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CN103907010A - 样本的平行光学检测 - Google Patents

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CN103907010A CN201280053570.6A CN201280053570A CN103907010A CN 103907010 A CN103907010 A CN 103907010A CN 201280053570 A CN201280053570 A CN 201280053570A CN 103907010 A CN103907010 A CN 103907010A
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Abstract

本发明涉及盒(400)、传感装置，以及用于样本的光学检测的方法。源自TIR室的探测表面处的全内反射的第一输出光束，以及来自检查室(420)内部的第二输出光束(L2')都被接收于观察区域(OR)内。优选地，这些输出光束被同一光探测器，举例来说图像传感器，探测。因此，本发明允许观测在TIR室处的全内反射，并允许从相同的观测区域OR看到检查室(420)中。例如，这能够通过由第一和第二输出光束相遇的窗口的不同倾角来实现，能够通过在输出光束的路径中的不同光学元件(407)来实现，和/或通过检查室中的光散射表面结构来实现。

Description

样本的平行光学检测
技术领域
本发明涉及盒、传感设备，以及用于样本光学检测的方法，所述检测包括光束在探测表面处的全内反射。
背景技术
US2010/0310423A1公开了具有井的生物传感器盒，所述井具有传感器表面，在所述传感器表面处样本微粒能够通过光束的受抑全内反射(Frustrated Total Internal Reflection)(FTIR)而被探测到。在可选的实施例中，传感器表面具有锯齿状表面结构，光通过所述锯齿状表面结构被短距离引导穿过所述样本。通过所描述的生物传感器盒，样本能够在接近于传感器表面的区域被检测。
发明内容
本发明的目的在于提供一种装置，其允许用于样本的更多通用的和/或快速的检测，特别是用于生物样本的临床参数的确定。
这个目的通过根据权利要求1的盒、根据权利要求2的传感设备和根据权利要求3的方法来实现。优选的实施例在从属权利要求中被公开。
根据它的第一方面，本发明涉及用于样本，例如类似血液、唾液或尿的生物体液，的光学检测的盒。术语“盒”应表示可替换元件或单元，样本能够通过所述可替换元件或单元被提供至传感设备进行处理。盒通常将是一次性组件，其通常仅被用于单个样本使用一次。根据本发明的盒包括以下组件：
a)具有探测表面的第一样本室。术语“样本室”应表示通常空的腔室或者填充有类似于凝胶的一些物质的腔室，所述物质会吸收样本物质；它可以是开放的腔室、闭合的腔室、或者是通过流体连接通道连接至其它腔室的腔室。由于下文中解释的功能性，第一样本室将在下文中出于参考的目的被称为“TIR室”。
b)在下文中出于参考的目的将被称作“检查室”的第二样本室。该检查室和TIR室通常被分开(不连接)，但是本发明包括它们只是一个高级室的不同部分。
此外，存在邻近于盒的观测区域，源自所提及探测表面处的全内反射的第一输出光束以及来自检查室内部的第二输出光束能够在所述观测区域中被接收(或“被看见”)。
前述“观测区域”通常是指二维(块的)表面、区域或地带，其与盒具有一些几何学关系，但是通常不与有形组件相对应。其通常是平坦的并位于盒的材料的外部或至多位于所述材料的(外)表面上。如同将参考本发明的优选实施例而被详细解释的那样，透镜可位于观测区域中或位于观测区域处以捕获第一和第二输出光束。然而，需要被注意的是，第一和第二输出光束通常将被观测区域的不同子区域所接收。
当谈及发生在探测表面处的全内反射时，填充TIR室的(样本)材料被假设具有大约1.1和1.6之间的折射率n，优选地约为1.3(即，水的折射率)。
根据第二方面，本发明涉及用于样本的光学检测的传感设备，所述设备包括以下组件：
a)具有探测表面的在下文中被称为“TIR室”的第一样本室。
b)在下文中被称为“检查室”的第二样本室。
c)至少一个光探测器，其被布置在观测区域以接收第一输出光束和第二输出光束，所述第一输出光束源自探测表面处的全内反射，所述第二输出光束来自检查室的内部。
根据第三表面，本发明涉及用于样本的光学检测的方法，所述方法包括以下步骤：
a)将样本填充至具有探测表面的第一样本室(“TIR室”)以及第二样本室(“检查室”)。
b)引导输入光束至探测表面，如此使其全内反射成为穿过观测区域的第一输出光束。
c)在检查室内部生成第二输出光束，所述第二输出光束离开所述检查室并且也穿过观测区域。
d)在第一输出光束和第二输出光束穿过观测区域之后对其引导。
盒、传感设备和上文所描述的方法包括观测区域能够被识别的相同特征，在TIR室的探测表面处的全内反射能够与来自检查样本室的内部的光同时地被从所述观测区域看见。因此，不同的光学检测能够在所述两个样本室中被进行，所述两个样本室在观测区域处可被平行地观测到。这减少了获得多个检测结果所必须的时间，这在临床应用中是特别重要的。另外，不同光学检测能够在基本上相同的设备中进行，所述设备被用于(或在之前已经被用于)执行仅仅一种类型的光学检测。
由于盒、传感设备以及方法是本发明的相关实施例，所以被提供给它们中的一个的解释和定义对于其他实施例也是类似地有效的。而且，传感设备特别地可包括所描述的盒，并且方法可特别被所描述的盒和/或所描述的传感器设备所执行。在下文中，本发明的各种优选实施例将被描述，所述各种优选实施例与盒、传感设备和上文所限定的方法同等地相关。
检查室允许在其内部(也就是说，不仅仅是在检查室的表面附近)对样本进行光学检测。作为临床重要性的示例，检查室可包括比色测定。在比色测定中，试剂颜色的变化作为所关注的样本参数的指示，例如电解质的浓度。为了评估比色测定，在检查室内部被试剂所生产或影响的光必须被探测。这通过对来自检查室内部的第二输出光束的探测是可能的。
第二输出光束总体上可包括通过在检查室内的任何适合的过程，例如通过荧光，所生成的光。在优选的实施例中，第二输出光束包括在检查室内被反射的光。这尤其可包括由比色测定的试剂进行的反射，其中所述反射以特有的方式改变反射光的光谱组成。
一般地，第一输出光束和第二输出光束可通过在观测区域布置在适合位置处的不同光探测器探测。然而在优选的实施例中，第一和第二输出光束利用相同的光探测器探测。使用一个且相同的探测器用于两种输出光束具有使硬件成本、占空间量和维护努力最小化的优点。即使是使用单个光探测器，也能够容易地实现由第一或第二输出光束所导致的探测器信号之间的区别。例如，相应的输入光束可通过特有的方式被调制，或者它们可具有不同的光谱。
被用于探测第一和/或第二输出光束的光探测器中的至少一个可包括图像传感器。利用图像传感器，在延伸区域中的过程能够被同步观测到。特别地，图像传感器可被用来与前述实施例相结合，即作为用于第一和第二输出光束这两者的单个光探测器。在这种情况下，两个输出光束可被映射至图像平面的不同区域上，从而产生了第一和第二输出光束的成分(contribution)的空间分离。
第二输出光束穿过将在下文中出于参考的目的而被称为“检查表面”的表面而离开检查室。检查表面通常会是检查室的整个内部表面的平坦的部分(小平面)。
根据一个优选实施例，前面提及的检查室的检查表面与TIR室的探测表面相平行。此外，两个平面可任选地同时位于同一平面中。当检查表面与探测表面平行时，这将简化容置TIR室和检查室的组件(盒)的布局，因为两个样本室能够基本上具有相同的设计。
根据另一个实施例，检查室的检查表面具有光散射表面结构。这样的表面结构例如可以通过多个突起来实现，所述突起使入射光折射向不同方向(进入检查室或离开检查室)。当检查表面平行于探测表面时，所以光散射表面结构尤其可被使用，因为其允许从相同方向同时照射两个表面。这是因为由于光散射结构的原因使得照射没有在检查表面处进行全内反射(如它处于平行的探测表面处那样)。
前面提及的光散射表面结构可优选地包括试剂，例如比色测定所需要的试剂。实现检查室的材料(举例来说玻璃或透明塑料)然后可以实际上具有平坦表面，试剂被沉积在所述平坦表面上使得光散射表面结构光学地形成。
在成本和设计简单性方面，对于TIR室和检查室使用类似的或同样的设计将是有利的。然而这个提议与两个室应该从相同观测区域处被观察，一个室在全内反射角度下，另一个室不在全内反射角度下的需求相冲突。
为了处理前面所述的困境，至少一个光学元件可被提供用于使第二输出光束转向，也就是说，使其在其从检查室到观测区域的路径上偏转。由于第二输出光束的转向，对TIR室和检查室使用同样的设计是可能的。应该被注意的是，能够等同地提供下述光学元件，所述光学元件使第一输出光束转向使得第一和第二输出光束都到达观测区域。使第二输出光束转向仅具有其能够被添加至已被设计成仅用于全内反射的许多现有传感装置的优点。
所提及的光学元件可特别地包括腔室，第二输出光束和/或输入光束通过所述腔室。所述腔室通常形成在容置检查室的(盒)材料中。另外，“穿过腔室”应该通常包括第二输出光束穿过其一个表面进入腔室并穿过其另一个表面离开腔室。通过腔室形成的光学元件具有其能被容易地生产的优点，例如仅通过在注射成型的盒的生产期间留出一些材料。
在本发明的另一个实施例中，第一输出光束和第二输出光束穿过不同斜度的离开窗口而离开其中提供有TIR室和检查室的材料。典型地，所述的材料对于两个样本室而言将是相同的材料(也就是说，两个样本室都在相同主体中实施)和/或是一次性盒的材料。而且，术语“离开窗口”在这个实施例中优选地表示“最终离开窗口”，意思是相应的输出光束在所述离开窗口和观测区域之间不与其他组件相遭遇。由于离开窗口的不同斜度，当第一和第二输出光束离开材料时被不同地折射。这能够被用于引导两个光束朝向相同的观测区域。
根据本发明的另一个实施例，检查室的检查表面不与TIR室的探测表面相平行。这允许检查表面以不同于全内反射角度的角度布置(从观测区域看)，其避免了上文对于平行表面所述的相关困境。
探测表面和检查室可被相互平行的输入光束照射。这具有单一光源能被用于照射的优点。
然而前面所描述的提议的问题是平行的输入光束必须分别地在TIR室处进行全内反射以及进入检查室。这又是相冲突的需求(如上文关于输出侧所讨论的)，这通常阻止对于两个样本室使用相同的设计。根据本发明的另一个实施例，探测表面和检查室因此被不相互平行的输入光束照射。在这种情况下，所描述的问题能够通过引导输入光束分别在全内反射的临界角以下和以上的角度而到达相对应的表面上来解决。
附图说明
通过参考下文所描述的实施例，本发明的这些及其它方面将会变得清楚并被阐明，
在附图中：
图1示出了根据本发明的第一盒的顶侧透视图，在所述第一盒中三个TIR室和一个检查室被提供；
图2示出了沿着图1中的II-II线穿过TIR室和相关联的传感设备的横截面；
图3示出了沿着图1中的III-III线穿过检查室的横截面；
图4示出了穿过具有检查表面的盒的检查室的横截面，所述检查表面具有光散射表面结构；
图5示出了穿过盒的检查室的横截面，所述盒具有改进斜度的盒离开窗口；
图6示出了穿过盒的检查室的横截面，所述盒具有用于使第二输出光束转向的腔室；
图7示出了穿过盒的检查室的横截面，所述盒具有用于使第二输出光束和相应的输入光束都转向的腔室；
图8示出了穿过盒的检查室的横截面，所述盒具有改进斜度的样本室离开窗口；
图9示出了穿过用于比色测量的典型的试纸条的横截面。
附图中类似的附图标记或以100的整数倍相区分的附图标记表示相同或相类似的组件。
具体实施方式
本发明的实施例将在下文中结合用于对体液(例如唾液、尿或血液)中的特定目标分子进行探测的生物传感器。例如从US2010/0310423A1能够获知的生物传感器平台(也称作飞利浦“Magnotech”平台)在免疫测定中使用磁性微粒来探测蛋白质，并且采用称之为FTIR(受抑全内反射)的光学探测方法。通过在用于蛋白质的免疫测定探测的同一多室的盒中实现对其他被分析物(电解质、代谢物、小分子)的测量，来在临床化学参数的方向上延伸这样的生物传感器的标准应用范围是希望的。
为了使其不同，目标是能够在使用少量血液的快速、紧凑的分析器中同时地实现基于免疫测定的探测以及临床化学参数的比色探测。能够执行蛋白质和电解质/基质的探测的优点通过示例而被论证，在所述示例中患者的状况受到数个参数(举例来说，慢性心力衰竭)影响。
在所提及的生物传感器中，免疫测定探测系统使FTIR探测最优化，以获得对血液中低浓度蛋白质的测量所需的高灵敏度。为了维持免疫测定性能，也非常希望用于临床生物参数的探测的主要适应性来自盒。必须在可使用的(举例来说，Magnotech)盒的形状因素(form factor)内实现，并且以分析器的标准探测分支能够被用于FTIR和比色信号两者的探测的方法来实现。这是因为在不扰乱用于免疫测定应用的现有FTIR探测的情况下改变探测分支是极其困难的。然而，改变照射分支是可能的，因为与探测分支的变化相比，照射分支中的变化(或增加)最终对用于FTIR的分析器具有更小的影响。
而且，也希望能够使用现有的试剂技术用于在临床化学探测中生成比色信号。例如，在溶液中生成的比色信号可以通过使用光学吸收而被探测。然而，下面的示例将更多地描述能够使用反射率进行探测的盒。反射率具有能够被应用至横向流动带的优点(举例来说，基于硝化纤维纸或塑料)。试剂最佳测定性能的沉积和稳定在现有技术(US5211914)中是已知的。
反射率可以通过来自样本的反射光相对于标准而被测量。由于已知的反射率测量过程具有各种缺点和/或不能容易地结合至FTIR传感器，所以本发明试图：
-使FTIR分析器的照射分支适合；
-修改用于FTIR和反射率两者的现有盒；
-不改变现有的FTIR探测分支。
通过这种方式，FTIR的性能被维持，使得小的样本体积/参数被激活，并且分析器和盒这两者的小的形状因素被维持。
因此，必要的部分是以在(比色)探测室底部的入射角变得比反射的临界角小的方式来改变盒，使得看到所述探测室内部变得可能。它防止了探测室的底部起到类似防止光从探测室的内部到达探测器的反射镜的作用。
所提议的解决方案能通过以下各种选项来实现，例如
-通过探测室的散射底部或底部上的散射层；
-通过局部移除常规盒窗口；
-通过在盒底部中的锯齿(起到使输出光束转向的棱镜的作用)；
-通过穿过探测室的内壁的探测。
所有的这些选项都能被局部地应用至盒，如此使得仅仅意图用于反射率探测的室受到影响，与此同时原样维持FTIR室。在下文中，这些选项的实施例将更详细地进行描述。
图1、2和3涉及发明的第一实施例。图1示出了相关联的盒100的透视图(移除了盖箔102)。盒100包括四个第一井或样本室110、120，以及一个中心室。中心室用作“真正的基准白”室，其未被样本填充且因此未连接至任何流体通道。其它的四个室110和120在设计上是相同的，并且沿y方向一个位于另一个的后面地布置。这些室中最左边的三个在下文中将被称作“TIR室”110。这些室中最右边的一个在下文中将被称作“检查室”120。
能够在图1中看到的附加组件包括用于供给样本流体到样本室110、120中的通道104，用于超量样本的蓄液器103，以及侧部光入射窗105。
图2示出了沿图1中的II-II线的穿过盒100的截面，所述横截面穿过TIR室110。除了图1之外，该图还示出了平坦的盖箔102，所述盖箔102在顶侧上覆盖并密封盒100的主体101。
此外，图2示意性地图示出了分析器的组件，所述分析器与盒100一起构成传感设备10，并且通过所述分析器，光学检测能够在盒100内进行。由于分析器实际上保持不变，因此其未在其它图中示出。
盒100例如可由玻璃或类似聚苯乙烯的透明塑料制成。在它的TIR室110中，具有待被检测的目标成分(举例来说，毒品、抗体、DNA、甲状旁腺素PTH等等)的样本流体能够被提供。样本通常还包括磁性微粒，例如超顺磁性珠粒，其中这些微粒可作为标签附着至上述目标成分。需要注意的是，其他标签微粒，例如充电的或荧光微粒，也可以代替磁性微粒而被使用。
“探测表面”111形成了TIR室110的底侧。一个或多个“探测点”可被设置在这个探测表面111上，所述探测点包括附着位置，举例来说抗体，其能够特别地附着目标成分。
传感装置10进一步包括用于发射(第一)“输入光束”L1的光源11，所述“输入光束”L1穿过倾斜的进入窗口105进入盒100并以大于全内反射(TIR)的临界角的角度θ到达探测表面111。因此，其被全内反射为(第一)“输出光束”L2，所述“输出光束”L2穿过倾斜的离开窗口106离开盒100并被光探测器，举例来说通过被布置在观测区域OR中的照相机12的光敏像素，所探测。光探测器12因此生成探测表面的图像，所述图像进一步在评估单元13(举例来说微处理器)中被处理。
传感装置10进一步包括磁场生成器，磁场生成器例如包括具有设置在盒的底部和/或顶部(未示出)的绕组和磁芯的电磁体14，用于可控地在TIR室110的探测表面111和邻近空间中生成磁场。在这个磁场的帮助下，磁性微粒能够被操纵，也就是说被磁化并且特别是被移动(如果具有梯度的磁场被使用的话)。因此，举例来说吸引磁性微粒到探测表面111以加速相关联的目标成分附着至所述表面是可能的。
所描述的传感设备10使用光学装置对在TIR室110中的磁性微粒进行探测。为了消除或者至少最小化背景的影响(举例来说，样本流体，诸如唾液、血液等等的影响)，探测技术是表面特定的(surface-specific)。这通过使用受抑全内反射的原理来实现。这个原理是基于当入射光束L1全内反射时，瞬逝(evanescent)波传播(指数式地下降)到TIR室中的事实。如果这个瞬逝波然后与具有不同于水的折射率的另一个介质，像磁性微粒，相互作用，那么部分输入光将被耦合到样本流体中(这被称作“受抑全内反射”)，并且反射强度将降低(然而反射强度对于干净的分界面且没有交互作用时将是100％)。此外，这个过程的细节可在WO2008/072156A2中被发现，其作为参考而被结合在本文中。
图3示出了沿着图1中的III-III线的横截面，所述横截面穿过检查室120。可以看到的是这个检查室120在形状和尺寸上基本相同于TIR室110。它包括位于其底部的“检查表面”121，第二输出光束L2'通过所述“检查表面”121离开检查室120的内部。由于第二输出光束L2'平行于第一输出光束L2且在其离开盒100的路径上遇到相同几何结构的组件，从而穿过离开窗口106离开后者，所以第二输出光束L2'也到达观测区域OR。从而，其能够和第一输出光束L2一样被相同的光探测器12所探测到(其未被在图3中再次示出)。
所描述的设计中的问题是检查表面121在全内反射角度下被从观测区域OR处看到。这将实际上防止了来自检查室120内部的光能够到达在所描述的路径上的观测区域OR。为了解决这个问题，光散射结构以实际与检查表面121光学接触的方式被提供。这允许来自探测室120的内部的光在观测区域OR的方向上穿过这个表面而离开。在盒100中，所述表面结构通过比色测定的变色试剂122提供，所述变色试剂122被直接沉积在(平坦的)检查表面121上。试剂122的光散射特性能够使光输出耦合(outcouple)成第二输出光束L2'。
试剂122例如可被适用于大范围分析物的(定性的或定量的)探测，包括钾、纳、肌氨酸酐、碱性磷酸酶、淀粉酶、胆固醇、肌氨酸酐致活酶、肌氨酸酐、葡萄糖、GOT、GPT、HDL、Hb、K+、胰淀粉酶、甘油三酸酯、尿酸、尿素。
此外，试剂122能够使朝向检查表面121引导的第二输入光束L1'输入耦合。第二输入光束L1'与第一输入光束L1(图2)相平行，并且优选地由相同光源11生成。第二输入光束L1'的光在检查表面121处不是全内反射，因为它通过试剂12而被散射到检查室120中。
图3还指示了从不平行于第一输入光束的方向照射探测器120的可能性，例如使用(第三)输入光束L1''从底部(或者从上部，未示出)，尤其是从垂直于检查表面121的方向。
所描述的第一实施例提供了在颜色变化发生在单个层(像在钾带(potassium strip))中且这个层能够被恰当沉积在检查表面121上的条件下简单而有效的解决方案。在实践中，这些条件不能总是被满足。因此优选的可选实施例是将具有试剂的变色层附接至覆盖盒的顶箔。这个方法在下面将被描述的实施例中被使用。由于TIR室和分析器的设计保持基本相同，因此它们不在为了下文的实施例而被再次描述。
图4示出了穿过盒200的第二实施例的检查室220的横截面(与图3中的横截面相类似的)。与先前实施例中的那些类似或相同的组件具有增加100的相应的附图标记，并且不再进行描述。如上文中已经提及的，试剂222现在被提供在检查室220的顶部表面上，也就是说附接至盖箔202。而且，检查表面221自身具有光散射表面结构，例如包括类似于US2010/0310423A1中所描述的那些的特定的三角形结构或楔223。这样的设计已经通过使用具有大约145°和大约90°顶角的金字塔结构被成功地测试过。
检查室220的照射可以通过输入光束L1'、L1''而完成，如上文参考图3所描述地。
图5示出穿过第三盒300的检查室320的横截面，其中试剂322再次被提供至检查室320的顶部表面上。位于检查室320底部的检查表面321是平坦的且平行于相应的TIR室的探测表面(图2)(可选地甚至是在与相应的TIR室的探测表面相同的平面中)。
(第二)输出光束L2'仅能在比全内反射的临界角小的角度离开检查室320。因此，该光不能在与被全内反射的第一输出光束L2(图2)类似的路径上到达观测区域OR。不过为使第二输出光束L2'到达观测区域OR，离开窗口306被以适合的倾角(不同于图2中离开窗口106的倾角)被定向，该光束穿过所述离开窗口306离开盒300。
图6示出穿过第四盒400的检查室420的横截面。检查室420在设计上与前面的实施例(盒300)的相类似。从而，需要第二输出光束L2'的转向实现其能够到达观测区域OR。这种转向通过具有在检查室420下面的腔室或锯齿407的光学元件来实现。除了这种锯齿407之外，盒的其它部分与TIR室(图2)的横截面中的相同。锯齿407具有第二输出光束L2'穿过这个腔室且被两次折射的效果，即当进入和离开它的时候。这使得第二输出光束L2'被适当地转向，如此使得其能够在比TIR的临界角小的角度下离开检查表面421，并且同时到达观测区域OR。
附图还示出了检查室420能够被分别来自底部或顶部的输入光束L1''或L1'''照射。另外，输入光束L1'能够被引导至检查表面421上，如果需要的话，在全内反射的角度下引导。
所描述的设计具有下述优点，即在盒400底部的较小锯齿407足够使光折射使得在盒-样本交界面上的TIR从探测分支的观点看被避免。所示出的锯齿407是不对称的，以允许所解释的不同照射选项。这个解决方案能够在其完好地离开盒的离开窗口的同时被应用至单独的探测室。
图7示出穿过第五盒500的检查室520的横截面。相对于先前实施例(盒400)的不同之处是检查室520下面的腔室或锯齿507现在是对称的。在全内反射角度下朝向检查室520引导的输入光束L1'将因此以与第二输出光束L2'相同的方式被折射。从而，这样的输入光束L1'的光能进入检查室520。
图8示出穿过第六盒600的检查室620的横截面。这个横截面的形状基本上与穿过TIR室(图2)的横截面的相同，仅仅检查室620的形状不同。特别地，检查室620具有检查表面621，第二输出光束L2'穿过所述检查表面621离开，所述检查表面621不再平行于TIR室的探测表面(图2)。替代地，检查表面621以这样的角度倾斜，使得第二输出光束L2'能够朝向观测区域OR而离开检查室620(发生或不发生折射)。优选地，检查表面621和离开窗口606彼此平行和/或平行于第二输出光束L2'。
图9示出试剂的典型实施例，其可被沉积在检查室中，例如被用在图3中的检查室120中的试剂122。这些试剂122通常包括从底部到顶部的层状机构：
-箔122a；
-颜色试剂122b；
-输送纸(transport paper)122c，液体样本通过毛细作用力穿过所述输送纸122c而被输送；
-基底122d，其用作机械载体。
具有试剂的带122可被颠倒地定位在检查表面121上，并且由输入光束L1'所照射。输入光束L1'穿过透明的顶箔层122a到达带122的变色层122b，与此同时变色层122经由输送纸122c而从另一侧发生润湿。
这个构造被认为不大适合于临床化学在多室盒的单独的室中与免疫测定进行整合。因此本发明优选的实施例将变色层例如与盒的顶箔相结合(图4-8)。在这些实施例中的输送纸不要求与相同的流体建立接触；室被期望用由毛细作用力驱动的样本流体自发地填充，就像在其中进行免疫测定的室。
总之，本发明设计盒、传感装置，以及用于样本的光学检测的方法。源自TIR室121的探测表面111处的全内反射的第一输出光束L2和来自检查室120-620的内部的第二输出光束L2'都被接收于观测区域OR内。优选地，这些输出光束被用相同的探测器，例如图像传感器12，所探测。本发明因此允许观测在TIR室处的全内反射，并允许从相同的观测区域OR看到检查室中。例如，这能够通过由第一和第二输出光束相遇的窗口的不同倾角来实现，能够通过在输出光束的路径中的不同光学元件来实现，和/或通过检查室中的光散射表面结构来实现。本发明能特别地能够与现有的FTIR生物传感器(举例来说，飞利浦的Magnotech平台)相结合地应用。
在本发明已经通过附图及上述说明被详细描述的同时，这样的图示和描述将被认为是说明性或示例性的，而不是限制性的；本发明不限于所公开的实施例。所公开的实施例的各种变形能够被那些所属技术领域的技术人员在实践要求保护的本发明时通过对附图、说明书及所附权利要求书的学习而被理解和实现。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一个”或“一”不排除多。在相互不同的独立权利要求中陈述特定元件的事实并不表示这些元件不能够有利地结合使用。权利要求中的任何附图标记不应被理解为对范围的限制。

Claims (15)

1.一种用于样本的光学检测的盒(100、200、300、400、500、600)，所述盒包括：
a)具有探测表面(111)的第一样本室(110)；
b)第二样本室(120、220、320、420、520、620)；
其中源自所述探测表面(111)处的全内反射的第一输出光束(L2)以及来自所述第二样本室(120、220、320、420、520、620)内部的第二输出光束(L2')能够在邻近所述盒的观察区域(OR)中被接收。
2.用于样本的光学检测的传感设备(10)，所述传感设备包括：
a)具有探测表面(111)的第一样本室(110)；
b)第二样本室(120、220、320、420、520、620)；
c)被布置在观测区域(OR)处以接收第一输出光束(L2)和第二输出光束(L2')的至少一个光探测器(12)，所述第一输出光束(L2)源自所述探测表面(111)处的全内反射，所述第二输出光束(L2')来自所述第二样本室(120、220、320、420、520、620)的内部。
3.一种用于样本的光学检测的方法，所述方法包括以下步骤：
a)将样本填充至具有探测表面(111)的第一样本室(110)以及填充至第二样本室(120、220、320、420、520、620)中；
b)引导输入光束(L1)至所述探测表面(111)，使得所述输入光束被全内反射成穿过观测区域(OR)的第一输出光束(L2)；
c)在所述第二样本室(120、220、320、420、520、620)中生成第二输出光束(L2')，所述第二输出光束(L2')离开所述第二样本室并且然后还穿过所述观测区域(OR)；
d)在所述第一输出光束(L2)和所述第二输出光束(L2')穿过所述观测区域(OR)之后，探测所述第一输出光束(L2)和所述第二输出光束(L2')。
4.根据权利要求1所述的盒(100、200、300、400、500、600)，其特征在于，所述第二样本室(120、220、320、420、520、620)包括比色测定。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二输出光束(L2')包括在所述第二样本室(120、220、320、420、520、620)内部被反射的光。
6.根据权利要求2所述的传感设备(10)，其特征在于，所述第一输出光束(L2)和所述第二输出光束(L2')被用同一光探测器(12)探测。
7.根据权利要求2所述的传感设备(10)，其特征在于，所述光探测器包括图像传感器(12)。
8.根据权利要求1所述的盒(100、200、300、400、500)，其特征在于，所述第二样本室(120、220、320、420、520)具有检查表面(121、221、321、421、521)，所述第二输出光束(L2')能够穿过所述检查表面离开所述第二样本室，所述检查表面平行于所述探测表面(111)。
9.根据权利要求1所述的盒(100-200)，其特征在于，所述第二样本室(120、220)具有检查表面(121、221)，所述第二输出光束(L2')能够穿过所述检查表面离开所述第二样本室，所述检查表面具有光散射表面结构(122、223)。
10.根据权利要求9所述的盒(100)，其特征在于，所述光散射表面结构包括试剂(122)。
11.根据权利要求1所述的盒(400、500)，其特征在于，至少一个光学元件(407、507)被提供用于使所述第二输出光束(L2')转向。
12.根据权利要求11所述的盒(400、500)，其特征在于，所述光学元件包括腔室(407、507)，所述第二输出光束(L2')穿过所述腔室。
13.根据权利要求11所述的盒(300)，其特征在于，所述第一输出光束(L2)和所述第二输出光束(L2')穿过不同斜度的离开窗口(106、306)而离开在其中设置所述第一样本室(110)和所述第二样本室(320)的材料。
14.根据权利要求1所述的盒(600)，其特征在于，所述第二样本室(620)具有检查表面(621)，所述第二输出光束(L2')穿过所述检查表面而离开所述第二样本室，所述检查表面相对于所述探测表面(111)倾斜。
15.根据权利要求2所述的传感设备(10)，其特征在于，所述探测表面(111)和所述第二样本室(120、220、320、420、520、620)被彼此平行的输入光束(L1、L1')照射。
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