FR2817962A1 - Reflective characterization of variable-thickness layers on prisms e.g. for observation and analysis of biological reactions, employs light beam, prism and total internal reflection - Google Patents
Reflective characterization of variable-thickness layers on prisms e.g. for observation and analysis of biological reactions, employs light beam, prism and total internal reflection Download PDFInfo
- Publication number
- FR2817962A1 FR2817962A1 FR0016248A FR0016248A FR2817962A1 FR 2817962 A1 FR2817962 A1 FR 2817962A1 FR 0016248 A FR0016248 A FR 0016248A FR 0016248 A FR0016248 A FR 0016248A FR 2817962 A1 FR2817962 A1 FR 2817962A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- prism
- imaging
- detection
- angle
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y15/00—Nanotechnology for interacting, sensing or actuating, e.g. quantum dots as markers in protein assays or molecular motors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/55—Specular reflectivity
- G01N21/552—Attenuated total reflection
- G01N21/553—Attenuated total reflection and using surface plasmons
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/55—Specular reflectivity
- G01N21/552—Attenuated total reflection
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
<Desc/Clms Page number 1> <Desc / Clms Page number 1>
L'invention se rapporte à un procédé de caractérisation d'une surface. The invention relates to a method for characterizing a surface.
Ce procédé permet également une mesure qualitative et quantitative d'interactions moléculaires. This process also allows a qualitative and quantitative measurement of molecular interactions.
Il permet notamment de suivre en temps réel, et sans marqueurs, plusieurs centaines d'interactions moléculaires à la fois. It allows in particular to follow in real time, and without markers, several hundred molecular interactions at a time.
Le procédé selon l'invention est notamment utilisé pour l'analyse de fragments d'ADN. The method according to the invention is used in particular for the analysis of DNA fragments.
La plupart des procédés existants utilisent des marqueurs fluorescents pour révéler les interactions moléculaires, ce qui nécessite de travailler dans des conditions spécifiques. Most existing methods use fluorescent markers to reveal molecular interactions, which requires working under specific conditions.
Ces conditions spécifiques ne permettent pas d'analyser plusieurs types d'interaction simultanément. These specific conditions do not allow several types of interaction to be analyzed simultaneously.
Le procédé selon l'invention vise à résoudre ce problème en n'utilisant pas de marqueurs fixés sur les molécules à étudier. La mesure est réalisée dans des conditions non spécifiques, de sorte que plusieurs types d'interactions peuvent être étudiées simultanément qualitativement et quantitativement. The method according to the invention aims to solve this problem by not using markers attached to the molecules to be studied. The measurement is carried out under non-specific conditions, so that several types of interactions can be studied simultaneously qualitatively and quantitatively.
A cet effet, l'invention décrit un procédé caractérisation de surface utilisant un dispositif d'imagerie d'une surface métallique comportant une source lumineuse, un système de collimation du faisceau lumineux incident, une cellule de détection comprenant au moins un prisme, un système d'imagerie et de détection du faisceau réfléchi par la base du prisme. To this end, the invention describes a surface characterization method using a device for imaging a metal surface comprising a light source, a system for collimating the incident light beam, a detection cell comprising at least one prism, a system imaging and detection of the beam reflected by the base of the prism.
<Desc/Clms Page number 2><Desc / Clms Page number 2>
Le procédé est caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - balayage en angle de la surface d'une lame de verre recouverte d'une couche d'or et d'une couche à caractériser ; - détermination de l'angle d'incidence pour lequel la sensibilité du système d'imagerie et de détection est maximale pour l'ensemble de la lame ; - positionnement du dispositif à l'angle déterminé à l'étape précédente ; - mesure de la réflectivité par le système d'imagerie et de détection en fonction du temps. The method is characterized in that it comprises the following steps: - sweeping at an angle the surface of a glass slide covered with a layer of gold and a layer to be characterized; - determination of the angle of incidence for which the sensitivity of the imaging and detection system is maximum for the entire slide; - positioning the device at the angle determined in the previous step; - measurement of the reflectivity by the imaging and detection system as a function of time.
Un autre objet de l'invention est une application dudit procédé et un dispositif d'imagerie d'une surface métallique mettant en oeuvre ledit procédé, les éléments à caractériser étant disposés sur ladite surface métallique. Another object of the invention is an application of said method and a device for imaging a metal surface implementing said method, the elements to be characterized being arranged on said metal surface.
D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante en référence aux dessins annexés donnés à titre d'exemple non limitatif, dans lesquels : - la figure 1 représente un schéma du dispositif selon l'invention ; - la figure 2 représente un schéma de la cellule de détection selon l'invention. Other objects and advantages of the invention will appear during the following description with reference to the accompanying drawings given by way of non-limiting example, in which: - Figure 1 shows a diagram of the device according to the invention; - Figure 2 shows a diagram of the detection cell according to the invention.
Le dispositif selon l'invention comprend : - une source lumineuse non cohérente 1 ; - un système de collimation 2 du faisceau lumineux incident émis par la source lumineuse ; - une cellule de détection 3 comprenant au moins un prisme 4 ; - un système d'imagerie et de détection 5 du faisceau réfléchi par la base du prisme. The device according to the invention comprises: - a non-coherent light source 1; - A collimation system 2 of the incident light beam emitted by the light source; - a detection cell 3 comprising at least one prism 4; - An imaging and detection system 5 of the beam reflected by the base of the prism.
<Desc/Clms Page number 3><Desc / Clms Page number 3>
La source lumineuse 1 non cohérente est par exemple une diode électroluminescente de longueur d'onde prédéterminée et de largueur spectrale étroite. The non-coherent light source 1 is for example a light-emitting diode of predetermined wavelength and of narrow spectral width.
Il peut s'agir par exemple d'une diode électroluminescente de longueur d'onde 660 nanomètres et de largueur spectrale 30 nanomètres. It may for example be a light emitting diode with a wavelength of 660 nanometers and a spectral width of 30 nanometers.
Le faisceau émis par la source lumineuse 1 est colimaté par un système de collimation 2. The beam emitted by the light source 1 is collimated by a collimation system 2.
Ce système de collimation 2 est par exemple un système de deux objectifs de microscope permettant de rendre le faisceau lumineux parallèle. This collimation system 2 is for example a system of two microscope objectives making it possible to make the light beam parallel.
La lumière est ensuite polarisée parallèlement au plan d'incidence par un polariseur 6 afin de pouvoir exciter le plasmon de surface. The light is then polarized parallel to the plane of incidence by a polarizer 6 in order to be able to excite the surface plasmon.
Cette lumière polarisée éclaire la face d'entrée d'un prisme en verre 4 de la cellule de détection 3. This polarized light illuminates the entry face of a glass prism 4 of the detection cell 3.
Dans un mode de réalisation, la lumière polarisée est réfléchie par un miroir galvanométrique oscillant 7 vers la face d'entrée du prisme 4 tel que représenté sur la figure 1. In one embodiment, the polarized light is reflected by an oscillating galvanometric mirror 7 towards the entry face of the prism 4 as shown in FIG. 1.
Le miroir oscillant 7 est conjugué sur la base du prisme à l'aide de deux lentilles 8 et 9. The oscillating mirror 7 is conjugated on the base of the prism using two lenses 8 and 9.
On peut ainsi faire varier l'angle d'incidence du faisceau sur le prisme par la rotation du miroir oscillant 7. It is thus possible to vary the angle of incidence of the beam on the prism by the rotation of the oscillating mirror 7.
Le miroir oscillant 7 subit une rotation partielle, contrôlée par exemple par un générateur basse fréquence. The oscillating mirror 7 undergoes a partial rotation, controlled for example by a low frequency generator.
<Desc/Clms Page number 4><Desc / Clms Page number 4>
Le mouvement de rotation du dispositif de rotation du miroir oscillant 7 doit pouvoir être discrétisé à l'aide d'une composante continue afin de pouvoir fixer l'angle auquel on souhaite réaliser les expériences. The rotational movement of the oscillating mirror rotation device 7 must be able to be discretized using a continuous component in order to be able to fix the angle at which it is desired to carry out the experiments.
Le diamètre du miroir 7 est tel qu'il permet de réfléchir la totalité du faisceau incident sur le prisme 4. The diameter of the mirror 7 is such that it allows the entire incident beam to be reflected on the prism 4.
Dans le mode de réalisation considéré, ce diamètre doit être au moins de 10 mm. In the embodiment considered, this diameter must be at least 10 mm.
La course totale du miroir 7 est alors de 160 pour une fréquence de 300 mégahertz. The total travel of the mirror 7 is then 160 for a frequency of 300 megahertz.
Les lentilles 8,9 utilisées pour conjuguer le miroir 7 avec le prisme 4 peuvent être des lentilles de focale F'=75mm avec un diamètre de 35mm pour une excursion de 19 , ou des lentilles de
focale F'=50mm avec un diamètre de 25mm pour une excursion de 170. The lenses 8, 9 used to conjugate the mirror 7 with the prism 4 can be focal lenses F '= 75mm with a diameter of 35mm for an excursion of 19, or lenses of
focal length F '= 50mm with a diameter of 25mm for an excursion of 170.
Lors de sa rotation, le miroir oscillant 7 a une course continue à fréquence fixe. L'angle d'incidence du faisceau réfléchi par le miroir 7 sur le prisme 4 peut être déterminé de deux manières différentes. During its rotation, the oscillating mirror 7 has a continuous stroke at a fixed frequency. The angle of incidence of the beam reflected by the mirror 7 on the prism 4 can be determined in two different ways.
Dans une première variante, la partie du faisceau réfléchie par la face d'entrée du prisme est recueillie par une barrette de circuits à couplage de charge CCD 10 de longueur suffisante. In a first variant, the portion of the beam reflected by the entry face of the prism is collected by a strip of CCD charge coupled circuits 10 of sufficient length.
Cette barrette CCD 10 permet de détecter l'incidence du faisceau. This CCD strip 10 makes it possible to detect the incidence of the beam.
<Desc/Clms Page number 5><Desc / Clms Page number 5>
Le faisceau ainsi réfléchi par la face d'entrée du prisme est focalisé sur la barrette CCD 10 à l'aide d'une lentille 11 dont la focale est choisie de façon à utiliser toute la surface de la barrette 10. The beam thus reflected by the entry face of the prism is focused on the CCD strip 10 using a lens 11 whose focal length is chosen so as to use the entire surface of the strip 10.
Pour une barrette CCD 10 de longueur L=12, 7mm composée de 512 pixels, on peut par exemple utiliser une lentille 11 de focale F'=48mm et de diamètre 30mm. For a CCD strip 10 of length L = 12.7mm made up of 512 pixels, it is possible, for example, to use a lens 11 with focal length F '= 48mm and diameter 30mm.
Dans une autre variante, non représentée, la rotation du miroir oscillant 7 est assurée par un moteur permettant de déterminer la position d'incidence pour chaque position du miroir. On peut par exemple utiliser un moteur à pas variable. In another variant, not shown, the rotation of the oscillating mirror 7 is ensured by a motor making it possible to determine the position of incidence for each position of the mirror. One can for example use a variable pitch motor.
La cellule de détection 3 comprend au moins un prisme 4 en verre dont la géométrie et l'indice sont tels que l'image intermédiaire du plan objet dans le prisme 4 est quasiment parallèle au plan de détection du système d'imagerie et de détection 5. The detection cell 3 comprises at least one glass prism 4 whose geometry and index are such that the intermediate image of the object plane in the prism 4 is almost parallel to the detection plane of the imaging and detection system 5 .
Dans une variante, le prisme est en verre d'indice 1,8 et a pour caractéristique un angle au sommet de 40 , une base de 10mm de largeur et 25mm de hauteur. La distance entre les deux faces parallèles du prisme est alors de 8mm. In a variant, the prism is made of glass with an index of 1.8 and has the characteristic of an apex angle of 40, a base of 10mm in width and 25mm in height. The distance between the two parallel faces of the prism is then 8mm.
Une lame de verre 12 de même indice que le prisme 4 est fixée sur la base du prisme au moyen d'une huile d'adaptation d'indice. A glass slide 12 of the same index as the prism 4 is fixed to the base of the prism by means of an index adaptation oil.
Sur cette lame de verre 12, sont déposées successivement une couche mince de chrome 13, une couche mince d'or 14, et une couche à caractériser 15. On this glass slide 12, a thin layer of chromium 13, a thin layer of gold 14 and a layer to be characterized 15 are successively deposited.
Pour une application à une mesure qualitative et quantitative d'interactions moléculaires, la couche à caractériser est, par exemple, une couche organique 15. For an application to a qualitative and quantitative measurement of molecular interactions, the layer to be characterized is, for example, an organic layer 15.
<Desc/Clms Page number 6> <Desc / Clms Page number 6>
La couche organique 15 peut comprendre des capteurs. The organic layer 15 can include sensors.
On entend par capteur, une zone géographique de la couche organique 15 qui peut comprendre plusieurs milliers de sondes qui vont pouvoir réagir avec des molécules. The term “sensor” is intended to mean a geographical area of the organic layer 15 which may include several thousand probes which will be able to react with molecules.
La couche de chrome 13 permet d'assurer l'adhésion de la couche d'or 14 sur la lame de verre 12 en présence d'un milieu aqueux. The chromium layer 13 ensures the adhesion of the gold layer 14 on the glass slide 12 in the presence of an aqueous medium.
L'épaisseur de la couche mince de chrome 13 est comprise entre 1,5 et 2 nanomètres. The thickness of the thin layer of chromium 13 is between 1.5 and 2 nanometers.
L'épaisseur de la couche mince d'or 14 est comprise entre 40 et 50 nanomètres et de préférence de l'ordre de 45 nanomètres. The thickness of the thin layer of gold 14 is between 40 and 50 nanometers and preferably of the order of 45 nanometers.
Dans le cadre de l'étude d'interactions entre oligonucléotides et des fragments d'ADN simple-brin à étudier, la couche organique 15 consiste en la fixation d'oligonucléotides sur la couche d'or 14 par l'intermédiaire d'un polymère tel que par exemple le polypyrrol. Les oligonucléotides étant greffés sur le polypyrrol. As part of the study of interactions between oligonucleotides and single-stranded DNA fragments to be studied, the organic layer 15 consists of the attachment of oligonucleotides to the gold layer 14 by means of a polymer. such as for example polypyrrol. The oligonucleotides being grafted onto the polypyrrol.
Ladite couche organique 15 ne comporte pas de marqueurs. Said organic layer 15 does not include markers.
Ce polymère présente l'avantage d'être très stable, ce qui permet de réutiliser plusieurs fois la couche organique 15 comprenant les sondes. This polymer has the advantage of being very stable, which makes it possible to reuse the organic layer 15 comprising the probes several times.
La réalisation et le dépôt d'une telle couche de polypyrrol greffé sur une couche d'or sont par exemple décrits dans les brevets EP 0 691 978 et FR 2 789 401. The production and deposition of such a layer of polypyrrol grafted onto a layer of gold are for example described in patents EP 0 691 978 and FR 2 789 401.
<Desc/Clms Page number 7><Desc / Clms Page number 7>
Une fois la lame de verre 12 fixée sur la base du prisme 4, elle est recouverte hermétiquement d'une cuve 16. Once the glass slide 12 is fixed on the base of the prism 4, it is hermetically covered with a tank 16.
Cette cuve 16 est par exemple en Téflon et permet de faire passer les solutions organiques à l'aide d'un ou plusieurs tuyaux
17. Une pompe péristaltique 18 à débit variable peut alors être utilisée pour faire circuler ces solutions. This tank 16 is for example made of Teflon and makes it possible to pass the organic solutions using one or more pipes.
17. A peristaltic pump 18 with variable flow can then be used to circulate these solutions.
Afin d'optimiser l'introduction des solutions, la pompe péristaltique 18 répond aux critères suivants : - être commandable à distance ; - être capable de générer des débits compris entre quelques micro litres par minute et quelques centaines de micro litres par minute (de l'ordre de 300 à 400 micro litres/min) ; - permettre une commande entrée/sortie de la vitesse de rotation du début et de la fin de l'injection. In order to optimize the introduction of solutions, the peristaltic pump 18 meets the following criteria: - be remotely controllable; - be able to generate flow rates between a few micro liters per minute and a few hundred micro liters per minute (of the order of 300 to 400 micro liters / min); - allow input / output control of the rotation speed at the start and end of the injection.
L'ensemble de la cellule de détection 3 (prisme 4 et cuve 16) peut être enfermé dans une enceinte adiabatique 19 représentée figure 2, afin de contrôler et de fixer la température du système et des produits injectés. The whole of the detection cell 3 (prism 4 and tank 16) can be enclosed in an adiabatic enclosure 19 shown in FIG. 2, in order to control and fix the temperature of the system and of the products injected.
La température sera par exemple maintenue à 370 afin de permettre la détection de tout type de molécules biologiques. The temperature will for example be maintained at 370 in order to allow the detection of any type of biological molecules.
L'enceinte adiabatique 19 comprend de préférence une ouverture (non représentée) permettant d'accéder facilement à la cellule de détection 3. The adiabatic enclosure 19 preferably comprises an opening (not shown) allowing easy access to the detection cell 3.
Elle peut comporter notamment un socle 20 chauffant, tel que par exemple une résistance en cuivre, sur laquelle sera fixée la cuve It may in particular include a heating base 20, such as for example a copper resistor, on which the tank will be fixed.
<Desc/Clms Page number 8><Desc / Clms Page number 8>
de réaction en Téflon 16. Ce socle 20 est recouvert d'un couvercle 21 englobant l'ensemble de la cellule de détection 3. Des hublots latéraux 22,23 sont prévus dans le couvercle 21 afin de laisser passer les faisceaux lumineux de part et d'autre du prisme. Ils sont par exemple en verre ou tout autre matériau laissant passer les faisceaux sans les perturber. of Teflon reaction 16. This base 20 is covered with a cover 21 encompassing the whole of the detection cell 3. Lateral portholes 22, 23 are provided in the cover 21 in order to let the light beams pass through and through. other of the prism. They are for example made of glass or any other material allowing the beams to pass without disturbing them.
Un bobinage non représenté enroulé autour du tuyau 17 de la cuve 16 permet de maintenir les produits injectés à la température de la cellule. A winding (not shown) wound around the pipe 17 of the tank 16 keeps the products injected at the temperature of the cell.
Un système d'imagerie et de détection 5 est disposé du côté de la face de sortie du prisme 4 afin de récupérer le faisceau réfléchi par la base de ce dernier. An imaging and detection system 5 is arranged on the side of the outlet face of the prism 4 in order to recover the beam reflected by the base of the latter.
Ce système comprend un système afocal de grandissement 24 et une caméra CCD 25. This system includes an afocal magnification system 24 and a CCD camera 25.
Le système afocal de grandissement 24 permet d'agrandir l'image de la zone utile de la lame d'or 14 sur l'ensemble de la caméra CCD 25. The afocal magnification system 24 makes it possible to enlarge the image of the useful area of the gold blade 14 on the entire CCD camera 25.
La zone utile de la lame d'or 14 est en effet de faible dimension, de l'ordre de 25mm2 environ. The useful area of the gold blade 14 is indeed of small dimension, of the order of approximately 25 mm 2.
Dans le mode de réalisation représenté, un agrandissement G=1,6 est réalisé et un système d'ouverture numérique O. N. =1,6 est utilisé pour conjuguer l'image sur le plan de la caméra CCD 25. In the embodiment shown, an enlargement G = 1.6 is carried out and a digital aperture system O. N. = 1.6 is used to conjugate the image on the plane of the CCD camera 25.
Le système afocal 24 peut par exemple comprendre une lentille 26de focale F'=50mm et de diamètre 35mm, puis une autre lentille 27 de focale F'=80mm et de diamètre 40mm. The afocal system 24 can for example comprise a lens 26 with a focal length F '= 50mm and a diameter of 35mm, then another lens 27 with a focal length F' = 80mm and a diameter of 40mm.
<Desc/Clms Page number 9><Desc / Clms Page number 9>
La caméra CCD 25 (ou simplement une matrice CCD) peut par exemple présenter une surface sensible de 6, 4mm x 5, 8mm composée de 768 x 576 pixels. The CCD camera 25 (or simply a CCD matrix) can, for example, have a sensitive surface of 6.4 mm × 5.8 mm composed of 768 × 576 pixels.
Tous les éléments du dispositif selon l'invention sont contrôlés automatiquement au moyen d'une chaîne informatique non représentée. All the elements of the device according to the invention are controlled automatically by means of a computer chain not shown.
Le procédé d'utilisation dudit dispositif comprend les étapes suivantes : - balayage en angle de la surface de la lame de verre 12 recouverte de la couche d'or 14 et de la couche à caractériser 15 ; - détermination de l'angle d'incidence pour lequel la sensibilité du système d'imagerie et de détection 5 est maximale pour l'ensemble de la lame 12 ; - positionnement du miroir oscillant 7 pour obtenir cet angle d'incidence ; - mesure de la réflectivité par le système d'imagerie et de détection 5 en fonction du temps. The method of using said device comprises the following steps: - scanning at an angle of the surface of the glass slide 12 covered with the gold layer 14 and the layer to be characterized 15; - Determination of the angle of incidence for which the sensitivity of the imaging and detection system 5 is maximum for the entire blade 12; - positioning of the oscillating mirror 7 to obtain this angle of incidence; - measurement of the reflectivity by the imaging and detection system 5 as a function of time.
Le dispositif est alors utilisé pour caractériser la surface de la couche à caractériser 15. The device is then used to characterize the surface of the layer to be characterized 15.
Le dispositif peut être appliqué à l'étude d'interactions moléculaires. The device can be applied to the study of molecular interactions.
La couche à caractériser 15 est alors, par exemple, une couche organique. The layer to be characterized is then, for example, an organic layer.
Afin de mesurer les interactions entre la couche organique 15 et des molécules, l'étape de mesure de la réflectivité est réalisée simultanément à l'introduction dans la cellule de détection 3 de In order to measure the interactions between the organic layer 15 and molecules, the step of measuring the reflectivity is carried out simultaneously with the introduction into the detection cell 3 of
<Desc/Clms Page number 10><Desc / Clms Page number 10>
molécules exemptes de marqueurs dont les interactions avec la couche organique 15 sont à analyser. On mesure ainsi l'évolution des interactions entre la couche organique 15 et les molécules introduites. molecules free of markers whose interactions with the organic layer 15 are to be analyzed. The evolution of the interactions between the organic layer 15 and the molecules introduced is thus measured.
Ces mesures peuvent être réalisées dans des conditions non sélectives, de sorte que toutes les interactions peuvent se produire et être étudiées. These measurements can be performed under non-selective conditions, so that all interactions can occur and be studied.
Le système d'imagerie et de détection 5 permet de mesurer l'épaisseur optique, produit de l'épaisseur géométrique et de l'indice de réfraction du milieu, en tout point de la couche d'or 14. The imaging and detection system 5 makes it possible to measure the optical thickness, product of the geometric thickness and the refractive index of the medium, at any point of the gold layer 14.
Il est ainsi possible de visualiser topologiquement les zones d'égale épaisseur optique et de caractériser la surface. It is thus possible to visualize topologically the zones of equal optical thickness and to characterize the surface.
Ainsi, lors du balayage en angle de la surface de la lame de verre 12 couverte de la couche d'or 14, le système 5 permet de déterminer l'épaisseur géométrique de chaque point de la couche 14 et donc de vérifier l'état de surface de celle-ci. Thus, during the angled scanning of the surface of the glass plate 12 covered with the gold layer 14, the system 5 makes it possible to determine the geometric thickness of each point of the layer 14 and therefore to check the state of surface of it.
Le contraste mesuré lors du balayage sert par ailleurs de niveau de référence pour la mesure en temps réel. The contrast measured during scanning also serves as a reference level for real-time measurement.
Lors de la mesure en temps réel, le système d'imagerie et de détection 5 mesure la variation de la réflectivité par rapport au niveau de référence enregistré lors du balayage angulaire. During the measurement in real time, the imaging and detection system 5 measures the variation of the reflectivity relative to the reference level recorded during the angular scanning.
Cette mesure de la variation de la réflectivité est réalisée en tout point de la couche d'or 14. This measurement of the variation of the reflectivity is carried out at every point of the gold layer 14.
<Desc/Clms Page number 11><Desc / Clms Page number 11>
La réflectivité variant en fonction des molécules présentes en surface, cette mesure permet une analyse qualitative en déterminant les différentes interactions entre la couche organique 15/la couche d'or 14 et les molécules introduites. Since the reflectivity varies as a function of the molecules present on the surface, this measurement allows a qualitative analysis by determining the different interactions between the organic layer 15 / the gold layer 14 and the molecules introduced.
Ainsi, lorsque l'on se place à l'angle optimisant la sensibilité du dispositif, une variation positive de la réflectivité signifie la présence de molécules en interaction avec la couche organique 15, une variation nulle signifiant l'absence de molécules. Thus, when one places oneself at the angle optimizing the sensitivity of the device, a positive variation in the reflectivity signifies the presence of molecules interacting with the organic layer 15, a zero variation signifying the absence of molecules.
Une variation négative représente alors au contraire une perte de matière, c'est-à-dire une dégradation de la couche à caractériser 15, organique ou non. A negative variation then represents on the contrary a loss of material, that is to say a degradation of the layer to be characterized, organic or not.
La mesure de l'amplitude de la variation de la réflectivité en temps réel permet quant à elle d'accéder au nombre de molécules par unité de surface et donc à la concentration en chaque point de la couche d'or 14 des molécules introduites. Measuring the amplitude of the variation in reflectivity in real time makes it possible to access the number of molecules per unit area and therefore the concentration at each point of the gold layer 14 of the molecules introduced.
Le dispositif selon l'invention permet donc également une analyse quantitative des molécules ayant interagi avec la couche organique 15. The device according to the invention therefore also allows a quantitative analysis of the molecules having interacted with the organic layer 15.
Selon la force de la liaison entre la couche organique 15 et la couche d'or 14 et la nature des interactions étudiées, il sera possible en fin de mesure de régénérer la couche organique 15 en éliminant toutes les molécules ayant réagi avec elle. Depending on the strength of the bond between the organic layer 15 and the gold layer 14 and the nature of the interactions studied, it will be possible at the end of the measurement to regenerate the organic layer 15 by eliminating all the molecules which have reacted with it.
Il est alors possible de réutiliser la couche organique 15 pour étudier des interactions avec de nouvelles molécules. It is then possible to reuse the organic layer 15 to study interactions with new molecules.
Afin d'optimiser la sensibilité de la mesure, on peut également optimiser la répartition des capteurs fixés sur la couche organique 15. Il est en effet nécessaire que le nombre de sondes In order to optimize the sensitivity of the measurement, it is also possible to optimize the distribution of the sensors fixed on the organic layer 15. It is indeed necessary that the number of probes
<Desc/Clms Page number 12><Desc / Clms Page number 12>
par capteur soit suffisamment élevé pour se distinguer du bruit de fond du signal mesuré sans pour autant que les sondes soient trop proches les uns des autres. per sensor is high enough to distinguish it from the background noise of the measured signal without the probes being too close to each other.
En effet, un nombre important de sondes entraîne un encombrement stérique important et gêne l'interaction de molécules avec des sondes voisines. Indeed, a large number of probes results in a large steric hindrance and hinders the interaction of molecules with neighboring probes.
Dans le cadre de l'étude d'interactions entre oligonucléotides et des fragments d'ADN simple-brin à étudier le procédé selon l'invention présente de nombreux avantages. In the context of the study of interactions between oligonucleotides and single-stranded DNA fragments to study the method according to the invention has many advantages.
Les interactions sont étudiées dans des conditions d'hybridation non sélectives, soit à une température de l'ordre de 37OC, de sorte que toutes les interactions entre molécules pourront être observées simultanément. The interactions are studied under non-selective hybridization conditions, ie at a temperature of the order of 37 ° C., so that all of the interactions between molecules can be observed simultaneously.
Le dispositif permet de suivre en même temps et sans marqueurs plusieurs centaines d'interactions moléculaires à la fois. Il est capable de discriminer la présence d'une mutation ponctuelle au sein d'un fragment d'ADN. The device makes it possible to follow several hundreds of molecular interactions at the same time and without markers. It is able to discriminate the presence of a point mutation within a DNA fragment.
La technique de discrimination repose sur le fait que l'association moléculaire peut être soit totale si la séquence de l'ADN est strictement complémentaire à celle de l'oligonucléotide, soit partielle si la séquence d'ADN possède une base mutée. The discrimination technique is based on the fact that the molecular association can either be total if the DNA sequence is strictly complementary to that of the oligonucleotide, or partial if the DNA sequence has a mutated base.
La thermodynamique appliquée à l'ADN stipule que suivant le type de mutation, pour une localisation fixe dans la séquence, l'épaisseur optique varie. Il s'ensuit que le dispositif peut déterminer précisément le type de mutation. Thermodynamics applied to DNA stipulates that depending on the type of mutation, for a fixed location in the sequence, the optical thickness varies. It follows that the device can precisely determine the type of mutation.
Dans des conditions non sélectives, si une séquence normale et les trois séquences portant la mutation d'une des bases de ladite Under non-selective conditions, if a normal sequence and the three sequences carrying the mutation of one of the bases of said
<Desc/Clms Page number 13><Desc / Clms Page number 13>
séquence, c'est-à-dire les quatre séquences dont l'une des bases a été mutée, sont déposées sur la couche d'or 14, le dispositif peut mesurer un signal différent pour chacune des séquences immobilisées. sequence, that is to say the four sequences of which one of the bases has been mutated, are deposited on the gold layer 14, the device can measure a different signal for each of the immobilized sequences.
En effet, quelle que soit la séquence du fragment à analyser, le dispositif mesure une interaction totale et trois interactions partielles. Indeed, whatever the sequence of the fragment to be analyzed, the device measures a total interaction and three partial interactions.
En fonction des séquences immobilisées, il suffit alors de se reporter aux tables existant donnant la force d'interaction entre bases pour remonter à la nature exacte de la séquence d'ADN. Depending on the immobilized sequences, it suffices to refer to the existing tables giving the interaction strength between bases to go back to the exact nature of the DNA sequence.
Dès lors, si le système de détection est calibré, par exemple par rapport à la valeur d'un signal totalement complémentaire, il n'est plus nécessaire d'immobiliser la séquence normale et les trois séquences mutées : l'immobilisation d'une seule séquence est suffisante. Consequently, if the detection system is calibrated, for example with respect to the value of a completely complementary signal, it is no longer necessary to immobilize the normal sequence and the three mutated sequences: the immobilization of a single sequence is sufficient.
La capacité d'adresser des séquences d'ADN sur un substrat solide est donc multipliée par quatre. The capacity to address DNA sequences on a solid substrate is therefore multiplied by four.
Le dispositif selon l'invention suivant en temps réel et directement les interactions moléculaires, il n'est pas nécessaire de réaliser la mesure à une température favorisant une seule interaction comme dans le cas des méthodes utilisant des marqueurs fluorescents. The device according to the invention following the molecular interactions directly and in real time, it is not necessary to carry out the measurement at a temperature favoring a single interaction as in the case of the methods using fluorescent markers.
En effet, ces méthodes ne permettent de révéler qu'une seule interaction visible à une température donnée. Si ces méthodes étaient employées à température ambiante, tous les marqueurs émettraient de la fluorescence en même temps et ne pourraient donc être différenciés. Indeed, these methods only reveal a single interaction visible at a given temperature. If these methods were used at room temperature, all the markers would fluoresce at the same time and therefore could not be distinguished.
<Desc/Clms Page number 14><Desc / Clms Page number 14>
Par ailleurs, dans le cas d'étude d'oligonucléotides, ces méthodes nécessitent l'immobilisation sur un support de toutes les séquences relatives à un gène et des conditions sélectives. Furthermore, in the case of studying oligonucleotides, these methods require the immobilization on a support of all the sequences relating to a gene and selective conditions.
Il va de soi que cette méthode peut être appliquée à l'étude de tout type d'interactions entre molécules.It goes without saying that this method can be applied to the study of all types of interactions between molecules.
Claims (19)
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR0016248A FR2817962B1 (en) | 2000-12-13 | 2000-12-13 | SURFACE CHARACTERIZATION METHOD, APPLICATION AND DEVICE IMPLEMENTING THE METHOD |
CA002431399A CA2431399C (en) | 2000-12-13 | 2001-12-13 | Method for characterising a surface, and device therefor |
PCT/FR2001/003991 WO2002048689A1 (en) | 2000-12-13 | 2001-12-13 | Method for characterising a surface, and device therefor |
AU2002219304A AU2002219304A1 (en) | 2000-12-13 | 2001-12-13 | Method for characterising a surface, and device therefor |
EP01270759A EP1342071A1 (en) | 2000-12-13 | 2001-12-13 | Method for characterising a surface, and device therefor |
US11/592,221 US7678584B2 (en) | 2000-12-13 | 2006-11-03 | Method for characterizing a surface, and device therefor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR0016248A FR2817962B1 (en) | 2000-12-13 | 2000-12-13 | SURFACE CHARACTERIZATION METHOD, APPLICATION AND DEVICE IMPLEMENTING THE METHOD |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR2817962A1 true FR2817962A1 (en) | 2002-06-14 |
FR2817962B1 FR2817962B1 (en) | 2004-08-06 |
Family
ID=8857607
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR0016248A Expired - Lifetime FR2817962B1 (en) | 2000-12-13 | 2000-12-13 | SURFACE CHARACTERIZATION METHOD, APPLICATION AND DEVICE IMPLEMENTING THE METHOD |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FR (1) | FR2817962B1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998034098A1 (en) * | 1997-02-04 | 1998-08-06 | Biacore Ab | Analytical method and apparatus |
DE19817180A1 (en) * | 1998-04-17 | 1999-10-21 | Biotul Bio Instr Gmbh | Biosensor, especially for surface plasmon resonance, with surface comprising noble metal film bound to hydrogel via monolayer of organic molecules |
WO2000070328A1 (en) * | 1999-05-17 | 2000-11-23 | The Florida International Universityn Board Of Trustees | Surface plasmon resonance detection with high angular resolution and fast response time |
-
2000
- 2000-12-13 FR FR0016248A patent/FR2817962B1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998034098A1 (en) * | 1997-02-04 | 1998-08-06 | Biacore Ab | Analytical method and apparatus |
DE19817180A1 (en) * | 1998-04-17 | 1999-10-21 | Biotul Bio Instr Gmbh | Biosensor, especially for surface plasmon resonance, with surface comprising noble metal film bound to hydrogel via monolayer of organic molecules |
WO2000070328A1 (en) * | 1999-05-17 | 2000-11-23 | The Florida International Universityn Board Of Trustees | Surface plasmon resonance detection with high angular resolution and fast response time |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2817962B1 (en) | 2004-08-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8526001B2 (en) | Versatile surface plasmon resonance analyzer with an integral surface plasmon resonance enhanced fluorescence mode | |
US20170191125A1 (en) | Sequencing device | |
US8149411B2 (en) | Sensor unit for a surface plasmon resonance (SPR) unit | |
US8502982B2 (en) | Flow cell and system for detection of target in aqueous environment using arrayed imaging reflectometry | |
FR2873203A1 (en) | METHOD FOR DETERMINING SURFACE PLASMON RESONANCES ON BIDIMENSIONAL MEASUREMENT SURFACES | |
JP2007538256A (en) | Imaging method and apparatus | |
US6717663B2 (en) | Optical configuration and method for differential refractive index measurements | |
US20030219809A1 (en) | Surface plasmon resonance shifting interferometry imaging system for biomolecular interaction analysis | |
US20070139653A1 (en) | MEMS Micromirror Surface Plasmon Resonance Biosensor and Method | |
US20050019956A1 (en) | Optical sensor and methods for measuring molecular binding interactions | |
US6734956B2 (en) | Optical configuration and method for differential refractive index measurements | |
US7678584B2 (en) | Method for characterizing a surface, and device therefor | |
JP6145096B2 (en) | Surface plasmon resonance biosensor system | |
US7492978B2 (en) | Waveguide structure | |
EP2649431B1 (en) | System and method of multitechnique imaging for the chemical, biological or biochemical analysis of a sample | |
FR2817963A1 (en) | Reflective characterization of variable-thickness layers on prisms e.g. for observation and analysis of biological reactions, employs light beam, prism and total internal reflection | |
FR2817962A1 (en) | Reflective characterization of variable-thickness layers on prisms e.g. for observation and analysis of biological reactions, employs light beam, prism and total internal reflection | |
FR2913499A1 (en) | Device for reading fluorescence emitted by chromophore elements associated with biological/chemical components on object e.g. biochip surface, has unit for illuminating chromophore elements, and fluorescence collection and capture unit | |
EP2776811A1 (en) | Microstructured chip for surface plasmon resonance analysis, analysis device containing said microstructured chip and use of said device | |
JP3945636B2 (en) | measuring device | |
GB2587024A (en) | A sensor | |
EP1946076A1 (en) | Biochip imaging device and associated biochip | |
WO2022019919A1 (en) | Plasmonic sensors with microfluidic channels | |
JP2004526945A (en) | Method for characterizing a surface and apparatus related thereto | |
FI84940C (en) | SENSOR SOM AER BASERAD PAO YTPLASMONRESONANSFENOMENET. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TP | Transmission of property | ||
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 17 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 18 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 19 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 20 |