[发明专利]用于蛋白质印迹的高功率激光器

说明书

公开了用于使用高功率激光器进行诸如蛋白质印迹之类的样本的基本均匀的落射照明的设备和方法。通过光学漫射器、空间或时间激光器模态或激光器的数量的特定配置提供了照明的一致性。由高功率激光器产生的增加的激发光能够增强荧光发射信号强度并且降低所需的成像曝光时间。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年9月1日提交的美国临时申请第62/553,712号的权益，其完整公开出于所有目的通过引用结合于此。

背景技术

电印迹是一种广泛使用的生物技术，它涉及在分布有带电分析物(诸如，DNA、RNA或蛋白质)的基质上施加电位差。电势差导致分析物从基质中迁移出来，并且变得沉积在基质附近的表面上或变为“印迹”，在该表面上它们被固定。随后可通过使用一个或多个可检测的结合配合物(partner)探测分析物，使用荧光、化学发光、放射性或其他现象来检测分析物。

本领域已知并且实践了各种类型的电印迹。当分析物是DNA片段时，分析物从凝胶或其他基质转移出并转移至印迹上被称为Southern印迹法，该Southern印迹法是以其创始人英国生物学家Edwin M.Southern的名字命名。类似地，RNA片段的转移被称为northern印迹法，并且蛋白质或多肽的转移被称为蛋白质印迹法(western blotting)。

荧光检测是一种用于蛋白质印迹法以及其他电印迹应用的有用的方法。在蛋白质印迹膜的表面上固定的蛋白质通常使用用于特定抗体检测的荧光标记来标记。荧光标记能够通过激发源从上方被激发，并且荧光标记以稍微更长的波长发射光，该光被成像系统检测。

发明内容

对于一些荧光成像应用，所期望的是减少用于检测的成像时间。某些成像过程可需要长达5-10分钟或更长的曝光时间。这些可包括由微弱发射强度、高背景信号或具有低敏感度的检测技术表征的应用。在降低最小曝光时间方面可取得的进展可以转化为更快的试验、更高的检测吞吐量、更高的成像设备效率和改进的数据稳健性。此外，一些成像处理技术(诸如高动态范围(HDR)方法)与更快的曝光时间一同实现可变得更为实际并且更具吸引力。

用于减少所需成像时间的一种技术是经由使用激发光源照明来提高激发强度。例如，能够向荧光标记递送10倍更大的光强度的激发源的使用可被预期将实现特定发射响应所需的曝光时间降低10倍。然而，照明强度和功率的增加可伴随着技术问题和挑战。例如，高功率激光器在成像方案(protocol)中的使用可引入与一般激光(尤其是高功率激光束)的相干和干涉属性相关的显著的照明不均匀性。

通常，本文提供了由使用高功率激光器以用于样本(诸如，蛋白质印迹)激发表征的设备和方法。发明人已发现通过特定的光学漫射器、多个激光器的配置或多个空间或时间激光器模态的使用，可以实现具有来自高功率激光器的基本均匀的照明的样本的落射照明(epi-illumination)。

一个所提供的用于样本的落射照明器包括具有被配置为支持样本的样本侧的平面平台以及激发光源。激发光源包括激光器和光学漫射器。光学漫射器被安装在平面平台上方并且沿着激光器的光学路径被定位在激光器和平面平台之间。激光器具有从5W至500W的范围内的功率。落射照明器进一步包括传感器，该传感器被配置为检测从样本发射的荧光发射光。荧光发射光具有荧光发射波长，并且激发光并不包括具有该荧光发射波长的激发光。

在一些实施例中，光学漫射器是具有从3度至70度的范围内的漫射半角的全息漫射器。在一些实施例中，光学漫射器是具有从5度至30度的范围内的漫射半角的全息漫射器。在一些实施例中，激光器具有从10W至80W的范围内的功率。在一些实施例中，光学漫射器是磨砂玻璃漫射器。在一些实施例中，光学漫射器是工程微透镜阵列。