用于准确光学测量的容器制造技术

本发明专利技术大体而言涉及在光学分析设备中使用的用于保持少量液体的容器。更具体而言，本发明专利技术涉及在采用荧光检测设备的聚合酶连锁反应(PCR)分析中利用的容器。容器包括开口顶部(1)、密封底部(2)和容器主体(3)，容器主体(3)的特征为用于光源(10)或光检测器(12)的透光的至少两个平坦表面(4/5)。该平坦表面改进了光折射，从而允许更准确的光学分析。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于准确光学测量的容器
本专利技术大体而言涉及在光学测量设备中使用的用于保持少量液体的容器，且涉及包括至少一个容器的设备。更具体而言，本专利技术涉及在采用荧光检测设备的聚合酶连锁反应(PCR)分析中利用的容器。
技术介绍
PCR分析已变成用于多种应用的医学和生物学研究实验室的重要研究工具。可能通过在PCR的每个热循环中监测荧光性质来分析核酸扩增状态和由此聚合酶连锁反应(PCR)的成功。热循环表示温度的变化，以便使目标DNA在高温下融化且使DNA选择性地在低温下扩增。基于荧光的方案在PCR期间提供扩增产物的实时测量。这些方法依靠光激发和光检测。在每个扩增循环增加的荧光信号与所形成的PCR产物的量有关。已发展多种仪器来实施这些基于荧光的测量方案。常见的装备包括带有旋转转盘(carousel)的热循环仪，在旋转转盘内设置容器用的接收器(receptacle)。热循环仪中的温度由调温空气流准确地控制。容纳容器的转盘旋转以便维持热循环仪内的稳态温度。荧光激发用的光源通常位于旋转容器下方。荧光检测器与热循环仪的侧壁对准。检测设备前方的额外透镜允许荧光聚焦在检测单元上。另外，由这种装备实现的测量的敏感性和可重复性仍有改进的空间，如近来的发展努力所表明的。常用的容器为带有锥形形状和一系列密封系统的塑料容器。在文献US2004/0258563Al中，揭示了一种容器，其将透镜整合到容器帽内。这允许从容器顶部的准确测量，但是容器中的液体量可能会妨碍准确性和可重复性。另一方面，文献WO2008/129123Al公开了多个连接的容器，其中容器的帽和主体具有不同的透光性质。目的是为了防止由于如相邻容器的反射物体而在容器内侧和外侧出现光反射。总反射可减少，但对于总信号品质增益的效果如何尚不清楚。
技术实现思路
鉴于上文所述，若可得到以下容器则将是有利的：该容器允许准确且可靠的光学分析，特别是结合基于荧光的检测设备。因此，本专利技术的主要目的是提供用于准确且可靠的光学测量的改进的容器和方法。而且，容器的形状和材料性质应被设计成允许最佳的测量结果。根据本专利技术的第一方面，该问题由一种容器来解决，该容器包括：开口顶部；密封底部；以及容器主体，容器主体的特征为用于光源和检测单元的透光的至少两个平坦表面，其中，所述至少两个表面彼此不平行。这个特征改进了光折射，从而允许更准确的测量。由于平坦表面减少了光散射和漫射，因而可提高测量的敏感性和再现性。因此，可减小测量的总噪声水平，从而改进信噪比，这允许以更少的热循环进行更快的测量。用于监测容器中的聚合酶连锁反应的光学测量设备包括容器接收器、调温腔室、光源、检测和分析装置以及根据本专利技术的至少一个容器。光源(优选地LED)照射待分析的容器。检测单元(优选地光度计或光电倍增管)从通往待分析容器的光路收集荧光信号。根据本专利技术的第二方面，通过一种朝向密封底部渐缩的容器来实现上述目的。渐缩或锥形容器后的一般原因是使用移液管来填充和排空容器。在基于荧光的PCR分析中，渐缩体还简化了容器在测量装备的光路中的对准。容器通常容纳于旋转的转盘中。光源优选地定位于旋转容器下方，并且检测器单元优选地在监测设备的壁中紧邻旋转容器放置。用于照射光和荧光信号检测的光路通常以正交的角度交叉。容器本身优选地固定在转盘中，且容器底部悬挂成与光路相交且以角度指向上方。所述角度可在较宽范围变化。优选地，所述角度在10至80°、更优选地30至70°、甚至更优选地38至50°、最优选地41至49°的范围内。所述角度可适于方便容器内的液体不因离心力而向上推壁且测量不受容器与液体内部之间的空气隙妨碍。容器的渐缩形状允许在光路中容易且精确的对准，并且也简化光学仪器的布置。如上文所提到的，至少两个平坦表面彼此平行。在一有利实施例中，所述表面相对于容器的中平面对称地对准，其中所述中平面覆盖容器的对称轴线。还有利的是，所述表面在所述表面之间形成在5至175°、优选地10至170°、更优选地40至130°、甚至更优选地60至120°且最优选地75至105°的范围内的角度。在本专利技术中，通常，术语“平坦”的意为被广义地解释且包括微小的凹入和凸出表面，只要不妨碍性能和/或光路。通常，与完全平坦表面的内径的10%的偏差是可接受的。根据本专利技术的又一方面，容器优选地由塑料制成，例如聚烯烃，聚碳酸酯、聚酯、聚酰胺、聚氯乙烯等。更优选地，容器由环烯共聚物、聚丙烯、PMP、石墨烯等制成。本领域技术人员将选择相应的材料来平衡光学透明度、价格和在使用条件下的热/光稳定性。优选地，材料在高达140℃下是热稳定的，并且对于紫外光和可见光是透明的。这些材料允许薄壁容器的经济制造，其允许有利的导热性且允许在空气与容器内侧的液体之间的快速热平衡，这对于热循环过程是至关重要的。优选地，容器的壁厚在0.001至1mm、更优选地0.1至0.5mm的范围内。在本专利技术的一优选实施例中，用于入射光的透光的平坦表面相对于光源布置成75至105°的角度。同样，用于检测单元的透光的另一平坦表面相对于检测器布置成75至105°的角度。最优选的为垂直对准和偏离精确垂直对准7至10°范围的对准。选择对准以最大限度地减小反射角，从而减少漫反射的量且增加总测量的敏感性。由于容器的严格对准对光学测量的重大影响，优选地，根据本专利技术，提供至少一种装置以用于在光路中准确地对准容器，例如优选地在容器上部形成尖柱、多边形、立方体等的容器的成形部段。备选地，在径向上优选地位于开口顶部的至少一个突起和/或凹部是可能的。容器用的接收器提供对应的配对物，例如，对应的凹部、突起和/或成形的形式。这减轻了在测量设备的接收器中精确地对准容器的细致劳动。因此，可显著地减少测量过程的误差倾向，使得实施放置容器的自动化工作流程是可行的。在本专利技术的另一实施例中，容器截面的特征为带有多个边的多边形。多边形可延伸到容器的部分或整个容器。形状不仅整合了平坦表面的功能，而且还通过其形式配合形状而整合了在接收器中对准容器的功能，从而使得额外的突起或凹部成为冗余的。优选地，若干容器互连而形成容器条带。为了将容器条带装配于基于转盘的热循环仪的接收器内，在本专利技术的实施例中，条带的铰链为柔性的。这允许条带弯曲以装配到接收器转盘内。用于容器放置的时间可减少，同时确保容器在测量装备中的精确对准。在容器的最优选实施例中，若干容器连接为环结构。该环结构可插入旋转转盘用的接收器内。备选地，环结构还可包括旋转主体，其可被固定到热循环仪的可绕转驱动器上。该实施例允许容易地搬运容器环，这便于快速的自动化工作流程。在另一优选方案中，容器的特征为将开口顶部密封的插入元件。优选地，插入元件为弹性的或柔性的。具有例如球形状的插入元件紧紧地密封容器以便在搬运和测量期间防止待分析的液体的污染。这种简单的密封机构允许自动化实施。作为备选，容器顶部可被制成为弹性或柔性的以容纳密封元件。为了经济地制造上文所提到的容器实施例，优选地使用注射模制技术。特别地，若干互连容器形成一个构件的实施例因此可在一个制造步骤中制成且允许将容器容易地用作一次性产物。根据本专利技术的另一方面，容器的特征为特别地用于透光平坦表面的一个或多个具体的表面纹理(texture)。可通过表面处理(如等离子体处理)来获得纹理。纹理可用于实现本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.11.04 EP 10189922.71.一种用于保持少量液体和用于光学测量设备中的容器，包括开口顶部(1)和密封底部(2)，且容器主体(3)的特征为用于光源(10)和检测单元(12)的透光的至少两个平坦表面(4，5)，其特征在于，所述平坦表面并不彼此平行，所述容器以倾斜方式固定至旋转驱动器，使得所述容器的底部(2)远离所述旋转驱动器的旋转中心导向，并且用于所述检测单元的透光的所述平坦表面被倒圆为具有与容器旋转半径对应的倒圆半径，使得从所述容器中的激发样品发射的信号在所有旋转时间内在垂直的光路上测量。2.根据权利要求1所述的容器，其特征在于，用于透光的所述平坦表面(4，5)形成在5至175°的角度(19)。3.根据权利要求1所述的容器，其特征在于，用于透光的所述平坦表面(4，5)形成在10至170°的角度(19)。4.根据权利要求1所述的容器，其特征在于，用于透光的所述平坦表面(4，5)形成在10至130°的角度(19)。5.根据权利要求1所述的容器，其特征在于，用于透光的所述平坦表面(4，5)形成在60至120°的角度(19)。6.根据权利要求1所述的容器，其特征在于，用于透光的所述平坦表面(4，5)形成在75至105°的角度(19)。7.根据权利要求1所述的容器，其特征在于，用于所述光源(10)和检测单元(12)的透光的所述平坦表面(4，5)被布置成与对应的光源或检测单元成75至105°的角度。8.根据权利要求1所述的容器，其特征在于，用于所述光源(10)和检测单元(12)的透光的所述平坦表面(4，5)被布置成与对应的光源或检测单元成90°的角度。9.根据权利要求1所述的容器，其特征在于，所述容器的特征为对准装置，在所述开口顶部(1)附近在径向上呈突起(18)和/或凹部的形式。10.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：M邦克，
申请(专利权)人：吉亚根有限责任公司，
类型：
国别省市：