JP2015502539A5 - - Google Patents

Description

次に、図３に示す種々の波長に関連する図解を参照する。これらの波長に関連する図は、第１の例示的動作方法を示しており、光共振器１３０ａ〜ｎは、光導波路１２０を伝搬するレーザー光の波長に対応する基準波長３１２に対してオフセットした共振波長で動作するように構成されている。（本明細書において、単語「オフセット」は、「偏移した」または「離調した」等の代替的な単語でも称されることを指摘することが適切であろう。）

Claims (22)

1. ケイ素製の診断装置であって、
   第１の結合部位に位置する第１の捕獲剤を含む、ケイ素製の第１の光ナノビーム共振器と、
   レーザービームを伝搬し、前記第１の光ナノビーム共振器内に前記伝搬したレーザービームの第１の部分を接続するよう構成された、ケイ素製の光導波路と、
   ａ）前記第１の結合部位に結合反応が存在しない場合に、前記第１の光ナノビーム共振器により生成される第１の共振波長と、ｂ）前記第１の結合部位に結合反応が存在する場合に、屈折率を変化させることで前記第１の光ナノビーム共振器によって生成される第２の共振波長と、を検出するよう構成された、第１の検出器と、
   を備え、
   前記第１の光ナノビーム共振器は、前記光導波路の表面上にあるとともに、前記光導波路内にある１つ以上の略円形の穴を有していることを特徴とする診断装置。
2. 前記第１の共振波長の検出は、前記検出器内の第１の電流を検出することを含み、前記第２の共振波長の検出は、前記第１の電流の変化を検出することを含む、請求項１に記載の診断装置。
3. 前記第１の捕獲剤は、第１の検体を捕獲するよう選択されたアプタマーであり、前記第２の共振波長は、前記第１の検体の濃度に正比例して前記第１の共振波長から偏移する、請求項１又は２に記載の診断装置。
4. 前記の光ナノビーム共振器の少なくとも一部分を加熱するよう構成された加熱素子をさらに備える、請求項１又は２に記載の診断装置。
5. 前記直線光導波路は、少なくとも部分的に、前記加熱素子として動作するよう構成される、請求項４に記載の診断装置。
6. 前記第１の結合部位の温度を測定する熱量計をさらに備え、
   前記熱量計は、前記第１の光ナノビーム共振器の統合された一部であり、
   前記熱量計は熱光学測定を用いるものであり、
   前記熱光学測定は、ａ）表面の温度表示、または、ｂ）表面の化学的性質の少なくとも一方を提供し、
   前記熱光学測定は、全方向に１マイクロメートル未満の面積で限定可能なマイクロ熱量測定である、請求項４に記載の診断装置。
7. 第２の結合部位を含み、前記光導波路を伝搬したレーザービームの第２の部分を受信するように構成された、第２の光ナノビーム共振器と、
   ａ）前記第２の結合部位に結合反応が存在しない場合に、前記第２の光ナノビーム共振器によって生成される第３の共振波長と、ｂ）前記第２の結合部位に結合反応が存在する場合に、屈折率を変化させることで前記第２の光ナノビーム共振器によって生成される第４の共振波長と、を検出するよう構成された、第２の検出器と
   をさらに備える、請求項１又は２に記載の診断装置。
8. 前記第３及び第４の共振波長は、それぞれ前記第１及び第２の共振波長とは異なる、請求項７に記載の診断装置。
9. 第２の結合部位に位置する第２の捕獲剤を含むとともに、ケイ素製である、少なくとも１つの第２の光ナノビーム共振器をさらに備え、
   前記第１の光ナノビーム共振器と前記少なくとも１つの第２の光ナノビーム共振器とは、前記光導波路内においてそれぞれ異なる穴に位置し、
   前記穴は、それぞれ、前記光導波路の延在方向の軸線に沿って位置しており、
   前記光導波路は、ケイ素製であり、
   前記穴は、それぞれ略円形である、請求項１に記載の診断装置。
10. 前記光導波路は、直線光導波路である、請求項１に記載の診断装置。
11. 前記第１の光ナノビーム共振器は、直線ナノビーム共振器である、請求項１または１０に記載の診断装置。
12. ケイ素製の診断装置であって、
    それぞれケイ素製であるとともにイムノアッセイ部位を含む複数の光ナノビーム共振器からなる、光ナノビーム共振器のアレイと、
    前記光ナノビーム共振器のアレイのうちの１つ以上の光ナノビーム共振器内にコヒーレントな光を接続するよう構成された、ケイ素製の光導波路と、
    前記光ナノビーム共振器のアレイに光学的に接続された検出器のアレイであって、検出器のアレイの各検出器は、ａ）対応する光ナノビーム共振器によって生成された第１の共振波長と、ｂ）前記イムノアッセイ部位に少なくとも１つの分子を結合させることによる屈折率の変化を受ける場合に、前記対応する光ナノビーム共振器によって生成された第２の共振波長と、を検出するよう構成された、検出器のアレイと
    を備え、
    前記光ナノビーム共振器のアレイは、前記光導波路の表面上にあり、前記各光ナノビーム共振器は、それぞれ前記光導波路内にある略円形の穴を有していることを特徴とする診断装置。
13. 前記光ナノビーム共振器のアレイのそれぞれ１つを加熱するよう構成される複数の加熱素子をさらに含む、請求項１２に記載の診断装置。
14. 前記光導波路は、直線光導波路である、請求項１２に記載の診断装置。
15. 前記光ナノビーム共振器は、直線ナノビーム共振器である、請求項１２または１４に記載の診断装置。
16. 診断装置を使用する方法であって、
    前記診断装置のケイ素製の光導波路を介してレーザービームを伝搬することと、
    イムノアッセイ部位を備えるとともに前記診断装置内に配置されたケイ素製の第１の光ナノビーム共振器に、前記レーザービームの第１の部分を接続することと、
    前記第１の光ナノビーム共振器に接続された第１の光検出器内の第１の電流を検出することと、
    前記第１の光検出器内の第２の電流を検出することと、
    を含み、
    前記第１の光ナノビーム共振器は、前記光導波路の表面上にあるとともに、前記光導波路内にある１つ以上の略円形の穴を有し、
    前記第１の電流は、前記第１の光ナノビーム共振器に前記レーザービームの前記第１の部分が接続されたことに応答して前記第１の光ナノビーム共振器により生成される、第１共振周波数を示し、
    前記第２の電流は、前記第１の光ナノビーム共振器内の屈折率の変化および前記第１共振周波数の対応する変化により特徴づけられる、イムノアッセイ部位で起こる、イムノアッセイ結合を示すことを特徴とする方法。
17. 前記第１の光ナノビーム共振器を１回以上加熱し、１回以上の診断試験を行った後のイムノアッセイ部位を非破壊的に再生することをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
18. 前記第１の光学共振器を加熱し、そこから、ａ）融解曲線、または、ｂ）分子が前記イムノアッセイ部位から放出される温度の少なくとも一方を検出する、請求項１６に記載の方法。
19. 前記診断装置内に配置されているとともにイムノアッセイ結合を除外するよう構成された第２の光ナノビーム共振器内に、前記レーザービームの第２の部分を接続することと、
    前記第１または第２の光ナノビーム共振器のうちの少なくとも一方の一部を加熱することと、
    前記第２の光ナノビーム共振器内への前記レーザービームの前記第２の部分の接続に応答して前記第２の光ナノビーム共振器により生成された第３の共振周波数を表す第３の電流を、前記第２の光ナノビーム共振器に接続された第２の光検出器で検出することと、
    前記第１、第２および第３の電流を用いて、前記第１の光ナノビーム共振器の前記イムノアッセイ部位で生じるイムノアッセイ結合を分析することと、
    をさらに含む、請求項１６に記載の方法。
20. 前記第１、第２および第３の電流の使用は、第１、第２および第３の電流の少なくとも１つを、前記第１、第２および第３の電流の他の１つと比較することを含む、請求項１９に記載の方法。
21. 前記診断装置の材料の熱光学特性の偏移を用いて、前記第１の光ナノビーム共振器の表面の一部の温度を求めることをさらに含む、請求項１６〜２０のいずれか１項に記載の方法。
22. 前記材料は、ｉ）第１の導電性を有する透明材料、ｉｉ）ＧａＡｓ、ｉｉｉ）ＩｎＰ、ｉｖ）ＧａＮ、ｖ）ＩｎＧａＡｓＰ、ｖｉ）ＩｎＧａＡｓＮ、ｖｉｉ）ＩｎＧａＡｌＰ、ｖｉｉｉ）ＩｎＳｎＯ（ＩＴＯ）、またはｉｘ）これらの組み合わせの少なくとも１つである、請求項２１に記載の方法。