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专利名称：用于光学并行分析样本布置的装置和方法以及相应的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种用于光学并行分析样本布置的装置和方法以及一种相应的制造方法。
背景技术：
虽然可以使用任意的装置来对样本布置进行光学并行分析，但是关于使用在微量滴定板(Mikrotiterplatten)上来阐述本发明和其所基于的问题。为了以光学方式研究生物化学的单个样本，通常使用微量滴定板或者DNA芯片， 其中研究对象在空间上彼此分离地设置在离散的样本区域中。通过对大量的单个样本并行地执行光学分析，比在顺序地执行单个分析的情况下更快地得到结果。通过将单个配方小型化，此外节省了试剂。微量滴定板通常是矩形的并且包含多个彼此隔离的行和列中的小碟作为样本区域，用于例如通过在等离子体保护研究和植物保护研究中的吸收测量、荧光测量、发光测量、例如用于所谓的高通量筛选(HTSzHochdurchsatzpruefung)来检验生物特性和反应。所述板大多由塑料构成，通常是聚苯乙烯，有时也是聚氯乙烯，然而对于非常特殊的应用也由玻璃构成。根据ANSI标准，精确的尺寸为127. 76mmX85. 48mmX14. 35mm。存在多种格式， 全部都在相同的底面上并且部分具有可变的高度，其中通常存在6到1536之间个小碟。可以使用不同形式的小碟，例如平底、具有极小倒圆的角的平底、圆锥形延伸的底、U形凹部。微量滴定板由于其需要较少的样本量以及良好的可自动化性而在药学、医学、生物化学、遗传学和分子生物学领域的研究中被认可为重要的组成部分。由DE 197 48 211 Al公开了一种带有透镜阵列和物镜的光学系统，其将物品阵列成像到检测器阵列上。由DE 100 17 824 Al公开了一种用于并行地以光度测定方法对对象上的多个彼此分离的样本区域进行荧光分析或者发光分析的装置。图4是已知的用于光学并行分析微量滴定板形式的样本布置的装置的示意图。在图4中，附图标记1表示微量滴定板形式的、塑料构成的承载基底1。在承载基底1的正面VS中设置有样本区域ΚΙ、K2的布置用于容纳样本物质Al、A2。样本区域K1、 K2是形成或者钻孔或者铣削到承载基底1中的腔。在承载基底1的背面RS上施加有检测器区域D1、D2，它们分别被分配给相应的样本区域K1、K2。由此，带有所属的检测器区域D1、D2的每个样本区域Kl、K2基本上占据相同的空间，这通过虚拟的分离线T表明。如果样本物质在光学并行分析的范围中从承载板1的正面VS以激励辐射AS照射，则在样本物质Al、Α2中出现发射，所述发射导致射束MSI、MS2和ST，例如光束。射束 MSl和MS2朝向检测器区域Dl或D2的方向，所述检测器区域被分配给带有样本物质Al或 Α2的样本区域Kl或Κ2。这些射束MS1、MS2于是为规则的测量信号。
光束ST从样本物质A2到检测器区域Dl，该检测器区域被分配给带有样本物质Al 的样本区域K1。就此而言，光束ST是干扰束，并且将样本区域Kl的信噪比降低。换而言之，射束ST形成检测器区域Dl的测量信号的光学污染，因为其是从相邻的样本区域K2出来的散射光。

发明内容
在权利要求1中限定的根据本发明的用于光学并行分析样本布置的装置和根据权利要求10的相应的方法以及根据权利要求11的相应的制造方法具有的优点是，其提高光学并行分析的灵敏度，即能够实现更高的信噪比。本发明所基于的思想在于，抑制由于来自相邻的样本区域的散射光对测量信号的光学污染，并且此外优选将光学信号本身聚束。这通过使用相应的光学装置来实现，该光学装置被分配给(zugeordnet)相应的样本区域并且构建为使得其将相应的样本区域响应于光学激励而并不朝着分配给其的检测器区域发射的光束朝着被分配给其的检测器区域偏转和/或朝着在承载基底背面上的没有检测器的区域偏转。特别是水平辐射的光可以略微地偏转并且聚焦到分配的检测器区域中的承载基底的底部上，例如微量滴定板的底部上。由此，除了延长或者避免通过相邻的样本区域的散射光的横向敏感性之外，通过提高强度或者聚焦实现了提高光学信号的灵敏度。同时，通过根据本发明的改进并未负面地影响所需的光学和几何学特性，例如承载基底的透明度和平面的结构方式。由此，在使用中承载基底的特性并不改变，并且无需改进已知的测量方法。在从属权利要求中所记载的特征涉及本发明的相应主题的有利的扩展方案和改进。根据一个优选的扩展方案，光学装置具有全反射的斜面。该实施形式可以特别容易地制造。根据另一个优选的扩展方案，光学装置具有镜面化的斜面。在该实施形式中，偏转角可以任意地预先给定。根据另一个优选的扩展方案，光学装置具有镜面化的球形部分面。该实施形式能够实现特别良好地聚焦到相应的检测器区域上。


在附图中示出本发明的实施例并且在随后的描述中进一步阐述。其中
图1示出了根据本发明的第一实施形式的微量滴定板形式的用于光学并行分析样本布置的装置的示意图2示出了根据本发明的第二实施形式的微量滴定板形式的用于光学并行分析样本布置的装置的示意图3示出了根据本发明的第三实施形式的微量滴定板形式的用于光学并行分析样本布置的装置的示意图；并且
图4示出了微量滴定板形式的用于光学并行分析样本布置的已知装置的示意图。
具体实施例方式在附图中，相同的附图标记表示相同的或者功能相同的元件。图1是根据本发明的第一实施形式的微量滴定板形式的用于光学并行分析样本布置的装置的示意图。在图1中，附图标记1表示微量滴定板形式的、塑料构成的承载基底。如参照图4 所阐述的微量滴定板那样，承载基底1具有腔κι、K2作为样本区域用于容纳样本物质Al、 A2。样本区域K1、K2等等通常以矩阵形式地设置在矩形的承载基底1上。承载基底1具有 2 - 4mm之间的厚度ΗΡ。样本区域K1、K2的厚度用Hw表示并且通常为0. 6_0. 8mm。附图标记L1、L2表示相应的光学装置，其围绕样本区域Kl或者K2来布置，更确切地说，在该例子中环形地布置，并且其构建为使得其将相应的样本区域ΚΙ、K2响应于光学激励辐射AS并未朝着相应的所分配的检测器区域Dl或D2的方向发射的光束STla、STlb 或者ST2a、ST2b、ST2c朝着承载基底1的背面RS上的没有检测器的区域的方向偏转。在本情况中，这通过在全反射的斜面SP1、SP2上的偏转来实现，所述斜面设置在围绕相应的样本区域K1、K2的同心环中。全反射基于承载基底1的材料的光学特性和环境 (例如空气)。在全反射时，在临界角以下的光被反射。为了制造斜面SP1、SP2 (它们同样设置在正面VS之下的腔KL中)，无需附加的设备开销，并且无需附加的制造步骤，因为这种微量滴定板通常由塑料制造并且借助拉深方法或者压铸方法或者压印方法来得到其形状。通过光学装置Li、L2，如已经参照图4所阐述的干扰射束ST不会出现。由此，仅仅测量射束 MSl或MS2到达检测器区域Dl、D2中，所述测量射束来自于所属的样本区域以及其中包含的样本物质Al或A2。对于全反射，必须满足的条件是
权利要求
1.一种用于光学并行分析样本布置的装置，具有承载基底(1);设置在承载基底(1)的正面(VS)上和/或正面(VS)中的用于容纳样本物质(Al，A2) 的样本区域(K1，K2)的布置；设置在承载基底(1)的背面(RS)上和/或背面(RS)中的检测器区域(D1，D2)的布置， 其中检测器区域(Dl，D2)分别被分配给相应的样本区域(Kl，K2)，以及光学装置(Li，L2 ；Ll', Li”)的布置，其中光学布置(Li，L2 ；Ll', Li”)分别被分配给相应的样本区域(Kl，K2)，并且构建为使得其将相应的样本区域(Kl，K2)响应于光学激励而并不朝着被分配给其的检测器区域(Dl，D2)发射的光束(STla，STlb, ST2a, ST2b，ST2c ； ST1，，ST2，，ST3，；ST1”，ST2”，ST3”)朝着被分配给其的检测器区域(Dl，D2)偏转和/或朝着在承载基底(1)的背面(RS)上的没有检测器的区域偏转。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述样本区域(K1，K2)包括在承载基底(1)的正面(VS)中的第一腔(Κ1，Κ2)。
3.根据权利要求1或2所述的装置，所述光学装置(L1，L2；Li’，Li”)设置在承载基底 (1)的正面(VS)中的第二腔(KL;KL’)中，其包围第一腔(K1，K2)。
4.根据权利要求3所述的装置，其中所述光学装置(L1，L2；Li’，Li”)具有全反射的斜面(SP1，SP2)。
5.根据权利要求3或4所述的装置，其中所述光学装置(L1，L2；L1’，L1”)具有镜面化的斜面(SP)。
6.根据权利要求3至5之一所述的装置，其中所述光学装置(Li，L2；Li’，Li”)具有镜面化的球形部分面(SK)。
7.根据权利要求3至6之一所述的装置，其中带有所述光学装置(L1，L2；L1’，L1”)的第二腔(KL)环形地、尤其是圆形地围绕样本区域(Kl，K2)。
8.根据上述权利要求之一所述的装置，其中所述承载基底(1)为微量滴定板。
9.根据上述权利要求之一所述的装置，其中所述光学装置(Li，L2；Ll', Li”)集成到承载基底(1)中。
10.一种用于光学并行分析样本布置的方法，包括以下步骤提供根据上述权利要求之一所述的装置；通过照射承载基底(1)的正面(VS)来并行地光学激励样本布置；以及检测样本区域(Kl，K2)在其相应的检测器区域(Dl，D2)中的光学应答。
11.一种用于制造根据权利要求1至9之一所述的装置的方法，其中所述光学装置 (Li，L2 ；Li’，Li”)通过拉深方法或者压铸方法或者压印方法来集成到承载基底(1)中。
全文摘要
本发明涉及用于光学并行分析样本布置的装置和方法以及相应的制造方法。所述装置具有设置在承载基底的正面上和/或正面中的用于容纳样本物质的样本区域的布置；设置在承载基底的背面上和/或背面中的检测器区域的布置，其中检测器区域分别被分配给相应的样本区域；以及光学装置的布置，其中光学布置分别被分配给相应的样本区域，并且构建为使得其将相应的样本区域响应于光学激励而并不朝着被分配给其的检测器区域发射的光束朝着被分配给其的检测器区域偏转和/或朝着在承载基底背面上的没有检测器的区域偏转。
文档编号G01N21/63GK102192900SQ201110034968
公开日2011年9月21日 申请日期2011年2月9日 优先权日2010年2月9日
发明者鲁普 J., 多布 M. 申请人:罗伯特·博世有限公司