[发明专利]平面样本的均匀的落射照明

说明书

相关专利申请的交叉引用

本申请要求于2012年2月29日递交的美国临时专利申请No.61/604,946的优先权，在此全文引用作为参考。

背景技术

在生物实验室中，DNA和蛋白质的研究经常涉及中到大面积的平面样本的荧光成像，诸如范围从5cm×5cm到26cm×26cm。这些样本的常见例子是电泳凝胶和印迹膜。根据样本矩阵和矩阵内的期望被检测的物种，成像通常是通过包括不同波长的激发光源的基于照相机的仪器来实施。例如，凝胶对于紫外线(UV)、可见光和近红外(NIR)光来说基本上是透明的，并且可以在“反式”模式下，即通过透照器，使用来自下面的光从上面检测到。透照法通常使用UV-B光结合阻隔可见范围波长并透射UV波长的滤光器来执行、或者使用磷光转换板、塑料光转换板、或者二者同时结合来执行，以将UV光转换成可见光。这些板的示例为Bio-Rad实验室股份有限公司(美国加州Hercules市)的XCITABLUE^TM转换屏幕，以及UVP有限责任公司(美国加州，Upland市)的紫外/白光转换屏幕。在“落射照明(epi-illumination)”模式中，凝胶也可以从上面照明，即，与执行检测相同的一侧。通常使用经滤光的光源来执行落射照明，该光源可以是灯泡或者LED。污点样本例如是在UV、可见和近红外范围中光学不透明的，并且必须采用落射照明。

落射照明成像系统由Bio-Rad实验室股份有限公司、富士制造美国股份有限公司(美国南拉罗莱纳州格林伍德)、GE Healthcare Bio-Sciences股份有限公司(美国新泽西州皮斯卡塔韦)、Syngene公司(美国马里兰州弗雷德里克)和美国ProteinSimple公司(美国加州圣克拉拉)售卖。虽然发光二极管(LED)和灯泡都可以使用，但是LED受到高度青睐，因为其提供高频谱纯度和强度。然而，LED照明器产生的照明是高度非均匀照明，从样本的中心到边缘，通常强度径向的减少达到90％或者更多。这就提出了一个挑战，因为非均匀的样本照明导致相应的非均匀的样本信号，所以必须采用校准样本和软件，通过平场扫描使其均匀。平场扫描技术还用于移除透镜滚降和滤光片滚降的影响，均利用角度。单独的技术，诸如平场扫描技术，不能很好地配置以解决所有三个影响——照明的非均匀性、透镜滚降，以及滤光片滚降。因此，我们需要的是一种实现高度均匀照明、在平场扫描技术中消除透镜滚降和滤光片滚降的问题的装置，其可更有效地解决这些问题。

发明内容

本发明至少部分地起源于一发现：当LED线灯与光学带通滤光片结合使用作为通常的光源时，并且当其首尾相连地布置以延伸照明区域的长度时，LED线灯沿着其结合的长度不产生均匀的光强。相反，在两个线灯之间的接合区域中产生的强度明显高于在邻近区域中产生的光强。因此人们发现，通过在两个线灯之间布置间隙，间隙中没有光源，这种非均匀性可以大大地减小或者消除。结果是两个相邻并且同轴的线灯由间隙隔开，当布置在一个平面样本上面足够的距离，以照明整个样本时，尽管有间隙，沿着其结合的长度产生的照明基本上是均匀的。通过在相同的高度和距离，布置一对线灯在样本的上面和一边，布置另外一对线灯在样本的上面和另外一边，就获得了横向上也就是垂直于线光的线的方向上的强度的均匀性。虽然每一边单独地产生从样本区域的靠近光源的一边至另外一边减少的强度，来自于两边的结合的照明通过相对方向的叠加梯度相互补充，从而获得至少基本上均匀的总和。

本发明的更多的特性、方面、目的和实施例将从下文的描述中得到体现。

附图说明

图1是根据本发明的落射照明器(epi-illuminator)的示例的透视图。

图2是图1的落射照明器的顶视图。

图3是图1的落射照明器的垂直剖面图。

图4是图1的落射照明器的线灯的多个位置的视图。

具体实施方式