CN104081187A - 用于表面等离子体共振分析的包括凸表面的微结构化芯片，包含所述微结构化芯片的分析装置和所述装置的使用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于表面等离子体共振(SPR)分析的一种微结构化芯片(3，33，43，53，63)，该微结构化芯片采用由以下部分形成的实心体的形式：一个基底(5，77)；一个上表面(4，44)，该上表面的至少部分被覆盖着一个金属层(2，22，42，52，62)；以及至少一个侧表面(55，66)。该芯片的特征在于，前述上表面具备一些意在接收有待分析的物质并且从n个突起和m个空腔当中选出的微测区，并且特征在于当n+m≥2时，所述区通过一些平面表面被彼此分隔，其中n的范围是从1到j，m的范围是从0到i，并且j和i是整数。

Description

用于表面等离子体共振分析的包括凸表面的微结构化芯片,包含所述微结构化芯片的分析装置和所述装置的使用
[发明领域]
本发明涉及一种用于表面等离子体共振分析的包括凸表面的微结构化芯片、一种包含所述微结构化芯片的分析装置、一种分析方法以及所述装置的使用。
表面等离子体共振(或SPR)是使得可以紧邻一个表面检测物理特性的精细变化的一种光学技术。这种技术尤其已知用于使得可以实时监控生物分子相互作用，并且不需要标记(例如，荧光或放射性染料)。这使得尤其可以描述和定量被固定在一个表面上的配位体与一个样本中的溶解状态的分析物之间的相互作用。
SPR是一种金属的电子在一个金属-电介质介质界面(所述电介质介质典型地是液体介质或气体)上的集体激发的一种物理现象。对于在这个界面(在文本的其余部分中也称为“表面”)上的入射光的特定偏振(横向磁性或“TM”偏振)，并且对于被称为“等离子体共振角”的一个角，会发生共振现象，其由入射光能量到平行于界面传播的一个表面波(被称为“表面等离子体”)的耦合所反映。这种物理现象由该表面所反射的光的强度的下降所反映。这种激发只有对于在表面上的超过全反射临界角(这个角只有在辐射是从具有光学指数n1的折射性更大的介质到具有光学指数n2的折射性更小的介质时才会存在，其中n1>n2)的入射角才会发生。在这种情况下，表面等离子体将“探测”电介质介质侧面上在金属表面处的光学厚度，光学厚度被定义为折射率乘以厚度的乘积。当这些条件一起出现时，于是可以说这个表面对于等离子体效应是敏感的。
典型地，入射辐射根据芯片(总的来说，在现有技术中是棱镜，因为这是在敏感表面上耦合光的最简单的方法)的一个侧面上的给定入射角到达，这些面中的一个被覆盖着金属层，并且当所述入射辐射进入棱镜(由于构成棱镜的介质与前述光学介质(总的来说是空气)之间的光学指数的差异)时被折射并且在所述金属表面上被反射。本领域的普通技术人员周知这种配置为克雷奇曼配置(E·克雷奇曼(E.Kretschmann)，“通过激发表面等离子体确定金属的光学常数”(The determination of the OpticalConstants of Metals by Excitation of Surface Plasmons,Z物理241:313-324(1971)))。当棱镜被置换成用于耦合光的一个衍射网络时也存在等效配置(瑞泽配置：H.Raether在“表面偏振子”(“Surface Polaritons”，阿格拉诺维奇和米尔斯编，北荷兰出版公司，阿姆斯特丹，1982)中论述)。
SPR现象还可以使得可以研究生物分子相互作用。在这种情况下，配位体被预固定在棱镜的金属表面上的限定的区中。因而，其他分子与这些配位体的任何随后附着都将局部地修改所述限定的区的等级处的光学厚度，并且将因而引起共振条件的变化并且因而引起共振角的改变。这种改变作为第一近似是与已经与配位体相互作用的生物材料的量成比例的。因而，小分子将引起入射角的小改变，而更大分子将引起更大的角改变。研究与共振现象相关联的光学反射性的变化将使得可以检测和测量生物分子相互作用及其在限定的区的等级处随时间的变化。
此外，其他光学方法也使得可以不需要标记而执行此类物理现象(共振镜、干涉测量、表面声波、石英测微天平)，但是这些技术需要的设备昂贵并且不适合用于实际工业应用。
[技术难题]
当前的SPR系统庞大、昂贵并且难以实施，并且因而不可能用低成本执行分析。实际上，目前出售的大多数系统需要复杂的测量策略，并且允许仅仅在表面的非常精确(实际上是点状)的区上进行测量。能够并行地分析若干个区的装置非常复杂，而且具有移动的机械部分，因而使得系统庞大而且难以使用。
出于这个原因，几年来，有大量科学研究致力于发展有效、低成本的容易使用的SPR光学装置。
文档US5 313 264(伊瓦逊(Ivarsson)等人)描述了一种使用“角形”询问的SPR装置，其中用会聚的光束激发有待研究的表面，并且在检测器上观察反射的光束的强度。但是，这种技术无法并行地研究若干个区，除非使若干个检测器并置(参考基本上“单点”的分析)。
文档“设计弯曲表面的SPR装置”(Designing a curved surface SPRdevice，J·胡尼(J.Rooney)和E·A·H·霍尔(E.A.H.Hall)，《传感器与致动器B》(Sensors and Actuators B)114(2006)804-811)描述了一种使得可以检测凹曲线的球面衬底上的生物分子的相互相用的装置。虽然所述文档提出使所述装置并置8次，但是装置的检测元件也增加8倍，这使得最后的装置昂贵并且庞大。
文档US6 862 094(乔纳森(Johansen)等人)和US7 576 863(韦贝尔(Weibel)等人)描述了一种SPR装置，这种SPR装置不是使用角形询问，而是使用单色仪或白光源的波长询问。这些装置使得可以并行地研究若干个生物分子相互作用，但是包括移动部分，这会增加系统上的维护操作，并且因而增加使用者的整体成本。
还存在SPR装置，使得可以执行成像并且在固定入射角和固定波长下监控芯片上的限定的区中的生物分子相互作用的变化。文档US7 678584(吉顿(Guédon)等人)、US7576863(韦贝尔(Weibel)等人)和US7 551 286(塔尼(Tani)等人)提出了此类SPR装置。虽然这些装置使得可以并行地分析若干个相互作用，但是这些装置具有移动部分，或者在没有部分移动时不能精细地分析相互相用。
另外，所有先前描述的装置都使用制造过程昂贵的芯片。此外，因为大部分装置是“单点”装置，所以每个分析点的价格较高。
此外，在现有技术中还可提到文档WO2009/021964A2(马克雷斯(Maccraith)等人)，这篇文档描述了一种既定用于通过荧光检测分析物的光学平台。在所述文档中，抛物面形式的突起网络的上部平面表面涂布着金属膜，并且接着用生物物质功能化。接着借助突起的抛物面几何形状所产生的等离子体效应激发荧光信号，这使得可以获得在所述涂布着金属膜的平面表面上的超过临界角的入射光束。
但是，在所述文档中，无法从等离子体波本身的特性直接推导出信息，因为其仅仅用于通过荧光间接发光。另外，工作检测表面是一个涂布着金属膜的平面表面，并且使得可以仅仅在θ的精确角下执行分析。
最后，在现有技术中还存在大量描述在其表面处具有纳米结构的芯片的文档，并且其中的一些使用局部的表面等离子体共振(LSPR)物理现象。举例来说，文档“用于基于等离子体共振的感测的光栅耦合器集成式光电二极管”(Grating coupler integrated photodiodes for plasmonresonance based sensing，B〃特克(B.Turker)等人，2011年激光器与光电器件会议)描述了在表面处具有根据周期性网络安排的纳米结构的生物芯片。这个纳米结构网络用于将入射光耦合到网络的金属/电介质界面的等离子体波。文档“金光子纳米腔中的局部等离子体(Localised plasmonsin gold photonic nanocavities，S·科耶(S.Coyle)等人，2002年量子电子器件与激光科学会议)”提出了一种具有金纳米腔的纳米结构表面。这些金纳米腔涉及局部表面等离子体共振(LSPR)物理现象，这种物理现象不同于SPR现象，并且会引起等离子体信号的放大。
因而，在上述两个文档中，不仅产生纳米级的网络和空腔是困难的，而且还必需利用移动部分来根据光束的入射角评估金属层的反射性的变化。
最后，大多数紧凑型装置使用的芯片的表面是凹的。但是，凹部分生产起来困难而且昂贵。
因而，确实需要一种不带有任何移动部分的紧凑型SPR装置，这种装置较为经济，并且包括一个生产起来简单的芯片，因此允许执行低成本的SPR分析。
[发明说明]
本发明人发现，一种用于SPR分析的包括具有特定架构的微结构化芯片的装置可以满足这些要求。
在文本的其余部分中将不加区分地使用术语“芯片”或“微结构化芯片”。
在文本的其余部分中将不加区分地使用术语“辐射”或“光束”。
图1表示根据本发明的各种实施例的突起的截面图。
图2表示根据本发明的各种实施例的空腔的截面图。
图3表示具有按矩阵形式安排的突起的根据本发明的微结构化芯片。
图4表示具有沿X轴以装订线形式安排的突起的根据本发明的微结构化芯片的上部面。
图5表示通过准直的并且偏振的单色入射辐射来辐射的不带有倾斜的突起的截面图。
图6表示通过准直的并且偏振的单色入射辐射来辐射的具有β角的倾斜的突起的截面图。
图7表示在使突起与基底分隔的平面表面之间具有不同距离的根据本发明的一个实施例的芯片。
图8表示包括在使突起与基底分隔的平面表面之间具有相同距离的微结构化芯片的装置。
图9表示包括在使突起与基底分隔的平面表面之间具有不同距离的微结构化芯片的装置。
图10展示所研究的多种角范围(不带有倾斜)的代表性等离子体曲线。
图11展示所研究的多种角范围(带有倾斜)的代表性等离子体曲线。
图12表示在相机上的根据本发明的微结构化芯片的3个突起的图像的示例。
图13表示包括16个空腔的根据本发明的芯片，这些空腔中的至少一个不同于其他空腔。
图14表示作为入射角θ的函数的百分比反射率。
图15表示在大肠杆菌细菌附着在使用这种细菌专用的配位体功能化的突起上之前和之后的等离子体曲线。
图16表示在志贺样毒素附着在使用志贺样毒素专用的配位体功能化的突起上之前和之后的等离子体曲线。
微结构化芯片
本发明的第一个主题是一种用于表面等离子体共振(SPR)分析的微结构化芯片，这种芯片的形式是由一个基底、一个上部面以及至少一个侧面组成的一个实心体，该上部面的至少一个部分被覆盖着一个金属层，其特征在于，所述上部面具备从n个突起和m个空腔中选出的一些具有微测尺寸的区，这些区意在用于接收有待分析的物质；并且在于，当n+m≥2时，所述区被一些平面表面彼此分隔，其中n的范围是从1到j，并且m的范围是从0到i，j和i是整数。
根据一个特定实施例，该芯片不含有空腔(m＝0)。换言之，该芯片的上部面具备一些意在接收有待分析的物质的具有微测尺寸的区，这些区是从至少一个突起中唯一地选出的。
根据另一个实施例，m不是0(m>0)。换言之，该芯片的上部面具备一些意在接收有待分析的物质的具有微测尺寸的区，这些区是从至少一个突起和至少一个空腔中选出的。
术语“微结构化芯片”意在意味着一个芯片，这个芯片具有意在接收有待分析的物质的具有微测尺寸的区。因而，所述芯片未必具有微测尺寸，而是包括具有微测尺寸的区。
术语“具有微测尺寸的区”意在意味着具有三个微测尺寸中的至少两个尺寸的区，所述微测尺寸的范围是从1μm到1000μm并且优选是从10μm到500μm。
这些区的第三尺寸因而未必是微测的，并且可以展现出1mm到20mm之间优选在1mm到10mm之间的距离。
根据本发明的区展现突起和任选地空腔形式的特定几何形状，随后将对其加以描述。就是在这些区的覆盖着金属层的等级处将观察到等离子体效应。
根据本发明，芯片包括1(当m＝0并且n＝1时)到500 000之间、优选10到10 000之间并且更优选25到400之间的数目个区(即，n个突起和m个空腔)。
根据本发明，上部面的至少一个部分涂布着金属层。其表示工作检测表面(随后也被称作敏感表面)。根据本发明，从n个突起和m个空腔中选出的具有微测尺寸的至少一个区涂布着金属层。
根据一个特定实施例，上部面全部覆盖着金属层。
因而，根据与前一个实施例组合的一个特定实施例，不仅所述区而且分隔所述区的平面表面都意在接收有待分析的物质。
为了便于进行以下说明，使用直接标准正交参考系(XYZ)，其中分隔所述区的平面表面平行于平面(XY)并且其中Z轴线向下定向。
术语“平面表面”意在意味着可能会展现出一些缺陷的平面或基本上平面表面。
分隔意在接收有待分析的物质的两个区的平面表面被称作区间表面。因此，将不加区分地使用以下术语：平面表面或区间表面或者区间平面表面。更确切地说：
-当平面表面分隔的两个区是空腔时，使用术语“空腔间表面”；
-当平面表面分隔的两个区是突起时，使用术语“突起间表面”；以及
-当平面表面分隔的一个区是空腔并且另一个区是突起时，使用术语“空腔-突起间表面”。
根据一个实施例，所述区被安排成芯片的上部面上的矩阵的形式。因而，平面表面沿X轴和沿Y轴分隔这些区。
根据另一个实施例，所述区被安排成沿芯片的上部面的连续装订线的形式。因而，根据这个实施例，平面表面在X轴上或沿Y轴分隔这些区。
根据一个实施例，当n+m≥2时，所述区通过平面表面(或区间表面)沿Y轴分隔开距离D并且沿X轴分隔开距离D’；D和D’在0μm(在沿X或Y轴中的一个的连续装订线的情况下)到5mm之间，优选在50μm到5mm之间，优选在200到1000μm之间并且尤其优选在300到700μm之间。
根据一个实施例，当n+m≥2时，所述区分隔开10μm到25000μm之间、优选在50μm到5000μm之间并且更优选在100μm到1000μm之间的中心到中心CTC距离。
根据一个实施例，这些平面表面处在平行于平面(XY)的一些平面中；上部面于是采用阶梯台阶的形式。
根据另一个实施例，这些平面表面处在相同平面(XY)中(即Z是常数)。
术语“突起”意在意味着芯片的上部面上的一个外生长部分，所述外生长部分在两个平面表面(也称为区间表面)之间。
突起可以用三维(XYZ参考系)或二维(一个平面中的截面)来限定。
因而，术语“突起”是指一个体积，该体积的所有坐标都处在连接着邻近于所述突起的两个区间平面表面的一个假想平面上方。
随后将在平面(YZ)中描述这个突起。
因而，通过具有平均曲率半径R的至少一条曲线和/或至少一条直线来限定在平面(YZ)中描述的根据本发明的突起。
当仅仅通过一个曲线限定这个突起时，于是曲线必然是凸的(即，沿+Z轴的曲率半径)。
当通过至少一条曲线和至少一条直线限定这个突起时，于是曲线可以是凹的(即，沿-Z轴的曲率半径)或凸的。
根据一个特定实施例，通过由一条曲线分隔的两条直线限定这个突起。
根据与前一个实施例组合的一个特定实施例，这两条直线是平行的。
根据可以与前一个实施例组合的另一个实施例，这两条直线具有不同尺寸。
术语“空腔”意在意味着芯片的上部面中的一个中空部分，所述中空部分在两个平面表面(也称为区间表面)之间。
空腔可以用三维(XYZ参考系)或二维(一个平面中的截面)来限定。
因而，术语“空腔”是指一个体积，该体积的所有坐标都处在连接着邻近于所述空腔的两个区间平面表面的一个假想平面中。
随后将在平面(YZ)中描述这个空腔。
因而，根据本发明的空腔是在平面(YZ)中描述，并且通过具有平均曲率半径R的至少一条曲线和/或至少一条直线来限定。
当仅仅通过一条曲线限定这个空腔时，于是曲线必然是凹的(即，沿-Z轴的曲率半径)。
当通过至少一条曲线和至少一条直线限定这个空腔时，于是曲线可以是或凹的或凸的(即，沿+Z轴的曲率半径)。
根据一个特定实施例，通过由一条曲线分隔的两条直线限定这个空腔。
根据与前一个实施例组合的一个特定实施例，这两条直线是平行的。
根据可以与前一个实施例组合的另一个实施例，这两条直线具有不同尺寸。
因而，根据一个特别优选的实施例，仅仅通过具有平均曲率半径R的曲线(对于空腔是凹的，并且对于突起是凸的)来限定在平面(YZ)中描述的芯片的这些区(n个突起和m个空腔)；曲率半径R在0.1mm到600mm之间，优选在0.3mm到300mm之间。
举例来说，可以提到半球形、半椭圆或半圆柱形形状的n个突起和m个空腔(参考系(XYZ))。
根据本发明的一个优选实施例，n个突起和m个空腔具有参考系(XYZ)中的半圆柱形形状。
根据一个特定实施例，这些区的曲率半径(即，n个突起和m个空腔的曲率半径)垂直于平面(XY)，即沿Z轴。
根据另一个实施例，这些区的曲率半径不垂直于平面(XY)(即，n个突起和m个空腔具有倾斜)。
根据一个特定实施例，意在接收有待分析的物质的这些区(n个突起和m个空腔)具有相同的曲率半径R。
根据本发明，芯片的基底可以是平面或弯曲的表面，或隆脊，或尖顶。
根据一个优选实施例，芯片的基底是优选地平行于这些平面表面(也称为区间表面)的一个平面表面。
根据可以与前一个实施例组合的另一个实施例，这些平面表面处在相同平面(XY)中。换言之，如果基底平行于所述平面表面，那么这些平面表面与芯片的基底之间的距离是相同的。在这种情况下，可以说上部面平行于基底。
根据另一个实施例，这些平面表面处在平行于平面(XY)的多个平面中。换言之，如果基底平行于所述平面表面，那么这些平面表面与芯片的基底之间的距离是不同的(采用阶梯式台阶的形式的上部面)。
“平面表面(或区间表面)与基底之间的距离”这个表述是指芯片的高度，即是指将这些表面连接到基底上或连接到基底的延伸部分上的垂线的长度。
根据本发明，芯片的侧面(多个)可以是平面(垂直或不垂直于基底和/或芯片的上部面)或弯曲的。
根据一个优选实施例，芯片的侧面(多个)是平面。
根据另一个优选实施例，芯片的至少一个侧面垂直于基底和/或上部面。
根据另一个实施例，上部面平行于芯片的基底。
根据本发明的一个特定实施例，芯片被接合到现有技术中众所周知的棱镜上。
因而，根据一个特定实施例，芯片是采用平行六面体的形式(即，具有处在相同平面(XY)中的一些平面表面和平行于所述平面表面的一个基底的芯片)。根据这个实施例，侧表面的高度具有大约从0.1mm到20mm优选从1mm到10mm的较小尺寸。
术语“有待分析的物质”意在意味着(举例来说)材料、气体或生物物质，例如单链或双链DNA、蛋白质、细菌、毒素、病毒、霉浆菌、化学试剂或任何其他能够与其他生物或化学物质相互作用的生物或化学物质。
根据一个优选实施例，有待分析的物质是生物物质，例如病原性细菌，举例来说沙门氏菌属、单核细胞增生李斯特菌、芽胞梭菌或者弯曲杆菌属。
本发明人已经表明通过使用根据本发明的芯片可以有利地研究产生志贺样毒素的大肠杆菌(STEC)菌株，因为这种芯片能够同时分析大分子(细菌自身)还有它们产生的小毒素。
根据本发明的另一个实施例，n个突起和m个空腔将用多种生物标记物特定的单克隆抗体来功能化。
图1表示根据各种实施例的突起的沿平面(ZY)的截面。在这些图中的每一个中，由平面(XY)中的表面(或由XYZ参考系中的体积)表示突起，该表面的所有点位于由连接着邻近于突起的两个平面表面的短划线表示的假想直线(或在用于体积的XYZ参考系中的假想平面)上方(负Z)：
-在情况a)下：仅通过具有曲率半径R的凸形曲线(即，具有沿+Z轴的曲率半径)限定突起；
-在情况b)下：通过由具有曲率半径R的凸形状的曲线分隔的两条平行直线限定突起；
-在情况c)下：通过由具有曲率半径R的凹形状(即，具有沿-Z轴的曲率半径)的曲线分隔的两条平行直线限定突起。
图2表示根据各种实施例的空腔的沿平面(ZY)的截面。在这些图中的每一个中，由平面(XY)中的表面(或由XYZ参考系中的体积)表示空腔，该表面的所有点位于由连接着邻近于空腔的两个平面表面的短划线表示的假想直线(或在用于体积的XYZ参考系中的假想平面)下方(正Z)：
-在情况a)下：仅通过具有曲率半径R的凹形曲线(即，具有沿-Z轴的曲率半径)限定空腔；
-在情况b)下：通过由具有曲率半径R的凹形曲线分隔的两条平行直线限定空腔；
-在情况c)下：通过由具有曲率半径R的凸形状(即，具有沿+Z轴的曲率半径)的曲线分隔的两条平行直线限定空腔。
图3表示微结构化芯片3，在该微结构化芯片中，包括突起间平面表面的上部面4平行于芯片3的基底5。上部面4覆盖着金属层2，并且具备对等离子体效应敏感的意在接收有待分析的物质的一些突起1。
在图3中，这些突起1通过平面表面(也称为突起间表面)沿Y轴彼此分隔开距离D，并且沿X轴彼此分隔开距离D’。
微结构化芯片3可以由允许传播光的任何类型的材料制成。举例来说，可以提到玻璃、晶体或塑料。
根据一个优选实施例，出于成本原因，芯片3由塑料制成，举例来说PMMA(聚(甲基丙烯酸甲酯))、PC(聚碳酸酯)、PS(聚苯乙烯)、SU-8(基于环氧树脂的负性感光性树脂)或PDMS(聚二甲基硅氧烷)。
根据一个特定实施例，当芯片被接合到棱镜上时，芯片可以由不同于棱镜材料的材料制成。
覆盖着芯片3的上层4(并且尤其是突起1)的金属层2可以由多种金属制成，例如金、银、铂或铝。
根据一个优选实施例，金属层2由金制成，因为金的防腐特性非常良好。
金属层2的厚度在10nm与200nm之间，优选在30nm与100nm之间，并且甚至更优选在40nm与50nm之间。
根据与前一些实施例组合的另一个实施例，将一个薄铬层用作用于将金预先附着到芯片3的上部面4上的层。
图4表示根据本发明的全部覆盖着金属层2的微结构化芯片的上部面；所述微结构化芯片具备一些突起，这些突起被安排成沿X轴的装订线的形式，因而形成四个列C1-C4。在图4中，d表示装订线的直径，并且CTC表示两个连续装订线之间的中心到中心距离。
根据本发明的芯片使得可以调整每个区(即n个突起和m个空腔)的敏感性以便研究非常不同的生物物质。
根据一个实施例，这n个突起和m个空腔中的至少一个具有不同于其他突起和空腔的曲率半径。
图5表示被具有角θ入射并且按照TM偏振被线性偏振的单色准直光束辐射的芯片3(覆盖着金属层2)的凸表面突起1的图3的截面图的放大图。
形状为半圆柱形(在XYZ参考系中)并且具有通过图3和图5中的单个曲线限定的表面(在平面ZY中)的突起的特征在于它的曲率半径R和两个半角α(因而限定总角2α)。
曲率半径R和半角α因而将限定弦d的长度或者所述空腔的直径。
由于敏感表面(或突起1)上的反射，两个末端A和C上的入射角对于准直光束的平均入射角将分别为θ，θ1＝θ-2α和θ3＝θ+2α。因而，所述突起1反射的光束(对于点A为θ1，对于点B为θ2，对于点C为θ3)具有角宽度Δθ(Δθ＝θ3-θ1)等于4α，围绕角θ平均(对应于图5中的角θ2)为中心。在这种情况下，θ平均＝θ2＝θ。
重要的是应注意，根据本发明的芯片的n个突起和m个空腔的曲率半径R的选择非常重要，因为它根据基本物理参数(芯片的光学指数np、外部电介质介质的光学指数ne、准直光束的平均入射角θ和芯片期望分析的生物物质的尺寸)将决定n个突起和m个空腔中的每一个的测量的敏感性和角动力学特性。
“测量的角动力学特性”这个表述意在意味着在分析过程中将可能被形象化的角范围。
术语“敏感性”意在意味着将可能在敏感表面上测量的光学厚度的最小变化。
实际上，如果曲率半径非常大，那么这将更接近一个平面，因而角θ1和θ3将非常接近(分析的角Δθ范围因而将极小)，这使得这个配置尤其适合于分析小分子(即良好的敏感性)。相反，极小的曲率半径将使得可以完整地观察等离子体曲线，诚然测量敏感性较低，但是更适合于分析大分子。
因而，根据本发明，可以针对各种受到研究的物质来适配测量敏感性。
根据可以与前一个实施例组合的另一个实施例，这n个突起和m个空腔中的至少一个展现出β角的倾斜。
根据这个实施例，曲率半径R相对于Z轴被偏转。
图6表示展现出角为β的倾斜并且被具有平均入射角θ的根据横向磁性TM方向被线性偏振的准直单色光束辐射的芯片43(它的上部面被覆盖着金属层42)的凸表面突起41的截面图的放大图。
在敏感表面(在这种情况下为突起)相对于敏感表面的平均平面的垂线有的倾斜，平均平面被限定为平行于突起间平面表面的平面的情况下，所反射的光束将仍然具有等于4α的角宽度Δθ，但这次是围绕平均角γ’平均(由图3中θ2表示)为中心，使得对于凸表面为γ’平均＝θ+2β。
根据一个实施例，角β用以下方式被限定：0°<β≤80°，优选地15°≤β≤45°。
因而，根据本发明，可以针对这n个突起和m个空腔中的每一个调整所研究的角宽度以及这个角范围的平均角(即根据突起是否倾斜在图5和6中表示的θ2或θ’2)，因而使得可能调整在相同实验过程中相同芯片内的多种物质的测量敏感性。
因而，根据一个特定实施例，这些区中的至少一个(即，这n个突起和m个空腔中的至少一个)与芯片的其他区相比具有不同曲率半径和不同定向。
根据可以与前一些实施例组合的另一个实施例，基底与平面表面(也被称为区间表面)之间的至少一个距离不同于其他距离。
图7表示一个芯片33，该芯片的被覆盖着金属层22的上部面44具备曲线形突起11。芯片33的侧面(55，66)垂直于基底77和平面表面。
分隔突起11之间的平面表面(或突起间表面)与基底77的距离彼此全都不同，其中d4<d3<d2<d1。在图7中，区间表面处在平行于平面(XY)的多个平面中(表示了5个平面)。
根据本发明的芯片可以通过多种方法产生，这必然包括制造芯片的步骤，然后是沉积至少一个薄金属层的步骤。
在这些制造方法当中，可以提到高压注入、直接机械加工、烫印、等离子体蚀刻、光刻或激光烧蚀。
根据一个优选实施例，通过高压注射模制来制造芯片。
根据本发明的芯片的生产必须利用具有凹形状的模具来生产凸形突起，因而允许降低芯片的生产成本。具体来说，本领域的技术人员将知道，在设置高压注射模制工艺来生产部件时最昂贵的步骤是生产模具(或主件)。有待生产的部分的最终表面含有凸突起，这个事实使得可以使用具有凹形状的模具，可以通过从主件中移除材料而获得这样的模具，这使用常规机械加工方法做起来很简单。
在沉积薄金属层的方法当中，可以提及溅镀、真空蒸镀技术或冷沉积技术。
尤其会在塑料支柱的情况下使用冷沉积技术，因为塑料无法经受住温度的大幅增加。
分析装置
图8和图9表示包括先前描述的微结构化芯片的测量装置的不同实施例。
因而，本发明的另一个主题是一种用于SPR分析的装置，包括：
-意在产生入射光束的一个光源7；
-任选的一个光学准直系统8；
-一个偏振系统6；
-如先前描述的一个微结构化芯片(3，33，43，53，63)，放置在所述入射光束的光学路径中；
-任选的一个光学成像系统(9，69)；
-一个检测器(10，70)。
根据一个实施例，通过芯片本身执行入射光束的能量与芯片的金属表面的表面波之间的耦合。
根据另一个实施例，耦合装置是棱镜、波导或衍射网络。
因而，根据一个特定实施例，当通过棱镜执行耦合时，根据本发明的芯片被接合到所述棱镜上，其方式为借助于折射率匹配油(这是本领域的普通技术人员众所周知的一种方法)使得芯片的基底与棱镜的不具有金属表面的上部面接触。
根据另一个实施例，芯片被接合到波导上。
根据又一特定实施例，芯片被接合到衍射网络上。
根据本发明，举例来说，源7可以是汞蒸汽灯、白炽灯、激光二极管、激光、发光二极管(LED)或有机发光二极管(OLED)。
根据一个优选实施例，源7是单色LED。术语“单色”意在意味着中间高度的光谱宽度不超出40nm的LED。
根据本发明，可以使用多种波长范围，例如可见范围或近红外(IR)范围。
根据一个优选实施例，使用790nm到825nm之间的波长(近红外)。
根据本发明，可以使光束准直。为了做到这一点，可以使用本领域的普通技术人员众所周知的多种技术。
举例来说，作为光学准直系统8，可以使用第一会聚透镜，这使得可以将源7发出的光聚焦在直径为Φ的孔上，所述孔处在会聚透镜的焦平面中，由此使得可以产生准直光束。
根据一个实施例，光学准直系统8被集成到源7中。
根据本发明，偏振系统6使得可以在横向磁性(或TM，或偏振p)模式中工作。
举例来说，可以提及线性偏振器或偏振分光立方体。
根据一个优选实施例，偏振系统6使得可以容易地从TM偏振切换成TE(横向电)偏振，且反之亦然。为了避免一些部分的任何移动，可以使用受电流和电压控制的液晶条来执行这个操作。
根据本发明，举例来说，检测器(10，70)可以是CCD或CMOS相机或者可以是光电检测器矩阵。
根据一个优选实施例，相机在8、10、12或16位上并且优选在10或12位上操作。
根据一个实施例，这个装置还包括一个光学成像系统(9，69)，这个光学成像系统使得可以在检测器(10，70)上产生微结构化芯片(3，33，43，53，63)的图像。
光学成像系统(9，69)必须充分开放以接受从微结构化芯片起源的所有辐射。根据本发明的芯片所具备的n个突起的凸几何形状使得可以使光束在从所述突起反射了入射辐射之后会聚，因而使得光学成像系统(9，69)制造起来更简单许多。
另外，光学成像系统(9，69)经过选择，使得微结构化芯片的两个突起或一个突起和一个空腔的图像对应于检测器(10，70)上的两个不同位置。
最后，有利地，光学系统展现出放大，这使得检测器(10，70)上的可用像素的数目最大化。
以光学成像系统(9，69)为例，可以提及在远焦处安装的2个平面-凸透镜。
根据本发明，入射辐射进入芯片所经由的面被称作进入面，并且由敏感表面反射的辐射离开时所经由的面被称作离开面。
在图8中，源7发射一个入射辐射，这个入射辐射借助于准直系统8被准直，并且借助于偏振器6被偏振，然后在给定入射下到达芯片53(被覆盖着金属层52)的进入面54。辐射在进入芯片53处被偏转，并且被反射在突起51上。
位于所述芯片53的离开面57后面的成像系统9使得可以收集被反射的辐射的强度并且在检测器10上产生辐射突起51的图像。
图9中表示的装置包括芯片61(被覆盖着金属层62)，该芯片的侧面垂直于基底，并且该芯片的分隔突起61与基底的表面之间的距离彼此不同。
图9表示一个实施例，其中由源(在图9中未被表示)发出的垂直地到达进入面64(对应于侧面)的入射辐射在穿过芯片63时不被偏转，并且照射所有各个突起61。
成像系统69和检测器70位于离开面67后方，这个离开面在这个实施例中对应于所述芯片63的基底，因而使得可以收集被反射的辐射的强度，并且产生突起61的图像。
根据一个实施例，光学成像系统(9，69)可以被直接集成到微透镜矩阵的形式的芯片(53，63)的离开面(57，67)中。
根据一个优选实施例，准直系统8和(任选地)偏振器6被固定到进入面(54，64)上和/或光学成像系统(9，69)和检测器(10，70)被固定到离开面(57，67)上。
测量方法
本发明的另一个主题涉及一种SPR测量方法，包括以下步骤：
-通过如下方式检测初始状态：(i)借助于一个先前被偏振并且任选地被准直的单色入射光束经由微结构化芯片的进入面辐射这n个突起和m个空腔中的至少一个的敏感表面；以及(ii)同时检测由所述n个突起和m个空腔中的至少一个的敏感表面反射的经由离开面离开的辐射的强度；
-使至少一种流体与由所述n个突起和m个空腔中的至少一个的敏感表面接触；
-借助于先前被偏振并且任选地被准直的单色入射光束经由微结构化芯片的进入面辐射容纳着所述流体的所述n个突起和m个空腔中的至少一个的敏感表面；以及同时检测经由这个离开面离开的由所述n个突起和m个空腔中的至少一个的敏感表面反射的辐射的强度，以便实时地连续监控所述n个突起和m个空腔中的至少一个中的光学厚度修改，其中n>0并且m≥0。
本发明的另一个主题涉及一种SPR测量方法，包括以下步骤：
-使配位体固定在先前限定的微结构化芯片的被覆盖着金属层的上部面上；
-通过如下方式检测初始状态：(i)借助于一个先前被偏振并且任选地被准直的单色入射光束经由微结构化芯片的进入面辐射这n个突起和m个空腔中的至少一个的敏感表面；以及(ii)同时检测由所述n个突起和m个空腔中的至少一个的敏感表面反射的经由离开面离开的辐射的强度；
-使至少一种流体与由所述微结构化芯片的所述n个突起和m个空腔中的至少一个的敏感表面接触；
-借助于先前被偏振并且任选地被准直的单色入射光束经由微结构化芯片的进入面辐射容纳着所述流体的所述n个突起和m个空腔中的至少一个的敏感表面；以及同时检测经由这个离开面离开的由所述n个突起和m个空腔中的至少一个的敏感表面反射的辐射的强度，以便实时地连续监控所述n个突起和m个空腔中的至少一个中的光学厚度修改，
其中n>0并且m≥0。
根据本发明，可以使用本领域的普通技术人员已知的多种技术来执行将配位体固定在上表面上，举例来说通过共价化学键结或通过将吡咯电共聚到金属表面上来进行固定。
术语“流体”意在意味着气体或液体。
根据本发明的一个优选实施例，流体包括至少一种生物物质。
这些测量方法适合于用非限制性方式测量被固定在一个表面上的分子的构形变化、生物分子相互作用、流体(气体或液体)的光学指数、表面的质量(平行度、微观粗糙度、薄层沉积的质量)或金属纳米微珠在表面附近的存在。
这些测量方法还使得可以测量例如外部介质的光学指数等外部参数，这使得可以追溯到限制性折射角的值。
根据一个实施例，入射光束经由芯片63的进入面64垂直地进入。
检测器(10，70)对于角Δθ范围(或Δθ’)中的被反射的辐射的强度的检测使得可以产生所有或部分等离子体曲线，其中主要受关注的区是以下几个区：
-最小等离子体敏感性；
-敏感性最高(即其中等离子体的衍生物最大)的角范围，也称为“等离子体侧部”；
-限制性折射角的区域中的区(其中物体从折射系统变成全反射系统)。
图10和图11表示用于具有不同角研究范围的从n个突起和m个空腔(其中n+m＝3)中选出的3个区的等离子体曲线(第一突起对于图10具有角范围Δθ1，并且对于图11具有角范围Δθ’1，第二空腔和/或突起对于图10具有角范围Δθ2，并且对于图11具有角范围Δθ’2，并且第三空腔和/或突起对于图10具有角范围Δθ3，并且对于图11具有角范围Δθ’3。
图10表示当β＝0时(没有倾斜)从n个突起和m个空腔(其中n+m＝3)中选出的3个区的角范围，而图11表示当β≠0时(带有倾斜)从n个突起和m个空腔(其中n+m＝3)中选出的3个的角范围。
在图10中，即当β＝0(不带有倾斜)时，所研究的3个角范围的中心在角θ上。这些区中的每一个的宽度是由顶点处的角2α以及突起或突起和空腔中的每一个的曲率半径R限定。因而，角θ的选择对于尽可能好地观察所关注的所有区来说是必不可少的。因而，根据所研究的区的曲率半径，可以探究等离子体曲线的或多或少大的角范围。在这些区并不展现出任何倾斜β的情况下(对于图10是这种情况)，这个角范围的中心将始终在相同值θ上。
在图11中，即当β≠0(具有倾斜)时，三个角范围Δθ’1、Δθ’2和Δθ’3的中心分别在角γ’1、γ’2和γ’3上，所述角γ’1、γ’2和γ’3每个都是通过不同的角β限定的。在这个情形(具有倾斜)中，角范围的中心不在相同值上。因而，可以在具有单个角下的入射光束的同时探究等离子体曲线的可变角范围，因而使得可以不需要通常用于执行入射光束的角旋转的移动部分。
根据另一个实施例，这种测量方法还包括一个步骤，在这个步骤中产生芯片的n个突起和m个空腔的图像。
图12表示从矩阵检测器上的n个突起和m个空腔(其中n+m＝3)(图11的等离子体曲线)中选出的3个区的图像，其中亮带之间的暗带(灰色阴影)表示具有恒定反射率的空腔间和/或突起间表面(因为这些表面是平面表面)。
根据本发明，因而在知道了通过光学系统的架构得到确定(因为没有移动的机械部分)的恒定的入射角θ的情况下，可以根据有待分析的多种物质选择微结构的将任选地在检测器上被成像的角Δθ范围(通过选择曲率半径R和角α，或曲率半径R和直径d，因为α和d借助曲率半径R可以彼此推导出来)以及平均角γ’平均(以及倾斜β的选择)，其中γ’平均＝θ+2β。这个选择可以对n个突起和m个空腔中的每一个作出，由此使得可以根据被固定在相同芯片上的几种类型的物质进行适配。
同样，可以根据将与先前被固定在芯片上的物质相互作用的物质的类型来作出选择：因而，可以根据所寻求的物质来“适配”这些突起或者突起和空腔中的每一个。
因而，本发明的另一个主题涉及使用根据本发明的用于测量生物分子相互作用的装置。
借助于仅作为说明而被提供并且没有限制性的示例来说明本发明。
示例1：蛋白质芯片-在相互相用动力学特性方面实时监控和校正外 部介质的指数
图13中表示包括16个突起的由聚碳酸酯(PC)制成的一个微结构化芯片。
通过溅镀在所述芯片的上部面上沉积具有48nm的厚度的一个金层，以便获得等离子体效应。
在TM偏振中，围绕角θ＝28°获得最小反射率。
16个突起根据具有直径d＝500μm和长度L＝500μm的4×4个半圆柱形表面的常规矩阵而分布，每一个突起间隔开1mm的中心到中心(CTC)距离。
四种不同物质借助用所关注的配位体功能化的聚吡咯膜的电共聚而被共价固定。
因而，突起中存在的以下物质是：
-在线L1上：单克隆抗鼠抗体，
-在线L2上：针对人绒膜促性腺激素激素(hCG，几种癌病理学中作为生物标记物而涉及)的单克隆抗体，
-在线L3上：针对单核细胞增生李斯特菌细菌的单克隆抗体，
-在线L4上：BSA(牛血清白蛋白)。
用偏振的、准直的单色入射辐射来辐射芯片，并且通过CMOS检测器来检测被突起反射的辐射的强度。
列C1、C2和C3的突起的半圆柱形表面的曲率半径是9.5mm(等效于等离子体曲线上的大约3°的角研究区Δθa)，并且列C4的突起具有曲率半径1.9mm(等效于大约15°的角研究区Δθb)。角范围Δθa和Δθb分别对应于图10中的角范围Δθ1和Δθ3。
使含有hCG蛋白质的具有未知的光学指数的液体与突起中的芯片接触。在线L2的突起上观察到随着时间而变的信号的特性变化，但在其他空腔上未观察到这个变化，因为特定的相互相用发生在抗hCG单克隆抗体上，而不发生在其他固定蛋白质上。
另外，因为位于(L2，C4)处的突起具有一个曲率半径，使得可以在检测器上观察到整个等离子体曲线，所以可以容易地确定限制性折射角的角值，并且因而可以推导出液体介质的未知指数。
因而，在知道这个指数的情况下，可以准确地确定位于(L2，C1)、(L2，C2)和(L2，C3)处的突起上的信号的变化，方法是通过使与外部介质相关联的信号的变化与同hCG蛋白质对抗hCG单克隆抗体的附着相关联的信号的变化解除相关。
示例2：用于研究产生志贺样毒素的大肠杆菌细菌的芯片
在这个示例中，研究产生志贺样毒素的大肠杆菌(STEC)细菌在源自食品处理行业的样本中的存在。
这个类别的细菌的示例是O157:H7、O26:H11或者O103:H2菌株。这种类型的细菌及其产生的志贺样毒素会引起严重的肠道问题，这可能会危及生命。这些志贺样毒素的尺寸和分子量(直径为几纳米，并且分子量大约为68kDa)与大肠杆菌细菌(大约比前者重一千万倍)的尺寸和分子量有很大不同。因此，用于附着这两个类型的群属的等离子体信号有很大不同。使用常规SPR装置，因而无法在相同实验中实时地研究这些细菌和这些毒素。这是因为，在细菌附着的情况下，曲线将有角地改变近似0.1°，然而在毒素的情况下(不容易通过常规SPR方法检测)仅仅移动不到0.01°。
这个示例表明，通过使用根据本发明的具有特定架构的微结构化芯片，可以在单次实验过程中研究不同尺寸的这两种生物物质。
产生由聚碳酸酯制成的包括两个半圆柱形突起(直径为600μm并且长度为800μm)的一个芯片。
所述芯片的上部面被覆盖着厚度为2nm的铬层和厚度为48nm的金层，这两个层都是通过溅镀被沉积的以便获得等离子体效应。
第一突起展现出零倾斜(β＝0)，并且第二突起展现出值为β＝0.5°的倾斜。
用偏振的、准直的单色入射辐射芯片，并且通过CCD检测器来检测被突起的敏感表面反射的辐射的强度。
光学系统的平均入射角通过系统的架构机械地得到固定，并且等于26.5°。
两个突起的曲率半径也是不同的：第一突起是11.5mm(对应于3°的角Δθ研究范围)，并且第二突起是100mm(对应于0.3°的角分析范围Δθ’)(图14)。
针对O157:H7细菌的单克隆抗体被共价地并且均匀地固定在第一突起上，并且具体针对该细菌分泌的志贺样毒素的单克隆抗体被固定在第二突起上。
从这两个突起产生的两个等离子体曲线在反应之前展现出相同的等离子体共振角(大约26.7°)。
当使含有大量O157:H7细菌的混合物与芯片的敏感表面(换言之在突起上)接触时，其中的一些具体与第一突起的抗体相互作用。因为细菌是通过SPR良好地检测的分子(由于其重量大)，所以等离子体曲线充分位移，使得这个位移可以被对第一突起进行成像的检测器非常良好地检测到。此外，这个细菌也在相同实验过程中分泌志贺样毒素。
第二突起展现出略微的倾斜(β＝0.5°)和小得多的所研究的角宽度(Δθ’＝0.3°)。因而，第二突起的测量敏感性更大，并且可以检测到结合到第二突起的抗体上的志贺样毒素。图15和16表示在被固定在分别具有细菌和毒素的突起中的每一个上的抗体的相互相用之前和之后针对两个突起在检测器上获得的信号。
因而，这个示例表明根据本发明的芯片使得可以在单次实验过程中调整测量动力学特性以及对有待测量的物质的敏感性。

Claims (21)

1.一种用于表面等离子体共振(SPR)分析的微结构化芯片(3，33，43，53，63)，该微结构化芯片是采用由一个基底(5，77)、一个上部面(4，44)和至少一个侧面(55，66)组成的一个实心体的形式，该上部面的至少一个部分被覆盖着一个金属层(2，22，42，52，62)，其特征在于，所述上部面具备从n个突起和m个空腔中选出的一些具有微测尺寸的区，这些区意在用于接纳有待分析的物质；并且特征在于，当n+m≥2时，所述区被一些平面表面彼此分隔，其中n的范围是从1到j，并且m的范围是从0到i，j和i是整数。
2.如权利要求1所述的微结构化芯片(3，33，43，53，63)，其特征在于，从这n个突起和这m个空腔中选出的至少一个区被覆盖着该金属层。
3.如权利要求1或2所述的微结构化芯片(3，33，43，53，63)，其特征在于，m＝0。
4.如权利要求1或2所述的微结构化芯片(3，33，43，53，63)，其特征在于，m>0。
5.如权利要求1到4之一所述的微结构化芯片(3，33，43，53，63)，其特征在于，该基底(5，77)是一个平面表面。
6.如权利要求1到5之一所述的微结构化芯片(3，33，43，53，63)，其特征在于，该上部面(4，44)平行于该基底(5，77)。
7.如权利要求1到5之一所述的微结构化芯片(3，33，43，53，63)，其特征在于，至少一个侧面(55，66)是平面的。
8.如权利要求6所述的微结构化芯片(3，33，43，53，63)，其特征在于，至少一个侧面(55，66)是平面的。
9.如权利要求7所述的微结构化芯片(3，33，43，53，63)，其特征在于，至少一个侧面(55，66)垂直于该基底(5，77)或该上部面(4，44)。
10.如权利要求8所述的微结构化芯片(3，33，43，53，63)，其特征在于，至少一个侧面(55，66)垂直于该基底(5，77)和该上部面(4，44)。
11.如权利要求1到9之一所述的微结构化芯片(3，33，43，53，63)，其特征在于，这n个突起和m个空腔(1，11，41，51，61)具有一个具有优选在0.1mm到600mm之间的曲率半径R的弯曲表面。
12.如权利要求11所述的微结构化芯片(3，33，43，53，63)，其特征在于，这n个突起和m个空腔(1，11，41，51，61)具有相同的曲率半径。
13.如权利要求11所述的微结构化芯片(3，33，43，53，63)，其特征在于，这n个突起和m个空腔(1，11，41，51，61)中的至少一个具有不同于其他突起和空腔的曲率半径。
14.如权利要求1到13之一所述的微结构化芯片(3，33，43，53，63)，其特征在于，这n个突起和m个空腔(1，11，41，51，61)中的至少一个具有角的一个倾斜，使得0°<β≤80°。
15.如权利要求1到14之一所述的微结构化芯片(3，33，43，53，63)，其特征在于，分隔这n个突起和m个空腔(1，11，41，51，61)之间的这些平面表面与该基底(5，77)的距离中的至少一个不同于其他距离。
16.一种用于SPR分析的装置，包括：
-意在产生一个入射光束的一个光源(7)；
-任选地一个光学准直系统(8)；
-一个偏振系统(6)；
-如权利要求1到15之一所述的一个微结构化芯片(3，33，43，53，63)，被放置在所述入射光束的光学路径中；
-任选地一个光学成像系统(9，69)；
-一个检测器(10，70)。
17.如权利要求16所述的装置，其特征在于，该准直系统(8)和任选地该偏振器(6)被固定到进入面(54，64)上和/或该光学成像系统(9，69)和该检测器(10，70)被固定到离开面(57，67)上。
18.一种SPR测量方法，包括以下步骤：
-通过如下方式检测一个初始状态：(i)借助于一个先前被偏振并且任选地被准直的单色入射光束经由如权利要求1到15之一所述的微结构化芯片的进入面辐射n个突起和m个空腔中的至少一个的敏感表面；以及(ii)同时检测由所述n个突起和m个空腔中的至少一个的该敏感表面反射的经由离开面离开的辐射的强度；
-使至少一种流体与由所述n个突起和m个空腔中的至少一个的该敏感表面接触；
-借助于一个先前被偏振并且任选地被准直的单色入射光束经由该微结构化芯片的该进入面辐射容纳着所述流体的所述n个突起和m个空腔中的至少一个的该敏感表面；以及同时检测经由该离开面离开的由所述n个突起和m个空腔中的至少一个的该敏感表面反射的辐射的强度，以便实时地连续监控所述n个突起和m个空腔中的至少一个中的光学厚度修改，
其中n>0并且m≥0。
19.一种SPR测量方法，包括以下步骤：
-使配位体固定在如权利要求1到15之一所述的微结构化芯片的被覆盖着一个金属层的上部面上；
-通过如下方式检测一个初始状态：(i)借助于一个先前被偏振并且任选地被准直的单色入射光束经由该微结构化芯片的进入面辐射这n个突起和m个空腔中的至少一个的敏感表面；以及(ii)同时检测由所述n个突起和m个空腔中的至少一个的该敏感表面反射的经由离开面离开的辐射的强度；
-使至少一种流体与由所述微结构化芯片的所述n个突起和m个空腔中的至少一个的该敏感表面接触；
-借助于一个先前被偏振并且任选地被准直的单色入射光束经由该微结构化芯片的该进入面辐射容纳着所述流体的所述n个突起和m个空腔中的至少一个的该敏感表面；以及同时检测经由该离开面离开的由所述n个突起和m个空腔中的至少一个的该敏感表面反射的辐射的强度，以便实时地连续监控所述n个突起和m个空腔中的至少一个中的光学厚度修改，
其中n>0并且m≥0。
20.如权利要求18和19之一所述的方法，其特征在于，该方法还包括一个最后步骤，在这个步骤中产生该芯片的这n个突起和m个空腔(1，11，41，51，61)的一个图像。
21.一种如权利要求16和17中任一项所述的装置的用于测量生物分子相互作用的使用。
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