Instrumento óptico que incluye una fuente de excitación.

Un instrumento que comprende:

un bloque con una pluralidad de regiones de reacción espaciadas

(40);

una fuente emisora de luz (10) que comprende una distribución (103) de fuentes de diodo emisor de luz que se disponen en grupos, en donde diferentes grupos de números predeterminados de fuentes de diodo emisor de luz se configuran para emitir diferentes frecuencias de excitación y en donde la fuente emisora de luz (10) está adaptada para dirigir rayos de excitación hacia la pluralidad de regiones de reacción (40);

y

un sistema de lente colimadora dispuesto a lo largo de un recorrido de rayos de excitación entre la fuente emisora de luz (10) y la pluralidad de regiones de reacción (40),

en donde el sistema de lente colimadora incluye una lente colimadora (20) y una máscara (70) que es capaz de colimar rayos de excitación de la fuente emisora de luz (10) en dos o más haces espaciados (25) de rayos de excitación colimados, y en donde el instrumento es capaz de dirigir cada uno de los dos o más haces (25) de rayos de excitación colimados hacia una respectiva región de reacción de la pluralidad de regiones de reacción (40) de modo que más de un haz espaciado (25) sea dirigido hacia cada región de reacción.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2003/015945.

Solicitante: LIFE TECHNOLOGIES CORPORATION.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 5791 VAN ALLEN WAY CARLSBAD, CA 92008 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: BOEGE,STEVEN J, OLDMAN,MARK, YOUNG,EUGENE F.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > INVESTIGACION O ANALISIS DE MATERIALES POR DETERMINACION... > Investigación o análisis de los materiales por... > G01N21/64 (Fluorescencia; Fosforescencia)

PDF original: ES-2543587_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Instrumento óptico que incluye una fuente de excitación Referencia cruzada con solicitud relacionada campo Las presentes enseñanzas están relacionadas con un instrumento para detectar y medir fluorescencia, y con métodos de medición de fluorescencia que pueden ser utilizados en ensayos basados en amplificación de secuencia de ácido nucleico, por ejemplo, Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR, Polymerase Chain Reaction) .

Antecedentes En la publicación internacional nº WO 01/35079 se describe un fluorómetro que incluye una distribución de fuentes lumínicas de diodos emisores de luz (led) en correspondencia uno a uno con recipientes de muestras. Sin embargo, con tal sistema se pueden encontrar diversos problemas. Por ejemplo, tal sistema puede ser costoso para la experimentación utilizada comúnmente que implica análisis de una distribución de 96 pocillos de muestras y requeriría 96 fuentes lumínicas led. El uso de una fuente lumínica por pocillo, también puede tener como resultado la foto-decoloración de los tintes fluorescentes presentes en las muestras que se están analizando.

Una solicitud internacional con número de publicación WO 00/58715 describe un aparato con dos fuentes lumínicas y dos rejillas de difracción para difractar la luz en múltiples rayos de excitación. Los rayos de excitación iluminan un portamuestras que contiene múltiples muestras. El aparato incluye además una lente convexa para colimar los rayos y un detector para detectar la radiación.

Una solicitud internacional con número de publicación WO 01/69211 describe un aparato con una fuente lumínica para emitir luz de excitación, un substrato con una pluralidad de muestras y un detector con una distribución bidimensional de elementos sensibles a la luz. Unas fuentes lumínicas adecuadas incluyen diferentes láseres, láseres de diodo y lámparas de mercurio.

Una solicitud internacional con número de publicación WO 00/31518 describe un instrumento con una fuente lumínica de múltiples rayos, un espejo, unas muestras y un detector. El instrumento es capaz de leer muchas muestras independientes al mismo tiempo. Como fuentes lumínicas se describen láseres, diodos láser, diodos emisores de luz o lámparas con arco compacto.

Una solicitud internacional con número de publicación WO 99/60381 describe un instrumento para monitorizar la replicación de ADN por PCR con una fuente lumínica que proporciona rayos de excitación que son dirigidos por un divisor de rayo a unos viales.

Compendio La invención se dirige a un instrumento según la reivindicación 1 y a un método según la reivindicación 32.

Breve descripción de los dibujos La Fig. 1 es un diagrama esquemático de un camino óptico para un instrumento óptico que incluye una fuente lumínica y una lente colimadora, y un camino óptico para iluminar una pluralidad de recipientes de reacción espaciados, según diversas realizaciones;

La Fig. 2 es un diagrama esquemático de unos ejemplos de instrumento óptico y un camino óptico generado por el instrumento óptico según diversos ejemplos;

La Fig. 3 es una vista en perspectiva de un instrumento óptico para proporcionar el camino óptico mostrado en la Fig. 2, con un panel lateral del instrumento retirado;

La Fig. 4 es una vista en perspectiva en despiece ordenado del instrumento óptico mostrado en la Fig. 3;

La Fig. 5 es una vista en perspectiva de una fuente de excitación que incluye una distribución de fuentes lumínicas utilizadas según diversas realizaciones;

La Fig. 6 es una vista en sección transversal de la fuente de excitación mostrada en la Fig. 5 tomada a lo largo de la línea 6-6 de la Fig. 5;

La Fig. 7 es un diagrama esquemático de un instrumento óptico que incluye una fuente lumínica y una lente colimadora, y un camino óptico que genera el instrumento, según diversos ejemplos;

La Fig. 8 es un diagrama esquemático de una parte de un instrumento óptico que incluye una fuente lumínica, una lente colimadora y una máscara, según diversas realizaciones;

La Fig. 9 es un diagrama esquemático de una parte de un instrumento óptico que incluye una máscara, una lente de región de reacción y una región de reacción, según diversas realizaciones;

La Fig. 10 es un diagrama esquemático de un instrumento óptico y un camino óptico generado por el instrumento óptico, según diversas realizaciones;

La Fig. 11 es una vista en perspectiva de un instrumento óptico y un camino óptico generado por el instrumento óptico, según diversos ejemplos;

La Fig. 12 es una vista esquemática del instrumento óptico de la Fig. 4 y un camino óptico generado por el instrumento óptico;

La Fig. 13 es un diagrama esquemático de un instrumento óptico que incluye una fuente lumínica adyacente a un detector, y un camino óptico generado por el instrumento óptico;

La Fig. 14 es una vista superior del instrumento de la Fig. 13;

La Fig. 15 es un diagrama esquemático de un instrumento óptico y un camino óptico según diversos ejemplos;

La Fig. 16 es un diagrama esquemático de un instrumento óptico y un camino óptico según diversas realizaciones;

La Fig. 17 ilustra un ejemplo de realización de una composición de fuente lumínica, por ejemplo una composición de diodo emisor de luz orgánico (OLED) ; y La Fig. 18 ilustra un ejemplo de realización de una composición de fuente lumínica, por ejemplo una composición de OLED con varios OLED de varios colores apilados unos encima de otros.

Se ha de entender que tanto la descripción general precedente como la siguiente descripción detallada son solo unos ejemplos y explicaciones, y se pretende que proporcionen una explicación adicional de las diversas realizaciones de las presentes enseñanzas.

Descripción de diversas realizaciones Diversas realizaciones descritas en esta memoria proporcionan un instrumento óptico. El instrumento puede incluir una pluralidad de regiones de reacción espaciadas, una fuente lumínica adaptada para iluminar simultáneamente por lo menos dos de las regiones de reacción con radiación de excitación, y una lente colimadora dispuesta a lo largo de un recorrido de rayo de excitación entre la fuente lumínica y las regiones de reacción. Un ejemplo de realización se muestra en la Fig. 1.

Según diversas realizaciones y como se muestra en la Figura 1, se proporciona un instrumento para iluminar múltiples regiones de reacción espaciadas con una fuente de excitación. La fuente lumínica 10 puede emitir rayos de excitación 15 que pueden pasar a través de una lente colimadora 20. La lente colimadora 20 puede colimar los rayos de excitación de tal manera que los rayos de excitación emergen de la lente colimadora paralelos al eje óptico de la lente colimadora y como haces discretos 25 de rayos de excitación colimados. Los haces 25 de rayos de excitación colimados pueden impactar en una pluralidad de regiones de reacción espaciadas 40, de tal manera que cada haz 25 de rayos de excitación colimados emitidos por la lente colimadora puede impactar en una respectiva región de reacción, por ejemplo una de las regiones de reacción 40 de una bandeja de pocillos de muestras 41 sostenida por un conjunto portador 48. Según diversas realizaciones, los haces 25 de rayos de excitación colimados pueden ser enfocados en las respectivas regiones de reacción 40 por el paso a través de unas respectivas lentes de enfoque, tales como unas lentes 30 de región de reacción. Según diversas realizaciones, con la lente colimadora 20 se puede utilizar una máscara 70 para eliminar la luz irrelevante de tal manera que toda la luz que pasa a través de la máscara 70 es dirigida hacia o impacta en una respectiva lente 30... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un instrumento que comprende:

un bloque con una pluralidad de regiones de reacción espaciadas (40) ;

una fuente emisora de luz (10) que comprende una distribución (103) de fuentes de diodo emisor de luz que se disponen en grupos, en donde diferentes grupos de números predeterminados de fuentes de diodo emisor de luz se configuran para emitir diferentes frecuencias de excitación y en donde la fuente emisora de luz (10) está adaptada para dirigir rayos de excitación hacia la pluralidad de regiones de reacción (40) ;

y un sistema de lente colimadora dispuesto a lo largo de un recorrido de rayos de excitación entre la fuente emisora de luz (10) y la pluralidad de regiones de reacción (40) , en donde el sistema de lente colimadora incluye una lente colimadora (20) y una máscara (70) que es capaz de colimar rayos de excitación de la fuente emisora de luz (10) en dos o más haces espaciados (25) de rayos de excitación colimados, y en donde el instrumento es capaz de dirigir cada uno de los dos o más haces (25) de rayos de excitación colimados hacia una respectiva región de reacción de la pluralidad de regiones de reacción (40) de modo que más de un haz espaciado (25) sea dirigido hacia cada región de reacción.

2. El instrumento de la reivindicación 1, que comprende además:

una lente de enfoque dispuesta a lo largo de un recorrido de por lo menos uno de los dos o más haces (25) de rayos de excitación colimados entre el sistema de lente colimadora (20) y la pluralidad de regiones de reacción (40) .

3. El instrumento de la reivindicación 2, en donde la lente de enfoque se dispone adyacente a la región de reacción.

4. El instrumento de la reivindicación 2, en donde la lente de enfoque es una lente Fresnel.

5. El instrumento según cualquier reivindicación precedente, en donde una muestra se dispone en por lo menos una de las regiones de reacción (40) y la muestra incluye un tinte que es capaz de emitir un rayo de emisión cuando es iluminado con uno respectivo de los dos o más haces (25) de rayos de excitación colimados.

6. El instrumento de la reivindicación 5, en donde la muestra comprende unos componentes para la amplificación de secuencia de ácido nucleico.

7. El instrumento de la reivindicación 5, en donde la muestra comprende unos componentes para la reacción en cadena de la polimerasa.

8. El instrumento según cualquier reivindicación precedente, en donde la pluralidad de regiones de reacción (40) comprende 96 regiones de reacción (40) .

9. El instrumento según cualquier reivindicación precedente, en donde la lente colimadora se dispone a aproximadamente una longitud focal de la lente colimadora alejada de la fuente emisora de luz (10) .

10. El instrumento según cualquier reivindicación precedente, en donde las fuentes de diodo emisor de luz comprenden un diodo emisor de luz que tiene un vataje superior a aproximadamente un microvatio.

11. El instrumento de la reivindicación 10, en donde el diodo emisor de luz tiene un vataje de aproximadamente 5 microvatios o más.

12. El instrumento según cualquier reivindicación precedente, que comprende además un filtro de excitación dispuesto a lo largo de un recorrido de rayos de excitación entre la fuente emisora de luz (10) y la pluralidad de regiones de reacción (40) .

13. El instrumento de la reivindicación 12, en donde el filtro de excitación comprende un filtro de paso largo, un filtro de paso de banda, un filtro de paso de banda múltiple, o una combinación de los mismos.

14. El instrumento según cualquier reivindicación precedente, en donde hay una correspondencia de 1 a por lo menos 4 entre la fuente emisora de luz (10) y los haces (25) de rayos de excitación colimados, respectivamente.

15. El instrumento según cualquier reivindicación precedente, en donde el sistema de lente colimadora (20) comprende una lente Fresnel.

16. El instrumento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, en donde el sistema de lente colimadora (20) comprende una esfera de vidrio moldeada.

17. El instrumento según cualquier reivindicación precedente, que comprende además una máscara (70) dispuesta entre el sistema de lente colimadora (20) y la pluralidad de regiones de reacción (40) .

18. El instrumento de la reivindicación 17, en donde la máscara (70) es ópticamente opaca.

19. El instrumento de la reivindicación 17, en donde la máscara (70) comprende aluminio anodizado.

20. El instrumento de la reivindicación 17, en donde la máscara (70) está en contacto con el sistema de lente colimadora (20) .

21. El instrumento según cualquiera de las reivindicaciones 17 a 20, en donde la máscara (70) está adyacente a una lente de enfoque, y la lente de enfoque se dispone a lo largo de un recorrido de rayo de dos o más haces (25) de rayos de excitación colimados entre el sistema de lente colimadora (20) y la pluralidad de regiones de reacción (40) .

22. El instrumento según cualquier reivindicación precedente, que comprende además por lo menos una lente de campo dispuesta a lo largo de un recorrido de rayo de excitación entre el sistema de lente colimadora (20) y la pluralidad de regiones de reacción (40) .

23. El instrumento de la reivindicación 22, en donde la por lo menos una lente de campo comprende una lente Fresnel.

24. El instrumento de la reivindicación 22, que comprende dos lentes de campo espaciadas la suma de las longitudes focales de las dos lentes de campo.

25. El instrumento según cualquier reivindicación precedente, que comprende además un espejo dispuesto a lo largo de un recorrido de rayo de excitación entre el sistema de lente colimadora (20) y la pluralidad de regiones de reacción (40) .

26. El instrumento según cualquier reivindicación precedente, que comprende además un filtro de transición dispuesto a lo largo de un recorrido de rayo de excitación entre el sistema de lente colimadora (20) y la pluralidad de regiones de reacción (40) .

27. El instrumento de la reivindicación 26, en donde el filtro de transición comprende un filtro de paso largo, un filtro de paso de banda, un filtro de paso de banda múltiple, o una combinación de los mismos.

28. El instrumento según cualquier reivindicación precedente, que comprende además un detector dispuesto para recibir los rayos de emisión emitidos desde cada una de la pluralidad de regiones de reacción (40) .

29. El instrumento de la reivindicación 28, en donde el detector comprende una cámara, un detector de carga acoplada, un fotodiodo, un fotomultiplicador, un CMOS, un CID o una combinación de los mismos.

30. El instrumento según cualquiera de las reivindicaciones 28 a 29, en donde el detector es capaz de generar un primer conjunto de datos, representativos de los rayos de emisión detectados, y en donde el instrumento comprende además un procesador capaz de recibir un primer conjunto de datos desde el detector y procesar el primer conjunto de datos.

31. El instrumento según cualquier reivindicación precedente, en donde las fuentes de diodo emisor de luz incluyen un diodo emisor de luz orgánico.

32. Un método para iluminar una pluralidad de regiones de reacción espaciadas (40) con rayos de excitación, el método comprende:

proporcionar un instrumento que comprende una fuente emisora de luz (10) que comprende una distribución (103) de fuentes de diodo emisor de luz que se disponen en grupos, en donde diferentes grupos de números predeterminados de fuentes de diodo emisor de luz se configuran para emitir diferentes frecuencias de excitación y que comprende además un sistema de lente colimadora que incluye una lente colimadora (20) y una máscara (70) , y un bloque que incluye la pluralidad de regiones de reacción espaciadas (40) , por lo menos una de las regiones de reacción (40) comprende una muestra;

generar unos rayos de excitación con la fuente emisora de luz;

pasar los rayos de excitación a través del sistema de lente colimadora (20) para formar dos o más haces espaciados (25) de rayos de excitación colimados;

retirar los rayos de excitación irrelevantes con la máscara (70) , en donde la máscara (70) está dispuesta a lo largo de un recorrido de rayo de excitación entre la lente colimadora (20) y la pluralidad de regiones de reacción (40) ; y

enfocar cada uno de los dos o más haces espaciados (25) de rayos de excitación colimados hacia una respectiva de la pluralidad de regiones de reacción espaciadas (40) de modo que más de un haz espaciado (25) sea dirigido hacia cada región de reacción.

33. El método de la reivindicación 32, que comprende además detectar rayos de emisión emitidos desde la 5 pluralidad de regiones de reacción espaciadas (40) , con un detector.

34. El método de la reivindicación 33, que comprende además generar un primer conjunto de datos representativo de los rayos de emisión detectados por el detector.

35. El método de la reivindicación 34, que comprende además procesar el primer conjunto de datos con un procesador.

36. El método según cualquiera de las reivindicaciones 32 a 35, que comprende además pasar los rayos de emisión emitidos desde la pluralidad de regiones de reacción espaciadas (40) a través de un filtro de emisión.

37. El método según cualquiera de las reivindicaciones 32 a 36, que comprende además pasar los dos o más haces espaciados (25) de rayos de excitación colimados desde el sistema de lente colimadora (20) a través de una primera lente de campo, y desde la primera lente de campo a través de una segunda lente de campo.

38. El método según cualquiera de las reivindicaciones 32 a 37, en donde la etapa de enfocar cada uno de los dos o más haces espaciados (25) de rayos de excitación colimados comprende pasar cada uno de los dos o más haces espaciados (25) de rayos de excitación colimados a través de una lente de enfoque.

39. El método de la reivindicación 38, en donde cada lente de enfoque es una lente de región de reacción dispuesta adyacente a una respectiva región de reacción.

40. El método de la reivindicación 38, en donde la lente de enfoque es una lente Fresnel.

41. El método según cualquiera de las reivindicaciones 32 a 40, en donde la muestra comprende unos componentes para una reacción de amplificación de secuencia de ácido nucleico.

42. El método de la reivindicación 41, en donde la reacción de amplificación de secuencia de ácido nucleico comprende una reacción en cadena de la polimerasa.