用于表面等離子體共振分析的微結(jié)構(gòu)化芯片，包含所述微結(jié)構(gòu)化芯片的分析裝置和所述 ...的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于表面等離子體共振(SPR)分析的一種微結(jié)構(gòu)化芯片，該微結(jié)構(gòu)化芯片采用由以下部分形成的實(shí)心體的形式：一個(gè)基底；一個(gè)上表面，該上表面的至少部分被覆蓋著一個(gè)金屬層；以及至少一個(gè)側(cè)表面。該芯片的特征在于：前述上表面(4；44)具備來(lái)自至少一個(gè)空腔和/或至少一個(gè)突起之中的意在接收有待分析的物質(zhì)的至少兩個(gè)微測(cè)區(qū)(1；11；41；51；61)，所述區(qū)通過(guò)一些平面表面彼此分隔；并且所述區(qū)中的至少一個(gè)不同于其他區(qū)。
【專利說(shuō)明】用于表面等離子體共振分析的微結(jié)構(gòu)化芯片，包含所述微 結(jié)構(gòu)化芯片的分析裝置和所述裝置的使用
[0001][發(fā)明領(lǐng)域]
[0002] 本發(fā)明涉及一種用于表面等離子體共振分析的微結(jié)構(gòu)化芯片、一種包含所述微結(jié) 構(gòu)化芯片的分析裝置、一種分析方法以及所述裝置的使用。
[0003] [現(xiàn)有技術(shù)]
[0004] 表面等離子體共振（或SPR)是使得可以緊鄰一個(gè)表面檢測(cè)物理特性的精細(xì)變化 的一種光學(xué)技術(shù)。這種技術(shù)尤其已知用于使得可以實(shí)時(shí)監(jiān)控生物分子相互作用，并且不需 要標(biāo)記（例如，熒光或放射性染料）。這使得尤其可以描述和定量被固定在一個(gè)表面上的配 位體與一個(gè)樣本中的溶解狀態(tài)的分析物之間的相互作用。
[0005] SPR是一種金屬的電子在一個(gè)金屬-電介質(zhì)介質(zhì)界面（所述電介質(zhì)介質(zhì)典型地是 液體介質(zhì)或氣體）上的集體激發(fā)的一種物理現(xiàn)象。對(duì)于在這個(gè)界面（在文本的其余部分中 也稱為"表面"）上的入射光的特定偏振（橫向磁性或"TM"偏振），并且對(duì)于被稱為"等離 子體共振角"的一個(gè)角，會(huì)發(fā)生共振現(xiàn)象，其由入射光能量到平行于界面?zhèn)鞑サ囊粋€(gè)表面波 (被稱為"表面等離子體"）的耦合所反映。這種物理現(xiàn)象由該表面所反射的光的強(qiáng)度的下 降所反映。這種激發(fā)只有對(duì)于在表面上的超過(guò)全反射臨界角（這個(gè)角只有在輻射是從具有 光學(xué)指數(shù)nl的折射性更大的介質(zhì)到具有光學(xué)指數(shù)n2的折射性更小的介質(zhì)時(shí)才會(huì)存在，其 中nl>n2)的入射角才會(huì)發(fā)生。在這種情況下，表面等離子體將"探測(cè)"電介質(zhì)介質(zhì)側(cè)面上 在金屬表面處的光學(xué)厚度，光學(xué)厚度被定義為折射率乘以厚度的乘積。當(dāng)這些條件一起出 現(xiàn)時(shí)，于是可以說(shuō)這個(gè)表面對(duì)于等離子體效應(yīng)是敏感的。
[0006] 典型地，入射輻射根據(jù)芯片（總的來(lái)說(shuō)，在現(xiàn)有技術(shù)中是棱鏡，因?yàn)檫@是在敏感表 面上耦合光的最簡(jiǎn)單的方法）的一個(gè)側(cè)面上的給定入射角到達(dá)，這些面中的一個(gè)被覆蓋著 金屬層，并且當(dāng)所述入射輻射進(jìn)入棱鏡（由于構(gòu)成棱鏡的介質(zhì)與前述光學(xué)介質(zhì)（總的來(lái)說(shuō) 是空氣）之間的光學(xué)指數(shù)的差異）時(shí)被折射并且在所述金屬表面上被反射。本領(lǐng)域的普 通技術(shù)人員周知這種配置為克雷奇曼配置（E 〃克雷奇曼（E. Kretschmann)，"通過(guò)激發(fā)表 面等離子體確定金屬的光學(xué)常數(shù)"（The determination of the Optical Constants of Metals by Excitation of Surface Plasmons，Z 物理 241:313-324(1971)))。當(dāng)棱鏡被 置換成用于耦合光的一個(gè)衍射網(wǎng)絡(luò)時(shí)也存在等效配置（瑞澤配置：H. Raether在"表面偏 振子"（"Surface Polaritons"，阿格拉諾維奇和米爾斯編，北荷蘭出版公司，阿姆斯特丹， 1982)中論述）。
[0007] SPR現(xiàn)象還可以使得可以研究生物分子相互作用。在這種情況下，配位體被預(yù)固定 在棱鏡的金屬表面上的限定的區(qū)中。因而，其他分子與這些配位體的任何隨后附著都將局 部地修改所述限定的區(qū)的等級(jí)處的光學(xué)厚度，并且將因而引起共振條件的變化并且因而引 起共振角的改變。這種改變作為第一近似是與已經(jīng)與配位體相互作用的生物材料的量成比 例的。因而，小分子將引起入射角的小改變，而更大分子將引起更大的角改變。研究與共振 現(xiàn)象相關(guān)聯(lián)的光學(xué)反射性的變化將使得可以檢測(cè)和測(cè)量生物分子相互作用及其在限定的 區(qū)的等級(jí)處隨時(shí)間的變化。
[0008] 此外，其他光學(xué)方法也使得可以不需要標(biāo)記而執(zhí)行此類物理現(xiàn)象（共振鏡、干涉 測(cè)量、表面聲波、石英測(cè)微天平），但是這些技術(shù)需要的設(shè)備昂貴并且不適合用于實(shí)際工業(yè) 應(yīng)用。
[0009][技術(shù)難題]
[0010] 當(dāng)前的SPR系統(tǒng)龐大、昂貴并且難以實(shí)施，并且因而不可能用低成本執(zhí)行分析。實(shí) 際上，目前出售的大多數(shù)系統(tǒng)需要復(fù)雜的測(cè)量策略，并且允許僅僅在表面的非常精確（實(shí) 際上是點(diǎn)狀）的區(qū)上進(jìn)行測(cè)量。能夠并行地分析若干個(gè)區(qū)的裝置非常復(fù)雜，而且具有移動(dòng) 的機(jī)械部分，因而使得系統(tǒng)龐大而且難以使用。
[0011] 出于這個(gè)原因，幾年來(lái)，有大量科學(xué)研究致力于發(fā)展有效、低成本的容易使用的 SPR光學(xué)裝置。
[0012] 文檔US5313264(伊瓦遜（Ivarsson)等人）描述了一種使用"角形"詢問(wèn)的SPR 裝置，其中用會(huì)聚的光束激發(fā)有待研究的表面，并且在檢測(cè)器上觀察反射的光束的強(qiáng)度。但 是，這種技術(shù)無(wú)法并行地研究若干個(gè)區(qū)，除非使若干個(gè)檢測(cè)器并置（參考基本上"單點(diǎn)"的 分析）。
[0013] 文檔"設(shè)計(jì)彎曲表面的 SPR 裝置"（Designing a curved surface SPR device，J "胡尼（J.Rooney)和E 〃 A 〃 H 〃霍爾（E.A.H.Hall)，《傳感器與致動(dòng)器B》（Sensors and Actuators B) 114(2006)804-811)描述了一種使得可以檢測(cè)凹曲線的球面襯底上的生物分 子的相互相用的裝置。雖然所述文檔提出使所述裝置并置8次，但是裝置的檢測(cè)元件也增 加8倍，這使得最后的裝置昂貴并且龐大。
[0014] 文檔 US6862094(喬納森（Johansen)等人）和 US7576863(韋貝爾（Weibel)等 人）描述了一種SPR裝置，這種SPR裝置不是使用角形詢問(wèn)，而是使用單色儀或白光源的波 長(zhǎng)詢問(wèn)。這些裝置使得可以并行地研究若干個(gè)生物分子相互作用，但是包括移動(dòng)部分，這會(huì) 增加系統(tǒng)上的維護(hù)操作，并且因而增加使用者的整體成本。
[0015] 還存在SPR裝置，使得可以執(zhí)行成像并且在固定入射角和固定波長(zhǎng)下監(jiān)控芯片 上的限定的區(qū)中的生物分子相互作用的變化。文檔US7678584(吉頓（Gu6don)等人）、 US7576863(韋貝爾（Weibel)等人）和US7551286(塔尼（Tani)等人）提出了此類SPR裝 置。雖然這些裝置使得可以并行地分析若干個(gè)相互作用，但是這些裝置具有移動(dòng)部分，或者 在沒(méi)有部分移動(dòng)時(shí)不能精細(xì)地分析相互相用。
[0016] 另外，在先前描述的所有裝置中，實(shí)際上不可能在同一個(gè)芯片上同時(shí)研究不同尺 寸的生物物質(zhì)，因?yàn)闄z測(cè)敏感性取決于所尋求的對(duì)象的尺寸，并且同一個(gè)分析角不能經(jīng)過(guò) 優(yōu)化而檢測(cè)兩個(gè)小分子（直徑為大約幾 nm到幾十nm)和龐大元件，舉例來(lái)說(shuō)細(xì)菌（直徑為 大約幾百nm到幾 μπι)。除此之外，還有通過(guò)目前可用的系統(tǒng)的設(shè)計(jì)確定的角測(cè)量動(dòng)力學(xué)特 性并不允許足夠的靈活性來(lái)研究性質(zhì)或濃度非常不同的生物物質(zhì)。實(shí)際上，用于研究一個(gè) 芯片的每個(gè)限定的區(qū)上的生物分子相互作用的最佳角位可以是不同的，并且被聯(lián)系到（至 少）三個(gè)不同參數(shù)，即（i)用于固定俘獲生物物質(zhì)的表面化學(xué)品的類型，（ii)如此形成的 有待分析的限定的區(qū)的（光學(xué)）厚度，和（iii)將與固定物質(zhì)（例如配位體）潛在地相互 作用的靶材的類型。
[0017] 因而，等離子體的最佳敏感性以及其角測(cè)量動(dòng)力學(xué)特性仍然不可供某些現(xiàn)有技術(shù) 裝置獲得，否則將必需設(shè)置更復(fù)雜和昂貴許多的分析策略：使移動(dòng)部分移動(dòng)，否則就必需更 復(fù)雜的成像系統(tǒng)，這需要重復(fù)調(diào)節(jié)并且使得裝置控制和使用起來(lái)較為復(fù)雜。
[0018] 另外，所有先前描述的裝置都使用制造過(guò)程昂貴的芯片。此外，因?yàn)榇蟛糠盅b置是 "單點(diǎn)"裝置，所以每個(gè)分析點(diǎn)的價(jià)格較高。
[0019] 此外，在現(xiàn)有技術(shù)中還可提到文檔W02009/021964A2(馬克雷斯（Maccraith)等 人），這篇文檔描述了一種既定用于通過(guò)熒光檢測(cè)分析物的光學(xué)平臺(tái)。在所述文檔中，拋物 面形式的突起網(wǎng)絡(luò)的上部平面表面涂布著金屬膜，并且接著用生物物質(zhì)功能化。接著借助 突起的拋物面幾何形狀所產(chǎn)生的等離子體效應(yīng)激發(fā)熒光信號(hào)，這使得可以獲得在所述涂布 著金屬膜的平面表面上的超過(guò)臨界角的入射光束。
[0020] 但是，在所述文檔中，無(wú)法從等離子體波本身的特性直接推導(dǎo)出信息，因?yàn)槠鋬H僅 用于通過(guò)熒光間接發(fā)光。另外，工作檢測(cè)表面是一個(gè)涂布著金屬膜的平面表面，并且使得可 以僅僅在Θ的精確角下執(zhí)行分析。
[0021] 最后，在現(xiàn)有技術(shù)中還存在大量描述在其表面處具有納米結(jié)構(gòu)的芯片的文檔，并 且其中的一些使用局部的表面等離子體共振（LSPR)物理現(xiàn)象。舉例來(lái)說(shuō)，文檔"用于基 于等離子體共振的感測(cè)的光柵稱合器集成式光電二極管"（Grating coupler integrated photodiodes for plasmon resonance based sensing, B 〃特克（B. Turker)等人，2011 年激光器與光電器件會(huì)議）描述了在表面處具有根據(jù)周期性網(wǎng)絡(luò)安排的納米結(jié)構(gòu)的生 物芯片。這個(gè)納米結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)用于將入射光耦合到網(wǎng)絡(luò)的金屬/電介質(zhì)界面的等離子體 波。文檔"金光子納米腔中的局部等離子體（Localised plasmons in gold photonic nanocavities，S 〃科耶（S. Coyle)等人，2002年量子電子器件與激光科學(xué)會(huì)議）"提出了 一種具有金納米腔的納米結(jié)構(gòu)表面。這些金納米腔涉及局部表面等離子體共振（LSPR)物 理現(xiàn)象，這種物理現(xiàn)象不同于SPR現(xiàn)象，并且會(huì)引起等離子體信號(hào)的放大。
[0022] 因而，在上述兩個(gè)文檔中，不僅產(chǎn)生納米級(jí)的網(wǎng)絡(luò)和空腔是困難的，而且還必需利 用移動(dòng)部分來(lái)根據(jù)光束的入射角評(píng)估金屬層的反射性的變化。
[0023] 因而實(shí)際上需要一種不具有任何移動(dòng)部分的緊湊的、低成本的SPR裝置，使用起 來(lái)簡(jiǎn)單并且使得可以并行地分析若干個(gè)相互作用，并且具有合適的并且優(yōu)化的測(cè)量敏感 性。
[0024] [發(fā)明說(shuō)明]
[0025] 本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，一種用于SPR分析的包括具有特定架構(gòu)的微結(jié)構(gòu)化芯片的裝置可 以滿足這些要求。
[0026] 在文本的其余部分中將不加區(qū)分地使用術(shù)語(yǔ)"芯片"或"微結(jié)構(gòu)化芯片"。
[0027] 在文本的其余部分中將不加區(qū)分地使用術(shù)語(yǔ)"輻射"或"光束"。
[0028] 圖1表示根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的空腔的截面圖。
[0029] 圖2表示根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的突起的截面圖。
[0030] 圖3表示具有按矩陣形式安排的空腔的根據(jù)本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)化芯片。
[0031] 圖4表示具有沿X軸以裝訂線形式安排的空腔的根據(jù)本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)化芯片的上 部面。
[0032] 圖5表示通過(guò)準(zhǔn)直的并且偏振的單色入射輻射來(lái)輻射的不帶有傾斜的空腔的截 面圖。
[0033] 圖6表示通過(guò)準(zhǔn)直的并且偏振的單色入射輻射來(lái)輻射的具有β角的傾斜的空腔 的截面圖。
[0034] 圖7表示具有使突起之間的平面表面與基底分隔的不同距離的根據(jù)本發(fā)明的一 個(gè)實(shí)施例的芯片。
[0035] 圖8表示包括具有空腔間表面與基底之間的相同距離的微結(jié)構(gòu)化芯片的裝置。
[0036] 圖9表示包括具有空腔間表面與基底之間的不同距離的微結(jié)構(gòu)化芯片的裝置。
[0037] 圖10展示所研究的多種角范圍（不帶有傾斜）的代表性等離子體曲線。
[0038] 圖11展示所研究的多種角范圍（帶有傾斜）的代表性等離子體曲線。
[0039] 圖12表示在相機(jī)上的根據(jù)本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)化芯片的三個(gè)空腔的圖像的示例。
[0040] 圖13表示包括16個(gè)空腔的根據(jù)本發(fā)明的芯片，這些空腔中的至少一個(gè)不同于其 他空腔。
[0041] 圖14表示作為入射角Θ的函數(shù)的百分比反射率。
[0042] 圖15表示在大腸桿菌細(xì)菌附著在使用這種細(xì)菌專用的配位體功能化的突起上之 前和之后的等離子體曲線。
[0043] 圖16表示在志賀樣毒素附著在使用志賀樣毒素專用的配位體功能化的突起上之 前和之后的等離子體曲線。
[0044] 圖17表示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的芯片的截面圖，其中芯片被接合到棱鏡上。
[0045] 微結(jié)構(gòu)化芯片
[0046] 本發(fā)明的第一主題是用于表面等離子體共振（SPR)分析的微結(jié)構(gòu)化芯片，這種微 結(jié)構(gòu)化芯片的形式是一個(gè)由基底、上部面（至少一個(gè)部分覆蓋有金屬層）和至少一個(gè)側(cè)面 組成的實(shí)心體，其特征在于：
[0047] -所述上部面具備從至少一個(gè)空腔和/或至少一個(gè)意在接收有待分析的物質(zhì)的突 起中選出的微測(cè)尺寸的至少兩個(gè)區(qū)；所述區(qū)通過(guò)平面表面彼此分離；以及
[0048] -所述區(qū)中的至少一個(gè)不同于其他區(qū)。
[0049] 術(shù)語(yǔ)"微結(jié)構(gòu)化芯片"意在意味著一個(gè)芯片，這個(gè)芯片具有意在接收有待分析的物 質(zhì)的具有微測(cè)尺寸的區(qū)。因而，所述芯片未必具有微測(cè)尺寸，而是包括具有微測(cè)尺寸的區(qū)。
[0050] 術(shù)語(yǔ)"具有微測(cè)尺寸的區(qū)"意在意味著具有三個(gè)微測(cè)尺寸中的至少兩個(gè)尺寸的區(qū)， 所述微測(cè)尺寸的范圍是從1 μ m到1000 μ m并且優(yōu)選是從10 μ m到500 μ m。
[0051] 所述區(qū)的第三尺寸因而未必是微測(cè)的，并且可以展現(xiàn)出舉例來(lái)說(shuō)1mm到20mm之間 優(yōu)選在1mm到10mm之間的距離。
[0052] 根據(jù)本發(fā)明的區(qū)展現(xiàn)出空腔和/或突起形式的特定幾何形狀，隨后將對(duì)其加以描 述。就是在這些區(qū)的覆蓋著金屬層的等級(jí)處將觀察到等離子體效應(yīng)。
[0053] 根據(jù)本發(fā)明，芯片包括2到500000之間、優(yōu)選10到10000之間、更優(yōu)選25到400 之間的數(shù)目個(gè)區(qū)。
[0054] 根據(jù)本發(fā)明，上部面的至少一個(gè)部分涂布著金屬層。其表示工作檢測(cè)表面（隨后 也被稱作敏感表面）。根據(jù)本發(fā)明，從至少一個(gè)空腔和/或至少一個(gè)突起中選出的具有微測(cè) 尺寸的至少兩個(gè)區(qū)涂布著金屬層。
[0055] 根據(jù)一個(gè)特定實(shí)施例，芯片的上部面全部覆蓋著金屬層。
[0056] 因而，根據(jù)與前一個(gè)實(shí)施例組合的一個(gè)特定實(shí)施例，不僅所述區(qū)而且分隔所述區(qū) 的平面表面都意在接收有待分析的物質(zhì)。
[0057] 為了便于進(jìn)行以下說(shuō)明，使用直接標(biāo)準(zhǔn)正交參考系（XYZ)，其中分隔所述區(qū)的平面 表面平行于平面（ΧΥ)并且其中Ζ軸線向下定向。
[0058] 術(shù)語(yǔ)"平面表面"意在意味著可能會(huì)展現(xiàn)出一些缺陷的平面或基本上平面表面。
[0059] 分隔意在接收有待分析的物質(zhì)的兩個(gè)區(qū)的平面表面被稱作區(qū)間表面。因而，將不 加區(qū)分地使用以下術(shù)語(yǔ)：平面表面或區(qū)間表面，或者區(qū)間平面表面。更確切地說(shuō)：
[0060] -當(dāng)平面表面分隔的兩個(gè)區(qū)是空腔時(shí)，使用術(shù)語(yǔ)"空腔間表面"；
[0061] -當(dāng)平面表面分隔的兩個(gè)區(qū)是突起時(shí)，使用術(shù)語(yǔ)"突起間表面"；以及
[0062]-當(dāng)平面表面分隔的一個(gè)區(qū)是空腔并且另一個(gè)區(qū)是突起時(shí)，使用術(shù)語(yǔ)空腔-突起 間表面。
[0063] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述區(qū)被安排成芯片的上部面上的矩陣的形式。因而，平面表面 沿X軸和沿Υ軸分隔這些區(qū)。
[0064] 根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，所述區(qū)被安排成沿芯片的上部面的連續(xù)裝訂線的形式。因而， 根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，平面表面在X軸上或沿Υ軸分隔這些區(qū)。
[0065] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述區(qū)通過(guò)平面表面（或區(qū)間表面）沿Υ軸分隔開(kāi)距離D并且 沿X軸分隔開(kāi)距離D' ；D和D'在0 μ m(在沿X或Υ軸中的一個(gè)的連續(xù)裝訂線的情況下） 至lj 5mm之間，優(yōu)選在50 μ m到5mm之間，優(yōu)選在200到1000 μ m之間并且尤其優(yōu)選在300到 700 μ m之間。
[0066] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述區(qū)分隔開(kāi)10 μ m到25000 μ m之間、優(yōu)選在50 μ m到5000 μ m 之間并且更優(yōu)選在100 μ m到1000 μ m之間的中心到中心CTC距離。
[0067] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，這些平面表面處在平行于平面（XY)的一些平面中；上部面于是 采用階梯臺(tái)階的形式。
[0068] 根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，這些平面表面處在相同平面（XY)中（即Z是常數(shù)）。
[0069] "所述區(qū)中的至少一個(gè)不同于其他區(qū)"這個(gè)表述意在意味著：
[0070] -至少一個(gè)區(qū)與所述芯片的其他區(qū)相比具有不同性質(zhì)；和/或
[0071] -至少一個(gè)區(qū)與芯片的其他區(qū)相比具有不同尺寸；和/或
[0072] -至少一個(gè)區(qū)與所述芯片的其他區(qū)相比具有不同定向；和/或
[0073] -芯片的區(qū)間表面與基底之間的至少一個(gè)距離不同于芯片的其他區(qū)間與基底距 離。"芯片的間區(qū)表面與基底之間的距離"這個(gè)表述是指芯片的高度，即，連接區(qū)間表面與基 底或基底的延伸部的垂線的長(zhǎng)度。
[0074] 術(shù)語(yǔ)"不同性質(zhì)"意在意味著或空腔的形式的區(qū)，或突起的形式的區(qū)。
[0075] 術(shù)語(yǔ)"不同尺寸"意在意味著一個(gè)具有（舉例來(lái)說(shuō)）不同于其他區(qū)的長(zhǎng)度L和/或 不同于其他區(qū)的寬度W和/或不同于其他區(qū)的直徑d和/或不同于其他區(qū)的平均曲率半徑 R的區(qū)。
[0076] 因而應(yīng)指出，具有與另一個(gè)區(qū)Z2相同的幾何形狀（舉例來(lái)說(shuō)，Z1和Z2的形狀是 矩形，其中Z1具有寬度W1和長(zhǎng)度L1，并且Z2具有寬度W2和長(zhǎng)度L2)但具有不同尺寸（舉 例來(lái)說(shuō)，W1 =W2并且L1〈L2)的區(qū)Z1出于本發(fā)明的目的將被視為不同于區(qū)Z2。
[0077] 術(shù)語(yǔ)"不同定向"意在意味著相對(duì)于鄰近平面表面展現(xiàn)出角為β Γ的傾斜的區(qū) Ζ1'，這不同于芯片的具有角為β2'的傾斜的另一個(gè)區(qū)Ζ2'，其中βΓ尹β2'。
[0078] 因而，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，提供僅具有為空腔的區(qū)的芯片。在這種情況下，因?yàn)樗?區(qū)具有相同性質(zhì)，所以必然這些空腔中的至少一個(gè)具有不同于其他空腔的尺寸和/或不同 于其他空腔的定向和/或芯片的空腔間表面與基底之間的距離中的至少一個(gè)是不同的。
[0079] 根據(jù)另一個(gè)特定實(shí)施例，提供僅具有為突起的區(qū)的芯片。在這種情況下，因?yàn)樗?區(qū)具有相同性質(zhì)，所以必然這些突起中的至少一個(gè)具有不同于其他突起的尺寸和/或不同 于其他突起的定向和/或芯片的突起間表面與基底之間的距離中的至少一個(gè)是不同的。
[0080] 最后，根據(jù)又一個(gè)特定實(shí)施例，所述芯片具備一些區(qū)，這些區(qū)中的至少一個(gè)是空 腔，并且另一個(gè)是突起。在這個(gè)特定實(shí)施例中，一個(gè)區(qū)僅僅在其性質(zhì)方面不同于另一個(gè)區(qū)。
[0081] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)芯片包括至少一個(gè)空腔和至少一個(gè)突起時(shí)，于是這些空腔和/ 或突起中的至少一個(gè)具有不同于其他空腔和/或突起的尺寸和/或不同于其他空腔和/或 突起的定向，和/或突起間和/或空腔間和/或空腔-突起間表面與芯片的基底之間的距 離中的至少一個(gè)是不同的。
[0082] 術(shù)語(yǔ)"空腔"意在意味著芯片的上部面中的一個(gè)中空部分，所述中空部分在兩個(gè)平 面表面（也稱為區(qū)間表面）之間。
[0083] 空腔可以用三維（XYZ參考系）或二維（一個(gè)平面中的截面）來(lái)限定。
[0084] 因而，術(shù)語(yǔ)"空腔"是指一個(gè)體積，該體積的所有坐標(biāo)都處在連接著鄰近于所述空 腔的兩個(gè)區(qū)間平面表面的一個(gè)假想平面中。
[0085] 隨后將在平面（YZ)中描述這個(gè)空腔。
[0086] 因而，通過(guò)具有平均曲率半徑R的至少一條曲線和/或至少一條直線來(lái)限定在平 面（YZ)中描述的根據(jù)本發(fā)明的空腔。
[0087] 當(dāng)僅僅通過(guò)一條曲線限定這個(gè)空腔時(shí)，于是曲線必然是凹的（即，沿-Z軸的曲率 半徑）。
[0088] 當(dāng)通過(guò)至少一條曲線和至少一條直線限定這個(gè)空腔時(shí)，于是曲線可以是凹的或凸 的（即，沿+Z軸的曲率半徑）。
[0089] 根據(jù)一個(gè)特定實(shí)施例，通過(guò)由一條曲線分隔的兩條直線限定這個(gè)空腔。
[0090] 根據(jù)與前一個(gè)實(shí)施例組合的一個(gè)特定實(shí)施例，這兩條直線是平行的。
[0091] 根據(jù)可以與前一個(gè)實(shí)施例組合的另一個(gè)實(shí)施例，這兩條直線具有不同尺寸。
[0092] 術(shù)語(yǔ)"突起"意在意味著芯片的上部面上的一個(gè)外生長(zhǎng)部分，所述外生長(zhǎng)部分在兩 個(gè)平面表面（也稱為區(qū)間表面）之間。
[0093] 突起可以用三維（XYZ參考系）或二維（一個(gè)平面中的截面）來(lái)限定。
[0094] 因而，術(shù)語(yǔ)"突起"是指一個(gè)體積，該體積的所有坐標(biāo)都處在連接著鄰近于所述突 起的兩個(gè)區(qū)間平面表面的一個(gè)假想平面上方。
[0095] 隨后將在平面（YZ)中描述這個(gè)突起。
[0096] 因而，通過(guò)具有平均曲率半徑R的至少一條曲線和/或至少一條直線來(lái)限定在平 面（YZ)中描述的根據(jù)本發(fā)明的突起。
[0097] 當(dāng)僅僅通過(guò)一個(gè)曲線限定這個(gè)突起時(shí)，于是曲線必然是凸的（即，沿+Z軸的曲率 半徑）。
[0098] 當(dāng)通過(guò)至少一條曲線和至少一條直線限定這個(gè)突起時(shí)，于是曲線可以是凹的 (即，沿-Z軸的曲率半徑）或凸的。
[0099] 根據(jù)一個(gè)特定實(shí)施例，通過(guò)由一條曲線分隔的兩條直線限定這個(gè)突起。
[0100] 根據(jù)與前一個(gè)實(shí)施例組合的一個(gè)特定實(shí)施例，這兩條直線是平行的。
[0101] 根據(jù)可以與前一個(gè)實(shí)施例組合的另一個(gè)實(shí)施例，這兩條直線具有不同尺寸。
[0102] 因而，根據(jù)一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施例，僅僅通過(guò)具有平均曲率半徑R的曲線（對(duì)于空 腔是凹的，并且對(duì)于突起是凸的）來(lái)限定在平面（YZ)中描述的芯片的這些區(qū)（空腔和/或 突起）；曲率半徑R在0· 1mm到600mm之間，優(yōu)選在0· 3mm到300mm之間。
[0103] 舉例來(lái)說(shuō)，可以提到半球形、半橢圓或半圓柱形形狀的空腔和/或突起（參考系 (XYZ)) 〇
[0104] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，空腔和/或突起具有參考系（XYZ)中的半圓柱形 形狀。
[0105] 根據(jù)一個(gè)特定實(shí)施例，這些區(qū)的曲率半徑（即，空腔和/或突起的曲率半徑）垂直 于平面（XY)，即沿Z軸。
[0106] 根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，這些區(qū)的曲率半徑不垂直于平面（XY)(即，空腔和/或突起具 有傾斜）。
[0107] 根據(jù)本發(fā)明，芯片的基底可以是平面或彎曲的表面，或隆脊，或尖頂。
[0108] 根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，芯片的基底是優(yōu)選地平行于這些平面表面（也稱為區(qū)間表 面）的一個(gè)平面表面。
[0109] 根據(jù)可以與前一個(gè)實(shí)施例組合的另一個(gè)實(shí)施例，這些平面表面處在相同平面（XY) 中。換言之，如果基底平行于所述平面表面，那么這些平面表面與芯片的基底之間的距離是 相同的。在這種情況下，可以說(shuō)上部面平行于基底。
[0110] 根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，這些平面表面處在平行于平面（XY)的多個(gè)平面中。換言之， 如果基底平行于所述平面表面，那么這些平面表面與芯片的基底之間的距離是不同的（采 用階梯式臺(tái)階的形式的上部面）。
[0111] 根據(jù)本發(fā)明，芯片的側(cè)面（多個(gè)）可以是平面（垂直或不垂直于基底和/或芯片 的上部面）或彎曲的。
[0112] 根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，芯片的側(cè)面（多個(gè)）是平面。
[0113] 根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，芯片的至少一個(gè)側(cè)面垂直于基底和/或上部面。
[0114] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特定實(shí)施例，芯片被接合到現(xiàn)有技術(shù)中眾所周知的棱鏡上。
[0115] 因而，根據(jù)一個(gè)特定實(shí)施例，芯片是采用平行六面體的形式（即，具有處在相同平 面（XY)中的一些平面表面和平行于所述平面表面的一個(gè)基底的芯片）。根據(jù)這個(gè)實(shí)施例， 側(cè)表面的高度具有大約從〇· 1mm到20mm優(yōu)選從1mm到10mm的較小尺寸。
[0116] 術(shù)語(yǔ)"有待分析的物質(zhì)"意在意味著（舉例來(lái)說(shuō)）材料、氣體或生物物質(zhì)，例如單 鏈或雙鏈DNA、蛋白質(zhì)、細(xì)菌、毒素、病毒、霉?jié){菌、化學(xué)試劑或任何其他能夠與其他生物或化 學(xué)物質(zhì)相互作用的生物或化學(xué)物質(zhì)。
[0117] 根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，有待分析的物質(zhì)是生物物質(zhì)，例如病原性細(xì)菌，舉例來(lái)說(shuō)沙 門(mén)氏菌屬、單核細(xì)胞增生李斯特菌、芽胞梭菌或者彎曲桿菌屬。
[0118] 本發(fā)明人已經(jīng)表明通過(guò)使用根據(jù)本發(fā)明的芯片可以有利地研究產(chǎn)生志賀樣毒素 的大腸桿菌（STEC)菌株，因?yàn)檫@種芯片能夠同時(shí)分析大分子（細(xì)菌自身）還有它們產(chǎn)生的 小毒素。
[0119] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，空腔和/或突起是用多種生物標(biāo)記物特定的單 克隆抗體來(lái)功能化。
[0120] 圖1表示根據(jù)各種實(shí)施例的空腔的沿平面（ZY)的截面。在這些圖中的每一個(gè)中， 由平面（XY)中的表面（或由XYZ參考系中的體積）表示空腔，該表面的所有點(diǎn)位于由連接 著鄰近于空腔的兩個(gè)平面表面的短劃線表示的假想直線（或在用于體積的XYZ參考系中的 假想平面）下方（正Z)
[0121] -在情況a)下：僅通過(guò)具有曲率半徑R的凹形曲線（S卩，具有沿-Z軸的曲率半徑） 限定空腔；
[0122] -在情況b)下：通過(guò)由具有曲率半徑R的凹形曲線分隔的兩條平行直線限定空 腔；
[0123] -在情況c)下：通過(guò)由具有曲率半徑R的凸形狀（S卩，具有沿+Z軸的曲率半徑） 的曲線分隔的兩條平行直線限定空腔。
[0124] 圖2表示根據(jù)各種實(shí)施例的突起的沿平面（ZY)的截面。在這些圖中的每一個(gè)中， 由平面（XY)中的表面（或由XYZ參考系中的體積）表示突起，該表面的所有點(diǎn)位于由連接 著鄰近于突起的兩個(gè)平面表面的短劃線表示的假想直線（或在用于體積的XYZ參考系中的 假想平面）上方（負(fù)Z) :
[0125] -在情況a)下：僅通過(guò)具有曲率半徑R的凸形曲線（S卩，具有沿+Z軸的曲率半徑） 限定突起；
[0126] -在情況b)下：通過(guò)由具有曲率半徑R的凸形狀的曲線分隔的兩條平行直線限定 突起；
[0127] -在情況c)下：通過(guò)由具有曲率半徑R的凹形狀（S卩，具有沿-Z軸的曲率半徑） 的曲線分隔的兩條平行直線限定突起。
[0128] 圖3表示微結(jié)構(gòu)化芯片3,該微結(jié)構(gòu)化芯片的包括空腔間平面表面的上部面4平行 于芯片3的基底5。上部面4覆蓋著金屬層2,并且具備對(duì)等離子體效應(yīng)敏感的意在接收有 待分析的物質(zhì)的多個(gè)空腔1。
[0129] 在圖3中，這些空腔1通過(guò)平面表面（也稱為空腔間表面）沿Y軸彼此分隔開(kāi)距 離D，并且沿X軸彼此分隔開(kāi)距離D'。
[0130] 微結(jié)構(gòu)化芯片3可以由允許傳播光的任何類型的材料制成。舉例來(lái)說(shuō)，可以提到 玻璃、晶體或塑料。
[0131] 根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，出于成本原因，芯片3由塑料（多種）制成，舉例來(lái)說(shuō) PMMA (聚（甲基丙烯酸甲酯））、PC (聚碳酸酯）、PS (聚苯乙烯）、SU-8 (基于環(huán)氧樹(shù)脂的負(fù) 性感光性樹(shù)脂）或TOMS (聚二甲基硅氧烷）。
[0132] 根據(jù)一個(gè)特定實(shí)施例，當(dāng)芯片被接合到棱鏡上時(shí)，芯片可以由不同于棱鏡材料的 材料制成。
[0133] 覆蓋著芯片3的上層4(并且尤其是空腔1)的金屬層2可以由多種金屬制成，例 如金、銀、鉬或錯(cuò)。
[0134] 根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，金屬層2由金制成，因?yàn)榻鸬姆栏匦苑浅Ａ己谩?br> [0135] 金屬層2的厚度在10nm與200nm之間，優(yōu)選在30nm與100nm之間，并且甚至更優(yōu) 選在40nm與50nm之間。
[0136] 根據(jù)與前一些實(shí)施例組合的另一個(gè)實(shí)施例，將一個(gè)薄鉻層用作用于將金預(yù)先附著 到芯片3的上部面4上的層。
[0137] 圖4表示根據(jù)本發(fā)明的全部覆蓋著金屬層2的微結(jié)構(gòu)化芯片的上部面；所述微結(jié) 構(gòu)化芯片具備一些空腔，這些空腔被安排成沿X軸的裝訂線的形式，因而形成四個(gè)列Ci-C；。 在圖4中，d表示裝訂線的直徑，并且CTC表示兩個(gè)連續(xù)裝訂線之間的中心到中心距離。
[0138] 根據(jù)本發(fā)明的芯片使得可以調(diào)整每個(gè)區(qū)（即每個(gè)空腔和/或突起）的敏感性以便 研究非常不同的生物物質(zhì)。
[0139] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述區(qū)中的至少一個(gè)具有不同于其他區(qū)的曲率半徑。圖5表示 被具有角入射Θ并且按照TM偏振被線性偏振的準(zhǔn)直單色光束輻射的芯片3 (覆蓋著金屬 層2)的彎曲表面空腔1的圖3的截面圖的放大圖。
[0140] 形狀為半圓柱形（在XYZ參考系中）并且具有通過(guò)圖3和5中的單個(gè)曲線限定 的表面（在平面ZY中）的空腔的特征在于它的曲率半徑R和兩個(gè)半角α (因而限定總角 2α)。
[0141] 曲率半徑R和半角α因而將限定弦d的長(zhǎng)度或者所述空腔的直徑。
[0142] 由于敏感表面（或空腔1)上的反射，兩個(gè)末端A和C上的入射角對(duì)于準(zhǔn)直光束的 平均入射角Θ將分別為Θ i = Θ +2 α、θ 2 = Θ和θ 3 = Θ -2 α。因而，所述空腔1反射的 光束（對(duì)于點(diǎn)六為，對(duì)于點(diǎn)BS θ2，對(duì)于點(diǎn)(：為θ3)具有角寬度Λ θ (Λ θ = 等于4α，圍繞角平均（對(duì)應(yīng)于圖5中的角θ2)為中心。
[0143] 根據(jù)本發(fā)明的芯片的每個(gè)空腔和/或突起的曲率半徑R的選擇非常重要，因?yàn)樗?根據(jù)基本物理參數(shù)（芯片的光學(xué)指數(shù)η ρ、外部電介質(zhì)介質(zhì)的光學(xué)指數(shù)、準(zhǔn)直光束的平均入 射角和芯片期望分析的生物物質(zhì)的尺寸）將決定每個(gè)空腔和/或突起的測(cè)量的敏感性和角 動(dòng)力學(xué)特性。
[0144] "測(cè)量的角動(dòng)力學(xué)特性"這個(gè)表述意在意味著在分析過(guò)程中將可能被形象化的角 范圍。
[0145] 術(shù)語(yǔ)"敏感性"意在意味著將可能在敏感表面上測(cè)量的光學(xué)厚度的最小變化。
[0146] 實(shí)際上，如果曲率半徑非常大，那么這將更接近一個(gè)平面，因而角Θ，Ρ θ3將非常 接近（分析的角△ Θ范圍因而將極?。@使得這個(gè)配置尤其適合于分析小分子（即良好 的敏感性）。相反，極小的曲率半徑將使得可以完整地觀察等離子體曲線，誠(chéng)然測(cè)量敏感性 較低，但是更適合于分析大分子。
[0147] 根據(jù)可以與前一個(gè)實(shí)施例組合的另一個(gè)實(shí)施例，所述區(qū)中的至少一個(gè)展現(xiàn)出β 角的傾斜。
[0148] 根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，曲率半徑相對(duì)于Ζ軸被偏轉(zhuǎn)。
[0149] 圖6表示展現(xiàn)出β角為的傾斜并且被具有平均入射角Θ的根據(jù)橫向磁性ΤΜ方 向被線性偏振的單色準(zhǔn)直光束輻射的芯片43 (它的上部面被覆蓋著金屬層42)的彎曲表面 空腔41的截面圖的放大圖。
[0150] 在敏感表面（在這種情況下為空腔）相對(duì)于敏感表面的平均平面的垂線有β的 傾斜（平均平面被限定為平行于空腔間平面表面的平面）的情況下，所反射的光束仍然具 有等于4α的角寬度Λ Θ，但這次是圍繞平均角(由圖6中θ'2表示）為中心，使 得對(duì)于凹表面為平均=Θ_β2。
[0151] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，β角用以下方式被限定：0 ° <β < 80 °，優(yōu)選地 15° 彡 β 彡 45°。
[0152] 因而，根據(jù)本發(fā)明，可以針對(duì)這些區(qū)中的每一個(gè)調(diào)整所研究的角寬度（借助曲率 半徑的選擇）以及這個(gè)角范圍的平均角（即根據(jù)空腔是否傾斜在圖5和6中表示的0 2或 Θ ' 2)，因而使得可能調(diào)整在相同實(shí)驗(yàn)過(guò)程中相同芯片內(nèi)的多種物質(zhì)的測(cè)量敏感性。
[0153] 因而，根據(jù)一個(gè)特定實(shí)施例，這些區(qū)中的至少一個(gè)與芯片的其他區(qū)相比具有不同 曲率半徑和不同定向。
[0154] 根據(jù)可以與前一些實(shí)施例組合的另一個(gè)實(shí)施例，基底與區(qū)間表面之間的至少一個(gè) 距離不同于其他距離。
[0155] 圖7表示一個(gè)芯片33,該芯片的被覆蓋著金屬層22的上部面44具備曲線形突起 11。芯片33的側(cè)面（55,66)垂直于基底77和平面表面。分隔突起11之間的平面表面（即 突起間表面）與基底77的距離彼此全都不同，其中d4〈d3〈d2〈dl。在圖7中，區(qū)間表面處在 平行于平面（XY)的多個(gè)平面中（表示了 5個(gè)平面）。
[0156] 根據(jù)另一個(gè)特定實(shí)施例，在這些區(qū)中的至少一個(gè)與其他區(qū)具有不同性質(zhì)和/或展 現(xiàn)出不同于其他區(qū)的β角為的傾斜和/或分隔基底與這些區(qū)之間的平面表面的至少一個(gè) 距離不同于其他距離的情況下，這些區(qū)可以具有相同尺寸，并且舉例來(lái)說(shuō)可以具有相同的 曲率半徑R。
[0157] 實(shí)際上，根據(jù)本發(fā)明，一個(gè)區(qū)的僅僅一個(gè)參數(shù)不同于另一個(gè)區(qū)（性質(zhì)、尺寸、定向、 基底與區(qū)間平面表面之間的距離）就夠了。根據(jù)本發(fā)明的芯片可以通過(guò)多種方法產(chǎn)生，這 必然包括制造芯片的步驟，然后是沉積至少一個(gè)薄金屬層的步驟。
[0158] 在這些制造方法當(dāng)中，可以提到高壓注入、直接機(jī)械加工、燙印、等離子體蝕刻、光 刻或激光燒蝕。
[0159] 在沉積薄金屬層的方法當(dāng)中，可以提及濺鍍、真空蒸鍍技術(shù)或冷沉積技術(shù)。
[0160] 尤其會(huì)在塑料支柱的情況下使用冷沉積技術(shù)，因?yàn)樗芰蠠o(wú)法經(jīng)受住溫度的大幅增 加。
[0161] 分析裝置
[0162] 圖8和9表示包括先前描述的微結(jié)構(gòu)化芯片的測(cè)量裝置的不同實(shí)施例。
[0163] 因而，本發(fā)明的另一個(gè)主題是一種用于SPR分析的裝置，包括：
[0164] -意在產(chǎn)生入射光束的一個(gè)光源7 ;
[0165] -任選的一個(gè)光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)8 ;
[0166] - 一個(gè)偏振系統(tǒng)6 ;
[0167] -如先前描述的一個(gè)微結(jié)構(gòu)化芯片（3 ;33 ;43 ;53 ;63)，放置在所述入射光束的光 學(xué)路徑中；
[0168] -任選的一個(gè)光學(xué)成像系統(tǒng)（9 ;69);
[0169] -一個(gè)檢測(cè)器（10 ;70)。
[0170] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，通過(guò)芯片本身執(zhí)行入射光束的能量與芯片的金屬表面的表面波 之間的耦合。
[0171] 根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，耦合裝置是棱鏡、波導(dǎo)或衍射網(wǎng)絡(luò)。
[0172] 因而，根據(jù)一個(gè)特定實(shí)施例，當(dāng)通過(guò)棱鏡執(zhí)行耦合時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的芯片被接合到 所述棱鏡上，其方式為借助于折射率匹配油（這是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員眾所周知的的一 種方法）使得芯片的基底與棱鏡的不具有金屬表面的上部面接觸。
[0173] 根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，芯片被接合到波導(dǎo)上。
[0174] 根據(jù)又一特定實(shí)施例，芯片被接合到衍射網(wǎng)絡(luò)上。
[0175] 根據(jù)本發(fā)明，舉例來(lái)說(shuō)，源7可以是汞蒸汽燈、白熾燈、激光二極管、激光、發(fā)光二 極管（LED)或有機(jī)發(fā)光二極管（0LED)。
[0176] 根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，源7是單色LED。術(shù)語(yǔ)"單色"意在意味著中間高度的寬度 不超出40nm的LED。
[0177] 根據(jù)本發(fā)明，可以使用多種波長(zhǎng)范圍，例如可見(jiàn)范圍或近紅外（IR)范圍。
[0178] 根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，使用790nm到825nm之間的波長(zhǎng)（近紅外）。
[0179] 根據(jù)本發(fā)明，可以使光束準(zhǔn)直。為了做到這一點(diǎn)，可以使用本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 眾所周知的多種技術(shù)。
[0180] 舉例來(lái)說(shuō)，作為光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)8,可以使用第一會(huì)聚透鏡，這使得可以將源7發(fā)出 的光聚焦在直徑為Φ的孔上，所述孔處在會(huì)聚透鏡的焦平面中，由此使得可以產(chǎn)生準(zhǔn)直光 束。
[0181] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)8被集成到源7中。
[0182] 根據(jù)本發(fā)明，偏振系統(tǒng)6使得可以在橫向磁性（或TM，或偏振p)模式中工作。
[0183] 舉例來(lái)說(shuō)，可以提及線性偏振器或偏振分光立方體。
[0184] 根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，偏振系統(tǒng)6使得可以容易地從TM偏振切換成TE (橫向電） 偏振，且反之亦然。
[0185] 為了避免一些部分的任何移動(dòng)，可以使用受電流和電壓控制的液晶條來(lái)執(zhí)行這個(gè) 操作。
[0186] 根據(jù)本發(fā)明，檢測(cè)器（10 ;70)可以是C⑶或CMOS相機(jī)或者可以是光電檢測(cè)器矩 陣。
[0187] 根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，相機(jī)在8、10、12或16位上并且優(yōu)選在10或12位上操作。
[0188] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，這個(gè)裝置還包括一個(gè)光學(xué)成像系統(tǒng)（9 ;69)，這個(gè)光學(xué)成像系統(tǒng) 使得可以在檢測(cè)器（10 ;70)上產(chǎn)生微結(jié)構(gòu)化芯片（3 ;33 ;43 ;53 ;63)的圖像。
[0189] 光學(xué)成像系統(tǒng)（9 ;69)必須充分開(kāi)放以接受從微結(jié)構(gòu)化芯片起源的所有輻射。另 夕卜，光學(xué)成像系統(tǒng)（9 ;69)經(jīng)過(guò)選擇，使得微結(jié)構(gòu)化芯片的兩個(gè)空腔或突起的圖像對(duì)應(yīng)于檢 測(cè)器（10 ;70)上的兩個(gè)不同位置。
[0190] 最后，有利地，光學(xué)系統(tǒng)展現(xiàn)出放大，這使得檢測(cè)器（10 ;70)上的可用像素的數(shù)目 最大化。
[0191] 以光學(xué)成像系統(tǒng)（9 ;69)為例，可以提及在遠(yuǎn)焦處安裝的2個(gè)平面-凸透鏡。
[0192] 根據(jù)本發(fā)明，入射輻射進(jìn)入芯片所經(jīng)由的面被稱作進(jìn)入面，并且由敏感表面反射 的輻射離開(kāi)時(shí)所經(jīng)由的面被稱作離開(kāi)面。
[0193] 在圖8中，源7發(fā)射一個(gè)單色入射輻射，這個(gè)單色入射輻射借助于準(zhǔn)直系統(tǒng)8被準(zhǔn) 直，并且借助于偏振器6被偏振，然后在給定入射下到達(dá)芯片53 (被覆蓋著金屬層52)的進(jìn) 入面54。輻射在進(jìn)入芯片53處被折射，并且被反射在空腔51上。
[0194] 位于所述芯片53的離開(kāi)面57后面的成像系統(tǒng)9使得可以收集被反射的輻射的強(qiáng) 度并且在檢測(cè)器10上產(chǎn)生輻射突起51的圖像。
[0195] 圖9中表示的裝置包括芯片61 (被覆蓋著金屬層62)，該芯片的側(cè)面垂直于基底， 并且該芯片的分隔空腔61與基底的表面之間的距離彼此不同。
[0196] 圖9表示一個(gè)實(shí)施例，其中由源（在圖9中未被表示）發(fā)出的垂直地到達(dá)進(jìn)入面 64 (對(duì)應(yīng)于側(cè)面）的入射輻射在穿過(guò)芯片63時(shí)不被偏轉(zhuǎn)，并且照射所有各個(gè)空腔61。
[0197] 成像系統(tǒng)69和檢測(cè)器70位于離開(kāi)面67后方，這個(gè)離開(kāi)面在這個(gè)實(shí)施例中對(duì)應(yīng)于 所述芯片63的基底，因而使得可以收集被反射的輻射的強(qiáng)度，并且產(chǎn)生被輻射的空腔61的 圖像。
[0198] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，光學(xué)成像系統(tǒng)（9 ;69)可以被直接集成到微透鏡矩陣的形式的 芯片（53 ;63)的離開(kāi)面（57 ;67)中。
[0199] 根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，準(zhǔn)直系統(tǒng)8和（任選地）偏振器6被固定到進(jìn)入面（54 ;64) 上和/或光學(xué)成像系統(tǒng)（9 ;69)和檢測(cè)器（10 ;70)被固定到離開(kāi)面（57 ;67)上。
[0200] 測(cè)量方法
[0201] 本發(fā)明的另一個(gè)主題涉及一種SPR測(cè)量方法，包括以下步驟：
[0202] -通過(guò)如下方式檢測(cè)初始狀態(tài)：（i)借助于一個(gè)先前被偏振并且任選地被準(zhǔn)直的 單色入射光束經(jīng)由微結(jié)構(gòu)化芯片的進(jìn)入面輻射從至少一個(gè)空腔和/或至少一個(gè)突起中選 出的至少兩個(gè)區(qū)的敏感表面；以及（ii)同時(shí)檢測(cè)由所述區(qū)中的至少兩個(gè)的敏感表面反射 的經(jīng)由離開(kāi)面離開(kāi)的輻射的強(qiáng)度；
[0203] -使至少一種流體與所述區(qū)中的至少兩個(gè)的敏感表面接觸；
[0204] -借助于先前被偏振并且任選地被準(zhǔn)直的單色入射光束經(jīng)由微結(jié)構(gòu)化芯片的進(jìn)入 面輻射容納著所述流體的所述區(qū)中的至少兩個(gè)的敏感表面；以及同時(shí)檢測(cè)經(jīng)由這個(gè)離開(kāi)面 離開(kāi)的由所述區(qū)中的至少兩個(gè)的敏感表面反射的輻射的強(qiáng)度，以便實(shí)時(shí)地連續(xù)監(jiān)控所述區(qū) 中的至少兩個(gè)中的光學(xué)厚度修改。
[0205] 本發(fā)明的另一個(gè)主題涉及一種SPR測(cè)量方法，包括以下步驟：
[0206] -使配位體固定在先前限定的微結(jié)構(gòu)化芯片的被覆蓋著金屬層的上部面上；
[0207] -通過(guò)如下方式檢測(cè)初始狀態(tài)：（i)借助于一個(gè)先前被偏振并且任選地被準(zhǔn)直的 單色入射光束經(jīng)由微結(jié)構(gòu)化芯片的進(jìn)入面輻射從至少一個(gè)空腔和/或至少一個(gè)突起中選 出的至少兩個(gè)區(qū)的敏感表面；以及（ii)同時(shí)檢測(cè)由所述區(qū)中的至少兩個(gè)的敏感表面反射 的經(jīng)由離開(kāi)面離開(kāi)的輻射的強(qiáng)度；
[0208] -使至少一種流體與所述微結(jié)構(gòu)化芯片的所述區(qū)中的至少兩個(gè)的敏感表面接觸；
[0209] -借助于先前被偏振并且任選地被準(zhǔn)直的單色入射光束經(jīng)由微結(jié)構(gòu)化芯片的進(jìn)入 面輻射容納著所述流體的所述區(qū)中的至少兩個(gè)的敏感表面；以及同時(shí)檢測(cè)經(jīng)由這個(gè)離開(kāi)面 離開(kāi)的由所述區(qū)中的至少兩個(gè)的敏感表面反射的輻射的強(qiáng)度，以便實(shí)時(shí)地連續(xù)監(jiān)控所述區(qū) 中的至少兩個(gè)中的光學(xué)厚度修改。
[0210] 根據(jù)本發(fā)明，可以使用本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員已知的多種技術(shù)來(lái)執(zhí)行將配位體固 定在上表面上，舉例來(lái)說(shuō)通過(guò)共價(jià)化學(xué)鍵結(jié)或通過(guò)將吡咯電共聚到金屬表面上來(lái)進(jìn)行固 定。
[0211] 術(shù)語(yǔ)"流體"意在意味著氣體或液體。
[0212] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，流體包括至少一種生物物質(zhì)。
[0213] 這些測(cè)量方法適合于用非限制性方式測(cè)量被固定在一個(gè)表面上的分子的構(gòu)形變 化、分子相互作用、流體（氣體或液體）的光學(xué)指數(shù)、表面的質(zhì)量（平行度、微觀粗糙度、薄 層沉積的質(zhì)量）或金屬納米微珠在表面附近的存在。
[0214] 這些測(cè)量方法還使得可以測(cè)量例如外部介質(zhì)的光學(xué)指數(shù)等外部參數(shù)，這使得可以 追溯到限制性折射角的值。
[0215] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，入射光束經(jīng)由芯片63的進(jìn)入面64垂直地進(jìn)入。
[0216] 檢測(cè)器（10 ;70)對(duì)于角Λ Θ范圍（或Λ Θ '）中的被反射的輻射的強(qiáng)度的檢測(cè) 使得可以產(chǎn)生所有或部分等離子體曲線，其中主要受關(guān)注的區(qū)是以下若干個(gè)區(qū)：
[0217] -最小等離子體敏感性；
[0218] -敏感性最高（即其中等離子體的衍生物最大）的角范圍，也稱為"等離子體側(cè) 部"；
[0219] -限制性折射角的區(qū)域中的區(qū)（其中物體從折射系統(tǒng)變成全反射系統(tǒng)）。
[0220] 圖10和11表示用于具有不同角研究范圍的3個(gè)空腔和/或突起的等離子體曲線 (第一空腔和/或突起對(duì)于圖10具有角范圍Λ ，并且對(duì)于圖11具有角范圍Λ θ'，第 二空腔和/或突起對(duì)于圖10具有角范圍Λ θ2，并且對(duì)于圖11具有角范圍Λ Θ '2，并且第 三空腔和/或突起對(duì)于圖10具有角范圍Λ Θ 3，并且對(duì)于圖11具有角范圍Λ Θ ' 3。
[0221] 圖10表示當(dāng)β =0(不帶有傾斜）時(shí)3個(gè)空腔和/或突起的角范圍，而圖11表 示當(dāng)β尹0(具有傾斜）時(shí)3個(gè)空腔和/或突起的角范圍。
[0222] 在圖10中，即當(dāng)β =0(不帶有傾斜）時(shí)，所研究的3個(gè)角范圍的中心在角Θ上。 這些范圍中的每一個(gè)的寬度是由頂點(diǎn)處的角2 α以及空腔和/或突起中的每一個(gè)的曲率半 徑R限定。因而，角Θ的選擇對(duì)于盡可能好地觀察所關(guān)注的所有區(qū)來(lái)說(shuō)是必不可少的。因 而，根據(jù)所研究的區(qū)的曲率半徑，可以探究等離子體曲線的或多或少大的角范圍。在這些區(qū) 并不展現(xiàn)出任何傾斜β的情況下（對(duì)于圖10是這種情況），這個(gè)角范圍的中心將始終在相 同值Θ上。
[0223] 在圖11中，即當(dāng)β關(guān)0(具有傾斜）時(shí)，三個(gè)角范圍Λ θ '、Λ Θ '2和Λ Θ '3的 中心分別在角Υ ' i、Υ ' 2和Υ ' 3上，所述角Υ ' i、Υ ' 2和Υ ' 3每個(gè)都是通過(guò)不同的角β 限定的。在這個(gè)情形（具有傾斜）中，角范圍的中心不在相同值上。
[0224] 因而，可以在具有單個(gè)角下的入射光束的同時(shí)探究等離子體曲線的可變角范圍， 因而使得可以不需要通常用于執(zhí)行入射光束的角旋轉(zhuǎn)的移動(dòng)部分。
[0225] 根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，這種測(cè)量方法還包括一個(gè)步驟，在這個(gè)步驟中產(chǎn)生芯片的空 腔和/或突起的圖像。
[0226] 圖12表示矩陣檢測(cè)器上的3個(gè)空腔和/或突起的圖像（圖11的等離子體曲線）， 其中，發(fā)光帶之間的暗帶（淺灰色）表示區(qū)間表面（即，空腔間和/或突起間和/或空腔-突 起間表面），這些表面具有恒定的反射率，因?yàn)檫@些表面是平面表面。
[0227] 根據(jù)本發(fā)明，因而在知道了通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)的架構(gòu)得到確定（因?yàn)闆](méi)有移動(dòng)的機(jī)械 部分）的恒定的入射角Θ的情況下，可以根據(jù)有待分析的多種物質(zhì)選擇微結(jié)構(gòu)的將任選地 在檢測(cè)器上被成像的角范圍Λ Θ (通過(guò)選擇曲率半徑R和角α，或曲率半徑R和直徑山因 為α和d借助曲率半徑R可以彼此推導(dǎo)出來(lái)）以及平均角(以及傾斜β的選擇）， 其中對(duì)于凸表面來(lái)說(shuō)，θ+2β。這個(gè)選擇可以對(duì)空腔和/或突起中的每一個(gè)作出， 由此使得可以根據(jù)被固定在相同芯片上的幾種類型的物質(zhì)進(jìn)行適配。
[0228] 同樣，可以根據(jù)將與先前被固定在芯片上的物質(zhì)相互作用的物質(zhì)的類型來(lái)作出選 擇：因而可以根據(jù)所尋求的物質(zhì)來(lái)"適配"這些空腔和/或突起中的每一個(gè)。
[0229] 因而，本發(fā)明的另一個(gè)主題涉及使用根據(jù)本發(fā)明的用于測(cè)量生物分子相互作用的 裝直。
[0230] 借助于僅作為說(shuō)明而被提供并且沒(méi)有限制性的示例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明。
[0231] 示例1 :蛋白質(zhì)芯片-在相互相用動(dòng)力學(xué)特件方面實(shí)時(shí)監(jiān)控和柃if外部介質(zhì)的指 數(shù)
[0232] 圖13中表示包括16個(gè)空腔的由聚碳酸酯（PC)制成的一個(gè)微結(jié)構(gòu)化芯片。
[0233] 通過(guò)濺鍍?cè)谒鲂酒纳喜棵嫔铣练e具有48nm的厚度的一個(gè)金層，以便獲得等 離子體效應(yīng)。
[0234] 在TM偏振中，圍繞角Θ = 28°獲得最小反射率。
[0235] 16個(gè)空腔根據(jù)具有直徑d = 500m和長(zhǎng)度L = 500m的4X4個(gè)半圓柱形表面的常 規(guī)矩陣而分布，每一個(gè)空腔間隔開(kāi)1_的中心到中心（CTC)距離。
[0236] 四種不同物質(zhì)借助用所關(guān)注的配位體功能化的聚吡咯膜的電共聚而被共價(jià)固定。
[0237] 因而，空腔中存在的以下物質(zhì)是：
[0238] -在線Q上：?jiǎn)慰寺】故罂贵w，
[0239] -在線L2上：針對(duì)人絨膜促性腺激素激素（hCG，幾種癌病理學(xué)中作為生物標(biāo)記物 而涉及）的單克隆抗體，
[0240] -在線L3上：針對(duì)單核細(xì)胞增生李斯特菌細(xì)菌的單克隆抗體，
[0241] -在線。上：BSA(牛血清白蛋白）。
[0242] 用偏振的、準(zhǔn)直的單色入射輻射輻射芯片，并且通過(guò)CMOS檢測(cè)器來(lái)檢測(cè)被空腔反 射的輻射的強(qiáng)度。
[0243] 列Q、C2和C3的半圓柱形表面的曲率半徑是9. 5mm(等效于等離子體曲線上的大 約3°的角研究區(qū)Λ 0a)，并且列C4的空腔具有曲率半徑1.9mm(等效于大約15°的角研 究區(qū)Λ Θ b)。角范圍Λ Θ a和Λ Θ b分別對(duì)應(yīng)于圖10中的角范圍Λ Θ i和Λ Θ 3。
[0244] 使含有hCG蛋白質(zhì)的具有未知的光學(xué)指數(shù)的液體與空腔中的芯片接觸。在線。的 空腔上觀察到隨著時(shí)間而變的信號(hào)的特性變化，但在其他空腔上未觀察到這個(gè)變化，因?yàn)?特定的相互相用發(fā)生在抗hCG單克隆抗體上，而不發(fā)生在其他固定蛋白質(zhì)上。
[0245] 另外，因?yàn)槲挥冢↙2, C4)處的空腔具有一個(gè)曲率半徑，使得可以在檢測(cè)器上觀察到 整個(gè)等離子體曲線，所以可以容易地確定限制性折射角的角值，并且因而可以推導(dǎo)出液體 介質(zhì)的未知指數(shù)。
[0246] 因而，在知道這個(gè)指數(shù)的情況下，可以準(zhǔn)確地確定位于（L2, Q)、（L2, C2)和（L2, C3) 處的空腔上的信號(hào)的變化，方法是通過(guò)使與外部介質(zhì)相關(guān)聯(lián)的信號(hào)的變化與同hCG蛋白質(zhì) 對(duì)抗hCG單克隆抗體的附著相關(guān)聯(lián)的信號(hào)的變化解除相關(guān)。
[0247] 示例2 :用于研究產(chǎn)牛志賀樣毒素的大腸桿菌細(xì)菌的芯片
[0248] 在這個(gè)示例中，研究產(chǎn)生志賀樣毒素的大腸桿菌（STEC)細(xì)菌在源自食品處理行 業(yè)的樣本中的存在。
[0249] 這個(gè)類別的細(xì)菌的示例是0157:H7、026:H11或者0103:H2菌株。這種類型的細(xì) 菌及其產(chǎn)生的志賀樣毒素會(huì)引起嚴(yán)重的腸道問(wèn)題，這可能會(huì)危及生命。這些志賀樣毒素的 尺寸和分子量（直徑為幾納米，并且分子量大約為68kDa)與大腸桿菌細(xì)菌（大約比前者重 一千萬(wàn)倍）的尺寸和分子量有很大不同。因此，用于附著這兩個(gè)類型的群屬的等離子體信 號(hào)有很大不同。使用常規(guī)SPR裝置，因而無(wú)法在相同實(shí)驗(yàn)中實(shí)時(shí)地研究這些細(xì)菌和這些毒 素。這是因?yàn)椋诩?xì)菌附著的情況下，曲線將有角地改變近似0.Γ，然而在毒素的情況下 (不容易通過(guò)常規(guī)SPR方法檢測(cè)）僅僅移動(dòng)不到0· 0Γ。
[0250] 這個(gè)示例表明，通過(guò)使用根據(jù)本發(fā)明的具有特定架構(gòu)的微結(jié)構(gòu)化芯片，可以在單 次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中研究不同尺寸的這兩種生物物質(zhì)。
[0251] 產(chǎn)生由聚碳酸酯制成的包括兩個(gè)半圓柱形突起（直徑為600μπι并且長(zhǎng)度為 800 μ m)的一個(gè)芯片。
[0252] 所述芯片的上部面被覆蓋著厚度為2nm的鉻層和厚度為48nm的金層，這兩個(gè)層都 是通過(guò)濺鍍被沉積的以便獲得等離子體效應(yīng)。
[0253] 第一突起展現(xiàn)出零傾斜（β = 0)，并且第二突起展現(xiàn)出值為β = 0. 5°的傾斜。
[0254] 用偏振的、準(zhǔn)直的單色入射輻射輻射芯片，并且通過(guò)CCD檢測(cè)器來(lái)檢測(cè)被突起的 敏感表面反射的輻射的強(qiáng)度。
[0255] 光學(xué)系統(tǒng)的平均入射角通過(guò)系統(tǒng)的架構(gòu)機(jī)械地得到固定，并且等于26. 5°。
[0256] 兩個(gè)突起的曲率半徑也是不同的：第一突起是11. 5mm(對(duì)應(yīng)于3°的角研究范圍 Λ Θ )，并且第二突起是l〇〇mm(對(duì)應(yīng)于〇. 3°的角分析范圍Λ Θ '）（圖14)。
[0257] 針對(duì)0157:Η7細(xì)菌的單克隆抗體被共價(jià)地并且均勻地固定在第一突起上，并且具 體針對(duì)該細(xì)菌分泌的志賀樣毒素的單克隆抗體被固定在第二突起上。
[0258] 從這兩個(gè)突起產(chǎn)生的兩個(gè)等離子體曲線在反應(yīng)之前展現(xiàn)出相同的等離子體共振 角（大約26.7° )。
[0259] 當(dāng)使含有大量0157:Η7細(xì)菌（即濃度大于每mllO5個(gè)細(xì)菌）的混合物與芯片的敏 感表面（換言之在突起上）接觸時(shí)，其中的一些具體與第一突起的抗體相互作用。因?yàn)榧?xì) 菌是通過(guò)SPR良好地檢測(cè)的分子（由于其重量大），所以等離子體曲線充分位移，使得這個(gè) 位移可以被對(duì)第一突起進(jìn)行成像的檢測(cè)器非常良好地檢測(cè)到。此外，這個(gè)細(xì)菌也在相同實(shí) 驗(yàn)過(guò)程中分泌志賀樣毒素。
[0260] 第二突起展現(xiàn)出略微的傾斜（β = 0. 5° )和小得多的所研究的角寬度（Λ Θ ' = 0. 3° )。因而，第二突起的測(cè)量敏感性更大，并且可以檢測(cè)到結(jié)合到第二突起的抗體上的志 賀樣毒素。圖15和16表示在被固定在分別具有細(xì)菌和毒素的突起中的每一個(gè)上的抗體的 相互相用之前和之后針對(duì)分別不具有傾斜和具有傾斜的兩個(gè)突起在檢測(cè)器上獲得的信號(hào)。
[0261] 因而，這個(gè)示例表明根據(jù)本發(fā)明的芯片使得可以在單次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中調(diào)整測(cè)量動(dòng)力 學(xué)特性以及對(duì)有待測(cè)量的物質(zhì)的敏感性。
[0262] 示例3 :被接合到棱鏡h的微結(jié)構(gòu)化芯片的特定配置
[0263] 在圖17中表示包括2個(gè)空腔的微結(jié)構(gòu)化芯片的沿平面（YZ)的截面。兩個(gè)空腔是 用沿芯片的整個(gè)長(zhǎng)度的裝訂線的形式產(chǎn)生的（參見(jiàn)圖4)。
[0264] 芯片（由圖17中的影線表示）直接在聚苯乙烯（PS)棱鏡上產(chǎn)生。為了做到這一 點(diǎn)，通過(guò)旋涂在PS棱鏡上預(yù)先沉積科萊恩（Clariant)公司生產(chǎn)的ΙΟμπι厚的AZ4562型感 光樹(shù)脂層。接著在+Χ方向中通過(guò)光曝曬這個(gè)層以便再生圖17中的空腔。接著通過(guò)真空蒸 鍍?cè)谙惹捌貢竦臉?shù)脂的上部面上沉積47nm厚的一個(gè)金層。
[0265] 這2個(gè)空腔在平面（YZ)中被描述，并且由通過(guò)一條曲線分隔的兩條平行直線限 定，所述曲線具有凸形狀的曲率半徑R(換言之，沿+Ζ軸的曲率半徑）。根據(jù)這個(gè)示例，這些 空腔具有不同曲率半徑（R1尹R2)，以便使得能觀察等離子體曲線的2個(gè)不同角范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于表面等離子體共振（SPR)分析的微結(jié)構(gòu)化芯片（3 ;33 ;43 ;53 ;63)，該微結(jié) 構(gòu)化芯片是采用由一個(gè)基底（5 ;77)、一個(gè)上部面（4 ;44)和至少一個(gè)側(cè)面（55 ;66)組成的 一個(gè)實(shí)心體的形式，該上部面的至少一個(gè)部分被覆蓋著一個(gè)金屬層（2 ;22 ;42 ;52 ;62)，其 特征在于： -所述上部面（4 ;44)具備意在接收有待分析的物質(zhì)的從至少一個(gè)空腔和/或至少一 個(gè)突起中選出的具有微測(cè)尺寸的至少兩個(gè)區(qū)（1 ;11 ;41 ;51 ;61)，所述區(qū)通過(guò)一些平面表面 彼此分隔；并且 -所述區(qū)中的至少一個(gè)不同于其他區(qū)。
2. 如權(quán)利要求1所述的微結(jié)構(gòu)化芯片（3 ;33 ;43 ;53 ;63)，其特征在于，從至少一個(gè)空 腔和/或至少一個(gè)突起中選出的至少兩個(gè)區(qū)被覆蓋著該金屬層。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的微結(jié)構(gòu)化芯片（3 ;33 ;43 ;53 ;63)，其特征在于，該基底（5 ; 77)是一個(gè)平面表面。
4. 如權(quán)利要求1到3之一所述的微結(jié)構(gòu)化芯片（3 ;33 ;43 ;53 ;63)，其特征在于，該上 部面（4 ;44)平行于該基底（5 ;77)。
5. 如權(quán)利要求1到4之一所述的微結(jié)構(gòu)化芯片（3 ;33 ;43 ;53 ;63)，其特征在于，至少 一個(gè)側(cè)面（55 ;66)是平面的。
6. 如權(quán)利要求5所述的微結(jié)構(gòu)化芯片（3 ;33 ;43 ;53 ;63)，其特征在于，至少一個(gè)側(cè)面 (55 ;66)垂直于該基底（5 ;77)和/或該上部面（4 ;44)。
7. 如權(quán)利要求1到6之一所述的微結(jié)構(gòu)化芯片（3 ;33 ;43 ;53 ;63)，其特征在于，這些 區(qū)（1 ;11 ;41 ;51 ;61)具有一個(gè)具有優(yōu)選在0· 1mm到600mm之間的曲率半徑R的彎曲表面。
8. 如權(quán)利要求7所述的微結(jié)構(gòu)化芯片（3 ;33 ;43 ;53 ;63)，其特征在于，所述區(qū)（1 ;11 ; 41 ;51 ;61)中的至少一個(gè)具有不同于其他區(qū)的曲率半徑R。
9. 如權(quán)利要求1到8之一所述的微結(jié)構(gòu)化芯片（3 ;33 ;43 ;53 ;63)，其特征在于，所述 區(qū)（1 ;11 ;41 ;51 ;61)中的至少一個(gè)具有β角的一個(gè)傾斜，使得0° <β彡80°。
10. 如權(quán)利要求1到9之一所述的微結(jié)構(gòu)化芯片（3 ;33 ;43 ;53 ;63)，其特征在于，分隔 這些區(qū)（1 ;11 ;41 ;51 ;61)之間的這些平面表面與該基底（5 ;77)的距離中的至少一個(gè)不同 于其他距離。
11. 如權(quán)利要求1到10之一所述的微結(jié)構(gòu)化芯片（3 ;33 ;43 ;53 ;63)，其特征在于，這 些區(qū)（1 ;11 ;41 ;51 ;61)具有相同的曲率半徑R。
12. -種用于SPR分析的裝置，包括： -意在產(chǎn)生一個(gè)入射光束的一個(gè)光源（7); -任選地一個(gè)光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)（8); -一個(gè)偏振系統(tǒng)（6); -如權(quán)利要求1到11之一所述的一個(gè)微結(jié)構(gòu)化芯片（3 ;33 ;43 ;53 ;63)，被放置在所述 入射光束的光學(xué)路徑中； -任選地一個(gè)光學(xué)成像系統(tǒng)（9 ;69); -一個(gè)檢測(cè)器（10 ;70)。
13. 如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，該準(zhǔn)直系統(tǒng)（8)和任選地該偏振器（6)被 固定到進(jìn)入面（54 ;64)上和/或該光學(xué)成像系統(tǒng)（9 ;69)和該檢測(cè)器（10 ;70)被固定到離 開(kāi)面（57 ;67)上。
14. 一種SPR測(cè)量方法，包括以下步驟： -通過(guò)如下方式檢測(cè)一個(gè)初始狀態(tài)：（i)經(jīng)由如權(quán)利要求1到11之一所述的該微結(jié)構(gòu) 化芯片（3 ;33 ;43 ;53 ;63)的進(jìn)入面（54 ;64)，借助于一個(gè)先前被偏振并且任選地被準(zhǔn)直的 單色入射光束來(lái)輻射從至少一個(gè)空腔和/或至少一個(gè)突起中選出的至少兩個(gè)區(qū)（1 ;11 ;41 ; 51 ;61)的敏感表面；以及（ii)同時(shí)檢測(cè)由所述區(qū)（1 ;11 ;41 ;51 ;61)中的至少兩個(gè)的該敏 感表面反射的經(jīng)由離開(kāi)面（57 ;67)離開(kāi)的這些輻射的強(qiáng)度； -使至少一種流體與所述區(qū)（1 ;11 ;41 ;51 ;61)中的至少兩個(gè)的該敏感表面接觸； -經(jīng)由該微結(jié)構(gòu)化芯片（3 ;33 ;43 ;53 ;63)的該進(jìn)入面（54 ;64)，借助于一個(gè)先前被偏 振并且任選地被準(zhǔn)直的單色入射光束來(lái)輻射容納著所述流體的所述區(qū)（1 ;11 ;41 ;51 ;61) 中的至少兩個(gè)的該敏感表面；以及同時(shí)檢測(cè)由所述區(qū)（1 ;11 ;41 ;51 ;61)中的至少兩個(gè)的 該敏感表面反射的經(jīng)由該離開(kāi)面（57 ;67)離開(kāi)的這些輻射的強(qiáng)度，以便連續(xù)地實(shí)時(shí)地監(jiān)控 所述區(qū)中的至少兩個(gè)中的光學(xué)厚度修改。
15. -種SPR測(cè)量方法，包括以下步驟： -使配位體固定在如權(quán)利要求1到11之一所述的一個(gè)微結(jié)構(gòu)化芯片（3 ;33 ;43 ;53 ; 63)的被覆蓋著一個(gè)金屬層（2 ;22 ;42 ;52 ;62)的上部面（44,4)上； -通過(guò)如下方式檢測(cè)一個(gè)初始狀態(tài)：（i)經(jīng)由該微結(jié)構(gòu)化芯片（3 ;33 ;43 ;53 ;63)的 進(jìn)入面（54 ;64)，借助于一個(gè)先前被偏振并且任選地被準(zhǔn)直的單色入射光束來(lái)輻射從至少 一個(gè)空腔和/或至少一個(gè)突起中選出的至少兩個(gè)區(qū)（1 ;11 ;41 ;51 ;61)的敏感表面；以及 (ii)同時(shí)檢測(cè)由所述區(qū)（1 ;11 ;41 ;51 ;61)中的至少兩個(gè)的該敏感表面反射的經(jīng)由離開(kāi)面 (57 ;67)離開(kāi)的這些輻射的強(qiáng)度； -使至少一種流體與所述微結(jié)構(gòu)化芯片（3 ;33 ;43 ;53 ;63)的所述區(qū)（1 ;11 ;41 ;51 ; 61)中的至少兩個(gè)的該敏感表面接觸； -經(jīng)由該微結(jié)構(gòu)化芯片（3 ;33 ;43 ;53 ;63)的該進(jìn)入面（54 ;64)，借助于一個(gè)先前被偏 振并且任選地被準(zhǔn)直的單色入射光束來(lái)輻射容納著所述流體的所述區(qū)（1 ;11 ;41 ;51 ;61) 中的至少兩個(gè)的該敏感表面；以及同時(shí)檢測(cè)由所述區(qū)（1 ;11 ;41 ;51 ;61)中的至少兩個(gè)的 該敏感表面反射的經(jīng)由該離開(kāi)面（57 ;67)離開(kāi)的這些輻射的強(qiáng)度，以便連續(xù)地實(shí)時(shí)地監(jiān)控 所述區(qū)中的至少兩個(gè)中的光學(xué)厚度修改。
16. 如權(quán)利要求14和15之一所述的方法，其特征在于，該方法還包括一個(gè)最后步驟，在 這個(gè)步驟中產(chǎn)生該芯片的這些區(qū)（1 ;11 ;41 ;51 ;61)的一個(gè)圖像。
17. -種如權(quán)利要求12和13中任一項(xiàng)所述的裝置的用于測(cè)量生物分子相互作用的使 用。
【文檔編號(hào)】G01N21/552GK104105956SQ201280058154
【公開(kāi)日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2012年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月26日
【發(fā)明者】蒂博·梅塞 申請(qǐng)人:蒂博·梅塞