DE19707226A1 - Lichtabtastvorrichtung - Google Patents

Lichtabtastvorrichtung

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    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/645Specially adapted constructive features of fluorimeters
    • G01N21/6452Individual samples arranged in a regular 2D-array, e.g. multiwell plates

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lichtabtastvorrichtung zur Anregung und Detektion von Sekundärlicht, insbesondere von Fluoreszenzlicht, von einer Probe mit einer Lichtemissionsvor­ richtung zur Aussendung von Anregungslicht mit einer für eine Sekundärlichtanregung auf oder in der Probe geeigneten Wellen­ länge, einer Fokussierungsoptik zur Fokussierung des Anregungs­ lichts auf die Probe, einer Probenhalterungsvorrichtung zur lösbaren Halterung der Probe, einer Nachweiseinheit mit einer Erfassungsoptik für das bei Anregung von der Probe emittierte Sekundärlicht und mit einer Detektorvorrichtung zur Umwandlung des Sekundärlichts in elektrische Signale.
Derartige Lichtabtastvorrichtungen werden beispielsweise für molekularbiologische oder gentechnische Untersuchungen verwen­ det. Dabei wird eine Vielzahl von zu untersuchenden Stoffen feldartig auf einem Träger aufgebracht und mit einem fluores­ zierenden Markierungsstoff vorübergehend in Kontakt gebracht. Diejenigen zu untersuchenden Stoffe, die eine Affinität zum Markierungsstoff aufweisen, binden den Markierungsstoff an sich und können folglich zur Emission von Fluoreszenzlicht angeregt werden. Durch die Anregbarkeit der Fluoreszenz wird somit die Eigenschaft des zu untersuchenden Stoffs, den Markierungsstoff an sich zu binden, sichtbar, wodurch Rückschlüsse auf die Art des Probenstoffs gezogen werden können.
Bei mikrobiologischen oder gentechnischen Untersuchungen werden große Felder solcher mit Fluoreszenzstoffen markiert er Stoffe mit Anregungslicht sequentiell abgetastet. Bei bisher bekannten Vorrichtungen erfolgte die Abtastung des die Probenstoffe hal­ tenden Trägers mittels zweier im optischen Weg des Anregungs­ lichts vorhandener Kippspiegel, die zwei zueinander senkrechte Drehachsen aufweisen. Wenn der Abtastlichtstrahl auf eine Stel­ le mit einer markierten und somit fluoreszierenden Probensub­ stanz trifft, wird Sekundärlicht ausgesendet, das von einer Nachweiseinheit mit einer Erfassungsoptik und einer Detektor­ vorrichtung erfaßt und in elektrische Signale umgewandelt wird.
Bei derartigen Vorrichtungen ist jedoch die Drehung der Kipp­ spiegel zur Abtastung toleranzbehaftet, was aufgrund des langen Strahlwegs zu großen Ungenauigkeiten in der Ortsauflösung der Abtastung führt. Weiter ist es bei einer "Pre-Objective- Scanning"-Anordnung der Fokussierungsoptik (d. h. zwischen der Abtasteinheit und der Probe) notwendig, daß diese einen großen Durchmesser aufweist, um das durch die Abtastspiegel von der optischen Achse abgelenkte Lichtstrahlenbündel in die Probene­ bene abzubilden. Bei solchen Objektiven mit einem großen Durch­ messer ist jedoch eine Korrektur für große Bildwinkel und eine gute Bildfeldebnung sehr aufwendig und folglich mit erhöhten Kosten verbunden.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lichtabtastvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der eine verbesserte Ortsauflösung bei vereinfachtem opti­ schen Aufbau möglich ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Lichtab­ tastvorrichtung der eingangs genannten Art, die sich dadurch auszeichnet, daß die Probenhalterungsvorrichtung drehbar ist zur Drehung der Probe relativ zu dem Anregungslicht derart, daß unterschiedliche Teilgebiete der Probe mit dem Anregungslicht zur Aussendung von Sekundärlicht anregbar sind.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich die eingangs genannte Lichtabtastvorrichtung da­ durch aus, daß die Fokussierungsoptik drehbar gehaltert ist zur Führung des Anregungslichts entlang eines Kreisbogens auf der Probe.
Gemäß diesen beiden Lösungen wird das bisher bekannte Abtastsy­ stem unter Verwendung von Kippspiegeln ersetzt durch eine me­ chanische Drehung entweder der Probe oder des Abtastlicht­ strahls, wodurch jeweils ein Kreisbogen auf der Probenfläche abgetastet wird. Eine gemäß dem Galvanometerprinzip auftretende Verstärkung von Ungenauigkeiten bzw. Toleranzen bei der Verdre­ hung der Kippspiegel in den bisher bekannten Abtastvorrichtun­ gen, die zu relativ großen Ungenauigkeiten in den Lagekoordina­ ten des Abtaststrahls auf der Probe führen, ist in der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung ausgeschlossen, da die Strahlachse ge­ genüber der Probenfläche nicht verkippt wird. Somit können durch die erfindungsgemäßen Vorrichtungen hohe Ortsauflösungen von bis zu 2 µm, z. B. bei Verwendung einer geeigneten Laserdi­ ode als Lichtemissionsvorrichtung, erzielt werden. Außerdem kann die Fokussierungsoptik zur Fokussierung des Anregungs­ lichts auf ein Teilgebiet der Probe aus einem relativ kosten­ günstigen Objektiv mit kleinem Durchmesser und einem kleinen korrigierten Feldbereich bestehen. Dadurch lassen sich hohe Ko­ steneinsparungen bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch Verwendung einer einfachen und billigen Fokussierungsoptik und den Wegfall der aufwendigen Halterungen und Ansteuerungen für die Kippspiegel erzielen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Fo­ kussierungsoptik radial bezüglich der Drehachse der Probenhal­ terung verschiebbar bzw. die Probenhalterung in radialer Rich­ tung bezüglich der optischen Achse der Fokussierungsoptik ver­ schiebbar. Dadurch wird eine zweidimensionale Ortsauflösung mittels einer einfachen mechanischen Bewegung der Fokussie­ rungsoptik bzw. des Probenhalters ohne Veränderung des Winkels der Strahlachse relativ zur Probenoberfläche erzielt. Daher wird gemäß dieser vorteilhaften Weiterbildung auch in der zwei­ ten Dimension die sehr gute Ortsauflösung erreicht. Auch in dieser Ausführungsform ist das zuvor erwähnte kostengünstige Objektiv mit geringem Durchmesser und geringem Aufwand in der Bildfeldkorrektur verwendbar.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung sind zwei oder mehrere jeweils einander zugeordnete Paare der Fokussierungsop­ tik und der Nachweiseinheit vorgesehen. Dadurch läßt sich die Abtastzeit insbesondere bei Verwendung großer Proben und hoher Auflösung beträchtlich verringern. Bei Verwendung von zwei Paa­ ren aus Fokussierungsoptik und Nachweiseinheit wird die Ab­ tastzeit der Probenfläche halbiert. Dabei ist es bevorzugt, daß die beiden Paare aus Fokussierungsoptik und Nachweiseinheit ei­ nen Abstand ihrer optischen Wege aufweisen, der gleich dem hal­ ben Radius der Gesamtabtastfläche ist. Insbesondere ist es vor­ teilhaft, wenn die Paare der Fokussierungsoptik und der Nach­ weiseinheit mechanisch miteinander gekoppelt sind. In diesem Fall werden durch die mechanische Kopplung Stellelemente zur radialen Verschiebung der Fokussierungsoptik eingespart, wo­ durch wiederum die Kosten der erfindungsgemäßen Lichtabtastvor­ richtung verringert werden, und andererseits wird durch die starre mechanische Verbindung eine genauere Positionierung ge­ währleistet.
Bei der gleichzeitigen Verwendung mehrerer Detektoren ist es vorteilhaft, Lochblenden jeweils in einer Abbildungsebene einer Erfassungsoptik vor der entsprechenden Detektorvorrichtung vor­ zusehen. Dadurch kann ein Übersprechen zwischen den einzelnen Detektoren und eine Aufnahme von Streulicht aus der Umgebung des Anregungslichtflecks verhindert werden.
Schließlich können in der erfindungsgemäßen Lichtabtastvorrich­ tung mehrere Lichtquellen mit verschiedenen Emissionslichtwel­ lenlängen und/oder Farbfilter unterschiedlicher Transmissions­ wellenlänge vor den einzelnen Detektorvorrichtungen vorgesehen werden, was die Flexibilität und Vielseitigkeit des Systems er­ höht.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen gehen aus den Unteran­ sprüchen hervor.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung beispielhaft anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert und be­ schrieben. In den begleitenden Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Aufbaus einer erfin­ dungsgemäßen Ausführungsform; und
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung.
In Fig. 1 ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lichtabtastvorrichtung schematisch dargestellt. Eine Lichtemis­ sionsvorrichtung 10, bei der es sich z. B. um einen Laser han­ delt, emittiert einen Lichtstrahl 11, der auf eine erste Ein­ heit 30 mit einer Fokussierungsoptik für den Lichtstrahl und einer Erfassungsoptik für das Sekundärlicht trifft. Die erste Einheit 30 umfaßt einen Trägerkörper 35 zur Halterung eines Strahlteilerwürfels 33, eines Fokussierungsobjektivs 34 zur Fo­ kussierung des von der Lichtemissionsvorrichtung 10 emittierten Lichts auf die Probe, eines Erfassungsobjektivs 32 zur Erfas­ sung und Sammlung von Sekundärlicht und eines Detektors 31. Der Trägerkörper 35 besitzt entlang des Ausbreitungswegs des Emis­ sionslichtstrahlenbündels 11 Ausnehmungen, die einen Durchgang des Lichtstrahlenbündels 11 erlauben. Im optischen Weg des Lichtstrahlenbündels 11 ist der Strahlteiler 33 so angeordnet, daß das Strahlenbündel 11 teilweise im wesentlichen senkrecht reflektiert wird und anschließend entlang einer durch das Fo­ kussierungsobjektiv 34 verlaufenden optischen Achse 12 ver­ läuft. Der durch den Strahlteiler 33 transmittierte Teil des Strahlenbündels verläßt an einer entsprechenden zweiten Ausneh­ mung den Trägerkörper 35 und trifft auf eine zweite Einheit 40, die im wesentlichen zur ersten Einheit 30 identisch aufgebaut ist.
Die zweite Einheit 40 umfaßt somit einen Detektor 41, ein Er­ fassungsobjektiv 42 zur Erfassung und Sammlung des Sekundär­ lichts, einen Strahlteiler 43 und eine Fokussierungsoptik 44, die sämtlich in einem Trägerkörper 45 gehaltert sind. Der Trä­ gerkörper 45 weist wieder geeignet angeordnete Ausnehmungen zum Eintritt und Austritt des von der Lichtemissionsvorrichtung 10 erzeugten, sich geradlinig ausbreitenden Strahlenbündels 11 auf.
In der gezeigten Ausführungsform sind die beiden Einheiten 30 und 40 mittels einer starren Verbindung 51 mechanisch gekop­ pelt. Wie durch die horizontalen Pfeile angezeigt ist, sind die Einheiten 30 und 40 gemeinsam entlang der Ausbreitungsrichtung des nicht abgelenkten, von der Emissionsvorrichtung 10 emit­ tierten Strahlenbündels 11 verschiebbar.
Gegenüberliegend zu den beiden Fokussierungsobjektiven 34 und 44 ist eine Probe 22 angeordnet, die auf einer Probenhalterung 20 lösbar gehaltert ist. Die Probenhalterung 20 ist in der ge­ zeigten Ausführungsform ein an einer Drehachse 21 gehalterter Drehteller. Zur Halterung der Probe 22 auf dem Drehteller 20 können nicht gezeigte Aufspannelemente oder Vakuumansaugleitun­ gen vorhanden sein, wobei jedoch meist die normale Reibung der Probe auf der Unterlage genügt.
In der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ist der Abstand zwi­ schen den Einheiten 30 und 40 der halbe Radius des auf der Pro­ be 22 abzutastenden Gebiets.
Der optische Weg des von der Lichtemissionsvorrichtung 10 emit­ tierten Lichtstrahlenbündels 11 verläuft zuerst im wesentlichen parallel zur Oberfläche der Probe 22 und wird jeweils an den Strahlteilern 33 und 43 in eine Richtung im wesentlichen senk­ recht zur Oberfläche der Probe 22 abgelenkt, im das Anregungs­ licht über die Fokussierungsobjektive 34 und 44 auf zwei Stel­ len der Probenoberfläche zu fokussieren. Das bei Fluoreszenz von der Probenoberfläche abgestrahlte Sekundärlicht geht in den oberen Halbraum (falls die Probenhalterung 20 absorbiert). Da­ von wird nur derjenige Teil für den Detektor genutzt, der von der Optik 34, 32 bzw. 44, 42 aufgenommen werden kann. Nach Sammlung durch die Fokussierungsobjektive 34 und 44 geht das Sekundärlicht zu den Strahlteilern 33 und 43 über. An den Strahlteilern 33 und 43 werden die zwischen der Probe 22 und den beiden Strahlteilern für das Anregungslicht und das Sekun­ därlicht vereinten optischen Wege getrennt. Ein Teil des Sekun­ därlichts wird jeweils an den Strahlteilern 33 und 43 in Rich­ tung der Lichtemissionsvorrichtung 10 reflektiert, während ein anderer Teil durch die Strahlteilerwürfel durchgeht und auf die jeweiligen Erfassungsobjektive 32 und 42 trifft, die das Sekun­ därlicht auf den entsprechenden Detektor 31 bzw. 41 abbilden.
Man kann einen polarisierenden Strahlteilerwürfel einsetzen, der ein polarisiertes Anregungslicht mit hoher Reflektivität in Richtung der Proben reflektiert. Die fluoreszierenden Moleküle sind statistisch ("random") verteilt und emittieren in alle Po­ larisationsrichtungen. Daher wird in Richtung der Lichtemssi­ onsvorrichtung 10 nur wenig reflektiert, während das meiste Licht durch den Strahlteiler geht.
In der gezeigten Ausführungsform bei Verwendung von zwei Ein­ heiten 30 und 40 besitzen die Strahlteiler beispielsweise ein Aufteilungsverhältnis von 50 : 50.
In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemä­ ßen Lichtabtastvorrichtung gezeigt. Eine Lichtemissionsvorrich­ tung 110, z. B. ein Laser, erzeugt ein Anregungslichtstrahlen­ bündel 111, das auf eine schematisch dargestellte Strahlaufwei­ tungsoptik 115 zur Aufweitung des Anregungslichtstrahlenbündels trifft. Die Strahlaufweitungsoptik 115 kann gleichzeitig zur Verbesserung der Strahlqualität einen Raumfilter enthalten. An­ schließend folgt im optischen Weg des Anregungslichtstrahls ein dichroitischer Strahlteiler 164, der das Anregungslicht nahezu vollständig unter einem rechten Winkel in Richtung auf eine Probe 122 reflektiert. Zwischen dem Strahlteiler und der Probe 122 ist ein Fokussierungsobjektiv 165 angeordnet, das das Anre­ gungslicht auf einen kleinen Fleck auf der Probe fokussiert.
Die Probe 122 ist wieder wie in der vorherigen Ausführungsform auf einem Drehteller 120 lösbar angebracht, der über eine Dreh­ achse 121 drehbar gehaltert ist.
Im optischen Weg des von der Probe 122 emittierten Fluoreszenz­ lichts liegt zuerst die Fokussierungsoptik 165, auf die der dichroitische Strahlteiler 164 folgt, der so entworfen ist, daß das sich in der Wellenlänge vom Anregungslicht unterscheidende Fluoreszenzlicht nahezu vollständig transmittiert wird zu einer Erfassungsoptik 163, die das Fluoreszenzlicht auf eine Loch­ blende 161 fokussiert, hinter der ein Detektor 162 angeordnet ist.
Zusätzlich zu den in den Fig. 1 und 2 gezeigten Elementen der oben beschriebenen Ausführungsformen kann ein Sperrfilter zur Unterdrückung von Streulicht von der Lichtemissionsvorrich­ tung vor den jeweiligen Detektoren vorgesehen sein. Durch das Sperrfilter und die Lochblende (die selbstverständlich auch vor den Detektoren 31 und 41 der in Fig. 1 gezeigten Ausführungs­ form vorsehbar ist) wird eine starke Unterdrückung von gestreu­ tem Anregungslicht erzielt und das Signal-zu-Rauschverhältnis deutlich verbessert. In der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform ist das Fokussierungsobjektiv 165 zusammen mit den Strahlteiler 164, dem Erfassungsobjektiv 163, der Lochblende 161 und dem De­ tektor 162 entlang der optischen Achse des Anregungslichtstrah­ lenbündels 111 zwischen Lichterzeugungsvorrichtung und Strahl­ teiler verschiebbar.
An der Lochblende 161 könnte auch ein Emissionsfilter einge­ setzt werden, um die Wellenlänge des Emissionslichts zu selek­ tionieren.
In den beiden gezeigten Ausführungsformen wäre es auch möglich, die Anordnung von Laser und Nachweisoptik unter entsprechender Umorientierung des Strahlteilers zu vertauschen. Weiter wäre es möglich, anstelle der Drehbewegung der Probenhalterung und der Linearbewegung der Fokussierungs- und Nachweiseinheit die Dreh­ bewegung bei letzterer vorzusehen, und statt dessen die Probe linear verschiebbar anzuordnen, wodurch wiederum das gesamte Probengebiet abrasterbar wäre.
Bei den gezeigten Ausführungsformen wäre es weiter möglich, die Lichtemissionsvorrichtung und/oder die Nachweiseinheit(en) fi­ xiert anzuordnen und das Licht über flexible Lichtleitfasern an die verschiebbare Fokussierungsoptik zu koppeln. Bei Verwendung von Lichtleitfasern zur Einkopplung des Anregungslichts und zur Übertragung des von der Probe emittierten Fluoreszenzlichts zum Detektor könnte der Strahlteiler entfallen. Eine derartige Ver­ wendung von Lichtleitfasern bei der in Fig. 1 gezeigten Ausfüh­ rungsform ermöglicht eine fixierte Anordnung der Detektoren 31 und 41 bezüglich der Verschiebebewegung des Fokussierungsobjek­ tivs, wobei eine flexible Verbindung zwischen den Detektoren und der Fokussierungsoptik mittels der Lichtleitfasern herge­ stellt würde.
Bei Verwendung mehrerer Fokussierungs- und Nachweiseinheiten ist es auch möglich, unterschiedliche Wellenlängenfilter vor den jeweiligen Detektoren vorzusehen, wodurch verschiedene Flu­ orophore oder mehrere Wellenlängen des gleichen Fluoreszenz­ farbstoffs simultan gemessen werden können. Andererseits kann man unterschiedliche Lichtemissionsvorrichtungen vorsehen, die jeweils über einen eigenen Strahlengang eingekoppelt werden und verschiedene Anregungswellenlängen zur Anregung verschiedener Fluoreszenzfarbstoffe aufweisen. Damit ist es ebenfalls mög­ lich, die Probe bezüglich verschiedener Farbstoffe gleichzeitig zu vermessen.
Anstatt den in Fig. 1 und 2 gezeigten reflektiven Anordnungen wäre auch eine Anordnung zur Messung in Transmission denkbar. In diesem Fall würden die Strahlteilerwürfel jeweils entfallen und die Nachweiseinheiten auf der der Anregungsseite gegenüber­ liegenden Seite der Probe und des in diesem Fall transparenten Probenhalters angeordnet sein. Die Nachweisoptik wäre dann mit der Linearbewegung des oder der Anregungslichtstrahlenbündel auf der Probe 22 entsprechend gekoppelt.
Speziell bei Verwendung einer oder mehrerer Laserdioden als Lichtemissionsvorrichtung ist die Verwendung einer Strahlfor­ mungsoptik, wie symbolisch mit Bezugszeichen 115 in Fig. 2 ange­ zeigt, vorteilhaft.
Die Probe ist mittels eines Mikrospotauftragungsverfahrens auf einem Träger aufgebracht, der auf der Probenhalterung lösbar angebracht ist. Der Träger kann eine kreisrunde Scheibe sein oder auch eine beliebige andere flache Form besitzen. Zur Pro­ benaufgabe auf den Träger werden Mikrodosiertechniken, z. B. un­ ter Verwendung einer Mikrodroppiezotechnologie, verwendet. Da­ mit ist es möglich, einzelne Spotproben im Bereich von typi­ scherweise 30 bis 100 µm Durchmesser aufzutragen.
Die Erfindung schafft den wesentlichen Vorteil, daß die Posi­ tionierung des Abtastlichtstrahlenbündels auf der Probe auf­ grund der Rotationsbewegung bzw. der Linearbewegung genauer steuerbar ist als mittels einer Verkippung der Kippspiegel ge­ mäß dem Stand der Technik, bei denen eine Verstärkung einer Po­ sitionstoleranz wie bei einem Spiegelgalvanometer auftrat. Durch die Verwendung mehrerer Detektoren kann die Abtastzeit wesentlich verkürzt werden, wobei die starre Verbindung der Ab­ bildungs- und Erfassungsoptiken zu einer Verbesserung der Posi­ tionierung führt. Die konfokal vor den Detektoren angeordneten Lochblenden verhindern das Übersprechen der den beiden Detekto­ ren zugeordneten Kanäle und unterdrücken Streulicht aus der Um­ gebung des Anregungslichtspots, wodurch das Signal-zu- Rauschverhältnis verbessert wird. Die Möglichkeit, mehrere Lichtemissionsvorrichtungen und verschiedene Filter einzuset­ zen, erhöht die Flexibilität des Systems.

Claims (16)

1. Lichtabtastvorrichtung zur Anregung und Detektion von Se­ kundärlicht, insbesondere von Fluoreszenzlicht, auf einer Probe (22) mit
einer Lichtemissionsvorrichtung (10) zur Aussendung von Anre­ gungslicht (11) mit einer für eine Sekundärlichtanregung auf oder in der Probe (22) geeigneten Wellenlänge,
einer Fokussierungsoptik (34, 44) zur Fokussierung des Anre­ gungslichts auf ein Teilgebiet der Probe (22),
einer Probenhalterungsvorrichtung (20, 21) zur lösbaren Hal­ terung der Probe (22),
einer Nachweiseinheit mit einer Erfassungsoptik (32, 42) für das bei Anregung von der Probe emittierte Sekundärlicht und mit einer Detektorvorrichtung (31, 41) zur Umwandlung des er­ faßten und abgebildeten Sekundärlichts in elektrische Signa­ le,
dadurch gekennzeichnet, daß die Probenhalterungsvorrichtung drehbar ist zur Drehung der Probe relativ zu dem Anregungs­ licht derart, daß unterschiedliche Teilgebiete der Probe mit dem Anregungslicht zur Aussendung von Sekundärlicht anregbar sind.
2. Lichtabtastvorrichtung zur Anregung und Detektion von Se­ kundärlicht, insbesondere von Fluoreszenzlicht, auf einer Probe (22) mit
einer Lichtemissionsvorrichtung (10) zur Aussendung von Anre­ gungslicht (11) mit einer für eine Sekundärlichtanregung auf oder in der Probe (22) geeigneten Wellenlänge,
einer Fokussierungsoptik (34, 44) zur Fokussierung des Anre­ gungslichts auf ein Teilgebiet der Probe (22),
einer Probenhalterungsvorrichtung (20, 21) zur lösbaren Hal­ terung der Probe (22),
einer Nachweiseinheit mit einer Erfassungsoptik (32, 42) für das bei Anregung von der Probe emittierte Sekundärlicht und mit einer Detektorvorrichtung (31, 41) zur Umwandlung des er­ faßten und abgebildeten Sekundärlichts in elektrische Signa­ le,
dadurch gekennzeichnet, daß die Fokussierungsoptik (34, 44) drehbar gehaltert ist zur Führung des Anregungslichts entlang eines Kreisbogens auf der Probe.
3. Lichtabtastvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Fokussierungsoptik radial bezüglich einer Drehachse der Probenhalterungsvorrichtung verschiebbar ist.
4. Lichtabtastvorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Probenhalterung in radialer Richtung bezüg­ lich einer Drehachse der Fokussierungsoptik verschiebbar ist.
5. Lichtabtastvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Nachweiseinheit und die Fokus­ sierungsoptik (34, 44) zusammengekoppelt sind und wenigstens teilweise einen gemeinsamen optischen Weg aufweisen.
6. Lichtabtastvorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Fokussierungsoptik (34, 44) und die Erfas­ sungsoptik der Nachweiseinheit einen gemeinsamen Strahlteiler (33, 43) aufweisen, um die optischen Wege des Anregungslichts und des Sekundärlichts zu vereinen bzw. zu trennen.
7. Lichtabtastvorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Strahlteiler (33, 43) ein dichroitischer Strahlteiler ist, der entweder das Anregungslicht oder das Sekundärlicht reflektiert und das andere Licht im wesentli­ chen transmittiert.
8. Lichtabtastvorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Strahlteiler das auf ihn einfallende Licht in einem Verhältnis von 50 : 50 reflektiert und transmittiert.
9. Lichtabtastvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 5-8, da­ durch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei jeweils einander zugeordnete Paare der Fokussierungsoptik und der Nachweisein­ heit vorgesehen sind.
10. Lichtabtastvorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Paare der Fokussierungsoptik und der Nach­ weiseinheit mechanisch miteinander gekoppelt sind.
11. Lichtabtastvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Detektorvorrich­ tung eine Lochblende in einer Abbildungsebene der Erfassungs­ optik für das Sekundärlicht vorgesehen ist.
12. Lichtabtastvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sperrfilter zur Un­ terdrückung des Anregungslichts vor der Detektorvorrichtung vorgesehen ist.
13. Lichtabtastvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektorvorrichtung (31, 41) und/oder die Lichtemissionsvorrichtung (10) fixiert vorgesehen sind.
14. Lichtabtastvorrichtung gemäß Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Detektorvorrichtung und/oder die Lichtemis­ sionsvorrichtung mit der Erfassungsoptik bzw. der Fokussie­ rungsoptik zur Lichtübertragung über Lichtleitfasern gekop­ pelt sind.
15. Lichtabtastvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Farbfilter zur Transmission einer bestimmten Wellenlänge des Sekundärlichts vor der Detektorvorrichtung vorgesehen ist.
16. Lichtabtastvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtemissionsvor­ richtung eine Vielzahl von Laserdioden mit jeweils unter­ schiedlicher Ausgangswellenlänge umfaßt.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19844713A1 (de) * 1998-09-29 2000-04-13 Gsf Forschungszentrum Umwelt Fluoreszenz-Meßvorrichtung
WO2000068668A1 (en) * 1999-05-11 2000-11-16 Hitachi Software Engineering Co., Ltd. Method and device for fluorescence measurement
DE10136863A1 (de) * 2001-07-28 2003-02-20 Berthold Tech Gmbh & Co Kg Vorrichtung zur wahlweisen Messung von insbesondere Lumineszenz- und/oder Fluoreszenzstrahlung
EP1387162A1 (de) * 2002-07-31 2004-02-04 Tecan Trading AG Vorrichtung und Verfahren zum Messen der Lebensdauer der Fluoreszenz von Fluorophoren in Proben

Families Citing this family (63)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5631734A (en) * 1994-02-10 1997-05-20 Affymetrix, Inc. Method and apparatus for detection of fluorescently labeled materials
US6048734A (en) 1995-09-15 2000-04-11 The Regents Of The University Of Michigan Thermal microvalves in a fluid flow method
JP2000121559A (ja) * 1998-10-14 2000-04-28 Hitachi Denshi Ltd 微小点光量読取装置
US7423750B2 (en) * 2001-11-29 2008-09-09 Applera Corporation Configurations, systems, and methods for optical scanning with at least one first relative angular motion and at least one second angular motion or at least one linear motion
US20050279949A1 (en) * 1999-05-17 2005-12-22 Applera Corporation Temperature control for light-emitting diode stabilization
DE19959742A1 (de) * 1999-12-10 2001-06-13 Zeiss Carl System zur Kompensation von Richtungs- und Positionsschwankungen eines von einem Laser erzeugten Lichtes
US6912076B2 (en) * 2000-03-17 2005-06-28 Accu-Sort Systems, Inc. Coplanar camera scanning system
US6563581B1 (en) * 2000-07-14 2003-05-13 Applera Corporation Scanning system and method for scanning a plurality of samples
US6603546B1 (en) * 2000-07-21 2003-08-05 I.S.S. (Usa) Inc. Rapid high throughput spectrometer and method
CA2418271A1 (en) * 2000-08-03 2002-07-04 Perlegen Sciences High performance substrate scanning
US7062092B2 (en) 2000-08-22 2006-06-13 Affymetrix, Inc. System, method, and computer software product for gain adjustment in biological microarray scanner
US6692700B2 (en) * 2001-02-14 2004-02-17 Handylab, Inc. Heat-reduction methods and systems related to microfluidic devices
US6852287B2 (en) 2001-09-12 2005-02-08 Handylab, Inc. Microfluidic devices having a reduced number of input and output connections
US7829025B2 (en) 2001-03-28 2010-11-09 Venture Lending & Leasing Iv, Inc. Systems and methods for thermal actuation of microfluidic devices
US7323140B2 (en) 2001-03-28 2008-01-29 Handylab, Inc. Moving microdroplets in a microfluidic device
US8895311B1 (en) 2001-03-28 2014-11-25 Handylab, Inc. Methods and systems for control of general purpose microfluidic devices
US7010391B2 (en) 2001-03-28 2006-03-07 Handylab, Inc. Methods and systems for control of microfluidic devices
US6650411B2 (en) 2001-04-26 2003-11-18 Affymetrix, Inc. System, method, and product for pixel clocking in scanning of biological materials
US6643015B2 (en) 2001-04-26 2003-11-04 Affymetrix, Inc. System, method, and product for symmetrical filtering in scanning of biological materials
US6490533B2 (en) * 2001-04-26 2002-12-03 Affymetrix, Inc. System, method, and product for dynamic noise reduction in scanning of biological materials
CA2422224A1 (en) * 2002-03-15 2003-09-15 Affymetrix, Inc. System, method, and product for scanning of biological materials
US7148043B2 (en) 2003-05-08 2006-12-12 Bio-Rad Laboratories, Inc. Systems and methods for fluorescence detection with a movable detection module
EP2402089A1 (de) 2003-07-31 2012-01-04 Handylab, Inc. Verarbeitung partikelhaltiger Proben
US7317415B2 (en) 2003-08-08 2008-01-08 Affymetrix, Inc. System, method, and product for scanning of biological materials employing dual analog integrators
EP2345739B8 (de) 2004-05-03 2016-12-07 Handylab, Inc. Mikrofluidische Vorrichtung zur Verarbeitung polynukleotidhaltiger Proben
US8852862B2 (en) 2004-05-03 2014-10-07 Handylab, Inc. Method for processing polynucleotide-containing samples
WO2006014494A2 (en) * 2004-07-07 2006-02-09 Corcoran Timothy C Multiple-label fluorescence imaging using excitation-emission matrices
US20070247628A1 (en) * 2004-09-10 2007-10-25 Wallac Oy Instrumentation and Method Adapted For Optical Measurement of an Amplified Luminescent Proximity Homogeneous Assay
JP4577645B2 (ja) * 2004-09-30 2010-11-10 横河電機株式会社 スクリーニング装置
US7709249B2 (en) * 2005-04-01 2010-05-04 3M Innovative Properties Company Multiplex fluorescence detection device having fiber bundle coupling multiple optical modules to a common detector
US7507575B2 (en) * 2005-04-01 2009-03-24 3M Innovative Properties Company Multiplex fluorescence detection device having removable optical modules
US8351026B2 (en) 2005-04-22 2013-01-08 Affymetrix, Inc. Methods and devices for reading microarrays
US7754148B2 (en) 2006-12-27 2010-07-13 Progentech Limited Instrument for cassette for sample preparation
US7727473B2 (en) 2005-10-19 2010-06-01 Progentech Limited Cassette for sample preparation
WO2007091530A1 (ja) * 2006-02-07 2007-08-16 The Furukawa Electric Co., Ltd. 光検出装置及び測定対象読取装置
US10900066B2 (en) 2006-03-24 2021-01-26 Handylab, Inc. Microfluidic system for amplifying and detecting polynucleotides in parallel
US8088616B2 (en) * 2006-03-24 2012-01-03 Handylab, Inc. Heater unit for microfluidic diagnostic system
US11806718B2 (en) 2006-03-24 2023-11-07 Handylab, Inc. Fluorescence detector for microfluidic diagnostic system
EP2001990B1 (de) 2006-03-24 2016-06-29 Handylab, Inc. Integriertes system zur verarbeitung von mikrofluidischen proben und verwendungsverfahren
US7998708B2 (en) 2006-03-24 2011-08-16 Handylab, Inc. Microfluidic system for amplifying and detecting polynucleotides in parallel
US8009889B2 (en) 2006-06-27 2011-08-30 Affymetrix, Inc. Feature intensity reconstruction of biological probe array
EP2091647A2 (de) 2006-11-14 2009-08-26 Handylab, Inc. Mikrofluidisches system für parallele amplifikation und erkennung von polynukleotiden
WO2008060604A2 (en) * 2006-11-14 2008-05-22 Handylab, Inc. Microfluidic system for amplifying and detecting polynucleotides in parallel
AU2013205267B2 (en) * 2007-07-13 2015-08-13 Handylab, Inc. Integrated apparatus for performing nucleic acid extraction and diagnostic testing on multiple biological samples
US8105783B2 (en) 2007-07-13 2012-01-31 Handylab, Inc. Microfluidic cartridge
US8287820B2 (en) 2007-07-13 2012-10-16 Handylab, Inc. Automated pipetting apparatus having a combined liquid pump and pipette head system
US8133671B2 (en) 2007-07-13 2012-03-13 Handylab, Inc. Integrated apparatus for performing nucleic acid extraction and diagnostic testing on multiple biological samples
US8182763B2 (en) 2007-07-13 2012-05-22 Handylab, Inc. Rack for sample tubes and reagent holders
US20090136385A1 (en) 2007-07-13 2009-05-28 Handylab, Inc. Reagent Tube
USD621060S1 (en) 2008-07-14 2010-08-03 Handylab, Inc. Microfluidic cartridge
US9618139B2 (en) * 2007-07-13 2017-04-11 Handylab, Inc. Integrated heater and magnetic separator
US9186677B2 (en) 2007-07-13 2015-11-17 Handylab, Inc. Integrated apparatus for performing nucleic acid extraction and diagnostic testing on multiple biological samples
EP3741869A1 (de) 2007-07-13 2020-11-25 Handylab, Inc. Materialien zur erfassung von polynukleotiden und verfahren zur verwendung davon
USD618820S1 (en) 2008-07-11 2010-06-29 Handylab, Inc. Reagent holder
USD787087S1 (en) 2008-07-14 2017-05-16 Handylab, Inc. Housing
US9767342B2 (en) 2009-05-22 2017-09-19 Affymetrix, Inc. Methods and devices for reading microarrays
CA2977845C (en) 2010-02-23 2020-08-04 Luminex Corporation Apparatus and methods for integrated sample preparation, reaction and detection
ES2769028T3 (es) 2011-04-15 2020-06-24 Becton Dickinson Co Termociclador microfluídico de barrido en tiempo real
WO2012151473A2 (en) 2011-05-04 2012-11-08 Luminex Corporation Apparatus and methods for integrated sample preparation, reaction and detection
USD692162S1 (en) 2011-09-30 2013-10-22 Becton, Dickinson And Company Single piece reagent holder
CA2849917C (en) 2011-09-30 2020-03-31 Becton, Dickinson And Company Unitized reagent strip
EP2773892B1 (de) 2011-11-04 2020-10-07 Handylab, Inc. Vorrichtung zur vorbereitung von polynukleotidproben
RU2658773C2 (ru) 2012-02-03 2018-06-22 Бектон, Дикинсон Энд Компани Система и способ выполнения автоматизированных тестов над множеством биологических проб

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3918812A (en) * 1973-05-07 1975-11-11 Us Energy Diagnoses of disease states by fluorescent measurements utilizing scanning laser beams
US4405993A (en) * 1981-01-02 1983-09-20 Hewlett-Packard Company Liquid crystal disc memory system
US4626684A (en) * 1983-07-13 1986-12-02 Landa Isaac J Rapid and automatic fluorescence immunoassay analyzer for multiple micro-samples
US5022757A (en) * 1989-01-23 1991-06-11 Modell Mark D Heterodyne system and method for sensing a target substance
US5091652A (en) * 1990-01-12 1992-02-25 The Regents Of The University Of California Laser excited confocal microscope fluorescence scanner and method
WO1992006379A1 (en) * 1990-10-09 1992-04-16 Idemitsu Petrochemical Co., Ltd. Method of immunological quantitative analysis
US5223718A (en) * 1992-08-10 1993-06-29 Alcor, Inc. Method and apparatus for quantifying thermal oxidation tester tube deposits
US5537247A (en) * 1994-03-15 1996-07-16 Technical Instrument Company Single aperture confocal imaging system
US5459325A (en) * 1994-07-19 1995-10-17 Molecular Dynamics, Inc. High-speed fluorescence scanner
GB9418981D0 (en) * 1994-09-21 1994-11-09 Univ Glasgow Apparatus and method for carrying out analysis of samples
US5717519A (en) * 1995-07-13 1998-02-10 Yokogawa Electric Corporation Confocal microscope

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19844713A1 (de) * 1998-09-29 2000-04-13 Gsf Forschungszentrum Umwelt Fluoreszenz-Meßvorrichtung
DE19844713C2 (de) * 1998-09-29 2001-09-20 Gsf Forschungszentrum Umwelt Fluoreszenz-Meßvorrichtung
WO2000068668A1 (en) * 1999-05-11 2000-11-16 Hitachi Software Engineering Co., Ltd. Method and device for fluorescence measurement
DE10136863A1 (de) * 2001-07-28 2003-02-20 Berthold Tech Gmbh & Co Kg Vorrichtung zur wahlweisen Messung von insbesondere Lumineszenz- und/oder Fluoreszenzstrahlung
US6949754B2 (en) 2001-07-28 2005-09-27 Berthold Technologies Gmbh & Co. Kg Apparatus for measuring in particular luminescent and/or fluorescent radiation
EP1387162A1 (de) * 2002-07-31 2004-02-04 Tecan Trading AG Vorrichtung und Verfahren zum Messen der Lebensdauer der Fluoreszenz von Fluorophoren in Proben

Also Published As

Publication number Publication date
EP0961929A1 (de) 1999-12-08
EP0961929B1 (de) 2006-04-19
DE59712623D1 (de) 2006-05-24
AU5753998A (en) 1998-09-18
JP3660691B2 (ja) 2005-06-15
JP2005140796A (ja) 2005-06-02
WO1998038495A1 (de) 1998-09-03
EP1610117A2 (de) 2005-12-28
JP2000509826A (ja) 2000-08-02
EP1610117A3 (de) 2006-05-10
US6211989B1 (en) 2001-04-03

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