[发明专利]带有波长选择检测的电泳分析器

说明书

本发明涉及带有波长选择检测的电泳分析器，具体涉及用于DNA(脱氧核糖核酸)、RNA(核糖核酸)和蛋白质的电泳分析装置的带有波长选择检测的电泳分析器。

为分析DNA，现已采用一种方法，用以对用电泳法分离的样品用荧光团来标记、并光学检测和分析该样品。为了比较和分析各种类型的样品或者为了增加分析的通过量，必须使用多个具有不同的光发射波长的荧光团作为标记荧光团来分别标记多种类型的样品，并同时分离和分析多种类型的样品。在这种情况下，需要分离每个荧光团，并检测其荧光波长。不过，通常采用一个具有多个滤光片的滤色盘，只有预定波长的光才能透射过去，从而分离出该波长的荧光，并进行量测。(参见“Nature”杂志，1986年，第321卷，第674页)。

一种常规的凝胶电泳板其尺寸约为20cm×40cm，在垂直于电泳方向上具有一个线性荧光发射区，波长为10cm到15cm。作为一种对这样的线性荧光发射区检测荧光的方法，现已建议采用一种二维检测器和影像分裂棱镜的检测方法(美国专利US5,062,942)。这种方法能形成荧光发射区的多个影像，利用一个棱镜或平镜以及二维检测器检测表面上的聚焦透镜，使这些影像在垂直方向上分裂开。每个影像在穿过每一光路中所安装的一个滤光片之后，都将成像于检测表面，从而检测到按波长分离的荧光。

最近已经提出了一种毛细管阵列电泳法用以分离和分析各类样品(美国专利US5,277,780)。该方法被设计得排列许多毛细管来测量样品，它适合于高速度、高通过量的测量。按照该方法，每个毛细管的内径和内部凝胶略有不同，因而即使是同一样品，其电泳速度也有变化。为此，需要位移用一种荧光团(它不同于同时标记各样品的荧光团)所作标记的记号，来确定一种分子量标准。

一种常规的带有波长选择检测的电泳分析器应用一个滤色盘或一个影像分裂装置及一个二维检测器，据此，在应用滤色盘时，该分析器使用一个可移动部分，这使得分析器的价格昂贵，并易于发生故障；在采用二维检测器时，分析器价格也昂贵，而且信号读出速度变慢。现有一种线列传感器，可作为一种具有快速读出速度的检测器，其价格低廉。可是这种常规的影像分裂法不能被采用因它不同于二维检测器。

本发明的目的是为了消除上述先有技术中的各种缺陷，提供一种价格低廉、故障率小、高速地读出信号、且可供电泳分析装置使用的带有波长选择检测的电泳分析器。

本发明的带有波长选择检测的电泳分析器可使由线性荧光发射区组成的测量对象的许多荧光影像在线列传感器上作为具有不同波长的线性荧光影象，其内含多个荧光发射点，排成一条直线，以不同波长的光射线发射。在这种情况下，从上述荧光发射点发射的光射线按波长分离开，并在线列传感器上聚焦成许多点子。构成这些点子的多个荧光影像在线列传感器的像素成直线排列的方向上(下文简称为“传感器方向”)形成，以使它们相互间不重叠。

这就是说，按照本发明，一种带有波长选择检测的电泳分析器含有：一个测量对象部分，带有许多点子，这些点子发射各种荧光，并且直线排列；一个影像分裂装置，以使荧光检测器上形成测量对象的许多荧光影像；一些具有不同投射波长的滤光片；一个线列传感器(其上有直线排列的多个光像素)，用以作为一个荧光检测器，在该检测器表面上形成测量对象的多个荧光影像，这些影像在传感器方向上移开一个预定的距离，以防止荧光发射点上的荧光影像不致互相重叠。

测量对象的荧光影像移开的距离可几乎等于测量对象的荧光影像的长度，或短于测量对象中相邻荧光发射点上荧光影像之间的距离。

影像分裂装置可由多个棱镜组成，它们在与传感器方向相平行的方向上倾斜，并垂直地累叠，或者由一个多边形棱镜组成，它的脊线垂直于传感器方向，或者由多个平镜组成，它们对于待测量部分的反射方向各不相同。

测量对象的有效长度取决于由荧光团数目对检测器划分出的可测量对象长度。当测量对象的长度比有效长度长时，诸多影像(部分地)会互相重叠，这将妨碍波长选择测量。为此，在光路中设置一个槽口，以限制待测量部分的区域。本发明的带有波长选择检测的电泳分析器可用以作为一种电泳分析装置的检测器件，利用多个荧光团来分离和分析多个样品。影像分裂平镜或影像分裂棱镜使检测器的检测表面上形成测量对象的多个线性的荧光影像，使它们偏移开，防止它们不致互相重叠。线性的荧光影像在垂直于荧光影像的方向上不偏移，而在同一直线的横向上有偏移。