[发明专利]用于化学反应的定量光学评价的测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于化学反应的定量光学评价的测量装置。

背景技术

在化学反应中，作为反应结果可能发生颜色变化或者透射的改变，此外，可能的是，由于化学反应发生电磁辐射。在这里应用的测量方法中，要分析的、大多以液态形式存在的样品在微流体（Mikrofluid）之内从至少一个测试区段旁边运动经过，其中，在样品中存在分析物（Analyt）并且在测试区段中存在相应的对应试剂的情况下发生化学反应，该化学反应以测试区段的透射比的改变或者以从测试区段放射电磁辐射的形式表现出来。

为了评价与在样品中分析物的定量存在直接有关的反应结果，已知的是，利用光敏的传感器来检测测试区段并且评价被检测的光学信号与时间相关的特性。因为要评价的光学效应通常仅非常小，具有特别意义的是，光学探测器具有高的灵敏度，以便这样达到尽可能大的信噪比（SNR），这样又直接产生尽可能小的检测阈值（LOD）。在已知的评价装置中在测试区段前设置光电二极管阵列，其中，由多个光探测器、例如5至7个光探测器来检测测试区段。但这有如下缺点，即减少了入射到每个单个的光探测器上的电磁辐射并因此入射的或者检测的信号通常比光探测器的不可避免的固有噪音仅稍微更大，由此因此产生非常小的SNR。为了在同时非常小的探测阈值时达到尽可能高的分辨率，在任何情况下都不利的是，测试区段的信号被分布到多个光探测器上。此外同样不利的是，光学反应（即透射比的改变或者发光）由于散射效应而入射到相邻的、因此非因果关系地（）配设给相关的测试区段的光探测器上。

发明内容

因此，本发明的任务在于创造一种如下的测量装置，在这种测量装置中，相对于现有技术改善信噪比并且因此达到小的检测最小值。

由此解决本发明的任务，即，在带有样品载体和光敏的传感器的测量装置中，在设置在样品载体的样品层上的测试区段和光探测器之间的距离小于700μm。样品载体具有载体层和样品层，其中此外，载体层具有输出区段，该输出区段通过微流体与贮器连接。样品层具有分析侧和与该分析侧对置地具有光射出侧，其中，在分析侧上沿样品层的纵向方向相互间隔开距离地设置多个测试区段，并且此外，样品层以分析侧这样设置在载体层上，使得测试区段朝向一定体积的微流体。这种布置有如下优点，即，测试区段与在微流体中输送的样品材料、特别是液态的样品材料接触并且因此化学反应可以发生。

在此，样品材料在输出区段中被施加，通过微流体在测试区段旁边经过被带到贮器。贮器特别是足够大的，以便容纳、特别是安全地容纳对于进行测量所需的样品或者试剂的总量，从而操作者与样品材料的接触基本上是不可能的。

光敏的传感器具有多个在支承体上的光探测器，其中，在光探测器上方设置透明的覆盖层。透明的覆盖层现在这样构成，以便保证可靠地保护各个光探测器，虽然所述层为了达到按照本发明的构成是足够薄的，但还是具有对于溶剂或者清洁剂的足够的抵抗性，因为特别是光敏的传感器必须被周期性地清洁，以便可靠地阻止操作人员被样品残留物污染。覆盖层例如可以构成为环氧树脂。

因为样品载体可拆卸地设置在传感器的容纳装置中，从而光射出侧朝向光敏的传感器并且测试区段设置在光探测器上方，所以样品载体、特别是一次性样品载体可以容易地被置入到测量装置中，可以对化学反应进行测量并且样品载体接着从测量装置被取出并且被清除。

按照一种进一步扩展方案规定，所述覆盖层的厚度为小于500μm。覆盖层的厚度减少到该值上相对于现有技术已知的、厚度大多大于1000μm的光敏的传感器有如下优点，即，能实现测试区段明显靠近光敏的传感器，而不妨碍各个光探测器的机械保护或者光探测器的电接触。

此外，为了解决按照本发明的任务有利的是，所述样品层的厚度为小于200μm，因为因此在测试区段和光敏的传感器之间的距离减小，这直接引起更多的光入射到光探测器上或者更小的散射宽度。样品层例如由聚苯乙烯、COC(环烯烃共聚物：Cyclo-Olefin-Copolymere)形成。

基于促成按照本发明的测量装置的试验，证明有利的是，所述光敏的传感器具有至少32个光探测器，因为由此对于标准实验室样品载体(1‘‘/3‘‘)达到优化的SNR和非常低的检测阈值，其中，光敏的传感器可以通过经改造的标准构件形成。标准构件的使用有特别的优点，即测量装置的成本能够保持低廉并且因此在使用者中可以找到高的可接受性。当此外所述测试区段具有在(0.5-1.5mm)x(2-4mm)范围内的尺寸时，利用这种构成有利的是，其中，尺寸优选是1x2mm。