DE10052165A1 - SPR-Sensorsystem - Google Patents
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- G01N21/55—Specular reflectivity
- G01N21/552—Attenuated total reflection
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine SPR-Sensoranordnung mit einer Vielzahl von SPR-Sensorflächen (120), welche auf einem Substrat (10, 20) in einem in einer Ebene liegenden zweidimensionalen Raster angeordnet sind, wobei die SPR-Sensorflächen (120) parallel zu der Ebene sind, und wobei Strahlung, welche unter bestimmten physikalischen Bedingungen Oberflächenplasmonen in den SPR-Sensorflächen (120) anregen kann, durch das Substrat (10, 20) geführt werden kann, um von den SPR-Sensorflächen reflektiert zu werden, sowie Trennmitteln (110) zur Trennung der einzelnen SPR-Sensorflächen (120) von den jeweils benachbarten SPR-Sensorflächen (120), wobei die Trennmittel (110) und die SPR-Sensorflächen (120) so beschaffen sind, dass zumindest außerhalb des Auftretens einer Oberflächenplasmonen-Resonanz in den SPR-Sensorflächen (120) die durch das Substrat (10, 20) geführte Strahlung (40) im Bereich der Trennmittel in einem anderen Maß reflektiert wird als im Bereich der SPR-Sensorflächen (120), um zumindest außerhalb des Auftretens einer Oberflächenplasmonen-Resonanz in den SPR-Sensorflächen (120) in der von den SPR-Sensorflächen (120) und den Trennmitteln (110) reflektierten Strahlung einen Kontrast zwischen den Trennmitteln (110) und den SPR-Sensorflächen (120) zu schaffen.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft die Bereitstellung einer
SPR-Sensoranordnung, die zur gleichzeitigen Erfassung einer
Vielzahl von Proben befähigt ist, Verfahren zu deren
Herstellung, Messanordnungen sowie Justier- und Messverfahren
zum parallelen Auslesen des Sensorsystems sowie deren
Verwendung bei der Wirkstoffsuche und dem Hochdurchsatz-
Screening.
Ein aktueller Ansatz zur Wirkstoffsuche besteht darin, eine
große Anzahl diverser chemischer Verbindungen mittels
automatisierter Syntheseapparaturen zu erzeugen. Diese
Vielzahl an unterschiedlichen Strukturen wird dann auf
Bindung mit Interaktionspartnern, die häufig Biomakromoleküle
wie Proteine darstellen, getestet. Ein automatisiertes
Verfahren, das auf diese Weise eine große Zahl von Proben
sichtet, wird auch als High Throughput Screening bzw.
Hochdurchsatz-Screening bezeichnet.
Aufgrund der biologischen Streuung der Messergebnisse bei
Bindungsstudien ist es dabei besonders wichtig, für sämtliche
Verbindungen beim Bindungstest exakt dieselben Bedingungen zu
realisieren. Daher sollte der Test im Idealfall für sämtliche
Proben möglichst gleichzeitig und mit derselben Lösung des zu
untersuchenden Interaktionspartners durchgeführt werden, um
Alterungseffekte und Temperaturdriften sowie unterschiedlich
lange Bindungszeiten für die Verbindungen auszuschließen.
Aufgrund der aufwendigen Verfahren zur Aufreinigung von
Biomakromolekülen sollten die für den Test benötigten Mengen
möglichst gering gehalten werden.
Eine besonders effektive Methode zur Durchführung von
Bindungstests ist die Oberflächenplasmonenresonanz
Spektroskopie (abgekürzt SPR, von englisch: Surface Plasmon
Resonance). Gegenüber Fluoreszenz- und Chemilumineszenz-
Verfahren werden bei SPR keine farbstoffmarkierten Proben und
auch keine Antikörper für das zu testende Protein benötigt.
Bei SPR wird ein Interaktionspartner (z. B. Ligand) auf einer
Metalloberfläche immobilisiert und dessen Bindung an einen
anderen Interaktionspartner (z. B. Rezeptor) nachgewiesen.
Dazu wird ein optischer Träger (meist ein Prisma) mit Gold
beschichtet und der Intensitätsabfall des intern im Prisma
reflektierten Lichtes als Funktion des eingestellten Winkels
oder als Funktion der Wellenlänge detektiert (Kretschmann-
Anordnung). Nachgewiesen wird letztendlich eine
Brechungsindexänderung des Mediums auf der der Goldschicht
gegenüberliegenden Seite, die auftritt, wenn Moleküle an die
Oberfläche binden.
Fig. 1a zeigt schematisch die sogenannte Kretschmann-
Geometrie, die vielfach zur Messung des SPR-Effektes benutzt
wird. Hier wird eine auf einem Prisma 20 befindliche dünne
Goldschicht 125 mit der zu untersuchenden Lösung 160 in
benetzenden Kontakt gebracht. Gemessen wird üblicherweise die
Intensität des intern an den Grenzschichten
Glas/Gold/Flüssigkeit reflektierten Lichtes entweder als
Funktion des Einfallswinkels ϑ oder als Funktion der
Wellenlänge. Bei geeigneter Resonanzbedingung nimmt die
Intensität des reflektierten Lichtes stark ab. Die Energie
des Lichtes wird dann umgewandelt in Elektronen-
Ladungsdichtewellen (Plasmonen) entlang der Grenzschicht
Gold/Flüssigkeit. Die Resonanzbedingung lautet näherungsweise
(aus Kapitel 4, "Surface Plasmon Resonance" in G. Ramsay,
Commercial Biosensors, John Wiley & Sons (1998):
Dabei ist nprism der Brechungsindex des Prismas, nmetal der
komplexe Brechungsindex der Metallschicht und nsample derjenige
der Probe. ϑ und λ sind Einfallswinkel und Wellenlänge des
eingestrahlten Lichtes. Die Wellenlängenspektren (Fig. 1b)
beziehungsweise die Winkelspektren (Fig. 1c) zeigen eine
Abnahme der Intensität in dem Wellenlängenbereich
beziehungsweise in dem Winkelbereich, bei dem die oben
aufgeführte Resonanzbedingung erfüllt ist. Durch Veränderung
des Brechungsindex in der Lösung nsample wird die
Resonanzbedingung verändert, wodurch sich die Resonanzkurven
verschieben. Der Wert der Verschiebung ist für kleine
Veränderungen im Brechungsindex linear zu dieser Änderung
(für größere Änderungen kann nötigenfalls eine Kalibrierung
erfolgen). Da das reflektierte Licht nur wenige 100 nm in die
Flüssigkeit eindringt, wird lokal in diesem Bereich die
Brechungsindexänderung gemessen. Wenn die in der Lösung
befindlichen Zielmoleküle (z. B. Proteine) 162 an geeignete
Interaktionspartner 161, die auf der Oberfläche immobilisiert
sind, binden (d. h. sich ein Assoziations-
Dissoziationsgleichgewicht einstellt), erhöht sich lokal die
Konzentration des Zielmoleküls an der Oberfläche, die dann
als Brechungsindexänderung nachgewiesen werden kann.
WO 99/60382 beschreibt einen SPR-Sensor, der zur
gleichzeitigen Erfassung einer Vielzahl von Proben befähigt
ist. Eine Messanordnung zum parallelen Auslesen eines solchen
SPR-Sensorsystems wird in WO 00/31515 offenbart. Hierbei wird
zur parallelen Durchführung der SPR-Messungen mit einer
Vielzahl von Proben eine Apparatur vorgeschlagen, die auf dem
Prinzip der Wellenlängenmessung beruht, aber kein Prisma
verwendet. Dabei wird ein Array aus "Sensorfingern" benutzt,
der auf jedem Sensorfinger eine andere Substanz tragen kann.
Dieser Array kann in einer Mikrotiterplatte (MTP) beschichtet
und gemessen werden, d. h. jeder Sensorfinger kann in einer
anderen Lösung gemessen werden. Der Kontrast zwischen den
Sensorfeldern und den Zwischenbereichen wird durch die
Geometrie der Wellenleiter vorgegeben. Hier tritt nur an den
Bereichen Licht durch den Array, an denen ein Sensorfeld
angebracht ist, was zu einem hohen Kontrast führt. Nachteilig
ist das aufwendige Herstellungsverfahren der Sensorfinger und
ihre Anfälligkeit gegen mechanische Berührung, sowie dem
relativ hohen Probenverbrauch bei der Beschichtung.
WO 98/34098 zeigt Probenfelder auf einer SPR-fähigen
Goldschicht, die auf ein Prisma aufgebracht ist. Der Kontrast
wird durch Einstellen geeigneter Resonanzbedingungen
bestimmt. Nachteilig ist, dass dadurch die Anforderungen an
die Homogenität der Oberflächen sehr hoch sind, weil nur der
Teil der Sensorfläche in der Abbildung unter SPR-Bedingungen
einen Kontrast zeigt, der die selben Schichtdicken aufweist.
Ein anderes SPR-Imaging-System wird in B. P. Nelson et al.,
Anal. Chem. 1999, 71, S. 3928-3934 beschrieben. Hier wird eine
auf eine unstrukturierte Glasplatte aufgebrachte,
einheitliche Goldoberfläche mit einem Muster versehen, das
ein Array aus 500 × 500 µm großen mit DNS bedeckten Feldern
umfasst, wobei die DNS-Felder durch Felder getrennt sind, die
mit Alkanethiol bedeckt sind, welches eine Proteinadsorption
außerhalb der DNS-Felder verhindern soll. Die DNS-Felder
werden dann mit einer Protein-Probe in Kontakt gebracht und
eine Abbildung der Goldoberfläche unter dem SPR-Winkel auf
einen CCD-Chip wird vor und nach dem Inkontaktbringen
erzeugt. Hierbei ist die Unterscheidbarkeit der DNS-Felder
von den übrigen Bereichen abhängig vom Molekülgewicht der
immobilisierten chemischen oder biologischen Moleküle.
Hierbei sinkt der Kontrast mit geringer werdendem
Molekulargewicht. Weiterhin nachteilig ist der relativ große
Pixelbereich, dem ein DNS-Feld auf der CCD-Kamera zugeordnet
werden muss, um einen ausreichenden Kontrast zu
gewährleisten. Diese Anforderungen stehen einer universell
verwendbaren und miniaturisierten SPR-Sensoranordnung
entgegen. Der Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist aus
dieser Druckschrift bekannt.
In WO 90/05305 wird eine austauschbare Sensoreinheit zur
Verwendung in einem optischen Biosensorsystem (WO 90/05295)
beschrieben. Hierbei werden die Geometrie und die Anordnung
der Probenfelder auf der unstrukturierten Sensoreinheit nicht
durch diese bestimmt. Eine Zuordnung der Probenfelder auf der
Sensoreinheit erfolgt durch das Inkontaktbringen mit einer
Blockeinheit zur Handhabung von Flüssigkeiten, z. B. dem
Durchflusssystem, wie sie in WO 90/05295 offenbart ist. Durch
das Durchflusssystem ist die Anordnung der Sensoroberflächen
in eindimensionaler Richtung vorgegeben (eindimensionaler
Array). Nachteilig hierbei ist, dass gerade durch die
Verwendung eines Durchflusssystems eine zweidimensionale
Probenanordnung (zweidimensionaler Array) und deren
Miniaturisierung deutlich erschwert ist.
In DE 100 08 006, welche einen älteren Zeitrang als die
vorliegende Anmeldung hat, jedoch nicht vorveröffentlicht
ist, wird ein SPR-Sensorsystem offenbart, bei dem
Trennmittel eingesetzt werden, damit die Strahlung, welche
aus getrennten SPR-Sensorbereichen stammt, getrennt erfasst
werden kann. Bei diesem Sensorsystem stehen die
probentragenden Sensorfelder nicht parallel zur
Koordinatenebene des Probenarrays. Dadurch wird der Austausch
der Proben beträchtlich erschwert. Zunächst werden dabei
eindimensionale Arrays (Sensorkämme) belegt und dann zu einem
zweidimensionalen Array zusammengefügt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
verbesserte SPR-Sensoranordnung zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des
Patentanspruchs 1 bzw. die Gegenstände der nebengeordneten
Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind
Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Erfindungsgemäß sind Trennmittel zur Strukturierung der SPR-
Sensoranordnung vorgesehen, so dass eine zweidimensionale
Probenanordnung ermöglicht wird. Eine Vielzahl von Proben
wird in einem zweidimensionalen Sensorarray derart
angeordnet, dass die Geometrie und Anzahl der Sensorfelder
bzw. Sensorflächen, sowie der Kontrast zwischen Sensorfeldern
und deren Zwischenbereiche durch Trennmittel auf dem
Sensorsystem bestimmt werden und die Flächen der Sensorfelder
parallel zu der Koordinatenebene des Probenarrays liegen.
Nachdem die Trennmittel einen Kontrast außerhalb einer
Oberflächenplasmonen-Resonanz in den SPR-Sensorflächen
schaffen, kann die Positionierung und Justierung einer
Sensoranordnung in einer Messanordnung ohne weiteres
vorgenommen werden, indem beinahe beliebige Strahlung zur
Anordnung geleitet wird, und dann eine Einstellung aufgrund
des zwischen den SPR-Sensorflächen und Trennmitteln
hervorgerufenen Kontrasts ermöglicht wird, da dadurch diese
Bereiche in einer Abbildung leicht voneinander unterschieden
werden können, bzw. die einzelnen SPR-Sensorflächen leicht
voneinander unterschieden werden können.
In anderen Worten, wohingegen beim Stand der Technik nach B.
P. Nelson et al. (siehe oben) die veränderliche physikalische
Bedingung (z. B. der Einfallswinkel der Strahlung auf die
Sensoranordnung oder die Wellenlänge der Strahlung) sehr
genau auf die Resonanz geregelt werden musste, um die
auszumessenden Bereiche in einer Abbildung voneinander zu
unterscheiden, da dort außerhalb der Resonanz eine
gleichartige Reflektion stattfand von den mit DNS und den mit
Alkanethiol bedeckten Bereichen auf dem Gold, kann bei der
vorliegenden Erfindung mit Strahlung unter einer beinahe
beliebigen physikalischen Bedingung (beliebiger Winkel oder
beliebige Wellenlänge) gemessen werden, und der vorhandene
Kontrast ermöglicht eine Unterscheidung der Bereiche.
Ebenfalls kann das Molekulargewicht der zu immobilisierenden
chemischen Verbindung beliebig gewählt sein. Somit können
hierbei auch kleine organische Moleküle eingesetzt werden
(kleiner 5000, vorzugsweise kleiner 1000, noch besser kleiner
500 Dalton).
Obwohl es möglich ist, dass die Reflektion im Bereich der
Trennmittel außerhalb einer Resonanz in den SPR-Sensorflächen
kleiner ist als im Bereich der SPR-Sensorflächen, sind die
SPR-Sensorflächen und die Trennmittel vorzugsweise so
beschaffen, dass die Intensität der von den Trennmitteln
reflektierten Strahlung geringer als die Intensität der von
den SPR-Sensorflächen reflektierten Strahlung ist, d. h.
zumindest außerhalb der Resonanz in den SPR-Sensorflächen. Es
ist möglich, dass die Absorption im Bereich der Resonanz so
stark ist, dass die Intensität der von den SPR-Sensorflächen
reflektierten Strahlung bei Resonanz in diesen SPR-
Sensorflächen kleiner wird als die Intensität der von den
Trennmitteln reflektierten Strahlung. Dies führt jedoch im
Resonanzbereich nur zu einer Kontrastinversion, so dass eine
Unterscheidung der Bereiche in der Abbildung weiterhin ohne
weiteres möglich ist. Das Reflektionsspektrum der SPR-
Sensorflächen schneidet die (vorzugsweise konstante)
Reflektionsintensität der Trennmittel punktuell in zwei
Stellen, so dass nur an genau diesen zwei Stellen kein
Kontrast auftritt, was offensichtlich vernachlässigbar ist
und zweifellos einen großen Fortschritt gegenüber der
Anordnung nach B. P. Nelson et al. darstellt. Allerdings
wird bei der vorliegenden Erfindung bevorzugt, dass die
Trennmittel und SPR-Sensorflächen so beschaffen sind, dass
die Intensität der von den SPR-Sensorflächen reflektierten
Strahlung immer größer ist als die Intensität der von den
Trennmitteln reflektierten Strahlung, d. h. auch im Bereich
der Resonanz in den SPR-Sensorflächen.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Trennmittel
direkt auf das Sensorsystem aufgebracht. Die Verwirklichung
der Trennmittel und Sensorflächen kann auf beliebige
geeignete Weise erfolgen. So besteht eine Möglichkeit darin,
als Trennmittel eine strahlungsabsorbierende Substanz auf das
Sensorsubstrat aufzubringen, während als SPR-Sensorfläche ein
SPR-geeignetes Material aufgebracht wird, z. B. ein Metall,
vorzugsweise Gold. Es ist möglich als Trennmittel ein
Material einzusetzen, das einen gleichen oder größeren
Brechungsindex (vorzugsweise höchstens um 0.1 größer) als das
Substratmaterial hat, so dass Strahlung aus dem Substrat zwar
in die Trennmittel hinein gebrochen wird, möglichst aber
nicht zurück in das Substrat gebrochen wird. Dies lässt sich
auch mit dem Einsatz von absorbierendem Material verbinden,
indem nämlich in die Trennmittel mit höherem Brechungsindex
zusätzlich strahlungsabsorbierende Substanzen eingebracht
werden, wie z. B. Kohlenstoff oder ein Farbstoff. Vorzugsweise
ist die Höhe und Breite einer aus dem
Kontrastbildungsmaterial bestehenden Schicht so bestimmt,
dass ein aus dem Substrat in die Schicht gebrochener Strahl
höchstens zwei mal an der von der Substratoberfläche
abgewandten Seite der Schicht zum Substart zurückreflektiert
wird.
Geeignete Materialen für die Trennmittel sind absorbierende
Metall- oder Halbleiterschichten oder Polymere (z. B.
Photolack, Silizium).
Vorzugsweise gewährleisten die Trennmittel zudem, dass keine
Kontamination zwischen den Sensorfeldern bzw. SPR-
Sensorflächen stattfinden kann. Dies wird erreicht indem die
Trennmittel gegenüber den SPR-Sensorflächen in der zum
Substrat senkrechten Richtung Erhebungen bilden, vorzugsweise
mit einer Höhendifferenz zwischen 0.01 mm und 5 mm. Es ist
vorteilhaft, wenn die Flanken bzw. Oberflächen der
Trennmittel, welche hierbei Gefäße zur Aufnahme einer
Probenflüssigkeit bilden, hydrophob bzw. hydrophobisiert
sind, so dass eine wässrige Lösung besonders gut gehalten
wird, ohne die Möglichkeit einer Kreuzkontamination mit
anderen SPR-Sensorflächen.
Gemäß einer Ausführung besteht die SPR-Sensoranordnung aus
einem Prisma, das mit einer SPR-fähigen Metallschicht und
gegebenenfalls mit einer haftvermittelnden Schicht versehen
wird, sowie mit den Trennmitteln versehen ist.
In einer anderen Ausführung ist die SPR-Sensoranordnung
mehrteilig bestehend aus einer probentragenden, mit
Trennmitteln und SPR-Sensorflächen versehenen Sensoranordnung
und einer strahlenführenden Komponente. Die strahlenführende
Komponente besteht vorzugsweise aus einem Prisma. Zusätzlich
kann zwischen der strahlenführenden Komponente und der
probentragenden Sensoreinheit ein optischer Vermittler zur
geeigneten Anpassung des Brechungsindex vorhanden sein.
Kleine Inhomogenitäten der Goldschichtdicke (bis zu 2-3 nm)
sind in diesen Anordnungen akzeptabel, da das Bild der
Sensorfläche unabhängig von der SPR-Resonanz sichtbar ist.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine Messanordnung, die die
SPR-Sensoranordnung enthält, zur parallelen Messung einer
Vielzahl von vorzugsweise unterschiedlichen Proben, die
kostengünstig in vielen Kopien hergestellt werden kann und
damit auch für den einmaligen Gebrauch geeignet ist. Somit
kann der Substanzverbrauch zur Beschichtung eines
Sensorfeldes gegenüber Sensorsystemen nach dem Stand der
Technik verringert werden.
Um eine Vielzahl an unterschiedlichen Proben mit der SPR-
Methode auf Interaktion zu untersuchen, ist es vorteilhaft,
diese auf einem Träger in zweidimensionaler Weise
(zweidimensionaler Array) anzuordnen und einer parallelen
Messung, z. B. mit Hilfe einer CCD-Kamera, zu unterziehen
(Imaging). Bei der Auswertung des mit einem solchen
ortsauflösenden Detektor aufgezeichneten Bildes ist es von
enormem Vorteil, dass die Erfindung einen starken Hell-Dunkel
Kontrast zwischen den mit Proben belegten Bereichen
(Sensorfeldern) und den Zwischenbereichen erzeugt, um eine
scharfe Abbildung der Sensorfelder zu erreichen, was eine
verbesserte Zuordnung der physikalischen Ortskoordinaten der
Proben auf dem Träger mit den Koordinaten im Bild ermöglicht.
Im Stand der Technik wurde dazu der SPR-Effekt selbst
benutzt. Der Kontrast wird dabei allein durch Einstellen
geeigneter Resonanzbedingungen erzeugt, z. B. durch
Einstellen eines geeigneten Winkels bei winkelabhängiger
Messung. Da auch in Resonanz das Licht nicht vollständig in
Oberflächenplasmonen umgewandelt wird, ist diese Methode der
Kontrasterzeugung gegenüber der vorliegenden Erfindung
nachteilig (10-20% des Lichtes werden auch bei Resonanz
reflektiert). Hierbei werden ebenfalls hohe Ansprüche an die
Homogenität der Goldschichtdicke gestellt. Bessere Resultate
kann man durch strukturierte, absorbierende Schichten, d. h.
die Trennmittel der vorliegenden Erfindung erhalten.
Allen Ansätzen des eingangs beschriebenen Standes der Technik
(außer der nachveröffentlichten DE 100 08 006) zur parallelen
Erfassung einer Vielzahl von Proben ist gemein, dass der
Kontrast zwischen den mit Proben belegten Feldern und den
Zwischenbereichen nicht durch kontrasterzeugende Trennmittel
bestimmt wird, wie sie von der vorliegenden Erfindung gelehrt
werden.
Die Erfindung soll nachstehend anhand schematischer
Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine typische Kretschmann-Geometrie,
Fig. 2 Ausführungsformen eines prinzipiellen Aufbaus des
erfindungsgemäßen Sensorsystems,
Fig. 3 die Zuordnung eines einzelnen SPR-fähigen
Sensorelements zu den Pixeln eines CCD-Arrays,
Fig. 4 die prinzipiellen Möglichkeiten der Eliminierung
des Lichtes an den nicht gewünschten Stellen der
Sensorsystems,
Fig. 5 eine Strukturkante zur Führung des Flüssigkeits-
Transferpins,
Fig. 6 ein Sensorsystem mit Abstandhaltern oder Kavitäten,
Fig. 7 eine Prinzip-Skizze der Scheimpflug-Methode zur
scharfen Abbildung des Sensorfeldes auf einen
Detektor,
Fig. 8 eine Strahlengang-Anordnung mit telezentrischer
Abbildung und paralleler Beleuchtung zur Vermeidung
von Abbildungsverfälschungen,
Fig. 9 einen Ausschnitt aus dem Bild eines Sensorsystems,
und
Fig. 10 ein aus 5 Pixeln erhaltenes Spektrum.
Um eine Vielzahl von Proben untersuchen zu können, wird in
dem erfindungsgemäßen Sensor die Oberfläche der
probentragenden Sensoreinheit in Felder unterteilt bzw.
strukturiert und auf jedem Feld bzw. jeder Sensorfläche
vorzugsweise eine andere Probe immobilisiert. Jedes dieser
Felder wird anschließend räumlich getrennt von den anderen
auf einem Detektor nachgewiesen.
Im Rahmen der Erfindung gelangt vorteilhaft eine
probentragende Sensoranordnung zum Einsatz, die eine
Probenbelegung mit Hilfe von kommerziell erhältlichen
Spotting-Robotern erhält. Bei der Spotting-Technik werden die
Proben mittels Transferpins oder Mehrfachpipettierern von
einer Mikrotiterplatte auf die Sensorplatte transferiert.
Dazu werden die Transferpins in die Probenflüssigkeit
getaucht - der an der Spitze des Transferpins haftende
Tropfen mit Probeflüssigkeit wird dann auf einem Sensorfeld
des Biochips abgesetzt. Durch Variieren der Pingrösse können
unterschiedliche Probenvolumina transferiert werden.
Der Substanzverbrauch zur Beschichtung eines Sensorfeldes
liegt bei den Spottingtechniken im Nanoliterbereich -
verglichen mit ca. 5 µl für einen wie in WO 99/60382
beschriebenen Sensorfinger im 1536er MTP-Format.
Fig. 2 zeigt den prinzipiellen Aufbau des erfindungsgemäßen
Sensorsystems.
Um eine kostengünstige Strukturierung zu ermöglichen, ist es
vorteilhaft, nicht die strahlenführende Komponente 20
(vorzugsweise ein Prisma) direkt zu strukturieren (Fig. 2a),
sondern stattdessen eine probentragende Sensoreinheit 10
einzufügen, die dann auf das Prisma gelegt wird (Fig. 2b und
c). Die Sensoreinheit besteht aus einem planaren, optisch
durchlässigen Träger, bevorzugt einer strukturierbaren
Glasplatte (die im folgenden auch als Biochip bezeichnet
wird). Die Platte kann jedoch auch aus einem geeigneten
Kunststoff bestehen.
Außerdem ist es möglich, den Biochip getrennt vom optischen
Strahlengang zu betrachten, wodurch ein Gerät (Reader)
bereitgestellt werden kann, bei dem die optische
Detektionsstrecke bereits justiert ist, und der Biochip zum
Auslesen einfach auf das Prisma gelegt wird.
Auf diesen Biochip werden Trennmittel 110, z. B. in Form einer
strukturierbaren absorbierenden Schicht (Lack, gebondetes Si,
Polymer o. ä.) aufgebracht, um die Sensorfelder 120 zu
erzeugen.
Das Licht tritt senkrecht in das linke Seitenfenster des
Prismas ein. Damit das unter SPR-Bedingungen eingestrahlte .
Licht 40 (d. h. dass der Einfallswinkel ϑSPR oberhalb der
Totalreflexion liegt) nicht an der Grenzfläche der
Prismenoberfläche 210 zum Luftspalt vor dem Biochip 10
reflektiert wird, (wie bei SPR-Messungen üblich) wird dieser
mit Hilfe von Indexanpassungsflüssigkeit bzw.
Indexflüssigkeit 30 in Kontakt mit dem Prisma 20 gebracht.
Deshalb dringt das Licht durch die Indexflüssigkeit 30 und in
die darüber befindliche Glasplatte ein und wird erst an der
mit Gold beschichteten Oberseite reflektiert. Ein Beispiel
für eine Indexflüssigkeit ist Ölsäure bzw. eine Ölsäure
enthaltende Mischung.
Für den Fall, dass die Probenbelegung auf den Sensorfeldern
durch die Spotting-Technik erfolgt, ist es notwendig, dass
die Flüssigkeit in Tropfenform auf dem Sensorfeld fixiert
wird, um ein Übersprechen zum Nachbarfeld zu vermeiden. Dazu
können Kavitäten auf der Platte erzeugt werden, die den
Kavitäten einer Mikro- oder Nanotiterplatte ähnlich sind.
Es sei bemerkt, dass die Fig. 2 nur ein Beispiel einer
Anordnung von SPR-Sensorflächen zeigt. Die gezeigten
Sensorflächen müssen nicht rechteckig sein, sondern können
eine beliebige Form haben. So ist es in manchen Anwendungen
vorteilhaft, wenn die Sensorflächen eine runde oder ovale
Form haben. Auch müssen nicht alle Sensorflächen des Rasters
die gleiche Form und/oder Größe haben, obwohl dies
vorzuziehen ist.
Es sei auch bemerkt, dass die Abbildung der Fig. 2 nur
schematisch ist. Bei realen Sensoranordnungen nach der
Erfindung ist es möglich Dichten an Sensorflächen von mehr
als 10000 Sensorflächen pro cm2 zu erreichen, was sehr
vorteilhaft ist im Hinblick auf schnelle und effiziente
Messungen, bei welchen eine große Zahl von Proben
gleichzeitig gemessen werden kann, unter Einsatz von sehr
kleinen Probenvolumina. Die Sensorflächendichte sollte dabei
mindestens 100, besser 1000 Sensorflächen pro cm2 betragen.
Dies ist ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung
gegenüber dem Artikel von B. P. Nelson et al., da dort nur
sehr große Sensorflächen von 500 × 500 µm möglich waren.
Nun soll die Lichtintensität von jedem goldbeschichteten
Sensorfeld 120 optisch getrennt von den Nachbarfeldern
nachgewiesen werden. Dies wird dadurch realisiert, dass die
Sensoroberfläche auf einen ortsauflösenden Detektor
abgebildet wird. Damit auf dem detektierten Bild 510 (Fig. 3)
die Sensorfelder mit gutem Kontrast getrennt sichtbar werden,
sollte das an den Zwischenbereichen 110 ankommende Licht in
möglichst starkem Maß absorbiert, weggestreut oder in eine
andere als der Detektionsrichtung weggeleitet werden. Erst
dieser Kontrast zwischen Sensorbereich und Berandung erlaubt
es, eine Zuordnung von Pixelbereichen 121 im Bild 510 zu
einem Sensorfeld 120 zu definieren. Über die Pixel eines
Bereiches im Bild wird während der Datenaufnahme summiert, so
dass bei guter Absorption der Zwischenbereiche 110 auch die
Spektren für die Sensorfelder 120 aussagekräftiger werden,
weil der Untergrund, der ja kein SPR-Signal trägt, minimiert
wird.
Eine Justierung des Systems ist also auf einfache Weise
möglich, da zunächst die Sensoranordnung (mit oder ohne
Proben auf den Sensorflächen) in das Messsystem eingelegt
wird, und dann eine Abbildung mit Strahlung einer beliebigen
Einstrahlungsbedingung (d. h. beliebigen Winkels oder
beliebiger Wellenlänge - siehe auch Fig. 1) gemacht wird,
wobei der Kontrast eine Unterscheidung der einzelnen
Sensorflächen voneinander, bzw. der Sensorflächen von den
Trennmitteln gestattet.
Fig. 4 zeigt einige prinzipielle Möglichkeiten der
Eliminierung des Lichtes an den nicht gewünschten Stellen.
In Fig. 4a wird eine strukturierbare, absorbierende Schicht
115 (Lack, gebondetes Si, Polymer o. ä.) auf die Glasplatte 10
aufgebracht, um die Sensorfelder 120 zu erzeugen. Diese
Schicht ist vorzugsweise nicht SPR-fähig. Danach erfolgt die
Beschichtung mit Gold 125 (oder jedem anderen SPR-geeigneten
Material), so dass das Licht an den Stellen 110, an denen
die absorbierende Schicht befindlich ist, nicht bis zum Gold
vordringen kann. Das Gold bzw. allgemein ein Metall wird
mittels bekannter Abscheidetechniken aufgebracht, z. B.
Aufdampfen oder Sputtern. Die Absorption erfolgt hier an der
Grenzfläche zur strukturierten Schicht hin. Es ist
vorteilhaft, die Goldschicht als letztes aufzubringen, da sie
so am wenigsten mechanischer Beanspruchung ausgesetzt wird.
Mit dieser Methode ist allerdings keine vollständige
Absorption des Lichtes zu erzielen, da immer ein Teil des
Lichtes an der Grenzfläche reflektiert wird.
Eine zweite Möglichkeit das Licht zu eliminieren ist in Fig.
4b dargestellt. Hier wird ein Polymer 116 mit einem gleichen
oder etwas höheren Brechungsindex als der des Glasträgers 10
benutzt (z. B. 0.08). Allgemein ist ein
Brechungsindexunterschied von 0 bis 0.1 geeignet. Dadurch
kann das Licht mit wenigen Prozent Reflexionsverlust in
diesen Polymerbereich 116 eindringen. Auf der Seite zum Gold
hin wird das Licht zwar überwiegend reflektiert, kann aber
dann nur sehr uneffektiv zurück in den Glasträger 10
eindringen, weil der Brechungsindex höher und der Winkel nahe
der Totalreflexion ist. Nach 1-2 Reflexionen innerhalb der
Polymerschicht tritt das Licht auf einer Seitenkante der
strukturierten Schicht aus, da der Winkel hier weit unterhalb
des Totalreflexionswinkels ist. Die Polymerschicht wirkt in
dieser Anordnung als Licht(ab)leiter. Wichtig bei der
Funktion dieses Prinzips ist jedoch, dass die Schicht 116
vorzugsweise so dick dimensioniert ist, dass nicht mehr als
1-2 Reflexionen zur Glasplatte 10 auftreten, da hier immer
wieder ein Teil des Lichtes zurück in das Glas eindringt.
Eine weitere Möglichkeit zur Eliminierung des Lichtes besteht
in einer Kombination der in Fig. 4a und Fig. 4b dargestellten
Möglichkeiten (Fig. 4c). Hier wird ebenfalls ein Polymer 117
aufstrukturiert, das einen Brechungsindex leicht oberhalb des
Glasträgers 10 (möglichst nur wenige Hundertstel) aufweist.
Daher dringt das Licht bis auf wenige Promille in diese
Schicht ein. Zusätzlich befinden sich bei dieser Methode in
dem Polymermaterial lichtabsorbierende Substanzen, z. B.
Kohlenstoff bzw. Graphit. Durch diese Materialwahl erfährt
das Licht einen Wegleitungsmechanismus (ähnlich dem in Fig.
4b), verstärkt jedoch um die Absorption durch die Substanzen
auf dem Lichtweg durch das Polymer. Dadurch erhält man eine
deutliche Verbesserung der Lichtelimination, verglichen mit
den beiden oben aufgeführten Methoden.
Die Strukturierung der Schicht hat außer der Lichtelimination
vorzugsweise noch weitere Funktionen beim Aufbringen der
Probenflüssigkeit. Die Kante 111 der Polymerstruktur dient
der Führung des Flüssigkeits-Transferpins 200, der den
Flüssigkeitstropfen 210 auf dem Sensorfeld 120 absetzt (Fig.
5a und 5b).
Eine weitere Eigenschaft des aufstrukturierten Gitters bzw.
Rasters ist die Oberflächenbeschaffenheit. Die glatte
hydrophobe Oberfläche der Seiten 112 dient zusätzlich als
Fixierung des Flüssigkeitstropfens 211 und bewahrt vor
Übersprechen der Lösung zum Nachbarfeld. Dieser Effekt kann
verstärkt werden, indem die strukturierenden Bereiche nicht
mit Gold, sondern z. B. mit Teflon beschichtet werden, und
damit zusätzliche hydrophobe Flächen 118 geschaffen werden
(Fig. 5c), die das Halten von größeren Flüssigkeitsmengen 212
als dem Volumen der Vertiefung ermöglicht. Eine weitere
Möglichkeit, zusätzliche hydrophobe Flächen zu schaffen,
besteht darin, die Goldschicht chemisch zu hydrophobisieren.
Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass diese
Bereiche der Goldschicht, die nicht die Sensoroberfläche
bilden, mit Alkylthiolen beschichtet werden, die eine dichte
selbst-assemblierende Monoschicht ausbilden.
Vorzugsweise sind die Sensorfelder in einem ganzzahligen
Bruchteil eines beliebigen Mikrotiter-Formats anordenbar, um
den parallelen Probentransport von einer Mikrotiterplatte mit
einem Transfertool zur Sensorplatte zu erleichtern. Durch die
Bruchteilbildung sind Sensorabstände bis in den Bereich von
einigen 10 µm realisierbar. Die Form der Sensorfelder kann
quadratisch, rechteckig oder rund sein, wobei die Ausdehnung
in Richtung der Lichtausbreitung noch so groß sein sollte,
dass die Ausbildung von Plasmonenwellen nicht eingeschränkt
wird (ebenfalls einige 10 µm). Der bevorzugte Flächenbereich
eines Sensorfeldes liegt bei 102 bis 108 µm2.
Zur Messung wird das mit einem Interaktionspartner
beschichtete SPR-Sensorfeld mit der zu charakterisierenden
Probe (z. B. Proteinlösung) in Kontakt gebracht. Dazu ist es
vorteilhaft, eine Küvettenumrandung 150 um den Biochip
anzubringen (Fig. 6a), die ein Einfüllen von
Probenflüssigkeit 160 ermöglicht und außerdem vor der
Kontamination mit Indexflüssigkeit schützt. Diese sogenannte
"One-Well"-Konstruktion der Sensorplatte ermöglicht außerdem,
sämtliche Schritte für die Präparation der Goldschichten
(Reinigung, Vorbeschichtung etc.) parallel durchzuführen.
Zur Messung genügt es, die SPR-fähigen Metallbereiche mit der
Probe vollständig zu benetzen. Daher kann ein Kapillarspalt
170 über der Sensorplatte 100 mit Hilfe von Abstandshaltern
180 und einer Glasplatte 190 erzeugt werden, um die
erforderliche Flüssigkeitsmenge zu minimieren (Fig. 6b). Die
Befüllung des Kapillarspaltes sollte möglichst blasenfrei
erfolgen.
Die Sensorplatte kann außerdem mittels einer strukturierten
Deckplatte, die mit kapillarspaltbildenden Erhebungen sowie
Ausnehmungen versehen ist und auf die Sensorplatte gelegt
wird, in Teilbereiche unterteilt werden, wie dies z. B. in
WO 99/56878 offenbart ist und auf dessen vollständigen Inhalt
hiermit Bezug genommen wird. Diese Teilbereiche können mit
unterschiedlichen Proben befüllt werden, wobei die Befüllung
durch Kapillarkräfte erfolgt.
Als weitere Ausführungsform sind Felder mit tiefen Kavitäten
ähnlicher Dimension wie Mikrotiterplatten möglich (Fig. 6c),
bei denen dann jedes Sensorfeld mit einer anderen Lösung 160
gemessen werden kann. (MTP-Platte mit Glas-Goldboden). In
diesem Falle besteht die Sensorplatte aus einer
sensorflächenbildenden Goldschicht 125 auf einem planaren
Träger 10 mit Trennmitteln 119. Auch bei dieser
Ausführungsform ist eine Küvettenumrandung sinnvoll.
Eine Variante der Herstellung der oben beschriebenen
Sensorplatten (Biochips) besteht in der Möglichkeit, Polymere
in dünnen Schichten z. B. durch Aufschleudern auf ein Substrat
herzustellen. Die in gelöster, nicht ausgehärteter Form
vorliegenden Polymere (z. B. PMMA, Polycarbonat, UV-härtende
Klebstoffe, Photolacke oder siliziumhaltige Polymere
(Cyclotene oder ORMOCERE)) werden auf das Glasträgermaterial
aufgeschleudert oder vergossen. Um den Effekt der Absorption
innerhalb der lichtleitenden Schicht zu erhalten, werden dem
Polymer lichtabsorbierende Substanzen (z. B. Graphit oder
Farbstoffe) zugesetzt, die im Wellenlängenbereich der SPR
absorbieren (z. B. bei Gold oberhalb 500 nm), jedoch die
Fotostrukturierbarkeit im UV nicht beeinflussen. Die
Brechzahl des aufzutragenden Polymers sollte etwas größer
sein als die des Glasträgers, damit der licht-wegleitende
Effekt wie oben beschrieben eintritt. Zusätzlich sollte die
Brechzahl des Glasträgers kompatibel mit dem SPR-Effekt sein.
Bei Verwendung UV-härtender Polymere erfolgt nach dem
gleichmäßigen Schichtauftrag ein Herauslösen der
unbelichteten Bereiche, so dass Sensorfelder in Form von
freien Bereichen auf dem Glasträger erhalten bleiben. Der
Miniaturisierung der Sensorbereiche ist nur dadurch eine
Grenze gesetzt, dass die Ausbildung von Oberflächenplasmonen
noch möglich ist. Andere Polymere können durch
Siebdrucktechnik, Lift-off-Verfahren und physikalisch-
chemische Abscheidetechniken, oder andere
Replikationstechniken in die gewünschte Sensorfeldstruktur
(z. B. ein Rasterfeld) gebracht werden.
Nach der Strukturierung der Sensorfelder wird eine geeignete
Küvettenumrandung aus einem Kunststoff aufgeklebt. Danach
wird die gesamte Sensorplatte mit einer haftvermittelnden
Schicht sowie mit einer SPR-fähigen Goldschicht bedampft.
Dadurch erhält man die SPR-fähigen Sensorfelder an den
Stellen, an denen kein Polymer zwischen Gold und Glas
befindlich ist.
Ebenso wie für die Polymere beschrieben, lassen sich auch
Lacke (z. B. Epoxydharze) mit UV-Licht fotostrukturieren, die
im sichtbaren und IR-Bereich absorbieren.
Zwischen dem Prisma und der Sensorplatte ist ein optischer
Vermittler (vorzugsweise Indexflüssigkeit) erforderlich, um
die Sensorplatte dem Licht zugänglich zu machen.
Typischerweise wird Immersionsöl für diese Problematik
benutzt. Es ist aber auch denkbar, ein Polymer oder ein Gel
als optischen Vermittler einzusetzen. Die Schicht mit
Indexflüssigkeit sollte dicker sein als die Kohärenzlänge des
Lichtes, um Interferenzen zu vermeiden. Bei thermischem Licht
sind einige 100 µm ausreichend. Bevorzugt erfolgt eine
Befüllung mittels Kapillarkräften, wobei ein Kapillarspalt
mit geeigneten Abstandshaltern zwischen Sensorplatte und
Prisma erzeugt wird. Dabei ist darauf zu achten, dass
möglichst keine Luftblasen eingeschlossen werden, da
ansonsten der darüber befindliche Bereich auf der
Sensorplatte optisch nicht zugänglich ist.
Prinzipiell gibt es mehrere Möglichkeiten, die SPR-
Sensorfelder optisch auszulesen. Bei sequentiellen Verfahren
könnte ein Lichtstrahl ein Feld nach dem anderen abrastern,
ähnlich wie in einem Laserscanner zur Materialbearbeitung.
Stattdessen könnte auch die Sensorplatte auf dem Prisma mit
Hilfe eines x-y-Verschiebetisches bewegt werden, um immer nur
ein Sensorfeld in den Erfassungsbereich eines dünnen
Lichtstrahls zu bringen.
Möglich ist auch ein zeilenweises Vorgehen, bei dem ein
ortsauflösender Detektor Verwendung findet, in dessen einer
Ortsrichtung die Lage des Streifens und in der zweiten
Dimension die Wellenlängen- oder die Winkelabhängigkeit des
Spektrums abgebildet wird. Um den Array auszulesen, müsste
dann das Sensorfeld mit einem x-Verschiebetisch durch den
zeilenförmigen Auslesebereich geschoben werden.
Außerdem ist auch eine zweidimensionale Abbildung der
Sensorfläche auf einem ortsauflösenden Detektor möglich. Hier
wird bei einer Variation des Winkels oder der Wellenlänge
jeweils ein neues Bild detektiert. Aus dieser Serie von
Bildern bei unterschiedlichen Winkeln oder Wellenlängen wird
für jedes einzelne Sensorfeld ein Spektrum konstruiert, indem
die Intensitätssumme über den dem Sensorfeld zugeordneten
Pixelbereich gebildet wird (wie in WO 00/31515 beschrieben).
Vorzugsweise wird das Wellenlängenspektrum gewählt, weil so
mit Hilfe von chromatisch korrigierter Optik eine ortsfeste
Abbildung (auch bei unterschiedlichen Wellenlängen)
ermöglicht wird. Im Gegensatz dazu benötigt man für den Fall
einer winkelabhängigen Erfassung des Spektrums bewegende
Elemente (Goniometer), wodurch das Erzielen einer ortsfesten
Abbildung deutlich erschwert wird (denn der
Betrachtungswinkel wird ständig geändert). Eine Wanderung der
Sensorbereiche im Bild 510 (siehe Fig. 3) kann jedoch bei
dieser winkelabhängigen Meßmethode durch numerische Verfahren
der Bildverarbeitung berücksichtigt werden.
Versucht man auf dem Prisma einen zweidimensionalen Array
anzuordnen, so muß man dieses Sensorfeld unter dem SPR-Winkel
ϑSPR (der bei Gold ca. 65°-85° beträgt) auf einen Detektor
abbilden. Eine scharfe Abbildung ist mit der Scheimpflug-
Methode, bei der das Objekt (Boden der Küvette 150) als auch
die Detektorebene 500 gegenüber der optischen Achse des
abbildenden Objektivs 490 geneigt sind (siehe Prinzip-Skizze
Fig. 7). Zum einen entstehen jedoch dadurch auf dem Bild die
aus der Fotografie bekannten "stürzenden Linien" in der
Richtung, in der das Objekt gekippt ist, und äquidistante
Linien in der Richtung senkrecht dazu werden im Bild zu
parallelen Linien mit zunehmendem Abstand. Dadurch wird eine
Auswertung des Bildes mit einem rechtwinkligen Gitter
erschwert.
Diese Abbildungsverfälschungen lassen sich in einem
Strahlengang mit telezentrischer Abbildung und paralleler
Beleuchtung (vgl. WO 00/31515) vermeiden (Fig. 8). Hier wird
monochromatisches Licht mit einem Teleskop bestehend aus den
achromatischen Linsen 420 und 425 aufgeweitet und
parallelisiert (zur vollständigen Ausleuchtung des
Sensorfeldes). Eine Spalt-Blende 430 reduziert den
Strahlquerschnitt auf eine rechteckige Form, die zur
Beleuchtung des Eintrittsfensters des Prismas 20 benötigt
wird. An dem SPR-fähigen strukturierten Boden der oben
beschriebenen Küvette 150 wird das Licht unter dem SPR-Winkel
reflektiert. Ein zweites Teleskop aus Achromat 440 und
Objektiv 460 bildet den SPR-Küvettenboden in einem geeigneten
Maßstab auf den CCD-Detektor 500 ab. Damit die Abbildung über
die ganze Fläche fokussiert ist, wird der CCD-Chip gegen die
optische Achse gekippt. Durch die telezentrische Abbildung
wird aus einem rechtwinkligen Gitter auf dem Sensorfeld auch
ein rechtwinkliges Bild auf dem Detektor erhalten. Wegen des
großen SPR-Winkels erscheint das Bild der Sensorplatte in der
Dimension, in der das Objekt gegenüber der opt. Achse gekippt
ist, jedoch um den Faktor 1/cos(ϑSPR) gestaucht (siehe auch
Fig. 9). Um dieses Problem zu lösen sind folgende Methoden
anwendbar:
- 1. Das Gitter des Sensorfeldes hat in der Richtung, die später gekippt abgebildet wird, einen größeren Gitterabstand als in der Richtung senkrecht dazu.
- 2. Ein anamorphotischer Objektiv-Vorsatz 450, ähnlich denen in der Kinotechnik verwendeten, kompensiert die Verzerrung in der einen Richtung.
- 3. Eine Kombination von 1. und 2. wird benutzt, um im Gesamten eine Abbildung zu erhalten, in der die Sensorfelder in beiden Bildrichtungen ausreichend aufgelöst sind.
Zur Aufnahme von Wellenlängenspektren wird das Licht der
Lichtquelle 400 mit einer Optik 405 in einen Monochromator
410 eingekoppelt (Der Strahlengang in Fig. 8 ist nur der
Übersichtlichkeit wegen in gestreckter Form gezeigt, in einem
alternativen Aufbau kann mit Hilfe von Spiegeln der
Strahlengang gefaltet werden, um einen kompakteren Aufbau zu
erhalten). Der Monochromator wird über einen PC 600
gesteuert, der auch die Bilder der CCD einlesen kann. Für
jede Wellenlänge wird nun ein Bild aufgenommen und daraus
durch Summenbildung über Pixelbereiche ein Intensitätswert
für jedes Sensorfeld erhalten. Durch Verstellen des
Monochromators wird sukzessive ein Intensitätsspektrum für
jedes Sensorfeld erhalten, das aufgrund der Plasmonenresonanz
einen Verlauf wie in Fig. 1b zeigt.
Aufgrund der Möglichkeit sehr kleine Sensorflächen zu
schaffen, und auch der Möglichkeit eine genaue Justierung
bzw. Identifizierung der Sensorflächen in einer
ortsauflösenden Abbildung zu erzielen, kann die Anordnung so
aufgebaut werden, dass jedem Sensorfeld nur eine geringe Zahl
von Pixeln in der Abbildung zugeordnet wird, nämlich weniger
als zehn, vorzugsweise fünf oder weniger.
Fig. 9a zeigt einen Ausschnitt (200 × 150 Pixel) aus dem Bild
einer Sensorplatte mit der Rasterweite 562,5 µm × 1125 µm, das
mit einer optischen Anordnung wie im letzten Abschnitt
beschrieben erhalten wurde. Die Größe der quadratischen
Sensorfelder beträgt 280 × 280 µm. Mit diesen Dimensionen lassen
sich ca. 12000 Sensorfelder auf der Fläche einer
Mikrotiterplatte unterbringen. Die Strukturierung der
Sensorplatte wurde mit Ormocer durchgeführt, dem Graphit
beigemischt wurde. Die Dicke dieser Schicht betrug ca. 50 µm.
Die Abbildung erfolgt auf einen CCD-Chip mit einer Größe von
1024 × 1280 Pixeln. Die Vergößerung (Fig. 9b) zeigt, dass zur
Detektion des Reflexionsspektrum eines Sensorfeldes etwa 5
Pixel zur Verfügung stehen.
Ein aus 5 Pixeln erhaltenes Spektrum ist in Fig. 10 zu sehen.
Hier ist die Transmission des Monochromators noch überlagert.
Die Qualität dieser Spektren lässt auf eine Genauigkeit von 2
10-4 zur Detektion von Brechungsindexänderungen für 12000
Proben innerhalb einer einzigen Messung schließen.
Claims (59)
1. SPR-Sensoranordnung mit
einer Vielzahl von SPR-Sensorflächen (120), welche auf einem Substrat (10, 20) in einem in einer Ebene liegenden zwei-dimensionalen Raster angeordnet sind, wobei die SPR-Sensorflächen (120) parallel zu der Ebene sind, und wobei Strahlung, welche unter bestimmten physikalischen Bedingungen Oberflächenplasmonen in den SPR-Sensorflächen (120) anregen kann, durch das Substrat (10, 20) geführt werden kann, um von den SPR- Sensorflächen reflektiert zu werden,
Trennmitteln (110) zur Trennung der einzelnen SPR- Sensorflächen (120) von den jeweils benachbarten SPR- Sensorflächen (120),
dadurch gekennzeichnet, dass
die Trennmittel (110) und die SPR-Sensorflächen (120) so beschaffen sind, dass zumindest außerhalb des Auftretens einer Oberflächenplasmonen-Resonanz in den SPR- Sensorflächen (120) die durch das Substrat (10, 20) geführte Strahlung (40) im Bereich der Trennmittel in einem anderen Maß reflektiert wird als im Bereich der SPR-Sensorflächen (120), um zumindest außerhalb des Auftretens einer Oberflächenplasmonen-Resonanz in den SPR-Sensorflächen (120) in der von den SPR-Sensorflächen (120) und den Trennmitteln (110) reflektierten Strahlung einen Kontrast zwischen den Trennmitteln (110) und den SPR-Sensorflächen (120) zu schaffen.
einer Vielzahl von SPR-Sensorflächen (120), welche auf einem Substrat (10, 20) in einem in einer Ebene liegenden zwei-dimensionalen Raster angeordnet sind, wobei die SPR-Sensorflächen (120) parallel zu der Ebene sind, und wobei Strahlung, welche unter bestimmten physikalischen Bedingungen Oberflächenplasmonen in den SPR-Sensorflächen (120) anregen kann, durch das Substrat (10, 20) geführt werden kann, um von den SPR- Sensorflächen reflektiert zu werden,
Trennmitteln (110) zur Trennung der einzelnen SPR- Sensorflächen (120) von den jeweils benachbarten SPR- Sensorflächen (120),
dadurch gekennzeichnet, dass
die Trennmittel (110) und die SPR-Sensorflächen (120) so beschaffen sind, dass zumindest außerhalb des Auftretens einer Oberflächenplasmonen-Resonanz in den SPR- Sensorflächen (120) die durch das Substrat (10, 20) geführte Strahlung (40) im Bereich der Trennmittel in einem anderen Maß reflektiert wird als im Bereich der SPR-Sensorflächen (120), um zumindest außerhalb des Auftretens einer Oberflächenplasmonen-Resonanz in den SPR-Sensorflächen (120) in der von den SPR-Sensorflächen (120) und den Trennmitteln (110) reflektierten Strahlung einen Kontrast zwischen den Trennmitteln (110) und den SPR-Sensorflächen (120) zu schaffen.
2. SPR-Sensoranordnung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass die Trennmittel (110) und die SPR-
Sensorflächen (120) so beschaffen sind, dass zumindest
außerhalb des Auftretens einer Oberflächenplasmonen-
Resonanz in den SPR-Sensorflächen (120) die durch das
Substrat (10, 20) geführte Strahlung (40) im Bereich der
Trennmittel weniger stark reflektiert wird als im
Bereich der SPR-Sensorflächen (120)
3. SPR-Sensoranordnung nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, dass die Trennmittel (110) und die SPR-
Sensorflächen (120) so beschaffen sind, dass auch beim
Auftreten einer Oberflächenplasmonen-Resonanz in den
SPR-Sensorflächen (120) die durch das Substrat (10, 20)
geführte Strahlung (40) im Bereich der Trennmittel
weniger stark reflektiert wird als im Bereich der SPR-
Sensorflächen (120).
4. SPR-Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die Trennmittel (110) ein
Kontrastbildungsmaterial umfassen, das nicht SPR-fähig
ist.
5. SPR-Sensoranordnung nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, dass das Kontrastbildungsmaterial in
direktem Kontakt mit dem Substrat (10, 20) ist.
6. SPR-Sensoranordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch
gekennzeichnet, dass das Kontrastbildungsmaterial eine
absorbierende Metall- oder Halbeleiterschicht oder ein
Polymer ist.
7. SPR-Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass das
Kontrastbildungsmaterial einen Brechungsindex hat, der
größer oder gleich dem Brechungsindex des Substrats (10,
20) ist.
8. SPR-Sensoranordnung nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, dass der Brechungsindex des
Kontrastbildungsmaterials um höchstens 0.1 größer ist
als der Brechungsindex des Substrats (10, 20).
9. SPR-Sensoranordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch
gekennzeichnet, dass die Höhe und Breite einer aus dem
Kontrastbildungsmaterial bestehenden Schicht so bestimmt
ist, dass ein aus dem Substrat (10, 20) in die Schicht
gebrochener Strahl höchstens zwei mal an der von der
Substratoberfläche abgewandten Seite der Schicht zum
Substart (10, 20) zurückreflektiert wird.
10. SPR-Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass das
Kontrastbildungsmaterial mit einem Material versetzt
ist, das strahlungsabsorbierend wirkt.
11. SPR-Sensoranordnung nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, dass das strahlungsabsorbierende
Material Kohlenstoff oder ein Farbstoff ist.
12. SPR-Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, dass bezüglich der
Substratoberfläche die Trennmittel (110) gegenüber den
SPR-Sensorflächen (120) Erhebungen (115, 116, 117)
bilden.
13. SPR-Sensoranordnung nach Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, dass die zur Substratoberfläche
parallele Oberseite der Trennmittel (110) eine Schicht
umfasst, die das gleiche SPR-fähige Material umfasst,
das die SPR-Sensorflächen (120) bedeckt.
14. SPR-Sensoranordnung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch
gekennzeichnet, dass die Höhendifferenz der Trennmittel
(110) gegenüber den SPR-Sensorflächen (120)
0.05 bis 5 mm beträgt.
15. SPR-Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, dass die Flanken (112) der
Trennmittel (110), welche jeweilige SPR-Sensorflächen
(120) einfassen, eine hydrophobe Oberfläche aufweisen.
16. SPR-Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, dass die zur Substratoberfläche
parallele Oberseite (118) der Trennmittel (110) eine
hydrophobe Oberfläche aufweist.
17. SPR-Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (10, 20) ein
Prisma (20) aus Glas oder Kunststoff ist.
18. SPR-Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (10, 20) eine
Platte (10) aus Glas oder Kunststoff ist.
19. SPR-Sensoranordnung nach Anspruch 18, dadurch
gekennzeichnet, dass die Platte (10) auf einem Prisma
(20) angebracht ist.
20. SPR-Sensoranordnung nach Anspruch 19, dadurch
gekennzeichnet, dass eine Brechungsindex-
Anpassungsschicht (30) angebracht ist zwischen der
Platte (10) und dem Prisma (20).
21. SPR-Sensoranordnung nach Anspruch 20, dadurch
gekennzeichnet, dass die Brechungsindex-
Anpassungsschicht (30) flüssig ist und vorzugsweise
Ölsäure umfasst.
22. SPR-Sensoranordnung nach Anspruch 21, dadurch
gekennzeichnet, dass die SPR-Sensoranordnung so
ausgebildet ist, dass die Brechungsindex-
Anpassungsschicht (30) mittels von Kapillarkräften
zwischen der Platte (10) und dem Prisma (20) eingefüllt
wird.
23. SPR-Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 18 bis 22,
dadurch gekennzeichnet, dass entlang des Umfangs der
Platte (10, 100) eine Umrandung (150) angebracht ist, so
dass eine Probenflüssigkeit (160) auf der Platte
gehalten werden kann.
24. SPR-Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 18 bis 22,
dadurch gekennzeichnet, dass Abstandshalter (180) auf
der Platte (10, 100) vorgesehen sind, welche eine zweite
Platte (190) tragen, um einen Kapillarspalt (170) zu
bilden, der mit Probenflüssigkeit gefüllt werden kann.
25. SPR-Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 24,
dadurch gekennzeichnet, dass sich mindestens 100 SPR-
Sensorflächen/cm2 in der Ebene befinden, vorzugsweise
mindestens 10000 Sensorflächen/cm2.
26. SPR-Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 25,
dadurch gekennzeichnet, dass die SPR-Sensorflächen oval
oder kreisförmig sind.
27. Verfahren zur Herstellung einer SPR-Sensoranordnung nach
Anspruch 1, umfassend die Schritte:
Bildung bzw. Aufbringen der Trennmittel (110) auf dem Substrat (10, 20), so dass zwischen den Trennmitteln (110) freie Bereiche entstehen, welche SPR-Sensorflächen definieren, und
Aufbringung eines SPR-geeigneten Materials zumindest in den freien Bereichen, um SPR-Sensorflächen (120) zu bilden.
Bildung bzw. Aufbringen der Trennmittel (110) auf dem Substrat (10, 20), so dass zwischen den Trennmitteln (110) freie Bereiche entstehen, welche SPR-Sensorflächen definieren, und
Aufbringung eines SPR-geeigneten Materials zumindest in den freien Bereichen, um SPR-Sensorflächen (120) zu bilden.
28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass
der Schritt der Bildung der Trennmittel (110) den
Schritt umfasst ein Polymer auf der Oberfläche des
Substrats aufzubringen.
29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass
der Schritt der Bildung der Trennmittel (110) die
Schritte umfasst:
Aufbringen eines fotostrukturierbaren Polymers auf der gesamten Oberfläche des Substrats,
Belichten der aufgebrachten Polymerschicht mit einer Maske, welche Bereiche definiert, die zu den Trennmitteln gehören, sowie Bereiche, die zu den SPR- Sensorflächen gehören, und
Bearbeiten der belichteten Polymerschicht, um in den Bereichen, die zu den SPR-Sensorflächen gehören, die Substratoberfläche freizulegen.
Aufbringen eines fotostrukturierbaren Polymers auf der gesamten Oberfläche des Substrats,
Belichten der aufgebrachten Polymerschicht mit einer Maske, welche Bereiche definiert, die zu den Trennmitteln gehören, sowie Bereiche, die zu den SPR- Sensorflächen gehören, und
Bearbeiten der belichteten Polymerschicht, um in den Bereichen, die zu den SPR-Sensorflächen gehören, die Substratoberfläche freizulegen.
30. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass
der Schritt der Bildung der Trennmittel (110) die
Schritte umfasst:
Aufbringen eines Polymers auf der Oberfläche des Substrats in einem zwei-dimensionalen Raster, das die Trennmittel (110) und die SPR-Sensorflächen (120) definiert, und
Aushärten des Polymers.
Aufbringen eines Polymers auf der Oberfläche des Substrats in einem zwei-dimensionalen Raster, das die Trennmittel (110) und die SPR-Sensorflächen (120) definiert, und
Aushärten des Polymers.
31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass
das Polymer mit einer Siebdrucktechnik aufgebracht wird.
32. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass
der Schritt der Bildung der Trennmittel (110) den
Schritt umfasst eine strukturierbare Siliziumschicht auf
das Substrat aufzubringen.
33. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 32, dadurch
gekennzeichnet, dass der Schritt der Aufbringung des
SPR-geeigneten Materials den Schritt des Abscheidens
eines Metalls umfasst.
34. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass
vor dem Abscheiden des Metalls eine haftungsvermittelnde
Schicht aufgebracht wird.
35. Verfahren nach einem der Ansprüche 33 oder 34, dadurch
gekennzeichnet, dass das Metall auf der gesamten
Oberfläche des strukturierten Substrats aufgedampft
wird.
36. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 35,
gekennzeichnet durch den Schritt der Anbringung einer
Umrandung (150) an dem Substrat.
37. Verfahren nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass
die Umrandung (150) angebracht wird nach dem Schritt der
Bildung der Trennmittel (110) und vor dem Schritt der
Aufbringung des SPR-geeigneten Materials.
38. Messanordnung für SPR-Messungen, umfassend
eine SPR-Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 26,
Bestrahlungsmittel (405, 410, 420, 425, 430) zur Leitung der Strahlung, die unter bestimmten physikalischen Bedingungen Oberflächenplasmonen in den SPR- Sensorflächen (120) anregen kann, in das Substrat (10, 20),
Veränderungsmittel (600) zur Veränderung der physikalischen Bedingungen, und
Empfangsmittel (440, 450, 460, 490, 500) zum Empfangen der Strahlung, die von der SPR-Sensoranordnung unter den verschiedenen physikalischen Bedingungen reflektiert wurde.
eine SPR-Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 26,
Bestrahlungsmittel (405, 410, 420, 425, 430) zur Leitung der Strahlung, die unter bestimmten physikalischen Bedingungen Oberflächenplasmonen in den SPR- Sensorflächen (120) anregen kann, in das Substrat (10, 20),
Veränderungsmittel (600) zur Veränderung der physikalischen Bedingungen, und
Empfangsmittel (440, 450, 460, 490, 500) zum Empfangen der Strahlung, die von der SPR-Sensoranordnung unter den verschiedenen physikalischen Bedingungen reflektiert wurde.
39. Messanordnung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet,
dass die bestimmten physikalischen Bedingungen mit dem
Einfallswinkel der Strahlung auf die SPR-Sensorflächen
(120) und/oder der Wellenlänge der Strahlung
zusammenhängen.
40. Messanordnung nach Anspruch 38 oder 39, dadurch
gekennzeichnet, dass die SPR-Sensoranordnung und die
Bestrahlungsmittel (405, 410, 420, 425, 430) so
ausgebildet sind, dass die SPR-Sensorflächen (120) der
SPR-Sensoranordnung sequentiell bestrahlt und detektiert
werden.
41. Messanordnung nach Anspruch 40, gekennzeichnet durch ein
Strahlsteuermittel in den Bestrahlungsmitteln (405, 410,
420, 425, 430), um einen Strahl so zu steuern, dass die
SPR-Sensorflächen (120) der SPR-Sensoranordnung
sequentiell bestrahlt und detektiert werden.
42. Messanordnung nach Anspruch 40, gekennzeichnet durch
einen Verschiebetisch für eine zweidimensionale
Verschiebung in der Ebene der SPR-Sensorflächen (120),
welcher so gesteuert wird, dass die SPR-Sensorflächen
(120) der SPR-Sensoranordnung sequentiell bestrahlt und
detektiert werden.
43. Messanordnung nach Anspruch 38 oder 39, dadurch
gekennzeichnet, dass die Empfangsmittel (440, 450, 460,
490, 500) einen in zwei Dimensionen ortsauflösenden
Detektor umfassen.
44. Messanordnung nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet,
dass ein Verschiebetisch für eine eindimensionale
Verschiebung in der Ebene der SPR-Sensorflächen (120)
vorgesehen ist, um das zweidimensionale Raster der SPR-
Sensorflächen (120) zeilenweise auszulesen.
45. Messanordnung nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet,
dass die Messanordnung so ausgebildet ist, dass die SPR-
Sensorflächen (120) gleichzeitig bestrahlt werden und
das Raster der SPR-Sensorflächen (120) zweidimensional
auf den ortsauflösenden Detektor abgebildet wird.
46. Messanordnung nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet,
dass die Veränderungsmittel (600) so ausgebildet sind,
dass die physikalischen Bedingungen durch die
Veränderung des Werts mindestens eines physikalischen
Parameters geändert werden, und dass Auswertemittel
(600) vorgesehen sind, welche so ausgebildet sind, dass
der Wert des physikalischen Parameters über einen
Wertebereich verändert wird und bei jeder Veränderung
des Werts des physikalischen Parameters eine Abbildung
(510) des Rasters der SPR-Sensorflächen (120)
aufgenommen wird, um ein Intensitätssignal zu gewinnen
für jede SPR-Sensorfläche (120).
47. Messanordnung nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet,
dass die Abbildung (510) auf ein Pixelgitter erfolgt,
und für jede SPR-Sensorfläche (120) das
Intensitätssignal durch Bildung der Intensitätssumme
über einen mit der jeweiligen SPR-Sensorfläche (120) in
Beziehung stehenden Abbildungsbereich (121) gewonnen
wird.
48. Messanordnung nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet,
dass der mit einer SPR-Sensorfläche (120) in Beziehung
stehende Abbildungsbereich (121) zehn oder weniger Pixel
umfasst, vorzugsweise fünf oder weniger.
49. Messanordnung nach einem der Ansprüche 46 bis 48,
dadurch gekennzeichnet, dass der physikalische Parameter
der Einfallswinkel der Strahlung auf die SPR-
Sensorflächen (120) und/oder die Wellenlänge der
Strahlung ist.
50. Messanordnung nach einem der Ansprüche 43 bis 49,
dadurch gekennzeichnet, dass die Bestrahlungsmittel
(405, 410, 420, 425, 430) Mittel (420, 425) zur Bildung
eines Strahls paralleler Strahlung umfassen, um das
Raster der SPR-Sensorflächen (120) auszuleuchten, und
die Empfangsmittel (440, 450, 460, 490, 500) ein
Teleskopelement (440, 450) umfassen, um die von der SPR-
Sensoranordnung reflektierte Strahlung auf den Detektor
abzubilden.
51. Messanordnung nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet,
dass der Detektor eine Empfangsfläche aufweist, welche
gegenüber der optischen Achse gekippt ist.
52. Messanordnung nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet,
dass das Raster der SPR-Sensorflächen (120) rechtwinklig
ist und einen größeren Rasterabstand in einer Richtung
als in der dazu senkrechten Richtung hat, um zumindest
einen Teil der Verzerrung in der Abbildung (510)
auszugleichen, die durch den großen Einfallswinkel der
Strahlung auf die Sensorfläche entsteht.
53. Messanordnung nach Anspruch 51 oder 52, dadurch
gekennzeichnet, dass die Empfangsmittel (440, 450, 460,
490, 500) eine anamorphotische Linse (450) umfassen, um
zumindest einen Teil der Verzerrung in der Abbildung
(510) auszugleichen, die durch die Verkippung der
Empfangsfläche gegenüber der optischen Achse entsteht.
54. Messanordnung nach einem der Ansprüche 43 bis 53,
dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor ein CCD-
Element umfasst.
55. Verfahren zur Justierung einer Messanordnung nach einem
der Ansprüche 38 bis 54, dadurch gekennzeichnet, dass
die SPR-Sensoranordnung mit Strahlung unter solchen
physikalischen Bedingungen bestrahlt wird, dass keine
Oberflächenplasmonen in den SPR-Sensorflächen angeregt
werden, und mit Hilfe des Kontrasts zwischen den SPR-
Sensorflächen (120) und den Trennmitteln (110) die SPR-
Sensorflächen (120) und die Trennmittel in den
Empfangsmitteln (440, 450, 460, 490, 500) voneinander
unterschieden werden, um eine Beziehung zwischen
Sensorflächen und zugehörigen Bereichen in der Abbildung
zu bestimmen.
56. Messverfahren unter Verwendung einer Messanordnung nach
einem der Ansprüche 38 bis 54, dadurch gekennzeichnet,
dass
ein vorbestimmter Stoff auf die dem Substrat (10, 20) abgewandte Oberfläche der SPR-Sensorflächen (120) der SPR-Sensoranordnung aufgebracht wird,
mindestens ein physikalischer Parameter, von welchem die physikalischen Bedingungen abhängen, von welchen das Auftreten von Oberflächenplasmonen in den SPR- Sensorflächen abhängt, über einen vorbestimmten Wertebereich verändert wird, um den Bereich der Oberflächenplasmonen-Resonanz zu überstreichen und ein Spektrum der reflektierten Strahlung für jede SPR- Sensorfläche abhängig von dem physikalischen Parameter aufzunehmen,
auszumessende Proben auf die mit dem vorbestimmten Stoff überzogenen SPR-Sensorflächen gebracht werden,
der mindestens eine physikalische Parameter erneut über den vorbestimmten Wertebereich verändert wird, um erneut ein Spektrum der reflektierten Strahlung für jede SPR- Sensorfläche abhängig von dem physikalischen Parameter aufzunehmen, und
die Verschiebung des Resonanzpunkts in den zwei Spektren für jede SPR-Sensorfläche (120) bestimmt wird, um die auszumessenden Proben zu charakterisieren.
ein vorbestimmter Stoff auf die dem Substrat (10, 20) abgewandte Oberfläche der SPR-Sensorflächen (120) der SPR-Sensoranordnung aufgebracht wird,
mindestens ein physikalischer Parameter, von welchem die physikalischen Bedingungen abhängen, von welchen das Auftreten von Oberflächenplasmonen in den SPR- Sensorflächen abhängt, über einen vorbestimmten Wertebereich verändert wird, um den Bereich der Oberflächenplasmonen-Resonanz zu überstreichen und ein Spektrum der reflektierten Strahlung für jede SPR- Sensorfläche abhängig von dem physikalischen Parameter aufzunehmen,
auszumessende Proben auf die mit dem vorbestimmten Stoff überzogenen SPR-Sensorflächen gebracht werden,
der mindestens eine physikalische Parameter erneut über den vorbestimmten Wertebereich verändert wird, um erneut ein Spektrum der reflektierten Strahlung für jede SPR- Sensorfläche abhängig von dem physikalischen Parameter aufzunehmen, und
die Verschiebung des Resonanzpunkts in den zwei Spektren für jede SPR-Sensorfläche (120) bestimmt wird, um die auszumessenden Proben zu charakterisieren.
57. Messverfahren nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet,
dass der vorbestimmte Stoff mit Hilfe von Spotting-
Technik auf die SPR-Sensorflächen gebracht werden.
58. Messverfahren nach Anspruch 57, dadurch gekennzeichnet,
dass der vorbestimmte Stoff ein kleines organisches
Molekül ist.
59. Messverfahren nach einem der Ansprüche 56 bis 58,
dadurch gekennzeichnet, dass die auszumessenden Proben
biologische Makromoleküle enthalten und ein
Hochdurchsatz-Screening durchgeführt wird.
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2000
- 2000-10-20 DE DE10052165A patent/DE10052165A1/de not_active Ceased
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