专利名称：用于进行样品分析的装置及方法
技术领域：
本发明涉及用于进行样品的光学分析的装置及方法且特别适用于生物、化学、和生化样品的分析。
很多的化学、生化及生物分析是通过在被检测的生物样品的光学性质中引入一个变化来实现的。例如，为了在血液样品中检测抗体的存在，其可能表明为一种致命的感染，如果存在抗体，则通过进行链式酶免疫吸附剂测试(ELISA)将会产生一个可见的颜色沉积。ELISA使用被涂上针对将要被测试的抗体特定的抗原的表面。通过将该表面暴露在血液样品中，样品中的抗体与抗原结合。接着用特定共轭酶抗体对该表面染色旦酶与基片的反应生成沉积物，该沉积物显示了抗原结合的程度并因此能够鉴别样品中抗体的存在。通常使用光学显微镜来进行这种鉴别，这保证了基片区域可被操作者看到。
除了用(ELISA)进行染色外，也可使用诸如荧光和金标记等技术来改变生物抗原材料的光学性质。在一般的有机体的组织中同样也使用类似的技术来使组织的特定区域可见，例如，特定的细胞类型或细胞结构以及在细胞繁殖中。
现有的光学分析技术的一个显著的不足在于由于它们的自身的特性，从而会引入人的误差。这些技术也不适于需要高生产量样品的情况，例如在血液筛分或颈部拖影测试中，并且还相对较昂贵。由于较多情况下，再一特定技术需要不同的仪器，从而花费因素是一笔很大的支出。
本发明的一个目的，是提供一种用于进行样品光学分析的技术，其克服了或至少减少了这些缺陷中的某些不足。
本发明的另一个目的在于提供一种光学分析技术，其保证了对于生物、生化和化学样品的高速自动化的分析，且其通用性也足以保证它被用于多种不同的研究。
这些目的是通过调整在声频和视频压缩盘领域中已发展起来的扫描表面的技术来实现的，通过使用基本上聚焦到表面的光束来扫描已附着了样品的表面。设置一个探测器来探测自该表面反射或穿过该表面发射的光，通过对探测到的光的分析来确定光束是否已被样品物质所干扰。
根据本发明的第一个方面，其提供了一种进行生物、化学或生化样品的光学检测的方法，该方法包含如下步骤将样品承放在基片上；人射线源将一束电磁射线引入到基片上；通过将基片绕基本与其垂直的轴旋转和针对所述轴的一经向分量的方向移动射线源，用光束扫描整个基片；及检测通过基片和样品反射及/或穿过它们发射的射线，并提供一与所检测的射线相对应的输出信号。
根据本发明的第二个方面，提供一套用于自动进行样品的光学检测的系统，来确定样品是否包含干扰入射电磁射线的物质，该系统包含一基片，其具有一用于承放样品的表面；一个电磁射线源，用于提供一束电磁射线；用于扫描通过所述基片表面射线束的装置；及探测器装置，其被设置用于检测自基片和样品反射的和/或穿过基片和样品的电磁射线，基片上设置有分布电磁射线调制装置，其至少将所述光束的一部分调制到所述表面上，所述光束具有用于指示射线束位于所述表面上位置的数字编码位置地址，探测器装置被设置用来对被调制的电磁射线进行解码，以确定被编码的地址并确定所接收到的射线束是否已被可能存在于样品中的物质所调制。
本发明能对涂有样品成分的表面进行快速扫描以确定它们的存在且如果需要还可测定它们的光学性质。该系统特别适合用于高产量样品的自动检测。此外，基片内或其上的地址信息结构能够确定表面上的电磁射线的精确位置。另一方面其能保证对应于表面附着材料的光学数据的准确标绘。这保证了对于表面上的所感兴趣的区域进行简便快速的重新定位。
本发明适合用于进行ELISA，其中特定的抗体原被涂到基片的表面。然后将表面暴露在被分析物之上，接着特定酶和形成的样品被扫描检测并确定与表面相联的酶的数量。该系统还适合用于进行组织结构的分析和通过使用电离子透入法对凝胶进行定量研究。
电磁射线最好为光，例如红外、可见或紫外光。
根据本发明的第三个方面，提供一种对于样品自动地进行光学检测的系统，以便确定样品中是否包含干扰入射电磁射线的物质，该系统包含一个大致水平的基片，其具有一个用于承放样品的表面；一个电磁射线源，用于提供一束电磁射线；在基片的一个边上设置用于通过基片表面扫描射线束的装置；一个第一探测器，用于探测从基片和样品反射过来的电磁射线；一个第二探测器，用于探测穿过基片和样品的电磁射线；及与第一和第二探测器连接的控制装置，其用于产生所述射线束以对与两探测器中的一个或两个输出相关的基片表面进行扫描，并用于检测所述成分的存在。
在本发明的以上第二方面的最佳实施例中控制装置被设置用来测定由所述第一和第二探测器提供的输出信号的差，两输出信号代表被检测的信号，其目的在于在无人为信号产生的情况下对所述物质进行探测，例如，存在于与承放表面相对的基片边缘的污物。该基片提供有分布的地址装置，用于调制具有用于指示目前正被光束扫描的区域的数字编码地址信息的光束，探测器中的一个或另一个被设置用来对接收到的光信号进行解码，以确定入射光束的位置的地址。
根据本发明的第四个方面，提供一个用于对样品进行自动光学检测的系统，以确定样品是否包含干扰入射电磁射线的物质，该系统包含一个圆盘，包含一个塑料底层，在其上表面之上形成多个微扰，用于干扰入射的电磁射线，其代表数字编码数据，及一个用于承放样品的表面；圆盘读装置包含一个电磁射线源，其用于提供一束电磁射线，扫描装置用于扫描通过圆盘上表面的射线束，及一个电磁射线探测器，用于探测从圆盘和所述样品成分反射及/或穿过它们发射来的射线；及用于将圆盘围绕基本与所述光束垂直的一轴旋转的装置；其中，除了被圆盘上的数字编码信息调制外，射线束还被任何所述的物质所调制，该物质是被附着在圆盘的承放表面。
所述电磁辐射虽然可用红外或紫外线光，但最好为可见光。
圆盘最好包含一个透明塑料底层，在其表面上印制或用其它方法生成所述数字信息。该表面被涂上部分反射层，例如氧化铝层，其随后被另一透明塑料层所覆盖。
在上述本发明第四个方面的一最佳实施例中，在圆盘的上表面设置为三维表面布局，为该表面上的单元生长和附着提供生长和附着的记号。例如，可在表面上提供一长方形格子使得单元在一选定方向上排列。另外，生长和附着记号也可通过表面的化学成图来提供，例如使用纤维结合素影印、光刻法产生。
在本发明的上述第四个方面的另一个实施例中，圆盘的上表面涂上适用于蛋白质，基因等上面进行电离子透入法的凝胶。为了径向操作凝胶，在圆盘的中心提供一第一电极，而在圆盘的边缘提供一第二电极。在凝胶内可形成凹槽，从而分析物可置于其中。
为了校准体现本发明的系统，圆盘可提供有效准轨道，例如，一系列256级的灰色水平线。这些水平线可用喷墨打印机印在轨道的表面上。
根据本发明的第五个方面，其提供一用于系统中的基片，该系统用于进行基片上的光学检测，以便确定在基片的表面上是否存在干扰入射电磁射线的物质，该基片包含一预先制成的校准尺，其能进行所述系统的校准。
该校准尺最好为一系列分级的灰色区域，用来反射或发射不同级别的光。此尺可用喷墨打印机印在基片的表面上。
根据本发明的第六个方面，其提供一装置用于进行对附着于基片上的生物、化学、或生化样品的光学检测，该装置包括用于支撑基片和用于将基片绕基本与基片垂直的轴旋转的装置；一个电磁射线源，用于提供一束电磁射线；驱动装置，用于将位于被附着的样品上方的射线源在所述轴的一径向分量方向上移动，从而与用于旋转基片的装置相结合，使射线束可扫描整个基片；及探测器装置，用于探测来自基片和样品的反射的或穿过它们发射的射线束，并用于提供与被探测到的射线相对应的输出信号。
为了更好地理解本发明，同时也为了说明本发明是怎样起作用的，现在将通过实例并参考相应附图对本发明的实施例进行描述，其中
图1示出本发明的第一个实施例的示意图；图2示出了用于图1中实施例的圆盘的一部分的截面图，其以放大了的尺寸画出；图3示出了本发明的第二个实施例侧面详细示意图；图4中(A)到(C)示出图3中的探测器D1和D2的输出的示意图；图5示出图4的实施例的控制系统的方框图；图6示出本发明的第三个实施例的示意图；图7示出图6的实施例的控制系统的方框图。
如上所讨论的，为了定量分析物质或从样品提取的物质的目的，需要对附着物质的表面进行光扫描。图1以简化的形式阐述了能够实现此目的的系统。该系统使用了一圆盘1(虽然也可使用其它适宜形状的盘)，其包含透明塑料物质的上、下层2，3，它们提供了圆盘光滑的上、下表面。两塑料层之间的夹层为一薄的金属层4，其提供了一光反射表面。该塑料可为任意适宜的物质，以使将要被光学分析的物质能被附着到圆盘的上表面，即用同样的方式其也可附着在其它常规的基片上。
如果使用该系统进行ELISA，适宜的抗体被束缚在圆盘的上表面(这可能需要提前制备好一些表面)。然后要测试的样品暴露在该表面之上。例如血浆，以便将样品中的任意抗原束缚在抗体上。然后对表面进行冲洗以去除任向多余未被束住的物质，适当的共轭酶抗体5暴露于其上，共轭酶抗体5与被束缚的抗体相附着。被束缚的酶5通过将它们与基片反应产生有色的沉淀物从而可被看到。该沉淀物在圆盘的上表面之上存在很多细小的不透明斑纹。很明显地本系统同样适用于其它种类的产生颜色或其它光扰变化的分析。
圆盘被固定在可旋转的轴6之上，轴6是被驱动装置(图1中未显示)驱动而引起圆盘旋转。一光学器件7被固定于圆盘上方且可沿大致直线的轨道移动。光学器件7包含一激光二极管8，其产生一束相干光9，该束光通过透镜装置10被校直并聚焦到圆盘1的表面。光学器件还包含一个探测器11，其用于探测来自圆盘内的金属层表面的反射光。透镜装置10包含一起偏振镜12，其仅允许竖直极化光通过，和一四分之一波片37，其使得光旋转45°。
在工作中，圆盘被与光学器件相关的驱动装置旋转。由于器件保持静止，由激光二极管产生的光束围绕圆盘的环形轨道传播。通过将光学器件沿其直线轨道移动，可以对围绕圆盘的任何选定的环形轨道进行激光束扫描。在圆盘表面不存在光吸收物质的区域，光透过上塑料层，被金属层反射，并通过塑料层传播回到光学器件。进入光学器件的光首先遇到将光旋转大于45°的1/4波长片37，然后由于反射光的偏振光已被旋转180°，起偏振镜导致光被重新定向到相对探测器的正确角度。
当光束入射到圆盘表面的某一区域，该处有光吸收物质，进入及离开圆盘的上塑料层的光均被该物质吸收，而被探测器11所接收的光被基本上减弱了。
探测器11被连接到数据分析和记录系统，其用于存储探测器的输出。此系统可存储作为连续模拟信号或作为离散的数字采样信号的输出，采样信号表示表面清晰度降低了的图象。针对后者，采样速率应随所需的数据存储容量而变化。
至此所描述的用于完成分析物探测的光学、机械和电子装置，大致与通常使用的用于从压缩盘读取数据的装置相一致。在教科书‘数字声频与压缩盘技术’一书中对这样的一种传统系统进行了描述，该书为第二次出版，由Luc Baert等人编辑(索尼欧洲服务中心，Newnes，1994)。
当表面部分的位置不明确时，图1中的系统足以获得盘表面或其一部分的图像。然而，需要能够对盘表面的一选定区域进行扫描，例如，已在该区域进行了ELISA的区域或需要再次观看所感兴趣的某一特定区域的情况。
传统的压缩盘通过在下塑料层14的上表面上产生系列的微扰B(如凸或凹部)，在盘的媒介区编码数字信息，然后用一例如氧化铝层的反射层15涂于该表面，该反射层然后用一透明的塑料层16将其覆盖，该塑料层对媒介层提供了保护(图2)。
使用此技术可以将位置信息数字编码到图1的圆盘中。假设最初的位置处于盘的中心，在环形或螺旋形轨道的最里端的第一位置被印上地址代码0(用二进制表示)。位置代码可被印在间断的位置上(例如每2至3微米或以其它的适当间隔)且其围绕该最内轨道在每一位置间递增1。类似地，代码也随轨道与轨道而递增。另外，地址信息也可按道/扇区结构进行分布，这是与被编码到软盘和硬盘上的伺服代码同样的方法。
在没被不透明物质覆盖的盘表面的区域之上，盘的上表面上的入射光是穿过上部的透明塑料保护层发射并入射到反射层上。此光被从反射金属涂层反射，除非涂层位于凸缘之上，该凸缘使得入射光被发散而不直接反射回探测器。因此从探测器的输出能被解调从而确定正被扫描的盘面的地址。
在盘面的区域之上，不透明的物质造成入射光束基本上被吸收而不是被反射，在探测器的输出中不存在位置信息。然而，如果不透明物质的密度相对较低则地址信息中的间隙不会很明显。
在地址信息处于临界的情况下，可以使用更为复杂的系统，图3中显示了该系统中的镜片，其使用了具有数字编码地址信息的圆盘并如上所述分布于媒介层。此系统还应用了这样一种事实即反射层可被用来发送入射光的重要的一部分(例如40％)。当使用图1中的系统时，第二个实施例的系统包含一个轴17，在其上固定盘18，轴使得盘转动，及用于将镜片沿相对于盘的上表面成线性的轨道移动的装置。为简化起见图2中未示出转动和移动装置。
图3的光学系统包含一个光源19，其可以为一半导体激光器或光发射二极管，设置在盘下。光源的输出光束20被沿着光轴2a发射到起偏振镜(光束分离器)21，其仅允许某一给定偏振光通过，例如，仅有直接从激光器接收到的光。发射光然后入射到一第一透镜22，其被设置用来将光聚焦到盘内的反射层的下表面23上。入射到压缩盘的入射光的一部分穿过反射层发射并从盘的上表面传出。被附着到上表面的任何物质将会干扰射出盘的光。
没被干扰的发射光被准直透镜24接收，并聚焦到盘的上表面，其将接收到的光引射到部分透明的镜片25上，该镜依次保证入射光的一部分透过，同时使得剩余光以一定角度反射。直接通过部分透明镜面的光入射到另一透镜26上，其将光聚焦到探测器D2的探测表面。被镜面25以一定角度反射的光入射到透镜27，其将光聚焦到探测器D3。
如已经描述的，在盘内反射层上的入射光的一部分被反射回到第一透镜22，其作为一个校准透镜将光射回到起偏振镜21。被反射的光被水平偏振并以一定角度从起偏振镜反射到光轴上。此反射光被第四透镜28接收，其将接收到的光聚焦到探测器D1上。
被反射层反射的光将被数字编码的信息调制到盘内以便使自探测器D1的输出也被相同地调制。由于此光不会从盘的上表面射出，从而其不会被附着到盘的上部样品承放表面的物质所干扰，且地址信息可通过具有最小误差的D1的输出来确定。
虽然在图2中未显示，置于盘下面的光学器件也包含有轨道镜片，这保证了盘轨道与传统的压缩盘播放机具有相同形式的校正轨道。轨道镜片包含一个衍射光栅，其将从激光器的输出分为三个平行的光束，其随后被第一透镜聚焦提供三个略微空间分隔的点。这些点之间的间隙为如此一种形式，即当中间的点直接位于一轨道的中心时，另外两个点则处于该轨道的两边。探测器D1实际包含三个相邻的探测器，其用于接收反射光，且其间的距离与光点间的距离相等。为了准确校准激光器，调整激光器的位置直到从中间探测器的输出为最大，而从两边探测器的输出为最小。一反馈控制系统被用于维持校正轨道。
如果没有光吸收的物质附着在圆盘的上表面，由探测器D2提供的输出被编码的数字地址信息调制到圆盘上，并基本上为探测器D1的输出的形式，即，D1和D2的输出信号的比率为常数。然而，如果光吸收物质存在于圆盘的上表面上，其将干扰穿过反射层发射的光，从探测器D2输出的光将减弱而D1的输出光将保持不变，D1和D2输出信号的比也随着改变。如果被附着到圆盘的表面的物质为反射的，例如金标记的，当光束扫描该物质时，D1的输出将增大而D2的输出将减小。D1与D2的比用来表示这种物质的存在。
图4阐述了被束缚的物质为吸收的而不是反射的情况，(A)表示了沿着从典型的圆盘到附着了被染色的组织29的表面的横截面。处于承放面下面的反射层用数字地址10101进行编码的。当光束沿轨道扫描时，探测器D1和D2(图4B)的输出信号的比在上表面未被单元覆盖处保持恒定。然而，在中间区域，在那里示出的单元覆盖了上表面，由探测器D2产生的信号下降从而由D1和D2产生的信号的比(图4C)也同样下降。
图5示出了用于控制图3的实施例的系统的方框图，用箭头表示数据通过系统的流程。从探测器D1和D2的模拟输出被确定两个输出之比的集成电路30接收。该比率然后被一模/数转换装置31转换成数字形式并发射到一个比特流发生器34用比特流调制进行压缩。从探测器D1的输出，其代表数字编码地址信息，也同样被发射到一地址比特流发生器33用于压缩。该两个信道比特流数据被比特流合并和显示部分接收，其对数据进行处理用于存储和显示。
为了在由穿过圆盘发射的光的强度中提供一个更加精确的变换方法，可设置探测器D3(虽然此为可选择的)其接收来自部分透明的镜面并通过孔34、透镜27和孔隙结构35的光。此结构有效地减小了盘面的面积，即被探测器D3接收光的面积，同时也降低了聚焦的深度。如果探测器D2的输出，或D1∶D2的比，超过一预定的门限值，探测器D3的输出能用于增加对监视的圆盘表面的分辨率。探测器D2和D3的结合使用防止了如果系统仅采用探测器D3时D3产生错误的可能性。D3可以用另一种类型的探测器来替代，例如用于检测由附在圆盘表面物质发射的荧光的探测器。
图6示出了本发明的另一个实施例，其能确定绝对位置信息，虽然这个信息的精确度稍微低于图4和图5中实施例给出的精确度。然而圆盘的结构大大地减化了。
光学检测系统有一“U”形臂36，在臂的上端和下端分别附着一光源37和一探测器38。该光源和探测器与激光控制器39和缓冲器40相连，后者设置为通过模/数变换器42和一数据存储器43将检测到的信号数据传送到计算机41。
用于附着或承放将要检测的样品的圆盘44被安装在一可旋转的支柱45上，支柱45平行于臂36的凹46。支柱45是被支柱电机47驱动的。光源37和探测器38的光学轴是沿轴线A-A彼此对准。
臂36与步进电机48连接，步进电机在平行于圆盘44平面的平面上精确地旋转该臂，以使臂和圆盘相结合的旋转能使光源/探测器装置对圆盘的整个可使用表面进行扫描。步进电机48是由一循环控制器49控制，循环控制器49是由计算机41顺序控制，以使支柱45的相对位置能被确定在6微米的精度内。
圆盘是完全透明的材料，但在围绕它的一部分上周缘面上给出一条黑线50。黑线50作为检测系统的一常规标定标记。当需要检测一个圆盘时，臂36被移动到最外面的“起始”位置，在那里光源/探测器装置位于离开圆盘44的位置，在这个位置，激光器和探测器被标定，以确保一恒定的、最大的输出信号。然后臂36被旋转并将光源/探测器装置移向圆盘。
当检测到圆盘的边缘时，臂被稳定的卡持住，直到标定标记50中断射线束。标记50的引导边提供了一起点，探测器的常规位置可参照该起点，同时圆盘的边缘为径向位置提供了一起点。由于步进电机48和支柱电机46的精度，那么就能够准确地确定光源/探测器装置相对于圆盘的位置。
在图6所示的系统中，圆盘44包括多个在其上表面形成的孔或穴孔51。这些孔内盛有要被检测的样品，并且用微粒滴定法填入。计算机可以被设置为在圆盘表面上由一个孔到另一个孔的分段安排光源/探测器，而不必扫描整个圆盘表面。这能够通过由校准标记和圆盘边缘获得的精确的位置信息来实现。图7给出了本系统的控制过程流程图。
图6所示的系统可以做改动，以使光源37和探测器38都安置在圆盘的同一面，同时在圆盘的承载样品的表面上或该表面之下设置一反射涂层。在这种配置中，探测器检测来自反射层的反射光。这种配置的两个主要优点是由于圆盘不是位于光传输通路中，可以安全地操作不承载样品的圆盘表面，及由于自光源到探测器的传送中，光将必须二次通过样品，所示光学检测处理的信噪比可以提高。
很明显在不超出本发明范围情况下，是可以对上述的实施例进行各种改动的。例如，圆盘的承载表面可以用红外线或紫外线扫描，而不是用可见光。也能够根据附着在表面上的物质中激发的荧光射线扫描该表面，并用探测器(D2或D3)装置检测该发射波长的光。
也可以用另一种方式制做圆盘，使承载面为圆盘的内部面，而不是圆盘的上表面。这所提供的优点是样品不会被触摸损坏，并且能够分析样品的精确体积。为使本系统能被用于凝胶(如用于检定蛋白质、基因等)，可以在圆盘的表面上备置一种适当的凝胶。用于施加穿过凝胶的电势的电极可以与上表面做成一整体或被印制或被沉积在上表面上。电极可以在径向或在圆周上被间隔。孔可以设置在要试验的物质能放置的凝胶中。
对上面描述实施例的另一个改动是用一光敏二极管阵列，例如，电荷耦合器件(CCD)阵列代替光探测器。器件阵列的最佳形式是对应于圆盘沿径向延伸的直线排列。光源可采用激光直线发生器的形式，设置成产生与光敏二极管排列一致的沿径向延伸直线光。在光源和发生器之间，光学放大率的程度可以结合为能够使系统的分辩率可调。圆盘每旋转一圈后，光源/探测器装置根据激光线的长度向内步进。这种结构的优点是速度较高和分辨率较高。
权利要求书按照条约第19条的修改1.一种进行生物学的、化学的、或生物化学的样品光学检验的方法，其特征在于它包括的步骤为在基片上承放样品；将一束或多束电磁射线引射到基片上；通过绕基本上与基片垂直的轴旋转基片和在相对所述轴的径向分量的方向上移动射线源，用射线束扫描整个基片；探测自基片和样品反射的和/或穿过它们发射的射线，并给出与检测到的射线对应的输出信号；及分析输出信号以得到被检验样品的信息，步骤特征为在扫描步骤期间，同步地分析输出信号，以从中得到数字位置地址信息，该信息是通过在基片上提供的分布电磁射线调制装置调制的至少一部分射线束产生的，以便于扫描能相对基片被校准。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于还包括自单射线源引射单束射线到基片。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于样品承放在基片的第一面上，并在基片的第二面上设置反射装置，反射装置结合所述分布电磁射线调制装置，这方法包括将所述电磁射线射线束引导到样品的第二面上和检测自第二面上反射射线的步骤，及检测穿过基片的发射的射线和穿过第一面输出的步骤，其中反射射线的分析提供所述地址信息，第二射线束分析提供将波检验的样品信息。
4.根据前面任一个权利要求所述的方法，其特征在于电磁射线是波长在紫外线和红外线之间频谱内的光。
5.一种用于对承放在基片上的生物的、化学的或生物化学的样品进行光学检测的装置它包括用于支撑基片并绕基本垂直于基片的轴旋转基片的装置；用于提供一束或多束电磁射线的装置；
驱动装置，用于在对于所述轴的径向分量方向上移动位于被固定样品之上的射线射线束，以便与旋转基片的装置结合使射线束能扫描整个基片；探测器装置，用于检测自基片和样品反射的或穿过基片和样品发射出的射线，并提供对应于被检测的射线的输出信号，所述的输出信号包含根据将被检测的样品由调制射线束产生的信息，装置的特征在于用于同步地从所述输出信号中取出数字地址信息或标定信息的解码装置，所述的信息是被设置在基片上的射线调制装置调制到射线束上，及用所述信息校准对于基片扫描的装置。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于探测器装置是一直线型光电探测器列。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于探测器装置是沿圆盘径向延伸的一直线形光电探测器列。
8.用于根据权利要求5-7中任一权利要求的装置中的基片，其特征在于还包括用于与固定装置一起使基片能被固定和旋转的装置。
9.根据权利要求8所述用在权利要求5所述装置中的基片，其特征在于还包括一基本上透明的膜片，其上具有用于调制射线束的标定标记。
10.根据权利要求8所述用在权利要求5所述装置中的基片，其特征在于还包括分布的射线调制装置，用于调制至少射线束中的一部分，该射线束具有数字编码地址信息，以便能确定基片表面上射线束入射的装置。
11.根据权利要求10所述装置中的基片，其特征在于分布的电磁射线调制装置包括一系列间隔开的地址码。
12.根据权利要求8-11中任一个所述装置中的基片，其特征在于还包括具有三维形面被设置用于接受样品的一样品承放面。
13.根据权利要求8-11中任一个所述装置中的基片，其特征在于还包括一样品承放面，其上设置有将与样品发生反应以在其光学特性方面产生变化的化学或生物化学试剂。
权利要求
1.一种进行生物学的、化学的、或生物化学的样品光学检验的方法，其特征在于它包括的步骤为在基片上承放样品；将射线源的一电磁辐射射线束引射到基片上；通过绕基本上与基片垂直的轴旋转基片和在对所述轴的径向分量的方向上移动射线源，射线束扫描整个基片；及检测自基片和样品反射和/或穿过它们发射的射线，并给出与检测到的射线对应的输出信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于还包括，在扫描步骤期间分析所述输出信号，以确定何时射线束入射到设置在基片上一已知位置上的标定标记上，以使扫描相对标定标记被校准。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于还包括在扫描步骤期间分析所述输出信号，以从输出信号中得到数字位置地址信息，该信息是根据在基片上提供的分布的电磁射线调制装置至少从一部分射线束中调制产生的，以便使扫描相对基片被校准。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于样品承放在基片的第一面上，反射装置设置在基片的第二面上，反射装置与所述的分布电磁射线调制装置相结合，这方法包括将所述电磁射线射线束引导到样品的第二面上和检测从第二面上反射出来的射线的步骤，及检测穿过基片发射的射线并穿过第一面输出的步骤，其中反射射线的分析提供所述地址信息，第二射线束分析提供将要被检测的样品信息。
5.根据前面任一个权利要求所述的方法，其特征在于电磁射线是波长在紫外线和红外线之间频谱内的光。
6.一种自动进行样品的光学检测以确定样品是否包括干扰入射电磁射线的物质的系统，其特征在于它包括具有用于承放样品的表面的一基片；用于提供电磁射线射线束的一电磁射线源；用于扫描所述穿过所述基片表面射线束的装置；及探测器装置，探测器装置被设置为探测自基片和样品反射和/或穿过基片和样品的电磁射线，基片提供有分布的电磁射线调制装置，其至少对射线束的一部分进行调制，所述射线束具有用于表示所述表面上射线束当前指向的位置的数字编码位置地址，探测器装置设置对被调制的电磁射线射线束解码，以确定编码的地址和确定接收的射线束是否被存在于样品中的任何所述物质所调制。
7.一种用于对承放在基片上的生物的、化学的或生物化学的样品进行光学检验的装置，其特征在于它包括用于支撑基片并绕基本垂直于基片的轴旋转基片的装置；用于提供电磁射线束的电磁射线源；驱动装置，用于在针对所述轴的径向分量方向上移动位于被固定的样品上方的射线源以便与旋转基片的装置结合可使射线束能扫描整个基片；探测器装置，用于检测自基片和样品反射的或穿过基片和样品发射出的射线，并提供对应于被检测射线的输出信号。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于还包括用于从所述输出信号中得到数字地址信息或标志信息的解码装置，所述的信息被设在基片上的射线调制装置调制到射线束上，和使所述信息与基片扫描校准的装置。
9.根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于探测器装置是一直线形光电探测器列。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于探测器装置是按圆盘径向延伸的一直线形光电检测器装置。
11.根据权利要求7-10中任一权利要求的装置中的基片，其特征在于还包括用于与固定装置一起使基片能被固定和旋转的装置。
12.根据权利要求11所述使用权利要求8所述装置的装置，其特征在于还包括一基本上透明的膜片，其上具有用于调制射线束的标定标记。
13.根据权利要求11所述的使用权利要求8所述装置中的基片，其特征在于还包括分布的射线调制装置，用于调制至少一部分射线束，该射线束具有数字编码地址信息，从而可确定基片表面上的位置，在该基片上可确定入射的射线束。
14.根据权利要求13所述装置中的基片，其特征在于分布的电磁射线调制装置包括一系列间隔开的地址码。
15.根据权利要求11-14中任何一个所述装置中的基片，其特征在于还包括具有三维形面的样品承放面被设置用于接受样品。
16.根据权利要求11-14中任何一个所述装置中的基片，其特征在于还包括一样品承放面，其上设置有将与样品发生反应以在光学特性方面产生变化的化学或生物化学试剂。
全文摘要
一种用于进行生物、化学或生化样品的光学检测的系统，样品由光学透明的圆盘支撑，应用已在声频和视频压缩盘领域中发展起来了的技术扫描表面。圆盘(44)被固定并绕其中心轴旋转，同时一光源(37)和探测器(38)被固定在一支架36上，并在一通过盘表面的弧线内旋转源(37)，其被设置在盘(44)上方且探测器(38)置于盘下方并使两光轴被校直以使圆盘(44)的全部使用的表面可被光源和探测器扫描。圆盘(44)提供一个校准标记(49)，其当光束通过它时会阻断光线通道，从而保证扫描相对圆盘被校直。被支撑在基片上的样品的光学性质可通过分析光探测器(38)的输出被自动快速地检测。
文档编号G01N21/84GK1158659SQ9519520
公开日1997年9月3日 申请日期1995年9月15日 优先权日1994年9月21日
发明者约翰·弗朗西斯·戈登 申请人:格拉斯哥大学大学董事会