[发明专利]光反射差法检测生物芯片装置中的小孔部件与检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种斜入射光反射差法的装置与方法，特别涉及一种用于 斜入射光反射差法检测生物芯片的装置中的小孔部件与检测方法

背景技术

斜入射光反射差法是近年来发展起来的一种非接触、无损伤的高灵敏 度探测新方法，不仅可同时获得实部和虚部两路信号，具有很高的灵敏度， 而且具有很高的空间分辨率和时间分辨率。我们首次发展了氧化物薄膜原 子尺度外延生长的斜入射光反射差法原位实时探测方法，已获授权发明和 实用新型专利各两项(专利号：ZL97219032.1；ZL97 1 21997.4； ZL03153938.6；Zl03276452.9)。在此基础上，我们和合作者分别对蛋白质、 核酸等生物样品进行了斜入射光反射差法无标记的检测，实验结果表明， 斜入射光反射差法是无标记和高通量检测生物大分子的相互作用(如蛋白 与蛋白，蛋白与核酸，核酸与核酸等)的一种好方法，例如参考文献1： Applications of Oblique-Incidence Reflectivity Difference Method in Primary Study of Protein Biomolecules.H.Y.Zhang，et al，Chinese Physics Letters 23：1032(2006)；参考文献2：Oblique-Incidence Reflectivity Difference and Fluorescence Imaging of Oligonucleotide and IgG Protein Microarrays.James P.Landry，et al，Mat.Res.Soc.Symp.Proc.Vol.773(2003)；参考文献3： Label-free detection of microarrays of biomolecules by oblique-incidence reflectivity difference microscopy.J.P.Landry，et al，Optics Letters，Vol.29， 581(2004)；参考文献4：Comparison of two optical techniques for label-free detection of biomolecular microarrays on solids.X.D.Zhu，Optics Communications，259，751 753(2006))所介绍。

众所周知，当一圆形的光束斜入射到一个表面时，不论其光束被聚焦 或不被聚焦，入射到表面的光斑都会变成一个椭圆。其椭圆光斑短轴的长 度与正入射时光斑的直径相等，如果正入射时的光束直径是X微米，在斜 入射条件下，如果入射角是度，那么入射到表面椭圆光斑的短轴就是X， 而其长轴则是：X÷Sin(900-)。具体说，如果入射角是750，入射到表面 的椭圆光斑的长度就变为短轴的3.76倍；如果入射角是800，入射到表面 的椭圆光斑的长度就变为短轴的5.86倍；如果入射角是850，入射到表面 的椭圆光斑的长度就变为短轴的11.46倍。也就是说，入射角度越大，其 入射到表面的光斑越被拉长。但对于斜入射光反射差法技术来说，其检测 的是s偏振光和p偏振光反射率的差值，其特点就是斜入射，一般情况下， 光入射的角度越大，s偏振光和p偏振光反射率的差值就越大。因此，在 使用光反射差法探测时，一般都采用较大的入射角。从上面的分析可知， 光入射角越大，入射到表面的椭圆光斑就越长。在用光反射差法检测生物 芯片时，如果聚焦光束的短轴为100微米，选取入射角为800时，入射到 被检测样品表面的椭圆光斑的长轴就会达到586微米；选取入射角为850 时，入射到被检测样品表面的椭圆光斑的长轴就会达到1.146毫米，在此 条件下，即使把入射光束聚焦到50微米，入射到被检测生物芯片表面的 椭圆光斑的长度也会达到573微米。但目前生命科学的研究方法已从单个 生物大分子的孤立研究扩展到具有整体性、网络式、动态性等特点，发展 无标记、高通量、并行检测的手段和方法是应时之需，生物芯片的密度已 达到每平方厘米成千上万个生物样品点。换句话说，生物样品点和样品点 的间距仅为几十微米，显然利用上述几百乃至上千微米的长形光斑是无法 进行检测的，因此利用现有的光反射差法装置是难以实现对生物芯片的高 通量检测。

发明内容