JP2005513476A5

JP2005513476A5 -

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Publication number: JP2005513476A5
Application number: JP2003555189A
Authority: JP
Filing date: 2002-12-09
Publication date: 2006-02-09

Claims

流状懸濁液や溶液中の分析物を分析する機器で、分析物インプット領域と流状懸濁液や溶液中の分析物を受光領域を通って分析物アウトプット領域へ運び入れる分析物チャネルとを含む分析物ハンドリング手段と、分析物チャネルの識別領域を照射するために受光領域へ光を供給する光供給手段と、識別領域の分析物から出現した光を流状懸濁液または溶液中の分析物の一つまたは複数の特性を検出する光検出手段へ向ける光導手段とを備え、光供給手段は第一の識別領域へ光を向ける第一のインプット光学導波管を備え、光導手段は第一の識別領域から出現する前方散乱光を受光するように配置された第一のアウトプット光学導波管と第一の識別領域から出現するサイド散乱光をある角度で受光するように配置された第二のアウトプット光学導波管とを備え、少なくとも分析物チャネルならびに第一および第二のアウトプット光学波導管が同一の第一プレーナ基板上に集積されている。
請求項１に記載した機器で、分析物チャネルの前後軸から３０度〜６０度の角度、好ましくは実質的に４５度の角度で分析物チャネル中へ光を向けるように、第一のインプット光学導波管が分析物チャネルと接合している。
請求項２に記載した機器で、分析物チャネルの前後軸から３０度〜６０度の角度、好ましくは実質的に４５度の角度で分析物チャネルから出現する光を集めるように、上記の第一のアウトプット光学導波管が分析物チャネルと接合している。
請求項３に記載した機器で、第１アウトプット光学導波管により集められた光から６０度〜１２０度の角度、好ましくは実質的に９０度の角度で分析物チャネルから出現する光を集めるように、第二のアウトプット光学導波管が分析物チャネルと接合している。
請求項１ないし４のいずれかに記載した機器で、光供給手段は第一の識別領域から離れた分析物チャネル内の第二の識別領域へ光を向ける第二のインプット光学導波管を備え、光導手段は、第二の識別領域からの前方散乱光を受け取るように配置された第三のアウトプット光学導波管と、第二の識別領域から出現するサイド散乱光を、前方散乱光と角度をなして受け取るように配置された第四の光学導波管とを備えており、少なくとも第三および第四アウトプット光学導波管が、第一プレーナ基板上に集積されている。
請求項１ないし５のいずれかに記載した機器で、基板中を伝搬する非導波光線を低減するために分析物チャネルおよび／または光学導波管に隣接して、ドープした吸収領域が第一プレーナ基板上に設けられている。
請求項１ないし６のいずれかに記載した機器で、光学導波管のどれかまたは全部の屈折率が実質的に流状懸濁液または溶液の屈折率にマッチしている。
請求項１ないし７のいずれかに記載した機器で、一つまたはより多くの光学導波管は、その分析物チャネルとの接合面でテーパー付きに形成されている。
請求項１ないし８のいずれかに記載した機器で、一つまたはより多くの光学導波管に、その分析物チャネルとの接合面に単一またはマルチプル誘導体被覆が取り付けられている。
請求項１ないし９のいずれかに記載した機器で、光供給手段は予め定められた特性の光を放射する光源を備え、これは懸濁液または溶液中の分析物と分析物の特性に従って相互作用することによって可変である。
請求項１ないし１０のいずれかに記載した機器で、光供給手段は一つまたはより多くの離散的波長または波長バンドλ, λ₁．．．λ_m の光を放射する光源を備える。
請求項１１に記載した機器で、上記の波長または波長バンドλ、λ₁．．．λ_m は測定される分析物の特性に従って選択される。
請求項１１または１２に記載した機器で、上記光検出手段は、波長または波長バンドλ, λ₁．．．λ_m と、蛍光の結果、分析物が放射した波長または波長バンドλ′ ₁ ．．．λ′ _n とを識別することができる。
請求項１１ないし１３のいずれかに記載した機器で、いずれの波長バンド λ₁．．．λ_m 、λ′₁．．．λ′_n もお互いに -20 dB 以上オーバーラップしていない。
請求項１４に記載した機器で、いずれの波長バンド λ₁．．．λ_m 、λ′₁．．．λ′_n も-30 dB 以上オーバーラップしていない。
請求項１ないし１５のいずれかに記載した機器で、シース液体を分析物チャネルに導入する第一液体導液手段と分析物懸濁液を分析物チャネルに導入する第二液体導液手段とを備え、第一および第二の液体導液手段は、分析物懸濁液または溶液が分析物チャネルの中心へ流体力学的に集束出来るように形成されている。
請求項１ないし１６のいずれかに記載した機器で、分析物チャネルが第一プレーナ基板の上部表面に機械加工されているかエッチングされており、かつ上記分析物チャネルは上記の上部表面の方へ開いており、分析物チャネルは、分析物チャネルの領域上へ広がったさらなる基板を第一の基板へ取り付ける事によってシールされている。
請求項１７に記載した機器で、開口が上記さらなる基板にあり、この開口を経由して液体を分析物チャネルへ注入また分析物チャネルから受け取れるように、液体導液手段を分析物チャネルに結合できる。
請求項１ないし１８のいずれかに記載した機器で、分析物チャネルは第一の基板の端に沿って伸びており、第一および／または第二の識別領域での光による分析物の照射は基板の端から直接受光できる。
請求項１ないし１９のいずれかに記載した機器で、第一のインプット光学導波管と分析物チャネルとが第一の基板の同じリセスに形成され、入射光は光を分析物チャネルに沿った方向へ向けることにより、第一の識別領域内へ導入される。
請求項１ないし２０のいずれかに記載した機器で、分析物アウトプット領域から受け取った流状懸濁液または溶液中の分析物を分類する分析物分類手段を備え、第一プレーナ基板上に集積された少なくとも一つのＹ接合部を含む複数の分類チャネルを備え、反対の極性を有する１対の電極がＹ接合部の両サイドのどちらかの第一プレーナ基板中に形成されている。
請求項２１に記載した機器で、複数の分類チャネルが少なくとも２個のステージをもつＹ接合部のカスケードとして形成されている。
請求項２１または２２に記載した機器で、外部のコンピューター制御された電源を第一プレーナ基板上に形成された反対の極性を有する各対の電極に接続するために、複数のコンタクト・トレースが第一プレーナ基板上に形成されている。
請求項１ないし２３のいずれかに記載した機器で、光供給手段は一つまたはより多くのコンポーネントが、たとえば一つまたはより多くの光ファイバによって第一プレーナ基板に光学的に接続されている第二プレーナ基板上に集積されている。
請求項２４に記載した機器で、一つまたはより多くの発光ダイオードまたはレーザー・ダイオードが、第二プレーナ基板に取り付けてある。
請求項２５に記載した機器で、発光ダイオードまたはレーザーダイオードから発光する光を運ぶ少なくとも一つの集積された光学導波管が、第二プレーナ基板に取り付けてある。
請求項２６に記載した機器で、複数の導波管から受光した異なった波長 λ₁．．．λ_m の光を単一導波管へ組合わせるように分散エレメントが第二プレーナ基板上に集積されている。
請求項２７に記載した機器で、分散エレメントは第二プレーナ基板に集積された、アレイされた導波格子またはトランスミッション・格子である。
請求項１ないし２８のいずれかに記載した機器で、光導手段は、たとえば一つまたはより多くの光ファイバによって第一プレーナ基板に光学的に接続された第三プレーナ基板上に集積された一つまたはより多くのコンポーネントを備えている。
請求項２９に記載した機器で、少なくとも一つの分散エレメント、光を各分散エレメントの方向へ導く少なくとも一つの光学導波管、および各分散エレメントからアウトプットされる波長または波長バンド λ₁．．．λ_m 、λ′₁．．． λ′_n の光を集光する複数個のアウトプット導波管が第三プレーナ基板上に集積されている。
請求項３０に記載した機器で、分散エレメントは第三プレーナ基板に集積された、アレイされた導波格子またはトランスミッション・格子である。
請求項３０または３１に記載された機器で、
（１）第一のアウトプット光学導波管から受光した前方散乱光を分離するため、および
（２）第二のアウトプット光学導波管から受光したサイド散乱光を分離するために、
分散エレメントと、光を分散エレメントに向かって導く光学導波管と、分散エレメントからアウトプットされる波長または波長バンド λ₁．．．λ_m 、λ′₁．．．λ′_n の光を集光する複数個のアウトプット導波管とが設けられている。
請求項１ないし３２のいずれかに記載した機器で、光導手段は、第四プレーナ基板に集積され、または第四プレーナ基板上に混成されている少なくとも一つの光学検出器を備えている。
請求項３３に記載した機器で、複数の波長λ₁．．．λ_m 、λ′₁．．．λ′_n のそれぞれを検出する検出器とともに、複数個の光学検出器が第四プレーナ基板に設けてある。
請求項３３または３４に記載した機器で、一つまたは複数の光学検出器はどれもフォトダイオードである。
請求項３３ないし３５のいずれかに記載した機器で、各検出器は、第四基板に形成されたＶみぞの端部の傾斜端面にわたって装着されており、上記Ｖみぞは基板の縁まで延びている。
請求項１ないし３３のいずれかに記載した機器で、第四基板は第三基板に突き合わせ接合しており、そこへ接着剤またはレジンで接着されている。