專利名稱：用于執(zhí)行實(shí)時(shí)pcr反應(yīng)的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1前序部分的裝置。
技術(shù)背景這種類型的裝置用于執(zhí)行核酸放大方法 (Nucleinsaeureamplifizierungsverfahren )(以下稱為PCR反應(yīng))，其 中光學(xué)地測(cè)量PCR反應(yīng)期間放大產(chǎn)物(Amplifikationsprodukete ) (PCR產(chǎn)物)的形成。該特殊形式的PCR被稱為實(shí)時(shí)PCR反應(yīng)。在實(shí)時(shí)PCR反應(yīng)中，通常測(cè)量包含在激發(fā)之后發(fā)出強(qiáng)度取決于 所形成的PCR產(chǎn)物的量的熒光信號(hào)的熒光指示劑的試驗(yàn)物 (Versuchsansaetze)。通常，對(duì)于實(shí)時(shí)PCR反應(yīng)，隨著反應(yīng)持續(xù)時(shí) 間的經(jīng)過(guò)，可以通過(guò)所測(cè)量的熒光信號(hào)的強(qiáng)度的增大來(lái)跟蹤PCR產(chǎn) 物的增加。合適的熒光指示劑的一個(gè)已知的例子例如是染料SYBR綠色 (Sybrgreen),其被非特異性地(unspezifisch )摻入雙鏈DNA (Doppelstrang-DNA )中，并且在被摻入狀態(tài)下發(fā)出熒光信號(hào)。存在 一系列其他的合適的熒光指示劑，它們是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的，并 且在這里不逐一介紹。補(bǔ)充地參見(jiàn)文獻(xiàn)"Neusser; TranskriptLaborwelt Nr. 2/2000^ "Echtzeit謂PCR陽(yáng)Verfahren zur Quantifizierung von PCR-Produkten""，其詳細(xì)介紹了實(shí)時(shí)PCR反應(yīng)的不同可能性。 可以用于執(zhí)行實(shí)時(shí)PCR反應(yīng)的裝置通常包括具有反應(yīng)區(qū)域的熱 循環(huán)器(Thermocycler)，其中在該反應(yīng)區(qū)域中設(shè)置多個(gè)用于反應(yīng)器 的溫控的(temperierbar )容納器(Aufnahme )。此外，設(shè)置對(duì)應(yīng)于 該反應(yīng)區(qū)域的照明設(shè)備，其包括多個(gè)發(fā)光二極管，通常對(duì)于每個(gè)記錄 設(shè)置一個(gè)二極管。還設(shè)置根據(jù)所測(cè)量的光強(qiáng)度生成測(cè)量值的探測(cè)器。探測(cè)器例如可以是CCD芯片或光電倍增管或者包含CCD芯片或光電 倍增管。該裝置還包括適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)設(shè)備，用于限定從照明設(shè)備到反應(yīng)腔、 并從反應(yīng)腔到探測(cè)器的光程。光學(xué)設(shè)備例如包括設(shè)置在照明設(shè)備和容 納器之間的二向色性的(dichroitischen)反射鏡，其使來(lái)自照明設(shè)備 的激發(fā)光通過(guò)到容納器，并將從反應(yīng)區(qū)域所發(fā)出的長(zhǎng)波焚光信號(hào)反射 到例如側(cè)面設(shè)置的探測(cè)器。通常，還設(shè)置一系列的其他的例如設(shè)置在 探測(cè)器前面的濾光器和透鏡。已知實(shí)時(shí)PCR裝置的一個(gè)問(wèn)題在于，溫度或甚至電流波動(dòng)可能 影響測(cè)量。僅僅為了舉一些例子，例如可以想到，發(fā)光二極管所產(chǎn)生 的激發(fā)光隨著工作時(shí)間的增加而變?nèi)酰蛘咴谘b置在不同溫度下工作 時(shí)光學(xué)設(shè)備遭受偏移。例如WO01/35079公開(kāi)了為了使發(fā)光二極管標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)置包括光 電二極管形式的獨(dú)立的探測(cè)器的基準(zhǔn)設(shè)備，其中借助于該基準(zhǔn)設(shè)備測(cè) 量發(fā)光二極管并用試樣測(cè)量值計(jì)算(verrechnen)所測(cè)量的基準(zhǔn)值。該已知裝置的缺點(diǎn)在于不進(jìn)行探測(cè)器的檢查。DE20122266.3公開(kāi)了 ，為了補(bǔ)償裝置中可能發(fā)生的熱影響，設(shè) 置基準(zhǔn)光程，該基準(zhǔn)光程與測(cè)量光程類似地延伸，區(qū)別在于對(duì)應(yīng)于基 準(zhǔn)光程的發(fā)光二極管不照射容納器中的PCR填料(Ansatz)，而是 照射例如可設(shè)置在容納器上的基準(zhǔn)面。從該面反射的光被探測(cè)器分 析，其中PCR期間的改變被用于校正測(cè)量值。該裝置相對(duì)昂貴。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的任務(wù)在于，在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上提供一種裝置，借助于 該裝置可以以簡(jiǎn)單的方式識(shí)別和補(bǔ)償可能出現(xiàn)的測(cè)量值偏移。 該任務(wù)通過(guò)具有權(quán)利要求1特征部分特性的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。 根據(jù)本發(fā)明，在裝置中設(shè)置基準(zhǔn)設(shè)備，該基準(zhǔn)設(shè)備包括相對(duì)于照 明設(shè)備獨(dú)立的基準(zhǔn)發(fā)光二極管，基準(zhǔn)發(fā)光二極管的光在反應(yīng)區(qū)域之后 被耦入光程中。在從屬權(quán)利要求中給出了本發(fā)明的有利實(shí)施方式。在已知裝置中基本上只檢查用于測(cè)量PCR填料的發(fā)光二極管， 而本發(fā)明使用單獨(dú)的發(fā)光二極管以便對(duì)可能出現(xiàn)的源自電源供應(yīng)波 動(dòng)或溫度波動(dòng)的測(cè)量值偏移進(jìn)行定量和補(bǔ)償。有利地，設(shè)置發(fā)射光i普比照明設(shè)備的發(fā)光二極管(14)的發(fā)射光 譜寬的二極管作為基準(zhǔn)發(fā)光二極管。在照明設(shè)備中，通常設(shè)置例如生成波長(zhǎng)低于探測(cè)波長(zhǎng)的窄帶藍(lán)光 的二極管，借助于該二極管照射設(shè)置在探測(cè)器設(shè)備中的倍增器。尤其 有利地，設(shè)置生成寬帶白光的二極管作為基準(zhǔn)發(fā)光二極管。借助于這 樣的基準(zhǔn)發(fā)光二極管，可以在探測(cè)器設(shè)備的所有濾光位置 (Filterstellung )直接照射所有倍增器。可以通過(guò)附加的溫度測(cè)量可靠地補(bǔ)償藍(lán)色和白色二極管的溫度 偏移差別。已經(jīng)表明，例如藍(lán)色和白色二極管在其類型內(nèi)只具有溫度 偏移的非常小的擴(kuò)散(Stre畫(huà)g)。自然也可以想到使用對(duì)于其特性與照明設(shè)備的發(fā)光二極管一致 的基準(zhǔn)發(fā)光二極管。例如使用對(duì)于其規(guī)格和工作方式與那些發(fā)光二極 管一致的基準(zhǔn)發(fā)光二極管，從而可以從在發(fā)光二極管中產(chǎn)生測(cè)量值偏 移的影響在基準(zhǔn)發(fā)光二極管中也以相同的方式產(chǎn)生作用出發(fā)，進(jìn)而直 接對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)償是可能的。在另一有利實(shí)施方式中，設(shè)置連接在基準(zhǔn)發(fā)光二極管之后的光學(xué) 濾光設(shè)備，尤其是中性玻璃濾光器(Neutralglasfilter )。借助于光學(xué) 濾光設(shè)備，可以將基準(zhǔn)發(fā)光二極管所發(fā)出的光的強(qiáng)度在耦入光程中之 前調(diào)節(jié)到期望的強(qiáng)度。通常，例如選擇這樣的中性玻璃濾光器，即其 這樣調(diào)節(jié)強(qiáng)度，使得對(duì)于中等靈敏度的探測(cè)器，優(yōu)化的基準(zhǔn)信號(hào)到達(dá) 倍增器，其中該優(yōu)化的基準(zhǔn)信號(hào)對(duì)于有利的信噪比是足夠強(qiáng)的，并且 同時(shí)不位于飽和區(qū)域中，根據(jù)本發(fā)明，在反應(yīng)腔之后將基準(zhǔn)二極管的光耦入光程中。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，可以在反應(yīng)區(qū)域和探測(cè)器之間光程的任意位 置出耦入光。如果希望對(duì)于可能出現(xiàn)的偏移基本上補(bǔ)償探測(cè)器功率或可能設(shè) 置的倍增器的功率，則光例如在緊鄰探測(cè)器之前被耦入就足夠了 。相反，如果希望還考慮可能出現(xiàn)的源自設(shè)置在探測(cè)器之前的光學(xué) 設(shè)備的測(cè)量值偏移，則可以相應(yīng)地在光程的更早的點(diǎn)上耦入基準(zhǔn)發(fā)光 二極管的光?？梢韵氲剑柚诜派溏R或其他合適的光學(xué)設(shè)備、例如對(duì)應(yīng)于基 準(zhǔn)發(fā)光二極管的光導(dǎo)體將來(lái)自基準(zhǔn)發(fā)光二極管的光耦入光程中。前面最后所提到的使用光導(dǎo)體尤其適合于這樣的裝置，即其光學(xué) 設(shè)備包括光導(dǎo)體，借助于該光導(dǎo)體接受從反應(yīng)腔發(fā)射的熒光。其中， 光導(dǎo)體的光入射面分別對(duì)應(yīng)于一個(gè)容納器，而光出射面被相鄰成簇(gebuendelt)地設(shè)置。在這樣的裝置中，可以以很小的花費(fèi)設(shè)置另 一光導(dǎo)體，其光入射開(kāi)口 (Lichteintrittsoeffnung)對(duì)應(yīng)于基準(zhǔn)發(fā)光 二極管，其光出射開(kāi)口 ( Lichtaustrittsoeffnung )尤其位于另一光導(dǎo) 體中間。通常，在已知裝置中，分別連續(xù)地單個(gè)地激發(fā)和測(cè)量容納器。其 中，每個(gè)PCR反應(yīng)進(jìn)行一系列其中測(cè)量容納器或位于容納器中的填 料的測(cè)量操作。根據(jù)本發(fā)明的基準(zhǔn)發(fā)光二極管可以相對(duì)于發(fā)光二極管 在相同頻率下并且以相等的發(fā)光持續(xù)時(shí)間被接通，從而產(chǎn)生可比較的 負(fù)載和磨損。在這樣的控制下，可以對(duì)于可能出現(xiàn)的偏移補(bǔ)償每個(gè)測(cè) 量操作。但是表明了 ，僅僅2個(gè)基準(zhǔn)測(cè)量、其中一個(gè)在PCR反應(yīng)之 前而另 一個(gè)在PCR反應(yīng)之后就已經(jīng)足夠了 ?？赡艹霈F(xiàn)測(cè)量結(jié)果偏差的通常的原因是電源供應(yīng)波動(dòng)。在一個(gè)有 利實(shí)施方式中，基準(zhǔn)發(fā)光二極管和照明設(shè)備的發(fā)光二極管以這樣的方 式連接到同一電流源，即所有二極管經(jīng)歷一致的電源供應(yīng)。由于在該 實(shí)施方式中基準(zhǔn)發(fā)光二極管被同樣地影響，因此抵消(herausrechnen ) 電流波動(dòng)。


下面借助于附圖詳細(xì)地解釋本發(fā)明。圖l顯示了根據(jù)本發(fā)明的裝置的實(shí)施例10。
具體實(shí)施方式
裝置10包括示意性示出的具有容納器12的常規(guī)熱循環(huán)器11。 在工作時(shí)，將未示出的反應(yīng)器放入容納器12中，其中帶有上面提到 的熒光指示劑或指示劑的PCR填料被包含在反應(yīng)器中。在熱循環(huán)器11上設(shè)置具有帶有多個(gè)發(fā)光二極管14的照明設(shè)備的 外罩殼(Deckelgehaeuse ) 13。 一個(gè)發(fā)光二極管14對(duì)應(yīng)于一個(gè)容納器 12。優(yōu)選地，發(fā)光二極管14被陣列形地設(shè)置。在測(cè)量時(shí)，發(fā)光二極 管14優(yōu)選被這樣開(kāi)關(guān)，即使得總是僅僅相應(yīng)的容納器12被照射。以15、 15，示出了示例性光程。光15從發(fā)光二極管14發(fā)出，然 后首先通過(guò)短通濾光器(Kurzpassfilter) 16，其中借助于該短通濾光 器，長(zhǎng)波分量應(yīng)該被濾出。然后，光15穿過(guò)分束器17，分束器在該 方向上優(yōu)選是完全透光的。如上面多次提到的，從發(fā)光二極管14發(fā)出的光15應(yīng)該激發(fā)位于 容納器12中PCR填料內(nèi)的熒光指示劑，由此該熒光指示劑發(fā)射熒光 信號(hào)15，。分束器17被這樣構(gòu)成，即熒光信號(hào)15，被反射到側(cè)面。優(yōu)選地，設(shè)置通過(guò)激發(fā)光、但反射所發(fā)射的長(zhǎng)波熒光信號(hào)的二向 色性發(fā)射鏡作為分束器17。被反射的熒光信號(hào)15，然后被探測(cè)器采集。在探測(cè)器27前面設(shè)置 光學(xué)設(shè)備，借助于該光學(xué)設(shè)備可以在探測(cè)器27上顯現(xiàn)(abbilden )熒 光信號(hào)15，。被探測(cè)的信號(hào)借助于未示出的通常多個(gè)例如分別特定于 波長(zhǎng)的倍增器被放大。具體地，光學(xué)設(shè)備包括一系列具有光入射面21的光導(dǎo)纖維20， 這些光入射面21分別對(duì)應(yīng)于一個(gè)容納器12或從容納器12發(fā)射并在 分束器17上反射的熒光信號(hào)15，。有利地，入射面21又如發(fā)光二極管14那樣被陣列形設(shè)置。根據(jù)本發(fā)明，現(xiàn)在在外軍殼中與發(fā)光二極管14空間鄰近地設(shè)置 另一二極管作為基準(zhǔn)發(fā)光二極管140。從基準(zhǔn)發(fā)光二極管140所產(chǎn)生 的光被發(fā)射鏡220側(cè)面偏轉(zhuǎn)，然后通過(guò)中性玻璃濾光器230，并到達(dá)用作基準(zhǔn)光導(dǎo)纖維200的光導(dǎo)纖維的光入射面210。反射鏡220例如 可以是陶瓷反射鏡。中性玻璃濾光器用于將基準(zhǔn)信號(hào)的強(qiáng)度設(shè)置到可 良好探測(cè)的值。光導(dǎo)纖維20和基準(zhǔn)光導(dǎo)纖維220在其出射端組合成束23，其中 有利地，為了使側(cè)面輻射效應(yīng)最小，基準(zhǔn)光導(dǎo)纖維200的出射端位于 束23的中間。通過(guò)成束就實(shí)現(xiàn)了來(lái)自所有容納器12的信號(hào)相互相對(duì)密集地出 射。如上面所提到的，緊密定限的出射面是需要的，以便將出射的光 束準(zhǔn)直到傳播方向僅僅很小不同的一個(gè)束。這尤其在后面的濾光器是 鐠穿透特性取決于濾光器上入射角的干涉濾光片的情況下是有利的。熒光信號(hào)15，和基準(zhǔn)發(fā)光二極管140的光然后被光導(dǎo)束23通過(guò)其 他光學(xué)設(shè)備-例如透鏡24、長(zhǎng)通濾光器25和另一透鏡26 -被顯現(xiàn) 在探測(cè)器27上。在所示的實(shí)施例中，基準(zhǔn)發(fā)光二極管可以以構(gòu)造方面相對(duì)很小的 花費(fèi)被設(shè)置，并且被耦入光程中。
權(quán)利要求
1.一種用于執(zhí)行實(shí)時(shí)PCR反應(yīng)的裝置，具有熱循環(huán)器，所述熱循環(huán)器包括具有多個(gè)用于反應(yīng)器的溫控容納器的反應(yīng)區(qū)域；具有對(duì)應(yīng)于反應(yīng)區(qū)域、包括多個(gè)發(fā)光二極管的照明設(shè)備，借助于所述照明設(shè)備，激發(fā)光可照射到容納器中；具有探測(cè)器設(shè)備，所述探測(cè)器設(shè)備根據(jù)所測(cè)得的光強(qiáng)度生成測(cè)量值；具有光學(xué)設(shè)備，所述光學(xué)設(shè)備限定從照明設(shè)備到容納器并從容納器到探測(cè)器設(shè)備的光程；具有基準(zhǔn)設(shè)備，所述基準(zhǔn)設(shè)備通過(guò)測(cè)量發(fā)光二極管的光強(qiáng)度生成基準(zhǔn)測(cè)量值；具有分析設(shè)備，所述分析設(shè)備用所述測(cè)量值計(jì)算基準(zhǔn)值；其特征在于，所述基準(zhǔn)設(shè)備包括基準(zhǔn)發(fā)光二極管(140)，所述基準(zhǔn)發(fā)光二極管的光在反應(yīng)區(qū)域之后耦入光程(15，15’)中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的裝置，其特征在于，設(shè)置發(fā)射光譜比所述 照明設(shè)備的發(fā)光二極管(14)的發(fā)射光譜寬的二極管作為基準(zhǔn)發(fā)光二 極管(140) o
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的裝置，其特征在于，設(shè)置生成白光的二極 管作為基準(zhǔn)發(fā)光二極管(140)。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的裝置，其特征在于，設(shè)置連接 在所述基準(zhǔn)發(fā)光二極管(140)后面的光學(xué)濾光設(shè)備(230)，尤其是 中性玻璃濾光器。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的裝置，其特征在于，從所述基 準(zhǔn)發(fā)光二極管(140)發(fā)出的光借助于相應(yīng)的光導(dǎo)纖維(200)被耦入 光程中。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的裝置，其特征在于，所述基準(zhǔn) 發(fā)光二極管(140)和所述照明設(shè)備的發(fā)光二極管(14)被連接到同 一電: 充源。
全文摘要
用于執(zhí)行實(shí)時(shí)PCR反應(yīng)的裝置，具有包括具有多個(gè)用于反應(yīng)器的溫控容納器的反應(yīng)區(qū)域的熱循環(huán)器；具有對(duì)應(yīng)于反應(yīng)區(qū)域包括多個(gè)發(fā)光二極管的照明設(shè)備，借助于該照明設(shè)備激發(fā)光可照射到容納器中；具有探測(cè)器設(shè)備，該探測(cè)器設(shè)備根據(jù)所測(cè)得的光強(qiáng)度生成測(cè)量值；具有光學(xué)設(shè)備，該光學(xué)設(shè)備限定從照明設(shè)備到容納器并從容納器到探測(cè)器設(shè)備的光程；具有基準(zhǔn)設(shè)備，該基準(zhǔn)設(shè)備通過(guò)測(cè)量發(fā)光二極管的光強(qiáng)度生成基準(zhǔn)測(cè)量值；具有分析設(shè)備，該分析設(shè)備用測(cè)量值計(jì)算基準(zhǔn)值；其中基準(zhǔn)設(shè)備包括基準(zhǔn)發(fā)光二極管，其光在反應(yīng)區(qū)域之后耦入光程中。
文檔編號(hào)G01N21/64GK101273262SQ200680033382
公開(kāi)日2008年9月24日 申請(qǐng)日期2006年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月13日
發(fā)明者安德烈亞斯·斯?fàn)? 格爾德·艾科特, 馬庫(kù)斯·萊普克茲納 申請(qǐng)人:埃佩多夫股份公司