[發明專利]成像方法和裝置

有效

• 申請號: 200580024159.6
• 申請日: 2005-05-10
• 公開（公告）號: CN101147049A
• 公開（公告）日: 2008-03-19
• 發明（設計）人: 威廉·拉斯曼;戴維·拉林;羅伯特·A·里伯曼;羅薩·U·肯彭;赫伯特·沙皮羅
• 申請（專利權）人: 專家技術公司
• 主分類號: G01J4/00
• 分類號: G01J4/00;G01N21/55;G01N33/53;G01N21/01
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 馬高平;楊梧

技術領域

本發明涉及與光學透明材料邊界的內反射結合的成像技術和裝置，更具體地說，涉及這樣的技術和裝置的使用，即，用于檢測光學透明襯底上的物質的存在、成分、數量、和/或空間分布。

背景技術

本發明涉及生物芯片(也稱為基因芯片、蛋白質芯片、微陣列和其它名稱)的成像。為了鑒別與陣列接觸的測試材料的成分，在襯底表面形成生物或化學活性位點的陣列是已知的。一般，這種處理要求例如低聚核苷酸、無性繁殖DNA、抗體、肽、受體、酶、抑制劑等的位點，它們被處理成顯示熒光、電致發光、電流變化、電壓變化等，用于提供所測試材料中成分存在的可檢測信號。

發明內容

根據本發明的原理，來自光源部件具有偏振光束的光通過透明襯底照射，并且在襯底表面進行反射，例如，全內反射(TIR)。在1991年由牛津Pergamon出版社出版的M.Born和E.Wolf的“Principles?of?Optics(光學原理)”第6版第47-55頁描述了全內反射。反射光用偏振傳感二維陣列檢測器或其它類型檢測器檢測。在光束橫截面中，由標本陣列引起的局部偏振狀態的變化用于獲得在襯底表面的表面每點的物質的存在和成分的信息。

在光束橫截面內任一點的全內反射在入射面偏振的光成分和垂直于入射面偏振的成分之間產生相移。反射光通過偏振傳感檢測器(諸如二維陣列檢測器)檢測，然后，來自這個檢測器的信號在計算機中處理，以提供在標本表面上的物質的二維信息。在反射光束的橫截面中的偏振狀態的空間分布變化可表示對應于檢測器位置的標本陣列位置上的標本中的物質。

根據本發明的一個實施例，提供一種成像裝置，其包括發射偏振光束的光源，和包括控制層和光反射表面的光學組件。光束通過控制層并且被光反射表面反射，以在光反射表面附近提供具有控制高度和強度的漸逝場(evanescent?field)，光反射表面適于在其上提供標本陣列，使得在漸逝場中的標本陣列導致在光束的橫截面中的空間分布偏振變化。該裝置還包括定位的檢測器，以檢測光束中的空間分布偏振變化，提供標本陣列的圖像。

根據本發明的另一實施例，提供一種成像裝置，其包括具有光反射表面的光學組件，其中光束被光反射表面反射，以在光反射表面附近提供漸逝場，光反射表面包括在其上提供標本陣列的連接部分(coupling?means)，使得漸逝場中的標本陣列導致在光束橫截面中的空間分布偏振變化。

根據本發明的又一實施例，提供一種成像方法，其包括使偏振光束射入具有控制層和光反射表面的光學組件，利用控制層在光反射表面附近提供具有控制高度和強度的漸逝場。該方法還包括：提供在漸逝場中的標本陣列，所述標本陣列導致在光束橫截面中的空間分布偏振變化；以及使經反射的光束從光學組件出來，在所述光學組件中，檢測并處理光束中的空間分布偏振變化，以提供標本陣列的圖像。

根據本發明的又一實施例，提供一種成像方法，其包括：使偏振光束射入具有光學反射的光學組件，其中光學組件具有在其上提供捕獲劑陣列的連接部分；和在光反射表面附近提供漸逝場。該方法還包括：提供感興趣分子(molecules?of?interest)，使得在漸逝場中與感興趣分子連接的捕獲劑陣列導致在光束橫截面上的空間分布偏振變化；使反射光束射出光學組件，其中檢測并處理光束中的空間分布偏振變化，以提供與感興趣分子連接的捕獲劑陣列的圖像。

根據本發明的又一實施例，提供一種供成像裝置使用的盒，該盒包括：光反射表面，含有連接部分，以讓在其上形成標本陣列；控制層，其構成為將來自光源的偏振光束引導到光反射表面，使得在光反射表面的偏振光束的反射在標本陣列附近產生控制的漸逝場；和連接光反射表面的流槽(flowcell)，流槽包括用于在標本陣列上使分析物流動的入口和出口。

本發明的裝置和方法特別適于水溶液的成像材料。而且，特別適于檢測位于光反射表面、作為部分分子薄膜系統的二維生物分子陣列的分析物連接和分離。在各種應用中，多個離散標本位點以陣列形式出現，其中該方法和裝置使陣列成像，以區分每個離散標本位點。有利地，在本發明中不是必需而是選擇性地使用熒光或分子標記。

結合附圖，從下面表述的實施例的詳細描述，更容易理解本發明的這些和其它特征及優點。

附圖說明

圖1是根據本發明原理的圖示系統的框圖；

圖2是圖1的系統的實施例的框圖；和

圖3、4、和5是圖1的系統的可替換部分的框圖。

在不同的圖中使用的相同附圖標記表示相似或相同的特征。還應該注意，附圖可以不按比例畫出。

具體實施方式