公开了一种成像设备，其用于对对象（１）进行温度和发光组合空间成像，该对象（１）诸如用于检测生物分子的生物阵列。光（５）被分离到第一光路（１０）和第二光路（２０）中，其中第一光路（１０）引导来自对象（１）的红外（ＩＲ）光而第二光路（２０）引导来自对象（１）的发光，优选地为荧光。图像增强装置（３０）将第一光路上的红外光（１０ａ）转换为增强光（１０ｂ），优选地为可见光。布置光电探测装置（１００）以对对象（１）空间成像，还将光电探测装置布置为交替接收来自第一光路（１０）和第二光路（２０）的光。处理装置（２００）能够组合温度图像（１１）和发光图像（２１）以便获得具有这两个图像之间的直接空间对应的对象组合图像（２５）。对于生物阵列，这提供了涉及对其上定位有大量探针分子的阵列组合成像的许多优势。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于对相关对象进行温度和发光组合空间成像的成像设 备，该相关对象诸如用于检测生物分子的生物阵列。本专利技术还涉及包括根 据本专利技术的成像设备的生物检测系统。本专利技术进一步涉及用于进行温度和 发光组合空间成像的方法。
技术介绍
用于检测诸如核酸的特殊生物分子的方法有多种，并且技术人员目前 可用到许多不同的方法。检测特异性核酸或核酸组具有多种重要的实际应 用，包括为了诊断目的的基因鉴定。通常，可以特别地在所谓的生物阵列(或微阵列)上进行诸如多核苷酸、DNA、 RNA、细胞和抗体的生物样品("靶")的检测，在该生物阵列 上相应的探针分子附着在测试阵列的不同位置上。靶探针例如DNA/RNA-寡核苷酸、抗体-抗原、细胞-抗体/蛋白质、激素受体-激素等。当靶与相应 探针分子结合或杂交时，可以通过多种光学、电子甚至微机械方法进行靶 生物分子的检测，例如参见5,846,708号美国专利。现在这些生物阵列普遍 应用于生物化学领域。靶和探针分子之间的结合或杂交的一个重要参数是生物阵列上的局部 温度。首先，如果靶分子是双链核酸，则需要分离两个互补链的所谓的变性 过程。例如可以通过提高包含靶分子的样品的温度来实现变性。其次，许多相关的生物分子表现出某种程度的非特异性结合或杂交， 从而限制了采用生物阵列进行的测定的特异性。通过将生物阵列上的局部 温度设置为正好在特异性靶分子的熔解温度之下以区别非靶分子，这种影 响可以被避免或降低。第三，杂交过程本身由通常高度依赖温度的结合动力学控制。因此杂交的正确解释，具体来说是这些结合的定量评价需要精确控制生物阵列上 的温度。由于这些以及其他的原因，对生物阵列的精确和快速的温度测量就非 常重要。然而，对生物阵列的温度测量很少提供关于结合过程的充分信息， 尽管一些结合事件可能会放热并且从而提高生物阵列上的局部温度。例如可参见美国专利申请2004/0180369，其中将红外热成像结合表面等离子体 应用于附着到靶分子上的纳米粒子。用于检测生物阵列上的分子结合的一个常用技术是对也被称为"标记 物"的荧光标记探针的光学检测。通常，标记物可以是关于其物理分布和/ 或其向外发出信号的强度可检测的任何试剂。虽然荧光剂被广泛使用，但 是可替换物包括磷光剂、电致发光剂、化学发光剂、生物发光剂等。典型地，对于DNA序列分析应用，将碱基特异性荧光染料共价结合到 与DNA聚合酶一起使用的寡核苷酸引物或链终止双脱氧核苷酸。适当波长 的入射光激发染料，并且随后观测荧光发射以监测荧光标记受体。诸如例 如溴化乙啶的染料当存在于双链DNA或RNA中时可以进一步呈现显著的 荧光增加。因此，这些染料可以用来指示生物阵列上的杂交。然而，上述的荧光方法提供的光学图像具有如下缺点在生物学上相 关温度区间中难以组合荧光图像和相关温度数据，其中相关温度数据由例 如红外热成像或其他种类的温度成像来提供。在光学成像中这通常被称为 "相关问题"。典型地，通过匹配来自这两个来源的图像而解决这一问题， 考虑到一些荧光和/或温度图像的微米级分辨率，和由于温度图像通常没有 荧光分量的事实，以及反之亦然地，对象的荧光图像不包含或包含非常有 限的关于对象温度的信息的事实，这可能导致错误匹配。因此，改进的发光和温度成像设备是有利的，具体来说是更有效和/或 可靠的成像设备是有利的。
技术实现思路
因此，本专利技术优选地试图单独地或以任意组合的方式缓解、减轻或消 除一个或多个上述缺点。具体来说，可以看作本专利技术的目标的是提供一种 解决现有技术的上述问题的对对象进行温度和发光组合成像的成像设备。通过提供一种用于获得相关对象的温度和发光的组合空间图像的成像 设备，在本专利技术的第一方面达到这个目标和几个其他目标，所述设备包括-光学分离装置，用于将从对象接收到的光分离到第一和第二光路中， 将所述第一光路布置为引导从对象接收到的光的红外(IR)部分，将所述 第二光路布置为引导从对象接收到的光的发光部分，-图像增强装置，其能够将第一光路上的光的红外光部分转换为增强光，-光电探测装置，将其布置为对对象空间成像，将所述光电探测装置 布置为交替接收来自第一和第二光路的光，以及-处理装置，其可操作地连接到光电探测装置，所述处理装置适于从 第一光路的增强光获得对象的空间温度图像，所述处理装置还适于至少部 分地空间组合所述温度图像和从第二光路获得的对象发光图像，以便获得 对象的组合图像。由于可以从同一光电探测装置获得对象的温度图像和发光图像这一事 实，本专利技术对于提供更简单化的设备尤其有利，但不限于此。这又降低了 根据本专利技术的成像设备的成本。此外，本专利技术促进了将同一对象的温度图像和相应的发光图像进行组 合的迄今未预见到的可能性。尤其对于生物阵列，这提供了涉及对其上定 位有许多探针分子的阵列组合成像的许多优势。如果这些图像的分辨率在微米或更小的数量级上，人工地或甚至用计 算机来组合或匹配这些图像会非常地耗时和/或困难。然而这可以通过本发 明来避免。在本专利技术的上下文中，术语"红外(IR)光"要在广义上理解为从可 见光的红光端到微波区域的电磁波谱部分。因此，光的红外部分可以定义为从0.65-1500微米(my)的波长范围，优选地为0.70-1200微米，并且更 为优选地为0.75-1000微米。具体来说，光的红外部分可以定义为具有1000、 1200和1500微米的较高波长的光。可替换地，光的红外部分可以定义为具 有0.65、 0.70和0.75微米的较低波长的光。具体对于温度测量，相关波长 区间可以是l-30微米，2-20微米和3-10微米。优选地，如果关于对象的发光数据和温度数据这两者中的任一类型的析结果而丢弃，那么该对象的所述组合图 像可以包括发光数据和温度数据这两者。从对象接收到的光的发光部分包括从包括以下光的组中选择的光光 致发光、电致发光、化学发光和生物发光。具体来说，接收到的光的光致 发光部分可以是荧光或磷光。在本专利技术的上下文中，术语"荧光"要在广义上理解为从以下过程产 生的发射光在该过程中，某一波长的光被分子或原子吸收，并且随后在 称作所述分子/原子的荧光寿命的短时间之后被以更长的波长发射。发射光 通常在可见光光谱(VIS)、紫外光谱(UV)和红外光谱(IR)中，但不限 于此。作为荧光的特殊类型，还要提到anti-Stokes位移。由于与发射分子的 振动相耦合，这种类型的荧光具有比吸收波长更短的发射波长(即更高的 能量)。磷光与荧光的不同之处在于其具有毫秒到数百秒量级的相对长的荧光 寿命。这比纳秒到数百纳秒量级的荧光寿命要高出几个数量级。这个短寿 命是Jabkmski能级图中的直接能级跃迁和分子/原子中控制这种能级跃迁的 选择规则的结果。本专利技术可以在以下实施例中具有应用其中化学反应引起直接发光， 即化学发光。因此，可以没有先前的光吸收。特别地，化学反应可以通过 酶来催化，因此该发光被称作生物发光。有益地，光电探测装置可以是单独光电探测实体以提供从对象获得的 温度图像和发光图像之间的直接空间对应。因此，光电探测装置可以有利 地是单个电荷耦合器件(CCD)。其他备选方案可以包括铂硅化物和铱硅化 物的红外热敏阵列，但是通常可以使用任何种类的光电导体、光电二极管 和雪崩光电二极管。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种成像设备，用于获得相关对象（１）的温度和发光的组合空间图像（２５），所述设备包括： －光学分离装置（３、９、１１），其用于将从所述对象接收到的光（５）分离到第一光路（１０）和第二光路（２０）中，将所述第一光路（１０）布置为引导从所述对象所接收的光的红外（ＩＲ）部分，将所述第二光路（２０）布置为引导从所述对象所接收的光的发光部分， －图像增强装置（３０），其能够将所述第一光路上的所述光的红外光部分（１０ａ）转换为增强光（１０ｂ）， －光电探测装置（１００），将其布置为对所述对象（１）空间成像，将所述光电探测装置布置为交替接收来自所述第一光路（１０）和所述第二光路（２０）的光，以及 －处理装置（２００），其可操作地连接到所述光电探测装置（１００），所述处理装置适于从所述第一光路的所述增强光（１０ｂ）获得所述对象的空间温度图像（１１），所述处理装置还适于至少部分地空间组合所述温度图像（１１）和从所述第二光路（２０）获得的所述对象的发光图像（２１），以便获得所述对象的组合图像（２５）。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：DJW克隆德，A科列斯尼琴科，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。