所示的分裂平面镜的透视图。图4D是示出另一个实施例中一个凹镜图。图5示出利用多边形棱镜的实施例的示意图。图6示出多边形棱镜的放大图。图7示出待测量部分虚拟影像的另一个例子的图。实施例1本专利技术用一个例子来说明，将本专利技术用于对DNA的基阶(base order)排序，亦即本专利技术用于电泳分析装置，以分离和分析由四种荧光团标记的样品。图1A示出电泳分析装置的概括图，其中包括本专利技术的一个实施例中的带有波长选择检测的电泳分析器。电泳单元由一个毛细管阵列电泳单元3构成。施加在上缓冲槽7和下缓冲槽80之间的电泳电压使得利用电泳注入法注入样品到每个上部毛细管3-1上端。从上缓冲槽7移到下缓冲槽8。自上毛细管端部淘析的样品进入光室30，用光照射。样品流入下端开口的毛细管3-2，它带有光学室30中缓冲溶液的层流(sheathflow)。光照射到光室30。所述光射线同时照射从上毛细管阵列3-1的每个毛细管端淘析的样品。在此光射线的照射下，在照射区域内存在的标记DNA的荧光团发射出荧光。在该光射线的光路中，形成由诸多荧光团发射出的多个荧光发射点所组成的荧光发射区。图1B示出所形成的一个线性荧光发射区的示意图。荧光发射点31-1至31-n是由照射的荧光团标记的样品产生的，它们在光室30中按大致相等的间隔成直线地排列。诸多荧光发射点组成一个线性荧光发射区。来自该(测量对象)发射区的荧光被聚焦，并由影像分裂装置在线传感器4上划分为四个成直线的荧光影像。该影像分裂装置是一个影像分裂棱镜1，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带有波长选择检测的电泳分析器，其特征在于包括： 一个荧光检测器，用于检测测量对象的影像，该测量对象由一个线性荧光发射区组成，在该荧光发射区内，由多个样品发射的光束产生多个荧光发射点，即多个荧光发射点用以以多个波长的光束发射光射线，排列在一条直线上； 影像分裂装置，用以分裂来自所述荧光发射点的所述光射线并使得在所述荧光检测器的检测表面上形成所述线性荧光发射区的多个影像； 滤光片装置，具有不同的透射波长，用以分离具有多个波长光射线，滤光片装置安置在所述荧光发射点出发的光线前进方向中的光路内， 其中，所述荧光检测器包括一个线传感器，在该线传感器中，多个光像素按直线排列， 所述影像分裂装置形成所述线性荧光发射区的多个影像，将它们在所述光像素的排列方向内偏移开一个预定的距离而成像于荧光检测器上，因而影像相互之间并不重叠。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：神原秀记，穴沢隆，高桥智，村上胜彦，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]