ITTO20101089A1 - Analizzatore per analisi biochimiche e metodo per la determinazione di concentrazioni di sostanze fluorescenti in una soluzione - Google Patents

Analizzatore per analisi biochimiche e metodo per la determinazione di concentrazioni di sostanze fluorescenti in una soluzione Download PDF

Info

Publication number
ITTO20101089A1
ITTO20101089A1 IT001089A ITTO20101089A ITTO20101089A1 IT TO20101089 A1 ITTO20101089 A1 IT TO20101089A1 IT 001089 A IT001089 A IT 001089A IT TO20101089 A ITTO20101089 A IT TO20101089A IT TO20101089 A1 ITTO20101089 A1 IT TO20101089A1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
fluorophores
image sensor
type
vessel
light source
Prior art date
Application number
IT001089A
Other languages
English (en)
Inventor
Marco Bianchessi
Maria Eloisa Castagna
Alessandro Cocci
Federica Guerinoni
Original Assignee
St Microelectronics Srl
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by St Microelectronics Srl filed Critical St Microelectronics Srl
Priority to ITTO2010A001089A priority Critical patent/IT1403792B1/it
Priority to US13/338,777 priority patent/US8885166B2/en
Publication of ITTO20101089A1 publication Critical patent/ITTO20101089A1/it
Application granted granted Critical
Publication of IT1403792B1 publication Critical patent/IT1403792B1/it

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/645—Specially adapted constructive features of fluorimeters
    • G01N21/6452—Individual samples arranged in a regular 2D-array, e.g. multiwell plates
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N2021/6417—Spectrofluorimetric devices
    • G01N2021/6419—Excitation at two or more wavelengths
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N2021/6417—Spectrofluorimetric devices
    • G01N2021/6421—Measuring at two or more wavelengths
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
    • G01N2021/6439—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes" with indicators, stains, dyes, tags, labels, marks
    • G01N2021/6441—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes" with indicators, stains, dyes, tags, labels, marks with two or more labels
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/02—Mechanical
    • G01N2201/022—Casings
    • G01N2201/0221—Portable; cableless; compact; hand-held

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)

Description

DESCRIZIONE
“ANALIZZATORE PER ANALISI BIOCHIMICHE E METODO PER LA DETERMINAZIONE DI CONCENTRAZIONI DI SOSTANZE FLUORESCENTI IN UNA SOLUZIONEâ€
La presente invenzione à ̈ relativa a un analizzatore per analisi biochimiche e a un metodo per la determinazione di concentrazioni di sostanze fluorescenti in una soluzione.
Come à ̈ noto, l’analisi degli acidi nucleici richiede, secondo diverse modalità, fasi preliminari di preparazione di un campione di materiale biologico, di amplificazione del materiale nucleico in esso contenuto e di ibridazione di singoli filamenti obiettivo o di riferimento, corrispondenti alle sequenze ricercate. L’ibridazione avviene (e il test dà esito positivo) se il campione contiene filamenti complementari ai filamenti obiettivo.
Al termine delle fasi preparatorie, il campione deve essere esaminato per controllare se l’ibridazione à ̈ avvenuta (cosiddetta fase di riconoscimento o “detection†).
Sono noti a questo scopo vari metodi e apparati di ispezione, ad esempio di tipo ottico o elettrico. In particolare, i metodi e gli apparati di tipo ottico sono frequentemente basati sul fenomeno della fluorescenza. Le reazioni di amplificazione e ibridazione sono condotte in modo che i filamenti ibridizzati, contenuti in una camera di riconoscimento ricavata in un supporto, includano molecole fluorescenti o fluorofori (i filamenti ibridizzati possono essere fissati al fondo della camera di riconoscimento oppure rimanere in sospensione liquida). Il supporto viene esposto a una sorgente luminosa avente un opportuno spettro di emissione, tale da eccitare i fluorofori. A loro volta, i fluorofori eccitati emettono una radiazione secondaria a una lunghezza d’onda di emissione maggiore rispetto al picco dello spettro di eccitazione. La luce emessa dai fluorofori viene raccolta e rivelata mediante un sensore ottico. Allo scopo di eliminare la radiazione luminosa di fondo, che rappresenta una fonte di disturbo, il sensore ottico à ̈ provvisto di filtri passa banda centrati alla lunghezza d’onda di emissione dei fluorofori.
Il rilevamento di sostanze diverse nello stesso campione richiede di regola l’impiego di fluorofori distinti, che hanno rispettive lunghezze d’onda di eccitazione e di emissione. Diversi insiemi di filtri ottici devono essere quindi accoppiati in successione alla sorgente luminosa e al sensore ottico, per analizzare le risposte nelle bande di eccitazione e di emissione di ciascun fluoroforo.
Una limitazione dei sistemi noti dipende dalla necessità di prevedere un meccanismo di sostituzione dei filtri, senza il quale le analisi non potrebbero essere condotte in modo automatico. Meccanismi di questo genere possono comprendere uno o più caroselli, su cui sono montati i filtri, e rispettivi motori comandati in modo da accoppiare alla sorgente luminosa e al sensore ottico la coppia di filtri richiesta. Questa necessità però comporta ingombri notevoli, che impediscono di realizzare analizzatori portatili indipendenti.
In alternativa, possono essere utilizzati filtri a bande multiple, ma soluzioni di questo tipo di solito penalizzano la precisione del rilevamento. Le bande di eccitazione e di emissione di fluorofori di tipo diverso sono infatti centrate attorno a lunghezze d’onda differenti, ma presentano code significative e in parte sovrapposte. I filtri ottici a bande multiple sono in genere meno selettivi e sono poco efficaci nell’impedire fenomeni di mutua interferenza (detti anche di crosstalking). A causa della scarsa selettività dei filtri a bande multiple, in pratica, i fluorofori possono essere eccitati anche da stimoli della banda di eccitazione di un fluoroforo differente e il sensore ottico può raccogliere luce emessa da fluorofori diversi dal quelli specificamente eccitati (ossia eccitati da code di bande diverse dalla propria).
Scopo della presente invenzione à ̈ fornire un analizzatore per analisi biochimiche e un metodo per la determinazione di concentrazioni di sostanze fluorescenti in una soluzione.
Secondo la presente invenzione vengono realizzati un analizzatore per analisi biochimiche e un metodo per la determinazione di concentrazioni di sostanze fluorescenti in una soluzione come definiti rispettivamente nelle rivendicazioni 1 e 10.
Per una migliore comprensione dell’invenzione, ne verranno ora descritte alcune forme di realizzazione, a puro titolo di esempio non limitativo e con riferimento ai disegni allegati, nei quali:
- la figura 1 Ã ̈ una vista prospettica esplosa di un microreattore chimico;
- la figura 2 Ã ̈ una vista prospettica di un analizzatore per analisi biochimiche in accordo a una forma di realizzazione della presente invenzione;
- la figura 3 à ̈ una vista laterale, sezionata lungo un piano longitudinale, dell’analizzatore di figura 2;
- la figura 4 à ̈ una vista in pianta dall’alto di un particolare dell’analizzatore di figura 2, con parti asportate per chiarezza;
- la figura 5 à ̈ un grafico che mostra grandezze relative all’analizzatore di figura 2;
- la figura 6 Ã ̈ un diagramma di flusso relativo a un metodo per la determinazione concentrazioni di sostanze fluorescenti in una soluzione secondo una forma di realizzazione della presente invenzione;
- la figura 7 Ã ̈ uno schema a blocchi semplificato di un analizzatore per analisi biochimiche in accordo a una diversa forma di realizzazione della presente invenzione;
- la figura 8 Ã ̈ un diagramma di flusso relativo a un metodo per la determinazione concentrazioni di sostanze fluorescenti in una soluzione in accordo a una diversa forma di realizzazione della presente invenzione;
- la figura 9 à ̈ una vista in pianta dall’alto di un particolare dell’analizzatore di figura 7 con parti asportate per chiarezza.
La vista esplosa di figura 1 mostra un microreattore 1 per analisi biochimiche alloggiato su una scheda elettronica o PCB 2. Più precisamente, la scheda PCB 2 presenta un’apertura 2a passante, dove à ̈ alloggiato il microreattore 1.
Per semplicità, nel seguito si farà riferimento a microreattori e strumentazione per l’amplificazione di acidi nucleici mediante PCR (“Polymerase Chain Reaction†) e l’analisi dei risultati dell’amplificazione, senza che ciò possa essere considerato limitativo. Quanto di qui in avanti descritto, infatti, trova vantaggiosa applicazione anche in sistemi destinati all’esecuzione e al riconoscimento dei risultati di differenti processi biochimici, oltre che dell’amplificazione mediante PCR.
Il microreattore 1 comprende una prima piastrina 3, ad esempio in materiale polimerico, e una seconda piastrina 4, in materiale semiconduttore, unite fra di loro.
Una pluralità di pozzetti 5 sono ricavati nella prima piastrina 3 e sono configurati per ricevere soluzioni contenenti campioni biologici da analizzare. In una forma di realizzazione, il microreattore 1 à ̈ stato funzionalizzato fissando sonde per DNA alle pareti dei pozzetti 5. Le sonde per DNA possono comprendere singoli filamenti di DNA contenenti sequenze obiettivo di nucleotidi da ricercare nel campione biologico analizzato.
Nella seconda piastrina 4 sono integrati riscaldatori 6 e sensori di temperatura di bordo 7. I sensori di temperatura di bordo 7 sono di tipo termoresistivo. In pratica, loro resistenza varia in funzione della temperatura e quindi una lettura della resistenza à ̈ indicativa della temperatura a un dato istante. La seconda piastrina 4 sporge leggermente su un lato rispetto alla prima piastrina 3 e sulla parte sporgente ospita piazzole di contatto 8, per la connessione dei riscaldatori 6 e dei sensori di temperatura di bordo 7 con piste conduttive 9 sulla scheda PCB 2. Terminali 9a delle piste 9 permettono la connessione della scheda PCB 2 una volta che à ̈ stata inserita in un analizzatore.
Per effettuare analisi di un campione con il microreattore 1, nei pozzetti 5 viene introdotta una miscela di reagenti in soluzione che comprende fluorofori di due tipi. Un primo tipo di fluorofori ha una lunghezza d’onda di eccitazione lE1e una lunghezza d’onda di rilevamento (o di emissione) lD1e si combina con una prima sostanza da ricercare. Un secondo tipo di fluorofori ha una lunghezza d’onda di eccitazione lE2e una lunghezza d’onda di rilevamento (o di emissione) lD2e si combina con una seconda sostanza da ricercare.
Come mostrato in figura 2, un analizzatore per PCR in tempo reale, indicato nel suo complesso con il numero di riferimento 10, comprende un primo guscio 12, chiuso inferiormente da una piastra metallica 13, e un secondo guscio 14, incernierato al primo guscio 12. Il primo guscio 12, la piastra metallica 13 e il secondo guscio 14 definiscono un involucro dell’analizzatore 10.
Con riferimento anche alla figura 3, il primo guscio 12 ha uno alloggiamento (“slot†) 15 per ricevere il microreattore 1 montato sulla scheda PCB 2. L’alloggiamento 15 à ̈ accessibile dall’esterno per l’inserimento della scheda PCB 2 con il microreattore 1 quando il secondo guscio 12 à ̈ aperto, in posizione sollevata. In posizione corrispondente alla posizione del microreattore 1 inserito nell’alloggiamento 15, il primo guscio 12 presenta una prima finestra 16 e una seconda finestra 17. La prima finestra 16 mette in comunicazione l’alloggiamento 15 con l’interno del primo guscio 12, mentre la seconda finestra 17 permette l’osservazione del microreattore 1 quando la scheda PCB 2 à ̈ inserita nell’alloggiamento 15 e il secondo guscio 14 à ̈ sollevato.
All’interno del primo guscio 12 (figura 3) sono alloggiati una scheda di controllo 20, una ventola 21, un collettore 22 e una scheda sensore 23, su cui à ̈ montato un sensore di temperatura calibrato 24.
La scheda di controllo 20 e la ventola 21 sono fissate alla piastra metallica 13.
La scheda di controllo 20 ospita un’unità di controllo 25, che presiede al funzionamento dell’analizzatore 1, come spiegato più avanti, e almeno un modulo di memoria 26.
Nella forma di realizzazione qui descritta, la ventola 21 à ̈ allineata alle finestre 16, 17 ed à ̈ azionabile in modo da aspirare aria attraverso il collettore 22. Più precisamente, un flusso d’aria viene aspirato lungo un percorso che si sviluppa dall’alloggiamento 15 alla ventola 21 attraverso il collettore 22, in modo da causare uno scambio termico fra il flusso d’aria e il microreattore 1 posto nell’alloggiamento 15.
Il secondo guscio 14 à ̈ incernierato al primo guscio 12 e definisce un coperchio, conformato in modo da accoppiarsi a tenuta di luce con il primo guscio 12 e oscurare la seconda finestra 17. In pratica, quando il secondo guscio 14 à ̈ chiuso sul primo guscio 12, l’interno del secondo guscio 14 à ̈ sostanzialmente inaccessibile alla luce e il microreattore 1 inserito nell’alloggiamento 15 à ̈ oscurato. Quando il secondo guscio 14 à ̈ sollevato, l’alloggiamento 15 à ̈ accessibile per inserire e rimuovere la scheda PCB 2 con il microreattore 1. Quando la scheda PCB 2 si trova nell’alloggiamento 15, inoltre, il microreattore 1 à ̈ visibile e accessibile dall’esterno per consentire operazioni di caricamento di campioni biologici da analizzare.
Nel secondo guscio 14 sono alloggiati una prima sorgente luminosa 30, una seconda sorgente luminosa 31, un primo sensore di immagini 32 e un secondo sensore di immagini 33, tutti controllati dall’unità di controllo 25, come mostrato anche in figura 4.
Le prima sorgente luminosa 30 e la seconda sorgente luminosa 31, che comprendono rispettivi dispositivi emettitori 30a, 31a, ad esempio del tipo a LED, sono orientate in modo da illuminare il microreattore 1 attraverso la seconda finestra 17 e sono provviste rispettivamente di un primo filtro di eccitazione 35 e di un secondo filtro di eccitazione 36 che intercettano la radiazione proveniente rispettivamente dal dispositivo emettitore 30a e dal dispositivo emettitore 31a. Come mostrato in figura 5, il primo filtro di eccitazione 35 e il secondo filtro di eccitazione 36 hanno rispettive bande passanti di eccitazione BE1, BE2centrate attorno a lunghezze d’onda di eccitazione lE1, lE2di fluorofori di due differenti tipi. La radiazione luminosa fornita dalla prima sorgente luminosa 30 e dalla seconda sorgente luminosa 31 à ̈ quindi sostanzialmente confinata rispettivamente nella banda passante di eccitazione BE1e nella banda passante di eccitazione BE2del primo filtro di eccitazione 35 e del secondo filtro di eccitazione 36. Le bande passanti di eccitazione BE1, BE2sono inoltre disgiunte e non sovrapposte.
Il primo sensore di immagini 32 e il secondo sensore di immagini 33 sono disposti in modo da ricevere la luce emessa dai fluorofori presenti nel campione contenuto nel microreattore 1 e eccitati dalla luce proveniente dalla prima sorgente luminosa 30 e dalla seconda sorgente luminosa 31. Nella forma di realizzazione descritta, la prima sorgente luminosa 30 e il primo sensore di immagini 32 sono allineati lungo un primo asse X, parallelo al piano della scheda PCB 2 quando quest’ultima si trova nell’alloggiamento 15 e ruotato di 45° rispetto a un asse longitudinale della scheda PCB 2 nell’alloggiamento 15. La seconda sorgente luminosa 31 e il secondo sensore di immagini 33 sono allineati lungo un secondo asse Y, perpendicolare al primo asse X (figura 4).
Il primo sensore di immagini 32 e il secondo sensore di immagini 33 sono provvisti rispettivamente di un primo filtro di rilevamento 37 e di un secondo filtro di rilevamento 38. Il primo filtro di rilevamento 37 e il secondo filtro di rilevamento 38 hanno rispettive bande passanti di rilevamento BD1, BD2centrate attorno a lunghezze d’onda di rilevamento (o di emissione) lD1, lD2di fluorofori di due differenti tipi (figura 5). Le bande passanti BD1, BD2del primo filtro di rilevamento 37 e del secondo filtro di rilevamento 38 sono inoltre disgiunte e non sovrapposte ed escludono rispettivamente le bande passanti BE1, BE2del primo filtro di eccitazione 35 e del secondo filtro di eccitazione 36.
Nella forma di realizzazione descritta, inoltre, il primo sensore di immagini 32 e il secondo sensore di immagini 33 sono sensori RGB e forniscono ciascuno tre rispettivi segnali per i canali rosso, verde e blu. Infatti, i sensori RGB comprendono una pluralità di fotorivelatori disposti a matrice e provvisti ciascuno di un rispettivo filtro di colore rosso, verde o blu, con gli elementi verdi in proporzione doppia rispetto agli elementi rossi e blu. Un sensore RGB fornisce quindi tre segnali di canale, uno per ciascuno dei colori fondamentali rosso, verde e blu, che poi vengono combinati con operatori di media locale per ricostruire i colori originali dell’immagine rilevata. Ciascun segnale immagine rappresenta quindi la stessa immagine filtrata con un filtro corrispondente a uno dei colori fondamentali.
In particolare, il primo sensore di immagini 32 fornisce primi segnali di canale e il secondo sensore di immagini 33 fornisce secondi segnali di canale. Più precisamente, il primo sensore di immagini 32 fornisce primi segnali di canale S11R, S11G, S11B, quando viene attivata la prima sorgente luminosa 30 e primi segnali di canale S12R, S12G, S12Bquando viene attivata la seconda sorgente luminosa 31; e il secondo sensore di immagini 33 fornisce secondi segnali di canale S21R, S21G, S21B, quando viene attivata la prima sorgente luminosa 30 e secondi segnali di canale S22R, S22G, S22Bquando viene attivata la seconda sorgente luminosa 31. Nel seguito, con l’espressione segnali immagine SIsi intenderà indicare tutti i segnali di canale S11R, S11G, S11B, S12R, S12G, S12B, S21R, S21G, S21B, S22R, S22G, S22Brelativi a una stessa immagine o porzione di immagine (eventualmente anche un singolo pixel).
I segnali forniti dal primo sensore di immagini 32 e dal secondo sensore di immagine 33 contengono quindi informazioni relative alla risposta di ciascun tipo di fluoroforo nelle bande dei colori fondamentali, quando viene attivata l’una o l’altra della prima sorgente luminosa 30 e della seconda sorgente luminosa 31.
L’unità di controllo 25 sfrutta i segnali immagine SIper determinare la presenza e le concentrazioni (eventualmente nulle) nel campione di sostanze oggetto di indagine, a cui i fluorofori si sono legati. L’unità di controllo 25 utilizza la procedura di seguito descritta con riferimento alla figura 6.
Dopo una fase di inizializzazione (blocco 50), l’unità di controllo 25 attiva la prima sorgente luminosa 30 (blocco 55) e acquisisce (blocco 60) sia primi segnali di canale S11R, S11G, S11B, associati ai fluorofori del primo tipo con lunghezza d’onda di rilevamento lD1(che rispondono alla lunghezza d’onda di eccitazione lE1della prima sorgente luminosa 30), sia i secondi segnali di canale S21R, S21G, S21B, associati ai fluorofori del secondo tipo con lunghezza d’onda di rilevamento lD2(che rispondono principalmente alla lunghezza d’onda di eccitazione lE2della seconda sorgente luminosa 31 e, secondariamente, a code della banda passante di eccitazione BE1della prima sorgente luminosa 30).
Successivamente, l’unità di controllo 25 disattiva la prima sorgente luminosa 30 (blocco 65), attiva la seconda sorgente luminosa 31 (blocco 70) e acquisisce (blocco 75) sia i primi segnali di canale S12R, S12G, S12B, associati ai fluorofori del primo tipo con lunghezza d’onda di rilevamento lD1(che rispondono alla lunghezza d’onda di eccitazione lE1della prima sorgente luminosa 30 e, secondariamente, a code della banda passante di eccitazione BE2della seconda sorgente luminosa 31), sia i secondi segnali di canale S22R, S22G, S22B, associati ai fluorofori del secondo tipo con lunghezza d’onda di rilevamento lD2(che rispondono principalmente alla lunghezza d’onda di eccitazione lE2della seconda sorgente luminosa 31).
I segnali immagine SIcosì ottenuti sono rappresentativi di immagini definite da matrici di punti (pixel).
Successivamente (blocco 80), l’unità di controllo 25 seleziona nelle immagini regioni di interesse, eliminando le porzioni di immagine prive di informazioni significative. Nella forma di realizzazione descritta, in particolare, le regioni di interesse selezionate corrispondono ai pozzetti 5 del microreattore 1.
Quindi (blocco 83), i segnali immagine SIacquisiti vengono mediati su ciascuna regione di interesse, che à ̈ quindi rappresentata da un rispettivo vettore di misure
S =[S * S * S * * * * * * * * *<*>
11R11G11BS 12RS 12GS 12BS 21RS 21GS 21BS 22RS 22GS22 B]'(dove il segno apice indica il trasposto; il vettore di misure S à ̈ pertanto un vettore colonna). Il simbolo “*†indica il rispettivo valore medio di ciascun segnale immagine SInella regione di interesse.
L’unità di controllo 25 elabora poi i segnali immagine SIrilevati per determinare le concentrazioni C1, C2dei fluorofori e quindi delle sostanze ricercate nel campione in esame (blocco 85).
A questo scopo, si osserva che vale la relazione:
S = MC (1)
dove C = [C1C2]’ à ̈ il vettore colonna delle concentrazioni cercate e M à ̈ una matrice di cross-talk definita come segue:
é f 111 R f 211 R ù
ê f f ú
ê 111 G 211 Gú
ê f 111 B f 211 Bú
ê
ê f ú
112 R f 212 Rú
ê f 112 G f 212 Gú
ê f ú
M =ê 112 B f 212 Bú
ê f
ê 121 R f 221 Rú
ú
ê f 121 G f 221 Gú
ê f 121 B f 221 ú
ê Bú
ê f 122 R f 222 Rú
ê f
ê 122 G f 222 Gú
ú
ê ë f 122 B f 222 B ú û
Nella prima colonna della matrice di cross-talk M, i coefficienti f1JKR, f1JKG, f1JKB, rappresentano i contributi, dovuti al primo fluoroforo, ai canali rosso, verde e blu (segnali SJKR, SJKG, SJKB) rilevati dal sensore J (J = 1, 2, rispettivamente primo sensore di immagini 32, secondo sensore di immagini 33) quando à ̈ attiva la sorgente luminosa K (K = 1, 2, rispettivamente prima sorgente luminosa 30, seconda sorgente luminosa 31). Analogamente nella seconda colonna della matrice di cross-talk M, i coefficienti f2JKR, f2JKG, f2JKB, rappresentano i contributi, dovuti al secondo fluoroforo, ai canali rosso, verde e blu rilevati dal sensore J quando à ̈ attiva la sorgente luminosa K.
I coefficienti della matrice di cross-talk M possono essere determinati sperimentalmente, effettuando misure con concentrazioni standard di calibrazione, oppure in modo analitico mediante modello o simulazione, a partire dalle curve caratteristiche delle sorgenti luminose, dei filtri, dei sensori di immagini e dei fluorofori.
Per determinare il vettore concentrazioni C, l’unità di controllo 25 utilizza la matrice di cross-talk pseudoinversa MPI, ossia la matrice che soddisfa la relazione:
MPIM = I(2x2)(2) dove I(2x2)indica la matrice identità avente due righe e due colonne.
Il vettore concentrazioni C viene determinato dall’unità di controllo 25 come segue:
C = MPIS (3)
Le concentrazioni così determinate (blocco 90) vengono memorizzate nel modulo di memoria 26 e rese disponibili dall’unità di controllo 25 attraverso un’interfaccia (non mostrata), ad esempio un’interfaccia USB.
La figura 7 illustra schematicamente una diversa forma di realizzazione dell’invenzione. In questo caso, un analizzatore 100 à ̈ predisposto per il riconoscimento di NF tipi di fluorofori aventi rispettive lunghezze d’onda di eccitazione lE1, lE2, …, lENFe rispettive lunghezze d’onda di rilevamento (o di emissione) lD1, lD2, …, lDNFe si combinano con rispettive distinte sostanze da ricercare.
L’analizzatore 100 comprende:
un alloggiamento 115, per ricevere il microreattore 1, con una finestra 117 per rendere visibile il microreattore 1;
un’unità di controllo 125 con un modulo di memoria 126;
un numero NS (maggiore di due) di sorgenti luminose 130.1, 130.2, …, 130.NS, ciascuna delle quali emette luce in una rispettiva banda passante di eccitazione BE1, BE2, …, BENSed à ̈ orientata in modo da illuminare il microreattore 1 attraverso la finestra 117 quando il microreattore 1 à ̈ caricato nell’alloggiamento 115;
un numero NC (maggiore di due) di sensori di immagini 132.1, 132.2, …, 132.NC di tipo RGB, ciascuno provvisto di un rispettivo filtro di rilevamento 137.1, 137.2, …, 137.NC avente una rispettiva banda passante di rilevamento BD1, BD2, …, BDNSe orientato in modo da ricevere, attraverso la finestra 117, luce emessa da fluorofori contenuti in un campione presente nel microreattore 1 quando sono eccitati da una delle sorgenti luminose 130.1, 130.2, …, 130.NS.
Il generico sensore di immagini 132.J fornisce all’unità di controllo 125 rispettivi segnali di canale SJKR, SJKG, SJKBquando il microreattore 1 à ̈ illuminato dalla sorgente luminosa 130.K.
L’unità di controllo 125 sfrutta i segnali immagine SIper determinare la presenza e le concentrazioni (eventualmente nulle) nel campione di sostanze oggetto di indagine, a cui i fluorofori si sono legati. L’unità di controllo 125 utilizza la procedura di seguito descritta con riferimento alla figura 8.
Dopo una fase di inizializzazione (blocco 150), l’unità di controllo 125 attiva in sequenza selettivamente una delle sorgenti luminose 130.1, 130.2, …, 130.NS per volta mediante rispettivi segnali di attivazione SA1, SA2, …, SANSe acquisisce i corrispondenti 3*NS*NC segnali di canale forniti dai sensori di immagini 132.1, 132.2, …, 132.NC (blocco 155). Ad esempio, quando viene attivata la generica sorgente luminosa 130.K, il generico sensore di immagini 132.J fornisce i segnali SJKR, SJKG, SJKB.
Quando tutte le sorgenti luminose 130.1, 130.2, …, 130.NS sono state attivate e i corrispondenti segnali di canale acquisiti, l’unità di controllo 125 seleziona poi regioni di interesse, eliminando le porzioni di immagine prive di informazioni significative (blocco 160).
Quindi (blocco 163), i segnali immagine SIacquisiti vengono mediati su ciascuna regione di interesse, che à ̈ quindi rappresentata da un rispettivo un vettore di misure
Sg =[S * * S * * S * * * *<*>
11RS 11G11B... S 1NSR1NSGS 1NSBS 21RS 21GS<* *>
21B... S<*>
NCNSRSNCNSGSNCNSB]'. Il simbolo “*†indica il rispettivo valore medio di ciascun segnale immagine SInella regione di interesse.
L’unità di controllo 125 elabora poi i segnali immagine SIrilevati per determinare le concentrazioni C1, C2, …, CNFdei fluorofori e quindi delle sostanze ricercate nel campione in esame (blocco 165).
A questo scopo, si osserva che vale la relazione:
Sg = MgCg (1) dove Cg = [C1C2… CNF]’ à ̈ il vettore colonna delle concentrazioni cercate e Mg à ̈ una matrice di cross-talk definita come segue:
é f 111 R f 211 R ... fNF 11 R ù
ê f f ú
ê 111 G 211 G ... fNF 11 G ú
ê f 111 B f 211 B ... fNF 11 B ú
ê
ê ... ... ... ... ú
ú
ê f 11 NSR f 21 NSR ... fNF 1 NSR ú
ê f f ú
ê 11 NSG 21 NSG ... fNF 1 NSG ú
ê f 11 NSB f 21 NSB ... fNF 1 NSB ú
Mg =ê ú
ê f 121 R f 221 R ... fNF 21 R ú
ê f
ê 121 G f 221 G ... fNF 21 G ú
ú
ê f 121 B f 221 B ... fNF 21 B ú
ê ... ... ... ... ú
ê ú
ê f 1 NCNSR f 2 NCNSR ... f NFNCNSRú
ê f ú
ê 1 NCNSG f 2 NCNSG ... f NFNCNSGú
ê ë f 1 NCNSB f 2 NCNSB ... f NFNCNSB ú û
I generici coefficienti fIJKR, fIJKG, fIJKBdella matrice di cross-talk Mg rappresentano i contributi, dovuti al fluoroforo I (I = 1, 2, …, NF), ai canali rosso, verde e blu (segnali SJKR, SJKG, SJKB) rilevati dal sensore J (J = 1, 2, …, NC) quando à ̈ attiva la sorgente luminosa K (K = 1, 2, …, NS).
Per determinare il vettore concentrazioni Cg, l’unità di controllo 125 utilizza la matrice di cross-talk pseudoinversa MgPI, ossia la matrice che soddisfa la relazione:
MgPIMg = I(NFxNF)(2) dove I(NFxNF)indica la matrice identità avente NF righe e NF colonne.
Il vettore concentrazioni Cg viene determinato dall’unità di controllo 125 come segue:
Cg = MgPISg (3) Le concentrazioni così determinate (blocco 170) vengono memorizzate nel modulo di memoria 126 e rese disponibili dall’unità di controllo 125 attraverso un’interfaccia (non mostrata), ad esempio un’interfaccia USB.
Grazie ai metodi e ai dispositivi descritti, in primo luogo l’analisi dei campioni, in particolare la determinazione delle concentrazioni di sostanze ricercate, può essere effettuata in modo accurato e, allo stesso tempo, senza necessità di meccanismi di sostituzione dei filtri di eccitazione accoppiati alle sorgenti luminose. La precisione à ̈ migliore rispetto ai dispositivi che utilizzano filtri a bande multiple, che sono normalmente meno selettivi, specialmente quando la separazione fra le bande di emissione dei fluorofori non à ̈ elevata. Inoltre, dato che sono presenti diverse sorgenti luminose, ciascuna con il proprio filtro a banda singola, la sostituzione dei filtri non à ̈ richiesta. È quindi possibile realizzare dispositivi meccanicamente più semplici, meno soggetti a guasti e più compatti. A loro volta, le dimensioni contenute favoriscono il progetto e la fabbricazione di analizzatori portatili, che possono essere agevolmente utilizzati non solo in laboratorio, ma anche sul campo.
Inoltre, l’uso di sensori di immagini di tipo RGB permette di sfruttare la separazione in canali. I sensori di immagini RGB effettuano internamente filtraggi per la scomposizione della luce nei canali corrispondenti ai colori primari rosso, verde e blu. Ciò contribuisce ulteriormente ad ridurre le interferenze fra sensori in presenza di fenomeni di cross-talk. In pratica, i contributi dei diversi canali, ciascuno dei quali veicola uno specifico contenuto informativo, vengono pesati e combinati mediante le matrici di cross-talk. In questo modo, à ̈ possibile determinare con maggior precisione le concentrazioni delle sostanze ricercate.
In un’ulteriore forma di realizzazione, illustrata schematicamente in figura 9, un analizzatore 200 ha sostanzialmente la stessa struttura già descritta con riferimento alle figure 2-5 e, in particolare, comprende una prima sorgente luminosa 230 con un primo filtro di eccitazione 235, una seconda sorgente luminosa 231 con un secondo filtro di eccitazione 236, un primo sensore di immagini 232 con un primo filtro di rilevamento 237, un secondo sensore di immagini 233 con un secondo filtro di rilevamento 238, un’unità di controllo 225 e un modulo di memoria 226. In questo caso, il primo sensore di immagini 232 e il secondo sensore di immagini 233 sono di tipo monocromatico a singolo canale e forniscono rispettivamente un primo segnale di rilevamento S1e un secondo segnale di rilevamento S2all’unità di controllo 225, che li elabora per ricavare concentrazioni C1, C2di fluorofori.
L’unità di controllo 225 attiva in sequenza la prima sorgente luminosa 230 e la seconda sorgente luminosa 231 e acquisisce il primo segnale di rilevamento S1e il secondo segnale di rilevamento S2. Inoltre, l’unità di controllo 225 utilizza l’inversa della matrice di cross-talk Mc data da
éf f 2 ù
Mc = 11 1
ê
ëf ú
21 f 22û
per determinare il vettore concentrazioni C = [C1C2]’. Più precisamente, il vettore concentrazioni C = [C1C2]’ viene determinato in base alla relazione:
C = Mc<-1>Sc
dove Mc<-1>Ã ̈ la matrice inversa della matrice di cross-talk Mc.
Al dispositivo e al procedimento descritti possono essere apportate modifiche e varianti, senza uscire dall’ambito della presente invenzione, come definita nelle rivendicazioni allegate.

Claims (17)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Analizzatore per analisi biochimiche comprendente: un alloggiamento (15) per ricevere un recipiente (1, 5); una prima sorgente luminosa (30; 130.1, 130.2, …, 130.NS; 230), configurata per fornire radiazione luminosa in una prima banda di eccitazione (BE1), includente una prima lunghezza d’onda di eccitazione (lE1) di fluorofori di un primo tipo, e orientata in modo da illuminare il recipiente (1, 5) quando il recipiente (1, 5) à ̈ nell’alloggiamento (15); un primo sensore di immagini (32; 132.1, 132.2, …, 132.NC; 232) orientato in modo da ricevere luce emessa da fluorofori contenuti nel recipiente (1, 5) quando il recipiente (1, 5) à ̈ nell’alloggiamento (15) e provvisto di un primo filtro di rilevamento (37; 137.1, 137.2, …, 137.NC; 237) avente una prima banda passante di rilevamento (BD1) che include una prima lunghezza d’onda di emissione (lD1) dei fluorofori del primo tipo; caratterizzato dal fatto di comprendere: una seconda sorgente luminosa (31; 131.1, 131.2, …, 131.NS; 231), configurata per fornire radiazione luminosa in una seconda banda di eccitazione (BE2), includente una seconda lunghezza d’onda di eccitazione (lE2) di fluorofori di un secondo tipo, e orientata in modo da illuminare il recipiente (1, 5) quando il recipiente (1, 5) à ̈ nell’alloggiamento (15); un secondo sensore di immagini (33; 133.1, 133.2, …, 133.NC; 233) orientato in modo da ricevere luce emessa da fluorofori contenuti nel recipiente (1, 5) quando il recipiente (1, 5) à ̈ nell’alloggiamento (15) e provvisto di un secondo filtro di rilevamento (38; 138.1, 138.2, …, 138.NC; 238) avente una seconda banda passante di rilevamento (BD2) che include una seconda lunghezza d’onda di emissione (lD2) dei fluorofori del secondo tipo.
  2. 2. Analizzatore secondo la rivendicazione 1, in cui il primo sensore di immagini (32; 132.1, 132.2, …, 132.NC; 232) e il secondo sensore di immagini (33; 133.1, 133.2, …, 133.NC; 233) comprendono sensori di immagini RGB.
  3. 3. Analizzatore secondo la rivendicazione 2, comprendente un’unità di controllo (25; 125; 225) accoppiata alla prima sorgente luminosa (30; 130.1, 130.2, …, 130.NS; 230) e alla seconda sorgente luminosa (31; 131.1, 131.2, …, 131.NS; 231), per attivare in successione selettivamente una fra la prima sorgente luminosa (30; 130.1, 130.2, …, 130.NS; 230) e la seconda sorgente luminosa (31; 131.1, 131.2, …, 131.NS; 231), e accoppiata al primo sensore di immagini (32; 132.1, 132.2, …, 132.NC; 232) e al secondo sensore di immagini (33; 133.1, 133.2, …, 133.NC; 233) per ricevere segnali immagine (SI).
  4. 4. Analizzatore secondo la rivendicazione 3, in cui i segnali immagine (SI) comprendono primi segnali di canale (S11R, S11G, S11B, S12R, S12G, S12B), corrispondenti a un canale rosso, a un canale verde e a un canale blu del primo sensore di immagini (32; 132.1, 132.2, …, 132.NC; 232), e secondi segnali di canale (S21R, S21G, S21B, S22R, S22G, S22B), corrispondenti a un canale rosso, a un canale verde e a un canale blu del secondo sensore di immagini (33; 133.1, 133.2, …, 133.NC; 233); e in cui l’unità di controllo (25; 125; 225) à ̈ configurata per determinare concentrazioni di sostanze contenute nel recipiente (1, 5) quando il recipiente (1, 5) à ̈ nell’alloggiamento (15) in base ai primi segnali di canale (S11R, S11G, S11B, S12R, S12G, S12B) e ai secondi segnali di canale (S21R, S21G, S21B, S22R, S22G, S22B).
  5. 5. Analizzatori secondo la rivendicazione 4, in cui l’unità di controllo (25; 125; 225) à ̈ configurata per pesare e combinare i primi segnali di canale (S11R, S11G, S11B, S12R, S12G, S12B) e i secondi segnali di canale (S21R, S21G, S21B, S22R, S22G, S22B) per determinare le concentrazioni.
  6. 6. Analizzatore secondo la rivendicazione 3 o 4, in cui l’unità di controllo (25; 225) à ̈ configurata per determinare le concentrazioni secondo la relazione C = MPIS dove C à ̈ un vettore di concentrazioni contenente concentrazioni di una prima sostanza, capace di legarsi a fluorofori del primo tipo, e di una seconda sostanza, capace di legarsi a fluorofori del secondo tipo, S à ̈ un vettore di misure contenente valori dei primi segnali di canale (S11R, S11G, S11B, S12R, S12G, S12B) e dei secondi segnali di canale (S21R, S21G, S21B, S22R, S22G, S22B) e MPIà ̈ una matrice pseudoinversa di una matrice di coefficienti M data da é f 111 R f 211 R ù ê ê f ú 111 G f 211 Gú ê f 111 B f 211 Bú ê f f ú ê 112 R 212 Rú ê f 112 G f 212 Gú ê f ú M =ê 112 B f 212 Bú ê f 121 R f ê 221 Rú ú ê f 121 G f 221 Gú ê f ê 121 B f 221 Bú ú ê f 122 R f 222 Rú ê f ê 122 G f 222 Gú ú ê ë f 122 B f 222 B ú û in cui coefficienti f1JKR, f1JKG, f1JKB, J = 1, 2 e K = 1, 2, rappresentano i contributi rispettivamente ai canali rosso, verde e blu, dovuti a fluorofori del primo tipo, rilevati dal primo sensore di immagini (32; 232) e coefficienti f2JKR, f2JKG, f2JKB, J = 1, 2 e K = 1, 2, rappresentano i contributi rispettivamente ai canali rosso, verde e blu, dovuti a fluorofori del secondo tipo, rilevati dal secondo sensore di immagini (33; 233).
  7. 7. Analizzatore secondo la rivendicazione 4 o 5, comprendente un numero NC di sensori di immagini (133.1, 133.2, …, 133.NC) maggiore di due e un numero NS di sorgenti luminose (131.1, 131.2, …, 131.NS) maggiore di due; e in cui l’unità di controllo (125) à ̈ configurata per attivare in successione selettivamente una delle sorgenti luminose (130.1, 130.2, …, 130.NS) e per determinare le concentrazioni secondo la relazione Cg = MgPISg dove Cg à ̈ un vettore di concentrazioni contenente concentrazioni di una pluralità di sostanze, capaci di legarsi ciascuna a fluorofori di un rispettivo tipo fra un numero NF di tipi di fluorofori analizzabili, Sg à ̈ un vettore di misure contenente valori di segnali di canale (SJKR, SJKG, SJKB) forniti dai sensori di immagini (133.1, 133.2, …, 133.NC) e MgPIà ̈ una matrice pseudoinversa di una matrice di coefficienti Mg data da é f 111 R f 211 R ... fNF 11 R ù ê f ú ê 111 G f 211 G ... fNF 11 G ú ê f 111 B f 211 B ... fNF 11 B ú ê ê ... ... ... ... ú ú ê f 11 NSR f 21 NSR ... fNF 1 NSR ú ê ê f ú 11 NSG f 21 NSG ... fNF 1 NSG ú ê f Mg =ê 11 NSB f 21 NSB ... fNF 1 NSB ú ú ê f 121 R f 221 R ... fNF 21 R ú ê f 121 G f 221 G ... f ê NF 21 G ú ú ê f 121 B f 221 B ... fNF 21 B ú ê ... ... ... ... ú ê ú ê f 1 NCNSR f 2 NCNSR ... f NFNCNSRú ê f ú ê 1 NCNSG f 2 NCNSG ... f NFNCNSGú ê ë f 1 NCNSB f 2 NCNSB ... f NFNCNSB ú û in cui coefficienti fIJKR, fIJKG, fIJKBrappresentano i contributi, dovuti ai fluoroforio di I-simo tipo, con I = 1, 2, …, NF, ai canali rosso, verde e blu del J-simo sensore di immagini (133.1, 133.2, …, 133.NC), con J = 1, 2, …, NC, quando à ̈ attiva la K-sima sorgente luminosa (131.1, 131.2, …, 131.NS), con K = 1, 2, …, NS.
  8. 8. Analizzatore secondo la rivendicazione 7, in cui ciascuna sorgente luminosa (131.1, 131.2, …, 131.NS), à ̈ configurata per fornire radiazione luminosa in una rispettiva banda di eccitazione (BE1, BE2, …, BENS), includente una lunghezza d’onda di eccitazione (lE1, lE2, …, lENF) di fluorofori di un rispettivo tipo, ed à ̈ orientata in modo da illuminare il recipiente (1, 5) quando il recipiente (1, 5) à ̈ nell’alloggiamento (15).
  9. 9. Analizzatore secondo la rivendicazione 7 o 8, in cui ciascun sensore di immagini (133.1, 133.2, …, 133.NC) à ̈ orientato in modo da ricevere luce emessa da fluorofori contenuti nel recipiente (1, 5) quando il recipiente (1, 5) à ̈ nell’alloggiamento (15) ed à ̈ provvisto di un rispettivo filtro di rilevamento (138.1, 138.2, …, 138.NC) avente una banda passante di rilevamento (BD1, BD2, …, BDNS) che include una lunghezza d’onda di emissione (lD1, lD2, …, lDNF) di fluorofori di un rispettivo tipo.
  10. 10. Metodo per la determinazione concentrazioni di sostanze fluorescenti in una soluzione, comprendente: illuminare un recipiente (1, 5) contente una soluzione mediante una prima sorgente luminosa (30; 130.1, 130.2, …, 130.NS; 230), configurata per fornire radiazione luminosa in una prima banda di eccitazione (BE1), includente una prima lunghezza d’onda di eccitazione (lE1) di fluorofori di un primo tipo rilevare immagini del recipiente (1, 5) mediante un primo sensore di immagini (32; 132.1, 132.2, …, 132.NC; 232) provvisto di un primo filtro di rilevamento (37; 137.1, 137.2, …, 137.NC; 237) avente una prima banda passante di rilevamento (BD1) che include una prima lunghezza d’onda di emissione (lD1) dei fluorofori del primo tipo; caratterizzato dal fatto di comprendere: illuminare il recipiente (1, 5) mediante una seconda sorgente luminosa (31; 131.1, 131.2, …, 131.NS; 231), configurata per fornire radiazione luminosa in una seconda banda di eccitazione (BE2), includente una seconda lunghezza d’onda di eccitazione (lE2) di fluorofori di un secondo tipo; rilevare immagini del recipiente (1, 5) mediante un secondo sensore di immagini (33; 133.1, 133.2, …, 133.NC; 233) provvisto di un secondo filtro di rilevamento (38; 138.1, 138.2, …, 138.NC; 238) avente una seconda banda passante di rilevamento (BD2) che include una seconda lunghezza d’onda di emissione (lD2) dei fluorofori del secondo tipo.
  11. 11. Metodo secondo la rivendicazione 10, in cui il primo sensore di immagini (32; 132.1, 132.2, …, 132.NC; 232) e il secondo sensore di immagini (33; 133.1, 133.2, …, 133.NC; 233) comprendono sensori di immagini RGB.
  12. 12. Metodo secondo la rivendicazione 11, comprendente attivare in successione selettivamente una fra la prima sorgente luminosa (30; 130.1, 130.2, …, 130.NS; 230) e la seconda sorgente luminosa (31; 131.1, 131.2, …, 131.NS; 231).
  13. 13. Metodo secondo la rivendicazione 12 o 13, in cui rilevare immagini del recipiente (1, 5) mediante un primo sensore di immagini (32; 132.1, 132.2, …, 132.NC; 232) comprende acquisire primi segnali di canale (S11R, S11G, S11B, S12R, S12G, S12B), corrispondenti a un canale rosso, a un canale verde e a un canale blu del primo sensore di immagini (32; 132.1, 132.2, …, 132.NC; 232), e rilevare immagini del recipiente (1, 5) mediante un secondo sensore di immagini (33; 133.1, 133.2, …, 133.NC; 233) comprende acquisire secondi segnali di canale (S21R, S21G, S21B, S22R, S22G, S22B), corrispondenti a un canale rosso, a un canale verde e a un canale blu del secondo sensore di immagini (33; 133.1, 133.2, …, 133.NC; 233).
  14. 14. Metodo secondo la rivendicazione 13, comprendente determinare concentrazioni di sostanze contenute nel recipiente (1, 5) in base ai primi segnali di canale (S11R, S11G, S11B, S12R, S12G, S12B) e ai secondi segnali di canale (S21R, S21G, S21B, S22R, S22G, S22B).
  15. 15. Metodo secondo la rivendicazione 14, in cui determinare concentrazioni comprende utilizzare la relazione C = MPIS dove C à ̈ un vettore di concentrazioni contenente concentrazioni di una prima sostanza, capace di legarsi a fluorofori del primo tipo, e di seconda una sostanza, capace di legarsi a fluorofori del secondo tipo, S à ̈ un vettore di misure contenente valori dei primi segnali di canale (S11R, S11G, S11B, S12R, S12G, S12B) e dei secondi segnali di canale (S21R, S21G, S21B, S22R, S22G, S22B) e MPIà ̈ una matrice pseudoinversa di una matrice di coefficienti M data da é f 111 R f 211 R ù ê ê f ú 111 G f 211 Gú ê f 111 B f 211 Bú ê f ú ê 112 R f 212 Rú ê f 112 G f 212 Gú ê f ú M =ê 112 B f 212 Bú ê f ê 121 R f 221 Rú ú ê f 121 G f 221 Gú ê f 121 B f ê 221 Bú ú ê f 122 R f 222 Rú ê f ê 122 G f 222 Gú ú ê ë f 122 B f 222 B ú û in cui coefficienti f1JKR, f1JKG, f1JKB, J = 1, 2 e K = 1, 2, rappresentano i contributi rispettivamente ai canali rosso, verde e blu, dovuti a fluorofori del primo tipo, rilevati dal primo sensore di immagini (32; 232) e coefficienti f2JKR, f2JKG, f2JKB, J = 1, 2 e K = 1, 2, rappresentano i contributi, dovuti a fluorofori del secondo tipo, rilevati dal secondo sensore di immagini (33; 233).
  16. 16. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 10 a 15, comprendente selezionare regioni di interesse nelle immagini acquisite.
  17. 17. Metodo secondo la rivendicazione 16, comprendente eseguire medie delle immagini acquisite nelle regioni di interesse.
ITTO2010A001089A 2010-12-30 2010-12-30 Analizzatore per analisi biochimiche e metodo per la determinazione di concentrazioni di sostanze fluorescenti in una soluzione IT1403792B1 (it)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ITTO2010A001089A IT1403792B1 (it) 2010-12-30 2010-12-30 Analizzatore per analisi biochimiche e metodo per la determinazione di concentrazioni di sostanze fluorescenti in una soluzione
US13/338,777 US8885166B2 (en) 2010-12-30 2011-12-28 Analyzer for biochemical analyses and method of determining concentrations of fluorescent substances in a solution

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ITTO2010A001089A IT1403792B1 (it) 2010-12-30 2010-12-30 Analizzatore per analisi biochimiche e metodo per la determinazione di concentrazioni di sostanze fluorescenti in una soluzione

Publications (2)

Publication Number Publication Date
ITTO20101089A1 true ITTO20101089A1 (it) 2012-07-01
IT1403792B1 IT1403792B1 (it) 2013-10-31

Family

ID=43737476

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ITTO2010A001089A IT1403792B1 (it) 2010-12-30 2010-12-30 Analizzatore per analisi biochimiche e metodo per la determinazione di concentrazioni di sostanze fluorescenti in una soluzione

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8885166B2 (it)
IT (1) IT1403792B1 (it)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8885166B2 (en) 2010-12-30 2014-11-11 Stmicroelectronics S.R.L. Analyzer for biochemical analyses and method of determining concentrations of fluorescent substances in a solution

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITTO20130940A1 (it) * 2013-11-20 2015-05-21 St Microelectronics Srl Kit per analisi biochimiche e metodo per eseguire un processo biochimico di tipo migliorato
JP1531458S (it) * 2014-07-11 2015-08-17
US9802195B2 (en) 2014-12-15 2017-10-31 Stmicroelectronics S.R.L. Rigid mask for protecting selective portions of a chip, and use of the rigid mask
KR102356022B1 (ko) * 2016-04-22 2022-01-27 일루미나, 인코포레이티드 픽셀 내의 복수의 부위의 발광 이미징에서 사용하기 위한 광자 구조체-기반 디바이스 및 조성물, 및 이를 사용하는 방법
WO2017206143A1 (en) * 2016-06-02 2017-12-07 Henkel (China) Investment Co., Ltd. Portable ultraviolet excited fluorescence intensity detector
IT201800004146A1 (it) * 2018-03-30 2019-09-30 St Microelectronics Srl Apparecchio di analisi di molecole tramite rilevamento di segnali fluorescenti e relativo metodo
JP7282880B2 (ja) * 2019-05-22 2023-05-29 株式会社日立ハイテク 分析装置および分析方法
KR20220156616A (ko) * 2020-03-31 2022-11-25 주식회사 씨젠 광학 신호 검출 장치
JP1679419S (it) * 2020-07-28 2021-06-14
JP1683948S (it) * 2020-07-28 2021-08-23
JP1679420S (it) * 2020-07-28 2021-06-14
JP1683264S (it) * 2020-07-28 2021-08-10
US20220091031A1 (en) * 2020-09-18 2022-03-24 Salvus, Llc Interferometric Detection and Quantification System and Methods of Use in Chemical Processing
JP2024501232A (ja) * 2020-12-21 2024-01-11 シンギュラー・ゲノミクス・システムズ・インコーポレイテッド 多色撮像のためのシステム及び方法
USD960739S1 (en) * 2021-01-22 2022-08-16 Fujifilm Corporation Optical analyzer
USD1032012S1 (en) * 2021-04-21 2024-06-18 Phc Holdings Corporation Biochemical analyzer
JP1707860S (ja) * 2021-04-21 2022-02-18 生化学分析機

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030230728A1 (en) * 2002-06-13 2003-12-18 Zhengshan Dai Multiwavelength transilluminator for absorbance and fluorescence detection using light emitting diodes
WO2007119067A1 (en) * 2006-04-19 2007-10-25 It-Is International Ltd Reaction monitoring
US20080294032A1 (en) * 2003-09-23 2008-11-27 Cambridge Research And Instrumentation, Inc. Spectral Imaging of Biological Samples
WO2010036827A1 (en) * 2008-09-24 2010-04-01 Straus Holdings Inc. Method for detecting analytes
WO2010088514A1 (en) * 2009-01-30 2010-08-05 Micronics, Inc. Portable high gain fluorescence detection system

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1262322A (en) * 1968-05-27 1972-02-02 Douglas Graham Mitchell Apparatus for spectroscopic analysis
BE755253A (fr) * 1969-08-25 1971-02-25 Technicon Instr Appareil pour l'analyse simultanee de plusieurs elements par spectroscopie de fluorescence atomique
US5817462A (en) * 1995-02-21 1998-10-06 Applied Spectral Imaging Method for simultaneous detection of multiple fluorophores for in situ hybridization and multicolor chromosome painting and banding
JPH0634546A (ja) * 1992-07-17 1994-02-08 Tosoh Corp 蛍光検出器
US20020054291A1 (en) * 1997-06-27 2002-05-09 Tsai Bin-Ming Benjamin Inspection system simultaneously utilizing monochromatic darkfield and broadband brightfield illumination sources
AU741049B2 (en) * 1996-05-09 2001-11-22 Life Technologies Corporation Microplate thermal shift assay and apparatus for ligand development and multi-variable protein chemistry optimization
US5880473A (en) * 1997-07-28 1999-03-09 Applied Imaging, Inc. Multifluor-fluorescence in-situ hybridization (M-FISH) imaging techniques using multiple multiband filters with image registration
AU6449398A (en) * 1997-03-07 1998-09-22 Clare Chemical Research Llc Fluorometric detection using visible light
US6914250B2 (en) * 1997-03-07 2005-07-05 Clare Chemical Research, Inc. Fluorometric detection using visible light
US6071748A (en) * 1997-07-16 2000-06-06 Ljl Biosystems, Inc. Light detection device
JP3692983B2 (ja) * 2001-08-20 2005-09-07 株式会社日立製作所 蛍光測定方法及び蛍光測定装置
WO2003021231A2 (en) * 2001-09-05 2003-03-13 Genicon Sciences Corporation Method and apparatus for normalization and deconvolution of assay data
JP2006521092A (ja) * 2003-04-04 2006-09-21 エフ．ホフマン−ラ　ロシュ　アーゲー マルチカラーリアルタイムｐｃｒ用の改良されたシステム
US20060073483A1 (en) * 2003-11-25 2006-04-06 White Joel E Electro-optical nucleic acid-based sensor array and method for detecting analytes
US7295316B2 (en) * 2004-01-14 2007-11-13 Applera Corporation Fluorescent detector with automatic changing filters
WO2006098752A2 (en) * 2004-07-29 2006-09-21 Kim Laboratories Ultrasensitive sensor and rapid detection of analytes
US7315376B2 (en) * 2005-01-07 2008-01-01 Advanced Molecular Systems, Llc Fluorescence detection system
KR100647317B1 (ko) * 2005-02-03 2006-11-23 삼성전자주식회사 다채널 형광 측정용 광학계 및 이를 채용한 다채널 형광시료 분석 장치
IT1403792B1 (it) 2010-12-30 2013-10-31 St Microelectronics Srl Analizzatore per analisi biochimiche e metodo per la determinazione di concentrazioni di sostanze fluorescenti in una soluzione

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030230728A1 (en) * 2002-06-13 2003-12-18 Zhengshan Dai Multiwavelength transilluminator for absorbance and fluorescence detection using light emitting diodes
US20080294032A1 (en) * 2003-09-23 2008-11-27 Cambridge Research And Instrumentation, Inc. Spectral Imaging of Biological Samples
WO2007119067A1 (en) * 2006-04-19 2007-10-25 It-Is International Ltd Reaction monitoring
WO2010036827A1 (en) * 2008-09-24 2010-04-01 Straus Holdings Inc. Method for detecting analytes
WO2010036829A1 (en) * 2008-09-24 2010-04-01 Straus Holdings Inc. Imaging analyzer for testing analytes
WO2010088514A1 (en) * 2009-01-30 2010-08-05 Micronics, Inc. Portable high gain fluorescence detection system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8885166B2 (en) 2010-12-30 2014-11-11 Stmicroelectronics S.R.L. Analyzer for biochemical analyses and method of determining concentrations of fluorescent substances in a solution

Also Published As

Publication number Publication date
US20130004954A1 (en) 2013-01-03
IT1403792B1 (it) 2013-10-31
US8885166B2 (en) 2014-11-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ITTO20101089A1 (it) Analizzatore per analisi biochimiche e metodo per la determinazione di concentrazioni di sostanze fluorescenti in una soluzione
ITTO20110567A1 (it) Cartuccia per analisi biochimiche, sistema per analisi biochimiche e metodo per eseguire un processo biochimico
JP6407821B2 (ja) 用紙ベースのセンサのロバストな比色分析処理方法
EP2646796B1 (en) Closed loop monitoring of automated molecular pathology system
EP2044432B1 (en) Minimizing effects of dye crosstalk
US20100167412A1 (en) Sensor system for determining concentration of chemical and biological analytes
US10379046B2 (en) Method and system for multiplexed time-resolved fluorescence detection
KR101705602B1 (ko) 스마트폰 카메라 기반 형광검출용 광학센서
US12005444B2 (en) System for analysis of a fluid sample
US20190346369A1 (en) Mobile phone based fluorescent multi-well plate reader
US20120179383A1 (en) Disc and calibration method of test device using the same
EP4111174A1 (en) Systems and methods for characterization of an assay from regions of interest using optical reactions
JP5057377B2 (ja) 生体成分又はその機能の測定方法及び装置
US8409868B2 (en) Test element for determining a body fluid and measurement method
CN212655797U (zh) 一种用于实时荧光定量pcr仪的温场与光路双通道检测装置
CN110073202A (zh) 用于在高通量筛选中以高时间分辨率进行测量的方法和系统
Grazioli et al. A 3D printed Do-It-Yourself miniaturized device with a sensor responsive at six different wavelengths for reflectance measurements on paper-based supports
Levenson et al. Spectral imaging in preclinical research and clinical pathology
WO2018136474A1 (en) Mobile phone based fluorescent multi-well plate reader
WO2018232469A1 (en) METHOD, DEVICE AND SYSTEM FOR FACILITATING IMAGE CAPTURE OF REACTIVE STRIPS / MATERIALS / COMPONENTS
US20240288418A1 (en) Apparatus for analysing a biological sample for diagnostics purposes
US11320375B2 (en) Multicolor fluorescence reader with dual excitation channels
JP7365241B2 (ja) サンプルの分析方法、分析装置、およびコンピュータプログラム
KR20240156063A (ko) C-ecl 기반의 다중 검체 분석 장치에서의 멀티 카세트 구동 시스템 및 방법
KR20240156062A (ko) SiPM 센서를 구비하는 C-ECL 기반의 다중 검체 분석 장치