[发明专利]亚波长孔口

说明书

技术领域

本发明涉及在检测体积中检测发光团存在的领域。

背景技术

US2005244863公开了一种利用隐失波来激发发光团的配置。隐失 波为快速衰减的电磁场，由于亚波长孔口，所以其不能传播。在此公 开内容中，提供激发辐射以作为隐失波穿透包含生物分子的混合物。 隐失波由具有亚波长孔口的结构产生。但是，该孔口仅允许透射所产 生的辐射中的一小部分。这使得有限量的发光用于检测目的。

发明内容

因而存在对于增加发光辐射量的需要。因此，在本发明的一个方 面，提供一种在检测体积中检测发光团存在的方法，该方法包括：在 所述检测体积中提供激发辐射；在所述检测体积中提供位于介质中的 发光团，该发光团可由激发辐射来激发以发出发光辐射；以及，由检 测器来检测穿过所述检测体积的孔口的所述发光辐射的至少一偏振分 量，所述孔口具有平面内最小尺寸；其中，所述发光团被选择成在所 述介质中发出在所述介质中的波长大于所述最小尺寸两倍的发光辐 射；以及，其中，所述发光团被选择成由在所述介质中的波长小于所 述最小尺寸两倍的激发辐射来激发。

在本发明的另一方面，提供一种用于在检测体积中检测发光团存 在的装置，包括：检测体积；该检测体积包括具有平面内最小尺寸的 孔口且被布置成在介质中包括所述发光团；辐射源，其用于在所述检 测体积中提供激发辐射，该发光团可由所述激发辐射来激发以发出发 光辐射；以及，检测器，其被布置和构造成检测所述发光辐射的至少 一偏振分量，所述检测器被选择成检测在所述介质中的波长大于所述 最小尺寸两倍的发光辐射；以及，其中所述辐射源被选择成提供在所 述介质中的波长小于所述最小尺寸两倍的激发辐射。

在本发明的一个方面，该孔口限定其中可激发发光团的平面内界 面。作为使用激发光的隐失尾部来限制激发体积的替代，此处可通过 检测形成于孔口界面上的荧光来限制检测体积。因此，可改进激发效 率，同时保持有限的检测体积。参看下文描述的实施例，本发明的这 些和其它方面将会显然且被阐明。

附图说明

图1说明了根据本发明的一方面的基本实施例；

图2说明了激发和荧光检测效率的组合效果；

图3说明了根据本发明的一方面的发光辐射的透射检测；

图4说明了使用狭缝的根据本发明的一个方面的替代实施例；以 及

图5说明了示出图4所说明的实施例的检测效率的示意曲线图。

具体实施方式

在本技术中，使用孔口生物传感器来检测诸如荧光团的发光团以 确定被研究的生物分子的具体类型。一般而言，这些孔口使用针孔或 狭缝概念来允许激发光作为进入检测体积内的隐失辐射。但是，对于 孔口生物传感器，激发和荧光检测效率的组合效果显著地减小了生物 传感器的总效率。另一问题在于在针孔生物传感器处于透射模式的特 定情况下，在生物传感器的整个深度上的总效率相同。优选地，总效 率在某些部分较高，因为这将有效地得到更小的激发/检测体积。在一 个方面，本发明提出一种亚波长孔口来仅限制检测体积。这可通过与 孔口(生物)传感器组合地使用在激发与荧光之间具有非常大的波长 差(斯托克斯位移)的发光团来实现。以此方式，激发光可基本上不 受阻碍地穿过检测体积的孔口1进入，显著地增加了激发效力。所述 发光团被选择成发出具有一定波长的发光辐射使得发光辐射在孔口内 产生隐失场。因此，除了存在于孔口1界面20上的部分之外，发光辐 射被阻挡避免从孔口1逸出，使得检测体积101保持较小以减小背景 荧光的效果(effect of background fluorescent)，并因此通过改进生物 传感器的信噪比来增加检测的选择性。在本发明的另一方面，为了改 进激发和检测效率，可使用狭缝来代替孔。使用狭缝的优点在于抑制 变成依赖偏振，且因此，所产生的荧光的50％可不受抑制地离开狭缝。

在本发明的一方面，孔口的最小尺寸经选择大于所述介质中激发 光波长的一半；且小于即将由激发光所激发的发光团所发出的发光在 所述介质中的波长的一半。在此方面，所使用的发光团类型被选择成 可由在所述介质中波长基本上小于最小孔口尺寸两倍的辐射来激发； 而所发出的发光基本上大于最小孔口尺寸的两倍，使得除了基本上形 成于孔口界面20上的发光之外，发光辐射被捕获于孔口内。具体而言， 当在荧光4的行进方向观察时，由孔口1所限定的外平面形成界面20。