JP2014032192A - 配列光学 - Google Patents
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Abstract
【課題】対物レンズ系を備えるレンズ系を有する器具が開示される。
【解決手段】対物レンズ系は、光源及び複数の反応領域間に配置される。対物レンズ系は、視野レンズ配列及び瞳面を備え、瞳面及び光源は視野レンズ配列の両側に配置される。視野レンズ配列は前記光源及び前記複数の反応領域間に配置され、前記視野レンズ配列は複数の視野レンズ配列要素を備え、前記視野レンズ配列要素のいずれか１つが、前記光源及び前記視野レンズ配列間に位置する瞳絞りを前記瞳面上に位置する瞳に結像することができるように、視野レンズ配列内のいずれか１つの視野レンズ配列要素の湾曲の半径、厚さ、及び湾曲の中心の位置は可変であり、前記光源及び前記反応領域間の光束経路中に配置され、瞳面上に位置する瞳の配列が視野レンズ配列によって生成される。
【選択図】図１
【解決手段】対物レンズ系は、光源及び複数の反応領域間に配置される。対物レンズ系は、視野レンズ配列及び瞳面を備え、瞳面及び光源は視野レンズ配列の両側に配置される。視野レンズ配列は前記光源及び前記複数の反応領域間に配置され、前記視野レンズ配列は複数の視野レンズ配列要素を備え、前記視野レンズ配列要素のいずれか１つが、前記光源及び前記視野レンズ配列間に位置する瞳絞りを前記瞳面上に位置する瞳に結像することができるように、視野レンズ配列内のいずれか１つの視野レンズ配列要素の湾曲の半径、厚さ、及び湾曲の中心の位置は可変であり、前記光源及び前記反応領域間の光束経路中に配置され、瞳面上に位置する瞳の配列が視野レンズ配列によって生成される。
【選択図】図１
Description
本発明は、光源、検出器、及びレンズ系を備える、生物学的液体の光度測定用器具に関し、前記レンズ系は、視野レンズ配列を備える。
増幅器具用レンズ系は、当該技術分野で周知である。このようなレンズ系の一例は、米国特許第７，９０６，７６７号に示されている。レンズ系は、視野レンズ、視野レンズ配列、及び瞳レンズ配列を備える。
本発明は、核酸増幅用器具のための改善されたレンズ系を提供する。
複数の隔置反応領域を有する塊と、
少なくとも１つの励起周波数を含む光を放射する光源と、
対物レンズ系を備えるレンズ系であって、前記対物レンズ系は光源及び複数の反応領域間に配置され、前記対物レンズ系は視野レンズ配列及び瞳面を備え、前記瞳面及び前記光源は視野レンズ配列の両側に配置され、前記視野レンズ配列は前記光源及び前記複数の反応領域間に配置され、前記視野レンズ配列は複数の視野レンズ配列要素を備え、前記視野レンズ配列要素のいずれか１つが、前記光源及び前記視野レンズ配列間に位置する瞳絞りを前記瞳面上に位置する瞳に結像することができるように、視野レンズ配列内のいずれか１つの視野レンズ配列要素の湾曲の半径、厚さ、及び湾曲の中心の位置は可変であり、前記光源及び前記反応領域間の光束経路中に配置され、瞳面上に位置する瞳の配列が視野レンズ配列によって生成される、レンズ系と、
複数の反応領域から放射される放射光束を受けるように配置された検出器とを備える器具が開示され、前記対物レンズ系はさらに前記複数の反応領域及び前記検出器間に配置され、前記レンズ系は、反応領域が検出器上に結像されるように、前記視野レンズ配列及び検出器間に放射光対物レンズを追加で備える。
少なくとも１つの励起周波数を含む光を放射する光源と、
対物レンズ系を備えるレンズ系であって、前記対物レンズ系は光源及び複数の反応領域間に配置され、前記対物レンズ系は視野レンズ配列及び瞳面を備え、前記瞳面及び前記光源は視野レンズ配列の両側に配置され、前記視野レンズ配列は前記光源及び前記複数の反応領域間に配置され、前記視野レンズ配列は複数の視野レンズ配列要素を備え、前記視野レンズ配列要素のいずれか１つが、前記光源及び前記視野レンズ配列間に位置する瞳絞りを前記瞳面上に位置する瞳に結像することができるように、視野レンズ配列内のいずれか１つの視野レンズ配列要素の湾曲の半径、厚さ、及び湾曲の中心の位置は可変であり、前記光源及び前記反応領域間の光束経路中に配置され、瞳面上に位置する瞳の配列が視野レンズ配列によって生成される、レンズ系と、
複数の反応領域から放射される放射光束を受けるように配置された検出器とを備える器具が開示され、前記対物レンズ系はさらに前記複数の反応領域及び前記検出器間に配置され、前記レンズ系は、反応領域が検出器上に結像されるように、前記視野レンズ配列及び検出器間に放射光対物レンズを追加で備える。
本発明の他の態様では、複数の反応部位の少なくとも１つに含まれる少なくとも１つの被検体を同時に検出する方法であって、前記被験体のいずれか１つを、色素を含む分子と反応させる工程を含む方法が開示される。方法はさらに、前記色素を励起光束で照明する工程を備える。
励起光束は、光源及び複数の反応領域間に配置されたレンズ系を通過し、前記レンズ系は対物レンズ系を備え、前記対物レンズ系は視野レンズ配列及び瞳面を備え、前記瞳面及び光源は視野レンズ配列の両側に位置し、前記視野レンズ配列は前記光源及び前記複数の反応領域間に配置され、前記視野レンズ配列は複数の視野レンズ配列要素を備え、前記視野レンズ配列要素のいずれか１つが、前記光源及び前記視野レンズ配列間に位置する瞳絞りを前記瞳面上に位置する瞳に結像することができるように、視野レンズ配列内のいずれか１つの視野レンズ配列要素の湾曲の半径、厚さ、及び湾曲の中心の位置は可変であり、前記光源及び前記反応領域間の光束経路中に配置され、瞳面上に位置する瞳の配列が視野レンズ配列によって生成される。方法はさらに、前記色素によって放射される放射光束を、検出器を使用して検出する工程を備え、前記放射光束は、前記対物レンズ系を通過し、前記対物レンズ系及び前記検出器間に配置された放射光対物レンズによって、前記検出器上に集束される。
本発明の他の態様では、複数の隔置領域を励起光束で照明する方法が、器具を設ける工程を備えて提供される。前記器具は、光源と、光源及び複数の反応領域間に配置されたレンズ系と、複数の隔置反応領域を含む塊とを備える。反応領域の少なくとも１つは試料を備える。レンズ系は、視野レンズ配列及び瞳面を備える対物レンズ系を備える。方法はさらに、光源によって励起光束を生成する工程と、励起光束にレンズ系を通過させる工程とを備え、前記視野レンズ配列の視野面上に集束された励起光の任意の束が、少なくとも２つの光束に分離される。少なくとも２つの光束は、前記瞳レンズ配列を通過させることによって、前記反応領域の視野面上に配向され、それによって、前記反応領域内に含まれる前記試料を照射する。放射光束は、その後、前記反応領域から前記レンズ系を経て進む。
複数の隔置反応領域を有する塊と、
少なくとも１つの励起周波数を含む光を放射する光源と、
対物レンズ系を備えるレンズ系であって、前記対物レンズ系は光源及び複数の反応領域間に配置され、前記対物レンズ系は視野レンズ配列及び瞳面を備え、前記瞳面及び前記光源は視野レンズ配列の両側に配置され、前記視野レンズ配列は前記光源及び前記複数の反応領域間に配置され、前記視野レンズ配列は複数の視野レンズ配列要素を備え、前記視野レンズ配列要素のいずれか１つが、前記光源及び前記視野レンズ配列間に位置する瞳絞りを前記瞳面上に位置する瞳に結像することができるように、視野レンズ配列内のいずれか１つの視野レンズ配列要素の湾曲の半径、厚さ、及び湾曲の中心の位置は可変であり、前記光源及び前記反応領域間の光束経路中に配置され、瞳面上に位置する瞳の配列が視野レンズ配列によって生成される、レンズ系と、
複数の反応領域から放射される放射光束を受けるように配置された検出器とを備える器具が開示され、前記対物レンズ系はさらに前記複数の反応領域及び前記検出器間に配置され、前記レンズ系は、反応領域が検出器上に結像されるように、前記視野レンズ配列及び検出器間に放射光対物レンズを追加で備える。
少なくとも１つの励起周波数を含む光を放射する光源と、
対物レンズ系を備えるレンズ系であって、前記対物レンズ系は光源及び複数の反応領域間に配置され、前記対物レンズ系は視野レンズ配列及び瞳面を備え、前記瞳面及び前記光源は視野レンズ配列の両側に配置され、前記視野レンズ配列は前記光源及び前記複数の反応領域間に配置され、前記視野レンズ配列は複数の視野レンズ配列要素を備え、前記視野レンズ配列要素のいずれか１つが、前記光源及び前記視野レンズ配列間に位置する瞳絞りを前記瞳面上に位置する瞳に結像することができるように、視野レンズ配列内のいずれか１つの視野レンズ配列要素の湾曲の半径、厚さ、及び湾曲の中心の位置は可変であり、前記光源及び前記反応領域間の光束経路中に配置され、瞳面上に位置する瞳の配列が視野レンズ配列によって生成される、レンズ系と、
複数の反応領域から放射される放射光束を受けるように配置された検出器とを備える器具が開示され、前記対物レンズ系はさらに前記複数の反応領域及び前記検出器間に配置され、前記レンズ系は、反応領域が検出器上に結像されるように、前記視野レンズ配列及び検出器間に放射光対物レンズを追加で備える。
本明細書で使用される用語「光源」は、解析されるべき試料内に生じる発光の励起に使用され得る任意の種類の照明器であってよい。本発明の光源は、一次又は二次光源であってよく、一次光源は、電気的、電磁的、化学的、熱的、動力学的、又は任意の他の形態のエネルギーを、試料内の目印分子の励起に適した光に変化させ、例えば、蛍光に基づく発光ダイオードを含む。二次光源は、光束の形状、方向、及び均質性を、他の光束に変換する光源である。それは、白色光源であってよく、又は、単一の波長、複数の波長、若しくは、１つ若しくは複数の波長帯、若しくはその組み合わせを含むだけでよい。典型的な光源は、白熱灯、放電灯、又は、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）を含む発光ダイオード（ＬＥＤ）である。
本明細書で使用される用語「検出器」は、視野面の画像の画像面内に位置する複数の個々の検出部位の特定の配置に関する。各々の個々の検出部位は、光を取り込むことができ、光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。井戸、薬瓶、又は反応領域に含まれる各試料から発生する蛍光の画像は、少なくとも１つの検出部位と一致する。異なる蛍光放射光束は、異なる検出部位によってすべて取り込まれる。
用語「放射光束」及び「光放射光束」は、井戸又は反応領域内に含まれる試料内の目印分子の励起によって生じる発光から発生する光束に関係する。「光放射光束」は、試料を備える１つの井戸、薬瓶、又は反応領域から発生するすべての光束を含む。
「対物レンズ系」は、個々の検出部位の配置の表面と一致してもよく、又は一致しなくてもよい画像面上の概念的又は物理的瞳にわたって視野面の鮮明な画像を生成する目的のため、視野面及び複数の個々の検出部位の配置の間の光束経路中に位置する１つ又は複数のレンズ又はレンズ配列、及び、任意の鏡又は他の光学要素を備える。
用語「視野レンズ配列」は、すべて光学系の視野面内又はそれに近接して配置された視野レンズの二次元配列に関する。配列は、２つ以上の視野レンズ配列要素を備える。「視野レンズ配列要素」は、個々の視野レンズである。視野面は、検出器上に鮮明に結像された面である。したがって、視野面は、常に、物体平面の鮮明な画像が形成される場所に位置する。光学系は、物体平面の１つ又は複数の鮮明な中間画像、及び、したがって１つ又は複数の視野面を備えてよい。視野面は、さらに、各光放射光束が一点に集束される場所である。したがって、視野面内に配置される各レンズは、これらの光放射光束に向かう屈折力を持たない。視野レンズは、したがって、光束を集束させず、光束を偏向させる。視野レンズが視野面に正確に配置されず、視野面に近接して配置されると、レンズの焦点距離及びその視野面からの距離に依存するその集束力が、レンズの主要な効果が偏向となるように、光束の直径と比較して小さい場合、視野レンズは依然として集束しない。
本明細書で使用される用語「瞳面」は、励起光の瞳絞り又は放射光の瞳絞りを含む、１つ若しくは複数の物理的瞳絞り、又は、このような１つ若しくは複数の瞳絞り若しくは瞳が位置する面に関する。瞳絞りは、物理的開口絞りに関する。各瞳絞りに関して、瞳絞りの画像である１つ又は複数の瞳が存在する。各瞳絞りは、光源又は検出器の近くに位置する。したがって、瞳面は、瞳絞り又は瞳と一致し、次の瞳面内の瞳の画像は、物体を照明する光束の、又は、検出器上に物体を結像する光束の最も広い直径を画定する。
用語「湾曲の半径」は、視野レンズ配列要素の湾曲に対応する半径に関する。同様に、用語「湾曲の中心の位置」は、視野レンズ配列要素に対応する中心の位置に関する。したがって、各視野レンズ配列要素の湾曲の半径、湾曲の中心の位置、及び、厚さは、個々の光強度及び光整形特性が最適化されるように、調節され得る。
視野レンズ配列要素の湾曲及び球面の中心の計算は、光線追跡法によって行われてよく、方法は当業者に周知である。本発明の視野レンズ配列は、当業者には周知の方法でもある、合成樹脂を射出成形する、又は硝子を成形することによって製造される。
上述したように、視野レンズ配列は、複数の視野レンズ配列要素を備える。視野レンズ配列内の任意の１つの視野レンズ配列要素の湾曲の半径、厚さ、及び湾曲の中心の位置は、可変である。視野レンズ配列要素は、さらに、一枚岩を形成する。したがって、視野レンズアレイ要素は、個々の組立品及び個々のレンズではないが、単一の塊で作られる。視野レンズ配列要素は、規則的な間隔、及び隣接する視野レンズ配列要素間の最小化空間で、一枚岩内に存在する。これは、光の損失なしに、異なる反応領域からの光を分離することを可能にする。視野レンズ配列要素は、主光軸に対して傾斜されず、すなわち、傾斜角は存在しない。傾斜は、より強い反射により、レンズを非効率にするため、傾斜するレンズは不利であろう。傾斜は、さらに、傾斜されたレンズは異なる横方向の幅を有することになるため、視野レンズ配列要素の非直交格子をもたらす。しかしながら、本発明の視野レンズ配列の視野レンズ配列要素の横方向の幅は、一定のままである。これらの基準によって、本発明の視野レンズ配列は、米国特許第７，９０６，７６７号に記載のように、視野レンズ配列と組み合わされた視野レンズの特性を示す。したがって、本発明のすべての視野レンズ配列要素は、反応領域に関して、米国特許第７，９０６，７６７号による出願されたレンズ配列要素及び視野レンズの混成体を示す。本発明の視野レンズ配列要素の利点は、光学機器がより小さく、より軽く、且つ、より安価になることである。さらに、各々が強度の損失を引き起こす２つのレンズ表面が省略されるため、より効率的である。したがって、本発明の視野レンズ配列要素により、強度が得られる。
本明細書で使用される用語「放射光対物レンズ」は、視野レンズ配列からの光束を検出器上に集束させる対物レンズに関する。
本明細書で使用される用語「励起光対物レンズ」は、光源からの光を平行にする対物レンズに関する。
本明細書で使用される用語「励起光対物レンズ」は、光源からの光を平行にする対物レンズに関する。
一実施形態では、塊は熱伝導性の塊である。これは、熱を反応容器に伝達することを可能にする。一実施形態では、塊は金属の塊である。金属は、銅、アルミニウム、銀、又は金から選択されてよい。これらの金属製の塊は、熱伝導特性を有する。塊は、種々の手段によって加熱及び／又は冷却されてよい。一実施形態では、塊はペルチェ素子によって加熱及び冷却される。このようにして、塊の温度を変化させることができる。塊は、複数の隔置反応領域を備える。これらの反応領域は、前記塊内に構成された室によって収容される。反応領域は、合成樹脂容器であってよい。一実施形態では、それらは、塊及び前記容器内に含まれる液体間の最適な熱伝達を可能にするように構成され配置された合成樹脂容器である。これは、熱循環中の最適条件を考慮し、核酸増幅の特異性及び効率性を保証する。液体は、光束の照射によって検出され得る反応物質を含む。反応物質の例は、液体中の反応生成物の形成と相関する蛍光標識である。反応の一例は、ＴＭＡ、ＮＡＳＢＡ、又はＰＣＲのような増幅反応である。このような増幅反応は、当該技術分野で周知である。反応領域の一例は、多重井戸型板である。
器具は、増幅中の核酸の実時間検出用のＰＣＲ器具であってよい。
本発明の種々の態様の１つの利点は、レンズ系が高価な視野レンズの省略を可能にすることである。
本発明の種々の態様の１つの利点は、レンズ系が高価な視野レンズの省略を可能にすることである。
本発明の１つの利点は、米国特許第７，９０６，７６７号に記載のもののように、高い信号利得を得るために、２つの視野レンズ、視野レンズ及び視野レンズ配列を必要としないことである。代わりに、同様の信号利得は、本明細書に記載の単一の視野レンズ配列を使用して達成され得る。費用削減の他に、これは、レンズ系の複雑さの低減につながり、加えて、レンズ系は、組み立て及び調節するのがより容易である。
さらに、本発明は、光学系の幾何学的中心から遠くに配置される反応部位から発生される放射光束に特権を与えることを可能にし、反応部位は、先行技術のレンズ系の幾何学的中心により近くに配置される反応部位に比べて、より低い強度で照射され、したがってより弱い光を放射する。光学系の幾何学的中心から遠くに配置される反応部位から発生される特権放射光束のこのような特権付与は、したがって、結果として、これらの反応領域から放射される光のより強くより信頼性のある検出をもたらす。
検出器は、光源によって放射される光による励起に続く、反応領域内の反応物質によって放射される光束を検出することができる感知器であると理解される。このような感知器は、当業者に周知である。
本発明による器具のレンズ系は、少なくとも１つのレンズを備える。一実施形態では、レンズ系は、光源及び複数の反応領域間に配置された対物レンズ系を備える。対物レンズ系は、視野レンズ配列を備える。視野レンズ配列は、レンズ系の視野面に又はその近くに位置する。視野レンズ配列は、視野レンズ配列要素を備える配列である。視野レンズ配列要素の各々は、湾曲及び厚さを有する。各々の視野レンズ配列要素は、したがって、湾曲の半径及び湾曲の中心の位置も有する。湾曲は、したがって、円の円周の区分として定義されてよく、湾曲の中心の位置は、この場合、前記湾曲によって定義される仮定的な円の中心の位置である。湾曲の半径という用語は、この場合、当業者によって理解される。前記視野レンズ配列要素の湾曲の半径、湾曲の中心の位置、及び、厚さは、可変である。したがって、視野レンズ配列内の個々の視野レンズ配列要素は、湾曲の異なる半径、湾曲の異なる中心、及び、異なる厚さを有する。さらに、本発明のレンズ系の各視野レンズ配列要素の個々の形状は、異なる反応部位の照明及び検出のよりよい均一性を提供する。
レンズ系は、視野レンズ配列及び反応領域間に位置する瞳面を備える。視野レンズ配列は、光源及び視野レンズ配列間に位置する瞳絞りを、視野レンズ配列及び反応領域間に位置する瞳面上の瞳に結像するように構成及び配置される。一実施形態では、規則的な間隔の瞳絞りが、瞳面上に存在する。この利点は、反応部位間の相互干渉の低減につながる、個々の光束のよりよい分離が存在することである。したがって、視野レンズ配列要素は、局所的に限定された方法で三稜鏡として作用する。
用語「光束経路」は、レンズ系内で励起及び／又は放射光束によってとられる経路に関する。
一実施形態では、対物レンズ系は、前記視野レンズ配列と、追加で、前記視野レンズ配列及び前記複数の反応領域間に配置された、複数の瞳レンズを備える瞳レンズ配列とを備え、前記視野レンズ配列は視野面を備え、前記瞳レンズ配列は、前記視野面上に位置する視野点を、前記反応領域に位置する第２の視野面上の視野点に結像させる。
一実施形態では、対物レンズ系は、前記視野レンズ配列と、追加で、前記視野レンズ配列及び前記複数の反応領域間に配置された、複数の瞳レンズを備える瞳レンズ配列とを備え、前記視野レンズ配列は視野面を備え、前記瞳レンズ配列は、前記視野面上に位置する視野点を、前記反応領域に位置する第２の視野面上の視野点に結像させる。
用語「瞳レンズ配列」は、瞳面に又はその近くに位置する瞳レンズの配列に関すると理解される。瞳レンズ配列は、反応部位から発生される光を、視野レンズ配列が配置される視野面上に集束する。
瞳レンズ配列は、放射光束の各群を、反応部位の点画像を形成する視野面上に集束させることができる。放射光束の各光束は、視野面で偏向されているため、異なる光束間のずっとよい分離が達成され、検出器部位のよりよい照明と、したがって検出器部位のよりよい充填率とをもたらし、したがってよりよい信号をもたらす。適切な瞳絞りが視野面及び反応領域間に生成されるように視野レンズ配列要素が設計されている場合、瞳レンズ配列は省略されてよく、同じ増加された充填率が依然として達成され得る。
一実施形態では、瞳面は前記反応領域と一致する。放射光は、したがって、平行化された光束として視野面に伝播される。これは、反応部位の画像の分離、及び、したがって相互干渉の低減につながる。この実施形態では、瞳レンズ配列は省略されてよく、結果として、組み立て及び調整がより容易で、費用が低減された、より複雑でないレンズ系が生じる。瞳面が反応領域と一致する場合、反応領域は、励起光束に対して透過性でない材料を含む。材料は、光の混合を促進する材料である。相互干渉は、したがって、励起光束に対して透過性でない材料により抑制される。光の混合は、反応領域内の放射光の生成を改善する。これは、反応領域の内容物の励起の最適化につながる。
一実施形態では、本明細書に記載のレンズ系は、追加で、前記光源及び前記視野レンズ配列間に配置された励起光対物レンズを備える。
これに加えて、本明細書に記載のレンズ系は、追加で、前記第２の対物レンズ及び前記視野レンズ配列間に配置された励起光濾波器を備える。励起光濾波器は、反応領域の内容物の励起のための光源から放射された波長の選択を可能にする。一実施形態では、放射濾波器は、前記視野レンズ配列及び前記第３の対物レンズ間に配置される。放射濾波器系は、反応領域の励起された内容物から放射される光の特定の波長の選択を可能にする。
これに加えて、本明細書に記載のレンズ系は、追加で、前記第２の対物レンズ及び前記視野レンズ配列間に配置された励起光濾波器を備える。励起光濾波器は、反応領域の内容物の励起のための光源から放射された波長の選択を可能にする。一実施形態では、放射濾波器は、前記視野レンズ配列及び前記第３の対物レンズ間に配置される。放射濾波器系は、反応領域の励起された内容物から放射される光の特定の波長の選択を可能にする。
本明細書に記載の器具は、追加で、前記反応領域の上端部に熱を供給するための加熱蓋を備えてよく、前記加熱蓋は、反応領域と整列された開口部を備え、前記レンズ系は、前記レンズ系を透過した光が、加熱蓋の反応領域に近い方の側上に集束されるように、前記光源及び前記反応領域間に配置される。加熱蓋は、反応領域が熱循環中に昇温状態に曝される場合に、反応領域内の液体の蒸発を防止する。
本発明の他の態様では、複数の反応部位の少なくとも１つに含まれる少なくとも１つの被検体を同時に検出する方法は、前記被検体のいずれか１つを、色素を含む分子と反応させる工程を備える。方法はさらに、前記色素を励起光束で照明する工程を備える。
励起光束はレンズ系を通過する。レンズ系は、光源及び複数の反応領域間に配置された対物レンズ系を備える。対物レンズ系は視野レンズ配列及び瞳面を備え、前記瞳面及び前記光源は視野レンズ配列の両側に位置し、前記視野レンズ配列は前記光源及び前記複数の反応領域間に配置され、前記視野レンズ配列は複数の視野レンズ配列要素を備え、前記視野レンズ配列要素のいずれか１つが、前記光源及び前記視野レンズ配列間に位置する瞳絞りを前記瞳面上に位置する瞳に結像することができるように、視野レンズ配列内のいずれか１つの視野レンズ配列要素の湾曲の半径、厚さ、及び湾曲の中心の位置は可変であり、前記光源及び前記反応領域間の光束経路中に配置され、瞳面上に位置する瞳の配列が視野レンズ配列によって生成される。方法はさらに、前記色素によって放射される放射光束を検出する工程を備え、前記放射光束は、前記対物レンズ系を通過し、前記対物レンズ系及び前記検出器間に配置された放射光対物レンズによって、前記検出器上に集束される。
方法の態様の実施形態及びそれらの効果は、本明細書に開示されているようなものである。
本発明の他の態様では、複数の隔置領域を励起光束で照明する方法が、器具を設ける工程を備えて提供される。前記器具は、光源と、レンズ系と、複数の隔置反応領域を含む塊とを備える。反応領域の少なくとも１つは試料を備える。レンズ系は、光源及び複数の反応領域間に配置された、視野レンズ配列及び瞳面を備える対物レンズ系を備える。方法はさらに、光源によって励起光束を生成する工程と、励起光束にレンズ系を通過させる工程とを備え、前記視野レンズ配列の視野面上に集束された励起光の任意の束が、少なくとも２つの光束に分離される。少なくとも２つの光束は、前記瞳レンズ配列を通過させることによって、前記反応領域の視野面上に配向され、それによって、前記反応領域内に含まれる前記試料を照射する。放射光束は、その後、前記反応領域から前記レンズ系を経て進む。この方法の特徴の実施形態及びそれらの効果は、本明細書に開示されているようなものである。
本発明の他の態様では、複数の隔置領域を励起光束で照明する方法が、器具を設ける工程を備えて提供される。前記器具は、光源と、レンズ系と、複数の隔置反応領域を含む塊とを備える。反応領域の少なくとも１つは試料を備える。レンズ系は、光源及び複数の反応領域間に配置された、視野レンズ配列及び瞳面を備える対物レンズ系を備える。方法はさらに、光源によって励起光束を生成する工程と、励起光束にレンズ系を通過させる工程とを備え、前記視野レンズ配列の視野面上に集束された励起光の任意の束が、少なくとも２つの光束に分離される。少なくとも２つの光束は、前記瞳レンズ配列を通過させることによって、前記反応領域の視野面上に配向され、それによって、前記反応領域内に含まれる前記試料を照射する。放射光束は、その後、前記反応領域から前記レンズ系を経て進む。この方法の特徴の実施形態及びそれらの効果は、本明細書に開示されているようなものである。
図１は例示的なレンズ系（１）を示す。レンズ系は、光源（２）及び一次光学素子（３）を備える。励起視野絞り（７）は、その寸法を超える光束が検出器（２５）に達するのを阻止する。レンズ系は、励起瞳絞り（８）及び励起対物レンズ（６）も備える。焦点（４）が視野面（４０）に位置し、瞳（５）が瞳面（４１）に位置する。レンズ系は、さらに、濾波器（９）、及び、光束を対物レンズ系（１１）上に導く折り返し鏡（１０）を備える。この例では、対物レンズ系（１１）は、視野レンズ配列（１２）から構成される。視野レンズ配列（１２）は、互いに異なる複数の視野レンズ配列要素（１３）を有する。違いは、この図及び図２に概略的に示される。視野レンズ配列構造は、図３により正確に示され、図３からの視野レンズ配列は、したがって、図１及び２に概略的な例として示される視野レンズ配列（１２）に置き換わる。視野レンズ配列（１２）は、視野面（１４）の近くに位置する。励起光束（１５ａ）、（１５ｂ）は、視野レンズ配列（１２）を経て瞳面（１６）に進むように示される。この例では、瞳面（１６）は、反応領域（１８）内に含まれる試料（１７）の近くに位置し、加熱蓋（１９）と一致する。反応領域（１８）は、塊（２７）内に位置する。瞳（２８ａ）及び（２８ｂ）は、瞳面（１６）上に位置する。放射光束（２０ａ）、（２０ｂ）は、視野レンズ配列（１２）、放射濾波器（２１）、及び放射瞳絞り（２４）を通過する。放射対物レンズ（２２）は、瞳面（２４）内の放射瞳絞り（２４）の近くに位置し、光束（２０ａ、２０ｂ）を検出器（２５）上に集束させる。レンズ系（１）は、光束（１５ａ、１５ｂ）及び（２０ａ、２０ｂ）の焦点（２９）、並びに、放射光束（２０ａ、２０ｂ）の焦点（２６）を生成する。
図２は、同様の例示的なレンズ系（１）を示す。このレンズ系及び図１のレンズ系間の違いは、対物レンズ（１１）が、この例では、図１で説明したような視野レンズ配列（１２）、及び、さらに、瞳レンズ配列（３０）を備えることである。瞳レンズ配列（３０）は、均一ないくつかの瞳レンズ配列要素（３１）を備える。瞳レンズ配列（３０）は、放射瞳及び励起瞳（２８ａ、２８ｂ）を備える瞳面（１６）の近くに位置する。瞳面（１６）が試料の近くに位置する図１のレンズ系とは対照的に、この例では、視野面（２９）が、加熱蓋（１９）の近くに位置する、又はこれと一致する。
図３ａ）は、大きさが異なる視野レンズ配列要素（１３）を有する視野レンズ配列（１２）を示す。図から、配列要素（１３）の湾曲の半径（例えば、ｒ１、ｒ２）、湾曲の中心（例えば、ｃ１、ｃ２）、及び厚さ（例えば、ｔ１、ｔ２）は要素（１３）毎に変化することが分かる。図３ｂ）は、図３ａ）に示す視野レンズ配列要素と同じ特性を有する、一体に形成された視野レンズ配列要素（１３）を有する視野レンズ配列（１２）の第２の実施形態を示す。
図４は、光源（２）、レンズ系（１）、及び塊（２７）を有する器具（４１）を示す。
Claims (8)
- 複数の隔置反応領域を有する塊と、
少なくとも１つの励起周波数を含む光を放射する光源と、
対物レンズ系を備えるレンズ系であって、前記対物レンズ系は前記光源及び前記複数の反応領域間に配置され、前記対物レンズ系は視野レンズ配列及び瞳面を備え、前記瞳面及び前記光源は前記視野レンズ配列の両側に配置され、前記視野レンズ配列は前記光源及び前記複数の反応領域間に配置され、前記視野レンズ配列は複数の視野レンズ配列要素を備え、前記視野レンズ配列要素のいずれか１つが、前記光源及び前記視野レンズ配列間に位置する瞳絞りを前記瞳面上に位置する瞳に結像することができるように、前記視野レンズ配列内のいずれか１つの視野レンズ配列要素の湾曲の半径、厚さ、及び湾曲の中心の位置は可変であり、前記光源及び前記反応領域間の光束経路中に配置され、前記瞳面上に位置する瞳の配列が前記視野レンズ配列によって生成される、レンズ系と、
前記複数の反応領域から放射される放射光束を受けるように配置された検出器とを備える器具であって、
前記対物レンズ系はさらに前記複数の反応領域及び前記検出器間に配置され、前記レンズ系は、前記反応領域が前記検出器上に結像されるように、前記視野レンズ配列及び前記検出器間に放射光対物レンズを追加で備える、器具。 - 前記光源は発光ダイオードである、請求項１に記載の器具。
- 前記対物レンズ系は、前記視野レンズ配列と、追加で、前記視野レンズ配列及び前記複数の反応領域間に配置された、複数の瞳レンズを備える瞳レンズ配列とを備え、前記視野レンズ配列は視野面を備え、前記瞳レンズ配列は、前記視野面上に位置する視野点を、前記反応領域に位置する第２の視野面上の視野点に結像させる、請求項１に記載の器具。
- 前記瞳面は前記反応領域と一致する、請求項１又は２に記載の器具。
- 前記レンズ系は、追加で、前記光源及び前記視野レンズ配列間に配置された励起光対物レンズを備える、請求項１から４のいずれか１項に記載の器具。
- 前記機器は、追加で、前記反応領域の上端部に熱を供給するための加熱蓋を備え、前記加熱蓋は、前記反応領域と整列された開口部を備え、前記対物レンズ系は、前記対物レンズ系を透過した光が、前記加熱蓋の前記反応領域に近い方の側上に集束されるように、前記光源及び前記反応領域間に配置される、請求項１から５のいずれか１項に記載の器具。
- 複数の反応部位の少なくとも１つに含まれる少なくとも１つの被検体を同時に検出する方法であって、
前記被験体のいずれか１つを、色素を含む分子と反応させる工程と、
前記色素を励起光束で照明する工程とを備え、
前記励起光束はレンズ系を通過し、前記レンズ系は光源及び複数の反応領域間に配置された対物レンズ系を備え、前記対物レンズ系は視野レンズ配列及び瞳面を備え、前記瞳面及び前記光源は前記視野レンズ配列の両側に位置し、前記視野レンズ配列は前記光源及び前記複数の反応領域間に配置され、前記視野レンズ配列は複数の視野レンズ配列要素を備え、前記視野レンズ配列要素のいずれか１つが、前記光源及び前記視野レンズ配列間に位置する瞳絞りを前記瞳面上に位置する瞳に結像することができるように、前記視野レンズ配列内のいずれか１つの視野レンズ配列要素の湾曲の半径、厚さ、及び湾曲の中心の位置は可変であり、前記光源及び前記反応領域間の光束経路中に配置され、前記瞳面上に位置する瞳の配列が前記視野レンズ配列によって生成され、
前記方法は、前記色素によって放射される放射光束を、検出器を使用して検出する工程を備え、前記放射光束は、前記対物レンズ系を通過し、前記対物レンズ系及び前記検出器間に配置された放射光対物レンズによって、前記検出器上に集束される、方法。 - 複数の隔置領域を励起光束で照明する方法であって、
請求項１から７のいずれか１項に記載の器具を設ける工程と、
光源によって励起光束を生成する工程と、
前記励起光束に前記レンズ系を通過させ、前記視野レンズ配列の前記視野面上に集束された励起光の任意の束が、少なくとも２つの光束に分離される工程と
前記少なくとも２つの光束を、これらを前記瞳レンズ配列に通過させることによって、前記反応領域の視野面上に配向し、それによって、前記反応領域内に含まれる前記試料を照射する工程と、
放射光束を、前記反応領域から前記レンズ系を経て前記検出器まで進ませる工程とを備える、方法。
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