[發明專利]用于探測目標物質的感測裝置

有效

• 申請號: 201080008124.4
• 申請日: 2010-02-08
• 公開（公告）號: CN102317758A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發明（設計）人: D·M·布魯斯;T·H·埃弗斯;J·J·H·B·施萊彭
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號: G01N21/27
• 分類號: G01N21/27;G01N21/55;G01N21/77;G01N33/543
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 舒雄文;蹇煒

技術領域

本發明涉及用于感測研究區域中的目標物質的感測裝置和分析裝置。本發明還涉及用于感測研究區域中的目標物質的對應的感測方法。

背景技術

US7317534B2提供了一種測量方法，包括具有膜層的測量單元，該膜層具有探測區和參考區，目標分子固定到探測區的表面，且沒有配體固定到參考區的表面。光電探測器探測分別在探測區和參考區的全內反射中反射的光束的強度。此外，基于參考區的測量的結果來校準探測區的測量的結果。

US2005/0052655A1描述了一種干涉儀，該干涉儀包括：光學主體，光學主體被配置為在操作中安裝測量區和相鄰的參考區的，測量區包括膜，該膜能夠用作用于表面等離子體的二維環境；光束生成裝置，用于以能夠生成表面等離子體共振的輻射輻照參考和測量區；光學構件，用于組合從參考和測量區反射的輻射；以及像素化探測構件，用于生成表示組合的輻射束的二維圖像的數據。

發明內容

然而，通常難以保證參考區沒有任何目標分子或者不受到介質中的目標分子的存在的影響。特別是當采用基于珠子的目標分子探測系統時，難以斷定沒有該珠子非特定地與參考區接觸并且影響從參考區探測的信號。從而，必須提供測量以確保參考區在校準期間保持無任何目標分子，這使得校準程序十分復雜。

本發明的目的是提供用于探測研究區域中的目標物質并容許較容易的校準的感測裝置和分析裝置。本發明的另一目的是提供對應的感測方法。

在本發明的一方面中，提供了一種用于探測研究區域中的目標物質的感測裝置，所述感測裝置包括：

-感測表面，其上具有研究區域和參考區域，

-參考元件，位于所述參考區域并被配置為將所述參考區域從所述物質遮蔽，使得在全內反射條件下在所述參考區域反射的光保持不受到所述物質的存在或不存在的影響。

本發明基于通過探測在全內反射條件下從研究區域反射的光而獲得的與研究區域的物質的存在對應的信號能夠通過與在全內反射條件下的標準反射光對應的信號來校準的想法。從而，有效地將參考區從潛在地存在于研究區域的物質的影響遮蔽容許以標準化形式測量在參考區域反射的光的性質，典型地為強度，標準化形式即不依賴于待分析的物質的存在或不存在。從而，在參考區域反射的光基本僅是物質的存在或不存在以外的因子的函數并且從而反映歸因于測量誤差的誤差，例如溫度的升高或到達參考區域的光輸出的波動。

在本發明中，當光的選擇的性質，典型地為光的強度，由物質的存在或不存在改變不超過10％，優選地不超過1％，并且最優選地不超過0.1％時，在全內反射條件下在參考區域反射的光視為不受到物質的存在或不存在的影響。改變特別優選的是0.05至0.3％的范圍。

進一步優選地，參考元件不僅將參考區域從待分析的物質遮蔽，而且將參考區域從潛在地影響存在于參考區域的消逝場的其它物質遮蔽。這有利地容許分析著色介質中的物質的存在，因為介質的色彩將不會干擾在全內反射條件下在參考區域反射的光。從而，即使對于著色介質，參考區域也能夠用作可靠標準。也能夠有利地使用本發明的方法和本發明的感測裝置來補充分析方法，該分析方法涉及對傳輸的光的測量，例如光吸收和光學密度的測量。從而，參考元件優選地為固態的、凝膠狀的或者是抗被介質沖洗掉的，是明智的。

應當注意，術語“全內反射”應當包括經常稱作“受抑全內反射”的情況，其中，一些入射光在反射過程期間損失了。源自研究區域的反射光束將典型地由在感測表面的研究區域全內反射的入射光束的光構成或包括在感測表面的研究區域全內反射的入射光束的光，感測表面可以是用于結合目標物質的結合表面。然而，其也可以包括來自其它源的光，其它源例如是在研究區域激勵的熒光。

參考元件的折射系數和尺寸優選地選擇為使得尺寸超過其中引起的消逝場的指數衰減長度，即使得消逝場基本不位于參考元件和參考元件所在的載體外部。參考元件的厚度和橫向尺寸于是選擇成使得在全內反射條件下在參考元件內生成的消逝場對選擇的光的波長和入射角基本減弱。指數衰減長度ζ估計為