利用光衍射的自動分析儀的製作方法

2023-10-08 10:55:34 1

專利名稱：利用光衍射的自動分析儀的製作方法
技術領域：
本發明涉及自動分析儀，尤其用於利用衍射光學技術進行分析物 檢測的用途。
背景技術：
近來，用於進行化學、生物學和生化測定的自動分析儀已經很廣 泛地被診斷和研究實驗室所利用，以在多種生物樣本中快速和可靠地 檢測到分析物。分析儀被日常用於進行各種各樣的測定(化驗)，這些 測定中的大部分涉及免疫測定，其中抗體對其抗原的高親和力和選擇 性被利用了。這些系統中的很多都以測量發射光例如由測定中的化學 反應引起的化學發光為基礎。
例如，在很多情況下，希望確定某種特殊物質在溶液("介質") 中是否存在和存在的量。基於表面的測定依賴於被測定的物質("分析 物")和表面之間的相互反應，其以任意可測量的特性導致可檢測到的 變化。為了實現本專利應用的目的，術語"分析物"是指將要被測定 的物質。分析物的實例包括離子；小分子；大分子或大分子集合例 如蛋白質或DNA的集合；細胞或細胞集合；有機物例如細菌或病毒。 "分析物特異性受體(analyte-specificreceptor)"或"識別元件(recognition element)"是指將優先結合其夥伴分析物的互補元件。這可以包括分 子或分子的集合；生物分子或生物分子的集合，例如蛋白質或DNA;具有互補幾何形狀和/或交互作用的基片上的凹槽。通常地，為了測定 某一特定分析物，表面被修改以提供適當的相互化學作用。
在免疫測定中，例如，利用抗體抗原交互作用的特異性表面可 以被塗有抗原以測定其相應的抗體在溶液中是否存在，反之亦然。類
似地， 一鏈脫氧核糖核酸(DNA)可以被附著在基片上，且被用於檢
測其互補鏈在溶液中的存在。在這些情況的任一種情況下，分析物結 合到表面上的它的識別元件上去就識別出了特殊分析物在溶液中的存 在，而這個結合也伴隨著可檢測到的變化。例如，結合可以在界面層 引起折射率的變化，這可以通過橢圓對稱法或表面等離子共振被檢測
到。作為替代地，被結合的分析物分子可以發射光；這個光的發射可 以被收集或檢測到，螢光光學傳感器就是這種情況。非光學信號也可 以被使用，放射免疫分析法和聲表面波感應裝置就是這種情況。
衍射是由於光的波動性而產生的一種現象。當光入射到邊緣或經 過小的孔隙時，它被分散在不同方向上。但光波可以產生幹涉以從相 互之間加(建設性地)和減(破壞性地)，這樣，如果光入射到障礙物 的非隨機的分布構型，隨後的建設性和破壞性的幹涉將導致清晰的和 明顯的衍射圖案。特定的實例是衍射光柵的圖案，衍射光柵是被表面 上筆直、平行的凹槽典型地處理過的均勻間隔的線條。光入射到這種 表面上產生高光照強度的均勻間隔的斑點圖案。這被稱為布喇格散射， 且斑點(或"布喇格散射峰")之間的距離是衍射圖案和光源波長的唯 一函數。在分布構型和其衍射圖像之間具有唯一對應性，雖然實際上， 衍射被使用周期性分布構型最佳地展現出來，因為這樣的分布構型會 產生高和低光照強度的清晰劃定的區域的很容易被識別出的衍射圖 像。
因此，需要有一種基於光衍射的在緊湊的儀器中提供易於使用、 最小限度的樣品處理、低消耗成本和測定多功能性的分析儀。

發明內容
本發明解決了對用於流體例如液體對分析物的基於衍射的篩選的 分析儀的需求。
9一種利用光衍射進行化學、生化或生物學測定的分析儀的實施例 包括
一次性傳感器，其包括至少一個樣本孔和被結合到所述至少一個 樣本孔的表面上的分析物特異性受體的至少一個預選分布構型
(pattern);
至少一個傳感器站，用於接收所述一次性傳感器； 流體保持型樣本容器，用於保持在進行測定時使用的測定流體和
被檢驗存在或不存在結合到所述分析物特異性受體上的分析物的樣
本；
流體流動和處理系統，其與所述至少一個傳感器、所述樣本的源 和在進行測定時使用的所述測定流體的源流體連通，所述流體流動和 處理系統被設置成將所述樣本和流體輸送到所述一次性傳感器上的所 述至少一個孔內和所述流體保持型樣本容器內，所述流體流動和處理 系統包括流體泵裝置，所述流體泵裝置被設置成將流體和樣本從它們 各自的源泵送到所述一次性傳感器、到所述流體保持型樣本容器和到 流體廢物容器，所述流體流動和處理系統還包括流體分配裝置，所述 流體分配裝置被設置成分配樣本和流體到所述流體保持型樣本容器中 和從所述流體保持型樣本容器分配樣本和測定流體到所述至少一個傳 感器；
連接著所述流體保持型樣本容器的機器人操縱器，其被設置成相 對於所述流體分配裝置預定位所述流體保持型樣本容器；
溫度控制裝置，用於控制分析儀內部的溫度；
光學系統，用於產生相干光束(coherent beam of light)並指引光束 朝向所述至少一個傳感器站，以入射到包含有結合在其上的分析物特 異性受體的所述至少一個預選分布構型的所述至少一個樣本孔的所述 表面，所述光學系統包括第一光學檢測器，其被設置成測量來自分析 物特異性受體的所述至少一個預選分布構型的衍射光信號；
掃描機構，用於相對於包含有結合在其上的分析物特異性受體的 所述至少一個預選分布構型的所述至少一個樣本孔掃描所述相干光 束；以及
10微處理器控制裝置，其連接著
被設置成控制所述分析儀內的溫度的所述溫度控制裝置，
被設置成相對於所述流體分配裝置預定位所述流體保持型 樣本容器的所述機器人操縱器，
被設置成控制樣本和測定流體流經所述流體控制系統的流 動路線的所述流體控制系統，
被設置成控制所述相干光束的參數的所述光學系統，其中所 述光學檢測器被設置成分析來自分析物特異性受體的所述至少一 個預選分布構型的被測量的衍射光信號，以確定分析物在所述樣 本中存在或不存在，和
被設置成以可控的方式掃描跨越所述表面的所述相干光束 的所述掃描機構；並且
所述微處理器控制裝置包括使得分析儀和操作者之間能夠交互作 用的用戶界面。
對本發明的功能的和具有優勢的方面的進一步理解可以參照下面 詳細的介紹和圖示而實現。


本發明將從下面詳細的介紹連同附屬圖示一起被更完整地理解， 它們形成了本申請的一部分，其中
圖1示出了被用於本發明的設備中的分析物特異性檢測的傳感器 的示意性視圖，其中A)示出了帶有分析物特異性受體的兩個基片， B)示出了沒有東西結合到上面的受體的訊問，而C)示出了帶有被結 合的分析物的受體的訊問；
圖2示出了分析儀設備的透視圖示；
圖3A示出了形成圖2中的分析儀的一部分的流體控制模塊的示 意性布局；
圖3B示出了雙軸流體操縱機器人的一部分和流體控制模塊的一 部分的特寫視圖4示出了根據本發明的一次性傳感器的實施例的裝配視圖；圖5示出了在圖4中示出的一次性傳感器的一部分的分解視圖； 圖6示出了在圖4中示出的一次性傳感器的一部分的放大視圖； 圖7示出了本發明分析儀的光學子系統的等軸側視圖； 圖8示出了在圖7中示出的光學子系統的分解視圖； 圖9示出了形成圖7中示出的光學子系統的一部分的主體結構組 件的分解視圖10示出了在適當位置上帶有傳感器的一部分的傳感器接收結 構的示意性剖面圖IIA、 IIB、 IIC和IID示出了在分析儀內由圖7示出的光學子 系統的元件和圖4示出的一次性傳感器執行的光程的多個示意性視 圖12示出了作為圖7中示出的光學子系統的一個元件的光學塊的 多個視圖13A和13B示出了光學子系統的示意性剖面圖，示意出了系統 聯鎖件的工作方式；
圖14示出了 a)在分析儀中放置和/或密封一次性傳感器的鎖側組 件的裝配視圖和b)它的分解視圖15示出了用以得到全內反射的示例性光學元件和有關角度和 光程的示意性剖面視圖，給定用於光學元件和分析物受體分布構型的 特殊材料。
具體實施例方式
總體而言，此處所介紹的系統直接針對利用光衍射的自動分析儀。 根據需要，本發明的實施例在此處被公開。但是，所公開的實施例僅 僅是示意性的，且應了解，本發明可以被具體體現為很多不同的和替 代性的形式。附圖並不嚴格按比例繪製，且一些特徵可能被誇大或縮 小了以說明特殊元件的細節，同時相關的元件可能已經被除去了以防 止其遮蓋新穎的方面。因此，此處所公開的特殊結構的和功能的細節 不被解釋是限制性的，而僅僅被認為是權利要求的基礎和是指導本領 域內的技術人員使用本發明的代表性基礎。為了達到指導而不是限制
12的目的，所示意出的實施例直接針對利用光衍射的自動分析儀。
如在此處使用的，術語"大約"，當與微粒尺寸範圍或其它物理性 能或特徵一起使用時，意欲包含可能存在於尺寸範圍的上限和下限中 的微小變化，不排除平均起來大多數的尺寸滿足要求但在統計學上尺 寸可能位於這個區域之外的實施例。並不意於將例如這些實施例從本 發明中排除出去。
本發明提供一種自動的或用戶操作的臺式儀器，意欲用於利用可 以被用於研究或診斷學應用中的衍射光學技術檢測分析物和/或檢查 結合事件。衍射由於光的波動性而發生當光入射到障礙物的非隨機 分布構型(pattern)時，造成的建設性的和破壞性的幹涉會導致清晰的 衍射圖像。參考圖1A，當蛋白質、抗體或其它分子被以特定的分布構 型沉積在表面上時，衍射光學元件就被製成了，當被如圖1B中的激 光器訊問時，此光學元件將光衍射成衍射級次。分析物結合到分布構 型上將增加其平均高度、厚度、密度和/或它們的組合，因此導致如圖 1C中示出的與圖1B中的衍射光強度不同的衍射光強度的變化。此技
術本身並不僅限於檢測結合事件，也可以包括涉及被結合材料解離 (dissociation )、 構象變化 (confirmational changes )、 成分變化 (compositional changes)和/或它們的組合在內的交互作用。
如果分布構型被置於適當構造的、光學透明的稜柱表面上，光可 以通過全內反射(TIR)訊問分布構型，而不穿過該樣本。雖然該技 術可以在TIR中被進行，但分析儀不需要清晰的溶液。
利用通過分析物結合到它們的特異性受體上的衍射圖案的變化來 確定分析物在樣本中不存在或存在的方法的細節在2006年3月7日授 予Goh等人的名稱為"Method And Apparatus For Assay For Multiple Analytes"的美國專利No. 7,008,794中被公開了 ，該申請被整體上以 引用方式併入本申請。
根據本發明構造的儀器在圖2中總體上用10表示，且其包括外殼 12、安裝在外殼12內的與無線鍵盤15和監視器14通訊連接的集成計 算機(微處理器控制器)。計算機被設置有允許調整控制和監視流體控 制模塊16、光學子系統(在460處示出了一部分)、雙軸樣本處理機器人20，數據記錄、顯示和處理，通訊給外部設備和網絡的控制和處 理軟體，和通過其用戶可以定義測定方案或選擇和利用預置的測定方 案的用戶界面。
四個傳感器站19被示出集成在將要在下面進行介紹的光學子系 統460內，以接收一次性傳感器。集成的流體控制模塊16被設置成提 供樣本、試劑、緩衝液和類似物到一次性傳感器上的傳輸，以監視和 隨後利用多樣試劑在樣本上分析和進行測定。雙軸樣本處理機器人20 提供全自動操作、樣本和試劑裝載，接收微量滴定板或管，且包括被 提供以清潔液體輸送探針340的清洗站。
所述儀器將在下面進行更全面地介紹，首先是流體控制模塊16。
流體控制模塊
儀器10設有自動的和集成的流體控制模塊16 (圖3A)，其被設 置成提供樣本、試劑、緩衝液和類似物到傳感器316上的輸送，以監 視和隨後利用多樣試劑在樣本上分析和進行測定。
更特別地，圖3A示出了形成分析儀IO的一部分的流體控制模塊 16的示意性圖示，且包括具有兩個注射泵300和302的流體或液體分 配站，這兩個泵都包括多通閥。多通旋轉閥308通過三通開關310被 連接到兩個注射泵300和302上。相互連接的管307優選在每端具有 無凸緣卡箍和M6陽螺母的特氟隆管。管313從多通旋轉閥308的四 個出口開始終止於歧管312的系統側。三個出口 315、 317和319允許 大量試劑分別從液體容器311、 306和309通過閥門308 (從容器311) 和通過泵302和300進入系統。歧管312的傳感器側被安裝有快速接 頭314，以與被粘到PVC管(外徑0.060"，內徑0.020") 320長度上 的注射模製接頭318配合從而連接到每個傳感器316的系統側出口 322上的形式，每個快速接頭314對應於四個傳感器316中的一個， 在這裡，它們被利用膠水或保持的一些其它方式例如溶劑粘合、摩擦 配合等永久地連接。
傳感器316包括分別被連接到注射模製接頭318和332上的PVC 管(外徑0.060"，內徑0.020") 320和330的長度。每個注射模製接頭318和332分別配合一個快速接頭314和334(在圖7b中部分可見)。快速連接接頭334被置於被稱為臂338的靜止結構上。被安裝在臂338上的這四個快速連接接頭334中的每一個都被流體接合到一個探針340上，探針340從臂338下面伸出且被置於適當間距處，以進入位於在圖2中示出的雙軸流體操縱機器人20上的樣本容器350。應注意，探針340可以是可重複使用的或一次性的。
在圖4中示出的一次性傳感器的全部包括管320和330、注射模製接頭318和332、上蓋402和帶分布構型的稜柱400。儀器10可以被很容易地構造成適於接收下面將要介紹的一次性傳感器316的替代結構。
圖3B示出了被裝載到與溫度控制板362接觸的鋁樣本架360上的樣本容器350。溫度控制板362保持鋁樣本架360，因此保持樣本容器350，並因此將樣本容器350內儲存的流體保持在用戶限定的溫度設定值上。溫度控制板362的溫度可以通過電阻加熱、電熱元件或循環溫度控制流體進行控制。溫度控制板362的示例性溫度控制特徵是
範圍4-40攝氏度
解析度攝氏度
精確度+/-2攝氏度
除位於雙軸流體操縱機器人20 (圖1)上的樣本容器350外，還有滴孔364 (圖2)，其當注射模製接頭332被從快速連接接頭334上拆除時捕獲可能從探針340跑掉的流體。參考圖3A，清洗/廢物站344設有可以包括帶有定製的注射模製罩的125毫升Nalgene瓶的結構。清洗/廢物站344的功能性是提供包括四個清洗孔376的清洗站370，在探針被與它們相關的清洗孔376校準後，清洗孔376從探針340接收清洗溶液。這四個清洗孔376是可以從其它幾個單獨可分離的，以允許單獨地設置，使清洗特徵可以匹配探針340的不同結構。
每個探針340的內壁和外壁可以使用被通過探針340輸送的清洗緩衝液清洗。水槽372允許離開探針340的廢物被引進直接位於清洗/廢物站344下面且被連接到廢物/清洗站上的廢物儲瓶(圖中未示出)。可選擇地，出口 380允許流經管342的廢棄緩衝液從泵300和302和閥門308不經過傳感器316或探針340被收集進廢物儲瓶(圖中未示出)。
廢物/清洗站344和樣本容器350的結構被設置如此以使它們可以被很容易地人工或使用簡單的實驗室機器人系統拆除和替換。
雙軸流體操縱機器人20、溫度可控的樣本容器350、滴孔364 (圖2)和廢物/清洗站344 (圖2和3A)都是可以很容易地從儀器的其餘部分上分離開的分離的子組件。這種模塊化是非常具有優勢的，以允許在發生危險生物汙染的情況下拆除和處理。
本儀器可以使用幾種不同的樣本容器，包括96孔微量滴定板和48孔微量滴定板，它們都遵守SBS標準，1.8毫升的BD冷凍瓶、1.0毫升的Eppendorf管和0.5毫升的Eppendorf管。
流體可以在用戶設置的特定路線或它們的組合內流經流體控制模塊16，下面是四個非限制性的實例-
1) 從大容量試劑瓶306、 309和311，流經管307、多通閥308和/或泵300和302，再經過廢物管線342，直接到廢物/清洗站344。
2) 從大容量試劑瓶306、 309和311，流經多通閥308和/或泵300和302，經過四個傳感器316中的一個或多個，經過四個探針340中的一個，進入廢物站372。
3) 從大容量試劑瓶306、 309和311，流經六通閥308和/或泵300和302，經過四個傳感器316中的一個或多個，經過四個探針340中的一個或多個，進入清洗站370。
4) 樣本或少量試劑可以通過管330從樣本容器350被吸引(泵送)回傳感器316，且被輸送到和潛伏在傳感器316中的一個或多個中，隨後被從四個探針340中的一個或多個分配進廢物站372。
對本領域內的技術人員來說應清楚，替代性的流體處理順序可以使用現有的硬體，例如，稀釋、化合、混合、排出的樣本/試劑的收回和類似等來支持。
雖然流體控制模塊16已經與各種元件一起進行了介紹，但這些僅僅是實例性的且可以被其它元件代替。例如注射泵300和302可以被蠕動泵、其它類型的活塞或旋轉泵、電滲裝置、加壓流體的輸送裝置和/或多通道移液系統代替。儀器10中的各種闊門、連接器和歧管的功能可以用二通閥的網狀系統、基於集成歧管的系統、微流系統和它們的組合重複。
通過用戶裝載樣本和任意需要的試劑到SBS 96孔微量滴定板和/或大量緩衝液容器內，並執行準備好的以需要的容量、時間和流速輸送流體給一次性傳感器316的測定方案，樣本和試劑的引入被完成了。方案可以是用戶在系統硬體的約束下決定的。
控制軟體可以被設置成使測定能夠在這四個傳感器316內連續地(在另一個方案開始前， 一個方案被完成)或交叉地(當系統硬體準備好時，用於每個傳感器316的方案被開始)進行。
在檢測器輸出被以時間比例繪成曲線的同時，所產生的數據被以圖形的形式在屏幕14上表示出來。用戶可以，例如從所有傳感器316上的所有分析物受體分布構型412上選擇顯示數據或選擇特殊的測定位置在屏幕上顯示的方式，來確定顯示的細節。數據文件被對應於每個傳感器位置而生成，且可以標準格式被輸出，用於在標準程序(MSEXCdTM、 GraphPad Prism 或定製的數據分析程序)中進行離線分析。
傳感器
每個傳感器316都包括模製塑料外殼，且優選被構造為消耗品，在消耗品的平坦表面上具有一個或多個預選分布構型，如在出版日期為2005年7月7日名稱為"DISPOSABLE REACTION VESSEL WITHINTEGRATED OPTICAL ELEMENTS "的美國專利文獻No.US-2005-01480635-A1中所公開的，其被整體上以引用方式併入本申請。
圖4示出了一次性傳感器316與上蓋402的裝配視圖，傳感器316具有液體管320和330和分別被接合到其上的流體接頭318和332，上蓋402被設計成與帶分布構型的稜柱400配合。更特別地，圖5示出了一次性傳感器316的一部分的分解視圖，其中它被示意出上蓋402與帶分布構型的稜柱400配合，當它們被裝配到一起時形成限定的內腔以允許流體的流動跨越分析物受體分布構型412。上蓋402包括唇緣406，其在本實施例中幫助限定腔並對蓋402與帶分布構型的稜柱400的裝配提供校準特徵。圖6示出了上蓋402底部的稍微放大的視圖，管320和330提供到蓋402上的連接，以提供到傳感器316內的腔中的流體連接。此處所介紹的結構允許連接到前面詳細介紹的流體控制模塊16上。如在本示例性實施例中示出的帶分布構型的稜柱400包括整體形成的光學元件410，通過其，光從下面將要被介紹的光學子系統進入傳感器316內的分析物受體分布構型412 (圖1A)，並從其上面形成衍射光束，然後進入光學子系統的檢測器°
參考在圖1A中示出的光學元件410內部的示意性圖示，可以看出，光學元件410的內表面具有被形成於其上的一個或多個分析物受體分布構型412，它們可以是相同的產生冗餘度，或者它們可以是不同的分布構型和/或不同的受體。
在傳感器316的實施例中，光學元件410的底部表面具有四個預選的相互被間隔開的分析物特異性受體分布構型，但如關於圖1A所介紹的，可以具有更多或更少的分布構型。在基片上沉積這些預選分布構型的一個非限制型和示例性的方法的細節在於2006年1月3日授予Cracauer等人的名稱為"Method And Apparatus For Micro-ContactPrinting"的美國專利No. 6,981,445中被公開了，其被整體上以引用方式併入本申請。
在操作之前，傳感器316被插入光學子系統460內的傳感器站19內，且如圖13中所示出的夾具554被關閉，夾具554包括聯鎖系統以保證雷射束不被接通直到聯鎖系統被接合。
光學子系統
如在圖8中可以看到的，光學子系統460 (圖7)包括主體結構組件461、鎖側組件462和夾具側組件463。圖9示出了由框架組件464和光學塊組件465形成的主體結構組件461的分解視圖。框架組件464由兩個支撐部466形成，每一個支撐部被連接到稜柱座467的一端。稜柱座467由機加工的陽極氧化鋁製成，是光學子系統460內負責在光程中定位傳感器316 (圖中為示出)的主要部件。稜柱座467包含四個傳感器接收結構468 (但可以被設置成包含更多或更少)，每一個都能夠接收一個傳感器316。
傳感器接收結構468，本質上彼此相同，匹配帶分布構型的稜柱400上的形狀配合部，並提供如圖10中示出的接觸表面474和476，圖10代表性地示意性示出了帶分布構型的稜柱400和包含在稜柱座467內的傳感器接收結構468之間的關係。特徵474是傳感器接收結構468的大體平面元件，作為光學元件410的大體平面元件的特徵478與之配準。這個配準在帶分布構型的稜柱400的光學元件410和稜柱座467之間建立了光學校準的一個軸線。此外，這個配準是稜柱座467和傳感器316之間熱傳遞的主位置。特徵476是傳感器接收結構468的大體平面元件，作為帶分布構型的稜柱400的大體平面元件的特徵480與之配準。這個配準建立了光學元件410與稜柱座467的側面校準。此外，這個配準是稜柱座467和傳感器316之間熱傳遞的第二位置。
具有優勢地，此結構提供了光學元件410相對於稜柱座467在最靠近光學元件410的相應光學表面的位置上的精確位置定位。因此這個配準提供了傳感器316和稜柱座467之間必須的光學校準，同時在靠近分布構型和傳感器316內的流體通道的位置上提供了必須的熱控制。雖然熱漂移和光學校準誤差都可能導致信號完整性的迅速降解，但此結構還是非常具有優勢的。
稜柱座467，從而傳感器316，當它們熱學接觸時，例如在約4至約40攝氏度範圍內可以是溫度可控的。
參考圖IIA至圖IID，光學塊(opticsblock) 500是由機加工的陽極氧化鋁製成的結構元件，其將雷射頭502、至少一個衍射信號檢測器504和可選擇的反射主光束檢測器506固定在相對於彼此固定的基準位置上。雷射頭502包含著紅雷射二極體(圖中為示出)，此二極體發射的是與雷射頭502的外殼質心共線的雷射束508，以允許雷射束508關於將要根據機加工的孔510相對於光學塊安裝孔514和516的機械精度確定的光學塊500校準，其中，兩個孔514接收信號檢測器
19504，而孔516接收反射的主光束檢測器506。另外地，雷射頭502和孔510之間的安裝精度便於在雷射頭502和光學塊500之間建立穩定的熱學關係。光學塊500的一體式結構便於實現非常精確的機加工關係，而不影響光學校準精度的第二裝配誤差。另外地，此一體式結構最小化了熱膨脹和收縮對光學塊組件465內的所有光學元件的光學校準的影響。應了解，雷射頭可以包含多種適當波長和功率的雷射二極體，且可以包含另外的光學調節元件以成形和指引光束。
兩個線性導軌518將稜柱座導軌基準面520與光學塊導軌基準面512連接起來，因此建立了光學塊組件465和傳感器316之間的基準關係。這兩個線性導軌518在光學塊組件465和框架組件464之間提供機械基準點，且允許其關於傳感器316縱向運動，以能夠將每個傳感器316上的每個分析物受體分布構型412顯示在雷射束508上，和將衍射光束522和反射的主光束524分別傳遞到衍射信號檢測器504和反射光束檢測器506上。線性導軌518必須足夠精確以滿足所需的光學校準誤差。所需精度(15至25微米實際位置)的元件在合理的成本下很容易從商業上買到。但是，將線性導軌518描述為光學塊組件465和框架組件461之間的連接的被公開的實施例僅僅是示例性的，且應了解，這個連接可以被具體化為V形凹槽和V形特徵的連接、燕尾槽和燕尾特徵連接、整體軸承結構和類似。
在本實施例中，至少一個衍射光束522、可選擇的至少一個另外的衍射光束522、可選擇的反射光束524，由前置放大光電二極體光學檢測器(pre-amplified photodiode optical detectors) 504禾口 506監視。檢測器504和506被利用工業標準的外部殼體尺寸構造。檢測表面對外殼的相對位置精度，和外殼尺寸的精度被設置如此，以使檢測器504和506可以被置於孔514和516內，而不需要校準或調整，因此增加了可靠性並減少了成本。此結構還將檢測器504和506與光學塊500熱學耦合。為了穩定電子器件和最小化由操作環境的周圍溫度變化引起的熱梯度偏差，光學塊500的溫度被控制在高於周圍溫度的固定溫度上。各種其它類型的光學檢測器可以被使用，例如CCD、 PMT和類似物。再次參考圖9，步進電機530產生通過旋轉絲槓532使光學塊組件465縱向運動所需要的力，絲槓532被接合到光學塊組件465上且相對於框架組件464相對軸向靜止。螺母534被安裝在光學塊組件465上，並將絲槓532的旋轉運動轉化為光學塊組件465關於稜柱座467在縱向方向上的線性運動。原位開關536和限位開關538為光學塊組件465分別提供位置基準和行程極限，它們在微處理器的控制下被反饋給邏輯控制系統。因此，在本實施例中，包含檢測器504和506和雷射頭502的結構關於固定傳感器316的靜止結構移動。這是優選的實施例，因為它能夠使通向傳感器316的管320和330 (圖4)保持實質上的靜止。這是有益處的，因為它避免了流體在傳感器316內的不希望的運動，這可能存在於替代性的結構中，由此固定傳感器316的結構關於包含檢測器504和506和雷射頭502的靜止結構移動。流體的運動可能是由慣性力引起的，因為傳感器316和其中的流體經受著當管320和330彎曲時由於它們內部加速度和體積變化引起的力。雖然具有這些可能的缺點，此替代結構還可以被使用的。
光學子系統460的整體結構便於光學元件的精確和堅實的校準，同時允許單一源(雷射器)和單一檢測器呈現出多個分析物受體分布構型412。使用單一源和檢測器以經濟有效的方式減少了補償多個源和檢測器所固有的可變性的需要。替代性的裝置可以被用於實現此單一源和檢測器的關係。實例是光束分束器、光學纖維導管、微鏡陣列和類似物。這些解決辦法在組件上的任一所需要的校準中都具有另外的複雜性、另外的高精度元件、另外的高公差機加工步驟和對由入射或振動引起的光程的瞬時或永久校準誤差具有增強的靈敏度。儘管具有這些缺點，上面介紹的實施例還是可以被使用的。
參考圖8，夾具側組件463和鎖側組件462被安裝在主體結構組件461上，並施加力到上蓋402的上表面319上，上蓋402再將力傳遞到帶分布構型的稜柱400上以保證其正確地就位於傳感器接收結構468內，並提供了藉助於機械聯鎖件防止操作者暴露在超出可接受極限的雷射輻射等級中的措施。
參考圖13B，在光學塊組件465行程的一段長度上具有一個位置，
21在雷射束508可能遇到傳感器316之前，它被夾具側組件463上的特徵550阻擋，且此位置被稱為安全位置，如圖13B所示。當光學塊組件465處於如圖13B中所示的安全位置上時，夾具554可以被自由打開557和關閉555。
圖14A示出了裝配後的鎖側組件462，另外，如在圖14B中可以看到鎖側組件462的分解視圖，鎖側組件462內的光學傳感器560監視夾具554是否處於被關閉的位置555。在微處理器計算機控制下的邏輯控制系統將不指示步進電機530移動光學塊組件465離開圖13B的安全位置，除非所有夾具554都處於被關閉的位置555。此外，當夾具554都處於被關閉的位置555時，步進電機530已經將光學塊組件465移開圖13B的安全位置了，機械聯鎖件防止了操作者將夾具554移動到敞開位置557。如果在光學塊組件465不在安全位置時，如圖13A所示，夾具554被打開557，雷射頭502的供電就會被切斷，由此關掉雷射束508。當光學塊組件465返回到安全位置上時，如圖13B所示，雷射頭502的供電被恢復。
參考圖15，帶分布構型的稜柱400的光學元件410在橫向截面上的示意性視圖被示出了，以便在給定了光學元件410和分析物受體分布構型412的形成材料的情況下保證儀器IO在全內反射下操作，被稱為臨界角度的入射雷射束508和垂直於光學元件410的帶分布構型的表面572的矢量570之間形成的角度是光學元件410的形成材料和用於生成帶分布構型的表面572上的分析物受體分布構型412的材料的折射率的函數。在本實施例中，臨界角度是65度，因此入射雷射束508與帶分布構型的表面572之間的角度是25度。因此為了使入射雷射束508接合進入分析物受體分布構型412內的能量最大化，光學元件410由三角形稜柱形成，以使入射光學表面574和入射雷射束508形成直角576。因此，光學表面572和入射面574之間的角度必須等於25度。
已經確定，當分析物受體分布構型412的管線被相對於傳感器316的縱向軸線旋轉到45度角度時儀器10的性能是最佳的。在此定向內，信躁比被增加到最大值。雖然本角度是具有優勢的，但其它角度也可
22以被有效的使用。
精確識別每個帶分布構型的稜柱400上的分析物受體分布構型陣 列411 (圖1)的位置的替代性裝置可被採用。這些裝置依賴於雷射束 508對傳感器316的訊問、陣列411的精度和可重複性、步進電機530 和絲槓532和螺母534的精度和可重複性。當相對於位置畫出信號的 曲線時，跨越陣列411的縱向掃描會產生高和低信號強度的特色圖案。 信號值可以被分析和與傳感器掃描儀產生的理論圖案做比較。然後， 在軟體內對掃描的分布構型和理論圖案進行匹配，且系統軟體中的基 準位置被相應調整。這個調整產生了分析物受體分布構型412相對於 光學子系統460的位置的實質精確圖形，而不需要機械校準的主傳感 器或其它裝置。因為這個校準直接以分析物受體分布構型412和光程 做參考，所以既不存在入射掃描儀軸線的光學子系統460結構中的有 關幹涉可變性，也不存在導致陣列411對帶分布構型的稜柱400的二 次校準誤差的有關傳感器製造過程中的可變性。所希望的信號圖案與 儀器10測量的實際分布構型的匹配通過簡單的最低四分之一波長濾 波器(lowest-quartile-filter)實現，由此建立分析物受體分布構型412 之間預期的低信號區域的位置。然後，此分布構型被與預期圖案交互 關聯，且適當軟體文檔中的用於各個傳感器316的位置基準被調整。 檢測分析物受體分布構型412和隨後其與存檔位置的相互關係的其它 措施也是可能的。例如，傅立葉變換技術可以被使用以匹配一個整體 掃描儀的一部分或預期的掃描儀的一部分。或者整體或者部分地檢査 單一分析物受體分布構型412或任意數目的分析物受體分布構型412 能夠提供足夠的信息以允許陣列411顯示在光學子系統460上。
在系統軟體內採用了一種裝置，用以允許選擇每個分析物受體分 布構型412內的優先區域。分析物受體分布構型412中的各種偏差可 以導致給定分析物受體分布構型412的局部區域內的信號上升和下 降。實例包括由稜柱400製造過程中或初始分布構型沉積過程中的 小缺陷和擦傷導致的光散射，在任一光學表面上的微粒汙染，初始分 析物受體分布構型412的不完全沉積的區域，注射模製稜柱400本體 內的不均勻性和內含物。使用細心的處理措施，這些缺陷通常大部分被限制在小區域內，且本質上可以是內吸收的；例如由注射模製表面 上的缺陷導致的稜柱400上的缺陷。這些缺陷實質上是由微粒汙染和 類似原因隨機造成的。在前面的實例中，通過重新鋪設造成缺陷的加 工表面，缺陷可以被最小化，但這需要高成本和反覆的過程，因為新 缺陷可能出現在加工的正常過程當中。此外，在某些情況下，這些缺 陷可能是刀具被構造成的金屬內的包含物或顆粒邊界的反射。在後面 的實例中，即使細心控制也不能消除所有的缺陷，且無論如何不能處 理使用之前瞬間產生的汙染。在本實施例中，在結合反應(binding reaction)開始之前，對每個傳感器進行掃描。這個掃描給出了分析物 受體分布構型412的傳感器316的基線信號強度讀數。應注意，這種 基線掃描可以用結合反應發生之後的掃描替代或補充。所述掃描具有 在下面將要介紹的用途。
完美的傳感器316，當被儀器IO掃描時，原則上會產生信號輸出， 當沿掃描軸線對於位置畫出曲線時，此信號輸出類似於方波，波峰表 示雷射束502正在訊問分析物受體分布構型412的那些位置，而波槽 表示帶分布構型的稜柱400上沒有分布構型的區域。波峰和波槽之間 的轉變不是階躍變化，而是傾斜的，表示雷射束502進入到分析物受 體分布構型412上。當整個雷射束502被包含在分析物受體分布構型 412界定的區域內時，理論信號是常量，直到雷射束502開始離開分 析物受體分布構型412區域。
實際上，波峰信號電平不是平的或穩定數值。上面提到的缺陷根 據缺陷的特性產生高或低信號數值的區域。在很多情況下，它們自身 內部的這些偏移不會消除分析物受體分布構型412的任一特定區域的 效用。通常地，結合反應仍會發生且信號強度的變化仍與結合到表面 受體上的角度或量成比例。但是，在有限數目的實例中，特定區域的 多產用途被信號偏離的區域所連累。實例包括缺陷造成太多散射以致 超出檢測系統的動態範圍的區域。在此情況下，隨後的結合事件將不 能被檢測到。另一實例是從正常信號到非常高或非常低信號的快速轉 變發生的情況。在此情況下，光束相對於分析物受體分布構型412的 極其微小的移動(約25微米)可能或者由于振動和類似原因注入噪音到信號中，或者在多個分析物受體分布構型412被同時監視的情況下 由於在將光學塊組件465返回到先前被訊問的位置過程中的微小誤差 產生數據流的偏移。
實際上，已經確定，掃描解析度約25微米的雷射束508/分析物受 體分布構型412界面的訊問區域足以揭露出在相當大程度上降解的訊 問區域。評估降解嚴重性的很多措施都是可能的。在本實施例中，利 用系統軟體，對分析物受體分布構型412內相鄰區域上的信號電平進 行了比較。連續進行相鄰區域的比較直到最佳的組或相鄰區域可以被 選擇。組可以從兩個到十一個區域之間變化。三到五個區域通常就足 夠了。然後，組幾何中心的區域被選擇作為每個分析物受體分布構型 412的所有後面的訊問被執行的區域。選擇標準包括但不僅限於所選 區域內的信號範圍、相對於局部或分布式的波槽信號電平的振幅差、 相對于波峰位置上的平均分析物受體分布構型412或傳感器316數值 的振幅差、相對於檢測器動態範圍的振幅和這些參數的組合。
目前具有很多用以選擇優選訊問區域的技術，它們可以被製作用 於特定的分析需要。例如，通過指定從給定的一組區域內的平均值偏 移的最大特定量，可以設定需要優先滿足的基本情況，次一級的要求 可以是絕對信號處於兩個特定數值之間。這在幾乎所有的分析實例中 都很有用，用以避免信號被快速淹沒的區域、高信號(表示高散射) 的區域或造成低信號的不完整圖案的區域。更複雜些的選擇分析可能 包括為上面的實例設定邊界，或者通常在使用過程中或者從之前確定 的數值中，對某一分析物受體分布構型412相對於同一傳感器316或 其它傳感器316上的一個或多個分析物受體分布構型412添加限制。 這種措施具有改善測定內部和相互之間的可重複性和精度的用途。然 而，更複雜些的標準可能有助於選擇具有與其它分析物受體分布構型 412或傳感器316匹配的表面捕獲分子的區域，因為高于波槽的初始 信號表示完全覆蓋。當與起始結合和/或分離事件之前和之後的連續掃 描一起使用時，此分析可以是特別有用的，其中起始結合事件是捕獲 分子的沉積，且作為研究主體的結合事件是在第一結合事件之後發生 的。很多參數和等級的其它組合都是可能的，且執行的方法和好處對
25本領域內的技術人員來說是很明顯的。
這個系統的實施例使得能夠粘貼與實驗過程中收集的數據集中的 轉變點有關的事件標記。當試劑、樣本或試劑和/或樣本的組合到達這
個或這些正在被監視的分析物受體分布構型412或這些分析物受體分 布構型412時，多數相關的轉變點都是事件。這些轉變事件是非常重 要的，因為它們識別某種物質將要與分析物受體分布構型412交互作 用的精確瞬間。也就是說，它們識別交互作用的精確的起始點。在包 括本發明的任意可控的系統中，交互作用開始的近似時間相對容易控 制。但是，多數系統在執行流體運動的命令被發布的時間和命令的操 作被完成的時間之間具有固有的潛伏期。潛伏性當一致時被已知本質 上不是問題。但是，當事件真正發生時，易變的潛伏期就引入了不確 定性的層面。易變性的來源包括命令執行時間、響應啟動元件例如泵 和閥門次數的不確定性、由流體迴路內空氣壓縮引起的流體輸送的滯 後，和主控制裝置和啟動系統元件之間的通訊延遲。在很多情況下， 選擇時間的微小偏移是無關緊要的。
在非常迅速的交互作用發生時或當分析方法例如曲線擬合程序被 使用的情況下，通過對實際的起始時間到可能的最佳程度的認識，結 果被放大了。用以粘貼與衍射光學系統一起使用的事件標記的一個現 有技術是所有其它都一樣，產生的信號取決於與分析物受體分布構型 412的陣列411的元素接觸的介質的折射率。本發明允許在任意的和 所有的轉變情況下引入不同折射率的介質。例如，在連續試劑或樣本 之間引入的氣泡當信號跨越衍射元件時會在信號中製造大的峰值，因 為空氣的折射率(約為1.0)比分析物受體分布構型412的元素折射率 大大不同，且比在實驗中特別使用的試劑、緩衝液、樣本或水的折射 率更大大不同。後面這些元件的折射率典型地從1.3到1.6或附近變化。 此較大信號增加的存在被很容易地識別出來，且在或者標準的或者定 制的分析程序例如MS ExcelTM和GraphPad Prism 中被簡單的評估手 段標記在數據流中。因而，轉變事件可以相對於僅受數據採集粒度限 制的數據流的剩餘部分被短暫地識別出來。典型地，在本發明中，100 毫秒的數據採集粒度被使用了。因此，試劑到達的短暫的不確定性可
26以在大約100毫秒加上跨越光束一部分的轉變時間內被確定。通過正
確選擇流體流速，對潛伏期的這個次要貢獻是最小限度的。在每分鐘
60毫升的相對適度流速下，例如轉變時間低於IOO毫秒。此時間內的 不確定性可能是整體的一半。
應注意，呈現在分析物受體分布構型412上的流體之間的即使些 微的折射率變化也是可檢測的。在這種情況下，信號電平的階躍變化 可以被記錄為轉變點而不是尖銳的峰點，這取決於所使用的試驗試劑 和樣本的種類。試劑之間的正常折射率差異可以足以產生類似於上面 所介紹的時態精度的清晰的、非常精確的轉變標記。
本實施例能夠根據實驗需要實現或者本質上連續監視單一分析物 受體分布構型412或者連續反覆監視多個分析物受體分布構型412， 因而能夠實現高解析度、實時數據收集或低解析度間歇數據收集或它 們的組合。
本發明在很多類實驗中都有用，這些實驗包括但不僅限於結合和/ 或分離交互作用的動態分析、終點分析、三明治型和改型三明治型測 定、放大的/酶基片測定、緩衝條件的檢査、試劑樣本濃縮、化學反應 中的矩陣效應、用於親和力、位移測定的結合對的比較等。
如此處所使用的，術語"包括"、"包含"被解釋為包含性的和可 擴展的，但是不排外的。特別地，當在包括權利要求的本說明中使用 時，術語"包括"、"包含"和它們的變異都是指特定的特徵，步驟或 元件也被包括在內。這些術語不能被理解為排除其它特徵、步驟和元 件的存在。
本發明的優選實施例的前述介紹已經被呈現了，以示意本發明的 原理且不把本發明限制到所示意出的特定實施例中。希望本發明的範 圍由包含在附屬的權利要求和它們的等效內容中的所有實施例限定。
權利要求
1. 一種分析儀，其利用光衍射進行化學、生化或生物學測定，包括一次性傳感器，其包括至少一個樣本孔和被結合到所述至少一個樣本孔的表面上的分析物特異性受體的至少一個預選分布構型；至少一個傳感器站，用於接收所述一次性傳感器；流體保持型樣本容器，用於保持在進行測定時使用的測定流體和被檢驗存在或不存在結合到所述分析物特異性受體上的分析物的樣本；流體流動和處理系統，其與所述至少一個傳感器、所述樣本的源和在進行測定時使用的所述測定流體的源流體連通，所述流體流動和處理系統被設置成將所述樣本和流體輸送到所述一次性傳感器上的所述至少一個孔內和所述流體保持型樣本容器內，所述流體流動和處理系統包括流體泵裝置，所述流體泵裝置被設置成將流體和樣本從它們各自的源泵送到所述一次性傳感器、到所述流體保持型樣本容器和到流體廢物容器，所述流體流動和處理系統還包括流體分配裝置，所述流體分配裝置被設置成分配樣本和流體到所述流體保持型樣本容器中和從所述流體保持型樣本容器分配樣本和測定流體到所述至少一個傳感器；連接著所述流體保持型樣本容器的機器人操縱器，其被設置成相對於所述流體分配裝置預定位所述流體保持型樣本容器；溫度控制裝置，用於控制分析儀內部的溫度；光學系統，用於產生相干光束並指引光束朝向所述至少一個傳感器站，以入射到包含有結合在其上的分析物特異性受體的所述至少一個預選分布構型的所述至少一個樣本孔的所述表面，所述光學系統包括第一光學檢測器，其被設置成測量來自分析物特異性受體的所述至少一個預選分布構型的衍射光信號；掃描機構，用於相對於包含有結合在其上的分析物特異性受體的所述至少一個預選分布構型的所述至少一個樣本孔掃描所述相干光束；以及微處理器控制裝置，其連接著被設置成控制所述分析儀內的溫度的所述溫度控制裝置，被設置成相對於所述流體分配裝置預定位所述流體保持型樣本容器的所述機器人操縱器，被設置成控制樣本和測定流體流經所述流體控制系統的流動路線的所述流體控制系統，被設置成控制所述相干光束的參數的所述光學系統，其中所述光學檢測器被設置成分析來自分析物特異性受體的所述至少一個預選分布構型的被測量的衍射光信號，以確定分析物在所述樣本中存在或不存在，和被設置成以可控的方式掃描跨越所述表面的所述相干光束的所述掃描機構；並且所述微處理器控制裝置包括使得分析儀和操作者之間能夠交互作用的用戶界面。
2. 根據權利要求1所述的分析儀，其中，所述一次性傳感器包括被設置成指引所述相干光束朝向所述至少一個樣本孔的所述表面的整體形成的光學元件。
3. 根據權利要求1所述的分析儀，其中，所述至少一個傳感器站包括傳感器接收結構，其與一次性傳感器的形狀配合部配合，且具有接觸表面以接觸所述一次性傳感器上的相關表面，所述接觸表面被設置成提供光學元件在所述至少一個傳感器站內在最接近所述光學元件的選定光學表面的位置處的定位，以提供一次性傳感器在所述至少一個傳感器站內的光學校準，且同時提供傳感器接收結構和一次性傳感器之間在靠近所述一次性傳感器上的所述預選分布構型和所述至少一個樣本孔的位置處的熱學接觸。
4. 根據權利要求l、 2或3所述的分析儀，其中，所述光學系統被安裝在剛性光學支撐結構上，用於產生所述相干光束的相干光源被剛性地安裝在所述剛性光學支撐結構，所述光學檢測器相對於所述相干光源以固定的方位被剛性地安裝在所述剛性光學支撐結構上，並且，所述掃描機構包括被連接到所述剛性光學支撐結構上的電機，用於相對於所述至少一個傳感器站移動所述剛性光學支撐結構。
5. 根據權利要求4所述的分析儀，其中，所述剛性光學支撐結構是一體式金屬光學塊組件，具有被機加工在其內的孔，其中第一孔具有被選擇為適於保持所述相干光源的尺寸，第二孔具有被選擇為適於保持所述第一光學檢測器的尺寸，所述相干光源和所述光學檢測器與所述一體式金屬光學塊組件熱學接觸，以提供所述相干光源和所述光學檢測器之間穩定的熱學關係。
6. 根據權利要求5所述的分析儀，其中，所述至少一個傳感器站形成一框架組件的一部分，所述電機被剛性連接到所述框架組件上，所述掃描機構包括被接合到所述電機上的絲槓，所述絲槓被安裝成使其相對於所述框架組件軸向靜止，並且，所述絲槓被連接到所述光學塊組件上，以使得絲槓的旋轉被轉化為所述一體式金屬光學塊組件在縱向方向上的線性運動。
7. 根據權利要求6所述的分析儀，其中，所述光學系統包括第二光學檢測器，其被設置成測量來自分析物特異性受體的所述至少一個預選分布構型的反射光信號，並且，所述第二光學檢測器被安裝在設置於所述一體式金屬光學塊組件中的第三孔內。
8. 根據權利要求7所述的分析儀，其中，所述微處理器控制裝置被設置成將第一光學檢測器捕獲的所述衍射光信號和第二光學檢測器捕獲的所述反射光信號作比較，以便進行校準。
9. 根據權利要求6、 7或8所述的分析儀，其中，所述溫度控制裝置被設置成將所述一體式金屬光學塊組件的溫度維持在高於周圍溫度的固定溫度上，以穩定相干光源和所述第一檢測器中的電子器件，且最小化由分析儀的工作環境的周圍溫度變化引起的熱梯度影響。
10. 根據權利要求6至9中任一所述的分析儀，其中，所述剛性一體式金屬光學塊組件被可滑動地連接到所述至少一個傳感器站上，其中所述電機被啟動後，所述剛性光學支撐結構相對於所述至少一個傳感器站在縱向方向上滑動。
11. 根據權利要求IO所述的分析儀，其中，所述剛性光學支撐結構通過至少一個導軌而被可滑動地連接，所述導軌連接著所述剛性光學支撐結構，並被與所述至少一個傳感器站相關的導軌接收裝置接收。
12. 根據權利要求10或11所述的分析儀，其中，所述至少一個一次性傳感器是細長的，具有縱向方向，並且，分析物特異性受體的所述至少一個預選分布構型是沿縱向方向排列的兩個或更多個預選分布構型，從而當所述掃描機構在縱向方向上相對於所述至少一個傳感器站滑動所述剛性光學支撐結構時，所述兩個或更多個預選分析物特異性受體中的每一個都被呈現在相干光束中。
13. 根據權利要求12所述的分析儀，其中，所述至少一個一次性傳感器是在縱向方向上排成一列的兩個或更多個一次性傳感器，從而在這兩個或更多個一次性傳感器中的每一個上的預選分析物受體分布構型都被呈現在相干光束中。
14. 根據權利要求12所述的分析儀，其中，所述微處理器控制裝置被設置成將所述至少一個一次性傳感器上的所述至少一個預選分析物受體分布構型中的任何一個以任意順序呈現在相干光束中。
15. 根據權利要求6至14中任一所述的分析儀，其中，所述掃描機構包括原位開關和限位開關，用於為一體式金屬光學塊組件分別提 供位置基準和行程限制，所述原位開關和極限開關都被連接至所述微 處理器控制裝置，以提供有關一體式金屬光學塊位置的反饋。
16. 根據權利要求1至15中任一所述的分析儀，其中，所述相干 光束是雷射束。
17. 根據權利要求16所述的分析儀，其中，所述雷射束具有光譜 的紅光部分內的波長。
18. 根據權利要求7或8所述的分析儀，其中，所述第二光學檢 測器是前置放大光電二極體封裝件。
19. 根據權利要求1至18中任一所述的分析儀，其中，所述第一 光學檢測器是前置放大光電二極體封裝件。
20. 根據權利要求1至19中任一所述的分析儀，其中，所述相干 光束具有小於分析物特異性受體的預選分布構型面積的橫截面光束尺 寸。
21. 根據權利要求20所述的分析儀，其中，所述微處理器控制裝 置被設置成使得在包含分析物的樣本流進所述一次性傳感器之前， 跨越分析物特異性受體的所述至少一個預選分布構型的預選部分掃描 所述雷射束，並且基於從所述預選部分接收的信號的質量，確定分析 物特異性受體的所述至少一個預選分布構型內的最佳區域，以在樣本 被允許進入所述一次性容器之後監視所述衍射光信號。
22. 根據權利要求1至21中任一所述的分析儀，還包括保護罩蓋， 用於在操作過程中將所述至少一個一次性傳感器中的每一個覆蓋在所 述至少一個傳感器站中的相應一個內，所述分析儀還包括被連接到每個罩蓋上的由微處理器控制的聯鎖件，且所述微處理器被設置成使所述相干光束不會被接通，直到聯鎖件被鎖定於關閉位置的罩蓋接合。
23. 根據權利要求1至22中任一所述的分析儀，其中，所述流體流動和處理系統包括多通道電子移液系統。
24. 根據權利要求1至23中任一所述的分析儀，其中，所述流體流動和處理系統包括一次性移液吸頭。
25. 根據權利要求1至24中任一所述的分析儀，其中，所述流體流動和處理系統包括吸頭清洗站。
26. 根據權利要求1至25中任一所述的分析儀，其中，被設置成指引所述相干光束朝向所述至少一個樣本孔的所述表面的所述整體形成的光學元件的幾何形狀被設置成當相干光束與被結合到所述至少一個樣本孔的所述表面上的分析物特異性受體的所述至少一個預選分布構型交互作用時，相干光束在所述一次性傳感器內經歷全內反射。
27. 根據權利要求l至26中任一所述的分析儀，其中，所述一次性傳感器包括具有流體孔的模製塑料底部部分，所述流體孔具有分析物特異性受體的所述至少一個預選分布構型被結合於其上的內表面；以及模製塑料蓋，其適於被插入到所述第一模製塑料部分內，當模製塑料蓋被與模製塑料底部部分裝配在一起時，所述第一模製塑料部分限定出內腔以允許液體流動跨越分析物受體分布構型中的至少一個預選分布構型，所述模製塑料蓋包括進口、出口和柔性管，每個柔性管分別在一端被連接到所述進口和出口上，而每個柔性管的另一端分別被連接到流體連接器上，所述流體連接器適於以可釋放的方式連接到所述流體流動和處理系統上。
全文摘要
本發明提供了一種自動分析儀，其利用結合到被放置於一次性傳感器的預選分布構型上的分析物特異性受體上的樣本中可能存在或可能不存在的分析物的存在/不存在而引起的光衍射的變化/無變化來進行化學、生化或生物學測定。分析儀是模塊化的臺式儀器，其緊湊地集成了用於進行樣本分配、液體處理和光學產生雷射束的各子系統和用於檢測衍生光的檢測器。設有內部處理器以實現儀器的自動化，以及用戶界面用於提供與操作者的通訊。
文檔編號G01N21/77GK101490537SQ200780026160
公開日2009年7月22日 申請日期2007年5月9日 優先權日2006年5月9日
發明者A·利德曼, R·F·克拉考厄, R·甘斯克, S·圖爾萊亞, 吳華堂 申請人:馬自達公司