DE60317388T2 - Chemilumineszenzverfahren zur Erzeugung von Daten der biochemischen Analyse und Vorrichtung dazu - Google Patents

Chemilumineszenzverfahren zur Erzeugung von Daten der biochemischen Analyse und Vorrichtung dazu Download PDF

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen von biochemischen Analysedaten und eine dazugehörige Vorrichtung, insbesondere betrifft sie ein Verfahren zum Erzeugen biochemischer Analysedaten und einer dazu vorgesehenen Vorrichtung, die in der Lage sind, in gewünschter Weise Chemilumineszenz-Emission zu detektieren, die von einer Probenzone freigesetzt wird, die eine geringe Menge einer Markierungssubstanz enthält, die Chemilumineszenz-Emission dann erzeugt, wenn sie in Berührung mit einem Chemilumineszenzsubstrat tritt, sowie Chemilumineszenz-Emission detektieren kann, die freigesetzt wird aus einer Probenzone, die eine große Menge der Markierungssubstanz enthält, um dadurch biochemische Analysedaten mit hervorragender quantitativer Charakteristik zu erzeugen.
  • BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
  • Ein autoradiographisches Analysesystem unter Verwendung eines Detektormaterials zum Nachweisen von Strahlung eines anregbaren Leuchtstoffs, der die Strahlungsenergie bei Bestrahlung absorbieren, Speichern und Aufzeichnen kann, und der bei Stimulation mit einer elektromagnetischen Welle einer spezifizierten Wellenlänge stimulierte Emission freisetzen kann, deren Lichtmenge der Strahlungsmenge entspricht, mit der er zuvor bestrahlt wurde, ist bekannt. Es enthält die Schritte des Einleitens einer radioaktiv markierten Substanz in einem Organismus, des Verwendens des Organismus oder einen Teil des Organismus-Gewebes als Probe, des Überlagerns der Probe und eines anregbaren Leuchtstoffblatts mit einer anregbaren Leuchtstoffschicht während einer gewissen Zeitspanne, des Speicherns und Aufzeichnens von Strahlungsenergie in einem anregbaren Leuchtstoff, der sich in der anregbaren Leuchtstoffschicht befindet, des Abtastens der anregbaren Leuchtstoffschicht mit einer elektromagnetischen Welle, um den anregbaren Leuchtstoff anzuregen, des photoelektrischen Detektierens der stimulierten Emission, die von dem anregbaren Leuchtstoff freigesetzt wird, um digitale Bildsignale zu erzeugen, des Bewirkens einer Bildverarbeitung bezüglich der gewonnenen digitalen Bildsignale, und des Reproduzierens eines Bilds auf einer Anzeigeeinrichtung, wie zum Beispiel einem Bildschirm oder dergleichen, oder auf einem photographischem Film (vergleiche zum Beispiel die japanische Patentveröffentlichung Nr. 1-60784 , die japanische Patentveröffentlichung Nr. 1-60782 , die japanische Patentveröffentlichung Nr. 4-3952 und dergleichen).
  • Anders als bei Systemen, die von einem photographischen Film Gebrauch machen, erübrigt sich bei dem autoradiographischen Analysesystem unter Verwendung eines anregbaren Leuchtstoffs als Detektier- oder Nachweismaterial zum Nachweisen von Strahlung, die Entwicklung, bei der es sich um eine chemische Entwicklung handelt. Außerdem ist es möglich, ein gewünschtes Bild dadurch zu reproduzieren, dass man eine Bildverarbeitung an den gewonnenen Bilddaten vornimmt und eine quantitative Analyse mit Hilfe eines Computers durchführt. Der Einsatz eines anregbaren Leuchtstoffs bei diesen Verfahren ist daher von Vorteil.
  • Andererseits ist ein Fluoreszenz-Analysiersystem unter Verwendung einer fluoreszenten Substanz als Markierungssubstanz anstelle einer radioaktiven Markierungssubstanz in dem autoradiographischen Analysesystem bekannt. Bei diesem System ist es möglich, eine genetische Sequenz zu studieren, die Genexpression eines Gens zu studieren und eine Separierung oder Identifizierung von Protein vorzunehmen oder eine Abschätzung des Molekulargewichts oder Eigenschaften von Protein oder dergleichen zu machen. Beispielsweise kann dieses System einen Prozess durchführen, der die Schritte des Verteilens mehrere DNA-Fragmente auf einem Gel-Träger mit Hilfe von Elektrophorese nach dem Hinzufügen eines Fluoreszenz-Farbstoffs zu einer mehrere zu verteilende DNA-Fragmente enthaltenden Lösung, oder des Verteilens mehrerer DNA-Fragmente auf einem Gelträger, der einen fluoreszenten Farbstoff enthält, oder des Eintauchens eines Gelträgers, auf dem mehrere DNA-Fragmente durch Elektrophorese in einer einen fluoreszenten Farbstoff enthaltenden Lösung verteilt wurden, um dadurch die elektrophoresierten DNA-Fragmente zu markieren, den Schritt des Anregens des fluoreszenten Farbstoffs durch einen Anregungsstrahl, um ihn zu veranlassen, Fluoreszenzemission freizusetzen, den Schritt des Detektierens der freigesetzten Fluoreszenzemission, um ein Bild zu erzeugen, und den Schritt des Detektierens der Verteilung der DNA-Fragmente auf dem Gelträger. Dieses System kann außerdem ein Verfahren ausführen, welches folgende Schritte beinhaltet: Verteilen mehrerer DNA-Fragmente auf einem Gelträger mittels Elektrophorese, Denaturieren der DNA-Fragmente, Transferieren zumindest eines Teils der denaturierten DNA-Fragmente auf einen Transferträger, beispielsweise einen Nitrozellulose-Träger, mit Hilfe des Southern-Blotting-Verfahrens, Hybridisieren einer Sonde, die hergestellt wurde durch Markieren von Target-DNA und dazu komplementärer DNA oder RNA mit den denaturierten DNA-Fragmenten, um dadurch selektiv nur die DNA-Fragmente zu markieren, die zu der DNA- oder der RNA-Sonde komplementär sind, Anregen des Fluoreszenzfarbstoffs durch einen Anregungsstrahl, um ihn zu veranlassen, Fluoreszenzemission freizusetzen, Detektieren der freigesetzten Fluoreszenzemission, um ein Bild zu erzeugen, und Detektieren der Verteilung des Target-DNA auf dem Transferträger. Dieses System kann außerdem einen Prozess mit folgenden Schritten ausführen: Erstellen einer DNA-Sonde komplementär zu dem ein Targetgen enthaltenden DNA, markiert mit einer Markierungssubstanz, Hybridisieren mit DNA auf einem Transferträger, Kombinieren eines Enzyms mit der mit einer Markierungssubstanz markierten komplementären DNA, Veranlassen, dass das Enzym mit einer fluoreszierenden Substanz in Berührung gerät, Transformieren der fluoreszierenden Substanz in eine Substanz mit Fluoreszenz-Emissionseigenschaft, Anregen der so erzeugten fluoreszierenden Substanz durch einen Anregungsstrahl, um Fluoreszenzemission freizusetzen, Detektieren der Fluoreszenzemission, um ein Bild zu erzeugen, und Detektieren der Verteilung der Target-DNA auf dem Transferträger. Dieses Fluoreszenz-Detektorsystem hat den Vorteil, dass eine genetische Sequenz oder dergleichen in einfacher Weise detektiert werden kann, ohne dass eine radioaktive Substanz eingesetzt werden muss.
  • In ähnlicher Weise gibt es ein Chemilumineszenz-Detektorsystem, welches folgende Schritte beinhaltet: Fixieren einer Substanz, die von einem lebenden Organismus abgeleitet ist, beispielsweise einer Protein- oder Nucleinsäure-Sequenz, auf einem Träger, selektives Markieren der von einem lebenden Organismus abgeleiteten Substanz mit einer Markierungssubstanz, die bei Berührung mit einem chemilumineszenten Substrat eine Chemilumineszenz-Emission erzeugt, Kontaktieren der von einem lebenden Organismus und selektiv mit der Markierungssubstanz markierten Substanz mit dem chemilumineszenten Substrat, photoelektrisches Detektieren der Chemilumineszenz-Emission im Wellenlängenbereich sichtbaren Lichts, erzeugt durch den Kontakt des Chemilumineszenten Substrats und der Markierungssubstanz, um digitale Bildsignale zu erzeugen, Bewirken einer Bildverarbeitung an den Bildsignalen, und Reproduzieren eines Chemilumineszenz-Bilds auf einer Anzeigevorrichtung wie zum Beispiel einem Bildschirm, oder einem Aufzeichnungsträger wie zum Beispiel einem photographischen Film, um dadurch Information über die hochmolekulare Substanz zu gewinnen, beispielsweise genetische Information.
  • Normalerweise dient eine CCD-Kamera zum photoelektrischen Detektieren der Chemilumineszenz-Emission und zum Erzeugen von biochemischen Analysedaten.
  • Da allerdings der dynamische Bereich einer CCD-Kamera normalerweise in der Größenordnung von drei Ziffern liegt, und die Belichtungszeit der CCD-Kamera für Chemilumineszenz-Emission auf einen größeren Wert eingestellt ist, um die eine geringe Intensität aufweisende Emission, die von einer Probenzone mit nur geringer Menge Markierungssubstanz freigesetzt wird bei der Kontaktierung mit einem Chemilumineszenz-Substrat, zu Detektieren und biochemische Analysedaten mit hervorragender quantitativer Charakteristik zu erzeugen, ist es unmöglich, biochemische Analysedaten mit hervorragender quantitativer Charakteristik dadurch zu erzeugen, dass man Chemilumineszenz-Emission detektiert, die von einer Probenzone freigesetzt wird, die eine große Menge an Markierungssubstanz enthält und Chemilumineszenz-Emission erzeugt, wenn die Substanz mit einem chemilumineszenten Substrat in Berührung tritt, weil die Intensität der Chemilumineszenz-Emission extrem stark ist und die Anzahl von durch die Emission erzeugten Photonen, die in die photoelektrische Detektorfläche der CCD-Kamera eintritt, den oberen Grenzwert des dynamischen Bereichs der CCD-Kamera übersteigt. Wenn andererseits die Belichtungszeit der CCD-Kamera für die Chemilumineszenz-Emission kürzer eingestellt wird, um Emission zu detektieren, die von einer Probenzone freigesetzt wird, die eine große Menge einer Markierungssubstanz enthält, die Chemilumineszenz-Emission erzeugt, wenn sie mit einem chemilumineszenten Substrat in Berührung tritt, um biochemische Analysedaten mit hervorragender quantitativer Charakteristik zu erhalten, so ist die quantitative Charakteristik dieser biochemischen Analysedaten, erzeugt durch Detektieren von Chemilumineszenz-Emission geringer Intensität, freigesetzt von einer eine geringe Menge Markierungssubstanz enthaltenden Probenzone, extrem abgeschwächt, so dass keine biochemischen Analysedaten mit hervorragender quantitativer Charakteristik gewonnen werden können.
  • Die US 5 422 075 zeigt ein System, welches von zwei unterschiedlichen optischen Detektoren Gebrauch macht, die eine hohe bzw. eine geringe Empfindlichkeit besitzen.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist daher ein Ziel der Erfindung, ein Verfahren zum Erzeugen biochemischer Analysedaten und eine dazu verwendete Vorrichtung anzugeben, die in gewünschter Weise Chemilumineszenz-Emission detektieren können, die freigesetzt wird von einer Probenzone, die eine geringe Menge einer Markierungssubstanz enthält, welche Chemilumineszenz-Emission erzeugt, wenn sie in Berührung tritt mit einem chemilumineszenten Substrat, sowie Chemilumineszenz-Emission detektieren können, die freigesetzt wird von einer Probenzone, die eine große Menge der Markierungssubstanz enthält, um dadurch biochemische Analysedaten mit hervorragender quantitativer Charakteristik zu erzeugen.
  • Die obigen und weitere Ziele der Erfindung können erreicht werden durch ein Verfahren zum Erzeugen biochemischer Analysedaten mit den Schritten des Anspruchs 1.
  • Wenn biochemische Analysedaten dadurch erzeugt werden, dass photoelektrisch Chemilumineszenz-Emission detektiert wird, so wird im allgemeinen ein flächiger Festkörpersensor, beispielsweise ein CCD-Flächensensor verwendet. Wenn allerdings die Belichtungszeit des Festkörper-Flächensensors für Chemilumineszenz-Emission auf einen großen Wert eingestellt ist, um die Emission zu detektieren, die von einer Absorptionszone der biochemischen Analyseeinheit freigesetzt wird, die eine geringe Menge einer Markierungssubstanz enthält, die bei Berührung mit einem chemilumineszenten Substrat Chemilumineszenz-Emission erzeugt, die geringe Intensität hat, um biochemische Analysedaten mit hervorragender quantitativer Charakteristik zu erzeugen, so ist es unmöglich, die biochemischen Analysedaten mit hervorragender quantitativer Charakteristik dadurch zu erzeugen, dass man die Emission detektiert, die von einer absorptiven Zone der biochemischen Analyseeinheit freigesetzt wird, welche eine große Menge Markierungssubstanz enthält, welche Chemilumineszenz-Emission bei der Berührung mit einem chemilumineszenten Substrat erzeugt. Dies deshalb, weil in letztgenanntem Fall die Intensität der Chemilumineszenz-Emission extrem stark ist und die Anzahl von durch die Emission erzeugten Photonen, die in die photoelektrische Detektorfläche des Festkörper-Flächensensors eintritt, die Obergrenze des dynamischen Bereichs des Festkörper-Flächensensors übersteigt. Wenn andererseits die Belichtungszeit des Festkörper-Flächensensors für Chemilumineszenz-Emission auf einen kurzen Wert eingestellt ist, um solche Emission zu detektieren, die von einer absorptiven Zone der biochemischen Analyseeinheit freigesetzt wird, die eine große Menge Markierungssubstanz enthält, die Chemilumineszenz-Emission bei Berührung mit einem chemilumineszenten Substrat erzeugt, um biochemische Analysedaten mit hervorragender quantitativer Charakteristik zu erzeugen, so ist diese quantitative Charakteristik der biochemischen Analysedaten, die erzeugt wird durch Detektieren der Emission, welche von einer absorptiven Zone der biochemischen Analyseeinheit mit einer geringen Menge Markierungssubstanz bei geringer Intensität freigesetzt wird, extrem schwach, so dass kein biochemischen Analysedaten mit hervorragenden quantitativen Charakteristika erhalten werden können. Im Gegensatz dazu wird durch die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Erzeugen biochemischer Analysedaten geschaffen, welches folgende Schritte beinhaltet: selektives Binden einer Substanz, die von einem lebenden Organismus abgeleitet wurde und mit einer Markierungssubstanz markiert wurde, die Chemilumineszenz-Emission zeigt, wenn sie ein Chemilumineszenzsubstrat kontaktiert, mit spezifischen Bindesubstanzen, deren Struktur und Charakteristika bekannt sind, und die in einer Mehrzahl von absorptiven Zonen enthalten sind, die in einer biochemischen Analyseeinheit getrennt voneinander ausgebildet sind, oder selektives Binden einer Substanz, die von einem lebenden Organismus abgeleitet wurde und mit einem Hapten markiert wurde, mit spezifischen Bindesubstanzen, deren Struktur und Charakteristika bekannt sind, und die in den mehreren absorptiven Zonen enthalten sind, die in der biochemischen Analyseeinheit beabstandet voneinander ausgebildet sind, und Binden eines Antikörpers für das Hapten, welches markiert ist mit einem Enzym, welches die Eigenschaft besitzt, Chemilumineszenz-Emission zu zeigen, wenn es ein chemilumineszentes Substrat mit dem Hapten kontaktiert bei einer Antigen-Antikörper-Reaktion, Bringen der Markierungssubstanz, die selektiv in den mehreren absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit enthalten ist, in Berührung mit einem chemilumineszenten Substrat, um dadurch die Freigabe einer Chemilumineszenz-Emission zu veranlassen, photoelektrisches Detektieren der von den mehreren absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit freigesetzten Chemilumineszenz-Emission für eine erste Belichtungszeitspanne unter Verwendung eines Festkörper-Flächensensors, um ein Analogsignal für jede der mehreren absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit zu erzeugen, Digitalisieren des Analogsignals, um ein digitales Signal für jede der mehreren absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit zu erzeugen, und Speichern der digitalen Signale in einem Speicher, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren außerdem folgende Schritte aufweist: photoelektrisches Detektieren der von den mehreren absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit freigesetzten Chemilumineszenz-Emission für eine zweite Belichtungszeitspanne, die länger ist als die erste Belichtungszeitspanne, um ein Analogsignal für jede der mehreren absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit zu erzeugen, Digitalisieren des Analogsignals, um ein digitales Signal für jede der mehreren absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit zu erzeugen, Speichern der digitalen Signale in dem Speicher, Vergleichen einer Signalintensität des digitalen Signals, produziert durch das photoelektrische Detektieren der Chemilumineszenz-Emission, die von jeder der absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit freigesetzt wurde, für die zweite Belichtungszeitspanne, und abgespeichert in dem Speicher, mit einem gesättigten Wert der Signalintensität, Bestimmen einer Signalintensität eines digitalen Signals, welches kleiner ist als der gesättigte Wert, als biochemische Analysedaten der entsprechenden absorptiven Zone der biochemischen Analyseeinheit, um den Wert in dem Speicher zu speichern, und Verwenden einer Signalintensität eines digitalen Signals, welches erzeugt wurde durch photoelektrisches Detektieren der Chemilumineszenz-Emission, die von einer absorptiven Zone der biochemischen Analyseeinheit für die erste Belichtungszeitspanne freigesetzt und in dem Speicher gespeichert wurde, wenn eine Signalintensität eines digitalen Signals, die erzeugt wurde durch photoelektrisches Detektieren der Chemilumineszenz-Emission, die von der absorptiven Zone der biochemischen Analyseeinheit für die zweite Belichtungszeitspanne freigesetzt wurde, gleich oder größer ist als der gesättigte Wert, um dadurch biochemische Analysedaten zu erzeugen. Während also das herkömmliche Verfahren nicht im Stande ist, biochemische Analysedaten mit hervorragender quantitativer Charakteristik zu erzeugen, indem ein Festkörper-Flächensensor verwendet wird, um Chemilumineszenz-Emission zu detektieren, die von einer absorptiven Zone freigesetzt wird, die eine extrem große Menge einer Markierungssubstanz enthält, die Chemilumineszenz-Emission bei Berührung mit einem Chemilumineszenzsubstrat erzeugt, weil die Intensität der Emission extrem stark ist und die Anzahl von durch die Emission erzeugten und in die photoelektrische Detektorfläche des Festkörper-Flächensensors eintretenden Funktionen den dynamischen Bereich des Festkörper-Flächensensors übersteigt, kann das erfindungsgemäße Verfahren biochemische Analysedaten mit hervorragender quantitativer Charakteristik auch in einem derartigen Fall erzeugen. Während das herkömmliche Verfahren nicht ohne weiteres biochemische Analysedaten mit hervorragenden quantitativen Charakteristika unter Verwendung eines Festkörper-Flächensensors erzeugen kann, um photoelektrisch Chemilumineszenz-Emission zu detektieren, weil die absorptive Zone nur eine geringe Menge der Markierungssubstanz enthält, die bei Berührung mit einem chemilumineszenten Substrat Chemilumineszenz-Emission erzeugt, und die Intensität dieser von der absorptiven Zone freigesetzten Chemilumineszenz-Emission gering ist, kann hingegen das erfindungsgemäße Verfahren biochemische Analysedaten mit hervorragender quantitativer Charakteristik auch in einem solchen Fall deshalb erzeugen, weil die Signalintensität eines durch photoelektrisches Detektieren der Chemilumineszenz-Emission aus der absorptiven Zone der biochemischen Analyseeinheit für die zweite Belichtungszeit, die beträchtlich länger ist als die erste Belichtungszeit, als biochemische Analysedaten der absorptiven Zone hergenommen werden.
  • In einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das Verfahren zum Erzeugen biochemischer Analysedaten außerdem die Schritte zum Erzeugen eines Korrekturkoeffizienten gemäß Anspruch 2.
  • Gemäß diesem bevorzugten Aspekt der Erfindung enthält das Verfahren zum Erzeugen von biochemischen Analysedaten weiterhin die Schritte des Erzeugens eines Korrekturkoeffizienten basierend auf einem Verhältnis einer Signalintensität eines digitalen Signals, welches erzeugt wird durch photoelektrisches Detektieren der Chemilumineszenz-Emission, die von einer absorptiven Zone der biochemischen Analyseeinheit für die zweite Belichtungszeit freigesetzt wurde und in dem Speicher gespeichert wurde, und dessen Signalintensität geringer ist als der gesättigte Wert, und einer Signalintensität eines digitalen Signals, welches erzeugt wurde durch photoelektrisches Detektieren der Chemilumineszenz-Emission, die von der absorptiven Zone in der ersten Belichtungszeitspanne freigesetzt wurde, abgespeichert in dem Speicher, und des Multiplizierens einer Signalintensität des digitalen Signals, welches erzeugt wurde durch photoelektrisches Detektieren der Chemilumineszenz-Emission, die von einer absorptiven Zone der biochemischen Analyseeinheit für die zweite Belichtungszeitspanne freigesetzt wurde, und deren Signalintensität gleich oder höher ist als der gesättigte Wert, mit dem Korrekturkoeffizienten, um dadurch biochemische Analysedaten der absorptiven Zone zu erzeugen. Damit ist die Signalstärke des digitalen Signals, welches erzeugt wird durch photoelektrisches Detektieren der von einer absorptiven Zone der biochemischen Analyseeinheit für die erste Belichtungszeitspanne freigesetzten Chemilumineszenz-Emission, abgespeichert in dem Speicher und als biochemische Analysedaten der absorptiven Zone der biochemischen Analyseeinheit verwendet, wenn die Signalintensität des digitalen Signals, welches erzeugt wird durch photoelektrisches Detektieren der Chemilumineszenz-Emission, die von der absorptiven Zone der biochemischen Analyseeinheit während der zweiten Belichtungszeitspanne freigesetzt wird und in dem Speicher abgespeichert wird, gleich oder größer ist als der Sättigungswert, derart zu korrigieren, dass er äquivalent ist mit demjenigen Wert, der erzeugt wird durch photoelektrisches Detektieren der Chemilumineszenz-Emission, die von einer absorptiven Zone der biochemischen Analyseeinheit während der zweiten Belichtungszeitspanne freigesetzt wird, ähnlich wie die Signalintensität des digitalen Signals, welches erzeugt wird durch photoelektrisches Detektieren der Chemilumineszenz-Emission, die von einer absorptiven Zone der biochemischen Analyseeinheit während der zweiten Belichtungszeitspanne freigesetzt wird, abgespeichert in dem Speicher, wobei die Signalintensität dabei geringer ist als der Sättigungswert. Aus diesem Grund lässt sich eine quantitative Analyse mit hoher Genauigkeit in gewünschter Weise dadurch bewerkstelligen, dass man die Signalintensitäten der digitalen Signale vergleicht, die durch photoelektrisches Detektieren der Chemilumineszenz-Emission generiert werden, welche von den mehreren absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit freigesetzt wird.
  • In einem bevorzugten Aspekt der Erfindung enthält das Verfahren zum Erzeugen biochemischer Analysedaten weiterhin den Schritt des Dividierens einer Signalintensität eines digitalen Signals, die unter den Signalintensitäten von digitalen Signalen einen Maximumwert hat, welche durch photoelektrisches Detektieren der Chemilumineszenz-Emission erzeugt wurden, die von den absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit für die zweite Belichtungszeitspanne freigesetzt und in dem Speicher abgespeichert wurde, und dessen Signalintensität kleiner ist als der gesättigte Wert, durch eine Signalintensität eines digitalen Signals, welches erzeugt wurde durch photoelektrisches Detektieren der Chemilumineszenz-Emission, die von der absorptiven Zone der biochemischen Analyseeinheit für die erste Belichtungszeitspanne freigesetzt und in dem Speicher gespeichert wurde, um dadurch den Korrekturkoeffizienten zu bilden.
  • Da gemäß diesem bevorzugten Aspekt der Erfindung das Verfahren zum Erzeugen biochemischer Analysedaten außerdem aufweist den Schritt des Dividierens einer Signalintensität eines digitalen Signals, die unter den Signalintensitäten von digitalen Signalen einen Maximumwert hat, welche durch photoelektrisches Detektieren der Chemilumineszenz-Emission erzeugt wurden, die von den absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit für die zweite Belichtungszeitspanne freigesetzt und in dem Speicher abgespeichert wurde, und dessen Signalintensität kleiner ist als der gesättigte Wert, durch eine Signalintensität eines digitalen Signals, welches erzeugt wurde durch photoelektrisches Detektieren der Chemilumineszenz-Emission, die von der absorptiven Zone der biochemischen Analyseeinheit für die erste Belichtungszeitspanne freigesetzt und in dem Spei cher gespeichert wurde, um dadurch den Korrekturkoeffizienten zu bilden, ist es möglich, biochemische Analysedaten mit besseren quantitativen Charakteristika zu erzeugen.
  • Gemäß einem weiteren bevorzugten Aspekt der Erfindung werden die biochemischen Analysedaten dadurch erstellt, dass Chemilumineszenz-Emission, die von mehreren absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit freigesetzt wurde, von mehreren Lichtleitelementen, die so angeordnet sind, dass jede der mehreren absorptiven Zonen einem der Lichtsammel-Endbereiche der mehreren Lichtleitelemente gegenüberliegen, zu einem Lichtdetektor geführt und die Chemilumineszenz-Emission von dem Lichtdetektor photoelektrisch aufgenommen wird.
  • Gemäß diesem bevorzugten Aspekt der Erfindung kann selbst in dem Fall, dass zweidimensional mehrere absorptive Zonen in einem Substrat einer biochemischen Analyseeinheit mit hoher Dichte angeordnet werden, so dass sie voneinander beabstandet sind, dann spezifische Bindesubstanzen aufgebracht werden, die spezifisch mit einer Substanz in Bindung treten, die von einem lebenden Organismus abgeleitet ist, und deren Sequenz, Basenlänge, Zusammensetzung und dergleichen bekannt sind, wobei die in den mehreren absorptiven Zonen enthaltenen spezifischen Bindesubstanzen spezifisch mit einer Substanz verbunden werden, die von einem lebenden Organismus abgeleitet und mit einer Markierungssubstanz markiert sind, die Chemilumineszenz-Emission erzeugt, wenn sie ein chemilumineszentes Substrat berühren, was mit Hilfe von Hybridisierung oder dergleichen geschieht, um dadurch selektiv die mehreren absorptiven Zonen zu markieren, wenn die biochemische Analyseeinheit auf einer Probenbühne platziert wird und von den mehreren absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit freigesetzte Chemilumineszenz-Emission photoelektrisch detektiert wird, um biochemische Analysedaten zu erzeugen, von den mehreren absorptiven Zonen freigesetzte Chemilumineszenz-Emission einem Festkörper-Flächensensor mit hohem Lichtsammelwirkungsgrad zugeleitet werden kann, um von dem Flächensensor photoelektrisch detektiert zu werden, indem die mehreren Lichtleitelemente derart angeordnet werden, dass jedes der mehreren Lichtleitelemente sich ausreichend nahe an einer der mehreren absorptiven Zonen befindet, die zweidimensional in der biochemischen Analyseeinheit ausgebildet sind, so dass sie mit Abstand voneinander angeordnet sind, die von jeder der absorptiven Zonen freigesetzte Chemilumineszenz-Emission von einem der Lichtsammel-Endbereiche der mehreren Lichtleitelemente aufgenommen wird, um sie dem Festkörper-Flächensensor zuzuleiten, so dass dieser die Chemilumineszenz-Emission photoelektrisch detektiert. Aus diesem Grund ist es möglich, biochemische Analysedaten mit hervorragenden quantitativen Eigenschaften bei hoher Auflösung zu erzeugen.
  • In einem bevorzugten Aspekt der Erfindung ist jedes der mehreren Lichtleitelemente aus mindestens einer optischen Faser gebildet.
  • Nach einem weiteren bevorzugten Aspekt der Erfindung ist jedes der mehreren Lichtleitelemente durch ein optisches Faserbündel gebildet, bestehend aus einer Mehrzahl optischer Fasern.
  • Nach einem bevorzugten Aspekt der Erfindung werden die mehreren Lichtleitelemente in der Nähe der den Lichtsammel-Endbereichen gegenüberliegenden Endbereiche gesammelt.
  • Da gemäß diesem bevorzugten Aspekt der Erfindung die mehreren Lichtleitelemente in der Nähe der Endbereiche gegenüber den Lichtsammel-Endbereichen zusammengefasst sind, ist es möglich, einen zweidimensionalen Sensor einzusetzen, der eine kleine Lichtdetektierfläche besitzt, so dass man eine Vorrichtung zum Erzeugen biochemischer Analysedaten mit geringer Baugröße bei gleichzeitiger Senkung der Fertigungskosten herstellen kann.
  • In einem bevorzugten Aspekt der Erfindung sind die mehreren Lichtleitelemente an einem Fixierkopf in der Nähe der Lichtsammel-Endbereiche gelagert, so dass die Lichtsammel-Endbereiche der mehreren Lichtelemente so angeordnet sind, dass sie den mehreren absorptiven Zonen gegenüberliegen.
  • Nach einem weiteren bevorzugten Aspekt der Erfindung wird der Festkörper-Flächensensor durch einen gekühlten CCD-Flächensensor gebildet.
  • Nach diesem bevorzugten Aspekt der Erfindung, da also der Festkörper-Flächensensor durch einen gekühlten CCD-Flächensensor gebildet wird, ist es möglich, auch schwache Chemilumineszenz-Emission zu sammeln, die von den mehreren absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit freigesetzt wird, wozu die mehreren Lichtleitelemente dienen, um die Emission photoelektrisch für einen langen Zeitraum zu erfassen, demzufolge die Möglichkeit besteht, die Chemilumineszenz-Emission mit ausreichend hoher Empfindlichkeit zur Erzeugung biochemischer Analysedaten zu detektieren.
  • Die oben genannten sowie weitere Ziele der Erfindung können auch gelöst werden durch eine Vorrichtung zum Erzeugen von biochemischen Analysedaten, welche umfasst: eine Probenbühne zum Platzieren einer biochemischen Analyseeinheit, in der mehrere absorptive Zonen mit Abstand voneinander gebildet sind, und eine Substanz, die von einem lebenden Organismus abgeleitet ist und mit einer Markierungssubstanz markiert ist, die Chemilumineszenz-Emission erzeugt, wenn sie ein chemilumineszentes Substrat kontaktiert, selektiv gebunden wird mit spezifischen Bindesubstanzen, deren Struktur oder Charakteristik bekannt ist, enthalten in den mehreren absorptiven Zonen, einen Festkörper-Flächensensor zum photoelektrischen Detektieren von Chemilumineszenz-Emission, die von den mehreren absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit freigesetzt wurde, und zum Erzeugen eines Analogsignals für jede der mehreren absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit, mehrere Lichtleitelemente, die so angeordnet sind, dass jeder Lichtsammel-Endbereich der Lichtleichtelemente einer der mehreren absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit auf der Probenbühne gegenüberliegt, und ausgebildet zu dem Zweck, Chemilumineszenz-Emission, die von den mehreren absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit freigesetzt wurde, zu dem Festkörper-Flächensensor zu leiten, einen A/D-Wandler zum Digitalisieren von Analogsignalen, die von dem Festkörper-Flächensensor erzeugt wurden, um ein digitales Signal für jede der absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit zu erzeugen, einen Speicher zum Speichern des digitalen Signals, welches von dem A/D-Wandler für jede der mehreren absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit erzeugt wurde, eine Datenverarbeitungseinrichtung zum Erzeugen biochemischer Analysedaten für jede der mehreren absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit, basierend auf dem digitalen Signal jeder der mehreren absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit, und eine Steuereinrichtung zum Steuern des Festkörper-Flächensensors, des A/D-Wandlers und der Datenverarbeitungseinrichtung, wobei die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, den Festkörper-Flächensensor derart zu steuern, dass er Chemilumineszenz-Emission, die von den absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit während einer ersten Belichtungszeitspanne freigesetzt wurde, photoelektrisch detektiert, um dadurch ein Analogsignal für jede der absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit zu erzeugen, und um photoelektrisch Chemilumineszenz-Emission zu detektieren, die von den absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit während einer zweiten Belichtungszeitspanne, die länger als die erste Belichtungszeitspanne ist, freigesetzt wird, um dadurch ein Analogsignal für jede der absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit zu erzeugen, den A/D-Wandler so zu steuern, dass er das Analogsignal für jede der absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit, das von dem Festkörper-Flächensensor erzeugt wurde, digitalisiert und den Wert in dem Speicher speichert, und die Datenverarbeitungseinrichtung so zu steuern, dass sie eine Signalintensität des digitalen Signals für jede der absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit, das durch photoelektrisches Detektieren von Chemilumineszenz-Emission erzeugt wurde, die von den absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit für die zweite Belichtungszeitspanne erzeugt und in dem Speicher abgespeichert wurde, vergleicht mit einem gesättigten Wert der Signalintensität, um die Signalintensität des digitalen Signals, die geringer als der gesättigte Wert ist, als biochemische Analysedaten für die absorptive Zone der biochemischen Analyseeinheit zu bestimmen und sie in dem Speicher abzuspeichern, und eine Signalintensität eines digitalen Signals, das durch photoelektrisches Detektieren der Chemilumineszenz-Emission erzeugt wurde, die von einer absorptiven Zone der biochemischen Analyseeinheit während der ersten Belichtungszeitspanne freigesetzt wurde, und das in dem Speicher gespeichert wird, wenn eine Signalintensität eines digitalen Signals, welches durch photoelektrisches Detektieren der Chemilumineszenz-Emission erzeugt wird, die von der absorptiven Zone der biochemischen Analyseeinheit für die zweite Belichtungszeitspanne freigesetzt wurde, gleich oder größer ist als der gesättigte Wert, um dadurch biochemische Analysedaten der mehreren absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit zu erzeugen.
  • Erfindungsgemäß enthält eine Vorrichtung zum Erzeugen biochemischer Analysedaten: eine Probenbühne zum Platzieren einer biochemischen Analyseeinheit, in der mehrere absorptive Zonen mit Abstand voneinander gebildet sind, und eine Substanz, die von einem lebenden Organismus abgeleitet ist und mit einer Markierungssubstanz markiert ist, die Chemilumineszenz-Emission erzeugt, wenn sie ein chemilumineszentes Substrat kontaktiert, selektiv gebunden wird mit spezifischen Bindesubstanzen, deren Struktur oder Charakteristik bekannt ist, enthalten in den mehreren absorptiven Zonen, einen Festkörper-Flächensensor zum photoelektrischen Detektieren von Chemilumineszenz-Emission, die von den mehreren absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit freigesetzt wurde, und zum Erzeugen eines Analogsignals für jede der mehreren absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit, mehrere Lichtleitelemente, die so angeordnet sind, dass jeder Lichtsammel-Endbereich der Lichtleichtelemente einer der mehreren absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit auf der Probenbühne gegenüberliegt, und ausgebildet zu dem Zweck, Chemilumineszenz-Emission, die von den mehreren absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit freigesetzt wurde, zu dem Festkörper-Flächensensor zu leiten, einen A/D-Wandler zum Digitalisieren von Analogsignalen, die von dem Festkörper-Flächensensor erzeugt wurden, um ein digitales Signal für jede der absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit zu erzeugen, einen Speicher zum Speichern des digitalen Signals, welches von dem A/D-Wandler für jede der mehreren absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit erzeugt wurde, eine Datenverarbeitungseinrichtung zum Erzeugen biochemischer Analysedaten für jede der mehreren absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit, basierend auf dem digitalen Signal jeder der mehreren absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit, und eine Steuereinrichtung zum Steuern des Festkörper-Flächensensors, des A/D-Wandlers und der Datenverarbeitungseinrichtung, wobei die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, den Festkörper-Flächensensor derart zu steuern, dass er Chemilumineszenz-Emission, die von den absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit während einer ersten Belichtungszeitspanne freigesetzt wurde, photoelektrisch detektiert, um dadurch ein Analogsig nal für jede der absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit zu erzeugen, und um photoelektrisch Chemilumineszenz-Emission zu detektieren, die von den absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit während einer zweiten Belichtungszeitspanne, die länger als die erste Belichtungszeitspanne ist, freigesetzt wird, um dadurch ein Analogsignal für jede der absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit zu erzeugen, den A/D-Wandler so zu steuern, dass er das Analogsignal für jede der absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit, das von dem Festkörper-Flächensensor erzeugt wurde, digitalisiert und den Wert in dem Speicher speichert, und die Datenverarbeitungseinrichtung so zu steuern, dass sie eine Signalintensität des digitalen Signals für jede der absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit, das durch photoelektrisches Detektieren von Chemilumineszenz-Emission erzeugt wurde, die von den absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit für die zweite Belichtungszeitspanne erzeugt und in dem Speicher abgespeichert wurde, vergleicht mit einem gesättigten Wert der Signalintensität, um die Signalintensität des digitalen Signals, die geringer als der gesättigte Wert ist, als biochemische Analysedaten für die absorptive Zone der biochemischen Analyseeinheit zu bestimmen und sie in dem Speicher abzuspeichern, und eine Signalintensität eines digitalen Signals, das durch photoelektrisches Detektieren der Chemilumineszenz-Emission erzeugt wurde, die von einer absorptiven Zone der biochemischen Analyseeinheit während der ersten Belichtungszeitspanne freigesetzt wurde, und das in dem Speicher gespeichert wird, wenn eine Signalintensität eines digitalen Signals, welches durch photoelektrisches Detektieren der Chemilumineszenz-Emission erzeugt wird, die von der absorptiven Zone der biochemischen Analyseeinheit für die zweite Belichtungszeitspanne freigesetzt wurde, gleich oder größer ist als der gesättigte Wert, um dadurch biochemische Analysedaten der mehreren absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit zu erzeugen. Während daher das konventionelle Verfahren nicht im Stande ist, biochemische Analysedaten mit hervorragenden quantitativen Eigenschaften unter Verwendung eines Festkörper-Flächensensors zu erzeugen, um Chemilumineszenz-Emission zu detektieren, die von einer absorptiven Zone freigesetzt wird, die eine extrem große Menge einer Markierungssubstanz erhält, die Chemilumineszenz-Emission erzeugt, wenn sie in Berührung mit einem Chemilumineszenzsubstrat tritt, weil die Intensität der Chemilumineszenz-Emission extrem hoch ist und die Anzahl von durch die Emission erzeugten Photonen, die in die photoelektrische Detektorfläche des Festkörper-Flächensensors eintreten, den dynamischen Bereich des Festkörper-Flächensensors übersteigt, kann das erfindungsgemäße Verfahren biochemische Analysedaten mit hervorragenden quantitativen Eigenschaften auch in diesem Fall erzeugen. Während andererseits das herkömmliche Verfahren nicht ohne weiteres biochemische Analysedaten mit hervorragenden quantitativen Eigenschaften unter Verwendung eines Festkörper-Flächensensors bereitstellen kann, mit dem photoelektrisch Chemilumineszenz-Emission detektiert wird, weil die absorptive Zone nur eine geringe Menge der Markierungssubstanz enthält, die Chemilumineszenz-Emission bei Berührung mit einem chemilumineszenten Substrat erzeugt, und die Intensität dieser von der absorptiven Zone freigesetzten Chemilumineszenz gering ist, kann das erfindungsgemäße Verfahren biochemische Analysedaten liefern, die eine hervorragende quantitative Aussagekraft besitzen, und zwar auch in einem solchen Fall, weil nämlich die Signalintensität eines digitalen Signals, welches erhalten wird durch photoelektrisches Detektieren von Chemilumineszenz-Emission, die von der absorptiven Zone der biochemischen Analyseeinheit während der zweiten Belichtungszeitspanne freigesetzt wird, die ausreichend länger ist als die erste Belichtungszeitspanne, als biochemische Analysedaten für die absorptive Zone hergenommen wird.
  • Nach einem bevorzugten Aspekt der Erfindung wird die Datenverarbeitungseinrichtung dazu ausgebildet, außerdem einen Korrekturkoeffizienten zu erzeugen, basierend auf einem Verhältnis einer Signalintensität eines digitalen Signals, erzeugt durch photoelektrisches Detektieren von Chemilumineszenz-Emission, die von einer absorptiven Zone der biochemischen Analyseeinheit während der zweiten Belichtungszeitspanne freigesetzt wurde und in dem Speicher gespeichert wurde, und dessen Signalintensität kleiner als der gesättigte Wert ist, und einer Signalintensität eines digitalen Signals, erzeugt durch photoelektrisches Detektieren der Chemilumineszenz-Emission, die von der absorptiven Zone der biochemischen Analyseeinheit für die erste Belichtungszeitspanne freigesetzt und in dem Speicher gespeichert wurde, und um eine Signalintensität des digitalen Signals, erzeugt durch photoelektrisches Detektieren der Chemilumineszenz-Emission, die von einer absorptiven Zone der biochemischen Analyseeinheit während der ersten Belichtungszeitspanne freigesetzt und in dem Speicher gespeichert wurde, zu multiplizieren mit dem Korrekturkoeffizienten, wenn die Signalintensität des digitalen Signals, welches durch photoelektrisches Detektieren der Chemilumineszenz-Emission erzeugt wurde, die von der absorptiven Zone während der zweiten Belichtungszeitspanne freigesetzt wurde, gleich oder größer ist als der gesättigte Wert, um dadurch biochemische Analysedaten für die absorptive Zone zu erzeugen.
  • Gemäß diesem bevorzugten Aspekt der Erfindung, wonach die Datenverarbeitung dazu ausgebildet ist, außerdem einen Korrekturkoeffizienten zu erzeugen, basierend auf einem Verhältnis einer Signalintensität eines digitalen Signals, erzeugt durch photoelektrisches Detektieren von Chemilumineszenz-Emission, die von einer absorptiven Zone der biochemischen Analyseeinheit während der zweiten Belichtungszeitspanne freigesetzt wurde und in dem Speicher gespeichert wurde, und dessen Signalintensität kleiner als der gesättigte Wert ist, und einer Signalintensität eines digitalen Signals, erzeugt durch photoelektrisches Detektieren der Chemilumineszenz-Emission, die von der absorptiven Zone der biochemischen Analyseeinheit für die erste Belichtungszeitspanne freigesetzt und in dem Speicher gespeichert wurde, und um eine Signalintensität des digitalen Signals, erzeugt durch photoelektrisches Detektieren der Chemilumineszenz-Emission, die von einer absorptiven Zone der biochemischen Analyseeinheit während der ersten Belichtungszeitspanne freigesetzt und in dem Speicher gespeichert wurde, zu multiplizieren mit dem Korrekturkoeffizienten, wenn die Signalintensität des digitalen Signals, welches durch photoelektrisches Detektieren der Chemilumineszenz-Emission erzeugt wurde, die von der absorptiven Zone während der zweiten Belichtungszeitspanne freigesetzt wurde, gleich oder größer ist als der gesättigte Wert, um dadurch biochemische Analysedaten für die absorptive Zone zu erzeugen, wird die Signalintensität des digitalen Signals, welches erzeugt wird durch photoelektrisches Detektieren von Chemilumineszenz-Emission, die von einer absorptiven Zone der biochemischen Analyseeinheit während der ersten Belichtungszeitspanne freigesetzt wird, gespeichert in dem Speicher und hergenommen als biochemische Analysedaten der absorptiven Zone der biochemischen Analyseeinheit, wenn die Signalintensität des digitalen Signals, welches erzeugt wird durch photoelektrisches Detektieren der Chemilumineszenz-Emission, die von der absorptiven Zone der biochemischen Analyseeinheit während der zweiten Belichtungszeitspanne freigesetzt und in dem Speicher abgespeichert wird, gleich oder größer ist als der Sättigungswert, korrigiert, um äquivalent zu sein mit einem Wert, welcher generiert wird durch photoelektrisches Detektieren von Chemilumineszenz-Emission, die von einer absorptiven Zone der biochemischen Analyseeinheit für die zweite Belichtungszeitspanne freigesetzt wird, ähnlich der Signalintensität des digitalen Signals, welches erzeugt wird durch photoelektrisches Detektieren von Chemilumineszenz-Emission, die von einer absorptiven Zone der biochemischen Analyseeinheit für die zweite Belichtungszeitspanne freigesetzt und in dem Speicher gespeichert wird, und deren Signalintensität geringer ist als der gesättigte Wert. Aus diesem Grund kann eine quantitative Analyse mit hoher Genauigkeit in der gewünschten Weise dadurch stattfinden, dass die Signalintensitäten der digitalen Signale, die durch photoelektrisches Detektieren von Chemilumineszenz-Emission erzeugt werden, die von den mehreren absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit freigesetzt wird, verglichen werden.
  • Nach einem weiteren bevorzugten Aspekt der Erfindung ist die Datenverarbeitungseinrichtung derart ausgebildet, dass sie eine Signalintensität eines digitalen Signals, dessen Signalintensität unter den Signalintensitäten von Signalen ein Maximum ist, die durch photoelektrisches Detektieren der Chemilumineszenz-Emission aus den absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit während der zweiten Belichtungszeitspanne erzeugt und in dem Speicher abgespeichert wurden, und deren Signalintensität geringer ist als der gesättigte Wert, dividiert durch eine Signalintensität eines digitalen Signals, welches durch photoelektrisches Detektieren der Chemilumineszenz-Emission erzeugt wird, die von der absorptiven Zone der biochemischen Analyseeinheit während der ersten Belichtungszeitspanne freigesetzt und in dem Speicher gespeichert wurde, um dadurch den Korrekturkoeffizienten zu erzeugen.
  • Gemäß diesem bevorzugten Aspekt der Erfindung, ist es möglich, biochemische Analysedaten mit einer viel besseren quantitativen Charakteristik zu erzeugen, weil die Datenverarbeitungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie eine Signalintensität eines digitalen Signals, dessen Signalintensität unter den Signalintensitäten von Signalen ein Maximum ist, die durch photoelektrisches Detektieren der Chemilumineszenz-Emission aus den ab sorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit während der zweiten Belichtungszeitspanne erzeugt und in dem Speicher abgespeichert wurden, und deren Signalintensität geringer ist als der gesättigte Wert, dividiert durch eine Signalintensität eines digitalen Signals, welches durch photoelektrisches Detektieren der Chemilumineszenz-Emission erzeugt wird, die von der absorptiven Zone der biochemischen Analyseeinheit während der ersten Belichtungszeitspanne freigesetzt und in dem Speicher gespeichert wurde, um dadurch den Korrekturkoeffizienten zu erzeugen.
  • Nach einem bevorzugten Aspekt der Erfindung wird jedes der mehreren Lichtleitelemente durch mindestens eine optische Faser gebildet.
  • Nach einem weiteren bevorzugten Aspekt der Erfindung wird jedes der mehreren Lichtleitelemente durch ein optisches Faserbündel aus mehreren optischen Fasern gebildet.
  • Nach einem bevorzugten Aspekt der Erfindung sind die mehreren Lichtleitelemente in der Nähe der Endbereiche gegenüber den Lichtsammel-Endbereichen zusammengefasst.
  • Weil nach diesem bevorzugten Aspekt der Erfindung die mehreren Lichtleitelemente in der Nähe der Endbereiche gegenüber den Lichtsammel-Endbereichen zusammengefasst sind, besteht die Möglichkeit, einen zweidimensionalen Sensor mit kleiner Lichtdetektorfläche einzusetzen, so dass demzufolge eine Vorrichtung zum Erzeugen biochemischer Analysedaten geringerer Baugröße bei geringeren Fertigungskosten hergestellt werden kann.
  • Nach einem bevorzugten Aspekt der Erfindung sind die mehreren Lichtleitelemente an einem Fixierkopf in der Nähe der Lichtsammel-Endbereiche derart gelagert, dass jeder der Lichtsammel-Endbereiche der mehreren Lichtleitelemente sich gegenüber einer der mehreren absorptiven Zonen befindet.
  • Nach einem weiteren bevorzugten Aspekt der Erfindung wird der Festkörper-Flächensensor durch einen gekühlten CCD-Flächensensor gebildet.
  • Nach diesem bevorzugten Aspekt der Erfindung ist es, weil der Festkörper-Flächensensor durch einen gekühlten CCD-Flächensensor gebildet wird, möglich, schwache Chemilumineszenz-Emission zu sammeln, die von den mehreren absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit freigesetzt wird, und zwar mit Hilfe der mehreren Lichtleitelemente, um die Emission photoelektrisch über einen längeren Zeitraum zu erfassen, wodurch es möglich wird, die Chemilumineszenz-Emission mit ausreichend hohe Empfindlichkeit zu detektieren und biochemische Analysedaten zu erstellen.
  • Nach einem bevorzugten Aspekt der Erfindung enthält die biochemische Analyseeinheit ein Substrat, ausgebildet mit einer Mehrzahl von Löchern in gegenseitigem Abstand, wobei die mehreren absorptiven Zonen gebildet werden durch Einbringen eines absorptiven Materials in die in dem Substrat gebildeten mehreren Löcher, um spezifische Bindesubstanzen aufzunehmen.
  • Nach einem weiteren bevorzugten Aspekt der Erfindung enthält die biochemische Analyseeinheit ein Substrat, ausgebildet mit einer Mehrzahl von Löchern in gegenseitigem Abstand voneinander, wobei die mehreren absorptiven Zonen dadurch gebildet werden, dass ein absorptives Material in die mehreren Durchgangslöcher in dem Substrat eingebracht werden, um spezifische Bindesubstanzen zu halten.
  • Nach einem weiteren bevorzugten Aspekt der Erfindung werden die mehreren absorptiven Zonen dadurch gebildet, dass eine absorptive Membran, die ein absorptives Material enthält, in die mehreren Durchgangslöcher in dem Substrat eingedrückt wird und anschließend veranlasst wird, dass die absorptive Membran die spezifischen Bindesubstanzen hält.
  • Nach einem weiteren bevorzugten Aspekt der Erfindung enthält die biochemische Analyseeinheit ein Substrat, welches mit einer Mehrzahl von Ausnehmungen in gegenseitigem Abstand voneinander ausgebildet ist, wobei die mehreren absorptiven Zonen dadurch gebildet werden, dass ein absorptives Material in die mehreren Ausnehmungen in dem Substrat eingebracht wird, um spezifische Bindesubstanzen zu halten.
  • Nach einem weiteren bevorzugten Aspekt der Erfindung enthält die biochemische Analyseeinheit ein absorptives Substrat und ein Substrat, welches mit einer Mehrzahl von Durchgangslöchern in gegenseitigem Abstand voneinander ausgestattet ist, wobei das Substrat in enger Berührung mit mindestens einer Fläche des absorptiven Substrats steht, wobei die mehreren absorptiven Zonen dadurch gebildet sind, dass das absorptive Substrat in den mehreren Durchgangslöchern in dem Substrat dazu gebracht wird, spezifische Bindesubstanzen zu halten.
  • Nach einem bevorzugten Aspekt der Erfindung hat das Substrat der biochemischen Analyseeinheit die Eigenschaft, Lichtenergie zu dampfen.
  • Nach diesem bevorzugten Aspekt der Erfindung ist es, weil das Substrat der biochemischen Analyseeinheit die Eigenschaft hat, Lichtenergie zu dämpfen, möglich, zu verhindern, dass Chemilumineszenz-Emission, die von den absorptiven Zonen in dem Substrat der biochemischen Analyseeinheit freigesetzt wird, in das Substrat der biochemischen Analyseeinheit streut und sich vermischt mit anderer Emission, auch wenn absorptive Zonen in dem Substrat der biochemischen Analyseeinheit mit hoher Dichte ausgebildet sind und eine von einem lebenden Organismus abgeleitete Substanz, die mit einer Markierungssubstanz markiert ist, die bei Berührung mit einem Chemilumineszenzsubstrat Chemilumineszenz-Emission erzeugt, selektiv hybridisiert wird. Daher ist es möglich, photoelektrisch Chemilumineszenz-Emission zu detektieren und chemische Analysedaten mit hervorragenden quantitativen Eigenschaften zu produzieren.
  • Nach einem bevorzugten Aspekt der Erfindung besitzt das Substrat der biochemischen Analyseeinheit die Eigenschaft, Lichtenergie auf 1/5 oder weniger zu verringern, wenn das Licht in dem Substrat über eine Distanz läuft, die gleich ist mit derjenigen zwischen benachbarten absorptiven Zonen.
  • Nach einem weiteren bevorzugten Aspekt der Erfindung besitzt das Substrat der biochemischen Analyseeinheit die Eigenschaft, die Lichtenergie auf 1/10 oder weniger zu ver ringern, wenn das Licht in dem Substrat über eine Strecke läuft, die derjenigen zwischen benachbarten absorptiven Zonen gleicht.
  • Nach einem weiteren bevorzugten Aspekt der Erfindung besitzt das Substrat der biochemischen Analyseeinheit die Eigenschaft, die Lichtenergie auf 1/50 oder weniger zu verringern, wenn das Licht in dem Substrat über eine Strecke läuft, die derjenigen zwischen benachbarten absorptiven Zonen gleicht.
  • Nach einem weiteren bevorzugten Aspekt der Erfindung besitzt das Substrat der biochemischen Analyseeinheit die Eigenschaft, die Lichtenergie auf 1/100 oder weniger zu verringern, wenn das Licht in dem Substrat über eine Strecke läuft, die derjenigen zwischen benachbarten absorptiven Zonen gleicht.
  • Nach einem weiteren bevorzugten Aspekt der Erfindung besitzt das Substrat der biochemischen Analyseeinheit die Eigenschaft, die Lichtenergie auf 1/500 oder weniger zu verringern, wenn das Licht in dem Substrat über eine Strecke läuft, die derjenigen zwischen benachbarten absorptiven Zonen gleicht.
  • Nach einem weiteren bevorzugten Aspekt der Erfindung besitzt das Substrat der biochemischen Analyseeinheit die Eigenschaft, die Lichtenergie auf 1/1.000 oder weniger zu verringern, wenn das Licht in dem Substrat über eine Strecke läuft, die derjenigen zwischen benachbarten absorptiven Zonen gleicht.
  • Nach einem bevorzugten Aspekt der Erfindung ist die biochemische Analyseeinheit mit 10 oder mehr absorptiven Zonen ausgebildet.
  • Nach einem weiteren bevorzugten Aspekt der Erfindung ist die biochemische Analyseeinheit mit 50 oder mehr absorptiven Zonen ausgebildet.
  • Nach einem weiteren bevorzugten Aspekt der Erfindung ist die biochemische Analyseeinheit mit 100 oder mehr absorptiven Zonen ausgebildet.
  • Nach einem weiteren bevorzugten Aspekt der Erfindung ist die biochemische Analyseeinheit mit 500 oder mehr absorptiven Zonen ausgebildet.
  • Nach einem weiteren bevorzugten Aspekt der Erfindung ist die biochemische Analyseeinheit mit 1.000 oder mehr absorptiven Zonen ausgebildet.
  • Nach einem weiteren bevorzugten Aspekt der Erfindung ist die biochemische Analyseeinheit mit 5.000 oder mehr absorptiven Zonen ausgebildet.
  • Nach einem weiteren bevorzugten Aspekt der Erfindung ist die biochemische Analyseeinheit mit 10.000 oder mehr absorptiven Zonen ausgebildet.
  • Nach einem weiteren bevorzugten Aspekt der Erfindung ist die biochemische Analyseeinheit mit 50.000 oder mehr absorptiven Zonen ausgebildet.
  • Nach einem weiteren bevorzugten Aspekt der Erfindung ist die biochemische Analyseeinheit mit 100.000 oder mehr absorptiven Zonen ausgebildet.
  • Nach einem bevorzugten Aspekt der Erfindung ist jede der mehreren absorptiven Zonen in der biochemischen Analyseeinheit so ausgebildet, dass sie eine Größe von weniger als 5 mm2 aufweist.
  • Nach einem bevorzugten Aspekt der Erfindung ist jede der mehreren absorptiven Zonen in der biochemischen Analyseeinheit so ausgebildet, dass sie eine Größe von weniger als 1 mm2 aufweist.
  • Nach einem bevorzugten Aspekt der Erfindung ist jede der mehreren absorptiven Zonen in der biochemischen Analyseeinheit so ausgebildet, dass sie eine Größe von weniger als 0,5 mm2 aufweist.
  • Nach einem bevorzugten Aspekt der Erfindung ist jede der mehreren absorptiven Zonen in der biochemischen Analyseeinheit so ausgebildet, dass sie eine Größe von weniger als 0,1 mm2 aufweist.
  • Nach einem bevorzugten Aspekt der Erfindung ist jede der mehreren absorptiven Zonen in der biochemischen Analyseeinheit so ausgebildet, dass sie eine Größe von weniger als 0,05 mm2 aufweist.
  • Nach einem bevorzugten Aspekt der Erfindung ist jede der mehreren absorptiven Zonen in der biochemischen Analyseeinheit so ausgebildet, dass sie eine Größe von weniger als 0,01 mm2 aufweist.
  • Nach einem bevorzugten Aspekt der Erfindung sind die mehreren absorptiven Zonen in der biochemischen Analyseeinheit mit einer Dichte von 10 oder mehr pro cm2 ausgebildet.
  • Nach einem bevorzugten Aspekt der Erfindung sind die mehreren absorptiven Zonen in der biochemischen Analyseeinheit mit einer Dichte von 50 oder mehr pro cm2 ausgebildet.
  • Nach einem bevorzugten Aspekt der Erfindung sind die mehreren absorptiven Zonen in der biochemischen Analyseeinheit mit einer Dichte von 100 oder mehr pro cm2 ausgebildet.
  • Nach einem bevorzugten Aspekt der Erfindung sind die mehreren absorptiven Zonen in der biochemischen Analyseeinheit mit einer Dichte von 500 oder mehr pro cm2 ausgebildet.
  • Nach einem bevorzugten Aspekt der Erfindung sind die mehreren absorptiven Zonen in der biochemischen Analyseeinheit mit einer Dichte von 1.000 oder mehr pro cm2 ausgebildet.
  • Nach einem bevorzugten Aspekt der Erfindung sind die mehreren absorptiven Zonen in der biochemischen Analyseeinheit mit einer Dichte von 5.000 oder mehr pro cm2 ausgebildet.
  • Nach einem bevorzugten Aspekt der Erfindung sind die mehreren absorptiven Zonen in der biochemischen Analyseeinheit mit einer Dichte von 10.000 oder mehr pro cm2 ausgebildet.
  • Nach einem bevorzugten Aspekt der Erfindung sind die mehreren absorptiven Zonen in der biochemischen Analyseeinheit mit einer Dichte von 50.000 oder mehr pro cm2 ausgebildet.
  • Nach einem bevorzugten Aspekt der Erfindung sind die mehreren absorptiven Zonen in der biochemischen Analyseeinheit mit einer Dichte von 100.000 oder mehr pro cm2 ausgebildet.
  • Nach einem bevorzugten Aspekt der Erfindung sind die mehreren absorptiven Zonen in der biochemischen Analyseeinheit in einem regelmäßigen Muster ausgebildet.
  • Nach einem bevorzugten Aspekt der Erfindung ist jede der absorptiven Zonen im wesentlichen kreisförmig in dem Substrat der biochemischen Analyseeinheit ausgebildet.
  • Erfindungsgemäß ist das Material zur Bildung des Substrats der biochemischen Analyseeinheit vorzugsweise im Stande, Lichtenergie zu dämpfen, allerdings stellt dies keinen spezielle Beschränkung dar. Das Material zur Bildung des Substrats der biochemischen Analyseeinheit kann von jeglichem Typ einer anorganischen Verbindung oder organischen Verbindung sein, während das Substrat der biochemischen Analyseeinheit vorzugsweise aus einem metallischen Werkstoff, einem keramischen Werkstoff oder aus Kunststoff gebildet sein kann.
  • Anschauliche Beispiele für anorganische Verbindungen, die bevorzugt zur Bildung des Substrats der biochemischen Analyseeinheit gemäß der Erfindung verwendet werden, beinhalten Metalle wie zum Beispiel Gold, Silber, Kupfer, Zink, Aluminium, Titan, Tantal, Chrom, Eisen, Nickel, Kobalt, Blei, Zinn, Selen und dergleichen, Legierungen wie beispielsweise Messing, Edelstahl, Bronze und dergleichen; Silicium-Werkstoffe wie beispielsweise Silicium, amorphes Silicium, Glas, Quarz, Siliciumcarbit, Siliciumnitrid und dergleichen; Metalloxide wie Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, Zirkonoxid und dergleichen; und anorganische Salze wie Wolframcarbid, Calciumcarbid, Calciumsulfat, Hydroxyapatit, Galliumarsenid und dergleichen. Diese können entweder eine monokristalline Struktur oder eine polykristalline, gesinterte Struktur haben, können beispielsweise amorph, keramisch oder dergleichen sein.
  • Im Rahmen der Erfindung kann eine hochmolekulare Verbindung vorzugsweise als organisches Verbindungsmaterial verwendet werden, vorzugsweise eingesetzt zur Bildung des Substrats der biochemischen Analyseeinheit. Anschauliche Beispiele für hochmolekulare Verbindungen, die vorzugsweise zur Herstellung des Substrats der biochemischen Analyseeinheit gemäß der Erfindung eingesetzt werden, beinhalten Polyolefine wie zum Beispiel Polyethylen, Polypropylen und dergleichen; Acrylharze wie zum Beispiel Polymethylmethacrylat, Polybutylacrylat/Polymermethylmethacrylat-Copolymer und dergleichen; Polyacrylonitril; Polyvinylchlorid; Polyvinylidenchlorid; Polyvinylidenfluorid; Polytetrafluorethylen; Polychlortrifluorethylen; Polycarbonat; Polyester wie beispielsweise Polyethylennaphthalat, Polyethylenterephthalat und dergleichen; Nylone wie zum Beispiel Nylon-6, Nylon-6,6, Nylon-4,10 und dergleichen; Polyimid; Polysulfon; Polyphenylensulfid; Siliconharze wie zum Beispiel Polydiphenylsiloxan und dergleichen; Phenolharz wie beispielsweise Novolac und dergleichen; Epoxyharz; Polyurethan, Polystyrol, Butadien-Styrol-Copolymer; Polysaccharide wie beispielsweise Zellulose, Acetalzellulose, Nitrozellulose, Stärke, Alginat, Hydroxypropyl-Methylzellulose und dergleichen; Chitin; Chitosan; Urushi (Japan-Lack); Polyamide wie zum Beispiel Gelatine, Kollagen, Keratin und dergleichen; und Copolymere dieser hochmolekularen Stoffe. Dabei kann es sich um eine Komposit-Verbindung handeln, der je nach Bedarf Metalloxidpartikel, Glasfasermaterial oder dergleichen hinzugefügt ist. Außerdem kann ein organisches Verbindungsmaterial zugemischt sein.
  • Da die Fähigkeit, Lichtenergie zu dämpfen, im allgemeinen zunimmt, wenn die Streuung und/oder Absorption von Licht zunimmt, besitzt das Substrat der biochemischen Analyseeinheit vorzugsweise eine Absorptionsfähigkeit von 0,3 pro cm (Dicke) oder mehr, noch mehr bevorzugt eine Absorptionsfähigkeit von 1 pro cm (Dicke) oder mehr. Das Absorptionsvermögen lässt sich dadurch bestimmen, dass man eine integrierende Kugel unmittelbar hinter einem Flachstück platziert, welches eine Dicke von T cm besitzt, die Menge A des transmittierten Lichts einer Wellenlänge eines Sondenlichts oder eines Emissionslichts misst, welches für die Messung verwendet wird, wozu ein Spektrophotometer verwendet wird, und der Wert A/T berechnet wird. Erfindungsgemäß lässt sich eine lichtstreuende oder eine lichtabsorbierende Substanz dem Substrat der biochemischen Analyseeinheit hinzufügen, um die Dämpfungsfähigkeit für Lichtenergie zu steigern. Partikel eines von einem das Substrat der biochemischen Analyseeinheit bildenden Werkstoffs verschiedenen Materials können vorzugsweise als Lichtstreusubstanz verwendet werden, ein Pigment oder ein Farbstoff kann vorzugsweise als Lichtabsorbierende Substanz verwendet werden.
  • Nach einem weiteren bevorzugten Aspekt der Erfindung enthält die biochemische Analyseeinheit ein absorptives Substrat, und die mehreren absorbierenden Zonen werden dadurch gebildet, dass das absorptive Substrat spezifische Bindesubstanzen aufnimmt.
  • Erfindungsgemäß kann als poröses Material oder Fasermaterial vorzugsweise das absorptive Material zur Bildung der absorptiven Zonen oder des absorptiven Substrats der biochemischen Analyseeinheit verwendet werden. Die absorptiven Zonen oder das absorptive Substrat kann hergestellt werden, indem man einen porösen Werkstoff und ein Fasermaterial kombiniert.
  • Gemäß der Erfindung kann ein poröser Werkstoff zur Bildung der absorptiven Zonen oder des absorptiven Substrats der biochemischen Analyseeinheit jeglicher Typ eines organi schen Werkstoffs oder eines anorganischen Werkstoffs sein, das Material kann auch ein Kompositmaterial aus organischem/anorganischem Stoff sein.
  • Erfindungsgemäß ist ein organischer poröser Werkstoff, der zur Bildung der absorptiven Zonen oder des absorptiven Substrats der biochemischen Analyseeinheit verwendet wird, nicht speziell beschränkt, allerdings wird bevorzugt ein poröser Kohlenstoff, beispielsweise in Form von Aktivkohle, oder ein poröser Werkstoff verwendet, der als Membranfilter ausgebildet werden kann. Anschauliche Beispiele für poröse Werkstoffe zum Bilden eines Membranfilters umfassen Nylone wie beispielsweise Nylon-6, Nylon-6,6, Nylon-4,10; Zellulosederivate wie zum Beispiel Nitrozellulose, Acetylzellulose, Butter-Acetyl-Zellulose; Kollagen; Alginsäuren wie beispielsweise Alginsäure, Calciumalginat, Alginsäure/Poly-L-Lysin-Polyion-Komplex; Polyolefine wie zum Beispiel Polyethylen, Polypropylen; Polyvinylchlorid; Polyvinylidenchlorid; Polyfluorid wie zum Beispiel Polyvinylidenfluorid, Polytetrafluorid; und Copolymere oder Kompositmaterialien aus diesen Stoffen.
  • Erfindungsgemäß ist ein anorganischer poröser Werkstoff, der zur Bildung der absorptiven Zonen oder des absorptiven Substrats der biochemischen Analyseeinheit verwendet wird, nicht speziell beschränkt. Anschauliche Beispiele für anorganische poröse Werkstoffe, die vorzugsweise erfindungsgemäß eingesetzt werden, beinhalten Metalle wie zum Beispiel Platin, Gold, Eisen, Silber, Nickel, Aluminium und dergleichen; Metalloxide wie zum Beispiel Aluminiumoxid, Kieselerde, Titanoxid, Zeolith und dergleichen; Metallsalze wie zum Beispiel Hydroxyapatit, Calciumsulfat und dergleichen, außerdem Komposit-Werkstoffe aus diesen Stoffen.
  • Erfindungsgemäß ist ein Fasermaterial zur Bildung der absorptiven Zonen oder des absorptiven Substrats der biochemischen Analyseeinheit nicht speziell beschränkt. Anschauliche Beispiele für Faserwerkstoffe, die vorzugsweise im Rahmen der Erfindung verwendet werden, beinhalten Nylone wie zum Beispiel Nylon-6, Nylon-6,6, Nylon-4,10; und Zellulosederivate wie zum Beispiel Nitrozellulose, Acetylzellulose, Butter-Acetylzellulose.
  • Erfindungsgemäß können die absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit unter Verwendung eines Oxidationsverfahrens gebildet werden, beispielsweise durch einen elektrolytischen Prozess, ein Plasmaverfahren, einen Bogenentladungsprozess oder dergleichen; einen Vorbehandlungsprozess unter Verwendung eines Silan-Kopplungsmittels, eines Titan-Kopplungsmittels oder dergleichen; und durch einen Prozess unter Einsatz eines oberflächenaktiven Mittels oder dergleichen.
  • Die oben genannten sowie weitere Ziele und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine schematische, perspektivische Ansicht einer biochemischen Analyseeinheit, die in einem Verfahren zum Erzeugen biochemischer Analysedaten als bevorzugte Ausführungsform der Erfindung verwendet wird.
  • 2 ist eine Frontansicht, die eine Spotting-Einrichtung zeigt.
  • 3 ist eine schematische Längs-Schnittansicht eines Hybridisierungs-Reaktionsgefäßes.
  • 4 ist eine schematische Querschnittansicht einer Vorrichtung zum Erzeugen biochemischer Analysedaten, ausgebildet zum Lesen von Chemilumineszenz-Daten, die in einer Reihe absorptiver Zonen einer biochemischen Analyseeinheit aufgezeichnet werden, und zum Erzeugen von biochemischen Analysedaten.
  • 5 ist ein Blockdiagramm eines Steuersystems, eines Detektorsystems und eines Speichersystems eines gekühlten CCD-Flächensensors und eines Steuersystems, eines Speichersystems, eines Anzeigesystems und eines Eingabesystems einer Vorrichtung zum Erzeugen biochemischer Analysedaten als bevorzugte Ausführungsform der Erfindung.
  • 6 ist eine graphische Darstellung eines Beispiels einer Signalintensität eines digitalen Signals für jeden der absorptiven Zonen einer biochemischen Analyseeinheit, erzeugt durch Exponieren eines CCD eines gekühlten CCD-Flächensensors mit einer Chemilumineszenz-Emission für eine zweite Belichtungszeitspanne, die ausreichend länger ist als eine erste Belichtungszeitspanne.
  • 7 ist eine graphische Darstellung eines Beispiels einer Signalintensität eines digitalen Signals für jede von absorptiven Zonen einer biochemischen Analyseeinheit, erzeugt durch Exponieren einer CCD eines gekühlten CCD-Flächensensors mit Chemilumineszenz-Emission für eine erste Belichtungszeit, die kürzer ist als eine zweite Belichtungszeitspanne.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • 1 ist eine schematische, perspektivische Ansicht einer biochemischen Analyseeinheit, die in einem Verfahren zum Erzeugen biochemischer Analysedaten als bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung verwendet wird.
  • Wie in 1 gezeigt ist, enthält eine biochemische Analyseeinheit 1 gemäß dieser Ausführungsform ein aus Aluminium bestehendes Substrat 2, ausgestattet mit einer Anzahl von im wesentlichen kreisförmigen Durchgangslöchern 3 hoher Dichte, und einer Anzahl absorptiver Zonen 4, die punktähnlich gebildet sind, indem in die Durchgangslöcher 3 Nylon-6 eingebracht ist.
  • Obschon in 1 nicht exakt dargestellt, haben bei dieser Ausführungsform die im wesentlichen kreisförmigen Durchgangslöcher 3 eine Größe von etwa 0,01 mm2 und sind regelmäßig in Art einer Matrix auf 120 Spalten × 160 Zeilen angeordnet, so dass insgesamt 19.200 absorptive Zonen 4 gebildet sind.
  • Die absorptiven Zonen 4 werden gebildet durch Einbringen von Nylon-6 in einer Anzahl von Durchgangslöchern 3 derart, dass die Oberflächen der absorptiven Zonen die gleiche Höhe einnehmen wie das Substrat 2.
  • Wenn eine biochemische Analyse ausgeführt wird, wird eine Lösung, die spezifische Bindesubstanzen enthält, beispielsweise mehrere cDNAs, deren Sequenzen bekannt sind, jedoch voneinander verschieden sind, mit Hilfe einer Spotting-Einrichtung auf einer Anzahl absorptiver Zonen der biochemischen Analyseeinheit 1 aufgebracht, und die spezifischen Bindesubstanzen werden darin absorbiert.
  • 2 ist eine schematische Frontansicht einer Spotting-Einrichtung.
  • Wie 2 zeigt, enthält die Spotting-Einrichtung einen Injektor 5 zum Ausstoßen einer Lösung spezifischer Bindesubstanzen in Richtung der biochemischen Analyseeinheit 1, ferner eine CCD-Kamera 6, wobei die Vorrichtung derart ausgebildet ist, dass die Lösung der spezifischen Bindesubstanzen, beispielsweise cDNAs, von dem Injektor 5 aufgetropft wird, wenn der Spitzen-Endbereich des Injektors 5 und die Mitte der absorptiven Zone 4, in die die Lösung mit den spezifischen Bindesubstanzen getropft werden soll, als miteinander zusammenfallend festgestellt werden als Ergebnis der Beobachtung mit Hilfe der CCD-Kamera 6, um dadurch zu garantieren, dass die Lösung der spezifischen Bindesubstanzen exakt in einer Anzahl absorptiver Zonen 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 eingebracht werden kann.
  • Anschließend wird eine Substanz, welche abgeleitet ist von einem lebenden Organismus und markiert ist mit einer Markierungssubstanz, die Chemilumineszenz-Emission erzeugt, wenn sie ein chemilumineszentes Substrat berührt, selektiv mit den spezifischen Bindesubstanzen wie zum Beispiel cDNAs, die in einer Reihe der absorptiven Zonen 4 in dem Substrat 2 der biochemischen Analyseeinheit 1 absorbiert sind, hybridisiert.
  • 3 ist eine schematische Längsschnittansicht eines Hybridisierungs-Reaktionsgefäßes.
  • Wie in 3 dargestellt ist, ist das Hybridisierungs-Reaktionsgefäß 8 so ausgebildet, dass einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt hat und eine Hybridisierungslösung 9 aufnimmt, die eine Substanz enthält, welche abgeleitet ist von einem lebenden Organismus, und welche markiert ist mit einer Markierungssubstanz, die Chemilumineszenz-Emission erzeugt, wenn sie mit einem chemilumineszenten Substrat als Sonde in Berührung tritt.
  • Wenn die Hybridisierung ausgeführt werden soll, wird die biochemische Analyseeinheit 1, die spezifische Bindesubstanzen wie beispielsweise eine Mehrzahl von cDNAs enthält, die in einer Anzahl der absorptiven Zonen 4 absorbiert sind, in dem Hybridisierungs-Reaktionsgefäß 8 aufgenommen.
  • Im Ergebnis wird ein von einem lebenden Organismus abgeleitete und mit einer Markierungssubstanz, die bei Berührung mit einem chemilumineszenten Substrat Chemilumineszenz-Emission erzeugt, markierte Substanz selektiv mit den spezifischen Bindesubstanzen hybridisiert, die in einer Anzahl von absorptiven Zonen 4 absorbiert sind.
  • Auf diese Weise werden Chemilumineszenz-Daten einer Markierungssubstanz, die Chemilumineszenz-Emission bei Berührung mit einem chemilumineszenten Substrat erzeugt, in einer Anzahl der absorptiven Zonen 4 in der biochemischen Analyseeinheit 1 aufgezeichnet.
  • Die in einer Anzahl der absorptiven Zonen 4 auf diese Weise aufgezeichneten Chemilumineszenz-Daten werden gelesen von einer Vorrichtung zum Erzeugen biochemischer Analysedaten, die einen gekühlten CCD-Flächensensor enthält, um dadurch biochemische Analysedaten zu erzeugen.
  • 4 ist eine schematische Querschnittansicht einer Vorrichtung zum Erzeugen biochemischer Analysedaten, ausgebildet zum Lesen von Chemilumineszenz-Daten, die in einer Reihe der absorptiven Zonen einer biochemischen Analyseeinheit aufgezeichnet wurden, und zum Erzeugen biochemischer Analysedaten.
  • Wie aus 4 hervorgeht, enthält die Vorrichtung zum Erzeugen biochemischer Analysedaten eine Probenbühne 10, ausgestattet mit einer transparenten Glasplatte 11, auf der eine biochemische Analyseeinheit 1 zu platzieren ist und mit optischen Faserelementen 12, die jeweils einen Lichtsammel-Endbereich 12a aufweisen, der einem eine Anzahl punktähnlicher absorptiver Zonen 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 auf der Probenbühne 10 gegenüberliegt und in deren Nähe angeordnet ist.
  • Bei dieser Ausführungsform wird jedes der optischen Faserelemente 12 gebildet durch eine Mehrzahl optischer Fasern, und es ist in einem Durchgangsloch 14 in einem Fixierkopf 13 in der Nähe des Lichtsammel-Endbereichs 12a fixiert, so dass der Lichtsammel-Endbereich 12a jedes der optischen Faserelemente 12 in gewünschter Weise positioniert ist. Weiterhin sind gemäß 4 die optischen Faserelemente 12 in der Nähe der Endbereiche 12b abgewandt von den Lichtsammel-Endbereichen 12a zusammengefasst.
  • Gemäß 4 ist jedes der optischen Faserelemente 12 derart angeordnet, dass sein Endbereich 12b abgewandt von dem Lichtsammel-Endbereich 12a einer photoelektrischen Detektorfläche eines gekühlten CCD-Flächensensors 15 gegenüberliegt.
  • 5 ist ein Blockdiagramm eines Steuersystems, eines Detektorsystems und eines Speichersystems des gekühlten CCD-Flächensensors 15, und eines Steuersystems, eines Speichersystems, eines Anzeigesystems und eines Eingabesystems der Vorrichtung zum Erzeugen biochemischer Analysedaten nach dieser Ausführungsform.
  • Wie in 5 gezeigt ist, enthält der gekühlte CCD-Flächensensor 15 ein CCD 20, einen A/D-Wandler 21 zum Digitalisieren von Analogdaten, die von dem CCD 20 erzeugt werden in Form elektrischer Ladung, einen Datenpuffer 22 zum Zwischenspeichern von digitalen Signalen, erzeugt durch Digitalisieren von Analogdaten mit Hilfe des A/D-Wandlers 21, und eine Kamerasteuerschaltung 23 zum Steuern des Gesamtbetriebs des gekühlten CCD-Flächensensors 15.
  • Wie in 5 gezeigt ist, enthält die Vorrichtung zum Erzeugen biochemischer Analysedaten nach dieser Ausführungsform eine CPU 30 zum Steuern des Gesamtbetriebs des gekühlten CCD-Flächensensors 15, eine Datentransfereinrichtung 31 zum Lesen von digitalen Signalen, die von dem gekühlten CCD-Flächensensor 15 erzeugt werden, aus dem Datenpuffer 22, eine Datenverarbeitungseinrichtung 32 zum Ausführen einer Datenverarbeitung bezüglich digitaler Signale, die von der Datentransfereinrichtung 31 gelesen wurden, eine Datenspeichereinrichtung 33 zum Speichern digitaler Signale, die von der Datenverarbeitungseinrichtung 32 einer Datenverarbeitung unterzogen wurden, eine Datenanzeigeeinrichtung 34 zum Erzeugen quantitativer Daten basierend auf biochemischen Analysedaten, erzeugt durch Datenverarbeitung digitaler Signale, die in der Datenspeichereinrichtung 33 gespeichert wurden, und zum Anzeigen der quantitativen Daten auf dem Bildschirm eines Monitors 35, und eine Tastatur 37, die von einem Bediener betätigt werden kann, und über die verschiedene Befehlssignale eingegeben werden können. Basierend auf über die Tastatur 37 eingegebenen Befehlssignalen kann die CPU 30 verschiedene Signale an die Kamerasteuerschaltung 23 des gekühlten CCD-Flächensensors 15 ausgeben.
  • Die so ausgebildete Vorrichtung zum Erzeugen biochemischer Analysedaten nach dieser Ausführungsform liest Chemilumineszenz-Daten, die in einer Reihe absorptiver Zonen in dem Substrat 2 der biochemischen Analyseeinheit 1 aufgezeichnet wurden, um biochemische Analysedaten in der nachfolgend beschriebenen Weise zu erzeugen.
  • Zunächst wird die biochemische Analyseeinheit 1 von einem Benutzer auf der transparenten Glasplatte 11 der Probenbühne 10 platziert, während sie in einem Zustand der Freisetzung von Chemilumineszenz-Emission als Folge des Kontakts einer Markierungssubstanz in den absorptiven Schichten in dem Substrat 2 der biochemischen Analyseeinheit 1 mit einem chemilumineszenten Substrat ist.
  • Bei dieser Ausführungsform sind (nicht gezeigte) Führungsglieder in der Probenbühne 10 vorgesehen, um sicherzustellen, dass die biochemische Analyseeinheit 1 derart an der Probenbühne 10 angebracht ist, dass eine Anzahl der absorptiven Zonen 4 den Lichtsammel-Endbereichen 12a der entsprechenden optischen Faserelemente 12 gegenüberliegen.
  • Dann wird über die Tastatur 37 von dem Benutzer ein Datenerstellungs-Startsignal eingegeben, und dieses Signal wird in die CPU 30 gegeben.
  • Wenn die CPU 30 das Datenerstellungs-Startsignal empfängt, gibt sie an die Kamerasteuerschaltung 23 des gekühlten CCD-Flächensensors 15 ein Belichtungs-Startsignal, um den Sensor 15 dadurch zu veranlassen, Chemilumineszenz-Emission zu detektieren.
  • Chemilumineszenz-Emission 18, die von jeder aus einer Anzahl der absorptiven Zonen 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 auf der Probenbühne 10 freigesetzt wird, wird von dem Lichtsammel-Endbereich 12a des zugehörigen optischen Faserelements 12 gegenüber der absorptiven Zone 4 gesammelt.
  • Da in dieser Ausführungsform jedes aus einer Anzahl der optischen Faserelemente 12 in dem in dem Fixierkopf 13 gebildeten Durchgangsloch 14 in der Nähe des Lichtsammel-Endbereichs 12a ausgebildet ist, so dass der Lichtsammel-Endbereich 12a jedes optischen Faserelements 12 einem der absorptiven Zonen 4 der biochemichen Analyseeinheit 1 auf der transparenten Glasplatte 11 der Probenbühne 10 gegenüberliegt, wird von den absorptiven Zonen 4 freigesetzte Chemilumineszenz-Emission 18 zuverlässig von dem Lichtsammel-Endbereich 12a des entsprechenden optischen Faserelements 12 gesammelt.
  • Von dem Lichtsammel-Endbereich 12a eines speziellen optischen Faserelements 12 gesammelte Chemilumineszenz-Emission 18 wird von der Faser 12 geführt und trifft auf die photoelektrische Detektorfläche des CCD 20 des gekühlten CCD-Flächensensors 15, um dadurch ein Bild der photoelektrischen Detektorfläche des CCD 20 zu erzeugen, indem dieses das Licht des so erzeugten Bilds empfängt und es in sich in Form elektrischer Ladungen akkumuliert.
  • Da bei dieser Ausführungsform die optischen Faserelemente 12 in der Nähe der Endbereiche 12b abgewandt von den Lichtsammel-Endbereichen 12a zusammengefasst sind, ist es selbst dann, wenn eine Anzahl der optischen Faserelemente 12 entsprechend der Anzahl der absorptiven Zonen 4 in dem Substrat 2 der biochemischen Analyseeinheit 1 vorhanden ist, möglich, einen gekühlten CCD-Flächensensor 15 zu verwenden, der mit einer photoelektrischen Detektorfläche geringen Flächeninhalts ausgestattet ist. Hierdurch ist es möglich, eine Vorrichtung zum Erzeugen biochemischer Analysedaten zu schaffen, die kleiner und in den Fertigungskosten billiger ist, um photochemische Analysedaten zu erzeugen.
  • Da bei dieser Ausführungsform außerdem die Vorrichtung zum Erzeugen biochemischer Analysedaten derart ausgebildet ist, dass sie Chemilumineszenz-Daten liest die in jeder der absorptiven Zonen in der biochemischen Analyseeinheit 1 aufgezeichnet sind, um biochemische Analysedaten zu erzeugen, ist es nicht notwendig, die Endbereiche 12b der optischen Faserelemente 12 in dem gleichen Muster wie dem anzuordnen, in welchem die Lichtsammel-Endbereiche 12a angeordnet sind.
  • Wenn die erste Belichtungszeitspanne T1 verstrichen ist, gibt die CPU 30 ein Belichtungs-Endesignal an die Kamersteuerschaltung 23 des gekühlten CCD-Flächensensors 15.
  • Wenn die Kamerasteuerschaltung 23 das Belichtungs-Endesignal von der CPU 30 empfängt, transferiert sie in dem CCD 20 während der ersten Belichtungszeitspanne T1 in Form elektrischer Ladung angesammelte Analogsignale zu einem A/D-Wandler 21, so dass dieser die Daten digitalisiert und so ein digitales Signal für jede der absorptiven Zonen 4 der biochemischen Analyseeinheit erzeugt, woraufhin die so erzeugten digitalen Signale in einem Datenpuffer 22 zwischengespeichert werden.
  • Gleichzeitig gibt die CPU 30 ein Datentransfersignal an die Datentransfereinrichtung 31, um sie zu veranlassen, das digitale Signal jeder der absorptiven Zonen 4 der Analyseeinheit 1 aus dem Datenpuffer 22 des gekühlten CCD-Flächensensors 15 auszulesen und es in die Datenverarbeitungseinrichtung 32 einzugeben.
  • Die Datenverarbeitungseinrichtung 32 speichert das digitale Signal jeder der absorptiven Zonen 4 der biochemischen Analyseeinheit 1, welches von der Transfereinrichtung 31 eingegeben wurde, in einem Speicherbereich für die jeweilige absorptive Zone 4 der Einheit 1 innerhalb der Datenspeichereinrichtung 33.
  • Wenn die CCD 20 des gekühlten CCD-Flächensensors 15 während der ersten Belichtungszeitspanne T1 belichtet wurde und ein digitales Signal für jede der absorptiven Zonen 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 erzeugt und in einem entsprechenden Speicherbereich innerhalb der Datenspeichereinrichtung 33 auf diese Weise abgespeichert wurde, gibt die CPU 30 ein Belichtungsstartsignal an die Kamerasteuerschaltung 22 des gekühlten CCD-Flächensensors 15, um diesen zu veranlassen, erneut Chemilumineszenz-Emission zu detektieren.
  • Von jeder einer Anzahl absorptiver Zonen 4 der auf der Probenbühne 2 befindlichen biochemischen Analyseeinheit 1 freigesetzte Chemilumineszenz-Emission 18 wird von dem Lichtsammel-Endbereich 12a der entsprechenden optischen Faser 12 gegenüber der absorptiven Zone 4 gesammelt.
  • Von dem Lichtsammel-Endbereich 12a eines speziellen optischen Faserelements 12 gesammelte Chemilumineszenz-Emission 18 wird von dem optischen Faserelement 12 geführt und trifft auf die photoelektrische Detektorfläche des CCD 20 des gekühlten CCD-Flächensensors 15 und erzeugt dadurch auf der Detektorfläche des CCD 20 ein Bild, und der CCD 20 empfängt Licht des so erzeugten Bilds, um es in Form elektrischer Ladungen zu akkumulieren.
  • Wenn eine zweite Belichtungszeitspanne T2, die länger ist als die erste Belichtungszeitspanne T1, verstrichen ist, gibt die CPU 30 ein Belichtungs-Endesignal an die Kamerasteuerschaltung 23 des gekühlten CCD-Flächensensor 15.
  • Wenn die Kamerasteuerschaltung 23 von der CPU 20 das Belichtungs-Endesignal empfängt, transferiert sie in dem CCD 20 während der zweiten Belichtungszeitspanne T1 in Form elektrischer Ladung angesammelte Analogsignale zu dem A/D-Wandler 21, damit dieser die Daten digitalisiert und ein Digitalsignal für jede der absorptiven Zonen 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 erzeugt, um die so erzeugten digitalen Signale in dem Datenpuffer 22 zwischenzuspeichern.
  • Gleichzeitig gibt die CPU 30 an die Datentransfereinrichtung 31 ein Datentransfersignal, um es zu veranlassen, das digitale Signal jeder der absorptiven Zonen 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 aus dem Datenpuffer 22 des gekühlten CCD-Flächensensors 15 auszulesen und sie in die Datenverarbeitungseinrichtung 32 einzugeben.
  • Die Datenverarbeitungseinrichtung 32 speichert das digitale Signal von jeder der absorptiven Zonen 4 der biochemischen Analyseeinheit 1, die von der Datentransfereinrichtung 31 eingegeben wurden, in einem Speicherbereich entsprechend den absorptiven Zonen 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 in der Datenspeichereinrichtung 33.
  • Wenn das CCD 20 des gekühlten CCD-Flächensensors 15 während der zweiten Belichtungszeitspanne T2, die länger ist als die erste Belichtungszeitspanne T1, belichtet wurde und für jede der absorptiven Zonen 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 ein digitales Signal erzeugt und in einem Speicher für die entsprechenden absorptiven Zonen 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 in der Datenspeichereinrichtung 33 gespeichert wurde, gibt die CPU 30 ein Datenverarbeitungssignal an die Datenverarbeitungseinrichtung 32.
  • Wenn das Datenverarbeitungssignal von der CPU 30 eingegeben wird, liest die Datenverarbeitungseinrichtung 32 aus der Datenspeichereinrichtung 33 das digitale Signal für jede der absorptiven Zonen 4 der biochemischen Analyseeinheit 1, welches gebildet wurde durch Belichten des CCD 20 des gekühlten CCD-Flächensensors 15 während der zweiten Belichtungszeitspanne T2.
  • 6 ist eine graphische Darstellung eines Beispiels einer Signalintensität eines digitalen Signals von jeder der absorptiven Zonen 4 der biochemischen Analyseeinheit 1, erzeugt durch Belichten des CCD 20 des gekühlten CCD-Flächensensors 15 mit Chemilu mineszenz-Emission 18 während der zweiten Belichtungszeitspanne T2, die ausreichend länger ist als die erste Belichtungzeitspanne T1.
  • Da bei dieser Ausführungsform die zweite Belichtungszeitspanne T2 ausreichend länger eingestellt ist als die erste Belichtungszeitspanne T1, besitz das digitale Signal, welches erzeugt wird durch photoelektrisches Detektieren von Chemilumineszenz-Emission 18 geringer Intensität, freigesetzt von einer absorptiven Zone 4, die eine geringe Menge einer Markierungssubstanz enthält, die bei Berührung eines chemilumineszenten Substrats Chemilumineszenz-Emission 18 erzeugt, von dem gekühlten CCD-Flächensensor 15 erzeugt wird, eine Signalintensität, die sich quantitativ analysieren lässt. Wenn andererseits aber die von einer absorptiven Zone 4, die eine große Menge einer Markierungssubstanz enthält, die bei Berührung mit einem chemilumineszenten Substrat Chemilumineszenz-Emission 18 freisetzt, freigesetzte Chemilumineszenz von dem CCD 20 des gekühlten CCD-Flächensensor 15 photoelektrisch detektiert wird, kann, da die Intensität der Chemilumineszenz 18 stark ist, die Anzahl von durch die Chemilumineszenz-Emission 18 erzeugten und in die photoelektrische Detektorfläche des CCD 20 des gekühlten CCD-Flächensensors 15 eintretenden Photonen möglicherweise die Obergrenze des dynamischen Bereichs des CCD 20 übersteigen, und wenn dies der Fall ist, ist das digitale Signal in Sättigung und besitzt keine quantitative Aussagekraft.
  • In dem in 6 dargestellten Beispiel sind die Signalintensität SA(2) eines digitalen Signals, welches erhalten wird durch photoelektrisches Detektieren von Chemilumineszenz-Emission 18 aus einer absorptiven Zone 4 an einer Stelle A des Substrats 2 der biochemischen Analyseeinheit 1, in der sich eine geringe Menge der Markierungssubstanz befindet, die bei Berührung mit einem chemilumineszenten Substrat Chemilumineszenz-Emission 18 erzeugt, die Signalintensität SB(2) eines digitalen Signals, welches gewonnen wird durch photoelektrisches Detektieren von Chemilumineszenz-Emission 18, die von einer absorptiven Zone 4 an der Stelle B des Substrats 2 der biochemischen Analyseeinheit 1 freigesetzt wird, welche mehr, nicht jedoch eine große Menge der Markierungssubstanz enthält, die bei Berührung mit einem chemilumineszenten Substrat Chemilumineszenz-Emission 18 erzeugt, und die Signalintensität SC(2) eines digitalen Signals, wel ches erhalten wird durch photoelektrisches Detektieren von Chemilumineszenz-Emission 18, die freigesetzt wird von einer absorptiven Zone 4 an der Stelle C des Substrats 2 der biochemischen Analyseeinheit 1, welche noch mehr, aber eine nicht ganz so große Menge der Markierungssubstanz enthält, die bei Berührung mit einem chemilumineszenten Substrat Chemilumineszenz-Emission 18 erzeugt, niedriger als der Sättigungswert, und diese Werte lassen sich daher als Signalintensitäten digitaler Signale behandeln, die eine hervorragende quantitative Aussagekraft aufweisen. Andererseits überschreitet die Signalintensität SD(2) eines digitalen Signals, welches erhalten wird durch photoelektrisches Detektieren von Chemilumineszenz-Emission 18 aus einer. absorptiven Zone 4 an der Stelle D des Substrats 2 der biochemischen Analyseeinheit 1, die eine extrem große Menge der Markierungssubstanz enthält, welche bei Berührung eines chemilumineszenten Substrats Chemilumineszenz-Emission 18 erzeugt, den Sättigungswert, weil die Intensität der freigesetzten Chemilumineszenz-Emission 18 groß ist und die Signalintensität des digitalen Signals keine quantitative Aussagekraft besitzt.
  • Aus diesem Grund verwendet die Datenverarbeitungseinrichtung 32 die Signalintensität eines digitalen Signals mit einer geringeren Intensität als der Sättigungswert, als biochemische Analysedaten, repräsentativ für eine Menge der Markierungssubstanz, die bei Berührung mit einem chemilumineszenten Substrat Chemilumineszenz aus der absorptiven Zone 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 erzeugt, um den Wert in dem Speicherbereich für die jeweiligen absorptiven Zonen 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 in der Datenspeichereinrichtung 33 zu speichern. Andererseits verwendet die Datenverarbeitungseinrichtung 32 nicht die Signalintensität eines digitalen Signals mit einer Signalstärke gleich oder größer dem Sättigungswert als biochemische Analysedaten betreffend die Menge der Markierungssubstanz, welche bei Berührung mit einem chemilumineszenten Substrat in der absorptiven Zone der biochemischen Analyseeinheit 1 Chemilumineszenz-Emission 18 erzeugt, und sie speichert auch nicht den Wert in der Datenspeichereinrichtung 33.
  • Bei dem in 6 gezeigten Beispiel verwendet die Datenverarbeitungseinrichtung 32 die Signalintensität SA(2) eines digitalen Signals, welches erhalten wurde durch photoelektrisches Detektieren von Chemilumineszenz-Emission 18 aus einer absorptiven Zone 4 an der Stelle A des Substrats 2 der biochemischen Analyseeinheit 1, welche eine geringe Menge Markierungssubstanz enthält, die bei Berührung mit einem chemilumineszenten Substrat Chemilumineszenz-Emission 18 erzeugt, die Signalintensität SB(2) eines digitalen Signals, welches erhalten wird durch photoelektrisches Detektieren von Chemilumineszenz-Emission 18, die freigesetzt wird aus einer absorptiven Zone 4 an der Stelle B des Substrats 2 der Analyseeinheit 1, die mehr, jedoch eine nicht zu große Menge der Markierungssubstanz enthält, welche Chemilumineszenz 18 bildet, wenn sie in Berührung mit einem chemilumineszenten Substrat kommt, und auch die Signalintensität SC(2) eines digitalen Signals, welches erhalten wird durch photoelektrisches Detektieren von Chemilumineszenz-Emission 18, die freigesetzt wird aus einer absorptiven Zone 4 an der Stelle C des Substrats 2 der biochemischen Analyseeinheit 1, die eine noch größere, aber nicht ganz große Menge der Markierungssubstanz enthält, die bei Berührung mit einem chemilumineszenten Substrat Chemilumineszenz-Emission 18 erzeugt, als biochemische Analysedaten SA, SB und SC entsprechend einer Menge der Markierungssubstanz, die Chemilumineszenz-Emission 18 erzeugt, wenn sie in Berührung mit einem Chemilumineszenzsubstrat tritt und in der absorptiven Zone 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 enthalten ist, um die Daten in den Speicherbereichen für die jeweiligen absorptiven Zonen 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 in der Datenspeichereinrichtung 33 zu speichern. Andererseits verwendet die Datenverarbeitungseinrichtung 32 nicht die Signalintensität SD(2) eines digitalen Signals, welches erhalten wird durch photoelektrisches Detektieren der Chemilumineszenz-Emission 18 aus einer absorptiven Zone 4 an der Stelle D des Substrats 2 der biochesmichen Analyseeinheit 1, die eine extrem große Menge der Markierungssubstanz enthält, die Chemilumineszenz-Emission 18 dann erzeugt, wenn sie mit einem chemilumineszenten Substrat in Berührung tritt, und sie speichert die Signalintensität auch nicht in der Datenspeichereinrichtung 33.
  • Als nächstes liest die Datenverarbeitungseinrichtung 32 auf der Datenspeichereinrichtung 33 das digitale Signal für jede der absorptiven Zonen 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 aus, erzeugt durch Belichten des CCD 20 des gekühlten CCD-Flächensensors 15 während der ersten Belichtungszeitspanne T1, die kürzer ist als die zweite Belichtungszeitspanne T2.
  • 7 ist eine graphische Darstellung eines Beispiels für die Signalintensität eines digitalen Signals für jede der absorptiven Zonen 4 der biochemischen Analyseeinheit 1, entstanden durch Belichten des CCD 20 des gekühlten CCD-Flächensensors 15 mit Chemilumineszenz-Emission 18 während der ersten Belichtungszeitspanne T1, die kürzer als die zweite Belichtungszeitspanne ist, die ihrerseits ausreichend länger ist als die erste Belichtungszeitspanne.
  • Da bei dieser Ausführungsform die erste Belichtungszeitspanne T1 ausreichend kürzer eingestellt ist als die zweite Belichtungszeitspanne T2, ist die Signalstärke eines digitalen Signals, welches erzeugt wird durch photoelektrisches Detektieren von Chemilumineszenz-Emission 18 aus einer absorptiven Zone 4, die eine geringe Menge einer Markierungssubstanz enthält die bei Berührung mit einem chemilumineszenten Substrat Chemilumineszenz-Emission 18 erzeugt, die mit dem gekühlten CCD-Flächensensor 15 detektiert wird, nur gering, und deshalb ist es schwierig, biochemische Analysedaten mit hervorragender quantitativer Aussagekraft dadurch zu erhalten, dass man Chemilumineszenz-Emission 18 mit dem CCD 20 des gekühlten CCD-Flächensensors 15 detektiert. Wenn andererseits aber Chemilumineszenz-Emission 18 aus einer absorptiven Zone 4 freigesetzt wird, die eine extrem große Menge einer Markierungssubstanz enthält, die bei Berührung mit einem chemilumineszenten Substrat Chemilumineszenz-Emission 18 erzeugt, und diese Chemilumineszenz-Emission eine hohe Intensität aufweist und von dem CCD 20 des gekühlten CCD-Flächensensors 15 detektiert wird, besteht die Möglichkeit, in wirksamer Weise zu verhindern, dass die durch die Chemilumineszenz-Emission erzeugten und in die photoelektrische Detektorfläche des CCD 20 des gekühlten CCD-Flächensensors 15 eintretenden Photonen die Obergrenze des dynamischen Bereichs des CCD 20 übersteigt, so dass es möglich ist, biochemische Analysedaten zu erzeugen, die eine hervorragende quantitative Aussagekraft aufweisen, indem die Chemilumineszenz-Emission 18 aus einer absorptiven Zone 4, die eine extrem große Menge einer Markierungssubstanz enthält, die bei Berührung mit einem chemilumineszenten Substrat Chemilumineszenz-Emission 18 erzeugt und eine hohe Intensität hat, mit Hilfe des CCD 20 des gekühlten CCD-Flächensensors 15 detektiert wird.
  • In dem in 7 dargestellten Beispiel ist die Signalintensität SA(1) eines digitalen Signals, welches erhalten wird durch photoelektrisches Detektieren von Chemilumineszenz-Emission 18 aus einer absorptiven Zone 4 an der Stelle A des Substrats 2 der biochemischen Analyseeinheit 1 während der ersten Belichtungszeitspanne T1, wobei die Zone eine geringe Menge der Markierungssubstanz enthält, die bei Berührung mit einem chemilumineszenten Substrat Chemilumineszenz 18 erzeugt, viel geringer als die Signalintensität SA(2) eines digitalen Signals, welches erhalten wird durch photoelektrisches Detektieren von Chemilumineszenz-Emission 18 aus einer absorptiven Zone 4 an der Stelle A des Substrats 2 der biochemischen Analyseeinheit 1 mit einer geringen Menge der Markierungssubstanz, die bei Berührung mit einem chemilumineszenten Substrat Chemilumineszenz-Emission 18 erzeugt, wenn die Belichtungszeit einer zweiten Belichtungszeitspanne T2 entspricht, so dass man der ersteren Signalintensität eine extrem geringe quantitative Aussagekraft aufgrund von Rauschen zusprechen kann. Andererseits kann man die Signalintensität SB(1) eines digitalen Signals, welches erhalten wird durch photoelektrisches Detektieren der während einer ersten Belichtungszeitspanne T1 von einer absorptiven Zone 4 an der Stelle B des Substrats 2 der biochemischen Analyseeinheit 1 freigesetzten Chemilumineszenz-Emission 18, wobei die Zone mehr, jedoch eine nicht zu große Menge der Markierungssubstanz enthält, die bei Berührung mit einem chemilumineszenten Substrat Chemilumineszenz-Emission 18 erzeugt, und die Signalintensität SC(1) eines digitalen Signals, welches erhalten wird durch photoelektrisches Detektieren der Chemilumineszenz-Emission 18 aus einer absorptiven Zone 4 an der Stelle C des Substrats 2 der biochemischen Analyseeinheit 1, die noch mehr, aber nicht allzu viel von der Markierungssubstanz enthält, die bei Berührung mit einem chemilumineszenten Substrat Chemilumineszenz 18 erzeugt, während der ersten Belichtungszeitspanne T1, wobei die Zone noch mehr, aber nicht allzu viel von der Markierungssubstanz enthält, die bei Berührung mit einem chemilumineszenten Substrat Chemilumineszenz-Emission 18 erzeugt, geringer sind als die Signalintensität SB(2) eines digitalen Signals, welches erhalten wird durch photoelektrisches Detektieren von Chemilumineszenz-Emission 18 während der zweiten Belichtungszeitspanne T2 aus einer absorptiven Zone 4 an der Stelle B des Substrats 2 der biochemischen Analyseeinheit 1, die mehr, aber eine nicht allzu große Menge der Markierungssubstanz enthält, die bei Berührung mit einem chemilumineszen ten Substrat Chemilumineszenz-Emission 18 erzeugt, sowie die Signalintensität SC(2) eines digitalen Signals, welches erhalten wird durch photoelektrisches Detektieren während der zweiten Belichtungszeitspanne T1 von Chemilumineszenz-Emission 18, die freigesetzt wird von einer absorptiven Zone 4 an der Stelle C des Substrats 2 der biochemischen Analyseeinheit 1, die noch mehr, aber eine nicht ganz so große Menge der Markierungssubstanz enthält, die bei Berührung mit einem chemilumineszenten Substrat Chemilumineszenz-Emission 18 erzeugt, so dass man sagen kann, dass die Signalintensität SB(2) eines durch photoelektrisches Detektieren während der zweiten Belichtungszeitspanne T2 erhaltenen digitalen Signals aufgrund Chemilumineszenz-Emission 18 aus einer absorptiven Zone an der Stelle B des Substrats 2 der biochemischen Analyseeinheit 1, die mehr, aber eine nicht sehr große Menge der Markierungssubstanz enthält, die bei Berührung mit einem chemilumineszenten Substrat Chemilumineszenz-Emission 18 erzeugt, und die Signalintensität SC(2) eines digitalen Signals, welches erhalten wird durch photoelektrisches Detektieren während einer zweiten Belichtungszeitspanne T2 von Elektrochemilumineszenz-Emission 18 aus einer absorptiven Zone 4 einer Stelle C des Substrats 2 der biochemischen Analyseeinheit 1, die noch mehr, aber nicht ganz so viel Markierungssubstanz enthält, welche bei Berührung mit einem chemilumineszenten Substrat Chemilumineszenz-Emission 18 erzeugt, eine noch bessere quantitative Aussagekraft besitzen. Demgegenüber ist die Signalintensität SD(1) eines digitalen Signals, welches erhalten wird durch photoelektrisches Detektieren von Chemilumineszenz-Emission 18 in einer ersten Belichtungszeitspanne T1, wobei die Emission 18 von einer absorptiven Zone 4 an der Stelle D des Substrats 2 der biochemischen Analyseeinheit 1 freigesetzt wurde, die eine extrem große Menge an Markierungssubstanz enthält, die bei Berührung mit einem chemilumineszenten Substrat Chemilumineszenz 18 erzeugt, niedriger als der Sättigungswert und besitzt eine hervorragende quantitative Aussagekraft, weil die Intensität der Chemilumineszenz-Emission 18, die von dieser Stelle freigesetzt wird, groß ist.
  • Wenn daher die Signalintensität digitaler Daten, welche produziert werden durch photoelektrisches Detektieren von Chemilumineszenz-Emission 18 aus einer absorptiven Zone 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 während der zweiten Belichtungszeitspanne T2 gleich oder höher ist als der Sättigungswert, wählt die Datenverarbeitungseinrichtung 32 die Signalintensität des digitalen Signals, welches erzeugt wird durch photoelektrisches Detektieren von Chemilumineszenz 18 aus der absorptiven Zone 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 während der ersten Belichtungszeitspanne T1, wobei diese Signalintensität geringer ist als der Sättigungswert, als biochemische Analysedaten aus, welche eine Menge der Markierungssubstanz repräsentieren, die Chemilumineszenz 18 bei Berührung mit einem chemilumineszenten Substrat erzeugt, und die in der absorptiven Zone 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 enthalten ist, das heißt in den in den 6 und 7 dargestellten Beispiel, und sie wählt die Signalintensität SD(1) des digitalen Signals, welches erzeugt wird durch in der ersten Belichtungszeitspanne T1 erfolgendes photoelektrisches Detektieren von Chemilumineszenz-Emission 18 aus einer absorptiven Zone 4 an der Stelle D des Substrats 2 der biochemischen Analyseeinheit 1, die eine extrem große Menge Markierungssubstanz enthält, die bei Berührung mit einem chemilumineszenten Substrat Chemilumineszenz-Emission 18 erzeugt.
  • Wenn allerdings die Signalintensität des digitalen Signals, das erzeugt wird durch photoelektrisches Detektieren von Chemilumineszenz-Emission 18 aus einer absorptiven Zone 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 während der ersten Belichtungszeitspanne T1, geringer ist als der Sättigungswert, und diese Signalintensität ausgewählt wird für die biochemischen Analysedaten, welche repräsentativ sind für eine Menge der Markierungssubstanz, die bei Berührung mit einem chemilumineszenten Substrat in der absorptiven Zone 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 Chemilumineszenz-Emission 18 erzeugt, und die Signalintensität digitaler Daten, die erzeugt werden durch photoelektrisches Detektieren von Chemilumineszenz-Emission 18 aus einer absorptiven Zone 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 während der zweiten Belichtungszeitspanne T2, gleich oder größer ist als der Sättigungswert, kann eine quantitative Analyse durch Vergleichen der Absolutwerte der Signalintensitäten von digitalen Signalen nicht vorgenommen werden, wenn die Signalintensität SD(1) des digitalen Signals aufgrund photoelektrischen Detektierens während einer ersten Belichtungszeitspanne T1 von Chemilumineszenz-Emission 18 aus einer absorptiven Zone 4 an der Stelle D des Substrats 2 der biochemischen Analyseeinheit 1, die eine extrem große Menge der Markierungssubstanz enthält, die bei Berührung mit einem chemilumineszenten Substrat Chemilumineszenz-Emission 18 erzeugt, als bio chemische Analysedaten ausgewählt wird, repräsentativ für eine Menge an Markierungssubstanz, die Chemilumineszenz-Emission 18 dann erzeugt, wenn sie mit einem chemilumineszenten Substrat in Berührung kommt, wobei die absorptive Zone 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 in den in den 6 und 7 dargestellten Beispiel enthalten ist, weil die Belichtungszeitspanne verschieden ist von dem Fall, in welchem die Auswahl der Signalintensität auf einem digitalen Signal beruht, welches erzeugt wird durch photoelektrisches Detektieren von Chemilumineszenz-Emission 18 aus einer absorptiven Zone 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 während der zweiten Belichtungszeitspanne T2 als biochemische Analysedaten für eine Menge der Markierungssubstanzen, die bei Berührung mit einem chemilumineszenten Substrat Chemilumineszenz-Emission 18 erzeugt, wenn die Substanz in der absorptiven Zone 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 enthalten ist.
  • Daher liest die Datenverarbeitungseinrichtung 32 das digitale Signal aus, dessen Signalintensität die höchste Intensität der digitalen Signale aufweist, die erzeugt werden durch photoelektrisches Detektieren der Chemilumineszenz-Emission 18 während der zweiten Belichtungszeitspanne T2, verwendet als biochemische Analysedaten entsprechend den Mengen der Markierungssubstanz in den absorptiven Zonen 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 bei Berührung mit einem chemilumineszenten Substrat, abgespeichert in der Datenspeichereinrichtung 33, und sie dividiert die derart gelesene Signalintensität des digitalen Signals durch die Signalintensität des digitalen Signals, welches erhalten wird durch photoelektrisches Detektieren von Chemilumineszenz-Emission 18, die aus derselben absorptiven Zone 4 während der ersten Belichtungszeitspanne T1 freigesetzt wurde, um dadurch einen Korrekturkoeffizienten K zu bilden. Die Datenverarbeitungseinrichtung 32 multipliziert dann die Signalintensität des digitalen Signals, welches erzeugt wird durch photoelektrisches Detektieren von Chemilumineszenz-Emission 18 aus der absorptiven Zone 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 während der ersten Belichtungszeitspanne T1, dessen Signalintensität geringer ist als der gesättigte Wert, wenngleich die Signalintensität des digitalen Signals, welches durch photoelektrisches Detektieren von Chemilumineszenz-Emission 18 aus der absorptiven Zone 4 während der zweiten Belichtungszeitspanne T2 erhalten wurde, gleich oder größer ist als der gesättigte Wert, mit dem Korrekturkoeffizienten K, definiert die so gewonnene Signalintensität als biochemische Analysedaten, welche repräsentativ sind für eine Menge der Markierungssubstanz, die bei Berührung mit einem chemilumineszenten Substrat Chemilumineszenz-Emission 18 erzeugt und in der absorptiven Zone 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 enthalten ist, und sie speichert den Wert in dem Speicherbereich, der den jeweiligen absorptiven Zonen 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 zugeordnet ist, in der Datenspeichereinrichtung 33. Bei den in den 6 und 7 dargestellten Beispielen beträgt die größte Signalintensität unter den Signalintensitäten digitaler Signale, welche erzeugt werden durch photoelektrisches Detektieren von Chemilumineszenz-Emission 18 während der zweiten Belichtungszeitspanne T2, und verwendet als biochemische Analysedaten entsprechend den Mengen der Markierungssubstanz, die bei Berührung mit einem chemilumineszenten Substrat Chemilumineszenz-Emission 18 erzeugt und in den absorptiven Zonen 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 enthalten ist, die Signalintensität SC(2), und deshalb liest die Datenverarbeitungseinrichtung 32 diese Signalintensität SC(2) des in der Datenspeichereinrichtung 33 gespeicherten digitalen Signals, und entsprechend der nachstehenden Formel dividiert sie die Signalintensität SC(2) durch die Signalintensität SC(1) des digitalen Signals, welches erhalten wird durch photoelektrisches Detektieren von Chemilumineszenz-Emission 18 aus derselben absorptiven Zone 4 während der ersten Belichtungszeitspanne T1, um dadurch einen Korrekturkoeffizienten K zu bilden. K = SC(2)/(SC(1)
  • Die Datenverarbeitungseinrichtung 32 bestimmt dann biochemische Analysedaten SD entsprechend einer Menge der Markierungssubstanz, die bei Berührung mit einem chemilumineszenten Substrat Chemilumineszenz-Emission 18 erzeugt und in der absorptiven Zone 4 an der Stelle D der biochemischen Analyseeinheit 1 enthalten ist, indem der so gebildete Korrekturkoeffizient K gemäß folgender Formel eingesetzt wird: SD = SD(1) × K
  • Wie oben beschrieben wurde, werden biochemische Analysedaten erzeugt, die repräsentativ sind für Mengen der Markierungssubstanz, die Chemilumineszenz-Emission 18 er zeugt, wenn sie in Berührung mit einem chemilumineszenten Substrat tritt, enthalten in einer Anzahl der absorptiven Zonen 4 der biochemischen Analyseeinheit 1.
  • Da bei der oben beschriebenen Ausführungsform jedes eine Anzahl der optischen Faserelemente 12 in dem Durchgangsloch 14 des Fixierkopfs 13 in der Nähe des Lichtsammel-Endbereichs 12a fixiert ist, so dass dieser Endbereich 12a jedes optischen Faserelements 12 einer der absorptiven Zonen 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 auf der transparenten Glasplatte 11 der Probenbühne 10 gegenüberliegt, wird Chemilumineszenz-Emission 18, die von der jeweiligen absorptiven Zone 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 freigesetzt wird, zuverlässig von dem Lichtsammel-Endbereich 12a der entsprechenden optischen Faser 12 gesammelt, so dass hierdurch der Wirkungsgrad beim Sammeln der Chemilumineszenz-Emission 18 deutlich verbessert werden kann.
  • Wenn andererseits Chemilumineszenz-Emission 18 aus jeder der absorptiven Zonen 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 von den mehreren optischen Faserelementen 12 dem CCD 20 des gekühlten CCD-Flächensensors 15 zugeleitet wird, um den Wirkungsgrad beim Sammeln von Chemilumineszenz-Emission 18 zu steigern, und diese Emission 18 von einer absorptiven Zone 4 freigesetzt wird, die eine große Menge an Markierungssubstanz enthält, die bei Berührung mit einem chemilumineszenten Substrat Chemilumineszenz-Emission 18 freisetzt, photoelektrisch von dem CCD 20 des gekühlten CCD-Flächensensors 15 detektiert wird, kann, da die Intensität der Chemilumineszenz-Emission 18 hoch ist, die Anzahl von durch die Chemilumineszenz-Emission 18 erzeugten und in die Photodetektorfläche des CCD 20 des gekühlten CCD-Flächensensors 15 eintretenden Photonen die Obergrenze des dynamischen Bereichs des CCD 20 möglicherweise überschreiten. Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel jedoch ist, wenn die Signalintensität SD(2) der digitalen Daten, die erhalten werden durch photoelektrisches Detektieren von Chemilumineszenz-Emission 18 aus einer absorptiven Zone 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 während der zweiten Belichtungszeitspanne T2, die ausreichend länger ist als die erste Belichtungszeitspanne T1, gleich oder größer ist als der Sättigungswert, die Signalintensität SD(1) des digitalen Signals, welches erzeugt wird durch photoelektrisches Detektieren von Chemilumineszenz-Emission 18 aus einer ab sorptiven Zone 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 während der ersten Belichtungszeitspanne T1, die ausreichend kürzer ist als die zweite Belichtungszeitspanne T2, und dessen Signalintensität geringer ist als der Sättigungswert, als biochemische Analysedaten ausgewählt werden, welche repräsentativ sind für eine Menge der Markierungssubstanz, die bei Berührung mit einem chemilumineszenten Substrat Chemilumineszenz-Emission 18 erzeugt und in der absorptiven Zone 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 enthalten ist. Selbst dann, wenn die absorptive Zone 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 eine extrem große Menge der Markierungssubstanz enthält, die bei Berührung mit einem chemilumineszenten Substrat Chemilumineszenz-Emission 18 erzeugt, und die Intensität dieser Chemilumineszenz-Emission 18 sehr stark ist, so dass die Anzahl der durch die Chemilumineszenz 18 erzeugten und in die photoelektrische Detektorfläche des CCD 20 des gekühlten CCD-Flächensensors eintretenden Photonen die Obergrenze des dynamischen Bereichs des CCD 20 aufgrund des verbesserten Sammlungswirkungsgrads für die Chemilumineszenz-Emission 18 übersteigt, was es dem herkömmlichen Verfahren unmöglich machen würde, biochemische Analysedaten zu erzeugen, die eine hervorragende quantitative Aussagekraft besitzen könnten, kann das oben beschriebene Ausführungsbeispiel dennoch biochemische Analysedaten erzeugen, die eine hervorragende quantitative Aussagekraft besitzen.
  • Außerdem werden bei der oben beschriebenen Ausführungsform biochemische Analysedaten bezüglich einer Menge der Markierungssubstanz, die bei Berührung mit einem chemilumineszenten Substrat in der absorptiven Zone 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 Chemilumineszenz 18 freisetzt, ermittelt durch Multiplizieren der so ausgewählten biochemischen Analysedaten mit dem Korrekturkoeffizienten K, welcher erhalten wird durch Dividieren der Signalintensität SC(2) des digitalen Signals, welches das stärkste Signal nach den Signalintensitäten der digitalen Signale ist, die erzeugt werden durch photoelektrisches Detektieren von Chemilumineszenz-Emission 18 aus den absorptiven Zonen 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 während der zweiten Belichtungszeitspanne T2, als die biochemischen Analysedaten ausgewählt, welche repräsentativ sind für eine Menge der Markierungssubstanz, die bei Berührung mit einem Chemilumineszenzsubstrat Chemilumineszenz-Emission 18 aus den absorptiven Zonen 4 der biochemischen Analy seeinheit 1 freisetzen, und in der Datenspeichereinrichtung 33 gespeichert sind, durch die Signalintensität SC(1) des digitalen Signals, welches erzeugt wird durch photoelektrisches Detektieren der Chemilumineszenz-Emission 18 aus derselben absorptiven Zone 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 während der ersten Belichtungszeitspanne T1. Aus diesem Grund lässt sich die quantitative Analyse dadurch ausführen, dass man biochemische Analysedaten einer Anzahl der absorptiven Zonen 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 vergleicht, ungeachtet des Umstands, dass die biochemischen Analysedaten entsprechend der Menge der Markierungssubstanz, die bei Berührung mit einem chemilumineszenten Substrat Chemilumineszenz-Emission 18 erzeugt und in den absorptiven Zonen 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 enthalten ist, erzeugt wurden durch Variieren der Belichtungszeitspanne für das CCD 20 des gekühlten CCD-Flächensensors 15 abhängig von der Menge der Markierungssubstanz, die Chemilumineszenz-Emission 18 erzeugt bei Berührung mit einem Chemilumineszenzsubstrat, enthalten in einer Anzahl der absorptiven Zonen 4 der biochemischen Analyseeinheit 1. Da außerdem der Korrekturkoeffizient K erzeugt wird durch Dividieren der Signalintensität SC(2) des digitalen Signals, welches das größte Signal ist und die zuverlässigste quantitative Aussagekraft unter den Signalintensitäten der digitalen Signale besitzt, die erhalten wurden durch photoelektrisches Detektieren von Chemilumineszenz-Emission 18 aus den absorptiven Zonen 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 während der zweiten Belichtungszeitspanne T2, ausgewählt als biochemische Analysedaten für eine Menge der Markierungssubstanz, die Chemilumineszenz-Emission 18 bei Berührung mit einem chemilumineszenten Substrat erzeugt, enthalten in den absorptiven Zonen 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 und abgespeichert in der Datenspeichereinheit 33, durch die Signalintensität SC(1) des digitalen Signals, erhalten durch photoelektrisches Detektieren von Chemilumineszenz-Emission 18 aus derselben Absorptiven Zone 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 für die erste Belichtungszeitspanne T1, können die biochemischen Analysedaten korrigiert werden, ohne dabei die quantitative Aussagekraft der Daten für die Durchführung einer quantitativen Analyse zu beeinträchtigen.
  • Außerdem werden die Signalintensitäten SA(2), SB(2) und SC(2) der digitalen Signale, die erhalten werden durch photoelektrisches Detektieren von Chemilumineszenz- Emission 18 aus den absorptiven Zonen 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 während der zweiten Belichtungszeitspanne T2, die ausreichend länger ist als die erste Belichtungszeitspanne T1, mit dem gekühlten CCD-Flächensensor 15, jeweils definiert als biochemische Analysedaten der absorptiven Zone 4, die eine geringe Menge der Markierungssubstanz zum Erzeugen von Chemilumineszenz-Emission 18 bei Berührung mit einem chemilumineszenten Substrat erzeugt, als biochemische Analysedaten der absorptiven Zone 4, die mehr, aber nicht allzu viel der Markierungssubstanz enthält, welche Chemilumineszenz 18 bei Berührung mit einem chemilumineszenten Substrat erzeugt, bzw. biochemische Analysedaten der absorptiven Zone 4, die noch mehr aber nicht allzu viel Markierungssubstanz enthält, die Chemilumineszenz-Emission 18 erzeugt, wenn sie mit einem chemilumineszenten Substrat in Berührung tritt. Selbst dann, wenn es äußerst schwierig für das herkömmliche Verfahren ist, biochemische Analysedaten zu erstellen, die eine hervorragende quantitative Aussagekraft besitzen, indem man Chemilumineszenz-Emission 18 auf photoelektrischem Wege detektiert, welche von den absorptiven Zonen 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 freigesetzt wird, indem man den gekühlten CCD-Flächensensor 15 verwendet, weil die Intensität der Chemilumineszenz-Emission 18 zu gering ist, ferner in einem Fall, in welchem es äußerst schwierig ist für das herkömmliche Verfahren ist, biochemische Analysedaten mit hervorragender quantitativer Aussagekraft zu erstellen durch photoelektrisches Detektieren von Chemilumineszenz-Emission 18 aus den absorptiven Zonen 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 mit Hilfe des gekühlten CCD-Flächensensors 15, weil die Intensität der Chemilumineszenz-Emission 18 gering ist, und auch in einem Fall, in welchem es extrem schwierig für das herkömmliche Verfahren ist, biochemische Analysedaten mit hervorragenden quantitativen Charakteristika zu erstellen mit Hilfe des photoelektrischen Detektierens von Chemilumineszenz-Emission 18 aus den absorptiven Zonen 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 mit Hilfe des gekühlten CCD-Flächensensors 15, weil die Intensität der Chemilumineszenz-Emission 18 nicht ausreichend stark ist, kann die oben beschrieene Ausführungsform dennoch biochemische Analysedaten erstellen, die eine hervorragende quantitative Aussagekraft besitzen, indem die Chemilumineszenz-Emission 18 mit dem gekühlten CCD-Flächensensor 15 photoelektrisch detektiert wird.
  • Darüber hinaus wird die Intensität der Chemilumineszenz-Emission 18 im Verlauf der Zeit geringer, demzufolge die quantitative Charakteristik biochemischer Analysedaten, die durch photoelektrisches Detektieren von Chemilumineszenz-Emission 18 erzeugt werden, schwächer wird, während die Zeit verstreicht. Bei der oben beschriebenen Ausführungsform jedoch werden zunächst digitale Signale für die jeweiligen absorptiven Zonen 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 dadurch erzeugt, dass Chemilumineszenz-Emission 18 photoelektrisch detektiert wird, welche von den absorptiven Zonen 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 während der ersten Belichtungszeitspanne T1 freigesetzt wird, die ausreichend kürzer ist als die zweite Belichtungszeitspanne T2, und anschließend werden digitale Signale für die jeweiligen absorptiven Zonen 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 erzeugt durch photoelektrisches Detektieren der Chemilumineszenz-Emission 18 aus den absorptiven Zonen 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 während der zweiten Belichtungszeitspanne T2, die ausreichend länger ist als die erste Belichtungszeitspanne T1. Weil also die digitalen Signale, die erhalten werden durch photoelektrisches Detektieren der Chemilumineszenz-Emission 18 aus den absorptiven Zonen 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 während der zweiten Belichtungszeitspanne T2, die ausriechend länger ist als die erste Belichtungszeitspanne T1, große Signalstärken aufweisen, ist es möglich, in wirksamer Weise zu verhindern, dass sich die quantitative Aussagekraft der biochemischen Analysedaten verringert aufgrund einer Abnahme der Intensität der Chemilumineszenz-Emission 18 im Verlauf der Zeit.
  • Da außerdem bei der oben beschriebenen Ausführungsform das Substrat 2 der biochemischen Analyseeinheit 1 aus Aluminium besteht und die Eigenschaft hat, Lichtenergie zu dämpfen, ist es möglich, in wirksamer Weise zu verhindern, dass aus den benachbarten absorptiven Zonen 4 freigesetzte Chemilumineszenz-Emission 18 gestreut wird und sich vermischt mit anderen Emissionen, wodurch es möglich ist, in wirksamer Weise durch die Streuung der Chemilumineszenz-Emission 18 verursachtes Rauschen zu verhindern, welches in den biochemischen Analysedaten vorhanden wäre, die erzeugt werden durch Lesen der Chemilumineszenz-Daten, die in einer Anzahl der absorptiven Zonen 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 aufgezeichnet sind.
  • Obschon beispielsweise in der oben beschriebenen Ausführungsform Chemilumineszenz-Daten in einer Anzahl absorptiver Zonen 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 dadurch aufgezeichnet werden, dass eine von einem lebenden Organismus abgeleitete und mit einer Markierungssubstanz markierte Substanz hybridisiert wird, wobei die Markierungssubstanz Chemilumineszenz-Emission 18 erzeugt, wenn sie in Berührung tritt mit einem chemilumineszenten Substrat, mit den spezifischen Bindesubstanzen wie zum Beispiel cDNAs, die in einer Anzahl der absorptiven Zonen 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 fixiert sind, können Chemilumineszenz-Daten in einer Reihe der absorptiven Zonen 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 dadurch aufgezeichnet werden, dass man eine Substanz, die von einem lebenden Organismus abgeleitet wird und markiert ist mit einem Hapten, mit den spezifischen Bindesubstanzen wie beispielsweise cDNAs, die in einer Anzahl der absorptiven Zonen 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 fixiert sind, und weiterhin durch Binden eines Antikörpers für das mit einem Enzym markierten Haptens, das Chemilumineszenz-Emission erzeugt, wenn es in Berührung mit einem Chemilumineszenzsubstrat tritt, mit dem Hapten, welches die von dem lebenden Organismus abgeleitete Substanz durch eine Antigen-Antikörper-Reaktion markiert.
  • Anschauliche Beispiele für die Kombination des Haptens und des Antikörpers beinhalten Digoxigenin und Anti-Digoxigenin-Antikörper, Theophyllin und Anti-Theophyllin-Antikörper, Fluorosein und Anti-Fluorosein-Antikörper und dergleichen. Außerdem kann anstelle der Kombination von Hapten und Antikörper auch eine Kombination von Biotin und Avidin, Antigen und Antikörper verwendet werden.
  • Bei der oben beschriebenen Ausführungsform wird der Korrekturkoeffizient K dadurch gebildet, dass man die Signalintensität SC(2) des höchsten digitalen Signals entsprechend den Signalintensitäten der digitalen Signale, die erzeugt werden durch photoelektrisches Detektieren der Chemilumineszenz-Emission 18 während der zweiten Belichtungszeitspanne T2, als biochemische Analysedaten entsprechend den Mengen der Markierungssubstanz, die bei Berührung mit einem chemilumineszenten Substrat in den absorptiven Zonen 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 Chemilumineszenz-Emission 18 erzeugt, und in der Datenspeichereinrichtung 33 abgespeichert sind, dividiert durch die Signalin tensität SC(1) eines digitalen Signals, welches erhalten wird durch photoelektrisches Detektieren von Chemilumineszenz-Emission 18, die von derselben absorptiven Zone 4 während der ersten Belichtungszeitspanne T1 freigesetzt wird. Allerdings ist es nicht absolut notwendig, den Korrekturkoeffizient K zu bilden, indem man die Signalintensität SC(2) des digitalen Signals, welches das stärkste Signal unter den Signalintensitäten von digitalen Signalen ist, die erzeugt werden durch photoelektrisches Detektieren von Chemilumineszenz-Emission 18 für die zweite Belichtungszeitspanne T2, und hergenommen werden als biochemische Analysedaten für die Mengen der Markierungssubstanz, die Chemilumineszenz-Emission 18 bei Berührung mit einem chemilumineszenten Substrat in den absorptiven Zonen 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 erzeugt, abgespeichert in der Datenspeichereinrichtung 33, durch die Signalintensität SC(1) eines digitalen Signals, welches erhalten wird durch photoelektrisches Detektieren der Chemilumineszenz-Emission 18 aus derselben absorptiven Zone 4 während der ersten Belichtungszeitspanne T1, sondern der Korrekturkoeffizient K kann stattdessen auch dadurch erstellt werden, dass man die Signalintensitäten der digitalen Signale, die erzeugt werden durch photoelektrisches Detektieren der Chemilumineszenz-Emission 18 während der zweiten Belichtungszeitspanne T2, um als biochemische Analysedaten für die Mengen der Markierungssubstanz verwendet zu werden, die Chemilumineszenz-Emission 18 bei Berührung mit einem chemilumineszenten Substrat erzeugt und in den absorptiven Zonen 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 enthalten ist, und die in der Datenspeichereinrichtung 33 gespeichert sind, dividiert durch die Signalintensitäten digitaler Signale, die durch photoelektrisches Detektieren von Chemilumineszenz-Emission 18 aus den entsprechenden absorptiven Zonen 4 während der ersten Belichtungszeitspanne T1 freigesetzt wird, und durch Mitteln der so berechneten Werte. Außerdem kann der Korrekturkoeffizient K dadurch erzeugt werden, dass man die Signalintensitäten digitaler Signale, die gleich oder stärker sind als ein vorbestimmter Wert unter den Signalintensitäten von Signalen, die erzeugt werden durch photoelektrisches Detektieren von Chemilumineszenz-Emission 18 während der zweiten Belichtungszeitspanne T2, hergenommen als biochemische Analysedaten für die Menge der Markierungssubstanz, die Chemilumineszenz-Emission 18 bei Berührung mit einem chemilumineszenten Substrat erzeugt und in den absorptiven Zonen 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 enthalten sind, abgespeichert in der Datenspei chereinrichtung 33, dividiert durch die Signalintensitäten digitaler Signale, die man gewinnt durch photoelektrisches Detektieren von Chemilumineszenz-Emission 18 aus den entsprechenden absorptiven Zonen 4 während der ersten Belichtungszeitspanne T1, um anschließend die so berechneten Werte zu mitteln.
  • Bei der oben beschriebenen Ausführungsform sind zwar 19.200 im wesentlichen kreisförmige absorptive Zonen 4 mit jeweils einer Größe von etwa 0,01 mm2 regelmäßig in Form einer Matrix in dem Substrat 2 der biochemischen Analyseeinheit 1 ausgebildet, allerdings ist die Form der jeweiligen absorptiven Zonen 4 nicht auf eine im wesentlichen Kreisform beschränkt, sondern die Form kann beliebig sein, beispielsweise rechtwinklig.
  • Obschon außerdem bei der oben beschriebenen Ausführungsform 19.200 im wesentlichen kreisförmige absorptive Zonen 4 mit jeweils einer Größe von etwa 0,01 mm2 regelmäßig in Form einer Matrix in dem Substrat 2 der biochemischen Analyseeinheit 1 gebildet sind, lässt sich die Anzahl oder die Größe der absorptiven Zonen 4 beliebig auswählen, abhängig vom jeweiligen Zweck. Vorzugsweise sind 10 oder mehr absorptive Zonen 4 mit einer Größe von 5 cm2 oder weniger in dem Substrat 2 mit einer Dichte von 10/cm2 oder mehr ausgebildet.
  • Obschon bei der obigen Ausführungsform 19.200 im wesentlichen kreisförmige absorptive Zonen 4 mit jeweils einer Größe von etwa 0,01 mm2 regelmäßig in Art einer Matrix in dem Substrat 2 der biochemischen Analyseeinheit 1 gebildet sind, ist es nicht absolut notwendig, eine Anzahl der absorptiven Zonen 4 in einem regelmäßigen Muster in dem Substrat 2 der biochemischen Analyseeinheit 1 auszubilden.
  • Außerdem enthält in der obigen Ausführungsform die biochemische Analyseeinheit 1 eine Anzahl von absorptiven Zonen 4, die gebildet sind durch Einbringen von Nylon-6 in einer Reihe der Durchgangslöcher 3 in dem aus Aluminium bestehenden Substrat 2. Allerdings ist es nicht immer notwendig, eine Anzahl der absorptiven Zonen 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 aus Nylon-6 zu bilden, sondern eine Reihe der absorptiven Zonen 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 kann gebildet werden durch ein poröses Material, wel ches ein Membranfilter außer Nylon-6 bilden kann, so zum Beispiel Nylon-6,6, Nylon-4,10; Zellulosederivate wie zum Beispiel Nitrozellulose, Acetylzellulose, Butter-Acetylzellulose, Kollagen; Alginsäuren wie beispielsweise Alginsäure, Calciumalginat, Alginsäure/Poly-L-Lysin als polyionsicher Komplex; Polyolefine wie zum Beispiel Polyethylen, Polypropylen; Polyvinylchlorid; Polyvinylidenchlorid; Polyfluorid wie zum Beispiel Polyvinylidenfluorid, Polytetrafluorid; und Copolymere oder Kompositwerkstoffe hieraus, oder ein poröser Kohlenstoff wie beispielsweise Aktivkohle. Außerdem kann eine Anzahl der absorptiven Zonen 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 aus irgendeinem verschiedener anorganischer poröser Werkstoffe gebildet werden, darunter zum Beispiel Metalle wie Platin, Gold, Eisen, Silber, Nickel, Aluminium und dergleichen; Metalloxide wie Aluminiumoxid, Kieselerde, Titanoxid, Zeolith und dergleichen; Metallsalze wie beispielsweise Hydroxyapatit, Calciumsulfat und dergleichen, außerdem Kompositwerkstoffe aus diesen Materialien oder Bündel aus mehreren Fasern.
  • Bei der oben beschriebenen Ausführungsform enthält die biochemische Analyseeinheit 1 zwar das Substrat 2 aus Aluminium, das Substrat 2 muss aber nicht aus Aluminium bestehen, sondern das Substrat 2 der biochemischen Analyseeinheit 1 kann auch aus anderen Werkstoffen bestehen. Es ist bevorzugt, das Substrat 2 der biochemischen Analyseeinheit 1 aus einem Material zu fertigen, welches in der Lage ist, Lichtenergie und/oder Strahlungsenergie zu dämpfen, allerdings ist ein Werkstoff für das Substrat 2 der biochemischen Analyseeinheit 1 keiner besonderen Beschränkung unterworfen. Das Substrat 2 der biochemischen Analyseeinheit 1 kann gebildet werden aus entweder einer anorganischen oder einer organischen Verbindung und wird vorzugsweise aus einem metallischen Werkstoff hergestellt, einem keramischen Werkstoff oder einem Kunststoff. Anschauliche Beispiele für anorganische Verbindungen zur Herstellung des Substrats 2 der biochemischen Analyseeinheit 1 beinhalten Metalle wie beispielsweise Gold, Silber, Kupfer, Zink, Aluminium, Titan, Tantal, Chrom, Stahl, Nickel, Kobalt, Blei, Zinn, Selen und dergleichen; Legierungen wie zum Beispiel Messing, Edelstahl, Bronze und dergleichen; Siliciumwerkstoffe wie beispielsweise Silicium, amorphes Silicium, Glas, Quarz, Siliciumcarbid, Siliciumnitrid und dergleichen; Metalloxide wie beispielsweise Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, Zirkonoxid und dergleichen; und anorganische Salze wie Wolframcarbid, Cal ciumcarbid, Calciumsulfat, Hydroxyapatit, Galliumarsenid und dergleichen. Diese Stoffe können entweder monokristalline oder polykristalline gesinterte Struktur haben, beispielsweise kann es sich um amorphes Keramikmaterial oder dergleichen handeln. Bevorzugt werden als organische Verbindungen zur Herstellung des Substrats 2 der biochemischen Analyseeinheit 1 hochmolekulare Verbindungen eingesetzt, anschauliche Beispiele hierfür enthalten: Polyolefine wie zum Beispiel Polyethylen, Polypropylen und dergleichen; Acrylharze wie zum Beispiel Polymethylmethacrylat, Polybutylacrylat/Polymermethylmethacrylat-Copolymer und dergleichen; Polyacrylonitril; Polyvinylchlorid; Polyvinylidenchlorid; Polyvinylidenfluorid; Polytetrafluorethylen; Polychlortrifluorethylen; Polycarbonat; Polyester wie beispielsweise Polyethylennaphthalat, Polyethylenterephthalat und dergleichen; Nylone wie zum Beispiel Nylon-6, Nylon-6,6, Nylon-4,10 und dergleichen; Polyimid; Polysulfon; Polyphenylensulfid; Siliconharze wie zum Beispiel Polydiphenylsiloxan und dergleichen; Phenolharz wie beispielsweise Novolac und dergleichen; Epoxyharz; Polyurethan, Polystyrol, Butadien-Styrol-Copolymer; Polysaccharide wie beispielsweise Zellulose, Acetalzellulose, Nitrozellulose, Stärke, Alginat, Hydroxypropyl-Methylzellulose und dergleichen; Chitin; Chitosan; Urushi (Japan-Lack); Polyamide wie zum Beispiel Gelatine, Kollagen, Keratin und dergleichen; und Copolymere dieser hochmolekularen Stoffe. Dabei kann es sich um eine Komposit-Verbindung handeln, der je nach Bedarf Metalloxidpartikel, Glasfasermaterial oder dergleichen hinzugefügt ist. Außerdem kann ein organisches Verbindungsmaterial zugemischt sein.
  • Weiterhin werden zwar bei der oben beschriebenen Ausführungsform mehrere absorptive Zonen 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 durch Einbringen von Nylon-6 in einer Reihe der Durchgangslöcher 3 in dem aus Aluminium bestehenden Substrat 2 gebildet, daneben ist es aber möglich, eine Anzahl von Ausnehmungen in dem aus Aluminium bestehenden Substrat 3 anstelle von Durchgangslöchern 3 zu bilden, wobei die Ausnehmungen voneinander beabstandet sind, um Nylon-6 in einer Reihe der Ausnehmungen einzubringen und dadurch eine Anzahl der absorptiven Zonen 4 zu bilden.
  • Obschon bei dem oben erläuterten Ausführungsbeispiel eine Reihe der absorptiven Zonen 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 durch Einbringen von Nylon-6 in einer Reihe der Durchgangslöcher 3 in dem aus Aluminium bestehenden Substrat 2 gebildet wird, kann eine Anzahl der absorptiven Zonen 4 auch dadurch gebildet werden, dass eine absorptive Membran aus absorptivem Werkstoff wie Nylon-6 in einer Anzahl der Durchgangslöcher 3 in dem Substrat 2 der biochemischen Analyseeinheit 1 eingedrückt wird.
  • Bei der oben beschriebenen Ausführungsform ist zwar eine Anzahl der absorptiven Zonen 4 der biochemischen Analyseeinheit 1 durch Einbringen von Nylon-6 in einer Anzahl der Durchgangslöcher 3 in dem aus Aluminium bestehenden Substrat 2 gebildet, eine Anzahl absorptiver Zonen kann aber auch durch enges Kontaktieren einer perforierten Platte mit einer Anzahl von Durchgangslöchern an einer Oberfläche eines absorptiven Substrats und durch Auftupfen einer Lösung gebildet werden, die spezifische Bindesubstanzen aufweist in dem eine Reihe von Durchgangslöcher aufweisenden Substrat.
  • Weiterhin werden bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel biochemische Analysedaten dadurch erstellt, dass man Chemilumineszenz-Emission 18 mit Hilfe des gekühlten CCD-Flächensensors 15 photoelektrisch detektiert, man kann aber auch biochemische Analysedaten dadurch erstellen, dass man Chemilumineszenz-Emission 18 mit Hilfe eines CCD-Flächensensors photoelektrisch detektiert, der keine Kühleinrichtung aufweist, also einen CCD-Flächensensor darstellt, wobei auch ein anderer Typ von Festkörper-Sensor verwendet werden kann, beispielsweise ein CID (Charge Injection Device), ein PDA (Photodiodenarray), ein MOS-Abbildungs-Bauelement oder dergleichen.
  • Durch die Erfindung ist es möglich, ein Verfahren zum Erzeugen biochemischer Analysedaten und eine hierzu geeignete Vorrichtung zu schaffen, die Chemilumineszenz-Emission detektieren können, freigesetzt wird von einer Probenzone, die eine geringe Menge einer Markierungssubstanz enthält, die Chemilumineszenz-Emission erzeugt, wenn sie mit einem chemilumineszenten Substrat in Berührung kommt, außerdem Chemilumineszenz-Emission, die von einer Probenzone freigesetzt wird, welche eine große Menge der Markierungssubstanz in gewünschter Weise beinhaltet, um dadurch biochemische Analysedaten mit hervorragender quantitativer Aussagekraft zu erstellen.

Claims (23)

  1. Verfahren zum Erzeugen von biochemischen Analysedaten, umfassend die Schritte: (i) selektives Binden einer Substanz, die von einem lebenden Organismus abgeleitet wurde und mit einer Markierungssubstanz markiert wurde, die Chemilumineszenz-Emission zeigt, wenn sie ein Chemilumineszenzsubstrat kontaktiert, mit spezifischen Bindesubstanzen, deren Struktur und Charakteristika bekannt sind, und die in einer Mehrzahl von absorptiven Zonen enthalten sind, die in einer biochemischen Analyseeinheit getrennt voneinander ausgebildet sind, oder selektives Binden einer Substanz, die von einem lebenden Organismus abgeleitet wurde und mit einem Hapten markiert wurde, mit spezifischen Bindesubstanzen, deren Struktur und Charakteristika bekannt sind, und die in den mehreren absorptiven Zonen enthalten sind, die in der biochemischen Analyseeinheit beabstandet voneinander ausgebildet sind, und Binden eines Antikörpers für das Hapten, welches markiert ist mit einem Enzym, welches die Eigenschaft besitzt, Chemilumineszenz-Emission zu zeigen, wenn es ein chemilumineszentes Substrat mit dem Hapten kontaktiert bei einer Antigen-Antikörper-Reaktion, (ii) Bringen der Markierungssubstanz, die selektiv in den mehreren absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit enthalten ist, in Berührung mit einem chemilumineszenten Substrat, um dadurch die Freigabe einer Chemilumineszenz-Emission zu veranlassen, (iii) photoelektrisches Detektieren der von den mehreren absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit freigesetzten Chemilumineszenz-Emission für eine erste Belichtungszeitspanne unter Verwendung eines Festkörper-Flächensensors, um ein Analogsignal für jede der mehreren absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit zu erzeugen, (iv) Digitalisieren des Analogsignals, um ein digitales Signal für jede der mehreren absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit zu erzeugen, und (v) Speichern der digitalen Signale in einem Speicher, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren außerdem folgende Schritte aufweist: (vi) photoelektrisches Detektieren der von den mehreren absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit freigesetzten Chemilumineszenz-Emission für eine zweite Belichtungszeitspanne, die länger ist als die erste Belichtungszeitspanne, um ein Analogsignal für jede der mehreren absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit zu erzeugen, (vii) Digitalisieren des Analogsignals, um ein digitales Signal für jede der mehreren absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit zu erzeugen, (viii) Speichern der digitalen Signale in dem Speicher, (ix) Vergleichen einer Signalintensität des digitalen Signals, produziert durch das photoelektrische Detektieren der Chemilumineszenz-Emission, die von jeder der absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit freigesetzt wurde, für die zweite Belichtungszeitspanne, und abgespeichert in dem Speicher, mit einem gesättigten Wert der Signalintensität, (x) Bestimmen einer Signalintensität eines digitalen Signals, welches kleiner ist als der gesättigte Wert, als biochemische Analysedaten der entsprechenden absorptiven Zone der biochemischen Analyseeinheit, um den Wert in dem Speicher zu speichern, und (xi) Verwenden einer Signalintensität eines digitalen Signals, welches erzeugt wurde durch photoelektrisches Detektieren der Chemilumineszenz-Emission, die von einer absorptiven Zone der biochemischen Analyseeinheit für die erste Belichtungszeitspanne freigesetzt und in dem Speicher gespeichert wurde, wenn eine Signalintensität eines digitalen Signals, die erzeugt wurde durch photoelektrisches Detektieren der Chemilumineszenz-Emission, die von der absorptiven Zone der biochemischen Analyseeinheit für die zweite Belichtungszeitspanne freigesetzt wurde, gleich oder größer ist als der gesättigte Wert, (xii) um dadurch biochemische Analysedaten zu erzeugen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend die Schritte des Erzeugens eines Korrekturkoeffizienten (K) basierend auf einem Verhältnis einer Signalintensität (SC(2)) eines digitalen Signals, welches erzeugt wird durch photoelektrisches Detektieren der Chemilumineszenz-Emission, die von einer absorptiven Zone C der biochemischen Analyseeinheit für die zweite Belichtungszeit (T2) freigesetzt wurde und in dem Speicher gespeichert wurde, und dessen Signalintensität geringer ist als der gesättigte Wert, und eines Signals (SC(1)) eines digitalen Signals, welches erzeugt wurde durch photoelektrisches Detektieren der Chemilumineszenz-Emission, freigesetzt von der absorptiven Zone C in der ersten Belichtungszeitspanne (T1) und abgespeichert in dem Speicher, und des Multiplizierens einer Signalintensität (SD(1)) des digitalen Signals, welches erzeugt wurde durch photoelektrisches Detektieren der Chemilumineszenz-Emission, die von einer absorptiven Zone D der biochemischen Analyseeinheit für die erste Belichtungszeitspanne (T1) freigesetzt und in dem Speicher abgespeichert wurde, mit dem Korrekturkoeffizienten (K), wenn die Signalintensität (SD(2)) des digitalen Signals, welches durch photoelektrisches Detektieren der Chemilumineszenz-Emission aus der absorptiven Zone D für die zweite Belichtungszeit (T2) erzeugt wurde, gleich oder größer ist als der gesättigte Wert, um dadurch biochemische Analysedaten für die absorptive Zone zu erzeugen.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, weiterhin umfassend den Schritt des Dividierens einer Signalintensität eines digitalen Signals, die unter den Signalintensitäten von digitalen Signalen einen Maximumwert hat, welche durch photoelektrisches Detektieren der Chemilumineszenz-Emission erzeugt wurden, die von den absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit für die zweite Belichtungszeitspanne freigesetzt und in dem Speicher abgespeichert wurde, und dessen Signalintensität kleiner ist als der gesättigte Wert, durch eine Signalintensität eines digitalen Signals, welches erzeugt wurde durch photoelektrisches Detektieren der Chemilumineszenz-Emission, die von der absorptiven Zone der biochemischen Analyseeinheit für die erste Belichtungszeitspanne freigesetzt und in dem Speicher gespeichert wurde, um dadurch den Korrekturkoeffizienten zu bilden.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem biochemische Analysedaten dadurch erstellt werden, dass Chemilumineszenz-Emission, die von mehreren absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit freigesetzt wurde, von mehreren Lichtleitelementen, die so angeordnet sind, dass jede der mehreren absorptiven Zonen einem der Lichtsammel-Endbereiche der mehreren Lichtleitelemente gegenüberliegen, zu einem Lichtdetektor geführt und die Chemilumineszenz-Emission von dem Lichtdetektor photoelektrisch aufgenommen wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem jedes der mehreren Lichtleitelemente durch mindestens eine optische Faser gebildet wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem jedes der mehreren Lichtleitelemente gebildet wird durch ein optisches Faserbündel, bestehend aus einer Mehrzahl optischer Fasern.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei dem die mehreren Lichtleitelemente in der Nähe der den Lichtsammel-Endbereichen gegenüberliegenden Endbereiche gesammelt werden.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, bei dem die mehreren Lichtleitelemente an einem Fixierkopf in der Nähe der Lichtsammel-Endbereiche gelagert sind, so dass die Lichtsammel-Endbereiche der mehreren Lichtleitelemente so angeordnet sind, dass sie den mehreren absorptiven Zonen gegenüberliegen.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem der Festkörper-Flächensensor durch einen gekühlten CCD-Flächensensor gebildet wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die biochemische Analyseeinheit ein Substrat enthält, ausgebildet mit einer Mehrzahl von Löchern im gegenseitigen Abstand, wobei die mehreren absorptiven Zonen gebildet werden durch Einbringen eines absorptiven Materials in die in dem Substrat gebildeten mehreren Löcher.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem das Substrat der biochemischen Analyseeinheit die Eigenschaft besitzt, Lichtenergie zu dämpfen.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem das Substrat der biochemischen Analyseeinheit die Eigenschaft hat, die Lichtenergie auf 1/5 oder weniger zu reduzieren, wenn das Licht in dem Substrat eine Strecke zurücklegt, die gleich ist derjenigen zwischen benachbarten absorptiven Zonen.
  13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, bei dem das Substrat der biochemischen Analyseeinheit aus einem Material besteht, welches ausgewählt ist aus einer Gruppe, die aus einem Metallwerkstoff, einem keramischen Werkstoff und einem Kunststoff besteht.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei dem die biochemische Analyseeinheit durch 10 oder mehr absorptive Zonen gebildet ist.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem jede der mehreren absorptiven Zonen in der biochemischen Analyseeinheit mit einer Größe von weniger als 5 mm2 gebildet ist.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, bei dem die mehreren absorptiven Zonen in der biochemischen Analyseeinheit mit einer Dichte von 10 oder mehr pro cm2 gebildet sind.
  17. Vorrichtung zum Erzeugen von biochemischen Analysedaten, umfassend: (i) eine Probenbühne zum Platzieren einer biochemischen Analyseeinheit, in der mehrere absorptive Zonen mit Abstand voneinander gebildet sind, und (ii) eine Substanz, die von einem lebenden Organismus abgeleitet ist und mit einer Markierungssubstanz markiert ist, die Chemilumineszenz-Emission erzeugt, wenn sie ein chemilumineszentes Substrat kontaktiert, selektiv gebunden wird mit spezifischen Bindesubstanzen, deren Struktur oder Charakteristik bekannt ist, enthalten in den mehreren absorptiven Zonen, (iii) einen Festkörper-Flächensensor zum photoelektrischen Detektieren von Chemilumineszenz-Emission, die von den mehreren absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit freigesetzt wurde, und zum Erzeugen eines Analogsignals für jede der mehreren absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit, (iv) mehrere Lichtleitelemente, die so angeordnet sind, dass jeder Lichtsammel-Endbereich der Lichtleichtelemente einer der mehreren absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit auf der Probenbühne gegenüberliegt, und ausgebildet zu dem Zweck, Chemilumineszenz-Emission, die von den mehreren absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit freigesetzt wurde, zu dem Festkörper-Flächensensor zu leiten, (v) einen A/D-Wandler zum Digitalisieren von Analogsignalen, die von dem Festkörper-Flächensensor erzeugt wurden, um ein digitales Signal für jede der absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit zu erzeugen, (vi) einen Speicher zum Speichern des digitalen Signals, welches von dem A/D-Wandler für jede der mehreren absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit erzeugt wurde, (vii) eine Datenverarbeitungseinrichtung zum Erzeugen biochemischer Analysedaten für jede der mehreren absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit, basierend auf dem digitalen Signal jeder der mehreren absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit, und (viii) eine Steuereinrichtung zum Steuern des Festkörper-Flächensensors, des A/D-Wandlers und der Datenverarbeitungseinrichtung, wobei die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, (a) den Festkörper-Flächensensor derart zu steuern, dass er Chemilumineszenz-Emission, die von den absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit während einer ersten Belichtungszeitspanne freigesetzt wurde, photoelektrisch detektiert, um dadurch ein Analogsignal für jede der absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit zu erzeugen, und um photoelektrisch Chemilumineszenz-Emission zu detektieren, die von den absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit während einer zweiten Belichtungszeitspanne, die länger als die erste Belichtungszeitspanne ist, freigesetzt wird, um dadurch ein Analogsignal für jede der absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit zu erzeugen, (b) den A/D-Wandler so zu steuern, dass er das Analogsignal für jede der absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit, das von dem Festkörper-Flächensensor erzeugt wurde, digitalisiert und den Wert in dem Speicher speichert, und (c) die Datenverarbeitungseinrichtung so zu steuern, dass sie eine Signalintensität des digitalen Signals für jede der absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit, das durch photoelektrisches Detektieren von Chemilumineszenz-Emission erzeugt wurde, die von den absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit für die zweite Belichtungszeitspanne erzeugt und in dem Speicher abgespeichert wurde, vergleicht mit einem gesättigten Wert der Signalintensität, um die Signalintensität des digitalen Signals, die geringer als der gesättigte Wert ist, als biochemische Analysedaten für die absorptive Zone der biochemischen Analyseeinheit zu bestimmen und sie in dem Speicher abzuspeichern, und (d) eine Signalintensität eines digitalen Signals, das durch photoelektrisches Detektieren der Chemilumineszenz-Emission erzeugt wurde, die von einer absorptiven Zone der biochemischen Analyseeinheit während der ersten Belichtungszeitspanne freigesetzt wurde, und das in dem Speicher gespeichert wird, wenn eine Signalintensität eines digitalen Signals, welches durch photoelektrisches Detektieren der Chemilumineszenz-Emission erzeugt wird, die von der absorptiven Zone der biochemischen Analyseeinheit für die zweite Belichtungszeitspanne freigesetzt wurde, gleich oder größer ist als der gesättigte Wert, (e) um dadurch biochemische Analysedaten der mehreren absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinrichtung dazu ausgebildet ist, außerdem einen Korrekturkoeffizienten (K) zu erzeugen, basierend auf einem Verhältnis einer Signalintensität (SC(2)) eines digitalen Signals, erzeugt durch photoelektrisches Detektieren von Chemilumineszenz-Emission, die von einer absorptiven Zone C der biochemischen Analyseeinheit während der zweiten Belichtungszeitspanne (T2) freigesetzt wurde und in dem Speicher gespeichert wurde, und dessen Signalintensität kleiner als der gesättigte Wert ist, und einer Signalintensität (SC(1)) eines digitalen Signals, erzeugt durch photoelektrisches Detektieren der Chemilumineszenz-Emission, die von der absorptiven Zone C der biochemischen Analyseeinheit für die erste Belichtungszeitspanne (T1) freigesetzt und in dem Speicher gespeichert wurde, und um eine Signalintensität (SD(1)) des digitalen Signals, erzeugt durch photoelektrisches Detektieren der Chemilumineszenz-Emission, die von einer absorptiven Zone D der biochemischen Analyseeinheit während der ersten Belichtungszeitspanne (T1) freigesetzt und in dem Speicher gespeichert wurde, zu multiplizieren mit dem Korrekturkoeffizienten (K), wenn die Signalintensität (SD(2)) des digitalen Signals, welches durch photoelektrisches Detektieren der Chemilumineszenz-Emission erzeugt wurde, die von der absorptiven Zone D während der zweiten Belichtungszeitspanne (T2) freigesetzt wurde, gleich oder größer ist als der gesättigte Wert, um dadurch biochemische Analysedaten für die absorptive Zone zu erzeugen.
  18. Vorrichtung nach Anspruch 17, bei der die Datenverarbeitungseinrichtung so ausgebildet ist, dass sie eine Signalintensität eines digitalen Signals, dessen Signalintensität unter den Signalintensitäten von Signalen ein Maximum ist, die durch photoelektrisches Detektieren der Chemilumineszenz-Emission aus den absorptiven Zonen der biochemischen Analyseeinheit während der zweiten Belichtungszeitspanne erzeugt und in dem Speicher abgespeichert wurden, und deren Signalintensität geringer ist als der gesättigte Wert, dividiert durch eine Signalintensität eines digitalen Signals, welches durch photoelektrisches Detektieren der Chemilumineszenz-Emission erzeugt wird, die von der absorptiven Zone der biochemischen Analyseeinheit während der ersten Belichtungszeitspanne freigesetzt und in dem Speicher gespeichert wurde, um dadurch den Korrekturkoeffizienten zu erzeugen.
  19. Vorrichtung nach Anspruch 17 und 18, bei der jedes der mehreren Lichtleitelemente durch mindestens eine optische Faser gebildet wird.
  20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 und 18, bei der die mehreren Lichtleitelemente durch ein optisches Faserbündel aus mehreren optischen Fasern gebildet wird.
  21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, bei der die mehreren Lichtleitelemente in der Nähe der Endbereiche gegenüber den Lichtsammel-Endbereichen zusammengefasst sind.
  22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 21, bei der die mehreren Lichtleitelemente an einem Fixierkopf in der Nähe der Lichtsammel-Endbereiche derart gelagert sind, dass jeder der Lichtsammel-Endbereiche der mehreren Lichtleitelemente sich gegenüber einer der mehreren absorptiven Zonen befinden.
  23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 22, bei der der Festkörper-Flächensensor gebildet wird durch einen gekühlten CCD-Flächensensor.
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