(57)【要約】  シールされて浄化される光ファイバ検出装置は、個々のチャンバ（３１、３２）を伴う光学部分（１０）を含む。それぞれのチャンバは、光学要素（３）および電気光学要素（１、２）を収容する。マニホールド（６）がファイバ（２１、２２）を収容し、それぞれのファイバが対応するチャンバの光学要素および電気光学要素と光学的に連通する。また、装置は、検査されるべきサンプルを保持するサンプルホルダ、および、サンプルホルダとマニホールドとの間に設けられる装着デバイスも含む。装着デバイスおよびマニホールドは、サンプルホルダと光学部分との間にシールされた光ファイバ接合部を形成する。
2010533297.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
個々のチャンバを伴う光学部分であって、それぞれのチャンバが光学要素および電気光学要素を収容する光学部分と、
ファイバを収容するマニホールドであって、それぞれのファイバが対応するチャンバの前記光学要素および電気光学要素と光学的に連通するマニホールドと、
検査されるべきサンプルを保持するサンプルホルダと、
前記サンプルホルダと前記マニホールドとの間に設けられる装着デバイスと、を備え、
前記装着デバイスおよび前記マニホールドが、前記サンプルホルダと前記光学部分との間にシールされた光ファイバ接合部を形成する、検出装置。
【請求項２】
光学要素および電気光学要素がサンプル部分および励起部分を含む、請求項１に記載の検出装置。
【請求項３】
前記励起部分が光源を含む、請求項２に記載の検出装置。
【請求項４】
前記光源が発光ダイオードである、請求項３に記載の検出装置。
【請求項５】
前記サンプル部分が光検出器を含む、請求項２に記載の検出装置。
【請求項６】
前記光検出器がフォトダイオードである、請求項５に記載の検出装置。
【請求項７】
前記サンプル部分および前記励起部分はそれぞれ、前記個々のチャンバを形成する前記光学部分の単一の孔内に収容される、請求項２に記載の検出装置。
【請求項８】
前記ファイバが前記マニホールドに組み込まれる、請求項１に記載の検出装置。
【請求項９】
前記サンプルホルダが光学窓を含む、請求項１に記載の検出装置。
【請求項１０】
前記装着デバイスに隣設されたヒートシンクを更に備える、請求項１に記載の検出装置。
【請求項１１】
前記マニホールドが前記光学部分の一端に対して取り外し可能に装着される、請求項１に記載の検出装置。
【請求項１２】
前記マニホールドが前記光学部分の一端に対してシールされる、請求項１に記載の検出装置。
【請求項１３】
前記ヒートシンクが、前記サンプルが検査される側の反対側に設けられる、請求項１０に記載の検出装置。
【請求項１４】
光を前記ファイバに合焦させ或いは前記ファイバから合焦させるために前記個々のチャンバ内にレンズを更に備える、請求項１に記載の検出装置。
【請求項１５】
検出装置を形成するための方法であって、
光学部分の個々のチャンバ内に光学要素および電気光学要素を収容する工程、
前記光学要素および電気光学要素と光学的に連通するファイバの一端をマニホールド内に収容する工程、
検査されるべきサンプルを保持するサンプルホルダを設ける工程、
前記ファイバの他端を前記サンプルホルダと前記マニホールドとの間に収容する工程、及び
前記サンプルホルダと前記光学部分との間にシールされた光ファイバ接合部を形成する工程、
を含む方法。
【請求項１６】
前記マニホールドを前記光学部分の一端に対して取り外し自在に装着する工程を更に含む、請求項１５に記載の検出装置を形成するための方法。
【請求項１７】
前記マニホールドを前記光学部分の一端に対してシールする工程を更に含む、請求項１５に記載の検出装置を形成するための方法。
【請求項１８】
前記ファイバを前記マニホールドに組み込む工程を更に含む、請求項１５に記載の検出装置を形成するための方法。
【請求項１９】
前記検査されるサンプルと反対側にヒートシンクを設ける工程を更に含む、請求項１５に記載の検出装置を形成するための方法。
【請求項２０】
個々のチャンバを伴う光学部分であって、それぞれのチャンバが光学要素および電気光学要素を収容する光学部分と、
ファイバを収容するマニホールドであって、前記それぞれのファイバが対応するチャンバの前記光学要素および前記電気光学要素と光学的に連通するマニホールドと、
検査されるべきサンプルを保持するサンプルホルダと、
前記サンプルホルダと前記マニホールドとの間に設けられる装着デバイスと、
前記装着デバイスに接続されるプリント回路基板と、を備え、
前記装着デバイスおよび前記マニホールドが、前記サンプルホルダと前記光学部分との間にシールされた光ファイバ接合部を形成する、検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
生物学的脅威の管理は、迅速で、感度の良い、信頼できる検出技術の開発を必要とする。ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）は、特定の脅威が存在するかどうかを決定する際の主要な検出ツールとして出現してきた。ＰＣＲは、サンプル中の特定の核酸ストランドの存在を検出するために使用される。特定の核酸ストランドを検出することにより、生物有機体を識別することができる。例えば、天然痘に特有のＤＮＡストランドに関してサンプルをチェックすることにより、ユーザは、天然痘がサンプル中に存在するか否かを決定することができる。蛍光プローブは、しばしば、サンプル中の特定の核酸ストランドの存在を検出するために使用される。標的核酸の存在及び／又は量は、サンプルからの蛍光を測定することによって決定することができる。サンプル中の検体の存在を検出するため、ＰＣＲ以外の技術と共に光学検出システムも使用される。
【背景技術】
【０００２】
また、対象の生物検体の存在を検出するために、免疫学的方法も知られている。
【０００３】
一般に、この技術は、サンプルが遠隔的に収集された後に生成および分析のための中央研究所へと送られることを要する研究環境で実施されてきた。疑わしいサンプルの現場と研究所との間でのこの移送は、輸送遅延を引き起こす可能性があるとともに、更なる汚染の危険を招く。現場使用可能な機器を実施する際の主要な障害は、うまく浄化され得る機器を開発することである。より具体的には、多くの機器は、標準的な浄化処理によって損傷され得る繊細な電気要素および光学要素を有している。
【０００４】
現在の機器は、携帯できるものであっても、機器を完全に浄化できないため、必要な場所で使用することができない。機器がいわゆる「クリーンエリア」で使用される場合であっても、デバイスが汚染されたかどうかについての疑いは存在する。これは、主に、光学要素および電気光学要素が多くの場合に非常に繊細であり且つ完全に浄化できないという事実に起因する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、様々な環境条件下およびサンプルの変動下で検体の正確な測定を行なう携帯でき且つ容易に浄化される機器の必要性が生じる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
これに伴って、前述した課題の解決策が与えられる。
【０００７】
１つの実施形態によれば、シールされて浄化される光ファイバ検出装置は、個々のチャンバを伴う光学部分を含む。それぞれのチャンバは、光学要素および電気光学要素を収容する。マニホールドがファイバを収容し、それぞれのファイバが対応するチャンバの光学要素および電気光学要素と光学的に連通(optical communication)する。また、装置は、検査されるべきサンプルを保持するサンプルホルダ、および、サンプルホルダとマニホールドとの間に設けられる装着デバイスも含む。装着デバイスおよびマニホールドは、サンプルホルダと光学部分との間にシールされた光ファイバ接合部を形成する。
【０００８】
他の実施形態によれば、シールされて浄化される光ファイバ検出装置を形成するための方法は、光学部分の個々のチャンバ内に光学要素および電気光学要素を収容し、光学要素および電気光学要素と光学的に連通するファイバの一端をマニホールド内に収容することを含む。また、方法は、検査されるべきサンプルを保持するサンプルホルダを設け、ファイバの他端をサンプルホルダとマニホールドとの間に収容し、サンプルホルダと光学部分との間にシールされた光ファイバ接合部を形成することも含む。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施形態に係るシールされて浄化される光ファイバ検出装置における光学ブロックを示している。
【図２】一実施形態に係るシールされて浄化される光ファイバ検出装置におけるファイバ配置およびサンプルを示している。
【図３】一実施形態に係るシールされて浄化される光ファイバ検出装置の斜視図を示している。
【図４】一実施形態に係るシールされて浄化される光ファイバ検出装置を形成するために行なわれるステップを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
光ファイバ検出装置とその使用および構成のための方法とが開示される。以下の説明は幾つかの典型的な実施形態について記載する。しかしながら、典型的な実施形態の説明に基づいて更なる実施形態を当業者が容易く理解できる。その他の場合には、周知の構造およびデバイスが詳しくはないがブロック図形式で示される。当業者は、ブロック図形式で描かれる機能を果たすデバイスを容易に構成して使用することができる。
【００１１】
図２および図３は典型的な光ファイバ検出装置を示している。図３は、光学ブロック１０と、ハウジング８と、ファイバマニホールド６と、装着デバイス７と、装着ブロック２８と、ヒートシンク２５とを備える典型的な光ファイバ検出装置を示している。図２から分かるように、光ファイバ検出装置は、ヒートシンク２５と、サンプルホルダ２６と、熱電冷却器２７とを含むこともできる。しかしながら、光ファイバ検出装置は、これらの構成要素のそれぞれ全てを必要としない。例えば、光ファイバ検出装置は、光学ブロック１０と、ハウジング８と、ファイバマニホールド６と、装着デバイス７と、装着ブロック２８と、ヒートシンク２５と、サンプルホルダ２６とを備えることができる。以下、典型的な光ファイバ検出装置について更に詳しく説明する。
【００１２】
図１は、一実施形態に係る光ファイバ検出装置における光学ブロックを示している。全体的に参照符号１０で表わされる光学ブロックは、光源１と、光検出器２と、放射フィルタ４と、励起フィルタ５と、レンズ３とを含むことができる。図１は、励起チャンバ３２内に光源１と励起フィルタ５と１つのレンズ３とを示すとともに、別個の放射チャンバ３１内に光検出器２と放射フィルタ４とレンズ３とを示している。サンプルへ送るための光を発生させる構成要素（図１における光源１、励起フィルタ５、および、レンズ３）は一般に「光源要素」と称される。サンプルからの光を検出するための構成要素（図１における光検出器２、放射フィルタ４、および、レンズ３）は一般に「放射要素」と称される。図１は、別個のチャンバ内に、すなわち、励起チャンバ３２と放射チャンバ３１とに光源要素および放射要素を示している。これにより、一般に、構成要素を容易に位置合わせすることができるともに、特定の構成要素のメンテナンスおよび交換が更に容易になる。しかしながら、幾つかの実施形態では、これらの構成要素を同じチャンバの部品にすることができる。光通信を促進するために、具体的に示される構成要素以外の光学要素および電気光学要素を設けることができる。また、光学ブロックは、これらの構成要素のそれぞれを有する必要はない。例えば、光源１としてレーザが使用されれば、励起フィルタ５が不要な場合がある。これは、レーザが非常に狭い波長幅で光を放射するからである。
【００１３】
光学ブロック１０は、単一チャンネルであってもよく、或いは多重チャンネルであってもよい。単一チャンネル光学ブロックは、１つの波長の強度を一度に検出できる光学要素および電気光学要素を含む。一方、多重チャンネル光学ブロックは、複数の波長を一度に検出できる光学要素および電気光学要素を含む。実際には、例えば、複数の波長で放射され或いは吸収された光を監視することにより識別される１つ以上の検体の存在および量を同時に検出するために多重チャンネルデバイスを使用できる。
【００１４】
幾つかの実施形態では、光学ブロックが単一チャンネルとなることができる。他の実施形態では、光学ブロックが２つ、３つ、４つ、または、それ以上のチャンネルを有することができる。チャンネルの数は、更なる励起チャンバ及び／又は放射チャンバを加えることによって増大することができる。例えば、２チャンネルデバイスは、２つの放射チャンバと２つの励起チャンバとを有してもよい。また、２チャンネルデバイスは、２つの励起チャンバと、光の複数の波長を検出するようになっている単一の放射チャンバとを有することもできる。幾つかの実施形態では、光学ブロックが４チャンネルであり、各チャンネルは別個の放射チャンバ３１と励起チャンバ３２とを有する。そのような４チャンネル光学ブロックは、放射チャンバ３１および励起チャンバ３２のそれぞれに１本ずつ、８本のファイバを有することができる。幾つかの実施形態では、各チャンネルのための光源要素および放射要素が別個のチャンバ内に収容される。
【００１５】
図１は２つのチャンバを有する光学ブロックを示しており、一方のチャンバは光源要素のためのもの（励起チャンバ３２）であり、他方のチャンバは放射要素のためのもの（放射チャンバ３１）である。しかしながら、前述したように、光学ブロック１０は、単一のチャンバを有することができ、あるいは、各チャンネル毎に単一のチャンバを有することができる。例えば、４チャンネル光学ブロックは、それぞれが放射要素を収容する４つの放射チャンバ３１と、それぞれが光源要素を収容する４つの励起チャンバ３２とを有することができる。他の実施形態では、４チャンネル光学ブロックが４つの異なるチャンバを有することができ、各チャンバがチャンネルのうちの１つのための構成要素を収容する。更に他の実施形態において、４チャンネル光学ブロックは、４つの全てのチャンネルのための構成要素を収容する単一のチャンバだけを有することができる。しかしながら、特定の用途においては、光源要素と放射要素とから構成される組のそれぞれ毎に別個のチャンバがあり得ることが好ましい。これは、それによって構成要素の良好な位置合わせが可能になるからである。
【００１６】
以下で詳しく説明するように、光が伝送されるファイバは、マニホールド６を介して光学ブロックに結合される。光源要素および放射要素の全てが光ファイバ検出装置の他の構成要素から分離して光学ブロック内に収容されるため、光学ブロック１０は、それを容易に浄化でき且つサンプルから分離した状態に維持され得るように構成することができる。例えば、光学ブロック１０は、容易に浄化される材料中に収容することができる。該材料は、任意の適した材料、例えば金属またはプラスチックであってもよい。これは、それによって損傷の危険を伴うことなく或いはさもなければ光学要素に悪影響を及ぼす危険を伴うことなく光ファイバ検出装置を浄化して定期的に洗浄できるため、有用な特徴である。
【００１７】
任意の適切な光源を光源１のために使用できる。一実施形態によれば、光源１が発光ダイオード（ＬＥＤ）であってもよい。一例として、光源１は、レーザ、レーザダイオード、フォトダイオード、または、ランプの形態を成すこともできる。適切なランプの例としては、キセノンアークランプ、水銀蒸気ランプ、閃光ランプ、または、アークランプが挙げられるが、これらに限定されない。あるいは、例えば十分な強度の励起光を発生するために、複数の光源、同じタイプの光源、または、異なるタイプの光源を設けることができる。例えば、光源１のために複数のＬＥＤが使用されてもよい。
【００１８】
光検出器２のために、光の所望の波長を検出するのに適した任意の検出器を使用できる。１つの実施形態によれば、光検出器２がフォトダイオードであってもよい。光検出器２は、例えば、フォト検出器、光電子増倍管、アバランシェダイオード、電荷結合素子、または、当分野で公知の任意の他の光検出器であってもよい。光検出器２は、単一チャンネル検出器または多重チャンネル検出器のいずれかである。単一チャンネル検出器は、１つの波長の強度を一度に検出できるだけであり、一方、多重チャンネルは、複数の波長の強度を同時に検出できる。
【００１９】
光を望み通りに合焦させるのに適した任意のレンズをレンズ３のために使用できる。１つの実施形態では、レンズ３がＰＣＸレンズであってもよい。しかしながら、レンズ３は、ＰＣＸレンズであることに限定されず、光を十分に合焦させるために使用される任意のタイプのレンズであってもよい。例えば、任意の光コリメータデバイス、例えばコリメータレンズを本発明と共に利用できる。放射チャンバ３内および励起チャンバ２内のレンズ３が同じであってもよく或いは異なっていてもよい。例えば、励起チャンバ３２内のレンズ３がＰＣＸレンズであってもよく、また、放射チャンバ３１内のレンズ３がＰＣＸレンズ以外のレンズであってもよい。
【００２０】
光の所望の波長を通過させるのに適した任意のフィルタまたはモノクロメータを励起フィルタ５および放射フィルタ４のために使用できる。例えば、これらのフィルタが帯域通過フィルタおよび干渉フィルタであってもよい。帯域通過フィルタは、所定の波長よりも大きい波長または小さい波長を有する光を伝送し、また、干渉フィルタは、所定の波長間隔で光を伝送するフィルタである。幾つかの実施形態では、励起フィルタ５または放射フィルタ４が２つ以上のフィルタまたはモノクロメータの組み合わせである。例えば、励起フィルタ５および放射フィルタ４が２つの帯域通過フィルタの組み合わせであってもよい。幾つかの実施形態では、励起フィルタ５または放射フィルタ４が存在しない。例えば、狭い波長分布を伴う光を放射するレーザの使用は、励起フィルタ５の必要性を除去する場合がある。他の例として、使用される光検出器２に応じて放射フィルタ４が不要な場合がある。
【００２１】
図１から分かるように、マニホールド６を使用して励起ファイバ２２および光源ファイバ２１を光学ブロック１０に結合することができる。マニホールド６を光学ブロック１０の端部に設け、それにより、励起チャンバおよび放射チャンバをシールすることができる。１つの実施形態によれば、ファイバ接続の誤りを回避するために、マニホールド６が予めファイバ２１、２２と組み付けられる。様々な取り付け機構を使用して取り外し可能に装着され得るマニホールド６は、例えば、光学ブロック１０の容易な組み立て及びメンテナンスを可能にする。あるいは、マニホールド６は、例えば光学ブロック１０の端部にシールすることができる。マニホールド６は、光学ブロック内の光学要素および電気光学要素が光ファイバ検出装置の動作中に汚染されないように取り外し可能に装着され、或いはシールされる。励起ファイバおよび光源ファイバは、結合装置３５、３６を用いてマニホールド６に結合することができる。また、結合装置３５、３６は、光学要素および電気光学要素を汚染されないままにするのにも役立つ。光ファイバ装置は、光源要素と放射要素とから構成される組のそれぞれ毎に異なるファイバを有することができる。例えば、４チャンネルデバイスは、各チャンネル毎に一対、８本のファイバ（４本の励起ファイバおよび４本の放射ファイバ）を有することができる。
【００２２】
一般に、光ファイバ検出装置は、光をサンプルへと方向付けられるように発生させるための光源要素と、サンプルによって放射された光を検出するための励起要素とを有する。光は、光ファイバを使用して、光源要素からサンプルへと方向付けることができるとともに、サンプルから励起要素へと方向付けることができる。
【００２３】
１つの実施形態によれば、光源１、励起フィルタ５、レンズ３のうちの１つ、および、励起ファイバ２２は、光学ブロック１０の励起部分を構成する。光源１、励起フィルタ５、および、レンズ３は、励起ファイバ２２の開口に光を合焦させるために使用できる。１つの実施形態によれば、励起ファイバ２２が例えば１５００ミクロンソリッドファイバであってもよい。励起ファイバ２２は、光をサンプルへと方向付けるために使用できる。サンプルから放射される光は、その後、光源ファイバ２１によって制御して光学ブロック１０の放射部分へと方向付けることができる。幾つかの実施形態では、光源ファイバ２１と励起ファイバ２２とが互いに９０度の角度を成す。光源ファイバ２１を励起ファイバ２２に対して９０度の角度で配置すると、光源ファイバ２１からの光が励起ファイバ２２によって検出されるのを防止でき、それにより、干渉およびノイズが低減される。光学ブロック１０の放射部分は、光源ファイバ２１（励起ファイバ２２にほぼ類似し得る）、放射フィルタ４、レンズ３、および、光検出器２を含む。
【００２４】
光学ブロック１０は、動作時に用いるためにハウジング上に装着することができる。図３に示される１つの実施形態において、光学ブロック１０は、光学要素および電気光学要素の動作を妨げない方法でハウジング８上に設けられて装着デバイス７により固定される。ハウジング８は、任意の適した形態を成す任意の適した材料であってもよい。装着デバイス７は、光学ブロック１０をハウジング８に固定するための任意の適したデバイスであってもよい。幾つかの実施形態において、装着デバイス７は、光学ブロック１０をハウジング８に対して取り外し可能に固定する。例えば、装着デバイス７は、ネジ、サムスクリュー、ボルト、または、クランプであってもよい。幾つかの実施形態では、装着デバイス７が光学ブロック１０をハウジング８に対して永久的に或いは半永久的に固定する。例えば、装着デバイス７がリベットまたは溶接であってもよい。
【００２５】
光学ブロック１０はサンプルと光学的に連通している。この光学的な連通は、光ファイバによって、例えば励起ファイバ２２および光源ファイバ２１によって可能である。図２に示される１つの実施形態において、光源ファイバ２１および励起ファイバ２２は、キュベットなどのサンプルホルダ２６へ向けて、熱伝導性のサンプルホルダ２６の切り欠きを通じて９０度の角度で方向付けることができる。他の実施形態において、ファイバと切り欠きとの間の位置合わせは０度、１８０度、または、２７０度であってもよい。幾つかの実施形態では、装着ブロック２８とヒートシンク２５との間に熱電冷却器２７を設けることができる。ファイバ２１、２２のこの配置により、熱電冷却器２７およびヒートシンク２５を使用した加熱・冷却作用が他方側で行なわれる間にサンプルの光学的な問い合わせを一方側から行なうことができる。
【００２６】
１つの実施形態によれば、シールされた光ファイバ検出装置は、ＤＮＡ分析によって使用されるサーモサイクラと併せてポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）のために使用される蛍光光度計装置である。蛍光は、特定の波長の光エネルギを吸収（励起周波数）した後に更に長い波長および更に低いエネルギを持つ光エネルギを放射（放射周波数）できる幾つかの分子の能力に基づく物理現象である。これは、放射が比較的長期にわたる場合、一般的には１０１１〜１０７秒程度の場合に蛍光と称される。蛍光を発することができる物質は、多くの共通の特性を共有して表示する。すなわち、これらの物質は、１つの波長または周波数の光エネルギを「一重項」すなわち励起エネルギ状態に達するように吸収した後に、他の光周波数の光を放射し、それにより、「基底」エネルギレベルに戻る。
【００２７】
図２に示されるように、光源ファイバ２１および励起ファイバ２２を含む組は、検査されるべきそれぞれの蛍光検体毎に使用される。したがって、１つの実施形態によれば、光学ブロック１０の励起部分を構成する光源１、励起フィルタ５、レンズ３のうちの１つ、および、励起ファイバ２２は、励起ファイバ２２の基端の開口に光を合焦させる。光は励起ファイバ２２の長さに沿って伝播し、また、伝播された光の一部は、励起ファイバ２２の先端から出て、例えばサンプルホルダ２６内に格納されるサンプルの１つ以上の光エネルギ吸収色素によって吸収される。光エネルギ吸収色素は、例えば、固定されてもよく、或いは固定されなくてもよく、励起ファイバ２２自体に直接に取り付けられてもよく、或いは取り付けられなくてもよく、検出されるべき対象の１つ以上の検体を含む流体サンプル中に懸濁されてもよく、或いは懸濁されなくてもよく、また、第２の光学的決定でのその後の使用のために保持できてもよく、或いは保持できなくてもよい。
【００２８】
蛍光光度計は、任意の色素、例えば前述した光エネルギ吸収色素を使用するべくセットアップされ得る。光エネルギ吸収色素は、蛍光光度計の特定の用途のため、例えばＰＣＲのためにカスタマイズされてもよい。カスタマイズ可能な色素またはタガントが利用されてもよい他の用途としては、免疫学的検定および一般的な化学分析が挙げられるが、これらに限定されない。蛍光光度計の他の実施形態は、カスタマイズ可能な色素またはタガントの代わりに、例えばクロロフィル、フルオレセイン、および、ローダミンなどの化合物を含む標的サンプルを利用してもよい。
【００２９】
蛍光光度計は、形式的な実験設定とは対照的に当分野で利用できるため、例えば化学兵器または病原体を検出するために利用できる。また、蛍光光度計は、幾つかある用途の中で、汚水追跡、部品検査、および、遺伝子を利用した追跡法のために利用することもできる。
【００３０】
代償として、色素（またはタガントまたは標的）が光エネルギを吸収した時点で、様々な波長および強度の何らかの光エネルギは、光源ファイバ２１の基端を通じて戻り、その後、サンプル部分を形成する要素の残りの部分へと運ばれる。すなわち、光源ファイバ２１からの光は、放射フィルタ４およびレンズ３で合焦された後に光検出器２へと収集され、光検出器において、出現する光エネルギが観察されて測定される。
【００３１】
別個のサンプル部分および別個の励起部分の使用は、二股ファイバを使用する信号分割によって起こり得る振幅損失を知らせることができる。他の実施形態では、二股ファイバを利用できる。例えば、３２ストランドファイバ束を利用できる。ファイバ束は識別不可能に二分され、その場合、ファイバ束の一方のグループ（１６本のファイバ）が光源領域に差し込まれ、他方のグループ（残りの１６個のストランド）がエミッタ領域に差し込まれる。２つの別個の光源ストランドおよびエミッタストランドの代わりに、１つのストランドが、測定されようとしている蛍光を指し示すことができ、それにより、再帰反射蛍光（retroflective fluorescence）がもたらされる。
【００３２】
一実施形態によれば、サンプルホルダ２６は、導電材料、例えばアルミニウムから形成されており、切り欠きを含む。切り欠きは、例えば、光学窓を含んでもよい。光学窓用の切り欠きは、サンプルホルダ２６の均一な加熱を維持しつつ任意の問題を軽減するために、サンプルホルダ２６の試薬チューブの底部位置に位置される。好ましい実施形態において、サンプルホルダは２０マイクロリットルの容積を保持してもよい。小さいサンプル体積が好ましい。これは、サンプルが加熱されて光学的に問い合わせされなければならないからである。したがって、最良の測定値を得るためには、サンプルのプラスチックを見るためのファイバ用の穴を依然として考慮に入れつつ、可能な限り多くの銅を用いてサンプルを取り囲むことが理想的である。この場合も先と同様に、サンプルとファイバとの間の様々な位置合わせが可能である。
【００３３】
図３は、１つの実施形態に係る光ファイバ検出装置の斜視図を示している。光ファイバ検出装置は、光学ブロック１０およびマニホールド１０を収容するハウジング８を含む。ヒートシンク２５および装着ブロック２８がハウジング８に隣設する。図示しないが、ファイバが装着ブロック２８とマニホールド６との間で方向付けられている。１つの実施形態によれば、ファイバは、何らかのタイプの接着剤、例えばエポキシを用いて両端が装着される。また、１つの実施形態によれば、装着ブロック２８およびヒートシンク２５は、浄化のために完全に浸漬できるようになっている。更に、装着ブロック２８は、異なる最終的な包装スキームを用いて柔軟性を可能にする任意の平坦な隔壁構造体に装着することができる。
【００３４】
図４は、１つの実施形態に係るシールされて浄化される光ファイバ検出装置を形成する際に行なわれるステップを示すフローチャートである。プロセスは、開始状態Ｓ１００から始まって、プロセスステップＳ１０１へ移行する。プロセスステップＳ１０１では、光学要素および電気光学要素が光学部分の個々のチャンバ内に収容される。プロセスステップＳ１０２では、光学要素および電気光学要素に光学的に連通するファイバの一端がマニホールド内に収容される。プロセスステップＳ１０３では、検査されるべきサンプルがサンプルホルダ内に収容される。プロセスステップＳ１０４では、ファイバの他端がサンプルホルダとマニホールドとの間に収容される。ファイバの他端が収容された後、プロセスステップＳ１０５において、サンプルホルダと光学部分との間にシールされた光ファイバ接合部が形成される。サンプルが検査された後、プロセスは、他のサンプルが検査されるべきかどうかが決定される決定ステップＳ１０６へと移行する。他のサンプルが検査されるべき場合には、プロセスがプロセスステップＳ１０１へ戻り、そうでない場合には、プロセスが状態Ｓ１０７で終了する。
【００３５】
光ファイバ検出システムは、任意の光学的な検出方法と共に使用することができる。幾つかの実施形態では、生体サンプルを検出するために光ファイバ検出システムを使用できる。検出される生体サンプルは、例えば、タンパク質、ペプチド、核酸（例えば、ＤＮＡ、ＲＮＡ、ｃＤＮＡなど）、炭水化物、ウイルス、または、バクテリアであってもよい。検出されるこれらのサンプルが特定の生物因子を示してもよい。例えば、これらの生物学的脅威を示す核酸を検出することにより、炭疽または疫病の存在を検出できる。生体サンプルは、免疫学的方法、標識抗体、および、核酸プローブを含む任意の適切な方法を使用して検出できる。例えば、核酸プローブは、核酸を検出するために使用できる。核酸プローブは、標的配列の存在または不存在を示す光を放射する色素または蛍光プローブと共に使用されてもよい。核酸プローブは、分子指標プローブ、リニアプローブ、ヘアピンプローブ、および、参照することにより本願に組み入れられる２００５年１０月１７日に出願された米国特許出願第１１／２５２，４３３号に記載されるプローブを含む任意のタイプの核酸プローブであってもよい。他の例として、蛍光標識抗体を使用してタンパク質を検出できる。光ファイバ検出システムは、タンパク質を特異的に結合する抗体の蛍光を検出することによりタンパク質の存在を検出できる。幾つかの実施形態では、異なる特異性および放射波長を有する抗体を使用して、複数のタンパク質を同時に検出できる。生体サンプルを検出するための光ファイバ検出システムの使用は有益となり得る。これは、システムの検出容易性により、極めて危険なサンプルを用いる場合であってもシステムの容易な使用が可能だからである。
【００３６】
前述したＰＣＲのために使用されるシールされて浄化される光ファイバ検出装置における実施形態は、幾つかの利点および利益を有する。第１に、複数の光源光学要素および放射光学要素を収容する単一のモジュール光学ブロックがこの配置によって実現される。したがって、優れた位置合わせのため、能動要素、ファイバ、および、レンズから構成されるそれぞれの光学列が単一の孔内に収容される。また、この配置を用いると、マニホールドにおけるファイバの使用により、急速な組み立てが可能であるとともに、エミッタまたは検出器の位置とファイバとの誤った結合を回避できる。最後に、この配置を用いると、ファイバが反応チャンバと光学ブロックとの間でシールされるため、任意の光学要素および電気光学要素を劣化させることなく反応チャンバの完全な浄化が実現される。
【００３７】
幾つかの典型的な実施形態を説明してきた。しかしながら、添付の特許請求の範囲および思想から逸脱することなく、好ましい他の典型的な実施形態の設計、動作形態、および、配置において、置換、改良、変更、および、省略を行なうことができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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