专利名称：一种控制光学测试装置测试头的机构和方法
技术领域：
本发明涉及一种控制光学测试装置的测试头的机构和方法。光学测试例如可以但不必须是，吸收测试、光致发光测试或化学发光测试。另外，本发明还涉及一种光学测试装置。
背景技术：
在生化分析实验室和临床实验室内所从事的工作通常都基于结合到被测高分子上的不同标签或标记。所用的标记一般为不同的放射性同位素、酶、不同荧光分子以及例如稀有金属的荧光螯合物。通过利用酶自身的生化作用，例如改变分子的物理性能，可以对酶的标记进行检测。在酶免疫测定中，酶可以把无色物质催化为有色物质，或者把非荧光物质催化为荧光物质。利用诸如光度测试的吸收测试可以测试有色物质。在进行吸收测试时，首先测试在无任何样品情况下获得的滤过且稳定的光束强度，然后测试经过一块板内的样品的光束强度。而后计算吸收系数，即吸收值。可采用通常用来测试样品中荧光标记物质的含量的荧光测试方法来测试荧光物质的数量。大部分光致发光标记基于分子发荧光的过程。在此过程中，处于基态的分子吸收光辐射。由于吸收了能量，量子分子跃迁至较高的激发态。在快速振动释放后，分子重新返回到基态，而多余的能量以光量子的方式被释放。由于在此过程中有能量损失，平均吸收的能量比平均发出的能量高。另一种测试方法是化学发光测试法，该方法从没有因光照而被激发的样品中测量物质的发光性能。因此，适合于光致发光测试的光致发光光度计也可用作化学发光光度计。此外，有一种称为扩增冷光近距离均相实验或Alph必creen 的分析方法。该 AlphaScreen 方法的功能基于使用接附到被研究分子的微球。所述球有两种，其被涂覆以充当单线态氧的供体或受体的材料。当液态样品受合适波长(例如680nm)的光照射时，测试开始。随后，供体球中的材料将周围的氧转变为单线态氧。单线态分子的寿命较短，因此通过在液体中的扩散它们只能到达200nm的距离。如果发生了被研究的化学反应，供体球和受体球都被结合到同一分子，从而使它们彼此足够接近。此时，单线态氧可到达受体球， 并在此开始一系列的反应。伴随反应的最后阶段，受体球中的涂布材料发出500-700nm范围内的光子。如果没有发生化学反应，单线态氧无法到达受体球，也就检测不到发光。通过测量光强度，可推断化学反应效率。适合于执行以上描述的一部分或所有测试方法的光学测试装置一般包括至少一个激励光源，用于产生激励光束到每次待测试的一个或多个样品上。每个激励光源例如可以是闪光灯或激光源。在从激励光源到样品的光路中可包括例如透镜、光纤、镜、分色镜、滤光器、单色器和/或其他光学元件。光学测试装置还包括至少一个检测器，用于检测每次从待测样品中发出的光束，以及用于产生响应于该被检测发光光束的检测信号。每个检测器例如可以是光电二极管或光电倍增管。在从样品到检测器的光路中可包括例如透镜、光纤、镜、分色镜、滤光器、单色器和/或其他光学元件。光学测试装置还可包括处理装置，基于与该样品相关的检测信号产生每个待测样品的测试结果。每个待测样品储存在多个样品孔中的一个孔内，所述多个样品孔设在诸如微滴定板的样品板上。光学测试装置可包括例如适于承载样品板的可移动滑板。由于样品板可移动，样品以时间连续的方式被测试，因此每个样品依次成为当前测试的样品。在本文中，把被配置为将激励光束导向到样品和/或收集来自样品的发光光束的光学�？榛虿考莆馐酝贰；谎灾馐酝肥枪庋Р馐宰爸孟喽杂诖庋泛�/或待激励样品的光学接口。为了提供合适的光学测试，必须要对测试头与待测样品和/或待激励样品间的距离进行足够精确的调节。例如在与许多光学测试结合时，激励光束必须合适地聚焦到样品。 例如可以通过以下方式将测试头与样品间的距离调节到期望值首先将测试头移向样品板，在测试头接触到样品板后，再将测试头向后移，以离开样品板一段预定长度，从而使测试头与样品板间形成所期望距离。在这种情况下，可以使用例如接附到测试头的力传感器来检测测试头接触到样品板，所述力传感器被配置为检测测试头施加到样品板的力。以上描述的这种技术方案的不便之处在于，在测试头为可更换模块的情况下，每个测试头需要配备自己的力传感器，还或者在每次更换测试头时，需要将力传感器从一个测试头移到另一个测试头。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供一种用于控制光学检测装置中测试头的新机构，该测试头为光学测试装置相对于待测和/或待激励样品的光学接口，且该光学测试装置还包括第一机械支撑件和第二机械支撑件，其中第一机械支撑件被配置为支撑待接收的样品板，第二机械支撑件被配置为支撑测试头以及改变从测试头到样品板的距离。根据本发明的所述机构包括-控制器，被配置为通过第二机械支撑件使测试头移向样品板，并作为在测试头接触样品板时的响应，将测试头向后移开样品板一段预定的移动长度，从而在测试头和样品板之间形成期望的预定距离，和-传感装置，被配置为检测测试头接触样品板，其中所述传感装置接附于第一机械支撑件且被配置为检测发生在第一机械支撑件中的机械作用，其中该机械作用因测试头接触样品板时测试头施加到样品板的力而引起。因此在不需要给测试头配置传感器的情况下，可以检测到测试头接触样品板。这样是有好处的，因为测试头是光学测试装置中可更换的�？椋庋酶荼痉⒚鞯纳鲜龌梗恍枰扛霾馐酝放浔缸约旱拇衅骰虿恍枰诿看胃徊馐酝肥保Υ衅鞔右桓霾馐酝芬频搅硪桓霾馐酝�。根据本发明的第二方面，提供一种新光学测试装置，包括-测试头，为光学测试装置相对于待测和/或待激励样品的光学接口，-被配置为支撑待接收的样品板的第一机械支撑件，-被配置为支撑测试头以及改变从测试头到样品板的距离的第二机械支撑件，-控制器，被配置为通过第二机械支撑件使测试头移向样品板，并作为在测试头接触样品板时的响应，将测试头向后移开样品板一段预定的移动长度，从而在测试头和样品板之间形成期望的预定距离，和-传感装置，被配置为检测测试头接触样品板，其中所述传感装置接附于第一机械支撑件且被配置为检测发生在第一机械支撑件中的机械作用，其中该机械作用因测试头施加到样品板的力而引起。根据本发明的第三方面，提供一种控制光学测试装置的测试头的新方法，该测试头为光学测试装置相对于待测和/或待激励样品的光学接口，该光学测试装置还包括第一机械支撑件和第二机械支撑件，其中第一机械支撑件被配置为支撑待接收的样品板，第二机械支撑件被配置为支撑测试头以及改变从测试头到样品板的距离。根据本发明的所述方法包括-将测试头移向样品板，-从第一机械支撑件中检测发生在第一机械支撑件内的机械作用，以检测到测试头接触样品板，以及-作为测试头接触样品板时的响应，将测试头向后移开样品板一段预定的移动长度，从而在测试头和样品板之间形成期望的预定距离。所附的从属权利要求中描述了本发明的若干示意性实施例。结合附图阅读以下对具体示例性实施例的描述，可以更好地理解本发明不同示例性实施例的结构、操作方法以及其他目的和优点。在本文中使用的词语“包括”为开放式限定，其不排除包含其他没有提到的特征。 在从属权利要求中引用的特征除非明确指示否则可以相互自由组合。
现在参考以下附图结合例子详细解释本发明的示例实施例及其优点，其中图Ia示出光学测试装置的示意图，该光学测试装置包括根据本发明一实施例的用于控制光学测试装置的测试头的机构。图Ib示出沿图Ia的A-A线俯视下的示意图；图2示出光学测试装置的示意图，该光学测试装置包括根据本发明一实施例的用于控制光学测试装置的测试头的机构，和图3示出根据本发明一实施例的用于控制光学测试装置测试头的方法流程图。
具体实施例方式图Ia示出光学测试装置的示意图，该光学测试装置包括根据本发明一实施例的用于控制光学测试装置的测试头的机构。图Ib示出沿图Ia的A-A线俯视下的示意图。光学测试装置包括被配置为支撑诸如微滴定板的样品板106的第一机械支撑件。待测样品 151，152，153，154，155，156，157储存设在样品板106上的多个样品孔中。第一机械支撑件包括图Ib所示的支撑轨道103和导向件104及105。导向件104和105帮助把支撑轨道 103支撑到光学测试装置的主体，其支撑方式使支撑轨道可在图Ib所示的双向箭头115的方向上移动。第一机械支撑件包括能接收样品板116的滑板114。第一机械支撑件的一部分102帮助把滑板连接到支撑轨道103，其支撑方式使滑板能在支撑轨道的长度方向上沿支撑轨道滑动，即滑板可在图Ib所示的双向箭头116的方向上移动。从而，储存在样品板 106上多个样品孔内的样品可在坐标系统190所限定的xy平面内移动。由于样品板可移动，样品以时间连续的方式被测试，因此每个样品依次成为当前测试的样品。光学测试装置包括激励光源118，该激励光源118例如可以是诸如氙闪光灯的闪光灯。激励光源产生的激励光束通过凹透镜聚焦到光导119，其中所述光导119例如可以是光纤束。光导119连接到测试头101，其中测试头101包括两个通道，一个通道用于激励光束，另一个通道用于由被测样品153发出的发射光束。测试头101包括平凹透镜，其被配置为把激励光束聚焦到被测样品153上以及收集来自样品153的发光光束。发光光束经光导 120导向到检测器121，检测器121被配置为检测由样品153发射的发光光束以及产生响应于该被测发光光束的检测信号。检测器例如可以是光电二极管或光电倍增管。光学测试装置包括第二机械支撑件，该第二机械支撑件被配置为支撑测试头101 以及改变从测试头到样品板106的距离D。第二机械支撑件包括螺杆107和108。螺杆的配对件109和110例如可包括伺服电机，其被配置为使测试头101在坐标系统190的正ζ 或负ζ方向上移动。根据本发明实施例的用于控制测试头101的机构包括控制器111，其配置为通过第二机械支撑件107-110使测试头101移向样品板106，并作为测试头接触样品板时的响应，将测试头向后移开样品板一段预定的移动长度，从而在测试头和样品板之间形成期望的预定距离。该机构还包括接附于第一机械支撑件的传感装置，为了检测到测试头接触样品板的情况，该传感装置被配置为检测发生在第一机械支撑件102-105的机械作用，其中该机械作用由于测试头101施加到样品板106的力而引起。传感装置包括悬出物112，其接附于支撑轨道103，且配置为响应于支撑轨道的扭转而转动，其中支撑轨道的扭转因测试头101施加到样品板106的力而引起。传感装置包括如图Ib所示的连接到导向件105的配对件113。配对件113优选配置为随支撑轨道103 的移动而沿着坐标系统190的正χ或负χ方向上移动。悬出物112包括响应于支撑轨道的扭转与配对件113电接触的接触尖端，其中支撑轨道的扭转因测试头施加到样品板的力而引起。图Ia中的箭头122示意了当测试头101推动样品板106时接触尖端的移动。因此， 图1所示的检测器装置实际上包括电接触器，该电接触器的导电状态被配置为响应于在一部分第一机械支撑件102-105为弯曲时而变化，其中所述弯曲因测试头施加到样品板的力而引起，待检测的机械作用为该部分第一机械支撑件102-105的弯曲。传感装置还可包括置于悬出物112和配对件113之间的压力传感器。图2示出光学测试装置的示意图，该光学测试装置包括根据本发明一实施例的用于控制光学测试装置的测试头的机构。待测样品251，252，253，254，255，256，257储存于设在样品板206的多个样品孔中。光学测试装置包括被配置为支撑样品板206的第一机械支撑件。该第一机械支撑件可以与图Ia和图Ib中所示的光学测试装置的第一机械支撑件相类似。测试头201包括激励光源218和检测器221，其中激励光源218为激光源的，检测器221优选为光电倍增管。光导219将激励光束导向至被激励的样品253。检测器221被配置为检测由被测样品252发射的发光光束，以及产生响应于该被测发光光束的检测信号。光学测试装置包括第二机械支撑件，该第二机械支撑件被配置为支撑测试头201以及改变从测试头到样品板206的距离D。该第二机械支撑件可与图Ia和图Ib中所示的光学测试装置的第二机械支撑件相类似。根据本发明的用于控制测试头201的机构包括控制器211，其配置为通过第二机械支撑件使测试头201移向样品板206，并作为测试头接触样品板时的响应，将测试头向后移开样品板一段预定的移动长度，从而在测试头和样品板之间形成期望的预定距离。该机构还包括接附于第一机械支撑件的传感装置，为了检测到测试头接触样品板的情况，该传感装置被配置为检测发生在第一机械支撑件的机械作用，其中机械作用因测试头201施加到样品板206的力而引起。传感装置还包括接附于第一机械支撑件的丝式应变计217。该丝式应变计产生响应于变形的信号，其中该变形发生在一部分第一机械支撑件上，因测试头施加到样品板的力而引起。因此，待检测的机械作用为发生在第一机械支撑件中机械应变上的变化，该变化因测试头施加到样品板的力而引起。参考图1和2，根据本发明实施例的光学测试装置包括-测试头101，102，其是光学测试装置相对于待测样品和/或待激励样品的光学接 Π,-被配置为支撑样品板106的第一机械支撑件102-105，-第二机械支撑件107-110，被配置为支撑测试头以及改变从测试头到样品板的距离D，-控制器111，211，被配置为通过第二机械支撑件使测试头移向样品板，并作为在测试头接触样品板时的响应，将测试头向后移开样品板一段预定的移动长度，从而在测试头和样品板之间形成期望的预定距离，和-传感装置112，113，217，被配置为检测测试头接触样品板，其中该传感装置接附于第一机械支撑件，且配置为检测发生在第一机械支撑件 102-105中的机械作用，其中该机械作用因测试头施加到样品板的力而引起。图3示出根据本发明一实施例的用于控制光学测试装置测试头的方法流程图，该光学测试装置还包括被配置为支撑待接收样品板的第一机械支撑件，以及被配置为支撑测试头且改变从测试头到样品板间的距离的第二机械支撑件。该方法包括-在步骤301，将测试头移向样品板，-在步骤302，在接附于第一机械支撑件的传感装置的帮助下，检测发生在第一机械支撑件内的机械作用，以检测到测试头接触样品板，以及-作为测试头接触样品板时的响应，在步骤303，将测试头向后移开样品板一段预定的移动长度，从而在测试头和样品板之间形成期望的预定距离。在根据本发明实施例的方法中，利用接附于第一机械支撑件的丝式应变计检测发生在第一机械支撑件中的机械作用，该待检测的机械作用是发生在第一机械支撑件中机械应变上的变化，该变化因测试头施加到样品板的力而引起。在根据本发明实施例的方法中，利用电接触器检测发生在第一机械支撑件中的机械作用，该电接触器的导电状态被配置为响应于在一部分第一机械支撑件为弯曲时而变化，其中所述弯曲因测试头施加到样品板的力而引起，待检测的机械作用为该部分第一机械支撑件的弯曲。在根据本发明实施例的方法中，第一机械支撑件包括支撑导轨和能接收样品板以及能在支撑轨道的长度方向上沿支撑轨道滑动的滑板，并且利用悬出物检测发生在第一机械支撑件中的机械作用，该悬出物接附于支撑轨道，且配置为响应于支撑轨道的扭转而转动，其中支撑轨道的扭转因测试头施加到样品板的力而引起，待检测的机械作用为该悬出物的转动。 以上在说明书中提供的具体例子不应被认为是对本发明范围的限制。因此，本发明不仅仅限于以上描述的实施例。
权利要求
1.一种用于控制光学测试装置的测试头(101，201)的机构，该光学测试装置包括第一机械支撑件(102-10 和第二机械支撑件(107-110)，其中第一机械支撑件(102-10 被配置为支撑待接收的样品板(106，206)，第二机械支撑件(107-110)被配置为支撑测试头以及改变从测试头到样品板的距离(D)，所述机构包括-控制器(111，211)，被配置为通过第二机械支撑件使测试头移向样品板，并作为在测试头接触样品板时的响应，将测试头向后移开样品板一段预定的移动长度，从而在测试头和样品板之间形成期望的预定距离，和-传感装置(112，113，217)，被配置为检测测试头接触样品板，其特征在于，所述传感装置接附于第一机械支撑件且被配置为检测发生在第一机械支撑件中的机械作用，其中该机械作用因测试头施加到样品板的力而引起。
2.根据权利要求1所述的机构，其中所述传感装置包括接附于第一机械支撑件的丝式应变计017)，待检测的所述机械作用是因测试头施加到样品板的力而引起的发生在第一机械支撑件中机械应变上的变化。
3.根据权利要求1所述的机构，其中所述传感装置包括电接触器(112，113)，该电接触器的导电状态被配置为响应于在一部分第一机械支撑件为弯曲时而变化，其中所述弯曲因测试头施加到样品板的力而引起，待检测的所述机械作用为该部分第一机械支撑件的弯曲ο
4.根据权利要求1或3所述的机构，其中所述第一机械支撑件包括支撑导轨(103)和能接收样品板且能在支撑轨道的长度方向上沿支撑轨道滑动的滑板(114)，所述传感装置包括悬出物(112)，该悬出物接附于支撑轨道，且配置为响应于支撑轨道的扭转而转动，其中所述扭转因测试头施加到样品板的力而引起，待检测的所述机械作用为该悬出物的转动。
5.一种光学测试装置，包括-测试头(101,201),-被配置为支撑待接收的样品板(106，206)的第一机械支撑件(102-105)，和-被配置为支撑测试头以及改变从测试头到样品板的距离(D)的第二机械支撑件 (107-110)，其特征在于所述光学测试装置还包括根据前述任一权利要求所述的用于控制测试头相对于样品板的位置的机构。
6.一种用于控制光学测试装置的测试头的方法，且该光学测试装置包括第一机械支撑件和第二机械支撑件，其中第一机械支撑件被配置为支撑待接收的样品板，第二机械支撑件被配置为支撑测试头以及改变从测试头到样品板的距离(D)，所述方法包括-将测试头移向样品板(301)，-检测到测试头接触样品板(30 ，以及-作为测试头接触样品板时的响应，将测试头向后移开样品板一段预定的移动长度，从而在测试头和样品板之间形成期望的预定距离(303)，其特征在于，通过对第一机械支撑件检测发生在第一机械支撑件中的机械作用(301)， 检测到测试头接触样品板，其中所述机械作用因测试头施加到样品板的力而引起。
7.根据权利要求6所述的方法，其中使用接附到第一机械支撑件的丝式应变计检测所述发生在第一机械支撑件中的机械作用，待检测的所述机械作用是因测试头施加到样品板的力而引起的发生在第一机械支撑件中机械应变上的变化。
8.根据权利要求6所述的方法，其中使用电接触器检测所述发生在第一机械支撑件中的机械作用，该电接触器的导电状态被配置为响应于在一部分第一机械支撑件为弯曲时而变化，其中所述弯曲因测试头施加到样品板的力而引起，待检测的机械作用为该部分第一机械支撑件的弯曲。
9.根据权利要求6或8所述的方法，其中所述第一机械支撑件包括支撑导轨和能接收样品板且能在支撑轨道的长度方向上沿支撑轨道滑动的滑板，且使用悬出物检测所述发生在第一机械支撑件中的机械作用，该悬出物接附于支撑轨道，且配置为响应于支撑轨道的扭转而转动，其中所述扭转因测试头施加到样品板的力而引起，待检测的所述机械作用为该悬出物的转动。
全文摘要
一种光学测试装置，包括测试头(101)和被配置为支撑样品板(106)的机械支撑件(102，103)。将测试头移向样品板，在测试头已接触到样品板后，将测试头向后移开样品板，从而在测试头和样品板之间形成期望的预定距离。一种传感装置(112，113)，其接附于机械支撑件且被配置为检测发生在第一机械支撑件中的机械作用，其中该机械作用因测试头施加到样品板的力而引起。因此在不需要给测试头配置力传感器的情况下，可以检测到测试头接触样品板。这样是有好处的，因为测试头是光学测试装置中可更换的�？椤�
文档编号G01N21/13GK102292643SQ201080005118
公开日2011年12月21日 申请日期2010年1月18日 优先权日2009年1月26日
发明者C·阿萨索, J·莱特内, J·萨马拉, M·奥加拉 申请人:沃拉克有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
