KR102526798B1 - 표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 방법 및 장치 - Google Patents

표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에서는 제1 파장의 제1 입사광 및 제2 파장의 제2 입사광을 입사 각도를 변화시키며 시료에 대하여 입사시키고, 제1 입사광에 따른 제1 반사광의 세기 및 제2 입사광에 따른 제2 반사광의 세기를 검출하며, 제1 반사광의 세기 및 제2 반사광의 세기의 차이를 이용하여 시료를 식별하는 표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 방법을 제공함으로써, 비교적 낮은 수신 감도의 검출기 또는 카메라를 사용하면서도 보다 나은 각도 분해능을 얻는 것이 가능하고, 다양한 특성의 시료들이 2차원 배열 집적된 센서 칩에 대하여 효율적인 측정이 가능하다.

Description

표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 방법 및 장치{OPTICAL DIFFERENTIAL INTERROGATION METHOD AND APPARATUS FOR SURFACE PLASMON RESONANCE IMAGING}
본 발명은 표면 플라즈몬 공명(Surface Plasmon Resonance, SPR)을 이용하여, 다수의 시료를 분석하는 표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 방법및 장치에 관한 것이다.
표면 플라즈몬 공명(Surface Plasmon Resonance, SPR)은 금속과 유전체의 경계면에 빛에 의한 전자기장이 인가될 경우, 두 매질 사이의 경계면의 불연속성으로 인하여 경계면 상에서 표면 전하가 유도되고, 유도된 표면 전하들이 집단적으로 여기된 상태(또는 들뜬 상태)에서 가 간섭성의 진동을 하게 되는 현상을 의미한다.
특히, 금속과 유전체 매질 사이의 경계면에 P-편광(또는 TM편광)된 빛이 입사되리 경우, 전반사가 발생하는 임계각 이상의 특정 각도에서 입사파와 표면 플라즈몬의 진동파 위상이 일치하게 되며, 경계면으로 입사되는 빛의 에너지가 흡수되고, 이에 따라 입사광에 대한 전반사가 일어나지 않게 되는 현상(표면 플라즈몬 공명)이 발생하는데, 이 때의 특정 입사각을 SPR 각이라고 한다.
상기에서 설명한 SPR 현상은 1968년 Otto 및 Kretschmann-Raether 그룹의 연구들에 의하여 실험적으로 명확하게 설명되었다.
이후에, 1990년 스웨덴의 BIAcore가 최초로 SPR 센서 장비를 시장에 상용화 출시한 이후로 여러 기업들에 의해 SPR 현상을 이용한 다양한 형태의 제품들(예: SPR 센서)이 시장에 출시되었다.
이러한 제품들, 특히 SPR 센서는 미량의 생체 물질들을 별도의 표지자 없이(label-free, 비표지자) 실시간으로 정확하고 신속하게 측정하는 것이 가능하다.
다만, 단일 채널 또는 수 채널의 SPR 센서의 경우, SPR 센서를 이용하여 한번에 측정할 수 있는 시료의 수가 제한된다.
이에 따라, 한번에 많은 수의 시료를 측정하기 위한 SPR 센서(예를 들면, 많은 수의 시료들이 집적된 2차원 배열 바이오 센서)에 대하여 실시간으로 비표지 바이오 센싱이 가능한 SPR 영상(SPR imaging, SPRI) 기술에 대한 개발 필요성이 증가하고 있다.
종래의 일반적인 SPR 바이오 센서를 이용한 SPR 센싱 기술들은 위상 감지 방식, 광학 프리즘을 통한 반사 세기를 측정하여 분석하는 방식, 파장 조사 방식, 각도 조사 방식과 같은 광학적 방식을 기반으로 하고 있으며, 파장 조사 방식, 광세기 측정 방식 또는 광학 회절격자를 통한 투과 세기를 카메라 이미지 픽셀로 측정하여 분석하는 방식도 예로 들 수 있다.
위상감지 방식은 가장 우수한 분해능을 제공하지만, 좁은 동작 범위와 복잡한 광학계의 구성을 필요로 하는 것이 단점이다.
광학 프리즘을 통한 반사 세기를 측정하여 분석하는 방식은 이미지 측정 구현이 매우 용이하면서도 약 0.05 RIU 정도의 비교적 양호한 동작 범위(Dynamic range)를 제공하므로 상용화 장비에서 가장 보편적으로 사용되고 있으나, 다른 광학적 수단에 비하여 굴절률 변화에 대한 분해능이 약 10-5 RIU로 제한적이라는 단점이 있다. 또한, 종래의 반사 세기 측정 방식은 고정된 각도에서 각도-SPR 특성 곡선을 얻고, 곡선 상의 선형구간에서의 반사세기를 측정하여 이를 비교하는 방식이나, 넓은 동작 범위를 가지는 다수의 측정 시료를 측정하는 것이 어렵다는 단점이 있다.
각도 조사 방식은 다른 방식과 달리 비교적 양호한 분해능과 함께 넓은 동작 범위를 제공한다. 종래의 각도 조사 방식의 하나의 예로서, 단일 파장을 가지는 입사광(예를 들면, 중심 파장에 대하여 일정한 스펙트럼 폭을 가지는 경우도 포함, ex. LED)의 각도-SPR 곡선을 측정하고 그 곡선의 골(dip)에 해당하는 각도 값을 찾아 해당 시료의 특성을 분석하는 방식이 있다. 그러나 이러한 골(dip)은 최소값 부근의 검출 세기를 가지므로 상대적으로 노이즈에 취약하며, 프리즘의 굴절률 및 광원의 파장에 따라 비교적 넓은 각도 영역에 걸쳐 완만한 경사와 함께 변곡점을 형성하므로, 정확한 측정을 위하여 보다 촘촘한 각도로 스캐닝을 필요로 하며, 이에 따라 이미지에 대한 데이터 처리량이 많아진다는 단점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 종래의 반사 세기 측정 방식 및 각도 조사 방식에서의 단점을 보완하여, 종래보다 데이터 처리량이 적고, 넓은 동작 범위를 가지는 광학적 측정 및 분석 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 방법은 제1 파장의 제1 입사광 및 제2 파장의 제2 입사광을 입사 각도를 변화시키며 시료에 대하여 입사시키는 단계; 상기 제1 입사광에 따른 제1 반사광의 세기 및 상기 제2 입사광에 따른 제2 반사광의 세기를 검출하는 단계; 및 상기 제1 반사광의 세기 및 상기 제2 반사광의 세기의 차이를 이용하여 상기 시료를 식별하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 반사광의 세기 및 상기 제2 반사광의 세기의 차이를 이용하여 상기 시료를 식별하는 단계는 상기 제1 반사광의 세기 및 상기 제2 반사광의 세기의 차이가 0(zero)가 되는 제1 각도를 검출하는 단계 그리고 상기 제1 각도에 대응하는 시료를 식별하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 반사광의 세기 및 상기 제2 반사광의 세기의 차이를 이용하여 상기 시료를 식별하는 단계는 상기 제1 반사광의 세기 및 상기 제2 반사광의 세기의 차이가 양수인 제2 각도 및 상기 제1 반사광의 세기 및 상기 제2 반사광의 세기의 차이가 음수인 제3 각도를 검출하는 단계, 그리고 상기 제2 각도와 상기 제3 각도에 기반하여 상기 제1 각도를 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 반사광의 세기 및 상기 제2 반사광의 세기의 차이를 이용하여 상기 시료를 식별하는 단계는 제4 각도에서의 상기 제1 반사광의 세기 및 상기 제2 반사광의 세기의 차이의 크기를 판단하는 단계, 그리고 상기 제4 각도에서의 상기 제1 반사광의 세기 및 상기 제2 반사광의 세기의 차이의 크기에 기반하여 상기 시료를 식별하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제4 각도에서의 상기 제1 반사광의 세기 및 상기 제2 반사광의 세기의 차이의 크기가 임계값 이하인 경우, 상기 제4 각도로부터 기 설정된 제1 간격만큼 이격된 제5 각도를 확인하는 단계, 그리고 상기 제5 각도에 대응하는 상기 제1 반사광의 세기 및 상기 제2 반사광의 세기의 차이가 0인 경우, 상기 제5 각도에 대응하는 시료를 식별하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제4 각도에서의 상기 제1 반사광의 세기 및 상기 제2 반사광의 세기의 차이의 크기가 임계값 이상이면서 상기 제4 각도에서의 상기 제1 반사광의 세기 및 상기 제2 반사광의 세기의 차이가 양수인 경우, 상기 제4 각도보다 기 설정된 제2 간격만큼 큰 제6 각도를 확인하는 단계, 그리고 상기 제6 각도에 대응하는 상기 제1 반사광의 세기 및 상기 제2 반사광의 세기의 차이가 0인 경우, 상기 제6 각도에 대응하는 시료를 식별하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제4 각도에서의 상기 제1 반사광의 세기 및 상기 제2 반사광의 세기의 차이의 크기가 임계값 이상이면서 상기 제4 각도에서의 상기 제1 반사광의 세기 및 상기 제2 반사광의 세기의 차이가 음수인 경우, 상기 제4 각도보다 기 설정된 제2 간격만큼 작은 제7 각도를 확인하는 단계, 그리고 상기 제7 각도에 대응하는 상기 제1 반사광의 세기 및 상기 제2 반사광의 세기의 차이가 0인 경우, 상기 제7 각도에 대응하는 시료를 식별하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 간격은 상기 제2 간격보다 클 수 있다.
상기 임계값은 상기 제1 입사광 및 상기 제2 입사광에 대한 전반사 영역에서, 상기 제1 입사광과 상기 제2 입사광의 차이값에 대응될 수 있다.
상기 제1 반사광의 세기와 상기 제2 반사광의 세기를 각도에 대하여 미분하는 단계; 상기 미분 값이 음수인 제8 각도 및 제9 각도를 식별하는 단계; 및 상기 제8 각도 및 상기 제9 각도에 기반하여 상기 제1 각도를 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 방법은 제1 파장의 제1 입사광 및 제2 파장의 제2 입사광을 입사 각도를 변화시키며 시료에 대하여 입사시키는 단계; 상기 제1 입사광에 따른 제1 반사광의 세기 및 상기 제2 입사광에 따른 제2 반사광의 세기를 검출하는 단계; 및 상기 제1 반사광의 세기 및 상기 제2 반사광의 세기의 합을 이용하여 상기 시료를 식별하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 파장과 상기 제2 파장 사이의 간격은 상기 제1 입사광의 파장 범위의 제1 반치 폭 및 상기 제2 입사광의 파장 범위의 제2 반치 폭보다 클 수 있다.
상기 제1 파장의 제1 입사광 및 제2 파장의 제2 입사광을 입사 각도를 변화시키며 시료에 대하여 입사시키는 단계는 파장 가변 광원을 이용하여 상기 제1 입사광 및 상기 제2 입사광을 입사시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 파장의 제1 입사광 및 제2 파장의 제2 입사광을 입사 각도를 변화시키며 시료에 대하여 입사시키는 단계는 상기 제1 입사광 및 제2 입사광을 각각 서로 다른 광원으로부터 광섬유 결합기를 통하여 결합시키는 단계, 그리고 상기 결합된 제1 입사광 및 상기 제2 입사광을 단일 광섬유를 통하여 시료 상에 입사시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 파장의 제1 입사광 및 제2 파장의 제2 입사광을 입사 각도를 변화시키며 시료에 대하여 입사시키는 단계는 상기 제1 입사광 및 상기 제2 입사광을 서로 다른 광원으로부터 공간 상에서 파장 다중 결합 필터를 이용하여 동일 경로 상에서 상기 시료 상에 중첩되도록 입사시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 입사광에 따른 제1 반사광의 세기 및 상기 제2 입사광에 따른 제2 반사광의 세기를 검출하는 단계는 상기 제1 반사광 및 상기 제2 반사광이 파장 분배기에 의해 분기되어 서로 다른 검출기 또는 서로 다른 카메라를 통해 검출되는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 파장의 제1 입사광 및 제2 파장의 제2 입사광을 입사 각도를 변화시키며 시료에 대하여 입사시키는 단계는 상기 제1 입사광 및 상기 제2 입사광을 상기 검출기 또는 상기 카메라의 검출 속도에 대응하는 시간 차를 두고 순차적으로 상기 시료에 입사시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 두 파장 사이의 반사 세기의 차이로부터 얻어지는 선형 구간에서 SPR 각을 조사하므로, 비교적 낮은 수신 감도의 검출기 또는 카메라를 사용하면서도 보다 나은 각도 분해능을 얻는 것이 가능하다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 기존보다 넓은 동작 범위에 대하여 측정이 가능하면서, 측정에 필요한 각도 수를 최소화 할 수 있으므로, 다양한 특성의 시료들이 2차원 배열 집적된 센서 칩에 대하여 효율적인 측정이 가능하다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 2 파장 입사광에 대한 입사각-반사세기의 SPR 특성을 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 2 파장 입사광에 대한 입사각-반사세기의 차이의 특성을 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 2 파장 SPRI 시스템에서 2차원 배열 시료들을 도시한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제1 시료 및 제1 시료에 대한 2 파장 반사세기의 SPR 특성을 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 2 파장 SPRI 기반의 각도 조사 특성을 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 2 파장 SPRI 기반의 각도 스캐닝 반사 세기를 측정하여 얻은 SPR 특성을 나타낸 그래프이다.
도 7은 도 6을 참조하여 설명한 본 발명의 실시예에 따른 2 파장 SPRI 기반의 각도 스캐닝 반사 세기 측정 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 장치를 도시한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 발명에 있어서, 제1 입사광의 중심 파장인 제1 파장과 제2 입사광의 중심 파장인 제2 파장 사이의 간격은, 제1 파장 또는 제2 파장이 가지는 파장 범위의 반치 폭(Full width half maximum, FWHM)보다 클 수 있다.
본 발명에 있어서, 예를 들면, 제1 입사광 및 제2 입사광은 파장 가변 광원을 이용하여 구현될 수 있으며, 제1 입사광과 제2 입사광이 시간 차를 가지고 시료 상에 입사될 수 있으며, 이 경우, 제1 입사광 및 제2 입사광은 검출기 및/또는 카메라가 측정 가능한 속도에 맞추어 동기화가 가능한 시간차를 가지고 순차적으로 입사될 수 있다. 다른 예를 들면, 제1 입사광 및 제2 입사광은 각각 서로 다른 광원으로부터 광섬유 결합기를 통하여 결합되어, 단일 광섬유를 통하여 시료 상에 입사될 수 있다. 또 다른 예를 들면, 제1 입사광 및 제2 입사광은 서로 다른 광원으로부터 공간 상에서 파장 다중 결합 필터를 이용하여 동일 경로 상에서 시료 상에 중첩되도록 구현될 수 있다. 또 다른 예를 들면, 제1 입사광 및 제2 입사광은 동시에 시료 상에 입사되면서, 제1 입사광에 따른 제1 반사광 및 제2 입사광에 따른 제2 반사광이 파장 분배기에 의해 분기되어 두 개의 검출기 및/또는 카메라로 측정될 수 있다.
본 발명에 따른 표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 장치는 제1 입사광 또는 제2 입사광에 따라 반사되는 제1 반사광 및 제2 반사광을 단일 검출기로 검출하거나, 제1 반사광이 포함된 제1 이미지 및 제2 반사광이 포함된 제2 이미지를 카메라로 각각 측정할 수 있다.
본 발명에 따르면, 표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 장치는 단일 검출기로 검출된 각 반사광 또는 각 이미지를 이용하여 각도 별 반사 세기를 나타내는 SPR 특성 곡선을 획득할 수 있고, SPR 특성 곡선을 이용하여 시료에 대한 분석을 수행할 수 있다.
예를 들면, 시료에 대한 분석은 시료가 어떤 시료인지 식별하는 과정을 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 2 파장 입사광에 대한 입사각-반사세기의 SPR 특성을 나타낸 그래프이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 동일 시료에 대하여 제1 입사광에 대한 제1 SPR 곡선(11)은 제2 입사광에 대한 제2 SPR 곡선(12)과 서로 다른 입사각-반사세기 모양을 보인다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제1 SPR 곡선(11)은 제1 각도(111)에서 최소값을 가지며, 제1 각도(111)에서 골이 형성될 수 있고, 제1 각도(111)를 제1 SPR 각(111)으로 정의한다. 또한, 제2 SPR 곡선(12)은 제2 각도(121)에서 최소값을 가지며, 제2 각도(121)에서 골이 형성될 수 있고, 제2 각도(121)를 제2 SPR 각(121)으로 정의한다.
또한, 제1 입사광의 세기와 제2 입사광의 세기가 서로 다른 경우, 동일 시료에 대하여 제1 입사광 및 제2 입사광에서 모두 전반사가 발행하는 각도 영역에서 각각 검출되는 반사세기(110, 120)은 서로 다를 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제1 SPR 곡선(11)과 제2 SPR 곡선(12)을 합한 제3 SPR 곡선(100)은 제3 각도(101)에서 최소값을 가질 수 있으며, 제3 각도(101)는 제3 SPR 각(101)으로 정의될 수 있다. 또한, 제1 SPR 곡선(11)과 제2 SPR 곡선(12)이 교차하는 각도가 제3 SPR 각(101)이 될 수 있다. 또한, 제3 SPR 각(101) 주변에 골(123)이 형성된다.
표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 장치는 제3 SPR 곡선(100)과 골(101)에 대응되는 제3 SPR 각(123)을 이용하여, 측정 대상 시료의 특성을 분석할 수 있다.
기존의 경우, 제1 SPR 각(111)과 제2 SPR 각(121)은 각각 제1 파장의 제1 입사광 및 제2 파장의 제2 입사광의 반사광의 세기가 최소 값일 때 측정되는데, 제1 SPR 곡선(11) 또는 제2 SPR 곡선(12)이 입사각 별로 변화율이 적은 경우(곡선이 완만한 경우), 반사광을 검출하는 검출기 및/또는 반사 이미지를 획득하는 카메라의 측정 노이즈에 상대적으로 민감할 수 밖에 없다. 다만, 기존과 달리, 본 발명에 따르면 제1 SPR 곡선(11)과 제2 SPR 곡선(12)을 합한 제3 SPR 곡선(100)의 최소값은 제1 파장의 제1 입사광 및 제2 파장의 제2 입사광의 반사광의 세기가 최소값 보다 더 크므로, 상대적으로 노이즈에 보다 강한 장점을 가진다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 2 파장 입사광에 대한 입사각-반사세기의 차이의 특성을 나타낸 그래프이다.
동일 시료에 대하여 제1 파장의 제1 입사광에 따른 반사 세기와, 제2 파장의 제2 입사광에 따른 반사 세기의 차이는 제3 SPR 곡선(21)과 같이 나타날 수 있다.
예를 들면, 표면 플라즈몬 공명이 전혀 발생하지 않는 전반사 영역의 반사 세기는 시료의 특성과 무관하게 제1 입사광 또는 제2 입사광의 입사 세기, 광학계의 특성 및/또는 센서 내의 금 박막의 특성에 의하여 결정된다. 이에 따라, 전체 각도 영역 중 전반사 영역에서 제1 입사광에 따른 전반사 영역에서의 반사 세기 및 제2 입사광에 따른 전반사 영역에서의 반사 세기의 차이의 평균(200)은 일정하여, 표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 장치는 개별 센서에 대한 고유 상수 값으로 측정이 가능하다. 표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 장치는 고유 상수 값을 제3 SPR 곡선(21)에 더하면, 보정된 제3 SPR 곡선(22)을 획득할 수 있다.
표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 장치는 보정된 제3 SPR 곡선(22)에서 반사 세기의 차이가 0(zero)가 되는 제3 각도(221)를 획득할 수 있으며, 제3 각도(221)를 이용하여 측정 대상 시료에 대한 분석을 수행할 수 있다.
또한, 미지의 시료에 대한 최적화된 스캐닝 각도 범위를 결정하기 위한 수단으로서, 표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 장치는 입사각-반사세기의 차이를 나타내는 특성 그래프에서 각도 영역의 구분(도 2에서 A, B, C, D)을 기반으로 임의의 시험(trial) 입사 각도에서 측정 결과 값을 비교함으로써 제3 각도(221)를 포함할 가능성이 높은 스캐닝 방향 및 범위를 판단할 수 있다.
예를 들면, 표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 장치는 임의의 입사각에서 제1 파장의 제1 입사광에 따른 제1 반사광의 반사 세기와 제2 파장의 제2 입사광에 따른 제2 반사광의 반사 세기를 측정하여 제1 반사광과 제2 반사광의 반사 세기의 차이 값을 획득하며, 이 값에 전반사 영역에서 사전 측정된 반사 세기의 차이에 고유 상수 값을 합산한 특성값을 획득하고, 그 특성값의 크기를 기반으로 현재 측정 입사각이 입사각-반사세기의 차이를 나타내는 특성 그래프의 어느 영역에 위치할 가능성이 높은지를 판단할 수 있다.
예를 들면, 임의의 입사각에서 획득된 특성값의 절대값의 크기가 임계 값(Ith)보다 작은 경우, 표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 장치는 현재 측정 입사각이 도 2의 A 영역 또는 D 영역에 있는 것으로 판단할 수 있다. 예를 들면, 특성값의 절대값이 임계값(Ith)보다 크면서 특성값이 양수일 경우 현재 측정 입사각이 도 2의 영역 중 B 영역에 있는 것으로 판단할 수 있다. 예를 들면, 특성값의 절대값의 크기가 임계값(Ith)보다 크면서 특성값이 음수일 경우, 표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 장치는 현재 측정 입사각이 C 영역에 있는 것으로 판단할 수 있다.
임의의 시험(trial) 입사각이 A 영역 또는 D 영역에 있는 것으로 판단된 경우, 표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 장치는 B 영역 또는 C 영역으로 판단될 때까지 일정 각도만큼 이격된 다른 입사각도에서 상기한 측정 및 판단을 반복한다.
임의의 시험(trial) 입사각이 B 영역 또는 C 영역으로 판단될 경우, 표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 장치는 현재 각도보다 작은 시작 입사각과 큰 종료 입사각을 포함하는 최적화된 스캐닝 각도 범위를 결정하고, 시작 입사각에서부터 종료 입사각까지 일정한 각도 간격으로 2 파장 입사광에 대한 입사각-반사세기를 반복적으로 측정함으로써 반사 세기의 차이가 0(zero)가 되는 제3 각도(221)를 포함하는 선형 그래프를 획득할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 2 파장 SPRI 시스템에서 2차원 배열 시료들을 도시한다.
표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 장치는 개별 시료들(301, 302)을 포함하는 복수의 시료들이 2차원 배열된 바이오 센서 칩에 대한 이미지 측정 프레임을 각도 별로 획득할 수 있다.
표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 장치는 제1 각도에서 제1 파장의 제1 입사광에 대한 센서 칩의 반사세기를 포함하는 이미지(31)를 획득하고, 제1 각도에서 제2 파장의 제2 입사광에 대한 센서 칩의 반사 세기를 포함하는 이미지(32)를 획득할 수 있다.
표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 장치는 이러한 과정을 연속적인 각도들(제1 각도, 제2 각도, 제3 각도…)에서 반복 수행하여 각도 조사 및 반사 세기 측정이 가능한 이미지 데이터들을 수집하고, 이를 이용하여 복수의 각 시료들에 대한 분석을 수행할 수 있다.
예를 들면, 복수의 각 시료들은 서로 다른 시료들이 될 수 있다. 또한, 복수의 각 시료들은 특성이 변하기 전 상태의 제1 시료와 특성이 변한 후의 제2 시료를 의미할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제1 시료 및 제2 시료에 대한 2 파장 반사세기의 SPR 특성을 나타낸 그래프이다.
표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 장치는 도 3의 복수의 시료들(301, 302)에 대한 표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 방법을 수행할 수 있다.
표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 장치는 제1 파장의 제1 입사광을 제1 시료에 대하여 입사한 후 제1 입사광에 따른 제1 반사광의 세기를 나타내는 제1 SPR 곡선(41a)와, 제1 파장의 제1 입사광을 제2 시료에 대하여 입사한 후 제1 입사광에 따른 제2 반사광의 세기를 나타내는 제2 SPR 곡선(41b)를 획득할 수 있다.
표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 장치는 제2 파장의 제2 입사광을 제1 시료에 대하여 입사한 후 제2 입사광에 따른 제3 반사광의 세기를 나타내는 제3 SPR 곡선(42a)와, 제2 파장의 제2 입사광을 제2 시료에 대하여 입사한 후 제2 입사광에 따른 제4 반사광의 세기를 나타내는 제4 SPR 곡선(42b)를 획득할 수 있다.
표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 장치는 제1 SPR 곡선(41a)와 제3 SPR 곡선(42a)를 합한 제5 SPR 곡선(40a)을 획득할 수 있고, 제2 SPR 곡선(41b)와 제4 SPR 곡선(42b)를 합한 제6 SPR 곡선(40b)을 획득할 수 있다.
표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 장치는 제5 SPR 곡선(40a) 또는 제6 SPR 곡선(40b)의 골에 대응되는, 즉 제5 SPR 곡선(40a) 또는 제6 SPR 곡선(40b) 상에서 최소값에 대응되는 제1 SPR 각 및 제2 SPR 각을 검출할 수 있으며, 제1 및 제2 SPR 각을 이용하여 제1 시료 및 제2 시료에 대한 분석을 수행할 수 있다.
제5 SPR 곡선(40a) 또는 제6 SPR 곡선(40b)의 골은 제1 SPR 곡선 내지 제4 SPR 곡선에 비해 상대적으로 노이즈에 강한 반사세기의 조건에서 측정되므로, 입사각에 대하여 표면 플라즈몬 반사 세기의 변화가 완만하고 그 세기가 약할 경우에도 안정적인 측정이 가능하다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 2 파장 SPRI 기반의 각도 조사 특성을 나타낸 그래프이다.
표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 장치는 2차원 배열 상에서 서로 다른 위치와 특성을 가지는 제1 시료 및 제2 시료에 대하여 표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 방법을 수행할 수 있다.
표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 장치는 상기 도 2를 통해 설명한 바와 같은 이유로, 효율적인 측정을 위하여 전반사구간인 구간 I 또는 IIV에 나타난 점 데이터와 같이 듬성듬성한 각도 간격으로 전 영역의 입사각에 대하여 1차적으로 예비 스캐닝을 수행한다.
표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 장치는 제1 시료에 대하여 각각 서로 다른 파장의 서로 다른 입사광을 통해 획득한 서로 다른 반사 세기의 차이값에, 전반사 영역에서의 차이값을 보정하여 획득한 보정된 제1 SPR 곡선(51)을 획득할 수 있다. 표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 장치는 제2 시료에 대하여 각각 서로 다른 파장의 서로 다른 입사광을 통해 획득한 서로 다른 반사 세기의 차이값에, 전반사 영역에서의 차이값을 보정하여 획득한 보정된 제2 SPR 곡선(52)을 획득할 수 있다.
표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 장치는 2차원 배열 상의 제1 시료 및 제2 시료에 대하여 예비적으로 수행한 스캐닝에 기반하여 제1 SPR 곡선(51) 및 제2 SPR 곡선(52)을 획득할 수 있다.
예를 들면, 표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 장치는 제1 SPR 곡선(51) 및 제2 SPR 곡선(52) 각각에서 특성값(반사 세기 값에 고유 상수값을 더한 값)의 절대값이 임계값(Ith)보다 작은 경우 I 구간 또는 IV 구간에 포함되는 것으로 판단하여, 추가적인 스캐닝을 수행하여, 특성값이 0이 되는 제3 SPR 각(511) 또는 제4 SPR 각(521)을 획득할 수 있다.
예를 들면, 표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 장치는 제1 SPR 곡선(51) 및 제2 SPR 곡선(52) 각각에서 특성값(반사 세기 값에 고유 상수값을 더한 값)의 절대값이 임계값(Ith)보다 크면서 그 특성 값이 양수 값을 가지는 경우 II 구간에 있는 것으로 판단하여, 추가적인 스캐닝을 수행하여, 특성값이 0이 되는 제3 SPR 각(511) 또는 제4 SPR 각(521)을 획득할 수 있다.
예를 들면, 표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 장치는 제1 SPR 곡선(51) 및 제2 SPR 곡선(52) 각각에서 특성값(반사 세기 값에 고유 상수값을 더한 값)의 절대값이 임계값(Ith)보다 크면서 그 특성 값이 음수 값을 가지는 경우 III 구간에 있는 것으로 판단하여, 추가적인 스캐닝을 수행하여, 특성값이 0이 되는 제3 SPR 각(511) 또는 제4 SPR 각(521)을 획득할 수 있다.
또 다른 예를 들면, 표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 장치는 장치는 제1 SPR 곡선(51) 및 제2 SPR 곡선(52)의 미분 값을 획득할 수 있고, 각 미분 값이 음수 영역을 가지는 각도 중에서도, 특성값의 절대값이 가장 작은 두 개의 각도를 결정하고, 두 개의 각도 각각에 대응하는 제1 SPR 곡선(51) 또는 제2 SPR 곡선(52)의 두 점 사이의 직선에서 특성 값이 0이 되는 최종 각도를 검출할 수 으며, 최종 각도에 기반하여 시료에 대한 분석을 수행할 수 있다.
한편, 각도 조사 방법에서 조밀한 각도 스캐닝은 앞서 언급한 바와 같이 많은 이미지 데이터를 생성할 수 밖에 없다. 이는 측정 및 신호처리에 필요한 소요시간을 가중시킬 뿐 아니라, 보다 고성능의 H/W 사용을 필요로 하므로 경제적으로도 비효율적이다. 또한, 고정된 각도에서 반사 세기 측정 방법은 각도 조사 방법에 비하여 탐색 가능한 범위가 제한되는 단점이 있다.
이러한 문제점을 개선하기 위한 본 발명에 다른 실시예를 도 6 및 도 7을 참조하여 설명하도록 한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 2 파장 SPRI 기반의 각도 스캐닝 반사 세기를 측정하여 얻은 SPR 특성을 나타낸 그래프이다.
표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 장치는 우선 제1 각도(θ(1))에서 복수의 2차원 배열 시료들에 대하여 서로 다른 파장의 서로 다른 입사광을 입사시켜 얻은 반사광의 반사 세기에 이전 도면들을 통해 설명한 고유 상수 값을 적용하여 복수의 제1 특성값들을 획득할 수 있다.
표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 장치는 미리 설정된 각도 간격(Δθ)만큼 증가(또는 감소)된 제2 각도(θ(2))에서 복수의 2차원 배열 시료들에 대한 복수의 제2 특성값들을 획득할 수 있다.
표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 장치는 일정 각도 간격(Δθ)만큼 증가(또는 감소)된 제3 각도(θ(3))에서 복수의 2차원 배열 시료들에 대한 복수의 제3 특성값들을 획득할 수 있다.
예를 들면, 각도 간격(Δθ)은 하나의 SPR 곡선의 마루와 골 사이의 거리(600)보다 작은 값으로 미리 설정될 수 있다.
표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 장치는 복수의 2차원 배열 상의 모든 개별 시료들에 대하여 고유번호와 함께 초기 목록 L(N)를 생성할 수 있다.
표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 장치는 복수의 시료들에 대한 제1 각도(θ(1))와 제2 각도(θ(2)) 사이의 특성값의 변화, 즉 제1 특성값과 제2 특성값 사이의 변화값(ΔI)를 계산하고, 복수의 시료들 중에서도 제1 특성값과 제2 특성값 사이의 변화값(ΔI)의 절대값이 임계값(Ith)보다 크고 제1 특성값과 제2 특성값 사이의 기울기(ΔI/Δθ)가 음수인 적어도 하나의 제1 시료들을 식별할 수 있다.
표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 장치는 식별된 적어도 하나의 시료들에 대하여 다시 제2 각도(θ(2))와 제3 각도(θ(3)) 사이에 특성값의 변화, 즉 제2 특성값과 제3 특성값 사이의 기울기(ΔI/Δθ)가 양수인 하나 이상의 제2 시료들을 식별하고, 제2 시료들 각각의 특성값을 크기 순으로 목록 L(1)을 생성하여, 목록 L(1)에 기반하여 제2 시료들에 대한 분석을 수행할 수 있다.
표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 장치는 다음으로 다시 일정한 간격(Δθ)만큼 증가(또는 감소)된 제4 각도(θ(4))에서 제4 특성값을 계산할 수 있고, 목록 L(N)에서 L(1)에 포함된 제2 시료들이 배제된 나머지 제3 시료들에 대하여 제2 각도(θ(2))과 제3 각도(θ(3)) 사이의 특성값의 변화(ΔI)의 절대치가 임계값(Ith)보다 크고 기울기(ΔI/Δθ)가 음수인 제4 시료들을 식별하고, 제4 시료들 중에서 다시 제3 각도(θ(3))와 제4 각도(θ(4)) 사이의 특성값 변화에 대한 기울기(ΔI/Δθ)가 양수인 제5 시료들에 대하여 특성 값의 크기 순으로 목록 L(2)을 생성하여, 목록 L(2)에 기반하여 제5 시료들에 대한 분석을 수행할 수 있다.
표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 장치는 계속하여 각도 간격(Δθ)만큼 증가(또는 감소)된 연속적인 각도들에 대하여 앞에서 설명한 방법과 동일한 방법으로 복수의 목록들(L(3), L(4)…)을 생성하여, 나머지 시료들에 대한 분석을 수행할 수 있다.
표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 장치는 L(N)에 포함된 모든 시료들이 분류되었을 때 측정을 중단하며, 만약 가능한 전체 각도 범위에 대하여 측정 후에도 분류되지 않는 시료가 있을 경우 이들 시료들을 별도 목록으로 분류할 수 있다.
만약 상기한 바와 같은 측정에서 시료의 특성 값에 영향을 미치는 변수가 굴절률만인 경우, 표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 장치는 상기한 바와 같은 방법으로 굴절률이 작은 값에서 큰 값을 가지는 시료의 목록을 만들 수 있다.
도 7은 도 6을 참조하여 설명한 본 발명의 실시예에 따른 2 파장 SPRI 기반의 각도 스캐닝 반사 세기 측정 방법을 나타낸 흐름도이다.
먼저, 표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 장치는 2차원 배열 시료를 포함하는 바이오 센서 칩이 장착된 제1 파장의 제1 입사광 및 제2 파장의 제2 입사광의 입사각을 θ(i), i=1, 2, …M가 되도록 정렬한다(70).
표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 장치는 제1 파장 및 제2 파장 각각에서 센서칩의 이미지를 측정한다(71, 72).
표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 장치는 2차원 배열 상의 k=1, 2, …N 시료들에 대하여 제1 파장(l1) 및 제2 파장(l2)에 따른 각각의 이미지 데이터에서 반사 세기 R(k,1,i) 및 R(k,2,i)를 추출한다(73, 74).
표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 장치는 입사각 θ(i)에서 시료들(k=1, 2, …N)에 대한 두 파장 반사세기의 차이 ΔR(k,i)를 구한다(75).
표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 장치는 상기한 동작 70-75를 i가 3이상일 때까지 수행한다.
표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 장치는 i가 3 이상인 경우, 3 이상의 입사각에서 ΔR(k,i)이 측정된 상태에서, 측정된 모든 시료들(k=1, 2, …N)의 목록 L(N)에 대하여 두 파장 반사세기의 차이 값들을 비교하여 특성 값의 차이 ΔI(k,i-2)=ΔR(k,i-1)-ΔR(k,i-2)을 구한다(76).
표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 장치는 비교하여 특성 값의 차이 ΔI(k,i-2)의 절대치가 임계값 ΔIth보다 크고, 각도에 대한 기울기 ΔI(k,i-2)/Δθ가 음수가 되는 시료들을 식별한다(77).
표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 장치는 다시 특성 값의 변화량 ΔI(k,i-1)=ΔR(k,i)-ΔR(k,i-1)을 계산한다(78).
표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 장치는 특성 값의 변화량의 절대치가 ΔIth보다 크고 기울기 ΔI(k,i-2)/Δθ가 양수가 되는 시료들을 식별한다(79)
표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 장치는 식별된 시료들의 목록(L(i-2))을 만든다(700).
표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 장치는 다음으로 목록 L(i-2) 내의 시료들에 대하여 θ(i-2)에서 측정된 두 파장 반사세기의 차이를 비교하여 크기의 순으로 정렬하여 목록 L(i-2)를 생성한다.
표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 장치는 2차원 배열 이미지 내의 전체 시료들에 대한 목록 L(N)에 대하여, i=1,2,3의 입사각에서 측정된 데이터로부터 도 7의 70~700 과정을 통과한 시료들을 포함하는 목록 L(1)을 결정한다.
표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 장치는 목록 L(1)에 포함되지 않은 나머지 시료들, 즉 L(N)-L(1)에 대하여 i=4 입사각에서 측정된 데이터들을 추가하여 L(2)를 결정한다.
표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 장치는 이와 같이 i=1,2,…M까지의 전체 입사각들에 대하여 L(i)의 목록들을 생성한 후, L(N)-SL(i)의 시료들을 제외한 모든 시료들이 입사각 및 특성 값 크기의 순서에 따라 정렬되므로 이를 기반으로 시료들을 분류 또는 구분하는 것이 가능하다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 장치를 도시한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 장치(800)는 제1 입사광 및 제2 입사광을 방출하는 방출기(810), 방출기(810)로부터 방출된 제1 입사광 및 제2 입사광을 검출하는 검출기(820) 및 제1 입사광과 제2 입사광에 기반하여 광학적 미분조사를 실시하고 시료를 분석하는 제어부(830)를 포함할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (17)

  1. 표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 방법에 있어서,
    제1 파장의 제1 입사광 및 제2 파장의 제2 입사광을 입사 각도를 변화시키며 시료에 대하여 입사시키는 단계;
    상기 제1 입사광에 따른 제1 반사광의 세기 및 상기 제2 입사광에 따른 제2 반사광의 세기를 검출하는 단계; 및
    상기 제1 반사광의 세기 및 상기 제2 반사광의 세기의 차이를 이용하여 상기 시료를 식별하는 단계를 포함하며,
    상기 시료를 식별하는 단계는
    상기 제1 반사광의 세기 및 상기 제2 반사광의 세기의 차이가 0(zero)가 되는 제1 각도를 검출하는 단계, 그리고
    상기 제1 각도에 대응하는 시료를 식별하는 단계를 포함하는
    방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 반사광의 세기 및 상기 제2 반사광의 세기의 차이를 이용하여 상기 시료를 식별하는 단계는
    상기 제1 반사광의 세기 및 상기 제2 반사광의 세기의 차이가 양수인 제2 각도 및 상기 제1 반사광의 세기 및 상기 제2 반사광의 세기의 차이가 음수인 제3 각도를 검출하는 단계, 그리고
    상기 제2 각도와 상기 제3 각도에 기반하여 상기 제1 각도를 검출하는 단계를 포함하는
    방법.
  4. 표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 방법에 있어서,
    제1 파장의 제1 입사광 및 제2 파장의 제2 입사광을 입사 각도를 변화시키며 시료에 대하여 입사시키는 단계;
    상기 제1 입사광에 따른 제1 반사광의 세기 및 상기 제2 입사광에 따른 제2 반사광의 세기를 검출하는 단계; 및
    상기 제1 반사광의 세기 및 상기 제2 반사광의 세기의 차이를 이용하여 상기 시료를 식별하는 단계를 포함하며,
    상기 시료를 식별하는 단계는
    제1 각도에서의 상기 제1 반사광의 세기 및 상기 제2 반사광의 세기의 차이의 크기를 판단하는 단계, 그리고
    상기 제1 각도에서의 상기 제1 반사광의 세기 및 상기 제2 반사광의 세기의 차이의 크기에 기반하여 상기 시료를 식별하는 단계를 포함하는
    방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 각도에서의 상기 제1 반사광의 세기 및 상기 제2 반사광의 세기의 차이의 크기가 임계값 이하인 경우, 상기 제1 각도로부터 기 설정된 제1 간격만큼 이격된 제2 각도를 확인하는 단계, 그리고
    상기 제2 각도에 대응하는 상기 제1 반사광의 세기 및 상기 제2 반사광의 세기의 차이가 0인 경우, 상기 제2 각도에 대응하는 시료를 식별하는 단계를 포함하는
    방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 각도에서의 상기 제1 반사광의 세기 및 상기 제2 반사광의 세기의 차이의 크기가 임계값 이상이면서 상기 제1 각도에서의 상기 제1 반사광의 세기 및 상기 제2 반사광의 세기의 차이가 양수인 경우, 상기 제1 각도보다 기 설정된 제2 간격만큼 큰 제3 각도를 확인하는 단계, 그리고
    상기 제3 각도에 대응하는 상기 제1 반사광의 세기 및 상기 제2 반사광의 세기의 차이가 0인 경우, 상기 제3 각도에 대응하는 시료를 식별하는 단계를 포함하는
    방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제1 각도에서의 상기 제1 반사광의 세기 및 상기 제2 반사광의 세기의 차이의 크기가 임계값 이상이면서 상기 제1 각도에서의 상기 제1 반사광의 세기 및 상기 제2 반사광의 세기의 차이가 음수인 경우, 상기 제1 각도보다 기 설정된 제2 간격만큼 작은 제4 각도를 확인하는 단계, 그리고
    상기 제4 각도에 대응하는 상기 제1 반사광의 세기 및 상기 제2 반사광의 세기의 차이가 0인 경우, 상기 제4 각도에 대응하는 시료를 식별하는 단계를 포함하는
    방법.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 제1 간격은 상기 제2 간격보다 큰
    방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 임계값은 상기 제1 입사광 및 상기 제2 입사광에 대한 전반사 영역에서, 상기 제1 입사광과 상기 제2 입사광의 차이값에 대응되는
    방법.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 제1 반사광의 세기와 상기 제2 반사광의 세기를 각도에 대하여 미분하는 단계;
    상기 미분 값이 음수인 제4 각도 및 제5 각도를 식별하는 단계; 및
    상기 제4 각도 및 상기 제5 각도에 기반하여 상기 제1 각도를 검출하는 단계를 포함하는
    방법.
  11. 표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 방법에 있어서,
    제1 파장의 제1 입사광 및 제2 파장의 제2 입사광을 입사 각도를 변화시키며 시료에 대하여 입사시키는 단계;
    상기 제1 입사광에 따른 제1 반사광의 세기 및 상기 제2 입사광에 따른 제2 반사광의 세기를 검출하는 단계; 및
    상기 제1 반사광의 세기 및 상기 제2 반사광의 세기의 합을 이용하여 상기 시료를 식별하는 단계를 포함하는
    방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 파장과 상기 제2 파장 사이의 간격은 상기 제1 입사광의 파장 범위의 제1 반치 폭 및 상기 제2 입사광의 파장 범위의 제2 반치 폭보다 큰
    방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제1 파장의 제1 입사광 및 제2 파장의 제2 입사광을 입사 각도를 변화시키며 시료에 대하여 입사시키는 단계는 파장 가변 광원을 이용하여 상기 제1 입사광 및 상기 제2 입사광을 입사시키는 단계를 포함하는
    방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제1 파장의 제1 입사광 및 제2 파장의 제2 입사광을 입사 각도를 변화시키며 시료에 대하여 입사시키는 단계는
    상기 제1 입사광 및 제2 입사광을 각각 서로 다른 광원으로부터 광섬유 결합기를 통하여 결합시키는 단계, 그리고
    상기 결합된 제1 입사광 및 상기 제2 입사광을 단일 광섬유를 통하여 시료 상에 입사시키는 단계를 포함하는
    방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 제1 파장의 제1 입사광 및 제2 파장의 제2 입사광을 입사 각도를 변화시키며 시료에 대하여 입사시키는 단계는 상기 제1 입사광 및 상기 제2 입사광을 서로 다른 광원으로부터 공간 상에서 파장 다중 결합 필터를 이용하여 동일 경로 상에서 상기 시료 상에 중첩되도록 입사시키는 단계를 포함하는
    방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 제1 입사광에 따른 제1 반사광의 세기 및 상기 제2 입사광에 따른 제2 반사광의 세기를 검출하는 단계는 상기 제1 반사광 및 상기 제2 반사광이 파장 분배기에 의해 분기되어 서로 다른 검출기 또는 서로 다른 카메라를 통해 검출되는 단계를 포함하는
    방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1 파장의 제1 입사광 및 제2 파장의 제2 입사광을 입사 각도를 변화시키며 시료에 대하여 입사시키는 단계는 상기 제1 입사광 및 상기 제2 입사광을 상기 검출기 또는 상기 카메라의 검출 속도에 대응하는 시간 차를 두고 순차적으로 상기 시료에 입사시키는 단계를 포함하는
    방법.
KR1020180079603A 2018-07-09 2018-07-09 표면 플라즈몬 공명 이미징을 위한 광학적 미분조사 방법 및 장치 KR102526798B1 (ko)

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