[发明专利]光学结构及光学光检测系统

说明书

提供一种光学结构，所述光学结构包括用于接收芯片的开口，所述芯片包括多个井，所述多个井用于接收待分析的流体样品，以及包括多个孔的光学掩膜，所述光学掩膜被定位成贴近所述开口，使得当所述芯片在所述开口中被接收时所述光学掩膜面向所述芯片。此外，所述多个孔被配置为延伸穿过所述光学掩膜以接收和引导分别来自所述多个井的光。还提供一种包括所述光学结构的光学光检测系统、一种制造所述光学结构的方法、以及一种组装所述光学荧光检测系统的方法。

技术领域

本发明涉及一种光学结构、一种包括所述光学结构的光学光检测系统、一种制造所述光学结构的方法以及一种组装所述光学光检测系统的方法，且特别地，用于分子生物学中的靶分子的检测。

背景技术

现有多种光学光检测系统可用于检测来自其中含有流体样品的个微流体芯片的光信号，以便能检测所述流体样品中各种分子的存在，例如用于病毒检测的目的。

举例来说，耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(methicillin-resistantstaphylococcus aureus，MRSA)感染是个全球医院所关注的问题，只要发现延迟数小时就会导致死亡率及发病率升高。近年来，MRSA感染迅速增加，且它在2004年占金黄色葡萄球菌(staphylococcus aureus，SA)感染的60％，而在1995年仅占22％。在公立医院中，已经发现感染MRSA细菌的患者在住院期间死亡的可能性比未感染的患者高出10倍。

作为个示例，图1显示了一个含有四个芯片的样品的样本到结果(sample-to-result)诊断的各个阶段的一个示意性框图。在诊断中，患者的样品首先在第一芯片(芯片1)中进行处理以用于细菌捕获及裂解，随后在第二芯片(芯片2)上进行DNA/RNA纯化，聚合酶链式反应(polymerase chain reaction，PCR)在第三芯片(芯片3)上进行，以通过热循环过程来进行扩增(amplification)，第四芯片(芯片4)提供光信号(例如荧光信号)的终点检测(end-point detection)。举例来说，荧光信号可以来自基因特异性(gene-specific)冻干(lyophilized)分子信标(MB)探针。PCR产物/样品中选择的单链DNA(single-strandedDNA，ssDNA)与涂覆在第四芯片的每个井(well)上的预加载的靶MB探针之间可发生杂交(hybridization)。第四芯片可以是，例如，国际专利申请号PCT/SG2015/050054中所述的Omega芯片，且为了所有目的，该专利的全部内容通过引用并入本文。由此，通过读取在被激发光照射时每个井的荧光来进行多重分子诊断(multiplex molecular diagnosis)。这样一个由样本到结果并在终点检测阶段涉及Omega芯片的多重分子诊断可被称作OmegaPlex。

然而，用于读取微流体芯片(例如，在终点检测阶段的Omega芯片)的常规系统既复杂且庞大。举例来说，在微流体芯片为Omega芯片的情况下，读取每个Omega芯片的过程可能涉及十个以上的手动步骤，且通常在完整的测试中需要运行四个Omega芯片(例如，每个芯片能够运行10次测试，因此，用对照测试整组(panel)的MRSA抗性基因(resistancegenes)，可能需要四个芯片来运行40次测试)。举例来说，为了开始检测，在加载PCR产物以使样品及分子信标探针混合均匀化之后，Omega芯片可能需要被加热至70℃，接着Omega芯片可被放置且手动对准在载具上。另外，可使用黑色胶带以阻挡来自环形光源的光反射及来自用于将系统的各个组件固定在一起的胶的自发荧光(auto-fluorescence)。所有这些步骤都是手动执行的并且是繁琐的。批次间(batch-to-batch)变化的偏差及人为错误将影响每次荧光读数的一致性及可重复性。