[发明专利]高灵敏度实时细菌监测器

权利要求书

1.一种用于检测宿主分析物中的目标成分的方法，所述方法包括：

提供一种基底，所述基底包含形成在其表面中的孔隙的有序阵列，所述孔隙中的至少某些具有使所述目标成分能够放置于其中的横向尺寸；

引导所述宿主分析物越过所述基底的所述表面，使得所述目标成分中的至少一种能够进入所述孔隙中的至少一个；

通过包含不同波长的光照射孔隙阵列；

通过二维检测器阵列利用从相关孔隙接收光的一个像素或像素组使从所述孔隙阵列衍射的光成像；

产生帧的时间序列，每个帧都来自不同波长的衍射；

从与所述孔隙区域相关联的所述一个像素或像素组产生信号的时间序列读数；以及

对所述时间序列读数进行光谱分析，以便能够确定所述相关孔隙的有效光学厚度。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，通过过滤所述照射光以产生照射波长的序列，或通过过滤从所述孔隙阵列衍射的所述光以产生检测到的波长的序列，产生帧的所述时间序列，每个帧都来自不同波长的衍射。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，通过滤光轮或可调谐液晶滤光器来实施所述过滤。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，通过在来自与所述孔隙相关的所述一个像素或像素组的信号的所述时间序列读数上实施傅立叶变换来确定所述相关孔隙的所述有效光学厚度。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，在被引导越过所述基底的所述表面之前，包括所述目标成分的所述宿主分析物在与滤膜接触的流中被引导，使得所述流中的所述目标成分的浓度随着所述流朝向所述基底的表面的穿过而增大，所述滤膜使所述宿主分析物而非所述目标成分能够穿过其中。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，包括所述目标成分的所述宿主分析物被在一个方向中朝向所述基底的所述表面引导，使得它以基本上不同于掠射角的角度撞击所述表面。

7.根据所述前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述孔隙设置有优先地吸引所述目标成分的物质，所述物质被远离所述基底的所述表面设置在所述孔隙中。

8.根据所述前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述方法进一步包括基本上垂直于所述基底的平面施加电场，使得携带电荷的任何目标成分都被优先地吸引以进入所述孔隙。

9.根据所述前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述目标成分是细菌。

10.一种用于检测宿主分析物中的目标成分的系统，所述系统包括：

基底，所述基底包含形成在其表面中的孔隙的有序阵列，所述孔隙中的至少某些具有使所述目标成分能够放置于其中的横向尺寸；

流动系统，所述流动系统用于引导所述宿主分析物越过所述基底的所述表面；

光源，所述光源产生包含不同波长的光，所述光源被设置成使得所述基底位于所述照射的光路径中；

二维像素化阵列，所述二维像素化阵列利用从相关孔隙接收光的一个像素或像素组使从所述基底衍射的光成像；

可调谐滤光器，所述滤光器被设置在介于所述光源和所述检测器阵列之间的所述光路径中，所述滤光器从所述照射中产生波长的时间序列；

帧记录系统，所述帧记录系统被构造成产生所述像素化阵列的图像帧的时间序列，每个帧被在不同的波长下记录；

光谱分析仪，所述光谱分析仪被构造成从图像帧的所述时间序列中提取来自从所述相关孔隙接收光的所述一个像素或像素组的光谱信号序列；以及

处理器，所述处理器适于通过所述光谱信号序列确定与所述一个像素或像素组相关的孔隙的有效光学厚度的测量值。

11.根据权利要求10所述的系统，其中，从所述照射产生波长的时间序列的所述可调谐滤光器被设置在入射在所述基底上的光的路径中或在从所述基底衍射的光的路径中。

12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述滤光器是滤光轮或可调谐液晶滤光器。

13.根据权利要求10到12中的任一项所述的系统，其中，所述相关孔隙的所述有效光学厚度被通过在来自与所述孔隙相关的所述一个像素或像素组的所述信号的所述光谱信号序列上实施傅立叶变换加以确定。