JP2010510511A - 標的粒子の放射の検出を向上させる装置 - Google Patents

標的粒子の放射の検出を向上させる装置 Download PDF

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Abstract

本発明は、放射波長で標的粒子(6)の放射を検出する装置(1)であって、前記装置が、高い光屈折率を有する感受性検出表面を備える光検出器(2、2A、2B)を備え、前記標的粒子(6)を、低い光屈折率を有する分析媒体(13)中で前記感受性表面の近傍に配置することが可能であり、前記装置が、さらに、前記感受性表面を覆うマスク(3)を備え、前記マスクが、前記放射波長で不透明な少なくとも1つの領域(4)と少なくとも1つの穴(5)とを含み、前記穴が前記標的粒子を受け入れることができることと、前記装置がさらに前記境界面に設けられた少なくとも1つの溝(10、10A、10B)を備え、前記少なくとも1つの溝の各々が前記少なくとも1つの穴の各々を取り囲むこととを特徴とする装置に関する。

Description

本発明は、放射波長での標的粒子の放射の検出を向上させる装置であって、前記装置が、
−高い光屈折率を有する感受性検出表面を備える光検出器を含み、
−前記標的粒子を、低い光屈折率を有する分析媒体中で前記感受性表面の近傍に配置することが可能である装置に関する。
こうした装置は非特許文献1から知られている。非特許文献1は、グラフトによってプローブを受け入れるために使用されるCMOS型の光検出マトリックスについて教示しており、プローブはハイブリダイゼーションによってDNA標的粒子を受け入れることができる。こうしたDNA標的粒子は、マトリックスの表面上に配置されたプローブを使用してマトリックスの表面上でハイブリダイズすることができる。プローブは、検出対象のDNA標的粒子を受け入れるようになっている。DNA標的粒子がハイブリダイゼーションによってプローブ上に配置され、それ自体周知の方法で洗浄された場合に、非特許文献1は光検出マトリックスを使用して標的粒子の放射を検出することを教示している。
上述の装置では、グラフトの後、プローブは光検出器の外面に位置合わせされる。低い光屈折率を有するプローブを含む分析媒体と、高い光屈折率を有する光検出器とについて、スネル・デカルトの法則は、高い光屈折率を有する光検出器で粒子の放射を検出できることを示している。
上述の装置の利点は、粒子の側から光検出器を見た時の立体角が大きいため、既知のカメラによる遠距離検出システムと比較して感度を改善できることである。
しかし、装置の感度は必ずしも十分ではなく、この種の装置の感度をさらに改善する、すなわち、光検出器で収集される標的粒子の放射信号の量を増大することが有利である。
"Opto−electronic DNA Chip: high performance chip reading with an all−electric interface",Frederic Mallard et al.,Biosensors & Bioelectronics,20(2005) 1813−1820
本発明の1つの目的は、特に、より良好な感度を得るために、上述の装置を改善することである。
したがって、本発明は、上述の装置であって、さらに、
−前記感受性表面を覆うマスクを含み、
−前記マスクが前記放射波長で不透明な少なくとも1つの領域と少なくとも1つの穴とを備え、
−前記穴が前記標的粒子を受け入れることができ、
その際、
前記マスクが少なくとも1つの境界面を含み、前記装置が前記境界面に配置された少なくとも1つの溝を含み、前記少なくとも1つの溝の各々が前記少なくとも1つの穴の各々を取り囲む装置に関する。
本発明によれば、例えば穴の中の感受性表面の近傍でプローブが装置にグラフトされ、標的粒子がプローブにハイブリダイズされる場合、標的粒子が放射する光信号は制限されるので、収集される信号の品質を改善することが可能になる。
さらに正確に言うと、蛍光の遠距離検出の場合、穴またはナノホールの存在によって蛍光の飽和を遅延させることが可能になり、その一方で穴の中での局所励起強度と蛍光の放射収率とが増大するので、標的粒子毎の蛍光率が改善されることが実証されている。文献“Enhancement of Single−Molecule Fluorescence Detection in Sub−wavelength Apertures”,Rigneault et al.,Physical Review Letters,11,117401 2005はこの現象を例示している。しかし、この結果は上記の文献では、遠距離検出についてだけ示されている。
本発明によれば、近距離検出の場合、すなわち、通常ハイブリダイズされた標的粒子およびグラフトされたプローブと光検出器の感受性表面との間の距離が標的粒子の放射波長より小さい場合について、標的粒子の放射および検出の向上が実現される。
また、マスクの利点は、標的粒子の放射波長より小さい直径に達するまで、穴のサイズを自由に縮小できる点にある。これによって、個々の粒子の検出を可能にしつつ、表面単位当たりの高い放射密度を得ることができる。
さらに、本発明によれば、マスクの境界面に配置され、各々が少なくとも1つの穴の各々を取り囲む少なくとも1つの溝のために、光検出器による検出はさらに改善される。
さらに、本発明によれば、溝は円形の波形網状構造を形成しており、標的粒子が放射する光をさらに強め、標的粒子が放射する光を空間中の1方向または数方向に方向付けるという二重の作用を有する。したがって、放射の指向性と収集される信号の量とが改善される。したがって、光検出器の感度はより良好になる。
さらに、粒子が励起ビームによって励起され、溝がマスクと分析媒体との間の境界面に配置される場合、装置は、励起ビームを穴およびひいては励起対象の粒子に向かって実質上方向付けることによって、励起の効率を改善する。
こうした結果の獲得を可能にする物理的作用は、溝を含む境界面でのプラズモンモードの結合である。このプラズモン結合のために、光は方向付けられ強められる。
本発明の有利な実施形態を添付の図面に示す。
既知の方法で、例えば上述の非特許文献1では、光検出器は複数の画素に分割されている。こうした画素は、既知の方法で、光電変換によって放射される電気信号を個別に検出できる検出単位を形成する。
光検出器が画素に分割されている場合、標的粒子の放射の検出に関して固有の問題が生じる。
実際に、高い光屈折率を有する光検出器の中で、低い光屈折率を有する媒体内の、高い光屈折率を有する光検出器との境界面に位置する標的粒子が放射する信号は、1つの同じ粒子が光検出器のいくつかの画素で同時に信号を生成するような放射ローブを有する。したがって、画素が検出する信号は標的粒子が放射する信号に実際には対応しない。この有害な現象は「クロストーク」(英語では“cross−talk”またフランス語では“diaphonie”)として知られている。
本発明の一実施形態は、上述のような複数の画素を含む光検出器のクロストークを低減することを目的とする。
従って、光検出器は複数の画素を含み、前記穴は前記複数の画素のうちの画素の寸法より小さい寸法を有し、前記マスクは、前記少なくとも1つの穴の各々が前記複数の画素のうちの1つの画素に対向するように配置される。
すなわち、穴の中のプローブにグラフトされた標的粒子が放射する信号は穴によって制限され、好適には画素内に方向付けられる。これによって標的粒子がいくつかの画素に対して放射するのが防止される。したがって、隣接画素間のクロストークが低減され、光感受性の画素は、プローブにグラフトしていない自由な標的粒子から有効に隔離される。
さらに、信号の指向性が改善されることは、前に定義したクロストークを低減するので、本実施形態に係る光検出器に関して特に有利である。
さらに、穴の中への放射の制限を改善するため、前記マスクは穴が開けられた金属膜である。これによって、標的粒子の放射波長に対してマスクが必要とする不透明度が得られる。
さらに、前記標的粒子は、励起手段が放射する励起ビームによって励起されると前記放射波長で放射を行うことができ、前記感受性表面はこうした励起ビームに感受性がない。
光を放射するために光励起を必要とする粒子は蛍光粒子と呼ばれる。こうした蛍光粒子の場合、励起信号は蛍光の放射の検出に対する障害になることが多い。
上述の実施形態のために、放射信号は光検出器での検出の障害にならず、検出された放射の計算に影響しない。
この場合、溝は励起ビームの経路に配置してもよい。
一実施形態によれば、前記励起手段と前記感受性表面との間に配置され、励起信号の波長を除去するように配置された除去フィルタによって、感受性表面は放射信号に感受性を有さなくなる。
したがって、放射を検出するために励起が必要な場合でも、光検出器では粒子の放射だけが検出される。
この場合、溝は有利には、不透明領域と除去フィルタとの間に配置してもよい。
また、例えば上述の非特許文献1に記載のような既知の光検出器では、プローブは光検出器の表面上に分散しており、検出された信号の測定は全てのプローブで受信した信号を平均することによって実行されている。多数の母集団に対して平均を実行することは、測定結果の品質に影響を与える。
この欠点を解消するため、本発明の一実施形態によれば、前記マスクは前記少なくとも1つの穴の各々がプローブを1つだけ受け入れられるようなものである。
したがって、プローブを1つだけ収容する非常に小さな穴によって、個々の分子毎に放射モードで測定を行うことが可能になる。そして、上述の平均作用が低減される。
また、本発明は、上述のような装置を含むバイオチップに関する。
バイオチップは、前記光検出器にグラフトされ、前記少なくとも1つの穴の中に配置された少なくとも1つのプローブを含んでもよい。
一実施形態によれば、前記少なくとも1つの穴の各々はプローブを1つだけ含む。
また、バイオチップは、前記プローブにハイブリダイズされた少なくとも1つの標的粒子を含んでもよい。
また、本発明は、放射波長で標的粒子の放射を検出する方法であって、
−上述のような装置を設け、
−前記少なくとも1つの穴の中に前記粒子を配置し、
−前記光検出器を使用して前記粒子の放射を検出することを含む方法に関する。
また、本方法は、
−前記少なくとも1つの穴の中に少なくとも1つのプローブをグラフトし、
−前記穴の中に前記標的粒子を選択的に配置するように、前記標的粒子を前記プローブにハイブリダイズすることを含んでもよい。
本発明は、以下の少なくとも1つの実施形態の詳細な説明を読み添付の図面を参照する際によりよく理解されるだろう。
本発明に係る標的粒子の放出を検出する装置の断面側面図を示す。 図1の装置の上面図を示す。 図1の装置の特定実施形態の断面側面図を示す。 図3の実施形態で使用される溝の上面写真図を示す。 図4の写真図の概略図を示す。 図1の装置の特定実施形態の断面側面図を示す。 図1の装置の特定実施形態の断面側面図を示す。 図1の装置の特定実施形態の断面側面図を示す。 図1の装置の特定実施形態の上面図を示す。
図面中、同一の参照番号は類似の技術的要素を表す。
図1は、粒子6の検出に適した本発明に係る装置1を例示している。
粒子6は、光を放射できる任意の粒子、特に、光を放射するために励起を必要とする蛍光粒子、または、光を放射するために光励起を必要としない化学発光または生物発光粒子でもよい。光の放射は熱放射率に起因するものでもよい。蛍光粒子の場合、蛍光はレイリーまたはハイパーレイリー型のパラメトリック蛍光、または自然または誘導ラマン型の振動蛍光でもよい。
装置1は、粒子6が放射する光に対して透明な上面9を有する光検出器2を含む。プローブ7A、7Bはグラフトによって上面9に固定してもよい。生物学的試験の範囲内では、例えばDNAチップの場合、プローブ7A、7Bは上面9にグラフトされた分子である。ハイブリダイゼーションによって、標的粒子6はプローブ7A、7Bに選択的に結合する。選択的にハイブリダイズされた標的粒子6の放射を使用して、標的粒子6を特徴付けることができる。既知の方法で、例えばDNAチップの場合、プローブ7A、7Bをグラフトするステップと、粒子6をハイブリダイズするステップと、選択的にハイブリダイズされた粒子だけを保持するため洗浄するステップと、選択的にハイブリダイズされた粒子6が放射する光を観察するステップとが実行される。
本発明の範囲内で、グラフトステップおよびハイブリダイズステップは既知の方法で実行できる。さらに、光検出器の感光性表面の近傍にグラフトしたプローブを備える装置とプローブ上でハイブリダイズされる粒子とが説明されているが、検出装置にはプローブをグラフトしてもしなくてもよいので、グラフトしたプローブと別個に装置を使用するのも可能であることに注意されたい。
本発明によれば、装置1は、その上面9の光検出器2を覆うマスク3を含む。マスク3は、穴5と不透明領域4とを含む。不透明領域4は、標的粒子6が放射する発光に対して不透明である。この不透明度を達成するため、マスク3は例えば金またはアルミニウム製の金属膜であり、これは、不透明領域4が、金またはアルミニウムといった金属製であることを意味する。穴5はプローブ7A、7Bを受け入れ、それらを分析媒体13内に置くことができる。穴が開けられた金属膜は光検出器2上に付着させられる。粒子6の放射波長での金属膜3の不透明度は、膜の厚さを適切に選択することによって得られる。
光検出器2は、例えば半導体またはCMOSまたはCCD型である。光検出器2の構造は、例えばAPSと呼ばれる装置に対応し、APSとは、シリコンアクティブ領域を有する「アクティブ画素センサ」を意味する。また、光増幅またはカスケードまたはアヴァランシェ現象による電子の増幅によって検出を行ってもよい。図1では、光検出器2のアクティブ領域だけが示されている。他の非アクティブ要素によって光検出器2が完全なものになりうることに注意されたい。
光検出器2のシリコンアクティブ領域2は、分析媒体13の光屈折率より高い約3.5の光屈折率を有する。後者は例えば、20℃の水の場合1.33程度の光屈折率、また空気の場合約1の屈折率を有する。この分析媒体はハイブリダイゼーションおよび標的粒子放射の検出の分野で既知である。
標的粒子6がプローブ7A、7Bに付着すると、この光屈折率の差の作用によって、光検出器2内の信号の放射による、光検出器2での満足な検出が可能になる。スネル・デカルトの法則または電磁気学の理論によってこのことが確認できる。
標的粒子6の放射時に、不透明領域4は、光検出器2に向けて放射される信号8を制限できるので、検出が改善される。
光検出器2は、個別の検出単位に対応する画素2A、2Bに分割できる。上述のような光検出器APSは、例えば、5.6μm×5.6μmの寸法の640×480画素のマトリックスを含む。
マスク3の穴5は有利には各画素の上に配置され、その寸法は画素の寸法より小さい。
上述の画素の寸法の場合、穴は例えば、数百nm×数百nm程度の寸法を有する。マスク3はこの場合、ナノホール5が開けられた金属膜である。
膜3の不透明領域4は、標的粒子6の放射を各画素に向けて制限する。粒子が画素に放射する信号8が逸脱して隣接画素に向かうのはわずかなので、画素間のクロストークが低減される。
装置1の上面図を図2に例示する。光検出器2を覆う金属膜3が見られる。金属膜3は穴5と不透明領域4を含む。不透明領域4の構造は、本発明の特定実施形態について以下さらに詳細に説明する。
図3は、第1の構成での、本発明の特定実施形態に係る装置1の側面図である。
図3では、プローブ7Aにハイブリダイズされた粒子6は、励起ビーム11を放射する励起レーザ14によって励起される蛍光粒子であるが、ここに記載する実施形態は、生物発光または化学発光粒子の場合も同一でよいことに注意されたい。励起ビーム11によって励起される場合、金属膜3は好適には、励起ビームの波長でも不透明である。
図3では、不透明領域4は、低い領域10Bと高い領域10Aとから形成された溝10を含む。溝10は好適には、穴5の周囲の円形の波形を形成する。高い領域10Aは、図3のようなスロット形状でもよいが、例えば正弦波形状または三角形状といった別の形状を有してもよい。高い領域および低い領域10Aおよび10Bは、線形的または非線形的に変化する間隔で配置してよい。
溝10は不透明領域4の上面に配置され、不透明領域の側面は、穴5を形成する。
本実施形態によれば、励起ビーム11は溝10によって遮断される。溝10は分析媒体13と不透明領域4との間の境界面に配置される。溝10は、溝に接触する分析媒体13と、励起ビーム11を粒子6に向けて制限する不透明領域4との間にプラズモン型結合モードを生じる。この制限現象は、図3で斜めの矢印11Aによって例示されている。このように、本実施形態では励起の効率が改善されている。すなわち、本実施形態は、蛍光粒子の場合励起の品質を改善するため特に有利である。
さらに、上述のように、不透明領域4は、光検出器2に向けて放射される光をも制限する。すなわち、本組立体は、励起および放射の効率を改善し、ひいては本発明に係る検出の全体的な品質を改善する。
図4は、一連の高い領域10Aと低い領域10Bとによって取り囲まれた穴5が見られる、溝10の写真図を示す。溝は不透明領域4の表面に形成される。
図5は、一連の高い領域10Aと低い領域10Bとによって取り囲まれた穴5が見られる、溝10の概略図である。溝は、不透明領域4の上面12Aに形成される。
溝10を含むマスク3の寸法の例が提供されるが、これらの寸法は本発明の範囲内で非制限的であることを理解されたい。粒子6が放射する波長は500nm程度である。穴5は例えば、直径150〜200nmの円形である。マスク3の高さはプローブ7A、7Bの高さより大きいので、不透明領域4は、粒子6がプローブ7A、7Bに付着した時粒子6が放射する光を隠すようになる。不透明領域4または対応する穴5は約200nmの高さを有する。高い領域10Aまたは対応する低い領域10Bを意味する溝10は約50nmの高さを有する。高い領域と低い領域とを分離するピッチは約80nmである。
図6は、本発明に係る装置1の別の構成を例示しており、ここでは溝10は、不透明領域4の下面12Bで、不透明領域4と光検出器2の上面との間の境界面に配置される。溝10は、前述のように、高い領域10Aと低い領域10Bとを含む。この場合、粒子6が放射する光の指向性が改善される。これは粒子6が励起されるか否かを問わず言えることである。本実施形態によれば、穴5での不透明領域4と分析媒体13との間の溝10によるプラズモン結合効果によって、光の制限が改善され、光検出器2、特に穴5の下に配置された光検出器の画素2Aに向けた指向性が向上する。
2つの前述の実施形態を図7に例示するが、これらは粒子6が放射する光の指向性と励起ビーム11による励起の指向性とを改善するため組み合わせてもよい。この場合、第1の溝10は不透明領域4と分析媒体13との間の境界面に配置され、第2の溝10は不透明領域4と光検出器2の上面9との間に配置される。すなわち、不透明領域4の上面12Aと下面12Bとの各々は各々穴5の周囲の円形の波形を形成する溝を含む。
図8は、装置1が除去フィルタ15を含む本発明の特定実施形態を例示する。この除去フィルタ15は、励起ビーム11の波長または波長の範囲をフィルタリングして、波長が異なる場合粒子6が放射する光の検出に影響しないようにすることができる。除去フィルタ15は、図8の場合のように光検出器2の上面を形成してもよく、またこの上面9に接触して配置してもよく、さらには光検出器2に含まれるものでもよい。
代替的な解決策では、粒子6が放射する光の検出に影響しないようにするため、光検出器2自体に、励起ビーム11の波長または波長の範囲に感受性がないものが選択される。
図9は、本発明に係る装置1の実施形態を例示しており、ここでは光検出器2について画素2A、2Bのマトリックスが点線で例示されており、その上にマスク3が配置されている。有利には、マスク3は、各画素2A、2Bに1つの穴5だけが対向するように配置される。したがって、隣接画素間のクロストークが低減される。
さらに、穴5の寸法は、グラフトの際穴5にプローブが1つだけ配置されるようなものでよい。したがって、画素が検出する光は1つの粒子だけが放射する光に実質上対応するので、平均作用をなくすことができる。
上述の全ての実施形態は、光検出器2が並列な複数の光検出器に対応する複数の画素を含むこうした構成に適用してもよい。特に、マスク3が溝10を含む実施形態は有利には、画素間のクロストークを低減するために画素のマトリックスについて使用してもよい。
こうした画素のマトリックスは、光検出器2の各画素または画素のグループについての信号を統合しつつ標的粒子6が放射した光信号を検出する場合連続して動作してもよい。また、光度測定を実行してもよい。
また、画素のマトリックスは、研究対象の現象の時間特性と比較して短い時間幅で信号が統合されるパルスモードで動作してもよい。結果として得られる軌跡を分析することによって、研究対象の分子会合に関する情報が得られる。この動作モードは例えば、蛍光相関分光学、蛍光寿命のイメージングまたは蛍光共振エネルギー転移の場合に使用される。
上述のような装置1は有利には、例えばDNAまたはタンパク質バイオチップといったバイオチップの検出器として使用してもよい。この場合、バイオチップは、標的粒子6を受け入れるための穴5にグラフトされたプローブ7A、7Bを含む。
また、装置1は、例えば食品検査用の細菌存在検出器として使用してもよい。

Claims (16)

  1. 放射波長で標的粒子(6)の放射を検出する装置(1)であって、前記装置が、
    −高い光屈折率を有する感受性検出表面を備える光検出器(2、2A、2B)を備え、
    −前記標的粒子(6)を、低い光屈折率を有する分析媒体(13)中で前記感受性表面の近傍に配置することが可能であり、
    前記装置が、さらに、
    −前記感受性表面を覆うマスク(3)を備え、
    −前記マスクが、前記放射波長で不透明な少なくとも1つの領域(4)と少なくとも1つの穴(5)とを含み、
    −前記穴が前記標的粒子を受け入れることができることと、
    前記マスクが少なくとも1つの境界面を含み、前記装置が前記境界面に設けられた少なくとも1つの溝(10、10A、10B)を備え、前記少なくとも1つの溝の各々が前記少なくとも1つの穴の各々を取り囲むこととを特徴とする装置。
  2. 前記溝が前記不透明領域と前記分析媒体との間の境界面に配置される、請求項1に記載の装置。
  3. 前記溝が前記不透明領域と前記光検出器の表面との間の境界面に配置される、請求項1に記載の装置。
  4. 前記光検出器が複数の画素(2A、2B)を含み、前記少なくとも1つの穴(5)が前記複数の画素のうちの画素の寸法より小さい寸法を有し、前記マスクが、前記少なくとも1つの穴の各々が前記複数の画素のうちの1つの画素に対向するように配置される、請求項1〜3の1つに記載の装置。
  5. 前記不透明なマスクが金属膜である、請求項1〜4の1つに記載の装置。
  6. 前記標的粒子が、励起手段(14)が放射する励起ビーム(11)によって励起されると前記放射波長で放射を行うことができ、前記感受性表面が前記励起ビームに感受性がないものである、請求項1〜5の1つに記載の装置。
  7. 前記溝が前記励起ビームの経路に配置される、請求項6に記載の装置。
  8. 前記装置が、前記励起手段と前記感受性表面との間に配置された除去フィルタ(15)を含み、前記除去フィルタが励起ビームの波長を除去するように配置される、請求項1〜7の1つに記載の装置。
  9. 前記溝が前記不透明領域と前記除去フィルタとの間の境界面に配置される、請求項1〜8の1つに記載の装置。
  10. 前記光検出器がシリコン半導体である、請求項1〜9の1つに記載の装置。
  11. 請求項1〜10の何れか1つに記載の装置を含むバイオチップ。
  12. 前記光検出器にグラフトされ、前記少なくとも1つの穴の中に配置された少なくとも1つのプローブを含む、請求項11に記載のバイオチップ。
  13. 前記少なくとも1つの穴の各々が単一のプローブを含む、請求項12に記載のバイオチップ。
  14. 前記プローブにハイブリダイズされた少なくとも1つの標的粒子を備える、請求項12〜13の1つに記載のバイオチップ。
  15. 放射波長で標的粒子(6)の放射を検出する方法であって、
    −請求項1〜10の1つに記載の装置を設け、
    −前記少なくとも1つの穴の中に前記粒子を配置し、
    −前記光検出器を使用して前記粒子の放射を検出することを含む方法。
  16. −前記少なくとも1つの穴の中に少なくとも1つのプローブをグラフトし、
    −前記穴の中に前記標的粒子を配置するように、前記標的粒子を前記プローブにハイブリダイズすることを含む、先行する請求項に記載の標的粒子の放射を検出する方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015152486A (ja) * 2014-02-17 2015-08-24 株式会社ニコン 光学部材及び露光装置
WO2017199651A1 (ja) * 2016-05-18 2017-11-23 ソニー株式会社 生体物質分析装置、生体物質分析システム、生体物質選別方法、生体物質分析用プログラム及び細胞培養容器
JP2018517127A (ja) * 2015-04-22 2018-06-28 シェンゼン・ジェノリビジョン・テクノロジー・カンパニー・リミテッド バイオセンサ
JP2020531887A (ja) * 2018-01-08 2020-11-05 イラミーナ インコーポレーテッド 構造化照明を用いたアクティブセンサ検出器の多重化

Families Citing this family (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2930031A1 (fr) * 2008-04-14 2009-10-16 Centre Nat Rech Scient Dispositif et procede d'analyse exaltee d'un echantillon de particules.
JP6017107B2 (ja) * 2009-12-28 2016-10-26 ソニー株式会社 イメージセンサ及びその製造方法、並びにセンサデバイス
WO2012054351A2 (en) * 2010-10-18 2012-04-26 The Regents Of The University Of California Microscopy method and system incorporating nanofeatures
US8409866B2 (en) * 2010-10-21 2013-04-02 Nokia Corporation Apparatus and associated methods
GB2515490A (en) * 2013-06-24 2014-12-31 Univ Dublin City An aperture array substrate device, a detection system and a method for detecting analytes in a sample
WO2015074005A1 (en) 2013-11-17 2015-05-21 Quantum-Si Incorporated Active-source-pixel, integrated device for rapid analysis of biological and chemical speciments
KR20220165286A (ko) 2014-08-08 2022-12-14 퀀텀-에스아이 인코포레이티드 분자를 프로빙, 검출 및 분석하기 위한 외부 광원을 갖는 통합 디바이스
KR102452571B1 (ko) 2014-08-08 2022-10-07 퀀텀-에스아이 인코포레이티드 수신된 광자들의 시간 비닝을 위한 집적 디바이스
KR20220165282A (ko) 2014-08-08 2022-12-14 퀀텀-에스아이 인코포레이티드 분자들을 프로빙, 검출 및 분석하기 위한 광학계 및 검정 칩
US10174363B2 (en) 2015-05-20 2019-01-08 Quantum-Si Incorporated Methods for nucleic acid sequencing
US11466316B2 (en) 2015-05-20 2022-10-11 Quantum-Si Incorporated Pulsed laser and bioanalytic system
US10605730B2 (en) 2015-05-20 2020-03-31 Quantum-Si Incorporated Optical sources for fluorescent lifetime analysis
WO2017045108A1 (en) 2015-09-14 2017-03-23 Shenzhen Genorivision Technology Co. Ltd. A phototube and method of making it
CN108449970A (zh) * 2015-09-14 2018-08-24 深圳源光科技有限公司 生物感测器
CA3012705A1 (en) 2016-02-17 2017-08-24 Tesseract Health, Inc. Sensor and device for lifetime imaging and detection applications
TWI844783B (zh) 2016-06-01 2024-06-11 美商寬騰矽公司 用於偵測及分析分子之光子結構及積體裝置
MX2019007069A (es) 2016-12-16 2019-08-01 Quantum Si Inc Ensamblaje de conformacion y direccion de haz compacto.
EP3555972A1 (en) 2016-12-16 2019-10-23 Quantum-si Incorporated Compact mode-locked laser module
CN118099177A (zh) 2016-12-22 2024-05-28 宽腾矽公司 具有直接合并像素的整合式光电侦测器
CN111133293A (zh) 2017-07-24 2020-05-08 宽腾矽公司 手持式大规模并行生物光电仪器
US11237326B2 (en) 2017-07-24 2022-02-01 Quantum-Si Incorporated Optical rejection photonic structures using two spatial filters
DE102017119810B4 (de) * 2017-08-29 2019-05-09 fos4X GmbH Optoelektrischer Chip
CN111867729B (zh) 2018-01-08 2022-06-10 宽腾矽公司 用于亚微米级反应室的电气动力装载的系统及方法
SG11201911784PA (en) 2018-01-08 2020-01-30 Illumina Inc Systems and devices for high-throughput sequencing with semiconductor-based detection
CN111971748A (zh) 2018-01-26 2020-11-20 宽腾矽公司 用于测序装置的机器学习使能脉冲及碱基判定
WO2019212735A1 (en) 2018-05-03 2019-11-07 Quantum-Si Incorporated Characterizing an optical element
EP3794512A1 (en) 2018-05-14 2021-03-24 Quantum-Si Incorporated Systems and methods for unifying statistical models for different data modalities
US11971963B2 (en) 2018-05-30 2024-04-30 Quantum-Si Incorporated Methods and apparatus for multi-modal prediction using a trained statistical model
US11967436B2 (en) 2018-05-30 2024-04-23 Quantum-Si Incorporated Methods and apparatus for making biological predictions using a trained multi-modal statistical model
MX2020013680A (es) 2018-06-15 2021-03-02 Quantum Si Inc Control y adquisicion de datos para instrumentos analiticos avanzados que tienen fuentes opticas pulsadas.
JP7460555B2 (ja) 2018-06-22 2024-04-02 クアンタム-エスアイ インコーポレイテッド 様々な検出時間の電荷貯蔵ビンを有する集積光検出器
BR112021003074A2 (pt) 2018-08-29 2021-05-11 Quantum-Si Incorporated técnicas de fabricação de poço de amostra e estruturas para dispositivos de sensor integrado
EP3891490A1 (en) 2019-01-03 2021-10-13 Quantum-Si Incorporated Optical waveguides and couplers for delivering light to an array of photonic elements
AU2020294144A1 (en) 2019-06-14 2022-01-27 Quantum-Si Incorporated Sliced grating coupler with increased beam alignment sensitivity
CA3144003A1 (en) 2019-06-19 2020-12-24 Quantum-Si Incorporated Optical nanostructure rejecter for an integrated device and related methods
WO2020264331A1 (en) 2019-06-28 2020-12-30 Quantum-Si Incorporated Optical and electrical secondary path rejection
BR112022002048A2 (pt) 2019-08-08 2022-06-07 Quantum Si Inc Eficiência de coleta de emissão aumentada em dispositivos ópticos integrados
AU2021208557A1 (en) 2020-01-14 2022-09-01 Quantum-Si Incorporated Sensor for lifetime plus spectral characterization
TW202143465A (zh) 2020-01-14 2021-11-16 美商寬騰矽公司 用於壽命特性分析之整合感應器
KR20220148273A (ko) 2020-03-02 2022-11-04 퀀텀-에스아이 인코포레이티드 다차원 신호 분석을 위한 통합 센서
WO2021207400A2 (en) 2020-04-08 2021-10-14 Quantum-Si Incorporated Integrated sensor with reduced skew
KR20230093003A (ko) 2020-10-22 2023-06-26 퀀텀-에스아이 인코포레이티드 순차적으로 결합된 전하 저장소를 갖는 집적 회로 및 연관된 기술들
CN114015560B (zh) * 2021-10-20 2024-07-05 深圳市中科先见医疗科技有限公司 一种分子检测芯片

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003270132A (ja) * 2002-01-11 2003-09-25 Canon Inc 化学センサ装置・媒体およびそれを用いた検査方法
WO2005017570A2 (en) * 2003-08-06 2005-02-24 University Of Pittsburgh Surface plasmon-enhanced nano-optic devices and methods of making same
JP2005195492A (ja) * 2004-01-08 2005-07-21 Casio Comput Co Ltd 分析装置及び分析方法
US20050214160A1 (en) * 2002-08-13 2005-09-29 Genewave Supporting device for chromophore elements

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5672514A (en) * 1995-02-01 1997-09-30 Fuji Photo Film Co., Ltd. Chemiluminescent detecting method and apparatus
US6458547B1 (en) * 1996-12-12 2002-10-01 Prolume, Ltd. Apparatus and method for detecting and identifying infectious agents
JP2002057143A (ja) * 2000-08-07 2002-02-22 Hitachi Ltd 浮遊異物検出装置
US7399445B2 (en) * 2002-01-11 2008-07-15 Canon Kabushiki Kaisha Chemical sensor
US7064827B2 (en) * 2002-05-20 2006-06-20 Brown University Research Foundation Optical tracking and detection of particles by solid state energy sources
US7511285B2 (en) * 2004-07-16 2009-03-31 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Methods and apparatus for biomolecule identification
US7170050B2 (en) * 2004-09-17 2007-01-30 Pacific Biosciences Of California, Inc. Apparatus and methods for optical analysis of molecules
FR2892196B1 (fr) * 2005-10-18 2008-06-20 Genewave Soc Par Actions Simpl Procede de fabrication d'un biocapteur a detection integree

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003270132A (ja) * 2002-01-11 2003-09-25 Canon Inc 化学センサ装置・媒体およびそれを用いた検査方法
US20050214160A1 (en) * 2002-08-13 2005-09-29 Genewave Supporting device for chromophore elements
WO2005017570A2 (en) * 2003-08-06 2005-02-24 University Of Pittsburgh Surface plasmon-enhanced nano-optic devices and methods of making same
JP2005195492A (ja) * 2004-01-08 2005-07-21 Casio Comput Co Ltd 分析装置及び分析方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015152486A (ja) * 2014-02-17 2015-08-24 株式会社ニコン 光学部材及び露光装置
JP2018517127A (ja) * 2015-04-22 2018-06-28 シェンゼン・ジェノリビジョン・テクノロジー・カンパニー・リミテッド バイオセンサ
WO2017199651A1 (ja) * 2016-05-18 2017-11-23 ソニー株式会社 生体物質分析装置、生体物質分析システム、生体物質選別方法、生体物質分析用プログラム及び細胞培養容器
JP2020531887A (ja) * 2018-01-08 2020-11-05 イラミーナ インコーポレーテッド 構造化照明を用いたアクティブセンサ検出器の多重化
JP7026147B2 (ja) 2018-01-08 2022-02-25 イラミーナ インコーポレーテッド 構造化照明を用いたアクティブセンサ検出器の多重化

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