CN102329725A - 光透射温度控制装置、生物诊断设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光透射温度控制装置和一种包括该透射温度控制装置的生物诊断设备。所述光透射温度控制装置包括：至少一个管，由光透射材料形成，并被构造为容纳样品；以及温度控制单元，容纳透明的所述至少一个管的至少一部分，引导将被照射到所述至少一个管上的光，并控制所述至少一个管的温度。

Description

光透射温度控制装置、生物诊断设备和方法

本申请要求于2010年6月16日在韩国知识产权局提交的第10-2011-0057117号韩国专利申请、于2010年9月1号在韩国知识产权局提交的第10-2010-0085502号韩国专利申请和于2011年4月13日在韩国知识产权局提交的第10-2011-0034419号韩国专利申请的优先权，这些申请的全部公开内容通过引用被包含于此。

技术领域

本发明涉及一种光透射温度控制装置和一种包括该透射温度控制装置的实时检测聚合酶链反应(PCR)设备，更具体地，涉及一种有效地控制用于核酸扩增的管的温度并实时检测所述核酸扩增的光透射温度控制装置和一种包括该透射温度控制装置的生物诊断设备。

背景技术

出于R&D和诊断的目的，核酸(DNA和RNA)扩增技术在生物科学、遗传工程、医学科学等领域具有广泛的应用。已经广泛地使用这些核酸扩增技术中的利用聚合酶链反应(PCR)的核酸扩增技术。当基因组的特异核酸序列根据需要必须尽可能地扩增时，使用PCR。

PCR在一系列温度酶反应过程(如变性(denaturation)、退火(annealing)、延伸(extension)等)之后，并可以在每个过程期间在预定的温度范围内获得良好的质量和高产率的核酸。

用于实时监视通过PCR扩增的产物的生物诊断设备检测在样品扩增反应期间通过将激发光照射到样品上所产生的荧光发射光。

通常，激发光比发射光亮。激发光和发射光被引入到发射光检测装置中，如果在信号中包含的噪声增大，则这使得难以检测到正常的发射光。传统上，为了降低此噪声，已经尝试通过安装各种类型的光滤波器和透镜单元或者调整光源的入射路径处的角度来防止激发光入射到发射光检测装置中。然而，在这种情况下，光学系统的结构变得复杂，或者光路径过度地增长，导致需要增长PCR设备。

发明内容

本发明提供了一种具有简单构造且能够使用于核酸扩增的光路径最小化的生物诊断设备。

本发明还提供了一种能够通过使由于激发光引起的噪声最小化来实现精确的检测性能的生物诊断设备。

本发明还提供了一种用于快速地且有效地控制用于核酸扩增的管的温度的光透射温度控制装置和一种包括该透射温度控制装置的生物诊断设备。

根据本发明的一方面，提供了一种光透射温度控制装置，所述光透射温度控制装置包括：至少一个管，由光透射材料形成，并被构造为容纳样品；以及温度控制单元，容纳透明的所述至少一个管的至少一部分，引导将被照射到所述至少一个管上的光，并控制所述至少一个管的温度。

所述温度控制单元可以包括热电装置块，所述热电装置块包括至少一个孔，所述至少一个管的所述至少一部分插在所述至少一个孔中。

所述温度控制单元可以包括电极，所述电极由透明材料形成，并且如果向所述电极施加电流，则所述电极产生热。

所述光透射温度控制装置还可以包括：散热器，由热传递材料形成，从而将从所述至少一个管产生的热传递出去。

所述散热器包括热管，所述热管围绕所述至少一个管，并且冷却材料流动通过所述热管。

所述温度控制单元可以包括：热电装置块，包括至少一个孔，并控制所述至少一个管的温度，所述至少一个管的至少一部分插在所述至少一个孔中；以及加热块，包括透明层和电极，所述透明层由透明材料形成并设置在所述热电装置块的一个表面上，以支撑所述至少一个管的底端，所述电极形成在所述透明层上，并且如果向所述电极施加电流，则所述电极产生热。

所述温度控制单元可以包括：透明层，由透明材料形成，并包括至少一个容纳凹槽，所述至少一个管插入到所述至少一个容纳凹槽中；以及电极，形成在所述透明层上，并产生热。

根据本发明的另一方面，提供了一种生物诊断设备，所述生物诊断设备包括：如上所述的光透射温度控制装置；光产生单元，设置在所述光透射温度控制装置的一侧，并将光照射到所述至少一个管上；以及光检测单元，设置在所述光透射温度控制装置的另一侧，并检测从所述至少一个管产生的发射光。

所述光产生单元可以包括：光源，产生光；以及至少一个光纤，用于使从所述光源输出的所述光分别透射到所述至少一个管中。

所述至少一个光纤可以包括具有相同长度的多个光纤束，其中，所述光通过所述多个光纤束透射到所述至少一个管中。

所述光产生单元还可以包括：均匀化透镜，使从所述光源输出的所述光均匀化，并将所述光传递到所述至少一个光纤中的每个光纤。

所述温度控制单元可以包括：热电装置块，包括至少一个孔，并控制所述至少一个管的温度，所述至少一个管的所述至少一部分插在所述至少一个孔中；其中，所述至少一个孔从所述热电装置块的一个表面形成且分别连接到从所述热电装置块的另一表面形成的其它至少一个孔，并且在所述至少一个孔和所述其它至少一个孔之间分别是透明的。

至少一个光纤分别从所述热电装置块的另一表面插入到所述其它至少一个孔，并且分别阻挡所述其它至少一个孔的至少一个盖子安装在所述热电装置块的所述另一表面中。

根据本发明的又一方面，提供了一种生物诊断设备，所述生物诊断设备包括：如上所述的光透射温度控制装置，所述光透射温度控制装置还包括：热电装置块，包括至少一个支撑孔，所述至少一个管的所述至少一部分分别插在所述至少一个支撑孔中；以及至少一个光透射孔，分别连接到所述至少一个支撑孔，所述光穿过所述至少一个光透射孔透射到所述至少一个管。所述生物诊断设备还包括：光产生单元，输出来自光源的所述光；以及光检测单元，检测因透射穿过所述至少一个光透射孔的所述光而从所述至少一个管产生的发射光，其中，所述至少一个支撑孔和所述至少一个光透射孔分别以等于或小于90°的角度彼此连接。

所述至少一个支撑孔和所述至少一个光透射孔可以分别以等于或小于90°的角度彼此连接，使得从所述光源输出的所述光的光路与所述发射光的光路形成等于或小于90°的角度。

所述光产生单元包括：第一光源，将第一波段的激发光输出到所述至少一个光透射孔中的第一光透射孔中；以及第二光源，将第二波段的激发光输出到所述至少一个光透射孔中的第二光透射孔中。

所述激发光可以从所述第一光源和所述第二光源输出到所述第一光透射孔和所述第二光透射孔中，从而分别地且同时地入射在所述至少一个管中的相应的管上。

可以在所述至少一个光透射孔的入口部分中或者在所述至少一个光透射孔的至少一部分中填充提高所述光的直度的直的介质或者光纤。

所述热电装置块可以被构造为绕着旋转轴旋转，其中，所述至少一个光透射孔包括多个光透射孔，并设置在所述热电装置块中，从而相对于所述旋转轴形成环，其中，当所述热电装置块旋转时，使得所述多个光透射孔中的每个光透射孔顺序地设置在与所述光对应的位置处。

所述光产生单元可以包括：多个光源，产生具有不同波长的相应的激发光，其中，所述相应的激发光的组合通过所述至少一个光透射孔入射在所述至少一个管上。

通过使用反射滤波器可以产生所述相应的激发光的所述组合，所述反射滤波器将所述相应的激发光中的至少一个激发光的光路改变为相同的光路。

所述相应的激发光中的至少一个激发光可以在不改变原光路的情况下通过相同的光路直接入射在所述至少一个管上。

所述至少一个支撑孔可以被形成为从所述热电装置块的顶表面穿透到所述热电装置块的底表面，并接收通过所述底表面入射的光，其中，所述至少一个光透射孔被构造为输出从所述至少一个管产生的发射光。

所述光产生单元和所述光检测单元中的至少一个可以包括：激发滤波器，透射所述光的选定波段和所述发射光的所述选定波段。

根据本发明的另一方面，提供了一种使用包括热电装置块的生物诊断设备来诊断生物化学反应的方法，所述方法包括如下步骤：将容纳样品的至少一个透明容器插入到形成在所述热电装置块中的至少一个支撑孔中；通过所述热电装置块来控制所述至少一个容器的温度，以使所述样品经历所述生物化学反应；通过分别连接到所述至少一个支撑孔的至少一个光透射孔将激发光照射在所述至少一个容器上；以及通过与所述激发光的光路不同的光路来检测从所述至少一个容器产生的发射光。

产生所述发射光所经过的光路与所述激发光的光路可以形成等于或小于90°的角度。

在所述生物化学反应期间，可以在所述至少一个容器上照射所述激发光。

所述激发光可以是从多个光源产生的光的组合。

所述至少一个支撑孔可以设置在所述热电装置块的周边处，其中，照射步骤包括：绕着所述热电装置块的旋转轴旋转所述热电装置块，并且在旋转所述热电装置块期间在所述至少一个容器中的每个容器上通过所述至少一个光透射孔中的相应的光透射孔照射所述激发光。

产生所述发射光所经过的光路与所述激发光的光路可以形成等于或小于90°的角度。

附图说明

通过参照附图详细地描述本发明的示例性实施例，本发明的以上和其它特征及优点将变得更加明显，在附图中：

图1是根据本发明实施例的生物诊断设备的组件的示意性侧面剖视图；

图2是根据本发明实施例的包括在图1的生物诊断设备中的光透射温度控制装置的组件的示意性侧面剖视图；

图3是根据本发明另一实施例的光透射温度控制装置的组件的示意性侧面剖视图；

图4是根据本发明另一实施例的光透射温度控制装置的组件的示意性侧面剖视图；

图5是根据本发明另一实施例的光透射温度控制装置的组件的示意性侧面剖视图；

图6是根据本发明实施例的生物诊断设备的示意图；

图7是根据本发明实施例的在生物诊断设备中作为光源的多个单色光的发光二极管(LED)的示意图；

图8是根据本发明实施例的生物诊断设备的热循环单元的示意图；

图9是根据本发明实施例的通过使用另外安装的循环流体冷却系统进行冷却的生物诊断设备的分解透视图；

图10是根据本发明实施例的安装在图9的生物诊断设备的冷却块中的热管的示意图；

图11是根据本发明实施例的生物诊断设备的示意图；

图12是沿图11的生物诊断设备的II-II线截取的剖视图；

图13是根据本发明另一实施例的生物诊断设备的示意图；

图14是根据本发明另一实施例的生物诊断设备的示意图；

图15是根据本发明另一实施例的生物诊断设备的示意图；

图16是根据本发明实施例的生物诊断设备的热电装置块的剖视图；

图17是根据本发明另一实施例的生物诊断设备的示意图；

图18是根据本发明实施例的图17的生物诊断设备的旋转热电装置块的剖视图；

图19是示出每个LED光源的光谱与对应于每个LED光源的滤波器的透射率的曲线图。

具体实施方式

现在将参照附图更充分地描述本发明，在附图中示出了本发明的示例性实施例。

与本发明有关的生物诊断设备也可以被称作实时检测聚合酶链反应(PCR)设备、核酸检查设备等。

图1是根据本发明实施例的生物诊断设备(或实时检测PCR设备)的组件的示意性侧面剖视图。

参照图1，该生物诊断设备包括用于控制容纳样品的管110的温度且透射光的光透射温度控制装置100、将光朝向管110照射的光产生单元10和检测从管110产生的发射光的光检测单元20。

为了确定核酸扩增的程度，采用通过在完成全部扩增过程之后使用电泳来确定核酸样品的扩增程度的传统技术。这样的传统技术不能在扩增过程期间确定核酸样品的扩增的程度。

本发明的生物诊断设备可以通过控制管110的温度条件并同时检测通过将光照射到管110上所产生的荧光发射光来实时监视核酸扩增的程度，从而使将要扩增的核酸样品扩增。

光产生单元10设置在光透射温度控制装置100的一侧，并将光朝向容纳核酸样品的管110照射。光产生单元10包括用于产生光的光源11、用于使光源11的高斯光束均匀化的均匀化透镜12、用于透射波长为特定范围区域的光的第一激发滤波器13、用于放大过滤的光的放大透镜14和用于使光的方向反射到光透射温度控制装置100的反射单元15。反射单元15可以例如为反射滤波器。

可以使用多个发光二极管(LED)、成排的LED、激光、卤素灯或不同类型的适当的光产生装置作为光源11。

从光源11照射到光透射温度控制装置100上的光通过均匀化透镜12经过均匀化过程。然后，光穿过第一激发滤波器13由放大透镜14放大，并均匀地照射到光透射温度控制装置100的管110上。管110由透射材料形成，因此，光通过管110入射到容纳在管110中的核酸样品上。如果光照射到管110上，则从包括在核酸样品中的发射标记(emission label)产生发射光。

在管110中产生的发射光通过使用成像光学系统30在光检测单元20上成像。成像光学系统30包括用于校准从光透射温度控制装置100产生的发射光的透镜31和32以及用于透射来自发射光的波长为特定范围的光的第二激发滤波器33。第二激发滤波器33阻挡包括照射到管110上的光的激发光并透射发射光，由此使噪声的影响最小化。

成像光学系统30可以使用显微镜物镜而不是远心透镜，由此实现能够以分子级观测到核酸扩增过程的荧光显微镜。

可以通过使用诸如光二极管、电荷耦合器件(CCD)、互补型金属氧化物半导体(CMOS)器件等的光检测装置来实现光检测单元20。光检测单元20接收从光透射温度控制装置100产生的发射光，并产生与接收的发射光对应的电信号。因此，可以根据光检测单元20的电信号实时定量地确定核酸扩增的程度。

偏振器可以设置在从光产生单元10到光检测单元20的光路径上，以减小噪声的影响。

图2是根据本发明实施例的包括在图1的生物诊断设备中的光透射温度控制装置100的组件的示意性侧面剖视图。

参照图2，光透射温度控制装置100包括由透射材料形成且可以在其中容纳样品的管110和控制管110的温度的温度控制单元120。

光透射温度控制装置100实现为热循环仪，并根据温度控制单元120用于核酸扩增所需的周期来加热或冷却管110的温度。本发明的光透射温度控制装置100不限于热循环仪。根据本发明的变形，光透射温度控制装置100可以制造成用作等温块，并且可以用于实现等温目标(isothermal target)和探针扩增(probe amplification)。

管110由透明塑性材料或玻璃材料形成，因此光可以透射穿过管110。将要扩增的核酸样品可以容纳在管110中。管110的顶端由支撑板115支撑。管110插入到温度控制单元120的热电装置块121中。

温度控制单元120包括设置在管110的外部或周围的用以控制管110的温度的热电装置块121和控制热电装置块121的控制器122。热电装置块121可以实现为例如Peltier(佩尔捷)装置。

Peltier装置是利用Peltier效应(Peltier effect)的热电转换装置，其利用当向两种类型的金属施加电流时在这两种类型的金属的结合部分中产生热或吸收热的热电现象。因此，控制器122通过电线122a向热电装置块121施加电流，这样升高或降低热电装置块121的温度，由此控制管110的温度。

控制器122可以实现为例如半导体芯片或使用半导体芯片的电路板。

温度传感器127可以安装在热电装置块121中。控制器122可以基于温度传感器127的检测信号来控制热电装置块121的温度。

温度控制单元120还执行通过管110透射光的功能。为此，热电装置块121包括多个通孔121a，管110插入到多个通孔121a中。热电装置块121的通孔121a接触管110的侧表面，支撑管110，并用作光路径，入射光通过此光路径进入管110中。

光透射温度控制装置100还可以包括接触热电装置块121的一个表面的由热传递材料形成的散热器130。散热器130可以传递在热电装置块121中产生的热，并增强快速的冷却。散热器130可以由热电金属(例如，铝或铜)形成。由于自然对流效应，散热器130可以实现冷却效果。除了如所示出的结构之外，散热器130还可以以热管的结构形成。

除了安装散热器130的结构之外，可以引入各种技术，以增强冷却效果。例如，虽然未示出，但是可以安装另外的用于供给空气的空气供给单元或流过冷却流体的冷却管。

具有上述构造的光透射温度控制装置100和包括光透射温度控制装置100的生物诊断设备可以有效地扩增和检测例如DNA。

传统的PCR设备仅在端点显示通过使用凝胶电泳扩增的DNA的正常结果，并具有许多问题，例如DNA的定量检测的准确度。为了解决这些问题，生物诊断设备用于通过使用光学检测系统检测与扩增的DNA的密度成比例的发射光的强度来定量地分析DNA。然而，激发光和发射光两者进入传统的生物诊断设备，这导致包含在信号中的大量的噪声。为了解决此问题，光学系统的构造变得复杂，光路径过度地增长，这导致传统的生物诊断设备的尺寸也必须增加。

为了扩增DNA，制备包括将被扩增的模板DNA(template DNA)的样品、具有与每个单链模板DNA的特异序列互补的序列的寡核苷酸引物对(oligonucleotide primer pair)、热稳定的DNA聚合酶(thermostable DNApolymerase)和三磷酸脱氧核苷酸(dNTP，deoxyribonucleotide triphosphates)。

模板DNA的特异部分的碱基序列(base sequence)如下扩增：在将所制备的样品放在光透射温度控制装置100的管110中之后，重复用于顺序地改变管110的温度的温度循环。更具体地，使用3步骤或2步骤温度循环周期。

在第一步骤(即，变性步骤)中，在高温下加热样品，因此，双链DNA分裂为单链DNA。

在第二步骤(即，退火步骤)中，在适当的温度下将经历变性步骤的样品冷却，因此，通过使单链DNA和引物双螺旋结合来形成部分双链的DNA-引物复合体。

在第三步骤(即，聚合步骤)中，在适当的温度下保持经历退火步骤的样品，DNA-引物复合体的引物根据DNA聚合酶的聚合反应而延伸，因此，相对于原始的模板DNA复制了具有互补序列的新的单链DNA。

这三个步骤在20次至40次之间顺序地重复，对于每个周期，复制在两个引物之间的DNA，因此，可以实现数百万或更多倍的DNA扩增。

变性步骤的温度在90℃和95℃之间。根据引物的熔点(Tm)来适当地调节退火步骤的温度，并且退火步骤的温度在40℃和60℃之间。聚合步骤的温度为72℃，72℃是从主要使用的栖热水生菌(Thermus aquaticus)提取的高稳定性标签DNA聚合酶(tag DNA polymerase)的最佳活化温度，因此，最普遍的是使用3步温度循环周期。因为标签DNA聚合酶具有非常宽的活化温度范围，所以使用通过使退火步骤和聚合步骤的温度达相等的2步温度循环周期。

在这方面，如果因为未保持预定的温度所以退火步骤的温度降低，且每个步骤的温度未快速地变化，则由于引物未附着在将被扩增的适当位置处，所以产率受到极大地影响。

图1和图2的光透射温度控制装置100使用包括通孔131的热电装置块121，热电装置块121将外部入射的光向管110引导，由此有效地对管110进行加热和冷却，并有效地检测发射光。

图3是根据本发明另一实施例的光透射温度控制装置200的组件的示意性侧面剖视图。

参照图3，光透射温度控制装置200包括多个管210和温度控制单元220，多个管210由透射材料形成且在其中容纳样品，温度控制单元220控制管210的温度。

温度控制单元220包括电极221和控制器222，电极221设置在管210的表面上并控制管210的温度，控制器222控制将电流施加到电极221。可以通过将透明材料(例如，碳纳米管(CNT)膜或氧化铟锡(ITO)膜)涂覆在管210的表面上来制造电极221。电极221经由电线222a电连接到控制器222。

温度传感器227可以安装在控制器210的外部。控制器222可以基于温度传感器227的检测信号来控制管210的温度。

光透射温度控制装置200可以包括由热传递材料形成的散热器230，散热器230包括多个通孔231，管210插入到多个通孔231中。散热器230可以将在管210的表面的电极221中产生的热传递到外部，并增强快速的冷却。散热器230可以由诸如铝或铜的热电金属形成。

图4是根据本发明另一实施例的光透射温度控制装置300的组件的示意性侧面剖视图。

参照图4，光透射温度控制装置300包括多个管310和温度控制单元320，多个管310由透射材料形成并在其中容纳样品，温度控制单元320控制管310的温度。

温度控制单元320包括热电装置块321、加热块323和控制器322，热电装置块321设置在管310的表面上或周围并控制管310的温度，加热块323由透明材料形成并支撑管310的底端部，控制器322控制热电装置块321和加热块323。

可以将热电装置块321实现为例如Peltier装置。热电装置块321可以通过第一布线322a电连接到控制器322，并根据从控制器322施加的电流来加热或冷却管310。热电装置块321包括多个通孔321a，管310插入到多个通孔321a中。

加热块323包括透明层324和电极325，透明层324由例如玻璃或透明塑性材料形成，电极325形成在透明层324上，并且如果向电极325施加电流，则电极325产生热。电极325经由第二布线322b连接到控制器322。

可以通过使用诸如CNT膜或ITO膜的透明材料在透明层324的表面上沉积电极325，或者可以将电极325埋置在透明层324中，如图4所示。

电极325可以在与管310对应的位置处设置在透明层324的外部。虽然将电极325制造为透射光，但电极325被设置为避开入射到管310中的光的路径，由此提高入射到管310中的光的透射率。当电极325被设置为避开光的路径时，电极325并不必须由透明材料形成，并且可以由具有导电性的各种材料(例如，铜或镍)形成。

光透射温度控制装置300可以包括温度传感器327，温度传感器327设置在热电装置块321或加热块323上，并检测它们的温度。控制器322经由第三布线322c连接到温度传感器327，由此基于温度传感器327的检测信号来控制管310的温度。

光透射温度控制装置300可以包括由热传递材料形成的散热器330，散热器330包括多个通孔331，管310插入到多个通孔331中。散热器330可以将在加热块323中产生的热传递到外部，并增强快速的冷却。散热器330可以由诸如铝或铜的热电金属形成。

具有上述构造的光透射温度控制装置300由于热电装置块321和加热块323的功能，可以有效地控制管310的温度，并且因为光通过散热器330的通孔331以及透明层324和热电装置块321的通孔321a入射到管310中，所以可以有效地检测核酸扩增的程度，并可以产生发射光。

图5是根据本发明另一实施例的光透射温度控制装置400的组件的示意性侧面剖视图。

参照图5，光透射温度控制装置400包括多个管410和温度控制单元420，多个管410由透射材料形成并在其中容纳样品，温度控制单元420控制管410的温度。

温度控制单元420包括由透明材料形成的透明层421、电极425和控制器422，透明层421包括多个容纳凹槽421a，管410插入到多个容纳凹槽421a中，电极425安装在透明层421中并产生热。

透明层421由例如玻璃材料或透明塑性材料形成，并可以透射光。电极425通过电线422a连接到控制器422。当控制器422向电极425施加电流时，电极425可以产生热。可以通过使用诸如CNT膜或ITO膜的透明材料在透明层421的表面上沉积电极425，或者可以将电极425埋置在透明层421中，如图5所示。

电极425可以在与管410对应的位置处设置在透明层421的外部。电极425被设置为避开入射到管410中的光的路径，由此提高入射到管410中的光的透射率，并防止在管410之间发生的光干涉现象。例如，如果电极425被分别设置为围绕管410，则可以极大地提高对管410进行加热的性能。

当电极425被设置为避开光的路径时，电极425并不必须由透明材料形成，并且可以由具有导电性的各种材料(例如，铜或镍)形成。

光透射温度控制装置400可以包括温度传感器427，温度传感器427设置在透明层421上，并检测透明层421的温度。控制器422可以基于温度传感器427的检测信号来控制管410的温度。

光透射温度控制装置400还可以包括与透明层421的一个表面接触的由热传递材料形成的散热器430。散热器430可以将在透明层421中产生的热传递到外部，并增强快速的冷却。散热器430可以由诸如铝或铜的热电金属形成。由于自然对流效应，所以散热器430可以实现冷却效果。

流过冷却流体的多个冷却管450可以埋置在透明层421中。冷却管450可以被设置为避开管410的位置，从而不阻碍光入射到管410中。

根据由于使用散热器430的对流效应和流经冷却管450的冷却流体的作用带来的散热效果，管410可以被快速地冷却。

现在将参照附图描述根据本发明实施例的生物诊断设备。

图6是根据本发明实施例的生物诊断设备1010的示意图。

参照图6，生物诊断设备1010可以包括热循环单元1100(与图1的光透射温度控制装置100对应)、光产生单元1200和光检测单元1300。

热循环单元1100可以接触管1110的至少一部分，并包括用于传递光能量的通孔。在这方面，光可以透过容纳样品的管1110。热循环单元1100可以包括至少一个管1110，例如多个管1110。

光产生单元1200可以通过光纤1280将从光源1210输出的光从热循环单元1100的一个表面照射到容纳样品的管1110。光检测单元1300可以检测来自热循环单元1100的另一表面的根据从热循环单元1100的一个表面照射的光而在样品中产生的发射光。

在这方面，可以将热循环单元1100实现为光透射热循环仪。即，可以将激发光从热循环单元1100的一个表面照射到样品上，因此，产生发射光，并可以从与热循环单元1100的一个表面相对的表面检测发射光。

因此，通过应用光透射热循环仪，生物诊断设备1010可以提高光效率，并可以改变实现光学系统的方法。

热循环单元1100可以支撑容纳样品的至少一个管1110的至少一部分。为此，热循环单元1100可以包括热电装置块1100a，热电装置块1100a接触透过至少一束光(例如多束光)的至少一个管1110的至少一部分。

在这方面，支撑至少一个管1110的热电装置块1100a可以包括用于传递热能量的通孔。可以将光从至少一个管1110的上方或下方照射到至少一个管1110上，并可以从至少一个管1110的另一侧检测发射光。

可以通过使用各种核酸扩增技术中的利用PCR的核酸扩增技术来扩增样品的核酸，例如DNA和/或RNA。当包括在基因组中的特异碱基序列根据需要尽可能地扩增时，使用PCR。

PCR在一系列温度酶反应过程(如变性、退火、延伸等)之后，并可以在每个过程期间在预定的温度范围内获得良好的质量和高产率的核酸。

热循环单元1100可以建立样品的核酸扩增所需的温度条件，从而诱发容纳在至少一个管1110(例如，多个管1110)中的样品的核酸扩增。为此，热循环单元1100可以使用热电装置，例如Peltier装置。

同时，生物诊断设备1010可以在样品的扩增反应期间将激发光照射到样品上，因此，产生发射光，并且可以实时检测发射光。

在这方面，可以将激发光从热电装置块1100a的一个表面照射到发生核酸扩增反应的样品上。另外，如果将激发光照射到发生核酸扩增反应的样品上，则可产生发射光。在这方面，可以从热电装置块1100a的另一表面(即，与热电装置块1100a的其上照射激发光的表面相对的表面)检测发射光。

需要用于建立核酸扩增所需的温度条件的热循环仪，以根据PCR来扩增核酸。

使用一般的Peltier装置的核酸光学系统可以从热电装置块的顶表面照射来自光源的光，并从热电装置块的顶表面检测发射光。因此，核酸光学系统必然具有受限的构造。

在使用分束器的光学系统中使用的发射光染料的数量越多，光源和照明光学系统的部件的数量就越多，这会导致笨重和高成本的问题。

同时，当使用斜射照明方法时，整个光学系统的尺寸会大大地增加。因此，为了减小整个光学系统的体积，必须选择复杂的反射机构。

此外，用于大面积照明的传统光学系统使用远心相机的大口径透镜作为用于散射光的照明透镜。当使用这样的同轴照明来照明大的区域时，出现不均匀的光强度，其中大的区域的中心的光强度高且大的区域的边界的光强度变得较低。

因为各个井(well)的占据整个井板(well plate)的面积小于孔板的一半，所以入射到井中的光的量被减少到一半以下，这使光效率劣化。即，同轴照明导致低的光效率，并且由于光强度的不均匀性，所以需要以软件方式使光强度标准化。

然而，本实施例的生物诊断设备1010采用了光透射热循环仪，由此改变了执行光学系统的方法，并提高了光效率。

同时，光产生单元1200可以通过光纤1280将从光源1210输出的作为激发光的光从热电装置块1100a的一个表面照射到容纳样品的至少一个管1110上。

光产生单元1200可以包括光源1210、至少一个光纤束1280和均匀化透镜1270。

光源1210产生光。光纤束1280使从光源1210输出的光直接地且独立地入射到至少一个管1110中。均匀化透镜1270使从光源1210输出的光均匀化，并将光传递到至少一个光纤束1280中的每个光纤束1280。

在这方面，如果热循环单元1100包括多个管1110，则光产生单元1200可以包括分别与管1110对应的多个光纤束1280。因此，光纤束1280分别使光入射到管1110中。因此，从光源1210输出且到达容纳样品的管1110的光的效率可以被最大化。

生物诊断设备1010可以通过使用光纤使激发光均匀地照射到容纳样品的每个管1110上。在这方面，每个光纤束1280可以使光直接入射到相应的管1110中。因此，光纤束1280几乎不导致光损失，由此提高了光效率。

光纤束1280可以是柔性的，从而能够形成从光源1210到热循环单元1100a的各种结构，并且能够使光学系统处于小空间内，由此与其它方法相比提高了光学系统的空间利用率。

同时，光纤束1280可以从均匀化透镜1270延伸到热循环单元1100a。在这方面，从均匀化透镜1270延伸到热循环单元1100a的光纤束1280的长度可以相同。因此，可以向每个管1110传递均匀照明的光。

因此，可以在相同的条件下从容纳在每个管1110中的样品产生发射光。

同时，均匀化透镜1270可以用于将均匀照明的光传递到每个光纤束1280。在这方面，均匀化透镜1270可以是柱状透镜(rod lens)或蝇眼透镜(fly-eye lens)。

虽然在本实施例中使用均匀化透镜1270作为柱状透镜，但是本发明不限于此，并且可以使用用于使光均匀化的各种类型的透镜来照射来自输出端的所有区域的均匀的光。

为此，从光源1210产生的光通过反射器1220沿先前设定的方向发射，穿过形成在开闭器(shutter)1230中的孔，并通过扩散器1240扩散。通过扩散器1240扩散的光通过聚光透镜1250转换为平行光，并入射到均匀化透镜1270中。

此时，通过第一波长选择滤波器1260选择特定区域的波长来使光传递到均匀化透镜1270。将第一波长选择滤波器1260实现为如在图9中示出的旋转滤波器轮(rotating filter wheel)，旋转滤波器轮能够从多个滤波器中选择性地应用用于选择性地透射期望的特定波段的光的滤波器。

如上所述，由于光纤的柔性特性，通过使用光纤束使光入射到相应井中的方法可以使照明光学系统中的照明光的效率和空间布置的自由度最大化。为此，每个井必须由相同数量的光纤束1280进行照明，从而消除井之间的光强度的变化。在均匀化透镜1270执行了消除光强度的变化的光均匀化操作之后，可以使光入射到光纤束1280中。

图7是根据本发明实施例的在生物诊断设备1010中作为光源1210的多个单色光的发光二极管(LED)1031a至1031d的示意图。

在本实施例中，使用散热相对小且长寿命的LED，而不是散热相对高且短寿命的卤钨灯或氙灯，由此降低了生产成本。

此外，使用固定的二向色性滤波器(dichroic filter)，而不是旋转的滤波器轮，由此实现具有可变波长的更紧凑的照明光学系统。

光源1210可以包括LED 1031a至1031d。可以对应于LED 1031a至1031d安装二向色性滤波器1036。

聚光透镜1035可以设置在LED 1031a至1031d与二向色性滤波器1036之间。聚焦透镜1035a可以设置在二向色性滤波器1036与均匀化透镜1037(例如，柱状透镜)之间。

在这方面，使用LED 1031a至1031d，并且空间地设置并固定二向色性滤波器1036，而不是使用旋转滤波器轮，因此，LED 1031a至1031d被顺序地导通和截止，由此构造出能够选择期望的波段的照明系统。

虽然LED 1031a至1031d具有455nm、470nm、505nm、530nm、590nm、617nm、625nm和656nm的中心波长，但是必须保持中心波长之间的预定空间，以防止相邻波长之间的干涉，以使生物诊断设备1010使用LED 1031a至1031d。

用于将从LED 1031a至1031d产生的发射光转换为平行光的聚光透镜1035可以设置在LED 1031a至1031d上。均匀化透镜1037(例如，柱状透镜)可以使从聚焦透镜1035a产生的光强度的高斯分布均匀化。

因此，相对于LED 1031a至1031d的中心波长选择二向色性滤波器1036的不同过滤波长(cut-on wavelength)，由此构造出固定的波长可变的光学引擎。因此，可以在不使用旋转滤波器轮的情况下选择性地产生期望波段的光。

光检测单元1300可以检测从样品产生的发射光。为此，光检测单元1300可以包括图像传感器1310、透镜1320、场镜1330和第二波长选择滤波器1340。

图像传感器1310接收从容纳在管1110中的样品辐射的发射光，并产生与发射光对应的电信号。场镜1330和透镜1320校准图像传感器1310中的发射光。第二波长选择滤波器1340阻挡激发光，并且仅透射发射光，由此使噪声的影响最小化。

在这方面，光检测单元1300可以包括多个场镜1330。在本实施例中，场镜1330包括第一场镜1331和第二场镜1332，由此减小光学系统的长度。因此，可以减小用于构造光学系统的空间。

同时，生物诊断设备1010还可以包括顶盖1150，顶盖1150从热电装置块1100a的另一表面覆盖管1110，并加热管1110。在这方面，顶盖1150可以在核酸扩增的温度变化时段期间通过加热管1110来保持预定的温度。因此，液体样品在核酸扩增期间蒸发并变浊，由此有助于检测发射光。

顶盖1150可以向管1110施加压力，使得热电装置块1100a可以在核酸扩增期间有力地按压管1110。因此，可以在核酸扩增期间提高管1110和热电装置块1100a之间的导热性。

图8是根据本发明实施例的生物诊断设备1010的热循环单元1100的示意图。

参照图8，热循环单元1100可以包括热电装置块1100a和顶盖1150。热电装置块1100a可以容纳管1110，并设定用于核酸扩增的温度条件。顶盖1150覆盖热电装置块1100a上的管1110，并加热管1110。

通孔1160a可以形成在热电装置块1100a中，以穿过热电装置块1100a。通孔1160a的数量可以与管1110的数量相同。在这方面，管1110的至少一部分从热电装置块1100a的另一表面容纳在通孔1160a中。在这方面，可以通过在通孔1160a的除了容纳管1110的至少一部分之外的区域中填充透明材料来形成透明树脂单元1160。

通过每个光纤束1280入射的激发光可以通过通孔1160a直接入射到容纳样品的管1110中。因此，通过每个光纤束1280入射的激发光可以在没有任何损失的情况下传递到管1110。为此，光纤束1280的一部分(例如，端点)可以从热电装置块1100a的一个表面插入到通孔1160a中。

在这方面，透明树脂单元1160可以由紫外光(UV)硬化树脂和/或热硬化树脂形成。透明树脂单元1160可以引导通过光纤束1280入射的激发光，并防止杂质填充在通孔1160a中。

在这方面，用于封闭通孔1160a的盖子1170可以安装在热电装置块1100a的一个表面中，例如，安装在光纤束1280插入的表面中。盖子1170可以支撑插入到通孔1160a中的光纤束1280，并防止杂质被引入到通孔1160a中。

当在通孔1160a中未形成透明树脂单元1160时，也可以应用盖子1170。在这种情况下，可以防止杂质被引入到通孔1160a中。

同时，热电装置块1100a可以包括支撑块1120、加热块1130和冷却块1140。

支撑块1120可以设置在热电装置块1100a的另一表面上，并接触管1110的至少一部分。加热块1130可以包括热电装置，并具有接触支撑块1120的一个表面。冷却块1140可以具有暴露于热电装置块1100a的一个表面的一个表面和接触加热块1130的另一表面。

同时，管1110可以由透明塑性材料或玻璃材料形成，因此光可以透射穿过管1110。将被扩增的核酸样品可以容纳在管1110中。管1110的至少一部分(例如，底部)可以由支撑块1120支撑。

在这方面，从加热块1130通过支撑块1120向管1110施加特定温度的热。为此，管1110可以由具有优异的导热性的材料形成。例如，支撑块1120可以由具有优异的机械强度和良好的导热性的铝(A1)形成。

然而，本发明不限于此，管1110可以直接接触加热块1130，以向加热块1130施加热。

加热块1130可以包括热电装置，如Peltier装置，从而根据核酸扩增所需的时段加热或冷却管1110。然而，本发明不限于此，加热块1130可以被制造成用作等温块，并且可以用于实现等温目标和探针扩增。

同时，Peltier装置是利用Peltier效应的热电转换装置，其利用当向两种类型的金属施加电流时在这两种类型的金属的结合部分中产生或吸收热的热电现象。

因此，加热块1130连接到另外安装的控制器(未示出)，该控制器可以控制温度，以实现核酸扩增所需的温度循环。

即，该控制器通过电线向加热块1130的热电装置(如，Peltier装置)施加电流，从而可以提高或降低热电装置的温度，由此控制管1110的温度。可以将控制器实现为例如半导体芯片或使用半导体芯片的电路板。温度传感器可以安装在热电装置中。控制器可以基于温度传感器的检测信号来控制热电装置的温度。

冷却块1140接触加热块1130，并向外消散加热块1130的热，由此控制加热块1130的温度。冷却块1140将从加热块1130产生的热传递到外部，由此增强快速的冷却。

冷却块1140还可以包括接触加热块1130的一个表面的由热传递材料形成的散热器。散热器可以由诸如铝或铜的热电金属形成。由于自然对流效应，所以散热器可以实现冷却效果。除了如图示出的结构之外，散热器还可以使用众所周知的结构的热管。

除了散热器安装在冷却块1140中的结构之外，冷却块1140可以引入各种技术，以增强冷却效果。例如，虽然未示出，但是可以在冷却块1140中安装另外的用于供给空气的空气供给单元或流过冷却流体的冷却管。

即，通过使用冷却块1140使加热块1130的冷却效果最大化，从而有助于加热块1130的温度的调节。

同时，顶盖1150在用于核酸扩增的热循环时段期间通过加热管1110来保持预定的温度，并可以向管1110施加压力，从而热电装置块1100a可以有力地按压管1110。

因此，液体样品在核酸扩增期间蒸发且变浊，这有助于检测发射光。此外，可以提高管1110和热电装置块1100a之间的导热性。

图9是根据本发明实施例的通过使用另外安装的循环流体冷却系统冷却的生物诊断设备1040的分解透视图。图10是根据本发明实施例的安装在生物诊断设备1040的冷却块1140中的热管1141的示意图。

与图6的生物诊断设备1010相比，本实施例的生物诊断设备1040还包括冷却单元1400，因此相同的标号表示相同的元件，并且这里将省略相同元件的详细描述。

当如图10中所示在热电装置块1100a中形成通孔1160a时，热电装置块1100a的冷却接触面积减小了通孔1160a的体积那么多。因此，仅使用热电装置块1100a可能快速降低冷却效率。

然而，本实施例的生物诊断设备1040采用循环流体冷却系统，并且通过利用冷水或者冷却流体加速冷却单元1400的冷却速率，从而提高了冷却效率。

生物诊断设备1040可以包括热循环单元1100、光产生单元1200、光检测单元1300和冷却单元1400。冷却单元1400冷却热循环单元1100。

关于这一点，冷却单元1400连接到热循环单元1100的冷却块1140，并且冷却冷却块1140，通过冷却块1140冷却加热块1130，从而包含样品的管1110可以被冷却。

热传递流体流过的热管1141可以设置为穿过冷却块1140。即，热传递流体可以吸收冷却块1140的热，并且通过热管1141将热散发到外部。

冷却单元1400是循环流体冷却系统的实施方式，并且可以使热传递流体循环，并且可以冷却冷却块1140。关于这一点，为了进行PCR，可以控制热电装置块1100a的温度，使得加热块1130的整体温度均匀性保持在±0.5℃的同时，加热速率为4～5℃/秒，冷却速率为-2～-3℃/秒。

冷却单元1400可以包括回收流路径1410、供应流路径1420和泵1430。回收流路径1410连接到热管1141的流体出口1411b，并且将热传递流体回收到外部。供应流路径1420连接到热管1141的流体入口1141a，并且将热传递流体提供到内部。泵1430运行，以向热管1141提供热传递流体，或者从热管1141回收热传递流体。

关于这一点，如果加热加热块1130来进行PCR，则加热块1130的热可被传递到冷却块1140。热被传递到冷却块1140的热管1141，然后到达热管1141的热传递流体，因此热传递流体被加热。

在热管1141中加热的热传递流体通过连接到流体出口1141b的回收流路径1410被排放到外部。排放到外部的热传递流体被冷却。冷却后的热传递流体通过供应流路径1420被提供到热管1141，然后提供到流体入口1141a。因此，可以通过热管1141来冷却冷却块1140。

为此，冷却单元1400还可以包括与通过回收流路径1410回收的热传递流体进行热交换的热电装置1440。冷却单元1400可以包括用来将通过回收流路径1410回收的热传递流体与热电装置1440进行热交换的另外的热管。

关于这一点，另外的热管可以被构造为直接地或者间接地接触热电装置1440。因此，加热后的热传递流体可以通过设置在外部的热电装置1440冷却。

冷却单元1400可以包括用于冷却通过回收流路径1410回收的热传递流体的冷却扇1450。关于这一点，冷却扇1450可以用来将通过回收流路径1410回收的热传递流体的热向外释放。

关于这一点，可以使用普通的冷却水或者其它制冷剂作为热传递流体。然而，本发明不限于此，可以使用各种类型的热传递流体。

在加热块1130的温度随着PCR进程上升的过程中，可以通过包括在冷却单元1400中的热电装置1440来降低热传递流体的温度，并且当加热块1130需要冷却时，可以通过供应流路径1420在泵1430的作用下向冷却块1140传递冷却后的热传递流体。

因此，当在PCR的过程中需要冷却样品时，加热块1130可以被有效地冷却。

光产生单元1200的第一波长选择滤波器1260可以被实施为如所示出的滤波器轮1260’。因此，可以调节滤波器轮1260’，从而可以选择性地产生各种不同波段的激发光。

光检测单元1300的透镜1320和场镜1330可以被实施为远心照相机。因此，可以从图像传感器1310检测相同量的发射光，而与样品产生的发射光到达图像传感器1310的距离无关。

光检测单元1300的第二波长选择滤波器1340可以被实施为如所示出的滤波器轮1340’。因此，可以调节滤波器轮1340’，从而可以选择性地产生各种不同波段的发射光。

应用于光产生单元1200的光纤束1280可以被弯曲，从而自由地构造光学系统的结构。在本实施例中，光产生单元1200可以与设置在热循环单元1100正上方的光检测单元1300平行，从而减小构造用来检测核酸扩增的光学系统的空间。

本实施例的生物诊断设备1040不限于热循环单元1100、利用光纤的反应检测光学系统和/或上述利用循环流体冷却方法的冷却单元1400。然而，这些技术构造也可以应用于等温目标探针扩增或者其它实时发光检测设备，以及能进行用于扩增过程的DNA或者RNA实时定量检测的实时生物诊断设备。

根据本发明，光纤束1280用来将均匀的光照射到样品上，从而增加光照效率。

将参照附图详细描述根据本发明实施例的生物诊断设备。

图11是根据本发明实施例的生物诊断设备2010的示意图。图12是沿着图11的生物诊断设备2010的II-II线截取的剖视图。

参照图11和图12，生物诊断设备2010可以包括光产生单元2100、管2200、热电装置块2300和光检测单元2400。

光产生单元2100可以从LED光源2110、2120和2130输出激发光。管2200可以透射激发光并且可以包含样品。关于这一点，生物诊断设备2010可以包括至少一个管2200。

在热电装置块2300中，从热电装置块2300的一个表面到所述至少一个管2200形成多个光透射孔2310。热电装置块2300可以按照在与热电装置块2300的一个表面接触的另一表面上暴露所述至少一个管2200的至少一部分的方式来支撑所述至少一个管2200。在热电装置块2300的另一表面上，光检测单元2400可以检测因穿过光透射孔2310入射的激发光而在样品2200a中产生的发射光。

生物诊断设备2010可以使照射到样品2200a上的激发光的光路与从样品2200a产生的发射光的光路形成预定角。因此，生物诊断设备2010可以减少到达检测发射光的光检测单元2400的激发光的量。

可以通过热电装置块2300控制包含在至少一个管2200中的样品2200a，以具有预定的温度循环，或者可以将样品2200a保持在预定温度。因此，可以利用基于核酸扩增的技术的PCR来扩增样品2200a的核酸。

当进行样品2200a的扩增反应时，激发光可被照射到样品2200a上，并且可以实时检测从样品2200a产生的发射光。

关于这一点，从光产生单元2100输出的激发光可以穿过光透射孔2310到达包含在至少一个管2200中的样品2200a。另外，光检测单元2400可以检测通过将激发光照射到样品2200a上而产生的发射光。

利用基于核酸扩增的技术的PCR的生物诊断设备2010可以通过利用包括基于Peltier的热电装置块2300的热循环仪来扩增核酸。

在这种情况下，根据光学系统的构造，可以部分地交换激发光的光路和发射光的光路。因此，激发光中的大部分会流入到光检测单元2400中。通常，激发光可以是发射光的大约104～105倍亮。因此，如果激发光和发射光都流入到光检测单元2400中，则信噪比(SNR)是非常低的，这样难以检测正常的发射光。

生物诊断设备2010使照射到样品2200a上的激发光的光路和从样品2200a产生的发射光的光路形成预定角，从而减少了到达光检测单元2400的激发光的量。

热电装置块2300接触至少一个管2200，并且控制热电装置块2300的温度，从而控制包含在至少一个管2200中的样品2200a的温度。生物诊断设备2010可以通过PCR扩增核酸。关于这一点，生物诊断设备2010可以将样品2200a的温度从60℃至95℃循环来扩增核酸。

同时，生物诊断设备2010可以通过利用核酸扩增试剂并且将样品2200a的温度保持在大约60℃来扩增核酸。在这种情况下，包括热电装置块2300的温度控制装置可以是等温控制装置。

生物诊断设备2010可以按照以下方式包括光产生单元2100、热电装置块2300和光检测单元2400，即，照射到样品2200a上的激发光的光路和从样品2200a产生的发射光的光路形成预定角，例如形成直角。

关于这一点，如图11中所示，热电装置块2300可以为具有预定厚度的圆筒形状。在热电装置块2300的顶表面中，沿着圆筒的周围，可以形成至少一个支撑孔2320，例如，形成多个支撑孔2320。通过将至少一个管2200插入到至少一个支撑孔2320中来支撑所述至少一个管2200。

可以沿着圆筒的周围朝向圆筒的中心、穿过圆筒的厚度，在热电装置块2300的侧表面中形成光透射孔2310。然而，本发明不限于此，并且可以按照与圆筒的厚度对应的光透射孔2310的内部被封闭的方式形成光透射孔2310。光透射孔2310可以设置在热电装置块2300中，以相对于虚拟的点形成环。

关于这一点，光透射孔2310可以连接到形成在热电装置块2300的顶表面中的至少一个支撑孔2320，并且至少一个管2200的底部可以通过光透射孔2310暴露。因此，从外表面入射的激发光可以到达包含在至少一个管2200中的样品2200a。

如图12中所述，光透射孔2310可以形成在热电装置块2300中，以与至少一个支撑孔2320形成直角。因此，穿过光透射孔2310入射的激发光可以穿过至少一个支撑孔2320快速地到达光检测单元2400。

然而，本发明不限于此，光透射孔2311可以形成在热电装置块2301中，以与支撑孔2321形成锐角。关于这一点，入射的激发光2061和激发的发射光2062之间的输入输出角2060可以为锐角。

在这种情况下，穿过光透射孔2311入射的激发光2061可难以穿过支撑孔2321到达光检测单元2400。因此，穿过光透射孔2311入射的激发光2061可更少地穿过支撑孔2321到达光检测单元2400。

形成在热电装置块2300中的光透射孔2310的数量和至少一个支撑孔2320的数量可以相同。光透射孔2310和至少一个支撑孔2320可以彼此分别对应。可以旋转热电装置块2300。

此时，为了热电装置块2300的操作，用于电源或信号传输的电缆可以连接到热电装置块2300。在这种情况下，当热电装置块2300被旋转时，电缆会被缠绕。因此，生物诊断设备2010可以包括滑环2800。

滑环2800可以以能够旋转的状态将连接到热电装置块2300的输入线和/或输出线连接到外部。在这种情况下，滑环2800可以防止输入线和/或输出线的电缆被缠绕。

关于这一点，光产生单元2100和光检测单元2400可以设置在固定位置。光透射孔2310可以设置在热电装置块2300中，以相对于虚拟的点形成环。

热电装置块2300可以按照这种方式旋转，即，光透射孔2310可以对应于从光产生单元2100输入的激发光顺序地设置。热电装置块2300可以按照这种方式旋转，即，光产生单元2100和光检测单元2400可以与光透射孔2310和至少一个支撑孔2320对应。

光产生单元2100可以从LED光源2110、2120和2130输出激发光。光产生单元2100可以包括分别输出一种颜色的光的LED光源2110、2120和2130。LED光源2110、2120和2130可以彼此平行地分隔开。

LED光源2110、2120和2130可产生热。热可改变从LED光源2110、2120和2130产生的激发光的特性。因此，生物诊断设备2010可以包括支撑LED光源2110、2120和2130中的至少一个并且冷却LED光源2110、2120和2130的第一冷却模块2700。

关于这一点，LED光源2110、2120和2130可以安装在第一冷却模块2700中。第一冷却模块2700可以同时冷却LED光源2110、2120和2130。因此，第一冷却模块2700可以同时冷却多个光源，并且可以减小生物诊断设备2010的体积、减轻生物诊断设备2010的重量并且降低生物诊断设备2010的成本。

LED光源2110、2120和2130彼此平行地分隔开，因此，LED光源2110、2120和2130可以容易地安装在第一冷却模块2700中。因此，有限数量的冷却模块(即，第一冷却模块2700)可以同时冷却LED光源2110、2120和2130，并且可以减小生物诊断设备2010的体积、减轻生物诊断设备2010的重量并且降低生物诊断设备2010的成本。

然而，本发明不限于此。参照图13，光产生单元2100可以包括LED光源2111、2120和2130，除了LED光源2111之外，使LED光源2120和2130平行地安装在第一冷却模块2710中，并且通过利用第一冷却模块2710来同时冷却LED光源2120和2130。

所述至少一个管2200可以由可以透射激发光的透光材料形成。所述至少一个管2200可以分别容纳在所述至少一个支撑孔2320中。即，样品包含在所述至少一个管2200中，并且通过利用热电装置块2300来保持预定的温度循环或者预定温度，从而可以在样品中发生核酸扩增。

为此，所述至少一个管2200可以表面接触热电装置块2300，并且可以被热电装置块2300紧固地支撑。顶盖2900可以设置在热电装置块2300的顶表面上，如图17中所示，从而所述至少一个管2200可以紧固地接触热电装置块2300的支撑孔2320。关于这一点，可以安装顶盖2900，以沿着向下的方向向所述至少一个管2200施加压力。

光产生单元2100可以包括彼此平行地分隔开的第一至第三LED光源2110、2120和2130。第一至第三LED光源2110、2120和2130可以与热电装置块2300分隔开。

第一至第三LED光源2110、2120和2130顺序地靠近热电装置块2300。即，第二LED光源2120可以比第一LED光源2110靠近热电装置块2300，第三LED光源2130可以比第二LED光源2120靠近热电装置块2300。

此时，生物诊断设备2010可以包括反射和/或透射入射的激发光并且向光透射孔2310引导激发光的滤波器单元2500。滤波器单元2500可以包括第一滤波器2510、第二滤波器2520和第三滤波器2530。

第一滤波器2510可以将从第一LED光源2110输出的激发光向光透射孔2310反射。第二滤波器2520可以将从第二LED光源2120输出的激发光向光透射孔2310反射。第三滤波器2530可以将从第三LED光源2130输出的激发光向光透射孔2310反射。

第二滤波器2520可以透射从第一LED光源2110输出的激发光中的至少一部分。第三滤波器2530可以透射从第一LED光源2110和第二LED光源2120输出的激发光中的至少一部分。

关于这一点，第一LED光源2110、第二LED光源2120和第三LED光源2130可以分别为输出红色、绿色和蓝色的一种颜色的光的LED光源。第一滤波器2510、第二滤波器2520和第三滤波器2530可以是二向色性滤波器。二向色性滤波器的特点是反射短于特定波长的波长，并且透射(或者接收)长于特定波长的波长。

因此，第一LED光源2110、第二LED光源2120和第三LED光源2130顺序导通和截止，从而可以穿过同一个光透射孔2310从第一LED光源2110、第二LED光源2120和第三LED光源2130顺序入射具有不同波长的激发光。在这种情况下，穿过同一个光透射孔2310入射的具有不同波长的激发光顺序照射到样品管2200的样品2200a上，从而产生发射光。

如果光检测单元2400检测由于第一LED光源2110、第二LED光源2120和第三LED光源2130产生的激发光导致的来自至少一个管2200之一的发射光，则热电装置块2300旋转，激发光照射到另一个管2200的样品2200a上，从而产生发射光。

关于这一点，第一LED光源2110、第二LED光源2120和第三LED光源2130的光谱2081、2081和2083以及与第一LED光源2110、第二LED光源2120和第三LED光源2130对应的第一滤波器2510、第二滤波器2520和第三滤波器2530的透射率2091、2092和2093可以具有图19中示出的特性。图19是按与第一LED光源2110、第二LED光源2120和第三LED光源2130对应的第一滤波器2510、第二滤波器2520和第三滤波器2530的布置顺序的曲线图。

关于这一点，具有470nm的中心波长的第三LED光源2130用作发射试剂FAM的吸收波长，因此第三LED光源2130与第三滤波器2530成对。具有528nm的中心波长的第二LED光源2120用作发射试剂JOE的吸收波长，因此，第二LED光源2120与第二滤波器2520成对。具有590nm的中心波长的第一LED光源2110用作发射试剂羧基-X-罗丹明(ROX，carboxy-X-rhodamine)的吸收波长，因此，第三LED光源与第一滤波器2510成对。

关于这一点，布置成对的第一滤波器2510、第二滤波器2520和第三滤波器2530以及第一LED光源2110、第二LED光源2120和第三LED光源2130，使得具有最长波长的第一LED光源2110位于最左边，具有最短波长的第三LED光源2130位于最右边。

因此，第一滤波器2510可以反射从第一LED光源2110输出的激发光。第二滤波器2520可以透射从第一LED光源2110输出的激发光中的至少一部分，并且可以反射从第二LED光源2120输出的激发光。第三滤波器2530可以透射从第一LED光源2110和第二LED光源2120输出的激发光中的至少一部分，并且可以反射从第三LED光源2130输出的激发光。

即，第一LED光源2110、第二LED光源2120和第三LED光源2130彼此平行地分隔开，并且通过利用第一滤波器2510、第二滤波器2520和第三滤波器2530进行反射和/或透射，从而去除了重的并且庞大的滤波器轮。

此时，根据另一实施例，第一LED光源2110、第二LED光源2120和第三LED光源2130之一(例如第一LED光源2110)可以按照这样的方式设置，即，从第一LED光源2110输出的激发光被朝向光透射孔2310引导。

即，第一LED光源2110可以按照这样的方式设置，由于滤波器，所以从第一LED光源2110输出的激发光直接进入光透射孔2310，而没有改变光路。在这种情况下，在图12的实施例中，用于反射从第一LED光源2110输出的激发光并且改变光路的第一滤波器2510可以不是必要的，从而实现了具有较少数量部件的生物诊断设备2010。

此时，参照图14，第一LED光源2112、第二LED光源2122和第三LED光源2132可以设置为沿着热电装置块2300的圆周线对应于不同的光透射孔。例如，光产生单元可以包括第一LED光源2112、第二LED光源2122和第三LED光源2132，第一LED光源2112、第二LED光源2122和第三LED光源2132可以设置为对应于不同的透射孔。

在这种情况下，从第一LED光源2112、第二LED光源2122和第三LED光源2132输出的激发光可以通过利用另外的滤波器直接入射到光透射孔中，而不改变光路。因此，图11中的用于改变光路和/或针对每种波长进行分光的滤波器单元2500可以不是必要的。

在这种情况下，光检测单元2400可以包括沿着热电装置块2300的圆周线设置在至少一个管2200上的第一光传感器2401、第二光传感器2402和第三光传感器2403。

在这种情况下，第一光传感器2401、第二光传感器2402和第三光传感器2403检测因第一LED光源2112、第二LED光源2122和第三LED光源2132输出的激发光而产生的发射光。

关于这一点，可以因第一LED光源2112、第二LED光源2122和第三LED光源2132而同时输出发射光，第一光传感器2401、第二光传感器2402和第三光传感器2403可以检测发射光。因此，可以不如图11中所示从第一LED光源2112、第二LED光源2122和第三LED光源2132顺序输出激发光。在这种情况下，可以从容纳在热电装置块2300中的至少一个管2200的样品2200a更快速地检测发射光。

此时，参照图15，生物诊断设备2010还可以包括第四LED光源2140和/或第五LED光源2150。在这种情况下，第四LED光源2140和第五LED光源2150可以设置在第一LED光源2112和第二LED光源2122之间，以及第二LED光源2122和第三LED光源2132之间。第四LED光源2140和第五LED光源2150可以输出具有第一LED光源2112和第二LED光源2122的中间段波长的激发光，以及具有第二LED光源2122和第三光源2132的中间段波长的激发光。LED光源2110、2120、2130、2140和2150可以安装在第一冷却模块2701中。第一冷却模块2701可以同时冷却LED光源2110、2120、2130、2140和2150。

关于这一点，可以对应于第四LED光源2140设置第四滤波器2540。可以对应于第五LED光源2150设置第五滤波器2550。

在这种情况下，图19的曲线示出了从可以设置在第一LED光源2110的光谱2081和第二LED光源2120的光谱2082之间的从第四LED光源2140输出的激发光的波段。第四LED光源2140的光谱可以与第一LED光源2110的光谱2081以及第二LED光源2120的光谱2082重叠。

图19的曲线图示出了从可以设置在第二LED光源2120的光谱2082和第三LED光源2130的光谱2083之间的第五LED光源2150输出的激发光的波段。

第五LED光源2150的光谱可以与第二LED光源2120的光谱2082和第三LED光源2130的光谱2083重叠。

因此，用于通过特定波段的带通滤波器2610至2650可以设置在第一至第五LED光源2110、2120、2130、2140和2150与第一至第五滤波器2510、2520、2530、2540和2550之间。

光检测单元2400可以通过利用入射到光透射孔2310中的激发光从热电装置块2300的另一表面检测从样品2200a产生的发射光。光检测单元2400可以通过利用激发光来检测从样品2200a产生的发射光。光检测单元2400可以包括光电二极管，并且通过光电二极管检测发射光。

由于使用简单和小巧的光电二极管，所以生物诊断设备2010可以是重量轻的，并且可以是小尺寸的。然而，本发明不限于此，光检测单元2400可以包括对弱光具有优良的敏感性的电荷耦合器件(CCD)或者光电倍增管(PMT)检测器。为了更快速地同时测量各种波长区域，光检测单元2400可以使用光电二极管阵列微通道板(photo diode array microchannel plate)PMT。

此时，光检测单元2400的感测特性可由于从热电装置块2300输出的辐射热而劣化。因此，生物诊断设备2010还可以包括冷却光检测单元2400的第二冷却模块2740。第二冷却模块2740可以冷却光检测单元2400，从而由于第二冷却模块2740的使用或者从热电装置块2300输出的辐射热，光检测单元2400(例如，光电二极管)不被过度地加热，从而提高了光检测单元2400的热特性。

根据另一实施例，阻挡滤波器2430(或2410)可以设置在至少一个管2200和光检测单元2400之间。关于这一点，阻挡滤波器2430可以是阻挡从热电装置块2300输出的红外线的红外线阻挡滤波器。

根据另一实施例，参照图13，设置在至少一个管2200和光检测单元2400之间的阻挡滤波器2430可以是阻挡与发射光一起的少量激发光的滤波器。在这种情况下，可以提高光检测单元2400的发射光检测性能。

关于这一点，阻挡滤波器2430可以是中性密度(ND，neutral density)滤波器。在这种情况下，阻挡滤波器2430可以阻挡与发射光一起的朝向光检测单元2400的少量激发光，并且允许大于特定强度的发射光穿过。在这种情况下，可以不适用一些昂贵的带通滤波器。

此时，由于包含有样品2200a的至少一个管2200的反射，所以一部分激发光可到达光检测单元2400的光传感器。然而，即使在这种情况下，由于少量的激发光到达光检测单元2400，所以通过噪声处理来处理基线值(base linevalue)，并且将发射光的值用作有效分析材料，从而提高了激发光的分析性能。

此时，用于矫直光路或者光纤束的介质可以填充在光透射孔2310的入口部分中或者光透射孔2310的至少一部分处。关于这一点，光纤束可以由具有大约20度的入射角和/或出射角的材料形成。

例如，参照图12，直的介质或者光纤束2330可以填充在光透射孔2310中。根据另一实施例，参照图13，直的介质或者光纤束2331可以填充在光透射孔2310的入口中。

在这种情况下，可以改进入射激发光的直度。关于这一点，如果入射激发光具有高直度，则可以减少从至少一个管2200的边界表面或者从至少一个管2200和样品2200a之间的碰撞产生的到达光检测单元2400的光传感器的散射光的量。如果到达光检测单元2400的光传感器的激发光显著减少，则可以去除设置在光传感器之前并且需要用于阻挡激发光和发射光的干涉的滤波器轮。

此时，聚光透镜2600可以设置在第一至第三LED光源2110、2120和2130与第一至第三滤波器2510、2520和2530之间，以及滤波器单元2500和光透射孔2310之间，以及至少一个管2200和光检测单元2400之间。聚光透镜2600可以校准入射光。

生物诊断设备2010可以将等温目标&探针扩增装置实施为包括旋转等温热电装置块、LED光源、聚光透镜、二向色性滤波器和光电二极管的小型光学系统。因此，与变温目标&探针扩增装置相比，生物诊断设备2010可以显著地减小体积、减小重量和/或降低成本。

因此，小规模的医疗机构能够容易地购买本实施例的生物诊断设备2010。另外，因为本实施例的生物诊断设备2010可以提供容易的使用以及快速的诊断结果，所以本实施例的生物诊断设备2010也可以被大型食品服务设施所采用，或者也可以用在需要急诊处理的地方。

首先，光产生单元2100利用LED光源而不是卤钨灯，因此，生物诊断设备2010可以降低它的价格，同时延长其寿命。LED光源彼此平行布置，从而便于通过冷却装置冷却LED光源。

然后，生物诊断设备2010可以采用通过使用光电二极管对管进行逐一读取的方法，而不是使用CCD照相机照射整个大面积的方法。

接下来，通过按照在入射到旋转热电装置块的照射光的方向和感测发射光的方向之间形成大约直角或锐角的方式形成通孔，可以减少直接到达光传感器的照射光的量。因此，可以去除感测发射光所需要的旋转滤波轮。

接下来，通过向光透射孔中插入具有窄的入射角的光纤束，可以增加入射到管中的照射光的直度。在这种情况下，可以减少从管的边界表面或者管和样品之间的碰撞产生的到达光传感器的散射光的量。

光透射孔形成为具有倾斜角，例如，锐角，而不是直角，从而进一步减少到达光传感器的照射光的量。

图17是根据本发明另一实施例的生物诊断设备2070的示意图。图18是根据本发明实施例的图17中的生物诊断设备2070的旋转热电装置块2305的剖视图。

参照图17和图18，生物诊断设备2070包括与图11中的热电装置块2300类似的旋转热电装置块2305、从旋转热电装置块2305的底表面照射激发光的光产生单元2105以及检测来自旋转热电装置块2305的侧表面的发射光的光检测单元2405。

关于这一点，生物诊断设备2070针对与图11至图16中的生物诊断设备2010的组件相似的组件使用了相似的标号，因此这里将省略对相似组件的详细描述。

生物诊断设备2070可以包括光产生单元2105、管2205、旋转热电装置块2305、光检测单元2405、滤波器单元2505和聚光透镜2605。

光产生单元2105可以包括第一LED光源2115、第二LED光源2125和第三LED光源2135。滤波器单元2505可以包括第一滤波器单元2515、第二滤波器单元2525和第三滤波器单元2535。

可以在旋转热电装置块2305中形成入射孔2345、出射孔2315和支撑孔2325。入射孔2345可以形成在旋转热电装置块2305的底表面中。入射光可以穿过入射孔2345入射。出射孔2315可以形成在旋转热电装置块2305的侧表面中。发射光可以穿过出射孔2315射出，并且可以到达光检测单元2405。

关于这一点，出射孔2315可以在旋转热电装置块2305的侧表面中形成为通孔。在这种情况下，盖子2335可以封闭形成在旋转热电装置块2305的侧表面中的通孔中的旋转热电装置块2305的入口。关于这一点，盖子2335可以阻挡发射光逃逸出旋转热电装置块2305。

在这种情况下，容纳管2305的旋转热电装置块2305的顶表面可以空间地具有自由度。因此，顶盖2900可以设置在旋转热电装置块2305的顶表面上。顶盖2900可以覆盖插入到旋转热电装置块2305中的管2205，并且从旋转热电装置块2305的顶表面按压管2205。

因此，管2205可以表面接触旋转热电装置块2305，并且被旋转热电装置块2305紧固地支撑。因此，旋转热电装置块2305中的温度变化可以有效地传递到管2205，从而便于包含在管2205中的样品2205a的温度控制。

生物诊断设备2010和2070使照射到样品2200a和2205a上的激发光的光路与从样品2200a和2205a产生的发射光的光路形成预定角，从而减少到达检测发射光的光检测传感器的激发光的量。然而，本发明不限于图11和图17中的构造，按照激发光的光路和因激发光而产生的发射光的光路形成预定角的方式的各种构造是可能的。

根据本发明，照射到样品上的激发光的光路和从样品产生的发射光的光路形成预定角，从而减少了到达检测发射光的光检测传感器的激发光的量。

如上所述，由于用于控制包含样品的管的温度的温度控制单元可以使光透射穿过管，所以本发明的光透射温度控制装置和生物诊断设备可以有效地控制用于核酸扩增的管的温度，并且可实时检测核酸扩增。

此外，光透射温度控制装置包括光学元件，以降低穿过管传播的光的路径上的噪声，从而将噪声引起的影响最小化。因此，不必改变光路或者构造复杂的光学元件来减小光检测单元的噪声，从而简化了生物诊断设备的构造，并且将光路最小化。

已经参照本发明的示例性实施例具体示出和描述了本发明，但是本领域普通技术人员将理解的是，在不脱离权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对此进行形式和细节上的各种改变。

Claims (30)

1.一种光透射温度控制装置，所述光透射温度控制装置包括：

至少一个管，由光透射材料形成，并被构造为容纳样品；以及

温度控制单元，容纳透明的所述至少一个管的至少一部分，引导将被照射到所述至少一个管上的光，并控制所述至少一个管的温度。

2.根据权利要求1所述的光透射温度控制装置，其中，所述温度控制单元包括热电装置块，所述热电装置块包括至少一个孔，所述至少一个管的所述至少一部分插在所述至少一个孔中。

3.根据权利要求1所述的光透射温度控制装置，其中，所述温度控制单元包括电极，所述电极由透明材料形成，并且如果向所述电极施加电流，则所述电极产生热。

4.根据权利要求3所述的光透射温度控制装置，所述光透射温度控制装置还包括：

散热器，由热传递材料形成，从而将从所述至少一个管产生的热传递出去。

5.根据权利要求4所述的光透射温度控制装置，其中，所述散热器包括热管，所述热管围绕所述至少一个管，并且冷却材料流动通过所述热管。

6.根据权利要求1所述的光透射温度控制装置，其中，所述温度控制单元包括：

热电装置块，包括至少一个孔，并控制所述至少一个管的温度，所述至少一个管的至少一部分插在所述至少一个孔中；以及

加热块，包括透明层和电极，所述透明层由透明材料形成并设置在所述热电装置块的一个表面上，以支撑所述至少一个管的底端，所述电极形成在所述透明层上，并且如果向所述电极施加电流，则所述电极产生热。

7.根据权利要求1所述的光透射温度控制装置，其中，所述温度控制单元包括：

透明层，由透明材料形成，并包括至少一个容纳凹槽，所述至少一个管插入到所述至少一个容纳凹槽中；以及

电极，形成在所述透明层上，并产生热。

8.一种生物诊断设备，所述生物诊断设备包括：

根据权利要求1所述的光透射温度控制装置；

光产生单元，设置在所述光透射温度控制装置的一侧，并将光照射到所述至少一个管上；以及

光检测单元，设置在所述光透射温度控制装置的另一侧，并检测从所述至少一个管产生的发射光。

9.根据权利要求8所述的生物诊断设备，其中，所述光产生单元包括：

光源，产生光；以及

至少一个光纤，用于使从所述光源输出的所述光分别透射到所述至少一个管中。

10.根据权利要求9所述的生物诊断设备，其中，所述至少一个光纤包括具有相同长度的多个光纤束，以及

其中，所述光通过所述多个光纤束透射到所述至少一个管中。

11.根据权利要求9所述的生物诊断设备，其中，所述光产生单元还包括：均匀化透镜，使从所述光源输出的所述光均匀化，并将所述光传递到所述至少一个光纤中的每个光纤。

12.根据权利要求8所述的生物诊断设备，其中，所述温度控制单元包括：热电装置块，包括至少一个孔，并控制所述至少一个管的温度，所述至少一个管的所述至少一部分插在所述至少一个孔中；以及

其中，所述至少一个孔从所述热电装置块的一个表面形成且分别连接到从所述热电装置块的另一表面形成的其它至少一个孔，并且在所述至少一个孔和所述其它至少一个孔之间分别是透明的。

13.根据权利要求12所述的生物诊断设备，其中，至少一个光纤分别从所述热电装置块的另一表面插入到所述其它至少一个孔，并且分别阻挡所述其它至少一个孔的至少一个盖子安装在所述热电装置块的所述另一表面中。

14.一种生物诊断设备，所述生物诊断设备包括：

根据权利要求1所述的光透射温度控制装置，所述光透射温度控制装置还包括：热电装置块，包括至少一个支撑孔，所述至少一个管的所述至少一部分分别插在所述至少一个支撑孔中；以及至少一个光透射孔，分别连接到所述至少一个支撑孔，所述光穿过所述至少一个光透射孔透射到所述至少一个管；以及

光产生单元，输出来自光源的所述光；以及

光检测单元，检测因透射穿过所述至少一个光透射孔的所述光而从所述至少一个管产生的发射光，

其中，所述至少一个支撑孔和所述至少一个光透射孔分别以等于或小于90°的角度彼此连接。

15.根据权利要求14所述的生物诊断设备，其中，所述至少一个支撑孔和所述至少一个光透射孔分别以等于或小于90°的角度彼此连接，使得从所述光源输出的所述光的光路与所述发射光的光路形成等于或小于90°的角度。

16.根据权利要求14所述的生物诊断设备，其中，所述光产生单元包括：

第一光源，将第一波段的激发光输出到所述至少一个光透射孔中的第一光透射孔中；以及

第二光源，将第二波段的激发光输出到所述至少一个光透射孔中的第二光透射孔中。

17.根据权利要求16所述的生物诊断设备，其中，所述激发光从所述第一光源和所述第二光源输出到所述第一光透射孔和所述第二光透射孔中，从而分别地且同时地入射在所述至少一个管中的相应的管上。

18.根据权利要求14所述的生物诊断设备，其中，在所述至少一个光透射孔的入口部分中或者在所述至少一个光透射孔的至少一部分中填充提高所述光的直度的直的介质或者光纤。

19.根据权利要求14所述的生物诊断设备，其中，所述热电装置块被构造为绕着旋转轴旋转，

其中，所述至少一个光透射孔包括多个光透射孔，并设置在所述热电装置块中，从而相对于所述旋转轴形成环，以及

其中，当所述热电装置块旋转时，使得所述多个光透射孔中的每个光透射孔顺序地设置在与所述光对应的位置处。

20.根据权利要求19所述的生物诊断设备，其中，所述光产生单元包括：多个光源，产生具有不同波长的相应的激发光，以及

其中，所述相应的激发光的组合通过所述至少一个光透射孔入射在所述至少一个管上。

21.根据权利要求20所述的生物诊断设备，其中，通过使用反射滤波器产生所述相应的激发光的所述组合，所述反射滤波器将所述相应的激发光中的至少一个激发光的光路改变为相同的光路。

22.根据权利要求21所述的生物诊断设备，其中，所述相应的激发光中的至少一个激发光在不改变原光路的情况下通过相同的光路直接入射在所述至少一个管上。

23.根据权利要求14所述的生物诊断设备，其中，所述至少一个支撑孔被形成为从所述热电装置块的顶表面穿透到所述热电装置块的底表面，并接收通过所述底表面入射的光，以及

其中，所述至少一个光透射孔被构造为输出从所述至少一个管产生的发射光。

24.根据权利要求14所述的生物诊断设备，其中，所述光产生单元和所述光检测单元中的至少一个包括：激发滤波器，透射所述光的选定波段和所述发射光的所述选定波段。

25.一种使用包括热电装置块的生物诊断设备来诊断生物化学反应的方法，所述方法包括如下步骤：

将容纳样品的至少一个透明容器插入到形成在所述热电装置块中的至少一个支撑孔中；

通过所述热电装置块来控制所述至少一个容器的温度，以使所述样品经历所述生物化学反应；

通过分别连接到所述至少一个支撑孔的至少一个光透射孔将激发光照射在所述至少一个容器上；以及

通过与所述激发光的光路不同的光路来检测从所述至少一个容器产生的发射光。

26.根据权利要求25所述的方法，其中，产生所述发射光所经过的光路与所述激发光的光路形成等于或小于90°的角度。

27.根据权利要求25所述的方法，其中，在所述生物化学反应期间，在所述至少一个容器上照射所述激发光。

28.根据权利要求25所述的方法，其中，所述激发光是从多个光源产生的光的组合。

29.根据权利要求25所述的方法，其中，所述至少一个支撑孔设置在所述热电装置块的周边处，以及

其中，照射步骤包括：绕着所述热电装置块的旋转轴旋转所述热电装置块，并且在旋转所述热电装置块期间在所述至少一个容器中的每个容器上通过所述至少一个光透射孔中的相应的光透射孔照射所述激发光。

30.根据权利要求29所述的方法，其中，产生所述发射光所经过的光路与所述激发光的光路形成等于或小于90°的角度。

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