用于化學反應的定量光學評價的測量裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于化學反應的定量光學評價的測量裝置（1），該測量裝置包括帶有載體層（3）和含有分析側（8）和與分析側對置的光射出側（14）的樣品層（4）的樣品載體（2）、帶有在支承體上的多個光探測器（6）和帶有設置在光探測器上方的透明的覆蓋層（7）的光敏的傳感器（5）。在分析側（8）上沿樣品層（2）的縱向方向相互間隔開距離地設置多個測試區(qū)段（9）。分析側（8）這樣設置在載體層（3）上，使得測試區(qū)段（9）朝向一定體積的微流體（10）。樣品載體（2）可拆卸地設置在容納裝置（20）中，從而光射出側（14）朝向光敏的傳感器（5）并且測試區(qū)段（9）設置在光探測器（6）上方。此外，在測試區(qū)段（9）和光探測器（6）之間的距離（11）小于700μm。
【專利說明】用于化學反應的定量光學評價的測量裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于化學反應的定量光學評價的測量裝置。
【背景技術】
[0002]在化學反應中，作為反應結果可能發(fā)生顏色變化或者透射的改變，此外，可能的是，由于化學反應發(fā)生電磁輻射。在這里應用的測量方法中，要分析的、大多以液態(tài)形式存在的樣品在微流體(Mikrofluid)之內(nèi)從至少一個測試區(qū)段旁邊運動經(jīng)過,其中,在樣品中存在分析物(Analyt)并且在測試區(qū)段中存在相應的對應試劑的情況下發(fā)生化學反應，該化學反應以測試區(qū)段的透射比的改變或者以從測試區(qū)段放射電磁輻射的形式表現(xiàn)出來。
[0003]為了評價與在樣品中分析物的定量存在直接有關的反應結果，已知的是，利用光敏的傳感器來檢測測試區(qū)段并且評價被檢測的光學信號與時間相關的特性。因為要評價的光學效應通常僅非常小，具有特別意義的是，光學探測器具有高的靈敏度，以便這樣達到盡可能大的信噪比(SNR)，這樣又直接產(chǎn)生盡可能小的檢測閾值(L0D)。在已知的評價裝置中在測試區(qū)段前設置光電二極管陣列，其中，由多個光探測器、例如5至7個光探測器來檢測測試區(qū)段。但這有如下缺點，即減少了入射到每個單個的光探測器上的電磁輻射并因此入射的或者檢測的信號通常比光探測器的不可避免的固有噪音僅稍微更大，由此因此產(chǎn)生非常小的SNR。為了在同時非常小的探測閾值時達到盡可能高的分辨率，在任何情況下都不利的是，測試區(qū)段的信號被分布到多個光探測器上。此外同樣不利的是，光學反應(即透射比的改變或者發(fā)光)由于散射效應而入射到相鄰的、因此非因果關系地(ursftchlich)配設給相關的測試區(qū)段的光探測器上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]因此，本發(fā)明的任務在于創(chuàng)造一種如下的測量裝置，在這種測量裝置中，相對于現(xiàn)有技術改善信噪比并且因此達到小的檢測最小值。
[0005]由此解決本發(fā)明的任務，即，在帶有樣品載體和光敏的傳感器的測量裝置中，在設置在樣品載體的樣品層上的測試區(qū)段和光探測器之間的距離小于700 ym。樣品載體具有載體層和樣品層，其中此外，載體層具有輸出區(qū)段，該輸出區(qū)段通過微流體與貯器連接。樣品層具有分析側和與該分析側對置地具有光射出側，其中，在分析側上沿樣品層的縱向方向相互間隔開距離地設置多個測試區(qū)段，并且此外，樣品層以分析側這樣設置在載體層上，使得測試區(qū)段朝向一定體積的微流體。這種布置有如下優(yōu)點，即，測試區(qū)段與在微流體中輸送的樣品材料、特別是液態(tài)的樣品材料接觸并且因此化學反應可以發(fā)生。
[0006]在此，樣品材料在輸出區(qū)段中被施加，通過微流體在測試區(qū)段旁邊經(jīng)過被帶到貯器。貯器特別是足夠大的，以便容納、特別是安全地容納對于進行測量所需的樣品或者試劑的總量，從而操作者與樣品材料的接觸基本上是不可能的。
[0007]光敏的傳感器具有多個在支承體上的光探測器，其中，在光探測器上方設置透明的覆蓋層。透明的覆蓋層現(xiàn)在這樣構成，以便保證可靠地保護各個光探測器，雖然所述層為了達到按照本發(fā)明的構成是足夠薄的，但還是具有對于溶劑或者清潔劑的足夠的抵抗性，因為特別是光敏的傳感器必須被周期性地清潔，以便可靠地阻止操作人員被樣品殘留物污染。覆蓋層例如可以構成為環(huán)氧樹脂。
[0008]因為樣品載體可拆卸地設置在傳感器的容納裝置中，從而光射出側朝向光敏的傳感器并且測試區(qū)段設置在光探測器上方，所以樣品載體、特別是一次性樣品載體可以容易地被置入到測量裝置中，可以對化學反應進行測量并且樣品載體接著從測量裝置被取出并且被清除。
[0009]按照一種進一步擴展方案規(guī)定，所述覆蓋層的厚度為小于500 ym。覆蓋層的厚度減少到該值上相對于現(xiàn)有技術已知的、厚度大多大于IOOOym的光敏的傳感器有如下優(yōu)點，即，能實現(xiàn)測試區(qū)段明顯靠近光敏的傳感器，而不妨礙各個光探測器的機械保護或者光探測器的電接觸。
[0010]此外，為了解決按照本發(fā)明的任務有利的是，所述樣品層的厚度為小于200 ym，因為因此在測試區(qū)段和光敏的傳感器之間的距離減小，這直接引起更多的光入射到光探測器上或者更小的散射寬度。樣品層例如由聚苯乙烯、COC(環(huán)烯烴共聚物:Cyclo-Olefin-Copolymere)形成。
[0011]基于促成按照本發(fā)明的測量裝置的試驗，證明有利的是，所述光敏的傳感器具有至少32個光探測器，因為由此對于標準實驗室樣品載體(I ‘‘/3 達到優(yōu)化的SNR和非常低的檢測閾值，其中，光敏的傳感器可以通過經(jīng)改造的標準構件形成。標準構件的使用有特別的優(yōu)點，即測量裝置的成本能夠保持低廉并且因此在使用者中可以找到高的可接受性。當此外所述測試區(qū)段具有在(0.5-1.5mm)x(2-4mm)范圍內(nèi)的尺寸時，利用這種構成有利的是，其中，尺寸優(yōu)選是1x2mm。
[0012]此外，為了解決按照本發(fā)明的任務有利的是，兩個相鄰的光探測器之間的間隔小于150 iim，因為由此減少光敏的傳感器的未被利用的面的份額。在透射測量中或者在放射測量中應該盡可能有連續(xù)的、光敏的區(qū)段，以便對于評價不會丟失未射到由光探測器占據(jù)的面上的光。在各光探測器之間的距離越小，射到這些光探測器上的光越多并且因此也提高檢測的強度和因此提高SNR。
[0013]為了解決本發(fā)明的任務有利的是，盡可能多的光從測試區(qū)段的方向射到配設給相應的測試區(qū)段的光敏的傳感器上。但基于給定的、大多是高斯分布的強度分布，按照一種進一步擴展方案有利的是，入射到光敏的傳感器上的電磁輻射的至少99.5%分布到最多三個光探測器上。因此確保，光強度的主要份額入射到一個單個的傳感器上并且僅相當小的邊緣份額入射到兩個相鄰的光探測器上。
[0014]為了提高能同時進行的測量有利的是，按照一種進一步擴展方案，所述光敏的傳感器具有至少兩列并排間隔開設置的光探測器。在一個具有相應地構成的微流體的樣品載體中因此可以進行雙倍數(shù)量的反應測量，這點一同帶來提高的性能。特別優(yōu)選列狀或者條狀構成的光探測器，因為對于微流體有利的是，形成盡可能直的通道并且因此測試區(qū)段和借此光探測器也沿通道的縱向方向設置。
[0015]按照一種進一步擴展方案，所述微流體的設置在光探測器上方的通道具有30-50mm的長度、l-4mm的寬度和10-200 y m的高度，這點一方面具有如下優(yōu)點，S卩，該通道或者該微流體能夠成本有效地通過注射成形載體層來制造。另一方面該通道具有非常小的體積，從而最小化樣品化學制劑或者樣品材料的消耗量，這點又對于方法的效率和可接受性是有利的。優(yōu)選構成長度為40mm、寬度為2mm和高度為IOOiim的通道。
[0016]此外，一種進一步擴展方案是有利的，按照該進一步擴展方案，在樣品輸出在輸出區(qū)段上時，在通道中形成壓力梯度以及由此產(chǎn)生的朝向貯器的毛細力，因為由此保證，確保樣品通過通道或者微流體的獨立輸送，因此特別是不需要用于產(chǎn)生壓力差或者流動運動的器件。在此，特別是涉及所謂的對流驅動的雜流(Hybridisierung)，在該雜流中在通道中構成對流梯度，該對流梯度除了保證樣品通過通道的輸送之外也還保證樣品材料朝向測試區(qū)段的轉向。
[0017]按照一種進一步擴展方案，所述光探測器的覆蓋層在400_600nm的光譜范圍內(nèi)具有最大的透射度(Transparenzmaximum)。覆蓋層優(yōu)選通過環(huán)氧樹脂形成,通過添加劑、特別是通過已知的用于塑料的染料，這樣在環(huán)氧樹脂的光譜特性方面影響該環(huán)氧樹脂，即僅在對于化學發(fā)光測量優(yōu)選的光譜范圍內(nèi)具有最大的透射度。由此達到，不是由化學發(fā)光的反應引起的光不通過覆蓋層或者僅強烈衰減地通過覆蓋層并因此對測量結果沒有影響或者僅有非常小的干擾的影響。但在一種進一步擴展方案中，也可以通過添加劑將最大的透射度置于另一個波長范圍中，以便例如對于透射測量優(yōu)化。
[0018]通過在制造樣品載體時的誤差，特別是通過在定位時、特別是在壓制測試區(qū)段時的輕微的偏差以及由于在將樣品載體設置在容納裝置中時的輕微的偏差，可能發(fā)生，測試區(qū)段不準確地設置在對應的光探測器上方。如果現(xiàn)在按照一種進一步擴展方案，在兩個相鄰的測試區(qū)段之間的中心距離大于或者等于各光探測器的中心距離的三倍，則有如下優(yōu)點，盡管不準確的定向但不影響測量結果，特別是基本上不發(fā)生對信噪比的負面影響并且因此不妨礙測量靈敏度。因為此外由測試區(qū)段發(fā)出的光具有基本上高斯形的強度分布，所以因此在不準確地定位時也可以得到入射的光的強度最大值，例如在考慮高斯分布的情況下借助內(nèi)插法得到，由此更多的信號分量流入到評價中，這又對于信噪比是有利的。特別是在測量裝置的按照本發(fā)明的構成和所要求的3mm的距離時得到定位精度為+/-0.45mm，在4mm的距離時可能得到+/-0.9mm的定位精度。因此，按照本發(fā)明的測量裝置特別適合于每天的使用，因為通過按照進一步擴展方案的進一步擴展方案，能夠最大程度地消除可能的定位誤差。
[0019]也可以由此達到按照本發(fā)明的任務的解決方案，即更多的光入射到光敏的傳感器上，從而按照一種進一步擴展方案，所述通道的與光敏的傳感器對置地設置的限制面構成為光學反射的。該反射例如可以通過給限制面作鏡面處理來達到。但也可能是，施加層結構，從而發(fā)生折射率躍變并且入射的光被轉向回到光敏的傳感器上。對于透射測量例如可以規(guī)定，通道的側面的限制壁構成為反射的，以便這樣在避免散射光入射到光敏的傳感器上的情況下保證光轉向到樣品材料上。但也可能的是，所述載體層構成為光學反射的，例如通過該載體層由白色的材料形成，該白色的材料與透明的材料相比將入射的光大部分反射回去。
[0020]按照一種進一步擴展方案，所述通道具有朝光敏的傳感器定向的凹形的橫截面，這種進一步擴展方案有如下優(yōu)點，凹形的橫截面作為會聚透鏡或者凹面鏡起作用，并且因此沿與光敏的傳感器相反的方向離開測試區(qū)段的光被反射并且特別是聚焦到光敏的傳感器上。因此，凹形的面優(yōu)選構成為反射的或者構成為具有折射率覆層。但也可能的是，所述通道沿縱向方向局部地具有凹形的輪廓。兩種可能的構成具有如下優(yōu)點，即，更多的散射光被轉向到光敏的傳感器上并因此被提供用于檢測。
[0021]一種用于提高到光敏的傳感器上的光強度的可能性在于，所述光射出側至少局部地具有光轉向結構，該光轉向結構例如可以構成為帶有鋸齒或三角輪廓的壓印結構。該光轉向結構應阻止經(jīng)過測試區(qū)段的或者從該測試區(qū)段發(fā)出的光散射到相鄰的空間區(qū)段中并且因此對于在配設的光探測器上的強度測量而丟失，其中，這種光射線被引導回來朝向配設的光探測器。此外，壓印結構有如下優(yōu)點，在由樣品載體、特別是由樣品層過渡到在樣品載體和光敏的傳感器之間的不可避免的氣隙上時，由于不同的折射率，或許發(fā)生在光敏的傳感器的覆蓋層中的、并因此平行于光探測器的全反射。通過壓印結構能夠在由樣品載體向傳感器的過渡時正面地影響角度關系，以便因此盡可能地減少全反射的危險。
[0022]一種進一步擴展方案也在于，樣品層構成為光纖維板。通過大量光導纖維緊密地彼此靠近地設置來形成這種光導纖維板，其中，光導纖維的端側的端部形成分析側或者光射出側。在各個纖維之間的間隔可以例如通過透光地時效硬化的樹脂形成。因此由測試區(qū)段發(fā)出的或者經(jīng)過測試區(qū)段的光被光導纖維接收并且針對目標地被轉向到光探測器上，其中，因此散射光的檢測和指引方向的轉向也是可能的。此外可能的是，光導纖維的端部構成為微光學透鏡(Mikrooptik)，以便以此得到改善的會聚作用或者改善的聚焦并以此又得到轉向到光探測器上的光強度的提高。在由氣隙過渡到覆蓋層中時可在覆蓋層中發(fā)生全反射，由此對于探測丟失入射的光。因此，覆蓋層也可以構成為這種纖維板并且保證入射的光到光探測器上的有針對性的轉向。
[0023]在由樣品載體過渡到光敏的傳感器上時通常存在小的氣隙，其中，由樣品載體到氣隙的過渡和由氣隙到光敏的傳感器的過渡存在有在折射率方面的躍變，由此或許發(fā)生全反射并由此發(fā)生反射的光射線的損失。按照一種進一步擴展方案規(guī)定，所述樣品層沿其厚度方向至少局部地具有折射率階梯分布，其中，該輪廓這樣構成，使得在樣品層的光射出側和氣隙之間的折射率區(qū)別是盡可能小的，以便這樣盡可能少的光通過全反射在該分界面上丟失并且朝向光敏的傳感器使盡可能多的光轉向。階梯分布沿樣品層的厚度類似地構成，亦即具有多個小的折射率區(qū)別，以便這樣使盡可能多的光由測試區(qū)段朝光射出側偏轉。折射率階梯分布例如可以以如下方式構成，即，樣品層通過帶有特定折射率的材料的多個緊密地彼此靠近地設置的層來形成，該折射率在各層間輕微地改變。此外可能的是，由氣相施加多個帶有相應特定折射率的層，以便由此形成階梯分布。
[0024]一種進一步擴展方案按同一個思路，按照該進一步擴展方案，樣品層沿其厚度方向至少局部地具有折射率漸變分布。漸變分布提供折射率從樣品層到氣隙中的空氣上的無級的調整并且因此提供光由測試區(qū)段到光敏的傳感器的特別優(yōu)化的轉向。漸變分布優(yōu)選由氣相形成，從而產(chǎn)生折射率的連續(xù)的變化。因為用于制造特定的折射率分布的耗費是相當高的，所以規(guī)定，至少在樣品長度的這樣的區(qū)段中設置這種折射率分布，所施加的測試區(qū)段也處于所述區(qū)段中。
[0025]為了阻止折射率躍變的另一種可能性在于，在所述樣品層的光射出側上或者在光敏的傳感器的覆蓋層上施加浸潰層，其中，通過該層從在樣品層和傳感器之間的空隙中排擠出空氣并且因此阻止到空氣的折射率躍變或者從空氣到覆蓋層上的躍變。浸潰層可以例如作為浸潰油被施加，如這點由顯微術已知。此外可能的是，例如在光射出側上設有存放器，該存放器在置入樣品載體到容納裝置中時被激活并且以此將浸潰材料施加到光射出側上。該進一步擴展方案有如下優(yōu)點，即，不需要附加的操作行為，這點特別是對現(xiàn)場使用或者對一次性使用有意義。
[0026]在進行樣品分析時大多需要記錄測量結果。因此有利的是，在所述樣品載體上設置身份標記或者識別標記，因為由此能夠進行各個測試區(qū)段的所讀出的信號變化到測量記錄中的直接分配。此外可以使用帶有不同的測試區(qū)段的不同的樣品載體，從而在識別標記中例如也能夠儲存測試區(qū)段的標記或者配置數(shù)據(jù)。優(yōu)選能無接觸地讀出標記并且能夠例如通過一維或者二維碼形成標記，但作為RFID標記(無線射頻識別技術標記)的構成也是可能的。
[0027]為了模塊化按照本發(fā)明的測量裝置，一種進一步擴展方案是可能的，按照該進一步擴展方案，在分析側上和/或在載體層的朝向分析側的側面上施加所謂的能量定向器(Energierichtungsgeber),所述能量定向器借助超聲焊接能實現(xiàn)樣品層與樣品載體的連接。由此可能的是，能相互分開地制造載體層和樣品層，特別是提供通用的載體層，該載體層與多個特定構成的樣品層、特別是與特定的測試區(qū)段組合成按照本發(fā)明的測量裝置。
[0028]因為從測試區(qū)段發(fā)出的輻射是極其不具方向性的，所以一種進一步擴展方案對于熒光測量是有利的，按照該進一步擴展方案，所述樣品層和/或所述載體層構成為光學偏振器。如果入射到測試區(qū)段的光是偏振的，則可以通過樣品層的與此正交的偏振方向屏蔽入射的光，從而僅從測試區(qū)段發(fā)出的光入射到光探測器上。一個偏振設備包括兩個偏振構件，偏振構件以偏振器和檢偏器的概念已知。根據(jù)按照本發(fā)明的進一步擴展方案，樣品層構成檢偏器。偏振器可以通過載體層形成，此外可能的是，存在具有偏振器的照射裝置，利用該照射裝置照射各個測試區(qū)段。通過最大程度地屏蔽入射的激發(fā)光，也能夠明確地讀出非常小的反應產(chǎn)生，這又降低LOD。
[0029]本發(fā)明的任務也通過一種用于化學反應的光學評價的測量儀器來決，該測量儀器具有按照本發(fā)明的測量裝置，其中，傳感器設置在基體中并且遮蓋罩在測量位置與輸入和取出位置之間是可樞轉的。因為不僅在化學發(fā)光測量時而且在透射測量時的光強度是非常小的，所以有意義的是，遮蓋罩在測量位置中相對于環(huán)境不透光地封閉樣品載體和基體的區(qū)段，因為以此保證，沒有外部光能夠影響測量。該密封可以例如通過在基體和遮蓋罩之間的、槽形的接觸區(qū)段形成。此外可以設有環(huán)繞要封閉的區(qū)域的、彈性的密封件，該密封件在測量位置中被遮蓋罩壓靠到基體上并且因此保證不透光的密封。
[0030]在透射測量中，檢測經(jīng)過測試區(qū)段的光通過化學反應引起的衰減，從而按照一種進一步擴展方案，在遮蓋罩中設有照射裝置，該照射裝置將其光朝向測試區(qū)段轉向。照射裝置可以例如通過發(fā)光輻射器和/或LED裝置構成。也有利的是，可以有針對性地影響光放射沿著測試區(qū)段的位置。如果例如發(fā)出特定的光圖案，則能夠進行光敏的傳感器的校準，其中，污染可以通過所期望亮度分布的由此造成的干擾被檢測。優(yōu)選是帶有四個發(fā)光二極管的構成，這些發(fā)光二極管設置成，使得能夠照射光敏的傳感器的整個縱向長度。
[0031]為了擴展按照本發(fā)明的測量儀器的使用領域或者為了匹配于不同的測試區(qū)段有利的是，所述照射裝置能夠選擇性可控制地放射多個波長的光。照射裝置為此具有多個照射器件，這些照射器件分別在不同的光譜范圍中放射光，或者照射器件可以構成為可調諧的并因此放射在特定的光譜范圍內(nèi)的光。同樣有利的是，照射裝置這樣構成，使得能夠沿著光敏的傳感器的縱向長度在多個位置處放射光，例如其中存在多個分立的照射器件，因此可以產(chǎn)生特定的照射圖案或者可以產(chǎn)生在光探測器上的特定的強度分布。
[0032]此外一種進一步擴展方案對于熒光測量是有利的，按照該進一步擴展方案，照射裝置具有偏振器，其中，優(yōu)選樣品層構成為檢偏器。偏振器和檢偏器的偏振方向通常正交地彼此定向，這有如下的優(yōu)點，照射光源的偏振的激發(fā)的光不被光探測器檢測，而未偏振的突光經(jīng)過檢偏器并因此被光探測器檢測。
[0033]因為為了進行測量可能需要輸出不同的試劑，按照一種進一步擴展方案，在所述遮蓋罩中或者在所述基體中設置用于試劑的輸出裝置。在該輸出裝置中可以在各容器中設置一種或多種試劑，這些試劑共同地、選擇性地或者在要分析的樣品之前被施加到樣品載體上并且在進行測量時被消耗。
[0034]按照一種進一步擴展方案，所述輸出裝置具有操縱元件和用于試劑的存放器，其中，存放器優(yōu)選構成為可耦聯(lián)的。操縱元件可以例如通過按鈕或者穿孔裝置構成，并且因此釋放自由選擇的量的存放器內(nèi)容物或者預定的內(nèi)容物。
[0035]可耦聯(lián)的存放器具有如下優(yōu)點，即，由此可以構成一次性系統(tǒng)，據(jù)此選擇并且在進行之后清除用于進行測量的樣品載體和存放器。這點特別是對于應用安全性是有利的，因為操作者總是可以安心地使用正確的試劑并且不必如至今常見地使用用于所需試劑的龐大的儲備容器，其中總是又存在污染的可能性。耦聯(lián)裝置可以例如通過膜片-針組合構成，其中，膜片密封地封閉樣品輸出裝置的容器并且在置入時由針管或者刺捅穿，以便這樣提供在容器中存在的樣品化學制劑。特別是樣品輸出裝置可以這樣構成，使得多重耦聯(lián)是可能的。膜片將在針移去之后自動地閉鎖入口。然而可能的是，通過取樣刺來壓入被彈簧預緊的閉鎖罩并且這樣能實現(xiàn)接近樣品化學制劑。
[0036]在一種進一步擴展方案中，存放器通過透明塑料罩構成，在該透明塑料罩中在相應封閉的各室中有試劑。室配設有封接部，該封接部通過操縱裝置破壞，由此釋放室中內(nèi)容物。也可能的是，操縱裝置具有與控制模塊作用連接的驅動器件，例如該驅動器件可以通過電磁式或機電式操縱的柱塞構成，該柱塞在激活時釋放存放器的內(nèi)容物。此外有利的是，透明塑料罩通過操縱裝置例如借助步進電機自動地運動，以便自動地選擇相應下一步需要釋放的試劑。因此又能保證維持所需試劑的給出。
[0037]為了保證維持樣品輸出的順序可以規(guī)定，每個存放器配設有操縱元件，其中，操縱元件配設有次序標記。這點可以例如通過按紅綠燈系統(tǒng)的意義的彩色標記來規(guī)定，在一次性樣品輸出裝置方面也可以設有機械的閉鎖或者解鎖裝置，從而操作者無論如何必須按正確的順序輸出試劑。
[0038]此外為了應用安全性有利的是，控制模塊與樣品輸出裝置的排出裝置作用連接，因為因此樣品化學制劑向樣品載體上、特別是向輸出區(qū)段上或者必要時向微流體中的有針對性地輸出是可能的。因為在進行測量時必要時也要維持過程進行時間，所以控制模塊也可以這樣構成，即使得按特定的、時間上的次序從樣品輸出裝置放出樣品化學制劑到樣品載體的輸出區(qū)段中。排出裝置可以通過可控制的閥、例如電磁閥或者與噴墨打印機的輸出裝置類似的脈沖控制的輸出裝置構成，在一種進一步擴展方案中也可以有針對性地通過排出裝置調整流量，例如通過在直徑方面可改變的輸出開口調整流量。
[0039]上述各進一步擴展方案特別是具有如下優(yōu)點，S卩，通過可靠地維持順序或者時間上的順序來提高操作安全性，其中，特別是規(guī)定，在遮蓋罩關閉時進行輸出，亦即在添加樣品化學制劑時也保證樣品載體的不透光的封閉。遮蓋罩或者測量儀器為此可以具有從外部可達到的操縱元件，以便能夠相應地操作樣品輸出裝置。
[0040]在一種進一步擴展方案中可以規(guī)定，所述存放器可樞轉地設置操縱元件下方。例如存放器可以是圓形的透明塑料罩，該透明塑料罩被置入到輸出裝置中并且步進式地樞轉，從而總是維持試劑輸出的所需的順序。輸出裝置或者存放器為此可以具有給定方向的結構，該結構預定起始點和轉動方向。這例如可以通過起始結點和鋸齒狀的結構構成。存放器的條形的構成也是可能的，其中，這里也能確定起始位置和前進方向。
[0041]在將樣品載體置入到容納裝置中之后，微流體例如可以被填充以預備的樣品化學制劑，以便為接著的測量準備測試區(qū)段。對此有利的是，樣品載體已經(jīng)置入容納裝置中并且特別是遮蓋罩是關閉的，從而按照一種進一步擴展方案，所述遮蓋罩具有輸入?yún)^(qū)段，該輸入?yún)^(qū)段接觸樣品載體的輸出區(qū)段。由此能夠由外部輸入樣品化學制劑或者要分析的樣品，而不必在已置入的樣品載體上操作。因為在輸入要分析的樣品之后化學反應可能相當迅速地進行，有意義的是，在樣品輸出之后不透光地封閉樣品載體，其中，在輸出到樣品載體上時在遮蓋罩打開時這里總是存在錯誤操作危險，即，樣品被輸出并且該罩不被及時地關閉，從而可能發(fā)生錯誤測量。在一次性使用方面，輸入?yún)^(qū)段也可以構成為一次性裝置并且在進行測量之后與樣品載體一同被清除。
[0042]因為在樣品載體上可以設置識別標記或者身份標記，按照一種進一步擴展方案，在測量儀器上設有無接觸地作用的讀出裝置。該讀出裝置可以例如通過光學的一維或者二維檢測傳感器或者RFID發(fā)送和接收單元構成。
[0043]為了減少氣隙的厚度并且由此保證樣品載體與光敏的傳感器的更好的耦合，按照一種進一步擴展方案規(guī)定，在遮蓋罩中設置用于施加力到樣品載體上的擠壓器件。該擠壓器件可以例如通過彈性的材料構成，該彈性的材料施加力到載體層上并且因此將樣品層按壓到光敏的傳感器的覆蓋層上。彈性的材料可以例如通過泡沫材料或者通過彈簧操縱的預緊元件構成。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0044]為了更好地理解本發(fā)明借助下面的附圖更詳細地闡述本發(fā)明。
[0045]圖中分別以示意性地簡化的視圖示出:
[0046]圖1示出按照本發(fā)明的測量裝置的剖視圖；
[0047]圖2a)示出一個測試區(qū)段在光敏的傳感器上的信號分布的視圖；
[0048]b)示出在光敏的傳感器上的信號寬度的所測量的相關性，其與在測試區(qū)段和光探測器之間的距離相關；
[0049]圖3與在測試區(qū)段和光探測器之間的距離相關地示出被照射的光探測器的數(shù)量；
[0050]圖4與各測試區(qū)段的中心距離相關地示出到各光探測器上的強度分布；
[0051]圖5示出按照本發(fā)明的測量裝置的分解圖；
[0052]圖6a)示出按照本發(fā)明的測量儀器的構成的視圖；
[0053]b)和c)示出按照本發(fā)明的測量儀器的另一種可能的構成?！揪唧w實施方式】
[0054]首先要指出，在不同地描述的實施形式中，相同的部件使用相同的附圖標記或者相同的構件名稱，其中，在全部的說明中包括的公開內(nèi)容能夠按意義地轉用到具有相同的附圖標記或者相同的構件名稱的相同部件上。在說明中所選擇的位置說明，例如上、下、側面等等也參照直接說明的以及所示的附圖并且在位置改變時也能按意義地轉用到新的位置中。此外，所示的和所描述的不同的實施例中的單個特征或者特征組合本身也可以是獨立的、有創(chuàng)造性的或者按照本發(fā)明的解決方案。
[0055]在具體的說明中的對數(shù)值范圍的全部說明應被這樣理解，S卩，這些數(shù)值范圍一同包括任意的和所有的部分范圍，例如I至10的說明應被這樣理解為一同包括由下限I和上限10出發(fā)的全部的部分范圍，亦即，以下限I或以上開始的并且在上限10或以下處結束的全部部分范圍，例如I至1.7、或者3.2至8.1或者5.5至10。
[0056]圖1示出按照本發(fā)明的測量裝置的剖視圖，其中，為了說明對于發(fā)明重要的特征不按比例地改變了尺寸布置。特別是不按比例地示出層厚度或者幾何上的構成。
[0057]按照本發(fā)明的測量裝置I具有帶有載體層3和樣品層4的樣品載體2。此外有光敏的傳感器5，該光敏的傳感器具有多個光探測器6，透明的覆蓋層7設置在這些光探測器上方。在樣品層4的分析側8上相互間隔開距離地設置多個測試區(qū)段9，其中，樣品層4以分析側8這樣設置在載體層3上，使得測試區(qū)段9朝向一定體積的微流體10，特別是所述測試區(qū)段設置在通道23中。
[0058]通過在微流體10中輸送的樣品材料與相應的測試區(qū)段9中的試劑的反應，在測試區(qū)段9中發(fā)生光學特性的改變或者基于化學發(fā)光的光放射，從而配設給相應的測試區(qū)段的光探測器檢測入射的光強度的改變?，F(xiàn)在，本發(fā)明的優(yōu)點在于，在測試區(qū)段9和光探測器6之間的距離小于700 ym。按照本發(fā)明這點例如通過如下方式達到，即，覆蓋層7的厚度12小于500 u m并且此外，樣品層4的厚度13小于200 ii m。
[0059]在由樣品層4的光射出側14過渡到光敏的傳感器5的覆蓋層7上時，可能發(fā)生折射效應和散射效應，這有如下效果，即，由測試區(qū)段發(fā)出的光的輻射特性大致相當于一個點光源的輻射特性。因此，一個測試區(qū)段9的光不僅落到一個直接設置在其下的光探測器6上，而且發(fā)生擴張，由此輻射分量也將到達與所配設光探測器相鄰的光探測器上。然而通過在測試區(qū)段9和光探測器6之間的距離11的按照本發(fā)明的構成保證，輻射強度的主要部分僅到達一個光探測器上，輻射強度的主要份額入射到最多三個光探測器上。
[0060]因為要檢測的亮度信號通常僅非常小并因此可能被每個單個的光探測器的不可避免的固有噪聲覆蓋，所以有特別意義的是，從一個測試區(qū)段發(fā)出的輻射強度的盡可能大的分量落到一個單個的光探測器上，和/或全部發(fā)出的輻射強度保持限于盡可能少數(shù)量的光探測器上。只有這樣才能達到盡可能大的信噪比和/或小的下檢測極限值。因為載體層3大多構成為透明的，所以例如通道23的與測試區(qū)段9對置的限制面43可以構成為光學上反射的。但也可能的是，載體層3本身構成為光學上反射的。
[0061]在導致本發(fā)明的試驗過程中確定，在光敏的傳感器上的信號分布或者信號寬度給出如下方面的情況，可以在一個光敏的傳感器上探測多少帶有大于100的動態(tài)范圍、亦即小于1%的串擾的條紋。最重要的參數(shù)是測試區(qū)段到光探測器的間距，因為信號寬度與該間距成正比。測量的目標是，得到關于例如按毛細壓力方法壓印上的測試區(qū)段的光信號分布的概況。
[0062]從測量得到信號在光敏的傳感器上的高斯分布。高斯曲線的一個特征量1/e寬度，該寬度這里以c命名。對于這種信號，84.2%的信號處于寬度2*c之內(nèi)。被壓出的測試區(qū)段的99.5%的信號分布在光敏的傳感器的4*c的寬度上。圖2a示出帶有壓在190 y m厚的樣品層上的測試區(qū)段(2xlmm)的樣品載體的不按照本發(fā)明的測試配置在一個光敏的傳感器上方的典型的信號分布，其中，測試區(qū)段到光探測器的距離為1.54mm。在此，99.5%的信號處于在4*c=6.03像素之內(nèi)。以此能判定，在這種配置中可以探測最多4-5條不同的、帶有可接受的串擾和動態(tài)范圍的條紋。
[0063]進行在測試區(qū)段和光探測器之間的距離為1.3,1.5,2.5和3.5mm的測量。如果將所探測到的信號(99.5%亦即4*c)在光敏的傳感器上的(3個測量值的)平均的寬度相對于在測試區(qū)段和傳感器之間的間距來描繪，則得到圖2b中所示的相關性。如果以1.5mm(0.19mm薄膜+1.35mm到光敏面的玻璃(根據(jù)傳感器制造商的說明))的距離探測Imm寬度的測試區(qū)段的亮度信號，則99.5%的信號分布在6像素上。在這種情況下必須以至少6像素=6mm的距離壓出測試區(qū)段。在優(yōu)選的在標準實驗室載體(I ‘‘/3 ‘‘)上的具有30mm的通道長度的通道結構中，當應該覆蓋至少為100的動態(tài)范圍(亦即串擾〈1%)時，則能探測到最多5個條紋。
[0064]利用這種方法能夠確定所探測的測試區(qū)段的可能的數(shù)量，作為所述試驗的結果得到在圖3中所示的相關性。在測試區(qū)段和光探測器之間的間距15上描繪兩條曲線，一條近似線性的曲線16和一條由該曲線得出的基本上指數(shù)地延伸的曲線17。近似線性的曲線16示出如下的相關性，在測試區(qū)段和光敏的傳感器之間的何種距離15時，由測試區(qū)段發(fā)出的光的總強度的99.5%入射到多少數(shù)量18的光探測器上。由該圖表例如可看出，在測試區(qū)段和光探測器之間的間距為Imm時，99.5%的總強度擊中在大約五個光探測器上。如果把通道長度(亦即30mm)除以一個單個的測試區(qū)段的亮度信號的‘99.5%’寬度(單位mm)，則得到第二曲線17。該曲線現(xiàn)在給出，最大多少個測試區(qū)段18在測試區(qū)段和傳感器之間的何種距離15情況下是可能的。
[0065]由于優(yōu)選30mm的通道長度，如下地優(yōu)化所希望的測量結果，即利用按照本發(fā)明的檢測裝置能夠檢測和評價至少八個測試區(qū)段。陰影的面示出，在測試區(qū)段到光探測器的何種間距以下能探測大于八個條紋。通過分析曲線17，對于八個條紋由圖得到約0.7_的值。
[0066]在圖4中示出所謂的信號串擾，亦即，亮度信號由于其強度分布多強地由一個測試區(qū)段作用到相鄰的光探測器上。這里，特別是在各測試區(qū)段9之間的距離19有意義，因為在測試區(qū)段和光探測器之間的保持相同的距離的條件下，因為該距離19越大，則一個測試區(qū)段的越少的信號分量落到相應相鄰的測試區(qū)段的、并因此所配設的光探測器的檢測區(qū)域中(假設在測試區(qū)段和光探測器之間保持相同的距離)。在圖4a和4b中分別在下面的圖中示出如下情況，在該情況中每個測試區(qū)段9放出最大的亮度信號，其中，亮度信號的通常的強度分布以虛線示出。在圖4a中，在各個測試區(qū)段之間的距離19為3mm，在圖4b中該距離為4_，從而這里一個測試區(qū)段的輻射強度的僅非常小的分量作用到相鄰的測試區(qū)段上。小的串擾特別是在如下的情況下有特別意義，即在兩個相鄰的測試區(qū)段中進行非常不同的強度反應，從而亮度信號將會非常不同。通過如下方式給出極限區(qū)域，即，在一個測試區(qū)段發(fā)生最大的亮度反應，而在相鄰的測試區(qū)段上發(fā)生盡可能小的可檢測的樣品反應。通過按照本發(fā)明的在測試區(qū)段和光探測器之間的小于700 的距離的構成，在該情況下也保證，強烈的反應的亮度產(chǎn)生不掩蓋非常弱的反應的亮度產(chǎn)生并且因此所述兩個反應產(chǎn)生的明確的分開是可能的。
[0067]在各測試區(qū)段之間的大的距離有其他的優(yōu)點，即在將測試區(qū)段施加到樣品層上時、例如在壓上時產(chǎn)生的誤差、以及由于將樣品載體置入到容納裝置中產(chǎn)生的誤差，對檢測特征值、特別是對信噪比、對下檢測極限值以及串擾不造成影響或者僅造成非常小的影響。特別是利用該構成在確定集中值(Konzentrationswert)時得到1.5%的標準偏差，由此集中值實際上與測試區(qū)段或者在容納裝置中的布置結構的位置準確性無關。該構成具有如下特別的優(yōu)點，即因此由未經(jīng)訓練的人員的使用也是可能的，因為定向誤差基本上不影響測量結果。
[0068]圖5示出按照本發(fā)明的測量裝置I的分解圖，該測量裝置包括帶有載體層3和樣品層4的樣品載體2。樣品載體2可拆卸地設置在容納裝置20中，從而樣品層的光射出側14朝向光敏的傳感器5地設置。光敏的傳感器5又設置在基體21中，其中，各個光探測器6由透明的覆蓋層7遮蓋。在樣品層4的分析側8上設置多個測試區(qū)段9。樣品層4又設置載體層上，從而測試區(qū)段9朝向一定體積的微流體10，由此在要分析的樣品在輸出區(qū)段22上輸出時，由于通道23的幾何特性而發(fā)生分析物由輸出區(qū)段22通過通道23到貯器24的毛細運動。由此也發(fā)生分析物與測試區(qū)段9的接觸，由此在相應的測試區(qū)段中，在樣品中存在相應的分析物時，將發(fā)生化學的化合反應，這導致光譜特性的改變或者導致化學發(fā)光的光放射。利用用于標準的I ‘ ‘/3 ‘ ‘樣品載體2的30mm的通道長度25如下地優(yōu)化按照本發(fā)明的測量裝置，即八個測試區(qū)段9由光敏的傳感器5的總共32個單個的光探測器6檢測，從而配設給一個測試區(qū)段的99.5%亮度信號由相應三個光探測器6檢測。
[0069]容納裝置20例如這樣構成，即樣品載體2被置入到容納裝置的一個固定的部分中并且由容納裝置的可動的和/或可折疊的第二部分固定地保持。也可能的是，在容納裝置的一個部分上設置預緊的元件，該預緊的元件在置入樣品載體時被壓縮并且這樣將樣品載體固定在容納裝置中。
[0070]圖6a示出按照本發(fā)明的測量儀器26，該測量儀器包括在基體27中的測量裝置1，其中，遮蓋罩28繞樞轉軸線29在測量位置和輸入和取出位置30之間可樞轉地設置。
[0071]測量裝置I的光敏的傳感器5優(yōu)選設置在基體27中，優(yōu)選樣品載體2這樣保持在容納裝置20中，使得測試區(qū)段沿著通道23以測試區(qū)段的光射出側設置在光敏的傳感器5的光探測器上方。容納裝置20為此可以具有例如一個固定的和一個可縱向移動地運動的、彈簧預緊的保持部件，從而在置入樣品載體2時，可運動的部分能夠沿縱向方向31運動，以利于樣品載體的置入并且在回彈到保持位置之后相應地固定該樣品載體。但除了縱向可移動的構成之外也可以設置折疊或者卡鎖機構。也可能的是，至少在各保持部件的一個中設有擠壓器件，例如橡膠或彈簧元件，該擠壓器件如先前所述地在置入之后固定樣品載體。
[0072]如果遮蓋罩28樞轉到測量位置中，則通過密封元件32相對于環(huán)境不透光地封閉內(nèi)部空間、特別是樣品載體2和光敏的傳感器5。密封元件32可以例如通過槽榫連接來構成，在基體27中為此可以設有環(huán)繞的槽形的凹部，遮蓋罩28的相應地對置的榫在該遮蓋罩樞轉到測量位置中時嵌入到該凹部中并且不透光地封閉內(nèi)部空間。但密封元件32也可以通過能彈性變形的元件形成，例如泡沫材料或者橡膠密封件，其中，在關閉遮蓋罩28時由于密封元件32的由此引起的壓縮又相對于環(huán)境不透光地封閉測量儀器的內(nèi)部空間。樣品載體2具有輸出區(qū)段22，在該輸出區(qū)段中輸出要分析的樣品，該樣品由于微流體10的通道23的尺寸自動地由輸出區(qū)段22朝貯器24運動。但樣品材料在輸出區(qū)段22上的輸出是如下有問題的，因為一方面應盡可能準確地維持要輸出的量和/或維持樣品化學制劑的輸出順序。此外，在輸出樣品材料之后，通過樣品材料在測試區(qū)段旁邊引導而發(fā)生反應并因此發(fā)生光學特性的改變或者在測試區(qū)段中的光放射。如果在該時刻遮蓋罩28還未在測量位置中，則這點可能導致錯誤測量。
[0073]圖6b和6c示出按照本發(fā)明的測量儀器的另一種可能的構成，其中，例如在遮蓋罩中可以設有輸入裝置34，該輸入裝置接觸用于液體密封地輸入樣品材料的輸出區(qū)段22并且此外保證樣品載體2相對于環(huán)境的不透光的封閉。因此樣品載體可以被置入到容納裝置20中并且接著遮蓋罩28被封閉，而樣品材料或者樣品化學制劑沒有已經(jīng)處于微流體10中，由此確保，在測試區(qū)段中不觸發(fā)化學反應。在關閉遮蓋罩并且安全地建立樣品載體的不透光的封閉時才在輸入裝置上輸出試劑或者要分析的樣品，并且從該輸入裝置將試劑或者要分析的樣品進一步引導到樣品載體2的輸出區(qū)段22上。因為為了進行樣品分析可能附加地需要其他的試劑，測量儀器26此外可以具有一個用于試劑的輸出裝置35。輸出裝置35優(yōu)選包括操縱元件36和能可耦聯(lián)地(koppelbar)更換的存放器33，該存放器例如構成為透明塑料罩并且具有多個封閉的容器，試劑設置在這些容器中。在透明塑料罩作為存放器33的情況下，在對操縱元件36操縱之后，試劑室的封接部44被打開并且試劑通過輸入裝置34被轉移到輸出區(qū)段22中并因此被轉移到微流體10中。
[0074]為了保證樣品輸出的順序例如可以有多個操縱元件36，這些操縱元件具有次序標記，例如以編號的形式或者通過彩色的編碼的次序標記，例如作為一種紅綠燈系統(tǒng)。因此確保，在遮蓋罩關閉時并且因此在樣品載體不透光地封閉時進行樣品輸出，并且此外，試劑或者要分析的樣品能夠以正確的順序、以預定量和特別是在遮蓋罩關閉時輸出。存放器也可以預定激活方向，其方式例如為，存放器可轉動地容納在輸出裝置中并且在每次試劑輸出之后手動地或者自動地繼續(xù)轉動?？梢酝ㄟ^機械的閉鎖或者卡鎖裝置形成自動的步進，該閉鎖或者卡鎖裝置嵌入到存放器的相應地構型的對應位置中。一種進一步擴展方案也可以在于，控制模塊具有與操縱元件的作用連接，并且因此自動地并且以正確的順序輸出試劑。此外，為此例如閉鎖元件38可以構成為具有接觸裝置，由此遮蓋罩28的關閉觸發(fā)測量過程。在測量結束之后可以例如由控制模塊37控制閉鎖元件38，從而解除機械的鎖定裝置并且遮蓋罩28自動地樞轉到輸入和取出位置30中。
[0075]在一種有利的進一步擴展方案中，輸入裝置34也可以是存放器33的部分，從而按照一次性使用的意義，輸入裝置34連同存放器33和保持在其中的試劑在每次使用之后被替換，從而總是為測量使用新鮮的、干凈的輸入裝置34。
[0076]然而控制模塊37特別是構成為，用于評價光敏的傳感器5的各個光探測器，特別是評價、相應地處理并且在通訊接口 39上提供與入射的亮度信號成比例的電信號。該通訊接口優(yōu)選通過USB通訊接口形成，其中，但在數(shù)據(jù)傳輸范圍中其他的有線的或者無線的通訊連接是可能的。不封閉性地示例性地列舉:RS_232、RS-435、藍牙(Bluetooth)、zigBEE、IRDA 或者 Firewire。
[0077]除了化學發(fā)光的測量之外，在這些測量中由于化學的化合反應在測試區(qū)段中發(fā)生光放射，此外按照本發(fā)明的測量儀器26也可以進行透射測量，在這些透射測量中，在測試區(qū)段中由于化學反應發(fā)生透射比的改變。為此，遮蓋罩28具有照射裝置40，該照射裝置優(yōu)選由控制模塊37控制并且朝向樣品載體2放射帶有特定的波長或者帶有可選擇的或者可調節(jié)的波長的光。該光穿透測試區(qū)段并且在那里根據(jù)化學反應不同強度地衰減，這可以作為所檢測的亮度信號的時間變化來評價。
[0078]此外，照射裝置40也可以附加地用于校準光敏的傳感器5，在該傳感器中在進行測量之前照射光敏的傳感器并且所檢測的初始亮度值作為校準值或者原點值被儲存。因此能夠補償由制造決定的不均勻性或者光敏的傳感器的各個光探測器的污染，這點特別是在多個測試區(qū)段上檢測反應是有利的，這時各個反應非常不同強烈地發(fā)生，從而存在的偏差可能構成測量結果的重要的部分并因此將明顯地歪曲測量結果。
[0079]此外，可以在樣品載體上設置識別標記41，該識別標記例如作為單義的序列號或者以一維或者二維碼的形式的類型信息來施加。此外，識別標記41可以具有數(shù)據(jù)儲存器、例如以數(shù)據(jù)矩陣碼形式(Data-Matrix-Codes)的數(shù)據(jù)儲存器，例如將各個測試區(qū)段的校準數(shù)據(jù)或者與分析有關的特征值儲存在該數(shù)據(jù)儲存器中。識別標記41由測量儀器26的讀出裝置42讀出，其中，讀出裝置42優(yōu)選與控制模塊37通訊，該控制模塊接收校準或者識別數(shù)據(jù)、相應地參數(shù)化測量儀器并且進行測量。
[0080]為了確保重復精度或者為了能夠補償由生產(chǎn)決定的偏差有利的是，在樣品載體上輸出樣品之前激活照射裝置并且進行光敏的傳感器的校準。通過激活照射裝置，傳感器的所有的光探測器被加載以均勻的亮度信號，或者被加載以已知的亮度分布，從而與所希望的亮度分布的偏差能夠被解釋為干擾信號并且所檢測的亮度信號能夠被相應地修正。特別是在制造測試區(qū)段時可能發(fā)生在施加的樣品化學制劑的易起反應性(Reaktionsfreudigkeit)方面的輕微的偏差,或者說傳感器的各個光探測器可能具有輕微的靈敏度區(qū)別。也可能由于樣品載體在容納區(qū)段中的布置，發(fā)生小的錯誤定向或者污染，由此產(chǎn)生系統(tǒng)誤差，該系統(tǒng)誤差在沒有修正或者校準的情況下可能明顯地歪曲所算出的集中值。僅能夠對于光探測器單獨地進行該校準，亦即在關閉遮蓋罩時、沒有置入樣品載體時，但整個系統(tǒng)的校準也是可能的，亦即當置入樣品載體時，但還沒有施加樣品或者試劑時。
[0081]各實施例示出測量裝置和測量儀器的可能的實施變型方案，其中，在此要說明的是，本發(fā)明不限于本發(fā)明的特別示出的實施變型方案，而是各個實施變型方案相互間各種不同的組合也是可能的，并且這些通過具體的發(fā)明對于技術處理的教導而得到的變化可能性，處于從事該【技術領域】的本領域技術人員的能力中。保護范圍也一同包括全部可想到的、通過組合所示的和所描述的實施變型方案的單個細節(jié)而可能的實施變型方案。
[0082]在圖6b和6c示出測量儀器的另一種且必要時本身獨立的實施形式，其中，對于相同的部件又使用如在先前的附圖中相同的附圖標記或者構件名稱。為了避免不必要的重復，引用或者參照在先前的附圖中的詳細說明。
[0083]出于形式上的考慮，最后要指出，為了更好地理解測量裝置或者測量儀器的構造，部分不按比例地和/或放大和/或縮小地示出這些測量裝置或測量儀器或者其組成部分。
[0084]基于獨立的發(fā)明的解決方案的任務可以從說明書中得知。
[0085]特別是在圖1至7中示出的實施方式能夠形成獨立的、按照本發(fā)明的解決方案。與此有關的、按照本發(fā)明的任務和解決方案在這些附圖的詳細說明中得知。[0086]附圖標記列表
[0087]I測量裝置23通道
[0088]2樣品載體24貯器
[0089]3載體層25長度
[0090]4樣品層26測量儀器
[0091]5光敏的傳感器27基體
[0092]6光探測器28遮蓋罩
[0093]7覆蓋層29樞轉軸線
[0094]8分析層30輸入和取出位置
[0095]9測試區(qū)段31縱向方向
[0096]10微流體32密封元件
[0097]11距離33存放器
[0098]12厚度34輸入裝置
·[0099]13厚度35用于試劑的輸出裝置
[0100]14光射出側36操縱元件
[0101]15間距37控制模塊
[0102]16曲線變化38閉鎖元件
[0103]17曲線變化39通訊接口
[0104]18樣品區(qū)段的數(shù)量40照射裝置
[0105]19距離41識別標記
[0106]20容納裝置42讀出裝置
[0107]21基體43限制面
[0108]22輸出區(qū)段44封接部
【權利要求】
1.用于化學反應的定量光學評價的測量裝置(1)，包括帶有載體層(3)和樣品層(4)的樣品載體(2)、帶有在支承體上的多個光探測器(6)和帶有設置在光探測器(6)上方的透明的覆蓋層(7)的光敏的傳感器(5)，其中，載體層(3)具有輸出區(qū)段(22)，該輸出區(qū)段通過微流體(10)與貯器(24)連接；樣品層(4)具有分析側(8)和與該分析側對置的光射出側(14);在分析側(8)上沿樣品層(2)的縱向方向相互間隔開距離地設置多個測試區(qū)段(9)，并且樣品層(4)以分析側(8)這樣設置在載體層(3)上，使得測試區(qū)段(9)朝向一定體積的微流體(10)，并且樣品載體(2)可拆卸地設置在容納裝置(20)中，從而光射出側(14)朝向光敏的傳感器(5)并且測試區(qū)段(9)設置在光探測器(6)上方，其特征在于，在測試區(qū)段(9)和光探測器(6 )之間的距離(11)小于700 m。
2.按照權利要求1所述的測量裝置，其特征在于，所述覆蓋層(7)的厚度(12)為小于500 u m0
3.按照權利要求1或2所述的測量裝置，其特征在于，所述樣品層(4)的厚度(13)為小于200 u m。
4.按照權利要求1至3之一所述的測量裝置，其特征在于，所述光敏的傳感器(5)具有至少32個光探測器(6)。
5.按照權利要求1至4之一所述的測量裝置，其特征在于，兩個相鄰的光探測器(6)之間的間隔小于150 Um0
6.按照權利要求1至5之一所述的測量裝置，其特征在于，從測試區(qū)段(9)發(fā)出的并且入射到光敏的傳感器(5)上的電磁輻射的至少99.5%入射到最多三個光探測器(6)上。
7.按照權利要求1至6之一所述的測量裝置，其特征在于，所述光敏的傳感器(5)具有至少兩列并排隔開設置的光探測器(6)。
8.按照權利要求1至7之一所述的測量裝置，其特征在于，微流體(10)的設置在光探測器(5)上方的通道(23)具有30-50mm的長度、l_4mm的寬度和10-200 y m的高度。
9.按照權利要求1至8之一所述的測量裝置，其特征在于，在樣品輸出在輸出區(qū)段(22)上時，在通道(23)中形成壓力梯度以及由此產(chǎn)生的朝向貯器(24)的毛細力。
10.按照權利要求1至9之一所述的測量裝置，其特征在于，所述光探測器(5)的覆蓋層(7)在400-600nm的光譜范圍內(nèi)具有最大的透射度。
11.按照權利要求1至10之一所述的測量裝置，其特征在于，在兩個相鄰的測試區(qū)段(9)之間的中心距離大于或等于光探測器(6)的中心距離的三倍。
12.按照權利要求1至11之一所述的測量裝置，其特征在于，所述通道(23)的與光敏的傳感器(5)對置地設置的限制面(43)構成為光學反射的和/或所述載體層(3)構成為光學反射的。
13.按照權利要求1至12之一所述的測量裝置，其特征在于，所述通道(23)具有朝光敏的傳感器(5)定向的凹形的橫截面或者所述通道(23)沿縱向延伸局部地構成為凹形的。
14.按照權利要求1至13之一所述的測量裝置，其特征在于，所述光射出側(14)至少局部地具有光轉向結構。
15.按照權利要求1至14之一所述的測量裝置，其特征在于，所述樣品層(4)和/或覆蓋層(7)作為光纖維板、作為并排地排列的光導纖維的緊密的排列形成。
16.按照權利要求1至15之一所述的測量裝置，其特征在于，所述樣品層(4)沿其厚度方向至少局部地具有折射率階梯分布。
17.按照權利要求1至16之一所述的測量裝置，其特征在于，所述樣品層(4)沿其厚度方向至少局部地具有折射率漸變分布。
18.按照權利要求1至17之一所述的測量裝置，其特征在于，在所述光射出側(14)上或者在所述覆蓋層(7)上施加浸潰層。
19.按照權利要求1至18之一所述的測量裝置，其特征在于，在所述樣品載體(2)上設置身份標記或者識別標記(41)。
20.按照權利要求1至19之一所述的測量裝置，其特征在于，所述樣品層(4)和/或所述載體層(3)構成為光學偏振器。
21.用于光學評價化學反應的測量儀器(26)，包括帶有光敏的傳感器(5)和樣品載體(2)的測量裝置(I)、基體(27)、能繞樞轉軸線(29)在測量位置與輸入和取出位置(30)之間樞轉的遮蓋罩(28)，還包括用于處理由傳感器(5)檢測的亮度信息的控制模塊(37)，其中，傳感器(5)設置在基體(27)中并且遮蓋罩(28)在測量位置中相對于環(huán)境不透光地封閉樣品載體(2)和基體(27)的一個區(qū)段，其特征在于，所述測量裝置(I)按照權利要求1至20之一構成。
22.按照權利要求21所述的測量儀器，其特征在于，在所述遮蓋罩(28)中有照射裝置(40)。
23.按照權利要求21或22所述的測量儀器，其特征在于，所述照射裝置(49)能選擇性控制地以多個波長和/或在不同的位置處放射光。
24.按照權利要求21至 23之一所述的測量儀器，其特征在于，所述照射裝置(49)具有偏振器。
25.按照權利要求21至24之一所述的測量儀器，其特征在于，在所述遮蓋罩(28)中或者在所述基體(27)中設置用于試劑的輸出裝置(35)。
26.按照權利要求21至25之一所述的測量儀器，其特征在于，所述輸出裝置(35)具有操縱元件(36)和用于試劑的存放器(33)。
27.按照權利要求26所述的測量儀器，其特征在于，所述存放器通過透明塑料罩形成，其中，在相應封閉的各室中有試劑。
28.按照權利要求26或27所述的測量儀器，其特征在于，每個存放器配設有操縱元件(36 )，其中，操縱元件(36 )配設有次序標記。
29.按照權利要求26至28之一所述的測量儀器，其特征在于，所述控制模塊(37)與操縱元件(36)作用連接，特別是與能控制的接觸器件作用連接。
30.按照權利要求26至29之一所述的測量儀器，其特征在于，所述存放器(33)能樞轉地設置在操縱元件(36)下方。
31.按照權利要求21至30之一所述的測量儀器，其特征在于，所述遮蓋罩(28)具有輸入?yún)^(qū)段(34)，該輸入?yún)^(qū)段接觸樣品載體(2)的輸出區(qū)段(22)
32.按照權利要求21至31之一所述的測量儀器，其特征在于，為了讀出身份標記(41)，存在無接觸地作用的讀出裝置(42)。
33.按照權利要求21至32之一所述的測量儀器，其特征在于，在所述遮蓋罩(28)中設置用于將力施加到樣品載體(2)上的擠壓器件。
【文檔編號】G01N21/03GK103430011SQ201180060060
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2011年12月14日 優(yōu)先權日:2010年12月14日
【發(fā)明者】M·松萊特納 申請人:葛萊娜第一生化有限公司