Claims (39)
1. Способ определения поверхностного плазмонного резонанса, включающий стадии, при которых осуществляют1. The method of determining surface plasmon resonance, including the stage at which exercise
(a) фокусирование луча электромагнитного излучения на слой металлического материала, на котором находится, но необязательно, материал образца;(a) focusing the electromagnetic radiation beam onto the layer of metallic material on which, but not necessarily, the sample material;
(b) определение указанного луча электромагнитного излучения, отраженного от слоя из металлического материала дифференциальным позиционно-фотодетектирующим устройством;(b) determining said electromagnetic radiation beam reflected from a layer of metallic material by a differential positional photodetecting device;
(c) регистрируют интенсивность первого сигнала положения А и интенсивность первого сигнала положения В, генерированных указанным дифференциальным позиционно-фотодетектирующим устройством; осуществляют(c) registering the intensity of the first signal of position A and the intensity of the first signal of position B generated by the specified differential position-photodetecting device; carry out
(d) позиционирование указанного дифференциального позиционно-фотодетектирующего устройства так, чтобы минимум интенсивности поверхностного плазмонного резонанса находился возле центра указанного дифференциального позиционно-фотодетектирующего устройства, и так, чтобы разница указанного сигнала положения А и сигнала положения В была равна нулю, и(d) positioning said differential positional photodetector device so that the minimum surface plasmon resonance intensity is near the center of said differential positional photodetection device, and so that the difference between said position signal A and position signal B is zero, and
(е) определяют последующие изменения в распределении интенсивности, обусловленные угловым сдвигом поверхностного плазмонного резонанса.(e) determine subsequent changes in the intensity distribution due to the angular shift of the surface plasmon resonance.
2. Способ определения поверхностного плазмонного резонанса по п.1, где указанное дифференциальное позиционно-фотодетектирующее устройство представляет собой двухэлементное фотодетектирующее устройство, где один элемент продуцирует сигнал положения А, а другой элемент продуцирует указанный сигнал положения В.2. The method for determining surface plasmon resonance according to claim 1, where the specified differential position-photodetecting device is a two-element photodetecting device, where one element produces a position signal A, and the other element produces a specified position signal B.
3. Способ по п.1, который, кроме того, включает стадию, при которой осуществляют усиление дифференциального сигнала, полученного от дифференциального позиционно-фотодетектирующего устройства.3. The method according to claim 1, which, in addition, includes the stage at which carry out the amplification of the differential signal received from the differential positional-photodetecting device.
4. Способ по п.3, где указанное усиление дифференциального сигнала корректируется путем увеличения интенсивности сигнала.4. The method according to claim 3, where the specified differential signal gain is adjusted by increasing the signal intensity.
5. Способ по п.3, который, кроме того, включает стадию, при которой осуществляют определение указанного дифференциального сигнала, суммарного сигнала и отношения указанного дифференциального сигнала к указанному суммарному сигналу.5. The method according to claim 3, which, in addition, includes the stage of determining the specified differential signal, the total signal and the ratio of the specified differential signal to the specified total signal.
6. Способ по п.5, где указанное усиление дифференциального сигнала и определение указанного дифференциального сигнала, суммарного сигнала и отношения указанного дифференциального сигнала к указанному суммарному сигналу достигают с помощью компьютера или микропроцессора.6. The method according to claim 5, where the specified differential signal amplification and the determination of the specified differential signal, the total signal and the ratio of the specified differential signal to the specified total signal is achieved using a computer or microprocessor.
7. Способ по п.5, который, кроме того, включает стадию, при которой осуществляют модуляцию или контроль электрохимического потенциала слоя металлического материала.7. The method according to claim 5, which, in addition, includes the stage of modulating or monitoring the electrochemical potential of the layer of metallic material.
8. Способ по п.7, где указанную модуляцию электрохимического потенциала слоя металлического материала осуществляют с помощью, по крайней мере, одного контрольного электрода и, по крайней мере, одного противоэлектрода.8. The method according to claim 7, where the specified modulation of the electrochemical potential of the layer of metal material is carried out using at least one control electrode and at least one counter electrode.
9. Способ по п.8, где указанный контрольный(е) электрод(ы) и противоэлектрод(ы) представляют собой элементы устройства для введения анализируемого образца на указанный слой металлического материала.9. The method of claim 8, where the specified control (s) electrode (s) and counter electrode (s) are elements of a device for introducing an analyzed sample on a specified layer of metal material.
10. Способ по п.3, где указанное усиление дифференциального сигнала может быть осуществлено до той степени, при которой, в основном, отсутствуют проблемы насыщения.10. The method according to claim 3, where the specified differential signal amplification can be implemented to the extent that, in the main, there are no saturation problems.
11. Способ по п.7, который, кроме того, включает стадию, при которой осуществляют определение угла ППР и электрохимического тока.11. The method according to claim 7, which, in addition, includes the stage at which determine the angle of the SPR and electrochemical current.
12. Способ по п.11, где указанное определение угла ППР и электрохимического тока осуществляют с помощью, по крайней мере, одного синхронного усилителя.12. The method according to claim 11, where the specified definition of the angle of the SPR and the electrochemical current is carried out using at least one synchronous amplifier.
13. Способ по п.7, где указанное определение угла ППР и электрохимического тока осуществляют одновременно с модуляцией электрохимического потенциала слоя металлического материала.13. The method according to claim 7, where the specified definition of the angle of the SPR and the electrochemical current is carried out simultaneously with the modulation of the electrochemical potential of the layer of metallic material.
14. Способ по п.1, который, кроме того, включает стадию, при которой определяют межфазную емкость.14. The method according to claim 1, which, in addition, includes a stage in which determine the interfacial capacitance.
15. Способ по п.14, где указанное определение межфазной емкости состоит из одновременной регистрации DC- и АС-составляющих электрохимического тока.15. The method according to 14, where the specified definition of interfacial capacitance consists of simultaneously registering the DC and AC components of the electrochemical current.
16. Способ по п.14, который, кроме того, включает стадию одновременной регистрации амплитуды и фазы дифференциального сигнала.16. The method according to 14, which, in addition, includes the step of simultaneously recording the amplitude and phase of the differential signal.
17. Датчик, включающий:17. A sensor including:
(а) тело датчика, изготовленное из материала, прозрачного для электромагнитного излучения;(a) a sensor body made of a material transparent to electromagnetic radiation;
(b) слой металлического материала, расположенный, по крайней мере, над частью первой поверхности указанного тела датчика;(b) a layer of metallic material located at least over a portion of a first surface of said sensor body;
(c) средство для введения анализируемого образца на указанный слой металлического материала;(c) means for introducing the analyzed sample onto said layer of metallic material;
(d) источник луча электромагнитного излучения, сфокусированного на указанном слое металлического материала, и(d) a source of a beam of electromagnetic radiation focused on the specified layer of metallic material, and
(e) дифференциальное позиционно-фотодетектирующее устройство для отражения указанного луча электромагнитного излучения от указанного слоя металлического материала, где указанное дифференциальное позиционно-фотодетектирующее устройство позиционировано с возможностью приема указанного луча.(e) a differential positional photodetecting device for reflecting said electromagnetic radiation beam from said layer of metallic material, wherein said differential positional photodetecting device is positioned to receive said beam.
18. Датчик по п.17, где указанное дифференциальное позиционно-фотодетектирующее устройство состоит, по крайней мере, из двух фотоэлементов.18. The sensor of claim 17, wherein said differential positional photodetecting device consists of at least two photocells.
19. Датчик по п.17, где указанное средство для введения анализируемого образца на указанный слой металлического материала представляет собой ячейку для образца, включающую:19. The sensor according to 17, where the specified means for introducing the analyzed sample on the specified layer of metal material is a cell for the sample, including:
(a) тело ячейки для образца, изготовленное из материала, который изолирует указанный образец от окружающего воздуха;(a) the body of the sample cell made of a material that insulates said sample from ambient air;
(b) окно в указанном теле ячейки для образца, которое является прозрачным для электромагнитного излучения, и(b) a window in the specified body of the cell for the sample, which is transparent to electromagnetic radiation, and
(c) по меньшей мере, одно отверстие для введения и удаления указанного образца.(c) at least one opening for introducing and removing said sample.
20. Датчик по п.17, который, кроме того, содержит средство для усиления дифференциального сигнала, принимаемого от указанного дифференциального позиционно-фотодетектирующего устройства.20. The sensor according to claim 17, which further comprises means for amplifying a differential signal received from said differential positional photodetecting device.
21. Датчик по п.20, где указанное средство для усиления дифференциального сигнала выполнено с возможностью корректировки путем увеличения интенсивности сигнала.21. The sensor according to claim 20, where the specified means for amplifying the differential signal is made with the possibility of correction by increasing the signal intensity.
22. Датчик по п.20, который, кроме того, содержит средство для определения дифференциального сигнала, суммарного сигнала и отношения указанного дифференциального сигнала к указанному суммарному сигналу.22. The sensor according to claim 20, which, in addition, contains means for determining the differential signal, the total signal and the ratio of the specified differential signal to the specified total signal.
23. Датчик по п.22, где указанным средством для усиления дифференциального сигнала и средством для определения указанного дифференциального сигнала, суммарного сигнала и отношения указанного дифференциального сигнала к указанному суммарному сигналу является компьютер или микропроцессор.23. The sensor according to item 22, where the specified means for amplifying the differential signal and means for determining the specified differential signal, the total signal and the ratio of the specified differential signal to the specified total signal is a computer or microprocessor.
24. Датчик по п.22, который, кроме того, включает средство для модуляции или контроля электрохимического потенциала слоя металлического материала.24. The sensor according to item 22, which, in addition, includes means for modulating or monitoring the electrochemical potential of the layer of metallic material.
25. Датчик по п.24, где указанное средство для модуляции электрохимического потенциала слоя металлического материала состоит, по крайней мере, из одного контрольного электрода и, по меньшей мере, из одного противоэлектрода.25. The sensor according to paragraph 24, where the aforementioned means for modulating the electrochemical potential of the layer of metallic material consists of at least one control electrode and at least one counter electrode.
26. Датчик по п.25, где указанным средством для нанесения анализируемого образца на указанный слой металлического материала являются указанный(е) контрольный(е) электрод(ы) и противоэлектрод(ы).26. The sensor of claim 25, wherein said means for applying an analyzed sample to said layer of metal material are said (e) control (s) electrode (s) and counter electrode (s).
27. Датчик по п.20, который, кроме того, включает средство для доведения, перед измерением, указанного дифференциального сигнала почти до нуля с возможностью усиления указанного дифференциального сигнала до той степени, при которой, в основном, отсутствуют проблемы насыщения.27. The sensor according to claim 20, which also includes means for bringing, before measurement, the specified differential signal to almost zero with the possibility of amplifying the specified differential signal to the extent that, in the main, there are no saturation problems.
28. Датчик по п.27, где указанное средство для доведения, перед измерением, указанного дифференциального сигнала почти до нуля предусматривает монтирование указанного дифференциального позиционно-фотодетектирующего устройства на подвижной части, которая выполнена с возможностью перемещения так, чтобы указанный дифференциальный сигнал, детектируемый указанным дифференциальным позиционно-фотодетектирующим устройством, был почти равным нулю перед измерением.28. The sensor according to item 27, where the specified means for bringing, before measuring, the specified differential signal to almost zero, provides for mounting the specified differential positional-photodetecting device on the moving part, which is configured to move so that the specified differential signal detected by the specified differential position-photodetecting device, was almost equal to zero before measurement.
29. Датчик по п.17, который, кроме того, содержит средство для определения угла ППР и электрохимического тока.29. The sensor according to 17, which, in addition, contains means for determining the angle of SPR and electrochemical current.
30. Датчик по п.29, где указанное средство для определения угла ППР и электрохимического тока состоит, по меньшей мере, из одного синхронного усилителя.30. The sensor according to clause 29, where the specified means for determining the angle of the SPR and the electrochemical current consists of at least one synchronous amplifier.
31. Датчик по п.24, где указанное средство для определения угла ППР и электрохимического тока выполнено с возможностью функционирования одновременно с модуляцией электрохимического потенциала слоя металлического материала.31. The sensor according to paragraph 24, where the specified means for determining the angle of the SPR and the electrochemical current is configured to operate simultaneously with the modulation of the electrochemical potential of the layer of metallic material.
32. Датчик по п.17, который, кроме того, включает средство для определения межфазной емкости.32. The sensor according to 17, which, in addition, includes means for determining interfacial capacitance.
33. Датчик по п.32, где указанное средство для определения межфазной емкости состоит из средства для одновременной регистрации DC- и АС-составляющих электрохимического тока.33. The sensor of claim 32, wherein said means for determining interfacial capacitance consists of means for simultaneously registering the DC and AC components of the electrochemical current.
34. Датчик по п.31, который, кроме того, включает средство для одновременной регистрации амплитуды и фазы дифференциального сигнала.34. The sensor according to p, which, in addition, includes means for simultaneously recording the amplitude and phase of the differential signal.
35. Датчик по пп.17-34, который имеет менее 5 см в одном измерении.35. The sensor according to claims 17-34, which has less than 5 cm in one dimension.
36. Датчик по пп.17-35, который выполнен с возможностью использования в биологических, биохимических или химических тестах.36. The sensor according to PP.17-35, which is made with the possibility of use in biological, biochemical or chemical tests.
37. Способ определения угла поверхностного плазмонного резонанса с использованием датчика по пп.17-35, включающий стадии, при которых осуществляют37. A method for determining the angle of surface plasmon resonance using a sensor according to claims 17-35, comprising the steps of:
(a) определение дифференциального сигнала;(a) determination of a differential signal;
(b) определение суммарного сигнала;(b) determining the total signal;
(c) определение отношения дифференциального сигнала к суммарному и(c) determining the ratio of the differential signal to the total and
(d) определяют угол ППР из отношения дифференциального сигнала к суммарному сигналу.(d) determine the SPR angle from the ratio of the differential signal to the total signal.
38. Способ определения поверхностного плазмонного резонанса, включающий стадии, при которых осуществляют38. A method for determining surface plasmon resonance, comprising the steps of
(a) фокусирование луча электромагнитного излучения на слой металлического материала, на котором находится, но необязательно, материал образца;(a) focusing the electromagnetic radiation beam onto the layer of metallic material on which, but not necessarily, the sample material;
(b) определение указанного луча электромагнитного излучения, отраженного от слоя из металлического материала дифференциальным, чувствительным к интенсивности, фотодетектирующим устройством;(b) determining said electromagnetic radiation beam reflected from a layer of metallic material by a differential, intensity-sensitive photodetecting device;
(c) регистрируют интенсивность сигнала, генерированного чувствительным к интенсивности, фотодетектирующим устройством;(c) registering the intensity of a signal generated by an intensity sensitive photodetector device;
(d) осуществляют позиционирование указанного чувствительного к интенсивности фотодетектирующего устройства так, чтобы минимум интенсивности поверхностного плазмонного резонанса находился возле центра указанного чувствительного к интенсивности фотодетектирующего устройства, и так, чтобы указанная разница интенсивности сигнала равна нулю; и(d) positioning said intensity-sensitive photo-detecting device so that the minimum intensity of surface plasmon resonance is near the center of said intensity-sensitive photo-detecting device, and so that said signal intensity difference is zero; and
(e) определяют последующие изменения в распределении интенсивности, обусловленные угловым сдвигом поверхностного плазмонного резонанса.(e) determine subsequent changes in the intensity distribution due to the angular shift of the surface plasmon resonance.
39. Датчик, включающий:39. A sensor including:
(a) тело датчика, изготовленное из материала, прозрачного для электромагнитного излучения;(a) a sensor body made of a material transparent to electromagnetic radiation;
(b) слой металлического материала, расположенный, по крайней мере, над частью первой поверхности указанного тела датчика;(b) a layer of metallic material located at least over a portion of a first surface of said sensor body;
(c) средство для введения анализируемого образца на указанный слой металлического материала;(c) means for introducing the analyzed sample onto said layer of metallic material;
(d) источник луча электромагнитного излучения, сфокусированного на указанном слое металлического материала, и(d) a source of a beam of electromagnetic radiation focused on the specified layer of metallic material, and
(e) чувствительное к интенсивности фотодетектирующее устройство для отражения указанного луча электромагнитного излучения от указанного слоя металлического материала, где указанное чувствительное к интенсивности фотодетектирующее устройство позиционировано с возможностью приема указанного луча.(e) an intensity-sensitive photo-detecting device for reflecting said electromagnetic radiation beam from said layer of metallic material, wherein said intensity-sensitive photo-detecting device is positioned to receive said beam.
