[發(fā)明專(zhuān)利]包括至少兩個(gè)線(xiàn)柵的發(fā)光傳感器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200680034648.4
• 申請(qǐng)日: 2006-09-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101395463A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M·M·J·W·范赫佩恩;H·范霍滕;D·J·W·克隆德
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01N21/64
• 分類(lèi)號(hào): G01N21/64;G02B5/30
• 代理公司: 永新專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 陳松濤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及諸如發(fā)光生物傳感器或發(fā)光化學(xué)傳感器之類(lèi)的發(fā)光傳感器，以及涉及一種用于檢測(cè)由這種發(fā)光傳感器中存在的一個(gè)或多個(gè)發(fā)光體產(chǎn)生的發(fā)光輻射的方法。更具體而言，本發(fā)明涉及高信噪比的發(fā)光傳感器。

背景技術(shù)

傳感器廣泛應(yīng)用于測(cè)量物理屬性或物理事件。它們將該測(cè)量的功能讀數(shù)作為電、光或數(shù)字信號(hào)輸出。該信號(hào)是可由其它設(shè)備轉(zhuǎn)換成信息的數(shù)據(jù)。傳感器的一個(gè)特定例子為生物傳感器。生物傳感器是檢測(cè)存在(即定性檢測(cè))或測(cè)量諸如血液、血清、血漿、唾液......等流體中的諸如蛋白質(zhì)、病毒、細(xì)菌、細(xì)胞成分、細(xì)胞膜、孢子、DNA、RNA等目標(biāo)分子的特定量(即定量檢測(cè))的設(shè)備。目標(biāo)分子也稱(chēng)作“被分析物”。幾乎在所有的情形中，生物傳感器都使用包括特異性識(shí)別元素的表面來(lái)俘獲被分析物。因此，通過(guò)將特異性分子附著到傳感器的表面，來(lái)對(duì)傳感器的表面進(jìn)行改性，其中，傳感器的表面適于結(jié)合流體中存在的目標(biāo)分子。

為了使被分析物與特異性分子的結(jié)合效率最優(yōu)，優(yōu)選大表面面積和短擴(kuò)散長(zhǎng)度。因此，已經(jīng)提出了微孔或毫微孔襯底(薄膜)作為兼具大面積與快速結(jié)合動(dòng)力的生物傳感器襯底。特別是，當(dāng)被分析物的濃度較低(例如，低于1nM或低于1pM)時(shí)，擴(kuò)散動(dòng)力在生物傳感器化驗(yàn)中起重要的作用。

可通過(guò)諸如熒光等發(fā)光來(lái)檢測(cè)所結(jié)合的被分析物的量。在此情形中，被分析物本身可攜帶發(fā)光標(biāo)記，例如熒光標(biāo)記，或者可替換地，可執(zhí)行具有發(fā)光標(biāo)記(例如熒光標(biāo)記)的第二識(shí)別元素的附加培養(yǎng)。

在現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)光生物傳感器中，存在分離激發(fā)和發(fā)光輻射(例如熒光輻射)的問(wèn)題，這是因?yàn)檫@些類(lèi)型的輻射具有類(lèi)似的波長(zhǎng)。

為了解決上述問(wèn)題，提出了在流體內(nèi)工作的使用亞波長(zhǎng)孔口或狹縫的具有亞波長(zhǎng)空間分辨率的發(fā)光傳感器。簡(jiǎn)言之，激發(fā)輻射在亞波長(zhǎng)孔口或狹縫上反射，因?yàn)檫@些孔口或狹縫小到輻射無(wú)法檢測(cè)。這在孔口或狹縫內(nèi)產(chǎn)生漸逝場(chǎng)，其被用于激發(fā)存在于孔口或狹縫中的發(fā)光體。產(chǎn)生的發(fā)光從與被照射的側(cè)(即激發(fā)側(cè))相對(duì)的一側(cè)上的孔口或縫隙發(fā)出，由此分離激發(fā)輻射和發(fā)光輻射。該(反射)效應(yīng)還抑制了在孔口或縫隙的激發(fā)側(cè)上產(chǎn)生的背景發(fā)光。

使用孔口的發(fā)光傳感器的問(wèn)題是發(fā)射的發(fā)光需要能夠從孔口發(fā)出，因此發(fā)光需要接近孔口的出口側(cè)發(fā)射。這意味著，在激發(fā)輻射產(chǎn)生能夠有效地離開(kāi)孔口的發(fā)光(例如熒光)之前大量的激發(fā)輻射已經(jīng)被抑制了。實(shí)際上，這意味著有些激發(fā)輻射在它到達(dá)孔口中的發(fā)光體(例如熒光體)之前被抑制了，并且產(chǎn)生的有些發(fā)光(例如熒光)也在到達(dá)檢測(cè)器之前被抑制了。

除了使用具有孔口的傳感器以外，使用具有狹縫的傳感器也可以解決該問(wèn)題，這是因?yàn)橐环N偏振總能穿過(guò)狹縫，并且因此產(chǎn)生的發(fā)光(例如熒光)的至少50％總能到達(dá)檢測(cè)器側(cè)。然而，這些種類(lèi)傳感器的問(wèn)題在于產(chǎn)生的背景輻射的50％也能透過(guò)狹縫。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種具有改善的信噪比的發(fā)光傳感器，例如發(fā)光生物傳感器或發(fā)光化學(xué)傳感器。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種用于檢測(cè)由這種發(fā)光傳感器中存在的一個(gè)或多個(gè)發(fā)光體產(chǎn)生的發(fā)光輻射的方法。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是能夠有效地使用激發(fā)輻射，并且能夠有效地檢測(cè)發(fā)光輻射。

通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備和方法來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的。

在所附的獨(dú)立和從屬權(quán)利要求中，闡述了本發(fā)明的特定和優(yōu)選方面。可以將從屬權(quán)利要求的特征與獨(dú)立權(quán)利要求以及其它從屬權(quán)利要求的特征適當(dāng)結(jié)合，而不僅是權(quán)利要求中明確闡述的。

本發(fā)明提供了一種發(fā)光傳感器，例如熒光傳感器，其包括至少第一線(xiàn)柵和第二線(xiàn)柵。第一線(xiàn)柵包括沿第一方向延伸的狹縫和線(xiàn)，第二線(xiàn)柵包括沿第二方向延伸的狹縫和線(xiàn)，第一方向和第二方向基本上相互垂直。根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)利用來(lái)自激發(fā)輻射源(例如光源)的激發(fā)輻射(例如激發(fā)光)照射傳感器時(shí)，激發(fā)輻射(例如激發(fā)光)被偏振，使得它基本上被至少第一和第二線(xiàn)柵中的一個(gè)抑制，并且基本上不被至少第一和第二線(xiàn)柵中的另一個(gè)抑制。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，激發(fā)輻射(例如激發(fā)光)被偏振，使得它基本上被最遠(yuǎn)離激發(fā)輻射源(例如光源)的第二線(xiàn)柵抑制，并且基本上不被最接近激發(fā)輻射源(例如光源)的第一線(xiàn)柵抑制。