ES2309142T3

ES2309142T3 - Instrumentacion de precision para mediciones opticas de muestras.

Info

Publication number: ES2309142T3
Application number: ES02396136T
Authority: ES
Inventors: Raimo Harju; Christer Isaksson
Original assignee: Wallac Oy
Current assignee: Wallac Oy
Priority date: 2001-09-07
Filing date: 2002-09-06
Publication date: 2008-12-16
Anticipated expiration: 2022-09-06
Also published as: US6891618B2; DE60227223D1; ATE399315T1; US20030048447A1; EP1291644A1; EP1291644B1

Abstract

Un instrumento de medición óptica para medir muestras, que comprende: - un detector (331a) para detectar un haz de emisión, - una fuente de iluminación (311a) para formar un haz de excitación, - un módulo óptico cambiable (340a, 340b, 1340, 1850) con al menos un espejo, con medios (1346, 1856) para recibir el haz de excitación desde la fuente de iluminación y medios (1341, 1348, 1851, 1858) para dirigir el haz de excitación a una muestra, y/o medios (1348) para recibir el haz de emisión desde la muestra y medios (1341, 1344, 1851, 1854) para suministrar el haz de emisión recibido desde la muestra al detector, con un alojamiento, con una abertura en una pared exterior del alojamiento del módulo óptico cambiable, donde la abertura está adaptada a un haz, que está enfocado sustancialmente en dicha abertura, y con medios de acoplamiento a una rueda de carrusel (328) o a una platina, - medios ópticos para dirigir el haz de emisión recibido desde una muestra (381) al detector (331a) y para dirigir el haz de excitación recibido desde la fuente de iluminación (311a) hacia la muestra (381), comprendiendo dichos medios ópticos una interfaz (318T, 323, 333a, 333b, 338) para el módulo óptico cambiable (340a, 340b, 1340, 1850) que transfiere el haz de excitación y/o el haz de emisión a y/o desde la muestra, caracterizados porque la interfaz comprende: - medios (338, 333b) para recibir o transmitir al menos uno de dichos haces que están transfiriéndose a través de la abertura, que está ubicada en la pared del alojamiento del módulo óptico cambiable, - medios para enfocar dicho haz sustancialmente en dicha abertura, y - uno de lo siguiente para el acoplamiento de dicho módulo óptico cambiable: la rueda de carrusel (328) y la platina para módulos ópticos cambiables, donde el cambio del módulo óptico cambiable para su uso en una medición se dispone girando la rueda de carrusel o desplazando la platina.

Description

Instrumentación de precisión para mediciones ópticas de muestras.

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere en general al campo de la instrumentación de laboratorio bioquímico para diferentes aplicaciones de medición de propiedades de muestras en, por ejemplo, placas de microtitración y soportes para muestras correspondientes. Más en particular, la invención se refiere a las características instrumentales mejoradas, fiables y más precisas de los equipos usados tales como, por ejemplo, fluorímetros, fotómetros y luminó-
metros.

El trabajo rutinario y también el trabajo de investigación en laboratorios bioquímicos analíticos y en laboratorios clínicos se basan a menudo en diferentes marcas o marcadores acoplados en macromoléculas que están bajo inspección. Los marcadores típicos usados son diferentes isótopos radiactivos, enzimas, diferentes moléculas fluorescentes y, por ejemplo, quelatos fluorescentes de metales de tierras raras.

La detección de marcadores de enzimas puede realizarse utilizando su función bioquímica natural, es decir, alterar las propiedades físicas de las moléculas. En los inmunoensayos enzimáticos las sustancias incoloras se catalizan mediante enzimas a sustancias coloreadas o las sustancias no fluorescentes a sustancias fluorescentes.

Las sustancias coloreadas se miden mediante absorción, es decir, mediante medición fotométrica. En la medición fotométrica, la intensidad del haz filtrado y estabilizado se mide primero sin ninguna muestra y después se mide la muestra dentro de una placa. Después se calcula la absorbencia, es decir, los valores de absorción.

La medición fluorescente se usa generalmente para medir las cantidades de sustancia marcada fluorescente en una muestra. Los marcadores de mayor fotoluminiscencia se basan en procesos de fotoluminiscencia molecular. En este proceso, la radiación óptica se absorbe por el estado fundamental de una molécula. Debido a la absorción de energía, la molécula cuántica sube a un estado de excitación superior. Después de la relajación vibracional rápida, la molécula vuelve a su estado fundamental y el exceso de energía se libera como un cuanto óptico. Debido a las pérdidas en este proceso, la media de las energías absorbidas es superior a la media de las energías emitidas.

Un procedimiento de medición adicional es la medición de la quimioluminiscencia en la que la emisión de una sustancia se mide a partir de una muestra sin excitarse mediante iluminación. De este modo, cualquier fotoluminómetro también puede usarse como un quimioluminómetro.

Los instrumentos típicos en los laboratorios analíticos de investigación química son los distintos instrumentos espectroscópicos. Muchos de ellos utilizan la región óptica de un espectro electromagnético. Los dos tipos comunes de instrumentos son los espectrofotómetros y los espectrofluorímetros. Estos instrumentos comprenden normalmente uno o dos dispositivos de dispersión de longitud de onda, como los monocromadores. Los dispositivos de dispersión hacen que puedan realizar mediciones fotométricas y de luminiscencia en todo el espectro óptico.

La figura 1 ilustra un analizador óptico avanzado de la técnica anterior, especialmente los componentes ópticos y las diferentes trayectorias ópticas. El instrumento tiene dos fuentes de iluminación, una lámpara de ondas continuas (lámpara oc) 112a y una lámpara de pulsos 112b. La lámpara oc puede usarse para la excitación de la fotoluminiscencia de ondas continuas y para mediciones de absorción.

La parte de radiación infrarroja de la lámpara oc 112a se absorbe por un filtro 104, y después de transmitirse a un diafragma de abertura de luz parásita 105, la radiación óptica se colima con una lente 115a a través de un filtro de interferencia 114a ubicado en una rueda de filtros 114.

El haz de luz se enfoca con una lente 113a, similar a la lente 114a, hacia una guía de luz 118, que aísla el cabezal de medición térmica y mecánicamente. También protege la unidad de medición de la luz parásita de la lámpara oc. La radiación óptica de un diafragma de abertura de salida 106 de una guía de luz 118 se colima con una lente 107, similar a la lente 115a. El haz de radiación se refleja mediante un espejo divisor de haz 141 dentro de un bloque de espejo 140, y pasa a través de un pocillo para muestras 181 y a través de una ventana de entrada 122 de una unidad de detector fotométrico 132.

El bloque de espejo 140 está ubicado en el lado superior de la muestra. Su función es reflejar el haz de luz horizontal de la lámpara seleccionada hacia abajo hasta la muestra y reflejar una parte de este haz mediante un espejo 143 hacia un fotodiodo de referencia 119 y también permitir que la emisión de la muestra se desplace hacia arriba hasta el detector de recuento de fotones 132.

La unidad de emisión comprende componentes ópticos, que son las lentes 133, 135, un filtro 134a en una platina de filtros 134, un obturador combinado y una platina de abertura 136 y un detector 132, tal como un fotomultiplicador. El fotomultiplicador 132 se usa en el modo rápido de recuento de fotones en el que los pulsos del ánodo del fotomultiplicador se amplifican primero y después se conducen a través de un comparador rápido 191 y de un contador 193 de puertas 192. El comparador rechaza los pulsos que son inferiores que el nivel de referencia preajustado. Los componentes electrónicos de recuento rápido están equipados con una puerta en la parte delantera del contador. Esta puerta se usa en las regulaciones globales de tiempo de las mediciones.

La unidad de lámpara de pulsos se usa en la medición de fotoluminiscencia de resolución temporal de emisiones de luminiscencia de larga duración. Comprende una segunda lámpara 112b, lentes 115b, 113b, y fibras ópticas 114b en una platina de filtros para el aislamiento de longitudes de onda. Cuando se usa esta segunda lámpara, el espejo 141 debe girarse 90 grados con el fin de reflejar la radicación a la muestra. Esto puede conseguirse usando diferentes módulos ópticos para las dos lámparas.

Existen ciertas limitaciones relacionadas con la tecnología de la técnica anterior. Cuando se usan diferentes módulos ópticos para diferentes mediciones, el módulo óptico se cambia normalmente cuando se cambia el modo de medición. Puesto que los módulos ópticos se manipulan manualmente, las lentes del módulo óptico se ensucian fácilmente. Esto provoca la atenuación de los haces ópticos y por tanto puede hacer los resultados de las mediciones menos precisos y menos fiables. Otra limitación de las soluciones de la técnica anterior se refiere a la comparación de diferentes mediciones. Cuando se usan diferentes módulos ópticos para diferentes mediciones, la trayectoria óptica puede ser diferente y provocar que la ubicación o tamaño del área de medición en la muestra pueda variar para diferentes tipos de mediciones.

El documento US-A-6097025 describe un dispositivo de detección de luz que incluye cabezales ópticos fijos que están conectados de manera óptica a componentes ópticos de medición usando cables ópticos. El cabezal óptico fijo comprende una abertura para determinar el área de medición. Sin embargo, un dispositivo con un cabezal óptico fijo no ofrece tal versatilidad para usar modos alternativos de medición. También sería difícil cambiar los componentes ópticos abriendo el alojamiento del cabezal óptico. Tal cambio de los componentes ópticos también requeriría tocar los componentes por lo que las superficies ópticas pueden ensuciarse fácilmente. Instrumentos de medición óptica adicionales se describen en los documentos EP 0896237 y US 4784488.

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Resumen de la invención

El objeto de la presente invención es proporcionar un instrumento óptico para mediciones de laboratorio, en el que se evitan o se reducen las desventajas descritas de la técnica anterior. Por lo tanto, el objeto de la invención es conseguir un instrumento de medición con una precisión, fiabilidad, comparabilidad y/o eficacia mejoradas para realizar mediciones de muestras.

El objeto de la invención se consigue proporcionando un instrumento de medición óptica que contiene una interfaz para un módulo óptico cambiable, y la interfaz está adaptada de manera óptica a al menos una abertura del módulo óptico para recibir o suministrar un haz óptico. El objeto también se consigue mediante un módulo óptico cambiable para un instrumento de medición, comprendiendo el módulo al menos una abertura para recibir o suministrar un haz óptico. El módulo óptico comprende preferentemente un espejo dicroico para separar las trayectorias ópticas del haz de emisión y excitación, y posiblemente un segundo espejo dicroico para dividir un haz de emisión en dos haces de emisión. La invención permite realizar diversos tipos de mediciones cambiando un módulo óptico sin riesgo de tocar superficies ópticas tales como lentes. La invención también permite una determinación precisa del área de la muestra que va a medirse.

Un instrumento de medición óptica según la invención para medir muestras está caracterizado mediante una reivindicación independiente dirigida a un instrumento de medición óptica.

Un procedimiento según la invención para la medición óptica de muestras está caracterizado mediante una reivindicación independiente dirigida a un procedimiento.

Algunas realizaciones preferidas se describen en las reivindicaciones dependientes.

Una importante ventaja de la invención se refiere a conseguir una alta precisión en las mediciones. La(s) abertura(s) del módulo óptico determina(n) preferentemente el área de medición en la muestra. Por lo tanto, el área de medición puede determinarse de manera independiente para cada módulo óptico. Y, especialmente, en la medición de dos emisiones, es posible determinar las áreas de medición de manera independiente dimensionando las aberturas respectivas del módulo óptico para las dos emisiones simultáneas o sucesivas.

Los módulos ópticos cambiables con una abertura/aberturas según la invención permiten de este modo el dimensionamiento de la abertura según una medición específica. Esto proporciona la capacidad de ofrecer funciones opcionales en el equipo de medición. El equipo con un cabezal de medición para la medición de una emisión puede actualizarse fácilmente en un equipo que tenga un cabezal de medición para mediciones de una emisión o de dos emisiones. Para la actualización sólo es necesario proporcionar al equipo un módulo óptico que incluya un espejo para la segunda emisión y proporcionar al equipo el segundo detector, si no está fácilmente disponible en el equipo. La versión básica del equipo incluye preferentemente los componentes ópticos requeridos para guiar el segundo haz de emisión desde el módulo óptico hasta el segundo detector. Por lo tanto, pueden actualizarse nuevas características sin necesidad de realizar calibraciones ópticas in situ para cada característica actualizada.

La invención también permite usar un acoplador óptico directo en la detección de emisiones; puede evitarse así la atenuación provocada por las fibras ópticas. La atenuación también se minimiza por el hecho de que el número de lentes en la trayectoria de emisión es mínimo debido al uso de aberturas según la invención.

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Breve descripción de los dibujos

Estas y otras ventajas de la invención resultarán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada y haciendo referencia a los dibujos en los que:

la fig. 1 es un diagrama de bloques esquemático de una unidad óptica de la técnica anterior de un instrumento de medición;

la fig. 2 es una ilustración esquemática de trayectorias ópticas y de componentes principales de una unidad óptica ejemplar para un instrumento de medición según la invención;

la fig. 3 es un diagrama de bloques esquemático de un instrumento de medición ejemplar según la invención;

la fig. 4 es un diagrama de bloques esquemático de una unidad óptica que muestra una primera realización para la medición de una emisión doble según la invención;

la fig. 5 es un diagrama de bloques esquemático de una unidad óptica que muestra una segunda realización para la medición de una emisión doble según la invención;

la fig. 6 es un diagrama de bloques esquemático de una unidad óptica que muestra una tercera realización para la medición de una emisión doble según la invención;

la fig. 7 es un diagrama de bloques esquemático de una unidad óptica que muestra una cuarta realización para la medición de una emisión doble según la invención;

la fig. 8 es un diagrama de bloques esquemático de una unidad óptica que muestra una quinta realización para la medición de una emisión doble según la invención;

la fig. 9 es un diagrama de bloques esquemático de una unidad óptica que muestra una sexta realización para la medición de una emisión doble según la invención;

la fig. 10 ilustra una vista en perspectiva de un módulo óptico superior ejemplar según la invención;

la fig. 11 ilustra una vista en perspectiva de un módulo óptico inferior ejemplar según la invención;

la fig. 12 ilustra una rueda de cuatro posiciones ejemplar con cuatro módulos ópticos según la invención;

la fig. 13 ilustra un primer módulo óptico ejemplar para un cabezal superior para implementar la invención;

la fig. 14 ilustra un segundo módulo óptico ejemplar para un cabezal superior para implementar la invención;

la fig. 15 ilustra un tercer módulo óptico ejemplar para un cabezal superior para implementar la invención;

la fig. 16 ilustra un cuarto módulo óptico ejemplar para un cabezal superior para implementar la invención;

la fig. 17 ilustra un quinto módulo óptico ejemplar para un cabezal superior para implementar la invención;

la fig. 18 ilustra un primer módulo óptico ejemplar para un cabezal inferior según la invención para implementar la invención;

la fig. 19 ilustra un segundo módulo óptico ejemplar para un cabezal inferior para implementar la invención;

la fig. 20 ilustra un tercer módulo óptico ejemplar para un cabezal inferior para implementar la invención;

la fig. 21 ilustra un cuarto módulo óptico ejemplar para un cabezal inferior para implementar la invención;

la fig. 22 ilustra un quinto módulo óptico ejemplar para un cabezal inferior para implementar la invención;

la fig. 23 ilustra un proceso ejemplar para realizar una medición con un instrumento de medición óptica según la invención;

la fig. 24 ilustra un procedimiento ejemplar para realizar una medición según la invención.

La figura 1 ya se explicó en la descripción de la técnica anterior. A continuación, el principio de la invención se describe primero haciendo referencia a la figura 2. Después se describe un ejemplo de una implementación más detallada haciendo referencia a la figura 3, que es un diagrama de bloques de un equipo analizador ejemplar según la invención. A continuación se presentan algunas realizaciones ejemplares descritas para usar un analizador según la invención para mediciones de emisiones dobles, haciendo referencia a las figuras 4 a 12. Después, en relación a las figuras 13 a 22, hay una descripción de cubos ópticos ejemplares que comprenden una abertura/aberturas según la invención y que pueden usarse, por ejemplo, para las mediciones referidas en las figuras 4 a 12. Finalmente, se describen ejemplos de un proceso y de un procedimiento para realizar una medición según la invención haciendo referencia a los diagramas de flujo de las figuras 23 y 24.

La figura 2 ilustra los componentes principales y las trayectorias ópticas de un instrumento analizador óptico ejemplar según la invención. El instrumento comprende una fuente de iluminación 211 para la excitación de una muestra. La radicación de la lámpara 211 se colima con la lente 215 y es dirigida a través de un filtro de interferencia 214. Pueden seleccionarse diferentes filtros para diferentes longitudes de onda. El haz de excitación se enfoca después a un extremo de una guía de fibra óptica 218, que lo guía hasta una abertura 246 de un módulo óptico según la invención. La guía de fibra óptica es preferentemente un conjunto de fibras, tal como 200 piezas de fibras con un diámetro de 100 \mum. Una finalidad importante de la guía de fibra óptica es mezclar la luz de la fuente de iluminación con el fin de evitar una distribución desigual del haz de excitación en el volumen de muestra que va a medirse. El haz de excitación se guía a través de una abertura 246 del módulo óptico y se refleja mediante un espejo dicroico 241 dentro del módulo óptico 240. El haz de excitación se dirige además hacia la muestra 281 a través de una abertura del módulo óptico y de un sistema de lentes 223. Una parte de la luz de iluminación se refleja mediante un espejo divisor de haz 243 y se guía a través de una abertura hacia un detector de referencia con el fin de proporcionar información de referencia en la intensidad de luz real. Aunque el espejo de referencia está ubicado en el bloque de espejo cambiable, las diferencias del filtro de excitación pueden compensarse modificando las propiedades del espejo de referencia. De esta manera se consigue una alta precisión de retroalimentación. Un espejo divisor de haz puede construirse, por ejemplo, formando un revestimiento reflectante para el espejo que va a serlo, por ejemplo, rayas o puntos que cubran sólo una parte de la superficie del espejo.

El haz de emisión de la muestra 281 se dirige con el sistema de lentes 223 a través de una abertura hacia el módulo óptico 240, en el que pasa el (preferentemente) espejo dicroico 241. El espejo dicroico está diseñado preferentemente para cada marcador de manera que refleja la longitud de onda de excitación pero transmite longitudes de onda de emisión. El haz de emisión se divide entonces dentro del cubo óptico en dos haces mediante un segundo espejo 242. El espejo es preferentemente un espejo dicroico, que funciona como un filtro de manera que un haz con una longitud de onda de la primera emisión se transmite a través del espejo y se enfoca a través de una abertura 244 según la invención al primer detector 231a. El haz con una longitud de onda de la segunda emisión se refleja y se guía enfocado a través de otra abertura 245 al segundo detector 231b. Por lo tanto, el segundo espejo dicroico está diseñado preferentemente para cada marcador/par de marcadores de manera que transmita las longitudes de onda de la primera emisión pero refleje las longitudes de onda de la segunda emisión.

El primer haz de emisión recibido desde la abertura del módulo óptico se colima con una lente 233a y se dirige a través de un filtro de interferencia 234a con el fin de impedir que la luz con una longitud de onda fuera de la primera emisión pase al primer detector. Después, el primer haz de emisión se enfoca con la lente 235a al primer detector 231a. El segundo haz de emisión recibido desde otra abertura del módulo óptico se refleja con un espejo 238 a una lente 233b donde el haz se colima y se dirige a través de un segundo filtro de interferencia 234b con el fin de impedir que la luz con una longitud de onda fuera de la segunda emisión pase al segundo detector. Después, el segundo haz de emisión se enfoca con la lente 235a al primer detector 231a. Después, las señales recibidas desde los detectores se amplifican y se procesan para conseguir un valor para las intensidades de la primera y de la segunda emisión. Pueden usarse las partes de excitación y de emisión del instrumento, excepto para las mediciones de fotoluminiscencia, además de para, por ejemplo, las mediciones fotométricas y de quimioluminiscencia.

Como ya se ha mencionado, una característica esencial de la invención es que el haz de excitación así como los dos haces de emisión están adaptados para interactuar con un único módulo óptico cambiable, que comprende preferentemente aberturas para cada uno de los haces. Esto permite realizar diversos tipos de mediciones cambiando sólo un módulo óptico, y cada una de las mediciones puede realizarse óptimamente con el módulo óptico específico. Las ventajas de la invención se hacen más evidentes en el siguiente ejemplo más completo de un instrumento óptico según la invención.

La figura 3 ilustra en mayor detalle un instrumento óptico ejemplar según la invención. El instrumento tiene un cabezal de medición superior 320 que incluye componentes para proporcionar un haz de excitación y para detectar emisiones desde arriba de la muestra. El instrumento también tiene un cabezal de medición inferior opcional 360 que incluye componentes para proporcionar un haz de excitación y para detectar emisiones desde abajo de la muestra. El instrumento comprende además una plataforma de muestras 380 que tiene medios para el movimiento y una bandeja de muestras 389 con el fin de poner sucesivas muestras 381 en el volumen de medición. También puede haber medios para ajustar la posición vertical de la plataforma de muestras con respecto a los cabezales de medición superior e inferior.

El instrumento tiene una o dos fuentes de iluminación. La fuente de iluminación principal 312a incluye una lámpara de pulsos y la energía óptica de cada pulso es preferentemente igual. El haz de excitación generado por la lámpara de pulsos se colima con una lente 315 y se dirige a través de un filtro de interferencia 314. El filtro está colocado en una platina de filtros, de manera que el filtro de excitación que va a usarse en una medición puede seleccionarse de entre varios filtros. Después, el haz de excitación se enfoca a un extremo de una guía de fibra óptica 318 que mezcla el haz de excitación y lo guía hasta una abertura de un módulo óptico 340 según la invención. El módulo óptico 340 y el sistema de lentes 323 dirigen el haz de excitación hacia la muestra 391. El módulo óptico no se describe aquí en mayor detalle porque se explica en relación a otras figuras.

El equipo también puede incluir una segunda lámpara de pulsos 312b, 311b, que puede ser una lámpara de baja potencia, por ejemplo, para mediciones fotométricas simultáneas. El instrumento tiene una guía de fibra óptica 312a para guiar la luz de la segunda lámpara. La luz puede distribuirse para la medición fotométrica hacia tres filtros 314h, 314j y 314k con ramificaciones de fibra 377h, 377j y 377k.

Los haces de luz se coliman con las lentes 375h, 375j y 375k antes de dirigir los haces a través de los filtros. Los filtros pueden ubicarse en la misma o en una platina de filtros diferente que el filtro 314e para la primera fuente de iluminación. Si se usa la misma platina de filtros para los filtros de ambas lámparas, deben tenerse en cuenta los modos de medición simultánea cuando se planifica la ubicación de los filtros. Después del filtrado, los haces se coliman hacia extremos de tres cables de fibra óptica 378, que se conducen al cabezal de medición inferior para la medición fotométrica. Los haces de luz de los cables ópticos 378 se enfocan a tres muestras 384 con un sistema de lentes 379 que incluye lentes para cada uno de los tres haces. Después de la transmisión a través de las muestras, los haces se miden con tres detectores 322d, 322e y 322f que son, por ejemplo, fotodiodos. Los tres extremos de los cables de fibra óptica, las tres lentes, las tres muestras medidas simultáneamente y los tres detectores están ubicados en este caso en una fila perpendicular al plano del dibujo y por tanto sólo puede verse uno de ellos en el dibujo.

Es preferible tener distintos componentes ópticos para la medición fotométrica de manera que pueda realizarse simultáneamente una medición de la fotoluminiscencia y una medición fotométrica a partir de diferentes muestras. Si se requieren mediciones simultáneas fotométricas y de la fotoluminiscencia, el analizador está equipado preferentemente con dos lámparas de pulsos. Sin embargo, también es posible usar un instrumento con una lámpara para las mediciones fotométricas. Por ejemplo, un interruptor óptico 317 puede tener una salida para una fibra óptica 378a, que lleva la luz desde la lámpara 312a hasta los componentes ópticos 379 de medición fotométrica. Entonces, es posible controlar el interruptor óptico ya sea para guiar la luz para proporcionar excitación para una medición de la emisión o para guiar la luz para una medición fotométrica.

Se usa una fibra óptica 318T para guiar el haz de excitación desde el interruptor óptico 317 hasta el módulo óptico 340 del cabezal de medición superior. Se usa una fibra óptica 318B para guiar el haz de excitación desde el interruptor óptico 317 hasta el módulo óptico 350 del cabezal de medición inferior. El instrumento también puede tener una lámpara adicional de manera que puedan seleccionarse diferentes lámparas para proporcionar el haz de excitación del cabezal superior y del cabezal inferior. En este caso, se requiere un sistema de interruptor óptico más versátil.

El haz de emisión de la muestra 381 se dirige con el sistema de lentes 323 hacia el módulo óptico 340 donde el haz de emisión se divide en dos haces. Un espejo dicroico del módulo óptico funciona preferentemente como un filtro de manera que un haz con una longitud de onda de la primera emisión se transmite al primer detector 331a y un haz con una longitud de onda de la segunda emisión se refleja al segundo detector 331b. El detector puede ser, por ejemplo, un tubo fotomultiplicador que puede usarse en modo analógico o en modo de recuento de fotones, o en ambos modos simultáneamente. Cuando el equipo incluye dos detectores de fotoluminiscencia, éstos pueden ser de tipos diferentes y los modos de detección pueden ser diferentes durante una medición.

El primer haz de emisión se colima con una lente 333a y se dirige a través de un filtro de interferencia 334j con el fin de impedir que la luz con una longitud de onda fuera de la primera emisión pase al primer detector. El primer haz de emisión se enfoca entonces con la lente 335a al primer detector 331a. El segundo haz de emisión se refleja con un espejo 338 a una lente 333b donde el haz se colima y se dirige a través de un segundo filtro de interferencia 334k con el fin de impedir que la luz con una longitud de onda fuera de la segunda emisión pase al segundo detector. El segundo haz de emisión se enfoca entonces con la lente 335a al primer detector 331a. Los filtros 334j y 334k están ubicados en la misma platina de filtros o pueden ubicarse en diferentes platinas de filtros. La(s) platina(s) de filtros puede(n) moverse de manera que los filtros usados en la medición puedan seleccionarse a partir de un número de filtros con diferentes longitudes de onda de paso banda.

En un instrumento que también comprende un cabezal de medición inferior, hay interruptores ópticos 337a y 337b para seleccionar el haz de emisión detectado del cabezal de medición superior o inferior. Se usa una fibra óptica 338a para guiar el primer haz de emisión desde el módulo óptico 350 del cabezal de medición inferior 360 al interruptor óptico 337a. Se usa otra fibra óptica 338b para guiar el segundo haz de emisión desde el módulo óptico 350 del cabezal de medición inferior 360 al interruptor óptico 337b.

Las señales recibidas desde los detectores se amplifican y se procesan entonces para conseguir un valor para las intensidades de la primera y de la segunda emisión. Las señales de medición y las señales de referencia se amplifican y se leen después de que se hayan calculado cada pulso de excitación y las correcciones de la señal. Se determinan referencias básicas con disolventes normalizados después de que se haya montado el analizador. Si hay más de un pulso de excitación usado para un pocillo, las señales de emisión correspondientes se integran digitalmente.

El instrumento tiene también un detector opcional 332c, 331c para mediciones de quimioluminiscencia. El detector recibe la radiación de quimioluminiscencia de la muestra a través de un grueso conjunto de fibras ópticas 318c. Es preferible tener un componente óptico aparte para la medición de la quimioluminiscencia de manera que puedan realizarse simultáneamente una medición de la fotoluminiscencia y una medición de la quimioluminiscencia a partir de diferentes muestras. En la figura 3, la medición de la quimioluminiscencia se realiza a partir de una muestra ubicada detrás de la muestra 381. También puede usarse un tubo fotomultiplicador como un detector de la quimioluminiscencia. El detector puede usarse en modo analógico o en modo digital, o si las propiedades del tubo lo permiten, ambos modos pueden usarse simultáneamente.

El instrumento comprende una rueda de carrusel 328 para el acoplamiento de módulos ópticos 340a, 340b,... La rueda puede girar alrededor de su punto fijo 329, y el módulo óptico usado en una medición puede seleccionarse por tanto para controlar la posición de la rueda. Según la presente invención, el equipo tiene una interfaz óptica de al menos dos haces de emisión y al menos un haz de excitación para un único módulo óptico.

Si el instrumento está equipado con un cabezal de medición inferior, puede haber un módulo óptico similar 350 usado en el cabezal de medición inferior como en el cabezal de medición superior. Los haces de excitación y de emisión se conducen entre los dos cabezales de medición con fibras ópticas 338a, 338b y 318B. También hay un sistema de lentes 363 para enfocar los haces a la muestra y a extremos de las fibras ópticas. Puesto que el módulo óptico del cabezal de medición inferior no necesita cambiarse tan frecuentemente, puede cambiarse manualmente. Como alternativa, un carrusel controlado mediante un procesador también puede usarse en el cabezal de medición inferior.

Los módulos ópticos se muestran esencialmente ampliados en la figura 3 con el fin de ilustrar mejor las tra-
yectorias ópticas en los instrumentos. El tamaño real de los módulos ópticos puede ser tan pequeño como 20 mm x
20 mm x 20 mm.

Los módulos ópticos pueden estar equipados con códigos legibles por máquina, tales como códigos de barras, de manera que el procesador del equipo pueda verificarlos con un lector de códigos, tipos de módulos ópticos que están instalados en cada ubicación. De esta manera puede certificarse que se use un tipo correcto de módulo óptico para cada medición. El lector de códigos de barras o los componentes electrónicos relacionados no se muestran en la

\hbox{figura 3.}

El instrumento también está equipado con componentes electrónicos para amplificar y procesar las señales de los detectores, así como con componentes electrónicos para activar la(s) lámpara(s). También se proporcionan componentes electrónicos de control para controlar las mediciones, tales como un filtro/filtros de selección, para seleccionar el/los módulo(s) óptico(s), un interruptor/interruptores óptico(s) de control, para controlar la posición de la bandeja de muestras 389 para seleccionar la muestra que va a medirse, y para controlar las posiciones de los cabezales de medición 320 y 360 con respecto a la plataforma de muestras 380. Los componentes electrónicos no se muestran en la figura 3 ya que los componentes electrónicos requeridos pueden diseñarse por un experto en la materia.

En la realización preferida, el usuario puede ajustar diversos parámetros de una medición. La energía de pulsos de excitación se ajusta mediante la tensión de descarga y mediante los condensadores de la fuente de alimentación de lámpara de destellos. La energía de excitación total de una medición se controla midiendo cada pulso y comparando la suma con un nivel de referencia del integrador. Los parámetros de las mediciones se ajustan preferentemente por el usuario.

A continuación se describen algunas realizaciones de posibles modos de medición haciendo referencia a las figuras 4 a 9. Estas realizaciones ejemplares muestran cómo la interfaz para un módulo óptico con aberturas proporciona una posibilidad de una gran variedad de diferentes modos de medición. Estos modos de medición están disponibles con una selección automática y control de filtros, interruptores ópticos y sólo un módulo óptico cambiable en cada cabezal de medición. Los modos de medición descritos están relacionados pero no limitados a mediciones de fotoluminiscencia.

La figura 4 ilustra una primera realización para realizar una medición de la fotoluminiscencia con un instrumento de medición según la presente invención. En esta realización, tanto la excitación como la detección se realizan desde arriba de la muestra usando el cabezal de medición superior del instrumento. Una de las posibles fuentes de excitación alternativas 411 proporciona un pulso de excitación que se guía a través de un sistema óptico 413 hasta una fibra óptica 418. El sistema óptico puede incluir filtros, lentes y componentes mecánicos tal como se muestra en la figura 3. El haz de excitación se mezcla en la fibra óptica y se conduce al módulo óptico 450. El haz de excitación se refleja desde el espejo 441 y se colima en el sistema óptico 423 hacia la muestra 481 de la placa de muestras 480 que va a medirse. El haz de excitación proporciona excitación para dos mediciones simultáneas.

La muestra excitada 481 proporciona dos emisiones que se miden con los detectores A y B. Los haces de emisión se coliman primero en el sistema óptico 423 y los haces se conducen al módulo óptico 440. Los haces de emisión se transmiten primero al espejo dicroico 441, donde después el segundo espejo dicroico 442 separa los dos haces de emisión. La separación puede basarse en la longitud de onda de las emisiones, polarización, etc. El primer haz de emisión se transmite sustancialmente a través del segundo espejo dicroico 442 y se colima y se filtra adicionalmente en el sistema óptico 433a para medirse en el detector 431a. El segundo haz de emisión se refleja sustancialmente mediante el segundo espejo dicroico 442 y se refleja adicionalmente mediante el espejo 438. El haz se colima y se filtra en el sistema óptico 433b para medirse en el detector 431b.

Una ventaja de esta primera realización es que las emisiones se guían directamente a ambos detectores, es decir, sin cables de fibra óptica. De esta manera se consigue una sensibilidad óptima de la medición.

En la primera realización ilustrada en la figura 4, toda la medición se realiza con el cabezal de medición superior, y por lo tanto no es necesario tener un cabezal de medición inferior en el instrumento con el fin de realizar la medición de una emisión doble. Por lo tanto, el uso de un módulo óptico según la invención proporciona una posibilidad de realizar eficazmente mediciones versátiles incluso con un instrumento básico que no esté equipado con un cabezal de medición inferior. En las realizaciones descritas adicionalmente para usar el instrumento según la invención, también se usa el cabezal de medición inferior.

La figura 5 ilustra una segunda realización para realizar una medición de la fotoluminiscencia con un instrumento de medición según la presente invención. En esta realización, tanto la excitación como la detección se realizan desde abajo de la muestra usando el cabezal de medición inferior del instrumento. Una de las posibles fuentes de excitación alternativas 511 proporciona un pulso de excitación, que se conduce al módulo óptico del cabezal de medición inferior con una fibra óptica (no mostrada en la figura 5) donde se mezcla el haz de excitación. El haz de excitación se refleja desde el espejo 551 y se colima en el sistema óptico 563 hacia la muestra 581 de la placa de muestras 580 que va a medirse. El haz de excitación proporciona excitación para dos mediciones simultáneas, o como alternativa dos excitaciones sucesivas con diferentes longitudes de onda se realizan con pulsos de excitación sucesivos (la excitación sucesiva se usa preferentemente sólo en mediciones inferiores).

La muestra excitada 581 proporciona dos emisiones que se miden con los detectores A y B. Los haces de emisión se coliman primero en el sistema óptico 563 y los haces se conducen al módulo óptico 550. Los haces de emisión se transmiten primero al espejo dicroico 551, donde después el segundo espejo dicroico 552 separa los dos haces de emisión. La separación puede basarse en la longitud de onda de las emisiones, polarización, etc. El primer haz de emisión se transmite sustancialmente a través del segundo espejo dicroico 552 y se conduce adicionalmente al detector 531a a través de una fibra óptica (no mostrada en la figura 5). El segundo haz de emisión se refleja sustancialmente mediante el segundo espejo dicroico 552 y se conduce al segundo detector 531b a través de una fibra óptica (no mostrada en la figura 5). Los haces de emisión se miden después en los detectores 531a y 531b.

En la segunda realización ilustrada en la figura 5, toda la medición se realiza con el cabezal de medición inferior. Esta realización es útil para realizar mediciones en las que la sustancia que va a medirse está esencialmente en la parte inferior del tubo de muestras. Con esta realización es posible medir simultáneamente dos emisiones desde la superficie inferior de tal sustancia y por tanto la medición puede realizarse con una eficacia óptima. Esta realización también hace posible usar el cabezal de medición superior para una medición de la quimioluminiscencia. De esta manera, tanto la medición de la fotoluminiscencia como la medición de la quimioluminiscencia pueden realizarse a partir de las muestras sin cambiar las ubicaciones de los cables o de los módulos ópticos entre las mediciones. En las realizaciones que se describen a continuación, tanto el cabezal de medición superior como el cabezal de medición inferior se usan para la medición de la fotoluminiscencia.

La figura 6 ilustra una tercera realización para realizar una medición de la fotoluminiscencia con un instrumento de medición según la presente invención. En esta realización, la excitación se realiza desde la parte de arriba de la muestra usando el cabezal de medición superior y la detección se realiza desde la parte de abajo de la muestra usando el cabezal de medición inferior del instrumento. Una de las posibles fuentes de excitación alternativas 611 proporciona un pulso de excitación que se guía a través de un sistema óptico 613 hasta una fibra óptica 618. El sistema óptico puede incluir filtros, lentes y componentes mecánicos tal como se muestra en la figura 3. El haz de excitación se mezcla en la fibra óptica y se conduce al módulo óptico 650. El haz de excitación se refleja desde el espejo 641 y se colima en el sistema óptico 623 hacia la muestra 681 de la placa de muestras 680 que va a medirse. El haz de excitación proporciona excitaciones para dos mediciones simultáneas.

La muestra excitada 681 proporciona dos emisiones que se miden con los detectores A y B. Los haces de emisión se coliman primero en el sistema óptico 663 y los haces se conducen al módulo óptico 650 del cabezal de medición inferior. Los haces de emisión se transmiten primero al espejo dicroico 651, donde después el segundo espejo dicroico 652 separa los dos haces de emisión. La separación puede basarse en la longitud de onda de las emisiones, polarización, etc. El primer haz de emisión se transmite sustancialmente a través del segundo espejo dicroico 652 y conduce adicionalmente al detector 631a a través de una fibra óptica (no mostrada en la figura 6). El segundo haz de emisión se refleja sustancialmente mediante el segundo espejo dicroico 652 y se conduce al segundo detector 631b a través de una fibra óptica (no mostrada en la figura 6). Los haces de emisión se miden después en los detectores 631a y
631b.

La tercera realización ilustrada en la figura 6 proporciona algunas ventajas en comparación con la segunda realización de la figura 5. Cuando el pulso de excitación se expone desde el cabezal de medición superior, la longitud de la fibra óptica en la ruta óptica del pulso de excitación puede acortarse óptimamente. De esta manera puede minimizarse la atenuación de la fibra óptica y por consiguiente se consigue una intensidad de iluminación máxima.

Otra ventaja de la realización de la figura 6 es que es posible usar un módulo óptico cuando no haya un primer espejo 651 en el módulo. De este modo puede evitarse totalmente la atenuación del haz de emisión provocada por el espejo de excitación 651.

La figura 7 ilustra una cuarta realización para realizar una medición de la fotoluminiscencia con un instrumento de medición según la presente invención. En esta realización, la excitación se realiza desde abajo de la muestra usando el cabezal de medición inferior y la detección se realiza desde arriba de la muestra usando el cabezal de medición superior del instrumento. Una de las posibles fuentes de excitación alternativas 711 proporciona un pulso de excitación que se conduce al módulo óptico del cabezal de medición inferior con una fibra óptica (no mostrada en la figura 7) donde se mezcla el haz de excitación. El haz de excitación se refleja desde el espejo 751 y se colima en el sistema óptico 763 hacia la muestra 781 de la placa de muestras 780 que va a medirse. El haz de excitación proporciona excitación para dos mediciones simultáneas.

La muestra excitada 781 proporciona dos emisiones que se miden con los detectores A y B. Los haces de emisión se coliman primero en el sistema óptico 723 y los haces se conducen al módulo óptico 740. Los haces de emisión se transmiten primero al espejo dicroico 741, donde después el segundo espejo dicroico 742 separa los dos haces de emisión. La separación puede basarse en la longitud de onda de las emisiones, polarización, etc. El primer haz de emisión se transmite sustancialmente a través del segundo espejo dicroico 742 y se colima y se filtra adicionalmente en el sistema óptico 733a para medirse en el detector 731a. El segundo haz de emisión se refleja sustancialmente mediante el segundo espejo dicroico 742, y se refleja adicionalmente mediante el espejo 738. El haz se colima y se filtra en el sistema óptico 733b para medirse en el detector 731b.

La cuarta realización ilustrada en la figura 7 proporciona algunas ventajas en comparación con la primera realización de la figura 4. Cuando el haz de excitación se expone desde el cabezal de medición inferior es posible usar en el cabezal de medición superior un módulo óptico cuando no haya un primer espejo 741 en el módulo. De esta manera puede evitarse totalmente la atenuación del haz de emisión provocada por el espejo de excitación 741.

La figura 8 ilustra una quinta realización para realizar una medición de la fotoluminiscencia con un instrumento de medición según la presente invención. En esta realización, la excitación se realiza desde arriba de la muestra usando el cabezal de medición superior. La detección de la primera emisión se realiza desde arriba de la muestra usando el cabezal de medición superior y la detección de la segunda emisión se realiza desde abajo de la muestra usando el cabezal de medición inferior del instrumento.

Una de las posibles fuentes de excitación alternativas 811 proporciona un pulso de excitación que se guía a través de un sistema óptico 813 hasta una fibra óptica 818. El sistema óptico puede incluir filtros, lentes y componentes mecánicos tal como se muestra en la figura 3. El haz de excitación se mezcla en la fibra óptica y se conduce al módulo óptico 850. El haz de excitación se refleja desde el espejo 841 y se colima en el sistema óptico 823 hacia la muestra 881 de la placa de muestras 880 que va a medirse. El haz de excitación proporciona excitaciones para dos mediciones simultáneas.

La muestra excitada 881 proporciona dos emisiones que se miden con los detectores A y B. El primer haz de emisión se colima primero en el sistema óptico 823 y se conduce al módulo óptico 840 del cabezal de medición superior. El primer haz de emisión se transmite sustancialmente mediante el primer espejo dicroico 841 y el segundo espejo dicroico 842. El primer haz de emisión se colima y se filtra después en el sistema óptico 833a para medirse en el detector 831a.

El segundo haz de emisión se colima primero en el sistema óptico 863 y el haz se conduce al módulo óptico 850 del cabezal de medición inferior. El haz de emisión se trasmite primero al espejo dicroico 651, donde después se refleja sustancialmente en el segundo espejo dicroico 852. El segundo haz de emisión se conduce al segundo detector 831b a través de una fibra óptica (no mostrada en la figura 6). Los haces de emisión se miden después en los detectores 831a y 831b.

Una ventaja de la realización de la figura 8 es que es posible medir simultáneamente emisiones tanto desde arriba como desde abajo de la muestra simultáneamente.

Hay también otra ventaja relacionada con la realización ilustrada en la figura 8. Cuando se miden las dos emisiones con diferentes cabezales de medición, se permite el uso de un solo espejo en la trayectoria del haz de emisión. En el cabezal de medición superior es posible usar un módulo óptico que no tenga un segundo espejo 842. En el cabezal de medición inferior es posible usar un módulo óptico que no tenga un primer espejo 851. También es posible usar un espejo no dicroico 852 en el cabezal de medición inferior. De esta manera se consigue una atenuación muy pequeña en la medición de ambas emisiones. Especialmente, la medición de la primera emisión puede medirse con una alta sensibilidad debido a la trayectoria óptica directa entre la muestra y el detector 831a.

La figura 9 ilustra una sexta realización para realizar una medición de la fotoluminiscencia con un instrumento de medición según la presente invención. En esta realización, la excitación se realiza desde abajo de la muestra usando el cabezal de medición inferior. La detección de la primera emisión se realiza desde abajo de la muestra usando el cabezal de medición inferior y la detección de la segunda emisión se realiza desde arriba de la muestra usando el cabezal de medición superior del instrumento.

Una de las posibles fuentes de excitación alternativas 911 proporciona un pulso de excitación que se conduce al módulo óptico del cabezal de medición inferior con una fibra óptica (no mostrada en la figura 9) donde se mezcla el haz de excitación. El haz de excitación se refleja desde el espejo 951 y se colima en el sistema óptico 963 hacia la muestra 981 de la placa de muestras 980 que va a medirse. El haz de excitación proporciona excitación para dos mediciones simultáneas.

La muestra excitada 981 proporciona dos emisiones que se miden con los detectores A y B. El primer haz de emisión se colima primero en el sistema óptico 963 y el haz se conduce al módulo óptico 950 del cabezal de medición inferior. El primer haz de emisión se transmite sustancialmente mediante el primer espejo dicroico 951 y el segundo espejo dicroico 952. El primer haz de emisión se conduce adicionalmente al detector 831a a través de una fibra óptica (no mostrada en la figura 9). El primer haz de emisión se mide finalmente en el detector 931a.

El segundo haz de emisión se colima primero en el sistema óptico 923 y se conduce al módulo óptico 940. El segundo haz de emisión se trasmite primero al espejo dicroico 941, donde después el segundo haz de emisión se refleja sustancialmente mediante el segundo espejo dicroico 942 y se refleja adicionalmente mediante el espejo 938. El segundo haz de emisión se colima y se filtra en el sistema óptico 933b y se mide en el detector 931b.

Además, la realización de la figura 9 tiene la ventaja de que es posible medir simultáneamente emisiones tanto desde arriba como desde abajo de la muestra simultáneamente.

Hay también otra ventaja relacionada con la realización ilustrada en la figura 9. Cuando se miden las dos emisiones con diferentes cabezales de medición, se permite el uso de un solo espejo en la trayectoria del haz de emisión. En el cabezal de medición superior es posible usar un módulo óptico que no tenga un primer espejo 941. En el cabezal de medición inferior es posible usar un módulo óptico que no tenga un segundo espejo 952. También es posible usar un espejo no dicroico 941 en el cabezal de medición superior. De esta manera se consigue una atenuación muy pequeña en la medición de ambas emisiones.

La figura 10 ilustra una vista en perspectiva de un módulo óptico ejemplar 1040 según la invención. Está diseñado para un cabezal de medición superior pero también es posible diseñar un cabezal de medición inferior que esté adaptado para un módulo de este tipo. La figura muestra una abertura 1046 para el haz de excitación de la lámpara, una abertura 1044 para el haz de emisión al primer detector y una abertura para el haz de emisión al segundo detector. En este caso, las aberturas del módulo óptico pueden cambiarse cambiando la pared respectiva 1064, 1065 ó 1066 del módulo óptico. Las paredes pueden acoplarse mediante, por ejemplo, tornillos (no mostrados en la figura 10). También hay
un código de barras 1049 mostrado en el cubo óptico para un posible reconocimiento automático del tipo del módulo.

La figura 11 ilustra una vista en perspectiva de otro módulo óptico ejemplar 1150 según la invención. Está diseñado para un cabezal de medición inferior pero también es posible diseñar cabezales de medición superiores e inferiores que estén adaptados para módulos similares. La figura muestra una abertura 1156 para el haz de excitación de la lámpara y una abertura 1158 para proporcionar una interfaz óptica a la muestra. En este caso, la abertura 1156 del módulo óptico puede cambiarse cambiando la pared respectiva 1166 del módulo óptico. La pared puede acoplarse mediante, por ejemplo, tornillos (no mostrados en la figura 11). También hay un código de barras 1159 mostrado en el cubo óptico para un posible reconocimiento automático del tipo del módulo.

La figura 12 ilustra una vista desde arriba de una disposición ejemplar donde cuatro módulos ópticos están acoplados a un carrusel 1228 en un cabezal de medición superior. Los módulos ópticos están enumerados como 1240a, 1240b, 1240c y 1240d con sus aberturas para la emisión al primer detector enumeradas como 1244a, 1244b, 1244c y 1244d. El instrumento tiene preferentemente medios para girar el carrusel alrededor de su eje 1229 de manera que uno de los cuatro módulos ópticos pueda seleccionarse para su uso por el programa del instrumento. Si los módulos ópticos están equipados con un código, tal como un código de barras, la unidad de control del instrumento puede verificar qué módulos están disponibles en cada posición del carrusel. Es preferible que haya una disposición de acoplamiento para los módulos ópticos que permita que los módulos ópticos se extraigan y se acoplen fácilmente cuando sea necesario. Aunque el carrusel de la figura 12 está diseñado para un cabezal de medición superior, un cabezal de medición inferior también puede de hecho equiparse con un carrusel de este tipo para un cambio controlado automáticamente del módulo óptico. Aunque hay cuatro módulos ópticos mostrados en la figura 12, puede haber naturalmente un número diferente de módulos ópticos. Considerando el tamaño preferentemente pequeño de los módulos ópticos, es posible proporcionar un carrusel con, por ejemplo, 8 ó 16 módulos ópticos.

También es posible utilizar otro tipo de disposición mecánica para los módulos ópticos en lugar de un carrusel. Por ejemplo, puede haber una platina para los módulos ópticos, en la que los módulos ópticos se colocan paralelos en una línea y un módulo que va a usarse puede cambiarse desplazando la platina hacia una posición correspondiente. Si se usa una platina, puede haber platinas de diferentes longitudes con un número diferente de ubicaciones para los módulos ópticos.

A continuación se describen algunas realizaciones de posibles módulos ópticos haciendo referencia a las figuras 13 a 22. Estas realizaciones ejemplares muestran módulos ópticos que pueden usarse en un instrumento óptico según la invención incluyendo una interfaz para recibir dos emisiones desde un módulo óptico. Estos módulos ópticos también pueden usarse para implementar los modos de medición descritos en las figuras 4 a 9 y generalmente para implementar el proceso y el procedimiento según la invención.

La figura 13 ilustra una vista en sección transversal del lateral de un módulo óptico ejemplar para un cabezal de medición superior. Este módulo óptico 1340 comprende tres espejos dicroicos. El módulo recibe un haz de excitación desde la abertura 1346 y un espejo 1343 refleja una parte del haz de excitación hacia un sensor de referencia a través de la abertura 1347. La parte principal del haz de excitación se refleja desde el espejo 1341 y se dirige de este modo a una muestra a través de la abertura 1348.

La emisión de la muestra se recibe en el módulo a través de la abertura 1348. Las emisiones se transmiten al espejo dicroico 1341 y llegan al espejo dicroico adicional 1342. El espejo 1342 divide el haz de emisión en un primer haz que se conduce al primer detector a través de la abertura 1344 y en un segundo haz que se conduce al segundo detector a través de la abertura 1345.

El módulo óptico ilustrado en la figura 13 es muy adecuado para la medición de una emisión doble, que se describió en la figura 4. Sin embargo, este módulo óptico también puede usarse en muchos otros tipos de mediciones, tales como en las descritas en las figuras 6 a 9 o en mediciones de una única emisión, si no se requiere un rendimiento
optimizado.

La figura 14 ilustra una vista en sección transversal desde el lateral de otro módulo óptico ejemplar para un cabezal de medición superior. Este módulo óptico 1440 comprende un espejo dicroico 1443 y un espejo no dicroico 1441. El módulo recibe un haz de excitación desde la abertura 1446 y el espejo 1443 refleja una parte del haz de excitación hacia un sensor de referencia a través de la abertura 1447. La parte principal del haz de excitación se refleja desde el espejo 1441 y se dirige de este modo a una muestra a través de la abertura 1448.

Este módulo óptico está diseñado para mediciones en las que la medición de la emisión se realiza usando el cabezal de medición inferior. La medición ilustrada en la figura 6 es un ejemplo de una medición de este tipo. Por lo tanto, este módulo óptico para el cabezal de medición superior no tiene ninguna trayectoria óptica para los haces de emisión. Una ventaja de este módulo óptico es que la atenuación del haz de excitación es mínima.

La figura 15 ilustra una vista en sección transversal del lateral de un tercer módulo óptico ejemplar para un cabezal de medición superior. Este módulo óptico 1540 comprende un espejo dicroico. Este módulo óptico está diseñado para mediciones en las que el cabezal de medición inferior se usa para la excitación. Un ejemplo de este tipo de medición se ilustra en la figura 7. Por lo tanto, este módulo óptico no tiene ninguna trayectoria óptica para un haz de excitación.

La emisión de la muestra se recibe en el módulo a través de la abertura 1548. El espejo 1542 divide el haz de emisión en un primer haz que se conduce al primer detector a través de la abertura 1544 y en un segundo haz que se conduce al segundo detector a través de la abertura 1545.

Aunque este módulo óptico ilustrado en la figura 15 es muy adecuado para la medición de una emisión doble, que se describió en la figura 7, este módulo óptico también puede usarse en muchos otros tipos de mediciones, tales como en mediciones de una única emisión, si no se requiere un rendimiento optimizado.

La figura 16 ilustra una vista en sección transversal de un cuarto módulo óptico ejemplar para un cabezal de medición superior. Este módulo óptico 1640 comprende dos espejos dicroicos. El módulo recibe un haz de excitación desde la abertura 1646 y el espejo 1643 refleja una parte del haz de excitación hacia un sensor de referencia a través de la abertura 1647. La parte principal del haz de excitación se refleja desde el espejo 1641 y se dirige de este modo a una muestra a través de la abertura 1648.

La emisión de la muestra se recibe en el módulo a través de la abertura 1648. La emisión se transmite al espejo dicroico 1641 y se conduce al primer detector a través de la abertura 1644.

El módulo óptico ilustrado en la figura 16 es muy adecuado para la medición de una emisión doble, donde la primera emisión se mide con el cabezal de medición superior y la segunda emisión se mide con el cabezal de medición inferior. Este tipo de medición se describió en la figura 8. Sin embargo, este módulo óptico también puede usarse en muchos otros tipos de mediciones, tales como en mediciones de una única emisión.

La figura 17 ilustra una vista en sección transversal desde el lateral de un quinto módulo óptico ejemplar para un cabezal de medición superior. Este módulo óptico 1740 comprende un espejo no dicroico. Este módulo óptico está diseñado para mediciones en las que la excitación se realiza usando el cabezal de medición inferior. Un ejemplo de este tipo de medición se ilustra en la figura 9. Por lo tanto, este módulo óptico no tiene ninguna trayectoria óptica para un haz de excitación.

La emisión de la muestra se recibe en el módulo a través de la abertura 1748. El espejo 1742 refleja el haz de emisión, que se conduce adicionalmente al segundo detector a través de la abertura 1745.

El módulo óptico ilustrado en la figura 17 es muy adecuado para la medición de una emisión doble, en la que la segunda emisión se mide con el cabezal de medición superior y la primera emisión se mide con el cabezal de medición inferior. Este tipo de medición se describió en la figura 9. Sin embargo, este módulo óptico también puede usarse en muchos otros tipos de mediciones, si no se requiere un rendimiento optimizado.

Aunque los módulos ópticos ilustrados en las figuras 13 a 17 están diseñados para el cabezal de medición superior, también es posible diseñar el cabezal de medición inferior para adaptarse al uso de estos módulos.

La figura 18 ilustra una vista en sección transversal del lateral de un módulo óptico ejemplar para un cabezal de medición inferior. Este módulo óptico 1850 comprende tres espejos. El módulo recibe un haz de excitación desde la abertura 1856 y el espejo 1853 refleja una parte del haz de excitación hacia un sensor de referencia a través de la abertura 1857. La parte principal del haz de excitación se refleja desde el espejo 1851 y se dirige de este modo a una muestra a través de la abertura 1858.

Las emisiones de la muestra se reciben en el módulo a través de la abertura 1858. Las emisiones se transmiten al espejo dicroico 1851 y llegan al espejo dicroico adicional 1852. El espejo 1852 divide el haz de emisión en un primer haz que se conduce al primer detector a través de la abertura 1854 y en un segundo haz que se conduce al segundo detector a través de la abertura 1855.

El módulo óptico ilustrado en la figura 18 es muy adecuado para la medición de una emisión doble, que se describió en la figura 5. Sin embargo, este módulo óptico también puede usarse en muchos otros tipos de mediciones, tales como en las descritas en las figuras 6 a 9 o en mediciones de una única emisión, si no se requiere un rendimiento optimizado.

La figura 19 ilustra una vista en sección transversal del lateral de otro módulo óptico ejemplar para un cabezal de medición inferior. Este módulo óptico 1950 comprende un espejo dicroico. Este módulo óptico está diseñado para mediciones en las que la excitación se realiza usando el cabezal de medición superior. Un ejemplo de este tipo de medición se ilustra en la figura 6. Por lo tanto, este módulo óptico no tiene ninguna trayectoria óptica para un haz de excitación.

Las emisiones de la muestra se reciben en el módulo a través de la abertura 1958. El espejo 1952 divide el haz de emisión en un primer haz que se conduce al primer detector a través de la abertura 1954 y en un segundo haz que se conduce al segundo detector a través de la abertura 1955.

Aunque este módulo óptico ilustrado en la figura 19 es muy adecuado para la medición de una emisión doble, que se describió en la figura 6, este módulo óptico también puede usarse en muchos otros tipos de mediciones, tales como en mediciones de una única emisión, si no se requiere un rendimiento optimizado.

La figura 20 ilustra una vista en sección transversal del lateral de un tercer módulo óptico ejemplar para un cabezal de medición inferior. Este módulo óptico 2050 comprende un espejo divisor de haz 2053 y un espejo adicional 2051. El módulo recibe un haz de excitación desde la abertura 2056 y el espejo 2053 refleja una parte del haz de excitación hacia un sensor de referencia a través de la abertura 2057. La parte principal del haz de excitación se refleja desde el espejo 2051 y se dirige de este modo a una muestra a través de la abertura 2058.

Este módulo óptico está diseñado para mediciones en las que la medición de la emisión se realiza usando el cabezal de medición superior. La medición ilustrada en la figura 7 es un ejemplo de una medición de este tipo. Por lo tanto, este módulo óptico diseñado para el cabezal de medición inferior no tiene ninguna trayectoria óptica para los haces de emisión. Una ventaja de este módulo óptico es que la atenuación del haz de excitación es pequeña.

La figura 21 ilustra una vista en sección transversal del lateral de un cuarto módulo óptico ejemplar para un cabezal de medición inferior. Este módulo óptico 2150 comprende un espejo no dicroico. Este módulo óptico está diseñado para mediciones en las que la excitación se realiza usando el cabezal de medición superior. Un ejemplo de este tipo de medición se ilustra en la figura 8. Por lo tanto, este módulo óptico no tiene ninguna trayectoria óptica para un haz de excitación.

La emisión desde la muestra se recibe en el módulo a través de la abertura 2158. El espejo 2152 refleja el haz de emisión, que se lleva adicionalmente al segundo detector a través de la abertura 2155.

El módulo óptico ilustrado en la figura 21 es muy adecuado para la medición de una emisión doble, donde la segunda emisión se mide con el cabezal de medición inferior y la primera emisión se mide con el cabezal de medición superior. Este tipo de medición se describió en la figura 8. Sin embargo, este módulo óptico también puede usarse en otros tipos de mediciones, si no se requiere un rendimiento optimizado.

La figura 22 ilustra una vista en sección transversal del lateral de un quinto módulo óptico ejemplar para un cabezal de medición inferior. Este módulo óptico 2250 comprende dos espejos dicroicos. El módulo recibe un haz de excitación desde la abertura 2256 y el espejo 2253 refleja una parte del haz de excitación hacia un sensor de referencia a través de la abertura 2257. La parte principal del haz de excitación se refleja desde el espejo 2251 y se dirige de este modo a una muestra a través de la abertura 2258.

La emisión de la muestra se recibe en el módulo a través de la abertura 2258. La emisión se transmite al espejo dicroico 2251 y se conduce al primer detector a través de la abertura 2254.

El módulo óptico ilustrado en la figura 22 es muy adecuado para la medición de una emisión doble, donde la primera emisión se mide con el cabezal de medición inferior y la segunda emisión se mide con el cabezal de medición superior. Este tipo de medición se describió en la figura 9. Sin embargo, este módulo óptico también puede usarse en muchos otros tipos de mediciones, tales como en mediciones de una única emisión.

Aunque los módulos ópticos ilustrados en las figuras 18 a 22 están diseñados para el cabezal de medición inferior, también es posible diseñar tanto el cabezal de medición superior como el cabezal de medición inferior para adaptarse al uso de estos módulos.

La figura 23 ilustra un diagrama de flujo de un proceso ejemplar según la invención para usar un instrumento óptico para una medición de la fotoluminiscencia. En la fase 11 se selecciona el tipo de medición. Después, en la fase 12, se seleccionan la fuente de excitación y el filtro de interferencia según el tipo de medición. Se selecciona el cabezal de medición superior o el cabezal de medición inferior para proporcionar el haz de excitación a la muestra, fase 13. Esto se realiza, por ejemplo, con un interruptor óptico.

En la fase 14, se selecciona el filtro de emisión para el detector A. Después, en la etapa 15, se selecciona el cabezal de medición superior o el cabezal de medición inferior para recibir la emisión A y para guiar el haz de emisión A hacia el detector A. La trayectoria óptica está conectada al cabezal de medición seleccionado, por ejemplo, controlando un interruptor óptico. Si se miden dos emisiones, también se selecciona el filtro de emisión para el detector B, etapas 16 y 17, y se selecciona el cabezal de medición superior o el cabezal de medición inferior en la etapa 18 para recibir la emisión B y guiar el haz de emisión hacia el detector B. La trayectoria óptica puede conectarse al cabezal de medición seleccionado controlando también un interruptor óptico.

Si la excitación o la emisión de la medición se realiza desde arriba de la muestra, es decir, se usa el cabezal de medición superior, entonces se selecciona el módulo óptico del cabezal de medición superior y se coloca en la posición de medición, fases 19 y 20. Si la excitación o emisión de la medición se realiza desde abajo de la muestra, es decir, se usa el cabezal de medición inferior, entonces se selecciona el módulo óptico del cabezal de medición inferior y se coloca en la posición de medición, fases 21 y 22. Según la invención, un módulo óptico con una abertura/aberturas para recibir un haz de excitación o suministrar un haz de emisión se selecciona para el cabezal de medición superior o inferior. Especialmente, si se usa el mismo cabezal de medición para recibir dos emisiones, un módulo óptico con una abertura de salida para ambos detectores se selecciona preferentemente en el cabezal de medición.

Después de que se hayan seleccionado las trayectorias ópticas, se selecciona la primera muestra que va a medirse, fase 23. Después, la muestra seleccionada se mide, 24, y se procesan las señales recibidas desde el/los detector(es) para producir un resultado/resultados de medición para la muestra medida, fase 25. Las muestras se miden sucesivamente repitiendo las fases 23 a 26 hasta que se hayan medido todas las muestras.

Debería observarse que pueden aplicarse diversas variaciones del proceso de medición según la invención. Por ejemplo, el orden de las fases del proceso puede ser diferente al descrito anteriormente. Además, si se usa un instrumento sin un cabezal de medición inferior, no se requiere la selección entre el cabezal de medición superior/inferior o la selección del módulo óptico para el cabezal de medición inferior. Y si sólo está disponible una fuente de excitación, no se requiere una selección entre las fuentes de excitación.

La figura 24 ilustra un diagrama de flujo de un procedimiento ejemplar según la invención para la medición óptica de una muestra. En la fase 41, se forma un haz de excitación en una fuente de iluminación y el haz de excitación se filtra con un filtro de interferencia en la fase 42 para incluir una longitud de onda/longitudes de onda para la excitación de dos sustancias en la muestra. El haz de excitación filtrado se guía a través de una pequeña abertura hasta un módulo óptico según la invención, en el que el haz se refleja, fase 43. El haz de excitación se enfoca entonces hacia la muestra en un volumen que va a medirse, 44. El haz de excitación puede ser un pulso de excitación, una sucesión de pulsos o un haz de onda continua, dependiendo del tipo de medición.

Después de que se hayan excitado las sustancias marcadas (fluorescentes) de la muestra, éstas liberan emisiones, que se reciben en el módulo óptico según la invención, fase 45. Las emisiones pueden estar en la forma de ráfagas o de emisiones continuas dependiendo de la excitación. En el módulo óptico, el haz de emisión puede transmitirse primero a un espejo de excitación y los haces de emisión se dividen después con un espejo dicroico en dos haces de emisión, por ejemplo, según su longitud de onda, en la fase 46. La división puede realizarse en el mismo módulo
óptico.

El primer haz de emisión recibido desde la primera sustancia de la muestra se guía primero (se enfoca) a través de una abertura del módulo óptico, 47. Después, el haz se filtra transmitiendo el primer haz de emisión y bloqueando otra luz, por ejemplo, luz con una longitud de onda diferente, y finalmente el primer haz de emisión se guía después a un primer detector, fase 48. Simultáneamente con la recepción de la primera emisión, el segundo haz de emisión se recibe desde la segunda sustancia de la muestra, guiado a través del módulo óptico y enfocado a través de una abertura del módulo óptico, 49. Después, el haz se filtra transmitiendo el segundo haz de emisión y bloqueando otra luz, por ejemplo, luz con una longitud de onda diferente, y la segunda emisión filtrada se guía entonces a un segundo detector, fase 50. Después, las emisiones se convierten en señales eléctricas en los detectores, fase 51, y las señales se procesan con el fin de proporcionar resultados de las mediciones que muestran la cantidad de la primera y de la segunda sustancia en la muestra, fase 52.

Debería observarse que el procedimiento inventivo no está limitado a la medición de dos emisiones de dos sustancias, sino que pueden haber medios adicionales para dividir la emisión en varios haces de emisión y detectores adicionales para medir los haces de emisión.

Anteriormente se han descrito ejemplos de un proceso y de un procedimiento de medición general. A continuación se describen algunas mediciones típicas en mayor detalle. En esta descripción se hace referencia al uso de un instrumento óptico según la figura 3.

Mediciones FI y TRF

En una fotoluminiscencia inmediata, es decir, una medición FI, se proporciona un pulso de excitación para cada muestra que va a medirse. En una medición FI se seleccionan un filtro de excitación y un filtro de emisión tal como se describió anteriormente. También se selecciona un módulo óptico adecuado; el módulo óptico puede ser un módulo de propósito general o puede ser un módulo que esté diseñado especialmente para una sustancia determinada marca.

Después de que se haya elegido una muestra para la medición, se transmite un pulso de excitación y se lee una referencia R_{1} donde R_{i} es la cantidad de luz que se ha usado en la excitación del marcador. La referencia de iluminación se recibe desde un detector de referencia 319. Después, las señales de emisión S1_{A} y S1_{B} se leen desde los detectores. Se calcula un factor de corrección para las señales según el valor de referencia de iluminación. La estabilidad a largo plazo del equipo se fija para esta cantidad de luz cuando se usa un filtro de excitación y un bloque de espejo determinados.

Si se usan varios pulsos de excitación para una muestra, la secuencia se repite y los resultados se suman o promediados. Esto lleva a una relación señal a ruido mejorada de la medición.

Una medición de la fotoluminiscencia de resolución temporal, es decir, una medición TRF, es igual a la medición FI excepto en que se forman varios pulsos de excitación para cada muestra y se miden las emisiones correspondientes. Las señales de medición y las señales de referencia se leen después de que se hayan calculado cada pulso de excitación y las correcciones de señales. Se determinan referencias básicas con disolventes normalizados después de que se haya montado el analizador. Después de recibir todas las señales de emisión desde una muestra, los resultados se integran preferentemente de manera digital. Finalmente, puede realizarse una corrección lineal para la señal digital usando una referencia.

Medición de la quimioluminiscencia

En una medición de la quimioluminiscencia no se proporciona ningún pulso de excitación. Puede usarse un detector aparte para la medición de la quimioluminiscencia, si se desea realizar mediciones de la quimioluminiscencia simultáneamente con una medición de la fotoluminiscencia. En este caso, las mediciones simultáneas de la quimioluminiscencia y de la fotoluminiscencia se realizan a partir de diferentes muestras. Sin embargo, si no se requiere una medición simultánea, el mismo detector usado para las mediciones de la fotoluminiscencia puede usarse para la medición de la quimioluminiscencia.

No se necesita un filtro de emisión en una medición de la quimioluminiscencia, por lo que la platina de filtros puede moverse fuera del haz de medición. Se selecciona un módulo óptico según el marcador; puede usarse un módulo TR, pero puede conseguirse una mejor calidad de medición con un bloque diseñado para la medición de la quimioluminiscencia. Se establecen las puertas analógicas o una ventana digital para el periodo de medición. Después de que se haya elegido una muestra, se inicia un primer periodo para medir la iluminación. La longitud del periodo de medición es, por ejemplo, 1 ms. Se leen las señales detectadas, se inician periodos de medición adicionales y se leen las señales correspondientes. Los periodos de medición se repiten, por ejemplo, 1000 veces, lo que da 1 segundo como el tiempo de medición total. Finalmente, las señales medidas se suman para conseguir el resultado de la medición total.

En esta memoria descriptiva de patente, la estructura de los componentes en un instrumento de medición óptica no se describe en mayor detalle ya que puede implementarse usando la descripción anterior y el conocimiento general de un experto en la materia.

Un instrumento óptico incluye medios de control para realizar el proceso de medición óptica. El control del proceso de medición en un instrumento de medición óptica tiene lugar generalmente en una disposición de capacidad de procesamiento en la forma de un microprocesador/microprocesadores y de memoria en la forma de circuitos de memoria. Tales disposiciones se conocen como tales a partir de la tecnología de analizadores y de equipos relacionados. Para convertir un instrumento óptico conocido en un equipo según la invención puede ser necesario, además de modificaciones de hardware, almacenar en los medios de memoria un conjunto de instrucciones legibles por máquina que ordenen al microprocesador/a los microprocesadores realizar las operaciones descritas anteriormente. La generación y almacenamiento en memoria de tales instrucciones implica tecnología conocida que, cuando se combina con las enseñanzas de esta solicitud de patente, está dentro de las capacidades de un experto en la materia.

Anteriormente se ha descrito una realización de la solución según la invención. Naturalmente, el principio según la invención puede modificarse dentro del marco del alcance defino por las reivindicaciones, por ejemplo, modificando los detalles de la implementación y ámbitos de uso.

Las realizaciones descritas anteriormente se refieren principalmente a mediciones de emisiones dobles. Sin embargo, incluso si la invención tiene ventajas especiales cuando se aplica a mediciones de emisiones dobles, la invención también puede aplicarse en otros tipos de mediciones, tales como en mediciones de una única emisión.

También debe observarse que la invención no está limitada en absoluto a las aplicaciones de la medición de la fotoluminiscencia. Un usuario experimentado también puede usar la presente invención en otras tecnologías de medición de uso común en laboratorios bioquímicos. Por ejemplo, pueden medirse la medición de reflectancia, turbidimétrica y nefelométrica usando una tecnología de medición fluorescente con la excepción de que el filtro de emisión debe ser un filtro gris.

Aunque la invención se ha descrito con referencia a las diferentes placas de microtitración, puede aplicarse igualmente a cualquier forma de matriz de muestras como geles y filtro.

Aunque la invención se describe con la disposición en la que las fuentes de iluminación y los detectores están ubicados en el cabezal de medición superior, no hay razón por la que su ubicación en el cabezal de medición inferior no debiera funcionar.

Claims

1. Un instrumento de medición óptica para medir muestras, que comprende:

-: un detector (331a) para detectar un haz de emisión,

-: una fuente de iluminación (311a) para formar un haz de excitación,

-: un módulo óptico cambiable (340a, 340b, 1340, 1850) con al menos un espejo, con medios (1346, 1856) para recibir el haz de excitación desde la fuente de iluminación y medios (1341, 1348, 1851, 1858) para dirigir el haz de excitación a una muestra, y/o medios (1348) para recibir el haz de emisión desde la muestra y medios (1341, 1344, 1851, 1854) para suministrar el haz de emisión recibido desde la muestra al detector, con un alojamiento, con una abertura en una pared exterior del alojamiento del módulo óptico cambiable, donde la abertura está adaptada a un haz, que está enfocado sustancialmente en dicha abertura, y con medios de acoplamiento a una rueda de carrusel (328) o a una platina,

-: medios ópticos para dirigir el haz de emisión recibido desde una muestra (381) al detector (331a) y para dirigir el haz de excitación recibido desde la fuente de iluminación (311a) hacia la muestra (381), comprendiendo dichos medios ópticos una interfaz (318T, 323, 333a, 333b, 338) para el módulo óptico cambiable (340a, 340b, 1340, 1850) que transfiere el haz de excitación y/o el haz de emisión a y/o desde la muestra, caracterizados porque la interfaz comprende:

-: medios (338, 333b) para recibir o transmitir al menos uno de dichos haces que están transfiriéndose a través de la abertura, que está ubicada en la pared del alojamiento del módulo óptico cambiable,

-: medios para enfocar dicho haz sustancialmente en dicha abertura, y

-: uno de lo siguiente para el acoplamiento de dicho módulo óptico cambiable: la rueda de carrusel (328) y la platina para módulos ópticos cambiables, donde el cambio del módulo óptico cambiable para su uso en una medición se dispone girando la rueda de carrusel o desplazando la platina.

2. Un instrumento de medición óptica según la reivindicación 1, caracterizado porque el tamaño de la abertura está dispuesto para determinar el tamaño del área de la muestra que va a medirse.

3. Un instrumento de medición óptica según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende un primer espejo (241) para reflejar el haz de excitación recibido desde una fuente de iluminación hacia la muestra y para transmitir un haz de emisión recibido desde la muestra.

4. Un instrumento de medición óptica según la reivindicación 1, caracterizado porque el instrumento de medición óptica comprende un segundo detector y el módulo óptico comprende un medio (242) para dividir el haz de emisión en un primer haz de emisión para el primer detector y en un segundo haz de emisión para el segundo detector.

5. Un instrumento de medición óptica según la reivindicación 4, caracterizado porque dicho medio para dividir el haz de emisión recibido desde la muestra en dos haces de emisión es un segundo espejo dicroico (242), transmitiendo dicho espejo el primer haz de emisión y reflejando el segundo haz de emisión.

6. Un instrumento de medición óptica según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha interfaz comprende además un medio (219) para recibir un haz de referencia de iluminación desde una abertura adicional del módulo óptico.

7. Un instrumento de medición óptica según la reivindicación 6, caracterizado porque el módulo óptico cambiable comprende un tercer espejo (243), que es un espejo divisor de haz para reflejar una parte de la luz recibida desde la fuente de iluminación (211), y el instrumento comprende un detector adicional (219) para medir la parte de referencia reflejada de la luz de excitación con el fin de medir el efecto de iluminación de la fuente de iluminación.

8. Un instrumento de medición óptica según la reivindicación 7, caracterizado porque las propiedades de transmisión/reflexión de dicho tercer espejo son específicas de la aplicación.

9. Un instrumento de medición óptica según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende un cabezal de medición superior (320) para medir una muestra desde arriba (320) de la muestra (381), en el que el cabezal de medición superior comprende un módulo óptico superior (340).

10. Un instrumento de medición óptica según la reivindicación 9, caracterizado porque el cabezal de medición superior (320) comprende medios (318T, 340a, 323) para proporcionar un haz de excitación a la muestra y medios (323, 340a, 337a) para medir un primer haz de emisión desde la muestra.

\newpage

11. Un instrumento de medición óptica según la reivindicación 10, caracterizado porque el cabezal de medición superior comprende medios (323, 340a, 338, 337b) para medir un segundo haz de emisión desde la muestra.

12. Un instrumento de medición óptica según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende un cabezal de medición inferior (360) para medir una muestra desde abajo de la muestra (381), en el que dicho cabezal de medición inferior (360) comprende un módulo óptico inferior cambiable (350) y una interfaz óptica para el módulo óptico inferior.

13. Un instrumento de medición óptica según la reivindicación 12, caracterizado porque comprende una fibra óptica (318B) para guiar la luz entre la fuente de iluminación y el módulo óptico inferior (350).

14. Un instrumento de medición óptica según la reivindicación 12, caracterizado porque comprende una fibra óptica (338a) para guiar el primer haz de emisión entre el módulo óptico inferior (350) y el primer detector (332a).

15. Un instrumento de medición óptica según la reivindicación 13, caracterizado porque la interfaz óptica para el módulo óptico inferior comprende un medio (338a) para recibir un segundo haz de emisión desde el módulo óptico (350).

16. Un instrumento de medición óptica según la reivindicación 13, caracterizado porque comprende una fibra óptica (338b) para dirigir el segundo haz de emisión entre el módulo óptico inferior (350) y el segundo detector (332b).

17. Un instrumento de medición óptica según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha abertura está adaptada de manera óptica a un extremo de una fibra óptica.

18. Un instrumento de medición óptica según la reivindicación 1, caracterizado porque el módulo óptico cambiable comprende un primer espejo (1341) para reflejar el haz de excitación recibido desde una fuente de iluminación hacia la muestra y para transmitir una haz de emisión recibido desde la muestra.

19. Un instrumento de medición óptica según la reivindicación 1, caracterizado porque el módulo óptico cambiable comprende un segundo espejo, que es un espejo dicroico para separar el haz de emisión recibido desde la muestra en dos haces de emisión (1342), transmitiendo dicho espejo el primer haz de emisión y reflejando el segundo haz de emisión.

20. Un instrumento de medición óptica según la reivindicación 19, caracterizado porque dicho segundo espejo (1342) es sustancialmente transparente a la luz de una primera banda de longitud de onda para transmitir la primera emisión en dicha primera banda de longitud de onda hacia el primer detector y dicho segundo espejo es sustancialmente reflectante a la luz de una segunda banda de longitud de onda para reflejar la segunda emisión en dicha segunda banda de longitud de onda hacia el segundo detector.

21. Un instrumento de medición óptica según la reivindicación 1, caracterizado porque el módulo óptico cambiable comprende un tercer espejo (1343) para reflejar una parte del haz de excitación a un detector para medir el efecto de iluminación, en el que dicho tercer espejo es un espejo divisor de haz.

22. Un instrumento de medición óptica según la reivindicación 21, caracterizado porque las propiedades de transmisión/reflexión de dicho tercer espejo (1343) son específicas de la aplicación.

23. Un instrumento de medición óptica según la reivindicación 21, caracterizado porque el módulo óptico cambiable comprende una abertura para suministrar dicha parte reflejada del haz de excitación.

24. Un instrumento de medición óptica según la reivindicación 1, caracterizado porque el medio del módulo óptico cambiable para suministrar el haz de excitación es el mismo que el medio del módulo óptico cambiable para recibir el haz de emisión (1348).

25. Un instrumento de medición óptica según la reivindicación 24, caracterizado porque dicho medio es una abertura.

26. Un instrumento de medición óptica según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho medio del módulo óptico cambiable para suministrar el haz de emisión es una abertura (1344).

27. Un instrumento de medición óptica según la reivindicación 1, caracterizado porque el módulo óptico cambiable comprende una abertura (1345) para suministrar un segundo haz de emisión.

28. Un instrumento de medición óptica según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho módulo óptico cambiable está adaptado para la medición desde arriba de una muestra que va a medirse (1340).

29. Un instrumento de medición óptica según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho módulo óptico cambiable está adaptado para la medición desde abajo de una muestra que va a medirse (1850).

30. Un instrumento de medición óptica según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho módulo óptico cambiable está adaptado para suministrar el haz de emisión a un extremo de una fibra óptica (1854).

31. Un instrumento de medición óptica según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho módulo óptico cambiable está adaptado para suministrar dicho haz de emisión a un extremo de una fibra óptica (1855).

32. Un instrumento de medición óptica según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho medio del módulo óptico cambiable para recibir el haz de excitación es una abertura (1346).

33. Un instrumento de medición óptica según la reivindicación 32, caracterizado porque dicha abertura está adaptada para recibir el haz de excitación desde el extremo de una fibra óptica.

34. Un instrumento de medición óptica según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha pared exterior del alojamiento del módulo óptico cambiable o parte de dicha pared puede cambiarse para cambiar el tamaño de la abertura.

35. Un instrumento de medición óptica según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho módulo óptico cambiable comprende medios de acoplamiento para un acoplamiento y desacoplamiento manual del módulo al/del instrumento de medición óptica.

36. Un procedimiento para la medición óptica de muestras, caracterizado porque el procedimiento comprende usar un instrumento de medición óptica según la reivindicación 1.

37. Un procedimiento según la reivindicación 36, caracterizado porque comprende una medición de dos haces de emisión sustancialmente de manera simultánea.

38. Un procedimiento según la reivindicación 37, caracterizado porque el haz de emisión recibido desde la muestra se divide en dos haces de emisión en el módulo óptico y dichos dos haces de emisión se guían a través de distintas aberturas del módulo óptico.

39. Un procedimiento según la reivindicación 36, caracterizado porque una parte de la luz de la fuente de iluminación se refleja, se guía a través de la abertura del módulo óptico cambiable y se mide, y el efecto de iluminación de la fuente de iluminación se determina según dicha medición.

40. Un procedimiento según la reivindicación 39, caracterizado porque la parte de la luz de la fuente de iluminación se refleja con un espejo dicroico dentro del módulo óptico cambiable, en el que las propiedades de transición/reflexión de dicho espejo dicroico son específicas de la aplicación.

41. Un procedimiento según la reivindicación 36, caracterizado porque el haz de excitación se dirige a la muestra desde arriba de la muestra y la emisión se mide desde arriba de la muestra.

42. Un procedimiento según la reivindicación 36, caracterizado porque el haz de excitación se dirige a la muestra desde abajo de la muestra y la emisión se mide desde abajo de la muestra.

43. Un procedimiento según la reivindicación 36, caracterizado porque el procedimiento comprende una medición de la fotoluminiscencia.