[发明专利]用于分析物传感器的对于高入射角度的光具有低敏感度的集成滤光器系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请主张2014年7月15日提交、序列号为No.62/024,595的美国临时申请的优先权的权益，通过引用将该申请的全部内容并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及被配置为检测活体动物内的介质中的分析物的传感器中的滤光系统。本发明还涉及对于高入射角度的光具有低敏感度的滤光系统。

背景技术

可以将传感器植入活体动物内以测量活体动物内的介质中的分析物。利用分析物指示器来测量分析物的可植入传感器的示例描述于下列文献中：美国专利No.8,233,953以及美国专利申请公开No.2013/0211213、2013/0241745和2013/0324819，通过引用将上述文献的全部内容并入本文。

图1示意了现有的传感器100的示例的横截面图。图2示意了在操作中的现有的传感器100的横截面图。图3是现有的传感器100的示意图。图4示意了在现有的传感器100的光学系统中的光的各种源。传感器100包括将激发光129(例如，在378nm的激发波长下)发射到包含指示器分子104的分析物指示器106(例如，聚合物移植物)的光源108(见图3)。指示器分子104具有基于介质中分析物的浓度而变化的光学特性。特别地，当被激发光129激发时，已经结合分析物的指示器分子104发射(即，发荧光)具有不同于激发光129的波长的波长的光131(例如，发射光131可具有峰值发射波长约435nm的约400nm到500nm的波长范围)(见图4)。较高的分析物水平对应于分析物指示器106中指示器分子104的较大量的发射光131，并且，因此，对应于较大量的光子撞击第一光电探测器(例如，光电二极管)110。

传感器100包括过滤入射在第一光电探测器100上的光的第一二向色性带通滤光器111(薄膜)。第一二向色性带通滤光器111设计为仅让具有由指示器分子104发射的光的波长的光(例如，在约400nm到500nm范围内的光)通过，以使得在理论上第一光电探测器110(其为信号光电探测器)仅接收由指示器分子104发射的光。

在具有多个通道(例如，信号通道和参考通道)和/或多个光电二极管的传感器中，传感器可包括用于每个通道和/或光电探测器的二向色性带通滤光器。例如，如在图1-3中示出的，现有的传感器100包括过滤入射在第二光电探测器112上的光的第二二向色性带通滤光器113(薄膜)。第二二向色性带通滤光器113设计为仅让具有参考光的波长的光通过，以使得在理论上第二光电探测器112(其为参考光电探测器)仅接收参考光。在现有的传感器100中，第一光电探测器110和第二光电探测器112对称地布置在光源108的每一侧上。

在现有的传感器100中，将二向色性带通滤光器111外覆到玻璃载片220上，玻璃载片220转而附接到光电探测器110，并且将二向色性带通滤光器113外覆到玻璃载片222上，玻璃载片222转而附接到光电探测器112。在现有的传感器100中，光(例如，反射的激发光129和由分析物指示器106中的指示器分子104发射的荧光131)通过一个或多个玻璃载片220和222。

现有的传感器100包括传感器壳体102(即，主体、外壳、舱盒或包装)，传感器壳体102可为刚性的并且生物相容的。传感器壳体102由合适的、透光的聚合物材料(例如，环氧树脂)(例如，举例来说，丙烯酸聚合物(例如，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)))形成。传感器壳体102可为适于植入到活体动物内的任何形状。现有的传感器100包括基板116和编码器118，编码器118在数据被传送到外部收发器之前对数据编码。

实际上，二向色性滤光器111和112允许本来不打算让其通过的光通过，这可降低传感器的准确性。因此，存在对于具有改善的准确性并且在其中这些问题基本上被减少或消除的传感器的需要。

发明内容

本发明在通过提供其他优点之外通过提供低角度敏感(LAS)滤光器以减少具有到光电探测器的高入射角度的光的透射来克服先前系统的缺点。也就是说，LAS滤光器可具有依赖于入射角度的透射效率，以使得LAS滤光器的透射效率随入射角度增加而减小。另外，LAS滤光器可配置为阻止具有带通区域之外的波长的光到达光电探测器并且让具有带通区域内的波长的光通过以到达光电探测器。