CN103430011B - 用于化学反应的定量光学评价的测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于化学反应的定量光学评价的测量装置（1），该测量装置包括带有载体层（3）和含有分析侧（8）和与分析侧对置的光射出侧（14）的样品层（4）的样品载体（2）、带有在支承体上的多个光探测器（6）和带有设置在光探测器上方的透明的覆盖层（7）的光敏的传感器（5）。在分析侧（8）上沿样品层（2）的纵向方向相互间隔开距离地设置多个测试区段（9）。分析侧（8）这样设置在载体层（3）上，使得测试区段（9）朝向一定体积的微流体（10）。样品载体（2）可拆卸地设置在容纳装置（20）中，从而光射出侧（14）朝向光敏的传感器（5）并且测试区段（9）设置在光探测器（6）上方。此外，在测试区段（9）和光探测器（6）之间的距离（11）小于700μm。

Description

用于化学反应的定量光学评价的测量装置
技术领域
本发明涉及一种用于化学反应的定量光学评价的测量装置。
背景技术
在化学反应中，作为反应结果可能发生颜色变化或者透射的改变，此外，可能的是，由于化学反应发生电磁辐射。在这里应用的测量方法中，要分析的、大多以液态形式存在的样品在微流体（Mikrofluid）之内从至少一个测试区段旁边运动经过，其中，在样品中存在分析物（Analyt）并且在测试区段中存在相应的对应试剂的情况下发生化学反应，该化学反应以测试区段的透射比的改变或者以从测试区段放射电磁辐射的形式表现出来。
为了评价与在样品中分析物的定量存在直接有关的反应结果，已知的是，利用光敏的传感器来检测测试区段并且评价被检测的光学信号与时间相关的特性。因为要评价的光学效应通常仅非常小，具有特别意义的是，光学探测器具有高的灵敏度，以便这样达到尽可能大的信噪比（SNR），这样又直接产生尽可能小的检测阈值（LOD）。在已知的评价装置中在测试区段前设置光电二极管阵列，其中，由多个光探测器、例如5至7个光探测器来检测测试区段。但这有如下缺点，即减少了入射到每个单个的光探测器上的电磁辐射并因此入射的或者检测的信号通常比光探测器的不可避免的固有噪音仅稍微更大，由此因此产生非常小的SNR。为了在同时非常小的探测阈值时达到尽可能高的分辨率，在任何情况下都不利的是，测试区段的信号被分布到多个光探测器上。此外同样不利的是，光学反应（即透射比的改变或者发光）由于散射效应而入射到相邻的、因此非因果关系地（）配设给相关的测试区段的光探测器上。
例如文献WO02/08458A1公开了一种用于局部分辨地（ortsaufgeloest）探测电磁辐射的方法。为此公开，以相对于生物芯片的尽可能小的距离设置成像的光电的面传感器，从而从生物芯片的表面的区域发出的电磁辐射能以单义的方式配设给面传感器的确定的区域。由此实现，面传感器的每个光选择（fotoselektiv）的元件配设有生物传感器的一个确定的区域，并且因此相应的元件不需要被屏蔽以防止面传感器的邻近的区域的散射光。通过评价光学的反应信号，能够实现物质向生物芯片的阵列元件的单义的空间配设。通过信号产生和探测的直接的空间上的邻接，能够放弃所有的成像光学装置。在一种优选的实施形式中，生物芯片直接施加在传感器表面上。在另一种实施方式中，在面传感器和生物芯片之间设置间隔物并且由此限定反应空间。为了探测通常使用具有多于10000个像素的面传感器，其中，通过面传感器和生物芯片的表面之间的直接接触或非常小的距离，产生一种接触曝光。通过直接设置在传感器表面上或通过间隔地设置以形成反应空间，造成面传感器被样品材料污染，从而面传感器或面传感器集成在其中的整个探测系统在测量后必须被清洗和干燥，以便能够此后被再次利用。如果在面传感器和生物芯片之间设置反应空间，则实现20μm或更好的空间分辨能力。在面传感器和生物芯片直接接触时，分辨能力相当于传感器的像素大小。这样选择在生物芯片的表面和面传感器之间的距离，使得传感器的每个像素单元基本上只接收来自生物芯片的直接对置的区域中的光。在面传感器和生物芯片之间的距离因此应该不显著大于面传感器的一个像素的边长。
由文献US2003/0235924A1已知一种光谱分析装置，其中集成地构成光电子装置和微流体。该装置在微流体和探测系统之间没有透镜系统的情况下也起作用。样品容纳装置在此这样构成，使得以直到像素尺寸的50倍的距离设置要分析的样品。探测系统的最高分辨率通过像素大小确定并且由此为小于10μm。例如一个像素的有效面积为3μmx3μm。微流体例如可以具有或不具有中间层地直接设置在探测系统上，此外微流体也能紧邻地设置。
此外由US2006/0063160A1已知具有微流体的微阵列测量系统。这里也通过高像素CCD阵列进行图像检测。
文献WO2007/054710A2示出基于有机半导体元件的透射光测量系统。从oLED（有机发光二极管）发出光到通道中，所述光穿过通道并且被对置于oLED设置的光电二极管检测。
此外由US2002/0123059A1已知一种探测系统，该探测系统包括一次性的生物芯片，该一次性的生物芯片包括各封闭的测试区段的排列以及微流体。
发明内容
因此，本发明的任务在于创造一种如下的测量装置，在这种测量装置中，相对于现有技术改善反应检测的信噪比并且因此达到小的检测最小值。
由此解决本发明的任务，即，在带有样品载体和光敏的传感器的测量装置中，在设置在样品载体的样品层上的测试区段和光探测器之间的距离小于700μm。样品载体具有载体层和样品层，其中此外，载体层具有输出区段，该输出区段通过微流体与贮器连接。样品层具有分析侧和与该分析侧对置地具有光射出侧，其中，在分析侧上沿样品层的纵向方向相互间隔开距离地设置多个测试区段，并且此外，样品层以分析侧这样设置在载体层上，使得测试区段朝向一定体积的微流体。这种布置有如下优点，即，测试区段与在微流体中输送的样品材料、特别是液态的样品材料接触并且因此化学反应可以发生。
在此，样品材料在输出区段中被施加，通过微流体在测试区段旁边经过被带到贮器。贮器特别是足够大的，以便容纳、特别是安全地容纳对于进行测量所需的样品或者试剂的总量，从而操作者与样品材料的接触基本上是不可能的。
光敏的传感器具有多个在支承体上的光探测器，其中，在光探测器上方设置透明的覆盖层。透明的覆盖层现在这样构成，以便保证可靠地保护各个光探测器，虽然所述层为了达到按照本发明的构成是足够薄的，但还是具有对于溶剂或者清洁剂的足够的抵抗性，因为特别 是光敏的传感器必须被周期性地清洁，以便可靠地阻止操作人员被样品残留物污染。覆盖层例如可以构成为环氧树脂。
因为样品载体可拆卸地设置在传感器的容纳装置中，从而光射出侧朝向光敏的传感器并且测试区段设置在光探测器上方，所以样品载体、特别是一次性样品载体可以容易地被置入到测量装置中，可以对化学反应进行测量并且样品载体接着从测量装置被取出并且被清除。
按照一种进一步扩展方案规定，所述覆盖层的厚度为小于500μm。覆盖层的厚度减少到该值上相对于现有技术已知的、厚度大多大于1000μm的光敏的传感器有如下优点，即，能实现测试区段明显靠近光敏的传感器，而不妨碍各个光探测器的机械保护或者光探测器的电接触。
此外，为了解决按照本发明的任务有利的是，所述样品层的厚度为小于200μm，因为因此在测试区段和光敏的传感器之间的距离减小，这直接引起更多的光入射到光探测器上或者更小的散射宽度。样品层例如由聚苯乙烯、COC(环烯烃共聚物：Cyclo-Olefin-Copolymere)形成。
基于促成按照本发明的测量装置的试验，证明有利的是，所述光敏的传感器具有至少32个光探测器，因为由此对于标准实验室样品载体(1‘‘/3‘‘)达到优化的SNR和非常低的检测阈值，其中，光敏的传感器可以通过经改造的标准构件形成。标准构件的使用有特别的优点，即测量装置的成本能够保持低廉并且因此在使用者中可以找到高的可接受性。当此外所述测试区段具有在(0.5-1.5mm)x(2-4mm)范围内的尺寸时，利用这种构成有利的是，其中，尺寸优选是1x2mm。
此外，为了解决按照本发明的任务有利的是，两个相邻的光探测器之间的间隔小于150μm，因为由此减少光敏的传感器的未被利用的面的份额。在透射测量中或者在放射测量中应该尽可能有连续的、光敏的区段，以便对于评价不会丢失未射到由光探测器占据的面上的光。在各光探测器之间的距离越小，射到这些光探测器上的光越多并且因此也提高检测的强度和因此提高SNR。
为了解决本发明的任务有利的是，尽可能多的光从测试区段的方向射到配设给相应的测试区段的光敏的传感器上。但基于给定的、大多是高斯分布的强度分布，按照一种进一步扩展方案有利的是，入射到光敏的传感器上的电磁辐射的至少99.5%分布到最多三个光探测器上。因此确保，光强度的主要份额入射到一个单个的传感器上并且仅相当小的边缘份额入射到两个相邻的光探测器上。
为了提高能同时进行的测量有利的是，按照一种进一步扩展方案， 所述光敏的传感器具有至少两列并排间隔开设置的光探测器。在一个具有相应地构成的微流体的样品载体中因此可以进行双倍数量的反应测量，这点一同带来提高的性能。特别优选列状或者条状构成的光探测器，因为对于微流体有利的是，形成尽可能直的通道并且因此测试区段和借此光探测器也沿通道的纵向方向设置。
按照一种进一步扩展方案，所述微流体的设置在光探测器上方的通道具有30-50mm的长度、1-4mm的宽度和10-200μm的高度，这点一方面具有如下优点，即，该通道或者该微流体能够成本有效地通过注射成形载体层来制造。另一方面该通道具有非常小的体积，从而最小化样品化学制剂或者样品材料的消耗量，这点又对于方法的效率和可接受性是有利的。优选构成长度为40mm、宽度为2mm和高度为100μm的通道。
此外，一种进一步扩展方案是有利的，按照该进一步扩展方案，在样品输出在输出区段上时，在通道中形成压力梯度以及由此产生的朝向贮器的毛细力，因为由此保证，确保样品通过通道或者微流体的独立输送，因此特别是不需要用于产生压力差或者流动运动的器件。在此，特别是涉及所谓的对流驱动的杂流（Hybridisierung），在该杂流中在通道中构成对流梯度，该对流梯度除了保证样品通过通道的输送之外也还保证样品材料朝向测试区段的转向。
按照一种进一步扩展方案，所述光探测器的覆盖层在400-600nm的光谱范围内具有最大的透射度（Transparenzmaximum）。覆盖层优选通过环氧树脂形成，通过添加剂、特别是通过已知的用于塑料的染料，这样在环氧树脂的光谱特性方面影响该环氧树脂，即仅在对于化学发光测量优选的光谱范围内具有最大的透射度。由此达到，不是由化学发光的反应引起的光不通过覆盖层或者仅强烈衰减地通过覆盖层并因此对测量结果没有影响或者仅有非常小的干扰的影响。但在一种进一步扩展方案中，也可以通过添加剂将最大的透射度置于另一个波长范围中，以便例如对于透射测量优化。
通过在制造样品载体时的误差，特别是通过在定位时、特别是在 压制测试区段时的轻微的偏差以及由于在将样品载体设置在容纳装置中时的轻微的偏差，可能发生，测试区段不准确地设置在对应的光探测器上方。如果现在按照一种进一步扩展方案，在两个相邻的测试区段之间的中心距离大于或者等于各光探测器的中心距离的三倍，则有如下优点，尽管不准确的定向但不影响测量结果，特别是基本上不发生对信噪比的负面影响并且因此不妨碍测量灵敏度。因为此外由测试区段发出的光具有基本上高斯形的强度分布，所以因此在不准确地定位时也可以得到入射的光的强度最大值，例如在考虑高斯分布的情况下借助内插法得到，由此更多的信号分量流入到评价中，这又对于信噪比是有利的。特别是在测量装置的按照本发明的构成和所要求的3mm的距离时得到定位精度为+/-0.45mm，在4mm的距离时可能得到+/-0.9mm的定位精度。因此，按照本发明的测量装置特别适合于每天的使用，因为通过按照进一步扩展方案的进一步扩展方案，能够最大程度地消除可能的定位误差。
也可以由此达到按照本发明的任务的解决方案，即更多的光入射到光敏的传感器上，从而按照一种进一步扩展方案，所述通道的与光敏的传感器对置地设置的限制面构成为光学反射的。该反射例如可以通过给限制面作镜面处理来达到。但也可能是，施加层结构，从而发生折射率跃变并且入射的光被转向回到光敏的传感器上。对于透射测量例如可以规定，通道的侧面的限制壁构成为反射的，以便这样在避免散射光入射到光敏的传感器上的情况下保证光转向到样品材料上。但也可能的是，所述载体层构成为光学反射的，例如通过该载体层由白色的材料形成，该白色的材料与透明的材料相比将入射的光大部分反射回去。
按照一种进一步扩展方案，所述通道具有朝光敏的传感器定向的凹形的横截面，这种进一步扩展方案有如下优点，凹形的横截面作为会聚透镜或者凹面镜起作用，并且因此沿与光敏的传感器相反的方向离开测试区段的光被反射并且特别是聚焦到光敏的传感器上。因此，凹形的面优选构成为反射的或者构成为具有折射率覆层。但也可能的 是，所述通道沿纵向方向局部地具有凹形的轮廓。两种可能的构成具有如下优点，即，更多的散射光被转向到光敏的传感器上并因此被提供用于检测。
一种用于提高到光敏的传感器上的光强度的可能性在于，所述光射出侧至少局部地具有光转向结构，该光转向结构例如可以构成为带有锯齿或三角轮廓的压印结构。该光转向结构应阻止经过测试区段的或者从该测试区段发出的光散射到相邻的空间区段中并且因此对于在配设的光探测器上的强度测量而丢失，其中，这种光射线被引导回来朝向配设的光探测器。此外，压印结构有如下优点，在由样品载体、特别是由样品层过渡到在样品载体和光敏的传感器之间的不可避免的气隙上时，由于不同的折射率，或许发生在光敏的传感器的覆盖层中的、并因此平行于光探测器的全反射。通过压印结构能够在由样品载体向传感器的过渡时正面地影响角度关系，以便因此尽可能地减少全反射的危险。
一种进一步扩展方案也在于，样品层构成为光纤维板。通过大量光导纤维紧密地彼此靠近地设置来形成这种光导纤维板，其中，光导纤维的端侧的端部形成分析侧或者光射出侧。在各个纤维之间的间隔可以例如通过透光地时效硬化的树脂形成。因此由测试区段发出的或者经过测试区段的光被光导纤维接收并且针对目标地被转向到光探测器上，其中，因此散射光的检测和指引方向的转向也是可能的。此外可能的是，光导纤维的端部构成为微光学透镜（Mikrooptik），以便以此得到改善的会聚作用或者改善的聚焦并以此又得到转向到光探测器上的光强度的提高。在由气隙过渡到覆盖层中时可在覆盖层中发生全反射，由此对于探测丢失入射的光。因此，覆盖层也可以构成为这种纤维板并且保证入射的光到光探测器上的有针对性的转向。
在由样品载体过渡到光敏的传感器上时通常存在小的气隙，其中，由样品载体到气隙的过渡和由气隙到光敏的传感器的过渡存在有在折射率方面的跃变，由此或许发生全反射并由此发生反射的光射线的损失。按照一种进一步扩展方案规定，所述样品层沿其厚度方向至少局 部地具有折射率阶梯分布，其中，该轮廓这样构成，使得在样品层的光射出侧和气隙之间的折射率区别是尽可能小的，以便这样尽可能少的光通过全反射在该分界面上丢失并且朝向光敏的传感器使尽可能多的光转向。阶梯分布沿样品层的厚度类似地构成，亦即具有多个小的折射率区别，以便这样使尽可能多的光由测试区段朝光射出侧偏转。折射率阶梯分布例如可以以如下方式构成，即，样品层通过带有特定折射率的材料的多个紧密地彼此靠近地设置的层来形成，该折射率在各层间轻微地改变。此外可能的是，由气相施加多个带有相应特定折射率的层，以便由此形成阶梯分布。
一种进一步扩展方案按同一个思路，按照该进一步扩展方案，样品层沿其厚度方向至少局部地具有折射率渐变分布。渐变分布提供折射率从样品层到气隙中的空气上的无级的调整并且因此提供光由测试区段到光敏的传感器的特别优化的转向。渐变分布优选由气相形成，从而产生折射率的连续的变化。因为用于制造特定的折射率分布的耗费是相当高的，所以规定，至少在样品长度的这样的区段中设置这种折射率分布，所施加的测试区段也处于所述区段中。
为了阻止折射率跃变的另一种可能性在于，在所述样品层的光射出侧上或者在光敏的传感器的覆盖层上施加浸渍层，其中，通过该层从在样品层和传感器之间的空隙中排挤出空气并且因此阻止到空气的折射率跃变或者从空气到覆盖层上的跃变。浸渍层可以例如作为浸渍油被施加，如这点由显微术已知。此外可能的是，例如在光射出侧上设有存放器，该存放器在置入样品载体到容纳装置中时被激活并且以此将浸渍材料施加到光射出侧上。该进一步扩展方案有如下优点，即，不需要附加的操作行为，这点特别是对现场使用或者对一次性使用有意义。
在进行样品分析时大多需要记录测量结果。因此有利的是，在所述样品载体上设置身份标记或者识别标记，因为由此能够进行各个测试区段的所读出的信号变化到测量记录中的直接分配。此外可以使用带有不同的测试区段的不同的样品载体，从而在识别标记中例如也能 够储存测试区段的标记或者配置数据。优选能无接触地读出标记并且能够例如通过一维或者二维码形成标记，但作为RFID标记（无线射频识别技术标记）的构成也是可能的。
为了模块化按照本发明的测量装置，一种进一步扩展方案是可能的，按照该进一步扩展方案，在分析侧上和/或在载体层的朝向分析侧的侧面上施加所谓的能量定向器（Energierichtungsgeber），所述能量定向器借助超声焊接能实现样品层与样品载体的连接。由此可能的是，能相互分开地制造载体层和样品层，特别是提供通用的载体层，该载体层与多个特定构成的样品层、特别是与特定的测试区段组合成按照本发明的测量装置。
因为从测试区段发出的辐射是极其不具方向性的，所以一种进一步扩展方案对于荧光测量是有利的，按照该进一步扩展方案，所述样品层和/或所述载体层构成为光学偏振器。如果入射到测试区段的光是偏振的，则可以通过样品层的与此正交的偏振方向屏蔽入射的光，从而仅从测试区段发出的光入射到光探测器上。一个偏振设备包括两个偏振构件，偏振构件以偏振器和检偏器的概念已知。根据按照本发明的进一步扩展方案，样品层构成检偏器。偏振器可以通过载体层形成，此外可能的是，存在具有偏振器的照射装置，利用该照射装置照射各个测试区段。通过最大程度地屏蔽入射的激发光，也能够明确地读出非常小的反应产生，这又降低LOD。
本发明的任务也通过一种用于化学反应的光学评价的测量仪器来决，该测量仪器具有按照本发明的测量装置，其中，传感器设置在基体中并且遮盖罩在测量位置与输入和取出位置之间是可枢转的。因为不仅在化学发光测量时而且在透射测量时的光强度是非常小的，所以有意义的是，遮盖罩在测量位置中相对于环境不透光地封闭样品载体和基体的区段，因为以此保证，没有外部光能够影响测量。该密封可以例如通过在基体和遮盖罩之间的、槽形的接触区段形成。此外可以设有环绕要封闭的区域的、弹性的密封件，该密封件在测量位置中被遮盖罩压靠到基体上并且因此保证不透光的密封。
在透射测量中，检测经过测试区段的光通过化学反应引起的衰减，从而按照一种进一步扩展方案，在遮盖罩中设有照射装置，该照射装置将其光朝向测试区段转向。照射装置可以例如通过发光辐射器和/或LED装置构成。也有利的是，可以有针对性地影响光放射沿着测试区段的位置。如果例如发出特定的光图案，则能够进行光敏的传感器的校准，其中，污染可以通过所期望亮度分布的由此造成的干扰被检测。优选是带有四个发光二极管的构成，这些发光二极管设置成，使得能够照射光敏的传感器的整个纵向长度。
为了扩展按照本发明的测量仪器的使用领域或者为了匹配于不同的测试区段有利的是，所述照射装置能够选择性可控制地放射多个波长的光。照射装置为此具有多个照射器件，这些照射器件分别在不同的光谱范围中放射光，或者照射器件可以构成为可调谐的并因此放射在特定的光谱范围内的光。同样有利的是，照射装置这样构成，使得能够沿着光敏的传感器的纵向长度在多个位置处放射光，例如其中存在多个分立的照射器件，因此可以产生特定的照射图案或者可以产生在光探测器上的特定的强度分布。
此外一种进一步扩展方案对于荧光测量是有利的，按照该进一步扩展方案，照射装置具有偏振器，其中，优选样品层构成为检偏器。偏振器和检偏器的偏振方向通常正交地彼此定向，这有如下的优点，照射光源的偏振的激发的光不被光探测器检测，而未偏振的荧光经过检偏器并因此被光探测器检测。
因为为了进行测量可能需要输出不同的试剂，按照一种进一步扩展方案，在所述遮盖罩中或者在所述基体中设置用于试剂的输出装置。在该输出装置中可以在各容器中设置一种或多种试剂，这些试剂共同地、选择性地或者在要分析的样品之前被施加到样品载体上并且在进行测量时被消耗。
按照一种进一步扩展方案，所述输出装置具有操纵元件和用于试剂的存放器，其中，存放器优选构成为可耦联的。操纵元件可以例如通过按钮或者穿孔装置构成，并且因此释放自由选择的量的存放器内 容物或者预定的内容物。
可耦联的存放器具有如下优点，即，由此可以构成一次性系统，据此选择并且在进行之后清除用于进行测量的样品载体和存放器。这点特别是对于应用安全性是有利的，因为操作者总是可以安心地使用正确的试剂并且不必如至今常见地使用用于所需试剂的庞大的储备容器，其中总是又存在污染的可能性。耦联装置可以例如通过膜片-针组合构成，其中，膜片密封地封闭样品输出装置的容器并且在置入时由针管或者刺捅穿，以便这样提供在容器中存在的样品化学制剂。特别是样品输出装置可以这样构成，使得多重耦联是可能的。膜片将在针移去之后自动地闭锁入口。然而可能的是，通过取样刺来压入被弹簧预紧的闭锁罩并且这样能实现接近样品化学制剂。
在一种进一步扩展方案中，存放器通过透明塑料罩构成，在该透明塑料罩中在相应封闭的各室中有试剂。室配设有封接部，该封接部通过操纵装置破坏，由此释放室中内容物。也可能的是，操纵装置具有与控制模块作用连接的驱动器件，例如该驱动器件可以通过电磁式或机电式操纵的柱塞构成，该柱塞在激活时释放存放器的内容物。此外有利的是，透明塑料罩通过操纵装置例如借助步进电机自动地运动，以便自动地选择相应下一步需要释放的试剂。因此又能保证维持所需试剂的给出。
为了保证维持样品输出的顺序可以规定，每个存放器配设有操纵元件，其中，操纵元件配设有次序标记。这点可以例如通过按红绿灯系统的意义的彩色标记来规定，在一次性样品输出装置方面也可以设有机械的闭锁或者解锁装置，从而操作者无论如何必须按正确的顺序输出试剂。
此外为了应用安全性有利的是，控制模块与样品输出装置的排出装置作用连接，因为因此样品化学制剂向样品载体上、特别是向输出区段上或者必要时向微流体中的有针对性地输出是可能的。因为在进行测量时必要时也要维持过程进行时间，所以控制模块也可以这样构成，即使得按特定的、时间上的次序从样品输出装置放出样品化学制 剂到样品载体的输出区段中。排出装置可以通过可控制的阀、例如电磁阀或者与喷墨打印机的输出装置类似的脉冲控制的输出装置构成，在一种进一步扩展方案中也可以有针对性地通过排出装置调整流量，例如通过在直径方面可改变的输出开口调整流量。
上述各进一步扩展方案特别是具有如下优点，即，通过可靠地维持顺序或者时间上的顺序来提高操作安全性，其中，特别是规定，在遮盖罩关闭时进行输出，亦即在添加样品化学制剂时也保证样品载体的不透光的封闭。遮盖罩或者测量仪器为此可以具有从外部可达到的操纵元件，以便能够相应地操作样品输出装置。
在一种进一步扩展方案中可以规定，所述存放器可枢转地设置操纵元件下方。例如存放器可以是圆形的透明塑料罩，该透明塑料罩被置入到输出装置中并且步进式地枢转，从而总是维持试剂输出的所需的顺序。输出装置或者存放器为此可以具有给定方向的结构，该结构预定起始点和转动方向。这例如可以通过起始结点和锯齿状的结构构成。存放器的条形的构成也是可能的，其中，这里也能确定起始位置和前进方向。
在将样品载体置入到容纳装置中之后，微流体例如可以被填充以预备的样品化学制剂，以便为接着的测量准备测试区段。对此有利的是，样品载体已经置入容纳装置中并且特别是遮盖罩是关闭的，从而按照一种进一步扩展方案，所述遮盖罩具有输入区段，该输入区段接触样品载体的输出区段。由此能够由外部输入样品化学制剂或者要分析的样品，而不必在已置入的样品载体上操作。因为在输入要分析的样品之后化学反应可能相当迅速地进行，有意义的是，在样品输出之后不透光地封闭样品载体，其中，在输出到样品载体上时在遮盖罩打开时这里总是存在错误操作危险，即，样品被输出并且该罩不被及时地关闭，从而可能发生错误测量。在一次性使用方面，输入区段也可以构成为一次性装置并且在进行测量之后与样品载体一同被清除。
因为在样品载体上可以设置识别标记或者身份标记，按照一种进一步扩展方案，在测量仪器上设有无接触地作用的读出装置。该读出 装置可以例如通过光学的一维或者二维检测传感器或者RFID发送和接收单元构成。
为了减少气隙的厚度并且由此保证样品载体与光敏的传感器的更好的耦合，按照一种进一步扩展方案规定，在遮盖罩中设置用于施加力到样品载体上的挤压器件。该挤压器件可以例如通过弹性的材料构成，该弹性的材料施加力到载体层上并且因此将样品层按压到光敏的传感器的覆盖层上。弹性的材料可以例如通过泡沫材料或者通过弹簧操纵的预紧元件构成。
附图说明
为了更好地理解本发明借助下面的附图更详细地阐述本发明。
图中分别以示意性地简化的视图示出：
图1示出按照本发明的测量装置的剖视图；
图2a）示出一个测试区段在光敏的传感器上的信号分布的视图；
b）示出在光敏的传感器上的信号宽度的所测量的相关性，其与在测试区段和光探测器之间的距离相关；
图3与在测试区段和光探测器之间的距离相关地示出被照射的光探测器的数量；
图4与各测试区段的中心距离相关地示出到各光探测器上的强度分布；
图5示出按照本发明的测量装置的分解图；
图6a）示出按照本发明的测量仪器的构成的视图；
b）和c）示出按照本发明的测量仪器的另一种可能的构成。
具体实施方式
首先要指出，在不同地描述的实施形式中，相同的部件使用相同的附图标记或者相同的构件名称，其中，在全部的说明中包括的公开内容能够按意义地转用到具有相同的附图标记或者相同的构件名称的相同部件上。在说明中所选择的位置说明，例如上、下、侧面等等也 参照直接说明的以及所示的附图并且在位置改变时也能按意义地转用到新的位置中。此外，所示的和所描述的不同的实施例中的单个特征或者特征组合本身也可以是独立的、有创造性的或者按照本发明的解决方案。
在具体的说明中的对数值范围的全部说明应被这样理解，即，这些数值范围一同包括任意的和所有的部分范围，例如1至10的说明应被这样理解为一同包括由下限1和上限10出发的全部的部分范围，亦即，以下限1或以上开始的并且在上限10或以下处结束的全部部分范围，例如1至1.7、或者3.2至8.1或者5.5至10。
图1示出按照本发明的测量装置的剖视图，其中，为了说明对于发明重要的特征不按比例地改变了尺寸布置。特别是不按比例地示出层厚度或者几何上的构成。
按照本发明的测量装置1具有带有载体层3和样品层4的样品载体2。此外有光敏的传感器5，该光敏的传感器具有多个光探测器6，透明的覆盖层7设置在这些光探测器上方。在样品层4的分析侧8上相互间隔开距离地设置多个测试区段9，其中，样品层4以分析侧8这样设置在载体层3上，使得测试区段9朝向一定体积的微流体10，特别是所述测试区段设置在通道23中。
通过在微流体10中输送的样品材料与相应的测试区段9中的试剂的反应，在测试区段9中发生光学特性的改变或者基于化学发光的光放射，从而配设给相应的测试区段的光探测器检测入射的光强度的改变。现在，本发明的优点在于，在测试区段9和光探测器6之间的距离小于700μm。按照本发明这点例如通过如下方式达到，即，覆盖层7的厚度12小于500μm并且此外，样品层4的厚度13小于200μm。
在由样品层4的光射出侧14过渡到光敏的传感器5的覆盖层7上时，可能发生折射效应和散射效应，这有如下效果，即，由测试区段发出的光的辐射特性大致相当于一个点光源的辐射特性。因此，一个测试区段9的光不仅落到一个直接设置在其下的光探测器6上，而且发生扩张，由此辐射分量也将到达与所配设光探测器相邻的光探测 器上。然而通过在测试区段9和光探测器6之间的距离11的按照本发明的构成保证，辐射强度的主要部分仅到达一个光探测器上，辐射强度的主要份额入射到最多三个光探测器上。
因为要检测的亮度信号通常仅非常小并因此可能被每个单个的光探测器的不可避免的固有噪声覆盖，所以有特别意义的是，从一个测试区段发出的辐射强度的尽可能大的分量落到一个单个的光探测器上，和/或全部发出的辐射强度保持限于尽可能少数量的光探测器上。只有这样才能达到尽可能大的信噪比和/或小的下检测极限值。因为载体层3大多构成为透明的，所以例如通道23的与测试区段9对置的限制面43可以构成为光学上反射的。但也可能的是，载体层3本身构成为光学上反射的。
在导致本发明的试验过程中确定，在光敏的传感器上的信号分布或者信号宽度给出如下方面的情况，可以在一个光敏的传感器上探测多少带有大于100的动态范围、亦即小于1%的串扰的条纹。最重要的参数是测试区段到光探测器的间距，因为信号宽度与该间距成正比。测量的目标是，得到关于例如按毛细压力方法压印上的测试区段的光信号分布的概况。
从测量得到信号在光敏的传感器上的高斯分布。高斯曲线的一个特征量1/e宽度，该宽度这里以c命名。对于这种信号，84.2%的信号处于宽度2*c之内。被压出的测试区段的99.5%的信号分布在光敏的传感器的4*c的宽度上。图2a示出带有压在190μm厚的样品层上的测试区段（2x1mm）的样品载体的不按照本发明的测试配置在一个光敏的传感器上方的典型的信号分布，其中，测试区段到光探测器的距离为1.54mm。在此，99.5%的信号处于在4*c=6.03像素之内。以此能判定，在这种配置中可以探测最多4-5条不同的、带有可接受的串扰和动态范围的条纹。
进行在测试区段和光探测器之间的距离为1.3、1.5、2.5和3.5mm的测量。如果将所探测到的信号（99.5%亦即4*c）在光敏的传感器上的（3个测量值的）平均的宽度相对于在测试区段和传感器之间的间 距来描绘，则得到图2b中所示的相关性。如果以1.5mm（0.19mm薄膜+1.35mm到光敏面的玻璃（根据传感器制造商的说明））的距离探测1mm宽度的测试区段的亮度信号，则99.5%的信号分布在6像素上。在这种情况下必须以至少6像素=6mm的距离压出测试区段。在优选的在标准实验室载体（1‘‘/3‘‘）上的具有30mm的通道长度的通道结构中，当应该覆盖至少为100的动态范围（亦即串扰<1%）时，则能探测到最多5个条纹。
利用这种方法能够确定所探测的测试区段的可能的数量，作为所述试验的结果得到在图3中所示的相关性。在测试区段和光探测器之间的间距15上描绘两条曲线，一条近似线性的曲线16和一条由该曲线得出的基本上指数地延伸的曲线17。近似线性的曲线16示出如下的相关性，在测试区段和光敏的传感器之间的何种距离15时，由测试区段发出的光的总强度的99.5%入射到多少数量18的光探测器上。由该图表例如可看出，在测试区段和光探测器之间的间距为1mm时，99.5%的总强度击中在大约五个光探测器上。如果把通道长度（亦即30mm）除以一个单个的测试区段的亮度信号的‘99.5%’宽度（单位mm），则得到第二曲线17。该曲线现在给出，最大多少个测试区段18在测试区段和传感器之间的何种距离15情况下是可能的。
由于优选30mm的通道长度，如下地优化所希望的测量结果，即利用按照本发明的检测装置能够检测和评价至少八个测试区段。阴影的面示出，在测试区段到光探测器的何种间距以下能探测大于八个条纹。通过分析曲线17，对于八个条纹由图得到约0.7mm的值。
在图4中示出所谓的信号串扰，亦即，亮度信号由于其强度分布多强地由一个测试区段作用到相邻的光探测器上。这里，特别是在各测试区段9之间的距离19有意义，因为在测试区段和光探测器之间的保持相同的距离的条件下，因为该距离19越大，则一个测试区段的越少的信号分量落到相应相邻的测试区段的、并因此所配设的光探测器的检测区域中（假设在测试区段和光探测器之间保持相同的距离）。在图4a和4b中分别在下面的图中示出如下情况，在该情况中每个测试 区段9放出最大的亮度信号，其中，亮度信号的通常的强度分布以虚线示出。在图4a中，在各个测试区段之间的距离19为3mm，在图4b中该距离为4mm，从而这里一个测试区段的辐射强度的仅非常小的分量作用到相邻的测试区段上。小的串扰特别是在如下的情况下有特别意义，即在两个相邻的测试区段中进行非常不同的强度反应，从而亮度信号将会非常不同。通过如下方式给出极限区域，即，在一个测试区段发生最大的亮度反应，而在相邻的测试区段上发生尽可能小的可检测的样品反应。通过按照本发明的在测试区段和光探测器之间的小于700μm的距离的构成，在该情况下也保证，强烈的反应的亮度产生不掩盖非常弱的反应的亮度产生并且因此所述两个反应产生的明确的分开是可能的。
在各测试区段之间的大的距离有其他的优点，即在将测试区段施加到样品层上时、例如在压上时产生的误差、以及由于将样品载体置入到容纳装置中产生的误差，对检测特征值、特别是对信噪比、对下检测极限值以及串扰不造成影响或者仅造成非常小的影响。特别是利用该构成在确定集中值（Konzentrationswert）时得到1.5%的标准偏差，由此集中值实际上与测试区段或者在容纳装置中的布置结构的位置准确性无关。该构成具有如下特别的优点，即因此由未经训练的人员的使用也是可能的，因为定向误差基本上不影响测量结果。
图5示出按照本发明的测量装置1的分解图，该测量装置包括带有载体层3和样品层4的样品载体2。样品载体2可拆卸地设置在容纳装置20中，从而样品层的光射出侧14朝向光敏的传感器5地设置。光敏的传感器5又设置在基体21中，其中，各个光探测器6由透明的覆盖层7遮盖。在样品层4的分析侧8上设置多个测试区段9。样品层4又设置载体层上，从而测试区段9朝向一定体积的微流体10，由此在要分析的样品在输出区段22上输出时，由于通道23的几何特性而发生分析物由输出区段22通过通道23到贮器24的毛细运动。由此也发生分析物与测试区段9的接触，由此在相应的测试区段中，在样品中存在相应的分析物时，将发生化学的化合反应，这导致光谱特性 的改变或者导致化学发光的光放射。利用用于标准的1‘‘/3‘‘样品载体2的30mm的通道长度25如下地优化按照本发明的测量装置，即八个测试区段9由光敏的传感器5的总共32个单个的光探测器6检测，从而配设给一个测试区段的99.5%亮度信号由相应三个光探测器6检测。
容纳装置20例如这样构成，即样品载体2被置入到容纳装置的一个固定的部分中并且由容纳装置的可动的和/或可折叠的第二部分固定地保持。也可能的是，在容纳装置的一个部分上设置预紧的元件，该预紧的元件在置入样品载体时被压缩并且这样将样品载体固定在容纳装置中。
图6a示出按照本发明的测量仪器26，该测量仪器包括在基体27中的测量装置1，其中，遮盖罩28绕枢转轴线29在测量位置和输入和取出位置30之间可枢转地设置。
测量装置1的光敏的传感器5优选设置在基体27中，优选样品载体2这样保持在容纳装置20中，使得测试区段沿着通道23以测试区段的光射出侧设置在光敏的传感器5的光探测器上方。容纳装置20为此可以具有例如一个固定的和一个可纵向移动地运动的、弹簧预紧的保持部件，从而在置入样品载体2时，可运动的部分能够沿纵向方向31运动，以利于样品载体的置入并且在回弹到保持位置之后相应地固定该样品载体。但除了纵向可移动的构成之外也可以设置折叠或者卡锁机构。也可能的是，至少在各保持部件的一个中设有挤压器件，例如橡胶或弹簧元件，该挤压器件如先前所述地在置入之后固定样品载体。
如果遮盖罩28枢转到测量位置中，则通过密封元件32相对于环境不透光地封闭内部空间、特别是样品载体2和光敏的传感器5。密封元件32可以例如通过槽榫连接来构成，在基体27中为此可以设有环绕的槽形的凹部，遮盖罩28的相应地对置的榫在该遮盖罩枢转到测量位置中时嵌入到该凹部中并且不透光地封闭内部空间。但密封元件32也可以通过能弹性变形的元件形成，例如泡沫材料或者橡胶密封 件，其中，在关闭遮盖罩28时由于密封元件32的由此引起的压缩又相对于环境不透光地封闭测量仪器的内部空间。样品载体2具有输出区段22，在该输出区段中输出要分析的样品，该样品由于微流体10的通道23的尺寸自动地由输出区段22朝贮器24运动。但样品材料在输出区段22上的输出是如下有问题的，因为一方面应尽可能准确地维持要输出的量和/或维持样品化学制剂的输出顺序。此外，在输出样品材料之后，通过样品材料在测试区段旁边引导而发生反应并因此发生光学特性的改变或者在测试区段中的光放射。如果在该时刻遮盖罩28还未在测量位置中，则这点可能导致错误测量。
图6b和6c示出按照本发明的测量仪器的另一种可能的构成，其中，例如在遮盖罩中可以设有输入装置34，该输入装置接触用于液体密封地输入样品材料的输出区段22并且此外保证样品载体2相对于环境的不透光的封闭。因此样品载体可以被置入到容纳装置20中并且接着遮盖罩28被封闭，而样品材料或者样品化学制剂没有已经处于微流体10中，由此确保，在测试区段中不触发化学反应。在关闭遮盖罩并且安全地建立样品载体的不透光的封闭时才在输入装置上输出试剂或者要分析的样品，并且从该输入装置将试剂或者要分析的样品进一步引导到样品载体2的输出区段22上。因为为了进行样品分析可能附加地需要其他的试剂，测量仪器26此外可以具有一个用于试剂的输出装置35。输出装置35优选包括操纵元件36和能可耦联地（koppelbar）更换的存放器33，该存放器例如构成为透明塑料罩并且具有多个封闭的容器，试剂设置在这些容器中。在透明塑料罩作为存放器33的情况下，在对操纵元件36操纵之后，试剂室的封接部44被打开并且试剂通过输入装置34被转移到输出区段22中并因此被转移到微流体10中。
为了保证样品输出的顺序例如可以有多个操纵元件36，这些操纵元件具有次序标记，例如以编号的形式或者通过彩色的编码的次序标记，例如作为一种红绿灯系统。因此确保，在遮盖罩关闭时并且因此在样品载体不透光地封闭时进行样品输出，并且此外，试剂或者要分 析的样品能够以正确的顺序、以预定量和特别是在遮盖罩关闭时输出。存放器也可以预定激活方向，其方式例如为，存放器可转动地容纳在输出装置中并且在每次试剂输出之后手动地或者自动地继续转动。可以通过机械的闭锁或者卡锁装置形成自动的步进，该闭锁或者卡锁装置嵌入到存放器的相应地构型的对应位置中。一种进一步扩展方案也可以在于，控制模块具有与操纵元件的作用连接，并且因此自动地并且以正确的顺序输出试剂。此外，为此例如闭锁元件38可以构成为具有接触装置，由此遮盖罩28的关闭触发测量过程。在测量结束之后可以例如由控制模块37控制闭锁元件38，从而解除机械的锁定装置并且遮盖罩28自动地枢转到输入和取出位置30中。
在一种有利的进一步扩展方案中，输入装置34也可以是存放器33的部分，从而按照一次性使用的意义，输入装置34连同存放器33和保持在其中的试剂在每次使用之后被替换，从而总是为测量使用新鲜的、干净的输入装置34。
然而控制模块37特别是构成为，用于评价光敏的传感器5的各个光探测器，特别是评价、相应地处理并且在通讯接口39上提供与入射的亮度信号成比例的电信号。该通讯接口优选通过USB通讯接口形成，其中，但在数据传输范围中其他的有线的或者无线的通讯连接是可能的。不封闭性地示例性地列举：RS-232、RS-435、蓝牙（Bluetooth）、zigBEE、IRDA或者Firewire。
除了化学发光的测量之外，在这些测量中由于化学的化合反应在测试区段中发生光放射，此外按照本发明的测量仪器26也可以进行透射测量，在这些透射测量中，在测试区段中由于化学反应发生透射比的改变。为此，遮盖罩28具有照射装置40，该照射装置优选由控制模块37控制并且朝向样品载体2放射带有特定的波长或者带有可选择的或者可调节的波长的光。该光穿透测试区段并且在那里根据化学反应不同强度地衰减，这可以作为所检测的亮度信号的时间变化来评价。
此外，照射装置40也可以附加地用于校准光敏的传感器5，在该传感器中在进行测量之前照射光敏的传感器并且所检测的初始亮度值 作为校准值或者原点值被储存。因此能够补偿由制造决定的不均匀性或者光敏的传感器的各个光探测器的污染，这点特别是在多个测试区段上检测反应是有利的，这时各个反应非常不同强烈地发生，从而存在的偏差可能构成测量结果的重要的部分并因此将明显地歪曲测量结果。
此外，可以在样品载体上设置识别标记41，该识别标记例如作为单义的序列号或者以一维或者二维码的形式的类型信息来施加。此外，识别标记41可以具有数据储存器、例如以数据矩阵码形式（Data-Matrix-Codes）的数据储存器，例如将各个测试区段的校准数据或者与分析有关的特征值储存在该数据储存器中。识别标记41由测量仪器26的读出装置42读出，其中，读出装置42优选与控制模块37通讯，该控制模块接收校准或者识别数据、相应地参数化测量仪器并且进行测量。
为了确保重复精度或者为了能够补偿由生产决定的偏差有利的是，在样品载体上输出样品之前激活照射装置并且进行光敏的传感器的校准。通过激活照射装置，传感器的所有的光探测器被加载以均匀的亮度信号，或者被加载以已知的亮度分布，从而与所希望的亮度分布的偏差能够被解释为干扰信号并且所检测的亮度信号能够被相应地修正。特别是在制造测试区段时可能发生在施加的样品化学制剂的易起反应性（Reaktionsfreudigkeit）方面的轻微的偏差，或者说传感器的各个光探测器可能具有轻微的灵敏度区别。也可能由于样品载体在容纳区段中的布置，发生小的错误定向或者污染，由此产生系统误差，该系统误差在没有修正或者校准的情况下可能明显地歪曲所算出的集中值。仅能够对于光探测器单独地进行该校准，亦即在关闭遮盖罩时、没有置入样品载体时，但整个系统的校准也是可能的，亦即当置入样品载体时，但还没有施加样品或者试剂时。
各实施例示出测量装置和测量仪器的可能的实施变型方案，其中，在此要说明的是，本发明不限于本发明的特别示出的实施变型方案，而是各个实施变型方案相互间各种不同的组合也是可能的，并且这些 通过具体的发明对于技术处理的教导而得到的变化可能性，处于从事该技术领域的本领域技术人员的能力中。保护范围也一同包括全部可想到的、通过组合所示的和所描述的实施变型方案的单个细节而可能的实施变型方案。
在图6b和6c示出测量仪器的另一种且必要时本身独立的实施形式，其中，对于相同的部件又使用如在先前的附图中相同的附图标记或者构件名称。为了避免不必要的重复，引用或者参照在先前的附图中的详细说明。
出于形式上的考虑，最后要指出，为了更好地理解测量装置或者测量仪器的构造，部分不按比例地和/或放大和/或缩小地示出这些测量装置或测量仪器或者其组成部分。
基于独立的发明的解决方案的任务可以从说明书中得知。
特别是在图1至7中示出的实施方式能够形成独立的、按照本发明的解决方案。与此有关的、按照本发明的任务和解决方案在这些附图的详细说明中得知。
附图标记列表 
1 测量装置            23 通道
2 样品载体            24 贮器
3 载体层              25 长度
4 样品层              26 测量仪器
5 光敏的传感器        27 基体
6 光探测器            28 遮盖罩
7 覆盖层              29 枢转轴线
8 分析层              30 输入和取出位置
9 测试区段            31 纵向方向
10 微流体             32 密封元件
11 距离               33 存放器
12 厚度               34 输入装置
13 厚度               35 用于试剂的输出装置
14 光射出侧           36 操纵元件
15 间距               37 控制模块
16 曲线变化           38 闭锁元件
17 曲线变化           39 通讯接口
18 样品区段的数量     40 照射装置
19 距离               41 识别标记
20 容纳装置           42 读出装置
21 基体               43 限制面
22 输出区段           44 封接部

Claims (33)

1.用于化学反应的定量光学评价的测量装置(1)，包括带有载体层(3)和样品层(4)的样品载体(2)、带有在支承体上的多个光探测器(6)和带有设置在光探测器(6)上方的透明的覆盖层(7)的光敏的传感器(5)，其中，载体层(3)具有输出区段(22)、微流体(10)和贮器(24)；输出区段(22)通过微流体(10)与贮器(24)连接，以及，微流体(10)具有至少一个通道(23)，并且样品层(4)具有分析侧(8)和与该分析侧对置的光射出侧(14)；在分析侧(8)上沿样品层(2)的纵向方向相互间隔开距离地设置多个测试区段(9)，并且样品层(4)以分析侧(8)这样设置在载体层(3)上，使得测试区段(9)朝向一定体积的微流体(10)，并且样品载体(2)可拆卸地设置在容纳装置(20)中，从而光射出侧(14)朝向光敏的传感器(5)并且测试区段(9)设置在光探测器(6)上方，其特征在于，在测试区段(9)和光探测器(6)之间的距离(11)小于700μm，并且从测试区段(9)发出的并且入射到光敏的传感器(5)上的电磁辐射的至少99.5％入射到最多三个光探测器(6)上。
2.按照权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述覆盖层(7)的厚度(12)为小于500μm。
3.按照权利要求1或2所述的测量装置，其特征在于，所述样品层(4)的厚度(13)为小于200μm。
4.按照权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述光敏的传感器(5)具有至少32个光探测器(6)。
5.按照权利要求1所述的测量装置，其特征在于，两个相邻的光探测器(6)之间的间隔小于150μm。
6.按照权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述光敏的传感器(5)具有至少两列并排隔开设置的光探测器(6)。
7.按照权利要求1所述的测量装置，其特征在于，微流体(10)的设置在光探测器(5)上方的通道(23)具有30-50mm的长度、1-4mm的宽度和10-200μm的高度。
8.按照权利要求1所述的测量装置，其特征在于，在样品输出在输出区段(22)上时，在通道(23)中形成压力梯度以及由此产生的朝向贮器(24)的毛细力。
9.按照权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述光探测器(5)的覆盖层(7)在400-600nm的光谱范围内具有最大的透射度。
10.按照权利要求1所述的测量装置，其特征在于，在两个相邻的测试区段(9)之间的中心距离大于或等于光探测器(6)的中心距离的三倍。
11.按照权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述通道(23)的与光敏的传感器(5)对置地设置的限制面(43)构成为光学反射的和/或所述载体层(3)构成为光学反射的。
12.按照权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述通道(23)具有朝光敏的传感器(5)定向的凹形的横截面或者所述通道(23)沿纵向延伸局部地构成为凹形的。
13.按照权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述光射出侧(14)至少局部地具有光转向结构。
14.按照权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述样品层(4)和/或覆盖层(7)作为光纤维板、作为并排地排列的光导纤维的紧密的排列形成。
15.按照权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述样品层(4)沿其厚度方向至少局部地具有折射率阶梯分布。
16.按照权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述样品层(4)沿其厚度方向至少局部地具有折射率渐变分布。
17.按照权利要求1所述的测量装置，其特征在于，在所述光射出侧(14)上或者在所述覆盖层(7)上施加浸渍层。
18.按照权利要求1所述的测量装置，其特征在于，在所述样品载体(2)上设置身份标记或者识别标记(41)。
19.按照权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述样品层(4)和/或所述载体层(3)构成为光学偏振器。
20.用于光学评价化学反应的测量仪器(26)，包括带有光敏的传感器(5)和样品载体(2)的测量装置(1)、基体(27)、能绕枢转轴线(29)在测量位置与输入和取出位置(30)之间枢转的遮盖罩(28)，还包括用于处理由传感器(5)检测的亮度信息的控制模块(37)，其中，传感器(5)设置在基体(27)中并且遮盖罩(28)在测量位置中相对于环境不透光地封闭样品载体(2)和基体(27)的一个区段，其特征在于，所述测量装置(1)按照权利要求1至19之一构成。
21.按照权利要求20所述的测量仪器，其特征在于，在所述遮盖罩(28)中有照射装置(40)。
22.按照权利要求21所述的测量仪器，其特征在于，所述照射装置(40)能选择性控制地以多个波长和/或在不同的位置处放射光。
23.按照权利要求21或22所述的测量仪器，其特征在于，所述照射装置(40)具有偏振器。
24.按照权利要求20所述的测量仪器，其特征在于，在所述遮盖罩(28)中或者在所述基体(27)中设置用于试剂的输出装置(35)。
25.按照权利要求24所述的测量仪器，其特征在于，所述输出装置(35)具有操纵元件(36)和用于试剂的存放器(33)。
26.按照权利要求25所述的测量仪器，其特征在于，所述存放器通过透明塑料罩形成，其中，在相应封闭的各室中有试剂。
27.按照权利要求25或26所述的测量仪器，其特征在于，每个存放器配设有操纵元件(36)，其中，操纵元件(36)配设有次序标记。
28.按照权利要求27所述的测量仪器，其特征在于，所述控制模块(37)与操纵元件(36)作用连接。
29.按照权利要求28所述的测量仪器，其特征在于，所述控制模块(37)与能控制的接触器件作用连接。
30.按照权利要求27所述的测量仪器，其特征在于，所述存放器(33)能枢转地设置在操纵元件(36)下方。
31.按照权利要求20所述的测量仪器，其特征在于，所述遮盖罩(28)具有输入区段(34)，该输入区段接触样品载体(2)的输出区段(22)。
32.按照权利要求20所述的测量仪器，其特征在于，为了读出身份标记(41)，存在无接触地作用的读出装置(42)。
33.按照权利要求20所述的测量仪器，其特征在于，在所述遮盖罩(28)中设置用于将力施加到样品载体(2)上的挤压器件。
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