[发明专利]包含波导的生物传感器

说明书

本发明涉及一种光学设备(110)和对应的探测装置(100)，所述探测设备例如可以用于监测表面处的核苷酸序列的复制。在优选实施例中，所述光学设备(110)包括波导基底(130)，所述波导基底具有在底表面(132)上的线栅(140)，其中，所述线栅的孔(141)在至少一个方向(x)上小于输入光(IL)的特征波长(λ)。此外，衍射结构(120)被设置在所述基底(130)的相对的表面(131)上，以将输入光(IL)耦合到所述基底(130)，使得在所述孔(141)处发生相长干涉。因此，能够在这些孔中高效地生成渐逝波，从而例如允许对能够被探测器(160)感测到的荧光(FL)的表面特异性激励。

技术领域

本发明涉及使用可以被具体用在诸如核酸测序的生物感测应用中的波导的光学设备、探测器装置以及方法。

背景技术

US 2010/096562 A1公开了一种具有至少一个平面结构的介质，所述至少一个平面结构在一侧上具有多个孔。所述孔在一个方向上小于所述介质的衍射极限。邻近所述平面结构的样本介质能够被通过所述孔的渐逝波照射。

WO 2009/001245公开了一种传感器，所述传感器包括：(i)基底，在所述基底中，具有预定波长的激励辐射可以传播；(ii)在所述基底的第一侧处的线栅，所述线栅具有至少一个孔或槽，所述至少一个孔或槽被布置用于利用包括要被探测的至少一个粒子的介质进行填充，所述介质经由所述激励辐射被激励；以及(iii)至少一个反射器件，其被布置在所述基底的与所述第一侧相对的第二侧处，以将传播到所述基底中并已经由所述线栅反射至少一次的激励辐射的至少部分朝向所述线栅进行反射。

US 2010/0065726 A1公开了用于在包括单分子分析反应的各种应用中使用的基底、方法以及设备。WO 2006/135782 A2公开了一种用于根据多个局部化的发光分析物来分离且基本上同时地探测发光的系统。所述系统包括：样本保持器，其具有被形成在其上以用于空间地分离并约束多个发光分析物的结构，每个发光分析物具有单核酸分子或单核酸聚合酶；光源，其被配置为照射所述样本保持器；以及光学组件，其被配置为分离且基本上同时地收集并探测与所述多个发光分析物相关联的光发射。所述系统还可以包括计算机系统，所述计算机系统被配置为分析所述光发射以确定与每个分析物相关联的靶核酸分子的结构或性质。

US 6707561 B2公开了一种用于在样本分析中使用的传感器平台，所述传感器平台包括基底和在所述基底上的较大折射率的薄的光学透明层。提出了该层的波纹结构。然而，US 6707561 B2教导了所提出的波纹结构的辐射损失非常高，使得在优选波长范围内有效地不发生任何电磁辐射的波导。

Chien等人(“Coupled waveguide-surface plasmon resonance biosensor withsub-wavelength grating”(Biosensors and Bioelectronics 22，2007年，第 2737-2742页))公开了一种用于实时分析生物分子相互作用的具有亚波长光栅结构的耦合的波导表面细胞质基因组共振生物传感器。所述设备的上表面被金属层完全覆盖。

发明内容

基于该背景，提供用于尤其是在生物感测应用中的光学处理的更加有效和/或更加准确的手段将是有利的。

该目标是由根据本发明的各个实施例所述的光学设备、探测装置、方法，以及用途来解决的。

根据第一方面，本发明的实施例涉及一种用于对与特征波长相关联且在下文中被称为“输入光”的光进行处理的光学设备。所述光学设备例如可以用在生物感测应用中并且包括如下部件：

–波导基底(在下文中被简要称为“基底”)，其具有第一表面和第二表面。

–反射结构，其被设置在所述基底的所述第一表面上。