灵敏的发射光收集和检测系统技术方案

提供一种照度计，该照度计包括波导样品保持器和一个或多个检测器。波导样品保持器可以包括中空区域，该中空区域用于保持样品和可以由把发射光导入波导样品保持器的底端的材料制成。可以提供用于检测来自波导样品保持器的底端的发射光的一个或多个检测器。还提供包括波导样品保持器、一个或多个激励光源、一个或多个光学检测器的荧光计／光度计。以一个角度或垂直于波导样品保持器的一个表面而导入激励光。波导样品保持器是由可以把发射光导入波导样品保持器的底端的材料制成的。存在用于检测来自波导样品保持器的底端的发射光的一个或多个检测器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利说明灵敏的发射光收集和检测系统 专利
本专利技术涉及包括在可以保持样品的最小波导样品保持器处的灵敏的发光检测系统。本专利技术还涉及一种系统，该系统包括激励光源和用于检测来自波导样品保持器中的样品的激励和发光信号的变化的灵敏的检测系统。波导样品保持器在收集发射光和把发射光引导到检测器方面是有效的。可以配置波导样品保持器设计、激励光照度的安排以及滤光器以促进对密度极低的样品和发光反应物的检测和便于使用。
技术介绍
如这里所使用，术语“积分式波导传感器”技术是指在波导表面上或在波导样品保持器内的溶液中检测激励和发光信号。 积分式波导生物传感器的固相实施是基于检测的，所述检测使用波导表面上的发光反应物。适合于发光反应物的光源在90度角度处照亮光波导。通过波导有效地收集发射的光，并且从波导的末端射出。发光信号经由一组透镜和滤光器发送到检测器。在Mark J.Feldstein，Brain D.MacCraith和FrancesS.Ligler于2000年10月24日公布的美国专利6,137,117号，“IntegratingMulti-Waveguide Sensor”以及Frances S.Ligler，Marc Breimer，Joel P.Golden，Delana A.Nivens，James P.Dodson，Tiffanee M.Green，DanielP.Haders和Omowunmi A.Sadik的“Integrating Waveguide Biosensor”(Anal.Chem.2002，74，713-719)中描述这个技术。这里结合两个文件的完整的揭示作为参考。
技术实现思路
本专利技术的目的是积分式波导传感器的液相实施，其中发光反应物是在容器内的溶液中的，所述容器可以保存溶液，并且容器和溶液一起的作用如同波导。适合于发光反应物的光源从垂直于波导样品保持器的表面的方向或从与波导样品保持器的表面成一个角度的方向照亮包含溶液的波导。波导有效地收集发射的信号连同激励光，并且从波导的末端射出。激励和发光信号经由一组透镜和滤光器发送到检测器。 如这里所使用的，术语“样品”的意思旨在突出地指出液体，并且该液体还可以包含多种其它材料，诸如小的固体微粒、化学制品、分子、蛋白质、DNA、发光反应物、微生物、细胞等。 如这里所使用的，术语“光学元件”包括一些元件，这些元件包括透镜、滤光器、光波导(诸如光纤，但是不包括波导样品保持器)以及光栅中的任何一个或它们的组合。光学元件用于(1)例如，通过使用透镜和光波导(诸如光纤)提高发射光的收集和提高到检测器的光的引导而增加信号(发射光)；以及(2)通过使用滤光器、光栅等消除不需要波长的光以降低噪声、背景和/或其它不需要的荧光性源。 如这里所使用的，术语“波导样品保持器”是指可以保存样品和样品的组合的容器，并且容器的作用如同波导，把样品中产生的发射光引导到检测器。 如这里所使用的，术语“发射光”和/或“发光信号”是指通过发光、荧光、磷光和/或包括胶状的金、胶状的银、其它胶状的金属和非金属、胞质基因谐振微粒、量子点、其它荧光微型粒子、光栅微粒、光子晶体反应物等的其它发光反应物产生的光。 如这里所使用的，术语“发光”是指通过作为发光反应物或通过发光反应物产生的化学制品或生物化学材料的电磁辐射的产生。“化学发光”是指当从化学反应得到激励能量时的光的产生。“生物体发光”是指生物体发光的子集，其中通过生物反应或生物化学反应产生光。生物体发光的一个特定例子是通过萤火虫的光的产生，其中虫萤光素底物与虫萤光素酶和反应物ATP(三磷酸腺苷酶)和氧组合。“电化学发光(ECL)”是发光的一种形式，其中电化学反应在发射化学发光反应的光之前。 如这里所使用的，术语“荧光”是指跟随在从外部光源能量吸收之后的光发射。荧光发射可以来自化学反应物或生物化学反应物。所发射的波长比吸收波长要长。荧光材料的特定例子包括诸如Cy-3和Cy-5等有机染料、Alexafluor、绿色荧光蛋白质(GFP)、硅微型粒子、量子点以及本
中已知的其它材料的多种多样的集合。 如这里所使用的，术语“磷光”是指与荧光相似的现象，除了激励的产物相对更稳定。因此，与荧光相比较，直到释放能量的时间较长，在已经除去激励光之后还产生辉光。还可以从化学反应物或生物化学反应物得到磷光发射。 如这里所使用的，术语“发光反应物”是指发光、荧光或磷光材料。其它发光反应物包括胶状的金、胶状的银、其它胶状的金属和非金属、量子点、其它荧光微型粒子、胞质基因谐振微粒、光栅微粒、光子晶体反应物等。 如这里所使用的，术语“检测器”是指可以把通过样品或发光反应物产生的发射光转换成电信号或图像的设备。检测器的例子有光电二极管、一-维电荷耦合器件(CCD)阵列、两-维CCD阵列、光电倍增管(PMT)、位置敏感PMT、互补金属氧化物硅(CMOS)图像阵列、光谱仪等。可以选择检测器使之在发射光的频率范围内具有最大灵敏度，并且可以配备滤光器以阻断激励光源。可以使用一个或多个检测器。 可以检测发光反应物产生的发光信号作为即时能量、时间上平均的能量或时间上积分的能量。对于诸如量子点(与有机染料相比较，它在长时间暴露于激励光源之后可以保持光稳定)之类的发光反应物，在比有机染料长的时间周期上的信号积分变成有可能，并且可以用来提高检测灵敏度。 如这里所使用的，术语“激励光源”是指包括光源和光学部件的幅射发光部件。对于诸如胶状的金和银的一些应用，激励光源可以是宽光谱源，而在其它应用中，激励光源可以是窄光谱源。使用多个光源可以较佳地照亮一些样品。例如，在同一样品中有不止一个荧光发光反应物的一些多-分析物应用中，一些发光反应物可能需要一个或多个窄带激励光源，而可以通过所有发光波长的单个窄带或宽带激励光源来照亮诸如量子点之类其它发光反应物。可以使用透镜、滤光器和其它光学设备来得到要求的或最佳的发光。 在本专利技术的示范性实施例中的激励光源可以使用应用本
中已知的各种方法中的任何一种方法的任何光源。示范性源包括激光器、发光二极管(LED)以及其它窄和宽带光源。 简单地说，来自激光器的光具有相干性和潜在高功率、窄波长带以及用透镜可以转变成宽的准直光束、锥形光束或扇形光束的光束的特性。相干性和高功率提供较大的功率密度。窄带对于有机染料反应物是需要的。在本专利技术的示范性实施例的装置和方法中可以使用任何类型的激光器。二极管激光器是能普遍得到的、小型化的和相对低成本的。 LED产生不相干的和具有比激光器的带宽较宽的光。LED是相当便宜和小型化的。因此，LED极适用于一些应用。另一方面，可以使用诸如LED之类光源的可寻址的多-元件阵列，以顺序地探查样品中各种荧光材料。光源的多个元件阵列提供特别低成本的技术，具有无移动部件的优点，并且提供比阶跃式或振荡式激励光更大的灵活性，因为LED或LED的组在任何时间或空间序列中都是可寻址的。 例如，包括白炽灯、荧光灯、氙灯、水银灯和弧光灯的宽带不相干光源在本专利技术的示范性实施例的装置中是有用的。例如，宽带紫外(UV)源对于照亮量子点是有用的。 在辐射发光部件中有可能使用很多种激励光源配置。在这些可选择的配置中的选择部分地取决于发光反应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种样品保持器，包括：用于把样品收纳在其中的箱；用于提供到箱的第一访问的远端；至少包括可透光部分的近端；以及在纵向方向上从近端延伸到远端的至少一个壁；其中箱包括由至少一个壁定义的内纵向表面和外纵向表面，当从与纵向方向垂直的平面进行观察时，内纵向表面包括第一横截面形状；当从与纵向方向垂直的平面进行观察时，外纵向表面包括第二横截面形状；以及所述至少一个壁包括用于向近端引导光的波导配置。

【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：CM唐，P阿姆斯特茨，
申请(专利权)人：柯丽安缇维微技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[]