[发明专利]利用位置控制对透明样本进行分析的系统及相关联的方法

说明书

本发明涉及一种用于分析透明颗粒的系统(200)，其包括：分析路径，分析路径包括发出分析光束的第一光源(170)、以及将该分析光束聚焦在焦平面(Π₀)中的第一光学系统(140)；以及位置控制路径，位置控制路径包括第二光源(110)、图像传感器(160)以及与第一光学系统至少部分融合的第二光学系统(150，140)。根据本发明，图像传感器(160)经第二光学系统(150，140)相对于焦平面的图像(Π_I)偏移。这使得即使颗粒是透明的也能够控制颗粒的正确定位，而且不会干扰分析路径。

技术领域

本发明总体上涉及对包括特定的感兴趣点的透明样本进行光学分析的领域。所述感兴趣点可以特别地为生物颗粒，从而样本为生物样本。

本发明可以特别地应用于微生物学诊断，并且更特别地应用于通过光谱学(特别地通过拉曼光谱或通过荧光光谱)或者甚至通过衍射或扩散来分析微生物。

本发明更特别地但非限制性地涉及对在分析光束波长处透明的颗粒的分析。

背景技术

对诸如生物颗粒之类的小颗粒的分析、更特别地对微生物的分析传统上可以使用被称为分析路径的光学探头来进行。该光学探头将分析光束聚焦到待分析的颗粒上，并在光束与颗粒交互后测量该光束的物理属性，例如光束的拉曼光谱或荧光光谱。对颗粒的分析可以用于颗粒的识别或表征。分析光束可以是其束腰被定位在颗粒上的激光束、或者聚焦在颗粒上的光束。术语“聚焦光斑”在下文中用来描述激光束的束腰或者光束的聚焦光斑，并且两种情况均将指的是分析光束的聚焦。

分析光束在待分析的颗粒上的聚焦光斑的定位必须特别精确，所述聚焦光斑的大小大体上与待分析的颗粒的大小相同。

分析光束在颗粒上的定位、更具体地分析光束的聚焦光斑的定位通常在显微镜下目测执行。为此，除上文中描述的分析路径之外，系统还包括位置控制路径。位置控制路径用来控制感兴趣点(特别地，颗粒)相对于分析路径的定位。在测量前的阶段中，分析路径配置成当颗粒位于分析路径的聚焦点处时，使颗粒的图像清晰并且位于控制路径的传感器所识别的位置处。

图1示出了这样的分析系统100的一个示例。在该示例中，感兴趣点是颗粒。

分析路径包括用来照亮感兴趣颗粒的第一光源，例如激光器170。激光器170发出的光束被称为分析光束。分析路径还包括第一光学系统140，在这种情况下，第一光学系统由显微物镜组成。第一光学系统140的光轴被标记为D。

在示出的示例中，分析路径还包括用于在光束与颗粒P交互之后测量所述光束的物理属性的测量装置180。

显微物镜将激光束的束腰聚焦在焦平面Π₀上。分束板175(例如二向色板)将激光源发出的光束分束，并且该光束与颗粒P交互。

位置控制路径包括用于照亮颗粒P的光源110、显微物镜140、管透镜150和图像传感器160。在物镜140的输出端，颗粒的通过光源110形成的图像延伸到无限远处，然后通过管透镜150投射到传感器160的平面上。

分析路径和位置控制路径由于偏转镜149而共享同一显微物镜以及同一焦平面Π₀。交替使用这两个路径。

在测量之前的调整阶段形成两个路径之间的对应关系。例如，调整阶段包括通过使在测量装置180上获得的信号最大化来将用于控制分析光束的控制物体(例如不透明结构的聚焦图案)放置在最大聚焦点处。然后，对控制路径的传感器160的位置进行调整以在控制路径的所述传感器的识别位置处产生控制物体的清晰图像。

在对样本的颗粒进行测量时，根据以下两个步骤来执行所述颗粒在分析光束的焦点处的定位。