光学检测器制造技术

本发明专利技术公开了一种光学检测器，至少包括：第一基板，在该第一基板中形成多个孔；第二基板，在该第二基板中设置加热装置以加热所述孔；第三基板，在该第三基板中设置有与所述孔对准的多个光照射部；以及第四基板，在该第四基板中设置有与所述孔对准的多个光检测部。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光学检测器，更具体而言，涉及一种用于基因表达分析、传染病测 试、诸如SNP(单核苷酸多态性)分析的基因分析、蛋白质分析、细胞分析和其它分析的光学 检测器。
技术介绍
近年来，包括DNA (脱氧核糖核酸)芯片或DNA微阵列的杂交检测技术的商业化正 在加快。DNA芯片是封装并固定在基板表面上的大量各种各样的DNA探针。在该DNA芯片 的基板表面上的杂交检测允许包括所有在细胞和组织中的基因表达分析和其它处理。借助于实时PCR(聚合酶链反应)方法来校验由该微阵列所获得的数据。这是一 种用于微量核酸的定量分析的标准方法。实时PCR法通过重复包括“热变性、用引物退火以 及聚合酶伸长反应”的扩增循环允许DNA和其它目标扩增数十万倍。实时PCR法被用于实 时监控如上所述为了定量分析微量核酸所获得的PCR扩增产物。在这种方法中，在单个单 元中结合热循环器和荧光分光光度计的专用装置被用于实时监控PCR扩增产物。除了 PCR法之外，还存在被设计成等温扩增DNA的诸如SMAP (智能扩增处理)、 LAMP(环介导的等温扩增)、NASBA(依赖核酸序列的扩增)以及ICAN(等温的及嵌合引物 引发的核酸扩增)方法的其它核酸扩增技术。然而，此处，将在下面给出实时PCR检测方法 (一种典型的扩增方法)的描述。首先，如果仅目标基因靶可以使用高度特异性引物来扩增，则采用使用SYBR(注 册商标)GreenI的嵌入剂方法。在嵌入剂方法中，使用了当被结合至双链DNA时发射荧光的嵌入剂。通过将该嵌 入剂结合至在PCR反应期间生成的双链DNA并将激发光照射在嵌入剂上来发射荧光。通过 检测该荧光的强度来监控生成的PCR扩增产物的量。该嵌入剂方法不需要设计或合成靶特 异性的荧光标记探针，使其能够容易地应用于各种靶的测量。另一方面，如果需要在具有类似结构的序列之间进行区分或者如果在SNP的类型 方面需要多重检测，则使用探针法。TaqMan(注册商标)探针法是这样的探针法的一个实 例，使用具有通过猝灭剂物质修饰的5’末端和通过荧光物质修饰的3’末端的寡核苷酸作 为探针。TaqMan探针在退火步骤中特异性地杂交至模板DNA。由于在探针上存在猝灭剂， 所以当用激发光照射时，相同的探针并不发射荧光。然而，在伸长反应步骤中，通过TaqDNA 聚合酶的5’至3’核酸外切酶活性来分解杂交至模板DNA的TaqMan探针。结果，荧光物质从探针释放，消除猝灭剂的抑制，并且使荧光被发射。可以通过检测该荧光的强度来监控产 生的PCR扩增产物的量。下面将给出通过上述方法使用实时PCR来量化基因表达水平的步骤的详细描述。 首先，对作为模板的已知浓度的连续稀释的标准样品进行PCR，以找到达到给定量的扩增产 物所需的阈值循环(Ct值)。通过将该Ct值沿水平轴和初始DNA量沿垂直轴绘图来制备标 准曲线。基于此，在相同条件下对未知浓度的样品进行PCR反应，以找到Ct值。最终，通过 该Ct值和标准曲线来测量样品中的目标DNA量。关于与此相关的技术，例如，JP-T-2003-525617和日本专利公开第2001-136954 号(在下文中，分别被称作专利文献1和2)披露了在扩增反应期间的温度控制和其它技 术。
技术实现思路
光学检测器必须实时地测量孔(well)中发生的反应。例如，用于核酸扩增检测的 光学检测器必须实时地测量核酸扩增处理。结果，这样的检测器必须不仅包括进行反应的 孔，而且还包括各种装置。这样的装置包括加热装置，适于加速各个反应；光照射装置，适 于照射激发光；以及光检测装置，适于检测来自孔的荧光和其它光。随着近年来生物技术的显著进步，期望开发出具有更高精度的更紧凑的光学检测ο考虑到上述因素，根据本专利技术，提供了一种很容易制造的高性能且紧凑的光学检 测器。首先，本专利技术的实施方式提供了一种光学检测器。该光学检测器至少包括第一、第 二、第三以及第四基板。在第一基板中形成多个孔。在第二基板中设置加热装置以加热孔。 在第三基板中设置多个光照射装置。多个光照射装置与各孔对准。在第四基板中设置多个 光检测装置。多个光检测装置与各孔对准。在根据本专利技术的实施方式的光学检测器中，在每个基板中均设置必要的装置。这 使得可以通过将一个基板堆叠在另一个上来简单地制造光学检测器。可以在整个第二基板设置加热装置。可替换地，也可以在第二基板上将多个加热 装置与孔对准。只要孔可以被加热，则可以用于根据本专利技术实施方式的光学检测器的加热装置的 结构就没有特别的限制。作为一个实例，可以通过在第二基板中图案化透明电极来构造加 热装置。在这种情况下，ITO和ZnO电极属于可以使用的透明电极。另一方面，可以通过加热装置从孔的任意侧来加热孔。例如，第二基板可以被堆叠 在面向第三或第四基板的第一基板侧上。可替换地，第二基板可以以将第一基板夹在中间 以从两侧加热孔的方式堆叠在第一基板的每一侧上。根据本专利技术的实施方式的光学检测器仅需要至少包括第一至第四基板。然而，可 以在光照射装置与孔之间或在孔与光检测装置之间排列多个聚光透镜。根据本专利技术的实施方式的光学检测器可以用作能够检测孔中核酸扩增的核酸扩 增检测器。在这种情况下，根据本专利技术实施方式的光学检测器允许不仅通过PCR(聚合酶链 反应)法进行核酸扩增，该方法是用于基因扩增的广泛使用的技术，而且还允许通过诸如 SMAP(智能扩增处理)法、LAMP(环介导等温扩增)法、ICAN(等温的且嵌合引物引发的核 酸扩增)法以及NASBA(依赖核酸序列的扩增)法的等温扩增法进行核酸扩增。在根据本专利技术的光学检测器中，必要的装置均被设置在每个基板中并且彼此对 准。这使得可以通过简单地将一个基板堆叠在另一个上来容易地制造高性能的紧凑光学检 测器。附图说明图1是示意性地示出了根据本专利技术的光学检测器的第一实施方式的截面示意图；图2是示意性地示出了根据本专利技术的实施方式的光学检测器的第一基板的实例 的平面示意图；图3是如从图2所示的第一基板的实例的箭头A-A所看到的A-A局部截面图；图4是示意性示出了根据本专利技术的光学检测器的第二实施方式的截面示意图；图5是示意性地示出了根据本专利技术的光学检测器的第三实施方式的截面示意图；图6是示意性地示出了根据本专利技术的光学检测器的第四实施方式的截面示意图；图7是示意性地示出了根据本专利技术的光学检测器的第五实施方式的截面示意图；图8是示意性地示出了根据本专利技术的光学检测器的第六实施方式的截面示意图；图9是示意性地示出了根据本专利技术的光学检测器的第七实施方式的截面示意图； 以及图10是示意性地示出了根据本专利技术的光学检测器的第八实施方式的截面示意 具体实施例方式下面，将给出用于实施本专利技术的优选实施方式的描述。虽然下面所描述的实施方 式示出了本专利技术的典型实例，但是它们不应该被视为限制本专利技术的范围。应该注意，将以下 面的顺序给出描述(1)孔 111 (第一基板 11)(2)加热部121 (第二基板12)(3)光照射部131 (第三基板13)(4)光检测部141 (第四基板14)(5)聚光透镜 151a、151b 和 151c(6)滤光片 161a、161b 和 161c(7)光圈(aperture,小孔)181a、181b、181c、181d 和 181e 以及隔壁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学检测器，包括：第一基板，在所述第一基板中形成有多个孔；第二基板，在所述第二基板中设置有加热装置以加热所述孔；第三基板，在所述第三基板中设置有与所述孔对准的多个光照射装置；以及第四基板，在所述第四基板中设置有与所述孔对准的多个光检测装置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：濑川雄司，世取山翼，甲斐慎一，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]