用于检测来自样本的光致发光的检测器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于检测样本的光致发光的检测器，包括被配置为接收光致发光的光敏检测器阵列，被提供有第一类型的线性偏振滤光器的至少一个光敏检测器，被提供有第二类型的线性偏振滤光器的至少一个光敏检测器，其中所述第一类型的线性偏振滤光器具有与所述第二类型的线性偏振滤光器的偏振平面成一定角度的偏振平面。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及一种用于检测来自样本的光致发光的检测器。
技术介绍
例如荧光各向异性显微成像FAIM和荧光寿命显微成像FLIM的各种荧光应用都是已知的。荧光各向异性显微成像FAIM涉及使用线性偏振光研究分子定向和移动性。线性偏振光优先激发具有类似于线性偏振光的电场平面的偶极定向(吸收跃迁矩ATM)的荧光团，而不会激发具有垂直于电场平面的偶极定向的荧光团，这就是所谓的照片选择(photoselection)。由于荧光团会由于环境而发生旋转并经历其他过程，因此自发发射光会进一步去偏振。通过将发射光分离为正交线性分量，可以测量已经发生的去偏振度。去偏振的两个主要影响因素是旋转扩散和荧光共振能量转移FRET。这是特别有用的技术，由此FAIM可以提供关于旋转导纳、分子键合或荧光标记分子群集的空间分辨信息，而无需依赖信号强度。通过使用稳态FAIM和/或时间解析FAIM，可以测量各向异性。对于稳态FAIM，通过获取激发时间(即曝光时间)期间的偏振荧光平均数，测量各向异性度。稳态FAIM不允许测量各向异性度如何随激发时间(即曝光时间)变化。稳态FAIM有利于比较蜂窝系统，因为距离较近的单元呈现的各向异性平均度会低于距离较远的单元。时间解析FAIM允许测量各向异性度随时间的变化。在激发的荧光团被标记为与入射偏振光方向相同的单元时，荧光团将发荧光，其中荧光具有高偏振度(即表示高各向异性)。如果相同荧光团对标记为随机导向的单元的相邻荧光团启动耦合能，则后面的荧光团将开始发荧光并发出具有低偏振度(即表示低各向异性)的光。因此，随着时间的推移，各向异性度将衰减。荧光寿命显微成像FLIM是一种基于荧光样本的激发态的平均衰减率差异的成像技术。因而，FLIM图像的对比度是基于各个荧光团的寿命，而不是基于荧光团的发射光谱。与强度测量不同，荧光寿命测量不取决于：浓度、样本吸收、样本厚度、光漂白和/或激发强度。荧光团的荧光寿命是荧光样本的激发态平均衰减率，并且是每个荧光分子的特性。因此，荧光寿命可用于表示样本特性。然而，荧光寿命取决于荧光团的本地环境，包括：FRET、熄灭、分子旋转pH、离子或氧气浓度、分子键合或受体能量的近距离，由此可以通过测量其寿命来确定荧光团的大量信息。当不同的荧光团极为接近时，FLIM经常用于观察变化，特别是供体的荧光寿命减少。FRET描述在物理上靠近的两个近似能量系统之间的非辐射能量转移为过程。例如，最初处于激发状态的供体荧光团可以通过非辐射偶极-偶极耦合将能量转移到受体荧光团，这样受体会进入激发状态，而供体变为熄灭状态。该能量转移的效率对供体和受体之间距离的小变动极其敏感，并且与该距离的六次幂成反比。这会导致荧光强度和两个荧光团的荧光寿命的变化。非常重要的两种形式FRET分别为同性-FRET和异性-FRET。在同性-FRET中，只存在一种类型荧光团，因此能量转移是可逆的。这会导致荧光发射形成具有与入射激发光束的偏振大致相同的偏振的荧光团。在异性-FRET中，存在两种类型荧光团(例如A、B)，由此荧光团混合为组合对，例如AA、AB、BA和BB。如果将激发调整为A的吸收峰值，则荧光包括来自A(同性-FRET)和B(异性-FRET)的贡献。由于可以光谱分离同性-FRET和异性-FRET发射，因而异性-FRET信号比同性-FRET信号去偏振程度更高。在异性-FRET中，供体的荧光寿命会随供体和受体之间的距离函数而变化，通常受体距离供体越近，供体的荧光寿命越短。通常，FAIM(稳态和时间解析)用于测量同性-FRET，而FLIM通常用于测量异性-FRET。
技术实现思路
为了解决现有技术的上述问题，本技术提供了一种用于检测来自样本的光致发光的检测器，以解决在该领域中使用的系统既体积庞大又非常昂贵的问题。根据本技术的一个方面，提供了一种用于检测样本的光致发光的检测器，所述检测器包括：光敏检测器阵列，被配置为接收光致发光，至少一个光敏检测器被提供有第一类型的线性偏振滤光器，并且至少一个光敏检测器被提供有第二类型的线性偏振滤光器，其中所述第一类型的线性偏振滤光器具有与所述第二类型的线性偏振滤光器的偏振平面成一定角度的偏振平面。根据一个实施例，检测器可以用于检测荧光。根据一个实施例，每个光敏检测器可以是SPAD。根据一个实施例，具有所述第一类型的和第二类型的线性偏振滤光器中的一种类型的滤光器的每个光敏检测器被分别地提供有所述线性偏振滤光器。根据一个实施例，每个线性偏振滤光器通过平行线的栅格来提供，所述线的纵向范围限定偏振平面。根据一个实施例，相邻线之间的间距可以小于光的波长。根据一个实施例，至少一个光敏检测器被提供有波长滤光器。根据一个实施例，第一多个光敏检测器可以被提供有红色滤光器，第二多个光敏检测器可以被提供有绿色滤光器，而第三多个光敏检测器可以被提供有蓝色滤光器。根据一个实施例，所述第一、第二和第三多个光敏检测器中的每组光敏检测器包括至少一个具有第一类型的线性偏振滤光器的光敏检测器和至少一个具有第二类型的线性偏振滤光器的光敏检测器。根据一个实施例，至少一个光敏检测器可以未被提供有波长滤光器。根据一个实施例，至少一个光敏检测器可以未被提供有线性偏振滤光器。根据一个实施例，所述第一、第二和第三多个光敏检测器中的每组光敏检测器包括至少一个不具有线性偏振滤光器的光敏检测器。根据一个实施例，检测器可以包括信号处理器，被配置为处理来自所述阵列的输出以通过使用相同检测器提供荧光各向异性显微成像FAIM信息和荧光寿命显微成像FLIM信息。根据一个实施例，所述处理器可以配置为使来自具有在采用FAIM技术中的线性偏振器的光敏检测器的输出与来自不具有线性偏振器的光敏检测器的输出相关联。根据一个实施例，所述处理器可以配置为使来自不具有在FLIM技术中的线性偏振器的光敏检测器的输出与来自具有线性偏振器的光敏检测器的输出相关联。通过本技术提供的用于检测来自样本的光致发光的检测器，解决了在该领域中使用的系统既体积庞大又非常昂贵的问题。附图说明现在将参照附图举例说明一些实施例，其中：图1a示意性地示出了一些实施例中使用的原理；图1b示意性地示出了水平和垂直偏振分量；图2示意性地示出了一种系统；图3示意性地示出了第二系统；图4示意性地示出了使用单个检测器的第三系统；图5a示出了一些实施例中使用的SPAD器件的截面图；图5b示出了一些实施例中使用的第二SPAD器件的截面图；图6示出了图5的SPAD器件的透视图；图7示意性地示出了具有线性偏振滤光功能的成像仪实例；图8示出了具有的增加彩色滤光器的图7的成像仪，并示意性地示出了相关联的处理功能；图9示出了当在图4的布置中使用图7的成像仪时的ISP处理的方法。具体实施方式参照图1a，其中示出了一些实施例中使用的原理。光源100发射的光穿过线性偏振器101。线性偏振器101将使光源100发射的非偏振光变为线性偏振光(在所示例子中为垂直偏振)，即V偏振光。然后，垂直偏振光102被定向到样本104，例如样品池中的样本或显微镜载片上的样本。例如，如果通过具有合适波长(即，光子能量高于最低未占用分子轨道，或者其他类似机制)的垂直偏振光102光学激发样本104，则样本104将随后发射非偏振光110。例如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检测来自样本的光致发光的检测器，其特征在于，所述检测器包括：光敏检测器阵列，被配置为接收光致发光，至少一个光敏检测器被提供有第一类型的线性偏振滤光器，并且至少一个光敏检测器被提供有第二类型的线性偏振滤光器，其中所述第一类型的线性偏振滤光器具有与所述第二类型的线性偏振滤光器的偏振平面成一定角度的偏振平面。

【技术特征摘要】
2015.12.18 EP 15201144.11.一种用于检测来自样本的光致发光的检测器，其特征在于，所述检测器包括：光敏检测器阵列，被配置为接收光致发光，至少一个光敏检测器被提供有第一类型的线性偏振滤光器，并且至少一个光敏检测器被提供有第二类型的线性偏振滤光器，其中所述第一类型的线性偏振滤光器具有与所述第二类型的线性偏振滤光器的偏振平面成一定角度的偏振平面。2.根据权利要求1所述的检测器，其特征在于，所述检测器被用于检测荧光。3.根据权利要求1或2所述的检测器，其特征在于，每个光敏检测器都是SPAD。4.根据权利要求1或2所述的检测器，其特征在于，具有所述第一类型的线性偏振滤光器和所述第二类型的线性偏振滤光器中的一种类型的线性偏振滤光器的每个光敏检测器被分别地提供有所述线性偏振滤光器。5.根据权利要求1或2所述的检测器，其特征在于，每个线性偏振滤光器通过平行线的栅格来提供，所述线的纵向范围限定所述偏振平面。6.根据权利要求5所述的检测器，其特征在于，相邻线之间的间距小于光的波长。7.根据权利要求1或2所述的检测器，其特征在于，至少一个光敏检测器被提供有波长滤光器。8.根据权利要求7所述的检测器，其特征在于，第一多个光敏检测器被提供有红色滤光器，第二多个光敏检测器被提供有绿色滤光器，而第...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·马蒂奥利德拉罗卡，J·K·莫雷，
申请(专利权)人：意法半导体RD有限公司，
类型：新型
国别省市：英国;GB