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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Abtast-Fluoreszenznachweisvorrichtung
zum Nachweisen von Fluoreszenzsignalen, die von einer speziellen
Substanz in einer Probe ausgesendet werden, und zum quantitativen
Bestimmen der Substanz anhand der Größe der nachgewiesenen Signale.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Abtast-Fluoreszenznachweisvorrichtung,
die zur Echtzeit-Überwachung
(Überwachung
der Änderung
der Fluoreszenzsignalgröße in Abhängigkeit
von der Zeit) von zahlreichen Proben bei der klinischen Diagnose
geeignet ist, wie etwa Proben, die bei einer festgelegten Temperatur
in einer Enzymreaktion oder ähnlichen
Reaktion bebrütet
werden.
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Beschreibung des Standes der
Technik
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Für die Echtzeit-Überwachung
beispielsweise des Fortschritts der Bildung eines Fluoreszenzproduktes
bei einer Enzymreaktion wird die Fluoreszenz von der Probe während der
Bebrütung
der Probe (flüssiges
Reaktionsgemisch) bei einer vorgegebenen Temperatur nachgewiesen.
Bei der klinischen Diagnose sollte der Nachweis für eine große Anzahl von
Proben zügig
und simultan durchgeführt
werden.
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Bei
einem ersten Verfahren, das herkömmlich
in der klinischen Diagnose verwendet wird, werden die Proben entlang
einer temperaturgeregelten Führung
befördert,
und die Fluoreszenz wird nacheinander nachgewiesen. Beispielsweise
besteht die Führung
aus einem sehr wärmeleitfähigen Material, wie
etwa einer Aluminiumlegierung; die Temperatur der Führung wird
mit einer Heizung oder ähnlichen Mitteln
geregelt; die Proben werden einzeln oder in Gruppen nacheinander
mittels einer Kette, eines Drehtisches oder dergleichen entlang
der Führung befördert; und
die Fluoreszenzsignale werden nacheinander mit einem entlang der
Führung
angeordneten Fluoreszenzdetektor nachgewiesen.
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Bei
einem zweiten Verfahren wird beispielsweise ein verbundener Probenbehälter oder
eine Titerplatte, die mehrere Proben halten kann, auf Temperaturregelungsmitteln
platziert, und die Fluoreszenz der mehreren Proben wird simultan
nachgewiesen. Dieses System ist gekennzeichnet durch mehrere Fotodetektoren
(
1), einen Mehrkanal-Fotodetektor (
2) oder mechanische
Bewegungsmittel (
3) zum Bewegen eines Fotodetektors oder
eines Lichtwellenleiters (ein Mittel zum Zuführen der von dem Probenbehältern ausgesendeten
Fluoreszenzsignale), wie etwa Lichtleitfasern. Ein System dieser
Art ist in
WO 83/03900 beschrieben.
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Die
Vorrichtung, die die mehreren Fotodetektoren (1) verwendet,
benötigt
Fotodetektoren in einer Anzahl, die der Anzahl der simultan nachzuweisenden
Proben entspricht, und die Fluoreszenzsignale werden für die einzelnen
Proben getrennt nachgewiesen. Bei diesem System wird in der Regel
das Anregungslicht geteilt und die geteilten Strahlen werden über Lichtwellenleiter
zu den einzelnen Proben geleitet.
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Der
vorgenannte Mehrkanal-Fotodetektor (2) verwendet einen
Bildabtaster, wie etwa einen CCD-Sensor und eine Fotodiodenanordnung,
anstelle der mehreren Fotodetektoren. Der Bildabtaster weist unter
Beibehaltung der Lichtemissions-Positionsbeziehungen die von den
angeordneten Proben ausgesendeten Fluoreszenzsignale als Bild nach. Auch
bei diesem System wird in der Regel das Anregungslicht geteilt und
die geteilten Strahlen werden über
Lichtwellenleiter (optisches Gerät
oder Lichtleitfasern) zu den einzelnen Proben geleitet.
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Die
vorgenannten mechanischen Bewegungsmittel (3) bewegen den
Fotodetektor mechanisch über
die mehreren Proben oder bewegen die einzelnen Proben nacheinander
zu der Fluoreszenznachweisposition, wo die Fluoreszenz mit dem Fotodetektor
nachgewiesen wird. Bei diesem System wird der Lichtwellenleiter
oft mechanisch bewegt. Bei dieser Gestaltung werden ein Lichtwellenleiter
für das Anregungslicht
und ein weiterer Lichtwellenleiter für die Fluoreszenz verwendet,
und die Probenseiten der beiden Lichtwellenleiter werden kombiniert
und werden gemeinsam so bewegt, dass sie die Proben anregen und
die Fluoreszenz von ihnen nacheinander nachweisen.
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Zur
Lösung
der später
genannten Probleme, die die vorstehenden Systeme mit sich bringen,
wird in der
japanischen Patentanmeldung
Nr. 10-254913 eine weitere Abtast-Fluoreszenznachweisvorrichtung beschrieben.
Wie in
3 gezeigt, sind bei dieser Vorrichtung Probenbehälter entlang
einer Kreislinie positioniert und angeordnet, und ihnen gegenüber und
dicht neben ihnen befindet sich ein Ringteil eines ringförmigen Lichtwellenleiters
mit einer Trennplatte dazwischen. An der Trennplatte sind optische Mittel
für Anregungslicht
und optische Mittel für
Fluoreszenzlicht angebracht, und diese werden zusammen mit der Trennplatte
gedreht. Fluoreszenzsignale, die von den einzelnen Proben erfasst
werden, werden über
den ringförmigen
Lichtwellenleiter an den Fotodetektor gesendet.
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Herkömmliche
Fluoreszenznachweisvorrichtungen haben die nachstehend genannten
Probleme bei der Echtzeit-Überwachung
der zeitlichen Änderung
der Fluoreszenz, die von einer spezifischen Substanz ausgesendet
wird, die in einer bei einer vorgegebenen Temperatur bebrüteten Probe
enthalten ist.
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Das
vorgenannte erste Verfahren, bei dem die Proben entlang einer temperaturgeregelten
Führung
befördert
werden und die Fluoreszenz nacheinander nachgewiesen wird, kann
nachteilig zu einer unzureichenden Genauigkeit der Temperaturregelung,
zu einer Begrenzung der Geschwindigkeit der Behandlung einer Anzahl
von Proben und zum Verschleppen (Verunreinigung der Proben durch
Probenverspritzung) führen.
Mit anderen Worten, es ist schwierig, die gesamte Probenzuführungsführung auf
einer einheitlichen Temperatur zu halten und die Wärmeleitung
zwischen der Zuführungsführung und den
Proben über
die gesamte Führung
hinweg zu vereinheitlichen. Daher kann die Temperatur der Proben
während
der Zuführung
oder auch zwischen den Proben schwanken. Und bei diesem Verfahren
werden bei der Überwachung
der Fluoreszenzsignale über
einen langen Zeitraum die gleichen Proben mehrfach zugeführt und
die Fluoreszenz der zugeführten
Proben wird nacheinander einzeln nachgewiesen, wodurch die Anzahl
der behandelten Proben begrenzt wird. Außerdem kann das Verschleppen nicht
vollständig
verhindert werden.
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Bei
dem vorgenannten zweiten Verfahren werden zwar die Probleme, die
bei dem ersten Verfahren entstehen, gelöst, aber es kann zu anderen Problemen
kommen.
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Das
Verfahren, das die mehreren Fotodetektoren (1) verwendet,
bringt wegen der mehreren Fotodetektoren hohe Kosten und einen entsprechenden Installationsplatzbedarf
mit sich. Für
eine Verkleinerung der Vorrichtung und zur Begrenzung des Installationsplatzbedarfs
sollte die Anzahl der Fotodetektoren verringert werden, was jedoch
die Anzahl der auf einmal behandelten Proben begrenzt. Ein Fotodetektor
mit einer kleinen Größe, wie
etwa eine Fotodiode, hat keine ausreichende Empfindlichkeit für eine schwache
Fluoreszenz. Die mehreren Fotodetektoren müssen einzeln geeicht werden.
Und da die Intensität
des Fluoreszenzsignals zu der Intensität des Anregungslichts proportional
ist, senkt das Teilen des Anregungslichts von der Lichtquelle die
Nachweisempfindlichkeit.
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Das
Verfahren, das den Mehrkanal-Fotodetektor (2) verwendet,
ist wegen der geringen Empfindlichkeit für schwaches Fluoreszenzlicht
nicht geeignet. Um die Empfindlichkeit zu erhöhen, kann ein Element (ein
sogenannter Bildverstärker
oder dergleichen) verwendet werden, das die Lichtmenge durch elektronische
Verstärkung
mittels einer Mikrokanalplatte verstärkt. Das ist jedoch extrem
kostspielig und wird nur bei speziellen Untersuchungen verwendet.
Außerdem
weist dieses System die Fluoreszenz über einen großen Bereich
als Bild nach, was eine ungleichmäßige Lichtmengendetektion infolge eines
Linsenfehlers und die zusätzliche
Verarbeitung einer enormen Datenmenge als Nachteile mit sich bringen
kann.
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Bei
dem Verfahren, das die mechanischen Bewegungsmittel (3)
verwendet, wird der Bewegungsbereich des Lichtwellenleiters durch
die Begrenzung der Flexibilität
des Lichtwellenleiters begrenzt, was zu einer Unterbrechung führen kann.
Bei diesem Verfahren wird der Lichtdurchlassgrad des Lichtwellenleiters
durch Biegen geändert,
was den Nachweis der Fluoreszenz mit hoher Reproduzierbarkeit erschwert.
Außerdem
wird die mechanische Bewegung des Fotodetektors in dem Bewegungsbereich
von den angebrachten Kabeln begrenzt, und die Kabel können zu
einer Unterbrechung führen.
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Bei
der Abtast-Fluoreszenznachweisvorrichtung, die in der vorgenannten
japanischen Patentanmeldung Nr.
10-254913 beschrieben ist und die vorgenannten Probleme
löst, wird
mit der Erhöhung
der Anzahl der zu haltenden Probenbehälter die Vorrichtung größer und
die Kosten werden höher.
Insbesondere befindet sich das ringförmige Eingangsende gegenüber und
dicht an den Probenbehältern,
die entlang einer Kreislinie mit einer Trennplatte dazwischen angeordnet
sind. Daher muss der Durchmesser des aus Lichtleitfasern bestehenden
Rings mit steigender Anzahl von gehaltenen Probenbehältern vergrößert werden,
was eine größere Anzahl
von verwendeten Lichtleitfasern erfordert. Außerdem wird das Fluoreszenzsignal-Ausgangsende
dicker gemacht, wodurch die Flächen
von Fluoreszenzwellenlängen-Wählmitteln,
wie etwa die Lichtwahrnehmungsfläche
des Fotodetektors und des Interferenzfilters, vergrößert werden.
Die größeren Abmessungen
und höheren Kosten
des Lichtwellenleiters, des Fotodetektors, des Interferenzfilters
und weiterer optischer Mittel führen
insgesamt zu wesentlich größeren Abmessungen
und höheren
Kosten.
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Wie
vorstehend dargelegt, sollte die Fluoreszenznachweisvorrichtung
zur Echtzeit-Überwachung von
Fluoreszenzsignalen, insbesondere zur Echtzeit-Überwachung von Proben, die
bei einer vorgegebenen Temperatur bebrütet werden, folgende Anforderungen
erfüllen:
(A) exakte Temperaturregelung, (B) zügige Behandlung von zahlreichen
Proben, (C) hohe Empfindlichkeit, (D) hohe Zuverlässigkeit
(wenige mechanische Störungen,
wie etwa Unterbrechung und Ausfall von beweglichen Teilen, höhere Reproduzierbarkeit
des Fluoreszenznachweises, geringe Verschleppungswahrscheinlichkeit),
(E) niedrigere Kosten (einfacherer Aufbau der Vorrichtung, Verwendung
von preiswerteren Komponenten für
die Datenverarbeitung usw.) und (F) geringere Größe der Vorrichtung.
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KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung will eine Fluoreszenznachweisvorrichtung bereitstellen,
die die vorgenannten Anforderungen erfüllt. Insbesondere will die vorliegende
Erfindung eine Fluoreszenznachweisvorrichtung zur Echtzeit-Überwachung
von zahlreichen ortsfest gehaltenen Proben ohne Vergrößerung der
Vorrichtung und Erhöhung
ihrer Kosten bei einer größeren Anzahl
von behandelten Proben bereitstellen. Weiterhin will die vorliegende
Erfindung eine Fluoreszenznachweisvorrichtung, die zusätzlich eine Bebrütungsfunktion
hat, bereitstellen.
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Die
erfindungsgemäße Fluoreszenznachweisvorrichtung
weist Folgendes auf: einen Probenhalter zum ortsfesten Halten von
Probenbehältern, die
entlang einer Kreislinie oder konzentrischen Kreislinien mit unterschiedlichen
Radien angeordnet sind; eine Trennplatte, die verbunden ist mit
Antriebsmitteln, sodass sie um einen Drehmittelpunkt in der Mitte
der Kreislinie oder konzentrischen Kreislinien drehbar ist, mit
optischen Mitteln für
Anregungslicht und optischen Mitteln für Fluoreszenzlicht, die jeweils an
der Trennplatte so angebracht sind, dass sie in Einheit mit ihr
drehbar sind; einen ersten Lichtwellenleiter, der aus zahlreichen
Lichtleitfasern besteht; einen Fotodetektor; und eine Lichtquelle
zum Erzeugen des Anregungslichts, wobei
- (a)
die optischen Mittel für
Anregungslicht so angeordnet sind, dass sie das Anregungslicht von der
Seite des Drehmittelpunkts der Trennplatte einleiten, um eine Probe
in einem der Probenbehälter
selektiv anzuregen,
- (b) die optischen Mittel für
Fluoreszenz auf mehreren Kreislinien mit unterschiedlichen Durchmessern
zur Anordnung der Probenbehälter
vorgesehen sind und jeweils mindestens einen zweiten Lichtwellenleiter
zum Erfassen der Fluoreszenzsignale von den Proben auf den einzelnen
Kreislinien haben,
- (c) die Lichtleitfasern des ersten Lichtwellenleiters so angeordnet
sind, dass sie der kreisförmigen Stelle
oder den kreisförmigen
Stellen gegenüberliegen,
die von Fluoreszenzsignal-Ausgangsenden aller optischen Mittel für Fluoreszenzlicht beim
Drehen der Trennplatte gezeichnet wird/werden, und dicht angeordnet
sind, sodass sie dem Fotodetektor an den Fluoreszenzsignal-Ausgangsenden
gegenüberliegen,
und
- (d) das Anregungslicht mit der Drehung der Trennplatte nacheinander
zu den entsprechenden Probenbehältern
geleitet wird, die entlang der Kreislinien angeordnet sind, und
dabei die Fluoreszenz durch die optischen Mittel für Fluoreszenzlicht,
die den zweiten Lichtwellenleiter enthalten, nachgewiesen wird.
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Eine
weitere Ausführungsform
der Fluoreszenznachweisvorrichtung hat als zweiten Lichtwellenleiter
eine einzelne Lichtleitfaser oder mehrere Lichtleitfasern.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Fluoreszenznachweisvorrichtung sind
die Lichtleitfasern, die den ersten Lichtwellenleiter bilden, gleichmäßig in Ringform
an dem Fluoreszenzsignal-Eingangsende angeordnet, und der Mittelpunkt
des Rings liegt auf dem Mittelpunkt der Trennplatte.
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Eine
weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist einen Isolierbehälter zum
Aufnehmen zumindest des Probenhalters und Temperaturregelungsmittel
zum Halten der Proben auf einer vorgegebenen Temperatur auf.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
schematisch eine erfindungsgemäße Fluoreszenznachweisvorrichtung.
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2 zeigt
schematisch eine erfindungsgemäße Fluoreszenznachweisvorrichtung,
die mit Temperaturregelungsmitteln versehen ist.
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3 zeigt
schematisch eine herkömmliche Abtast-Fluoreszenznachweisvorrichtung.
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4 zeigt
schematisch eine Fluoreszenznachweisvorrichtung einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung in ihrer Gesamtheit.
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5 ist
eine Vorderansicht eines Teils der in 4 gezeigten
Fluoreszenznachweisvorrichtung zu ihrer näheren Beschreibung.
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6 ist
eine Schnittansicht und eine Draufsicht eines Probenhalterteils
und der Temperaturregelungsmittel der in 4 gezeigten
Fluoreszenznachweisvorrichtung zu ihrer näheren Beschreibung.
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7 ist
eine Schnitt-Vorderansicht einer Trennplatte und von optischen Mitteln
für Anregungslicht
und von optischen Mitteln für
Fluoreszenzlicht, die an der Trennplatte angebracht sind, zu ihrer
näheren
Beschreibung.
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8 zeigt
eine Ausführungsform
des ersten Lichtwellenleiters der in 4 gezeigten
Fluoreszenznachweisvorrichtung.
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9 ist
eine Schnitt-Vorderansicht eines Teils der in 4 gezeigten
Fluoreszenznachweisvorrichtung zur näheren Beschreibung einer Wärmedämmkammer
der Temperaturregelungsmittel.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachstehend
werden die Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Fluoreszenznachweisvorrichtung
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben.
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1 zeigt
eine in den Ansprüchen
1–3 definierte
Fluoreszenznachweisvorrichtung, die zur Echtzeit-Überwachung
von mehreren ortsfest angeordneten Proben geeignet ist und ein optisches
System zur Fluoreszenz-Analyse verwendet, wobei auch bei einer Zunahme
der Anzahl von analysierten Proben die Abmessungen der Vorrichtung
nicht vergrößert werden
und ihre Kosten nicht steigen.
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Ein
Probenhalter 4 hält
ortsfest Probenbehälter,
die entlang zweier konzentrischer Kreislinien mit verschiedenen
Radien angeordnet sind. Zum Halten der Probenbehälter sind Haltelöcher, die
mit der äußeren Gestalt
des Probenbehälters übereinstimmen,
entlang den beiden Kreislinien vorgesehen. Die Probenbehälter auf
dem äußeren Kreis
und die auf dem inneren Kreis werden so gehalten, dass sie ohne
Unterbrechung jeweils dem Mittelpunkt der Kreise zugekehrt sind.
Dadurch kann eine Probe in dem einen Behälter von dem Anregungslicht
angeregt werden, das von dem Mittelpunkt der Kreise her von den
später
erläuterten
optischen Mitteln für
Anregungslicht ohne Unterbrechung des Lichtwegs durch einen anderen
Behälter
eingeleitet wird, wodurch eine individuelle Anregung aller Proben
ermöglicht wird.
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Die
Anordnung der Probenbehälter
auf den Kreislinien ist übrigens
nicht auf eine Anordnung in regelmäßigen Abständen oder auf eine wechselweise
Anordnung beschränkt,
wie sie in 1 gezeigt sind, vorausgesetzt,
alle Probenbehälter
zeigen zu dem Mittelpunkt der Kreise. Die Anzahl der von dem Probenhalter
zu haltenden Probenbehälter
ist nicht beschränkt
und kann in Abhängigkeit
von der Länge der
Kreislinien und dem Außendurchmesser
des Probenbehälters
festgelegt werden. Die Form des Probenhalters, von oben gesehen,
ist nicht auf die Kreisform beschränkt, sondern kann die Form
eines Polygons, wie etwa eines Quadrats, haben.
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Der
Probenbehälter
kann aus einem beliebigen Material bestehen, vorausgesetzt, das
Material ist für
das Anregungslicht und das Fluoreszenzlicht durchlässig und
gegenüber
der aufzunehmenden Probe chemikalienbeständig, und es wird unter Berücksichtigung
der Probengröße gewählt. Insbesondere
wird bei der Überwachung
einer Enzymamplifikationsreaktion von Nucleinsäuren bei einer PCR-, NASBA-
oder ähnlichen
Reaktion ein Probenbehälter mit
einem Verschlussstopfen bevorzugt.
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Unter
dem ortsfest angebrachten Probenhalter ist eine Trennplatte 3 so
vorgesehen, dass sie mit Antriebsmitteln 7 um den Mittelpunkt
der Kreislinien der Probenbehälter-Anordnung drehbar
ist. An der Trennplatte sind optische Mittel 5 für Anregungslicht und
optische Mittel 6 für
Fluoreszenzlicht so angebracht, dass sie zusammen mit der Trennplatte
drehbar sind.
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Die
Trennplatte 3 besteht vorzugsweise aus einer Scheibe für ein gleichmäßiges Drehmoment. Die
Größe (der
Radius) der Trennplatte 3 ist zumindest nicht kleiner als
der Abstand zwischen dem Mittelpunkt der Kreislinien und den Probenbehältern. Die
Trennplatte unterbricht den Fluoreszenzlichtweg von den Probenbehältern zu
dem ersten Lichtwellenleiter außer
an der Position (oder dem Teil) der optischen Mittel für Fluoreszenz.
Die Trennplatte kann auch über
den Probenbehältern
angeordnet werden. In diesem Fall sollte jedoch die Trennplatte
zum Einsetzen der Probenbehälter
in den Probenhalter abnehmbar sein. In vielen Fällen beträgt die Menge der Probe nur
einige zehn Mikroliter, und die Effizienz des Fluoreszenznachweises
ist höher,
wenn das Fluoreszenzsignal von der Unterseite des Probenbehälters empfangen
wird. Daher wird die Trennplatte vorzugsweise unter dem Probenhalter
angeordnet.
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Die
optischen Mittel 5 für
Anregungslicht, die an der Trennplatte angebracht sind, leiten das
von einer Lichtquelle 8 erzeugte Anregungslicht selektiv
zu nur einem der entlang der Kreislinie angeordneten Probenbehälter. Bei
dem in 1 gezeigten System sind die optischen Mittel für Anregungslicht
ein Umlenkspiegel 5, der den optischen Weg des von der Lichtquelle 8 eingeleiteten
Anregungslichts über
einen Spiegel in eine Vertiefung der Drehachse auf der Trennplatte
senkrecht umlenkt. Übrigens
sollte die vorstehende Formulierung „... leiten das Anregungslicht
selektiv zu nur einem der Probenbehälter" nicht genaugenommen werden, sondern
sie bedeutet, dass des Anregungslicht gezielt zu einem einzigen Probenbehälter geleitet
wird. Beispielsweise kann eine geringe Menge des Anregungslichts
von der Außenwand
des gewählten
Probenbehälters
zu einem anderen Probenbehälter
ohne nachteilige Wirkung reflektiert werden. Eine Zerstreuungslinse
oder ein ähnliches
Element kann mit den optischen Mitteln kombiniert werden, um das
Anregungslicht zu parallelisieren. Im Unterschied zu der in 1 gezeigten Lichtquelle
kann eine kleinere Anregungslichtquelle, wie etwa ein Halbleiterlaser
oder eine Leuchtdiode, ortsfest an der umlaufenden Trennplatte angebracht werden,
um die optischen Mittel für
Anregungslicht und die Lichtquelle zu integrieren.
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Die
optischen Mittel 6 für
Fluoreszenzlicht dienen zum Einleiten nur des Fluoreszenzlichts,
das von dem einen mit Anregungslicht bestrahlten Probenbehälter ausgesendet
wird, in den ersten Lichtwellenleiter 1. Daher sind das
Fluoreszenz-Einleitungsende
und das Fluoreszenz-Aussendungsende der optischen Mittel für Fluoreszenz
so angeordnet, dass sie dem Probenbehälter bzw. dem ersten Lichtwellenleiter
dicht gegenüberliegen.
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Diese
optischen Mittel für
Fluoreszenzlicht drehen sich gemeinsam mit der umlaufenden Trennplatte.
Daher sollten in dem Fall, dass die Probenbehälter entlang mehrerer Kreislinien
mit verschiedenen Radien angeordnet sind, die optischen Mittel ortsfest
in der gleichen Anzahl wie der der Kreislinien angebracht werden.
In dem in 1 gezeigten Beispiel sollten
zwei optische Mittel für
Fluoreszenz vorgesehen werden, und die Fluoreszenzsignal-Eingangsenden
sollten ortsfest so angeordnet werden, dass sie jeweils den Kreislinien
der Probenbehälter-Anordnung
auf einer Geraden senkrecht zur Mittelachse entsprechen. Dadurch
kann die Fluoreszenz nur von der ausgewählten einen Probe einzeln erfasst
werden, gleichgültig,
ob sich der Probenbehälter
auf der inneren Kreislinie oder der äußeren Kreislinie befindet.
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Die
Trennplatte unterbricht das Fluoreszenzlicht von den anderen Probenbehältern, wenn
es ausgesendet wird, sodass es den ersten Lichtwellenleiter nicht
erreicht und keine Einleitung des Fluoreszenzsignals von den mehreren
Probenbehältern
in den Fotodetektor bewirkt. Somit können die Fluoreszenzsignale
von zahlreichen Proben diskontinuierlich in Echtzeit mit nur einem
Fotodetektor überwacht werden.
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Jedes
der optischen Mittel 6 für Fluoreszenzlicht weist einen
zweiten Lichtwellenleiter 6a oder 6b auf, der
die von dem Probenbehälter
ausgesendeten Fluoreszenzsignale durch ein kleines Loch oder einen
kleinen Schlitz zu dem ersten Lichtwellenleiter weiterleitet. Natürlich kann
ein optisches Element, wie etwa eine Kondensorlinse, vor oder nach
dem zweiten Lichtwellenleiter eingefügt werden, um die Fluoreszenzsignale
zu verdichten. Für
den zweiten Lichtwellenleiter sind flexible Lichtleitfasern am besten
geeignet, aber es kann auch ein starrer Lichtwellenleiter verwendet
werden, wie etwa ein einzelner stabförmiger Lichtwellenleiter, ein
einzelner blattförmiger
Lichtwellenleiter und ein geschweißtes Bündel aus vielen feinen Lichtleitfasern.
Wenn die Biegekrümmung
der Lichtleitfasern begrenzt wird oder mit einem starren Lichtwellenleiter
als zweiter Lichtwellenleiter kann ein Spiegel, ein Prisma oder
ein ähnliches
Umlenk-Element an einem oder beiden Enden des zweiten Lichtwellenleiters
angeordnet werden.
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Der
erste Lichtwellenleiter 1 besteht aus zahlreichen Lichtleitfasern
und dient zum Senden der von dem zweiten Lichtwellenleiter ausgesendeten Fluoreszenzsignale
an den Fotodetektor 2.
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An
dem Eingangsende für
die Fluoreszenzsignale des ersten Lichtwellenleiters sind Lichtleitfasern
als Bestandteile so angeordnet, dass sie zu den kreisförmigen Stellen
der Fluoreszenz-Aussendungsenden der beiden optischen Mittel 6 zeigen,
die durch Drehung der Trennplatte 3 gezeichnet werden. Der
Bereich für
die Anordnung sollte die kreisförmigen
Stellen erfassen, braucht aber nicht die gleiche Form wie die Stellen
zu haben. Vorzugsweise sind die Eingangsenden ohne einen Spalt in
Form eines Kreises mit dem gleichen Durchmesser wie die kreisförmige Stelle
angeordnet. Die beiden Fluoreszenzsignal-Ausgangsenden sind vorzugsweise dicht
nebeneinander angeordnet, um den Bereich für die Anordnung der Lichtleitfasern
zu verkleinern.
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Das
Fluoreszenzsignal-Ausgangsende des ersten Lichtwellenleiters 1 ist
gegenüber
einem Fotodetektor 2 angeordnet. Beide sind vorzugsweise
ausreichend dicht zueinander angeordnet, um die von dem ersten Lichtwellenleiter
ausgesendeten Fluoreszenzsignale ohne Verzögerung an den Fotodetektor zu
senden. Die Enden der einzelnen Lichtleitfasern, die den ersten
Lichtwellenleiter bilden, werden vorzugsweise mit geeigneten Zubehörteilen
gebündelt, um
die Stirnflächen
zu verdichten und plan zu machen. Durch Bündeln der Enden zum Verkleinern
der Anschlussfläche
kann das Fluoreszenzsignal von einem Teil des Fotodetektors mit
einer relativ einheitlichen Empfindlichkeit auch dann empfangen
werden, wenn die Empfindlichkeit der Lichtempfangsfläche des
Fotodetektors nicht immer einheitlich ist.
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Ein
typisches Beispiel für
den ersten Lichtwellenleiter ist ein Ring-Lichtwellenleiter, der
in einer Beleuchtungsvorrichtung eines Lichtmikroskops verwendet
wird. Dieser Ring-Lichtwellenleiter
besteht aus zahlreichen Lichtleitfasern, und das eine Ende ist durchgehend
kreisförmig
angeordnet und das andere Ende ist zur Verdichtung und Planmachung
gebündelt,
um die vorstehend beschriebenen Anforderungen zu erfüllen. Der
Ringteil des Ring-Lichtwellenleiters ist fixiert, wobei sich der
Mittelpunkt des Rings auf der Drehmittelachse der Trennplatte befindet.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
hat nur einen Fotodetektor 2 zum Nachweisen der Fluoreszenz
mehrerer Proben. Das Bündel
mit dem Fluoreszenzemissionsende wird ortsfest dicht an dem Fotodetektor 2 angeordnet.
Dazwischen kann ein optisches Filter zum Auswählen der für den Nachweis benötigten Wellenlänge des
Fluoreszenzlichts angeordnet werden. Das optische Filter kann aber
auch vor dem Fluoreszenzsignal-Eingangsende oder als Teil der an
der Trennplatte angebrachten optischen Mittel für Fluoreszenz angeordnet werden.
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Die
Lichtquelle 8 wird in Abhängigkeit von der Anregungswellenlänge der
Probe und unter Berücksichtigung
der erforderlichen Lichtintensität
des Anregungslichts ausgewählt,
das über
die optischen Mittel für
Anregungslicht in den Probenbehälter
eingeleitet wird. Das Anregungslicht besteht vorzugsweise aus parallelen
Strahlen oder wird mittels eines normalen optischen Elements parallelisiert.
Spezielle Beispiele sind Laserlichtquellen, wie etwa Argonionenlaser
und Halbleiterlaser, und Leuchtdioden.
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Bei
der vorstehenden Gestaltung wird in dem in 1 gezeigten
System das Anregungslicht nacheinander mit der Drehung der Trennplatte
in die ortsfest an dem Probenhalter gehaltenen Probenbehälter eingeleitet.
Gleichzeitig wird das von dem Probenbehälter ausgesendete Fluoreszenzlicht über die
optischen Mittel für
Fluoreszenzlicht, die den zweiten Lichtwellenleiter umfassen, in
den ersten Lichtwellenleiter eingeleitet und wird mit dem Fotodetektor nachgewiesen.
Daher können
die Ergebnisse des diskontinuierlichen Fluoreszenznachweises für die an
dem Probenhalter gehaltenen Proben durch Speichern der Nachweisergebnisse
mit dem Fotodetektor durch Steuern der Drehung der Trennplatte mit
einem Computer oder dergleichen erhalten werden, wodurch eine Echtzeit-Überwachung
realisiert wird.
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Der
als Teil der optischen Mittel verwendete zweite Lichtwellenleiter
erübrigt
es, die Fluoreszenzsignal-Eingangsseite des ersten Lichtwellenleiters 1 dicht
gegenüber
den Probenbehältern
anzuordnen. Daher kann der Ring-Lichtwellenleiter des ersten Lichtwellenleiters
unabhängig
von der Anzahl der gehaltenen Probenbehälter verkleinert werden. Außerdem können auch
bei einem kleineren Durchmesser des als erster Lichtwellenleiter
verwendeten Ring-Lichtwellenleiters die Probenbehälter dicht
nebeneinander in einem kleinen Bereich entlang von mehreren konzentrischen
Kreislinien mit verschiedenen Durchmessern angeordnet werden. Dadurch kann
eine Zunahme der Größe und der
Kosten der gesamten Vorrichtung mit steigender Anzahl von gehaltenen
Probenbehältern
vorteilhaft vermieden werden.
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1 zeigt
ein Beispiel, in dem zwei Kreislinien mit verschiedenen Durchmessern
zur Anordnung der Probenbehälter
und zwei optische Mittel für Fluoreszenz
verwendet werden. Aus der vorstehenden Beschreibung geht jedoch
hervor, dass die Anzahl der Kreislinien und die Anzahl der optischen
Mittel für
Fluoreszenz nicht hierauf beschränkt
sind, solange die Anzahlen der beiden gleich sind und die einzelnen
Probenbehälter
zum Mittelpunkt der konzentrischen Kreislinien zeigen.
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2 zeigt
eine Fluoreszenznachweisvorrichtung, die zur Echtzeit-Überwachung
von mehreren ortsfest gehaltenen Proben geeignet ist und ein optisches
System zur Fluoreszenz-Analyse ohne Vergrößerung oder Kostenanstieg bei
steigender Anzahl von zu analysierenden Proben sowie temperaturgeregelte
Bebrütungsmittel
als eine Ausführungsform,
die in Anspruch 4 definiert ist, aufweist. Mit anderen Worten, die
in 2 gezeigte Vorrichtung hat das optische System
zur Fluoreszenz-Analyse, das unter Bezugnahme auf 1 erläutert worden
ist, und zusätzlich
Temperaturregelungsmittel zum Halten der Proben auf einer vorgegebenen
Temperatur.
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Die
Temperaturregelungsmittel weisen ein oder mehrere Paare aus einer
Heizung und einem Temperaturfühler
auf. Das in 2 gezeigte Beispiel hat zwei
solche Paare. Es sind mehrere Paare aus der Heizung und dem Temperaturregler
zum Halten der entlang der einzelnen konzentrischen Kreislinien angeordneten
Probenbehälter
auf der gleichen Temperatur vorgesehen. Wenn die Probenbehälter entlang
nur einer Kreislinie angeordnet sind, arbeitet ein solches Paar
zufriedenstellend, da die Abstände
zwischen der einen Heizung und den Probenbehältern gleich gemacht werden
können.
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Der
Probenhalter hat, von oben gesehen, eine runde Ringform. Eine Heizung 9a oder 9b und ein
Temperaturfühler 10a oder 10b sind
an der Innenperipherie bzw. der Außenperipherie des Probenhalters
angebracht. Die Heizungen und die Fühler sind mit den Temperaturreglern
verbunden, und die beiden Fühler
werden auf die gleiche Temperatur eingestellt. Dadurch werden die
Kontaktflächen
zwischen den Probenbehältern
und dem Probenhalter vollständig
auf der gleichen Temperatur gehalten, damit die Proben durch Wärmeleitung
von dem Probenhalter auf der gleichen Temperatur gehalten werden.
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Das
Beispiel in 2 hat eine Wärmedämmkammer zum Aufnehmen des
Probenhalters, der Trennplatte und eines Teils der Drehantriebsmittel, der
optischen Mittel für
Anregungslicht und der optischen Mittel für Fluoreszenzlicht, die an
der Trennplatte angebracht sind, und das Fluoreszenzsignal-Eingangsteils
des ersten Lichtwellenleiters. Die Wärmedämmkammer ist vorzugsweise zur
Wärmedämmung der
Proben, deren Temperatur mit dem Temperaturregler von außen geregelt
wird, für
eine genauere Temperaturregelung vorgesehen. Zumindest der Probenhalter
wird zu diesem Zweck in der Wärmedämmkammer
untergebracht.
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Das
Verfahren für
die Temperaturregelung ist nicht auf das vorstehende Verfahren beschränkt. Beispielsweise
kann der Probenhalter in einer Thermostatkammer angeordnet werden
und die Temperatur kann durch Luftkonvektion geregelt werden. Das
Verfahren zur Temperaturregelung ist nicht auf das Erwärmen mit
einer Heizung oder dergleichen beschränkt, sondern kann Kühlung oder
Wärmezyklen aus
wiederholtem Erwärmen
und Abkühlen
umfassen. Das Kühlen
kann unter Verwendung eines Kühlelements,
wie etwa eines Peltier-Elements, und eines Kühlventilators anstelle der
Heizung erfolgen. Die Wärmezyklen
werden unter Verwendung einer Kombination aus einem Heizelement,
wie etwa einer Heizung, und einem Kühlelement, wie etwa einem Peltier-Element
und einem Kühlventilator,
durchgeführt.
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Durch
Kombinieren des in 1 gezeigten optischen Systems
mit Temperaturregelungsmitteln kann eine Fluoreszenznachweisvorrichtung
zur Verfügung
gestellt werden, die eine Bebrütung
bei einer vorgegebenen Temperatur, wie etwa eine Enzymreaktion mit
mehreren Proben, mit hoher Genauigkeit durchführen kann und die bei der Enzymreaktion
entstehende zeitliche Änderung
der Fluoreszenzsignale in Echtzeit überwachen kann.
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Die 4–7 zeigen
die erfindungsgemäßen Fluoreszenznachweisvorrichtungen
zur näheren
Beschreibung, ohne die Erfindung zu beschränken.
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6 zeigt
einen Probenhalter 4. Der Probenhalter 4 besteht
aus zwei ringförmigen
Aluminiumlegierungsteilen, und zwar einem oberen und einem unteren
Teil. Der obere ringförmige
Teil 4a hat 32 Löcher
(mit einem Durchmesser von 8 mm), die mit dem Außendurchmesser eines Probenbehälters übereinstimmen,
zum Aufnehmen und Halten von 32 Probenbehältern entlang zweier Kreislinien
mit einem Durchmesser von 80 mm und 106 mm, und zwar 16 Löcher, die
in regelmäßigen Abständen auf
jeder der Kreislinien angeordnet sind. Die Löcher entlang der inneren Kreislinie
und die Löcher
entlang der äußeren Kreislinie
sind wechselweise angeordnet, damit die einzelnen Löcher zur
Mittelachse der Trennplatte zeigen. Der untere ringförmige Teil 4b hat
32 Löcher
jeweils zum berührenden
Abstützen
der Unterseite der Probenbehälter,
32 Löcher
mit einem Durchmesser von 2 mm zum Durchlassen von Anregungslicht
und 16 Löcher
mit einem Durchmesser von 2 mm zum Erfassen von Fluoreszenzsignalen
an Positionen, die den 32 Löchern
des oberen ringförmigen
Teils entsprechen.
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Unter
dem Probenhalter ist eine scheibenförmige Trennplatte 3 dicht
an den Probenbehältern
angeordnet, wie in 7 gezeigt. Im Mittelteil dieser Trennplatte 3 ist
ein Winkelprisma als optische Mittel 5 für Anregungslicht
ortsfest angebracht, um das aufwärts
entlang der Drehachse eingeleitete Anregungslicht rechtwinklig zu
reflektieren, um es zu einem Probenbehälter zu leiten. An dem Außenperipherieteil
der Trennplatte 3 sind zwei Löcher zum Durchlassen der Fluoreszenzsignale
gebohrt, und dort sind zwei optische Mittel 6 für Fluoreszenz,
die Kugellinsen 6c, 6d und zweite Lichtwellenleiter 6a, 6b umfassen,
ortsfest angebracht. Die beiden Löcher und die Fluoreszenzsignal-Eingangsenden
der beiden optischen Mittel für
Fluoreszenz sind jeweils gegenüber
den beiden Kreislinien der Probenbehälter-Anordnung angeordnet und
sind auf einer Linie senkrecht zur Mittelachse der konzentrischen
Kreislinien ortsfest angebracht. In diesem Beispiel bestehen die
zweiten Lichtwellenleiter 6a, 6b aus plastischen
Lichtleitfasern (mit einem Faserdurchmesser von 1 mm und einer Länge von
etwa 80 mm). Die beiden Fluoreszenzsignal-Ausgangsenden sind dicht zueinander
und gegenüber
den Fluoreszenzsignal-Eingangsenden des ersten Lichtwellenleiters
angeordnet und sind fest mit der Drehachse der Trennplatte verbunden.
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Wie
in 5 gezeigt, sind mit der Trennplatte 3 die
Antriebsmittel 7 verbunden, die eine zylindrische Drehachse 7a,
einen Schrittmotor 7b, ein Lager 7c, einen Drehschlitz 7d,
einen Drehpositionssensor 7e, ein Zwischengetriebe 7f und
eine Kupplung 7g aufweisen. Dadurch werden die Trennplatte 3 und
die optischen Mittel 5 für Anregungslicht und die optischen
Mittel 6 für
Fluoreszenzlicht, die daran angebracht sind, durch die Bewegung
der Antriebsmittel in einer Einheit gedreht. Der Drehschlitz und
der Drehpositionssensor können
zum Ermitteln des Zustands der Drehung der Trennplatte, also der
Position des Probenbehälters,
der gerade dem Fluoreszenznachweis unterzogen wird, vorgesehen werden.
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Als
erster Lichtwellenleiter 1, der aus einem Bündel von
Lichtleitfasern besteht, wird in diesem Beispiel ein Ring-Lichtwellenleiter,
der in 8 gezeigt ist, zum Durchlassen von Beleuchtungslicht
für ein
Lichtmikroskop verwendet (Durchmesser des Faserstrangs: 30 μm, Anzahl
der Faserstränge:
etwa 90.000, Bündeldurchmesser:
9,5 mm, Ringdurchmesser: 38 mm). Dieser Ring-Lichtwellenleiter dient normalerweise
dazu, den Beobachtungsgegenstand eines Lichtmikroskops dadurch zu
beleuchten, dass das von dem Bündelteil
eingeleitete Licht von dem Ring emittiert wird. In diesem Beispiel
wird der Ring-Lichtwellenleiter so verwendet, dass er die Richtung
des Lichttransports umkehrt, wobei der Ringteil als Fluoreszenzsignal-Eingangsende
und der Bündelteil
als Fluoreszenzsignal-Ausgangsende verwendet wird.
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Das
Fluoreszenzsignal-Eingangsende des ersten Lichtwellenleiters 1,
also der Ringteil, ist ortsfest so angeordnet, dass der Mittelpunkt
des Rings auf der Drehachse der Trennplatte liegt, wie in den 1 und 5 gezeigt.
Mit der Drehung der Trennplatte zeichnet das Fluoreszenzsignal-Ausgangsende
des zweiten Lichtwellenleiters eine kreisförmige Stelle. Die beiden Fluoreszenzsignal-Ausgangsenden
der zweiten Lichtwellenleiter befinden sich dicht gegenüber dem
Ringteil des ersten Lichtwellenleiters, sodass das von dem zweiten
Lichtwellenleiter ausgegebene Fluoreszenzsignal in den ersten Lichtwellenleiter
eingeleitet wird, um unabhängig
von dem Zustand der Drehung der Trennplatte unverändert an den
Fotodetektor gesendet zu werden.
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An
dem Fluoreszenzsignal-Ausgangsende (Bündelteil) des Ring-Lichtwellenleiters
ist ein Fotodetektor (Fotovervielfacher) dicht daneben angeordnet,
und dazwischen befindet sich ein optisches Wellenlängenwählfilter
(Interferenzfilter: 520 nm). Als Anregungslichtquelle wird ein Argonionenlaser
verwendet, und als Anregungslicht wird Laserlicht mit 488 nm verwendet.
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Eine
Grundplatte 1, eine Grundplatte 2 und ein Stützstab sollen
die Lagebeziehungen der Teile zum Montieren des Probenhalters, der
Trennplatte und des Drehantriebsmechanismus, der optischen Mittel
für Anregungslicht
und der optischen Mittel für Fluoreszenzlicht,
die an der Trennplatte angebracht sind, und des Ringteils des ersten
Lichtwellenleiters der vorgenannten Teile festlegen. Das Winkelprisma ist
so angeordnet, dass es als Umlenkspiegel zum Einleiten des von der
Anregungslichtquelle ausgesendeten Anregungslichts entlang der Drehachse feineinstellbar
ist.
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Der
Probenhalter 4 hat, von oben gesehen, eine runde Ringform,
wie in 6 gezeigt. Eine Heizung 9a oder 9b und
ein Temperaturfühler 10a oder 10b sind
an der Innenperipherie bzw. der Außenperipherie des Probenhalters
angebracht. Als Heizung wird eine Bandheizung verwendet, und als
Temperaturfühler
wird ein Platin-Widerstandsthermometer verwendet.
In einer Wärmedämmkammer
sind der Probenhalter, die Trennplatte und ein Teil der Drehantriebsmittel,
der optischen Mittel für
Fluoreszenzlicht und der optischen Mittel für Anregungslicht, die an der
Trennplatte angebracht sind, und des Fluoreszenzsignal-Eingangsteils
des ersten Lichtwellenleiters untergebracht. Die Wärmedämmkammer
besteht aus einem Material mit einer geringen Wärmeleitfähigkeit, wie etwa einem Polyacetal-Kunststoff und
Polystyrenschaum. Durch Wärmedämmung kann
die Temperatur der Proben exakt geregelt werden, und sie können für eine Enzymreaktion
oder dergleichen bebrütet
werden.
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Die
vorstehende Fluoreszenznachweisvorrichtung weist das Fluoreszenzsignal
mit dem nachstehend beschriebenen Verfahren nach. Der von dem Argonionenlaser
ausgesendete Laserstrahl wird von dem unter der Drehachse angeordneten
Reflexionsprisma aufwärts
entlang der Drehachse reflektiert. Dann wird der Laserstrahl von
dem auf der Trennplatte angeordneten Winkelprisma zu dem Probenbehälter reflektiert,
um die in dem Probenbehälter enthaltene
Probe anzuregen. Das von der Probe erzeugte Fluoreszenzlicht wird
von dem unteren Teil des Probenhalters emittiert und wird durch
das Loch der optischen Mittel für
Fluoreszenzlicht, die Kondensor-Kugellinse und den zweiten Lichtwellenleiter
geleitet, um an dem Fluoreszenzsignal-Eingangsende (Ringteil) des
ersten Lichtwellenleiters konzentriert zu werden. Das durch den
ersten Lichtwellenleiter geleitete Fluoreszenzlicht wird von dem
520-nm-Interferenzfilter monochromatisiert und von dem Fotovervielfacher
in elektrische Signale umgewandelt, und die elektrischen Signale
werden nachgewiesen.
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Die
32 Proben in den Behältern,
die ortsfest entlang den beiden Kreislinien angeordnet sind, werden
nacheinander von dem Laserstrahl angeregt, und das erzeugte Fluoreszenzlicht
wird von den optischen Mitteln für
Fluoreszenzlicht bei der Drehung der Trennplatte aufgefangen. Dadurch
kann an mehreren Proben, in diesem Beispiel 32, problemlos ein Fluoreszenznachweis
durchgeführt
werden. Durch Wiederholen der Drehung der Trennplatte über einen langen
Zeitraum kann die Änderung
der Fluoreszenzsignale der Proben in Abhängigkeit von der Zeit diskontinuierlich überwacht
werden.
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Die
erfindungsgemäße Fluoreszenznachweisvorrichtung
hat folgende Vorteile.
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Die
Temperatur der Probenbehälter
kann für eine
zügige
Behandlung mehrerer Proben exakt geregelt werden, da der Probenhalter
zum Halten von mehreren Probenbehältern ortsfest befestigt ist.
Eine Temperaturdifferenz zwischen den Proben und ein Verschleppen
durch Stöße oder
Hin- und Herschwingen werden vermieden, da die Probenbehälter feststehend
sind und nicht befördert
werden.
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Die
Signale können
mit hoher Empfindlichkeit nachgewiesen werden, ohne dass es zu vermehrtem
Rauschen durch einen Temperaturanstieg kommt, da der Fotodetektor
außerhalb
der vorgesehenen Temperaturregelungsmittel angeordnet werden kann.
Die Kosten für
den Fotodetektor können gesenkt
werden, die Vorrichtung kann verkleinert werden, und das mühsame Eichen
mehrerer Fotodetektoren kann entfallen, da nur ein Fotodetektor
verwendet wird. Die Datenverarbeitung kann vereinfacht werden, da
die Änderung
der Fluoreszenzsignale mehrerer Proben durch Verarbeiten der Signale
von nur einem Fotodetektor nachgewiesen werden kann. Insbesondere
ermöglicht
die Verwendung eines Fotovervielfachers als Fotodetektor eine sehr
hohe Empfindlichkeit der Fluoreszenznachweisvorrichtung für schwache
Fluoreszenzsignale.
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Die
Lichtleitfasern des ersten Lichtwellenleiters sind in der vorliegenden
Erfindung ortsfest angebracht, und der zweite Lichtwellenleiter
ist so an der Trennplatte angebracht, dass er sich so dreht, dass die
Form unverändert
bleibt und sich der Biegezustand nicht ändert. Daher wird durch eine Änderung des
Biegezustands der Lichtleitfasern keine Änderung des Lichtdurchlassgrads
verursacht, und somit wird eine hohe Reproduzierbarkeit des Signalnachweises
erreicht.
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Bei
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
werden nur die Trennplatte und die optischen Elemente für Anregung
und Fluoreszenz mechanisch bewegt. Kein Kabel ist mit den beweglichen
Teilen verbunden. Daher wird der Bewegungsbereich nicht begrenzt, eine
Trennung von Kabeln wird vermieden, und mechanische Störungen werden
auf ein Minimum reduziert. Wie vorstehend dargelegt, werden bei
der vorliegenden Erfindung die Probenbehälter und Lichtwellenleiter
weder befördert
noch bewegt, sondern die Trennplatte und die optischen Mittel werden
gedreht, um eine Echtzeit-Überwachung
mehrerer Proben durchzuführen.
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Die
in der
japanischen Patentanmeldung
Nr. 10-254913 beschriebene Abtast-Fluoreszenznachweisvorrichtung hat das
Problem, dass mit steigender Anzahl von Proben die Abmessungen der
gesamten Vorrichtung größer werden
und ihre Kosten steigen. Das Problem kann zurückgedrängt und verringert werden.
Dieser Effekt ist dann beachtlich, wenn die Probenbehälter entlang
mehrerer Kreislinien angeordnet werden.
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Wie
vorstehend dargelegt, stellt die vorliegende Erfindung eine Fluoreszenznachweisvorrichtung
zur Verfügung,
die Proben, die gerade bei einer vorgegebenen Temperatur bebrütet werden,
in Echtzeit überwachen
kann und die die folgenden Anforderungen erfüllt: (A) sehr genaue Temperaturregelung, (B)
zügige
Behandlung von zahlreichen Proben, (C) hohe Empfindlichkeit, (D)
hohe Zuverlässigkeit
(Vermeidung von Unterbrechungen und mechanischen Störungen,
wie etwa Ausfall der Funktion von beweglichen Teilen, bessere Reproduzierbarkeit
des Fluoreszenznachweises und Vermeidung der Verschleppung), (E)
niedrigere Kosten (einfacherer Aufbau der Vorrichtung, keine Verwendung
von teuren Komponenten für
die Datenverarbeitung) und (F) geringere Größe der Vorrichtung usw.