CN1737540A - 生物芯片盒与生物芯片阅读器 - Google Patents

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Abstract

一种生物芯片盒，包括：容器以及具有多个微透镜的盖部分。在所述容器中设置具有多个位点的生物芯片。以与所述微透镜相等的间距设置所述多个位点。激发光穿过对应于各个位点的各个微透镜而照射到所述各个位点上，并且，从各个位点产生的荧光穿过对应于各个位点的微透镜。

Description

生物芯片盒与生物芯片阅读器
本申请基于2004年8月18日提交的申请号为No.2004-237856的日本在先专利申请，并要求该申请的优先权，其全部内容以引用的方式并入本文。
技术领域
本发明涉及一种生物芯片和一种生物芯片阅读器，其用于将多个激发光束同时照射到生物芯片的多个位点上。
背景技术
已有这样一种生物芯片阅读器：其将多个激发光束同时照射到生物芯片的多个位点上，并且观测各个位点的样品。(例如，参照JP-A-2002-207007。)
图6示出一种生物芯片阅读器的结构示例图，该生物芯片阅读器已在JP-A-2002-207007中进行描述并被设计为以非扫描法来读取多个样品的图像信息。在图中，来自光源1的光穿过透镜2后变成平行光，并通过微透镜阵列MA的微透镜ML会聚，该微透镜阵列MA的微透镜ML以与生物芯片6的样品间距P相等的间隔被放置。然后，该会聚光穿过透镜3变成平行光并在分色镜4上被反射，最后穿过物镜5在生物芯片6上成像。
生物芯片6的各个点均受该会聚光激发而产生荧光。所产生的荧光依次透过物镜5、分色镜4以及滤光器7，最后穿过透镜8在受光器(例如，照相机等)9上成像。这样，不使用光扫描就能获得样品表面图像。而且，使得穿过微透镜阵列MA的成像点的大小几乎与样品的大小S1、S2…相等。
将JP-A-2002-207007参照作为现有技术。
然而，现有技术中的该生物芯片阅读器存在如下问题：
(1)空气介入到光学***中，并且能接收的光量有限。
(2)难以进行多光束与位点之间的对准操作。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种用于增加受光量、且不需要进行多光束与位点之间对准的生物芯片盒以及生物芯片阅读器。
本发明提供一种生物芯片盒，具有：容器；以及具有多个微透镜的盖部分，其中在该容器中设置了具有多个位点的生物芯片，该多个位点以与微透镜相等的间距而被设置，激发光穿过对应于各个位点的各个微透镜而照射到各个位点上，以及从各个位点产生的荧光均穿过对应于各个位点的微透镜。
根据该生物芯片盒，由于来自各个位点的荧光也透过用于向位点照射激发光的微透镜，因此能有效地会聚从位点以较宽的发散角所产生的荧光。从而，能获得具有大数值孔径和大光量的图像。
在该生物芯片盒中，可以在微透镜的光轴方向上除该微透镜的焦点位置以外的位置处设置各个位点。在这种情况下，在位点表面的激发光束点的直径变大，使得激发光照射到位点的全部表面上。
在该生物芯片盒中，可以将生物芯片设置在由容器与盖部分形成的空腔部分内。在这种情况下，不需要像现有技术那样进行微透镜与位点之间的对准。
在该生物芯片盒中，该空腔部分填充有缓冲液。在这种情况下，微透镜可以获得相当于油浸透镜或水浸透镜的效果。
在该生物芯片盒中，可以将位点固定到盖部分的背面。在这种情况下，即使没有缓冲液也能有效地将荧光会聚在微透镜上。
本发明还提供一种生物芯片阅读器，具有：生物芯片盒；激发光照射部分，其将激发光照射到该生物芯片盒上；以及照相机，其使从生物芯片的各个位点产生的荧光成像；中继透镜，其被设置在生物芯片盒与照相机之间，并能透过荧光。
根据该生物芯片阅读器，能容易地获得这样的生物芯片阅读器，即，其能产生与该生物芯片盒类似的效果。
该生物芯片阅读器可以是非扫描型生物芯片阅读器。
根据该生物芯片盒和该生物芯片阅读器，能获得如下优点：
(1)由于将缓冲液填充到该生物芯片盒的空腔部分中，由此能实现相当于油浸透镜或水浸透镜的湿式光学***，并能取得大的数值孔径NA，这样，能容易地获得大光量、明亮的图像。
(2)在该生物芯片盒中，将生物芯片位点与微透镜对置并固定而无需对准，这样，完全不需要进行在使用现有技术的生物芯片阅读器时所进行的激发光束与位点之间的对准。只需将激发光的平行光照射到生物芯片盒上即可。
附图说明
图1为示出根据本发明的生物芯片阅读器的实施例的主要部分结构图；
图2为描述当聚焦于位点位置时如何成像的图；
图3为示出本发明的另一个实施例的主要部分结构图；
图4为示出本发明的又一个实施例的主要部分结构图；
图5为示出本发明的再一个实施例的主要部分结构图；以及
图6为示出现有技术中的生物芯片阅读器的结构示例图。
具体实施方式
将结合附图对本发明的实施例进行详细描述。图1为示出根据本发明的非扫描型(非光扫描型)生物芯片阅读器的实施例的主要部分结构图。在图1中，与先前参照图6所描述的部分相同的部分由相同的参考标号表示。在图1中，标号10表示盒，标号20表示具有第一透镜21与第二透镜22的中继透镜。
盒10具有箱形容器11和盖部分12。盖部分12具有微透镜阵列13(包括多个用于会聚激发光和荧光的微透镜14)。微透镜阵列13与盖部分12形成为一体。在容器11的内部底面设置有生物芯片的位点15。以与各个微透镜相等的间距来设置各个位点15，这样使得照射到位点15的激发光和从位点15产生的荧光都能穿过与该位点15相对的相应微透镜14。
盖部分12的微透镜14使用对激发光和荧光具有良好透射率的材料形成。而盒10的容器11则不必由与微透镜14相同的材料形成。
当盒10的容器11和盖部分12在最终阶段被密封时，将它们结合在一起。其内部的空腔部分被缓冲液填充。如果填充了缓冲液，则从微透镜14至位点15的部分变为相当于油浸透镜或水浸透镜的湿式光学***。因此，能取得大的数值孔径NA、并且使光量增加。例如，如果用缓冲液填充数值孔径为0.3的部分以获得1.2的数值孔径，则光量变成42＝16倍。如果用缓冲液填充数值孔径为0.9的部分以获得1.2的数值孔径，则光量变成1.32＝1.8倍。
中继透镜20由第一透镜21和第二透镜22构成，并被放置于分色镜4与照相机9之间。
图1仅示出作为代表的仅涉及来自一个位点的荧光的光路。
所描述的生物芯片阅读器的操作如下：激发光1的平行光在分色镜4上被反射，并且该被反射的平行光同时入射到全部的微透镜14。将位点15放置在微透镜14的焦距f的位置之前的位置a(a＜f)处，以使照射到位点15的激发光束的聚焦点变得大于位点15的大小。因此，与位点15位于焦距f的位置的情况相比，激发光被广泛、均匀地照射到位点15表面的全部区域上。
以类似的间隔放置其他成对的微透镜和位点。
由于激发光的照射，在位点15上的样品(未图示)的荧光物质受激发而产生荧光。如图所示，该荧光作为发散光而不是平行光穿过微透镜14照射到中继透镜20上，并穿过中继透镜20在照相机9的受光面上成像。其他位点的情况也与此类似。
根据该结构，各个位点的激发光与荧光均透过同一微透镜。由于位点15靠近微透镜14放置，因此微透镜14能有效地会聚以较大的发散角发散的荧光，并产生通过使用油浸物镜或水浸物镜所获得的类似优点。
在光轴上，由于位点15的位置偏离微透镜14的焦距f的位置，因此激发光束能照射到位点的全部表面上。如果将微透镜14的焦点设定在位点表面上(即，a＝f)，则激发光仅仅照射到位点的一个点上，如图2所示，返回光束(图2中的虚线)穿过微透镜14后全部变成平行光，然后该平行光(返回光)通过透镜20a被聚焦，最后仅聚焦于照相机9的一个点上，而没有成像；这是一个问题。透镜20a对应于图1所示的由透镜21和22构成的复合透镜。
然而，如果像本发明一样使焦点位置与位点位置偏移，则不会发生这样的问题。
本发明并不局限于上面描述的实施例，只要不脱离本发明的实质和范围，可以包括各种不同的变化和变形。例如，也可以包括下列
实施例：
(1)如图3所示，可以将各个位点15放置在形成微透镜14的基片的背面。
(2)如图4所示，如果盒10内的空腔部分狭窄，则该空腔部分可以不填充缓冲液而为空。
(3)诸如金属膜等的激发光反射物可以存在于位点的背面。
(4)如图5所示，位点15的位置(距微透镜14的距离a)可以位于比微透镜14的焦距f更远的距离上。
(5)微透镜14不必与盒10形成为一体。其可以与盒10分离，并可以存在于阅读器(由分色镜4、中继透镜20以及照相机9构成的部分)那一侧。不过，在这种情况下，有必要进行微透镜14与位点15之间的对准，才能够获得增加亮度的效果。
(6)至于位点，可以将在盒外制作的具有多个位点的生物芯片***到盒内并将其固定。

Claims (7)

1.一种生物芯片盒，包括：
容器；以及
具有多个微透镜的盖部分，
其中，在所述容器中设置具有多个位点的生物芯片，
以与所述微透镜相等的间距来设置所述多个位点，
激发光穿过对应于各个位点的各个微透镜而照射到各个所述位点上，以及
从各个位点产生的荧光均透过对应于各个位点的微透镜。
2.根据权利要求1所述的生物芯片盒，
其中，在所述微透镜的光轴方向上除所述微透镜的焦点位置以外的位置处设置各个所述位点。
3.根据权利要求1所述的生物芯片盒，
其中，在由所述容器与所述盖部分形成的空腔部分中设置各个所述位点。
4.根据权利要求3所述的生物芯片盒，
其中，所述空腔部分填充有液体。
5.根据权利要求1所述的生物芯片盒，
其中，所述位点被固定到所述盖部分的背面。
6.一种生物芯片阅读器，包括：
根据权利要求1所述的生物芯片盒；
激发光照射部分，其将激发光照射到所述生物芯片盒上；
照相机，其使从生物芯片的各个位点产生的荧光成像；以及
中继透镜，其被设置在所述生物芯片盒与所述照相机之间，并能透过所述荧光。
7.根据权利要求6所述的生物芯片阅读器，
其中，所述生物芯片阅读器为非扫描型生物芯片阅读器。
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