Im bekannten Stand der Technik wird hierfür die Ver- wendung von rotierenden Trägermedien für eine relativ große Probenanzahl vorgeschlagen und die Auswertung und Durchführung der Untersuchungen soll mit Hilfe

bekannter Technik und hier insbesondere mittels CD- bzw. DVD-Technik erfolgen.

Solche Lösungsvorschläge sind in WO 98/12559 Al, WO 99/35499 AI und WO 00/26677 A1 angesprochen.

Dabei betrifft der Inhalt von WO 00/26677 A1 im We- sentlichen die Modifizierung von an sich bekannten CD oder DVD und deren Herstellungsverfahren. Dort ist ansatzweise zwar auf die Möglichkeit der Durchführung von Tests mit Fluoreszenzanregung und Messung des an- geregten Fluoreszenzlichtes angedeutet. Explizit sind aber lediglich Lösungsansätze beschrieben worden, bei denen kolloidale Partikel, beispielsweise Gold an ei- nen Partner eines solchen Bindungssystems zum Nach- weis erfolgter Bindung von mindestens zwei solcher Partner, wie dies beispielsweise bekannte Rezeptor- Liganden-Systeme sind, eingesetzt werden. Dadurch kann das infolge kolloidalen Partikel geänderte Re- flexions-und Absorptionsverhalten, das an so gebun- denen Molekülen auftritt, genutzt und entsprechende Aussagen, gegebenenfalls auch in quantitativer Form durch entsprechende optische Detektion gewonnen wer- den.

Wird dagegen die in diesem Gebiet häufig genutzte Fluoreszenzanalysetechnik eingesetzt, muß die Detek- tion des Fluoreszenzlichtes wellenlängenselektiv mit hoher Empfindlichkeit und insbesondere mit sehr hoher Ortsauflösung gemessen werden, wie das mit der an sich bekannten CD-bzw. DVD-Technik optisch nicht oh- ne weiteres möglich ist.

Dabei sollen aber, die solche Systeme bereits aufwei- senden Vorteile, nämlich die hohe Geschwindigkeit der Signalerfassung und insbesondere die Möglichkeit der

quasi selbstregelnden Selbstpositionierung der Anre- gungs-und Empfangselemente mit Hilfe auf solchen CD bzw. DVD gespeicherten Informationen, in üblicherwei- se mit"Tracking"bezeichneter Form mit genutzt wer- den können.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Durchführung von biochemischen Fluoreszenztests vorzuschlagen, mit der eine sehr große Anzahl einzel- ner Proben kostengünstig und mit hoher Empfindlich- keit, insbesondere hohem Ortsauflösungsvermögen de- tektierbar ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Vorrich- tung gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestal- tungsformen und Weiterbildungen der Erfindung können mit den in den untergeordneten Ansprüchen genannten Merkmalen erreicht werden.

Die Erfindung greift dabei aus dem Stand der Technik bekannte Lösungsansätze auf, was insbesondere auf Er- kenntnisse und auch technische Elemente zutrifft, wie sie zumindest für das Auslesen von Informationen von CD-oder DVD benutzt werden. Dabei werden optische Elemente zum Erfassen verschiedener Informationen und zusätzlich zur Detektion von, von fluorophormarkier- ten Proben emittierten Fluoreszenzsignalen, durch la- terale Bewegung entlang einer radial nach außen ge- richteten Achse, in Bezug zur Rotationsachse eines solchen um eine Rotationsachse rotierenden platten- förmigen Trägers bewegt, um die gewünschten Informa- tionen und die Fluoreszenz-Testergebnisse mit der ge- wünschen Positionsgenauigkeit zu gewinnen.

Bei den erfindungsgemäß zu verwendenden plattenförmi- gen Trägern können Kreisringformen, aber auch andere

geometrische Gestaltungen benutzt werden. Bei den Trägern soll die Aufgabe bzw. die Aufnahme diskret anzuordnender einzelner fluorophormarkierter Proben möglich sein. Die fluorophormarkierten Proben können auf einer, aber auch auf beiden Oberflächen eines plattenförmigen Trägers mit geeigneten Mitteln appli- ziert werden. So kann die Oberfläche eines solchen Trägers mikrostrukturiert werden, wobei neben anderen bekannten Strukturierungsverfahren auch ein solches, wie es in der nicht vorveröffentlichten DE 100 12 793 beschrieben ist und auf deren Offenbarungsgehalt hiermit vollinhaltlich Bezug genommen werden soll, zurückgegriffen werden.

Es besteht aber auch die Möglichkeit, einen platten- förmigen entsprechenden Träger so auszubilden, dass die einzelnen fluorophormarkierten Proben innerhalb des Trägers angeordnet sind. Hierfür können von außen befüllbare Hohlräume oder Kanäle ausgebildet sein, wobei auf konkrete Ausführungsformen bei der Be- schreibung von Ausführungsbeispielen zurückzukommen sein wird.

Für die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ein im We- sentlichen optisch modifiziertes an sich bekanntes CD-bzw. DVD-Gerät benutzt werden. Dieses verfügt über eine Laserdiode, mit der linear polarisiertes Licht parallel zur Rotationsachse des rotierenden plattenförmigen Trägers auf dessen Oberfläche gerich- tet wird. Das Licht der Laserdiode wird über eine op- tische Anordnung, die mindestens aus einem Polarisa- tionsstrahlteiler, einer B/4 Platte und einem fokus- sierenden optischen Element besteht, auf die Oberflä- che des Trägers gerichtet. Vorzugsweise wird eine La- serdiode eingesetzt, mit deren Licht Fluoreszenz zu- mindest eines entsprechend ausgewählten Fluorophors

in fluorophormarkierten Proben angeregt werden kann.

Im Träger, der vorteilhaft zumindest teilweise op- tisch transparent sein sollte, sind binäre, optisch detektierbare Informationsstrukturen vorhanden, mit denen zumindest die jeweiligen Ortskoordinaten zwei- dimensional erfasst und für die Steuerung der Bewe- gung und die ortsaufgelöste Messung der Fluoreszenz- signale genutzt werden können. Mit Hilfe des in un- terschiedlicher Form von diesen Informationsstruktu- ren reflektierten Lichtes können mit einem optischen Detektor die entsprechenden Informationen erfasst werden, wobei je nach Ausbildung der Informations- struktur die Lichtabsorption einer solchen Informati- onsstruktur oder auch eine entsprechend hervorgerufe- ne Phasenverschiebung des reflektierten Lichtes zur Erfassung der Einzelinformationen genutzt werden kann.

Zusätzlich zur Erfassung von Fluoreszenzsignalen der einzelnen fluorophormarkierten Proben wird mindestens ein zweiter optischer Detektor für das Fluoreszenz- licht verwendet, wobei im Strahlengang des Fluores- zenzlichtes vor diesem optischen Detektor ein wellen- längenselektiv und räumlich separierender Spektral- filter angeordnet sein kann. Vorteilhaft kann ein solches Spektralfilter ein dichroitischer Strahltei- ler sein.

Zur Gewinnung zumindest der Positionsinformationen von der Informationsstruktur wird das von der Laser- diode ausgehende linear polarisierte Licht mit der B/4 Platte in zirkular polarisiertes Licht umgewan- delt und das zirkular polarisierte Licht auf die Oberfläche des Trägers gerichtet. Das von der Infor- mationsstruktur reflektierte Licht gelangt als eben-

falls zirkular polarisiertes Licht wieder auf die S/4 Platte und wird wieder in linear polarisiertes Licht umgewandelt, wobei die Polarisationsebene des reflektierten Lichtes, gegenüber der Polarisationse- bene des von der Laserdiode ausgehenden Lichtes um 90° gedreht ist. Dadurch kann das reflektierte Licht mit dem Polarisationsstrahlteiler umgelenkt und auf den optischen Detektor gerichtet werden, so dass eine klare Trennung der mit dem reflektierten Licht gewon- nenen Informationssignale vom von der Laserdiode aus- gehenden Licht erreichbar ist.

Zur Verringerung des unerwünschten Fremdlichteinflus- ses ist es vorteilhaft, zwischen dem Spektralfilter und dem optischen Detektor für das Fluoreszenzlicht ein zusätzliches optisches Filter anzuordnen. Hierfür kann ein auf die jeweilige Wellenlänge des Fluores- zenzlichtes abgestimmter Band-oder Kantenfilter ein- gesetzt werden.

Insbesondere bei Verwendung eines Trägers, der zumin- dest in Bereichen, in denen fluorophormarkierte Pro- ben angeordnet sind, ganz oder teilweise optisch transparent ist, besteht die Möglichkeit den opti- schen Detektor für das Fluoreszenzlicht und den ent- sprechend erforderlichen wellenselektiv und räumlich separierenden Spektralfilter auf der Seite des Trä- gers anzuordnen, die der Seite, auf der die Laser- diode und die optische Anordnung angeordnet sind, ge- genüberliegt.

In diesem Fall sollten die auf beiden Seiten des Trä- gers angeordneten optischen Elemente aber synchron bewegt werden können, was beispielsweise durch eine starre mechanische Ankopplung erreicht werden kann.

In bestimmten Fällen kann es aber auch günstig sein, sämtliche optischen Elemente an einer Seite des Trä- gers anzuordnen, so dass diese gemeinsam entlang der radial nach außen gerichteten Achse hin-und herbe- wegt werden können. Dabei kann der Spektralfilter, mit dessen Hilfe das Fluoreszenzlicht auf den opti- schen Detektor für das Fluoreszenzlicht, wellenlän- genselektiv gerichtet wird, in die optische Anordnung integriert werden, so dass das von den Informations- strukturen vom Träger ausgehende reflektierte Licht auch auf diesen Spektralfilter trifft, jedoch von diesem unbeeinflusst bleibt.

Es kann aber auch zusätzlich zur Laserdiode minde- stens eine zweite möglichst monochromatische Licht- quelle, die ebenfalls eine entsprechende Laserdiode, aber auch eine LED sein kann, eingesetzt werden. Die- se Lichtquelle strahlt ausschließlich Licht zur Fluo- reszenzanregung eines oder mehrerer entsprechend aus- gewählter/s Fluorophors/e. Das Licht dieser zweiten Lichtquelle kann über einen wellenlängenselektiv und räumlich separierenden Spektralfilter (dichroitischer Strahlteiler) auf den Träger und demzufolge auch auf die fluorophormarkierten Proben gerichtet werden. Da- bei können die optischen Elemente der optischen An- ordnung, die zur Gewinnung der Informationssignale von der Informationsstruktur durch entsprechende Überlagerung des Lichtes der Laserdiode und der zwei- ten Lichtquelle mit genutzt werden.

Mit einer solchen Anordnung ist es möglich, Fluores- zenztests mit mindestens zwei unterschiedlichen Fluo- rophoren, bei denen Fluoreszenz mit unterschiedlichen Wellenlängen angeregt werden kann, durchzuführen, wenn die erste Laserdiode ebenfalls Licht mit geeig- neter Wellenlänge abstrahlt. Da sowohl die Informati-

onsstrukturen, wie auch die fluorophormarkierten Pro- ben in unterschiedlichen Ebenen im bzw. am Träger an- geordnet sein können, ist es vorteilhaft, die Brenn- weite des fokussierenden optischen Elementes, das dann in Form eines Objektives mit veränderlicher Brennweite ausgebildet sein kann, entsprechend zu va- riieren, so dass der Fokus in der jeweils gewünschten Ebene liegt und die gewünschten Informationen und insbesondere die Fluoreszenzsignale mit sehr hoher Ortsauflösung erfasst werden können.

Ganz besonders vorteilhaft kann mit der erfindungsge- mäßen Vorrichtung die Erfassung sowohl der optischen Informationen von den Informationsstrukturen, wie auch die Erfassung der Fluoreszenzsignale konfokal erfolgen.

Zur Sicherung der gewünschten hohen Empfindlichkeit, insbesondere für das Fluoreszenzlicht sollten als ge- eigneter optischer Detektor Photo multiplier Tubes (PMT), Avalanche Photodioden oder besonders empfind- liche Fotodiode mit Vorverstärker eingesetzt werden.

Vorteilhaft können zusätzliche Kollimatoren und Kon- densoren im Strahlengang der unterschiedlichen Licht- arten angeordnet werden, um je nach Bedarf eine Auf- weitung und parallele Ausrichtung oder eine Fokussie- rung, wie sie insbesondere für das auf die optischen Detektoren zu richtende Licht gewünscht ist, zu er- reichen.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, das Fluores- zenzlicht nicht unmittelbar über Spektralfilter und Filter auf einen optischen Detektor für Fluoreszenz- licht zu richten, sondern Fluoreszenzlicht mit ent- sprechend geeigneten fokussierenden Linsen in eine

Lichtleitfaser einzukoppeln und über die Lichtleitfa- ser auf den optischen Detektor für das Fluoreszenz- licht zu richten. Dadurch kann der Aufwand für Optik und Elektronik durch räumliche Trennung verringert und die Erfassung der Fluoreszenzsignale räumlich ge- trennt, beispielsweise auf einer fest installierten Platine erfolgen.

Dadurch besteht die Möglichkeit, Fluoreszenzlicht un- terschiedlicher Wellenlängen durch die Lichtleitfaser auf einen entsprechenden Spektralfilter (z. B. dichroitischer Strahlteiler) und von diesem jeweils Fluoreszenzlicht mit unterschiedlicher Wellenlänge auf jeweils einen eigenen optischen Detektor zu rich- ten, so dass auch so der Einsatz von mindestens zwei unterschiedlichen Fluorophoren zur Markierung möglich ist. Durch Zwischenschaltung von mindestens einem Y- Teiler, der an der Lichtleitfaser vorhanden ist oder einer Reihenanordnung von mindestens zwei dichroiti- schen Strahlteilern, kann die Anzahl der einsetzbaren Fluorophore, die bei entsprechend unterschiedlichen Wellenlängen Fluoreszenz Licht emittieren relativ einfach erhöht werden.

Vorteilhaft kann an die ohnehin erforderliche elek- trische Auswerte-und Steuereinheit, wie sie bei- spielsweise bereits an einem kommerziell erhältlichen CD-bzw. DVD-Gerät vorhanden ist, durch relativ ein- fache Anpassung auch eine Dispensiereinrichtung für die Proben angeschlossen werden, so dass die einzel- nen Proben diskret und sehr genau ortsaufgelöst auf einen Träger aufgebracht oder in entsprechend im Trä- ger ausgebildete Kavitäten oder Kanäle eingebracht werden können, wobei sich die einfache Erfassung der jeweiligen Ortskoordinaten mit Hilfe der von den In- formationsstrukturen gewinnbaren Informationen vor-

teilhaft auswirkt.

Bei einer solchen Dispensiereinrichtung kann bei- spielsweise auf das an sich bekannte Piezoelektrische "Ink-jet"Prinzip, mit dem eine sehr genaue Positi- ons-und Dosiergenauigkeit erreicht werden kann, zu- rückgegriffen werden.

Wird dann ein Träger, der z. B. in Form einer be- schreibbaren CD-bzw. DVD-Verbindung mit einem ent- sprechenden Basisgerät eingesetzt, können entspre- chende den einzelnen Proben zugeordnete Informationen durch entsprechende Beeinflussung der Informations- struktur hinterlegt und bei der Durchführung der Tests genutzt werden.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung können neben den mittels der Informationsstrukturen lesbaren binären Informationen auch biochemische Wechselwirkungen durch die Fluoreszenzanregung parallel und auch seri- ell erfasst und für die Auswertung der einzelnen Tests an einzelnen fluorophormarkierten Proben be- nutzt werden.

Dabei kann sowohl eine sehr große Anzahl von einzel- nen Proben mit einem Träger genutzt und gleichzeitig für jede einzelne Probe mit einem sehr kleinen Pro- benvolumen gearbeitet werden, die bei der Durchfüh- rung der Tests auch sehr genau lokalisiert werden können. Durch die möglichen hohen Aperturen, mit de- nen auch die angeregte Fluoreszenz einzelner gebunde- ner Biomoleküle erfassbar sind, sind sehr empfindli- che Nachweise möglich, die auch quantitative Aussagen zulassen.

Des weiteren sind auch prinzipiell neben der Fluores-

zenzanalyse andere infolge auftretender biochemischer Wechselwirkungen sich ändernde optische Größen, wie beispielsweise Veränderungen der Reflexion und Ab- sorption zusätzlich detektierbar, so dass das Test- spektrum erweitert werden kann.

Solche sich ändernde Größen können gegebenenfalls oh- ne zusätzliche Veränderungen an der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit dem optischen Detektor, der ohnehin die Informationen, die in der Informationsstruktur des Trägers beinhaltet, erfasst werden.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Ausfüh- rungsbeispielen näher beschrieben werden.

Dabei zeigen : Figur 1 den schematischen Aufbau eines Beispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ; Figur 2 ein zweites Beispiel mit zusätzlichen Kol- limatoren und Kondensoren ; Figur 3 ein drittes Beispiel mit gegenüber dem Bei- spiel nach Figur 2 veränderter Anordnung optischer Elemente ; Figur 4 ein weiteres Beispiel mit gegenüber den Beispielen nach Figur 2 und 3 veränderter Anordnung der optischen Elemente ; Figur 5 ein Beispiel mit einer zusätzlichen Licht- quelle zur Fluoreszenzanregung ; Figur 6 ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Vor- richtung mit einer Lichtleitfaser zur Fluo-

reszenzlichtführung ; Figur 7 ein Beispiel für eine erfindungsgemäße Vor- richtung mit separater Optik zur Fluores- zenzanregung und Detektion ; Figur 8 ein Beispiel eines in einer erfindungsgemä- gen Vorrichtung einsetzbaren Trägers ; Figur 9 ein weiteres Beispiel eines solchen Trä- gers ; Figur 10 ein Beispiel eines Trägers ; Figur 11 ein Beispiel eines zusammengesetzten Trä- gers ; Figur 12 ein weiteres Beispiels eines zusammenge- setzten Trägers ; Figur 13 ein Beispiel eines zusammengesetzten Trä- gers mit in zwei Ebenen angeordneten Infor- mationsstrukturen ; Figur 14 ein weiteres Beispiel eines zusammengesetz- ten Trägers mit in zwei Ebenen angeordneten Informationsstrukturen ; Figur 15 ein weiteres Beispiel eines Trägers mit zwei in unterschiedlichen Ebenen angeordne- ten Informationsstrukturen ; Figur 16 ein Beispiel eines zusammengesetzten Trä- gers mit einer Informationsstruktur in ei- ner Ebene ;

Figur 17 ein weiteres Beispiel eines zusammengesetz- ten Trägers mit einer in einer Ebene ange- ordneten Informationsstruktur ; Figur 18 in stark schematisierter Form einen Aufbau, wie er bei einem Beispiel gemäß Figur 7 einsetzbar ist und Figur 19 den prinzipiellen Aufbau einer erfindungs- gemäßen Vorrichtung mit zusätzlicher Dis- pensiereinrichtung.

Bei Vorrichtungen, wie sie in den Figuren 1 bis 7 ge- zeigt sind, können Laserdioden 21 oder andere Licht- quellen 29 eingesetzt werden, deren Licht Wellenlän- gen aufweist, mit denen Fluoreszenz an sich bekannter Fluorophore angeregt werden kann. Bevorzugte Wellen- längen sind z. B. 635 nm, 650 nm und 780 nm, wobei hierfür bereits Laserdioden 21 verfügbar sind.

Wie in den Figuren 1 bis 6 gezeigt, kann in einer er- findungsgemäßen Vorrichtung eine optische Anordnung A eingesetzt werden, mit der linear polarisiertes Licht einer Laserdiode 21 auf bzw. auch in einen platten- förmigen Träger 1 fokussiert werden kann.

Dabei wird das Licht der Laserdiode 21, die lateral, radial in Bezug zur Rotationsachse des Trägers 1 (nicht dargestellt), selbstverständlich gemeinsam mit der optischen Anordnung A hin-und herbewegt werden kann, so dass in Verbindung mit der Rotation des Trä- gers 1 die gesamte Trägerfläche abgescannt werden kann.

Das linear polarisierte Licht der Laserdiode 21 wird durch einen Polarisationsstrahlteiler 22, im hier ge-

zeigten Beispiel ein Doppelprisma, wobei die eine Ba- sisfläche eines Prismas zusätzlich mit einer S-Lang- Pass-Beschichtung versehen sein kann, gerichtet. Wo- bei die B-Lang-Pass-Beschichtung unter Berücksichti- gung der Wellenlänge der Laserdiode 21 und/oder von Lichtquellen 29 bzw. der Anordnung des Polarisations- strahlteilers 22 im optischen Aufbau erforderlich sein kann.

Nachfolgend ist bei diesem Beispiel ein wellenlängen- selektiv und räumlich separierender Strahlteiler 26 angeordnet, auf dessen Funktion noch nachfolgend ein- gegangen wird. Im Nachgang dazu ist eine /4 Platte 23 angeordnet, mit der das linear polarisierte Licht in zirkular polarisierters Licht umgewandelt wird.

Nachfolgend an die A/4 Platte 23 ist ein fokussieren- des optisches Element 24 angeordnet, mit dem das Licht auf die Oberfläche des Trägers 1 oder in das Innere des Trägers 1 fokussiert werden kann. Vorteil- haft kann die Position dieses fokussierenden Elemen- tes 24, wie mit dem in vertikaler Richtung einge- zeichneten Doppelpfeil angedeutet, verändert werden, so dass sich die Fokuslage verändern lässt. Dadurch ist es möglich, dass Licht nach Bedarf auf eine Ebe- ne, in der eine Informationsstruktur 3,4 oder eine fluorophormarkierte Probe angeordnet ist, zu fokus- sieren.

Das von der Informationsstruktur 3,4 mittels dort ausgebildeter, sogenannter Pits oder Lands"reflek- tierte Licht ist Träger von binären Informationen, die in einer elektronischen Auswerte-und Steuerein- heit digital erfasst und verarbeitet werden können.

Das von der Informationsstruktur 3, 4 reflektierte Licht gelangt dann wieder über das fokussierende op-

tische Element 24 zur B/4 Platte 23, wo es wieder li- near polarisiert wird. Dabei liegt die Polarisations- ebene des reflektierten Lichtes um 90° gedreht gegen- über dem von der Laserdiode 21 linear polarisiertem abgestrahlten Licht vor. Durch die Veränderung der Polarisationsebene ist es möglich, über den Polarisa- tionsstrahlteiler 22 das reflektierte Licht zu sepa- rieren und, wie in Figur 1 deutlich erkennbar, auf den optischen Detektor 25, der bevorzugt eine Qua- drantendiode ist, richten.

Wird mit dem Licht der Laserdiode 21 Fluoreszenz in einer vormarkierten Probe angeregt, gelangt das emit- tierte Fluoreszenzlicht durch das fokussierende opti- sche Element 21, die B/4 Platte 23 zum Spektralfilter 26, mit dem auch eine räumliche Trennung des Fluores- zenzlichtes erreicht werden soll. Auch der Spektral- filter 26 ist hier als Doppelprisma dargestellt und es soll hierfür bevorzugt ein dichroitischer Strahl- teiler eingesetzt werden, um das Fluoreszenzlicht zu separieren und auf den optischen Detektor 27 für das Fluoreszenzlicht zu richten. Das Fluoreszenzlicht bleibt, da es nicht polarisiert ist, von der k/4 Platte 23 unbeeinflusst.

Zur Unterdrückung von Fremdlichteinflüssen ist ein zusätzliches Filter 28 vor den optischen Detektor 27 für das Fluoreszenzlicht angeordnet, so dass das Si- gnal-Rausch-Verhältnis verbessert werden kann.

Das in Figur 2 gezeigte Beispiel einer erfindungsge- mäßen Vorrichtung unterscheidet sich vom Beispiel nach Figur 1 lediglich in der zusätzlichen Verwendung eines Kollimators 32 und zusätzlicher Kondensoren 33, wobei letztere das Licht auf die optischen Detektoren 25 und 27 fokussieren.

Bei dem in Figur 3 gezeigten Beispiel sind lediglich der Polarisationsstrahlteiler 22 und der Spektralfil- ter 26 und dementsprechend auch die optischen Detek- toren 25 und 27 in Bezug zur Laserdiode 21 ver- tauscht.

Mit dem Beispiel nach Figur 4 soll verdeutlicht wer- den, dass die Lichtführung des Lichtes der Laserdiode 21 in anderer Form erfolgen kann. Dabei wird das Licht der Laserdiode 21 zuerst parallel zur Oberflä- che des Trägers 1 abgestrahlt und mittels des Spek- tralfilter 26 um 90° in Richtung auf den Träger 1 um- gelenkt werden kann. Der Spektralfilter 26 ist dann mit einer nicht polarisierten B-Lang-Pass- Beschichtung versehen.

Mit einer solchen Anordnung der optischen Elemente kann der zur Verfügung stehende Raum im Inneren eines Gerätes gegebenenfalls besser genutzt werden.

In Figur 5 ist ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, bei der eine zusätzliche Lichtquelle 29, die, wie bereits im allgemeinen Teil der Beschreibung erwähnt, ebenfalls eine geeignete Laserdiode sein kann, vorhanden. Die Lichtquelle 29 sollte jedoch Licht mit Wellenlängen aussenden, die sich vom Licht der Laserdiode 21 unterscheidet.

Zumindest das Licht der Laserdiode 21 oder der Licht- quelle 29 sollte Fluoreszenz eines Fluorophors anre- gen können, wobei vorteilhaft jedoch beide Lichtquel- len 21 und 29 Fluoreszenz jeweils eines Fluorophors gesondert anregen können.

Wird Licht mit zwei Fluoreszenz anregenden Wellenlän-

gen verwendet, sollte, auch hier nicht dargestellt, ein zweiter optischer Detektor 27 für Fluoreszenz- licht und ein zusätzliches Licht mit unterschiedli- chen Fluoreszenzlichtwellenlängen räumlich voneinan- der trennendes Element eingesetzt werden.

Ein Lösungsansatz hierfür kann Figur 6 entnommen wer- den. Bei diesem Beispiel ist eine Lichtleitfaser 31 mit dem zusätzlichen Spektralfilter 26 und den bei- den optischen Detektoren 27 und 27 vorhanden.

Bei dem Beispiel, wie es konkret in Figur 6 gezeigt ist, ist aber auf eine zweite Lichtquelle 29 verzich- tet worden. Um aber trotzdem Fluoreszenzlicht mit un- terschiedlichen Wellenlängen zu detektieren, können unterschiedliche Fluorophore, die mit annähernd glei- cher Wellenlänge angeregt werden können, jedoch mit unterschiedlichen Wellenlängen emittieren, eingesetzt werden. Das Fluoreszenzlicht wird über den Kondensor 33 in die Lichtleitfaser 31 ein-und mittels des Kol- lektors 32 ausgekoppelt und auf den wellenlängenspe- zifisch und räumlich separierenden Spektralteiler 26 gerichtet, mit dem das Fluoreszenzlicht unterschied- licher Wellenlänge in separierter Form auf die beiden optischen Detektoren 27 und 27 gerichtet werden kann.

Bei dem in Figur 7 gezeigten Beispiel werden die bi- nären, optisch detektierbaren Informationen einer In- formationssturktur 4, die innerhalb des Trägers 1 an- geordnet ist, mittels einer Laserdiode 21, einem Po- larisationsstrahlteiler 22, der B/4 Platte 23 und dem fokussierenden optischen Element 24 und dem optischen Detektor 25 erfasst und können mit der bereits er- wähnten Auswerte-und Steuerelektronik zur Steuerung der Bewegung (Tracking) und zum anderen zur lokalen

Zuordnung von von fluorophormarkierten Proben ausge- henden Fluoreszenzsignalen genutzt werden.

Auf der gegenüberliegenden Seite des Trägers 1 ist eine zweite Optik, die ausschließlich zur Fluores- zenzanalyse genutzt wird, angeordnet. Bei dieser Vor- richtung wird wieder eine Lichtquelle 29, deren Licht Fluoreszenz eines Fluorophors anregen kann, auf einen Spektralfilter, der hier als dichroitischer Strahl- teiler 30 ausgebildet ist, gerichtet und von dort über ein weiteres fokussierendes optisches Element 24 auf fluorophormarkierte Proben, die hier inner- halb einer Oberflächenstruktur, die auf dem Träger 1 ausgebildet ist, angeordnet sind, gerichtet. Das emittierte Fluoreszenzlicht gelangt über das fokus- sierende optische Element 24 durch den dichroiti- schen Strahlteiler 30, einen optischen Filter 28 auf den optischen Detektor 27 für das Fluoreszenzlicht.

Die beiden oberhalb und unterhalb des Trägers 1 ange- ordneten optischen Teile können, wie dies in Figur 18 schematisch angedeutet ist, mechanisch starr mitein- ander verbunden und demzufolge synchron bewegt wer- den.

Wird jedoch eine zur Fluoreszenzanregung geeignete Laserdiode 21 und ein zumindest teilweise transparen- ter Träger 1 verwendet, kann gegebenenfalls bei dem in Figur 7 gezeigten Beispiel auf die zusätzliche Lichtquelle 29 und den dichroitischen Strahlteiler 30 verzichtet werden. Hierzu kann beispielsweise die In- formationsstruktur 4 in Bereichen, in denen fluoro- phormarkierte Proben angeordnet sind, unterbrochen sein, so dass das Licht bis hin zur Probe gelangen kann.

Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Informati-

onsstruktur 4 so auszubilden, dass sie zumindest teilweise transparent ist und lediglich ein bestimm- ter Anteil von der Informationsstruktur 4 reflektiert wird, der jedoch ausreicht, um die erforderlichen In- formationssignale mit dem optischen Detektor 25 zu erfassen und der durch die Informationsstruktur 4 hindurchtretende Lichtanteil ausreicht, um Fluores- zenz anzuregen.

In den Figuren 8 bis 17 sind verschiedene Beispiele für den Aufbau von Trägern 1 und Anordnungen von In- formationsstrukturen 3,4 und Kavitäten 10 zur Auf- nahme von fluorophormarkierten Proben dargestellt.

Das in Figur 8 dargestellte Beispiel eines Trägers 1 wird im Wesentlichen durch ein an sich transparentes Substrat 2, beispielsweise das für CD bzw. DVD typi- scherweise verwendete Polycarbonat gebildet ist. Auf der Oberfläche dieses Substrates 2 ist eine hochre- flektierende Schicht in Form einer Informationsstruk- tur 3 ausgebildet, die von einer Kavität 10 zur Auf- nahme von fluorophormarkierten Proben unterbrochen ist. In der Kavität 10 sind als Beispiel mehrere Bio- moleküle 11 dargestellt. Oberhalb der die Informati- onsstruktur bildenden hochreflektierenden Schicht 3 ist eine Schutzschicht 5 ausgebildet, die optisch aus einem beliebigen Material bestehen kann.

Auf der oben liegenden Oberseite des Trägers 1 ist hier eine Deckschicht oder ein Deckel 12, mit der die Kavitäten 10 verschlossen werden können, angeordnet.

Die Deckschicht oder der Deckel 12 können optisch transparent sein, wobei dies der Fall sein muss, wenn das Fluoreszenzlicht von der Oberseite detektiert werden soll.

In Figur 8 und den nachfolgenden Figuren ist außerdem das fokussierte Laserlicht 8 eingezeichnet.

Das in Figur 9 gezeigte Beispiel eines Trägers 1 un- terscheidet sich vom Beispiel nach Figur 8 lediglich in der Anordnung der Kavität (en) 10 und der als teil- weise reflektierenden Schicht ausgebildeten Informa- tionsstruktur 4. Dabei ist die Kavität 10 oberhalb der Informationsstruktur 4 angeordnet und die teil- weise reflektierende Schicht 4 gewährleistet, dass ein zur Fluoreszenzanregung ausreichender Teil in die Probe transmittiert und gleichzeitig ein ausreichen- der Lichtanteil an der Schicht 4 reflektiert werden kann, so dass auch aus diesem Bereich Informationen gewonnen werden können.

Dieser Sachverhalt trifft sinngemäß auch auf das in Figur 10 gezeigte Beispiel eines Trägers 1 zu, wobei hier die Kavität 10 innerhalb einer Deckschicht oder eines Deckels 12 ausgebildet ist.

Das in Figur 11 gezeigte Beispiel eines erfindungsge- mäß verwendbaren Trägers 1 kann aus zwei Substraten 2 zusammengesetzt werden, die miteinander verbunden sind. Dabei sind in dem hier unten dargestellten Sub- strat 2 die Kavitäten 10 für die Aufnahme der fluoro- phormarkierten Proben mit den Biomolekülen 11 und die Informationsstruktur, hier als hochreflektierende Be- schichtung 3 im darüber angeordneten Substrat 2 aus- gebildet. Beide Substrate 2 können mit einem geeigne- ten Polymer, beispielsweise einer polymeren Schutz- schicht 5 miteinander verbunden werden.

Figur 12 unterscheidet sich vom Beispiel nach Figur 11 lediglich dadurch, dass die Kavitäten 10 bis an die Informationsstruktur 3 heranreichen, was die An-

forderung an die Einstellbarkeit der Fokuslage des Laserstrahls 8 verringert und ohne Veränderung der Brennweite des fokussierenden optischen Elementes 24 sowohl die Informationen aus der Informationsstruktur 3, wie auch die Fluoreszenzsignale sehr genau orts- aufgelöst erfasst werden können.

Bei dem in Figur 13 gezeigten Beispiel eines Trägers 1 werden wiederum zwei Substrate 2 in miteinander verbundener Form verwendet, wobei die Kavitäten 10 zwischen den beiden Substraten 2 ausgebildet sind. In beiden Substraten ist jeweils eine Informationsstruk- tur 3,4 ausgebildet. Dabei kann es sich entweder um eine teilweise reflektierende Schicht 4 oder eine hochreflektierende Schicht 3 handeln kann.

Dabei wurde in der dargestellten Form, also wenn das fokussierte Laserlicht 8 von unten in den Träger 1 fokussiert wird, die Informationsstruktur im unten angeordneten Substrat 2 teilweise reflektierend aus- gebildet, so dass auch ein gewisser Anteil an Licht zur im oberen Substrat 2 ausgebildeten Informations- struktur 3, die dann hochreflektierend sein sollte, gelangen und von dort entsprechend reflektiertes Licht vom optischen Detektor 25 erfasst werden kann, so dass sich die Anzahl an Informationen pro Fläche vergrößern lässt.

Bei den in den Figuren 13 bis 17 dargestellten Trä- gern 1 sind die jeweils beiden Substrate 2 mit einer Haftvermittlerschicht 7 verbunden.

Das Beispiel gemäß Figur 14 unterscheidet sich vom Beispiel nach Figur 13 durch eine spiegelsymmetrische Anordnung der beiden Substrate 2 und das Beispiel nach Figur 15 dadurch, dass die Kavitäten 10 aus-

schließlich innerhalb des dort oben angeordneten Sub- strates 2 angeordnet sind.

Die Beispiele nach den Figuren 16 und 17 verwenden wiederum lediglich eine einzige Informationsstruktur 3,4, die innerhalb des oben angeordneten Substrates 2 ausgebildet ist und lediglich die Anordnung der Ka- vitäten 10, bei den in den Figuren 16 und 17 gezeig- ten Beispielen, differieren.

Bei den Beispielen für Träger 1, wie sie in den Figu- ren 13 bis 17 dargestellt sind, treten aber keine Pausen bei der Erfassung von Informationssignalen, die mit Hilfe der Informationsstrukturen 3,4 gewon- nen werden können, auf, wenn gleichzeitig Fluores- zenzsignale durch entsprechende Fluoreszenzanregung von Fluorophoren erfasst werden.

Mit Figur 19 soll eine Möglichkeit in schematischer Form angedeutet werden, die eine hochgradige Automa- tisierung der Probenvorbereitung und Probenauswertung ermöglicht.

Hierzu können unterhalb des Trägers 1 Beispiele einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wie sie in den Figuren 1 bis 6 gezeigt sind, eingesetzt werden. Oberhalb des Trägers 1 ist eine Dispensiereinrichtung für Proben angeordnet, die mit Hilfe der gewonnenen Informati- onssignale gesteuert werden kann, so dass mit hoher Präzision bezüglich der jeweiligen Position und des Volumens die Probenaufgabe erfolgen kann.

Bei der biochemischen Vorbereitung von Träger und Proben kann auf die an sich bekannten Erkenntnisse ohne weiteres zurückgegriffen werden, so dass die un- terschiedlichsten biochemischen Wechselwirkungen er- zielt und mit der erfindungsgemäßen Lösung nachgewie- sen werden können.