WO2002006836A2

WO2002006836A2 - Vorrichtung zur durchführung von biochemischen fluoreszenztests

Info

Publication number: WO2002006836A2
Application number: PCT/DE2001/002776
Authority: WO
Inventors: Wolfgang Karthe; Ralf WALDHÄUSL; Andreas BRÄUER; Norbert Danz; Ralf Kindervater
Original assignee: Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.; Trace Biotech Ag
Priority date: 2000-07-19
Filing date: 2001-07-19
Publication date: 2002-01-24
Also published as: US20040021867A1; AU2001277486A1; EP1301924A2; WO2002006836A3

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung von biochemischen Fluoreszenztests, mit der die unterschiedlichen biochemischen Wechselwirkungen detektiert werden können. Mit Hilfe der Erfindung sollen eine sehr grosse Anzahl einzelner Proben kostengünstig und mit hoher Empfindlichkeit detektiert werden können und ausserdem eine hohe Ortsauflösung erreicht werden. Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe mit einer Vorrichtung gelöst, bei der linear polarisiertes Licht einer Laserdiode durch eine aus mindestens einem Polarisationsstrahlteiler, einer lambda /4 Platte und einem fokussierenden optischen Element bestehenden optischen Anordnung auf einen plattenförmigen Träger gerichtet ist. Auf dem sich um eine Achse rotierenden Träger sind zusätzlich zu binären, optisch detektierbaren Informationsstrukturen auch eine Mehrzahl fluorophormarkierte Proben diskret angeordnet. An den Informationsstrukturen reflektiertes Licht wird durch die optische Anordnung zur Erfassung der Informationen auf einen optischen Detektor gerichtet und von den fluorophormarkierten Proben emittiertes Fluoreszenzlicht wird über einen wellenlängenselektiv und räumlich separierenden Spektralfilter auf einen optischen Detektor für das Fluoreszenzlicht gerichtet.

Description

Vorrichtung zur Durchführung von biochemischen Fluoreszenztests

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchfüh- rung von biochemischen Pluoreszenztests, mit der die unterschiedlichen biochemischen Wechselwirkungen detektiert werden können. Dabei können verschiedene an sich bekannte sogenannte Assayformate, beispielsweise Fluoreszenzimmunotests sowie Untersuchungen für die Entschlüsselung des Genoms von Pflanzen oder Tieren durchgeführt werden. Ganz besonders vorteilhaft kann die Erfindung für die Untersuchung einer sehr großen Probenanzahl in kurzer Zeit vorgenommen werden, wie dies bei den sogenannten „Screening-Anwendungen" ge- wünscht ist.

Im bekannten Stand der Technik wird hierfür die Verwendung von rotierenden Trägermedien für eine relativ große Probenanzahl vorgeschlagen und die Auswertung und Durchführung der Untersuchungen soll mit Hilfe bekannter Technik und hier insbesondere mittels CD- bzw. DVD-Technik erfolgen.

Solche Lösungsvorschläge sind in WO 98/12559 AI, WO 99/35499 AI und WO 00/26677 AI angesprochen.

Dabei betrifft der Inhalt von WO 00/26677 AI im Wesentlichen die Modifizierung von an sich bekannten CD oder DVD und deren Herstellungsverfahren. Dort ist ansatzweise zwar auf die Möglichkeit der Durchführung von Tests mit Fluoreszenzanregung und Messung des angeregten Fluoreszenzlichtes angedeutet. Explizit sind aber lediglich Lösungsansätze beschrieben worden, bei denen kolloidale Partikel, beispielsweise Gold an ei- nen Partner eines solchen Bindungssystems zum Nachweis erfolgter Bindung von mindestens zwei solcher Partner, wie dies beispielsweise bekannte Rezeptor- Liganden-Systeme sind, eingesetzt werden. Dadurch kann das infolge kolloidalen Partikel geänderte Re- flexions- und Absorptionsverhalten, das an so gebundenen Molekülen auftritt, genutzt und entsprechende Aussagen, gegebenenfalls auch in quantitativer Form durch entsprechende optische Detektion gewonnen werden.

Wird dagegen die in diesem Gebiet häufig genutzte Fluoreszenzanalysetechnik eingesetzt, muß die Detektion des Fluoreszenzlichtes wellenlängenselektiv mit hoher Emp indlichkeit und insbesondere mit sehr hoher Ortsauflösung gemessen werden, wie das mit der an sich bekannten CD- bzw. DVD-Technik optisch nicht ohne weiteres möglich ist.

Dabei sollen aber, die solche Systeme bereits aufwei- senden Vorteile, nämlich die hohe Geschwindigkeit der Signalerfassung und insbesondere die Möglichkeit der U> t o CJ1 O Ul O in

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falls zirkulär polarisiertes Licht wieder auf die λ/4 Platte und wird wieder in linear polarisiertes Licht umgewandelt, wobei die Polarisationsebene des reflektierten Lichtes, gegenüber der Polarisationse- bene des von der Laserdiode ausgehenden Lichtes um

90° gedreht ist. Dadurch kann das reflektierte Licht mit dem Polarisationsstrahlteiler umgelenkt und auf den optischen Detektor gerichtet werden, so dass eine klare Trennung der mit dem reflektierten Licht gewon- nenen Informationssignale vom von der Laserdiode ausgehenden Licht erreichbar ist.

Zur Verringerung des unerwünschten Fremdlichteinflusses ist es vorteilhaft, zwischen dem Spektralfilter und dem optischen Detektor für das Fluoreszenzlicht ein zusätzliches optisches Filter anzuordnen. Hierfür kann ein auf die jeweilige Wellenlänge des Fluoreszenzlichtes abgestimmter Band- oder Kantenfilter eingesetzt werden.

Insbesondere bei Verwendung eines Trägers, der zumindest in Bereichen, in denen fluorophormarkierte Proben angeordnet sind, ganz oder teilweise optisch transparent ist, besteht die Möglichkeit den opti- sehen Detektor für das Fluoreszenzlicht und den entsprechend erforderlichen wellenselektiv und räumlich separierenden Spektralfilter auf der Seite des Trägers anzuordnen, die der Seite, auf der die Laserdiode und die optische Anordnung angeordnet sind, ge- genüberliegt .

In diesem Fall sollten die auf beiden Seiten des Trägers angeordneten optischen Elemente aber synchron bewegt werden können, was beispielsweise durch eine starre mechanische Ankopplung erreicht werden kann. In bestimmten Fällen kann es aber auch günstig sein, sämtliche optischen Elemente an einer Seite des Trägers anzuordnen, so dass diese gemeinsam entlang der radial nach außen gerichteten Achse hin- und herbe- wegt werden können. Dabei kann der Spektralfilter, mit dessen Hilfe das Fluoreszenzlicht auf den optischen Detektor für das Fluoreszenzlicht, wellenlängenselektiv gerichtet wird, in die optische Anordnung integriert werden, so dass das von den Informations- Strukturen vom Träger ausgehende reflektierte Licht auch auf diesen Spektralfilter trifft, jedoch von diesem unbeeinflusst bleibt.

Es kann aber auch zusätzlich zur Laserdiode minde- stens eine zweite möglichst monochromatische Lichtquelle, die ebenfalls eine entsprechende Laserdiode, aber auch eine LED sein kann, eingesetzt werden. Diese Lichtquelle strahlt ausschließlich Licht zur Fluoreszenzanregung eines oder mehrerer entsprechend aus- gewählter/s Fluorophors/e . Das Licht dieser zweiten Lichtquelle kann über einen wellenlängenselektiv und räumlich separierenden Spektralfilter (dichroitischer Strahlteiler) auf den Träger und demzufolge auch auf die fluorophormarkierten Proben gerichtet werden. Da- bei können die optischen Elemente der optischen Anordnung, die zur Gewinnung der Informationssignale von der Informationsstruktur durch entsprechende Überlagerung des Lichtes der Laserdiode und der zweiten Lichtquelle mit genutzt werden.

Mit einer solchen Anordnung ist es möglich, Fluoreszenztests mit mindestens zwei unterschiedlichen Fluo- rophoren, bei denen Fluoreszenz mit unterschiedlichen Wellenlängen angeregt werden kann, durchzuführen, wenn die erste Laserdiode ebenfalls Licht mit geeigneter Wellenlänge abstrahlt. Da sowohl die Informati- onsStrukturen, wie auch die fluorophormarkierten Proben in unterschiedlichen Ebenen im bzw. am Träger angeordnet sein können, ist es vorteilhaft, die Brennweite des fokussierenden optischen Elementes, das dann in Form eines Objektives mit veränderlicher

Brennweite ausgebildet sein kann, entsprechend zu variieren, so dass der Fokus in der jeweils gewünschten Ebene liegt und die gewünschten Informationen und insbesondere die Fluoreszenzsignale mit sehr hoher Ortsauflösung erfasst werden können.

Ganz besonders vorteilhaft kann mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Erfassung sowohl der optischen Informationen von den Informationsstrukturen, wie auch die Erfassung der Fluoreszenzsignale konfokal erfolgen.

Zur Sicherung der gewünschten hohen Empfindlichkeit, insbesondere für das Fluoreszenzlicht sollten als ge- eigneter optischer Detektor Photo ultiplier Tubes

(PMT) , Avalanche Photodioden oder besonders empfindliche Fotodioden mit Vorverstärker eingesetzt werden.

Vorteilhaft können zusätzliche Kollimatoren und Kon- densoren im Strahlengang der unterschiedlichen Lichtarten angeordnet werden, um je nach Bedarf eine Auf- weitung und parallele Ausrichtung oder eine Fokussie- rung, wie sie insbesondere für das auf die optischen Detektoren zu richtende Licht gewünscht ist, zu er- reichen.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, das Fluoreszenzlicht nicht unmittelbar über Spektralfilter und Filter auf einen optischen Detektor für Fluoreszenz- licht zu richten, sondern Fluoreszenzlicht mit entsprechend geeigneten fokussierenden Linsen in eine 1 1 1 1 XI 0 0 rö ^ Φ 0 Φ XI -H υ 1 Φ Φ 1 1 =rö SH 1

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zenzanalyse andere infolge auftretender biochemischer Wechselwirkungen sich ändernde optische Größen, wie beispielsweise Veränderungen der Reflexion und Absorption zusätzlich detektierbar, so dass das Test- Spektrum erweitert werden kann.

Solche sich ändernde Größen können gegebenenfalls ohne zusätzliche Veränderungen an der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit dem optischen Detektor, der ohnehin die Informationen, die in der Informationsstruktur des Trägers beinhaltet, erfasst werden.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben werden.

Dabei zeigen:

Figur 1 den schematischen Aufbau eines Beispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Figur 2 ein zweites Beispiel mit zusätzlichen Kollimatoren und Kondensoren;

Figur 3 ein drittes Beispiel mit gegenüber dem Bei- spiel nach Figur 2 veränderter Anordnung optischer Elemente;

Figur 4 ein weiteres Beispiel mit gegenüber den

Beispielen nach Figur 2 und 3 veränderter Anordnung der optischen Elemente;

Figur 5 ein Beispiel mit einer zusätzlichen Lichtquelle zur Fluoreszenzanregung;

Figur 6 ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Lichtleitfaser zur Fluo- reszenzlichtführung;

Figur 7 ein Beispiel für eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit separater Optik zur Fluores- zenzanregung und Detektion;

Figur 8 ein Beispiel eines in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung einsetzbaren Trägers;

Figur 9 ein weiteres Beispiel eines solchen Trägers ;

Figur 10 ein Beispiel eines Trägers;

Figur 11 ein Beispiel eines zusammengesetzten Trägers ;

Figur 12 ein weiteres Beispiels eines zusammengesetzten Trägers;

Figur 13 ein Beispiel eines zusammengesetzten Trägers mit in zwei Ebenen angeordneten Infor- mationsstrukturen;

Figur 14 ein weiteres Beispiel eines zusammengesetzten Trägers mit in zwei Ebenen angeordneten Informationsstrukturen;

Figur 15 ein weiteres Beispiel eines Trägers mit zwei in unterschiedlichen Ebenen angeordneten Informationsstrukturen;

Figur 16 ein Beispiel eines zusammengesetzten Trägers mit einer Informationsstruktur in ei- ner Ebene; Figur 17 ein weiteres Beispiel eines zusammengesetzten Trägers mit einer in einer Ebene angeordneten Informationsstruktur;

Figur 18 in stark schematisierter Form einen Aufbau, wie er bei einem Beispiel gemäß Figur 7 einsetzbar ist und

Figur 19 den prinzipiellen Aufbau einer erfindungs- gemäßen Vorrichtung mit zusätzlicher Dispensiereinrichtung .

Bei Vorrichtungen, wie sie in den Figuren 1 bis 7 gezeigt sind, können Laserdioden 21 oder andere Licht- quellen 29 eingesetzt werden, deren Licht Wellenlängen aufweist, mit denen Fluoreszenz an sich bekannter Fluorophore angeregt werden kann. Bevorzugte Wellenlängen sind z.B. 635 nm, 650 nm und 780 nm, wobei hierfür bereits Laserdioden 21 verfügbar sind.

Wie in den Figuren 1 bis 6 gezeigt, kann in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung eine optische Anordnung A eingesetzt werden, mit der linear polarisiertes Licht einer Laserdiode 21 auf bzw. auch in einen platten- förmigen Träger 1 fokussiert werden kann.

Dabei wird das Licht der Laserdiode 21, die lateral, radial in Bezug zur Rotationsachse des Trägers 1 (nicht dargestellt) , selbstverständlich gemeinsam mit der optischen Anordnung A hin- und herbewegt werden kann, so dass in Verbindung mit der Rotation des Trägers 1 die gesamte Trägerfläche abgescannt werden kann.

Das linear polarisierte Licht der Laserdiode 21 wird durch einen Polarisationsstrahlteiler 22, im hier ge- zeigten Beispiel ein Doppelprisma, wobei die eine Basisfläche eines Prismas zusätzlich mit einer λ-Lang- Pass-Beschichtung versehen sein kann, gerichtet. Wobei die λ-Lang-Pass-Beschichtung unter Berücksichti- gung der Wellenlänge der Laserdiode 21 und/oder von

Lichtquellen 29 bzw. der Anordnung des Polarisationsstrahlteilers 22 im optischen Aufbau erforderlich sein kann.

Nachfolgend ist bei diesem Beispiel ein wellenlängenselektiv und räumlich separierender Strahlteiler 26 angeordnet, auf dessen Funktion noch nachfolgend eingegangen wird. Im Nachgang dazu ist eine λ/4 Platte 23 angeordnet, mit der das linear polarisierte Licht in zirkulär polarisierters Licht umgewandelt wird.

Nachfolgend an die λ/4 Platte 23 ist ein fokussieren- des optisches Element 24 angeordnet, mit dem das Licht auf die Oberfläche des Trägers 1 oder in das Innere des Trägers 1 fokussiert werden kann. Vorteil- haft kann die Position dieses fokussierenden Elementes 24, wie mit dem in vertikaler Richtung eingezeichneten Doppelpfeil angedeutet, verändert werden, so dass sich die Fokuslage verändern lässt. Dadurch ist es möglich, dass Licht nach Bedarf auf eine Ebe- ne, in der eine Informationsstruktur 3, 4 oder eine fluorophormarkierte Probe angeordnet ist, zu fokus- sieren.

Das von der Informationsstruktur 3 , 4 mittels dort ausgebildeter, sogenannter „Pits oder Lands" reflektierte Licht ist Träger von binären Informationen, die in einer elektronischen Auswerte- und Steuereinheit digital erfasst und verarbeitet werden können.

Das von der Informationsstruktur 3, 4 reflektierte

Licht gelangt dann wieder über das fokussierende op- tische Element 24 zur λ/4 Platte 23, wo es wieder linear polarisiert wird. Dabei liegt die Polarisationsebene des reflektierten Lichtes um 90° gedreht gegenüber dem von der Laserdiode 21 linear polarisiertem abgestrahlten Licht vor. Durch die Veränderung der

Polarisationsebene ist es möglich, über den Polarisationsstrahlteiler 22 das reflektierte Licht zu separieren und, wie in Figur 1 deutlich erkennbar, auf den optischen Detektor 25, der bevorzugt eine Qua- drantendiode ist, richten.

Wird mit dem Licht der Laserdiode 21 Fluoreszenz in einer vormarkierten Probe angeregt, gelangt das emittierte Fluoreszenzlicht durch das fokussierende opti- sehe Element 21, die λ/4 Platte 23 zum Spektralfilter 26, mit dem auch eine räumliche Trennung des Fluoreszenzlichtes erreicht werden soll. Auch der Spektralfilter 26 ist hier als Doppelprisma dargestellt und es soll hierfür bevorzugt ein dichroitischer Strahl- teuer eingesetzt werden, um das Fluoreszenzlicht zu separieren und auf den optischen Detektor 27 für das Fluoreszenzlicht zu richten. Das Fluoreszenzlicht bleibt, da es nicht polarisiert ist, von der λ/4 Platte 23 unbeeinflusst .

Zur Unterdrückung von Fremdlichteinflüssen ist ein zusätzliches Filter 28 vor den optischen Detektor 27 für das Fluoreszenzlicht angeordnet, so dass das Signal-Rausch-Verhältnis verbessert werden kann.

Das in Figur 2 gezeigte Beispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung unterscheidet sich vom Beispiel nach Figur 1 lediglich in der zusätzlichen Verwendung eines Kollimators 32 und zusätzlicher Kondensoren 33, wobei letztere das Licht auf die optischen Detektoren 25 und 27 fokussieren. Bei dem in Figur 3 gezeigten Beispiel sind lediglich der Polarisationsstrahlteiler 22 und der Spektralfilter 26 und dementsprechend auch die optischen Detek- toren 25 und 27 in Bezug zur Laserdiode 21 vertauscht .

Mit dem Beispiel nach Figur 4 soll verdeutlicht werden, dass die Lichtführung des Lichtes der Laserdiode 21 in anderer Form erfolgen kann. Dabei wird das

Licht der Laserdiode 21 zuerst parallel zur Oberfläche des Trägers 1 abgestrahlt und mittels des Spektralfilter 26 um 90° in Richtung auf den Träger 1 umgelenkt werden kann. Der Spektralfilter 26 ist dann mit einer nicht polarisierten λ-Lang-Pass- Beschichtung versehen.

Mit einer solchen Anordnung der optischen Elemente kann der zur Verfügung stehende Raum im Inneren eines Gerätes gegebenenfalls besser genutzt werden.

In Figur 5 ist ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, bei der eine zusätzliche Lichtquelle 29, die, wie bereits im allgemeinen Teil der Beschreibung erwähnt, ebenfalls eine geeignete Laserdiode sein kann, vorhanden. Die Lichtquelle 29 sollte jedoch Licht mit Wellenlängen aussenden, die sich vom Licht der Laserdiode 21 unterscheidet.

Zumindest das Licht der Laserdiode 21 oder der Lichtquelle 29 sollte Fluoreszenz eines Fluorophors anregen können, wobei vorteilhaft jedoch beide Lichtquellen 21 und 29 Fluoreszenz jeweils eines Fluorophors gesondert anregen können.

Wird Licht mit zwei Fluoreszenz anregenden Wellenlän- gen verwendet, sollte, auch hier nicht dargestellt, ein zweiter optischer Detektor 27 ^λ für Fluoreszenzlicht und ein zusätzliches Licht mit unterschiedlichen Fluoreszenzlichtwellenlängen räumlich voneinan- der trennendes Element eingesetzt werden.

Ein Lösungsansatz hierfür kann Figur 6 entnommen werden. Bei diesem Beispiel ist eine Lichtleitfaser 31 mit dem zusätzlichen Spektralfilter 26 und den bei- den optischen Detektoren 27 und 27 ^x vorhanden.

Bei dem Beispiel, wie es konkret in Figur 6 gezeigt ist, ist aber auf eine zweite Lichtquelle 29 verzichtet worden. Um aber trotzdem Fluoreszenzlicht mit un- terschiedlichen Wellenlängen zu detektieren, können unterschiedliche Fluorophore, die mit annähernd gleicher Wellenlänge angeregt werden können, jedoch mit unterschiedlichen Wellenlängen emittieren, eingesetzt werden. Das Fluoreszenzlicht wird über den Kondensor 33 in die Lichtleitfaser 31 ein- und mittels des Kollektors 32 ausgekoppelt und auf den wellenlängenspezifisch und räumlich separierenden Spektralteiler 26' gerichtet, mit dem das Fluoreszenzlicht unterschiedlicher Wellenlänge in separierter Form auf die beiden optischen Detektoren 27 und 27 ^λ gerichtet werden kann.

Bei dem in Figur 7 gezeigten Beispiel werden die binären, optisch detektierbaren Informationen einer In- formationssturktur 4, die innerhalb des Trägers 1 angeordnet ist, mittels einer Laserdiode 21, einem Polarisationsstrahlteiler 22, der λ/4 Platte 23 und dem fokussierenden optischen Element 24 und dem optischen Detektor 25 erfasst und können mit der bereits er- wähnten Auswerte- und Steuerelektronik zur Steuerung der Bewegung (Tracking) und zum anderen zur lokalen Zuordnung von von fluorophormarkierten Proben ausgehenden Fluoreszenzsignalen genutzt werden.

Auf der gegenüberliegenden Seite des Trägers 1 ist eine zweite Optik, die ausschließlich zur Fluoreszenzanalyse genutzt wird, angeordnet. Bei dieser Vorrichtung wird wieder eine Lichtquelle 29, deren Licht Fluoreszenz eines Fluorophors anregen kann, auf einen Spektralfilter, der hier als dichroitischer Strahl- teuer 30 ausgebildet ist, gerichtet und von dort über ein weiteres fokussierendes optisches Element 24' auf fluorophormarkierte Proben, die hier innerhalb einer Oberflächenstruktur, die auf dem Träger 1 ausgebildet ist, angeordnet sind, gerichtet. Das emittierte Fluoreszenzlicht gelangt über das fokus- sierende optische Element 24 ^λ durch den dichroitischen Strahlteiler 30, einen optischen Filter 28 auf den optischen Detektor 27 für das Fluoreszenzlicht. Die beiden oberhalb und unterhalb des Trägers 1 ange- ordneten optischen Teile können, wie dies in Figur 18 schematisch angedeutet ist, mechanisch starr miteinander verbunden und demzufolge synchron bewegt werden.

Wird jedoch eine zur Fluoreszenzanregung geeignete

Laserdiode 21 und ein zumindest teilweise transparenter Träger 1 verwendet, kann gegebenenfalls bei dem in Figur 7 gezeigten Beispiel auf die zusätzliche Lichtquelle 29 und den dichroitischen Strahlteiler 30 verzichtet werden. Hierzu kann beispielsweise die Informationsstruktur 4 in Bereichen, in denen fluorophormarkierte Proben angeordnet sind, unterbrochen sein, so dass das Licht bis hin zur Probe gelangen kann.

Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Informati-

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schließlich innerhalb des dort oben angeordneten Substrates 2 angeordnet sind.

Die Beispiele nach den Figuren 16 und 17 verwenden wiederum lediglich eine einzige Informationsstruktur 3, 4, die innerhalb des oben angeordneten Substrates 2 ausgebildet ist und lediglich die Anordnung der Ka- vitäten 10, bei den in den Figuren 16 und 17 gezeigten Beispielen, differieren.

Bei den Beispielen für Träger 1, wie sie in den Figuren 13 bis 17 dargestellt sind, treten aber keine Pausen bei der Erfassung von Informationssignalen, die mit Hilfe der Informationsstrukturen 3, 4 gewon- nen werden können, auf, wenn gleichzeitig Fluoreszenzsignale durch entsprechende Fluoreszenzanregung von Fluorophoren erfasst werden.

Mit Figur 19 soll eine Möglichkeit in schematischer Form angedeutet werden, die eine hochgradige Automatisierung der Probenvorbereitung und Probenauswertung ermöglicht .

Hierzu können unterhalb des Trägers 1 Beispiele einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wie sie in den Figuren 1 bis 6 gezeigt sind, eingesetzt werden. Oberhalb des Trägers 1 ist eine Dispensiereinrichtung für Proben angeordnet, die mit Hilfe der gewonnenen Informationssignale gesteuert werden kann, so dass mit hoher Präzision bezüglich der jeweiligen Position und des Volumens die Probenaufgabe erfolgen kann.

Bei der biochemischen Vorbereitung von Träger und Proben kann auf die an sich bekannten Erkenntnisse ohne weiteres zurückgegriffen werden, so dass die unterschiedlichsten biochemischen Wechselwirkungen er- zielt und mit der erfindungsgemäßen Lösung nachgewiesen werden können.

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Durchführung von biochemischen Fluoreszenztests, bei der linear polarisiertes Licht einer Laserdiode (21) durch eine aus mindestens einem Polarisationsstrahlteiler (22) , einer λ/4 Platte (23) und einem fokussierenden optischen Element (24) bestehenden optischen Anordnung (A) auf einen plattenförmigen Träger (1) gerichtet ist,

der um eine Achse rotierende Träger (1) mit binären, optisch detektierbaren Informationsstrukturen (3, 4) versehen ist und auf der Oberfläche und/oder im inneren des Trägers (1) eine Mehrzahl fluorophormarkierter Proben diskret angeordnet sind;

von den Informationsstrukturen (3, 4) reflek- tiertes Licht durch die optische Anordnung (A) zur Erfassung der Informationen auf einen optischen Detektor (25) gerichtet ist und

von fluorophormarkierten Proben emittiertes Fluoreszenzlicht über einen wellenlängenselektiv und räumlich separierenden Spektralfilter (26) auf einen optischen Detektor (27) für das Fluoreszenzlicht gerichtet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spektralfilter

(26) ein mit einer λ-Kurz-Pass-Beschichtung versehenen dichroitischer Strahlteiler ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Spektralfilter (26) oder der Polarisationsstrahlteiler (22) mit einer λ-Lang-Pass-Beschichtung versehen ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Spektral- filter (26) und optischem Detektor (27) für das

Fluoreszenzlicht ein optisches Filter (28) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Spektralfilter (26) und der optische Detektor (27) für das

Fluoreszenzlicht auf der der optischen Anordnung (A) gegenüberliegenden Seite des Trägers (1) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Spektralfilter

(26) integraler Bestandteil der optischen Anordnung (A) ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Licht- quelle (29) zur Fluoreszenzanregung vorhanden ist;

das Licht dieser Lichtquelle (29) mittels eines zweiten dichroitischen Strahlteilers (30) auf den Träger (1) gerichtet ist, wobei sich die

Lichtstrahlen der Laserdiode (21) und der Lichtquelle (29) überlagern.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennweite des fokussierenden Elementes (24) veränderbar ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassung der .

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und/oder einer fluorophormarkierten Probe zugeordneten Informationen durchgeführt wird.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass mit der elektroni- sehen Auswerte- und Steuereinheit die Brennweite des fokussierenden optischen Elementes (24) so eingestellt wird, dass Licht zur Anregung von Fluoreszenz der Laserdiode (21) und/oder der Lichtquelle (29) auf eine fluorophor arkierte Probe fokussiert wird.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass von fluorophormarkierten Proben emittiertes Fluoreszenzlicht mittels eines wellenlängenselektiv und räumlich se- parierenden Spektralfilters (26) vom fluoreszenzanregenden Licht getrennt und auf einen optischen Detektor (27) für das Fluoreszenzlicht gerichtet wird.