(57)【要約】      （修正有）【課題】生物学的液体の光測定のための装置、およびサンプル領域内の分析物の存在または量の同時測定のための方法を提供する。【解決手段】装置１１４は、間隔が隔てられた複数のサンプル領域１１６と、少なくとも１つの周波数を有する光を放射するように構成される光源１１８と、光結合システムを有するレンズシステム１２０と、を有し、光結合システムは、光源１１８と複数のサンプル領域１１６との間に配置され、光結合システムは、少なくとも１つのテレセントリック素子１３４および複数の光混合ロッド１３６を有し、各サンプル領域は、光混合ロッド１３６の少なくとも１つが割り当てられ、テレセントリック素子１３４は、光源１１８と複数のサンプル領域１１６との間に配置され、複数の光混合ロッド１３６は、各光混合ロッド１３６の狭い端部１４０が複数のサンプル領域１１６の方を向くようにテーパーが付される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生物学的液体の光測定のための装置（１１４）であって、
間隔が隔てられた複数のサンプル領域（１１６）と、
少なくとも１つの周波数を有する、光を放射するように構成される光源（１１８）と、
光結合システム（１３０）を有するレンズシステム（１２０）と、を有し、前記光結合システム（１３０）は、前記光源（１１８）と前記複数のサンプル領域（１１６）との間に配置され、前記光結合システム（１３０）は、少なくとも１つのテレセントリック素子（１３４）および複数の光混合ロッド（１３６）を有し、前記サンプル領域（１１６）の各々は、前記光混合ロッド（１３６）の少なくとも１つに割り当てられ、前記テレセントリック素子（１３４）は、前記光源（１１８）と前記複数のサンプル領域（１１６）との間に配置され、前記光混合ロッド（１３６）は、各光混合ロッド（１３６）の狭い端部（１４０）が前記複数のサンプル領域（１１６）の方を向くようにテーパーが付けられ、前記複数の光混合ロッド（１３６）は、前記テレセントリック素子（１３４）と前記複数のサンプル領域（１１６）との間に配置され、
前記装置（１１４）はさらに、前記複数のサンプル領域（１１６）から出る光ビーム（１５２）を受け取るように配置される検出器（１２２）を有し、
前記複数のサンプル領域（１１６）と前記検出器（１２２）との間に光学検出システム（１２４）が配置され、前記光学検出システム（１２４）は、前記テレセントリック素子（１３４）および前記複数の光混合ロッド（１３６）を有し、前記複数のサンプル領域（１１６）から出る光が、前記光学検出システム（１２４）の前記テレセントリック素子（１３４）および前記複数の光混合ロッド（１３６）を通過する、装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置（１１４）であって、前記テレセントリック素子（１３４）は、フィールドレンズ、屈折フィールドレンズ、マージ屈折フィールドレンズ（１５４）、フレネルフィールドレンズ（１６２）、プリズムアレイ（１６４）、フレネルプリズムアレイ（１７２）、およびプリズム（１６６）から独立に選択される、装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の装置（１１４）であって、前記テレセントリック素子（１３４）および前記複数の光混合ロッド（１３６）は、一体的に形成される、装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の装置（１１４）であって、前記複数の光混合ロッド（１３６）の間に迷光に対するカバー（１７４）が配置される、装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の装置（１１４）であって、前記複数の光混合ロッド（１３６）は、矩形の断面を備える、装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の装置（１１４）であって、前記複数の光混合ロッド（１３６）は、少なくとも２つ、好ましくは少なくとも９６個の光混合ロッド（１３６）を有し、より好ましくは、複数の９６個の光混合ロッド（１３６）を有する、装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の装置（１１４）であって、前記複数の光混合ロッド（１３６）は、前記テレセントリック素子（１３４）のところに位置する近位端部（１４２）、および前記複数のサンプル領域（１１６）に向かう遠位端部（１４４）を有し、前記光混合ロッド（１３６）の各々の前記遠位端部（１４４）は、共通の平面（１４６）内に位置する、装置。
【請求項８】
請求項７に記載の装置（１１４）であって、前記複数の光混合ロッド（１３６）は、シャープなエッジ（１４８）を有し、前記シャープなエッジ（１４８）は、前記光混合ロッド（１３６）の前記遠位端部（１４４）に配置される、装置。
【請求項９】
請求項７または８に記載の装置（１１４）であって、前記光混合ロッド（１３６）の各々の前記遠位端部（１４４）は、近位端部（１４２）よりも大きな開口数を有する、装置。
【請求項１０】
分析物を測定するための分析装置（１１２）であって、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の装置（１１４）を有する、分析装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の分析装置（１１２）であって、前記分析装置（１１２）は、増幅中の実時間核酸検出のためのＰＣＲ機器である、分析装置。
【請求項１２】
分析システム（１１０）であって、請求項１０または１１に記載の分析装置（１１２）を有する、分析システム。
【請求項１３】
生物学的液体の光測定のための、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の装置（１１４）の使用。
【請求項１４】
サンプル領域内の分析物の存在または量を同時に測定する方法であって、前記方法は、
光源（１１８）から放射される光ビーム（１５２）を前記サンプル領域に照射することを有し、前記光ビームは光結合システムを通過し、前記光結合システムは、テレセントリック素子（１３４）および複数の光混合ロッド（１３６）を有し、前記光結合システムは、前記光ビーム（１５２）が前記サンプル領域に導かれるように、前記光源（１１８）と前記サンプル領域との間に配置され、
前記方法はさらに、前記サンプル領域の照射の後に前記サンプル領域から出る光ビーム（１５２）を検出することを有し、前記サンプル領域から出る前記光ビーム（１５２）は、前記サンプル領域と検出器（１２２）との間に配置される光学検出システムにより、前記検出器（１２２）上にフォーカスされる、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源、レンズシステム、および検出器を有する、生物学的液体の光測定装置に関する。本発明はさらに、そのような装置などを有する、分析物を測定するための分析装置に関する。本発明はさらに、そのよう分析装置などを有する、分析システムに関する。本発明はさらに、そのような生物学的液体の光測定装置の使用に関する。さらに、本発明は、サンプル領域内の分析物の存在または量を同時に測定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野において増幅装置のためのレンズ系がよく知られている。そのようなレンズ系は、米国特許第７９０６７６７号明細書に示されている。レンズ系は、フィールドレンズ、フィールドレンズアレイ、および瞳レンズアレイを有する。そのようなレンズ系は、生物学的液体の光測定に使用することができる。それぞれの装置は、光源、検出器、およびそのようなレンズ系を有し、これらのレンズ系はフィールドレンズアレイを有する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の一つの目的は、光源、レンズ系、および検出器を有する、改良された生物学的液体の光測定装置を提供することである。本発明のさらなる目的は、そのような装置を有する、分析物を測定するための改良された分析装置を提供することである。本発明のさらなる目的は、そのような分析装置を有する、改良された分析システムを提供することである。本発明のさらなる目的は、生物学的液体の光測定のためのそのような装置の改良された使用を提供することである。本発明のさらなる目的は、サンプル領域における分析物の存在または量を同時に測定する改良された方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
生物学的液体の光測定のための改良された方法および装置が、独立請求項の特徴により提供される。具体的な実施形態は、別個の態様としてまたは任意の組み合わせで実施化することができ、これらは従属項に示される。
【０００５】
以下で使用される語、「備える」、「有する」、または「含む」、あるいはそれに類する語は、非限定的なものとして使用される。したがって、これらの語は、これらの語により紹介される特徴と並んで、追加の特徴が存在しない場合、または１つまたはそれ以上の追加の特徴が存在する場合、の両方の場合について言及している。一例として、「ＡはＢを備える」、「ＡはＢを有する」、および「ＡはＢを含む」との表現は、Ａ内にＢ以外が存在しない場合、および、Ａ内に、Ｂに加えて１つまたはそれ以上のさらなる要素、たとえば要素Ｃ、要素ＣおよびＤなどが存在している場合の両方の場合について言及している。
【０００６】
開示される本発明による生物学的液体の光測定装置は、
−離間される複数のサンプル領域と、
−少なくとも１つの周波数を有する光を放出するように構成される光源と、
−光連結システムを有するレンズ系と、を有し、光連結システムは、光源と複数のサンプル領域との間に配置され、光連結システムは、少なくとも１つのテレセントリック素子および複数の光混合ロッドを有し、各サンプル領域は、少なくとも１つの光混合ロッドにおいて割り当てられ、テレセントリック素子は、光源と複数のサンプル領域との間に配置され、複数の光混合ロットは、テレセントリック素子と複数のサンプル領域との間に配置され、
−光測定装置は、複数のサンプル領域から出る光ビームを受け取るように配置される検出器を有し、
−さらに、光学検出システムが複数のサンプル領域と検出器との間に配置され、光学検出システムは、複数のサンプル領域から出る光がテレセントリック素子および光学検出素子の複数の光混合ロッドを通過するように、テレセントリック素子および複数の光混合ロッドを有する。
【０００７】
前述のテレセントリック素子は、フィールドレンズ、屈折フィールドレンズ、マージ屈折フィールドレンズ（merged refractive field lends）、フレネルフィールドレンズ、プリズムアレイ、フレネルプリズムアレイ、プリズムから独立に選択することができる。記述のテレセントリック素子および複数の混合ロッドは、物理的に別個のユニットとすることができる。テレセントリック素子および複数の混合ロッドは、物理的に互いに接触するようにすることができる。
【０００８】
複数の光混合ロッドは、各光混合ロッドの狭い端部が複数のサンプル領域の方を向くようにテーパーするようにすることができる。テーパーする複数の光混合ロッドの使用により、以下でより詳細に説明するいくつかの利点が得られる。
【０００９】
第１の利点は、高い効率である。特に、励起に関し、テーパーした光混合ロッドは、光源から励起光を集める利点を持ち、フィールド面に均一に分布されるようにし、個別のまたは関連付けられるサンプル領域に光を案内する。さらに、複数のサンプル領域の間の縁の上の光の浪費が防止される。それゆえ、テーパーする光混合ロッドが、広い端部から狭い端部に光を集束させるので、複数のサンプル領域の間の物理的な距離にもかかわらず、いわゆる照明のフィルファクターが１００％に増大される。励起光通路または照明光通路において、各光混合ロッドの出口端部の断面は、視野面における入口端部における断面よりも小さく、ロッドの狭い端部における照明光の大きな開口数を生じさせる。この大きな開口数は、サンプル領域におけるサンプルを均一に照明するためのさらなる利点となる。放射に関し、サンプル領域から放射される放射光は、テーパーする光混合ロッドに入り、狭い端部を通り、広い端部上に案内される。テーパーする光混合ロッドの広い端部のアレイは、他のフィールド面を構築する。光混合ロッドは、光学系に光学パワーを追加しない。光は単純に、内部的に案内され、ロッドを通じてイメージングを生じさせず、物体のシフトのようのようなものであり、物体はサンプル領域からなる。さらに、テーパーするロッドを通じて断面が拡大されるので、視野面に生じる開口数は、サンプル領域からの元の開口数よりも小さくなる。換言すれば、大きな断面上への光の分配は角度を小さくするので、ビームおよびそれゆえ開口数が発散する。それゆえ、視野面におけるより小さな開口数は、検出光学系への結合効率が小さな開口数により増加するので、後続の光学系により光の最大の可能な部分を捕捉するのに優位に利点がある。多くのビームが、発散の大きな角度のビームよりも検出光学系の開口にマッチする。
【００１０】
第２の利点は、クロストークの低減である。特に、テーパーする光混合ロッドを使用する他の利点は、光通路内に存在し、光ビームによりクロスされる光学表面の数の減少である。より少ない表面は、反射における減少とともに光の損失の減少を意味し、これらの光の減少はビームが表面を通るたびに生じる。そのような反射は、常にいわゆるゴースト信号および／またはクロストークのリスクを生じさせ、これらは共に間違った信号を与える。この利点は、フィールドレンズまたはプリズムのアレイを、視野面上に直接的に結合する（merge）することで最もよく達成でき、視野面は、各光混合ロッドの全てのより大きな端部面からなる。このフィールドレンズまたはプリズムアレイは、外側ウェルから検出光学系の開口部の中心へ向かって信号を導くために用いられる。
【００１１】
第３の利点は、公差の依存性の減少である。特に、テーパーする光混合ロッドを使用することで、公差の依存性をさらに減少させ、米国特許第７９０６７６７号明細書に開示されているような、瞳レンズ、バイアルレンズ、およびフィールドレンズのアレイの使用から知られている。バイアルレンズおよびフィールドレンズのアレイは、システムに大きな光学パワーを提供し、これは、それぞれのシステムを高度に公差に依存するようにする。光混合ロッドは光学パワーを全く提供しない。それゆえ、これらは非常に公差に鈍感である。ロッドは、単純にサンプル領域のアレイに整合させることができる。この構成は、複数のレンズアレイを整合させる構成よりも単純である。また、複数のサンプル領域とフィールドレンズとの間の光の伝播方向における距離は、複数のテーパーする光混合ロッドの寸法により不変に与えられる。ロッドの代わりにレンズアレイの場合において前述の公差があまり大きくなると、検出される信号は均一性を欠く。
【００１２】
理論的には、フィールドレンズまたはフィールドレンズアレイと組み合わせられる複数のテーパーつきの光混合ロッドは、米国特許第７９０６７６７号明細書に開示の光通路と同一の光通路を生成するが、光学効率はさらに改良され、クロストークの可能性が低減される。さらに、複数のサンプル領域とフィールドレンズとの間の光学パワーの不在により、アセンブリ内において負の影響なくより大きな公差が許容できるようになる。複数のテーパーする光混合ロッドの各々は、光を次の光学面へ案内するように構成され、また、後続の光学系に最もよく適合するように変形されるように構成される。
【００１３】
テレセントリック素子および複数の光混合ロッドは、少なくとも部分的にガラスまたはプラスチックから形成することができる。テレセントリック素子および複数の光混合ロッドは、互いに結合、接着、溶接、または機械的に接続することができる。テレセントリック素子および複数の光混合ロッドは、一体的に形成してもよい。テレセントリック素子および複数の光混合ロッドは、一体的に型成形してもよい。迷光に対するカバーを複数の光混合ロッドの間に配置することができる。カバーは、グリッド形状のプレートとすることができる。複数の光混合ロッドは少なくとも２つ、好ましくは少なくとも９６個の光混合ロッド、より好ましくは９６個の光混合ロッドを複数有する。複数の光混合ロッドは、矩形の断面を備えるようにすることができる。複数の光混合ロッドはテレセントリック素子において配置される近位端部、および複数のサンプル領域に面する遠位端部を有することができる。複数の光混合ロッドの各々の遠位端部は、共通の面内に配置することができる。複数の光混合ロッドは、シャープなエッジを備えることができ、シャープなエッジは、ロッドの遠位端部に配置される。複数の光混合ロッドの各々の遠位端部は、滑らか、凸状、凹状、傾斜状、または角度が付いているようにすることができる。複数の光混合ロッドの各々の近位端部は、遠位端部よりも大きな開口数を備えるようにすることができる。複数の光混合ロッドの近位端部は互いに接するようにすることができ、または、互いに離間するようにすることができる。テレセントリック素子は第１テレセントリック素子とすることができ、また、複数の光混合ロッドは、第１の複数の光混合ロッドとすることができ、装置はさらに、複数の光源、第２テレセントリック素子、および第２テレセントリック素子に直接的に接続される第２の複数の光源を有し、第２テレセントリック素子は、第２の複数の光混合ロッドが複数の光源に面するように、第１テレセントリック素子に隣接して配置することができる。光源から発される光は、励起光とすることができる。サンプル領域から出る光は、エミッション光（emission light）とすることができる。代替的に、サンプル領域から出る光を、レミッション光（remission light）とすることができる。これは蛍光マーカが使用されず、たとえば着色材のレミッションが検出される場合である。
【００１４】
本発明による分析物を測定するための分析装置が開示され、分析装置は、請求項に記載される任意の装置を有する。分析装置は、増幅中の核酸の実時間検出のためのＰＣＲ機器とすることができる。
【００１５】
本発明の分析システムが開示され、本システムは分析装置などを有する。
本発明の装置は、生物学的液体の光測定のために使用することができる。
本発明による、サンプル領域内の分析物の存在または量を同時に測定する方法が開示され、本方法は、
−前記サンプル領域を光源から発された光ビームで照射することを含み、前記光ビームは光結合システムを通過し、前記光結合システムは、テレセントリック素子および複数の光混合ロッドを有し、前記光結合装置システムは、光ビームがサンプル領域に向けられるように、前記光源と前記サンプル領域との間に配置され、
−前記方法は、サンプル領域の照射に続いてサンプル領域から出る光ビームを検出することを含み、前記サンプル領域から出る前記光ビームは、前記サンプル領域と検出器との間に配置される光学検出システムにより検出器上にフォーカスされる。
【００１６】
本方法の具体的な実施形態が本稿で説明される。
本稿で使用される「光源」との語は、分析されるサンプルに生成される発光の励起に使用することができる任意の種類の照明器とすることができる。本発明の光源は、主のまたは副次的な光源とすることができ、主光源は、電気的、電磁気的、化学的、熱的、運動学的、または任意の形態のエネルギーをサンプル領域内のマーカ分子の励起に好適な光に変化させ、たとえば、フルオロフォアに基づく発光ダイオードを含む。副次的な光源は、光ビームの形状、向き、および均一性を  他の光ビームに変形する光源である。白色光源とすることができ、または、単波長だけを含むことができ、また、多波長または１つ以上の波長バンドを含むことができ、またはこれらの組み合わせとすることができる。典型的な光源は、白熱ランプ、ガス放電ランプ、または有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）を含む発光ダイオード（ＬＥＤ）である。光源は、単一周波数または複数の異なる周波数を備える発光性の放射光を含む。追加的に、光源は、既述の発光体の１つ以上の構成物とすることができる。
【００１７】
本稿で使用される「検出器」との語は、フィールド面の画像の画像面に配置される複数の個別の検出部位の具体的な構成に関連する。各個別の検出部位は、光を捕捉し、光の強度を対応する電気信号に変換することができる装置である。ウェルまたはバイアルまたはサンプル領域に含まれる各サンプルから出る蛍光のイメージは、少なくとも１つの検出部位に一致する。たとえば、検出器は、電荷結合素子（ＣＣＤ）チップを有することができ、使用者が測定結果を認識できるように光ビームにより伝達された光学信号をモニタ上で視覚的な表現に変換するように構成される。
【００１８】
本稿で使用される「から出る光ビーム」との表現は、サンプル領域から出る光ビームに関する。これらの光ビームは、ウェルまたはサンプル領域に含まれるサンプル内のマーカ分子の励起により生成される発光でもよく、エミッション光、または蛍光マーカが使用されない場合はレミッション光である。
【００１９】
本稿で使用される「レンズシステム」との語は、１つまたはそれ以上のレンズ、またはレンズアレイを含み、また、随意に、フィールド面と複数の個別の検出部位の構成との間のビームパス内に配置される反射器のような、ミラーまたは他の光学素子を含み、概念的または物理的な瞳に渡って、フィールド面の鮮明なイメージをイメージ面上に生成する目的で使用され、個別の検出部位の構成の表面に一致しまたはしない。
【００２０】
本稿で使用される「テレセントリック素子」との語は、開口絞りと物体との間の光学素子により無限に投影される開口絞りを備える光学素子に関する。換言すれば、テレセントリック光学素子の主光線は、物体空間においてほぼ平行である。主光線との語は、開口絞りの中心を通過する全ての光線について使用される。物体は光源により照射されるサンプル領域である。かかるテレセントリック素子は、励起パスおよび検出パスについてテレセントリックである。光学軸に直交する面内の各物体ポイントは、検出主光線とともに励起主光線に対応する。全ての励起主光線が全ての検出主光線とともにほぼ平行であるので、物体面における横方向のよい均一性が保証され、アセンブリの中心に配置されるサイトは、アセンブリの境界に位置するサイトに匹敵する。本発明を通して、テレセントリック素子は、フィールドレンズ、屈折フィールドレンズ、マージ屈折フィールドレンズ、フレネルレンズ、フィールドレンズアレイ、プリズムアレイ、フレネルプリズムアレイ、およびプリズムからなるグループから選択することができる。
【００２１】
本稿で使用される「フィールドレンズアレイ」との語は、光学システムにおけるフィールド面内またはそれに近接して配置されるフィールドレンズの二次元アレイに関する。このアレイは、１つより多くのフィールドレンズアレイ素子を有する。「フィールドレンズアレイ素子」は、個別のフィールドレンズとすることができる。
【００２２】
本稿で使用される「プリズムアレイ」との語は、光学系内のフィールド面内またはそれに近接して配置されるプリズムの二次元アレイに関する。このアレイは、１つより多くのプリズムアレイ素子を有する。「プリズムアレイ素子」は個別のプリズムとすることができる。
【００２３】
本稿で使用される「フレネルレンズ」との語は、小型レンズのタイプに関する。このデザインは、従来のデザインのレンズにより必要とされ得る材料の質量および体積を必要とせずに、大きな開口および短い焦点距離のレンズの構成を可能にする。フレネルレンズは、同等の従来のレンズよりも非常に薄く形成することができ、いくつかの場合、平坦なシートの形態とすることができる。フレネルレンズは、光源からより斜めの光を捕捉することができ、そのため、これを備える光源からの光がより大きな距離に渡って視認することができるようになる。
【００２４】
本稿で使用される「フィールド面」との語は、検出器上で鮮明に画像化される面に関する。したがって、フィールド面は、物体面が形成される鮮明なイメージに常に位置する。光学系は、物体面の１つまたはそれ以上の鮮明な中間イメージを有することができ、１つまたはそれ以上のフィールド面を有することができる。さらに、フィールド面は、各光放射光線束がポイントに集束する位置である。したがって、フィールド面内に位置決めされる各レンズは、これらの光放射光線束に向かって屈折力を持たない。フィールドレンズは、光ビームを集束させず、光ビームを偏向させる。フィールドレンズがフィールド面内に正確に配置されず、フィールド面に近接して配置される場合、レンズの焦点距離およびフィールド面からの距離に依存するフォーカスパワーがビームの直径に比べて小さい場合はそれでもフィールドレンズであり、レンズの主たる効果は偏向であり集束ではない。
【００２５】
本稿で使用される「シャープなエッジ」との後は、丸くなっていない、または非常に小さな曲率半径で丸くなっているエッジの形状に関する。
サンプル領域は、ブロック内にあるチャンバにより収容されるようにすることができる。サンプル領域は、プラスチック容器とすることができる。たとえば、サンプル領域は、ブロックと容器内の液体との間の最適な熱移動を可能にするように形成および構成されるプラスチック容器である。これにより熱サイクルの間に最適な条件を可能にし、また、核酸増幅の特異性および効率を確保する。液体は、光ビームの照射により検出できる反応物を有する。反応物の例は、液体内での反応生成物の形成に関連する蛍光ラベルである。反応の一例は、ＴＭＡ、ＮＡＳＢＡ、またはＰＣＲのような増幅反応である。そのような増幅反応は、当業界においてよく知られている。代替的に、サンプル領域は、多数ウェルプレートであり、すなわち、マイクロタイタプレート内に配置されるウェルである。
【００２６】
本発明の基本的なアイディアは、励起および蛍光マーカの検出のようなフォトメトリック測定のための複数のサンプル領域の照射を最適化するためにテレセントリック素子を使用することである。この目的のため、光学検出システムは、複数のサンプル領域と検出器との間に配置され、前記光学検出システムは、テレセントリック素子および複数の光混合ロッドを有し、複数のサンプル領域から出る光は、光学検出システムのテレセントリック素子および複数の光混合ロッドを通過する。したがって、テレセントリック素子は、励起光および、フィールド面内またはそれに近接して位置するエミッション光またはレミッション光のために使用される。サンプル領域間のクロストークを防止するために、複数の光混合ロッドが提供され、光源から放射される光およびサンプル領域から出る光がここを通る。したがって、本発明は、光混合ロッドは光の伝播を分離し、テレセントリック素子および光混合ロッドは単一質量の部材および単一のレンズに低減することができるので、従来技術のレンズ構成と比較した場合、フィールドレンズのアレイを単純化する。
【００２７】
光混合ロッドのテーパーする端部は、好ましくは、サンプル領域の方を向き、光源から放射される光は、個別的に、および均等に、関連するサンプル領域に分配される。テーパーする端部は、連結するフィールド面内よりも大きな開口数を有する。光混合ロッドの広い端部は、単一領域内で互いに接触するようにすることができ、または、組み立てられた構成すなわち光混合ロッドおよびテレセントリック素子が互いに組み立てられた構成で低い程度に空間的に分離することができる。この面は、鮮明な方法で検出器にイメージングされる。それゆえ、フィールドレンズ、フィールドレンズアレイ、またはプリズムアレイを、励起のためのエミッション領域を示す広い端部に直接的に配置することが最適である。たとえば、フィールドレンズまたはフィールドレンズアレイは、型成形のように、光混合ロッドと一体的に形成することができる。テレセントリック素子が、小さな矩形または正方形のフィールドレンズまたはフレネルレンズのような、単一フィールドレンズ、矩形フィールドレンズ、フレネルレンズ、またはフィールドレンズアレイであるかに関わらず、光混合ロッドとテレセントリック素子との間の物理的な遷移の必要性は防止される。
【００２８】
各サンプル領域からの光ビームの放射が入るまたは入射する面は、テレセントリックにおよびシャープに検出器上にイメージングされるので、クロストークは生じない。それぞれの光混合ロッドの間の空気を通じたありそうもないクロストークの防止は、迷光に対するガードまたは保護またはカバーにより実現することができ、たとえば、光混合ロッドの間に配置されるグリッド形状プレートにより実現することができる。原理的に、放射の側面内で側方に光混合ロッドがより離間すると、クロストークの防止は向上する。これは、好ましくは、射出形成、切断、または後続のエッジをシャープに研磨する間に、それぞれの光混合ロッドの間のシャープな遷移により実現される。
【００２９】
したがって、光の伝達の効率は、光源から発される光およびサンプル領域から出る光の放射の方向において最適化される。
光混合ロッドの端部面は、好ましくは平面であり、また、ともに平面を形成する。代替的に、端部面は、凸形状、凹形状、傾斜形状、または角度が付いた形状に形成することができ、たとえば切妻形状、ピラミッド形状のように形成され、サンプル領域内で光源から放射された光を所望のサイトへ導き、あるいは最適化された方法で予め決定されたサイトからの光を結合する。たとえば、この構成は、磁場によりサンプル領域内の予め決定される位置に固定される磁気ビーズにより実現することができ、または、凝固反応の光学測定により実現でき、凝固する血液または血漿はサンプル領域のウェルに接着される。
【００３０】
同一の光学構成部材は、照明の排他的な１つの伝播方向に使用することができ、これは通常は光源から放射される光の方向に対応し、それぞれの光混合ロッドがＬＥＤのアレイ上に配置され、またはＯＬＥＤのような他の光源、ハロゲンランプ、レーザー源上に配置される。上部分は、放射される光が所望の特性を備える光学系に結合されるように設計することができる。したがって、最適化されたテレセントリック照明は、凸状の面に配置されるフィールドレンズにより達成することができる。複数のＬＥＤからの光は、領域に渡って均質化され、しかし、光混合ロッドの早期のまたは深い位置でのマージにより予め画定されたクロストークの許容により、それぞれのＬＥＤの異なる波長の混合が達成される。
【００３１】
単一のテレセントリックフィールドレンズの代わりに、レンズまたはレンズアレイを取り付けることができ、これは光の新しい方向を誘導する。特に、放射面は、間に配置されるプリズム素子により角度を付けることができる。平面凸レンズは、それぞれの大光フィールドのための上端部を形成する。それぞれレンズが上に配置される１つまたはそれ以上の光混合ロッドの単一領域は、他の方向にイメージングすることができ、または他の距離でイメージングすることができ、これは、複数の検出器を備えるシステムに望まれる。たとえば、より高い形成レンズまたは低形成レンズまたは異なる曲率のレンズを備える１つの光混合ロッドからの単一チャネルは、分離した単一の検出器上にイメージングすることができ、これは、測定システムの検出器のよりも光学的に近くまたは遠くに配置され、または側方にオフセットして配置され、たとえば、光学参照チャネルとして機能するようにする。代替的に、透明材料は、それぞれのフィルタ特性に適合するように、コートされ、または異なる位置で異なる色が付けられる。
【００３２】
さらに、深いウェルのサンプル領域および異なる充填レベルのサンプル領域のために、同一のテレセントリック素子において光混合ロッドは異なる長さを備えることができ、光混合ロッドは非平行の向きを備えるようにする。角度の付いた光混合ロッドにより、参照光源は、蛍光放射の測定と同一の時間において、同一の検出器に導かれるようにすることができる。代替的に、ドライプローブアレイからの信号は、複数のサンプル領域に対して垂直に測定することができる。
【００３３】
テレセントリック素子および光混合ロッドに関するさらなる可能な実施形態は、プラスチックまたはガラスで形成される射出成型部品として形成され、９６、３８４、１５３６（２から１６００）などのオベリスクのような形状の脚部を備える。代替的に、オベリスクのような形状の脚部を備えるプラスチック製の切断部材または研磨部材を使用することもできる。プラスチックまたはガラス製のテーパー付きロッドは、テレセントリックアレイに取り付けることができ、アレイを形成し、また、互いを保持する。ロッドは、接着、溶接、機械的な連結によりテレセントリック素子に取り付けることができ、たとえば、グリッドネットまたはクランプにより取り付けることができる。平面凸レンズは、円すい脚部の大きな上端部に取り付けることができる。このレンズは、接着、溶接することができ、または、たとえば型成形または切断により１部品として形成することができる。
【００３４】
本発明の知見を要約すると、以下の実施形態が説明される。
実施形態１：生物学的液体の光測定のための装置であって、
−間隔が隔てられる複数のサンプル領域と；
−少なくとも１つの周波数を有する光を放射するように構成される光源と；
−光連結システムを有するレンズシステムと、を有し、光連結システムは、光源と複数のサンプル領域との間に配置され、光連結システムは、少なくとも１つのテレセントリック素子および複数の光混合ロッドを有し、各サンプル領域は、光混合ロッドの少なくとも１つに割り当てられ、テレセントリック素子は、光源と複数のサンプル領域との間に配置され、複数の光混合ロッドはテーパーが付され、各光混合ロッドのより狭い端部が、テレセントリック素子と複数のサンプル領域との間に配置され、
−この装置はさらに、複数のサンプル領域から出る光ビームを受け取るように配置される検出器を有し、
−複数のサンプル領域と検出器との間に光学検出システムが配置され、かかる光学検出システムは、テレセントリック素子および複数の光混合ロッドを有し、複数のサンプル領域から出た光が、光学検出システムのテレセントリック素子および複数の光混合ロッドを通過するようにする。
【００３５】
実施形態２：実施形態１の装置であって、テレセントリック素子は、フィールドレンズ、屈折フィールドレンズ、マージ屈折フィールドレンズ、フレネルレンズ、プリズムアレイ、フレネルプリズムアレイ、およびプリズムの中から独立に選択される。
【００３６】
実施形態３：実施形態１または２の装置であって、テレセントリック素子および複数の光混合ロッドは物理的に別個のユニットである。
実施形態４：実施形態１乃至３のいずれか１つの装置であって、テレセントリック素子および複数の光混合ロッドは、互いに物理的に接触する。
【００３７】
実施形態５：実施形態１乃至４のいずれか１つの装置であって、テレセントリック素子および複数の光混合ロッドは、少なくとも部分的にガラスまたはプラスチックで形成される。
【００３８】
実施形態６：実施形態１乃至５のいずれか１つの装置であって、テレセントリック素子および複数の光混合ロッドは、結合、接着、溶接、または機械的な手段で、互いに接続される。
【００３９】
実施形態７：実施形態１乃至６のいずれか１つの装置であって、テレセントリック素子および複数の光混合ロッドは一体的に形成される。
実施形態８：実施形態７の装置であって、テレセントリック素子および複数の光混合ロッドは、一体的に型成形される。
【００４０】
実施形態９：実施形態１乃至８のいずれか１つの装置であって、複数の光混合ロッドの間に、迷光に対するカバーが配置される。
実施形態１０：実施形態９の装置であって、カバーはグリッド形状のプレートである。
【００４１】
実施形態１１：実施形態１乃至１０のいずれか１つの装置であって、複数の光混合ロッドは、少なくとも２の、好ましくは少なくとも９６の光混合ロッドを有し、より好ましくは９６の光混合ロッドを複数有する。
【００４２】
実施形態１２：実施形態１乃至１１のいずれか１つの装置であって、複数の光混合ロッドは、矩形の断面を備える。
実施形態１３：実施形態１乃至１２のいずれか１つの装置であって、複数の光混合ロッドは、テレセントリック素子に配置される近位端部、および複数のサンプル領域に向く遠位端部を有し、複数の光混合ロッドの各々の遠位端部は、共通の平面内に配置される。
【００４３】
実施形態１４：実施形態１３の装置であって、複数の光混合ロッドは、シャープなエッジを有し、シャープなエッジは、ロッドの遠位端部に配置される。
実施形態１５：実施形態１３または１４の装置であって、複数の光混合ロッドの各々の遠位端部は、なめらか、凸状、凹状、斜め、または角度が付されている。
【００４４】
実施形態１６：実施形態１３乃至１５のいずれか１つの装置であって、複数の光混合ロッドの各々の近位端部は、遠位端部よりも大きな開口数を有する。
実施形態１７：実施形態１３乃至１６のいずれか１つの装置であって、複数の光混合ロッドの近位端部は、互いに接触するか、または互いに離間する。
【００４５】
実施形態１８：実施形態１乃至１７のいずれか１つの装置であって、テレセントリック素子は、第１テレセントリック素子であり、複数の光混合ロッドは、第１の複数の光混合ロッドであり、かかる装置はさらに、複数の光源、第２テレセントリック素子、および第２テレセントリック素子に直接的に接続される第２の複数の光源を有し、第２テレセントリック素子は、第２の複数の光混合ロッドが第２の複数の光源の方を向くように、第１テレセントリック素子に隣接して配置される。
【００４６】
実施形態１９：実施形態１乃至１８のいずれか１つの装置であって、光源から発される光は励起光である。
実施形態２０：実施形態１乃至１９のいずれか１つの装置であって、サンプル領域から出る光は放射光である。
【００４７】
実施形態２１：上記の任意の実施形態による装置を有する、分析物を測定する分析装置。
実施形態２２：実施形態２１の分析装置であって、分析装置は、増幅中に核酸を実時間検出するＰＣＲ機器である。
【００４８】
実施形態２３：実施形態２１または２２による分析装置を有する分析システムである。
実施形態２４：生物学的液体の光測定のために、実施形態１乃至２０のいずれか１つの装置による装置の使用すること。
【００４９】
実施形態２５：サンプル領域内の分析物の存在または量を同時に測定する方法であって、
−前記サンプル領域を光源から放射される光ビームで照射することを含み、前記光ビームは、光結合システムを通過し、前記光結合システムは、テレセントリック素子および複数の光混合ロッドを有し、前記光結合システムは、光ビームがサンプル領域内に向かうように、光源とサンプル領域との間に配置され、
−該方法は、サンプル領域の照射の後にサンプル領域から出る光ビームを検出することを含み、前記サンプル領域から出る前記光ビームは、サンプル領域と検出器との間に配置される光学検出システムにより検出器上にフォーカスされる。
【００５０】
さらなる任意選択の詳細および本発明の特徴が、以下の具体的な実施形態の詳細において、好ましくは独立の実施形態と関連して、より詳細に説明される。各任意選択の特徴は、当業者に認識されるように、個別に、また任意の組み合わせとして実施化することができる。本発明の範囲は、具体的な実施形態に制限されない。実施系他は図面に概略的に示される。図面において、同一の参照符号は同一または機能的に等価な要素を示している。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第１実施形態による分析システムの斜視図である。
【図２】図１の分析システムに使用されるテレセントリック素子および複数の光混合ロッドの拡大図である。
【図３】照射動作中の図１の分析システムを示す図である。
【図４】検出動作中の図１の分析システムを示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態による分析システムの概略図である。
【図６】本発明の第３実施形態による分析システムの概略図である。
【図７】本発明の第４実施形態による分析システムの概略図である。
【図８】本発明の第５実施形態による分析システムの概略図である。
【図９】本発明の第６実施形態による分析システムの概略図である。
【図１０】本発明による生物学的液体の光測定にための装置に使用されるように構成される、迷光に対するカバーの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
図１は、本発明の第１実施形態による分析システム１１０の概略図である。分析システム１１０は、分析物を測定するための分析装置１１２を有する。分析システム１１２は、生物学的液体を光測定するための装置１１４を有する。分析装置１１２は、増幅中に核酸を実時間検出するためのＰＣＲ（ポリメラーゼチェーン反応）機器とすることができ、以下でより詳細に説明される。
【００５３】
装置１１４は、複数の離間されたサンプル領域１１６、光源１１８、レンズシステム１２０、検出器１２２、および光学検出システム１２４を有する。複数の離間されるサンプル領域１１６は、マイクロタイタプレートのような支持部１２８のウェル１２６内に構成することができる。光源１１８は、少なくとも１つの周波数を有する光を放射するように構成される。たとえば、光源１１８は単一周波数で光を放射する。この場合、光源はレーザーまたはＬＥＤとすることができる。代替的に、光源１１８は、複数の周波数を有する光を放射する。この場合、好ましくは、光源は白色光源であり、最も好ましくは、光源１１８は、キセノンランプまたは水銀ランプのようなガス放電ランプであり、またはタングステンランプのようなフィラメントランプである。
【００５４】
レンズシステム１２０は、光結合システム１３０を有する。レンズシステム１２０は、さらに、少なくとも１つのレンズ１３２を有する。たとえば、レンズシステム１２０は、複数のレンズ１３２を有する。光結合システム１３０は、光源１１８と複数のサンプル領域１１６との間に配置される。光結合システム１３０は、少なくとも１つのテレセントリック素子１３４、および複数の光混合ロッド１３６を有する。テレセントリック素子１３４は、フィールドレンズ、屈折フィールドレンズ、マージ屈折フィールドレンズ、フレネルフィールドレンズ、プリズムアレイ、フレネルプリズムアレイ、およびプリズムから成るグループから選択することができ、以下でより詳細に説明される。各サンプル領域１１６は、少なくとも１つの光混合ロッド１３６が割り当てられる。テレセントリック素子１３４は、光源１１８と複数のサンプル領域１１６との間に配置される。さらに、複数の光混合ロッド１３６は、テレセントリック素子１３４と複数のサンプル領域１１６との間に配置される。検出器１２２は、複数のサンプル領域１１６から出る光ビームを受け取るように配置される。光学検出システム１２４は、複数のサンプル領域１１６と検出器１２２との間に配置される。光学検出システム１２４は、テレセントリック素子１３４および複数の光混合ロッド１３６を有し、複数のサンプル領域１１６から出る光が、光学検出システム１２４のテレセントリック素子１３４および複数の光混合ロッド１３６を通過するようにされる。
【００５５】
テレセントリック素子１３４および複数の光混合ロッド１３６は、物理的に分離するユニットとすることができる。テレセントリック素子１３４および複数の光混合ロッド１３６は、互いに物理的に接触するようにすることができる。代替的に、テレセントリック素子１３４および複数の光混合ロッド１３は、少なくとも部分的にガラスまたはプラスチックで形成することができる。テレセントリック素子１３４および複数の光混合ロッド１３６は、結合、接着、溶接、または機械的に互いに接続することができる。テレセントリック１３４１３４および複数の光混合ロッド１３６は一体的に形成することができる。
【００５６】
図２は、図１の装置１１４に使用されるテレセントリック素子１３４および複数の光混合ロッド１３６の拡大図である。この実施形態において、テレセントリック素子１３４および複数の光混合ロッド１３６は一体的に型成形される。この実施形態のテレセントリック素子１３４は、非球面の表面１３８を有し、複数の光混合ロッド１３６から反対側の面におけるテレセントリック素子１３４の側部に位置する。光混合ロッド１３６の反対側から見たテレセントリック素子の平面図において、表面１３８は矩形または正方形に見える。図２に示されるように、複数の光混合ロッド１３６はテーパーが付いており、光混合ロッド１３６の各々の狭い端部１４０は、複数のサンプル領域１１６の方を向く。より具体的には、光混合ロッド１３６の各々は、テレセントリック素子１３４に接する上端部または近位端部１４２を有し、また、複数のサンプル領域１１６に面する下端部または遠位端部１４４を有する。複数の光混合ロッド１３６の各々の遠位端部１４４は、共通の平面１４６内に位置する。複数の光混合ロッド１３６は、矩形の断面を備える。さらに、光混合ロッド１３６は、遠位端部１４４に配置されるシャープなエッジ１４８を有する。代替的に、複数の光混合ロッド１３６の各々の遠位端部１４４は、滑らか、凸状、凹状、傾斜状、または角度が付されるようにすることができる。複数の光混合ロッド１３６は、少なくとも２つ、好ましくは少なくとも９６個の光混合ロッド１３６を有し、より好ましくは、９６の光混合ロッド１３６を複数有することができる。図１、２に示される実施形態において、複数の光混合ロッド１３６は、９６の光混合ロッドを有する。複数の光混合ロッド１３６の各々の近位端部１４２は、遠位端部１４４よりも大きな開口数を備える。複数の光混合ロッド１３６の近位端部１４２は、互いに接触するようにすることができ、または、互いに離間するようにしてもよい。
【００５７】
図３は、動作中の図１の分析システム１１０を示している。より具体的には、図３は、図１の照射動作中の分析システム１１０を示している。たとえば、装置１１４は、生物学的液体の光測定のために使用することができる。したがって、装置１１４は、サンプル領域１１６内の分析物の存在または量の同時測定の方法を実行することができる。この方法は、サンプル領域１１６を光源１１８から放射される光ビームで照射するステップを有する。サンプル領域１１６の照射の後に、サンプル領域１１６から出る光ビームは検出され、サンプル領域１１６から出る光ビームは、光学検出システム１２４により検出器１２２上にフォーカスされる。
【００５８】
上述したように、分析装置１１２は、増幅中に核酸を実時間検出するためのＰＣＲ機器とすることができる。したがって、光源１１８から放射される光は励起光である。さらに、サンプル領域１１６から出る光は放射光である。さらに、分析システム１１０は、光源から放射される光をサンプル領域１１６へ、また、サンプル領域から出る光を検出器１２２へ反射および案内するための、１つまたはそれ以上のミラーまたは反射器１５０を有する。
【００５９】
より具体的には、装置１１４は、マイクロタイタプレートの形態の支持部１２８のウェル１２６内で生じる複数のＰＣＲ増幅を実時間で同時に分析するための、または、特定のターゲットプローブの反応のための測定としてマイクロアレイの蛍光強度をイメージングする、光学機器である。個別のウェル１２６内で実行されるＰＣＲ増幅の場合、全ての蛍光物は、二重らせん核酸に対して結合する蛍光染料として使用できる。本発明の文脈において、これらの蛍光染料は、蛍光ＤＮＡ結合体と称され、蛍光ＤＮＡ結合体は、二重らせんＤＮＡに結合したときに、特定の蛍光を提供する分子または分子のペアである。実時間ＰＣＲモニタリングの分野において、以下の検出フォーマットが知られている。ＤＮＡ結合染料フォーマット（たとえば、SybrGreenl）、TaqMan probes、Molecular Beacons、Single Labeled Probe（SLP）、または、FRET hybridization probesである。
【００６０】
原理的に、サンプル領域１１６の側方分布の蛍光の励起および監視のために２つの異なる戦略がある。第１の戦略は、サンプル領域１１６の側方分布をスキャンすることであり、それにより個別のサンプル領域１１６は一度に連続的に分析される。第２の戦略は、サンプル領域１１６の全体の分布を同時に照射し、対応する蛍光を、たとえば検出器１２２のＣＣＤチップ上にイメージングすることである。本実施形態において、後者の戦略が好ましい。
【００６１】
特に、図３は光源１１８から放射される光の放射パスを示す。光源１１８から放射される光ビーム１５２は、ミラー１５０により光結合システム１３０に反射され、また、テレセントリック素子１３４に結合される。テレセントリック素子１３４の非球面の表面により、光ビーム１５２は、テレセントリック素子１３４内で屈折され、光ビーム１５２が、互いに平行な光混合ロッド１３６内に結合する。したがって、光混合ロッド１３６を通る光ビーム１５２は、光混合ロッド１３６の遠位端部１４４を平行に出て、サンプル領域１１６に案内される。各サンプル領域１１６は、光混合ロッド１３６の１つに割り当てられるので、光は、サンプル領域１１６に均一に分配される。９６の光混合ロッド１３６があるので、サンプル領域１１６は９６の光線に照射される。
【００６２】
サンプル領域１１６を出る光ビーム１５２は、光混合ロッド１３６の遠位端部１４４でこれに結合する。光ビーム１５２は光混合ロッド１３６を通過し、近位端部１４２で光混合ロッド１３６を出る。光ビーム１５２は、テレセントリック素子１３４内に結合される。テレセントリック素子１３４の非球面表面１３８により、光ビーム１５２は、テレセントリック素子１３４内で屈折し、光ビーム１５２は検出器１２２に向けて集束し、全ての９６の光線は検出器１２２に関連付けられるレンズ１３２の中心に当たる。
【００６３】
上述の動作の議論から分かるように、テレセントリック素子１３４は、フィールド面内またはこれに近接して位置する励起光、放射光、またはレミッション光のために使用される。サンプル領域１１６間のクロストークを防止するために、複数の光混合ロッド１３６が提供され、光源１１８から放射される光およびサンプル領域１１６から出る光がここを通過する。各サンプル領域１１６からの放射光ビーム１５２が入射するこの面が、テレセントリック検出器１２２上に鮮明にイメージングされるので、クロストークは生じない。
【００６４】
図５は、本発明の第２実施形態による分析システム１１０の概略図である。これ以降、第１実施形態と異なる部分だけ説明され、類似の構成部材には同一の参照符号が付される。
【００６５】
図５は概略的な図であり、図１、３、４と比較すれば、分析システム１１０の全ての構成部材が示されているわけではない。たとえば、図示の単純化のために反射器１５０は省略されている。図５に示されるように、生物学的液体の光測定のための装置１１４は、光結合システム１３０を有する。光結合システム１３０は、テレセントリック素子１３４を有し、これはマージ屈折フィールドレンズ１５４である。したがって、フィールドレンズ１５４は、光混合ロッド１３６の反対側に配置される非球面の表面１３８を有する。フィールドレンズ１５４は、複数の光混合ロッド１３６に面するフィールド面１５６を提供する。光混合ロッド１３６は、フィールド面１５６においてフィールドレンズ１５４に取り付けられ、またはこれと一体的に形成される。さらに、検出器１２２に関連付けられるレンズ１３２があり、また、瞳ストップ１５８およびフィルタ１６０がある。図５に示されるように、複数のサンプル領域１１６から出る光ビーム１５２は、光混合ロッド１３６の遠位端部１４４で光混合ロッド１３６内に結合され、互いに平行に光混合ロッド１３６を通過し、フィールドレンズ１５４内で屈折され、光ビームがレンズ１３２の瞳ストップ１５８内でフォーカスされ、さらなるフィールド面（図示せず）内に配置される検出器１２２上で鮮明なイメージを形成する。特に、一定のサンプル領域１１６から出る光ビーム１５２は、それに割り当てられた光混合ロッド１３６内に排他的に結合する。照明動作と検出動作は同時に実行されることを明示的に指摘しておく。
【００６６】
図６は、本発明の第３実施形態による分析システム１１０の概略図である。以降、前述の実施形態と異なるとろろだけが説明され、類似の構造物には同一の参照符号が付されている。
【００６７】
図６は概略図であり、図１、３、４と比較した場合、分析システム１１０の全ての構造部材を示しているわけではない。たとえば、図示の簡略化のために反射器１５０は省略されている。図６に示されるように、生物学的液体の光測定のための装置１１４は、光結合システム１３０を有する。光結合システム１３０は、単一のフレネルフィールドレンズ１６２であるテレセントリック素子１３４を有する。フレネルフィールドレンズ１６２は、複数の光混合ロッド１３６に面するフィールド面１５６を提供する。光混合ロッド１３６は、フィールド面１５６において、フレネルフィールドレンズ１６２に取り付けられ、またはこれと一体的に形成される。さらに、検出器１２２に関連付けられるレンズ１３２、瞳ストップ１５８、およびフィルタ１６０がある。図６に示されるように、複数のサンプル領域１１６から出る光ビーム１５２は、遠位端部１４４で光混合ロッド１３６内に結合し、互いに平行に光混合ロッド１３６を通過し、フィールドレンズ１６２により屈折され、光ビームがレンズ１３２の瞳ストップ内でフォーカスされ、さらなるフィールド面（図示せず）内に配置される検出器１２２上に鮮明なイメージを形成する。特に、一定のサンプル領域１１６から出る光ビーム１５２は、それに割り当てられた光混合ロッド１３６に排他的に結合する。言うまでもなく、上述の光の伝達は、装置１１４の放射の方にも反対の方向で適用できる。
【００６８】
図７は、本発明の第４実施形態による分析システム１１０の概略図である。以降、前述の実施形態と異なるところだけが説明され、同様の構造部材には同一の参照符号が付されている。
【００６９】
図７は概略的な図であり、図１、３、４と比べた場合、全ての構造部材が示されているわけではない。たとえば、図示の簡略化のために反射器１５０は省略されている。図７に示されるように、生物学的液体の光測定のための装置１１４は、光結合システム１３０を有する。光結合システム１３０は、プリズムアレイ１６４のテレセントリック素子１３４を有する。プリズムアレイ１６４は、複数の光混合ロッド１３６に面するフィールド面１５６を提供する。光混合ロッド１３６は、フィールド面１５６においてプリズムアレイ１６４に取り付けられ、またはこれと一体的に形成される。さらに、検出器１２２に関連付けられるレンズ１３２、瞳ストップ１５８、およびフィルタ１６０がある。プリズムアレイ１６４は、複数のプリズム１６６を有する。プリズム１６６の各々は、光混合ロッド１３６の１つに割り当てられる。プリズム１６６は、プリズム１６６が中間ポイント１７０から離れた方を向く傾斜表面１６８を有するように構成される。たとえば、図７によれば、６個のプリズムが示されており、３個の左側のプリズム１６６は、図７に関して左の方を向く傾斜表面１６８を有し、３個の右側のプリズム１６６は、図７に関して右の方を向く傾斜表面１６８を有する。
【００７０】
さらに、図７に示されるように、複数のサンプル領域１１６から出る光ビーム１５２は、遠位端部１４４で光混合ロッド１３６に結合され、互いに平行に光混合ロッド１３６を通過し、プリズム１６６の傾斜表面１６８で屈折され、光ビームはレンズ１３２の瞳ストップ１５８内でフォーカスされ、さらなるフィールド面（図示せず）内に配置される検出器１２２上で鮮明なイメージを形成する。特に、一定のサンプル領域１１６から出る光ビーム１５２は、それに割り当てられる光混合ロッド１３６内に排他的に結合される。
【００７１】
図８は、本発明の第５実施形態による分析システム１１０の概略図を示している。以降、前述の実施形態と異なるところだけが説明され、類似の構成部材は同一の参照符号が付される。
【００７２】
図８は概略的な図であり、図１、３、４と比べると、全ての構成部材が示されているわけではない。たとえば、図示の簡略化のために反射器１５０は省略されている。図８に示されるように、生物学的液体の光測定のための装置１１４は、光結合システム１３０を有する。光結合システム１３０は、単一フレネルプリズムアレイ１７２であるテレセントリック素子１３４を有する。フレネルプリズムアレイ１７２は、複数の光混合ロッド１３６に面するフィールド面１５６を提供する。光混合ロッド１３６は、フィールド面１５６においてフレネルプリズムアレイ１７２に取り付けられ、またはこれと一体的に形成される。さらに、検出器１２２に関連付けられるレンズ１３２、瞳ストップ１５８、およびフィルタ１６０がある。図８に示されるように、複数のサンプル領域１１６から出る光ビーム１５２は、遠位端部で光混合ロッド１３６内に結合し、互いに平行に光混合ロッド１３６を通過し、フレネルプリズムアレイ１７２により屈折され、光ビームはレンズ１３２の瞳ストップ１５８内でフォーカスされ、さらなるフィールド面（図示せず）内に配置される検出器１２２上に鮮明なイメージを形成する。一定のサンプル領域１１６から出る光ビーム１５２は、それに割り当てられる光混合ロッド１３６内に排他的に結合される。
【００７３】
図９は、本発明の第６実施形態による分析システム１１０の概略図である。以降、上述の実施形態とことなるところだけが説明され、同様の構成部材には同一の参照符号が付される。
【００７４】
図９は概略的な図であり、図１、３、４と比べると、分析システム１１０の全ての構成部材が示されているわけではない。たとえば、図示の簡略化のために反射器１５０は省略されている。第６実施形態は、実質的に第２実施形態と同様である。したがって、生物学的液体の光測定のための装置１１４は、光結合システム１３０を有する。光結合システム１３０は、マージ屈折フィールドレンズ１５４であるテレセントリック素子１３４を有する。したがって、フィールドレンズ１５４は、複数の光混合ロッド１３６の反対側に配置される非球面の表面１３８を有する。フィールドレンズ１５４は、複数の光混合ロッド１３６に面するフィールド面１５６を提供する。光混合ロッド１３６は、フィールド面１５６においてフィールドレンズ１５４に取り付けられ、またはこれと一体的に形成される。さらに、検出器１２２に関連付けられるレンズ１３２、瞳ストップ１５８、フィルタ１６０がある。第６実施形態によれば、複数の光混合ロッド１３６の間に、迷光に対するカバー１７４が配置される。このカバー１７４は、櫛状アレイ１７６とすることができる。
【００７５】
図９に示されるように、複数のサンプル領域１１６から出る光ビーム１５２は、遠位端部１４４で光混合ロッド１３６内に結合され、互いに平行に光混合ロッド１３６を通過し、フィールドレンズ１５４により屈折され、光ビームは、レンズ１３２の瞳ストップ内でフォーカスされ、さらなるフィールド面（図示せず）内に配置される検出器１２２上で鮮明なイメージを形成する。特に、一定のサンプル領域１１６から出る光ビーム１５２は、それに割り当てられる光混合ロッド１３６内に排他的に結合される。それぞれの光ビーム１５２が互いにシールドされるので、カバー１７４は、それぞれの光混合ロッド１３６の間の空気を通じた望ましくないクロストークの防止を提供する。
【００７６】
図１０は、上述の任意の実施形態による生物学的液体の光測定のための装置１１４に使用されるように構成される、迷光に対するカバー１７４の斜視図である。図１０によるカバー１７０は、図９のカバー１７４の代替物とすることができる。図１０に示されるように、カバー１７４は、グリッド形状のプレート１７８とすることができ、これは、均等に分布する正方形または矩形の開口部１８０を有する。グリッド形状のプレート１７８は、光混合ロッド１３６が開口部１８０内を延びるように、光結合システム１３０に取り付けることができる。
【００７７】
上述の任意の実施形態によれば、テレセントリック素子１３４は、第１テレセントリック素子とすることができ、また、複数の光混合ロッド１３６は第１の複数の光混合ロッドとすることができることを明記しておく。装置１１４は、さらに、複数の光源１１８、第２テレセントリック素子、および、第２テレセントリック素子に直接的に接続される第２の複数の光源（図示せず）を有することができる。第２テレセントリック素子は、第２の複数の光混合ロッドが複数の光源に向くように、第１テレセントリック素子に隣接して配置することができる。したがって、第１および第２のテレセントリック素子は、第１および第２の複数の光混合ロッドと同様に、鏡対称に配置することができる。この構成はさらにクロストークを防止することができる。
【００７８】
上述の説明および／または特許請求の範囲に開示されるあらゆる特徴は、本来の開示の目的として、互いに別個におよび独立に開示されていることを意図しており、また一方で、実施形態および／または特許請求の範囲の特徴の構成から独立して、請求項に記載される発明を制限することを意図している。あらゆる数値範囲、または存在物のグループの示唆は、本来の開示の目的として、あらゆる可能な中間的な数値または中間的な実態を開示しており、また、特に数値範囲を制限するために、請求項に記載される発明を制限するために開示されている。
【符号の説明】
【００７９】
１１０    分析システム
１１２    分析装置
１１４    生物学的液体の光測定のための装置
１１６    サンプル領域
１１８    光源
１２０    レンズシステム
１２２    検出器
１２４    光学検出システム
１２６    ウェル
１２８    支持部
１３０    光結合システム
１３２    レンズ
１３４    テレセントリック素子
１３６    光混合ロッド
１３８    表面
１４０    狭い端部
１４２    近位端部
１４４    遠位端部
１４６    平面
１４８    エッジ
１５０    反射器
１５２    光ビーム
１５４    フィールドレンズ
１５６    フィールド面
１５８    瞳ストップ
１６０    フィルタ
１６２    フレネルフィールドレンズ
１６４    プリズムアレイ
１６６    プリズム
１６８    傾斜表面
１７０    中間ポイント
１７２    フレネルプリズムアレイ
１７４    カバー
１７６    櫛状アレイ
１８０    開口部
【図１】
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【図２】
2015049244.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【外国語明細書】
2015049244000001.pdf