[发明专利]组合的光学和电学传感器盒

说明书

技术领域

本发明涉及传感器盒，例如可置换的或者一次性的盒。更具体而言，本发明涉及可以提供对样品流体中的目标基团执行受抑全内反射(FTIR)测量和电学测量两者的传感器盒。此外本发明还涉及用于制造这种传感器盒的方法。根据本发明实施例的设备和方法例如可以用于分子诊断、生物样品分析或者化学样品分析。

背景技术

最近已经提出受抑全内反射(FTIR)作为检测磁性标记在生物活性基板上的结合的方法。全内反射是在光线相对于表面的法线以一大于临界角度的角度撞击介质边界时发生的光学现象。如果折射率低于边界的另一侧，则没有光可以穿过，因此所有的光被有效反射。临界角度是大于其时发生全内反射的入射角度。全内反射的副作用为横过边界表面的倏逝波的出现，倏逝波是随距离呈现指数衰减的近场驻波。衰减长度可以为自表面11一些波长距离，例如在100和1000nm之间。纳米粒子(尤其是磁性纳米粒子)在这一倏逝波中的存在导致了称为受抑全内反射的现象。图1中图示了FTIR读出方法的原理。基于FTIR的系统已经展示了在一些测试条件下检测接近纳米摩尔水平的分子浓度的能力。

提供光学基板10，其优选注塑成型并具有第一主表面11，该主表面11上可以结合具有在200和1000nm之间尺寸的磁珠12，例如纳米珠子。表面11是由倏逝波13探测的光学平坦表面，该倏逝波13通过将由光源15产生的准直激光或者LED光束14从底部照射表面11而生成，为了全内反射，光束14以大于临界角度的角度来照射表面11。当没有珠子12存在时，光从该表面反射并被例如光电探测器或者阵列探测器16(例如CCD)的成像设备16收集。当珠子12结合于表面11时，倏逝波13耦合到珠子12，并被散射或者吸收，因而检测不到。可使得基板10的表面11的不同区域对不同生物种类敏感。被成像设备16捕获的光的总量将与结合于表面11的珠子12的数量成比例减少。

可提供电磁体17用于吸引磁珠12，和/或用于在执行测量步骤之前移除未结合的珠子12。

用于FTIR检测的光学基板10是很便利的，由于几个原因：

·它简单并且很廉价。它可以例如通过简单的注塑成型而被大量地制造。

·它可以由聚苯乙烯材料制造，聚苯乙烯材料与通常用于孔板的材料相同。以这一方式，在孔板中生长的分析物可以更加容易地转移到一次性的点护理(point-of-care)的盒中。

然而，它也具有缺点：它具有有限的功能。该盒只能实现目标基团的光学检测。有时候光学检测自身是不够的。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供具有用于光学FTIR检测的光学基板的改进的传感器盒，该传感器盒可以由低成本的制造技术制造。

以上目的通过根据本发明的方法和设备来完成。

在第一方面中，本发明提供一种传感器盒，其具有包括光学基板和至少一个电学结构的盒基板，所述光学基板用于基于受抑全内反射光学检测样品流体中的目标基团。

本发明实施例的优点在于获得廉价和简单的传感器盒，例如生物传感器盒，其在单独的基板中将光学读出和电学功能(例如读出)相组合。光学读出可具体是FTIR。

在根据本发明实施例的传感器盒中，该至少一个电学结构可提供在光学基板的光学平坦表面上。以此方式，无源电极可沉积在该光学基板上。

光学基板可注塑成型。注塑成型具有的优点在于其是制造非常廉价的一次性盒的适当方法。

在根据本发明实施例的传感器盒中，可在该光学基板和该至少一个电学结构之间提供透明的电子器件基板。电子设备，例如GMR感应元件，可整合在该透明的电子器件基板中。电子设备可与该透明的电子器件基板上的该至少一个电学结构连接。透明的电子器件基板可借助于光学胶合剂与光学基板胶合。

该至少一个电学结构可是图案化电极层。可选地，该至少一个电学结构可是薄膜基板的形式。

根据本发明实施例的传感器盒还可包括在盒基板的顶部上的射流部分。射流通道可形成在该射流部分中。

射流部分可注塑成型，注塑成型是获得这种射流部分的廉价并容易的方式。

在根据本发明实施例的传感器盒中，射流部分可借助于双面胶带装配在盒基板的顶部上。该射流通道可形成在胶带中。

根据本发明实施例的传感器盒包括一起装配在射流通道相对侧上的该光学基板和该至少一个电学结构。

生物结合层可提供在光学基板上，并且其它生物试剂，例如干燥纳米粒子标记或者干燥缓冲试剂，可提供在电学基板上的该射流通道的相对侧。