KR20090060423A - 정면 조사를 이용하여 검출하기 위한 방법 및 시스템 - Google Patents

Abstract

검사될 적어도 하나의 샘플(108)을 수용하고, 상기 적어도 하나의 샘플(108) 상의 충돌을 위한 여기 방사를 수신하며, 샘플 방사를 생성하기 위해 적응된 측정 챔버에서의 측정 영역(104)을 포함하는 방사 검출 시스템이 개시된다. 방사 검출 시스템(100)은 생성된 샘플 방사의 검출을 위한 적어도 하나의 검출기 구성요소(106)를 포함한다. 이에 의해 방사 검출 시스템은 정면 방사 시스템인데, 즉 여기 방사는 측정 챔버에서의 상기 측정 영역(104)의 제 1 면에 입사하고, 적어도 하나의 검출기 구성요소(106)는 측정 챔버에서의 측정 영역(104)의 제 2 면에 위치되며, 상기 제 2 면은 측정 챔버에서의 측정 영역(104)에 관하여 상기 제 1 면에 대항하여, 검출이 제 1 면에 대항하는 면에서 발생한다. 검출 시스템(100)은 또한 적어도 하나의 검출기 구성요소(106)를 피하게 상기 여기 방사를 가이드하기 위해 적응된 광학 수단(112)을 포함한다.

센서, 방사, 검출, 챔버, 검사

Description

정면 조사를 이용하여 검출하기 위한 방법 및 시스템{METHODS AND SYSTEMS FOR DETECTION WITH FRONT IRRADIATION}

본 발명은 검출 분야에 관한 것으로 검출 수단을 요구하는 임의 디바이스에 대한 것이다. 더 상세하게는, 본 발명은 센서 분야에 관한 것으로, 특히 샘플의 화학적, 생물학적 및/또는 생-화학적 분석을 위한 바이오 센서 및/또는 마이크로-유체 디바이스에 관한 것이다.

마이크로-유체 디바이스는 예를 들면, 혈액 기반 샘플 및 이들의 결과적인 분석과 같은 유체의 준비 둘 다를 위해 사용되는, 대부분의 바이오칩 기술의 중심에 있다.

바이오 센서 및 마이크로-유체 디바이스를 포함하는 집적회로, 예를 들면 DNA/RNA칩, 바이오 칩, 유전자칩(GeneChip) 및 랩온어칩(Lab-on-a-chip)이라는 이름으로 알려져 있다. 특히, 어레이, 예를 들면 마이크로 어레이상의 높은 처리율의 스크리닝은 예를 들면 진단에서 사용되는 화학 또는 생화학 분석을 위한 새로운 도구 중 하나이다. 이들 바이오 칩 디바이스는 작은 용적의 우물 또는 반응기를 포함하는데, 여기서 화학 또는 생화학 반응이 검사되고, 상기 우물 또는 반응기는 많은 수로 원하는 물리적, 화학적, 및 생화학적 반응 및 분석을 수행하기 위해 신속하고 신뢰성있게 미소한 양의 액체를 조절, 수송, 혼합 및 저장할 수 있다.

일반적으로는, 바이오 칩의 형광신호에 대한 검출은 광학 검출 시스템을 이용하여 이루어지며, 이 검출 시스템은 존재하는 형광체의 양을 정량화하기 위해 벤치탑/실험실용 머신에서 국소화되는, 광 소스, 광학 필터 및 센서(예를 들면, CCD 카메라)를 포함한다. 이러한 센서(10)의 개략적인 예시가 도 1에 표시되며, 이는 기판(18)상의 샘플(16)을 조사하기 위한 방사 소스(14)를 보여준다. 최종적인 형광 신호는 검출기 구성요소(12) 내에 있는 광학계(22)를 이용하여 모이게 된다. 벤치탑/실험실용 머신에서 사용된 형광 검출 시스템은 더욱이 일반적으로는 형광 신호를 얻고 분석하기 위해 고가의 광학 구성요소를 요구한다. 전형적으로는, 여기 방사(excitation radiation)(20)를 필터링하기 위한 필터와 형광 응답으로부터 여기 방사를 분리하기 위한 필터(24)가 요구된다. 특히, 샤프한 파장 컷오프를 갖는 고가의 광학 필터, 즉 매우 선택적인 필터가 광학 시스템의 요구되는 감도를 획득하기 위해 사용되는데, 왜냐하면 종종 여기 스펙트럼(흡수)과 방출 스펙트럼(형광) 사이의 시프트가 작기때문이다(<50nm). 후자가 도 2에 예시된다. 따라서, 형광계 광학 시스템에서 잡음의 주요한 소스는 여기 광의 (일부)의 반사 및 여기광의 (레일리(Rayleigh)) 산란이다.

분자 진단과 같은 많은 바이오 기술 응용에 있어서, 광학 센서, 또는 광학 센서 어레이를 포함하는 바이오 칩에 대한 요구가 있으며, 이는 형광 신호를 검출하고 병렬로 그리고 독립적으로 판독되어 다양한 (반응) 조건하에서 높은 처리량 분석을 허용할 수 있다. 광학 센서를 병합하고 있는 바이오 칩의 이점은, 특히 온 칩 형광 신호 획득 시스템이 예를 들면 DNA 칩 교잡 패턴 분석과 같은, 분석칩의 속도 및 신뢰성 둘 다를 개선하는 점, 비용이 분석을 위해 감소되는 점, 예를 들면 현장검사 진단 및 길거리 검사(즉 중앙 벤치탑 머신이 더 이상 필요하지 않음)와 같은 응용을 위한 휴대용 핸드헬드용 기구를 획득함으로써 높은 휴대 가능성이 획득되는 점, 수집의 입체각이 증가함에 따라 형광 세기가 증대될 수 있는 점, 및 매체 경계의 개수 및 대응하는 반사가 감소하는 점이다.

벤치탑 머신은 다방면의 바이오 칩 및 복수의 바이오 칩을 다룰 수 있게 될 것이다. 벤치탑 머신의 일부로서 광학 센서를 가지는 것은 특정 분석을 위한 특정 필터 세트의 마운팅을 요구하며, 이는 다양한 여기 및/또는 방출 스펙트럼을 가지는 형광 라벨의 병렬 (멀티플렉싱된) 검출을 방해한다. 그러므로, 온칩 광학 센서(들)의 판독 가능은 유연한 다용도 벤치탑 머신을 허용하고 바이오 칩, 벤치탑 머신, 및 이의 콤포넌트의 표준화로의 길을 연다. 그럼에도 불구하고, 필터에 대한 필요성은 이러한 바이오 칩을 비싸게 만들고, 이는 만일 일회용 바이오 칩이 고려된다면 특히 불리할 수 있다.

Nucleic Acids Research 32(2004)에서 Fixe 등은 집적된 광학 센서를 구비하는 바이오 칩을 설명한다. 이 검출 시스템은 여기광을 필터링하기 위한 고가의 필터를 사용하며, 이에 의해 검출 감도가 이 필터링에 의해 제한된다.

분자 진단과 같은 많은 바이오기술 응용에서, 생화학 모듈(예를 들면, 센서, PCR)을 위한 필요성이 있으며, 이 모듈은 병렬 및 독립적으로 처리되어 높은 다용도성과 높은 처리량을 허용할 수 있는 온도로 제어되는 구획의 어레이를 포함한다.

본 발명의 목적은 정면 조사 시스템에서 방사 검출을 위한 효율적인 시스템 및 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 실시예에 대한 이점은 여기 방사 및 발생된 샘플 방사를 분할하기 위한 고품질 필터의 경제적 및 노동 집약적인 고 비용 둘 다를 피할 수 있다는 것이다. 더욱이, 본 발명의 실시예의 이점은 생성된 샘플 방사를 위한 고 감도가 획득될 수 있다는 것이다. 본 발명의 실시예의 이점은 정면 조사된 시스템을 위한 효율적인 검출이 획득된다는 것이다. 후자는 실리콘 웨이퍼 또는 연성 금속 호일과 같이 투명하지 않은 검출기를 위한 기판의 이용을 허용한다. 또한, 본 발명의 실시예의 이점은 여기 방사에 의한 센서의 직접 조사가 억제되므로, 일반적으로 더 약한 생성된 샘플 신호를 허용할 수 있다는 것이다.

위 목적은 본 발명에 따른 방법 및 디바이스에 의해 성취된다.

본 발명은 방사 검출 시스템에 관한 것으로서, 이 검출 시스템은, 검사될 적어도 하나의 샘플을 수용하고, 상기 적어도 하나의 샘플 상의 침범을 위한 여기 방사를 수신하며, 샘플 방사를 생성하기 위해 적응된 측정 챔버에서의 측정 영역을 포함하며, 상기 방사 검출 시스템은 또한 생성된 샘플 방사의 검출을 위한 적어도 하나의 검출기 구성요소를 포함하고, 상기 여기 방사는 측정 챔버에서의 상기 측정 영역의 제 1 면에 입사하고, 적어도 하나의 검출기 구성요소는 측정 챔버에서의 측정 영역의 제 2 면에 위치되며, 상기 제 2 면은 측정 챔버에서의 측정 영역에 관하여 상기 제 1 면에 대항하되, 여기서 검출 시스템은 더욱이 적어도 하나의 검출기 구성요소를 피하게 상기 여기 방사를 가이드하기 위해 적응된 광학 수단을 포함한다. 본 발명의 이점은 여기 방사와 최종 방사를 분리하기 위한 선택적인 필터가 본 발명에 따른 실시예에서 피하게 될 수 있다는 것이다. 후자는 결국 경제적 비용과 노동 집약적 비용 둘 다의 감소를 야기한다. 이 최종 방사는 예를 들면, 형광 방사, 인광 방사, 화학발광 방사, 감광변색 방사 중 어느 하나일 수 있다. 광학 수단은 더욱이 예를 들면 미광(stray light)과 같은 백그라운드 방사를 적어도 하나의 검출기 구성요소를 피하게 가이드하기 위해 적응될 수 있다.

광학 수단은 여기 방사로부터 적어도 하나의 검출기 구성요소를 실질적으로 차폐하기 위해 적응된 차폐 수단을 포함할 수 있다.

이 차폐 수단은 적어도 하나의 검출기 구성요소상으로의 여기 방사의 직접적인 침범을 실질적으로 차폐하기 위해 적응된 제 1 차폐 구성요소를 포함할 수 있다. 특정 실시예의 이점은 소수의 콤포넌트만이 정면 조사된 방사 검출기를 획득하기 위해 요구된다는 것이다. 제 1 차폐 구성요소는 적어도 하나의 검출기 구성요소에 대하여 제어가능하게 이동될 수 있다.

차폐 수단은 더욱이 제 1 차폐 구성요소에 의해 산란된 여기 방사 중 적어도 일부를 실질적으로 차단하기 위해 적응된 제 2 차폐 구성요소를 포함할 수 있다.

본 발명의 특정 실시예의 이점은 고 형광 감도가 획득될 수 있다는 것이다.

제 1 차폐 구성요소와 제 2 차폐 구성요소 중 적어도 하나는 적어도 하나의 검출기 구성요소에 대하여 제어가능하게 이동될 수 있다.

차폐 수단은 상기 적어도 하나의 검출기 구성요소에 대하여 제어가능하게 이동될 수 있는 적어도 하나의 차폐 구성요소를 포함할 수 있다. 제어가능하게 이동될 수 있는 적어도 하나의 차폐 구성요소는 제 1 차폐 구성요소일 수 있다. 제어가능하게 이동될 수 있는 적어도 하나의 차폐 구성요소는 제 2 차폐 구성요소일 수 있다. 제어가능하게 이동될 수 있는 적어도 하나의 차폐 구성요소는 또한 제 1 차폐 구성요소 및 제 2 차폐 구성요소일 수 있다.

제어가능하게 이동될 수 있는 차폐 구성요소는 이 차폐 구성요소에 의해 결정된 평면 내에서 이동될 수 있다. "차폐 구성요소에 의해 결정된 평면"에 대해서, 이는 이 차폐 구성요소가 실질적으로 연장되는 평면을 의미한다.

검출 시스템은 복수의 검출기 구성요소를 포함할 수 있고, 더욱이 제어가능하게 이동될 수 있는 차폐 구성요소의 이동과 복수의 검출기 구성요소의 각 활성화를 상관시키기 위한 제어기를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예의 이점은 적어도 하나의 검출기 구성요소상으로의 여기 방사의 간접적인 침범이 실질적으로 감소되는 것이다. 이 제어기는 실질적으로 여기 방사가 차폐되는 경우 복수의 검출기 구성요소 각각을 ON함으로써 복수의 검출기 구성요소의 스위칭과 차폐 구성요소의 이동을 동기화할 수 있다.

제어가능하게 이동될 수 있는 차폐 구성요소는 차폐 구성요소에 의해 결정된 평면과 수직한 방향으로 이동될 수 있다.

본 발명의 특정 실시예의 이점은 검출 감도가 샘플의 방사 효율에 적응될 수 있다는 것이다. 본 발명의 특정 실시예의 이점은 적어도 하나의 검출기 구성요소와 제 2 여기 방사 차단 수단 사이에서의 간격은 고찰된 샘플의 산란 성질에 따라 제어될 수 있다는 것이다.

차폐 수단은 시간 경과에 따라 변동가능한 차폐 패턴의 생성을 허용하는 세팅가능한 차폐 구성요소인 적어도 하나의 차폐 구성요소를 포함할 수 있다. 세팅가능한 차폐 구성요소인 적어도 하나의 차폐 구성요소는 제 1 차폐 구성요소, 제 2 차폐 구성요소 또는 제 1 차폐 구성요소 및 제 2 차폐 구성요소일 수 있다.

변동가능한 차폐 패턴의 생성을 허용하는 세팅가능한 차폐 구성요소는 디스플레이일 수 있다.

본 발명의 특정 실시예의 이점은 상이한 검출기 구성요소에 의한 방사의 검출은 자동으로 및 자동화된 방식으로 수행될 수 있다는 것이다.

적어도 하나의 검출기 구성요소를 피하게 여기 방사를 가이드하기 위해 적응된 광학 수단은 적어도 하나의 검출기 구성요소를 피하게 여기 방사를 집중시키기 위한 방사 굴절 수단을 포함할 수 있다.

이 방사 굴절 수단은 적어도 하나의 검출기 구성요소를 피하게 여기 방사를 집중시키기 위한 적어도 2개의 렌즈 구성요소를 포함할 수 있다.

이 방사 굴절 수단은 샘플에 다시 상기 여기 방사를 확산하게 반사하기 위해 적응된 확산 반사 수단에 상기 여기 방사를 집중시키도록 적응될 수 있다. 본 발명의 특정 실시예의 이점은 고 형광 감도가 획득될 수 있다는 것이다.

이 방사 검출 시스템은 더욱이 여기 방사로부터 샘플 방사를 필터링하기 위한 검출 필터를 포함할 수 있다. 이 검출 필터는 적어도 하나의 검출기 구성요소 정면에 위치될 수 있다.

이 제 2 차폐 구성요소는 상기 제 1 차폐 구성요소의 음영 영역에 놓이도록 제 1 차폐 구성요소에 비례하여 위치될 수 있다.

여기 방사는 실질적으로는 시준될 수 있다(collimated).

이 검출 시스템은 대면적(large-area) 전자공학 기술에 기반하여 제조된 어레이를 포함할 수 있다. 대면적 전자공학 기술은 비결정 실리콘, 저온 폴리 실리콘 및/또는 유기 기술에 기반한 기술일 수 있다.

본 발명은 또한 샘플로부터 방사를 검출하기 위한 방법에 관한 것으로서, 이 방법은,

- 상기 샘플의 제 1 면으로부터 여기 방사를 가지고 샘플을 조사하고, 상기 조사는 샘플 방사를 생성하기 위해 조사하는, 조사하는 단계와,

- 상기 제 1 면에 대항하고, 적어도 하나의 검출기 구성요소를 이용하여 상기 샘플의 제 2 면으로부터 샘플 방사를 검출하는 단계를 포함하며,

이 방법은, 상기 샘플 방사를 검출하기 위해 사용된 적어도 하나의 검출기 구성요소를 피하게 상기 여기 방사를 가이드하는 단계를 포함한다.

본 발명의 특정 및 바람직한 측면은 첨부된 독립항 및 종속항에서 상설된다. 종속항으로부터의 특징은 단지 청구항에서의 명시적으로 상술된 것으로서만이 아니고, 적절하게 독립항의 특징 및 적절한 다른 종속항의 특징과 결합될 수 있다.

본 발명의 교지는 형광 검출을 위한 방법 및 시스템과 같은 방사를 검출하기 위한 개선된 방법 및 장치의 설계를 허용한다.

본 발명의 위 및 다른 성질, 특징 및 이점은 첨부된 도면과 관련된 이하 상세한 설명으로부터 명백해질 것이며, 이 설명은 예를 목적으로 본 발명의 원리를 예시한 것이다. 이 설명은 단지 예를 위해 주어진 것으로, 본 발명의 범위를 제한하지 않는다. 이하에서 인용된 참조번호는 첨부된 도면을 참조한다.

도 1은 종래 기술에 따른 바이오 칩으로부터 오는 형광 신호를 검출하기 위한 광학 구성의 개략적인 예시도.

도 2는 종래 기술에 따른 생화학 형광 분석에서 종종 발생하는 스몰 스토크 시프트(Small Stoke shift)로 인한 여기 스펙트럼과 형광 스펙트럼 사이에서의 겹침에 대한 예시도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 여기 방사 가이드 수단을 포함하는 검출 시스템의 개략적인 표현도.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른, 기판의 맞은편에 위치된 이중층의 차폐 구성요소를 갖는 마이크로-유체 디바이스를 위한 정면 조사 시스템을 예시하는 도면.

도 5는 본 발명의 제 1 측면의 실시예에 따른, 정면 조사를 이용한 마이크로 유체 방사 검출 시스템과 단일 차폐 구성요소의 개략적인 예시도.

도 6은 본 발명의 제 1 측면의 제 1 실시예에 따른 검출 시스템에서 발생할 수 있는 바와 같이, 단일 차폐 구성요소를 구비하는 광학 센싱 마이크로 유체 디바이스를 위한 정면 조사 시스템에서, 검출기 구성요소의 원치않는 조사를 예시하는 도면.

도 7은 본 발명의 제 1 측면의 제 2 실시예 및 제 3 실시예에 따른, 공간적 으로 변동 가능한 차폐 수단을 가지는 센싱 마이크로 유체 디바이스를 위한 정면 조사 시스템을 예시하는 도면.

도 8은 본 발명의 제 1 측면의 제 4 실시예에 다른 2개의 고정된 차폐 구성요소를 갖는 마이크로 유체 디바이스를 위한 정면 조사 시스템을 예시하는 도면.

도 9는 본 발명의 제 1 측면의 제 5 실시예에 따른 2개의 고정된 차폐 구성요소 및 시준된 광 소스를 갖는 마이크로 유체 디바이스를 위한 정면 조사 시스템을 예시하는 도면.

도 10은 본 발명의 제 1 측면의 제 6 실시예에 따른 방사 굴절 수단을 갖는 마이크로 유체 디바이스를 위한 정면 조사 시스템을 예시하는 도면.

도 11은 본 발명의 제 2 측면에 따른 정면 조사에 기반된 방사의 검출을 위한 방법을 예시하는 도면.

상이한 도면에서, 동일한 참조기호는 동일하거나 유사한 구성요소를 지칭한다.

본 발명은 특정 실시예에 대해서 그리고 어떤 정해진 도면을 참조하여 기술되지만, 그러나 본 발명은 여기에 제한되는 것은 아니고 오로지 청구항에 의해서만 제한된다. 청구항 내의 임의 참조기호는 범위를 제한하는 것으로서 이해되지 않아야 한다. 묘사된 도면은 단지 개략적이고 제한되지 않는다. 도면에서, 일부 구성요소의 사이즈는 과장될 수 있으며 예시적인 목적을 위해 축적대로 도시되지 않을 수 있다. "포함"이라는 용어가 현재 설명과 청구항에서 사용되는 경우, 이는 다른 구 성요소 또는 단계를 배제하는 것은 아니다. 예를 들면 단수 요소와 같은 단수 명사를 지칭할 때 부정 관사 또는 정관사가 사용되는 경우, 이는 특별하게 그 밖의 다른 어떤 것이 언급되지 않는 한 그 명사의 복수를 포함한다.

더욱이, 설명과 청구항에서 용어, 제 1의, 제 2의, 제 3의 등이 유사한 구성요소 사이에서 구별을 위해 사용되고 반드시 순차적 또는 시간적 순서를 기술하기 위해 사용되는 것은 아니다. 이렇게 사용된 용어는 적당한 상황하에서 상호 교환가능하고 여기에 기술 기술된 본 발명의 실시예는 여기에 기술 또는 예시된 이외의 다른 순서로 동작할 수 있음을 이해해야 한다.

더욱이, 설명과 청구항에서의 상단, 하단, 위, 아래 등의 용어는 설명적인 목적을 위해 사용되며, 반드시 상대적인 위치를 설명하기 위해 사용되는 것은 아니다. 이렇게 사용된 용어는 적절한 상황하에서 서로 교환가능하며, 여기에 기술된 실시예는 여기에 설명되거나 예시된 것과는 다른 방향(orientation)으로 동작할 수 있음을 이해해야한다.

본 발명의 상이한 실시예 및 측면은 예를 들면, 전자기 방사의 검출과 같은 방사의 검출에 관한 것이다. 보통 방사의 검출은 예를 들면 형광 방사와 같은 여기빔으로 여기시 샘플로부터의 방출에 관한 것이지만, 그러나 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 여기 방사는 광학, 적외선, 원적외선, 자외선 또는 원자외선 파장 범위의 전자기 반사를 포함할 수 있다. 예를 들면, 샘플로부터의 방사 방출(radiative emission)은 예를 들면, 발광 표지가 된 표적 입자(luminescent labelled target particle)에 의해 점유된 기판상의 점유된 사이트(site)일 수 있는 방사 방출 사이 트일 수 있으며, 일기술이 마이크로 유체 바이오 검출에서 종종 사용된다. 그럼에도 불구하고, 샘플로부터의 방사 방출을 검출하기 위한 방법 및 시스템은 또한 모든 종류의 방사 방출의 검출에 관련될 수 있는데, 즉 바이오 입자뿐만 아니라 예를 들면 조사될때 광 방출의 생성을 야기하는 예를 들면 디바이스의 샘플 또는 표면의 화학적 또는 구조적 특징, 같은 다른 방사 소스에 관련될 수 있다. 예시를 목적으로, 샘플 내에서 예를 들면 발광 표지와 같은 방사 표지로부터의 방사 방출의 검출이 이하의 실시예에서 설명되지만, 그러나 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 이 샘플은 전형적으로는 액체 또는 가스와 같은 유체일 수 있다. 전형적으로는 이 샘플은 어날라이트(analyte) 혼합물일 수 있다. 전형적으로는, 본 발명의 범위 내에 포함되는 방사 프로세스는 형광 프로세스, 인광 프로세스, 화학 발광 프로세스, 감광 변색 프로세스 등이다.

방사의 검출이 생물학적으로 샘플을 생물학적으로, 화학적으로 또는 생화학적으로 분석하기 위해 사용될 수 있다. 전형적으로는, 이러한 검출 시스템이 생화학과 분자 생-물리학에서 적용될 수 있다. 현재 생화학 프로토콜이 종종 이미 형광 표지를 병합하고 있으므로, 칩 기반 분석은 생화학을 변경시키지 않고도 기존 프로토콜로 병합될 수 있다. 예를 들면, 단백질의 형광 표지 붙이기(labelling)는 바이오 과학에서 가장 일반적이고, 수백만의 형광 면역측정이 매년 마다 전세계적으로 실행된다. 덧붙여, Sanger 시퀀싱법 및 중합효소 연쇄 반응법(PCR: Polymerase Chain Reaction)과 같은 반응이 형광 표지 붙이기 법을 사용하기 위해 적응된다. 실제로, 의료 진단을 위해 급속하게 성장중인 기술인 실시간 정량적 PCR 증폭 법(PQ-PCR)은 형광 표지를 이용하여 매우 효율적으로 실행되고 있다. 이 기술에서, 증폭된 생성물의 존재는 동일한 디바이스에서 실시간으로 측정되는 광학 신호를 생성하는 보고 분자(예를 들면, 분자 비콘(molecular beacon))를 이용하여 온도 프로세싱 동안 정량적으로 기록된다. 기록된 신호는 예를 들면, 박테리아 또는 박테리아 세트(그러나 이에 한정되지 않음)와 같은 특정 핵산 분자의 농도(들)뿐만 아니라 존재를 위한 척도(measure)이다. 일반적으로는, 형광 검출은 DNA 증폭 동안 광학적 비콘, 표면상의 표지가 된 단백질 및 이동성이 없거나 잡종 (표지된) 핵산의 형광 검출과 같은 분석칩 상의 다양한 응용에서 사용될 수 있다.

전형적으로는, 위에 기술된 바와 같이 바이오 센싱 프로세스 또는 관련된 프로세스에서, 예를 들면 발광 검출과 같은 방사 검출을 이용하는 센싱 프로세스는 예를 들면, 단백질, 항체, 핵산(예를 들면, DNA, RNA), 펩티드, 소당류 또는 다당류 또는 당질, 소분자, 호르몬, 약물, 대사산출물, 셀 또는 셀 조각, 조직 조각 등과 같은 표적 분자에 직접적으로 또는 간접적으로 부착되는 방사 표지에 기초된다. 이들 분자는 전형적으로는 유체에서 검출될 수 있으며, 이는 오리지널 샘플이 될 수 있거나 바이오센서로의 삽입 이전에 처리될 수 있는데, 예를 들면 묽게 되고(diluted), 침지되며(digested), 낮추어지고(degraded), 생화학적으로 변형되고(biochemically modified), 필터링되며(filtered), 완충용액에 용해된다(dissolved). 오리지널 유체는 예를 들면, 타액, 가래, 혈액, 혈장, 혈청, 인체 간질액 또는 소변, 림프, 항문 및 질 분비물, 예를 들면 포유류 샘플 및 인간 샘플과 같은 사실상 임의 유기체의 땀 및 정액과 같은 생물학적 유체, 또는 마시는 유 체와 같은 다른 유체, 또는 환경적 유체, 또는 샘플 사전 처리로부터 발생된 유체일 수 있다. 이는 예를 들면 공기, 농업, 물과 토양 샘플, 생물학적 작용제 샘플과 같은 환경적 샘플, 조사 샘플일 수 있다. 이 유체는 예를 들면, 생검, 대변, 음식물, 먹이, 환경 샘플과 같은 고체 샘플 재료의 구성요소를 포함할 수 있다. 예를 들면, 핵산의 경우에서, 이 샘플은 표적 및 신호 증폭 둘 다를 포함한 증폭 반응의 산출물, 정화된 게놈 DNA, RNA, 단백질 등과 같은 정화된 샘플, 처리되지 않은 샘플(박테리아, 바이러스, 게놈 DNA 등)일 수 있다. 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 사실상 임의 실험적 조작이 이 샘플에 가해질 수 있다.

본 발명의 측면에 따른 특정 실시예에 있어서, 검출 시스템은 재사용 가능한 판독기 시스템 및 샘플이 들어가는 일회용 유닛을 수반할 수 있다. 이에 의해 일회용 유닛은 전형적으로 재사용 가능한 판독기 시스템에 의해 판독되도록 적응된다. 검출 시스템의 상이한 콤포넌트는 재사용 가능한 판독기 디바이스의 일부일 수 있거나 일회용 카트리지의 일부일 수 있다. 예를 들면, 여기 방사 소스, 전형적으로 결합 사이트를 갖는 기판을 포함하는 측정 챔버 내의 샘플 측정 영역, 광학 콤포넌트 및 검출기 구성요소(들)는 일회용 카트리지의 일부일 수 있다. 본 발명은 특히 여기 방사 및 샘플로부터 발생한 방사 방출을 분리하기 위해 고가의 고 품질 필터 사용을 위한 대안을 제공하므로 이 일회용 검출 시스템에서 사용가능하다.

제 1 측면에 있어서, 본 발명은 예를 들면 샘플로부터의 발광 신호인 방사를 검출하여, 예를 들면 샘플 내에 있는 특정 성분의 존재와 같은 샘플의 정량적 및/또는 정성 분석을 허용하기 위해 적응된 방사 검출 시스템에 대한 것이다. 본 발명 의 제 1 측면에 따른 실시예의 개략적 묘사가 도 3에 도시된다. 이 도면은 여기 방사 소스(102)를 포함할 수 있고, 그리고 여기 방사를 수신하기 위해 적응된 측정 챔버 내에 있는 샘플 측정 영역(104)과 적어도 하나의 검출기 구성요소(106)를 포함하는 방사 검출 시스템(100)을 보여준다. 샘플 측정 영역(104)은 그 안에 또는 그 위에 위치되는 샘플 사이트를 구비하는 챔버 또는 기판의 형태를 취할 수 있다. 이들 사이트는 검출될 전자기 방사를 방출할 수 있다. 대안적으로는, 이 측정 영역을 포함하는 측정 챔버는 검출될 전자기 방사를 방출할 수 있는 샘플 - 예를 들면 유체에서 입자의 형태로 - 을 추가로 포함하는 유체를 포함할 수 있다. 이러한 검출 시스템은 바이오 센서 또는 PCR 반응 챔버와 같은 마이크로 유체 디바이스에서 예를 들면 형광 신호인 샘플로부터 나타나는 방사 신호의 광학 검출을 가능하게 할 수 있다.

여기 방사 소스(102)는 예를 들면 발광 라벨로 표지가 된 표적 라벨과 같은 표적 입자로부터 방사를 여기시키기 위해 임의 적당한 여기 소스일 수 있다. 이러한 여기 방사 소스(102)는 예를 들면 광학, 적외선, 원적외선, 자외선 또는 원자외선 파장 범위와 같은 임의 적당한 전자기 방사를 발생시킬 수 있지만, 그러나 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 전형적인 여기 방사 소스(102)는 시준된 방사 소스 및 시준되지 않은 방사 소스일 수 있다. 여기 방사 소스(102)는 예를 들면 샘플 또는 이의 입자를 여기시키기 위한 전자기 방사같은 방사를 제공하는 것을 허용하는, 예를 들면 발광 다이오드(LED), 레이저 시스템 또는 임의의 다른 타입의 여기 방사 소스일 수 있다. 예를 들면, 여기 방사가 광학적 발광 응답을 생성하는 전자기 방 사인 경우에 있어서, 전형적으로는 여기 방사의 광학적 파장이 예를 들면 200nm 내지 2000nm 범위 내에 있을 수 있고, 또는 예를 들면 400nm 내지 1100nm 범위 내에 있을 수 있지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 여기 방사 소스(102)는 도 3에 도시된 바와 같이 방사 검출 시스템(100)의 일부가 될 수 있거나, 또는 방사 검출 시스템(100)의 외부에 있을 수 있다. 여기 방사 소스(102)는 한번에 조사될 풀 영역의 조사를 제공할 수 있거나, 또는 스캐닝 조사를 제공할 수 있다. 이 소스는 펄스된 소스 또는 연속 소스일 수 있다.

검출 시스템(100) 내에 제공되는 측정 챔버 내에 있는 측정 영역(104)은 전형적으로는 적어도 하나의 샘플(108)을 수용하기 위해 적응된다. 따라서, 전형적으로는 측정 영역(104)은 적어도 하나의 샘플(108)이 분석될 수 있는 영역이다. 측정 영역(104)은 일반적으로는 측정 챔버내에 위치된다. 측정 챔버는 방사 시스템의 일부일 수 있으나, 그러나 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 본 발명에서의 이러한 분석은 전형적으로는 여기 방사를 이용하여 샘플(108) 또는 이의 일부를 여기함으로써 획득된 방사의 검출일 수 있다. 그러므로, 적어도 하나의 샘플(108)은 전형적으로는 여기 방사에 의해 여기가능한 방사성 사이트 또는 센터를 포함할 수 있다. 이러한 방사 사이트 또는 센터는 예를 들면, 검출될 표적 분자에 연결되거나 또는 이 표적 분자의 일부인 마이크로 유체 내의 발광 표지일 수 있다. 발광 표지의 사용에 대한 특정 예뿐만 아니라, 본 발명의 실시예에 따라 연구될 수 있는 샘플의 예가 위에 더 상세히 논의된다. 측정 챔버 내에 있는 측정 영역(104)은 샘플을 결합하기 위한 기판(110)을 포함할 수 있다. 기판(110)의 표면은 이 표면에 분자를 부착함으로써 변동될 수 있으며, 이 분자는 유체내에 존재하는 표적 분자를 결합하기 위해 적합하다. 기판(110)의 표면은 또한 다른 적합한 방식으로 변동될 수 있다. 만일 존재한다면, 기판은 전형적으로는 투명할 필요가 있다. 샘플이 어느 쪽 면에 위치되는지에 따라, 이러한 투명도는 여기 방사, 생성된 샘플 방사 또는 이 둘 모두를 위한 것일 필요가 있다. 대안적으로, 또는 이와 결합하여, 표면에 표적 분자를 결합하기에 적합한 표면은 검출 시스템의 추가 기판(110)과 다른 또 하나의 표면상에 제공될 수 있다. 샘플(108)은 또한 예를 들면 표면에 결합되지 않고 유체 속에서 떠있는(suspended) 임의의 적당한 대안적인 방식으로 측정 챔버 내의 측정 영역(104)에 존재할 수 있다. 위 기술은 실시간 정량적 PCR 증폭법(RQ-PCR: Real-time Quantitative PCR amplification)에서 적용될 수 있으며, 이 증폭법은 의료 진단을 위한 급속히 성장하는 기술이며, 이에 의해 형광 표지를 이용하여 매우 효율적으로 검출이 실행된다. 이 기술에 있어서, 증폭된 산출물의 존재는 동일한 디바이스에서 실시간으로 측정되는 광학 신호를 생성하는 보고 분자(예를 들면 분자 비콘)를 이용하는 온도 처리 동안 정량적으로 기록된다. 전형적으로 기록된 신호는 예를 들면 박테리아 또는 박테리아 세트(이에 제한되지 않음)와 같은 특정 핵산 분자의 농도(들)뿐만 아니라 존재를 위한 척도이다.

측정 챔버 내의 측정 영역(104)은 더욱이 측정 챔버 내의 측정 영역(104)의 제 1 면으로부터 여기 방사를 수신하기 위해 적응된다. 이러한 여기 방사는 예를 들면 여기 방사 소스(102)에 의해 생성될 수 있거나, 또는 또 다른 소르로부터 존재하는 임의 여기 방사일 수 있고 샘플(108) 또는 이의 성분을 여기하기에 적합할 수있다.

검출 시스템(100)의 적어도 하나의 검출기 구성요소(106)는 여기 방사에 의해 생성된, 샘플(108) 또는 이의 성분으로부터 방사를 검출하기에 적합한 임의 타입의 검출기 구성요소일 수 있다. 어느 검출기 구성요소(106)이 사용되는 지는 샘플 또는 이의 성분에서 생성된 방사 타입에 의존한다. 예를 들면 광학적 형광 방사의 경우에 사용될 수 있는 검출기 구성요소(106)의 전형적인 예는 예를 들면, 현미경, CCD 또는 CMOS 카메라와 같은 카메라, 포토 다이오드와 같은 광학 검출기, 포토 검출기, 포토 트랜지스터 또는 이의 어레이일 수 있다. 적어도 하나의 검출기 구성요소(106)는 하나의 검출기 구성요소 또는 복수의 검출기 구성요소일 수 있다. 만일 복수의 검출기 구성요소가 검출 시스템(100) 내에 존재하면, 검출기 구성요소는 각각으로부터 이격될 수 있다. 이 복수의 검출기 구성요소는 단일 평면내에 위치될 수 있다. 따라서, 검출기 구성요소는 검출기 구성요소가 존재하지 않는 이들 구성요소를 벗어난 영역을 갖는다.

본 발명의 실시예에 따르면, 적어도 하나의 검출기 구성요소(106)는 동작시, 측정 챔버에서의 측정 영역이 여기 방사를 수신하는 측정 챔버에 있는 측정 영역(104)의 제 1 면에 대항하는 측정 챔버에서의 측정 영역(104)의 제 2 면에 위치된다. 달리 말하면, 적어도 하나의 검출기 구성요소(106)는 측정 챔버에서의 측정 영역(104)에 대하여 여기 방사를 위한 수신면에 대항하는 면에 위치된다. 이 여기 방사는 적어도 하나의 검출기 구성요소(106)에 면하고 있는(facing) 검출 시스템(100)의 면으로부터 입사한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 검출 시스템(100)은 더욱이, 또한 여기 방사 가이드 수단(112)으로 언급되는, 적어도 하나의 검출기 구성요소(106)를 피하게 여기 방사를 가이드하기 위해 적응된 광학 수단(112)을 포함한다. 여기 방사 가이드 수단(112)은 더욱이 적어도 하나의 검출기 구성요소(106) 상을 침범하는 여기 방사를 감소시킬 수 있다. 이 수단은 더욱이 적어도 하나의 검출기 구성요소(106)를 피하게 미광(stray light)을 가이드하기 위해 적응될 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에서 여기 방사 가이드 수단(112)은 적어도 하나의 검출기 구성요소(106) 상에 여기 방사가 침범되는 것을 차폐하기 위한 차폐 수단을 포함할 수 있다. 이들 차폐 수단은 적어도 하나의 검출기 구성요소(106) 상을 침범하는 여기 방사를 감소시키기 위해, 또는 만일 복수의 검출기 구성요소가 존재한다면, 적어도 검출기 구성요소 서브세트상에 침범하는 여기 방사를 감소시키기 위해 적응된 하나 이상의 차폐 구성요소를 포함할 수 있다. 차폐 수단의 위치는 예를 들면, 이와 수직 방향으로뿐만 아니라 차폐 수단에 의해 실질적으로 결정된 평면 방향으로, 상이한 검출기 구성요소를 위해 차폐 성질을 적응시키기 위해, 또는 측정되는 샘플의 산란 성질에 적응하기 위해, 적응될 수 있다. 따라서, 차폐 수단은 전형적으로는 적어도 하나의 검출기 구성요소(106)를 피하게 여기광을 가이드하기 위해 적응된다. 복수의 검출기 구성요소가 존재하는 경우, 이 차폐 수단은 상기 검출기 구성요소(106) 사이에서 여기 방사를 가이드하도록 적응될 수 있다. 이 차폐 수단은 예를 들면 광을 산란시킴으로써 또는 바람직하게는 여기 방사를 흡수 또는 반사시킴으로써 적어도 하나의 검출기 구성요소(106)를 침범하는 여기 방사를 실질적으로는 감쇠시킬 수 있 다. 더욱이, 이 차폐 수단은 적어도 하나의 검출기 구성요소(106)를 침범하는 모든 방사, 즉 여기 방사와 샘플로부터의 결과적인 생성된 방사 둘 다를, 예를 들면 광을 산란시킴으로써 또는 바람직하게는 이 방사를 흡수하거나 반사시킴으로써, 실질적으로 감쇠시킬 수 있다. 후자는 예를 들면 광학 방사에 대해 블랙을 흡수하게 또는, 예를 들면 이 차폐 수단을 금속으로 만들어, 바람직하게는 사용된 여기 방사를 위한 고 반사 계수를 갖는 금속으로 만들어서 반사하게 하여 획득될 수 있다. 사용된 방사에 따라, 이러한 금속은 알루미늄, 은, 크로뮴 등일 수 있다. 차폐 수단의 제공은 다른 방식으로 실현될 수 있다. 이 차폐 수단은 예를 들면, 추가 기판에 적용될 수 있고, 만일 존재한다면 샘플을 수용하기 위해 적응된 기판에 제공될 수 있으며, 또는 검출기 구성요소에 적용된 다른 층에 제공될 수 있다. 이하에서는, 2개의 다른 차폐 구성요소를 포함하는 차폐 수단의 구현이 예시를 목적으로 예시될 것이다. 이 예가 시준된 광을 위해 예시된 것이지만, 그러나 차례 수단을 구현하는 개념이 또한 비록 전형적으로는 차폐 수단에 의해 제공된 상이한 차폐 패턴을 가지지만 시준되지 않은 광에 적용된다. 예를 들면, 2개의 차폐 수단(202, 252)은 도 4a에 도시된 투명한 기판(150)의 반대면에 구현되거나 또는 대안적으로는 하나의 차폐 구성요소(252)가 검출기 구성요소 및 추가 기판(154)상의 제 2 차폐 구성요소(202)를 포함하는 기판(152)상에 구현될 수 있으며, 이 추가 기판(154)은 도 4b에 도시된 바와 같이, 샘플을 결합하기 위해 사용된 기판일 수 있다. 후자의 경우에 있어서, 차폐 구성요소(252)는 - 본 발명은 이에 제한되지 않음 - 예를 들면 일반적인 경우에서 한쪽 방향(lateral direction)으로 오프되어 위치되는 것으로 여 기에 도시되지만, 그러나 바람직하게는 포토레지스터 층과 같은, 센서 바로위에 위치되는 시준된 광의 경우를 위하여, 투명 스페이서(156)를 사용하거나, 또는 대안적으로는 필터층으로서 추가로 이용되는 물질(158)을 사용하여 센서로부터 이격될 수 있다. 후자는 도 4b의 우측면에 도시된 2개의 검출기 구성요소(106)를 위해 도시된 바와 같이, 만일 스페이서층이 완전히 센서를 덮는다면, 잘 작용할 것이다. 여기 가이드 수단(112)이 차폐 수단을 포함하는 다수의 특정 실시예가 이후에 더 상세하게 논의될 것이다.

일부 실시예에서 여기 가이드 수단(112)은 적어도 하나의 검출기 구성요소를 피하게 여기 방사를 가이드하기 위한 방사 굴절 수단을 포함할 수 있다. 후자의 경우에 있어서, 이 방사 굴절 수단은 적어도 하나의 검출기 구성요소(106)를 피하여 실질적으로 여기 방사를 집중시키므로, 따라서 적어도 하나의 검출기 구성요소(106)에 침범하는 여기광을 감소시킨다. 복수의 검출기 구성요소가 존재하는 경우, 굴절 구성요소는 전형적으로는 검출기 구성요소 사이의 영역으로 광을 집중시키도록 적응되며, 후자는 전형적으로는 서로 이격된다. 방사 굴절 수단은 예를 들면, 마이크로 렌즈 어레이가 될 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 다수의 특정 실시예가 이후 더 상세하게 논의될 것이다.

비록 본 발명에 따른 일실시예에 있어서, 검출기 구성요소(106)에 침범하는 여기 방사가 감소될 지라도, 샘플(108)의 분석이 가능한데, 왜냐하면 전형적으로는 여기된 샘플 또는 샘플 성분이 예를 들면 모든 방향과 같이 상이한 방향으로 방사되므로 생성된 샘플 방사가 적어도 하나의 검출기 구성요소에 도달할 수 있기 때문 이다.

본 발명에 따른 실시예에서 있어서, 검출기 구성 요소(106)의 직접 조사, 가능하게는 또한 여기 방사를 이용한 검출기 구성요소(106)의 간접 조사가 충분히 억제되어 생성된 샘플 방사의 양호한 검출을 허용하지만, 그러나 생성된 샘플 방사 세기는 전형적으로는 소스에 의해 생성된 초기 여기 방사 세기보다 실질적으로 더 약할 수 있다.

비록 필터가 여전히 검출기 구성요소(들)에서 생성된 샘플 방사를 선택적으로 허용하고 여기 방사를 차단하도록 선택적으로 적어도 하나의 검출기 구성요소의 상단에 사용될 수 있을지라도, 후자는 충분한 신호/잡음비를 엄격하게 획득할 필요가 없다. 이는 결국 경제적 및 노동 집약적 둘 다 모두로, 고가의 필터가 회피될 수 있는 이점을 야기한다. 그럼에도 불구하고, 전형적으로는 검출기 구성요소(들)(106) 위에 위치되는, 예를 들면 다이크로익(dichroic) 필터와 같은 이러한 광학 필터(도 3에 미도시됨)가 생성된 샘플 방사가 통과하는 것을 허용하면서도 검출기 구성요소(들)에 입사하는 여기 방사를 추가로 억제하도록 적용될 수 있다. 이 필터는 실질적으로는 더 낮음 품질일 수 있으며, 따라서 도 1과 도 2의 구성에서 사용된 것보다 실질적으로는 더 낮은 비용일 수 있다. 더욱이, 여기 방사 소스(102)는 또한 여기 필터(도 3에 미도시)를 포함하여, 여기 방사 소스(102)로부터 추가적인 적합하지 못한 방사를 피하게 함으로써 시스템의 성능을 추가로 향상시킬 수 있다.

본 발명의 실시예의 이점은 적어도 하나의 검출기 구성요소(106)를 지지하는 샘플은, 예를 들면 금속 또는 반도체 기판과 같이 투명하지 않을 수 있다는 점이다. 이 기판은 또한 유연할 수 있다.

본 발명의 위에 기술된 제 1 측면이 이제 상이한 실시예를 이용하여 추가로 예시될 것이며, 이는 획득될 수 있는 상이한 이점을 예시한다. 적용가능하다면, 상이한 실시예의 특징이 결합될 수 있다.

본 발명의 제 1 측면에 따른 제 1 실시예에 있어서, 검출 시스템(200)은 위에 기술된 동일함 옵션과 동일한 이점을 가지는 동일한 특징을 포함하지만, 그러나 이에 의해 여기 방사 가이드 수단이 적어도 하나의 검출기 구성요소(106) 상의 여기 방사 세기를 억제하기 위해 단일의 차폐 구성요소(202)를 구비하는 차폐 수단을 포함하는, 검출 시스템(200)이 요구된다. 예시적인 시스템이 도 5에서 더 상세하게 도시된다. 이 시스템은 여기 방사 소스(102), 측정 챔버 내에 있는 측정 영역(104), 적어도 하나의 검출기 구성요소(106) 및 단일의 차폐 구성요소(202)를 보여준다. 이에 의해 단일의 차폐 구성요소(202)는 단일층 방사 차폐(실드:shield)가 될 수 있다. 실질적으로 검출기 구성요소(106) 상에 어떠한 직접적인 방사 침범도 가능하지 않도록, 이 단일층 방사 차폐가 성형되고 위치될 수 있다. 후자는 차폐부분(204), 즉 산란부분, 흡수부분, 반사부분, 또는 그렇지 않으면 적어도 하나의 검출기 구성요소에 직접 도달할 수 있는 여기 방사가 통과하는 위치, 즉 여기 방사 소스와 적어도 하나의 검출기 구성요소 사이에서 단일선 연결이 존재하는 위치에서의 이 차폐 구성요소 내에 흡수 및 반사 성질을 결합하는 부분을 제공함으로써 획득된다. 이 차폐 구성요소는 더욱이 적어도 하나의 검출기 구성요소(106)에 직접 도달할 수 있는 여기 방사가 통과하지 않는 위치에서의, 차폐되지 않은 부분(206), 즉 차폐 구성요소 내의 감쇠하지 않거나(non-attenuating) 또는 실질적으로 감쇠하지 않는 부분을 포함할 수 있다. 이 차폐하지 않는 부분은 감쇠하지 않는 재료로 만들어질 수 있거나, 또는 재료가 제공되지 않는 부분일 수 있다. 대안적으로는, 단일 차폐 구성요소는 단일 평면내에 놓이는 다수의 별개 서브 차폐로 구성될 수 있다.

"직접적으로 적어도 하나의 검출기 구성요소에 도달"의 경우, 이는 여기 방사 소스로부터 적어도 하나의 검출기 구성요소까지, 또는 검출 시스템 내에 있는 여기 방사의 진입 장소를 경유하여 외부 방사 소스로부터 적어도 하나의 검출기 구성요소(106)까지의 방사 경로가 단일선이고, 이 여기 방사 경로의 방향에서 어떤 변화도 존재하지 않는 상황으로 언급된다. 예를 들면, 형광 측정의 경우에 있어서, 단일 차폐 구성요소(202)는 적어도 하나의 검출기 구성요소에 직접적으로 입사하는 여기 광소스로부터 여기 광을 을 감소시키기 위해 적응된 단일층 광학 차폐일 수 있다. 이 차폐는 흡수 재료 또는 반사 재료 또는 이의 조합으로부터 형성될 수 있다. 도 5에 있어서, 이 상황은 시준되지 않은 광 소스를 위해 도시되지만, 그러나 이 시스템은 또한 시준된 광 소스에 대하여 적용될 수 있다. 후자의 경우에 있어서, 차폐 및 차폐하지 않는 부분의 정확한 위치는 직접적인 침범으로부터 검출기 구성요소(들)을 차폐하는 것을 허용하기 위해 상이하게 위치될 것이다.

본 실시예에 있어서, 이 시스템은, 예를 들면 나머지 액체에서, 차폐 수단과 검출기 구성요소(들) 사이에 놓이는, 여기될 수 있는 샘플 재료를 여기시키기 위해 여기 방사를 허용하는 한편, 차폐 수단을 이용하여 여기 방사로부터 이 검출기 구성요소를 차폐함으로써 적어도 하나의 검출기 구성요소(106)에 닿는 여기 방사량을 감소시킴으로써 동작한다. 생성된 샘플 방사가 모든 방향으로 방출됨에 따라, 생성된 샘플 방사의 상당한 부분이 검출기 구성요소로 떨어질 것이다. 이와 같은 방식으로, 신호 대 잡음비에서 상당한 이득이 달성될 수 있다. 도 5는 더욱이 적어도 하나의 검출기 구성요소(106)에 의해 검출된 여기 방사 세기를 추가로 감소시키기 위해 사용된 광학 필터(208)의 사용을 예시한다.

제 1 측면에 따른 제 2 실시예 및 제 3 실시예에 있어서, 본 발명은 제 1 측면에 따른 제 1 실시예에서 기술된 검출 시스템에 관한 것이지만, 그러나 여기서 차폐 수단은 적어도 하나의 차폐 구성요소(202, 252)를 포함한다. 적어도 2개의 차폐 구성요소(202, 252)를 사용함으로써, 단일 차폐 구성요소의 가장자리에서의 여기 방사의 반사로부터 유래하는 여기 방사의 원하지 않는 검출 문제점이 해소된다. 2개의 차폐 구성요소(202, 252) 사이에 존재하는 어떤 샘플도 없을 수 있다. 예를 들면, 유리 기판과 같은 예를 들면 투명한 기판이 2개의 차폐 구성요소(202, 252) 사이에 존재할 수 있다. 따라서, 2개 차폐 구성요소의 사용은 여기 방사의 원치않는 검출에 대한 개선된 억제를 제공한다. 단일 차폐 구성요소(202)에서의 여기 방사의 반사 문제가 도 6에 예시된다. 제 2 실시예 및 제 3 실시예에 있어서, 따라서 이 문제점은 적어도 2개의 차폐 구성요소(202, 252)를 포함하는 차폐 수단을 제공함으로써 극복된다.

제 2 실시예에 있어서, 제 2 차폐 구성요소(252)는 도 7에 예시된 바와 같 이, 제 1 차폐 구성요소(202)와 여기 방사 소스(102)(또는 검출 시스템에서 여기 방사의 진입점) 사이에 위치될 수 있다. 이 경우에 있어서, 제 2 차폐 구성요소(252)는 도 6에 표시된 제 1 차폐 구성요소(202)의 가장자리에서의 여기 방사로부터 반사를 억제하여, 이에 의해 여기 방사 소스(102)로부터의 반사된 여기 방사가 중앙 검출기 구성요소(106)에 더 적게 도달하도록 위치된다. 이는 검출기 구성요소의 신호 대 잡음비를 증가시킬 것이다. 도 7에서 볼 수 있는 바와 같이, 제 2 차폐 구성요소(252)의 현재 위치에 대하여, 여기 방사의 원치않는 반사가 다른 검출기 구성요소에 여전히 도달할 수 있는데, 예를 들면, 본 예시에서, 제 1 차폐 구성요소(202)에서 반사된 여기 광은 여전히 도 7에 도시된 검출 시스템의 우측면에서의 검출기 구성요소에 도달할 수 있다. 제 2 실시예에 있어서, 후자는 제 2 차폐 구성요소(252)의 차폐 부분의 위치 함수로서 검출기 구성요소의 활성 및 검출 작동을 제어함으로써 해결될 수 있다. 달리 말하면, 제 2 실시예 있어서, 제 2 차폐 구성요소(252)는 공간적으로 변동가능한 제 2 차폐 구성요소(252)가 될 수 있으며, 이는 제 2 차폐 구성요소(252)의 차폐 부분의 위치를 변동시키는 것을 허용한다. 제 2 차폐 구성요소(252)의 차폐 부분의 제 1 공간 위치에 대하여, 여기 방사의 원치않는 반사로부터 실질적으로 차폐되는 적어도 제 1 검출기 구성요소가 활성화되고, 반면에 여기 방사의 원치않는 반사로부터 실질적으로 차폐되지 않는 적어도 제 2 검출기 구성요소는 활성화되지 않는다. 따라서, 제 2 차폐 구성요소(252)의 차폐 부분의 공간적 위치는 지금 여기 방사의 원치않는 반사로부터 이전에 차폐되지 않은 검출기가 차폐되고 반면에 이전에 차폐된 검출기가 차폐되지 않을 수 있도록 변 동될 수 있다. 이전의 차폐되지 않은 검출기 구성요소를 이용한 검출이 이후 실행될 수 있다. 수개의 이들 단계는 비록 상이한 타이밍에서, 각 검출기 구성요소가 검출을 위해 사용될 수 있도록 실행될 수 있다.

공간적으로 변동 가능한 제 2 차폐 구성요소는 제 2 차폐 구성요소(252)에 대하여 고정된 차폐 부분을 갖는 차폐 구성요소(252)일 수 있으며, 이에 의해 제 2 차폐 구성요소(252)는 이동될 수 있다. 제 2 차폐 구성요소(252)는 제어 가능하게 이동될 수 있다. 이러한 이동은 한쪽 방향, 즉 차폐 구성요소의 평면 내에서의 한 방향으로 실행될 수 있다. 대안적으로는, 제 2 차폐 구성요소(252)의 위치는 고정될 수 있지만, 그러나 차폐 부분 또는 차폐하지 않는 부분의 상이한 위치가 시간의 경과에 따라 제공될 수 있도록, 제 2 차폐 구성요소(252)는 세팅가능한 차폐 구성요소(252)일 수 있다. 예를 들면, 이러한 세팅가능한 차폐 구성요소(252)는 예를 들면 액정 디스플레이와 같은 투과형 디스플레이 디바이스에 기초될 수 있다. 특정 패턴을 이 세팅가능한 차폐 구성요소에 제공함으로써, 특정 차폐 패턴이 제공될 수 있으며, 이는 예를 들면 디스플레이 디바이스의 상이한 픽셀에 대하여 상이한 세팅을 기록함으로써 셋팅가능한 차폐 구성요소 상의 패턴을 변동시킴으로써 시간의 경과에 따라 변동될 수 있다. 대안적으로는, 이러한 세팅가능한 차폐 구성요소는 단일의 차폐 구성요소 접근방식에서 사용될 수 있으며, 이에 의해 차폐 패턴은 원하는 신호 또는 백그라운드 레벨이 달성될 때까지 조정된다.

따라서, 추가 반사의 문제점은 제 2 실시예에 있어서 검출기 구성요소(106)의 적당한 활성화와 결합하는 제 2 차폐 구성요소(252)의 차폐 부분의 공간 위치를 제어함으로써 해소될 수 있다. 제 2 실시예에 있어서, 이 검출 시스템에는 제 2 차폐 구성요소(252)의 차폐 부분의 공간 위치 및 상이한 검출기 구성요소(106)의 대응하는 활성화를 제어하기 위해 적응된 제어기(254)가 제공될 수 있다. 이에 의해, 제 2 차폐 구성요소(252)의 차폐 부분의 공간 위치 제어는 셋팅가능한 차폐 구성요소상의 차폐 패턴을 설정하는 단계 또는 제 2 차폐 구성요소를 적절한 위치에서 이동시키는 단계를 포함할 수 있다.

제 1 측면의 제 3 실시예에 있어서, 동일한 특징 및 이점을 포함하는 제 1 측면의 제 2 실시예에서 기술된 검출 시스템이 기술되는데, 그러나 여기서 여기 방사의 추가적인 반사는 상이한 차폐 구성요소(202, 252)에 대하여 적용된 특정 패턴에 의해 회피된다. 제 1 측면의 제 3 실시예에 있어서, 예를 들면 제 2 차폐 구성요소(252)와 같은, 검출기 구성요소에 더 가까운 차폐 구성요소의 차폐 부분의 사이즈 및 위치는 완전한 차폐 부분이 예를 들면 제 1 차폐 구성요소(202)와 같은, 검출기 구성요소(106)로부터 훨씬 더 멀리 떨어진 차폐 구성요소에 의해 생성된 음영 영역내에서 국소화된다. 달리 말하면, 검출기 구성요소에 더 가까운 차폐 구성요소(252)의 차폐 부분은 여기 방사를 이용하여 직접 조사될 수 있고, 예를 들면 검출기 구성요소(106)로부터 더 멀리 떨어진 차폐 구성요소(202)의 차폐 부분의 가장자리에서의 반사 이후와 같은, 반사 이후 그를 침범하는 여기 방사만을 차폐한다. 후자가 도 8에 예시된다. 이러한 차폐 구성요소(202, 252)의 선택은 결국 실질적으로 어떠한 여기 방사도 검출기 구성요소(106) 상에 입사되지 않음을 야기하고 동시에 모든 검출기 구성요소를 동작시킬 가능성을 야기한다. 샘플에 도달하고 여 기를 허용하는 여기 방사량은 제 2 실시예에서 보다 더 작을 수 있다.

제 1 측면에 따른 제 4 실시예에 있어서, 본 발명은 동일한 특징을 포함하고 동일한 옵션 및 이점을 가지는 이전 실시예 중 어느 하나에 관한 것이지만, 그러나 여기에서 여기 방사의 입사에 대한 초기 방향이 차폐 수단과 수직이 되도록 여기 방사 소스가 시준된다. 후자가 도 9에서 예를 목적으로 예시된다. 도 9는 제 3 실시예에서 기술된 2개의 차폐 구성요소(202, 252)를 갖는 차폐 수단을 표시하며, 이에 의해 여기 방사 소스(102)에 가장 근접한 차폐 구성요소(202)의 차폐 부분의 모든 가장자리에서의 반사가 제 1 차폐 구성요소(202)의 음영에 있는 차폐 부분을 갖는 제 2 차폐 구성요소(252)에 의해 검출기 구성요소(106)로부터 억제된다. 이러한 방식으로, 여기 소스로부터 반사된 어떤 여기 방사도 검출기 구성요소(106) 중 어느 하나에 도달되지 않는다. 이는 본 예에서는 동시에 활성화될 수 있는 모든 검출기 구성요소(106)의 신호 대 잡음비를 증가시킨다. 제 1 측면에 따른 제 4 실시예에 있어서, 복수의 검출기 구성요소(106)가 사용되는 경우에 있어서, 광학적 흡수 수단 또는 반사 방지(anti-reflection) 수단(272)이 복수의 검출기 구성요소(106) 사이에서 제공되어 검출기 구성요소(106)를 피하게 가이드되는 여기 방사의 원치않는 반사를 감소시킬 수 있다. 후자는 또한 신호 대 잡음비의 증가를 허용한다. 이러한 광학적 흡수 수단 또는 반사 방지 수단(272)이 도 9에서 예를 목적으로 도시된다.

제 1 측면의 제 5 실시예에 있어서, 본 발명은 동일한 특징을 포함하고 동일한 옵션 및 이점을 갖는, 이전 실시예 중 어느 하나에 따른 검출 시스템에 관한 것 으로, 이에 의해 적어도 하나의 검출기 구성요소에 가장 근접한 차폐 구성요소간 거리는 변동될 수 있다. 후자가 또한 도 9에 표시된다. 적어도 하나의 검출기 구성요소에 가장 근접한 차폐 구성요소(252) 간 거리, 즉 간격(D)은 여기 방사에 의해 발생될 수 있고 적어도 하나의 검출기 구성요소(106)에 의해 검출가능한 생성된 샘플 방사량을 위한 크기이다. 가장 근접한 차폐 구성요소(252)가 적어도 하나의 검출기 구성요소(106)로부터 멀리 위치될수록, 여기될 수 있는 샘플 또는 샘플 성분이 가장 근접한 차폐 구성요소(252)와 적어도 하나의 검출기 구성요소(106) 사이에 더 많이 존재할 수 있게 되므로, 이는 결국 검출기 구성요소(106)에 의해 검출될 수 있는 더 많은 생성된 샘플 방사를 야기한다. 간격(D)은 유체의 광학적 산란 성질에 의존할 수 있고, 이에 의해 이 간격(D)은 바람직하게는 만일 유체의 산란 성질이 증가하면 감소될 수 있다.

달리 말하면, 가장 근접한 차폐 구성요소(252)와 적어도 하나의 검출기 구성요소(106) 사이의 간격을 변동시킴으로써, 광학적으로 여기되는 유체의 용적이 최대화될 수 있다. 예를 들면, 후자가 시준된 여기 방사 소스(102)에 대해 적용되는 경우에 있어서, 특히 간격이 증가하고 산란 정도가 증가함에 따라, 시준된 여기 방사 소스(102)로부터 산란된 여기 방사로부터의 검출기 구성요소(들)(106)의 직접 조사 기회가 문제될 수 있다. 이 경우에 있어서, 가장 근접한 차폐 구성요소(252)와 검출기 구성요소(106)간 거리를 줄이는 것은 검출기에 침범하는 산란된 광의 문제점을 감소시킬 수 있다. 동일한 고려가 시준되지 않은 광 소스에 대하여 유지되며, 여기서 또한 산란은 검출기에 침범하는 원하지 않는 광을 야기할 수 있다.

제 1 측면의 제 6 실시예에 있어서, 본 발명은 위에 기술된 검출 시스템에 관한 것으로, 여기서 적어도 하나의 검출기 구성요소(106)를 피하게 여기 방사를 가이드하기 위해 적응된 여기 가이드 수단(112)은 방사 굴절 수단을 포함한다. 이러한 검출 시스템(300)이 도 10에 예시된다. 방사 굴절 수단(302)은 예를 들면, 적어도 하나의 검출기 구성요소(106)와 여기 방사 소스(102) 사이에 위치된 렌즈 어레이일 수 있다. 방사 굴절 수단(302)은 검출기 구성요소(들)(106)를 피하게 여기 방사를 가이드함으로써 여기 방사를 가지고 검출기 구성요소(들)(106)의 직접적인 조사를 감소시킨다. 복수의 검출기 구성요소(106)가 사용된 경우에 있어서, 여기 방사가 검출기 구성요소(106) 사이에서 가이드된다. 후자는 여기 방사를 적어도 하나의 검출기 구성요소(106) 옆에 또는 검출기 구성요소(106) 사이에 집중시키는 방사 굴절 수단(302)에 의해 획득된다. 이는 방사 굴절 수단없이도, 이전 실시예와 비교하여 검출기 구성요소(106)의 사이즈 증가를 허용한다. 후자는 생성된 샘플 방사 수집 효율성이 증가할 수 있음을 허용한다. 바람직하게는, 예를 들면 마이크로 렌즈 어레이에서의 렌즈와 같은, 방사 굴절 수단(302)은 높은 조리개수를 가지며, 이는 검출기 구성요소(들)(106) 위에 위치되는 더 큰 용적의 샘플을 조사하는 것을 허용한다.

선택적으로는, 방사 굴절 수단(302)은 확산 반사 수단(304)에 이 여기 방사를 집중시킬 수 있다. 이러한 확산 반사 수단(304)은 예를 들면 확산 반사 필름 또는 확산 산란 표면일 수 있는데, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 확산 반사 수단(304)에 침범하는 여기 방사는 이후 전형적으로 다시 샘플을 통과하도록 향하게 될 수 있으며, 이에 의해 생성된 샘플 방사가 증가된다. 이러한 방식으로, 생성된 샘플 방사를 검출하기 위한 효율성은 더 증가할 것이다. 방사 굴절 수단(302)이 검출기 구성요소쪽으로 확산적으로 반사된 여기 방사를 다시 반사하는 것을 피하기 위해, 반사 방지 코팅이 방사 굴절 수단(302)에 적용될 수 있다. 또한, 이러한 방식으로, 반사된 어떤 여기 방사도 검출기 구성요소 중 어느 하나에 도달되지 못하며, 따라서 이는 동시에 활성화될 수 있는 모든 검출기 구성요소(106)의 신호 대 잡음비를 증가시킨다.

제 2 측면에 있어서, 본 발명은 여기 방사를 이용하여 여기된 샘플로부터 생성된 샘플 방사를 검출하기 위한 방법에 관한 것이다. 이 방법은 전형적으로는 측정 챔버내의 측정 영역에서의 샘플을 제공하기를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 이 방법은 여기 방사를 이용하여 샘플을 조사하기(irradiating), 따라서 검출될 생성된 샘플 방사를 생성하기, 및 적어도 하나의 검출기 구성요소를 피하게 여기 방사를 추가로 가이드하는 동안 적어도 하나의 검출기 구성요소를 가지고 생성된 샘플 방사를 검출하기를 포함한다. 이에 의해 조사 및 검출이 샘플의 상이한 면에서 이루어지는데, 즉 정면 조사 방법이 사용된다. 이러한 방법(400)이 도 11에서 예를 목적으로 추가로 예시되며, 이 도면은 방사 검출을 위한 예시적인 방법의 표준 및 선택적인 단계를 보여준다.

제 1 단계(402)에서, 샘플이 검출 시스템의 측정 영역내로 제공된다. 후자는 측정 챔버에서의 측정 영역을 샘플로 채우기를 포함할 수 있다. 종종 마이크로-유체 테스트에 있어서, 분석될 어날라이트 혼합물과 포획 탐침을 포함하는 기판 사이 에서의 접촉하는 단계는 광으로 한정된(bounded) 구성요소를 제거하기 위한 세척하는 단계와 동시에 실행될 수 있다. 이들 단계는 종래 기술로부터 잘 알려져 있으며, 한정된 방사 표지에 대하여 특정적일 수 있고, 더 이상 상세하게 논의되지 않을 것이다. 제 1 단계(402)는 이 방법의 일부일 수 있거나 또는 선택적일 수 있다.

제 2 단계(404)에서, 샘플은 여기 방사로 조사된다. 이러한 방사는 검출 시스템의 외부에 있는 여기 방사 소스 또는 검출 시스템의 일부인 여기 방사 소스로부터 생길 수 있다. 샘플을 조사하기는 전형적으로 샘플 내에 있는 방사 입자를 여기시키기 위해 실행된다. 후자는 예를 들면 표적 분자에 한정된 발광 또는 형광 표지일 수 있거나 표적 입자를 포함하는 발광 또는 형광 입자일 수 있다. 이러한 조사는 연속 모드, 펄싱된 모드, 스캐닝 모드, 상이하게 여기가능한 표지가 동일한 시간에 여기되는 것을 허용하는 다중화 모드, 이의 조합 또는 임의의 다른 적합한 방식으로 실행될 수 있다.

전형적으로는 제 2 단계(404)와 동일한 시간에 실질적으로 실행되는 제 3 단계(406)에서, 샘플에서의 방사 입자로부터 발생한 방사인, 샘플로부터의 방사 응답이 검출된다. 후자는 사용된 적어도 하나의 검출기 구성요소를 피하게 여기 방사를 가이드하는 동안 실행된다. 사용된 적어도 하나의 검출기 구성요소를 피하게 여기 방사를 가이드하기는 예를 들면 사용된 차폐의 가장자리에서, 직접적으로 침범하는 여기 방사로부터 적어도 하나의 검출기 구성요소를 차폐하기 및/또는 반사 이후 침범하는 여기 방사로부터 적어도 하나의 검출기 구성요소를 차폐하기를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 검출기 구성요소를 피하게 여기 방사를 가이드하기는 또한 적 어도 하나의 검출기 구성요소를 피하게 여기 방사를 집중시키기를 포함할 수 있다. 후자는 예를 들면 여기 조사를 굴절시킴으로써 회득될 수 있다. 검출은 여기 조사가 초기에 침범하는 샘플의 면에 대항하는 샘플의 면으로부터 실행되는데, 달리 말하면 정면 조사 방법이 사용된다.

제 2 측면의 특정 실시예에 있어서, 여기 방사에 의한 직접 침범으로부터 적어도 하나의 구성요소를 차폐하기는 제 1 차폐 수단 및 제 2 차폐 수단을 사용함으로써 실행될 수 있다. 제 2 측면의 특정 실시예에 있어서, 적어도 하나의 검출기 구성요소를 차폐하기는, 상이한 검출기 구성요소의 활성화를 제어하기 및, 활성화 및 검출 시간 동안, 각 검출기 구성요소에 대하여, 적어도 하나의 차폐 구성요소의 차폐 부분의 공간 위치가 이 검출기 구성요소로부터 여기 방사를 차단하기 위해 적응되도록 적어도 하나의 차폐 디바이스의 차폐 부분의 공간 위치를 제어하기를 포함할 수 있다. 후자는 검출을 위해 활성화되고 사용될 검출기 구성요소에 의존하여, 시간 경과에 따라 적어도 하나의 차폐 디바이스의 차폐 부분의 공간 위치를 수정하기를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 차폐 디바이스의 차폐 부분의 공간 위치를 수정하기는 만일 이 차폐 구성요소가 디바이스의 차폐 패턴의 세팅을 허용하는 세팅가능한 디바이스라면, 적어도 하나의 차폐 구성요소를 이동하기 또는 이 적어도 하나의 차폐 구성요소를 세팅하기를 포함할 수 있다.

제 1 측면의 실시예에서 기술된 검출 시스템은 제 2 측면의 실시예에 따른 방법에 사용되기에 적합할 수 있다.

제 2 측면의 특정 실시예에 있어서, 적어도 하나의 검출기 구성요소를 차폐 하기는 또한 연구중인 샘플의 산란 효율성에 적응하도록 차폐 구성요소와 적어도 하나의 검출기 구성요소간 거리를 적응시키기를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 실시예에 있어서, 검출기 시스템은 콤포넌트로서 능동 행렬 원리에 기초한 어레이를 병합할 수 있다. 이러한 디바이스는 바람직하게는 비결정질 실리콘(a-Si), 저온 폴리 실리콘(LTPS: Low Temperature Poly Silicon) 또는 유기 기술과 같은, 잘 알려진 대면적 전자공학 기술 중 하나로부터 제조된다. TFT, 다이오드 또는 MIM(Metal-Insulator-Metal)이 능동 소자로서 사용될 수 있다. 능동 행렬 기술이 예를 들면 LCD, OLED 및 전기 영동형 디스플레이와 같은 많은 디스플레이 효과의 구동을 위한 평판 패널 디스플레이 분야에서 사용된다. 이 기술은 일회용 생화학 모듈을 제조하기 위한 비용 효율이 높은 방법을 제공한다. 이는, 바이오칩, 또는 유사한 시스템 이 복수의 콤포넌트를 포함할 수 있기 때문에, 이점이 있으며, 콤포넌트의 개수는 디바이스가 더 효율적이고 더 다용도가 됨에 따라 오로지 증가할 것이다.

본 발명을 구현하는 검출 시스템의 목적을 성취하기 위한 다른 구성이 당업자에게는 명백할 것이다.

재료뿐만 아니라 바람직한 실시예, 특정 구조 및 구성이 본 발명에 따른 디바이스를 위해 여기에 논의되었을 지라도, 형태와 상세에 있어서 다양한 변경 또는 수정이 본 발명의 범위 및 기술사상을 벗어나지 않고서도 만들어질 수 있음을 이해해야 할 것이다. 예를 들면, 본 발명의 실시예가 검출하기 위한 검출 시스템 및 방법을 예시하고 있음에 반해, 본 발명은 또한 제 1 측면의 제 2 실시예에서 기술된 제어기에 관한 것이다.

본 발명은 검출 분야에 관한 것으로 검출 수단을 요구하는 임의 디바이스에 이용가능하다. 더 상세하게는, 본 발명은 센서 분야에 관한 것으로, 특히 샘플의 화학적, 생물학적 및/또는 생-화학적 분석을 위한 바이오 센서 및/또는 마이크로-유체 디바이스에 이용가능하다.

따라서, 본 발명에 따른 검출 시스템은, 검사될 적어도 하나의 샘플을 수용하고, 상기 적어도 하나의 샘플 상의 침범을 위한 여기 방사를 수신하며, 샘플 방사를 생성하기 위해 적응된 측정 챔버에서의 측정 영역을 포함한다.

Claims (18)

1. 검사될 적어도 하나의 샘플(108)을 수용하고, 상기 적어도 하나의 샘플(108) 상의 침범을 위한 여기 방사를 수신하며, 샘플 방사를 생성하기 위해 적응된 측정 챔버에서의 측정 영역(104)을 포함하는 방사 검출 시스템(100)으로서,

   또한, 상기 방사 검출 시스템(100)은 생성된 샘플 방사의 검출을 위한 적어도 하나의 검출기 구성요소(106)를 포함하고,

   상기 여기 방사는 측정 챔버에서의 상기 측정 영역(104)의 제 1 면에 입사하고, 적어도 하나의 검출기 구성요소(106)는 측정 챔버에서의 측정 영역(104)의 제 2 면에 위치되며, 상기 제 2 면은 측정 챔버에서의 측정 영역(104)에 관하여 상기 제 1 면에 대향하되,

   검출 시스템(100)은 상기 여기 방사를 적어도 하나의 검출기 구성요소(106) 옆으로 가이드하기 위해 적응된 광학 수단(112)을 더 포함하는, 방사 검출 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   광학 수단(112)은 상기 여기 방사로부터 적어도 하나의 검출기 구성요소(106)를 실질적으로 차폐하기 위해 적응된 차폐 수단을 포함하는, 방사 검출 시스템.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 차폐 수단은 적어도 하나의 검출기 구성요소(106) 상으로의 여기 방사의 직접 침범을 실질적으로 차폐하기 위해 적응된 제 1 차폐 구성요소(202)를 포함하는, 방사 검출 시스템.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 차폐 수단은 상기 제 1 차폐 구성요소(202)에 의해 산란된 상기 여기 방사의 적어도 일부를 실질적으로 차단하기 위해 적응된 제 2 차폐 구성요소(252)를 더 포함하는, 방사 검출 시스템.
5. 제 2 항에 있어서,

   상기 차폐 수단은 상기 적어도 하나의 검출기 구성요소(106)에 대하여 제어가능하게 이동될 수 있는 적어도 하나의 차폐 구성요소(202, 252)를 포함하는, 방사 검출 시스템.
6. 제 5 항에 있어서,

   제어가능하게 이동될 수 있는 상기 차폐 구성요소(202, 252)는 상기 차폐 구성요소(202, 252)에 의해 결정된 평면내에서 이동될 수 있는, 방사 검출 시스템.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 검출 시스템은 복수의 검출기 구성요소를 포함하고, 상기 복수의 검출 기 구성요소 각각의 활성화와 상기 제어가능하게 이동될 수 있는 차폐 구성요소(202, 252)의 이동을 상관시키기 위한 제어기를 더 포함하는, 방사 검출 시스템.
8. 제 5 항에 있어서,

   제어 가능하게 이동될 수 있는 상기 차폐 구성요소(202, 252)는 상기 차폐 구성요소(202, 252)에 의해 결정된 평면과 수직방향으로 이동될 수 있는, 방사 검출 시스템.
9. 제 2 항에 있어서,

   상기 차폐 수단은 시간 경과에 따라 변동가능한 차폐 패턴의 생성을 허용하는 세팅가능한 차폐 구성요소인 적어도 하나의 차폐 구성요소(202, 252)를 포함하는, 방사 검출 시스템.
10. 제 9 항에 있어서,

    변동가능한 차폐 패턴의 생성을 허용하는 상기 세팅가능한 차폐 구성요소는 디스플레이인, 방사 검출 시스템.
11. 제 1 항에 있어서,

    상기 여기 방사를 적어도 하나의 검출기 구성요소(106) 옆으로 가이드하기 위해 적응된 광학 수단(108)은 상기 여기 방사를 적어도 하나의 검출기 구성요 소(106) 옆으로 집중시키기 위한 방사 굴절 수단(302)을 포함하는, 방사 검출 시스템.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 방사 굴절 수단(302)은 상기 여기 방사를 상기 적어도 하나의 검출기 구성요소(106) 옆으로 집중시키기 위한 적어도 2개의 렌즈 구성요소를 포함하는, 방사 검출 시스템.
13. 제 11 항에 있어서,

    상기 방사 굴절 수단(302)은 샘플(108)에 다시 상기 여기 방사를 확산하게 반사하기 위해 적응된 확산 반사 수단(304)에 상기 여기 방사를 집중시키도록 적응되는, 방사 검출 시스템.
14. 제 1 항에 있어서,

    상기 방사 검출 시스템은 여기 방사로부터 샘플을 필터링하기 위한 검출 필터를 더 포함하는, 방사 검출 시스템.
15. 제 4 항에 있어서,

    제 2 차폐 구성요소(252)는 상기 제 1 차폐 구성요소(202)의 음영 영역에 놓이도록 제 1 차폐 구성요소(202)에 관하여 위치되는, 방사 검출 시스템.
16. 제 1 항에 있어서,

    상기 적어도 하나의 샘플(108) 상의 침범을 위한 여기 방사는 실질적으로 시준되는(collimated), 방사 검출 시스템.
17. 제 1 항에 있어서,

    대면적 전자공학 기술에 의해 생성된 어레이를 포함하는, 방사 검출 시스템.
18. 샘플로부터 방사를 검출하기 위한 방법(400)으로서,

    - 상기 샘플의 제 1 면으로부터 여기 방사를 가지고 샘플을 조사하고, 상기 조사는 샘플 방사를 생성하기 위해 조사하는, 조사하는 단계(404)와,

    - 상기 제 1 면에 대향하는 상기 샘플의 제 2 면으로부터, 적어도 하나의 검출기 구성요소를 이용하여 샘플 방사를 검출하는 단계(406)를 포함하고,

    상기 여기 방사를 상기 샘플 방사를 검출하기 위해 사용되는 적어도 하나의 검출기 구성요소 옆으로 가이드하는 단계

    를 포함하는, 샘플로부터 방사를 검출하기 위한 방법.

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