專利名稱：可光學接觸的蓋的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種覆蓋用裝置，以及涉及一種用于執行包括至少一個樣品的工藝
和/或反應的設備，該工藝和/或反應在溫度可控制的環境中實施，并且需要光學接觸
(optical access)至少一個樣品。
背景技術：
針對本發明的目的，"光學接觸"理解為包括電磁譜的可見部分中的輻射或者由電 磁譜的可見部分中的輻射組成、優選從400nm到800nm的電磁輻射，經穿過覆蓋用裝置與至 少一個樣品相互作用和/或從至少一個樣品放射而沒有完全衰減的性能。
具體地，"光學接觸"包括與至少一個樣品"光學耦合"使得來自所述至少一個樣品 的輻射或者所述至少一個樣品的輻射能被激發和/或觀測。 盡管本發明在熱循環儀、酶標儀、解鏈曲線分析儀或者適合于實時檢測的其它放 大技術的情形下，以及尤其是分別在定量聚合酶鏈反應(qPCR)和實時PCR的情形下進行例 示討論，本發明的覆蓋用裝置和設備并不局限于這種具體應用，而是涉及本領域技術人員 已知的所有應用，其中一些種類的樣品/混合物需要在特定溫度下處理或者保持，并且需 要實現如下要求，即輻射，優選為電磁譜的可見部分的輻射，能夠由所述樣品放射和/或與 所述樣品相互作用。 EP 1 539 353描述了一種用于包含限定了多個光學開口的熱臺的生物試驗設備 的蓋。光通路以簡單的通孔實現，并構造成允許輻射穿過熱臺。熱臺具有構造成背對多個 樣品井的第一側和構造成面向多個樣品井的第二側。熱臺還包括構造成覆蓋位于熱臺第一 側的多個光通路中的至少一個的透光滑蓋。在EP' 353公開的實施方式中，該"滑蓋"以由 塑料或者玻璃制造的光透板實現，覆蓋并因而光連接所有光學開口 。 US 6 043 880和US 6 597 450公開了包含多個諸如發光二極管的光發射設備的 光掃描儀，每個發光二極管發射的光以錯時方式通過相應光纖發射向多個流體樣品中的相 應流體樣品。因此，每個流體樣品在對應于光傳輸到樣品的不同時間響應激發光而產生輻 射。 US '880和US '450的焦點在于提供一種單個檢測器，該單個檢測器能夠探測多個 樣品發射的光，這是因為每個樣品在不同的時間發射光。該儀器進一步包括多個分叉光纜， 激發光能從該分叉光纜發射向相應的樣品，并且樣品響應激發光所發射的光能被該分叉光 纜接收并提供給單個檢測器。 US 4 652 127涉及一種用于測量容置在一組小玻璃管中的液體樣品的光學特性 的儀器。該儀器包括下側加熱面和上側加熱面(板)。該儀器進一步包括第一熱源和第二 熱源，其中第一熱源布置在小玻璃管下方，并且水平地布置到那里；第二熱源布置在小玻璃 管上方并且也水平地布置到那里。US '127主要關注建立沿小玻璃管的溫度梯度以及通過 該溫度梯度來防止冷凝。 WO 2002/41999涉及一種通過覆蓋井陣列中的每個井的方式對抗(光學)透明蓋
4上的物質的冷凝的方法，所述井陣列形成一種具有由井的底部形成的下側和由井的上邊緣 形成的上側的試驗板。覆蓋膜密封地附著到這些邊緣上。此外，試驗板放置到膜上，板的下 表面與保持在低于室溫的設定溫度的冷卻板接觸，板的上表面設置在距離溫度保持在高于 室溫的設定溫度的加熱臺設定距離處。 US 2006/0008897涉及一種用于將光聚焦到系統中的一個或者更多個樣品以進行 生物試驗的光學系統。根據一個實施方式，提供了透鏡陣，然而不是如"加熱蓋配置以容納 透鏡"(第2欄，
段)那樣是覆蓋用裝置的不可或缺的部分(integral part)。
與前面關于US 2006/0008897的論述類似，US 2006/0221336提及聚焦透鏡/準 直透鏡陣列(第4欄，
段)，它們不是作為覆蓋用裝置的一部分提供的。
US 6 852 986涉及一種熒光計，所述的熒光計包括多個低生熱光源以及用于將多 個樣品容器安置成與所述光源進行光通信的裝置。這個熒光計可以與熱循環儀結合。熱循 環儀具有"設有多個與每個樣品管相對應的孔的熱控蓋"。既然所述孔是敞開的(充滿空 氣)，在熒光計的光學系統中可能會產生冷凝問題。 總之，現有技術的實施方式的一個缺陷是提供剛性板作為覆蓋用裝置的一部分， 具有可用于光學接觸的敞口 (充滿空氣)通孔。這導致與板的變形相關的已知問題，尤其 是板太薄的情況。變形問題因在板上增加一系列孔而加劇。 此外，充滿空氣的通孔/鉆孔還可能導致由鉆孔的邊沿和邊緣產生的殘余散射和
雜散輻射。這個問題借助于現有技術中所描述的鏜圓錐孔僅能得到部分解決。 現有技術的另一缺陷是與熱接觸和/或絕熱的不均勻性相關的問題。具體而言，
用于光學接觸的裸眼(open hole)可以作為熱"煙囪"，導致板/蓋/罩上的可汽化樣品組
分凝結和/或因蒸發而導致可汽化物質的損失。具體地，諸如板的用于覆蓋樣品的裝置中
的裸眼，導致如通常設置在所述覆蓋用裝置上方的光學系統中的可汽化流體可能凝結。在
光學系統受到冷卻的情況下，這是顯著問題。 這種"煙囪"問題的可能解決方案是在樣品和光學系統之間插入透明滑蓋(如EP 1 539 353中所建議的那樣)。然而這導致當透光滑蓋處于中間時相鄰樣品之間的光交叉 干擾的附屬問題。實質上，一個樣品的輻射可能與相鄰樣品反射/折射的光相互作用。
發明內容
因此，鑒于本領域的現有技術，本發明的一個目的是，提供一種覆蓋用裝置和一種 設備，其中，按照這種設備，至少一個樣品，優選地至少一種容置在容器中的樣品，由覆蓋用 裝置以某種方式覆蓋，使得所述的至少一個樣品是可以光學接觸的，尤其是便于執行光學 測量，然而同時，背景輻射，尤其是覆蓋用裝置所固有的光散射和/或熒光得以避免或者至 少達到最小。 此外，本發明的優選目的是如果多于一個樣品需要能夠光學接觸，例如，在樣品陣
列容置在樣品井中的情況下，所述樣品之間的光交叉干擾得以避免或達到最小。 本發明的另一優選目的是提供一種覆蓋用裝置和一種設備，該設備允許在至少一
個樣品/容器上施加壓力，以提供或者改善所述覆蓋用裝置和至少一個樣品(或者是容置
所述樣品的容器)之間的熱接觸，同時，使樣品或者樣品組分的潛在蒸發和/或在所述覆蓋
用裝置和/或潛在地位于樣品上方的光學系統上的所述樣品的可蒸發流體冷凝。覆蓋用裝
5置還應該優選地實現在存在樣品容器的情況下，改善樣品容器以及用于容置的環繞裝置之 間的熱接觸。 特別地，容器或者井陣列中不同容器/井之間的冷凝的不均勻性和/或蒸發的不 均勻性，應該得以避免/達到最小。如果多個樣品和/或容器/井由基本上相當于板/壓 板的覆蓋用裝置覆蓋，尤其該應用后者。 這些和其它目的可以利用下述覆蓋用裝置解決，該覆蓋用裝置覆蓋至少一個樣 品，優選地至少12個樣品，進一步優選地至少48個樣品，更優選地至少96個樣品，更進一 部優選地至少384個樣品，其中，所述覆蓋用裝置包括至少一個光學耦合路徑，優選地至少 12個光學耦合路徑，更優選地至少48個光學耦合路徑，進一步優選地至少96個光學耦合路 徑，更進一步優選地至少384個光學耦合路徑，其中至少一個，優選地所有光學耦合路徑， 包括一種折射率大于空氣的折射率和/或密度大于空氣的密度的材料，二者均在標準溫度 (20°C )和壓力(latm)下測量。 在本發明中，"覆蓋用裝置"是封閉至少一個樣品并且能夠將壓力施加或者傳遞到 至少一個樣品和/或容置有樣品的容器上的單元。這種覆蓋用裝置還可以稱為"板"或者 "壓板"或者"蓋"。盡管優選基本上呈板狀的覆蓋用裝置，非板狀的覆蓋用裝置和/或多構 件或者多板組件也是本發明的一部分。 優選的是，所需要的用于激發和/或記錄輻射的光學系統位于所述覆蓋用裝置的 上方。在一個替換實施方式中，光學系統是覆蓋用裝置的部分。 本申請文件中通篇使用的術語"輻射"優選地包括熒光、透射的輻射，冷光，吸收、 發射和/或散射的光。還包括濁度測量。 根據本發明，至少一個光學耦合路徑，優選地所有光學耦合路徑與所述覆蓋用裝 置制成一體。 進一步優選地，所述的至少一個光學耦合路徑自覆蓋用裝置的外表面延伸到所述 覆蓋用裝置的內表面。 進一步優選的是，所述的覆蓋用裝置不包括自覆蓋用裝置外表面貫通至覆蓋用裝 置內表面、且在覆蓋用裝置工作過程中用作光學耦合路徑并可充滿空氣或者密度與空氣密 度相當的任何其它介質的通孔。 更進一步優選的是，系統，優選地光學系統，激發和/或記錄輻射的元件，尤其是 光源(二極管，發射可見光的熱設備發射，激光器等)和/或檢測器位于光學耦合路徑的外 表面上方或者直接與其光接觸。 根據本發明的優選實施方式，所述的覆蓋用裝置包括至少一個用于加熱和/或冷
卻的裝置，且和/或與至少一個用于加熱和/或冷卻的裝置直接接觸和熱接觸。 在本發明的優選實施方式中，所述覆蓋用裝置是執行溫度受控環境中實施的并且
需要光學接觸到至少一個樣品的工藝和/或反應的設備的部分。除了上述覆蓋用裝置外，
所述設備包括至少一個下述附加元件 至少一個用于容納至少一個樣品的裝置； 至少一個用于加熱和/或冷卻至少一個樣品的裝置； 至少一個光源； 至少一個檢測器。
優選的是，所述光源是響應電流、外加電壓或者通過輻射的受激發射而發射輻射 的設備(激光器)。更優選的是，所述光源傳遞包括(以lnm增量度量)位于400-800nm范 圍內至少一個波長的電磁輻射。 優選的是，所述檢測器能夠檢測熒光標記(fluorescent marker)發射的輻射，優
選地輻射包括(以lnm增量度量)位于400-800nm范圍內的至少一個波長的輻射。 根據本發明的優選實施方式(涉及所述的覆蓋用裝置和所述的設備)，至少一個
樣品容置在至少一個容器或者反應容器中或者板或塊的至少一個井或凹坑或凹痕中。所述
容器或者板或塊是可以置換的，或者是所述設備的不可或缺的部分，尤其是容納裝置的不
可或缺的部分。 此處所述的光學耦合路徑的目的(以及覆蓋用裝置和設備的優選用途)是允許觀
測從至少一個樣品發射的輻射和/或能夠將光輻射耦合到樣品中，即激發所述樣品。 在進一步優選的實施方式中，根據本發明的覆蓋用裝置和/或設備用于執行對溫
度敏感的且需要光學接觸至少一個樣品的化學或生物反應，優選為執行連同核酸擴增的反
應，尤其是基于聚合酶鏈反應(PCR)的化驗。優選地，所述設備是熱循環儀、酶標儀，解鏈曲
線分析儀和/或適于實施檢測的便利擴增技術，尤其是分別在定量聚合酶鏈反應(qPCR)和
實時PCR情形下，或者是它們的部分。還包括qPCR作為端點閱讀器的用途。 本發明的設備尤其適用于定量聚合酶鏈反應(qPCR)和/或實時聚合酶鏈反應，其
中產生的DNA的量在至少一個，優選在每個，PCR循環后通過熒光標記進行測量。 根據本發明的優選實施方式，覆蓋用裝置和設備用于使至少一個樣品，優選為兩
個或更多個樣品熱循環，連續地或者間斷地測量發射自一個樣品和/或由樣品透射或者否
則轉播的輻射，優選地為熒光。
圖1是現有技術(EP 1 539 353)中所描述的設備的示意圖。 圖2顯示了根據本發明的優選實施方式的實施方式，其中提供了與用于覆蓋的熱 裝置制成一體的透鏡陣列。
具體實施例方式
根據本發明，覆蓋用裝置覆蓋至少一個樣品，優選地覆蓋至少12個樣品，更優選 地至少48個樣品，進一步優選地至少96個樣品，更進一步優選地384個樣品。而且，所述 覆蓋用裝置包括至少一個光學耦合路徑，優選地至少12個光學耦合路徑，更優選地至少48 個光學耦合路徑，進一步優選地至少96個光學耦合路徑，更進一步優選地至少384個光學 耦合路徑，其中至少一個，優選地全部光學耦合路徑包括折射率大于空氣折射率的材料和/ 或密度大于空氣密度的材料。 在這里，術語"光學耦合路徑(optical coupling path)"理解為覆蓋用裝置的外 表面與覆蓋用裝置的內表面之間的連接，其允許至少用于包括波長從400nm到800nm的電 磁輻射，即可見光，的部分從(封閉的)覆蓋用裝置的外側到覆蓋用裝置的內側的轉移，從 而到達至少一個樣品或者從至少一個樣品放射。 其中，覆蓋用裝置的"外表面"理解為覆蓋用裝置基本上朝向包括所述覆蓋用裝置
7的設備的用戶的表面。對應地，覆蓋用裝置的"內表面"理解為覆蓋用裝置基本上朝向至少 一個樣品的表面。 根據本發明，除了所述光學耦合路徑需要包括在標準溫度(20°C )和壓力(latm) 以及波長為520nm條件下測量時折射率大于空氣的折射率和/或密度大于空氣密度的材料 外，對光學耦合路徑不存在任何限制。 根據本發明的優選實施方式，至少一個光學耦合路徑的折射率在標準溫度和氣壓 以及波長為520nm時大于1. l，優選地大于1. 2，更優選地大于1. 3，進一步優選地大于1. 4。
根據本發明的優選實施方式，至少一個光學路徑的密度在溫度為2(TC、標準壓力 (latm)時大于1. 5kg/m3，優選地大于10kg/m3，更優選地大于100kg/m3，進一步優選地大于 1000kg/m 更進一步優選地大于2000kg/m3。 根據本發明的優選實施方式，至少一個光學路徑實現為如下裝置(光學透鏡)，即 便于電磁輻射的聚焦，擴張或者校直，優選地在400nm到800nm波長范圍內的輻射。進一步 優選地，所述光學透鏡能夠聚焦所述輻射。至少一個，優選地所有光學透鏡可以涂覆有減少 反射的涂層或者現有技術中已知的任何其它類型的涂層。 如果多個光學透鏡是覆蓋用裝置的部分，所述光學透鏡優選地以陣列或者矩陣的
形式布置。更優選地，所述透鏡陣列是覆蓋用裝置的不可或缺的部分。 根據本發明的優選實施方式，至少一個光學路徑包括如下聚合材料，即聚合材料
的折射率在標準溫度和氣壓以及波長為520nm時大于1. l，優選地大于1. 2，更優選地大于
1. 3，進一步優選地大于1. 4。優選樹脂塑料或者聚合材料，因為它們固有地具有或者導致低
殘余熒光和/或光散射。 根據本發明的優選實施方式，當輻射在從光學耦合路徑的兩側中的任意一側進入 時，至少一個光學耦合路徑透射(transmit)至少25%的輻射，其中所述"輻射"包括400nm 到800nm范圍內的至少一個波長(即lnm間隔)，優選地所有波長。進一步優選地，透射至 少50%的所述輻射，更優選地至少75% ，更進一步優選地至少90% 。"透射"在上下文中表 示所述輻射進入覆蓋用裝置一側("內表面"或者"外表面")，限定在此位置具有全部100% 的強度，并且在衰減了給定百分比后在覆蓋用裝置的另一側離開。 根據本發明的優選實施方式，覆蓋用裝置，優選為熱臺，包括在電磁譜的光學部分 中透明的至少一個部分或者區域。選擇光譜范圍使得對電磁輻射的透明度存在于200nm到 1000nm波長范圍內，優選地300nm到900nm，特別優選地250nm到800nm。透明區域或者部 分選自由貫穿整個覆蓋用裝置的圓柱形開口組成的集合；開口相對于覆蓋用裝置/板的上 側逐漸減小(變窄)并且貫穿整個覆蓋用裝置/板臺；圓柱形開口貫穿覆蓋用裝置/臺的 整個厚度，其中透明體插入到所述圓柱形開口中；開口相對于覆蓋用裝置/臺的上側逐漸 減小(窄)并且貫穿覆蓋用裝置/臺的整個厚度，其中透明體插入到所述錐形(變窄)開 口中。透明體優選為光學透鏡，例如液體透鏡、智能透鏡或者菲涅耳透鏡。或者，透明體不 是透鏡而是適于開口形狀的透明體，其中所述透明體是，例如圓柱體或者錐形圓柱體，但不 用作光學成像目的。透明體，尤其是充滿所述透明體的開口，具有如下優點，即通過選擇透 明體的類型，能夠影響離開和/或發射信號的強度及質量。 根據本發明的優選實施方式，至少一個光學耦合路徑，優選所有光學耦合路徑與 覆蓋用裝置制成一體，并且尤其與圍繞至少一個光學耦合路徑的材料制成一體。
為了本發明的目的，當在所述至少一個光學耦合路徑與所述覆蓋用裝置的圍繞材 料之間不存在不超出測量誤差的物理隔離時，光學耦合路徑與覆蓋用裝置制成一體。
由此可知，在包括所述覆蓋用裝置的所有設備的操作過程中，尤其是在所述覆蓋 用裝置的打開和關閉過程中，以及執行光測量過程中，當覆蓋用裝置覆蓋至少一個樣品時， 至少一個，優選為全部光學耦合路徑保持在相對于所述覆蓋用裝置的相同位置。特別地，關 于光學耦合路徑和覆蓋用裝置不需要裝配/拆卸。 根據本發明的優選實施方式，光學路徑的材料不同于圍繞覆蓋用裝置的材料。優 選的是，所述區別表明了所述區別本身是至少關于下述材料特性中的一種而言的關于透 射％的區別、關于折射率的區別和/或關于密度的區別。 在優選實施方式中，對400nm到800nm范圍內的至少一個波長(即lnm間隔)，優選 為全部波長而言，圍繞至少一個光學路徑的材料透射小于1%的可能進入覆蓋用裝置的兩 側中任一側的輻射。更優選地，透射小于O. 1%的所述輻射，更進一步優選地小于0.01%。
特別優選地，光學耦合路徑是由對可見光基本上透明的材料制成的，而圍繞材料， 優選地覆蓋用裝置的全部剩余部分由基本上不透明的材料制成，優選為對一般人眼而言具 有灰色或者黑色外觀的材料。這種材料的光學失配優選地導致相鄰光學耦合路徑之間交叉 "光學解耦"。 還可想象得到，當基本上透明時，光學耦合路徑包括選擇性地吸收和/或反射特 定波長/波長范圍的組分，從而優選地賦予其若干顏色。 作為一種技術效果，使光學耦合路徑彼此解耦，尤其是通過在光學耦合路徑之間 提供一種不同的，基本上不透明的材料，單個光學耦合路徑之間的光學交叉干擾達到最小 或者完全避免。 而且，由于光學耦合路徑對于覆蓋用裝置是不可或缺的事實，對任何類型的鏜孔 (充滿空氣)甚至是錐形孔的邊沿而言典型的光散射和/或殘余反射達到最小或者避免。 這種保持尤其是因為兩個光致密材料，即根據本發明的光學耦合路徑和用于覆蓋的圍繞裝 置，之間不存在空氣間隙。這種平滑的"光學兼容性"還使可能潛在地干擾樣品輻射的殘余 輻射達到最小或者避免。 在這種情形下，特別優選的是，選擇光學耦合路徑和圍繞材料的光學性能使得殘 余輻射和/或散射得到限制，例如通過確保光學耦合路徑內部的全部內反射和/或通過匹 配基本上透明的光學耦合路徑與基本上不透明的圍繞材料。 至于制造覆蓋用裝置，優選將光學耦合路徑用材料注射(成型)到提供上述"圍 繞材料"的覆蓋用裝置本體的模框中。這種材料或者這至少兩種材料優選為具有聚合物性 質，并且制造工藝優選包括模鑄、澆鑄、(共)成型、注射成型、(共)注、(共)擠壓成型或 者其任何組合方法。 在替代優選實施方式中，覆蓋用裝置由允許透光的材料制造，并且分別掩蓋外表 面和內表面以便限定光學路徑。 根據本發明，增強用于覆蓋至少一個樣品，優選用于覆蓋多個樣品的裝置以便更 好地適于轉移關閉/覆蓋樣品所需要的壓力。 舉例來說，通過使設備變硬，例如用肋狀物支撐，可以實現硬化。或者，通過優選為 格狀的陶瓷板/型板附加金屬的方式可以實現強化和/或硬化，且因此不干擾光學接近。在
9覆蓋用裝置實質上為板時優選這種強化/硬化方法。 根據本發明，對于所述的至少一個樣品沒有任何限制。樣品可以是單一物質、反應 混合物或者任何其它可以想象得到的材料。包括盲樣。優選適于qPCR，尤其是包括熒光標 識的樣品。 在優選實施方式中，所述的至少一個樣品容置在至少一個反應容器中和/或板的 至少一個井/凹坑/凹痕中，該板尤其是樣品井板(多滴定板(multititer plate) 、 PCR 板)或者塊，尤其是平塊。樣品還能以可消耗/可置換的方式容置，即放置在平塊上。
反應容器，板或者塊是可以置換的或者是設備，尤其容置用裝置，的固定部分和/ 或不可缺少的部分。 對于優選地容置至少一個樣品的反應容器沒有任何限制。 反應容器可以是封閉的(即可能有罩或蓋或者可以通過薄板或薄膜或金屬薄片 覆蓋)或可以是開口的。開放式反應容器可緊鄰封閉式反應容器使用。優選反應容器是本 領域技術人員已知的適于進行PCR的反應管，包括平底容器。按照本發明，放置在反應容器 上的任何罩，蓋，薄板，金屬薄片或薄膜優選為光學透明的，以便允許樣品的光學調查，特別 是輻射的激發和記錄。 為了適當地密封反應容器、板或者塊，覆蓋用裝置優選包括密封結構，例如優選增 加圍繞光學耦合路徑的位置的，尤其是光學透鏡和/或對應于樣品塊中壁的位置的位置， 邊沿。優選的是，所述邊沿或者等同結構是可以彈性變形的。 對于用于加熱和/或冷卻的裝置不存在任何限制。優選地，該裝置能夠加熱或者 冷卻至少一個樣品和/或至少一個反應容器或者板或者塊。優選的是，用于加熱和/或冷 卻的裝置選自下述集合電阻加熱器，以流體為介質的加熱/冷卻，空氣/氣體冷卻，玻爾帖 加熱/冷卻，摩擦(焦耳)加熱/冷卻，和/或輻射加熱。 根據本發明的優選實施方式中，用于加熱和/或冷卻至少一個樣品和/或反應容 器的至少一個裝置是覆蓋用裝置的部分和/或與覆蓋用裝置熱接觸且直接接觸。在這種情 況下，優選的是，用于加熱和/或冷卻的所述裝置使樣品的蒸發達到最小或者得以避免，和 /或使位于覆蓋用裝置附近上面或者里面，尤其是優選為光學透鏡的光學耦合路徑的上面 或者里面，的已蒸發樣品的凝結達到最小或者得以避免。 根據本發明的優選實施方式，當覆蓋用裝置覆蓋至少一個樣品時，在所述覆蓋用 裝置的操作過程中，尤其是在所述覆蓋用裝置的打開和關閉過程中，以及執行光學測量過 程中，作為覆蓋用裝置的部分的用于加熱和/或冷卻的所述裝置與所述覆蓋用裝置制成一體。
當操作過程中用于加熱和/或冷卻的所述裝置與所述覆蓋用裝置制成一體時，進
一步優選的是，在故障和/或需要更換的情況下能夠替換用于加熱和/或冷卻的所述裝置，
即優選的是，用于加熱和/或冷卻的所述裝置可替換地與覆蓋用裝置制成一體。 對于用于加熱和/或冷卻的所述裝置，優選的是，該裝置提供為適于任何或者所
有覆蓋用裝置表面的加熱用金屬薄片或者薄板。加熱用金屬薄片或者薄板還可以壓印在覆
蓋用裝置的任何或者所有內表面或者外表面上。在這種情形下優選印刷電路板和/或導體帶。 其中，優選的是，布置所述加熱用金屬薄片或者薄板使得它們不干擾光學耦合路徑的光傳輸。其中，優選的是，金屬薄片或者薄板本身是充分透明的或者它們包含適當的凹 陷。 對于用于材料加熱和/或冷卻、回填、擠壓或者共擠壓的裝置所應用的膜、薄板或 帶，優選能夠起到電阻加熱和/或導熱作用的的材料。 以與用于加熱的裝置的任何或者所有內表面或者外表面熱接觸的方式使用玻爾 帖元件也包括在本發明的范圍中。 還優選將加熱栓塞或線圈插入覆蓋用裝置的相應凹痕中。 對于用于對至少一個樣品進行熱處理和光學檢測、包括根據本發明的覆蓋用裝置 的設備，優選的是，在包括覆蓋用裝置的所述設備的其它單元中，尤其是在用于容納多個樣 品和/或反應容器的裝置中，設置用于加熱和/或冷卻的附加裝置。 對于根據本發明的設備的部分的、用于容納至少一個樣品的裝置不存在任何限
制。該裝置可以是反應容器的支架或者可以是塊或者板，例如金屬、塑料材料或者復合材料
制造的(平)塊，它們均可以包含井或者凹坑或者任何其它類型的凹痕/容器。 用于容納的裝置可以是，例如(微量滴定)板、具有用于保持反應容器、圓盤式傳
送帶、任何其它類型的多井板或者平塊的插入物的水浴。優選地，用于容納的裝置是塊形或
者盒形。優選的是，所述裝置是絕熱的。進一步優選的是，用于容納的裝置包括用于從下方
和/或旁側加熱和/或冷卻反應容器和/或樣品的裝置。 用于容納的裝置可以是可替換的或者可重用的。它們可以是根據本發明的設備的 基體或者其任何其它部分的臨時或者永久部分。 覆蓋用裝置優選地臨時或者永久地固定到用于容納樣品或者反應容器的裝置上 和/或與其對齊。在這種情況下，優選的是，覆蓋用裝置和用于容納的裝置共有一個共同的 基體。進一步優選的是，包括用于容納的裝置和覆蓋用裝置(可選擇地包括基體)的單元 完全封裝和/或包住至少一個樣品或者反應容器。完全封裝和/或包住改善了溫度的穩定 性。根據本發明，當溫度穩定性達到最大時，確保了光學接近樣品。
附圖詳述 圖1顯示了現有技術(EP 1 539 353)中公知的實施方式。熱臺(10)具有位于凹
進區域(18)的光學開口 (12)。充滿空氣的光學開口由滑蓋(40)覆蓋。本發明避免了潛在
地導致光交叉干擾的透光滑蓋和潛在地導致殘余輻射和光散射的充滿空氣的開口。 圖2顯示了根據本發明的優選實施方式。其中以熱臺的方式顯示了用于覆蓋96
個樣品(例如，設置在96井板中)的裝置。作為板的不可或缺的部分的加熱器示意性地以
用于該加熱器電連接的窄帶的方式顯示(例如，實現為加熱用金屬薄片)。此外，圖中顯示
了 (灰色橢圓形點)與熱臺制成一體的96個光學透鏡的陣列(代表根據本發明的96個光
學耦合路徑)。圍繞光學透鏡的材料(顯示為黑色)不同于光學透鏡材料。 優選地，這兩種材料都是聚合物，其中光學透鏡用的灰色材料基本上是透明的，而
圍繞透鏡的黑色材料基本上是不透明的。
1權利要求
一種覆蓋用裝置，覆蓋至少一個樣品，優選地至少12個樣品，更優選地至少48個樣品，進一步優選地至少96個樣品，更進一步優選地至少384個樣品，其中，所述覆蓋用裝置包括至少一個光學耦合路徑，優選地至少12個光學耦合路徑，更優選地至少48個光學耦合路徑，進一步優選地至少96個光學耦合路徑，更進一步優選地至少384個光學耦合路徑，其中至少一個，優選地所有光學耦合路徑，包括一種折射率大于空氣的折射率和/或密度大于空氣的密度的材料，其特征在于，至少一個光學耦合路徑，優選地所有光學耦合路徑，與所述覆蓋用裝置成一體。
2. 如權利要求1所述的覆蓋用裝置，其中，所述覆蓋用裝置基本上具有板的形狀。
3. 如權利要求1或2所述的覆蓋用裝置，其中，所述的至少一個光學耦合路徑自所述覆 蓋用裝置的外表面延伸到所述覆蓋用裝置的內表面。
4. 如權利要求1至3中的任一項所述的覆蓋用裝置，其中，用于激發和/或記錄輻射的 光學系統位于所述覆蓋用裝置的上方，而所述覆蓋用裝置位于所述至少一個樣品的上方。
5. 如權利要求1至4中的任一項所述的覆蓋用裝置，其中，所述覆蓋用裝置不包括任何 自所述覆蓋用裝置的外表面延伸至所述覆蓋用裝置的內表面、且在所述覆蓋用裝置的操作 過程中用作光學耦合路徑并能夠充滿空氣或者密度與空氣密度相當的任何其它介質的通 孔。
6. 如權利要求1至5的任一項所述的覆蓋用裝置，其中，所述覆蓋用裝置包括至少一個 用于加熱和/或冷卻的裝置，和/或與一個這種用于加熱和/或冷卻的裝置直接物理接觸 且熱接觸。
7. 如權利要求1至6中的任一項所述的覆蓋用裝置，其中，所述至少一個樣品容置在至 少一個容器或反應容器中或者板或塊的至少一個井或凹坑或凹痕中。
8. 如權利要求1至7中的任一項所述的覆蓋用裝置，其中，所述至少一個光學耦合路徑 的折射率在標準溫度和壓力以及波長為520nm時大于1. l，優選地大于1. 2，進一步優選地 大于1. 3，更進一步優選地大于1. 4。
9. 如權利要求1至8中的任一項所述的覆蓋用裝置，其中，所述的至少一個光學路徑的 密度在溫度為2(TC、標準壓力時大于1. 5kg/m 優選地大于10kg/m 更優選地大于100kg/ m 進一步優選地大于1000kg/m 更進一步優選地大于2000kg/m3。
10. 如權利要求1至9中的任一項所述的覆蓋用裝置，其中，至少一個光學耦合路徑實 現為光學透鏡，其中優選地，所有光學耦合路徑都實現為光學透鏡。
11. 如權利要求1至9中的任一項所述的覆蓋用裝置，其中，光學透鏡陣列設置成與所 述覆蓋用裝置成一體。
12. 如權利要求1至11中的任一項所述的覆蓋用裝置，其中，當輻射進入所述光學耦合 路徑的兩側中的任一側時，至少一個光學耦合路徑透射至少20%的輻射，其中所述輻射包 括不超過lnm間隔的處于400至800nm范圍內的至少一個波長，優選地所有波長。
13. 如權利要求1至12中的任一項所述的覆蓋用裝置，其中，所述光學路徑的材料區別 于圍繞所述覆蓋用裝置的材料。
14. 如權利要求13所述的覆蓋用裝置，其中，所述區別本身表現為至少關于下述材料 性能中的一種關于透射％的區別，關于折射率的區別，關于密度的區別。
15. 如權利要求13或14所述的覆蓋用裝置，其中，所述兩種材料具有聚合特性，并且制造工藝包括壓鑄、澆鑄、(共)成型、注射成型、(共)注、(共)擠壓或者其任何組合。
16. 如權利要求6所述的覆蓋用裝置，其中，所述用于加熱和/或冷卻的裝置選自下述 集合，所述集合包括應用于所述覆蓋用裝置的任何或者所有表面的加熱箔片或薄板，壓印 到所述覆蓋用裝置的任何或者所有的內或外表面上的加熱箔片或薄板，印刷電路板、導體 帶。
17. —種設備，包括至少一個如權利要求1至16中的任一項所述的覆蓋用裝置，還包括 至少一個下述元件 至少一個用于容納至少一個樣品的裝置； 至少一個用于加熱和/或冷卻至少一個樣品的裝置； 至少一個光源； 至少一個檢測器。
18. 如權利要求17所述的設備，其中，所述用于加熱和/或冷卻的裝置選自下述集合， 即電阻加熱器、以流體為介質的加熱/冷卻、空氣/氣體冷卻、玻爾帖加熱/冷卻、摩擦(焦 耳)加熱/冷卻，和/或輻射加熱。
19. 如權利要求17或18所述的設備，其中，所述光源是響應電流、施加電壓或者通過輻 射的受激發射而發射輻射的設備，例如激光器，并且優選地傳送包括以lnm增量度量的處 于400-800nm范圍內且的至少一個波長的電磁輻射。
20. 如權利要求17至19中的任一項所述的設備，其中，所述檢測器能夠檢測輻射，優選 地為包括以lnm增量度量的處于400-800nm范圍內的至少一個波長的輻射。
21. 如權利要求17至20中的任一項所述的設備的用途，用于觀測從至少一個樣品發射 的和/或由至少一個樣品反射或透射的輻射，優選為熒光。
22. 如權利要求21所述的用途，或者用于執行對溫度敏感的需要光學接觸至少一個樣 品的化學或生物反應的用途，優選為執行連同核酸擴增的反應，尤其是基于聚合酶鏈反應 (PCR)，特別是定量聚合酶鏈反應(qPCR)和/或實時聚合酶鏈反應的化驗，進一步優選為解 鏈曲線分析和/或使用實時檢測的其它擴增技術，包括qPCR作為端點閱讀器和/或在端點 閱讀器中的使用。
全文摘要
本發明涉及了一種覆蓋用裝置以及一種執行包括至少一個樣品的工藝和/或反應的設備，該工藝和/或反應在溫度受到控制的環境中進行的并需要光學接觸至少一個樣品。為了本發明的目的，“光學接觸”理解為電磁輻射經穿過覆蓋用裝置與至少一個樣品相互作用和/或自所述的至少一個樣品放射而未完全衰減的性能，該電磁輻射包括或者由電磁譜的可見部分的輻射，優選地從400nm到800nm，組成。盡管本發明是示例性地討論在熱循環儀情形下，尤其是分別在定量聚合酶鏈反應(qPCR)和實時PCR情形下進行例示性討論，本發明的覆蓋用裝置和設備并不限于這種具體應用，而是涉及本領域技術人員已知的所有應用，其中一些種類的樣品/混合物需要在特定溫度下處理，并且需要滿足輻射，優選為電磁譜的可見部分中的輻射，能夠由所述樣品放射和/或與所述樣品相互作用的要求。
文檔編號G01N21/03GK101743064SQ200880020363
公開日2010年6月16日 申請日期2008年6月13日 優先權日2007年6月15日
發明者克爾杜拉·克羅爾, 托馬斯·烏史庫瑞特 申請人:艾本德股份有限公司