专利名称：具有经调制的光源的微电子传感器设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种借助光源在载体处进行光学检查的微电子传感器设备和方法。此
外，本发明涉及这种设备的用途。
背景技术：
US 2005/0048599A1公开了一种用于研究微生物的方法，用粒子对所述微生物加 标签从而能够对微生物施加(例如磁)力。在该方法的一个实施例中，引导激光束通过透 明材料而到达表面，该激光束在该表面被全内反射。该束的作为倏逝波而离开该透明材料 的光在该表面处被微生物和/或其他组分散射，然后由光电检测器进行检测或者被用来照 亮该微生物以便进行目视观察。该设置和类似设置的问题在于可能会发生发射的激光与该 光的反射的干涉，其随时间改变并因此造成激光输出的不期望的变化。
发明内容
基于这种情况，本发明的目的在于提供用于借助光源进行光学检查的可替换装 置，其中期望就光输出的变化而言，所述检查更具鲁棒性。 这一 目的由根据权利要求1所述的微电子传感器设备、根据权利要求2所述的方 法以及根据权利要求11所述的用途来实现。从属权利要求中公开了优选实施例。
根据本发明的微电子传感器设备用于在载体处进行光学检查，其中该载体不必属 于该设备。该载体将通常由透明材料制成从而允许传播给定光谱的光，所述透明材料例如 为玻璃或聚苯乙烯。其具体设计取决于其期望的应用。此外应当注意，要广义地理解术语 "检查"，其包括任何种类的光的操纵和/或光与在载体中或在载体处的某个实体的相互作 用。所述检查优选地可包括目标组分的定性或定量检测，所述目标组分包括标签粒子，其 中这些目标组分可以是例如生物学物质，如生物分子、配合物(complex)、细胞部分(cell fraction)或细胞。 该微电子传感器设备包括下列部件 a)光源，其用于发射经由入射窗进入到载体中的光束，所述光束在下文中称为"输 入光束"，其中所述入射窗是该载体的表面的特定(平面的或弯曲的)部分。该光源将通常 具有或多或少的明显的相干性，尽管应当注意该相干性可能非常小并且实际上是(不期望 的)副作用。该光源例如可以是激光二极管或者LED(发光二极管)，其可选地设有用于使 该输入光束成形并引导该输入光束的某些光学器件，特别是用于准直该输入光束的装置。
b)调制器，其用于对该光源进行调制，使得该光源与来自该载体的入射窗或者 光路中其他部件(特别是该载体的部件)的该输入光束的反射的光学干涉减少(优选 地被最小化或者完全消除)。该调制器可以按照例如激光器设计领域的技术人员已知 的许多不同方式来实现。例如其可包括用于供应激光器电流的电子电路，所述激光器电 流即为用于驱动激光器泵浦的电流，所述激光器泵浦在激光介质中产生激发态的过布居 (overpopulation)。
本发明还涉及一种用于在载体处进行光学检查的方法，该方法包括
a)利用光源发射经由入射窗进入到该载体中的输入光束。 b)利用调制器对该光源进行调制，使得(或多或少相干的)光源与来自该入射窗 或其他部件的该输入光束的反射的光学干涉减少。 所描述的微电子传感器设备和方法的优点是提供输入光束，该输入光束具有来自 例如该载体的入射窗或其他部件的反射的较小反馈。随着该反馈的减少，该反馈的变化也 减少，其中该反馈的变化可以例如由于光学部件在热膨胀下尺寸的轻微变化而发生。
通过反复试验即通过测试该调制器的不同设置并观察所得到的光学干涉可以发 现适当的调制操作参数。在本发明的优选实施例中，调制是经先验设计的，只要其包括输入 光束的脉冲发射，即该输入光束由在时间上被暂停间隔开的一系列脉冲组成。这些脉冲可 能彼此都不同，或者优选的是，所有脉冲都(近似)具有相同的形状。 在上述情况下，该光源的发射脉冲可以可选地形成尺寸，使得这些发射脉冲在光 源中不与在例如载体的入射窗或其他部件处反射的该光源的在前脉冲重合(coincide)。因 此，在例如入射窗处反射的脉冲将不具有干涉的任何可能性。 尽管上述方法是一种将干涉减少到绝对最小值零的方式，但是由于光源和脉冲的 反射位置之间的距离太短并且结合最小可能的脉冲持续时间，该结果在许多情况下可能很 难实现。因此在另一种对激光光源的输入光束进行调制的方法中，将这些脉冲设计成当前 发射的脉冲的(例如第一)弛豫最小值在该激光光源中(或者更精确地说，在其内部激光 腔中)与在该载体的入射窗或另一个部件处反射的在前脉冲的(例如第一)弛豫最大值重 合。当该激光光源在脉冲模式下工作时，由于该领域技术人员公知的弛豫振荡，该激光的输 出在该激光脉冲开始时表现出强度波动。如果激光脉冲的定时使外部反射的脉冲数(N-l) 的第一弛豫振荡最大值与当前发射的脉冲数N的第一弛豫最小值重合，那么由于在该时刻 该激光设备中载流子的耗尽，该激光对此光学反馈相当不敏感。 对于许多实际应用来说，已经发现，所提及的输入光束的脉冲以范围在大约 100MHz和1GHz之间的重复频率而周期性地重复是适当的。另外或者可替换地，优选的是， 脉冲具有范围在1%和80%之间的占空比(其中该百分比表明该脉冲是"导通(on)"的时 间段与暂停或"断开(off)"时间之比的分数)。应当注意，如果通过例如仅激发激光的第 一弛豫振荡来生成极短的光学脉冲，那么这需要脉冲宽度在纳秒区域的电学寻址方案，而 不管调制频率如何。对于具有小于10MHz的频率的调制来说，1纳秒脉冲宽度则意味着占空 比低于1%。 在前述实施例中，通过使脉冲在时域中分开来设法防止这些脉冲彼此相互作用 (这与激光动力学有关)，从而防止RIN(激光噪声)或者至少设法使其保持尽可能低。在本 发明的另一个实施例中，对驱动激光光源的激光器电流进行调制，用以将边模(sidemode) 引入到输入光束内并使其不那么相干。因此能够防止该激光器内部的任何相长/相消干涉 效应，这可以取决于外腔长度(这更确切地是光学效应)。 可以将所描述的微电子传感器设备应用在各种设置和装置中。在具体实例中，该 载体包括接触表面，输入光束在该接触表面处被全内反射成为输出光束。为此，该接触表面 必须包括在例如玻璃和水的两种介质之间的界面，如果入射光束以适当角度(大于全内反 射(TIR)的相关临界角)击中在该界面，那么能够在该界面处发生TIR。这样的设置经常用于检查在TIR界面处的样品的小体积，其由非传播的倏逝波来探测，该倏逝波指数地衰
减到具有较低折射率的介质(例如水)中。然后，在研究区域中存在的目标组分能够散射
或吸收该倏逝波的光，因此该倏逝波的光将不存在于反射光束中，所述目标组分为例如原
子、离子、(生物)分子、细胞、病毒，或者部分细胞或病毒、组织提取物等。在"受抑全内反
射"(FTIR)的这种情况中，该传感器设备的输出光束将由输入光束的反射光组成，其中由于
倏逝波的散射而损失的少量光包含与接触表面处的目标组分有关的期望信息。 在前述实施例的进一步发展中，提供光检测器，其用于确定输出光束中的光的量
(例如表示为在束的横截面中的强度)。该检测器可包括任何合适的传感器或多个传感器，
通过传感器能够检测给定光谱的光，所述传感器例如为光电二极管、光敏电阻器、光电池、
CCD芯片或光电倍增管。 在本发明的另一个实施例中，该微电子传感器设备包括致动器，其用于操纵邻近 载体的样品室中的目标粒子。这些目标粒子具体地可以是磁性粒子，其能够被磁场移动且 因此被有意地吸引到该载体的接触表面和/或从该表面冲掉。在这种情况下，该致动器通 常包括一个或多个电磁体。这种电磁体(或者一般而言是电气驱动的致动器)的操作通常 耗散热量，其引起周围部件的热膨胀。这可能会导致不可控制且不可预测的反射光束与光 源的干涉的变化。然而，由于这种干涉从一开始就因上述措施而减少，归因于所述变化的干 扰不那么严重。 本发明进一步涉及上述微电子设备针对分子诊断、生物样品分析、或化学样品分 析、食品分析、和/或法医检定法的用途。例如可以借助磁珠或荧光粒子来完成分子诊断， 所述磁珠或荧光粒子直接或间接附着到目标分子。
本发明的这些和其他方面将从下文描述的(多个)实施例中显而易见并且参考所 述实施例进行说明。这些实施例借助于附图以示例的方式加以描述，其中
图1示意性地示出根据本发明的微电子传感器设备；
图2图示了发射的激光脉冲和反射的在前激光脉冲的干涉； 图3图示了根据本发明进行了调制的激光输出与没有进行调制的激光输出之间 的比较。 在图中，相同的标记指的是相同的或相似的部件。
具体实施例方式
尽管将在下文中就具体设置(使用磁性粒子和受抑全内反射作为测量原理)描述 本发明，但是本发明不限于这样的方法并且能够有利地用在许多不同的应用中。
图1示出具有根据本发明的微电子传感器设备的一般设置。该设置的中央部件是 载体ll，其例如可以由玻璃或比如聚苯乙烯的透明塑料制成。载体11紧邻样品室2放置， 该样品室中可以提供具有待检测目标组分(例如药、抗体、DNA等)的样品流体。该样品进 一步包括磁性粒子，例如超顺磁珠，其中这些粒子通常作为标签而结合到前述目标组分。为 简单起见，在该图中仅仅示出了目标组分和磁性粒子的组合，并且在下文中称为"目标粒子 1"。应当注意，也能够使用例如带电粒子或荧光粒子的其他标签粒子来代替磁性粒子。
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载体11和样品室2之间的界面由称为"接触表面"12的表面形成。该接触表面12 涂敷有捕获成分，例如抗体，其能够特定地结合该目标粒子。 该传感器设备包括磁场发生器41，例如具有线圈和磁心的电磁体，用于可控制地 在接触表面12处和在样品室2的邻近空间中产生磁场。借助该磁场，能够对目标粒子1加 以操纵，即将其磁化并且特别是使其移动(如果使用具有梯度的磁场)。因此，例如可以将 目标粒子1吸引到接触表面12以便加速相关联的目标粒子到所述表面的结合。另外，可以 在不同位置处，例如在接触表面12另一端与所示磁场发生器41相对的位置处结合附加的 磁场发生器，以便例如在测量过程中在吸引阶段之后将未结合的目标粒子从该接触表面冲 走。 该传感器设备进一步包括光源21，其产生输入光束Ll，该输入光束Ll通过"入 射窗"14透射进入到载体11中。可以使用激光器作为光源21，所述激光器比如为市售的 DVD(A = 658nm)激光二极管。下面描述的实例指的是这种激光光源，尽管同样可以使用例 如LED。可以使用准直透镜使该输入光束Ll平行，并且可以使用例如0. 5mm的针孔来减小 束直径。输入光束L1以大于全内反射(TIR)临界角e。的角度到达该接触表面12，且因此 被全内反射在"输出光束"L2中。该输出光束L2通过另一个表面("出射窗"15)离开载体 11，且由光检测器31检测。光检测器31确定输出光束L2的光量(例如用该光束在整个光 谱或某一部分光谱中的光强度来表示)。在观察周期上由评价和记录模块32对所测量的传 感器信号S进行评价并且可选地对其进行监控，该评价和记录模块32耦合到检测器31。
也可以将检测器31用于对荧光粒子1发射的荧光进行取样，所述荧光粒子1由输 入光束L1来激励，其中该荧光例如可以在光谱上与反射光L2区分开。尽管下面的描述集 中于反射光的测量，但是这里讨论的原理作必要变更后也能够应用于荧光检测。
所描述的微电子传感器设备使用对目标粒子1进行检测的光学装置。为了消除背 景的影响或者至少将其减到最小(例如样品流体的影响，所述样品流体如唾液、血液等)， 该检测技术应当是专用于表面的(surface-specific)。如上面所表明的，这通过利用受抑 全内反射的原理来实现。这个原理是基于当入射光束Ll发生全内反射时倏逝波衰减(指数 地下降)到样品2中。如果该倏逝波然后与比如已结合目标粒子1的另一介质相互作用， 那么部分输入光将会耦合到样品流体中(这称为"受抑全内反射")或者将被目标分子和/ 或标签粒子(例如磁珠)吸收，并且反射强度将会减少(尽管对于干净的界面和没有相互 作用来说，该反射强度是100%)。根据干扰量，即在TIR表面(不是在样品室2的剩余部 分中)上或非常靠近(在大约200nm之内)该TIR表面的目标粒子的量，反射强度会相应 地下降。该强度下降是对结合的目标粒子l的量的直接测量，因此是对样品中目标粒子的 浓度的直接测量。当将所提及的大约200nm的倏逝波的相互作用距离与抗体、目标分子和 磁珠的通常尺寸进行比较时，很清楚的是，背景的影响将是最小的。较大的波长A将增大 该相互作用距离，但是背景液体的影响仍然非常小。而且，增大入射角9同样将增大在该 表面之上的相互作用距离。 所描述的过程不依赖于所施加的磁场。其允许对准备、测量和冲洗步骤进行实时 的光学监控。监控的信号也能够用于控制测量或各个处理步骤。 对于典型应用的材料来说，载体ll的介质A可以是玻璃和/或具有典型折射率 1.52的某种透明塑料。样品室2中的介质B将是水基的并且具有接近1.3的折射率。这对
6应于60°的临界角e。。因此70°的入射角对于允许具有略大的折射率的流体介质来说是
实际的选择(假定nA = 1. 52，那么允许nB的最大值高达1. 43) 。 nB的较高值将需要较大的 nA和/或较大的入射角。 所描述的光学读出与用于致动的磁标签的结合具有如下优点
-管(cartridge)便宜载体11能够由相对简单的聚合物材料的注模件组成。
-对于多分析物测试的复用可能性大一次性管中的接触表面12能够在大面积上 进行光学扫描。可替换地，允许大检测阵列的大面积成像是可能的。通过例如在光学表面 上喷墨印刷不同的结合分子能够制造这样的阵列(位于光学透明表面上)。该方法还通过 利用多个束和多个检测器以及多个致动磁体(或者被机械地移动或者被电磁致动)而能够 在可购得的孔板(well-plate)中进行高吞吐量测试。-致动和感测是正交的目标粒子的磁致动(通过大的磁场和磁场梯度)不会影 响感测过程。因此，该光学方法允许在致动过程中连续地监控该信号。这提供了对测定 过程的大量了解并且这允许基于信号斜率(signal slope)的容易的跟踪检测(kinetic detection)方法。-该系统因指数衰减的倏逝场而实际上是表面敏感的。-界面简单不需要管与读取器之间的电互连。光学窗口是探测该管的唯一要求。 因此能够执行不接触的读出。
-低噪声读出是可能的。 图1的微电子传感器设备中使用的激光光源21的具体优点在于能够生成精细且 狭窄的准直输入光束Ll，以便照亮接触表面12上发生生物测定的小研究区域13。而且，该 激光器仅发射一种波长的光，其精确地确定在载体11中发生全内反射的角度。但是，由于 激光的相干性，当由于温度变化而引起管的尺寸略微改变时，由于光学反馈的原因而会出 现问题。如果使用激光器以外的其他光源，例如LED，其通常也表现出可引起反馈效应的一 些(小的)相干性，那么也可能出现类似的问题。现在更详细地讨论这些方面。
包括载体11的( 一次性)管将通常仅由简单的、便宜的注模部件组成，且其会太 昂贵而不能将抗反射涂层施加于该载体的相关表面(入射窗14和出射窗15)。但是，由于 没有这种涂层，输入光束L1的某部分L1'将从入射窗14反射回到激光器中(实际上，按照 这种方式形成小的不需要的干涉仪)。这将导致激光反馈，该激光反馈是由激光腔中反射光 束L1'的干涉所引起。正常情况下，这将不是问题，因为该效应是恒定的，并且该激光输出 中引入的噪声容易地达到平均数。然而，在所描述的FTIR生物传感器中，存在特别是如磁 场发生器41的电气部件。当接通电磁体41时，其将会散热，这将加热具有载体11的管以及 该微电子传感器设备本身。现在存在一个问题由于加热，光源21和载体11之间的距离可 能发生变化，达到若干激光波长(>> 1/10A)，由此影响激光反馈并导致该激光输出中的 强度和噪声不规律。该管_阅读器整体的加热和冷却通常耗时多达1分钟。在该时间期间， 由于连续地改变的激光反馈，该激光输出将波动。来自可能正向传感二极管(sense diode) 的信号也将受到影响，该传感二极管可位于光源21的外壳中。因此，能够观察到在归一化 光学信号中百分之几量级的"摆动"，这不是由生物测定导致(比较图3中的曲线S。)，而是 由正向传感二极管提供的缺陷值导致。这是非常不期望的，因为这妨碍了正确地确定研究 中的物质例如唾液中滥用药物的浓度。
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为了解决前述问题，这里提出了使该激光对光学反馈较不敏感。这能够通过利用 所谓的激光调制器22来实现，该激光调制器22向光源21供应激光器电流并且被设置在适 当频率(这种调制器经常用在例如DVD播放器中)。对该激光设备的激光器电流进行调制 导致在光谱中出现边模，使得激光不那么相干且因此对于光学反馈不那么敏感。而且，通过 确保反射波和发射的激光脉冲在激光二极管内部在同一时间不重合而能够在很大程度上 消除激光反馈。这样，当例如由于在磁致动期间管和读取器加热而引起光学路径长度略微 改变时，能够保持恒定的激光输出(并且能够防止可以结合到激光二极管内部的正向传感 二极管的不当表现)。 激光调制器22具体地能够以高频率接通和切断该激光器，所述高频率是几百MHz 量级。其可以按照这种方式来设置-高频率地以脉冲PN发射激光LI (N = 1、2、3……)。-按照在脉冲之间激光器电流设置为充分低于激射阈值，即该激光器实际上处于 "断开"的方式来设置通过激光器的电流的DC值。-当光脉冲PN—工从载体11反射回到激光二极管21中时，将激光调制器22设置在 使反射的激光脉冲PN—/的第一弛豫振荡与当前发射的激光脉冲PN的第一弛豫最小值重合 的频率。-那么，当激光设备的活动层(active layer)中的载流子密度是最小值时，该激 光对于光学反馈不那么敏感。-如果路径长度改变微米的量级，那么这不是问题，因为这仅仅在弛豫周期的一小 部分内使反射的激光脉冲移位。按照这种方式解决了该问题。 图2图示了所描述的激光调制的效果。该图示出(对于激光腔内部的选定点)当 前生成的脉冲Pw和发生干涉的反射的前一个脉冲Pw—/ (垂直轴强度I ;水平轴时间t)。 当该激光器在脉冲模式下工作时，由于众所周知的激光二极管的弛豫振荡，该激光输出在 激光脉冲开始时表现出强度I的波动。如果激光脉冲的定时使得外部反射的脉冲Pw—/的 第一弛豫振荡最大值与当前发射的脉冲PN中的第一弛豫最小值重合(虚线)，那么由于在 该时刻该激光设备中载流子的耗尽，该激光对该光学反馈相当不敏感。 应当注意，对于几厘米量级的外腔长度来说，腔往返时间小于lns。如果激光脉冲 持续时间为lnm或更大的量级(通常是针对几百MHz的调制频率)，那么激光脉冲PN的前 端已经在该激光器处往回反射，而同一个脉冲的末端仍然正在被发射。在这种情况下，该发 射的激光脉冲PN只可以在发射的激光脉冲PN的在前脉冲PN—i'已经在外激光腔中来回行进 若干次之后受该在前脉冲Pw—/的影响。在这种情况下，通过调谐该调制频率，能够使脉冲 PN—/的第一弛豫最大值与脉冲Pw的第一弛豫最小值交迭(在时域中)。除非考虑非常大的 外腔，发射的激光脉冲在其仍然被发射时总是反射回到该激光器中。因此仅能够通过调制 激光器电流，由此引入光谱边模并使该激光不相干，来实现归因于光学反馈的增大的噪声。
通过选择高脉冲水平，仍然能够达到平均的高激光输出水平。而且，通过选择相当 低的占空比(即，仅仅在非常短的周期期间接通激光器，之后采用相当长的"暂停")，能够 使用宽的频率范围，因为这样一来脉冲在激光器"接通"时进入该激光器的可能性非常低。 而且，通过精确地测量激光腔和载体的(多个)窗之间的距离，能够发现针对调制频率的最 优值。因此，通过在实验中利用430MHz的调制，能够将前面提及的1_2%的"摆动"减小至1/1000以及更小。 图3在示意图中示出当空管放在微电子传感器设备中时并且当致动磁体41接通 达20秒时由光检测器31在时间t (水平轴)上测量的所记录的归一化光学信号S(垂直 轴)。理想情况是，信号不应变化，因为管内部不存在生物测定。该示意图示出两条曲线
1)激光调制器22被接通时的曲线Sm ;
2)激光调制器22被切断时的曲线S。。 根据这两条曲线的比较，很明显，调制器的使用大大增强了测量期间相对于管和/ 或读取器的热膨胀/收縮的稳定性并增加了额外的鲁棒性。该示意图还示出加热/冷却在 延长的时间上影响该测量，即还在磁体41已经切断之后，由于管/读取器的膨胀/收縮而 影响该测量。 应当注意，在该检测器侧可出现类似的干涉效应。击中光检测器31的输出光束L2 将部分地从该检测器反射回到载体ll。该光中的一些将透射回到光源21，且一些光将反射 回到该检测器。这将导致检测器上以及激光器侧上的一些干涉效应。调制器22的使用能 够防止这些情况发生(然而，设置光检测器31相对于进入的输出光束L2成一定角度也将 在很大程度上消除这些现象)。 而且，调制器22的使用不仅仅补偿了管的膨胀/收縮。还能够补偿改变光学路径 长度的其他影响，例如在测量期间管的小的运动或倾斜。 尽管上面参考具体实施例描述了本发明，但是各种修改和扩展也是可能的，例 如-除了分子测定之外，利用根据本发明的传感器设备也能够检测更大的组成部分 (moieties)，例如细胞、病毒，或者细胞或病毒的部分、组织提取物等。-该检测能够在进行传感器元件相对于传感器表面的扫描或不进行该扫描的情况 下进行。-测量数据可以作为端点测量导出，也可以通过跟踪地或者间歇地记录信号而导 出。-可以通过感测方法而直接检测用作标签的粒子。同样，在检测之前能够对这些粒 子做进一步处理。进一步处理的实例是增加材料或者修改标签的(生物)化学或物理性质 以便于检测。-该设备和方法可以用于几种生物化学测定类型，例如结合/非结合测定、夹心法 测定、竞争测定、置换测定、酶法测定等。其特别适合于DNA检测，因为大规模的复用是轻易 成为可能的并且通过在光学基底上喷墨印刷而能够辨认出不同的低聚物(oligo)。
-该设备和方法适合于传感器复用(即并行地使用不同的传感器和传感器表面)、 标签复用(即并行地使用不同类型的标签)以及室复用(即并行地使用不同的反应室)。
-该设备和方法能够被用作针对小样品体积的快速、具有鲁棒性的且容易使用的 床边(point of care)生物传感器。该反应室可以是与紧凑型读取器一起使用的一次性用 品，其包含一个或多个场发生装置以及一个或多个检测装置。另外，本发明的设备、方法和 系统能够用在自动化的高吞吐量测试中。在这种情况下，该反应室例如是适合自动化仪器 的孔板或比色皿(cuvette)。 最后指出，在本申请中，术语"包括"不排除其他元件或步骤，"一"或"一个"不排除多个，单个处理器或其他单元可以实现几个装置的功能。本发明在于各个和每个新颖的 特性特征以及特性特征的各个和每个组合。此外，权利要求中的附图标记不应当解释为限 制其范围。
权利要求
一种用于在载体(11)处进行光学检查的微电子传感器设备，该微电子传感器设备包括a)光源(21)，其用于发射经由入射窗(14)进入到所述载体(11)中的输入光束(L1)；b)调制器(22)，其用于对所述光源(21)进行调制，使得该光源(21)与来自所述入射窗(14)或者其他部件的所述输入光束(L1)的反射(L1′)的光学干涉减少。
2. —种用于在载体(11)处进行光学检查的方法，该方法包括a) 利用光源(21)发射经由入射窗(14)进入到所述载体(11)中的输入光束(LI);b) 利用激光调制器(22)对所述光源(21)进行调制，使得该光源(21)与来自所述入射 窗(14)或其他部件的所述输入光束(LI)的反射(Ll')的光学干涉减少。
3. 根据权利要求1所述的微电子传感器设备或根据权利要求2所述的方法， 其特征在于，所述调制包括所述输入光束(LI)的脉冲发射。
4. 根据权利要求3所述的微电子传感器设备或方法，其特征在于，所述发射的脉冲(PN)在所述光源(21)中不与在所述入射窗(14)处反射 的脉冲(PN—/ )重合。
5. 根据权利要求3所述的微电子传感器设备或方法，其特征在于，光源包括激光器(21)，并且当前发射的脉冲(PN)的弛豫最小值在所述光 源(21)中与在所述载体(11)的入射窗(14)或其他部件处反射的脉冲(PN—/ )的弛豫最 大值重合。
6. 根据权利要求3所述的微电子传感器设备或方法，其特征在于，所述输入光束(LI)的脉冲(PN)具有范围在大约100MHz和1GHz之间的 重复频率，并且/或者它们具有范围在大约1%和80%之间的占空比。
7. 根据权利要求1所述的微电子传感器设备或者根据权利要求2所述的方法， 其特征在于，所述光源包括激光器(21)，并且调制驱动所述光源(21)的激光器电流，用来在所述输入光束(Ll)中引入边模以及用来使其不那么相干。
8. 根据权利要求1所述的微电子传感器设备或者根据权利要求2所述的方法， 其特征在于，所述载体(11)包括接触表面(12)，所述输入光束(Ll)在该接触表面处被全内反射成为输出光束(L2)。
9. 根据权利要求8所述的微电子传感器设备或方法， 其特征在于，用光检测器(31)来检测所述输出光束(L2)。
10. 根据权利要求1所述的微电子传感器设备或者根据权利要求2所述的方法， 其特征在于，其包括致动器，该致动器用于操纵邻近所述载体(11)的样品室(2)中的目标粒子(l)，该致动器具体地是至少一个电磁体(41)。
11. 根据权利要求1至10中任一项所述的微电子传感器设备针对分子诊断、生物样品 分析或化学样品分析的用途。
全文摘要
本发明涉及一种用于在载体(11)处进行光学检查的微电子传感器设备和方法，例如用于通过受抑全内反射(FTIR)来检测在该载体(11)的接触表面(12)处的磁性粒子(1)。光源(21)和激光调制器(22)一道用于发射输入光束(L1)到载体(11)中，对该光源进行调制使得与来自所述载体(11)的入射窗(14)或其他部件的所述输入光束(L1)的反射(L1′)的光学干涉得以减少/最小化，所述光源具体地为激光光源。这例如能够通过脉冲的接通/断开调制来实现，其中当前发射的脉冲(PN)的第一弛豫最小值在所述光源(21)中与反射的脉冲(PN-1′)的第一弛豫最大值重合。通过减少干涉效应，该设置不那么容易受到来自例如由热伸长所引起的尺寸变化的干扰。
文档编号G01N21/64GK101779117SQ200880101497
公开日2010年7月14日 申请日期2008年7月17日 优先权日2007年7月31日
发明者D·M·布鲁尔斯, J·J·H·B·施莱彭 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司