DE19937797C1 - Apparatus detecting biomolecular reactions and mass exchange, screening with reflectometric interference spectroscopy, includes beam-splitting layers on wedge-shaped support plate - Google Patents

Apparatus detecting biomolecular reactions and mass exchange, screening with reflectometric interference spectroscopy, includes beam-splitting layers on wedge-shaped support plate

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DE19937797C1 DE1999137797 DE19937797A DE19937797C1 DE 19937797 C1 DE19937797 C1 DE 19937797C1 DE 1999137797 DE1999137797 DE 1999137797 DE 19937797 A DE19937797 A DE 19937797A DE 19937797 C1 DE19937797 C1 DE 19937797C1
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Abstract

Apparatus for detecting biomolecular reactions and mass exchange by screening with reflectometric interference spectroscopy, is new. The apparatus comprises a beam-splitting system (15) of optically active layers (15.1, 15.2) which are applied onto a wedge-shaped support plate (14).

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Nachweis biomolekularer Reaktionen und Wechselwirkungen nach dem Verfahren zur reflektometrischen Interferenzspektroskopie (RlfS-Screening-Verfahren).The invention relates to an arrangement for the detection of biomolecular reactions and Interactions according to the method of reflectometric Interference spectroscopy (RlfS screening method).

Aus der DE 196 15 366 A1 ist ein Verfahren und eine Einrichtung zum Nachweis physikalischer, chemischer, biochemischer und biologischer Reaktionen und Wechselwirkungen bekannt. Danach werden die Wechselwirkungen von Biomolekülen mit biofunktionalisierten Schichten in flüssiger Phase über Weißlichtinterferenz simultan an einer Vielzahl von Proben detektiert. Wesentlich für diese Meßtechnologie sind die Parameter "Nachweis der kleinsten sicher detektierbaren Anlagerung und Stabilität dieses Ausgangssignals über den Anlagerungszeitraum". Bei der Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens, welche in dieser Druckschrift beschrieben ist, wird eine auf einer Substratplatte oder einer Mikrotiterplatte angeordnete Vielzahl von Proben mit Licht einer Lichtquelle über einen Beleuchtungsstrahlengang, in welchem u. a. ein Kollimator, ein Monochromator und Polarisatoren angeordnet sind, beleuchtet. Die Substrat- oder die Mikrotiterplatte sind dabei auf einer keilförmigen Trägerplatte angeordnet, mit welcher ein Meß- und ein Referenzstrahlengang erzeugt wird, welche über nachgeordnete optische Elemente auf ein Detektorarray einer CCD-Kamera gebildet werden.DE 196 15 366 A1 describes a method and a device for detection physical, chemical, biochemical and biological reactions and Interactions known. After that, the interactions of Biomolecules with biofunctionalized layers in the liquid phase White light interference detected simultaneously on a large number of samples. Essential for this measurement technology are the parameters "detection of the smallest sure detectable attachment and stability of this output signal over the Accumulation period ". When establishing the procedure, which described in this document, one on a substrate plate or one Microtiter plate arranged plurality of samples with light from a light source over a Illumination beam path in which u. a. a collimator, a monochromator and Polarizers are arranged, illuminated. The substrate or the microtiter plate are arranged on a wedge-shaped support plate with which a measuring and a Reference beam path is generated, which is based on downstream optical elements a detector array of a CCD camera are formed.

Weiterhin ist dieser Druckschrift zu entnehmen, daß in einer Fokusebene, in welcher der Meß- und Referenzstrahlengang abgebildet werden, eine umschaltbare Blende vorgesehen ist, mit der alternativ diese beiden Strahlengänge auf das Detektorarray abbildbar sind. Zusätzlich wird durch ein Ablenkprisma im Referenzstrahlengang erreicht, daß beide genannten Strahlengänge an einem gleichen Ort auf dem Detektorarray abgebildet werden, wodurch unterschiedliche Empfindlichkeiten der pixelförmigen Empfängerelemente des Arrays ausreferenziert werden. Mit dieser umschaltbaren Blende ist es lediglich möglich, Meß- und Referenzstrahlengang zeitlich unterschiedlich auf dem Array abzubilden, womit jedoch insbesondere kurzzeitige Lichtintensitäts- und Strahlrichtungsschwankungen der Lichtquelle sowie Schwankungen der spektralen Durchlaßcharakteristik des Monochromators nicht eliminiert werden, welche zu größeren Meßunsicherheiten führen können.Furthermore, it can be seen from this publication that in one focal plane, in which the measurement and reference beam path are mapped, a switchable aperture is provided with which these two beam paths alternatively onto the detector array are reproducible. In addition, a deflection prism in the reference beam path achieved that both beam paths mentioned in the same place on the Detector array are mapped, creating different sensitivities of the pixel-shaped receiver elements of the array can be referenced. With this switchable aperture, it is only possible to measure and reference beam path to be mapped onto the array at different times, which means in particular brief light intensity and beam direction fluctuations of the light source as well  No fluctuations in the spectral transmission characteristics of the monochromator are eliminated, which can lead to greater measurement uncertainties.

In Weiterbildung dieser Einrichtung ist in einer Anmeldung Nr. 198 28 547 A1 eine Anordnung zum Nachweis biomolekularer Reaktionen und Wechselwirkungen vorgeschlagen worden, die eine Proben- oder Mikrotiterplatte, eine Weißlichtquelle, eine keilförmige Trägerplatte sowie optische Mittei zur Abbildung eines Meß- und Referenzstrahlenganges auf ein ortsauflösenden Detektorarray einer CCD-Kamera umfaßt. Mindestens eine der optisch wirksamen Oberflächen der Trägerplatte ist dabei mit mindestens einer Antireflexionsschicht belegt. Es sind ferner optische Abbildungselemente vorgesehen, die zur simultanen und überlappungsfreien Abbildung des Meß- und Referenzstrahlenganges auf das ortsauflösende Detektorarray dienen.In further development of this facility is in a registration No. 198 28 547 A1 Arrangement for the detection of biomolecular reactions and interactions have been proposed which use a sample or microtiter plate, a white light source, a wedge-shaped carrier plate and optical medium for imaging a measurement and Reference beam path on a spatially resolving detector array of a CCD camera includes. At least one of the optically effective surfaces of the carrier plate is present coated with at least one anti-reflection layer. They are also optical Imaging elements are provided for simultaneous and overlap-free Mapping of the measuring and reference beam path onto the spatially resolving one Serve detector array.

Die Basis für die Messung der Anlagerungsprozesse bildet bei dieser Anordnung und dem damit durchgeführten Verfahren das im reflektierten Licht von dem Schichtsystem auf der den Proben zugewandten Fläche der Trägerplatte erhaltene RlfS-Spektrum. Die Grenzflächen dieses bekannten Schichtsystems (Glas-Ta2O5- SiO2-Dextran-biochemische Anlagerung - Trägerflüssigkeit) an der Probenplatte bestehen einerseits in dem gut definierten Übergang "Glas-Ta2O5" und andererseits in der schwach ausgebildeten Grenzschicht "biochemische Anlagerung - Trägerflüssigkeit". Die entsprechende Interferenz wird durch die Reflektivität an beiden Grenzflächen bestimmt und führt wegen der geringen Reflektivität an der letztgenannten Grenzfläche auch zu einem geringen Modulationsgrad des Meßspektrums. Hinzu kommt, daß eine mit zunehmender Wellenlänge abnehmende Signalamplitude entsteht, die nach dem Durchlaufen des zu messenden Minimums nur ein schwach ausgeprägtes Maximum erzeugt. Die Meßmethode, die in der Bestimmung der exakten Läge des Minimums liegt, führt bei solchen Unsymmetrien in den Spektralverteilungen zu einem verstärkten Signalrauschen. Die Messungen werden unsicherer.With this arrangement and the method carried out with it, the basis for the measurement of the attachment processes is the RlfS spectrum obtained in the reflected light from the layer system on the surface of the carrier plate facing the samples. The interfaces of this known layer system (glass-Ta 2 O 5 - SiO 2 -dextran-biochemical attachment - carrier liquid) on the sample plate consist on the one hand in the well-defined transition "glass-Ta 2 O 5 " and on the other hand in the weakly developed "biochemical boundary layer" Accumulation - carrier fluid ". The corresponding interference is determined by the reflectivity at both interfaces and, because of the low reflectivity at the latter interface, also leads to a low degree of modulation of the measurement spectrum. In addition, there is a signal amplitude that decreases with increasing wavelength, which after passing through the minimum to be measured only produces a weakly pronounced maximum. The measurement method, which lies in the determination of the exact length of the minimum, leads to an increased signal noise in the case of such asymmetries in the spectral distributions. The measurements become more uncertain.

So ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zum Nachweis biomolekularer Reaktionen und Wechselwirkungen zu schaffen, welche eine verbesserte Bestimmung der Minimumslage des Meßsignals, eine bessere Signalauswertung und damit eine höhere Genauigkeit der Messungen ermöglicht.So it is the object of the invention to provide an arrangement for the detection of biomolecular To create reactions and interactions which are improved  Determination of the minimum position of the measurement signal, a better signal evaluation and thus allowing a higher accuracy of the measurements.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Anordnung nach dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs mit den in kennzeichnenden Teil dieses Anspruchs aufgeführten Mitteln gelöst. In den Unteransprüchen sind weitere Ausgestaltungen und Einzelheiten der Erfindung beschrieben.According to the invention, this object is achieved with an arrangement according to the preamble of first claim with the characterizing part of this claim listed means solved. Further refinements are in the subclaims and details of the invention are described.

So ist es vorteilhaft, wenn das strahlenteilende Schichtsystem auf der beleuchtungsseitigen Fläche der Trägerplatte angeordnet ist und wenn unmittelbar auf der Oberfläche der Trägerplatte eine etwa 180 bis 220 nm dicke MgF2-Schicht aufgebracht ist, welche von einer etwa 10 bis 30 nm dicken Schutzschicht aus Quarz nach außen hin abgedeckt ist. Somit ist gewährleistet, daß die auf der Trägerplatte unmittelbar aufliegende Schicht einen kleineren Brechungsindex besitzt als das Material der Trägerplatte.It is advantageous if the radiation-dividing layer system is arranged on the surface of the carrier plate on the illumination side and if an approximately 180 to 220 nm thick MgF 2 layer is applied directly to the surface of the carrier plate and consists of a protective layer approximately 10 to 30 nm thick Quartz is covered on the outside. This ensures that the layer lying directly on the carrier plate has a smaller refractive index than the material of the carrier plate.

Mit der erfindungsgemäßen Schichtenfolge auf der keilförmigen Trägerplatte wird erreicht, daß sowohl eine gewünschte Symmetrisierung der Spektralverteilungen, als auch eine Angleichung der Signalpegel von Meß- und Referenzstrahlengang weitestgehend erreicht werden. Dieser Sachverhalt ist insbesondere deshalb wichtig, weil bei einer Wellenlänge zeitgleich aus einem Bild der CCD-Kamera Meß- und Referenzsignale abgeleitet werden und für optimale Rauschverhältnisse ein maximaler Dynamikbereich möglichst für beide Signale erforderlich ist. Das erfindungsgemäße Schichtsystem ist vorteilhaft auf der beleuchtungsseitigen Oberfläche der Trägerplatte angeordnet. Es kann grundsätzlich auch auf der gegenüberliegenden Oberfläche der Trägerplatte vorgesehen werden.With the layer sequence according to the invention on the wedge-shaped carrier plate achieved that both a desired symmetrization of the spectral distributions, as also an alignment of the signal levels of the measuring and reference beam paths can be largely achieved. This is particularly important because because at one wavelength measuring and measuring from one image of the CCD camera Reference signals are derived and for optimal noise conditions maximum dynamic range is required for both signals if possible. The Layer system according to the invention is advantageous on the lighting side Surface of the support plate arranged. Basically, it can also be on the opposite surface of the carrier plate can be provided.

Bei der Dimensionierung und dem Design der strahlteilenden Schicht, wie es in den Ansprüchen angegeben ist, ist zu beachten, daß die Reflexion an dieser Schicht das Referenzsignal bildet, und daß die Strahlung des Meßstrahlenganges diese Schicht durchsetzt, an der Probenplatte reflektiert wird und danach wieder die Schicht durchdringt, bevor sie den gleichen Wege wie die Referenzstrahlung in die Kamera nimmt.When dimensioning and designing the beam-splitting layer, as in the Is specified, it should be noted that the reflection on this layer Forms reference signal, and that the radiation of the measuring beam path this layer penetrates, is reflected on the sample plate and then the layer again penetrates before going the same way as the reference radiation in the camera takes.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigenThe invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment become. Show in the drawing

Fig. 1 den Strahlengang einer erfindungsgemäßen Anordnung mit einer keilförmigen Trägerplatte und einem optischen Abbildungssystem, Fig. 1 shows the beam path of an arrangement according to the invention with a wedge-shaped support plate, and an optical imaging system,

Fig. 2 eine keilförmige Trägerplatte mit Beschichtung, Fig. 2 is a wedge-shaped support plate with a coating,

Fig. 3 in einem Schaubild den Spektralverlauf von Meß- und Referenzsignal und Fig. 3 in a graph the spectral profile of the measurement and reference signal and

Fig. 4 ein Meßspektrum, aufgenommen mit und ohne strahlenteilendem Schichtsystem. Fig. 4 shows a measured spectrum, taken with and without strahlenteilendem layer system.

In Fig. 1 ist der Strahlengang der Anordnung zum Nachweis biomolekularer Reaktionen und Wechselwirkungen nach dem RlfS-Screening-Verfahren dargestellt, wobei von konstruktiven Einzelheiten abgesehen wird. Die einzelnen Bauteile und - gruppen werden weitgehend schematisch dargestellt. In der Anordnung sind ein Beleuchtungsstrahlengang 1 und ein Detektionsstrahlengang 2 vorgesehen, wobei der Detektionsstrahlengang 2 einen Meßstrahlengang 3 und einen Referenzstrahlengang 4 umfaßt. Im Beleuchtungsstrahlengang 1 ist eine polychromatische Lichtquelle 5 angeordnet, der unmittelbar in Lichtrichtung ein Kollimator 6 und ein Polarisator 7, z. B. in Form eines Polarisationsfilters, nachgeordnet sind. Im durch den Kollimator 6 parallel gerichteten Teil des Beleuchtungsstrahlengang 1 ist nach dem Polarisator 7 als Monochromator ein Interferenzfiltermonochromator mit einer um eine Achse 8 verstellbaren, mehrere Interferenzfilter 9 umfassenden Filterscheibe 10 vorgesehen. Dieser Interferenzfiltermonochromator ist mit mindestens drei verschiedenen Interferenzfiltern 9 ausgestattet, wobei sich in der Praxis die Arbeit in sechs bis acht spektralen Kanälen und mit eben so vielen Interferenzfiltern 9 als vorteilhaft für eine hohe Genauigkeit der Messungen bei relativ geringem technischen und ökonomischen Aufwand erwiesen hat. Grundsätzlich können jedoch auch mehr Interferenzfilter 9 eingesetzt werden.In Fig. 1, the beam path of the arrangement is shown for the detection of biomolecular reactions and interactions after the RLF screening method in which, apart from constructive details. The individual components and groups are largely shown schematically. An illuminating beam path 1 and a detection beam path 2 are provided in the arrangement, the detection beam path 2 comprising a measuring beam path 3 and a reference beam path 4 . In the illumination beam path 1 , a polychromatic light source 5 is arranged, which has a collimator 6 and a polarizer 7 , e.g. B. in the form of a polarization filter. In the part of the illuminating beam path 1 which is directed in parallel by the collimator 6, an interference filter monochromator with a filter disc 10 comprising a plurality of interference filters 9 and adjustable about an axis 8 is provided after the polarizer 7 as a monochromator. This interference filter monochromator is equipped with at least three different interference filters 9 , and in practice work in six to eight spectral channels and with just as many interference filters 9 has proven to be advantageous for high accuracy of the measurements with relatively little technical and economic effort. In principle, however, more interference filters 9 can also be used.

Der Filterscheibe 10 ist eine aus mehreren optischen Gliedern 11.1 und 11.2 bestehende Baugruppe 11 nachgeordnet, welche ein teleskopisches System darstellt und einen parallelen Strahlengang zur Beleuchtung der die Proben tragenden Mikrotiter- oder Probenplatte 13 erzeugt. Diese Probenplatte 13 ist mit einer aus einem geeigneten Polymer bestehenden Trägerschicht 12 belegt, auf der die Proben (nicht dargestellt) angeordnet sind. Dieser Probenplatte 13 ist eine keilförmige Trägerplatte 14 vorgeordnet, die lichtquellenseitig eine teilverspiegelte Oberfläche 15 besitzt. An dieser teilverspiegelten Oberfläche 15 wird durch Reflexion der Referenzstrahlengang 4 erzeugt. Das die Trägerplatte 14 durchlaufende Licht trifft auf die die Proben tragende Oberfläche 16 der Probenplatte 13 und wird dort, durch die aufgebrachten Proben beeinflußt, reflektiert und bildet den Meßstrahlengang 3. Meßstrahlengang 3 und Referenzstrahlengang 4 werden dann durch ein optische Abbildungselemente 17.1; 17.2 umfassendes Abbildungssystem 17 in einer Aperturblendenebene 18 fokussiert, in welcher oder in deren Nähe, den beiden Strahlengängen 3 und 4 zugeordnet, jeweils ein Ablenkprisma 19 und 20 angeordnet ist, die der räumlichen Trennung von Meß- 3 und Referenzstrahlengang 4 dienen. Anstelle dieser Ablenkprismen 19; 20 können auch Reflektoren in einer entsprechenden Anordnung zur Trennung und Abbildung von Meß- und Referenzstrahlengang vorgesehen werden. Mit einem nachgeordneten, aus optischen Elementen 21.1 zusammengesetzten Objektiv 21 werden das Bild von der die Proben tragenden Oberfläche 16 oder von der Unterseite einer verwendeten Mikrotiterplatte als Meßstrahlengang 3 und daneben das Bild des Referenzstrahlenganges 4 auf einem ortsauflösenden, aus CCD-Elementen bestehenden Detektorarray 22 einer an sich bekannten CCD-Kamera erzeugt, das mit einer Auswerteeinheit oder mit einem Rechner 23 verbunden ist. Die Ablenkprismen 19 und 20 spreizen die zugeordneten Strahlengänge 3 und 4 so weit auseinander, daß in der Ebene des Detektorarrays 22 die Bilder von Meß-3 und Referenzstrahlengang 4 soweit voneinander getrennt sind, daß eine gegenseitige Überlappung vermieden wird. Diese beiden Strahlengänge 3 und 4 werden auf dem Detektorarray 22 simultan abgebildet. Die von dem Detektorarray 22 erzeugten elektrischen Meßsignale werden im Rechner 23 zu entsprechenden, die biomolekulare Reaktion oder Wechselwirkung oder die zu untersuchende Verbindung kennzeichnenden Meßwerten weiterverarbeitet.The filter disc 10 is followed by an assembly 11 consisting of several optical elements 11.1 and 11.2 , which represents a telescopic system and generates a parallel beam path for illuminating the microtiter or sample plate 13 carrying the samples. This sample plate 13 is covered with a carrier layer 12 consisting of a suitable polymer, on which the samples (not shown) are arranged. This sample plate 13 is preceded by a wedge-shaped carrier plate 14 , which has a partially mirrored surface 15 on the light source side. The reference beam path 4 is generated on this partially mirrored surface 15 by reflection. The light passing through the carrier plate 14 strikes the surface 16 of the sample plate 13 carrying the samples and is reflected there, influenced by the applied samples, and forms the measuring beam path 3 . Measuring beam path 3 and reference beam path 4 are then through an optical imaging elements 17.1 ; 17.2 comprehensive imaging system 17 focused in an aperture diaphragm plane 18 , in or in the vicinity of which, assigned to the two beam paths 3 and 4 , a deflection prism 19 and 20 is arranged, which serve for the spatial separation of measurement 3 and reference beam path 4 . Instead of these deflection prisms 19 ; 20 , reflectors can also be provided in a corresponding arrangement for separating and imaging the measuring and reference beam paths. With a downstream lens 21 composed of optical elements 21.1 , the image from the surface 16 carrying the samples or from the underside of a microtiter plate used as the measuring beam path 3 and next to it the image of the reference beam path 4 on a spatially resolving detector array 22 consisting of CCD elements known CCD camera generated, which is connected to an evaluation unit or a computer 23 . The deflection prisms 19 and 20 spread the associated beam paths 3 and 4 so far apart that the images of measurement 3 and reference beam path 4 are separated from one another in the plane of the detector array 22 to such an extent that mutual overlap is avoided. These two beam paths 3 and 4 are imaged simultaneously on the detector array 22 . The electrical measurement signals generated by the detector array 22 are further processed in the computer 23 to corresponding measurement values characterizing the biomolecular reaction or interaction or the connection to be examined.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Anordnung ist ferner in der Aperturblendenebene 18 oder in deren Nähe ein Verschluß 24 vorgesehen, mit dem der Meß- und Referenzstrahlengang 3 und 4 gesperrt oder freigegeben werden können. Eine solche Maßnahme wird erforderlich, um eine Dunkelmessung vorzunehmen und ein zur Korrektur oder für Eichzwecke benötigtes Dunkelsignal zu erhalten, welches zur Korrektur der Meßwerte verwendet werden kann. In the arrangement shown in FIG. 1, a shutter 24 is also provided in the aperture diaphragm plane 18 or in the vicinity thereof, with which the measuring and reference beam paths 3 and 4 can be blocked or released. Such a measure is necessary in order to carry out a dark measurement and to obtain a dark signal required for correction or for calibration purposes, which can be used to correct the measured values.

Dieser Verschluß 24 ist in Fig. 1 der Einfachheit halber als eine um eine Achse 25 drehbare Scheibe mit Öffnungen 26 und 26.1 dargestellt, die aus dem Detektorstrahlengang 2 herausgeschwenkt werden können, wenn dieser Strahlengang unterbrochen werden soll und eine Abbildung auf das Detektorarray 22 nicht erfolgen soll. Es ist jedoch auch eine andere geeignete Konstruktion zur Unterbrechung des Detektorstrahlenganges denkbar.For the sake of simplicity, this closure 24 is shown in FIG. 1 as a disk which can be rotated about an axis 25 and has openings 26 and 26.1 which can be pivoted out of the detector beam path 2 if this beam path is to be interrupted and are not imaged on the detector array 22 should. However, another suitable construction for interrupting the detector beam path is also conceivable.

Fig. 2 zeigt die beispielsweise Anordnung der Schichten auf der keilförmigen Trägerplatte 14. Um eine Symmetrierung der Signale und eine sichere Bestimmung der Lage der Minima zu erzielen, sind die beleuchtungsseitige Fläche der keilförmigen Trägerplatte 14 mit einem strahlenteilenden Schichtsystem 15 aus den optisch wirksamen Schichten 15.1 und 15.2 und die gegenüberliegende, der Probenplatte 13 zugewandte Oberfläche der Trägerplatte 14 mit einer Antireflexionsbeschichtung 15.3 belegt. So ist vorteilhaft eine etwa 180 bis 220 nm dicke MgF2-Schicht 15.1 unmittelbar auf der beleuchtungsseitigen Oberfläche der Trägerplatte 14 aufgebracht, welche von einer etwa 10 bis 30 nm dicken Quarzschutzschicht 15.2 nach außen hin abgedeckt ist. Die auf der Trägerplatte 14 unmittelbar aufliegende MgF2-Schicht 15.1 besitzt einen kleineren Brechungsindex als das Material, aus dem die Trägerplatte 14 hergestellt ist. Fig. 2 shows the example arrangement of the layers on the wedge-shaped support plate 14. In order to achieve a symmetrization of the signals and a reliable determination of the position of the minima, the illumination-side surface of the wedge-shaped carrier plate 14 with a beam-splitting layer system 15 made of optically active layers 15.1 and 15.2 and the opposite surface of the carrier plate 14 facing the sample plate 13 are included an anti-reflective coating 15.3 . An approximately 180 to 220 nm thick MgF 2 layer 15.1 is advantageously applied directly to the illumination-side surface of the carrier plate 14 , which is covered to the outside by an approximately 10 to 30 nm thick quartz protective layer 15.2 . The MgF 2 layer 15.1 lying directly on the carrier plate 14 has a smaller refractive index than the material from which the carrier plate 14 is made.

Das in Fig. 3 dargestellte Diagramm zeigt den Verlauf der Spektren des Meßsignals I und des Referenzsignals II. Es sind in diesem Diagramm die Signalamplituden dieser beiden Signale I und II über der Wellenlänge λ aufgetragen.The diagram shown in FIG. 3 shows the course of the spectra of the measurement signal I and the reference signal II. The signal amplitudes of these two signals I and II are plotted against the wavelength λ in this diagram.

Fig. 4 zeigt beispielsweise das Diagramm des Meßspektrums, wobei der Reflexionsgrad über der Wellenlänge λ aufgetragen ist. Die Kurve III stellt darin die mit strahlenteilendem Schichtsystem 15 (Schichten 15.1; 15.2) aufgenommene Kurve dar und die Kurve IV diejenige Kurve, welche ohne strahlenteilendes Schichtsystem 15.1; 15.2 auf der Trägerplatte 14 aufgenommen wurde. In diesem Diagramm zeigt die Kurve III ein präziser ausgeprägtes Minimum mit beiderseits dieses Minimums steilem Kurvenverlauf, welches mit einer größeren Sicherheit und Genauigkeit erfaßbar und für die Auswertung der Messungen nutzbar ist. Da für die Messungen bei diesen Spektren jeweils die Lage des Minimums dieser Kurven maßgebend ist, können die Messungen selbst mit einer größeren Sicherheit und genauer ausgeführt werden, als es mit einer Trägerplatte ohne das erfindungsgemäße Schichtsystem 15 (Schichten 15.1; 15.2) der Fall wäre. Fig. 4 for example, shows the diagram of the measurement spectrum, the reflectance is plotted against the wavelength λ. Curve III represents the curve recorded with beam-splitting layer system 15 (layers 15.1 ; 15.2 ) and curve IV the curve which has no beam-splitting layer system 15.1 ; 15.2 was recorded on the carrier plate 14 . In this diagram, curve III shows a more precise minimum with a steep curve on both sides of this minimum, which can be detected with greater certainty and accuracy and can be used for evaluating the measurements. Since the position of the minimum of these curves is decisive for the measurements in these spectra, the measurements themselves can be carried out with greater certainty and more precisely than would be the case with a carrier plate without the layer system 15 according to the invention (layers 15.1 ; 15.2 ).

Claims (4)

1. Anordnung zum Nachweis biomolekularer Reaktionen und Wechselwirkungen nach dem RlfS-Screening-Verfahren, umfassend
  • - eine Proben- oder Mikrotiterplatte (PP oder MTP) zur Aufnahme der zu untersuchenden Proben,
  • - eine Weißlichtquelle mit nachgeordnetem Beleuchtungsstrahlengang zur Beleuchtung der Proben,
  • - eine keilförmige Trägerplatte, auf der die Proben- oder Mikrotiterplatte aufgesetzt ist, zur Erzeugung eines aus Meß- und Referenzstrahlengang bestehenden Detektionsstrahlenganges,
  • - und optische Mittel zur simultanen und überlappungsfreien Abbildung des Meß- und Referenzstrahlenganges an unterschiedlichen Positionen auf ein ortsauflösendes Detektorarray einer CCD-Kamera, welches mit einer Auswerteeinheit oder einem Rechner zur Ermittlung von Meßwerten verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet, daß auf der keilförmigen Trägerplatte (14) ein strahlenteilendes Schichtsystem (15) aus optisch wirksamen Schichten (15.1; 15.2) aufgebracht ist.
1. Arrangement for the detection of biomolecular reactions and interactions according to the RlfS screening method, comprehensive
  • - a sample or microtiter plate (PP or MTP) for holding the samples to be examined,
  • a white light source with a subordinate illumination beam path for illuminating the samples,
  • a wedge-shaped carrier plate, on which the sample or microtiter plate is placed, for generating a detection beam path consisting of measuring and reference beam paths,
  • and optical means for simultaneous and overlap-free imaging of the measurement and reference beam path at different positions on a spatially resolving detector array of a CCD camera, which is connected to an evaluation unit or a computer for determining measurement values,
characterized in that a beam-splitting layer system ( 15 ) made of optically active layers ( 15.1 ; 15.2 ) is applied to the wedge-shaped carrier plate ( 14 ).
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das strahlenteilende Schichtsystem (15) auf der beleuchtungsseitigen Fläche der Trägerplatte (14) angeordnet ist.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the beam-splitting layer system ( 15 ) is arranged on the lighting-side surface of the carrier plate ( 14 ). 3. Anordnung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine 180 bis 220 nm dicke MgF2-Schicht (15.1) unmittelbar auf der Oberfläche der Trägerplatte (14) aufgebracht ist, welche von einer 10 bis 30 nm dicken Quarzschutzschicht (15.2) nach außen hin abgedeckt ist.3. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that a 180 to 220 nm thick MgF 2 layer ( 15.1 ) is applied directly to the surface of the carrier plate ( 14 ), which of a 10 to 30 nm thick quartz protective layer ( 15.2 ) is covered to the outside. 4. Anordnung nach einem der vorgehenden Ansprüche 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das strahlenteilende Schichtsystem (15) auf der der Probenplatte (13) zugewandten Oberfläche der Trägerplatte (14) angeordnet ist.4. Arrangement according to one of the preceding claims 1 and 3, characterized in that the beam-splitting layer system ( 15 ) on the sample plate ( 13 ) facing surface of the carrier plate ( 14 ) is arranged.
DE1999137797 1999-08-10 1999-08-10 Apparatus detecting biomolecular reactions and mass exchange, screening with reflectometric interference spectroscopy, includes beam-splitting layers on wedge-shaped support plate Expired - Fee Related DE19937797C1 (en)

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