[发明专利]多色生物传感器

说明书

技术领域

本发明涉及光学探测领域。更具体而言，本发明涉及用于光学探测的 方法和系统，例如，所述光学探测可以是(例如)采用颗粒或荧光团对(例 如)在生物、化学或者生化分析中的定性或定量探测中采用的发光信号进 行探测，并且涉及用于改进这种探测方法和系统的手段。

背景技术

(US6617590)描述了一种图像读取设备，其包括三个激光源、采用发 自所述激光源的激光束进行表面扫描的扫描机构、光探测器以及用于将发 自图像载体的光导引至所述光探测器的共焦光学系统。所述设备对若干相 关探测技术作了规定，所述探测技术例如是微阵列成像、放射自显影成像、 化学发光成像等。其包括具有针孔的共焦切换构件，所述针孔具有不同的 直径并且设置在所述共焦光学系统和所述光探测器之间。上述设备的缺点 在于，忽略了共焦透镜的色差，因而将制约同时的多色探测。

荧光是生命科学研究中经常采用的现象。荧光探针和接合作用广泛用 于跟踪细胞成分和蛋白质定位的所在，并以卓越的灵敏度和选择性探测包 括活细胞的复杂生物分子组装中的特定成分，例如，生物分子。

荧光探针是一种荧光团，其被设计为在生物样品的特异性区域内进行 定位，或者对特异性激发做出响应。多色标记实验需要故意引入两个或更 多的探针，从而同时监测不同的生化功能。该技术主要应用于诸如流式细 胞术、DNA测序、荧光原位杂交(FISH)、荧光显微术、荧光光谱法、荧 光共振能量转移(FRET)、荧光漂白恢复(FRAP)等的分析技术。

发明内容

目前，同时多色探测受到现有光学探测装置的局限性或相关成本的严 格限制。

借助于使多次发射的光谱分离最大化有助于信号隔离和数据分析。因 此，在多色应用中光谱带宽窄的荧光团特别有用。用于多色标记的理想染 料组合应表现出在与激发波长一致时有强的吸收以及充分分离的发射光 谱。需要单种染料具有大的吸收消光系数和大波长(斯托克斯)位移的必 要组合。很难找到这些材料。此外，多波长聚焦常常意味着昂贵而复杂的 光学系统，例如成像透镜组、将样品置于诸如显微镜中的焦点中的可移动 部件、或倾斜部件。

本发明的目的是获得一种用于诸如发光信号探测的光学探测的好方法 和系统，所述光学探测例如是探测来自生物、化学或生化颗粒的发射。本 发明实施例的优点在于可以获得高效而高质量的探测。本发明实施例的优 点还在于可以在系统中仅利用单个光学元件，例如折射元件将具有不同波 长或波长范围的不同辐照束聚焦在基质上而获得高质量的探测。

本发明的具体实施例的优点在于，降低了因折射元件不能使多个波长 光聚焦在单个点而导致的球面像差和色差。

本发明的具体实施例的优点在于，无需调节所有光学元件，或仅需要 最小限度的调节，即无需校正透镜或复合透镜组即可获得更清晰的焦点。

本发明的具体实施例的优点还包括使用令所述装置更加鲁棒并且对磨 损不太敏感的固定元件(没有可移动部件)以及提供用于聚焦和收集光的 单个光学元件，例如折射元件。

本发明的具体实施例的优点还在于可以在该系统上进行很宽范围的应 用，且由于在低像差或无像差操作中进行多波长激发和收集，因此可以使 用很宽范围的标记。

以上目的是通过根据本发明的方法和装置实现的。