專利名稱：生物芯片盒與生物芯片閱讀器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生物芯片和一種生物芯片閱讀器，其用于將多個(gè)激發(fā)光束同時(shí)照射到生物芯片的多個(gè)位點(diǎn)上。
背景技術(shù)：
已有這樣一種生物芯片閱讀器其將多個(gè)激發(fā)光束同時(shí)照射到生物芯片的多個(gè)位點(diǎn)上，并且觀測各個(gè)位點(diǎn)的樣品。(例如，參照J(rèn)P-A-2002-207007。)圖6示出一種生物芯片閱讀器的結(jié)構(gòu)示例圖，該生物芯片閱讀器已在JP-A-2002-207007中進(jìn)行描述并被設(shè)計(jì)為以非掃描法來讀取多個(gè)樣品的圖像信息。在圖中，來自光源1的光穿過透鏡2后變成平行光，并通過微透鏡陣列MA的微透鏡ML會聚，該微透鏡陣列MA的微透鏡ML以與生物芯片6的樣品間距P相等的間隔被放置。然后，該會聚光穿過透鏡3變成平行光并在分色鏡4上被反射，最后穿過物鏡5在生物芯片6上成像。
生物芯片6的各個(gè)點(diǎn)均受該會聚光激發(fā)而產(chǎn)生熒光。所產(chǎn)生的熒光依次透過物鏡5、分色鏡4以及濾光器7，最后穿過透鏡8在受光器(例如，照相機(jī)等)9上成像。這樣，不使用光掃描就能獲得樣品表面圖像。而且，使得穿過微透鏡陣列MA的成像點(diǎn)的大小幾乎與樣品的大小S1、S2…相等。
將JP-A-2002-207007參照作為現(xiàn)有技術(shù)。
然而，現(xiàn)有技術(shù)中的該生物芯片閱讀器存在如下問題
(1)空氣介入到光學(xué)系統(tǒng)中，并且能接收的光量有限。
(2)難以進(jìn)行多光束與位點(diǎn)之間的對準(zhǔn)操作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于增加受光量、且不需要進(jìn)行多光束與位點(diǎn)之間對準(zhǔn)的生物芯片盒以及生物芯片閱讀器。
本發(fā)明提供一種生物芯片盒，具有容器；以及具有多個(gè)微透鏡的蓋部分，其中在該容器中設(shè)置了具有多個(gè)位點(diǎn)的生物芯片，該多個(gè)位點(diǎn)以與微透鏡相等的間距而被設(shè)置，激發(fā)光穿過對應(yīng)于各個(gè)位點(diǎn)的各個(gè)微透鏡而照射到各個(gè)位點(diǎn)上，以及從各個(gè)位點(diǎn)產(chǎn)生的熒光均穿過對應(yīng)于各個(gè)位點(diǎn)的微透鏡。
根據(jù)該生物芯片盒，由于來自各個(gè)位點(diǎn)的熒光也透過用于向位點(diǎn)照射激發(fā)光的微透鏡，因此能有效地會聚從位點(diǎn)以較寬的發(fā)散角所產(chǎn)生的熒光。從而，能獲得具有大數(shù)值孔徑和大光量的圖像。
在該生物芯片盒中，可以在微透鏡的光軸方向上除該微透鏡的焦點(diǎn)位置以外的位置處設(shè)置各個(gè)位點(diǎn)。在這種情況下，在位點(diǎn)表面的激發(fā)光束點(diǎn)的直徑變大，使得激發(fā)光照射到位點(diǎn)的全部表面上。
在該生物芯片盒中，可以將生物芯片設(shè)置在由容器與蓋部分形成的空腔部分內(nèi)。在這種情況下，不需要像現(xiàn)有技術(shù)那樣進(jìn)行微透鏡與位點(diǎn)之間的對準(zhǔn)。
在該生物芯片盒中，該空腔部分填充有緩沖液。在這種情況下，微透鏡可以獲得相當(dāng)于油浸透鏡或水浸透鏡的效果。
在該生物芯片盒中，可以將位點(diǎn)固定到蓋部分的背面。在這種情況下，即使沒有緩沖液也能有效地將熒光會聚在微透鏡上。
本發(fā)明還提供一種生物芯片閱讀器，具有生物芯片盒；激發(fā)光照射部分，其將激發(fā)光照射到該生物芯片盒上；以及照相機(jī)，其使從生物芯片的各個(gè)位點(diǎn)產(chǎn)生的熒光成像；中繼透鏡，其被設(shè)置在生物芯片盒與照相機(jī)之間，并能透過熒光。
根據(jù)該生物芯片閱讀器，能容易地獲得這樣的生物芯片閱讀器，即，其能產(chǎn)生與該生物芯片盒類似的效果。
該生物芯片閱讀器可以是非掃描型生物芯片閱讀器。
根據(jù)該生物芯片盒和該生物芯片閱讀器，能獲得如下優(yōu)點(diǎn)(1)由于將緩沖液填充到該生物芯片盒的空腔部分中，由此能實(shí)現(xiàn)相當(dāng)于油浸透鏡或水浸透鏡的濕式光學(xué)系統(tǒng)，并能取得大的數(shù)值孔徑NA，這樣，能容易地獲得大光量、明亮的圖像。
(2)在該生物芯片盒中，將生物芯片位點(diǎn)與微透鏡對置并固定而無需對準(zhǔn)，這樣，完全不需要進(jìn)行在使用現(xiàn)有技術(shù)的生物芯片閱讀器時(shí)所進(jìn)行的激發(fā)光束與位點(diǎn)之間的對準(zhǔn)。只需將激發(fā)光的平行光照射到生物芯片盒上即可。


圖1為示出根據(jù)本發(fā)明的生物芯片閱讀器的實(shí)施例的主要部分結(jié)構(gòu)圖；圖2為描述當(dāng)聚焦于位點(diǎn)位置時(shí)如何成像的圖；圖3為示出本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的主要部分結(jié)構(gòu)圖；圖4為示出本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例的主要部分結(jié)構(gòu)圖；圖5為示出本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例的主要部分結(jié)構(gòu)圖；以及圖6為示出現(xiàn)有技術(shù)中的生物芯片閱讀器的結(jié)構(gòu)示例圖。
具體實(shí)施例方式
將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。圖1為示出根據(jù)本發(fā)明的非掃描型(非光掃描型)生物芯片閱讀器的實(shí)施例的主要部分結(jié)構(gòu)圖。在圖1中，與先前參照圖6所描述的部分相同的部分由相同的參考標(biāo)號表示。在圖1中，標(biāo)號10表示盒，標(biāo)號20表示具有第一透鏡21與第二透鏡22的中繼透鏡。
盒10具有箱形容器11和蓋部分12。蓋部分12具有微透鏡陣列13(包括多個(gè)用于會聚激發(fā)光和熒光的微透鏡14)。微透鏡陣列13與蓋部分12形成為一體。在容器11的內(nèi)部底面設(shè)置有生物芯片的位點(diǎn)15。以與各個(gè)微透鏡相等的間距來設(shè)置各個(gè)位點(diǎn)15，這樣使得照射到位點(diǎn)15的激發(fā)光和從位點(diǎn)15產(chǎn)生的熒光都能穿過與該位點(diǎn)15相對的相應(yīng)微透鏡14。
蓋部分12的微透鏡14使用對激發(fā)光和熒光具有良好透射率的材料形成。而盒10的容器11則不必由與微透鏡14相同的材料形成。
當(dāng)盒10的容器11和蓋部分12在最終階段被密封時(shí)，將它們結(jié)合在一起。其內(nèi)部的空腔部分被緩沖液填充。如果填充了緩沖液，則從微透鏡14至位點(diǎn)15的部分變?yōu)橄喈?dāng)于油浸透鏡或水浸透鏡的濕式光學(xué)系統(tǒng)。因此，能取得大的數(shù)值孔徑NA、并且使光量增加。例如，如果用緩沖液填充數(shù)值孔徑為0.3的部分以獲得1.2的數(shù)值孔徑，則光量變成42＝16倍。如果用緩沖液填充數(shù)值孔徑為0.9的部分以獲得1.2的數(shù)值孔徑，則光量變成1.32＝1.8倍。
中繼透鏡20由第一透鏡21和第二透鏡22構(gòu)成，并被放置于分色鏡4與照相機(jī)9之間。
圖1僅示出作為代表的僅涉及來自一個(gè)位點(diǎn)的熒光的光路。
所描述的生物芯片閱讀器的操作如下激發(fā)光1的平行光在分色鏡4上被反射，并且該被反射的平行光同時(shí)入射到全部的微透鏡14。將位點(diǎn)15放置在微透鏡14的焦距f的位置之前的位置a(a＜f)處，以使照射到位點(diǎn)15的激發(fā)光束的聚焦點(diǎn)變得大于位點(diǎn)15的大小。因此，與位點(diǎn)15位于焦距f的位置的情況相比，激發(fā)光被廣泛、均勻地照射到位點(diǎn)15表面的全部區(qū)域上。
以類似的間隔放置其他成對的微透鏡和位點(diǎn)。
由于激發(fā)光的照射，在位點(diǎn)15上的樣品(未圖示)的熒光物質(zhì)受激發(fā)而產(chǎn)生熒光。如圖所示，該熒光作為發(fā)散光而不是平行光穿過微透鏡14照射到中繼透鏡20上，并穿過中繼透鏡20在照相機(jī)9的受光面上成像。其他位點(diǎn)的情況也與此類似。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，各個(gè)位點(diǎn)的激發(fā)光與熒光均透過同一微透鏡。由于位點(diǎn)15靠近微透鏡14放置，因此微透鏡14能有效地會聚以較大的發(fā)散角發(fā)散的熒光，并產(chǎn)生通過使用油浸物鏡或水浸物鏡所獲得的類似優(yōu)點(diǎn)。
在光軸上，由于位點(diǎn)15的位置偏離微透鏡14的焦距f的位置，因此激發(fā)光束能照射到位點(diǎn)的全部表面上。如果將微透鏡14的焦點(diǎn)設(shè)定在位點(diǎn)表面上(即，a＝f)，則激發(fā)光僅僅照射到位點(diǎn)的一個(gè)點(diǎn)上，如圖2所示，返回光束(圖2中的虛線)穿過微透鏡14后全部變成平行光，然后該平行光(返回光)通過透鏡20a被聚焦，最后僅聚焦于照相機(jī)9的一個(gè)點(diǎn)上，而沒有成像；這是一個(gè)問題。透鏡20a對應(yīng)于圖1所示的由透鏡21和22構(gòu)成的復(fù)合透鏡。
然而，如果像本發(fā)明一樣使焦點(diǎn)位置與位點(diǎn)位置偏移，則不會發(fā)生這樣的問題。
本發(fā)明并不局限于上面描述的實(shí)施例，只要不脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍，可以包括各種不同的變化和變形。例如，也可以包括下列
(2)如圖4所示，如果盒10內(nèi)的空腔部分狹窄，則該空腔部分可以不填充緩沖液而為空。
(3)諸如金屬膜等的激發(fā)光反射物可以存在于位點(diǎn)的背面。
(4)如圖5所示，位點(diǎn)15的位置(距微透鏡14的距離a)可以位于比微透鏡14的焦距f更遠(yuǎn)的距離上。
(5)微透鏡14不必與盒10形成為一體。其可以與盒10分離，并可以存在于閱讀器(由分色鏡4、中繼透鏡20以及照相機(jī)9構(gòu)成的部分)那一側(cè)。不過，在這種情況下，有必要進(jìn)行微透鏡14與位點(diǎn)15之間的對準(zhǔn)，才能夠獲得增加亮度的效果。
(6)至于位點(diǎn)，可以將在盒外制作的具有多個(gè)位點(diǎn)的生物芯片插入到盒內(nèi)并將其固定。
權(quán)利要求
1.一種生物芯片盒，包括容器；以及具有多個(gè)微透鏡的蓋部分，其中，在所述容器中設(shè)置具有多個(gè)位點(diǎn)的生物芯片，以與所述微透鏡相等的間距來設(shè)置所述多個(gè)位點(diǎn)，激發(fā)光穿過對應(yīng)于各個(gè)位點(diǎn)的各個(gè)微透鏡而照射到各個(gè)所述位點(diǎn)上，以及從各個(gè)位點(diǎn)產(chǎn)生的熒光均透過對應(yīng)于各個(gè)位點(diǎn)的微透鏡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物芯片盒，其中，在所述微透鏡的光軸方向上除所述微透鏡的焦點(diǎn)位置以外的位置處設(shè)置各個(gè)所述位點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物芯片盒，其中，在由所述容器與所述蓋部分形成的空腔部分中設(shè)置各個(gè)所述位點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生物芯片盒，其中，所述空腔部分填充有液體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物芯片盒，其中，所述位點(diǎn)被固定到所述蓋部分的背面。
6.一種生物芯片閱讀器，包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物芯片盒；激發(fā)光照射部分，其將激發(fā)光照射到所述生物芯片盒上；照相機(jī)，其使從生物芯片的各個(gè)位點(diǎn)產(chǎn)生的熒光成像；以及中繼透鏡，其被設(shè)置在所述生物芯片盒與所述照相機(jī)之間，并能透過所述熒光。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的生物芯片閱讀器，其中，所述生物芯片閱讀器為非掃描型生物芯片閱讀器。
全文摘要
一種生物芯片盒，包括容器以及具有多個(gè)微透鏡的蓋部分。在所述容器中設(shè)置具有多個(gè)位點(diǎn)的生物芯片。以與所述微透鏡相等的間距設(shè)置所述多個(gè)位點(diǎn)。激發(fā)光穿過對應(yīng)于各個(gè)位點(diǎn)的各個(gè)微透鏡而照射到所述各個(gè)位點(diǎn)上，并且，從各個(gè)位點(diǎn)產(chǎn)生的熒光穿過對應(yīng)于各個(gè)位點(diǎn)的微透鏡。
文檔編號G01N33/52GK1737540SQ20051009051
公開日2006年2月22日 申請日期2005年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月18日
發(fā)明者田名綱健雄 申請人:橫河電機(jī)株式會社