專利名稱：光學(xué)分析裝置和光學(xué)分析方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及光學(xué)分析裝置和光學(xué)分析方法。更具體地說，本公開涉及用于基因表達(dá)分析、傳染性疾病檢查、諸如SNP (單核苷酸多態(tài)性)分析的基因分析、蛋白分析和細(xì)胞分析的光學(xué)分析裝置，并且還涉及光學(xué)分析裝置中所采用的光學(xué)分析方法。
背景技術(shù)：
近年來，對與基因分析、蛋白分析、細(xì)胞分析等有關(guān)的技術(shù)的研究在包括醫(yī)療領(lǐng)域、藥物開發(fā)領(lǐng)域、臨床檢查領(lǐng)域、食品領(lǐng)域、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域和工業(yè)領(lǐng)域的多個領(lǐng)域中一直在進(jìn)步。特別是最近，微流控芯片實(shí)驗(yàn)室(lab-on-a-chip)的技術(shù)的開發(fā)和實(shí)際的實(shí)施一直在進(jìn)步。在這樣的微流控芯片實(shí)驗(yàn)室中提供的微尺度流徑和微尺度井(well)中，執(zhí)行例如核酸、蛋白、細(xì)胞等的檢測和分析的多個反應(yīng)。作為容易地測量生物分子等的技術(shù)，這樣的技 術(shù)引起了很大的關(guān)注。在這種情況下，為了能夠檢測和測量甚微量的分析物(analyte)，通常采用例如使用核酸擴(kuò)增反應(yīng)(nucleic-acid amplification reaction)的方法。核酸擴(kuò)增反應(yīng)基于將DNA (脫氧核糖核酸)片段擴(kuò)增幾十萬倍的PCR (聚合酶鏈反應(yīng))技術(shù)。此外，正在開發(fā)一種光學(xué)分析裝置，作為被配置通過典型地使用具有多個井的微板在光(諸如吸收光、熒光或發(fā)射光)的分析中檢測和測量多個分析物中甚微量的期望物質(zhì)的裝置。近年來，使用LED (發(fā)光二極管)或半導(dǎo)體激光器取代鎢鹵素?zé)艋蚍烹姽茏鳛楣庠吹墓鈱W(xué)分析裝置已經(jīng)成為主流。還已知一種具有照射機(jī)制(radiation mechanism)的吸收測定計(jì)(absorptiometer),其中LED發(fā)射的光直接照射到樣品。(例如，參照日本專利公開No. Hei 9-264845)。在這個吸收測定計(jì)的第二實(shí)施例中，示例了一種配置，其中將分析物的多個被測量的部件(member)按矩陣布置，并且對于該矩陣，包括多個LED和多個光接收器件，每個光接收器件與LED中的一個形成一對。然而，在光學(xué)分析裝置中容易生成雜散光(串?dāng)_)。由于串?dāng)_導(dǎo)致不正確的檢測，因此產(chǎn)生了光學(xué)分析裝置的檢測精度下降的問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此期望提供一種具有良好檢測精度的光學(xué)分析裝置和用于該裝置的光學(xué)分析方法。根據(jù)本公開的實(shí)施例的光學(xué)分析裝置包括光源；被配置為將入射光從光源導(dǎo)向每個反應(yīng)區(qū)的導(dǎo)光板；被配置為限制從反應(yīng)區(qū)的內(nèi)部發(fā)射的光束的發(fā)射方向的光屏蔽結(jié)構(gòu)；以及被配置為檢測通過光的照射從反應(yīng)區(qū)的內(nèi)部發(fā)射的光束的檢測系統(tǒng)。本公開的另一個實(shí)施例提供了一種光學(xué)分析方法，包括通過使用導(dǎo)光板，將從光源照射的光導(dǎo)向每個反應(yīng)區(qū)；經(jīng)由被配置為限制光束的發(fā)射方向的光屏蔽結(jié)構(gòu)，將從反應(yīng)區(qū)的內(nèi)部發(fā)射的光束引向檢測系統(tǒng)；以及通過使用檢測系統(tǒng)檢測所述光束。
通過使用光屏蔽結(jié)構(gòu)，有可能抑制可能導(dǎo)致不正確檢測的來自反應(yīng)區(qū)的雜散光(串?dāng)_)。導(dǎo)光板使得表面上批量激勵/檢測變得可能，因此即使在有多個反應(yīng)區(qū)的情況下，也可以以高精度執(zhí)行分析且分析的工作效率可以得到提高。此外，可以節(jié)省空間，因此可以使得光學(xué)分析裝置緊湊。還可能使用用于生成具有不同波長的光束的多個光源，從而使得可以將光學(xué)分析裝置開發(fā)為用于多色檢測的裝置。因此,在光(諸如吸收光、突光或發(fā)射光)的光學(xué)分析中，即使對于多個分析物也可以提高光檢測的精度。此外，即使當(dāng)反應(yīng)區(qū)中目標(biāo)物質(zhì)的量小，也可以高精度執(zhí)行分析。優(yōu)選地，使用一個或多個激光光源和/或一個或多個LED光源作為光源。激光光源生成高輸出的激光束，其具有窄的光譜寬度，因此不再需要激勵濾光器。所以，可以使得光學(xué)分析裝置的尺寸小。此外，通過使用LED光源，可以以低成本提供多個LED光源。批量激勵使得多色檢測變得可能。
優(yōu)選地，時分地檢測光束，該光束通過來自光源的具有不同波長的激勵光束的照射，從反應(yīng)區(qū)的內(nèi)部生成。因此，多色激勵是可能的，并且可以以高精度檢測具有不同波長的熒光束。優(yōu)選地，以使得光屏蔽結(jié)構(gòu)接觸到襯底的表面的方式提供光屏蔽結(jié)構(gòu)，襯底中形成有安置在光學(xué)分析裝置上的反應(yīng)區(qū)。優(yōu)選地，光屏蔽結(jié)構(gòu)具有配置成限制光束的發(fā)射方向的多個孔。優(yōu)選地，提供多個這樣的光屏蔽結(jié)構(gòu)從而將濾光器(filter)夾在中間。優(yōu)選地，光學(xué)分析裝置是核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置，且光學(xué)分析方法是核酸擴(kuò)增反應(yīng)分析方法。甚微量的分析物也可以被良好地分析。本公開的實(shí)施例提供了一種具有良好檢測精度的光學(xué)分析裝置和用于該裝置的光學(xué)分析方法。


圖I是示出根據(jù)本公開的第一實(shí)施例的光學(xué)分析裝置的典型配置的截面圖；圖2是示出根據(jù)本公開的第二實(shí)施例的光學(xué)分析裝置的典型配置的截面圖；圖3是示出根據(jù)本公開的第三實(shí)施例的光學(xué)分析裝置的典型配置的截面圖；圖4是示出根據(jù)本公開的修改示例的光學(xué)分析裝置的典型配置的截面圖；圖5是示出入射到檢測濾光器的光的角度的典型示圖；圖6是示出根據(jù)本公開的實(shí)施例的由光學(xué)分析裝置中的激光光源生成的激勵光的典型波長的示圖；圖7是示出根據(jù)本公開的實(shí)施例的由光學(xué)分析裝置中的不同LED光源生成的不同激勵光的典型波長的示圖；以及圖8是示出根據(jù)本公開的實(shí)施例的光學(xué)分析裝置的典型的多色檢測系統(tǒng)的示圖。
具體實(shí)施例方式下面通過參考附圖對本公開的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明。需注意，以下描述的每個實(shí)施例僅僅是本公開的典型實(shí)施。因此，每個實(shí)施例都不能被解釋為是對本公開的范圍進(jìn)行縮小的限制。將按照如下的主題對本公開進(jìn)行描述。I :光學(xué)分析裝置1-1 :光源1-2 :反應(yīng)區(qū)1-3 :光屏蔽結(jié)構(gòu)1-4 :檢測系統(tǒng)
2 :根據(jù)第一實(shí)施例的光學(xué)分析裝置I3 :根據(jù)第二實(shí)施例的光學(xué)分析裝置I4 :根據(jù)第三實(shí)施例的光學(xué)分析裝置I5 :光學(xué)分析裝置I的修改示例I :光學(xué)分析裝置如圖I到4所示，根據(jù)本公開實(shí)施例的光學(xué)分析裝置I包括光源2、光屏蔽結(jié)構(gòu)5和檢測系統(tǒng)6。優(yōu)選地，光學(xué)分析裝置I使用導(dǎo)光板4，其被配置成將從一個光源2或多個光源2照射的入射光導(dǎo)向每個反應(yīng)區(qū)3。還優(yōu)選地，光屏蔽結(jié)構(gòu)5限制從反應(yīng)區(qū)的內(nèi)部發(fā)射的光的發(fā)射方向。還優(yōu)選地，檢測系統(tǒng)6檢測通過激勵光從反應(yīng)區(qū)3的內(nèi)部發(fā)射的光。此外，可以將反應(yīng)區(qū)3安裝到光學(xué)分析裝置I上以及從光學(xué)分析裝置I卸下。1-1 :光源光源2的數(shù)目可以是單數(shù)或復(fù)數(shù)。通過使用多個光源2，就可能構(gòu)造多色光源，從而作為結(jié)果，多色激勵是可能的。因此，可以執(zhí)行對于不同波長的光學(xué)分析?；跁r分的檢測也是可能的。需注意，可以由控制部件，控制一個或多個光源2的照射定時以及包括激勵光的波長和激勵光的量的輸出。光源2可以具有任何任意形狀，并且可以在任何任意位置提供，只要該形狀和位置允許從光源2射出的光照射到反應(yīng)區(qū)3。此外，優(yōu)選提供導(dǎo)光板4，其被配置成將來自光源2的入射光導(dǎo)向每個反應(yīng)區(qū)3。導(dǎo)光板4在例如導(dǎo)光板4的邊緣具有入射光接收部分或多個入射光接收部分。從光源2或多個光源2射出的光照射到入射光接收部分或多個入射光接收部分。在導(dǎo)光板4的內(nèi)部提供有被配置成將入射光導(dǎo)向每個反應(yīng)區(qū)3的部件，諸如棱鏡、反射板、不平坦的部件等。附帶提及，通過使用導(dǎo)光板，可能對許多的反應(yīng)區(qū)域執(zhí)行表面上批量激勵(on-surface batch excitation)。因此,可以減少元件的數(shù)量?？梢允沟霉鈱W(xué)分析裝置緊湊、薄且輕。此外，可以向每個反應(yīng)區(qū)照射一致(uniform)的光。在過去，必須提供多個光源，其每個對應(yīng)一個反應(yīng)區(qū)。然而，通過使用導(dǎo)光板，即使在較少光源的情況下也可能執(zhí)行表面上批量激勵。因此，可能向著多色檢測進(jìn)行開發(fā)。此外，由于光學(xué)分析裝置使用導(dǎo)光板，因此可以通過使用多種類型的光源執(zhí)行多色激勵。以下說明多色的優(yōu)點(diǎn)?？梢詫γ總€反應(yīng)區(qū)采用內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)，從而可以提高光學(xué)分析的精度。如果在每個反應(yīng)區(qū)執(zhí)行反應(yīng)，則可以校準(zhǔn)反應(yīng)的速度，從而定量提高是可能的。在具有多個反應(yīng)區(qū)的一個襯底(substrate)(或一個芯片)上，可以檢測的檢測對象的數(shù)目可以增加，或更具體地，可以加倍(多路檢測)，從而提高工作效率。檢測目標(biāo)的典型例子是致病原(disease-causing agent)。需注意，沒有特別地規(guī)定光源2。然而，優(yōu)選地，光源2能夠根據(jù)作為要被分析的物質(zhì)的分析物發(fā)射期望的光。光源2的典型的例子包括激光光源、LED光源、汞燈和鎢燈。可以使用這些光源中的一個或多個。在激光光源的情況下，光譜寬度窄且輸出光的強(qiáng)度高。因此，可能消除過去需要的激勵濾光器。此外，導(dǎo)光板的使用使得可能通過使用具有不同發(fā)射光波長的多種類型的激光光源執(zhí)行多色激勵。在這種情況下，時分也是可能的。LED光源可以是紅色、橘色、黃色、綠色、藍(lán)色、白色和紫外線(僅舉幾例)的光源?？梢允褂靡粋€LED光源或多個LED光源的組合。作為多色LED光源，例如有三色LED光源、四色LED光源等。通過使用激勵濾光器，由這些LED光源發(fā)射的光可以被用作期望的激勵光。此外，通過使用導(dǎo)光板，可以執(zhí)行基于多種類型LED光源的多色激勵。在這種情況下，時分 也是可能的。在多色LED光源的情況下，除了批量激勵，還可能執(zhí)行順序激勵而無需使用導(dǎo)光板。1-2:反應(yīng)區(qū)每個反應(yīng)區(qū)3是其中存在要被光學(xué)分析的樣品的區(qū)域。反應(yīng)區(qū)3還可以用作用于光學(xué)分析的反應(yīng)發(fā)生的區(qū)域(field)?？蛇x地，反應(yīng)區(qū)3還可以用作為了光緒分析的目的要填滿反應(yīng)之后的樣品的位置。用于光學(xué)分析的反應(yīng)的典型的例子包括用于吸收光的檢測、熒光的檢測以及濁度的檢測的反應(yīng)。在這種情況下，優(yōu)選地，反應(yīng)區(qū)3是可用作用于諸如核酸擴(kuò)增反應(yīng)的反應(yīng)的區(qū)域，從而實(shí)時檢測成為可能。優(yōu)選地，在可以安裝在光學(xué)分析裝置I上的反應(yīng)容器內(nèi)形成多個反應(yīng)區(qū)3。通過使用襯底或多個襯底形成反應(yīng)區(qū)3?？梢酝ㄟ^在玻璃襯底層上執(zhí)行包括濕法刻蝕工藝、噴射形成工藝以及切割工藝的工藝形成該襯底。此外，可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)置反應(yīng)區(qū)3的形狀。例如，反應(yīng)區(qū)3可以具有井狀或細(xì)通道的形狀。沒有特別地規(guī)定襯底的材料。典型地，可以通過考慮諸如檢測方法、制造容易度以及耐用度的因素適當(dāng)?shù)剡x擇襯底材料。例如，可以根據(jù)期望的光學(xué)分析適當(dāng)?shù)剡x擇具有耐熱性和透光性的材料作為襯底材料。這類襯底材料的典型的例子包括玻璃以及各種種類的塑料(諸如聚丙烯、聚碳酸酯、環(huán)烯和聚二甲基硅氧烷橡膠等)。還需注意，反應(yīng)區(qū)3的內(nèi)部還可以被填滿適合用于期望的光學(xué)分析的試劑(reagent),諸如用于核酸擴(kuò)增反應(yīng)的試劑。1-3 :光屏蔽結(jié)構(gòu)光屏蔽結(jié)構(gòu)5限制來自反應(yīng)區(qū)3的內(nèi)部的光的發(fā)射方向。因此，可能抑制從鄰近的反應(yīng)區(qū)(特別是毗連的反應(yīng)區(qū))生成的雜散光，該雜散光是不正確檢測的原因。通過抑制這樣的雜散光，可以提高檢測精度。優(yōu)選地，光屏蔽結(jié)構(gòu)5具有預(yù)定形狀的孔7或多個這樣的孔7，并且光屏蔽結(jié)構(gòu)5具有預(yù)定厚度的板的形式。優(yōu)選地，在面向每個反應(yīng)區(qū)3的區(qū)域中提供每個孔7。為了限制來自反應(yīng)區(qū)3的內(nèi)部的光的發(fā)射方向，優(yōu)選每個孔7具有預(yù)定的開口形狀和深度。通過調(diào)整開口形狀和深度，可能限制來自反應(yīng)區(qū)3的內(nèi)部的光的發(fā)射方向。例如通過調(diào)整開口形狀和深度，還可能調(diào)整由檢測濾光器和入射到檢測濾光器的光配合形成的入射角度。由于可以這種方式調(diào)整光的入射角度，因此還可能通過調(diào)整孔部分來應(yīng)對各種檢測濾光器。如圖5所示,如果檢測濾光器是例如干涉濾光器(interference filter)(電介質(zhì)多層薄膜)，優(yōu)選地調(diào)整孔7的寬度和深度，從而使得當(dāng)光穿過孔的內(nèi)部時，關(guān)于濾光器的入射角Θ小。在該圖中，參考標(biāo)記“a”表示孔的內(nèi)部形狀的寬度(縱側(cè)或橫側(cè)的長度，或直徑)，而參考標(biāo)記“b”表示孔的內(nèi)部形狀的深度。通過使寬度“a”小和深度“b”大，可能更好地抑制雜散光。由于入射角Θ越小，能夠抑制的雜散光量越大，因此優(yōu)選小的入射角Θ。具體地，優(yōu)選入射角Θ具有在下列范圍中的值Θ〈20°。通過具有這樣的入射角Θ，可以增大SN (信號對噪聲)比。作為另一個例子，如果檢測濾光器是吸收濾光器，則優(yōu)選地，調(diào)整孔7的寬度和深度，從而當(dāng)光穿過孔的內(nèi)部時，關(guān)于濾光器的入射角Θ大。參考標(biāo)記“a”表示孔的內(nèi)部形狀的寬度(縱側(cè)或橫側(cè)的長度，或直徑)，而參考標(biāo)記“b”表示孔的內(nèi)部形狀的深度。通過使寬度“a”大和深度“b”小，可能延長檢測濾光器中的光傳播距離，因此更好地抑制雜散光。由于入射角Θ越大，抑制的雜散光量就越大，因此優(yōu)選大的入射角Θ。具體地，優(yōu)選入射角Θ具有在下列范圍中的值20° <θ<70°。通過具有這樣的入射角，可以增大SN (信號對·噪聲)比。例如，孔7可以具有這樣的形狀，其大致阻擋來自反應(yīng)區(qū)3的光的中間部分但是允許光穿過中間部分周圍的部分。作為例子，可以在與來自反應(yīng)區(qū)3的光的大致中心部分對應(yīng)的位置提供未在圖中示出的光屏蔽部件(例如具有盤的形狀)。還可以提供圖中未示出的橋部件，從而起到光屏蔽部件和孔7之間的橋的作用。此外，只需要適當(dāng)?shù)靥峁┲T如聚光透鏡和反射板的組件，從而使得穿過檢測濾光器的光被導(dǎo)入檢測系統(tǒng)6?？椎男螤畈幌抻趫A形。孔的形狀可以是矩形或多邊形。優(yōu)選地，孔形狀的表面與反應(yīng)區(qū)3大致平行地提供?？?的三維形狀可以是圓柱形、矩形柱的形狀、多面體形等。例如，孔7的內(nèi)部可以是錐形。從成本的角度而言，優(yōu)選地，孔7具有形成在面向反應(yīng)區(qū)3的區(qū)域中的穿透光屏蔽結(jié)構(gòu)5的部分(諸如洞)，或者每個形成在面向反應(yīng)區(qū)3之一的區(qū)域中的穿透光屏蔽結(jié)構(gòu)5的多個這樣的部分?？梢酝ㄟ^在例如由諸如不銹鋼、銅(Cu)或鎳(Ni)的材料制成的金屬膜上，以圖型形成工藝(通過采用光刻(photolithography)方法的蝕刻工藝而執(zhí)行)形成孔7或多個孔7而構(gòu)造光屏蔽結(jié)構(gòu)5。只需要在激勵光入射側(cè)和熒光發(fā)射側(cè)中的至少一個上提供光屏蔽結(jié)構(gòu)5。在這種情況下，優(yōu)選以這樣一種方式提供光屏蔽結(jié)構(gòu)5，使得光屏蔽結(jié)構(gòu)5可以接觸到安裝在光學(xué)分析裝置I中的襯底8的表面，襯底8中形成有反應(yīng)區(qū)3。因此有可能更大地降低來自相鄰的反應(yīng)區(qū)的雜散光的侵入度。此外，還可能提供一種配置，其中諸如激勵濾光器或檢測濾光器的光學(xué)濾光器由多個光屏蔽結(jié)構(gòu)夾住或保持。利用這樣的配置，使得限制光束穿過光學(xué)濾光器的光束角是可能的。還可能有效地只提取期望的波長分量。此外，可以通過采用滑動方法等，使光屏蔽結(jié)構(gòu)5可安裝在光學(xué)分析裝置I上或可以從光學(xué)分析裝置I卸下。因此，可以根據(jù)檢測濾光器的類型，即根據(jù)檢測濾光器是干涉濾光器或吸收濾光器，用具有預(yù)先確定的孔形狀和深度的另一個光屏蔽結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)靥娲馄帘谓Y(jié)構(gòu)5。需注意，可以通過將多個光屏蔽結(jié)構(gòu)彼此疊放而使用多個光屏蔽結(jié)構(gòu)，從而允許調(diào)整光的入射角度。在過去，為了避免由雜散光造成的不正確的檢測，時分地對每個反應(yīng)區(qū)進(jìn)行激勵和光檢測。因此，需要為每個反應(yīng)區(qū)提供光源和檢測器。此外，由于進(jìn)行一個檢測周期所需要的時間與反應(yīng)區(qū)的數(shù)目成比例，因此對于要測量許多分析物的情況，例如使用了具有96孔的板的情況，產(chǎn)生了吞吐量的問題。然而，通過采用上述的光屏蔽結(jié)構(gòu)，有可能抑制來自相鄰反應(yīng)區(qū)的雜散光。還有可能作為批量操作執(zhí)行過去時分地執(zhí)行的激勵和光檢測。通過使用導(dǎo)光板，有可能執(zhí)行表面上批量激勵，從而可利用一致的光執(zhí)行檢測。此外，可以相當(dāng)大程度地減少檢測多個反應(yīng)區(qū)所用的時間。1-4 :檢測系統(tǒng) 只需要以檢測系統(tǒng)6能夠檢測在反應(yīng)區(qū)3內(nèi)生成的光分量的方式提供檢測系統(tǒng)6。光分量通常包括透射光、突光和散射光。還只需要提供具有能夠檢測期望的光分量的光檢測器的檢測系統(tǒng)6。光檢測器的典型的例子是熒光檢測器、濁度檢測器、散射光檢測器和紫外-可見光分光鏡檢測器(僅舉幾例)。檢測器可以是例如諸如CXD (電荷耦合器件)和CMOS (互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)器件的區(qū)域成像器件、PMT (光電倍增管)、光電二極管和緊湊傳感器(僅舉幾例)中的任一個。需注意，每個在反應(yīng)區(qū)之一中的一個反應(yīng)區(qū)中以不同波長中的特定波長激勵的多個熒光色素，其每個以各自的波長發(fā)射熒光。為了以高效率度檢測這些光分量，例如，有可能使用具有與多個突光光譜對應(yīng)的傳輸帶(transmission band)的多帶通濾光器。具有彼此不同的波長的多個激勵光束各自時分地照射，并且，光檢測器能夠與光束的照射同時地檢測每個熒光光束的強(qiáng)度。此外，根據(jù)本公開實(shí)施例的光學(xué)分析裝置I可以包括其它組件，諸如聚光透鏡10、11和12、支撐基座13、激勵濾光器14、檢測濾光器15和16、光圈17、每個支撐各自的組件并且安裝反應(yīng)區(qū)的支撐體、以及諸如加熱器的溫度控制部件。這些組件每個適當(dāng)?shù)乜梢允菃螖?shù)或復(fù)數(shù)。此外，光學(xué)分析裝置I還可以具有控制部件，其被配置控制激勵光的發(fā)射定時、輸出(激勵光的波長、激勵光的強(qiáng)度等)、時分和多色時分(僅舉幾例)，從而控制每個上述組件。只要該濾光器能夠根據(jù)各種光分析方法生成具有所期望的特定波長的光分量，則激勵光濾光器14可以是任何合適的濾光器。只要該濾光器對于檢測所需要的光分量是合適的，則檢測濾光器15和16的每個可以是任何濾波器。檢測中所需要的光分量包括熒光、散射光和透射光。根據(jù)需要，光學(xué)分析裝置I可以提供有一個上述的激勵濾光器和一個上述的檢測濾光器，或者多個這樣的激勵濾光器和多個這樣的檢測濾光器。在有些情況下，光學(xué)分析裝置I可能不提供有這樣的激勵濾光器或這樣的檢測濾光器。因此，有可能生成必要的光分量并且去除不必要的光分量。此外，有可能提高光學(xué)分析裝置I的靈敏度及其檢測精度。除此以外，檢測濾光器15和16的每個可以是具有與每個熒光光譜對應(yīng)的傳輸帶的多帶通濾光器。在這種情況下，通過時分地驅(qū)動光源發(fā)光，可以檢測熒光。如果采用了例如使用具有不同類型的兩個熒光色素的檢測方法，則多帶通濾光器允許執(zhí)行兩種類型的熒光檢測。在這種情況下，多帶通濾光器被稱作為雙帶通濾光器。對前述的溫度控制組件沒有特別地規(guī)定。溫度控制組件的典型例子包括透明導(dǎo)電膜，諸如表現(xiàn)出透光性的ITO (氧化銦錫)加熱器。優(yōu)選地，在可以由溫度控制組件控制反應(yīng)區(qū)3的溫度的位置提供該溫度控制組件。期望在靠近反應(yīng)區(qū)3的襯底的位置提供溫度控制組件，并且此外，優(yōu)選在光發(fā)射方向和/或光入射方向上提供溫度控制組件。為了使光學(xué)分析裝置I的尺寸小，優(yōu)選還將溫度控制組件用作支撐底座13。因此有可能控制每個反應(yīng)區(qū)3中分析物的溫度。因此，可以獲得穩(wěn)定的檢測結(jié)果并且可以提高檢測精度。此外，由于可以控制反應(yīng)區(qū)3中的反應(yīng)，因此有可能檢測在檢測時要求反應(yīng)的分析物(例如核酸擴(kuò)增反應(yīng))。因此，光學(xué)分析裝置I還可用作反應(yīng)裝置和能夠執(zhí)行光學(xué)分析和反應(yīng)的裝置。能夠執(zhí)行光學(xué)分析和反應(yīng)的典型例子包括核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置。 通過參照圖I和2，下列的描述說明由根據(jù)本公開的光學(xué)分析裝置I執(zhí)行的操作。來自光源2的光L照射到反應(yīng)區(qū)3，每個反應(yīng)區(qū)3包括分析物。此時，還可以通過使用導(dǎo)光板4將光L照射到反應(yīng)區(qū)3。然后，激勵光L照射到反應(yīng)區(qū)3。通過光L照射到反應(yīng)區(qū)3而從反應(yīng)區(qū)3的內(nèi)部生成的光分量L穿過孔7，每個孔7具有事先確定的形狀并且每個孔7在面對反應(yīng)區(qū)3之一的位置提供。在這種情況下，光分量L包括突光、透射光和散射光。這樣，由于光分量L穿過其在光屏蔽結(jié)構(gòu)5中各自的孔7,因此光分量L的發(fā)射方向受到限制。因此，可能抑制來自周圍反應(yīng)區(qū)(特別是來自毗鄰的反應(yīng)區(qū))的、作為不正確檢測的原因的雜散光。然后，具有受限的發(fā)射方向的光分量L穿過檢測濾光器15、聚光透鏡11、檢測濾光器16和聚光透鏡12,成為期望的光分量L。由檢測系統(tǒng)6中使用的光檢測器檢測該光分量L。此時，來自周圍反應(yīng)區(qū)的雜散光被抑制。因此，提高了每個提供在反應(yīng)區(qū)之一中的分析物的檢測精度。在測量時，反應(yīng)區(qū)3被用作反應(yīng)區(qū)域。因此，可以實(shí)時地檢測光分量L。由于可以按行執(zhí)行反應(yīng)和檢測，因此光學(xué)分析裝置I提供了極大的便利。如果光源2是激光光源，則不需要使用激勵濾光器。在這種配置下，激勵光照射到反應(yīng)區(qū)3(參見圖I)。如果光源2是LED等，則激勵光經(jīng)由激勵濾光器14照射到反應(yīng)區(qū)3。此外，激勵濾光器14還可以是多帶通濾光器。多帶通濾光器使得多個不同激勵光束可以被照射到反應(yīng)區(qū)3。在這種情況下，對于每個檢測濾光器，只需要適當(dāng)?shù)厥褂脤?yīng)的多帶通濾光器。因此可以時分地執(zhí)行多個光學(xué)分析以及檢測光分量。如果使用了導(dǎo)光板4，則有可能將由光源2或多個光源2發(fā)射的入射光導(dǎo)向反應(yīng)區(qū)3。此外，只需要根據(jù)需要適當(dāng)?shù)卮_定激勵濾光器、檢測濾光器和聚光透鏡的每一個的數(shù)目和類型。換言之，數(shù)目和類型不限于以上的描述。2 :根據(jù)第一實(shí)施例的光學(xué)分析裝置I如圖I所示，例如，由本公開提供的實(shí)現(xiàn)光學(xué)分析裝置I的第一實(shí)施例包括激光光源2、光屏蔽結(jié)構(gòu)5和檢測系統(tǒng)6。在以下的描述中，由本公開提供的實(shí)現(xiàn)光學(xué)分析裝置的第一實(shí)施例也被簡單地稱作根據(jù)第一實(shí)施例的光學(xué)分析裝置I。在以下描述中不再對已經(jīng)描述過的每個配置再次進(jìn)行說明。
優(yōu)選地，根據(jù)第一實(shí)施例的光學(xué)分析裝置I具有被配置為將由激光光源2或多個激光光源2發(fā)射的入射光導(dǎo)向反應(yīng)區(qū)3的導(dǎo)光板4。還優(yōu)選地，激光光源2或多個激光光源2在導(dǎo)光板4的側(cè)向或在導(dǎo)光板4的側(cè)表面上提供。優(yōu)選地，在導(dǎo)光板4和襯底8之間適當(dāng)?shù)靥峁┚酃馔哥R10，在襯底8中形成有光學(xué)分析裝置I中使用的反應(yīng)區(qū)3。還期望在光屏蔽結(jié)構(gòu)5和檢測系統(tǒng)6之間適當(dāng)?shù)靥峁┚酃馔哥R和檢測濾光器或多個聚光透鏡和多個檢測濾光器。此外，期望以這的方式提供光屏蔽結(jié)構(gòu)5，使得該光屏蔽結(jié)構(gòu)5可以接觸到在其中形成有光學(xué)分析裝置I中使用的反應(yīng)區(qū)3的襯底8的表面。還期望以這樣的方式提供光屏蔽結(jié)構(gòu)5，使得光屏蔽機(jī)構(gòu)5可以接觸到檢測濾光器15。還期望以使得該光學(xué)屏蔽結(jié)構(gòu)5被夾在襯底8和檢測濾光器15之間的方式提供光學(xué)屏蔽結(jié)構(gòu)5。需注意，可以在多個位置提供光屏蔽結(jié)構(gòu)5，諸如導(dǎo)光板4和襯底8之間的位置，以及檢測濾光器15和檢測 系統(tǒng)6之間的位置。此外，正如下面將要描述的修改示例中的情況，可以使用多個光屏蔽結(jié)構(gòu)。需注意，光源2和檢測系統(tǒng)6的每個可由適當(dāng)?shù)闹误w支撐。由于在根據(jù)第一實(shí)施例的光學(xué)分析裝置I中作為光源2使用的激光具有窄光譜寬度和高輸出(參見圖6)，因此可以任意地去除激勵濾光器14 (參見圖I)。有可能提供光學(xué)濾光器從而去掉不必要的光分量。更具體地，與具有從幾到十毫微米的半光譜寬度的范圍的LED相比，激光通常具有最高幾毫微米的半光譜寬度的范圍內(nèi)的更窄的線寬。因此，不需要在激勵系統(tǒng)中提供激勵濾光器。此外，在使用了導(dǎo)光板的情況下，具有不同振蕩波長的多種類型激光器的使用使多色激勵成為可能。除此以外，還可能時分地執(zhí)行表面上批量激勵和多色檢測。這樣，就可能使用多個具有不同波長的光源，即使這樣的光源在過去是很難在光源所用的安裝空間實(shí)現(xiàn)的。因此，可以提高檢測精度并且增加工作效率。此外，可以使得光學(xué)分析裝置I更加緊湊。通過參照圖1，以下的描述說明根據(jù)本公開的第一實(shí)施例的光學(xué)分析裝置I執(zhí)行的典型操作。光源2發(fā)出光束L (具有特定波長的激勵光)。激勵光L傳播到導(dǎo)光板4的入射光接收部分。入射的激勵光L穿過導(dǎo)光板4，并且成為多個基本上一致的激勵光束L。幾乎在同時，激勵光束L被導(dǎo)向它們各自的反應(yīng)區(qū)3。穿過導(dǎo)光板4的激勵光束經(jīng)由光圈17和支撐基座13照射到襯底8中的它們各自的反應(yīng)區(qū)3。照射使得從反應(yīng)區(qū)3的內(nèi)部產(chǎn)生光分量(例如熒光)。光分量穿過它們各自的位于面對各自的孔7，該孔7在面對它們各自的反應(yīng)區(qū)3的位置在光屏蔽結(jié)構(gòu)5中提供。因此，來自反應(yīng)區(qū)3內(nèi)部的光的發(fā)射方向受到限制，從而使得可能抑制來自相鄰的反應(yīng)區(qū)的雜散光。光分量經(jīng)由檢測濾光器15和16傳播到檢測系統(tǒng)6，被檢測系統(tǒng)6中使用的光檢測器檢測。3 :根據(jù)第二實(shí)施例的光學(xué)分析裝置I如圖2所示，例如，實(shí)現(xiàn)本公開提供的光學(xué)分析裝置I的第二實(shí)施例包括LED光源
2、激勵濾波器14、光屏蔽結(jié)構(gòu)5和檢測系統(tǒng)6。在以下的描述中，實(shí)現(xiàn)本公開提供的光學(xué)分析裝置I的第二實(shí)施例也被簡單地稱作根據(jù)第二實(shí)施例的光學(xué)分析裝置I。在以下描述中不再對已經(jīng)描述過的每個配置再次進(jìn)行說明。優(yōu)選地，根據(jù)第二實(shí)施例的光學(xué)分析裝置I具有導(dǎo)光板4，被配置成將由LED光源2或多個LED光源2發(fā)射的入射光導(dǎo)向反應(yīng)區(qū)3。還優(yōu)選地，LED光源2或多個LED光源2在導(dǎo)光板4的側(cè)向或在導(dǎo)光板4的側(cè)表面上。只需要在LED光源2發(fā)射的光照射在反射區(qū)3之前將發(fā)射光變?yōu)榫哂衅谕奶囟úㄩL的激勵光。只需要在光源2和反應(yīng)區(qū)3之間的位置提供激勵濾光器14，激勵濾光器14被配置成將LED光轉(zhuǎn)換為具有期望的特定波長的激勵光。例如，可以在LED光源2和導(dǎo)光板4的入射光接收部分之間或?qū)Ч獍?和反應(yīng)區(qū)3之間的位置提供激勵濾光器14。如果在LED光源2和導(dǎo)光板4的入射光接收部分之間的位置提供激勵濾光器14，則激勵濾光器14可將LED光源2發(fā)射的光轉(zhuǎn)換為具有特定波長的激勵光，然后可以將該激勵光提供給導(dǎo)光板4。作為這個配置的替代，可以在入射光接收部分上提供激勵濾光器14。如果在導(dǎo)光板4和反應(yīng)區(qū)3之間的位置提供激勵濾光器14，則更優(yōu)選地在導(dǎo)光板4和襯底8之間的位置提供激勵濾光器14，襯底8中形成有光學(xué)分析裝置I使用的反應(yīng)區(qū)3。此外，期望激勵濾光器14是多帶通濾光器。如果使用了多個LED光源2且激勵濾光器14是多帶通濾光器，則可以執(zhí)行多色激勵。因此，也可以執(zhí)行多色檢測。除此以外，通過采用時分技術(shù)可以執(zhí)行多個檢測(諸如多個熒光分量)。需注意，由于已經(jīng)在對光學(xué)分析裝置I的描述和對第一實(shí)施例的描述中說明了聚光透鏡、檢測濾光器和光屏蔽結(jié)構(gòu)，因此這里省略了這些描述。此外，在如同稍后將要描述的修改示例的情況，可能使用多個光屏蔽結(jié)構(gòu)。通過參照圖2，以下的描述說明了由根據(jù)本公開第二實(shí)施例的光學(xué)分析裝置I執(zhí)·行的典型操作。LED光源2發(fā)出光L。光L傳播到導(dǎo)光板的入射光接收部分，然后經(jīng)歷表面上批量照射，從而使得光L經(jīng)由導(dǎo)光板4被導(dǎo)向反應(yīng)區(qū)3。照射的光L被激勵濾光器14轉(zhuǎn)換為具有特定波長的激勵光L。激勵光L經(jīng)由各自的聚光透鏡10、光圈17和支撐基座13照射到襯底8中各自的反應(yīng)區(qū)3。照射使得從反應(yīng)區(qū)3的內(nèi)部生成諸如熒光的光分量L。光分量L穿過各自的孔7，孔7在面對它們各自的反應(yīng)區(qū)3的位置在光屏蔽結(jié)構(gòu)5上提供。因此，來自反應(yīng)區(qū)3內(nèi)部的光的發(fā)射方向受到限制，從而使得有可能抑制來自相鄰的反應(yīng)區(qū)或更具體地來自毗鄰的反應(yīng)區(qū)的雜散光。光分量L經(jīng)由檢測濾光器15、聚光透鏡11、檢測濾光器16和聚光透鏡12傳播到檢測系統(tǒng)6，被檢測系統(tǒng)6中使用的光檢測器檢測。如果激勵濾光器14是多帶通濾光器，則有可能使用多個LED光源2并且時分地驅(qū)動LED光源2發(fā)射光(參照圖7)。例如，當(dāng)一個光源在發(fā)射光時，其它光源不發(fā)射光。更具體地說，當(dāng)具有大致450毫微米波長的激勵光正在照射并隨后被檢測時，具有大致620毫微米波長的激勵光不照射。當(dāng)正具有大致620毫微米波長的激勵光正在照射并隨后被檢測時，具有大致450毫微米波長的激勵光不會照射。重復(fù)且交替執(zhí)行這些典型的操作。因此，在多色的情況下，就有可能一次執(zhí)行一種顏色的檢測，從而應(yīng)對對反應(yīng)區(qū)3中的多個光束反應(yīng)的物質(zhì)。例如，該物質(zhì)是多個熒光分量。結(jié)果，有可能提高工作效率和檢測精度。4 :根據(jù)第三實(shí)施例的光學(xué)分析裝置I如圖3所示，例如，由本公開提供的實(shí)現(xiàn)光學(xué)分析裝置I的第三實(shí)施例包括LED光源2、激勵濾光器14、光屏蔽結(jié)構(gòu)5和檢測系統(tǒng)6。在以下的描述中，由本公開提供的實(shí)現(xiàn)光學(xué)分析裝置的第三實(shí)施例也被簡單地稱作根據(jù)第三實(shí)施例的光學(xué)分析裝置I。在以下描述中不再對已經(jīng)描述過的每個配置再次進(jìn)行說明。根據(jù)第三實(shí)施例的光學(xué)分析裝置I使用每個為一個反應(yīng)區(qū)3提供的多個LED光源
2。因此，可以以批量操作向反應(yīng)區(qū)3照射光。此外，期望每個光源2起到多色LED的作用。通過使用多色LED和起到多帶通濾光器作用的激勵濾光器，可以順序地執(zhí)行激勵操作從而可以時分地執(zhí)行檢測。需注意，通過使用導(dǎo)光板，可以減少LED光源的數(shù)目。期望由LED光源2發(fā)射的光在該發(fā)射的光被照射到反應(yīng)區(qū)3之前變?yōu)榫哂衅谕奶囟úㄩL的激勵光。優(yōu)選地，在LED光源2和襯底8之間的位置提供激勵濾光器14，襯底8其上形成有光學(xué)分析裝置I使用的反應(yīng)區(qū)3。需注意，由于已經(jīng)在對光學(xué)分析裝置I的描述和對第一和第二實(shí)施例的描述中說明了聚光透鏡、檢測濾光器和光屏蔽結(jié)構(gòu)，因此這里省略了這些描述。此外，在如同稍后將 要描述的修改示例的情況，可能使用多個光屏蔽結(jié)構(gòu)。通過參照圖3，以下的描述說明了由根據(jù)本公開第三實(shí)施例的光學(xué)分析裝置I執(zhí)行的典型操作。光源2同時發(fā)射光L，從而使得可以以表面上批量照射將照射光L照射到反應(yīng)區(qū)
3。激勵濾光器14將每個LED光源2發(fā)射的光L轉(zhuǎn)換為具有特定波長的激勵光L。激勵光L穿過光圈17和支撐底座13，照射到襯底8中的反應(yīng)區(qū)3。該照射使得從反應(yīng)區(qū)3的內(nèi)部生成諸如熒光的光分量L。光分量L通過各自的孔7，孔7在面對各自的反應(yīng)區(qū)3的位置在光屏蔽結(jié)構(gòu)5上提供。因此，來自反應(yīng)區(qū)3的內(nèi)部的光的發(fā)射方向受到限制，從而使得可能抑制來自相鄰反應(yīng)區(qū)的雜散光。光分量L經(jīng)由檢測濾光器15、聚光透鏡11、檢測濾光器16和聚光透鏡12傳播到檢測系統(tǒng)6，由檢測系統(tǒng)6使用的光檢測器檢測。此外，如果激勵濾光器14是多帶通濾光器，則還有可能使用多個LED光源2以及時分地驅(qū)動LED光源2發(fā)射光。因此在多色的情況下，還有可能一次執(zhí)行一種顏色的檢測，從而應(yīng)對反應(yīng)區(qū)3中的多個熒光分量。結(jié)果，有可能提高工作效率和檢測精度。5 :光學(xué)分析裝置I的修改示例根據(jù)本公開的光學(xué)分析裝置I的修改示例包括例如如圖4所示的光源2、激勵濾光器14、多個光屏蔽結(jié)構(gòu)5以及檢測系統(tǒng)6。在以下的描述中，根據(jù)本公開的光學(xué)分析裝置I的修改示例還被簡單地稱作根據(jù)修改示例的光學(xué)分析裝置I。在下面的描述中不再對已經(jīng)描述的每個配置進(jìn)行說明。在根據(jù)修改示例的光學(xué)分析裝置I中，由多個光屏蔽結(jié)構(gòu)5夾住或保持光學(xué)濾光器。因此，即使在反應(yīng)區(qū)3和光源2之間沒有提供聚光透鏡，光還是可以以表面上批量照射被照射到反應(yīng)區(qū)3。此外，根據(jù)修改示例的光學(xué)分析裝置I尺寸上可以變得更小。由于還可以抑制雜散光，因此還可以提高檢測精度。需注意，根據(jù)第一到第三實(shí)施例的光學(xué)分析裝置I可以采用與這個修改示例同樣的配置，或者可以將該配置并入，只要并入該配置是在不失去本公開提供的效果的范圍內(nèi)。根據(jù)本公開的實(shí)施例的光學(xué)分析裝置I能夠執(zhí)行諸如核酸擴(kuò)增反應(yīng)檢測和金屬檢測的各種光學(xué)分析。光學(xué)分析裝置I還能夠?qū)崟r地執(zhí)行分析。此外，當(dāng)光學(xué)分析裝置I配備有被配置成控制溫度的溫度控制部件時，光學(xué)分析裝置I還能夠起到反應(yīng)裝置的作用。反應(yīng)裝置的典型例子包括核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置。作為示例，下面說明核酸擴(kuò)增反應(yīng)。[核酸擴(kuò)增反應(yīng)]根據(jù)本公開的核酸擴(kuò)增反應(yīng)包括執(zhí)行溫度循環(huán)的相關(guān)領(lǐng)域PCR (聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))方法和不執(zhí)行溫度循環(huán)的各種等溫?cái)U(kuò)增方法。典型的等溫?cái)U(kuò)增方法包括LAMP(環(huán)介導(dǎo)的等溫?cái)U(kuò)增)方法、SMAP (聰明擴(kuò)增工藝)方法、NASBA (基于核酸序列的擴(kuò)增)方法、ICAN (等溫和嵌合引物啟動的核酸擴(kuò)增)方法 (一種注冊商標(biāo))、TRC (轉(zhuǎn)錄-逆轉(zhuǎn)錄協(xié)作的)方法、SDA(鏈置換擴(kuò)增)方法、TMA (轉(zhuǎn)錄介導(dǎo)的擴(kuò)增)方法和RCA (滾環(huán)擴(kuò)增)方法、等等。另外，絕大多數(shù)核酸擴(kuò)增反應(yīng)是為了擴(kuò)增核酸在可變的或恒定的溫度進(jìn)行的核酸擴(kuò)增反應(yīng)。另外，這些核酸擴(kuò)增反應(yīng)還包括伴隨擴(kuò)增核酸鏈定量評估諸如RT-PCR(實(shí)時PCR)方法和RT-LAMP方法的反應(yīng)。另外，試劑包括在上文所述核酸擴(kuò)增反應(yīng)中獲得擴(kuò)增的核酸酸需要的試劑。具體而言，試劑包括寡核苷酸引物、核酸單體(dNTP)、酶和反應(yīng)緩沖溶液，它們形成與靶核酸鏈互補(bǔ)的堿基序列。在PCR方法中，連續(xù)進(jìn)行下述擴(kuò)增循環(huán)熱變性(在約95° C)—引物退火(在約55至60。C)—延長反應(yīng)(在約72。C)。LAMP方法是一種通過利用DNA環(huán)形成在恒定的溫度作為自DNA和RNA(核糖核酸)擴(kuò)增的產(chǎn)物獲得dsDNA (雙鏈DNA)的方法。舉例而言，添加成分和(iii)使得內(nèi)部引物能夠與模板核酸上的互補(bǔ)序列形成穩(wěn)定的堿基配對并通過在鏈替代聚合酶能夠維持酶活化的溫度溫育來實(shí)現(xiàn)前行。在那時，優(yōu)選溫育溫度在50至70° C的范圍內(nèi)且溫育時間在大約I分鐘至10小時的范圍內(nèi)。成分⑴、(ii)和(iii)描述如下成分(i):兩種內(nèi)部引物，兩種外部引物，另外，或進(jìn)一步添加的兩種環(huán)引物成分(ii):鏈替代聚合物成分(iii):底物核苷酸[檢測核酸擴(kuò)增(產(chǎn)物)的方法]檢測核酸擴(kuò)增的方法的典型例包括利用混濁材料、熒光材料或化學(xué)發(fā)光材料的方法。另外，利用混濁材料的方法的典型例包括利用作為核酸擴(kuò)增反應(yīng)的結(jié)果獲得的吡咯啉酸和通過能與吡咯啉酸成鍵的金屬離子生成的沉積材料的方法。金屬離子為單價(jià)或二價(jià)金屬離子。如果金屬離子與吡咯啉酸成鍵的話，形成在水中不溶或難溶的鹽，產(chǎn)生混濁材料。具體而言，金屬離子的典型例包括堿金屬離子、堿土金屬離子和二價(jià)過渡金屬離子。堿土金屬離子包括鎂(II)、鈣(II)或鋇(II)的離子。二價(jià)過渡金屬離子包括鋅(II)、鉛(II)、錳(II)、鎳(II)或鐵(II)的離子。希望金屬離子是選自堿土金屬離子、二價(jià)過渡金屬離子、等等的一種或多種離子。甚至更希望金屬離子是鎂(II)、錳(II)、鎳(II)和鐵
(II)的尚子。優(yōu)選作為摻雜劑使用的金屬離子的濃度在O. 01至IOOmM的范圍內(nèi)，而且檢測波長在300至800nm的范圍內(nèi)。利用熒光材料或化學(xué)發(fā)光材料的方法的典型例包括利用特異性插入雙鏈核酸以發(fā)射熒光的熒光色素(衍生物)的嵌入方法和利用帶有熒光色素(其與對要擴(kuò)增的核酸序列特異性的寡核苷酸成鍵)的探針的標(biāo)記探針方法。標(biāo)記引物方法的典型例包括雜交(Hyb)探針方法和水解降解(TaqMan)探針方法。Hyb探針方法是一種利用事先設(shè)計(jì)成彼此靠近的兩種不同探針的方法。探針之一是用供體色素標(biāo)記的探針，而另一探針是用受體色素標(biāo)記的探針。當(dāng)兩種探針與靶核酸雜交時，被供體色素激發(fā)的受體色素發(fā)射熒光。TaqMan探針方法是一種利用經(jīng)過標(biāo)記使得兩種色素彼此靠近的探針的方法。兩種色素為報(bào)告色素和淬滅色素。當(dāng)探針在核酸延長時間水解時，報(bào)告色素和淬滅色素彼此遠(yuǎn)離，并且隨著報(bào)告色素被激發(fā)，發(fā)射熒光。利用熒光材料的方法中所利用的熒光色素(衍生物)通?？梢允荢YBR (—種注冊商標(biāo))綠I、SYBR (—種注冊商標(biāo))綠II、SYBR (—種注冊商標(biāo))金、OY (B惡唑黃)、TO (噻唑 橙)、PG (Pico綠,其中Pico是一種注冊商標(biāo))和溴化乙唳等等任一。利用化學(xué)發(fā)光材料的方法中所利用的有機(jī)化合物通?？梢允囚斆字Z、洛粉堿、光澤精和草酸酯等等中的任一種。[根據(jù)本公開的RT-PCR裝置]下面的描述解釋由本公開的實(shí)施例提供的光學(xué)分析裝置1，充當(dāng)PCR裝置(RT-PCR
裝置)。下面的描述解釋根據(jù)包括RT-PCR裝置的步驟Spl(熱變性)、步驟Sp2(引物退火)、和步驟Sp3 (DNA延長)的規(guī)程來檢測核酸的方法。在熱變性(步驟Spl)時，溫度控制部分將反應(yīng)區(qū)3中的溫度控制在95° C，并且對雙鏈DNA進(jìn)行變性過程以轉(zhuǎn)變成單鏈DNA。在后面的引物退火(步驟Sp2)時，將反應(yīng)區(qū)3中的溫度設(shè)置為55° C，并且引物與單鏈DNA在互補(bǔ)堿基序列中成鍵。隨后，在DNA延長(步驟Sp3)時，將反應(yīng)區(qū)3中的溫度控制在72° C，并且通過用引物作為DNA合成的起點(diǎn)進(jìn)行聚合酶反應(yīng)來延長cDNA (互補(bǔ)DNA)。通過重復(fù)上述步驟Spl至Sp3的溫度循環(huán)，每個反應(yīng)區(qū)3中的DNA得到擴(kuò)增。通過檢測系統(tǒng)6實(shí)時地檢測反應(yīng)區(qū)3中生成的熒光以量化核酸的量。另外，根據(jù)本公開的實(shí)施例的光學(xué)分析裝置I還可用作LAMP裝置(RT-LAMP裝置)。將反應(yīng)區(qū)3中的溫度設(shè)置為60至65° C范圍內(nèi)的恒定值從而在反應(yīng)區(qū)3中擴(kuò)增核酸。要注意，根據(jù)LAMP方法，不必進(jìn)行熱變性來將雙鏈DNA轉(zhuǎn)變成單鏈DNA。在恒定溫度條件下重復(fù)引物退火和核酸延長。作為核酸擴(kuò)增反應(yīng)的結(jié)果，生成吡咯啉酸。然后，使金屬離子與吡咯啉酸成鍵以生成鹽，其在水中不溶或難溶，成為混濁材料(測量波長在300至SOOnm的范圍內(nèi))。當(dāng)用入射光照射混濁材料時，入射光變成散射光。然后。檢測系統(tǒng)6實(shí)時地測量散射光的量以對該光進(jìn)行量化。另外，此量化也可通過透射光的量來進(jìn)行。需注意本發(fā)明還可采用如下的配置(I)光學(xué)分析裝置包括導(dǎo)光板，被配置為將來自光源或多個光源的入射激勵光導(dǎo)向每個反應(yīng)區(qū)；光屏蔽結(jié)構(gòu)，被配置為限制從反應(yīng)區(qū)內(nèi)部發(fā)射的光束的發(fā)射方向；以及
檢測系統(tǒng)，被配置為檢測通過激勵光的照射從反應(yīng)區(qū)內(nèi)部發(fā)射的光束。(2)根據(jù)第(I)段所述的光學(xué)分析裝置，其中光源照射具有不同波長的光線，從而使得從反應(yīng)區(qū)內(nèi)部發(fā)射的光束能夠被時分地檢測。(3)根據(jù)第(I)段或第(2)段所述的光學(xué)分析裝置，其中光屏蔽結(jié)構(gòu)被放置以接觸到襯底的表面，在該襯底中形成有光學(xué)分析裝置使用的反應(yīng)區(qū)。(4)根據(jù)第(I)段至第(3)段的任一所述的光學(xué)分析裝置，其中光屏蔽結(jié)構(gòu)具有被配置為限制光束的發(fā)射方向的多個孔。(5)根據(jù)第(I)至第(4)段的任一所述的光學(xué)分析裝置，其中提供多個這樣的光學(xué)屏蔽結(jié)構(gòu)以便將濾光器夾在中間。(6 )根據(jù)第(I)段至第(5 )段的任一所述的光學(xué)分析裝置，所述光學(xué)分析裝置起到核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置的作用。
(7) 一種光學(xué)分析方法包括通過使用導(dǎo)光板，將從一個光源或多個光源照射的光導(dǎo)向每個反應(yīng)區(qū)；經(jīng)由被配置為限制光束的發(fā)射方向的光屏蔽結(jié)構(gòu)，將從反應(yīng)區(qū)的內(nèi)部發(fā)射的光束引向檢測系統(tǒng)；以及通過使用檢測系統(tǒng)檢測光束。(8)根據(jù)第(7)段所述的光學(xué)分析方法，其中光源照射具有不同波長的激勵光線，從而使得從反應(yīng)區(qū)內(nèi)部發(fā)射的光束能夠被時分地檢測。(9)根據(jù)第(7)段或第(8)段所述的光學(xué)分析方法，其中光屏蔽結(jié)構(gòu)被放置以接觸到襯底的表面，在該襯底中形成由裝置使用的反應(yīng)區(qū)。(10)根據(jù)第(7)段至第(9)中任一所述的光學(xué)分析方法，其中光屏蔽結(jié)構(gòu)具有被配置為限制光束的發(fā)射方向的多個孔。(11)根據(jù)第(7)段至第(10)中任一所述的光學(xué)分析方法，其中提供了將濾光器夾在中間從而限制了光的發(fā)射方向的多個這樣的光學(xué)屏蔽結(jié)構(gòu)。(12)根據(jù)第(7)段至第(11)中任一段所述的光學(xué)分析方法，光學(xué)分析方法起到用于核酸擴(kuò)增反應(yīng)的光學(xué)分析方法的作用。本公開包括與于2011年8月3日向日本專利局提交的日本優(yōu)先權(quán)專利申請JP2011-169993中所公開的相關(guān)的主題，其全部內(nèi)容通過引用并入于此。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)分析裝置，包括 光源； 導(dǎo)光板，被配置為將入射光從光源導(dǎo)向每個反應(yīng)區(qū)； 光屏蔽結(jié)構(gòu)，被配置為限制從反應(yīng)區(qū)的內(nèi)部發(fā)射的光束的發(fā)射方向；以及 檢測系統(tǒng)，被配置為檢測通過光的照射從反應(yīng)區(qū)的內(nèi)部發(fā)射的光束。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光學(xué)分析裝置，其中所述光源是激光光源。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光學(xué)分析裝置，其中所述光源是發(fā)光二極管光源。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光學(xué)分析裝置，其中所述光源包括激光光源和發(fā)光二極管光源。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光學(xué)分析裝置，其中所述光源照射具有不同波長的光線，使得能夠時分地檢測從反應(yīng)區(qū)的內(nèi)部發(fā)射的光束。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光學(xué)分析裝置，其中所述光屏蔽結(jié)構(gòu)被放置以接觸到襯底的表面，在該襯底中形成由所述光學(xué)分析裝置使用的所述反應(yīng)區(qū)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光學(xué)分析裝置，其中所述光屏蔽結(jié)構(gòu)具有被配置為限制光束的發(fā)射方向的多個孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光學(xué)分析裝置，其中所述光學(xué)分析裝置起到核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置的作用。
9.一種光學(xué)分析方法，包括 通過使用導(dǎo)光板，將從光源照射的光導(dǎo)向每個反應(yīng)區(qū)； 經(jīng)由被配置為限制光束的發(fā)射方向的光屏蔽結(jié)構(gòu)，將從反應(yīng)區(qū)的內(nèi)部發(fā)射的光束引向檢測系統(tǒng)；以及 通過使用檢測系統(tǒng)檢測所述光束。
全文摘要
這里公開了一種光學(xué)分析裝置，包括光源；導(dǎo)光板，被配置為將入射光從光源導(dǎo)向每個反應(yīng)區(qū)；光屏蔽結(jié)構(gòu)，被配置為限制從反應(yīng)區(qū)內(nèi)部發(fā)射的光束的發(fā)射方向；以及檢測系統(tǒng)，被配置為檢測通過光的照射從反應(yīng)區(qū)的內(nèi)部發(fā)射的光束。
文檔編號G01N21/63GK102914521SQ20121027610
公開日2013年2月6日 申請日期2012年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月3日
發(fā)明者梶原淳志, 甲斐慎一, 市村功, 瀬川雄司 申請人:索尼公司