专利名称：包含等径和/或螺旋分析区域的光盘以及相关的光盘驱动系统与方法
技术领域：
本发明主要涉及光盘、光盘驱动器以及光盘查询方法，并且尤其涉及用于光学生物盘片的分析区域的替换配置。更具体地说-但不局限于本申请后文中根据最佳实现方式所述的特定实施例，本发明涉及含有等径和/或螺旋分析区域的光盘以及相关的光盘驱动系统及方法。为了便于说明，短语equi-radial，e-radial，e-rad以及eRad在本文中可互换使用。
背景技术：
光学生物盘片，也称为生物-压缩盘片(BCD)、生物-光学盘片、光学分析盘片或压缩-生物盘片，可用于执行各种不同类型的生物-化学分析。具体地说，这种光盘利用一个光学存储设备的激光源来检测盘片本身的工作表面上或附近的生化反应。这种反应可能出现在盘片内部的小沟道中，通常尺度小于300微米，反应也可能出现在盘片的开放表面上。不论是何种系统，通常都需要多个反应位置来同时检测不同反应，或是为检错目的重复相同的反应。
这些反应位置的当前定位要让它们排列在同一条半径上，即在盘片的同一个角坐标上。但是，这种设置有着各种局限性，下文将详细阐述这些限制。
首先，光盘驱动系统的激光头必须覆盖光盘的全部半径范围以读出所有的点。这意味着较长的读取时间，尤其是长于读取有限范围半径所需的时间。
此外，一个光盘驱动系统需要一个对应于发射光线的检测器，该检测器必须在半径方向延伸，或是随着激光源移动，否则某个半径范围内的激光不会落在检测器上。
当前所采用的反应位置配置的另一个局限性在于，在涉及表面细胞捕获的检测机制中，未被捕获的细胞会在盘片旋转期间移经所有其他捕获区域上方，从而可能干扰这些位置上的反应。另外，这些细胞必须移动很长距离，通常为40mm，才能远离径向排列的检测区域。
另外，向心力随半径的变化也会对捕获概率、分布或是细胞或液珠浓度造成改变。
还有一个局限性在于盘片沟道的外半径部分比较靠近盘片本身的外边缘，从而可能造成从沟道向盘片外部的泄漏。
发明内容
本发明的目标之一是要克服现有技术中的局限性。
因此，本发明旨在提供用于光学-生物盘片分析区域的替代配置，以及相关的光盘驱动系统及方法。
更具体地说，本发明旨在提供一种光学分析生物盘片。该盘片最好包括一个具有内周界与外周界的基盘；一个与基盘相联且在信息轨道上含有编码信息的工作层；以及含有检测特性的分析区域。该分析区域位于所述的内周界与外周界之间，且方向与所述的信息轨道一致，从而当入射的电磁能量沿着它们进行跟踪时，所述的分析区域内的检测特性可以被环绕着查询出来。
本发明还旨在提供一种上文所定义的光学分析盘片，其中当一个入射的电磁能量波束跟踪所述的信息轨道时，所述分析区域内的检测特性能够根据一条螺旋路径或是根据具有变化角坐标的路径被查询出来。
优选地，所述的基盘中包括一系列大体上为环形的信息轨道，这些轨道的周长以半径的函数形式从内周界向外周界递增，所述的分析区域在预选择的数量的环形信息轨道之间延伸，并且所述的检测特性可以沿着预选择的内外圆周之间的环形信息轨道查询出来。
根据一种优选实施方式，所述的分析区域中包括一个液体腔。理想情况下，所述生物盘片的旋转可以将检测特性沿着分析区域基本连贯一致并且/或者基本均匀地分布。
本发明还旨在提供一种光学分析生物盘片。在该实施例中，所述的生物盘片包括一个具有内周界和外周界的基盘；以及一个包含检测特性的分析区域，该分析区域位于所述基盘的内周界与外周界之间，并根据变化的角坐标延伸，且最好是按照大体上为圆环或螺旋形的路径延伸。
优选地，所述的分析区域应根据变化的角坐标和极坐标来延伸。
在另一个实施例中，所述的分析区域根据变化的角坐标及基本固定的极坐标延伸。
优选地，所述的盘片包括一个与基盘相联且包含了编码信息的工作层，所述的编码信息基本位于所述的信息轨道上。
根据另一个优选实施例，所述的基盘包括一系列信息轨道，这些信息轨道基本上为圆环形，且周长以半径的函数形式由所述的内周界向外周界递增，所述的分析区域基本沿着所述的信息轨道延伸，从而当入射的电磁能量波束跟踪这些信息轨道时，所述分析区域内的检测特性就可以被环绕地查询出来。更为理想的情况是，所述的分析区域在预选择的数量的圆环信息轨道之间环形延伸，并且所述的检测特性可以沿着预选择的内外圆周之间的环形信息轨道查询出来。
在另一个优选实施例中，所述的分析区域中包括多个根据变化的角坐标设置的反应点和/或多个捕获区或目标区。
所述的光学分析生物盘片中还可能包括多个位于基盘内周界与外周界之间的分析区域，其中至少一个区域是根据变化的角坐标延伸的。
理想情况下，所述的多个分析区域根据基本圆周形的路径延伸，并且被环形地设置在生物盘片的内周界周围。
在一个变型的实施例中，所述的盘片包括多列分析区域，其中每个分析区域沿着基本圆环形的路径延伸，并且每个列都以各自的极坐标设置在所述的生物盘片上。
在另一个优选实施例中，所述的分析区域包括一个或多个根据变化的角坐标延伸的液体腔，这些腔体具有一个根据变化的角坐标延伸的中央部分，以及两个根据径向延伸的侧臂部分。
理想情况下，所述的腔体中央部分具有θα的角延伸，且θα/θ等于或大于0.25，其中角度θ为腔体臂部分之间的夹角。
此外，该实施例还可以提供这样的分析区域，其中包括至少一个含有液体的沟道，该沟道沿着大致环形的路径延伸，并且该沟道的曲率半径rc与沟道中所包含的液体容量的长度b之间的比例rc/b等于或大于0.5，且该比例最好等于或大于1。
另外，所述的光学分析盘片中可以包括两个入口，相对所述的分析区域而言，这些入口位于生物盘片本身较小的极坐标上。这些入口最好各自位于所述液体腔的各个侧臂部分的末端。
在另一个优选实施例中，所述的至少一个液体腔是一个根据变化的角坐标延伸的液体沟道。
在该实施例中，所述的盘片可以包括多列分析液沟道，其最终构成不同的分析成分、血型、培养细胞浓度等等。一组液体沟道还可以被设置在基本相同的极坐标上。另外，所述的液体沟道可以具有相同或不同的尺寸。
所述的盘片可以是反射型或透射型的光学生物盘片。就如上述实施例中一样，生物盘片的转动最好能够将检测特性沿着分析区域基本相同且/或均匀地分布开来。
根据另一个优选实施例，所述的光学分析生物盘片中可以包括一个具有内周界和外周界的基盘；以及一个含有检测特性的分析区域，该分析区域位于所述基盘的内周界与外周界之间。所述的分析区域包括至少一个含有液体的沟道，该沟道的至少一部分是沿着基本为环状的路径延伸的。所述沟道的圆环部分的曲率半径rc和包含在沟道中的液体容量的长度b之间的比例rc/b大于等于0.5。该比例rc/b最好大于等于1。另外，在该实施例中，所述的盘片可以是反射型也可以是透射型的光学生物盘片。
本发明还旨在提供一种能够与上文所述的光学分析生物盘片一同工作的光学分析生物盘片系统，该系统中包括检测特性的查询装置，该装置被设置来根据变化的角坐标查询所述的检测特性。
所述的查询装置可以是这样工作的，即当入射的电磁能量波束跟踪盘片信息轨道时，分析区域内的任何检测特性都可以被环绕着查询出来。
理想情况下，所述的查询装置可以被设置来根据变化的角坐标在基本固定的极坐标上查询所述的检测特性，或是根据变化的角坐标和极坐标查询。
更好的情况是，所述的查询装置被用来根据一条螺旋形或基本圆周形的路径查询所述的检测特性。
根据另一种优选实施例，所述的查询装置被用来在多个反应位置或是捕获或目标区域查询检测特性，所述的区域是根据变化的角坐标设置的。
本发明还旨在提供一种用来查询上述光学分析生物盘片中的检测特性的方法。该方法能够根据变化的角坐标，或是根据螺旋形或基本圆周形的路径查询所述的检测特性。
该查询步骤也可以这样工作，即当一个入射的电磁能量波束跟踪盘片信息轨道时，所述分析区域内的任何检测特性都可以被环绕着查询出来。
所述的查询步骤最好能够根据变化的角坐标在基本固定的极坐标上查询所述的检测特性，或是根据变化的角坐标和极坐标查询。
根据另一种优选实施例，所述的查询步骤还能够在多个相似或不同的反应位置、捕获区域或目标区域上查询检测特性，所述的区域是根据变化的角坐标设置的。
本发明及其不同方面的内容很容易被实现在、适用于或与以下共同授权及未决的专利申请中所公开的盘片、检验成分及系统一同使用美国专利申请09/378,878号，题为“用于分析从光盘获取的工作及非工作数据的方法与装置”，于1999年8月23日提交；美国临时专利申请60/150,288号，题为“利用物理同步标记进行光盘数据获取的方法与装置”，于1999年8月23日提交；美国专利09/421,870号，题为“含有可并发读取的分析材料的可跟踪光盘”，于1999年10月26日提交。美国专利申请09/643,106号，题为“利用物理同步标记进行光盘数据获取的方法与装置”，于2000年8月21日提交；美国专利申请09/999,274号，题为“具有反射层的光学生物盘片”，于2001年11月15日提交；美国专利申请09/988,728号，题为“利用光学生物盘片检测和量化淋巴细胞的方法与装置”，于2001年11月20日提交；美国专利申请09/988,850号，题为“利用光学生物盘片进行血型检测的方法与装置”，于2001年11月19日提交；美国专利申请09/989,684号，题为“用于分离凝聚剂和分散粒子的装置及方法”，于2001年11月20日提交；美国专利申请09/997,741号，题为“包括光学生物盘片的双珠化验以及与其相关的方法”，于2001年11月27日提交；美国专利号09/997,895,题为“用于分离微粒悬浮液成分的装置与方法”，于2001年11月30日提交；美国专利申请10/005,313号，题为“用于测量分析物的光盘”，于2001年12月7日提交；美国专利申请10/006,371号，题为“利用光盘和光盘读取器检测分析物的方法”，于2001年12月10日提交；美国专利申请10/006,620号，题为“用于检测分析物的多数据层光盘”，于2001年12月10日提交；美国专利申请10/006,619号，题为“用于进行化验的光盘组装”，于2001年12月10日提交；美国专利申请10/020,140号，题为“适用于基于盘片的实验室的检测系统以及改进的光学生物盘片”，于2001年12月14日提交；美国专利申请10/035,836号，题为“用于固定DNA捕获探针和涉及光学生物盘片的基于液珠的化验的表面组装以及与之相关的方法”，于2001年12月21日提交；美国专利申请10/038,297号，题为“包含共价键以改善特异性的双液珠化验以及相关的光学分析盘片”，于2002年1月4日提交；美国专利申请10/043,688号，题为“用于生物及医学成像的光学盘片分析系统及相关方法”，于2002年1月10日提交；美国临时申请60/348,767号，题为“包括相关的信号处理方法及软件的光学盘片分析系统”，于2002年1月14日提交；美国专利申请10/086,941号，题为“用于将DNA接合到固相上的方法以及相关的光学生物盘片与盘片驱动系统”，于2002年2月26日提交；美国专利申请10/087,549号，题为“用于降低双液珠化验中液珠的非特定绑定的方法以及相关的光学生物盘片与盘片驱动系统”，于2002年2月28日提交；美国专利申请10/099,256号，题为“利用可分裂隔片与/或缚线改善特异性与敏感性的双液珠化验以及相关的方法与装置”，于2002年3月14日提交；美国专利申请10/099,266号，题为“使用限制酶及其他化学方法来降低双液珠化验中的非特定绑定，以及相关的生物盘片、方法和用于检测医学目标的系统装置”，也于2002年3月14日提交；美国专利申请10/121,281号，题为“多参数化验以及与之相关的分析盘片及方法”，于2002年4月11日提交；美国专利申请10/150,575号，题为“在生物盘片组装中进行分析结果象素化的可变采样控制以及相关的装置”，于2002年5月16日提交；美国专利申请10/150,702号，题为“在利用酶促反应在光学生物盘片中产生信号的基因化验中固定DNA捕捉探针的表面组装以及与之相关的方法”，于2002年5月17日提交；美国专利申请10/194,418号，题为“用于显微结构分析的光学盘片系统以及相关的检测与解码方法”，于2002年7月12日提交；美国专利申请10/194,396号，题为“用于进行化验的多用途光学分析盘片以及与之配合使用的报告剂”，也于2002年7月12日提交；美国专利申请10/199,973号，题为“用于物理测量的透射光学盘片组装及与之相关的方法”，于2002年7月19日提交；美国专利申请10/201,591号，题为“用于交互离心分析的光学分析盘片及相关的驱动器组装”，于2002年7月22日提交；美国专利申请10/205,011号，题为“用于光学生物盘片的化合流体电路的方法及装置”，于2002年7月24日提交；美国专利申请10/205,005号，题为“利用光学盘片驱动器进行磁珠的磁辅助检测”，也于2002年7月24日提交；美国专利申请10/230,959号，题为“用于细胞的定性和定量分析的方法以及相关的光学生物盘片系统”，于2002年8月29日提交；美国专利申请10/233,322号，题为“用于细胞化验的捕获层组装以及相关的光学分析盘片与方法”，于2002年8月30日提交；美国专利申请10/236,857号，题为“利用光学生物盘片系统进行基于原子形态的白血细胞类型识别及量化”，于2002年9月6日提交；美国专利申请10/241,512号，题为“用于差额细胞计数的方法及相关的装置与软件”，于2002年9月11日提交；美国专利申请10/279,677号，题为“用于生物驱动的分段区域检测器及相关的方法”，于2002年10月24日提交；美国专利申请10/293,214号，题为“用于细胞分析的光学生物盘片和射流电路以及相关的方法”，于2002年11月13日提交；美国专利申请10/298,263号，题为“利用光学生物盘片进行血型检测的方法及装置”，于2002年11月15日提交；美国专利申请10/307,263号，题为“磁光生物盘片与系统以及相关方法”，于2002年11月27日提交；美国专利申请10/341,326号，题为“用于数据可视化的方法及装置”，于2003年1月13日提交；美国专利申请10/345,122号，题为“用于从光学分析盘片提取数据的方法及装置”，于2003年1月14日提交；美国专利申请10/347,155号，题为“包含等径和/或螺旋分析区域的光盘及相关的盘片驱动系统及方法”，于2003年1月15日提交；美国专利申请10/347,119号，题为“生物安全分散机与光学分析盘片组装”，于2003年1月17日提交；美国专利申请10/348,049号，题为“用于化验的多用途光学分析盘片以及用于添加捕获试剂的相关方法”，于2003年1月21日提交；美国专利10/348,196号，题为“用于制造具有浇铸微流结构的光学分析盘片的工艺以及根据该工艺制造的盘片”，于2003年1月21日提交；美国专利申请10/351,604号，题为“触发盘片沟槽的方法及相关的光学分析盘片和系统”，于2003年1月23日提交；美国专利申请10/351,280号，题为“用于光学分析盘片的生物安全特性及包含此特性的盘片系统”，于2003年1月23日提交；美国专利申请10/351,244号，题为“用于制造光学分析盘片的包括连续造型操作的制造工艺以及如此制造的光学盘片”，于2003年1月24日提交；美国专利申请10/353,777号，题为“用于制造具有浇铸微流结构的光学分析盘片的工艺以及如此制造的盘片”，于2003年1月27日提交；美国专利申请10/353,839号，题为“用于逻辑触发的方法及装置”，于2003年1月28日提交；美国专利申请10/356,666号，题为“合成用于光学生物盘片化验的生物活性毫微粒及毫微囊剂的方法及采用该方法的盘片组装”，于2003年1月30日提交；以及美国专利申请10/370,272号，题为“光学生物盘片多用途映射的方法及装置”，于2003年2月19日提交。所有这些应用都在本文中通过引用被完全包括进来。从而它们为本文提供了背景和相关公开内容，就像它们被完全重述了一样。
以上所述的与本文所公开的本发明一致的方法及装置具有一种或多种优势，其中包括-但不局限于-简单快速的盘上处理而无需有经验的技术员进行测试，样本容量小，采用不昂贵的材料，以及采用已有的光盘格式及驱动器制造技术。参考下列的详细说明，同时联系附图与技术实例，就能更好地理解以上所述的这些以及其他的一些特性及优势。
本发明的其他目标和额外特性以及由此得到的优势将从下文中对本发明优选实施例的说明中更清楚地体现出来，所述的实施例在附图中示出，附图中相似的引用号代表类似的组件，其中图1示出了一个生物盘片系统的图形表示；
图2示出了一个反射生物盘片的分解视图；图3示出了图2中所示的盘片的俯视图；图4示出了图2所示的盘片的透视图，其中的切除部分展示了盘片的不同层次；图5示出了一个透射生物盘片的分解视图；图6示出了代表图5所示的盘片的透视图，其中的切除部分展示了该盘片半反射层的功能区域；图7示出的图形展示了一张金薄膜的厚度与透射之间的关系；图8示出了图5所示盘片的俯视图；图9示出了图5所示盘片的透视图，其中的切除部分展示了图6所示的包括半反射型夹层的盘片的不同层次；图10示出了透视图与方框图，它们更详细地展示了图1所示的系统；图11示出了与图2、3、4中所示的反射光学生物盘片的半径垂直方向上的部分截面图，该图展示了其中形成的流体沟道；图12示出了与图5、8、9中所示的透射光学生物盘片的半径垂直方向上的部分截面图，该图展示了其中形成的流体沟道以及一个顶端检测器；图13示出了图2、3、4中所示的反射光学生物盘片的部分径向截面图，该图展示了其中形成的摆动沟槽；图14示出了图5、8、9所示的透射光学生物盘片的部分径向截面图，该图展示了其中形成的摆动沟槽以及一个顶端检测器；图15示出了与图11类似的视图，该图展示了反射盘片的整个厚度及其初始的折射特性；图16示出了与图12类似的视图，该图展示了透射盘片的整个厚度及其初始的折射特性；图17示出了一个被采样的模拟信号向对应的数字信号转变的图形表示，所述的数字信号被存储为一个一维的数组；图18示出了一个光学盘片的透视图，其中带有某个指定部分的细节放大视图，该放大视图展示了一个被捕获的白血细胞相对于生物盘片的轨道的定位，以及在与入射波束相互作用后发出含有信号的波束；图19A示出了一个白血细胞相对于光学生物盘片轨道的定位；图19B示出了一系列由图19A所示的白血细胞得到的信号轨迹；图20示出的图形展示了图20A、20B、20C和20D之间的关系；图20A、20B、20C和20D在一起构成的图形代表了从图19B得到的信号轨迹向数字信号的转变，这些数字信号被储存为一维数字，并且被组合成一个二维数组用于数据输入；图21示出了一个逻辑流图，该图展示了根据本发明所述的处理方法及运算算法进行数据评估的主要步骤；图22示出了一种符合本发明的生物盘片实施例的分解视图；图23示出了图22所示盘片的俯视图；图24示出了另一种符合本发明的生物盘片实施例的俯视图；图25示出了另一种符合本发明的生物盘片实施例的俯视图；图26示出了图25所示生物盘片的一部分的俯视图，并展示了分析物微粒的运动；图27A至27C各自是一个生物盘片的某一部分的俯视图，并带有构造参数的指示，其中图27A和27C与图22所示的生物盘片相关，图27B则与图2所示的生物盘片相关；图28A示出了一种包括本发明所述的等径沟道的反射生物盘片的分解视图；图28B示出了图28A中所示的盘片的俯视图；图28C示出了图28A中所示的盘片的透视图，其中切除的部分展示了等径反射盘片的不同层次；图29A示出了一种采用本发明所述的等径沟道的透射生物盘片的分解视图；图29B示出了图29A所示的盘片的俯视图；图29C示出了图29A所示的盘片的透视图，其中切除的部分展示了该等径透射生物盘片实施例的不同层次；图30和图31分别示出了本发明所述生物盘片的另外两个实施例的俯视图，其中的生物盘片都装在生物安全的透明盒子中；图32至36示出了本发明所述生物盘片的各个实施例的粘合元件或沟道层的俯视图；以及图37至39示出了符合本发明的生物盘片的其他实施例的俯视图，它们分别展示了带有捕获区或目标区的等径沟道。
具体实施例方式
本发明旨在提供盘片驱动系统、光学生物盘片、图像处理技术、分析方法以及相关软件。本发明这些方面的内容将在下文中详细说明。
驱动系统及相关盘片图1示出了用于进行生物化学分析-特别是特定细胞计数与差量细胞计数的光学生物盘片110的透视图。该光学生物盘片110与光学盘片驱动器112及显示器114一同示出。与这类盘片驱动器及盘片分析系统相关的其他细节在共同转让且在审的美国专利申请10/008,156号以及美国专利申请10/043,688号中有所公开，前者题为“用于生物盘片的盘片驱动系统与方法”，于2001年11月9日提交，后者题为“用于生物学及医学成像的光学盘片分析系统及相关方法”，于2002年1月10日提交，这两个专利都通过引用被包括在本文中。
图2示出了光学生物盘片110的一个实施例的主要结构元件的分解视图。图2是一个反射区光学生物盘片110的实例(后文中成为“反射盘片)，该盘片可被用于本发明。其中主要的结构元件包括一个盖子部分116，一个粘合元件或沟道层118以及一个基盘120。盖子部分116包括一个或多个引入口122，以及一个或多个排气口124。盖子部分116可以用聚碳酸酯制成，且最好在其底部用反射表面146(图4中示出)涂覆，如图2所示的视角所见。在优选实施例中，触发记号或标记126都被包括在反射层142(图4中示出)的表面上。触发标记126可以在生物盘片的所有三层中包括一个透明窗口，一个不透明的区域或是一个反射或半反射区域，其编码的信息可以向处理器166发送数据，如图10所示，这些区域能够与查询或入射波束152的机能相互作用，如图6和图10所示。
图2中所示的第二元件是一个种粘性元件或沟道层118，其中带有射流电路128或U沟道。射流电路128通过印制或切割薄膜以去除塑料膜并构成指定的形状而形成。每个射流电路128都包括一个流体沟道130和一个返回沟道132。图2种所示的某些射流电路128包括一个混合腔134。图中示出了两种不同类型的混合腔134。第一种是一个对称混合腔136，它是相对于流体沟道130对称形成的。第二种是一个偏移混合腔138。该偏移混合腔138是形成在流体沟道130的一侧的，如图所示。
图2中所示的第三元件是一个基盘120，其中包括目标或捕获区域140。基盘120最好由聚碳酸酯制成，并且有上述的反射层142涂覆在其顶端(如图4所示)。目标区域140是通过按指定形状或按任意所需形状去除反射层142而形成的。或者，目标区域140也可以通过掩膜技术形成，该技术包括在涂覆反射层142之前掩膜目标区域140。反射层142可以由金属如铝或金构成。
图3示出了图2所示的光学生物盘片110的俯视图，其中盖子部分116上的反射层146被显示为透明的，以便露出位于盘片中的射流电路128、目标区域140以及触发标记126。
图4示出了符合一个实施例的反射区类型光学生物盘片110的放大透视图，该实施例可以被应用于本发明。该视图中包括各个层的一部分，它们被切除以展示各个主要层、基盘、涂层或薄膜的部分截面视图。一个活性层144被叠加在反射层142之上。在优选实施例中，活性层144可以由聚苯乙烯构成。或者也可以用聚碳酸酯、金、活性玻璃、改性玻璃、改性聚苯乙烯、聚苯乙烯顺丁烯二酸酐等材料。另外还可以采用水凝胶。或者，如本实施例中所示，塑料粘性元件118可以被叠加在活性层144之上。塑料粘性元件118的暴露部分展示了切除或压制的U形形状，这些部分形成了射流电路128。本生物盘片的反射区实施例中最后一个主要结构层次就是盖子部分116。该盖子部分116的底部带有反射表面146。反射表面146可以由金属如铝或金制成。
下面参见图5，其中示出了透射类型的光学生物盘片110的主要结构元件的分解视图。该透射类型的光学生物盘片110的主要结构元件中同样包括盖子部分116、粘性或沟道元件118，以及基盘层120。盖子部分116包括一个或多个入口122，以及一个或多个通风口124。盖子部分116可以由聚碳酸酯层构成。可选的触发标记126可以被包括在一个薄的半反射层143上，如图6和图9中所示。触发标记126可以在生物盘片的所有三个层次中都包括一个透明窗口，一个不透明区域或一个反射或半反射区域，其编码的信息可以向处理器166发送数据，如图10所示，这些区域可以和查询波束152的机能相互作用，如图6和图10所示。
图5中所示的第二元件是所述的粘性元件或沟道层118，其中带有射流电路128或U沟道。所述的射流电路128是通过压制或刻蚀薄膜以去除塑料膜并形成所需的形状而得到的。图5中所示的每个射流电路128都包括一个混合腔134。图中示出了两种不同类型的混合腔134。第一种是对称混合腔136，它对称地形成在流体沟道130两侧。第二种是偏移混合腔138。该偏移混合腔138形成在流体沟道130的一侧，如图所示。
图5中所示的第三种元件是基盘120，其中包括目标或捕获区域140。基盘120最好由聚碳酸酯构成，且在顶部涂有上述很薄的半反射层143，如图6所示。与图5及图6所示的盘片110的基盘120相关联的半反射层143远远薄于图2、3、4种所示的反射盘片110的基盘120上的反射层142。这种薄的半反射层143允许查询波束152部分透射过图6与图12种所示的透射盘片的结构层。这种薄的半反射层143可以由金属如铝或金构成。
图6示出了图5所示的光学生物盘片110的透射实施例的基盘120和半反射层143的放大透视图。薄的半反射层143可以用金属制造，如铝或金。在优选实施例中，图5与图6中所示的透射盘片的薄半反射层143约为100-300埃米厚，且不会超过400埃米。这种较薄的半反射层143允许一部分入射或查询波束152穿透并通过半反射层143，以便被顶端检测器158检测到，如图10与12所示，同时还有一部分光线被沿着入射途径反射或返回。如下文所述，表1示出了金质薄膜相对于薄膜厚度的反射及透射特性。所述的金质薄膜层在厚度大于800埃米时是完全反射的。而光线透射过金质薄膜的临界密度约为400埃米。
除了表1以外，图7还提供了基于金的厚度的薄半反射层143的反射及透射特性的反相关系的图形表示。图7所示图形中所使用的反射与透射值均为绝对值。
表1Au(金)薄膜反射与透射(绝对值)
参见图8，其中示出了图5与图6中所示的透射型光学生物盘片110的俯视图，其中透明的盖子部分116揭示了位于盘片中的射流沟道、触发标记126以及目标区域140。
图9示出了符合透射型盘片实施例的光学生物盘片110的放大透视图。图中所示的盘片110中的各个层都有一部分被切除，以展示各个主要层的局部截面图，如基盘、涂层、或薄膜。图9示出了带有透明的盖子部分116、基盘120上的薄半反射层143以及触发标记126的透射盘片形式。在该实施例中，触发标记126包括放置在盖子顶部的不透明材料。或者，所述的触发标记126也可以由刻蚀在盘片的薄反射层143上的透明、非反射窗口构成，或是任何吸收或不反射来自触发检测器160的信号的标记，如图10所示。图9还示出了目标区域140，该区域是通过以指定形状或任意所需形状来标记指定区域而形成的。用于标示目标区域140的标记可以制作在基盘120的薄半反射层143上，或是基盘120的底部(盘片下面)。或者，目标区域140也可以通过掩膜技术来形成，这包括掩膜除了目标区域140以外的整个薄半反射层143。在该实施例中，目标区域140可以通过向薄半反射层143上施用丝网印墨来形成。在图5、图8及图9所示的透射盘片中，目标区域140还可以由编码在盘片上的地址信息来确定。在该实施例中，目标区域140不包括物理可辨别的边界。
继续参见图9，图中示出了被应用在薄半反射层143上的活性层144。在优选实施例中，活性层144是10到200微米厚的2％聚苯乙烯层。或者，聚碳酸酯、金、活性玻璃、改性玻璃、改性聚苯乙烯-如聚苯乙烯顺丁烯二酐，也都可以被采用。另外，还可以采用水凝胶。
如该实施例中所示，塑料粘性层118被涂覆在活性层144之上。塑料粘性元件118的裸露部分展示了切除或压制的U形形状，它们形成了射流电路128。
生物盘片110的这种透射实施例中的最后一种主要结构层是透明非反射的盖子部分116，其中包括了引入口122和出气口124。
下面参见图10，图中以透视图和方框图的形式示出了光学元件148、产生入射或查询波束152的光源150、一个返回波束154以及一个透射波束156。在图4所示的反射型生物盘片的例子中，返回波束154是从光学生物盘片110的盖子部分116上的反射表面146反射回来的。在该光学生物盘片110的反射型实施例中，返回波束154被一个底部检测器157检测并分析，以检查是否有信号成分存在。而在透射型生物盘片中，透射波束156由上述的顶端检测器158检测，并分析寻找是否有信号成分存在。在透射型实施例中，可以用光子检测器作为顶端检测器158。
图10还示出了一种硬件触发机制，其中包括盘片上的触发标记126和上述的触发检测器160。这种硬件触发机制在反射型生物盘片(图4)和透射型生物盘片(图9)中都可以使用。该触发机制允许处理器166仅在查询波束152位于某个目标区域140——比如在预定的反应点——上时才收集数据。另外，在透射型生物盘片系统中，还可以采用软件触发器。一旦查询波束152达到了目标区域140的边缘，该软件触发器就通过底部检测器来通知处理器166收集数据。图10还示出了一个驱动马达162和一个控制器164，用以控制光学生物盘片110的旋转。图10还示出了处理器166和分析仪168，用以处理返回波束154以及与透射型光学生物盘片相关的透射波束156。
如图11中所示，其中示出了光学生物盘片110的反射型盘片实施例的部分截面视图。图11示出了基盘120和反射层142。如前所述，反射层142可以由铝、金这样的金属或其他合适的反射材料制成。在该实施例中，基盘120的上表面是光滑的。图11还示出了涂覆在反射层142之上的活性层144。如图11中所示，目标区域140是通过在反射层142上的指定位置处去除一个区域或一个部分而形成的，也可以通过在涂覆反射层142之前遮盖指定的区域而形成。如图11中所示，塑料粘性元件118被应用在活性层144之上。图11还示出了盖子部分116以及与之相连的反射表面146。从而当盖子部分116被放置到含有指定切除形状的塑料粘性元件118之上时，就形成了沟道130。如图11中所示的箭头所指，入射波束152的路径最初是从盘片110下方指向基盘120的。然后该入射波束聚焦到靠近反射层142的一个点上。由于该聚焦发生在目标区域140中，且反射层142的一部分是不存在的，因此该入射波就能沿着一条路径穿过活性层144并进入流体沟道130。入射波束152接着向上穿过流体沟道，并最终落到反射表面146上。在该处，入射波束152就被沿着入射路径反射回来，从而形成返回波束154。
图12示出了生物盘片110的透射型实施例的部分截面视图。图12示出了带有透明的盖子部分116以及基盘120上的薄半反射层143的透射型盘片。图12还示出了涂覆在薄半反射层143上的活性层144。
在优选实施例中，透射型盘片的薄半反射层143由铝或金这样的金属制成，该层的厚度约为100-300埃，且不超过400埃。薄半反射层143允许部分来自光源150的入射或查询波束152(图10示出)穿透并向上通过盘片，从而被顶端检测器158检测到，同时还有一部分光线沿着与入射波束相同的路径但不同的方向被反射回去。在这种结构中，返回或被反射的波束154是从半反射层143反射的。因此在这种情况下，返回波束154不会进入流体沟道130。反射光线或返回波束154可以被用来根据形成在半反射层143之中或之上的预先记录的信息轨道追踪入射波束152，这一点将在下文中结合图13和14更详细地说明。在图12所示的盘片实施例中，可以有也可以没有一个物理定义的目标区域140。该目标区域140可以通过对基盘120上的薄半反射层143直接做标记来创建。这些标记可以利用丝网遮蔽法或任何等效的方法来形成。在不使用物理标记来定义目标区域的实施例中(比如采用编码软件寻址)，那么流体沟道130实际上就可以被当作受限的目标区域，并在该区域内进行查询特性的检验。
图13示出了跨过生物盘片110的反射型盘片实施例的轨道截取的截面视图。该视图沿着半径及盘片的流体沟道径向截取。图13包括了基盘120和反射层142。在该实施例中，基盘120包括一系列沟槽170。沟槽170是从靠近盘片中心处向外边缘延伸的螺旋线。沟槽170的实现方式使得查询波束152可以沿着盘片上的螺旋形沟槽170进行跟踪。这类沟槽170被称为“摆动沟槽”。具有起伏或波浪形侧壁的底部形成了沟槽170，而被提升的部分则将螺旋线中的相邻沟槽170隔开。在该实施例中，涂覆在沟槽170上的反射层142本质上是保角的，如图所示。图13还示出了涂覆在反射层142上的活性层144。如图13种所示，目标区域140是通过去除反射层142指定位置上的区域或部分而形成的，或者是通过在涂覆反射层142之前遮盖所需的区域而形成的。如图13中所示，塑料粘性元件118被涂覆在活性层144上。图13还示出了盖子部分116以及与之相连的反射表面146。因此，当盖子部分116被涂覆到带有所需切除形状的塑料粘性元件118上时，就形成了流体沟道130。
图14示出的截面图是跨过图12所示的生物盘片110的透射型实施例的轨道截取的。该视图是沿着盘片的半径和流体沟道径向截取的。
图14示出了基盘120和薄半反射层143。该薄半反射层143允许来自光源150的入射或查询波束152穿透并通过盘片从而被顶端检测器158检测到，同时一部分光线以返回波束154的形式被反射回去。薄半反射层143的厚度由盘片读取器维持其追踪能力所需的最少反射光量决定。与图13中所示的情况类似，该实施例中的基盘120也包括一系列沟槽170。该实施例中的沟槽170同样最好是从盘片的中心向外边缘延伸的螺旋形式。沟槽170的实现方式使得查询波束152能够沿着螺旋线进行追踪。图14还示出了涂覆在半反射层143上的活性层144。如图14中所示，塑料粘性元件或沟道层118被涂覆在活性层144上。图14还示出了不带有反射表面146的盖子部分116。因此，当盖子被盖到带有所需的切除形状的塑料粘性元件118上时，就形成了流体沟道130，且入射波束152的一部分能够穿过而基本不被反射。
图15是类似于图11的视图，该图展示了反射盘片的整个厚度及其初始的折射特性。图16是与图12类似的视图，该图展示了透射型盘片的整个厚度及其初始折射特性。沟槽170在图15与16中未示出，这是因为截面是沿着沟槽170截取的。图15与16示出了窄流体沟道130的存在，它在这些实施例中垂直于沟槽170放置。图13、14、15及16示出了各个反射及透射型盘片的整个厚度。在这些图中，入射波束152被示为最初与基盘120相互作用从而将波束152聚焦到反射层142或是薄半反射层143上，基盘120具有能够改变入射波束的路径的折射特性。
计数方法及相关软件通过图示的背景，在本文中详细说明了多种利用光学盘片数据进行白血细胞计数的方法及相关的算法。这些方法及相关算法不仅限于计数白血细胞，还可以被用于对任何类型的特定物质进行计数，包括但不局限于红血细胞、白血细胞、熔珠、以及任何其他对象，生物学上的或非生物学的，只要能够产生类似的能被光学读取器检测到的光学信号即可。
为了例示的目的，以下参照图17-21对本发明相关方法及算法所作的说明均集中在细胞计数上。在进行一定的修改后，这些方法及算法可以被用来计数其他类型的尺寸与细胞相近的对象。在本文中还概括地说明了细胞计数方法与算法的数据评估方面内容，以便为本发明的方法及装置提供相关的背景。用于捕获并处理来自光学生物盘片的调查数据的方法与算法具有广泛的适用性，并在共同授权的美国临时申请60/291,233以及上述的美国临时申请60/404,921号中进一步详细公开，前一个申请题为“在光学生物盘片组装中进行分析结果象素化的可变采样控制以及相关的装置”，于2001年5月16日提交，本文通过引用将该专利包括进来；后一个申请题为“用于差量细胞计数的方法以及用于实现该方法的相关装置与软件”。在以下的叙述中，提供了所述方法与算法的基本框架及简要说明。如图10中所示，与生物测试样本的特性相关的信息以电磁辐射波束的形式从光学生物盘片110被取回，所述的波束在与测试样本的互动过程中被改变及调制。在结合图2、3、4、11、13及15讨论的反射型光学生物盘片的例子中，返回波束154携带有关于生物样本的信息。如上所述，只有当所述的入射波束位于流体沟道130或目标区域140中，因而与样本产生接触时，这类关于生物样本的信息才会被包含在返回波束中。在生物盘片110的反射型实施例中，返回波束154还可以携带编码在反射层142之中或之上或者是编码在图13和14所示的摆动沟槽170中的信息。对于精通本技术的人来说很明显的是，只有当相应的入射波束与反射层142产生接触时，预先记录的信息才会被包含在带有目标区域的反射盘片的反射波束154中。如果入射波束152所在区域中的携带信息的反射层142被去除了或是不存在，那么这类信息就不会被包含在返回波束154中。在结合图5、6、8、9、12、14和16所述的透射型光学生物盘片的例子中，透射波束156携带了关于关于生物样本的信息。
继续参见图10，关于生物测试样本的信息，无论是反射型盘片的返回波束154得到，还是从透射型盘片的透射波束156得到，都被送往处理器166进行信号处理。该处理包括将底部检测器157(反射型盘片)或顶端检测器158(透射型盘片)检测到的模拟信号转换为离散的数字形式。
接着参见图17，信号转换包括以固定时间间隔212采样模拟信号210，并将相应的瞬时模拟幅度214编码成离散的二进制整数216。采样从某个起始时刻218开始，并在某个终止时刻220结束。与任何模拟-数字转换处理相关的两个常用值是采样频率和比特深度。采样频率，也称为采样率，是每单位时间内取得的样本数量。较高的采样频率在连续样本之间产生较小的时间间隔212，这样使得数字信号222相较原始模拟信号210而言有较高的保真度。比特深度是在各个采样点用于编码模拟信号210的采样幅度214的比特数。比特深度越大，二进制整数216逼近原始模拟幅度214的精度就越高。在本实施例中，采样率为8MHz，比特深度为12比特每样本，从而使得整数样本的范围在0至4095之间(0至(2n-1))，其中n是比特深度。该组合可以改变来适应其他实施例中特殊的精度要求。借助于实例而非限制，在涉及熔珠计数方法的实施例中，可以提高采样频率，因为熔珠通常要比细胞小。采样数据接着被送往处理器166进行模拟-数字转换。
在模拟-数字转换中，沿着激光路径的每个连续样点224被作为一个一维数组连续地存储在磁盘或存储器中。每条连续的轨道产生一个独立的一维数组，从而得到一个类似于图像的二维数组228(图20A)。
图18示出了一个光学生物盘片110的透视图，其中包括被标示部分的放大细节透视图，该放大图展示了一个被捕获的白血细胞230相对于光学生物盘片轨道232的位置。白血细胞230在此处仅作为示例使用。如上所述，这里也可以采用其他对象或检验特性，如熔珠或凝聚物质。如图所示，入射波束152与白血细胞230之间的互动产生了一个含有信号的波束，其形式为反射型盘片的返回波束154或是透射型盘片的透射波束156，它们分别被检测器157或158检测到。
图19A示出了白血细胞230相对于图18所示的光学生物盘片110的轨道232的位置的图形表示。如图18与19A中所示，白血细胞230覆盖了约4条轨道A、B、C和D。图19B示出了一系列根据图19和19A所示的白血细胞210得到的信号轨迹。如图19B所示，检测系统提供四个模拟信号A、B、C和D分别对应于轨道A、B、C和D。如图19B进一步所示，模拟信号A、B、C、D中的每一个都携带有关于白血细胞230的特定信息。因此如图所示，对于白血细胞230的扫描会产生明显的入射波束扰动，而该入射波束又是可以被检测及处理的。模拟信号轨迹(信号)210接着就被送入处理器166以转换为一个模拟数字信号222，如图20A和20C所示，该过程在下文中有详细说明。
图20示出的图例展示了图20A、20B、20C和20D之间的关系。图20A、20B、20C和20D都是从图19B的信号轨迹向数字信号222变换的图形表示，所述的数字信号被存为一维数组226并被组合成二维数组228，用于数据输入244。
下面参见图20A，图中示出了来自图18和19A所示的光学生物盘片的轨道A和B的采样模拟信号210。处理器166接着将模拟信号210相应的瞬时模拟幅度214编码成离散的二进制整数216(见图17)。得到的一系列数据点就是数字信号222，该信号近似于采样的模拟信号210。
接着参见图20B，来自轨道A和B(图20A)的数字信号222被存为一个独立的一维存储数组226。每条连续的轨道都会产生一个对应的一维数组，该数组再与先前的一维数组组合，产生一个二维数组228，该数组类似于一个图像。所述的数字数据接着作为样点224的二维数组228被存储在存储器中或磁盘上，所述的样点代表了采样区域内某特定点上返回波束154或透射波束156(图18)的相对强度。所述的二维数组接着以图20B所示的原始文件或图像文件240的形式被存储在存储器中或磁盘上。存储在图像文件240中的数据接着被提取242到存储器中，并被当作图10中所示的分析器168的数据输入244。
图20C示出了来自图18和19A所示的光学生物盘片的轨道C和D的采样模拟信号210。处理器166接着将模拟信号210的瞬时模拟幅度214编码成离散的二进制整数216(图17)。得到的一系列数据点就是数字信号222，该数字信号近似于采样的模拟信号210。
下面参照图20D，来自轨道C和D的数字信号222被存为独立的一维存储数组226。每条连续的轨道都产生一个相应的一维数组，该一维数组再与先前的一维数组组合在一起产生一个二维数组228，该二维数组近似于一个图像。如上所述，所述的数字数据接着作为采样点224(图17)的二维数组228被存储在存储器中或磁盘上，所述的采样点代表了返回波束154或透射波束156(图18)在采样区域内某个特定点上的相对强度。所述的二维数组接着以原始文件或图像文件240的形式被存储在存储器中或磁盘上，如图20B所示。如上所述，存储在图像文件240中的数据接着被取回242存储器并被当作图10所示的分析器168的数据输入244。
计算与处理算法被储存在分析器168中(图10)并被应用于输入数据244，以产生有用的输出结果262(图21)，该结果可被显示在显示器114上(图10)。
下面参见图21，其中示出了根据与本发明相关的处理方法及运算算法进行数据评估的主要步骤的流程图。本发明的处理方法的第一个主要步骤涉及输入数据244的接收。如上所述，数据评估从0至4096范围内的整数数组开始。
下一个主要步骤246是选取盘片上的一个区域进行计数。一旦确定了该区域，接下来的目标就是要对该确定区域内所有的白血细胞进行实际的计数。步骤246的实现方式取决于盘片的配置与用户的选择。借助实例而非限制，在采用带有窗口-如图2和图5中所示的目标区域140-的盘片的本发明实施例中，软件识别出窗口并选取其中的一块区域进行分析与计数。在一个优选实施例中，比如图2所示的实施例，目标区域或窗口为1×2mm的矩形，并且在它的每个末端都有一个半圆形部分。在该实施例中，软件在一个窗口中选出一个标准的1×2mm的矩形区域。在该实施例的一方面内容中，读取器可以取若干个连续的样本值来比较多个不同窗口中的细胞数量。
在采用不带有窗口的透射型盘片的本发明实施例中，如图5、6、8和9中所示，步骤246可以以两种不同的方式执行。标准矩形的位置可以相对于具有固定坐标的点来定位中心而确定，也可以通过找出参考标记来确定，所述的标记可以是一个黑色染料点。在采用参考标记的情况下，具有理想对比度的颜料相对两簇细胞被定位在盘片上一个特定的位置上。光学盘片读取器接着被引导跳到一簇细胞的中央，然后所述的标准矩形就被定位在所选取的细胞簇周围。
对于以上所述的与步骤246有关的用户选项而言，用户可以通过鼠标选取或其他方式的直接干预来指定进行细胞计数的采样区域形状，比如矩形区域。在软件的当前实施例中，这涉及用鼠标在显示器114所显示的光学生物盘片图像的指定部分点击并拖动一个矩形。无论采用何种评估区域选择方法，都要评估一个矩形区域以供下个步骤248中计数使用。
图21中的第三个主要步骤是步骤248，该步骤旨在进行背景照明均匀化。该步骤校准可能发生的背景均匀化波动，这种波动是由某些硬件配置引起的。背景照明均匀化偏置每个采样点的强度等级，从而使得整个背景或使非细胞的图像部分接近于具有统一的背景值Vbackground的平面。尽管Vbackground可以通过多种方式决定，比如在标准的矩形采样区域内取均值，但在本实施例中，将其设为2000。在选定的矩形采样区域内各个点P处的值V被数字(Vbackground+(V-P点邻域的均值))取代，并在必要时进行截取以满足实际可用值的范围，在本发明中该范围是0到4095。所述邻域的尺寸被选取得足够大于细胞的尺寸，且足够小于标准矩形的尺寸。
图21所示的流程图中的下一个步骤是一个归一化步骤250。在进行归一化步骤250时，要对标准矩形采样区域内的数据做一次线性变换，从而使得平均值成为2000且标准差为600。在必要时，所述的值被截取以落入0到4096的范围。该步骤250与背景照明均匀化步骤248一样，也能使得软件对于硬件变动及调整变得不那么敏感。借助实例而非限制，检测电路中的信号增益，比如顶端检测器158中，可以在不显著影响细胞计数结果的情况下变化。
如图21中所示，接着要执行过滤步骤252。对于标准矩形中的各个点P，其邻近区域内值与Vbackground明显不同的点的个数都被计算出来，其中所述的邻近区域面积小于步骤248中所示的区域。被计算的点应该大致等于图像中细胞的尺寸。如果该数字足够大，那么P点的值就保持不变；否则它将被指定为Vbackground。该过滤步骤被执行来消除噪声，且在最优的情况下，只有细胞留存在图像中，同时背景均匀地等于Vbackground。
如图21所示，还可以执行可选步骤254，该步骤旨在消除有害成分。擦痕、污垢以及其他不规则成分都可能通过过滤步骤252。这些缺陷可能直接造成细胞计数错误，也可能通过影响图像直方图中的整体分布而造成错误。通常，这些缺陷尺寸都比细胞足够大，且可以按下述方法在步骤254中去除。首先形成一个尺寸与所选区域相同的二进制图像。如果原始图像上的一点的值等于Vbackground，那么二进制图像中的对应点被定义为白色，否则就被定为黑色。接着，黑色点的相连成分被提取出来。然后进行后续的腐蚀与扩展以规则化所述成分的外观。最后，将大于定义门限值的成分去除。在该可选步骤的一个实施例中，通过将原始图像中对应样点的值指定为Vbackground来从原始图像去除所述的成分。决定哪些成分构成可以计数的对象而哪些要被去除的门限值是用户定义的值。该门限值还可以根据待计数的检验特性变化，即白血细胞、红血细胞或其他生物物质。在可选步骤254之后，步骤248、250和252最好被重复执行。
图21中所示的下一个主要处理步骤是步骤256，该步骤旨在通过明亮中心进行细胞计数。计数步骤256包括若干子步骤。这些子步骤中的第一个包括执行一次卷积。在该卷积子步骤中，形成一个被称为卷积图样的辅助阵列。卷积图样在P点的值是在P的环形邻近区域中进行过滤后的图样的积分结果。更精确的说，对于一个特定的实施例，被积分的函数在v大于2000时为v-2000，而在v小于等于2000时为0。在计数步骤256中执行的下一个子步骤是在半径约等于细胞尺寸的邻近区域内找出卷积图样的局部最大值。接着，在各自的封闭邻近区域内具有相同值的复制局部最大值被消除。在计数步骤256的最后一个子步骤中，剩下的局部最大值被定义为标志细胞。
在某些硬件配置中，某些细胞可能没有显示出明亮中心。在这种情况下，只有一个黯淡的边缘可见，那么就可以采用下列的可选步骤258和260。
步骤258旨在从图像中去除找到的细胞。在步骤258中，围绕各个已找到细胞的中心的环形区域被值2000填充，从而既有明亮中心又有黯淡边缘的细胞不会被计数两次。
步骤260旨在通过黯淡边缘计数额外的细胞。在步骤258之后要对图像做两次变换。在该例程的第一个子步骤中，子步骤(a)，各个点处的值v被(2000-v)替代，如果结果为负数就用0代替。在子步骤(b)中，得到的图像接着被一个内半径为R1外半径为R2的圆环卷积。R1和R2分别是一个细胞最小与最大的期望半径，接下来所述的圆环在子步骤(d)中被上移、下移、左移和右移。在子步骤(c)中，四次移动的结果被相加。在这次变换之后，黯淡边缘细胞的图像看起来就像四瓣花。最后在子步骤(d)中，通过步骤256中所使用方式找出在步骤(c)中得到的函数的最大值。它们被声明为标志了步骤256漏掉的细胞。
在计数步骤256之后，或是在采用了步骤260之后，图21中所示的最后一个主要步骤是结果输出步骤262。在标准矩形中找到的细胞数量被显示在图1与图5所示的显示器114上，并且每个被识别的细胞都在显示的光学生物盘片图像上用一个叉号标记。
用于光学盘片分析区域的其他结构配置下面将参照图22至39说明符合本发明的生物盘片的优选实施例。这些盘片实施例的各种特性已经参照图1至21有所展示，因而下文中不再对这些共有的特性再次说明。相应地，为了简洁的目的，在图22至39中只有与图1至21所示的生物盘片不同的特性才被表示出来。
另外，下文中对本发明的生物盘片的说明适用于透射型及反射型两种光学生物盘片。
图22示出了符合本发明的光学生物盘片实施例的主要结构元件的分解视图，在该例中全部由1表示。
图23示出了生物盘片1的俯视图，其中盖子部分116被示为透明的，从而揭示出盘片1本身的内部组件。
参见图22和23，光学生物盘片1中包括一些已经在上述附图中说明的主要结构元件，比如上述的盖子部分116、粘性元件或沟道层118以及基盘120。
盖子部分116包括一个或多个引入口122。借助实例且为了简洁的目的，图22与23中只示出了两个引入口122。
粘性元件或沟道层118中形成了流体腔2，在该流体腔中可以对检验特性进行检查，下文中将对其进行详细说明。借助实例且为了简洁的目的，在图22与23中只示出了一个流体腔2。
基盘120定义了生物盘片1的一个环形内周界3和一个环形外周界4，外周界与内周界同心。
基盘120包括一个或多个反应点5。在图22与23中，借助于实例且为了展示的目的，所示的一个盘片只包括一组、或一列反应点5。
精通本技术的人可以理解，反应点5可以位于目标或捕获区域内。在图1至21中已经示出，这样的目标区域可以通过物理去除盘片反射或半反射层上指定位置的一个区域或一部分来形成，也可以通过在涂覆反射或半反射层之前遮盖指定的区域来形成。或者，如上所示，在透射型盘片中，目标区域可以在薄半反射层上使用丝网遮蔽印墨来创建，或者通过编码在盘片上的地址信息来定义。
生物盘片1还在基盘120上提供一系列类似于轨道170的信息轨道，轨道170已经参照图1至21所示的实施例有所说明，故而未在图22与23中显示出来。
一般而言，信息轨道大体是环形，且圆周由盘片1的内周界3向外周界4扩展而随半径扩大，通常是一个螺旋形状。
另外，生物盘片1可以提供与基盘120相连的工作层，该层中包括编码信息，信息基本沿着一条或多条信息轨道分布，比如该层可以类似于参照图1至21介绍的反射层142。
下面将参照图22和23对流体腔2进行更详细的说明。
首先应该理解的是，生物盘片1提供了对应于流体腔2的分析区域，全部由6表示，其中含有分析特性。
本发明所提出的分析区域可以包括任何类型的反应点、点阵列、捕获点或区域、目标区域、浏览窗口等等，而且一般而言它可以是任何类型、特性及结构的任意目标分析区域。
根据本发明的主要指导思想，分析区域6以及流体腔2具有与图1至21所示实施例不同的配置结构。这种不同配置是在入射的电磁能量波束追踪信息轨道时，分析区域6中的任何检验特性都被沿着变化的角坐标查询出来，而非沿着单一的半径(即固定的角坐标)读出，如图1至21所示的那样。
如图23中所示且很容易理解的是，“角坐标”在此处指的是在盘片1的俯视图上的平面角α，该平面角的定义是盘片参考辐射轴x与对应于一个元素的实际径向位置的实际盘片辐射轴r之间的角度，所述的元素可以是比如一个检验特性，其中参考系统的中心理所当然被设置在盘片1本身的圆心上。类似地，“径向坐标”在此处指的是一个元素如检验特性沿着对应辐射轴r的实际位置。
根据一个优选实施例，分析区域6主要沿着信息轨道分布。
在图22和23所示的具体实施例中，流体腔2是一个射流电路或沟道，它带有一个沿着大致环形的轨迹延伸的中心部分21，所述的环形轨迹与内周界3和外周界4同心，还带有两个侧臂部分23和24，它们沿着径向延伸。
反应点5沿着流体沟道中心部分21的环形延伸部分分布，即大致沿着环形弧线。因此，根据本发明，反应点5不是像先前的实施例那样沿着单一的半径-即单一的角坐标-分布的，而是在固定的半径上按照变化的角坐标分布。
相应地，当入射的电磁能量波束跟踪信息轨道时，位于分析区域6中的检验特性就按着环形的路径被查询出来。
在下文中，这种环形的设置将被成为“等径(eRad)”，并且提供这种设置的盘片被成为“eRad disc(等径盘片)”。因此，为了简便的目的，短语“equi-radial”、“e-radial”、“e-rad”、或“eRad”可以互换使用。
使用等径盘片1而引起的一个问题是在盘片上定位引入孔122。
如图23中所示，可以让引入孔122位于与对应沟道2的环形部分21不同的径向位置上。但是，沟道中心部分21最好位于比引入孔122更高的径向坐标上，以防止向心力引起包含在沟道中的流体从孔122漏出。
根据一种变形的实施例，还可以让沟道中心部分位于比引入孔低的半径上，只要这些引入孔被密封-即保证不会泄漏即可。
图24示出了符合本发明的另一种生物盘片优选实施例的俯视图，此处用10表示，其中带有一个盖子部分，它被表示为透明的以揭示盘片10本身的内部组件。
如图24中所示，盘片10提供了多条等径流体沟道2，它们被安排在与盘片内周界3同心的多列中，还提供了对应的反应点5阵列。
盘片10还提供进入端口122的同心阵列。如上所述，不需要所有这些进入端口122都在一个单个(通常较小)的径向坐标上，如果，优选的，与某一个沟道2相关联的所述这些进入端口122相对于所述沟道本身的圆周位置处在一个较低的径向坐标上。
图24的盘片实施例允许克服那些使用单个径向坐标上的反应点的盘片的一个潜在缺陷，也就是说，在后一种情况中，较小数量集合的反应点或分析能够被装入到盘片的单个半径中。
能够认识到，目前描述的等径盘片提供了快速读出数据的优点，因为一个小的多的径向深度需要被所述光源和所述盘驱动系统的检测器所覆盖，以检测所有的反应点。
此外，自由细胞所需的距离，或者一般而言，用于在反应区域上清楚的检测颗粒的距离，相对于现有技术的径向盘片较小。而且，这些自由的颗粒不移动到其他反应区域。
此外，等径盘片使得利用具有有限尺寸的检测器的盘驱动系统成为可能。
根据本发明的等径盘片的另一个优点是，离心力在所有的反应区域或目标区域上是恒定的。
与现有技术的盘片相比，等径盘片的另一个优点是其占用了较小的径向尺寸，导致在沟道边缘和盘片边缘之间一个较大的距离，所以取得了更好的粘合以及减少的泄漏。
图25示出了根据本发明的生物盘片的另一个优选实施例的俯视图，此处标记为11，其中盘片本身的盖子部分被表示为透明的，以显示内部的结构。
参考图25，盘片11包括一个流体腔12，以及相应的一个分析区域，其沿着一条根据变化的角坐标和径向坐标而展开的路径延伸，尤其根据一个螺旋线展开。因此，本实施例还提供反应点，或目标区域，13，根据相同的螺旋路径分布。
本发明的螺旋分析区域最好是在盘片11上预选择数量的环形信息轨道之间环形延展，并且检验特性是沿着预选择的内外圆周之间的环形信息轨道查询出来的。
螺旋形排布融合了现有技术的径向方案与上述等径方案两者的优点。事实上，分析区域的螺旋形设置导致了分析区域本身大大减小的径向延伸，从而得到了比径向方案小得多的向心力变化，同时还允许在盘片上设置比等径方案数量更多的沟道。
另外，在这种螺旋形排布中，以及在提供变化的角坐标与变化的径向坐标的一般排布中，对每个分析区域，各个腔体或沟道可以比等径方案中的做的长，从而可以得到更多数量的目标区域或反应点，比如用于校准目的。
此外，如图26中所示，如果所述的螺旋形路径具有较窄的角度，不受限制的粒子，如细胞，熔珠等等，还是不会跨过其他目标区域的，比如其他的反应点。
具体参见含有液体的腔体或沟道，图27A至27C涉及相应的结构参数的理想选择。
尽管图27A至27C示出了参照图22和23所述的生物盘片1上的环形沟道2，但是相同的思路适用于所有的本发明实施例，即适用于任何带有分析区域且分析区域适合于根据变化的角坐标查询的盘片。
与具体的实施例无关，精通本技术的人可以理解，对于流体腔壁的最大压力位于所述腔体本身对应于最大径坐标的部分，这是由于流体中的流体静态压力是由盘片的旋转引起的。
参见图27A，为了限制泄漏，流体柱的长度应该比受压力的区域小，其中流体柱的长度由b表示，且与沟道的径向延伸直接相关，而受压力的区域则与所述沟道在最大半径处的曲率半径相关，该曲率半径由rc表示。如果这两个变量的比例rc/b很小，那么施加在沟道末端的压力就很大，泄漏的机率就很高。因而，该比例保持的越高越好。特别地，沟道的rc/b比例最好大于等于0.5，以降低泄漏机率。更理想的情况是该比例大于等于1。
图27B比较了两种情况下的比例rc/b，其一是沟道按大致固定的角坐标延伸，比如结合图1至21所述的实施例中的径向沟道，其二是按照本发明所述的变化角坐标延伸的沟道。
参见图27C，作为另一项优选条件，曲率半径约等于rc的沟道长度的角延展θa比上沟道本身径向臂之间的角度θ的比例至少为0.25，否则受液体柱压力的区域所受的力仍然太大。
本发明其他的实施例、内容、细节及特性在图28至39中示出。
图28A示出了一个反射型生物盘片分解透视图，该盘片中包含了符合本发明的等径沟道。该结构对应于图2所示的径向沟道盘片。图28A中所示的生物盘片1的等径实施方式同样包括盖子116、沟道层118以及基盘120。沟道层118包括等径流体沟道2，而基盘120中则包括相应的反应点5阵列。
图28B示出了图28A中所示的盘片的俯视图。图28B还示出了带有透明的盖子部分的等径盘片实施例的俯视图，该盘片带有两层环形流体沟道，沟道中含有ABO化学物质以及两种血型(A+和AB+)。
如图28B中所示，还可以在本发明所述盘片的制造阶段设置一个优先级、多个最终位于不同径向坐标上的引入口，从而可以在一个盘片上设置一组等径、螺旋或径向的反应点和/或沟道。这些沟道可以被用于不同的测试组合，或是用于单个测试组合的多个样本。
图28C示出了图28A中所示的盘片的透视图，其中的切除部分展示了等径反射盘片的不同层次。该视图与图4中所示的反射型盘片110相似。图28C中所示的反射型生物盘片1的等径实施方式同样包括反射层142，涂覆在反射层142上的活性层144，以及盖子部分116上的反射层146。
图29A示出了采用本发明所述的等径沟道的透射型生物盘片的分解透视图。该结构对应于图5所示的径向沟道盘片。图29A中所示的生物盘片1的透射型等径实施方式同样包括盖子部分116，沟道层118以及基盘120。沟道层118包括等径流体沟道2，基盘120中则包括相应的反应点5的阵列。
图29B示出了图29A中所示的透射型等径盘片的俯视图。图29B还示出了两层环形流体沟道，其中含有ABO化学物质和两种血型(A+和AB+)。如上所述，化验是在分析区域6中进行的。
图29C示出了图29A所示的盘片的透视图，其中的切除部分展示了等径透射型生物盘片实施例的不同层次。该视图类似于图9种所示的透射型盘片110。图29C中所示的透射型生物盘片1的等径实现方式同样包括了薄半反射层143和活性层144，活性层144被涂覆在半反射层143上。
图30示出了带有透明度盖子部分的等径盘片实施例的俯视图，其中所述的盘片带有两层环形流体沟道，其中装有不同的化验物质，即CD4/CD8化学物质和ABO/RH化学物质。图中所示的盘片1被装在一个生物安全的透明盒子117中。
图31示出了带有透明盖子部分的CD4/CD8等径盘片的俯视图，该盘片拥有六条环形流体沟道，它们被安排在大致相同的径向坐标上，且装有三组人工培养的细胞。图31所示的盘片1同样被示为装在生物安全的透明盒子117中。
图32示出了带有透明盖子部分的等径盘片实施例的俯视图，其中盘片1拥有四条环形流体沟道2，它们被安排在大致相同的径向坐标上。
图33示出了等径盘片的粘性元件或沟道层118的实施例的俯视图，所述的盘片拥有四条环形流体沟道2，它们被安排在大致相同的径向坐标上。所述的粘性层的厚度最好约为80微米，且由丝网印刷压力敏感粘性材料制成。
图34示出了等径盘片中的粘性元件或沟道层118的实施例的俯视图，所述的盘片拥有两层每层各四条的环形流体沟道。所述的粘性层厚度最好约100微米，且由压力敏感的粘性材料制成。
图35示出了等径盘片的粘性元件或沟道层118的实施例的俯视图，所述的盘片拥有六条环形流体沟道2，它们被安排在大致相同的径向坐标上。所述粘性层的厚度最好在100微米左右，且由压力敏感粘性材料制成。
图36示出了等径盘片的粘性元件或沟道层118的另一种实施例的俯视图，所述的盘片拥有四条环形流体沟道2，它们被安排在大致相同的径向坐标上。所述的粘性层的厚度最好为100微米左右，且由压力敏感粘性材料制成。
图37示出了等径盘片1的实施例的俯视图，其中的盖子部分被示为透明的，该盘片具有四条环形流体沟道2，它们被安排在大致相同的径向坐标上，各条沟道都包括各自的反应点，适于按环形路径查询。
图38示出了等径盘片1的另一个实施例的俯视图，其中的盖子部分被表示为透明的，该盘片具有三条环形流体沟道2，它们被非对称排布，特别是按不同的径向坐标排布。
图39示出了等径盘片1的另一种实施例的俯视图，其中的盖子部分被示为透明的，该盘片具有两条尺寸不同的环形流体沟道2。
本发明还提供一种结合图1与图10所述类型的光学分析盘片驱动系统，其中包括检验特性的查询装置，特别是光源、光检测器以及相关的光学元件，这些元件在上文中已经结合图10有所说明了。
根据本发明，所述的查询装置被改装来根据变化的角坐标查询盘片分析区域内的检验特性，最好是环形或是螺旋形的。
所述盘片及系统的结构最好能够让盘片本身的旋转将检验特性大致均匀地沿着腔体分布。
更理想的情况是，盘片的旋转使得检验特性的浓度大致均匀地沿着所述腔分布。
本发明还提供了利用所述的生物盘片与光学盘片驱动系统的分析方法，该方法提供了对盘片中的检验特性进行查询的方法，从而当入射的电磁能量波束沿着盘片信息轨道跟踪时，分析区域内的任何检验特性都可以随变化的角坐标查询出来，特别是可以根据环形或螺旋形的路径查询出来。
总结陈述本说明书中提及的所有专利、临时申请、专利申请以及其他出版物都通过引用被完全包括在本专利申请中。
尽管本发明是根据特定的优选实施例进行说明的，但是应该理解的是，本发明并不局限于这些具体的实施方式。相反，本公开说明书描述了实践本发明的当前最佳模式，但对于那些精通本技术的人而言，仍然可以对本发明进行多种改进与变化，这样做不会偏离本发明的范围与指导思想。本发明的范围由以下的权利要求而非上述的说明给出。所有落入与权利要求等效的含义与范围内的变化、修改及变形都被认为是在它们的范围之内。
另外，考虑到本文本的公开性，那些精通本技术的人只需进行常规的实验就能够找到或是能够弄明白本文中所述的本发明具体实施例的等效实现方式。这些等效实现同样属于下列权利要求的范围内。
权利要求
1.一种光学分析盘片，包括一个带有内周界与外周界的基盘；一个与所述基盘相连的工作层，所述的工作层包括基本沿着信息轨道分布的编码信息；以及一个含有检验特性的分析区域，所述的分析区域位于所述基盘的内周界与外周界之间，且沿着所述的信息轨道被这样定向，使得当入射的电磁能量波束沿所述的信息追踪时，分析区域内的任何检验特性都能沿周向被查询出来。
2.一种光学分析盘片，包括一个带有内周界与外周界的基盘；一个与所述基盘相连的工作层，所述的工作层包括基本沿信息轨道分布的编码信息；以及一个含有检验特性的分析区域，所述的分析区域位于所述基盘的内周界于外周界之间，且沿着所述的信息轨道被这样定向，使得当入射到电磁能量波束沿着所述的信息轨道追踪时，分析区域内的任何检验特性都能够沿着一条螺旋形的路径被查询出来。
3.一种光学分析盘片，包括一个带有内周界与外周界的基盘；一个与所述基盘相连的工作层，所述的工作层包括基本沿信息轨道分布的编码信息；以及一个含有检验特性的分析区域，所述的分析区域位于所述基盘的内周界与外周界之间，且沿着所述的信息轨道被这样定向，使得当入射到电磁能量波束沿着所述的信息轨道追踪时，分析区域内的任何检验特性都能够根据一条角坐标变化的路径被查询出来。
4.根据权利要求1至3中的任意一条所述的光学分析盘片，其中所述的基盘包括一系列基本为环形的信息轨道，这些轨道的圆周随着从所述的内周界至所述的外周界延伸的半径而扩大。
5.根据权利要求4所述的光学分析盘片，其中所述的分析区域在预选择数量的圆形信息轨道之间环形地延伸。
6.根据权利要求5所述的光学分析盘片，其中所述的检验特性是沿着预选择的内外圆周之间的所述圆形信息轨道查询出来的。
7.根据权利要求1至3种任意一条所述的光学分析盘片，其中所述的分析区域包括一个液体腔。
8.根据权利要求1至7中任意一条所述的光学分析盘片，其中所述盘片的旋转将检验特性大致均匀地沿着所述的分析区域分布。
9.根据权利要求1至7中任意一条所述的光学分析盘片，其中所述盘片的旋转将检验特性的浓度大致均匀地沿着所述的分析区域分布。
10.一种光学分析盘片，包括一个带有内周界与外周界的基盘；以及一个含有检验特性的分析区域，所述的分析区域位于所述基盘的内周界与外周界之间，且根据一个变化的角坐标延伸。
11.一种光学分析盘片，包括一个带有内周界与外周界的基盘；以及一个含有检验特性的分析区域，所述的分析区域位于所述基盘的内周界与外周界之间，且根据变化的角坐标和径向坐标延伸。
12.一种光学分析盘片，包括一个带有内周界与外周界的基盘；以及一个含有检验特性的分析区域，所述的分析区域位于所述基盘的内周界与外周界之间，且根据变化的角坐标和基本固定的径向坐标延伸。
13.一种光学分析盘片，包括一个带有内周界与外周界的基盘；以及一个含有检验特性的分析区域，所述的分析区域位于所述基盘的内周界与外周界之间，且按照大致为圆环形的路径延伸。
14.一种光学分析盘片，包括一个带有内周界与外周界的基盘；以及一个含有检验特性的分析区域，所述的分析区域位于所述基盘的内周界与外周界之间，且按照大致为螺旋形的路径延伸。
15.根据权利要求10至14中任意一条所述的光学分析盘片，还包括一个与所述基盘相连的工作层，所述的工作层包括基本沿着信息轨道放置的编码信息。
16.根据权利要求10至14中任意一条所述的光学分析盘片，其中所述的基盘包括一系列信息轨道，且所述的分析区域大致沿着所述的信息轨道被定向，从而当一个入射的电磁能量波束沿着所述的信息轨道进行跟踪时，分析区域内的任何检验特性都能沿周向被查询出来。
17.根据权利要求16中所述的光学分析盘片，其中所述的信息轨道基本为圆形，且周长随着半径从所述的内周界向所述的外周界扩展而增大。
18.根据权利要求17所述的光学分析盘片，其中所述的分析区域在预选择数量的圆形信息轨道之间环形地延伸。
19.根据权利要求18所述的光学分析盘片，其中所述的检验特性是基本沿着预选择的内外圆周之间的圆形信息轨道查询出来的。
20.根据权利要求10至14中任意一条所述的光学分析盘片，其中所述的分析区域包括按变化的角坐标设置的多个反应点。
21.根据权利要求10至14中的任意一条所述的光学分析盘片，其中所述的分析区域包括根据变化的角坐标设置的多个捕获或目标区域。
22.根据权利要求10至14中的任意一条所述的光学分析盘片，其中包括多个位于所述基盘的内周界与外周界之间的分析区域，其中多个分析区域中至少有一个分析区域是按照变化的角坐标延伸的。
23.根据权利要求22所述的光学分析盘片，其中所述的多个分析区域按照大致为环形的路径延伸，且绕着所述生物盘片内周界同心地分布。
24.根据权利要求22所述的光学分析盘片，还包括多列分析区域。
25.根据权利要求24所述的光学分析盘片，其中各个分析区域按照基本环形的路径延伸，且各列都以各自的径向坐标安排在盘片上。
26.根据权利要求10至14中的任意一条所述的光学分析盘片，其中所述的分析区域包括至少一个流体腔，它按照变化的角坐标延伸。
27.根据权利要求26所述的光学分析盘片，其中所述的至少一个流体腔具有一个中心部分，它按照变化的角坐标延伸，还有两个侧臂部分，基本在径向上延伸。
28.根据权利要求27所述的光学分析盘片，其中所述的腔体中心部分具有一个角延展θa，它与所述腔体侧臂部分之间的夹角θ之间的比例θa/θ大于或等于0.25。
29.根据权利要求26至28中的任意一条所述的光学分析盘片，其中所述的分析区域包括至少一个含有液体的沟道，该沟道按照大致环形的路径延伸，且其中所述沟道的曲率半径rc与沟道中包含的流体柱的长度b之间的比例rc/b大于或等于0.5。
30.根据权利要求29所述的光学分析盘片，其中所述的比例rc/b大于或等于1。
31.根据权利要求26所述的光学分析盘片，包括两个引入孔，它们在生物盘片上位于比所述分析区域低的径向坐标上。
32.根据权利要求27所述的光学分析盘片，包括两个引入孔，它们各自位于所述至少一个流体腔的各个侧臂部分的末端。
33.根据权利要求26所述的光学分析盘片，其中所述的至少一个流体腔是一个流体沟道。
34.根据权利要求33所述的光学分析盘片，还包括多个分析流体沟道，它们按照变化的角坐标延伸。
35.根据权利要求34所述的光学分析盘片，还包括多列分析流体沟道。
36.根据权利要求35所述的光学分析盘片，还包括两列环形流体沟道，其中装有ABO化学物质以及两种不同的血型。
37.根据权利要求35所述的光学分析盘片，还包括两列装有不同化验物质的环形流体沟道。
38.根据权利要求37所述的光学分析盘片，其中所述的两种化验物质包括CD4/CD8化学物质以及ABO/RH化学物质。
39.根据权利要求34所述的光学分析盘片，其中所述的多个流体沟道被设置在基本相同的径向坐标上。
40.根据权利要求39所述的光学分析盘片，还包括6条环形分析流体沟道，它们被设置在大致相同的径向坐标上。
41.根据权利要求39所述的光学分析盘片，还包括4条环形分析流体沟道，它们被设置在基本相同的径向坐标上。
42.根据权利要求34所述的光学分析盘片，其中所述的多条流体沟道中含有不同浓度的培养细胞。
43.根据权利要求34所述的光学分析盘片，其中所述的多条流体沟道被设置在不同的径向坐标上。
44.根据权利要求34所述的光学分析盘片，其中所述的多条流体沟道具有不同的尺寸。
45.根据权利要求10至14中的任意一条所述的光学分析盘片，该盘片被实现为反射型的光学生物盘片。
46.根据权利要求10至14中的任意一条所述的光学分析盘片，该盘片被实现为透射型的光学生物盘片。
47.根据权利要求10至14中的任意一条所述的光学分析盘片，其中所述盘片的旋转将分析特性沿着所述的分析区域大致均匀地分布。
48.根据权利要求10至14中的任意一条所述的光学分析盘片，其中所述生物盘片的旋转将分析特性的浓度沿着所述的分析区域大致均匀地分布。
49.一种光学分析盘片，包括一个带有内周界与外周界的基盘；一个含有检验特性且位于所述基盘的内周界与外周界之间的分析区域，所述的分析区域包括至少一条含有液体的沟道，该沟道至少有一个沿着大致为环形的路径延伸的部分，所述沟道环形部分的曲率半径rc与所述沟道中包含的液体柱长度b之间的比例rc/b大于或等于0.5。
50.根据权利要求49所述的光学分析盘片，其中所述的比例rc/b大于或等于1。
51.根据权利要求49所述的光学分析盘片，该盘片被实现为反射型光学生物盘片。
52.根据权利要求49所述的光学分析盘片，该盘片被实现为透射型光学生物盘片。
53.一种用于光学分析生物盘片的光学分析盘片系统，所述的盘片中包括含有检验特性的分析区域，所述的系统包括查询装置，适用于根据变化的角坐标查询所述的检验特性。
54.一种用于光学分析生物盘片的光学分析盘片系统，所述的盘片中包括信息轨道以及含有检验特性的分析区域，其中所述的系统包括查询装置，从而当一个入射的电磁能量波束沿着所述的信息轨道进行跟踪时，分析区域内的任何检验特性都能被沿周向查询出来。
55.根据权利要求53或54所述的光学分析盘片系统，其中所述的查询装置适合于根据变化的角坐标且以大致固定的径向坐标查询所述的检验特性。
56.根据权利要求53或54所述的光学分析盘片系统，其中所述的查询装置适合于根据变化的角坐标及径向坐标查询检验特性。
57.根据权利要求53或54所述的光学分析盘片系统，其中所述的查询装置适合于根据螺旋形的路径查询检验特性。
58.根据权利要求53或54所述的光学分析盘片系统，其中所述的查询装置适合于按照基本圆环形的路径查询检验特性。
59.根据权利要求53或54所述的光学分析盘片系统，其中所述的查询装置适合于查询按照变化的角坐标设置的多个反应点上的检验特性。
60.根据权利要求53或54所述的光学分析盘片系统，其中所述的查询装置适合于查询按照变化的角坐标设置的多个捕获区域或目标区域上的检验特性。
61.根据权利要求53或54所述的光学分析盘片系统，其中所述的查询装置适合于查询多个分析区域上的检验特性，其中至少一个分析区域是沿着变化的角坐标方向设置的。
62.根据权利要求61所述的光学分析盘片系统，其中所述的查询装置适合于查询多列分析区域上的检验特性。
63.根据权利要求53或54所述的光学分析盘片系统，其中所述的查询装置适合于查询至少一个流体腔内的检验特性，该流体腔按变化的角坐标延伸。
64.根据权利要求63所述的光学分析盘片系统，其中所述的查询装置适合于查询多个流体腔内的检验特性。
65.根据权利要求64所述的光学分析盘片系统，其中所述的查询装置适合于查询多列流体腔内的检验特性。
66.根据权利要求64所述的光学分析盘片系统，其中所述的查询装置适合于查询多个大致圆环形的流体腔内的检验特性，所述的流体腔被设置在基本相同的径向坐标上。
67.根据权利要求64所述的光学分析盘片系统，其中所述的查询装置适合于查询被设置在不同径向坐标上的流体腔内的检验特性。
68.根据权利要求64所述的光学分析盘片系统，其中所述的查询装置适合于查询不同大小的流体腔内的检验特性。
69.根据权利要求64所述的光学分析盘片系统，其中所述的查询装置适合于查询装有ABO化学物质和两种血型的流体腔内的检验特性。
70.根据权利要求64所述的光学分析盘片系统，其中所述的查询装置适合于查询装有不同化验物质的流体腔内的检验特性。
71.根据权利要求64所述的光学分析盘片系统，其中所述的查询装置适合于查询装有CD4/CD8化学物质和ABO/RH化学物质的流体沟道内的检验特性。
72.根据权利要求64所述的光学分析盘片系统，其中所述的查询装置适合于查询含有不同浓度的培养细胞的流体腔内的检验特性。
73.根据权利要求53或54所述的光学分析盘片系统，其中的装置设置使得生物盘片的旋转可以将检验特性沿着分析区域基本一致地分布。
74.根据权利要求53或54所述的光学分析盘片系统，其中的结构设置使得生物盘片的旋转可以将检验特性沿着分析区域基本均匀地分布。
75.根据权利要求53或54所述的光学分析盘片系统，其中所述的光学分析盘片被实现为反射型的光学生物盘片。
76.根据权利要求53或54所述的光学分析盘片系统，其中所述的光学分析盘片被实现为透射型的光学生物盘片。
77.一种用于查询光学分析生物盘片内的检验特性的方法，所述的盘片带有包含了所述特性的分析区域，所述的方法提供按变化的角坐标对所述特性进行查询步骤。
78.一种用于查询光学分析生物盘片内的检验特性的方法，所述的盘片带有信息轨道与包含所述特性的分析区域，所述的方法提供对所述检验特性进行查询的步骤，使得当入射的电磁能量波束沿着所述的信息轨道跟踪时，分析区域内的任何检验特性都可以被沿周向查询出来。
79.根据权利要求77或78所述的方法，其中所述的查询步骤提供根据变化角坐标并在大致固定的径向坐标上查询检验特性。
80.根据权利要求77或78所述的方法，其中所述的查询步骤提供根据变化的角坐标和径向坐标查询检验特性。
81.根据权利要求77或78所述的方法，其中所述的查询步骤提供根据螺旋形路径查询检验特性。
82.根据权利要求77或78所述的方法，其中所述的查询步骤提供根据大致的环形路径查询检验特性。
83.根据权利要求77或78所述的方法，其中所述的查询步骤提供查询多个按照变化角坐标设置的反应点上的检验特性。
84.根据权利要求77或78所述的方法，其中所述的查询步骤提供查询多个按照变化角坐标设置的捕获区域或目标区域上的检验特性。
85.根据权利要求77或78所述的方法，其中所述的查询步骤提供查询多个分析区域上的检验特性，其中至少一个分析区域按变化的角坐标延伸。
86.根据权利要求85所述的方法，其中所述的查询步骤提供查询多列分析区域上的检验特性。
87.根据权利要求77或78所述的方法，其中所述的查询步骤提供查询至少一个流体腔内的检验特性，该流体腔根据变化的角坐标延伸。
88.根据权利要求87所述的方法，其中所述的查询步骤提供查询多个流体腔内的检验特性。
89.根据权利要求88所述的方法，其中所述的查询步骤提供查询多列流体腔内的检验特性。
90.根据权利要求88所述的方法，其中所述的查询步骤提供查询设置在基本相同径向坐标上的多个环形流体腔内的检验特性。
91.根据权利要求98所述的方法，其中所述的查询步骤提供查询设置在不同径向坐标上的流体腔内的检验特性。
92.根据权利要求88所述的方法，其中所述的查询步骤提供查询不同大小的流体腔内的检验特性。
93.根据权利要求88所述的方法，其中所述的查询步骤提供查询装有不同化验物质的流体腔内的检验特性。
94.根据权利要求88所述的方法，其中所述的查询步骤提供查询含有不同浓度的培养细胞的流体腔内的检验特性。
95.根据权利要求77或78所述的方法，其中生物盘片的旋转能将检验特性沿着分析区域基本一致地分布。
96.根据权利要求77或78所述的方法，其中生物盘片的旋转能将检验特性沿着分析区域基本均匀地分布。
全文摘要
一种光学分析盘片，其中包括一个带有内周界与外周界的基盘以及与基盘相连的工作层。工作层中包括沿着信息轨道定位的编码信息。一个分析区域中含有检验特性。分析区域位于基盘的内周界与外周界之间，且方向沿着信息轨道延伸，从而当入射的电磁能量波束沿着信息轨道跟踪时，分析区域内的任何检验特性都可以被环绕着查询出来。
文档编号G01N33/80GK1759321SQ03826147
公开日2006年4月12日 申请日期2003年7月10日 优先权日2003年1月15日
发明者凯文·R.·麦克因特尔, 詹姆斯·H.·库姆斯 申请人:伯斯坦技术公司, 长冈实业株式会社