一种可调光源(106)，该可调光源用于询问至少一个具有共振线宽的共振波导光栅(RWG)生物传感器。该可调光源(106)包括宽频带光源(200)，该宽频带光源发射具有第一光谱带宽的光束(134)，且该第一光谱带宽大于RWG生物传感器的共振线宽。宽频带光源(200)可以是基本上空间不相关的。具有可调光谱线宽的可调光学滤波器(216)设置成接收并过滤光束，以致使光束具有第二光谱带宽，该第二光谱带宽基本上与RWG生物传感器的共振线宽相同。还披露使用可调光源(106)的非标记光阅读器(100)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种非标记(与标记无关)光阅读器以及用于此种光阅读器的光源。
技术实现思路
在各实施例中，本专利技术提供一种可调光源，该可调光源用于询问至少一个具有共振线宽的RWG生物传感器。该可调光源包括宽频带光源，该宽频带光源发射具有第一光谱带宽的光束，且该第一光谱带宽大于RWG生物传感器的共振线宽。该可调光源还包括具有可调中心波长的可调光学滤波器。可调光学滤波器设置成接收并过滤光束，以致使光束具有第二光谱带宽，该第二光谱带宽基本上与RWG生物传感器的共振线宽相同。在各实施例中，本专利技术提供一种LID光阅读器，该LID光阅读器用于读取由微板支承的至少一个共振RWG生物传感器。该光阅读器包括上述可调光源，该光源发射一系列经过滤的光束，这些光束具有掠过第一光谱带宽的波长。光阅读器还包括照射系统，该照射系统用以将一系列经过滤的光束引向至少一个RWG生物传感器并且形成相对应的一系列反射光束。光阅读器还包括光学成像器和控制器，该光学成像器用以接收一系列反射光束并且形成相对应的一系列数字图像，而该控制器用以处理数字图像，从而为至少一个RWG生物传感器建立共振波长。在各实施例中，本专利技术提供一种LID光阅读器，该LID光阅读器用于读取由微板支承的至少一个RWG生物传感器。该光阅读器包括上述可调光源，该光源发射经过滤的光束，该光束在第一光谱带宽内具有固定波长。光阅读器还包括照射系统，该照射系统用以将经过滤的光束引向至少一个RWG生物传感器，以形成一系列反射光束。光阅读器还具有光学成像器和控制器，该光学成像器用以接收一系列反射光束并且从这些反射光束中形成数字图像，而该控制器用以处理数字图像，从而为至少一个RWG生物传感器将强度变化转换成共振波长偏移。在各实施例中，本专利技术提供一种读取至少一个具有共振线宽的RWG生物传感器的方法。该方法包括产生具有第一光谱带宽的光束，且该第一光谱带宽大于RWG生物传感器的共振线宽。该方法还包括使光束穿过可调光学滤波器并且调整可调滤波器，以产生一系列光束，每个光束具有第二光谱带宽，该第二光谱带宽基本上与RWG生物传感器的共振线宽相同，但在共振线宽内具有不同的中心波长。该方法还包括引导一系列经过滤的光束，以使光束入射至至少一个RWG生物传感器并且产生相对应的一系列反射光束。该方法附加地包括根据一系列反射光束形成至少一个RWG生物传感器的一系列数字图像，然后处理一系列数字图像，从而为至少一个RWG生物传感器建立共振波长。在各实施例中，本专利技术提供一种读取至少一个具有共振线宽的RWG生物传感器的方法。该方法包括产生具有第一光谱带宽的光束，且该第一光谱带宽大于RWG生物传感器的共振线宽。该方法还包括使光束穿过可调光学滤波器并且调整可调滤波器，以产生光束，该光束具有基本上与RWG生物传感器的共振线宽相同的第二光谱带宽并且在共振线宽内具有固定中心波长。该方法还包括引导经过滤的光束，以使光束入射至至少一个RWG生物传感器，从而产生相对应的反射光束；该方法附加地包括根据一系列反射光束形成至少一个RWG生物传感器的一系列数字图像，然后处理一系列数字图像，从而为至少一个RWG生物传感器建立共振波长。附图说明可参照结合附图的以下详细说明来更完整地理解本专利技术，附图中图I是适合于用于本专利技术的可调光源的示例光阅读器系统的总示意图；图2是示例RWG生物传感器的放大示意图；图3是示例微板的正视图，该微板在相关联的区域或“阱”中可操作地支承RWG生物传感器的阵列，该微板由微板保持件所保持；图4是示例微板的一部分的剖切立体图；图5是示出由可调光源提供入射照射的数字图像相关联的不同波长的集合的示意图；图6至图9示出图I所述光阅读器系统的光学成像器的不同实施例；图10是适合于用于图I所示光阅读器系统的单通可调光源的示例实施例的示意图；图11是适合于用于图I所示光阅读器系统的双通可调光源的示例实施例的示意图；图12是由薄玻璃基板和由薄膜形成的光学涂层所制成的示例滤波器的示意分解侧视图；图13是一示例滤波器的示意分解侧视图，该滤波器通过沉积材料以形成夹有空腔层的两个反射层而制成，且沉积层由玻璃基板机械地支承；图14和图15分别对于入射角为0 = 5°和入射角为0 = 14°的示例单通滤波器将滤波器光谱线宽(滤波器函数)绘制成强度与波长；图16对于示例定制可调滤波器在相对较大波长范围内描绘滤波器光谱线宽(强度与波长)，并示出自由光谱范围(FSR)大约是20nm，而目标法线入射透射峰值是838nm，该峰值接近于超发光二极管(SLD)光源的中心波长；图17是可动地支承角度调谐滤波器的基于检流计的滤波器支承装置的控制电压(V)与中心波长(nm)的曲线；图18A和图18B是强度与波长的曲线，示出可调激光器光源的单像素的询问光谱(图18A)，和本专利技术可调光源的单像素的询问光谱(图18B)； 图19绘制两个示例生物传感器共振线宽，并示出固定于实线生物传感器共振线宽的50%透射点的滤波器中心波长；图20类似于图10并且示出包括角度可调谐光谱整平滤波器的可调光源的示例实施例；图21绘制光源光谱、滤波器函数(滤波器光谱线宽)以及经过滤的光源光谱(幅值与波长)的不例；图22是由来自于可调光源的入射光照射的RWG生物传感器的数字图像，该可调光源使用SLD来用于宽频带光源，且图像示出由于入射光相关而产生的多个斑纹图案；图23是类似于图10的示例可调光源的示意图，除了宽频带光源包括基本上空间不相关的延伸区域宽频带光源以外；图24是形成为基本上空间不相关发射器的阵列的示例基本上不相关宽频带光源的放大视图；图25是示出示例基本上不相关宽频带光源和示例相对应的可转动可调滤波器的尺寸的示意图； 图26绘制来自使用基本上不相关宽频带光源的可调光源中的经过滤光谱的族的相关光谱幅值与波长(nm)，通过将可调滤波器的检流计的控制电压从-8V改变成+8V，在幅值和光谱形状几乎恒定的情形下，光谱调谐过18nm ；图27是类似于图22所示数字图像的数字图像，除了使用具有基本上空间不相关宽频带光源的可调光源106来拍取图27所示照片、使得数字图像不具有斑纹图案以外；以及图28是典型像素的综合谱的相关幅值与波长(nm)的曲线，其中由于可调光源的低时间和空间相关性，在综合谱中不存在光谱波动。具体实施例方式基于非标记探测(LID)的光阅读器可例如用于探测药物与诸如蛋白质之类目标分子的粘结或者随着材料在细胞内移置而在活细胞中响应于药物的变化。某些类型的LID光阅读器为一定阵列的共振波导光栅(RWG)生物传感器测量RWG生物传感器表面上的折射率变化。各个RWG生物传感器位于微板的相应阱中。在一种类型的LID光阅读器中，一定光谱的宽频带光从光源引向每个RWG生物传感器。仅仅波长与RWG生物传感器共振的光会很大程度地反射。此种反射的光收集并且在光谱上进行分析，以确定共振波长，而波长偏移代表来自于粘结于RWG生物传感器的折射率变化，或者类似地代表相对于传感器表面不动的细胞内的材料移置。在另一种类型的LID光阅读器中，掠过一定范围波长的窄带光使用窄带可调光源而引向每个RWG生物传感器。迄今为止，此种可调光源已局限于可调激光器。适合于生物传感器询问的可商业购得的可调激光器主要是外部空腔半导体激光器，其本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.11.10 US 61/259,802;2010.10.07 US 61/390,8261.一种光源，所述光源用于询问至少一个具有共振线宽的共振波导光栅(RWG)生物传感器，且所述光源包括 宽频带光源，所述宽频带光源发射具有第一光谱带宽的光束，且所述第一光谱带宽大于所述RWG生物传感器的共振线宽；以及 可调光学滤波器，所述可调光学滤波器具有可调中心波长和光谱线宽并且设置成接收并过滤所述光束，以致使所述光束具有第二光谱带宽，所述第二光谱带宽基本上与所述RWG生物传感器的共振线宽相同。2.如权利要求I所述的光源，其特征在于，所述中心波长可根据所述可调光学滤波器相对于所述光束的角度调谐。3.如权利要求I或2所述的光源，其特征在于，所述光学滤波器包括单空腔，所述单空腔夹在相对的两个反射层之间。4.如权利要求I至3中任一项所述的光源，其特征在于，所述光学滤波器具有自由光谱范围(FSR)，所述自由光谱范围与所述第一光谱带宽相同或大于所述第一光谱带宽。5.如权利要求I至4中任一项所述的光源，其特征在于，所述RWG生物传感器共振线宽在半峰全宽处测得是O. 8nm。6.如权利要求I至5中任一项所述的光源，其特征在于，所述宽频带光源包括超发光二极管(SLD)或发光二极管(LED)。7.如权利要求I至6中任一项所述的光源，其特征在于，所述宽频带光源包括基本上空间不相关的光源。8.如权利要求7所述的光源，其特征在于，所述宽频带光源包括一个或多个基本上空间不相关光发射器的阵列。9.如权利要求8所述的光源，其特征在于，还包括包含一个或多个LED的一个或多个基本上空间不相关的光发射器。10.如权利要求I至9中任一项所述的光源，其特征在于，还包括在所述可调光学滤波器附近的角度调谐光谱整平滤波器，以将所述宽频带光源的第一光谱带宽整平。11.如权利要求I至10中任一项所述的光源，其特征在于，还包括 偏振分束器和四分之一波片以及折叠镜，所述偏振分束器和四分之一波片位于所述宽频带光源和所述可调光学滤波器之间，而所述折叠镜与所述四分之一波片相对地位于所述可调滤波器附近，且所述光束两次穿过所述可调光学滤波器并且在线性偏振下离开所述偏振分束器。12.—种非标记的光阅读器，所述光阅读器用于读取由微板支承的至少一个共振波导光栅(RWG)生物传感器，并且包括 如权利要求I所述的光源，所述光源用以发射经过滤的光束，所述光束具有掠过所述第一光谱带宽的波长； 照射系统，所述照射系统用以将所述经过滤的光束引向所述至少一个RWG生物传感器并且形成相对应的反射光束； 光学成像器，所述光学成像器用以接收所述反射光束并形成数字图像；以及 控制器，所述控制器用以处理所述数字图像，从而为所述至少一个RWG生物传感器建立共振波长。13.一种非标记的光阅读器，所述光阅读器用于读取由微板支承的至少一个共振波导光栅(RWG)生物传感器，并且包括 如权利要求I所述的光源，所述光源用以发射经过滤的光束，所述光束具有所述第一光谱带宽内的固定波长； 照射系统，所述照射系统用以将所述经过滤的光束引向所述至少一个RWG生物传感器并且形成相对应的反射光束； 光学成像器，所述光学成像器用以接收任何反射光束并形成数字图像；以及 控制器，所述控制器用以处理所述数字图像，从而为...
【专利技术属性】
技术研发人员：邬起，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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