[发明专利]照明检测系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及照明检测系统和方法。

背景技术

用于检测系统中照明的一个示例是荧光，并且使用荧光检测使示例是核酸检验(NAT)。这是用于检测疾病遗传倾向性的分子诊断中的核心元件，用于测定RNA发现量或者病原体识别，诸如引起感染的细菌和病毒。

荧光检测可以用于特定的目标DNA样品存在的定性测定，以及在样品中存在的DNA数量的定量测定。本发明涉及用于检测荧光的仪器以及使用方法。

在典型的分子诊断试验中，筛选生物样品用于某些生物组分(“目标”)的检测，诸如基因或者蛋白质。这通过检测所述目标与捕获探针的选择性键联(称作杂交)来完成，所述捕获探针附着于固体表面。所述杂交步骤的后面典型地是清洗步骤，其中所有游离的目标分子被冲去，以及最后执行检测步骤。

所述检测基于附着于所述目标分子的荧光标签的荧光检测。理想地，所述荧光检测需要能够实现单个荧光标签检测，同时所述过程保持时间有效。

所述荧光由激励光信号诱发，并且光传感器用于荧光检测。

DE10228309 A1公开了一种包括半导体光电池(semiconductor photo element)的光敏元件，所述半导体光电池具有两个连续设置的接收区域，用于区分接收光的不同光谱分布。

在图1中示出了一种传统的结构。所述激励光源10产生第一波长λ₁的激励光，并且激发来自荧光标记(fluoromarker)的第二波长λ₂的荧光发射。

第一滤波器12以λ₁为中心，并且这意味着所述激励光源不需要具有非常窄的频率带宽。所述已滤波激励光进入其中存在用箭头表示的荧光标记流的通道。第二滤波器14以λ₂为中心，并且因此阻止所述激励光到达所述光敏元件16。在所述激励光和所述荧光发射之间相对较小的频率差意味着需要高质量的光学滤波器，增加了所述系统的成本。在荧光计中的典型滤波器具有10nm的FWHM(半高全宽)，而商用滤波器典型地具有40至45nm的FWHM。这些高质量滤波器还需要集成在所述结构中并且聚焦于所述光敏元件。

因此，需要一种无需高质量滤波器就可以区分所述激励和发射频率的光学分析系统和方法。

发明内容

根据本发明，提供了一种照明检测系统，包括：

第一频率的激励辐射源；以及

检测器，用于检测从样品的分析区域收集的由激励引起的第二频率的光，

其中所述检测器用于产生第一和第二检测器信号，所述第一和第二检测器信号响应于在不同深度上检测器内吸收的入射光，并且其中所述系统还包括：

用于处理所述第一和第二检测器信号的装置，以区分第一和第二频率的入射光并且从而确定所述第二频率的光的强度。

这种结构使用响应于两个不同的入射光外形(profile)的独立的检测器测量)。通过检测在不同深度范围上已经被吸收的光，所述两个检测器元件测量对于不同的入射频率将是不同的。这样使得能够将所述两个不同频率成分相分离，实质上通过解联立方程。这样可以避免需要任何光学滤波。

所述检测器可以包括第一和第二半导体检测器元件，设置具有不同的半导体层结构。这些不同的层结构可以使所述检测器元件对在不同深度(或者深度范围)被吸收的光敏感。替代地，所述检测器可以包括检测器元件和偏置装置，所述偏置装置用于设置检测器元件的不同操作条件以改变所述检测器所响应的吸收深度。

所述检测器可以包括一个或者多个p-n结，使得所述结耗尽区定义了其上检测到入射光的深度。例如，两个检测器元件的所述p-n结可以在所述检测器结构中的不同深度，否则可以通过设置不同的偏置条件来控制有效p-n结深度。

优选地，所述检测器提供代表一段时间段上入射光的积分的电流输出。这是光电二极管输出的特征。可以提供脉冲调节装置来对所述激励源进行脉冲调节，使得不同的积分时间可以应用于不同的激励脉冲。然后提供计时装置，用于相对于各个激励源脉冲的结束，对所述检测器提供入射光的积分的时间段进行计时，并且所述处理装置用于针对一组不同的时间段来处理所述第一和第二检测器信号。

本发明所述系统可用于生物组分筛选系统。

本发明还提供了一种利用照明检测系统测量来自样品的冷光的方法，所述方法包括：

产生第一频率的激励辐射；

将所述激励辐射提供给样品的分析区；