[發(fā)明專利]熒光讀取器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210123087.2
• 申請日: 2007-03-21
• 公開（公告）號: CN102636469A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發(fā)明（設計）人: 托馬斯·林斯特龍;伊布·曼德爾-哈特維格;奧韋·奧曼;約翰·巴克倫;肯尼特·維爾赫爾姆森
• 申請（專利權）人: 阿米克公司
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 蔣駿;朱海煜

本發(fā)明是申請?zhí)枮?00780009688.8，申請日為2007年3月21日，名稱為“熒光讀取器”的發(fā)明申請的分案申請。

技術領域

本發(fā)明涉及一種用于光學分析裝置中樣品基板的改進的熒光/磷光讀取器。本發(fā)明還涉及所述熒光/磷光讀取器的應用，以及適用于所述熒光讀取器的樣品基板。

背景技術

基于樣品中分析物，如核酸、縮氨酸、蛋白質、抗體、激素或藥物的檢測，通過光學分析對液體樣品進行分析和診斷測定。光學分析一個重要的應用是免疫學領域，其中借助特定的抗體檢測分析物，例如通過用熒光團標記分析物，或通過在光學檢測之前提供熒光團標記的抗體，該抗體能結合到分析物，從而形成可光學檢測的復合物?？赏ㄟ^熒光讀取器進行熒光團的檢測，熒光讀取器能用激發(fā)光源照射分析支撐基板并能檢測從熒光團發(fā)射的熒光。

通過包含樣品支撐基板和熒光讀取器的光學分析裝置進行包括檢測從熒光團發(fā)射的熒光在內(nèi)的光學分析。熒光讀取器包括用于光學波長范圍內(nèi)（即在大約40nm與1mm之間）的電磁輻射的光源和檢測器、以及適當?shù)墓鈱W濾波器和波導部件。樣品支撐物包括例如在激發(fā)光和發(fā)射光的波長范圍中具有較高光學透射率的聚合物材料的基板，其還具有對其他波長的較高吸收性?；逶O置有一個或多個反應位置區(qū)域，包含探針分子，例如抗體的點和/或線，為樣品中存在的分析物分子，即目標分子提供結合位置?；暹€設置有用于形成例如微柱或微桿的突出微結構的圖案，其設置成形成用于樣品的毛細管流道。

當樣品與支撐表面上被捕獲的分子接觸，且熒光或磷光抗體檢測共軛（conjugate）時，形成可光學檢測的點或線。當用熒光讀取器的激發(fā)光源照射基板時發(fā)出熒光或磷光，由此表示在樣品的目標分子與反應位置的探針分子之間發(fā)生了反應。熒光和磷光定義為由被吸收的激發(fā)電磁輻射導致的電磁輻射的發(fā)射物，在激發(fā)之后熒光持續(xù)小于1×10^-8s，在暴露于激發(fā)光之后磷光持續(xù)較長時間，即其衰退更慢。

在熒光（和磷光）中，激發(fā)輻射通常具有比發(fā)射輻射短的波長（即較高的能量），但對于多光子熒光來說是相反的事實?？梢砸苑€(wěn)態(tài)或時間分辨來研究熒光行為，熒光光譜學涉及例如單光子和多光子熒光、FRET（熒光共振能量轉移）、和熒光上轉換（up-conversion）。在熒光分析中，激發(fā)和發(fā)射輻射的波長依賴于熒光團的類型，熒光團可以是有機源或無機源的，如青色染料、熒光蛋白染料或納米晶。作為一個例子，一般用649nm激發(fā)普通熒光團Cy-5^TM（GE衛(wèi)生保?。?，測量發(fā)射光為670nm。激發(fā)最大值與發(fā)射最大值之間的波長差通常稱作斯托克斯偏移。

在光學分析中，通過熒光讀取器的檢測器件，通過測量發(fā)射熒光或磷光的強度來確定樣品中分析物的濃度，由此能進行定量測量。因而，用激發(fā)光照射反應位置區(qū)域的效率，以及發(fā)射的熒光的收集效率將對光學分析的性能產(chǎn)生影響。

此外，基板表面上的反應位置可設置不同探針分子的點或線的陣列，結合不同的目標分子。因此，熒光讀取器設計成能通過不同熒光團，或通過使用探針分子的空間分離來確定樣品中幾種分析物的存在。

熒光讀取器可設置成通過掃描反應位置區(qū)域進行發(fā)射熒光的檢測或者作為二維像素陣列來檢測整個反應位置區(qū)域的圖像。掃描熒光讀取器通過光學部件與樣品基板之間的相對移動掃描樣品基板的表面，光學部件優(yōu)選包括窄帶激發(fā)光源，如激光，LED或設置有光譜濾波器的白光源，來自該窄帶激發(fā)光源的光聚焦在每個單獨的檢測位置。從每個檢測位置發(fā)射的熒光聚焦在光學檢測器，如光電二極管或PMT（光電倍增管）上。成像熒光讀取器能檢測二維像素陣列，光學部件包括用于照射樣品基板的大部分表面區(qū)域（或整個表面區(qū)域）的激發(fā)光源、和能同時檢測從整個檢測位置區(qū)域發(fā)射的光的檢測器，如使用MOS（半導體上金屬（Metal-On-Semiconductor））技術的CCD（電荷耦合器件）成像器。

WO01/575501中描述了一種現(xiàn)有技術的光學讀取器，該文獻公開了在透明基板上包含樣品的分析物的光學成像。該光學讀取器包括用于激勵從樣品發(fā)射可檢測光的激發(fā)能量源，基板設置有位于樣品下面的用于將發(fā)射光反射進檢測部件的反射表面。

WO99/46596中公開了一種光檢測光學器件，其包括耦合到滑塊的光導體，由此可提高光收集效率。

WO03/103835描述了現(xiàn)有技術的樣品基板，其設置有布置成形成用于樣品的毛細管流道的突出微柱。

本發(fā)明的一個目的是提供一種改善的熒光/磷光讀取器，其能有效照射基板的反應位置區(qū)域并有效收集和檢測發(fā)射光，由此可實現(xiàn)高性能的光學分析裝置。