專利名稱：用于生物芯片的光學(xué)檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的一個(gè)或者多個(gè)實(shí)施例涉及一種用于生物芯片的光學(xué)檢測裝置。
背景技術(shù)：
生物芯片是一種類似于半導(dǎo)體芯片的活組織檢查器件并且可以通過將生物有機(jī) 化合物(諸如，活有機(jī)體、微生物、細(xì)胞或者器官或者動(dòng)物或植物的神經(jīng)細(xì)胞的酶、縮氨酸、 蛋白質(zhì)、抗體或者脫氧核糖核酸(DNA))結(jié)合到小芯片上而形成。DNA芯片是一種檢測DNA 的器件，其通過在基板(諸如，玻璃基板或者半導(dǎo)體基板)上的小空間內(nèi)布置具有不同核苷 酸堿基序列(nucleotide base sequence)的單鏈DNA而制成，細(xì)胞內(nèi)核苷酸堿基序列的功 能是已知的。具有相同核苷酸堿基序列的單鏈DNA的集合通常被稱為點(diǎn)(spot)，通常20到 150個(gè)堿基聯(lián)合而形成一個(gè)點(diǎn)。 當(dāng)樣本的基因材料在這樣的DNA芯片上流動(dòng)時(shí)，僅僅與特定點(diǎn)相對應(yīng)的基因與相 應(yīng)的點(diǎn)結(jié)合并且未與DNA芯片中的點(diǎn)結(jié)合的基因不受束縛且可以被洗掉，其中與特定點(diǎn)相 對應(yīng)的基因是具有與特定點(diǎn)的核苷酸堿基序列互補(bǔ)的核苷酸堿基序列的基因。布置在DNA 芯片上的點(diǎn)的核苷酸堿基序列的功能是已知的，從而，通過識(shí)別DNA芯片中與基因結(jié)合的 點(diǎn)可以獲得樣本的基因信息。因此，可以相對迅速地分析特定細(xì)胞或有機(jī)組織中唯一的 基因表達(dá)(genetic e鄧ression)和/或變異(諸如單核苷酸多態(tài)性)的方面(aspect) 以及基因或者變種的拷貝數(shù)量變化。而且，DNA芯片也可以用于基因表達(dá)的分析、致病菌 (pathogenic bacteria)的傳染測試、抗生素抗性測試、關(guān)于環(huán)境因素的生物反應(yīng)研究、食 品安全檢查、罪犯識(shí)別、新藥的開發(fā)以及動(dòng)物或植物的醫(yī)學(xué)檢查。 已經(jīng)建議了用于識(shí)別與基因結(jié)合的DNA芯片中的點(diǎn)的各種方法，這些方法中最受 歡迎的方法是熒光檢測方法。在熒光檢測方法中，攜帶熒光材料的堿基與樣本的基因材料 結(jié)合，當(dāng)被激發(fā)光激發(fā)時(shí)熒光材料發(fā)射特定顏色的光。在基因材料在DNA芯片上流動(dòng)后，激 發(fā)光被輻照到DNA芯片上，且其中所獲得的熒光圖像被分析。從而，可以識(shí)別與樣本的基因 結(jié)合的點(diǎn)。例如，點(diǎn)的尺寸在從lym到100iim的范圍內(nèi)。 通常，用于通過將激發(fā)光輻照到DNA芯片上而獲得熒光圖像的光學(xué)檢測裝置通過 以大約O. l微米(ym)到lOiim的像素掃描DNA芯片而獲得熒光圖像。而且，幾百到幾千萬 (例如，1000)個(gè)點(diǎn)在一個(gè)DNA芯片中形成陣列。利用生物芯片掃描儀，需要較長的時(shí)間周 期來獲得較高分辨率的熒光圖像，并且通常需要大約10分鐘的時(shí)間通過掃描DNA芯片中的 每個(gè)面板來讀取整個(gè)DNA芯片，其中生物芯片掃描儀是通過掃描DNA芯片中的每個(gè)點(diǎn)陣列 來讀取整個(gè)DNA芯片的熒光檢測裝置。而且，必需用較長的時(shí)間周期來將掃描獲得的多個(gè) 熒光圖像轉(zhuǎn)換成與DNA芯片上的原始點(diǎn)相對應(yīng)的信息。

發(fā)明內(nèi)容
—個(gè)或者多個(gè)實(shí)施例包括用于生物芯片的光學(xué)檢測裝置，該光學(xué)檢測裝置能夠用 激發(fā)光的單次照射或者幾次照射而不是掃描來讀取整個(gè)生物芯片，例如DNA芯片。
在以下的描述中將部分闡述附加的方面、特征和優(yōu)點(diǎn)。 所公開的是用于生物芯片的光學(xué)檢測裝置，該光學(xué)檢測裝置包括光源系統(tǒng)，用于以激發(fā)光照射生物芯片；熒光檢測系統(tǒng)，用于檢測由生物芯片發(fā)射的熒光；以及光路改變單元，用于將光源系統(tǒng)發(fā)射的激發(fā)光引導(dǎo)到生物芯片并且將生物芯片發(fā)射的熒光引導(dǎo)到熒光檢測系統(tǒng)，其中光源系統(tǒng)輻照的激發(fā)光在生物芯片上的截面面積大于生物芯片的面積，熒光檢測系統(tǒng)利用激發(fā)光的單次照射檢測整個(gè)生物芯片的熒光圖像。 光源系統(tǒng)可以包括光源、光漫射器件以及聚光透鏡或聚光鏡(condensermirror)，它們沿著激發(fā)光行進(jìn)的方向順序設(shè)置在相同的光軸上。 而且，光源系統(tǒng)可以包括發(fā)射激發(fā)光的光源、傳輸激發(fā)光的光纖以及將激發(fā)光聚集在生物芯片上的聚光透鏡或者聚光鏡。 光路改變單元可以包括偏振光束分光器，設(shè)置在光漫射器件與聚光透鏡或聚光鏡之間；偏光器，設(shè)置在光漫射器件與偏振光束分光器之間；以及四分之一波板，設(shè)置在偏振光束分光器與聚光透鏡或聚光鏡之間。 備選地，光路改變單元可以是設(shè)置在光漫射器件與聚光透鏡或聚光鏡之間的二色鏡。 此外，熒光檢測系統(tǒng)可以包括激發(fā)光吸收濾波器、可變形鏡、投影光學(xué)系統(tǒng)以及光學(xué)檢測器，它們沿?zé)晒庑羞M(jìn)的方向順序設(shè)置，并且激發(fā)光吸收濾波器可以設(shè)置為面對偏振光束分光器的熒光輸出表面。 在實(shí)施例中，可變形鏡包括反射表面，該反射表面能夠通過機(jī)械或者電操作而變形以校正熒光圖像中的失真。 在實(shí)施例中，投影光學(xué)系統(tǒng)可以是具有可變的放大倍率的變焦透鏡系統(tǒng)或者變焦鏡系統(tǒng)。 光學(xué)檢測器包括像素陣列，且可以是光電倍增管(PMT)、電荷耦合器件(CCD)、互
補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感器(CIS CMOS)或者其的組合。 生物芯片內(nèi)單個(gè)基因點(diǎn)的圖像可以與光學(xué)檢測器的至少一個(gè)像素匹配。 光學(xué)檢測裝置還可以包括用于支撐、移動(dòng)、傾斜以及旋轉(zhuǎn)生物芯片的臺(tái)。 為了實(shí)現(xiàn)以上和/或其他的方面、特征或者優(yōu)點(diǎn)，一個(gè)或者多個(gè)實(shí)施例包括用
于生物芯片的光學(xué)檢測裝置，該光學(xué)檢測裝置包括光源系統(tǒng)，用于以激發(fā)光照射生物芯片；
以及熒光檢測系統(tǒng)，用于檢測由生物芯片發(fā)射的熒光，其中光源系統(tǒng)和熒光檢測系統(tǒng)設(shè)置
在生物芯片的相對側(cè)，光源系統(tǒng)輻照的激發(fā)光在生物芯片上的截面面積大于生物芯片的面
積，并且熒光檢測系統(tǒng)利用激發(fā)光的單次照射檢測整個(gè)生物芯片的熒光圖像。 光源系統(tǒng)還可以包括設(shè)置在光漫射器件與聚光透鏡或聚光鏡之間的準(zhǔn)直透鏡或
者準(zhǔn)直鏡。 由聚光透鏡或聚光鏡聚焦在生物芯片上的光斑的截面面積可以大于整個(gè)生物芯片的面積。 熒光檢測系統(tǒng)可以包括激發(fā)光吸收濾波器、可變形鏡、投影光學(xué)系統(tǒng)以及光學(xué)檢測器，它們沿?zé)晒庑羞M(jìn)的方向順序設(shè)置，并且激發(fā)光吸收濾波器可以設(shè)置為面對偏振光束分光器的熒光輸出表面。 備選地，熒光檢測系統(tǒng)可以包括激發(fā)光吸收濾波器和光學(xué)檢測器，二者與生物芯片集成以形成單體且固定在生物芯片的表面上，該表面與生物芯片的被激發(fā)光照射的表面 相對。 光源系統(tǒng)可以包括光源、光漫射器件、聚光透鏡或聚光鏡以及像差補(bǔ)償器件，它們 沿激發(fā)光行進(jìn)的方向順序設(shè)置在相同的光軸上。


根據(jù)結(jié)合附圖對實(shí)施例的以下描述，這些和/或其他方面將變得更顯而易見且更 易于理解，附圖中 圖1是示意性地示出用于生物芯片的光學(xué)檢測裝置的示范性實(shí)施例的圖示；
圖2是示意性地示出用于生物芯片的光學(xué)檢測裝置的另一個(gè)示范性實(shí)施例的圖 示； 圖3a和圖3b是示出光學(xué)檢測器的像素與生物芯片中的相應(yīng)的基因點(diǎn)之間的匹 配狀態(tài)的示范性實(shí)施例的圖示，其中光學(xué)檢測器用于圖1的用于生物芯片的光學(xué)檢測裝置 中； 圖4示出了生物芯片的頂表面上的基因點(diǎn)陣列與對準(zhǔn)標(biāo)記的示范性實(shí)施例；
圖5是示意性地示出用于生物芯片的光學(xué)檢測裝置的另一個(gè)示范性實(shí)施例的圖 示； 圖6是示意性地示出用于生物芯片的光學(xué)檢測裝置的另一個(gè)示范性實(shí)施例的圖 示；和 圖7是示意性地示出用于生物芯片的光學(xué)檢測裝置的另一個(gè)示范性實(shí)施例的圖
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例，相應(yīng)的附圖中顯示了這些實(shí)施例的示例，其中 相同的附圖標(biāo)記始終表示相同的元件。在這點(diǎn)上，本發(fā)明的實(shí)施例可以具有不同的形式且 不應(yīng)被解釋為限于此處所闡述的實(shí)施例。從而，下面參考附圖描述實(shí)施例以解釋本說明書
的方案、特征和優(yōu)點(diǎn)。 應(yīng)該理解，當(dāng)元件或?qū)颖环Q為在另一元件或?qū)?上"或者"連接到"另一元件或?qū)?時(shí)，該元件或?qū)涌梢灾苯釉诹硪辉驅(qū)由匣蛘哌B接到另一元件或?qū)?，或者它們之間可以 存在插入的元件或?qū)印Ｏ喾?，?dāng)元件被稱為"直接在"或者"直接連接到"另一元件或?qū)訒r(shí)， 則它們之間不存在插入的元件或?qū)?。如這里所用，術(shù)語"和/或"包括一個(gè)或者多個(gè)相關(guān)所 列項(xiàng)目的任何和所有組合。 應(yīng)當(dāng)理解，雖然這里可以使用術(shù)語第一、第二、第三等描述各種元件、組件、區(qū)域、 層和/或部分，但這些元件、組件、區(qū)域、層和/或部分不應(yīng)受限于這些術(shù)語。這些術(shù)語僅用 于將一個(gè)元件、組件、區(qū)域、層或部分與另一區(qū)域、層或部分區(qū)別開。因此，以下討論的第一 元件、組件、區(qū)域、層或部分可以被稱為第二元件、組件、區(qū)域、層或部分，而不背離本發(fā)明的 示范性實(shí)施例的教導(dǎo)。 為便于描述此處可以使用諸如"在...下面"、下(lower)"、"上(upper)"等空間相 對性術(shù)語來描述如附圖所示的一個(gè)元件或特征與另一個(gè)(些)元件或特征之間的關(guān)系。應(yīng)當(dāng)理解，空間相對性術(shù)語旨在概括除附圖所示取向之外在使用或操作中器件的不同取向。 例如，如果附圖中的器件被翻轉(zhuǎn)，則被描述為"在"其他元件或特征"下面"或"之下"的元件 將會(huì)取向?yàn)樵谄渌蛱卣?之上"。因此，示范性術(shù)語"在...下面"能夠涵蓋之上和之 下兩種取向。器件可以采取其他取向(旋轉(zhuǎn)90度或在其他取向)，此處所用的空間相對描 述符做相應(yīng)解釋。 如此處所用的，除非上下文另有明確表述，否則單數(shù)形式也旨在包括復(fù)數(shù)形式。還 應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)在本說明書中所用時(shí)，術(shù)語"包括"指定所述特征、整體、步驟、操作、元件和/ 或組件的存在，但并不排除存在或添加一個(gè)或多個(gè)其他特征、整體、步驟、操作、元件、組件
和/或其組合。 這里參照截面圖來描述本發(fā)明的實(shí)施例，這些截面圖是本發(fā)明的理想化實(shí)施例 (和中間結(jié)構(gòu))的示意圖。舉例來說，由制造技術(shù)和/或公差引起的插圖形狀的變化是可以 被預(yù)期到的。因此，本發(fā)明的實(shí)施例不應(yīng)被解釋為限于此處示出的區(qū)域的特定形狀，而是包 括由例如制造引起的形狀偏差。 例如，圖示為矩形的被注入?yún)^(qū)典型地將在其邊緣處具有圓形或曲線特征和/或注 入濃度的梯度而不是從注入?yún)^(qū)到非注入?yún)^(qū)的二元變化。類似地，通過注入形成的掩埋區(qū)可 以在掩埋區(qū)與注入通過其發(fā)生的表面之間的區(qū)域中引起某些注入。因此，附圖所示的區(qū)域 實(shí)質(zhì)上是示意性的，它們的形狀并非要展示器件的區(qū)域的實(shí)際形狀，也并非要限制本發(fā)明 的范圍。 除非另行定義，此處使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語)都具有本發(fā)明
所屬領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員所通常理解的同樣的含義。進(jìn)一步應(yīng)當(dāng)理解的是，諸如通用詞
典中所定義的術(shù)語，除非此處加以明確定義，否則應(yīng)當(dāng)被解釋為具有與它們在相關(guān)領(lǐng)域的
語境中的含義相一致的含義，而不應(yīng)被解釋為理想化的或過度形式化的意義。 這里所述的所有方法可以以適合的順序執(zhí)行，除非這里另行指出或另外通過上下
文明確相反地指出。任何和所有的示例以及示范性語言(例如，諸如)的使用僅旨在更好
地說明本發(fā)明并不對本發(fā)明的范圍施加限制，除非另外要求。本說明書中的語言都不應(yīng)被
解釋為指示任何未要求的元件對于如此處所用的本發(fā)明的實(shí)踐是必須的。 圖1是示意性地示出用于生物芯片的光學(xué)檢測裝置100的示范性實(shí)施例的圖示。 參考圖l，光學(xué)檢測裝置100包括在激發(fā)光行進(jìn)的方向上沿光軸0X設(shè)置的光源101、光漫射 器件(light diffusing device) 102、偏光器103、準(zhǔn)直透鏡104、偏振光束分光器105、四分 之一波(A/4)板106以及聚光透鏡(condenser lens) 107，并且還包括沿?zé)晒庑羞M(jìn)的方向 設(shè)置的激發(fā)光吸收濾波器110、可變形鏡111、投影光學(xué)系統(tǒng)112以及光學(xué)檢測器113。在實(shí) 施例中，光學(xué)檢測裝置100包括在激發(fā)光行進(jìn)的方向上沿光軸0X順序設(shè)置的光源101、光漫 射器件102、偏光器103、準(zhǔn)直透鏡104、偏振光束分光器105、四分之一波(A /4)板106以 及聚光透鏡107，并且還可以包括沿?zé)晒庑羞M(jìn)的方向順序設(shè)置的激發(fā)光吸收濾波器110、可 變形鏡111、投影光學(xué)系統(tǒng)112以及光學(xué)檢測器113。光學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)造可以根據(jù)光學(xué)檢測裝 置的設(shè)計(jì)而改變。在實(shí)施例中，光源101、光漫射器件102、準(zhǔn)直透鏡104和聚光透鏡107組 成用于照射(illuminating)生物芯片130的光源系統(tǒng)。此外，激發(fā)光吸收濾波器110、可變 形鏡111、投影光學(xué)系統(tǒng)112以及光學(xué)檢測器113形成熒光檢測系統(tǒng)。而且，偏光器103、偏 振光束分光器105以及A /4板106形成光路改變單元。
盡管當(dāng)前實(shí)施例以及下面的其他實(shí)施例中揭示的光學(xué)系統(tǒng)是包括透鏡的折射光 學(xué)系統(tǒng)，但可以利用反射光學(xué)系統(tǒng)代替折射光學(xué)系統(tǒng)而獲得相同的效果，該反射光學(xué)系統(tǒng) 包括凹面鏡(concave mirror)或者凸面鏡(convexmirror)。例如，可以使用聚光鏡、準(zhǔn)直 鏡以及變焦鏡系統(tǒng)來代替聚光透鏡、準(zhǔn)直透鏡以及變焦透鏡系統(tǒng)。此外，也可以使用既包括 折射透鏡又包括反射鏡的反射-折射光學(xué)系統(tǒng)。為了清晰，下面的描述揭示了折射光學(xué)系 統(tǒng)。 在光源系統(tǒng)中，光源101發(fā)射激發(fā)光。該激發(fā)光是用于激發(fā)與生物芯片130(例如， DNA芯片)內(nèi)的點(diǎn)結(jié)合的樣本基因中的熒光材料的光。例如，波長在約200納米(nm)到約 2000nm之間的光，具體地波長在約350nm到約650nm之間的光，更具體地波長為540nm的光 可以用作激發(fā)光。在實(shí)施例中，光源101發(fā)射的光并不必須是具有約540nm波長的單色光， 而可以是任何光，只要該光包括波長為約540nm的光。而且，激發(fā)光的波長可以根據(jù)例如熒 光材料的特性而改變。因此，發(fā)射激發(fā)光的光源101可以是例如發(fā)射白光的燈(lamp)、發(fā)射 波長為約540nm的單色光的發(fā)光二極管(LED)或者激光二極管(LD)。此外，激發(fā)光可以是 例如相干光(coherent light)或者非相干光。而且，光源101發(fā)射的光可以是偏振光或者 非偏振光。 光源101發(fā)射的激發(fā)光通過光漫射器件102。光漫射器件102均勻地漫射該激發(fā) 光，使得從光漫射器件102輸出的光在其截面上具有均勻的強(qiáng)度。期望激發(fā)光具有均勻強(qiáng) 度的原因是為了輻照相同強(qiáng)度的光到整個(gè)生物芯片130上。輻照相同強(qiáng)度的光對于確保檢 測數(shù)據(jù)的可靠性來說是重要的。盡管光漫射器件102在圖1中示出為平板器件，但是本實(shí)施 例不限于此，光漫射器件102可以是棒形(stick-sh即ed)光積分器(light integrator)。 在另一個(gè)實(shí)施例中，光漫射器件102可以包括多個(gè)光學(xué)器件，從而改善激發(fā)光的均勻性。
此外，盡管圖1中光源101和光漫射器件102設(shè)置在光軸0X上，但在另一個(gè)實(shí) 施例中，例如，在采用光傳輸器件(light transmitting device)或者光導(dǎo)器件例如光纖 109(參考圖2)的實(shí)施例中，光源101和光漫射器件102可以設(shè)置為離開光軸0X。如圖2所 示，在利用光纖109的實(shí)施例中，當(dāng)激發(fā)光在光纖109內(nèi)部行進(jìn)時(shí)激發(fā)光可以被漫射成具有 足夠的均勻性，從而在該實(shí)施例中可以省略圖1的光漫射器件102。此外，在利用光纖109 的實(shí)施例中，可以改善光源101布局設(shè)計(jì)的自由度，并且在光學(xué)檢測裝置100的組裝期間會(huì) 更容易對準(zhǔn)光源101。 偏光器103可以設(shè)置在光漫射器件102 (或者光纖(未示出))后面。在實(shí)施例中， 偏光器103設(shè)置在光漫射器件102后面。偏光器103起到使激發(fā)光具有特定偏振的作用。 例如，通過偏光器103的激發(fā)光可以具有S偏振。然而，在光源101被構(gòu)造為發(fā)射特定偏振 的光的實(shí)施例中，可以省略偏光器103。 可選地，已經(jīng)通過偏光器103的激發(fā)光可以通過準(zhǔn)直透鏡104。準(zhǔn)直透鏡104將激 發(fā)光轉(zhuǎn)換成平行光。盡管在圖1中準(zhǔn)直透鏡104設(shè)置在偏光器103后面，但是準(zhǔn)直透鏡104 也可以設(shè)置在光源101與光漫射器件102之間或者光漫射器件102與偏光器103之間。然 而，在光源101發(fā)射的激發(fā)光的散度(divergence)不大且激發(fā)光可以通過聚光透鏡107充 分聚集的實(shí)施例中，可以省略準(zhǔn)直透鏡104。 偏振光束分光器105可以設(shè)置在準(zhǔn)直透鏡104后面。在另一個(gè)實(shí)施例中，偏振光 束分光器105設(shè)置在準(zhǔn)直透鏡104后面。偏振光束分光器105根據(jù)入射光的偏振反射或者透射入射光。例如，偏振光束分光器105可以透射S偏振光而反射P偏振光。通過利用偏 振光束分光器105，光源101發(fā)射的激發(fā)光可以被引導(dǎo)到生物芯片130且由生物芯片130反 射的光可以被引導(dǎo)到光學(xué)檢測器113。在這點(diǎn)上，偏振光束分光器105可以被認(rèn)為是光路 改變器件。如以上所述，偏振光束分光器105與偏光器103和A /4板106 —起形成光路改 變單元，下面將進(jìn)一步詳細(xì)描述其原理。圖1顯示了光源101發(fā)射的激發(fā)光通過偏振光束 分光器105并行進(jìn)到生物芯片130以及由生物芯片130反射的光被偏振光束分光器105反 射。然而，在另一個(gè)實(shí)施例中，裝置可以被構(gòu)造為使得光源101發(fā)射的激發(fā)光被偏振光束分 光器105反射且由生物芯片130反射的光通過偏振光束分光器105。在此實(shí)施例中，代替 入/4板106、聚光透鏡107和生物芯片130，激發(fā)光吸收濾波器110、可變形鏡111、投影光學(xué) 系統(tǒng)112以及光學(xué)檢測器113可以設(shè)置在光軸OX上。 已經(jīng)通過偏振光束分光器105的激發(fā)光可以通過A /4板106。 A /4板106將線 偏振光轉(zhuǎn)換成圓偏振光，反之亦然。例如，入射到A /4板106的S偏振光可以被轉(zhuǎn)換成左 旋圓偏振光。 接下來，被轉(zhuǎn)換成圓偏振光的激發(fā)光入射到聚光透鏡107上。聚光透鏡107聚集 激發(fā)光以在生物芯片130上提供具有選定尺寸的光斑。在這點(diǎn)上，根據(jù)實(shí)施例，光斑的尺寸 足夠大以照射整個(gè)生物芯片130。因此，整個(gè)生物芯片130可以用激發(fā)光的單次照射來激 發(fā)而不是將生物芯片130分成多個(gè)部分并且順序掃描每個(gè)部分來激發(fā)。盡管聚光透鏡107 被概略地示出為圖1中的單透鏡器件，但聚光透鏡107也可以包括含多個(gè)透鏡的透鏡組。 通常，由聚光透鏡107聚集的光的光斑的外部區(qū)域與其中心區(qū)域相比受像差的影響更大且 失真更明顯。這樣，可以形成尺寸比生物芯片130的尺寸(更具體地，設(shè)置在生物芯片130 上的基因點(diǎn)陣列的尺寸)大幾倍的光斑并且可以僅使用光斑的中心區(qū)域，其中中心區(qū)域的 失真相對微小。此外，根據(jù)實(shí)施例，非球面透鏡可以用作聚光透鏡107以消除球面像差等。 如果聚光透鏡107包括含多個(gè)透鏡的透鏡組，則透鏡組中的至少一個(gè)透鏡可以是非球面透 鏡。 從而，當(dāng)生物芯片130被激發(fā)光照射時(shí)，附著到樣本基因的熒光材料被激發(fā)而發(fā) 射熒光，該樣本基因與生物芯片130內(nèi)的基因點(diǎn)結(jié)合。期望該熒光由以上進(jìn)一步揭示的熒 光檢測系統(tǒng)檢測。在圖1中示出的實(shí)施例中，生物芯片130設(shè)置在不透明或者反射基板上。 因此，由熒光材料發(fā)射的熒光通過聚光透鏡107且沿光軸OX朝向偏振光束分光器105行 進(jìn)。在這點(diǎn)上，熒光處于非偏振態(tài)，從而沒有特定的偏振，且偏振光束分光器105對該熒光 起到半透明反射鏡(half mirror)的作用。因此，部分熒光被偏振光束分光器105反射且 朝向激發(fā)光吸收濾波器110行進(jìn)，其中激發(fā)光吸收濾波器110構(gòu)成熒光檢測系統(tǒng)的一部分。 激發(fā)光吸收濾波器110可以設(shè)置為面對偏振光束分光器105的熒光輸出表面。
在實(shí)施例中，照射生物芯片130的部分激發(fā)光被生物芯片130反射且再次通過 入/4板106。在這點(diǎn)上，激發(fā)光被入/4板106轉(zhuǎn)換成P偏振光。然后，P偏振的激發(fā)光可以 被偏振光束分光器105反射并入射到激發(fā)光吸收濾波器110。在當(dāng)前實(shí)施例中，將被光學(xué)檢 測器113檢測的光僅是熒光。激發(fā)光的強(qiáng)度大于熒光的強(qiáng)度，因此會(huì)妨礙精確測量。激發(fā) 光吸收濾波器110實(shí)質(zhì)上僅透射熒光且吸收入射的激發(fā)光，并且其可以是例如波長選擇濾 波器(wavelength selective filter)。當(dāng)實(shí)施例中未采用A/4板106時(shí)，熒光在偏振光 束分光器105上被部分反射且被引導(dǎo)到光學(xué)檢測器113。相反，入射的激發(fā)光透射通過偏振
9光束分光器105被反射回到光源101，這會(huì)引起不穩(wěn)定或者破壞光源101。然而，如果被生 物芯片130反射的激發(fā)光被發(fā)散或者不被引導(dǎo)到光源101，則可以避免這些問題，并且可以 減少到激發(fā)光吸收濾波器110的激發(fā)光。因此，在另一個(gè)實(shí)施例中，可以省略A /4板106。
可變形鏡111、投影光學(xué)系統(tǒng)112和光學(xué)檢測器順序設(shè)置在激發(fā)光吸收濾波器110 后面。已經(jīng)通過激發(fā)光吸收濾波器110的熒光被可變形鏡111反射且通過投影光學(xué)系統(tǒng) 112在光學(xué)檢測器113上形成圖像。在這點(diǎn)上，形成在光學(xué)檢測器113上的熒光圖像會(huì)由于 生物芯片130的不平坦表面以及生物芯片130與光學(xué)檢測器113之間的光路上的光學(xué)器件 的像差而失真。可變形鏡111和投影光學(xué)系統(tǒng)112可以對熒光圖像中的失真進(jìn)行校正。
可變形鏡111是其反射表面可通過機(jī)械或者電操作而自由變形的鏡(mirror)。例 如，可變形鏡111的反射表面可以包括柔性材料，且例如通過部分推或者拉柔性反射表面 而使該柔性反射表面變形的電或機(jī)械器件可以在反射表面下方設(shè)置為二維陣列。這樣，可 以有意地為可變形鏡111的反射表面提供像差以補(bǔ)償存在于生物芯片130與可變形鏡111 之間的光路上的像差。例如，球面像差可以通過提供與沿生物芯片130與可變形鏡111之 間的光路累積的球面像差相反的球面像差而補(bǔ)償。從而，熒光圖像的失真可以被可變形鏡 111校正。 在熒光圖像中的大部分失真被可變形鏡111校正之后，熒光入射到投影光學(xué)系統(tǒng) 112上。投影光學(xué)系統(tǒng)112可以包括多個(gè)透鏡以提供熒光圖像到光學(xué)檢測器113而沒有附 加的像差。雖然圖1中僅示出了成像透鏡112a和投影透鏡112b，但在投影光學(xué)系統(tǒng)112中 可以設(shè)置更多的透鏡。投影光學(xué)系統(tǒng)112的透鏡可以是具有減小的像差的非球面透鏡。然 而，考慮到投影光學(xué)系統(tǒng)112的像差，可變形鏡111的反射表面也可以變形。例如，通過分 析由光學(xué)檢測器113檢測的熒光圖像，可變形鏡111的反射表面也可以連續(xù)變形直到由光 學(xué)檢測器113檢測的熒光圖像具有選定的或者最小的失真級別。 入射到光學(xué)檢測器113上的熒光圖像被光學(xué)檢測器113轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，且該信 號(hào)被傳輸?shù)綀D像信號(hào)處理單元140，諸如計(jì)算機(jī)。光學(xué)檢測器113可以包括約IO個(gè)到約 1， 000， 000， 000個(gè)之間的像素，具體地包括約1000個(gè)到約10， 000， 000個(gè)之間的像素，更具 體地包括約100， OOO個(gè)到約1， 000， ooo個(gè)之間的像素，這些像素設(shè)置成陣列，以一次檢測關(guān) 于生物芯片130內(nèi)所有基因點(diǎn)的熒光圖像。例如，光學(xué)檢測器113可以是光電倍增管(PMT)、 電荷耦合器件(CCD)或者互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)圖像傳感器(CIS)等，或者是這些 的組合。 期望光學(xué)檢測器113的每個(gè)像素與生物芯片130內(nèi)的多個(gè)基因點(diǎn)匹配。例如，如 圖3a所示，光學(xué)檢測器113的單個(gè)像素113a可以與生物芯片130內(nèi)的單個(gè)基因點(diǎn)的圖像 131匹配，從而可以一對一地匹配。然而，為了獲得更可靠的數(shù)據(jù)，單個(gè)基因點(diǎn)的圖像可以 與光學(xué)檢測器113的n(其中，n是自然數(shù))個(gè)像素匹配。圖3b是示例的圖示，在該示例中 單個(gè)基因點(diǎn)的圖像131匹配四個(gè)像素113a到113d。在此實(shí)施例中，四個(gè)像素113a到113d 可以一起檢測單個(gè)基因點(diǎn)的圖像131的強(qiáng)度，從而可以進(jìn)一步降低檢測誤差。根據(jù)另一個(gè) 實(shí)施例，可以調(diào)整上述投影光學(xué)系統(tǒng)112的放大倍率以自由調(diào)整光學(xué)檢測器113的像素與 生物芯片130內(nèi)的基因點(diǎn)的圖像之間的匹配比。例如，投影光學(xué)系統(tǒng)112可以是變焦透鏡 系統(tǒng)，其具有可變的放大倍率并且能夠變焦以獲得選擇的圖像。 此外，為了獲得可靠性改善的數(shù)據(jù)，每個(gè)基因點(diǎn)的圖像可以更精確地與光學(xué)檢測
10器113的相應(yīng)像素對準(zhǔn)。對準(zhǔn)可以利用支撐生物芯片130的臺(tái)120進(jìn)行。此外，根據(jù)實(shí)施 例，除了生物芯片130之外的光學(xué)系統(tǒng)的元件，諸如可變形鏡111、光學(xué)檢測器113等也可以 設(shè)置在臺(tái)上。如圖l所示，臺(tái)120被設(shè)計(jì)為例如既沿水平方向又沿垂直(perpendicular) 方向，諸如Y軸方向和Z軸方向移動(dòng)，以將基因點(diǎn)的圖像精確定位在相應(yīng)的像素上。此外， 臺(tái)120也可以被設(shè)計(jì)為沿豎直(vertical)方向，也就是如圖1中所示的X軸方向移動(dòng)，用 于改善聚光透鏡107的調(diào)焦。臺(tái)120也可以關(guān)于X軸、Y軸或者Z軸傾斜。此外，生物芯片 130和光學(xué)檢測器113可以關(guān)于彼此旋轉(zhuǎn)或者傾斜。例如，臺(tái)120可以圍繞X軸旋轉(zhuǎn)以校正 生物芯片130和光學(xué)檢測器113之間的相對旋轉(zhuǎn)。生物芯片130的傾斜可以隨著臺(tái)120繞 Y軸和Z軸旋轉(zhuǎn)而被校正。 生物芯片130可以包括具有選定形狀的對準(zhǔn)標(biāo)記，用于當(dāng)臺(tái)120如以上所述沿直 線運(yùn)動(dòng)或者旋轉(zhuǎn)時(shí)改善生物芯片130與光學(xué)檢測器113的對準(zhǔn)。例如，如圖4所示，多個(gè)對 準(zhǔn)標(biāo)記133可以設(shè)置在生物芯片130的頂表面上的基因點(diǎn)陣列132的外部。這樣，生物芯 片130的對準(zhǔn)情況可以通過分析由光學(xué)檢測器113檢測到的對準(zhǔn)標(biāo)記133而確定。雖然對 準(zhǔn)標(biāo)記133的形狀在圖4中是十字，但是對準(zhǔn)標(biāo)記133可以具有各種形狀。此外，對準(zhǔn)標(biāo)記 133也可以設(shè)置在基因點(diǎn)陣列132的內(nèi)部。 根據(jù)實(shí)施例，利用激發(fā)光的單次照射可以獲得整個(gè)生物芯片130的未失真的熒光 圖像，因?yàn)闊晒鈭D像中的失真可以利用可變形鏡111而被充分地校正。因此，生物芯片130 可以以提高的速度被讀取和分析。具體地，因?yàn)榭勺冃午R111的反射表面可以自由地變形， 所以可以補(bǔ)償由于生物芯片130的不平坦表面造成的圖像中的失真。因此，生物芯片130不 限于具有非常平展且平坦的表面，而是生物芯片130可以具有已調(diào)整的(modulated)或者 不平坦的表面。此外，因?yàn)樯镄酒?30可以以提高的速度被讀取，所以在較短的時(shí)間內(nèi)， 可以通過多次讀取相同的生物芯片130且確定其平均值而進(jìn)一步改善數(shù)據(jù)可靠性。而且， 因?yàn)椴挥帽仨毑捎糜糜诰_掃描生物芯片130的器件，所以可以進(jìn)一步簡化光學(xué)系統(tǒng)。從 而，可以使光學(xué)檢測裝置IOO小型化，且可以降低制造成本。因此，可以提供用于生物芯片 的便攜式光學(xué)檢測裝置。 圖5是示意性地示出用于生物芯片的光學(xué)檢測裝置200的另一個(gè)示范性實(shí)施例的 構(gòu)造的圖示。圖1中示出的光學(xué)檢測裝置100與圖5中示出的光學(xué)檢測裝置200之間的 差別在于二色鏡(dichromic mirror) 205代替偏振光束分光器105用于改變光路。在圖 5的實(shí)施例中，因?yàn)椴徊捎闷窆馐止馄?05，所以偏光器和A /4板106也不是必需的。 圖5中示出的光學(xué)檢測裝置200在其他方面與圖1中示出的光學(xué)檢測裝置100相同。光源 201 、光漫射器件202、準(zhǔn)直透鏡204、聚光透鏡207、激發(fā)光吸收濾波器210、可變形鏡211 、投 影光學(xué)系統(tǒng)212、光學(xué)檢測器213和臺(tái)220的構(gòu)造和運(yùn)行可以與圖1中示出的等同物相同。 換言之，如同之前的實(shí)施例，光源201、光漫射器件202、準(zhǔn)直透鏡204以及聚光透鏡207形 成用于照射生物芯片130的光源系統(tǒng)。此外，如同之前的實(shí)施例，激發(fā)光吸收濾波器210、可 變形鏡211、投影光學(xué)系統(tǒng)212和光學(xué)檢測器213形成熒光檢測系統(tǒng)。 二色鏡205可以是，例如波長選擇鏡，其反射波長與生物芯片130發(fā)射的熒光的波 長相對應(yīng)的光而透射其他波長的光。這樣，光源201發(fā)射的激發(fā)光可以通過二色鏡205并 達(dá)到生物芯片130。此外，生物芯片130發(fā)射的熒光可以由二色鏡205反射且被引導(dǎo)到光學(xué) 檢測器213。在這點(diǎn)上，二色鏡205可以被認(rèn)為是光路改變器件。然而，在實(shí)施例中，二色鏡205可以構(gòu)造為透射波長與生物芯片130發(fā)射的熒光的波長相對應(yīng)的光而反射其他波長的 光。在這種情況下，代替聚光透鏡207、生物芯片130以及臺(tái)220，激發(fā)光吸收濾波器210、可 變形鏡211、投影光學(xué)系統(tǒng)212和光學(xué)檢測器213將設(shè)置在光軸OX上。
圖6是示意性地示出用于生物芯片的光學(xué)檢測裝置300的另一個(gè)示范性實(shí)施例的 構(gòu)造的圖示。生物芯片130'發(fā)射的熒光可以行進(jìn)通過生物芯片130'。與圖l的實(shí)施例相 比，如圖6所示，用于照射生物芯片的光源系統(tǒng)以及熒光檢測系統(tǒng)設(shè)置在生物芯片130'的 相對側(cè)。因此，圖6的實(shí)施例的運(yùn)行可以不需要光路改變單元。換言之，在圖6所示的實(shí)施 例中，在用于生物芯片的光學(xué)檢測裝置300中可以省略圖1中示出的偏光器103、偏振光束 分光器105和A /4板106或圖5中示出的二色鏡205。相反，激發(fā)光吸收濾波器310直接 面對生物芯片130'的一表面，該表面與生物芯片130'的由激發(fā)光照射的表面相反。在實(shí) 施方式中，生物芯片130'可設(shè)置在透明基板上，使得生物芯片130'發(fā)射的熒光能行進(jìn)通過 生物芯片130'。 在其他方面，光源系統(tǒng)和熒光檢測系統(tǒng)的構(gòu)造和運(yùn)行可以與圖1的實(shí)施例相同。 例如，光源301、光漫射器件302、準(zhǔn)直透鏡304和聚光透鏡307可以分別與圖1的光源101、 光漫射器件102、準(zhǔn)直透鏡104和聚光透鏡307相同。此外，激發(fā)光吸收濾波器310、可變形 鏡311、投影光學(xué)系統(tǒng)312和光學(xué)檢測器313可以分別與圖1的激發(fā)光吸收濾波器110、可變 形鏡111、投影光學(xué)系統(tǒng)112和光學(xué)檢測器113相同。然而，在圖6的實(shí)施例中，光源301、 光漫射器件302、準(zhǔn)直透鏡304、聚光透鏡307、激發(fā)光吸收濾波器310、可變形鏡311、投影光 學(xué)系統(tǒng)312和光學(xué)檢測器313可以設(shè)置在由可變形鏡311彎曲的相同光軸OX上。
此外，生物芯片130'和光學(xué)檢測器313可以分別由第一臺(tái)320和第二臺(tái)330支撐 并旋轉(zhuǎn)。開口或者透明窗320a可以設(shè)置在第一臺(tái)320中，使得生物芯片130'發(fā)射的熒光 可以通過第一臺(tái)320，其中第一臺(tái)320可以支撐生物芯片130'。例如，開口或者透明窗320a 的尺寸可以等于或者大于設(shè)置在生物芯片130'上的基因點(diǎn)陣列的尺寸。支撐光學(xué)檢測器 313的第二臺(tái)330可以與支撐生物芯片130'的第一臺(tái)320相同。然而，在實(shí)施例中，可以僅 采用第一臺(tái)320和第二臺(tái)330之一。 圖7是示意性地示出用于生物芯片的光學(xué)檢測裝置400的另一個(gè)示范性實(shí)施例的 構(gòu)造的圖示。生物芯片130'發(fā)射的熒光可以行進(jìn)通過生物芯片130'。因此，與圖6中的實(shí) 施例相同，用于照射生物芯片的光源系統(tǒng)和熒光檢測系統(tǒng)可以設(shè)置在生物芯片130'的相對 側(cè)。因此，光學(xué)檢測裝置400的運(yùn)行可以不需要光路改變單元。因此，在圖7所示的實(shí)施例 中，在用于生物芯片的光學(xué)檢測裝置400中可以省略圖1中示出的偏光器103、偏振光束分 光器105和A/4板106或圖5中示出的二色鏡205。在實(shí)施方式中，生物芯片130'可設(shè)置 在透明基板上，使得生物芯片130'發(fā)射的熒光能行進(jìn)通過生物芯片130'
根據(jù)圖7的實(shí)施例的光學(xué)檢測裝置400中的光源系統(tǒng)的構(gòu)造和運(yùn)行可以與圖1的 實(shí)施例相同。例如，光源401、光漫射器件402、準(zhǔn)直透鏡404和聚光透鏡407可以分別與圖 1的光源101、光漫射器件102、準(zhǔn)直透鏡104和聚光透鏡107相同。然而，為了充分防止或 者消除熒光圖像中的失真，例如，像差補(bǔ)償器件408可以進(jìn)一步設(shè)置在聚光透鏡407與生物 芯片130'之間。像差補(bǔ)償器件408的功能可以與可變形鏡111的相同。像差補(bǔ)償器件408 可以是透射器件，且不可能是反射器件。 此外，根據(jù)當(dāng)前實(shí)施例，熒光檢測系統(tǒng)可以包括激發(fā)光吸收濾波器410和光學(xué)檢測器413。在實(shí)施例中，熒光檢測系統(tǒng)可以主要由激發(fā)光吸收濾波器410和光學(xué)檢測器413 構(gòu)成。在另一個(gè)實(shí)施例中，熒光檢測系統(tǒng)可以由激發(fā)光吸收濾波器410和光學(xué)檢測器413構(gòu) 成。具體地，激發(fā)光吸收濾波器410和光學(xué)檢測器413可以作為單體集成到生物芯片130' 并且被固定到生物芯片130'的一表面上，該表面與生物芯片130'的被激發(fā)光照射的表面 相反。為了改善光學(xué)檢測器413的像素與生物芯片130'內(nèi)的相應(yīng)基因點(diǎn)的對準(zhǔn)，光學(xué)檢測 器413和生物芯片130'可以預(yù)先對準(zhǔn)且固定到一起，使得光學(xué)檢測器413和生物芯片130' 基本不相對于彼此移動(dòng)。生物芯片130'、激發(fā)光吸收濾波器410和光學(xué)檢測器413可以如 以上所述被固定而形成單體，可以由單一臺(tái)420支撐且可以移動(dòng)到由光源系統(tǒng)最優(yōu)照射的 區(qū)域。在實(shí)施例中，優(yōu)勢在于可以將光源系統(tǒng)的聚光透鏡407調(diào)整為具有深的焦深而使得 從生物芯片130'到光學(xué)檢測器413的至少整個(gè)區(qū)域被聚焦。 根據(jù)圖7的實(shí)施例，熒光檢測系統(tǒng)不需要昂貴的組件，諸如可變形鏡以及投影光
學(xué)系統(tǒng)，從而可以進(jìn)一步降低生物芯片的光學(xué)檢測裝置的制造成本。此外，由于組件數(shù)量的
減少，會(huì)便于用于生物芯片的光學(xué)檢測裝置裝配期間組件的對準(zhǔn)。而且，因?yàn)闊晒鈾z測系統(tǒng)
中光路的長度被縮短，所以可以進(jìn)一步減小用于生物芯片的光學(xué)檢測裝置的尺寸。 應(yīng)該理解的是，這里所描述的示范性實(shí)施例應(yīng)該被認(rèn)為僅僅是描述性的而不是為
了限制。對每個(gè)實(shí)施例中特征或方面的描述應(yīng)該典型地被認(rèn)為可用于其他實(shí)施例中的其他
相似的特征或者方面。例如，盡管以上結(jié)合上述實(shí)施例描述的光學(xué)系統(tǒng)是包括透鏡的折射
光學(xué)系統(tǒng)，但是相似或者相同的效果可以通過利用包括凹面鏡、凸面鏡或者平面鏡的反射
光學(xué)系統(tǒng)獲得。
權(quán)利要求
一種用于生物芯片的光學(xué)檢測裝置，該光學(xué)檢測裝置包括光源系統(tǒng)，用于以激發(fā)光照射生物芯片；熒光檢測系統(tǒng)，用于檢測由所述生物芯片發(fā)射的熒光；以及光路改變單元，用于將所述光源系統(tǒng)發(fā)射的所述激發(fā)光引導(dǎo)到生物芯片并且將所述生物芯片發(fā)射的所述熒光引導(dǎo)到所述熒光檢測系統(tǒng)，其中由所述光源系統(tǒng)照射在所述生物芯片上的所述激發(fā)光的截面面積大于所述生物芯片的面積，并且所述熒光檢測系統(tǒng)利用激發(fā)光的單次照射檢測整個(gè)所述生物芯片的熒光圖像。
2. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)檢測裝置，其中所述光源系統(tǒng)包括沿著所述激發(fā)光行進(jìn)的 方向順序設(shè)置在相同的光軸上的光源、光漫射器件以及聚光透鏡或聚光鏡。
3. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)檢測裝置，其中所述光源系統(tǒng)包括發(fā)射所述激發(fā)光的光 源、傳輸所述激發(fā)光的光纖以及將所述激發(fā)光聚集在所述生物芯片上的聚光透鏡或者聚光 鏡。
4. 如權(quán)利要求2所述的光學(xué)檢測裝置，其中所述光路改變單元包括偏振光束分光器， 設(shè)置在所述光漫射器件與所述聚光透鏡或所述聚光鏡之間；偏光器，設(shè)置在所述光漫射器 件與所述偏振光束分光器之間；以及四分之一波板，設(shè)置在所述偏振光束分光器與所述聚 光透鏡或聚光鏡之間。
5. 如權(quán)利要求4所述的光學(xué)檢測裝置，其中所述熒光檢測系統(tǒng)包括沿所述熒光行進(jìn)的 方向順序設(shè)置的激發(fā)光吸收濾波器、可變形鏡、投影光學(xué)系統(tǒng)以及光學(xué)檢測器，并且所述激發(fā)光吸收濾波器設(shè)置為面對所述偏振光束分光器的熒光輸出表面。
6. 如權(quán)利要求5所述的光學(xué)檢測裝置，其中所述可變形鏡包括反射表面，所述反射表 面能夠通過機(jī)械或者電操作而變形以校正所述熒光圖像中的失真。
7. 如權(quán)利要求5所述的光學(xué)檢測裝置，其中所述投影光學(xué)系統(tǒng)是具有可變放大倍率的 變焦透鏡系統(tǒng)或者變焦鏡系統(tǒng)。
8. 如權(quán)利要求5所述的光學(xué)檢測裝置，其中所述光學(xué)檢測器包括光電倍增管、電荷耦 合器件、互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感器和其組合的其中之一。
9. 如權(quán)利要求8所述的光學(xué)檢測裝置，其中生物芯片內(nèi)單個(gè)基因點(diǎn)的圖像與所述光學(xué) 檢測器的至少一個(gè)像素匹配。
10. 如權(quán)利要求2所述的光學(xué)檢測裝置，其中所述光路改變單元是設(shè)置在所述光漫射 器件與所述聚光透鏡或所述聚光鏡之間的二色鏡。
11. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)檢測裝置，還包括用于支撐、移動(dòng)、傾斜以及旋轉(zhuǎn)所述生 物芯片的臺(tái)。
12. —種用于生物芯片的光學(xué)檢測裝置，該光學(xué)檢測裝置包括 光源系統(tǒng)，用于以激發(fā)光照射生物芯片；以及 熒光檢測系統(tǒng)，用于檢測由所述生物芯片發(fā)射的熒光 其中所述光源系統(tǒng)和所述熒光檢測系統(tǒng)設(shè)置在所述生物芯片的相對側(cè)， 由所述光源系統(tǒng)輻照的所述激發(fā)光在所述生物芯片上的截面面積大于所述生物芯片的面積，并且所述熒光檢測系統(tǒng)利用所述激發(fā)光的單次照射來檢測整個(gè)所述生物芯片的熒光圖像。
13. 如權(quán)利要求12所述的光學(xué)檢測裝置，其中所述光源系統(tǒng)包括沿著所述激發(fā)光行進(jìn) 的方向順序設(shè)置在相同的光軸上的光源、光漫射器件以及聚光透鏡或聚光鏡。
14. 如權(quán)利要求13所述的光學(xué)檢測裝置，其中所述光源系統(tǒng)還包括設(shè)置在所述光漫射 器件與所述聚光透鏡或所述聚光鏡之間的準(zhǔn)直透鏡或者準(zhǔn)直鏡。
15. 如權(quán)利要求13所述的光學(xué)檢測裝置，其中由所述聚光透鏡或所述聚光鏡聚焦在所 述生物芯片上的光斑的截面面積大于整個(gè)所述生物芯片的面積。
16. 如權(quán)利要求12所述的光學(xué)檢測裝置，其中所述熒光檢測系統(tǒng)包括沿所述熒光行進(jìn) 的方向順序設(shè)置的激發(fā)光吸收濾波器、可變形鏡、投影光學(xué)系統(tǒng)以及光學(xué) 檢測器，并且所述激發(fā)光吸收濾波器設(shè)置為面對所述偏振光束分光器的熒光輸出表面。
17. 如權(quán)利要求16所述的光學(xué)檢測裝置，其中所述可變形鏡包括反射表面，所述反射 表面能夠通過機(jī)械或者電操作而變形以校正所述熒光圖像中的失真。
18. 如權(quán)利要求16所述的光學(xué)檢測裝置，其中所述光學(xué)檢測器包括光電倍增管、電荷 耦合器件、互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感器和其組合的其中之一。
19. 如權(quán)利要求16所述的光學(xué)檢測裝置，其中生物芯片內(nèi)單個(gè)基因點(diǎn)的圖像與所述光 學(xué)檢測器的至少一個(gè)像素匹配。
20. 如權(quán)利要求12所述的光學(xué)檢測裝置，其中所述熒光檢測系統(tǒng)包括激發(fā)光吸收濾波 器和光學(xué)檢測器，該激發(fā)光吸收濾波器和光學(xué)檢測器與生物芯片集成以形成一體且固定在 所述生物芯片的一表面上，該表面與所述生物芯片的被激發(fā)光照射的表面相對。
21. 如權(quán)利要求20所述的光學(xué)檢測裝置，其中所述光源系統(tǒng)包括沿所述激發(fā)光行進(jìn) 的方向順序設(shè)置在相同的光軸上的光源、光漫射器件、聚光透鏡或聚光鏡，以及像差補(bǔ)償器 件。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于生物芯片的光學(xué)檢測裝置。該光學(xué)檢測裝置包括光源系統(tǒng)，用于以激發(fā)光照射生物芯片；熒光檢測系統(tǒng)，用于檢測由生物芯片發(fā)射的熒光；以及光路改變單元，用于將光源系統(tǒng)發(fā)射的激發(fā)光引導(dǎo)到生物芯片并且將生物芯片發(fā)射的熒光引導(dǎo)到熒光檢測系統(tǒng)，其中光源系統(tǒng)輻照的激發(fā)光在生物芯片上的截面面積大于生物芯片的面積，并且熒光檢測系統(tǒng)利用激發(fā)光的單次照射來檢測整個(gè)生物芯片的熒光圖像。
文檔編號(hào)G01N21/64GK101726477SQ200910174058
公開日2010年6月9日 申請日期2009年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月20日
發(fā)明者趙成豪 申請人:三星電子株式會(huì)社