JP6358482B2 - 結合親和性の検出に用いる装置 - Google Patents
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Description
ように干渉する(すなわち、異なる直線で回折した光が所定波長の整数倍の光路差を有する)。回折角αは、所定波長と、基板の屈折率と、平面導波路の屈折率と、平面導波路の外表面における媒質(たとえば、外表面の媒質が対象試料を含んでいてもよい)の屈折率とを考慮して、隣接する所定の直線間の一定距離に依存する。
Claims (13)
- 結合親和性の検出に利用する装置(1)であって、
当該装置(1)が基板(22)上に配置された平面導波路(2)を備え、当該平面導波路(2)が外表面(21)と複数のインカップリング線(31)とを有し、当該複数のインカップリング線(31)は、動作時に、前記平面導波路(2)の外表面(21)に沿って伝播するエバネッセント場を伴って、コヒーレント光(62)の平行光線が前記平面導波路(2)に沿って伝播するように、コヒーレント光の光線を前記平面導波路(2)内に結合させるものである装置において、
前記複数のインカップリング線(31)は湾曲し、コヒーレント光(62)の平行光線が平面導波路に沿って伝播する方向で見て、隣接するインカップリング線(31)間の距離が増加するように配置されており、当該複数のインカップリング線の配置および隣接するインカップリング線間の距離は、動作時に、所定の第1焦点位置(611)から来て前記複数のインカップリング線に衝突する所定波長のコヒーレント光(61)の発散光線が、コヒーレント光(62)の前記平行光線が前記平面導波路(2)に沿って伝播するように前記平面導波路(2)内に結合するように設定され、対象試料を結合することが可能な複数の結合サイト(51)は、前記平面導波路(2)のアウトカップリング部分に配された少なくとも1組の別の複数の回折線に沿って前記外表面(21)に付着され、当該少なくとも1組の別の複数の回折線は、複数の湾曲したアウトカップリング線(41)を含み、当該複数の湾曲したアウトカップリング線(41)は、衝突するコヒーレント光(62)の伝播方向で見て、隣接する湾曲したアウトカップリング線間の距離が減少していくように配置されていることで、前記湾曲したアウトカップリング線に衝突する前記所定波長のコヒーレント光(62)の一部を回折させて前記平面導波路(2)から分離させ、前記所定波長のコヒーレント光(63)の当該分離した部分を所定の第2焦点位置(631)に集束して、当該第2焦点位置(631)で前記結合サイト(51)と前記対象試料(52)との結合親和性を表わす信号を提供することができるように構成されることを特徴とする装置(1)。 - 前記複数のインカップリング線(31)が前記平面導波路(2)の前記外表面(21)の第1表面部分(3)に配置され、前記複数の湾曲したアウトカップリング線(41)が前記平面導波路(2)の前記外表面(21)の第2表面部分(4)に配置され、当該第1表面部分(3)は線のない空白部分(32)を含み、当該第2表面部分(4)は線のない別の空白部分(42)を含むことを特徴とする請求項1に記載の装置(1)。
- 前記第1表面部分(3)および前記第2表面部分(4)は、前記平面導波路(2)の前記外表面(21)で空間的に離間して配置されることを特徴とする請求項2に記載の装置(1)。
- 前記第1表面部分(3)および前記第2表面部分(4)は、前記平面導波路(2)の前記外表面(21)で、前記空白部分(32)と前記別の空白部分(42)が共通の空白部分(322)を形成するように少なくとも部分的に重なって配置されることを特徴とする請求項2に記載の装置(1)。
- 第1表面部分(3)および前記第2表面部分(4)は同じ大きさであることを特徴とする請求項2から請求項4のいずれか一項に記載の装置(1)。
- 前記アウトカップリング部分に配置された前記少なくとも1組の別の複数の回折線は、さらに複数の直線(42)を含み、当該直線は、隣接する直線間で一定の距離を置いて相互に平行に延びており、コヒーレント光(62)の前記平行光線の一部を前記直線に対して回折角(α)で回折させることで、コヒーレント光(62)の前記平行光線の当該回折部分が前記複数の湾曲したアウトカップリング線(41)に衝突するように、コヒーレント光(62)の前記平行光線の伝播方向に対して角度(β)をなすように配置され、前記付着された結合サイト(51)は、前記複数の直線(42)に沿って配置されるか或いは前記複数の湾曲したアウトカップリング線(41)に沿って配置されることを特徴とする請求項1に記載の装置(1)。
- 前記複数の湾曲したアウトカップリング線(41)が、前記直線(4)で回折したコヒーレント光の前記平行光線の前記一部が伝播するとともにコヒーレント光(62)の前記平行光線のその他の光が伝播しないような前記平面導波路(2)の境界(23)で、前記外表面(21)に配置されることを特徴とする請求項6に記載の装置(1)。
- 表面被覆層(7)が前記平面導波路(2)の前記外表面(21)の上に配置され、当該表面被覆層(7)は多孔性の内部構造を有し、当該被覆層(7)に接触させる対象試料(52)が当該被覆層(7)を通して拡散して、前記平面導波路(2)の前記外表面(21)に付着した前記結合サイト(51)に達することが可能となることを特徴とする先行する請求項のいずれか一項に記載の装置(1)。
- 結合親和性の検出方法であって、
先行する請求項のいずれか一項に記載の装置(1)を用意するステップと、
前記結合サイト(51)が配置された少なくとも1組の別の複数の回折線に沿って、前記平面導波路(2)の前記アウトカップリング部分に対して、前記結合サイト(51)との結合親和性を検出する対象試料(52)を接触させるステップと、 前記所定の第1焦点位置(611)で、コヒーレント光(61)の発散光を、前記平面導波路(2)内に結合するために前記平面導波路(2)の前記複数のインカップリング線(31)に衝突させることで、前記平面導波路内に結合したコヒーレント光(62)の前記光線が、前記平面導波路(2)の前記外表面(21)に沿って伝播するコヒーレント光(61)の前記平行光線のエバネッセント場を伴って、前記平面導波路(2)に沿ったコヒーレント光(62)の平行光線として伝播するように発生させるステップであって、前記コヒーレント光(62)の一部を、前記平面導波路(2)から分離して、前記コヒーレント光(63)の当該分離された部分が前記第2の所定の焦点位置(631)に集束するように、前記平面導波路(2)の前記アウトカップリング部分の前記複数の湾曲したアウトカップリング線(41)によって回折させる発生ステップと、 前記第2の所定の焦点位置(631)で、コヒーレント光(63)の当該分離された部分を、前記結合サイト(51)と前記対象試料(52)との結合親和性を表わす信号として検出するステップと、を含むことを特徴とする方法。 - コヒーレント光(63)の前記分離された部分は、所定の大きさを有するとともに前記第2の所定の焦点位置(631)を含むように配置された検出域(632)で検出され、前記所定の波長を有するコヒーレント光(63)の前記分離された部分が相対最大強度を有する前記検出域(632)における位置を決定し、前記相対最大強度の位置を、前記第2の所定の焦点位置(631)として画定することを特徴とする請求項9に記載の方法。
- コヒーレント光(61)の前記発散光線は、所定の大きさを有するとともに前記第1の所定の焦点位置(611)を含むように配置された光線発生域(612)内の異なる位置で連続的に発生され、コヒーレント光(61)の連続的に発生した各光線に対して、コヒーレント光(63)の前記分離された部分が相対最大強度を有する前記検出域(632,633)内の位置が決定され、当該相対最大強度が最大となる前記検出域(632,633)内の位置を前記第2の所定の焦点位置(631)として画定し、さらに対応する光線が発生する前記光線発生域(612)内の位置を前記第1の所定の焦点位置(611)として画定することを特徴とする請求項10に記載の方法。
- 前記光線発生域(612)は、前記平面導波路(2)の前記外表面(21)に平行な第1平面内の領域であり、前記検出域(632)は、前記平面導波路(2)の前記外表面(21)に平行な第2平面内で、コヒーレント光(62)の前記平行光線の伝播方向に平行に延びる直線であることを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 前記光線発生域(612)は、前記平面導波路(2)の前記外表面(21)に平行な第1平面内の領域であり、前記検出域(633)は、前記平面導波路(2)の前記外表面(21)に平行な第2平面内の領域であることを特徴とする請求項11に記載の方法。
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