KR20120012468A - ｒｔＰＣＲ 반응을 모니터링하기 위한 광학 검출 시스템 - Google Patents

ｒｔＰＣＲ 반응을 모니터링하기 위한 광학 검출 시스템 Download PDF

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KR20120012468A
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알렉세이 코레스니첸코
브리스 요리트 에. 데
요제프 체. 엠. 베르슬리게르스
용 미치엘 데
테오도르 베. 야. 하데만
로우이스 스트로우켄
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비오까르띠 에스아
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Abstract

본 발명은 복수의 광학 유닛(106, 107)으로 복수의 샘플 챔버(101 내지 104) 내의 실시간 PCR 반응을 모니터링하기 위한 광학 검출 시스템에 관한 것이다. 상대 운동에 기인하여, 광학 유닛은 샘플 챔버에 대하고, 컬러 멀티플렉싱 및 공간 멀티플렉싱이 PCR의 프로세스 중에 샘플 내의 병원균을 광학적으로 검출하고 정량적인 결과를 전달하기 위해 조합될 수 있다.

Description

ｒｔＰＣＲ 반응을 모니터링하기 위한 광학 검출 시스템{OPTICAL DETECTION SYSTEM FOR MONITORING rtPCR REACTION}
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 그 개시 내용이 본 명세서에 그대로 참조로서 포함되어 있는 2009년 4월 15일 출원된 유럽 특허 출원 EP09157910.2호의 우선권을 주장한다.
발명의 분야
본 발명은 광학 검출 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 적어도 2개의 상이한 샘플 챔버 내의 샘플 성분을 검출하기 위한 광학 멀티플렉싱 시스템, 적어도 2개의 상이한 샘플 챔버 내의 샘플 성분을 검출하기 위한 방법, 컴퓨터 프로그램 요소 및 컴퓨터 판독 가능 매체에 관한 것이다.
중합효소 연쇄 반응(PCR)은 분자 생물학에서 널리 사용되는 기술이다. 이는 시험관내 효소 복제에 의해 DNA의 조각을 증폭하는데 사용된 그 주요 성분 중 하나인 디옥시리보핵산(deoxyribonucleic acid)(DNA) 중합효소로부터 그 명칭이 유도되었다. PCR이 진행함에 따라, 생성된 DNA는 복제를 위한 템플레이트로서 사용된다. 이는 DNA 템플레이트가 지수 함수적으로 증폭되는 연쇄 반응을 운동시에 설정한다. PCR에 의해, 수차의 크기를 가로질러 DNA의 조각의 단일 또는 수 카피를 증폭하는 것이 가능하여, DNA 조각의 수백만 또는 더 많은 카피를 생성한다. PCR은 유전자 조작의 넓은 어레이를 수행하도록 광대하게 수정될 수 있다.
이에 의해, 실험실 장치로서 열적 사이클러가 PCR 프로세스를 거쳐 DNA의 세그먼트를 증폭하는데 사용된다. 사이클러는 개별의 사전 프로그램된 단계에서 카트리지 또는 샘플 챔버 내의 샘플의 주위의 온도를 상승시키고 하강시킨다.
분자 생물학에서, 실시간 PCR(rtPCR) 또는 또한 소위 정량적 실시간 PCR이 타겟화된 DNA 모듈을 증폭하고 동시에 정량화하기 위해 PCR 반응에 기초하여 실험실 기술로서 사용된다. 이는 DNA 샘플 내의 특정 시퀀스의 검출 및 정량화의 모두를 가능하게 한다.
본 발명의 목적은 샘플의 성분의 향상된 검출을 제공하는 것일 수 있다.
정의:
샘플 챔버 :
본 발명에 있어서, 특히 액체 샘플과 같은 샘플을 수납하는 것이 가능한 임의의 카트리지, 용기 또는 컨테이너는 용어 "샘플 챔버" 내에 포함될 수 있다. 특히 예를 들어 원하는 광학 투명도를 갖는 PCR 챔버 또는 PCR 컨테이너를 제공하거나 또는 예를 들어 폴리프로필렌 또는 임의의 다른 열가소성 폴리머와 같은 재료로부터 형성되는 카트리지는 본 발명에 있어서 용어 "샘플 챔버" 내에 포함된다.
광원:
본 발명에 있어서, 단색성 또는 광대역 전자기장을 방출하는 것이 가능한 임의의 종류의 디바이스는 용어 "광원" 하에서 이해될 수 있다. 더욱이, 또한 광자를 방출하는데 사용된 주파수, 편광, 플럭스, 전기 입력 파워 또는 기술에 관한 동일한 또는 상이한 특징을 갖는 복수의 광원의 어레이가 용어 "광원" 하에서 포함될 수 있다. 예를 들어, 발광 다이오드(LED), 유기 발광 다이오드(OLED), 폴리머 발광 다이오드(PLED), 양자 도트 기반 광원, 백색 광원, 할로겐 램프, 레이저, 고상 레이저, 레이저 다이오드, 마이크로 와이어 레이저, 다이오드 고상 레이저, 수직 캐비티 표면 발광 레이저, 인-코팅 LED, 박막 전계 발광 디바이스, 인광 OLED, 무기/유기 LED, 양자 도트 기술을 사용하는 LED, LED 어레이, LED를 사용하는 플러드 라이트(flood light) 시스템, 백색 LED, 필라먼트 램프, 아크 램프, 가스 램프 및 형광 튜브가 용어 "광원" 내에 포함될 수 있다.
검출기:
전자기 방사선을 검출하는 것이 가능한 임의의 디바이스가 용어 "검출기" 내에 포함된다. 예를 들어, 전하 결합 소자(CCD), 포토다이오드, 포토다이오드 어레이이다. 더욱이, 검출기는 검출된 방사선 및 대응 생성 정보가 저장 장치, 컴퓨터 또는 다른 제어 유닛으로 전달될 수 있는 방식으로 구성될 수 있다.
샘플:
용어 "샘플"은 이하에 사용될 때 광학 검출에 의해, 예를 들어 광학 여기 및 후속의 광학 판독에 의해 검출될 수 있는 하나 또는 다수의 성분을 포함하는 임의의 종류의 물질을 칭할 수 있다. 예를 들어, 생화학적 물질이 본 발명에 있어서 분석될 수 있다. 더욱이, 샘플은 분자 진단, 임상 진단, 유전자 및 단백질 발현 어레이의 분야에서 사용되는 물질일 수 있다. 검출될 성분인 샘플의 성분은 특히 PCR에 의해 복제될 수 있는 임의의 물질일 수 있다.
주파수/파장
명세서에서 달리 언급되지 않는 한, 용어 "주파수" 및 "파장"은 전자기 주파수 및 전자기 파장이다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 적어도 2개의 상이한 샘플 챔버 내의 샘플 성분을 검출하기 위한 광학 멀티플렉싱 시스템이 제시된다. 시스템은 제 1 광학 유닛 및 제 2 광학 유닛을 포함하고, 제 1 광학 유닛 및 제 2 광학 유닛은 서로로부터 공간적으로 분리된다. 더욱이, 제 1 광학 유닛은 제 1 광원 및 제 1 검출기를 포함하고, 제 2 광학 유닛은 제 2 광원 및 제 2 검출기를 포함한다. 이에 추가하여, 시스템은 제 1 및 제 2 광원이 적어도 하나의 샘플 챔버를 각각 조명하고 제 1 및 제 2 검출기가 적어도 하나의 샘플 챔버로부터 광을 각각 수용하도록 광학 유닛에 대응하는 위치에서 적어도 2개의 챔버를 수용하기 위해 구성된다. 이 시스템은 제 1 광학 유닛에 대응하는 위치에 위치된 챔버를 조명하는 제 1 광원과, 제 2 광학 유닛에 대응하는 위치에 위치된 챔버를 조명하는 제 2 광원을 포함한다. 이 시스템은 제 1 광학 유닛에 대응하는 위치에 위치된 챔버로부터 광을 수용하는 제 1 검출기와, 제 2 광학 유닛에 대응하는 위치에 위치된 챔버로부터 광을 수용하는 제 2 검출기를 또한 포함한다. 더욱이, 시스템은 2개의 챔버에 대한 제 1 및 제 2 광학 유닛의 상대 운동을 위해 구성된다. 달리 말하면, 제 1 및 제 2 광학 유닛은 수용된 위치에서 2개의 챔버에 대한 제 1 및 제 2 광학 유닛의 운동이 제어 유닛에 의해 발생될 수 있는 방식으로 시스템에 장착된다. 따라서, 시스템은 적어도 2개의 챔버가 시스템 내에 삽입된 후에 상대 운동이 수행될 수 있는 방식으로 배열된다.
이 광학 멀티플렉싱 시스템은 예를 들어 적어도 2개의 상이한 공간적으로 분리된 샘플 챔버 내의 병원균과 같은 성분을 동시에 검출하는 것을 가능하게 한다. 달리 말하면, 2개의 상이한 광원의 광으로 적어도 2개의 상이한 샘플 챔버를 동시에 조사하고, 각각의 검출기로 2개의 상이한 샘플 챔버 내의 각각의 광학적으로 여기된 샘플의 재방출된 광을 동시에 검출하는 것이 가능하다.
이에 의해, 샘플(챔버)이 광원과 각각의 검출기 사이의 통로 내에 배열되는 샘플의 투과 측정이 가능하다. 그러나, 또한 샘플로부터(또는 샘플의 성분으로부터) 기원하는 광이 미러 또는 다른 광학 구성 요소에 의해 편향되는 측정이 가능하다.
광학 유닛이 예를 들어 여기 후에 어떠한 선호 방향도 갖지 않을 수 있는 형광 광을 검출할 수 있기 때문에, 검출기는 원한다면 챔버가 수용된 위치 내에 있을 때 샘플 챔버 주위의 임의의 위치에 위치될 수 있다.
이에 의해, 각각의 광학 유닛은 특정하지만 상이한 주파수, 즉 컬러에 대해 샘플로부터의 광학 판독 및 샘플의 광학 여기를 위해 최적화될 수 있다. 상세하게는, 제 1 광원은 샘플 내의 제 1 염료 또는 형광 색소를 여기하기 위해 최적화되거나 정합될 수 있는 제 1 주파수를 조사할 수 있고, 제 1 검출기는 제 1 샘플의 여기된 염료 또는 여기된 형광 색소로부터 방출된 제 2 주파수를 검출하도록 최적화될 수 있다. 그러나, 제 2 광원은 제 3 주파수로 제 2 샘플을 조사함으로써 제 2 샘플 내의 제 2 염료 또는 형광 색소를 여기하도록 최적화될 수 있다. 더욱이, 제 2 검출기는 제 2 샘플 내의 제 2 염료 또는 형광 색소에 의해 방출된 제 4 주파수를 검출하도록 최적화될 수 있다.
달리 말하면, 이 예시적인 실시예에 따른 광학 멀티플렉싱 시스템은 일 측정 장치에서 동시에 상이한 염료 또는 형광 색소로 라벨링된 다수의 샘플을 사용함으로써 사용자가 소위 "컬러 멀티플렉싱"을 행할 수 있게 한다. 이는 단일 샘플 내에 존재하는 다수의 병원균의 검출기를 경유하여 동시 검출을 가능하게 한다. 이에 의해, 이 단일 환자 샘플은 예를 들어 2개의 상이한 샘플 챔버 내에 충전될 수 있는 2개의 샘플로 분할될 수 있다.
더욱이, 본 발명은 상이한 샘플 챔버 내의 다수의 PCR 체적이 상이한 세트의 프라이머를 포함할 수 있는 소위 "공간 멀티플렉싱"을 제공한다. 이는 단일 샘플 내에 존재하는 다수의 병원균의 검출기를 경유하여 동시의 검출을 더 가능하게 한다.
달리 말하면, 광학 멀티플렉싱 시스템은 예를 들어 상이한 형광 스펙트럼을 갖는 샘플 챔버 내의 PCR 프로브를 모니터링함으로써 상이한 PCR 반응을 검출하는 것이 각각 가능한 다수의 광학 유닛을 포함하는 광학 검출 시스템이다. 이에 의해, 제 1 및 제 2 광학 유닛은 각각의 광학 유닛이 샘플 챔버 중 하나로의 광학 액세스를 갖는 방식으로 배열된다. 이 방식으로, 모든 광학 유닛은 다수의 상이한 챔버 내의 PCR 반응을 동시에 모니터링할 수 있고, 따라서 공간 멀티플렉싱이 성취된다. 컬러 멀티플렉싱은, 제 1 및 제 2 광학 유닛이 적어도 2개의 상이한 샘플 내의 상이한 염료 또는 예를 들어 상이한 형광 색소를 광학적으로 여기하고 광학적으로 판독하는 것을 가능하게 하기 위해 상이한 광원 및 상이한 검출기를 구비할 수 있는 사실에 대해, 2개의 챔버에 대한 제 1 및 제 2 광학 유닛의 상대 운동을 발생시킴으로써 성취된다.
그럼에도 불구하고, 원한다면, 동일한 광원 및/또는 동일한 검출기를 제 1 및 제 2 광학 유닛에 갖추는 것이 가능하다. 광학 멀티플렉싱 시스템은 또한 제어 유닛을 포함할 수 있고, 이 제어 유닛은 적어도 2개의 샘플 챔버에 대한 제 1 및 제 2 광학 유닛의 상대 운동을 발생시키도록 구성된다.
또한 복수의 2개 초과의 상이한 샘플 챔버가 광학 멀티플렉싱 시스템 내에 포함될 수 있는 것이 명시적으로 주목될 수 있다. 예를 들어, 3개 이상의 상이한 샘플 챔버가 가능하다. 이에 추가하여, 2개 초과의 복수의 광학 유닛이 가능한 구성이다. 예를 들어, 3개 이상의 광학 유닛이 시스템에 의해 포함될 수 있다. 이에 의해, 광학 유닛의 양은 챔버의 양에 대응하는 것이 유리할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 챔버보다 더 많은 광학 유닛이 가능하고, 뿐만 아니라 광학 유닛보다 더 많은 챔버가 존재하는 구성이 가능하다.
더욱이, 본 발명의 이 예시적인 실시예 및 임의의 다른 예시적인 실시예에서, 달리 언급되지 않으면, 상대 운동은, 고정형 2개의 챔버에 대한 제 1 및 제 2 광학 유닛의 운동에 의해, 고정형 광학 유닛에 대한 2개의 챔버의 운동에 의해 또는 광학 유닛의 제 1 운동에 의해, 게다가 2개의 챔버의 제 2 운동에 의해 발생될 수 있다는 것이 명시적으로 주목될 수 있다.
시스템 내에 적어도 2개의 챔버를 삽입함으로써, 시스템은 광학 유닛에 대응하는 위치에 적어도 2개의 챔버를 수용하는데, 이는 광학 측정이 각각의 샘플 챔버에 각각의 광학 유닛에 의해 수행될 수 있다는 것을 의미한다. 예를 들어, PCR 카트리지가 고정될 수 있는 샘플 홀더는 2개 이상의 상이한 샘플 챔버가 각각의 광학 유닛이 단일의 샘플 챔버로의 광학 액세스를 갖는 광학 유닛의 전방에 위치되는 방식으로 시스템 내에 삽입된다. 따라서, PCR 챔버로서 형성될 수 있는 샘플 챔버는 원하는 값을 갖는 광학 투과를 갖는 광학 액세스를 제공할 수 있다. 더욱이, 제 1 및 제 2 광원과 함께 사용된 여기 파장에서 자동 형광의 값을 나타내지 않거나 적어도 원하는 낮은 값을 나타낼 수 있는 재료가 PCR 챔버를 위해 사용될 수 있다. PCR 챔버의 이 광학 액세스는 예를 들어 포일 형태의 폴리프로필렌과 같은 광학적으로 투명한 재료로 제조된 PCR 챔버의 적어도 하나의 부분을 제공함으로써 실현될 수 있다.
더욱이, 각각의 광학 유닛은 원하는 방식으로 여기된 샘플로부터 방출된 광자 또는 광원으로부터 방출된 광자를 안내하기 위해 광학 대역, 필터, 렌즈, 2색성 미러 또는 다른 광학 구성 요소를 포함할 수 있다.
광학 멀티플렉싱 시스템은 적어도 2개의 상이한 광학 파장을 사용하고 2개의 공간적으로 분리된 샘플 챔버에서 수행된 적어도 2개의 측정을 동시에 행하는 것을 가능하게 한다. 시스템은 시스템이 제 1 위치에 있는 이 제 1 및 제 2 측정 후에 제 1 위치로 회전할 수 있다. 제 2 위치에서, 각각의 샘플 챔버는 제 1 위치에 비교하여 다른 파장에 의해 광학적으로 여기되고 판독된다.
고정형 샘플 챔버 주위의 모든 광학 유닛의 동시 회전의 경우에, 디바이스는 이들 리드의 안내가 회전에 의해 영향을 받지 않는 방식으로 시스템의 주위로부터(예를 들어, 제어 유닛으로부터) 광원으로 그리고 검출기로 전기 및/또는 전자 리드를 안내한다. 따라서, 이 예시적인 실시예는 회전 시스템 내로의 능동 광학 구성 요소의 일체화의 문제점을 극복하고, 이 구성 요소는 시스템의 외부로부터 제어되어야 한다.
더욱이, 이러한 경우에, 모든 광학 유닛을 포함하는 회전 광학 헤드의 고정밀도 운동이 필요한데, 이는 각각의 회전 후에 각각의 광학 유닛에 의해 방출된 광자의 각각의 전파 경로가 각각의 샘플 챔버 또는 PCR 챔버의 광학 액세스와 정합되어야 하기 때문이다.
이 시스템은 거대한 양의 측정 사이클을 행하도록 구성될 수 있기 때문에, 회전 광학 헤드의 내구성 요구가 충족되어야 한다. 이 예시적인 실시예는 모든 이들 요구에 부합한다.
따라서, 하나 이상의 샘플 내의 다수의 병원균을 검출하기 위한 고속의 효율적인 검출 가능성이 본 발명에 의해 제공된다.
rtPCR이 시스템에 의해 수행될 수 있는 경우에, 각각의 샘플 챔버를 위한 히터는 PCR 프로토콜을 수행하기 위해 시스템에 의해 포함될 수 있다. 제어 유닛이 예를 들어 상이한 샘플 챔버 내의 상이한 PCR 반응을 제어할 수 있고, 샘플 내의 하나 이상의 병원균의 양을 정량화하기 위해 챔버의 동시의 광학 여기 및 판독을 또한 제어할 수 있다. 이 정량화는 검출된 예를 들어 형광 신호에 기초할 수 있고, 이는 PC 또는 제어 유닛에 의해 더 프로세싱될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 제 1 위치로부터 제 2 위치로 하나의 광학 유닛을 이동시키는 것은, 광학 유닛이 제 1 프로세스 챔버로부터 제 2 프로세스 챔버로 이동하는 것과 유사하게 제 2 광학 유닛이 동시에 제 3 프로세스 챔버로부터 제 4 프로세스 챔버로 이동하는 것을 의미한다는 것이 명시적으로 주목될 수 있다. 본 발명의 중요한 양태는 상이한 광학 유닛이 동시에 상이한 샘플 챔버의 상이한 분석을 행할 수 있지만, 각각의 광학 유닛은 상대 운동에 의해 발생된 위치의 변화에 기인하여 각각의 프로세스 챔버에 접근할 수 있다는 것이다.
전술된 바와 같이, 본 발명은 광학 유닛 대신에 프로세스 챔버의 세트를 회전시키는 가능성을 제공한다. 중요한 것은 프로세스 챔버에 대한 광학 조립체의 운동이다.
달리 말하면, 단일 검출 사이클 후에, 광학 유닛은 예를 들어 회전에 의해 다음 위치로 이동되어, 광학 유닛의 적어도 일부가 이전의 챔버로부터 다음 챔버로 이동하게 된다. 새로운 위치에서, 재차 단일 컬러가 검출된다. 그 결과, 제 1 광학 유닛에 의해 먼저 서비스되었던 챔버는 이제 제 1 광학 유닛에 의해 검출된 컬러와는 상이한 컬러를 검출하는 제 2 광학 유닛에 의해 서비스된다.
원리적으로, 복수의 상이한 컬러는 카트리지 내부의 하나의 샘플에 의해 방출될 수 있다. 예를 들어, 4개 또는 6개의 상이한 컬러가 각각의 샘플 챔버로부터 방출될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 각각의 광학 유닛은 단일의 컬러를 검출하는 방식으로 배열될 수 있다. 상이한 수의 컬러가 또한 가능하다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 광학 멀티플렉싱 시스템은 상대 운동의 실행 중에 광원 및/또는 검출기를 위한 전기 리드가 상대 운동의 회전축 주위에서 롤링업되는 방식으로 배열된다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 광학 멀티플렉싱 시스템은 모터를 추가로 포함하고, 모터는 상대 운동을 발생시키도록 구성된다.
이에 의해, 모터는 상대 운동을 발생시키는 것이 가능한 기계, 전기, 전기 기계 및/또는 자기 기술을 포함하는 디바이스일 수 있다. 더욱이, 제어 유닛은 모터가 상대 운동을 개시하거나 발생시킬 수 있게 하도록 구성된다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상대 운동은 회전 운동이다.
또한 시스템의 부분일 수 있는 카트리지는 샘플 챔버 및 다른 유닛을 포함하는 원형 홀더를 포함할 수 있다. 예를 들어 PCR 챔버인 샘플 챔버는 따라서 광학 유닛을 포함하는 시스템의 부분 내로 홀더를 삽입하기 위해 원형 방식으로 고정될 수 있다. 이 부분은 용어 광학 헤드로 더 설명될 것이다. 복수의 광학 유닛이 또한 광학 헤드에 원형 방식으로 배열될 수 있다. 이 예시적인 실시예에서, 샘플 챔버의 홀더에서 상이한 샘플 챔버의 위치 사이의 거리는 광학 헤드에 고정된 광학 유닛 사이의 거리와 동일할 수 있다. 따라서, 상대 운동이 발생되면, 각각의 샘플 챔버는 광학 유닛의 전방에서 광학 헤드의 부분 회전에 의해 위치될 수 있다. 이에 의해, 부분 회전은 x°의 회전 전후에 위치의 차이를 발생시키는 회전으로서 이해될 수 있고, 여기서 x는 360보다 작다. 달리 말하면, 모든 광학 유닛으로 광학 헤드를 순차적으로 회전시킴으로써, 각각의 샘플 챔버는 각각의 광학 유닛에 의해 순차적으로 여기되어 판독될 수 있다. 상이한 샘플 내의 상이한 염료 또는 상이한 프라이머를 사용함으로써 그리고 상이한 파장 및 상이한 검출기를 사용함으로써, 공간 멀티플렉싱과 컬러 멀티플렉싱의 조합이 성취될 수 있다. 따라서, 고속의 저가의 방식으로, 다수의 병원균이 상이한 샘플 챔버 내에 충전된 상이한 샘플로 분할될 수 있는 하나의 샘플 내의 광학 멀티플렉싱 시스템에 의해 검출될 수 있다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 시스템은 회전 프레임을 포함하고, 제 1 및 제 2 광학 유닛이 회전 프레임에 고정되고, 모터는 회전 프레임을 회전시킴으로써 상대 운동을 유발한다.
달리 말하면, 상대 운동은 적어도 2개의 광학 유닛이 동기적으로 이동하는 방식으로 수행된다.
회전 프레임은 예를 들어 상부 회전 플레이트 및 하부 회전 플레이트를 포함할 수 있고, 하부 회전 플레이트는 예를 들어 원형 방식으로 성형될 수 있다. 상부 회전 플레이트는 예를 들어 다각형으로 성형될 수 있다. 더욱이, 상부 및 하부 회전 플레이트는 광학 유닛이 이들 사이에 고정될 수 있는 방식으로 배열된다. 더욱이, 상부 및 하부 플레이트는 소스 및 검출기를 위한 전기 리드가 상부 회전 플레이트를 통해 안내될 수 있는 방식으로 배열된다.
더욱이, 리드의 가요성 밴드는 밴드가 회전축에 수직인 회전 중에 연장되는 회전축 주위에서 롤링업될 수 있다. 전기 리드를 포함하는 이 밴드에 의해, 제어 수단은 상이한 광원 및 상이한 검출기를 제어하기 위해 회전 프레임에 연결될 수 있다. 모터에 의해 발생된 회전에 기인하여, 각각의 샘플 챔버는 각각의 광학 유닛에 의해 광학적으로 여기되어 판독될 수 있다. 예를 들어 4개의 샘플 챔버의 경우에, 4개의 회전이 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 및 제 5 광학 유닛의 전방에서 1회 각각의 샘플 챔버를 위치시킬 필요가 있다. 예를 들어 12개의 광학 유닛의 경우에, 12회 회전이 각각의 광학 유닛에 의해 각각의 샘플 챔버에 도달할 필요가 있을 것이다.
먼저 샘플 챔버 및 둘째로 광학 유닛의 원형 배열은 시스템의 전체 구성을 위해 요구되는 공간을 감소시키는 장점을 가질 수 있다.
더욱이, 시스템은 광학 유닛이 원주를 따른 임의의 위치에서 운동에 의해 선택적으로 연속적으로 배치될 수 있는 방식으로 배열된다. 달리 말하면, 운동 전후에 하나의 광학 유닛의 2개의 위치 사이의 각각의 각도가 가능하다. 원한다면, 시스템은 광학 유닛이 단지 원주를 따른 구체적인 정지 위치에서 운동에 의해서 배치될 수 있는 방식으로 배열된다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상대 운동은 선형 운동이다.
원한다면, 상대 운동은 광학 유닛으로 상이한 샘플 챔버를 선형으로 스캔하기 위해 선형 운동으로서 실현될 수 있다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 시스템은 적어도 하나의 히터를 추가로 포함하고, 히터는 적어도 하나의 샘플 챔버 내에 열적 사이클링을 발생시키도록 구성된다.
복수의 히터는 시스템에 의해 공급될 수 있는 샘플 챔버마다 복수의 히터를 또한 포함할 수 있다는 것이 명시적으로 주목될 수 있다. 따라서, 광학 멀티플렉싱 시스템은 완전한 PCR 프로토콜을 수행하는 것이 가능하고 따라서 상이한 샘플 챔버 내에 완전한 PCR 반응을 발생시킨다. 따라서, PCR 프로토콜이 제어 유닛에 제공되고, 이 제어 유닛은 히터를 경유하여 각각의 샘플 챔버에서 열 발생을 제어하는 것이 가능하다. 따라서, 광학 여기 및 판독이 원한다면 동시에 각각의 광학 유닛에 의해 각각 행해질 수 있기 때문에, 실시간 PCR 측정이 시스템에 의해 제공될 수 있다.
달리 말하면, 광학 멀티플렉싱 시스템은 샘플 챔버에 대해 광학 헤드를 회전시킴으로써 타겟화되고 증폭된 DNA 분자를 동시에 정량화하고 중합효소 연쇄 반응을 발생시키기 위해 일 디바이스 내에 완전한 광학 판독 시스템을 포함하는 열사이클러로서 동작한다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 히터는 제 1 및 제 2 광원 중 적어도 하나에 대해 광학적으로 투명하다.
따라서, 히터는 열적 및 광학 요건에 부합한다. 예를 들어, 히터의 광학 투명도는 300 nm 내지 800 nm 파장의 스펙트럼 범위에서 80% 초과인 것이 가능하다. 더욱이, 히터 재료는 300 nm 내지 800 nm의 여기 파장에서 무시할만한 자가 형광을 가질 수 있다. 그러나, 또한 히터의 다른 광학 특징이 가능하다. 달리 말하면, 히터는 상이한 광원의 사용된 파장을 선택하여 이와 광학적으로 정합된다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 샘플을 분석하기 위한 분자 진단 디바이스가 제공된다. 디바이스는 상기 또는 이하에 설명된 실시예들 중 하나에 따른 광학 멀티플렉싱 시스템을 포함한다.
분자 진단 디바이스가 예를 들어 샘플 리드를 경유하여, 샘플, 예를 들어 액체 샘플을 수용하도록 구성될 수 있다. 더욱이, 분자 진단 디바이스는 가열, 냉각, 혼합 또는 다른 처리 기능과 같은 상이한 다양한 기능으로 샘플을 프로세싱할 수 있다. 광학 멀티플렉싱 시스템을 사용함으로써, 가능하게는 제어함으로써, 디바이스는 예를 들어 중합효소 연쇄 반응을 포함하는 샘플의 전체 측정 프로세스를 수행하도록 구성된다. 따라서, 상기 및 이하에 설명된 바와 같이 공간 멀티플렉싱 및 컬러 멀티플렉싱의 유리한 조합을 실현하는 샘플 성분을 검출하기 위한 완전히 자동화된 디바이스가 제공된다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 시스템은 히터에 의해 2개의 챔버 내에 상이한 PCR 반응을 발생시키도록 구성되고, 광학 유닛은 상이한 PCR 반응의 상이한 생성물을 검출하도록 구성된다.
달리 말하면, 컬러 멀티플렉싱 및 공간 멀티플렉싱을 가능하게 하는 광학 멀티플렉싱 시스템은 rtPCR에 관한 완전한 샘플-인-앤서-아웃(sample-in-answer-out) 시스템을 제공한다. 달리 말하면, 시스템은 PCR 프로토콜을 수행하고 상이한 히터에 기인하여 상이한 샘플 챔버에서 상이한 온도 경과를 생성할 수 있어, 따라서 원하는 DNA의 증폭을 발생시킨다. 동시에, 디바이스는 광학 유닛으로 다양한 병원균의 존재에 대해 이러한 샘플을 광학적으로 스크리닝하는 것이 가능하다. 따라서, PCR 중의 특정 화학 반응은 전술된 것과 같은 상이한 광학 특징을 사용하여 상이한 광학 유닛으로 먼저 광학적으로 검출된다. 이 rtPCR 디바이스는 다음의 샘플 챔버로 광학 유닛을 회전시키기 위해 공간적으로 분할된 상이한 샘플 챔버 및 기능성에서 다수의 병원균을 동시에 여기하고 검출할 수 있고, 그 후에 다른 광학 파장을 갖는 스캔 샘플 챔버는 컬러 및 공간 멀티플렉싱에 기인하여 고속의 효율적인 rtPCR 시스템을 유도한다.
달리 말하면, rtPCR 반응을 모니터링하기 위한 이 샘플-인-앤서-아웃 광학 검출 시스템은 반응의 각각의 단계에서 요구되는 온도를 성취하기 위해 적어도 하나의 히터를 경유하여 샘플 챔버를 가열하고 냉각한다. 이에 의해, 전류를 반전시킴으로써 샘플 챔버의 가열 및 냉각의 모두를 허용하는 펠티에(Peltier) 효과가 사용될 수 있다. 이에 의해, PCR은 일련의 예를 들어 20 내지 40 반복적인 온도 변화 소위 사이클로 이루어질 수 있다. 이에 의해, 각각의 사이클은 2개 내지 3개의 개별 온도 단계로 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 적어도 2개의 상이한 챔버 내의 샘플 성분을 검출하기 위한 방법이 제공된다. 이에 의해, 방법은 제 1 광원 및 제 1 검출기를 포함하는 제 1 광학 유닛을 제공하는 단계, 제 2 광원 및 제 2 검출기를 포함하는 제 2 광학 유닛을 제공하는 단계, 제어 유닛을 제공하는 단계를 포함하고, 제 1 광학 유닛 및 제 2 광학 유닛은 서로로부터 공간적으로 분리되고, 제 1 및 제 2 광학 유닛은 광학 검출 시스템의 물리적으로 연결된 부분이다. 더욱이, 시스템 내에 제 1 챔버를 삽입하고, 이에 의해 제 1 챔버를 제 1 광학 유닛과 정렬하는 단계 및 시스템 내에 제 2 챔버를 삽입하고, 이에 의해 제 2 챔버를 제 2 광학 유닛과 정렬하는 단계가 포함된다. 추가적으로, 제 1 광학 유닛으로 상기 제 1 챔버의 제 1 광학 측정을 수행하는 단계, 제 2 광학 유닛으로 제 2 챔버의 제 2 광학 측정을 수행하는 단계, 제어 유닛에 의해 2개의 챔버에 대한 제 1 및 제 2 광학 유닛의 운동을 발생시키는 단계가 포함되고, 상대 운동은, 상대 운동이 제 2 광학 유닛과 제 1 챔버의 정렬 및 제 1 광학 유닛과 제 2 샘플 챔버의 정렬을 발생시키는 방식으로 수행된다.
방법은 단일 PCR 챔버 내의 동일한 병원균의 상이한 DNA 시퀀스(DNA 영역)에 대해 또는 상이한 병원균에 대해 상이한 PCR 반응을 라벨링하기 위해 상이한 형광 컬러를 사용하는 컬러 멀티플렉싱과 상이한 PCR 반응을 위해 다수의 PCR 챔버를 사용하는 공간 멀티플렉싱을 조합할 수 있다. 컬러 멀티플렉싱은 상이한 형광 스펙트럼을 여기하고 검출하는 것이 가능한 상이한 광학 유닛을 가짐으로써 성취된다. 공간 멀티플렉싱은 하나의 반응 챔버로부터 다음의 반응 챔버로 광학 유닛을 이동시킴으로써 성취될 수 있다. 이 방식으로, 증가된 수의 병원균이 단위 시간당 스크리닝될 수 있게 하는 효율적인 멀티플렉싱이 성취된다.
제 1 및 제 2 광학 유닛은 공간적으로 분리되기 때문에, 이들은 이들의 광원으로부터 샘플로 그리고 샘플로부터 검출기로 완전한 상이한 분리된 광학 경로를 갖는다.
더욱이, 시스템 내로의 각각의 챔버의 삽입 및 정렬은 각각의 샘플 챔버와 각각의 대응 광학 유닛 사이의 광학 액세스가 설정되는 방식으로 수행된다. 이 방식으로, 모든 광학 유닛은 상이한 샘플 챔버 내의 상이한 PCR 반응을 각각, 그러나 동시에 모니터링할 수 있다. 광학 유닛과 샘플 챔버 사이의 상대 운동이 발생된 후에, 각각의 샘플 챔버는 상이한 광학 유닛에 의해 스캐닝될 수 있고, 이는 사용자가 샘플을 분석할 수 있게 하고 상이한 병원균과 같은 샘플의 정량적으로 및 정성적으로 상이한 성분을 검출할 수 있게 한다.
제 1 광학 유닛으로의 제 1 챔버에서의 제 1 광학 측정 및 제 2 광학 유닛으로의 제 2 챔버의 제 2 광학 측정 후에, 예를 들어 광학 유닛의 회전과 같은 상대 운동이 제 1 광학 유닛이 제 2 샘플 챔버와 정렬되고 제 2 광학 유닛이 제 1 샘플 챔버와 정렬되는 제 2 정지 위치를 얻기 위해 발생된다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 방법은 제 2 광학 유닛으로 제 1 챔버의 제 3 광학 측정을 수행하는 단계 및 제 1 광학 유닛으로 제 2 챔버의 제 4 광학 측정을 수행하는 단계를 포함한다.
제 1 및 제 2 측정 후에, 제 1 챔버에서 제 2 광학 유닛으로의 제 3 광학 측정이 수행될 수 있고, 제 2 샘플 챔버에서 제 1 광학 유닛으로의 제 4 광학 측정이 행해질 수 있다. 이 예시적인 실시예에서, 제 1 및 제 2 샘플 챔버 내에 상이한 프라이머를 사용하는 것이 가능하고, 이 프라이머는 예를 들어 다른 형광 색소 물질을 갖는다. 그럼에도 불구하고, 본 발명의 이 실시예 및 임의의 다른 실시예에서, 형광체(fluorophore) 또는 형광 색소는 또한 프라이머가 아니라 샘플 또는 프로브에 부착될 수 있다.
예를 들어 적색광을 방출하고 적색광을 위한 특정 센서에 기인하여 민감한 제 1 광학 유닛과, 청색광을 방출하고 청색광을 위한 센서에 기인하여 청색광에 특히 민감한 제 2 광학 유닛의 경우에, 내부에 상이한 샘플을 갖는 2개 이상의 상이한 샘플 챔버가 광학적으로 스캐닝될 수 있어, 샘플의 상이한 성분이 식별될 수 있다. 성분의 양의 정량화가 또한 검출 결과에 기초하여 행해질 수 있다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 방법은 적어도 하나의 히터를 제공하는 단계 및 히터로 샘플 챔버 내에 열적 사이클링을 발생시키는 단계를 추가로 포함한다.
달리 말하면, 이 예시적인 실시예는 증폭되고 타겟된 DNA 분자의 실시간 광학 판독을 포함하는 완전한 PCR 프로토콜을 설명하고, 여기서 DNA 분자의 정량화는 검출기의 검출 결과에 기초하여 행해질 수 있다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 방법은 제어 유닛에 PCR 프로토콜을 제공하는 단계, 샘플 챔버 내에 PCR 반응을 발생시키기 위해 PCR 프로토콜에 기초하여 제어 유닛으로 히터를 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 제 1 및 제 2 측정은 동시에 수행된다.
따라서, 샘플이 상이한 샘플 챔버 내에 충전되는 상이한 부분으로 분할될 수 있기 때문에 샘플당 rtPCR 측정의 속도가 증가될 수 있다. 따라서, 샘플 내의 병원균 검출의 기간이 본 발명에 의해 감소될 수 있다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 범용 컴퓨터 상에서 사용될 때, 컴퓨터가 이전의 실시예들 중 하나에 따른 방법의 단계들을 수행할 수 있게 하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램 요소가 제공된다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 컴퓨터 프로그램 요소가 저장되는 컴퓨터 판독 가능 매체가 제공된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 컴퓨터 프로그램 요소가 다운로딩을 위해 이용 가능하게 하기 위한 매체가 제공되고, 이 컴퓨터 프로그램 요소는 본 발명의 일 전술된 실시예에 따른 방법을 수행하도록 배열된다.
설명된 실시예는 유사하게 광학 멀티플렉싱 시스템, 샘플 성분을 검출하기 위한 방법, 컴퓨터 프로그램 요소 및 컴퓨터 판독 가능 매체에 관한 것이다. 시너지 효과가 실시예의 상이한 조합으로부터 발생할 수 있지만, 이들은 상세히 설명되지는 않을 것이다.
또한, 방법과 관련하는 본 발명의 모든 실시예는 설명된 바와 같은 단계의 순서로 수행될 수 있지만, 그럼에도 불구하고, 이는 방법의 유일한 필수적인 단계의 순서는 아니라는 것이 주목될 수 있다. 방법 단계의 모든 상이한 순서 및 조합이 여기에 설명된다.
전술된 양태 및 본 발명의 다른 양태, 특징 및 장점은 또한 이하에 설명될 실시예의 예로부터 유도될 수 있고 실시예의 예를 참조하여 설명된다. 본 발명은 실시예의 예를 참조하여 이하에 더 상세히 설명될 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 광학 멀티플렉싱 시스템을 개략적으로 도시하는 도면.
도 2는 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따른 광학 멀티플렉싱 시스템에 사용된 광학 유닛을 도시하는 도면.
도 3은 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따른 광학 멀티플렉싱 시스템을 개략적으로 도시하는 도면.
도 4는 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따른 광학 멀티플렉싱 시스템에 사용된 광학 유닛을 개략적으로 도시하는 도면.
도 5는 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따른 방법을 표현하는 흐름도를 개략적으로 도시하는 도면.
다수의 도면에서 유사한 또는 관련 구성 요소는 동일한 도면 부호를 구비한다. 도면은 개략적이고 완전히 실제 축적대로 도시되어 있지는 않다.
도 1은 4개의 상이한 샘플 챔버(101, 102, 103, 104) 내의 병원균과 같은 샘플 성분을 검출하기 위한 광학 멀티플렉싱 시스템(100)을 도시한다. 시스템은 제 1 광학 유닛(106) 및 제 2 광학 유닛(107)을 포함한다. 이에 의해, 제 1 광학 유닛 및 제 2 광학 유닛은 서로로부터 공간적으로 분리된다. 제 1 광학 유닛은 제 1 광원(108) 및 제 1 검출기(109)를 포함하고, 제 2 광학 유닛은 제 2 광원(110) 및 제 2 검출기(111)를 포함한다. 더욱이, 시스템(100)은 하나의 광학 유닛에 각각 대응하는 위치에서 4개의 챔버를 수용하기 위해 구성된다. 이 수용은 화살표 127에 의해 상징적으로 도시된다. 예를 들어, 모터(미도시)가 도면 부호 113에 의해 지시된 상대 운동을 발생시키기 위해 시스템(100)에 결합될 수 있다. 이 예시적인 실시예에서, 상대 운동은 도시된 광학 유닛(106, 107, 114, 118, 119, 120)의 회전이다. 따라서, 광학 유닛은 고정형 샘플 홀더(125) 주위에서 회전된다.
일 샘플 챔버 내의 각각의 샘플은 예를 들어 4개 또는 6개의 상이한 컬러, 즉 파장을 방출할 수 있다. 그러나, 또한 컬러의 다른 양이 가능하다. 챔버당 단지 하나의 단일 컬러가 원한다면 가능할 수 있다.
2개의 히터(116)가 도 1에 개략적으로 도시되어 있고, 히터는 적어도 하나의 샘플 내에, 예를 들어 샘플 홀더(103) 내에 수납된 샘플 내에 열적 사이클링을 발생시키도록 구성된다. 히터의 이 개략적인 도면은 광학 멀티플렉싱 시스템이 4개의 샘플 챔버 내에서 rtPCR 반응을 수행하는 완전한 열사이클러로서 보여질 수 있다는 것을 지시하고 있다. 따라서, PCR 프로토콜은 제어 유닛(미도시)에 제공될 수 있다.
도시된 광학 멀티플렉싱 시스템에 의해, 전염병의 자동 검출을 위한 분자 진단 시스템이 제공된다. 이에 의해, rtPCR의 DNA 검출 기술이 도시된 장치에서 구현될 수 있다. 이에 의해, 사용자는 컬러 멀티플렉싱 및 공간 멀티플렉싱이 도시된 시스템 내에서 고유적으로 일체화되기 때문에 하나의 단일 환자 샘플 내에 존재하는 다수의 병원균을 검출하는 것이 가능하게 된다.
PCR 또는 임의의 프로토콜의 프로세싱 중에, 샘플 재료는 샘플 챔버 내에 충전될 수 있다. 샘플 챔버를 비우는 것이 또한 가능할 수 있다. 이로 인해, 샘플 챔버로의 유도가 사용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따른 광학 멀티플렉싱 시스템(100)(여기에 도시되지 않음)에 사용될 수 있는 광학 유닛(106)을 개략적으로 도시한다. 이에 의해, 제 1 광학 유닛(106)은 발광 다이오드일 수 있는 제 1 광원(108)을 포함한다. 발광 다이오드(108)로부터의 광은 렌즈(200)에 의해 반평행 빔으로 시준될 수 있고, 여기 필터(201)를 통과한 후에 광은 LED로부터 샘플 챔버(101) 상으로 광자를 포커싱하는 렌즈(203)를 통해 더 전파하기 위해 2색성 미러(202)를 통과한다. 이 광 경로는 도면 부호 206에 의해 설명되어 있고, 여기서 제 2 광 경로(207)가 도시되어 있다. 도면 부호 207은 렌즈(203)에 의해 수집되는 PCR 형광 광으로부터 발생하는 샘플 챔버(101) 내의 샘플에 의해 재방출되는 광자의 경로를 설명한다. 2색성 미러(202) 상에 반사된 후에, 샘플로부터의 형광 광은 검출 필터(204)를 통과하고, 렌즈(205)에 의해 검출기(109) 상에 포커싱된다.
도 3은 4개의 광학 유닛(106, 107, 118, 120)을 갖는 광학 멀티플렉싱 시스템(100)의 다른 예시적인 실시예를 도시한다. 더욱이, 4개의 상이한 샘플 챔버용 홀더(125)가 도시된다. 이에 추가하여, 샘플 챔버 주위의 광학 유닛의 회전이 발생될 수 있는 회전 프레임(115)이 보여질 수 있다.
도 4는 회전되는 광학 유닛(106)의 다른 예시적인 실시예를 도시한다. 이는 전술된 바와 같이 공간 멀티플렉싱 및 컬러 멀티플렉싱을 성취할 수 있다. 샘플(126)은 제 1 광원(108)으로부터 광으로 조명되고, 이 광은 렌즈(200)에 의해 포커싱되고 필터(201)에 의해 필터링되고, 여기서 2색성 미러(202)가 광을 샘플(126)로 아래로 반사한다. 샘플로부터 재방출된 광은 샘플로부터 2색성 미러(202)를 통해 전파되고, 검출 필터(204)를 통해 통과하고, 그 후에 광원(108)에 의해 방출된 특정 파장으로 조명될 때 샘플에 의해 방출되는 특정 파장에 대해 민감하게 특정하게 설계된 검출기(109) 상에 렌즈(205)에 의해 포커싱된다.
도 5는 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따른 방법을 표현하는 흐름도를 도시한다. 방법은 이하의 단계들, 제 1 광원 및 제 1 검출기를 포함하는 제 1 광학 유닛을 제공하는 단계 S1, 제 2 광원 및 제 2 검출기를 포함하는 제 2 광학 유닛을 제공하는 단계 S2, 제어 유닛을 제공하는 단계 S3을 포함하고, 제 1 및 제 2 광학 유닛은 서로로부터 공간적으로 분리되고, 제 1 및 제 2 광학 유닛은 광학 검출 시스템의 물리적으로 연결된 부분이다. 더욱이, 단계 S4는 시스템 내에 제 1 챔버를 삽입하는 단계를 설명하고, 이에 의해 제 1 챔버를 제 1 광학 유닛과 정렬하는 단계 S5를 발생시킨다. 그 후에, 또는 또한 동시에 시스템 내에 제 2 챔버를 삽입하는 단계 S6 및 이에 의해 제 2 챔버를 제 2 광학 유닛과 정렬하는 단계 S7를 발생시키는 것이 실현된다. 마지막으로, 제 1 광학 유닛으로 제 1 챔버의 제 1 광학 측정을 수행하는 단계 S8이 병원균이 광학적으로 검출되는 PCR로 프로세싱되어 있는 샘플 내의 병원균을 검출하기 위해 수행된다. 제 2 광학 유닛으로 제 2 챔버의 제 2 광학 측정을 수행하는 단계 S9가 단계 S8과 동시에, 이어서 또는 부분적으로 동시에 수행될 수 있다. 제 1 및 제 2 광학 측정 후에, 제어 유닛으로 2개의 챔버에 대한 제 1 및 제 2 광학 유닛의 운동을 발생시키는 단계 S10이 수행된다. 이 상대 운동에 기인하여, 샘플 챔버의 위치는 새로운 쌍의 샘플 및 광학 유닛이 배열되는 방식으로 변경되어 있다. 달리 말하면, 상대 운동은, 상대 운동이 제 1 광학 유닛과 제 2 챔버의 정렬인 단계 S11 및 단계 S12에 대응하는 제 2 광학 유닛과 제 1 챔버의 정렬을 발생시키는 방식으로 수행된다.
개시된 실시예의 다른 변형이 도면, 상세한 설명 및 첨부된 청구범위의 연구로부터 청구된 발명을 실시하는 당 기술 분야의 숙련자들에 의해 이해되고 실시될 수 있다. 청구범위에서, 용어 "포함하는"은 다른 요소 또는 단계를 배제하는 것은 아니고, 단수 표현의 용어는 복수를 배제하는 것은 아니다.
단일 프로세서 또는 다른 유닛이 청구범위에 인용된 다수의 항목 또는 단계의 기능을 충족할 수 있다. 단지 특정 수단이 서로 상이한 종속 청구항에 인용되어 있다는 사실은 이들 수단의 조합이 장점을 갖고 사용될 수 없다는 것을 지시하는 것은 아니다. 컴퓨터 프로그램이 다른 하드웨어와 함께 또는 그 부분으로서 공급된 고체 상태 매체 또는 광학 저장 매체와 같은 적합한 매체 상에 저장되고/분배될 수 있지만, 또한 예를 들어 인터넷 또는 다른 유선 또는 무선 통신 시스템을 경유하여 다른 형태로 분배될 수 있다.
청구범위의 임의의 도면 부호는 청구범위의 범주를 한정하는 것으로서 해석되어서는 안된다.
100: 시스템 101, 102, 103, 104: 샘플 챔버
106: 제 1 광학 유닛 107: 제 2 광학 유닛
108: 제 1 광원 109: 제 1 검출기
110: 제 2 광원 111: 제 2 검출기
201: 여기 필터 202: 2색성 미러
203: 렌즈 204: 검출 필터
205: 렌즈 207: 제 2 광 경로

Claims (15)

  1. 적어도 2개의 상이한 샘플 챔버들(101 내지 104) 내의 샘플 성분들을 검출하기 위한 광학 멀티플렉싱 시스템(100)으로서,
    제 1 광학 유닛(106) 및 제 2 광학 유닛(107)을 포함하고,
    상기 제 1 광학 유닛 및 상기 제 2 광학 유닛은 서로로부터 공간적으로 분리되고,
    상기 제 1 광학 유닛은 제 1 광원(108) 및 제 1 검출기(109)를 포함하고,
    상기 제 2 광학 유닛은 제 2 광원(110) 및 제 2 검출기(111)를 포함하고,
    상기 시스템은 상기 제 1 및 제 2 광원이 적어도 하나의 샘플 챔버를 각각 조명하고 상기 제 1 및 제 2 검출기가 상기 적어도 하나의 샘플 챔버로부터 각각 광을 수용하도록 상기 광학 유닛들에 대응하는 위치들에서 수신될 적어도 2개의 샘플 챔버들을 수용하기 위해 구성되고,
    상기 시스템은 상기 적어도 2개의 샘플 챔버들에 대한 상기 제 1 광학 유닛 및 상기 제 2 광학 유닛의 상대 운동(113)을 위해 구성되는 광학 멀티플렉싱 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    모터(114)를 추가로 포함하고,
    상기 모터는 상대 운동을 발생시키도록 구성되는 광학 멀티플렉싱 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 상대 운동은 회전 운동인 광학 멀티플렉싱 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    회전 프레임(115)을 추가로 포함하고,
    상기 제 1 및 상기 제 2 광학 유닛은 상기 회전 프레임에 고정되고,
    상기 모터는 상기 회전 프레임을 회전시킴으로써 상대 운동을 발생시키는 광학 멀티플렉싱 시스템.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 상대 운동은 선형 운동인 광학 멀티플렉싱 시스템.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 히터(116)를 추가로 포함하고,
    상기 히터는 적어도 하나의 샘플 챔버 내에 열적 사이클링을 발생시키도록 구성되는 광학 멀티플렉싱 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 히터는 상기 제 1 광원과 상기 제 2 광원 중 적어도 하나에 대해 광학적으로 투명한 광학 멀티플렉싱 시스템.
  8. 샘플을 분석하기 위한 분자 진단 디바이스로서, 상기 디바이스는 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 광학 멀티플렉싱 시스템을 포함하는 분자 진단 디바이스.
  9. 적어도 2개의 상이한 샘플 챔버들 내의 샘플 성분들을 검출하기 위한 방법으로서,
    제 1 광원 및 제 1 검출기를 포함하는 제 1 광학 유닛을 제공하는 단계(S1)와,
    제 2 광원 및 제 2 검출기를 포함하는 제 2 광학 유닛을 제공하는 단계(S2)와,
    제어 유닛을 제공하는 단계(S3)와,
    상기 시스템 내에 상기 제 1 샘플 챔버를 삽입하고(S4), 이에 의해 상기 제 1 샘플 챔버를 상기 제 1 광학 유닛과 정렬하는 단계(S5)와,
    상기 시스템 내에 상기 제 2 샘플 챔버를 삽입하고(S6), 이에 의해 상기 제 2 샘플 챔버를 상기 제 2 광학 유닛과 정렬하는 단계(S7)와,
    상기 제 1 광학 유닛으로 상기 제 1 샘플 챔버의 제 1 광학 측정을 수행하는 단계(S8)와,
    상기 제 2 광학 유닛으로 상기 제 2 샘플 챔버의 제 2 광학 측정을 수행하는 단계(S9)와,
    상기 제어 유닛으로 상기 2개의 샘플 챔버들에 대한 상기 제 1 광학 유닛 및 상기 제 2 광학 유닛의 운동을 발생시키는 단계(S10)를 포함하고,
    상기 제 1 광학 유닛 및 상기 제 2 광학 유닛은 서로로부터 공간적으로 분리되고,
    상기 제 1 광학 유닛 및 상기 제 2 광학 유닛은 광학 검출 시스템의 물리적으로 연결된 부분들이고,
    상기 상대 운동은, 상기 상대 운동이 제 2 광학 유닛과 상기 제 1 샘플 챔버의 정렬(S11) 및 상기 제 1 광학 유닛과 상기 제 2 샘플 챔버의 정렬(S12)을 발생시키는 방식으로 수행되는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 광학 유닛으로 상기 제 1 샘플 챔버의 제 3 광학 측정을 수행하는 단계(S13), 및
    상기 제 1 광학 유닛으로 상기 제 2 샘플 챔버의 제 4 광학 측정을 수행하는 단계(S14)를 추가로 포함하는 방법.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    적어도 하나의 히터를 제공하는 단계(S15),
    상기 히터로 샘플 챔버 내에 열적 사이클링을 발생시키는 단계(S16)를 추가로 포함하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제어 유닛에 PCR 프로토콜을 제공하는 단계(S17), 및
    상기 PCR 프로토콜에 기초하여 상기 제어 유닛으로 상기 히터를 제어하여 샘플 홀더 내에 PCR 반응들을 발생시키는 단계(S18)를 추가로 포함하는 방법.
  13. 제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 측정 및 제 2 측정은 동시에 수행되는 방법.
  14. 범용 컴퓨터 상에서 사용될 때, 컴퓨터가 제 9 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 방법의 단계들을 수행하게 하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램 요소.
  15. 제 14 항에 따른 컴퓨터 프로그램 요소가 저장되는 컴퓨터 판독 가능 매체.
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