[发明专利]具有沿纤芯中心的中空通道以用于接收样本的光纤

说明书

本发明涉及具有腔室以用于接收要在颗粒检测装置中使用的测试样本的测量单元。所提出的是，将所述测量单元配置为用于引导光束的光波导，所述波导具有芯，该芯具有折射率n_k，沿所述波导的纵轴延伸，在垂直于纵轴的横截面中具有小于80μm²的横截面积A_K，并且被折射率小于n_k的包层所包围，其中所述腔室形成通道，所述通道沿纵轴延伸，形成在所述芯内部或者与所述芯接触，并且具有开口面积A_H小于0.2μm²的至少一个开口端。

本发明涉及一种具有用于接收测试样本的腔室的测量单元。

背景技术

已知用于在介质（特别是流体介质）中表征样本的不同分析技术。

流式细胞术被用于医学和生物学基础研究工作并且作为诊所中的众多医学部门中的常规诊断方法。液体在此处穿过小池（cuvette）并且关于其大小、质量或结构来分析包含在其中的分子或胶体物质。在光学分析中，将光束聚焦到液体流上，使得可以分析各个分子。在这种方法的帮助下，可以实现每一时间单位的高测量数目（每一秒多于1000个测量结果）并且统计上因而可以关于样本快速地得出可靠结论。

这样的散射光测量布置以及前述类型的测量单元例如从DE 10 2013 210 259 A1已知。以具有中心纵向孔的石英玻璃的中空柱体的形式的流体测量单元与色谱系统耦合。具有要表征的颗粒的液体流穿过孔并且暴露于激光束，其经由中空柱体包层而引入。接收散射光的检测器以不同角度布置在柱体测量单元周围。为了最小化由于测量单元的石英玻璃中或表面上的杂质的散射所致的检测误差，建议应当使测量单元围绕其纵轴旋转。作为流体单元的可替换方案，小池还被用于进行批量测量。

该方法具有以下缺点：引入到测量单元中的激光束仅可以聚焦在小空间区内，这限制了精确可测量的样本体积。此外，代替散射光，通常必须检查荧光以获得可以从背景分离的更强信号。然而，仅非常少的样本颗粒展现自然荧光。这就是为什么在这样的情况下要求具有通过荧光基扩展的样本的制备。

基于纳米颗粒追踪分析（NTA）的测量设备也是在商业上可获得的。在该测量方法中，基本原理还在于在测量单元中的液体中提供样本颗粒并且利用激光辐照它们。典型地，在显微镜之下借助于位置敏感的芯片来评价和分析散射光，由此原则上可以表示扩散和输运移动。

NTA技术的缺点一方面在于低信噪比，因为光散射不仅发生在样本颗粒上，而且还发生在测量单元的壁上，并且由此产生不期望的背景。另一方面，由于以下事实导致测量是有时间限制的：对于测量而言，激发激光可以仅在有限区域中聚焦在样本上（光斑大小大约是激发光的波长的量值）。如果样本颗粒由于其运动而穿过激发区，则其将不再被检测到。

根据“电阻脉冲感测”（RPS）测量原理，通过测量电流中的改变来检测穿过纳米孔径的颗粒。由此可以确定样本颗粒的大小。

“表面增强拉曼散射”（SERS）方法是基于分子的拉曼散射的检测，如果这些定位成接近极度放大拉曼信号的金属表面的话。WO 2011/037533 A1描述了用于该方法的测量单元，其中提供了具有芯和包围芯的包层的光纤，光纤前端充当所谓的“SERS表面”并且出于该目的而覆盖有金纳米颗粒，而另一纤维端连接到拉曼光谱仪。为了更好地固定金纳米颗粒，包层在对应纤维端上突出成超出芯的前侧几个微米，由此形成具有内壁的腔室，纳米颗粒固定到该内壁。

技术目标

简单且不昂贵的测量方法将是期望的，其使得可能检测流体介质（液体、气溶胶、气体）中的小颗粒或分子并且得出关于其属性（诸如大小和扩散速率）的结论，而不在时间分辨率方面受限制，并且同时没有样本颗粒周围环境中的有效改变（例如，没有将其空间固定）。