一种样品基片，适于使用具有第一波长的荧光激励光。在基底上设置反射器。所述反射器包括具有至少两层的反射多层干涉涂层。并非所有层Ｌ都满足四分之一波条件：ｄ↓［Ｌ］.ｎ↓［Ｌ］＝（２Ｎ＋１）.λ／４，其中ｄ↓［Ｌ］为层Ｌ的物理厚度，ｎ↓［Ｌ］为层Ｌ在第一波长下的折射率，Ｎ为等于或大于零的整数，λ为第一波长。层的厚度可保证设置在所述多层干涉涂层顶部的任何荧光样品材料都处于入射在所述基片上的具有第一波长的激励光所形成的驻波波腹附近。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种适于使用荧光激励光的样品基片。这种基片在为板、载片(slides)和元件时，用于例如检查、显示、分析或识别荧光、磷光或发光样品材料，例如带标记的分子生物样本。
技术介绍
荧光显微镜法常常用在分子生物学、生物化学以及其他生命科学领域中，用于分析生物分子，所述生物分子包括已经用荧光探针标签或标记的核酸(DNA，RNA)和蛋白质(酶，抗原等)。一种用途是DNA诊断，如用于基因检测，其中将DNA样品沉积和凝固(bound)到玻璃基片上。然后可通过荧光来成像基片上凝固的DNA。最初通过常规的显微镜通过视觉检查来评估样品的荧光性，不过证明这种手工方法费时且昂贵。现在已经可得到多种不同的高速自动荧光成像系统。荧光检测和测量仪器的一个重要特征是灵敏性，而灵敏性主要由仪器光学成像系统的信噪比(SNR)决定。设计良好的成像系统的信噪比受其光采集能力的限制，不受内部噪声源的限制。当使用光电倍增管(PMT)时，用阴极处的光电子数表示这种系统的理论SNR，而光电子数主要取决于从样品基片上感兴趣的区域到达检测器的光子数量、检测器的量子效率以及检测器产生的暗电子数量。一种易于想到的增大SNR、从而提高灵敏性的方法，是减小背景噪声。背景噪声源包括来自样品的荧光激励激光的镜面或漫反射、保持该样品的基片的自身荧光、光学成像系统光路中的光学装置的自身荧光、杂散光以及检测器的暗电流。通过成像系统中适当尺寸和放置的；孔径，可显著地减小到达检测器的杂散光。系统中通过使用二向色滤光片以及其他光谱过滤器和分束器，可除去杂散光和大部分反射激光，而使荧光透过。光路中通过避免使用透镜粘接剂、尽可能地使用玻璃取代聚合物透镜或者使用曲面镜取代透镜，可减小光学元件的自身荧光。通过使用低荧光材料，如超薄或不透明玻璃基片，可减小基片的自身荧光。例如，在美国专利No.5,095,213中，Strongin披露了一种塑料载片，通过塑料中一定量的碳黑粉末(black carbon powder)，使塑料载片不透明并且基本上没有荧光性。另一种解决自身荧光的方法，是使用脉冲或调制激励，利用背景荧光与样本荧光之间发射衰减速率的差异，如美国专利No.4,877,965(Dandliker等人)和5,091,653(Creager等人)中所述。在美国专利No.5,552,272中，Bogart披露了一种用于检测感兴趣的被分析物的存在或数量的分析系统和方法。包括具有光学活性表面的试验基片，该光学活性表面增强色对比度，即在表面发出的光的观测波长(或波长组合)在涂敷到试验基片上的样品中存在和不存在被分析物之间的差异。特别是，基片可包括反射性固体光学基底，如硅片或金属(例如铝)基底，其上具有光学薄膜涂层。涂层可包括数层，包括例如处于基底顶面上的附着层，以及处于附着层顶面上的受体层，该受体层包含用于感兴趣的被分析物的特定键合(binding)对象。选择总涂层厚度，使入射光在反射时经历薄膜干涉，从而产生特定颜色。特别是，涂层材料应当具有将被衰减的不希望颜色的四分之一波长的总厚度，从而将发生该颜色的相消干涉。从而基片具有特定背景颜色，因而当存在感兴趣的被分析物时，可用作不同观察颜色的比较参考。提出了定性视觉检查和定量仪器测量。还提出利用偏振光椭圆率测量仪产生的偏振对比度。由上述专利的受让人Boulder，Colo.公司的Biostar提出使用Bogart方法的一个例子，是用于快速检测(少于30分种)从患者采取的样品中存在传染性病原体的特定抗原的光学免疫测定(OIA)诊断筛查试验。商业产品包括用于A型和B型链球菌和用于衣原体沙眼(chlamydia trachomatis)的试验装备。在Bogart专利中以这些特定分析为例，在用于相应的Biostar产品的包装内容中有描述，并且在医学期刊中的若干出版文章中也有描述。简而言之，这些方法都依赖于对反射离开试验基片的光的颜色改变的直接视觉检测，而颜色改变是由于试验表面上的固定抗体与涂敷到试验表面上的样品液滴中可能存在的特定抗原之间的键合(binding)反应导致的基片表面上分子薄膜涂层的光学厚度的物理改变。原始的裸试验表面具有这样一种薄膜厚度，导致当白光反射离开该表面时，主要的视觉背景为金色。当所涂敷样品中存在感兴趣的特殊抗原时发生的抗原-抗体键合反应，导致薄膜厚度增大，引起试验表面的颜色从金色到紫色的相应改变。如果另一方面，样品中不存在抗原，则不发生键合，原始薄膜厚度保持不变，试验表面保持其原始的金色，表示阴性结果。这种诊断化验方法非常灵敏且易于理解。Boart在其方法的另一实施例(上述专利的图17)中还披露，使用这些基片获得增强的荧光检测。在感兴趣的被分析物通过与基片涂层的受体层中特定键合对象反应而结合到表面上之后，荧光标签分子可以附着到被分析物上。特别是，荧光分子可以附着到任何适当的选择性和特殊受体材料或试剂上，如二次抗体，并且涂敷到表面上。从而，荧光标签附着到表面上的感兴趣被分析物上(如果存在的话)，并且通过被分析物桥接而固定到表面上。引到到表面上的激励波长的光，从附着到表面上的任何标签激发出荧光，表明存在感兴趣的被分析物。由于最大荧光波长不可能激励激发波长足够远以便加以区分，反射基片可具有抗反射层，选择该抗反射层的厚度，以便抑制激励波长反射，从而减小到达检测器的背景噪声。Bogart指出，荧光信号的产生不依赖于薄膜厚度。虽然可通过增加激光器的输出功率来增大荧光信号S，不过反射激光噪声也将增大，有可能所产生的SNR几乎没有提高。在US6,008,892中，Kain等人披露了一种样品基片，其对于激励波长是反射性的。该基片上具有受控厚度的透明涂层，选择所述厚度以保证设置在涂层顶部的分子样品处于激励波长的波腹处。特别是，该基片包括具有镜面反射上表面的刚性基底。基底上表面上的透明涂层具有选定的厚度，从而对于垂直入射的特定激励光波长，从涂层顶部到基底反射表面的光程基本上为四分之一激励光波长的奇数倍(1，3，5等)。由光的波长，材料的折射率以及通过材料的传播角度限定材料的光程长度。在反射性样品基片中，基底的反射表面处于清晰的的稍低于基底物理表面的深度，所低于的量等于反射表面材料的透入(或穿透)深度与基底上任何表面氧化物的光学深度之和。通过将样品放置在涂层上，处于激励光的波腹处或附近，发生最大荧光激发。反射基片还增强荧光采集，使之近似为荧光成像显微系统的立体采集角度的两倍。从而，总荧光信号增大，导致更大地提高信噪比。此外，由于涂层非常薄，来自该材料的荧光背景噪声减小。Kain等人指出，基底可完全由金属制成，或者可由具有顶部金属涂层的刚性低层组成。金属可以为铝、银、金或铑。透明涂层可以为单个介质材料层，如二氧化硅、氧化铝或氟化物材料(如MgF2)。或者，透明涂层可以为多层涂层，具有与特定生物样品成分键合的化学反应材料顶层。在反射表面上涂敷透明四分之一波层的Kain原理局限于具有刚性表面的反射器。此时光没有穿透到反射器的物理表面下面，或者穿透局限于表面下面最多若干纳米(集肤深度(skin depth))。实际上这表示局限于金属性表面，如金属基片或金属性涂层。一旦介质层明显地有助于反射，就难以限定穿透深度，增加四分之一波层的思想本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种样品基片，适于使用具有第一波长的荧光激励光，所述样品基片包括基底和反射器，所述反射器包括具有至少两层的反射多层干涉涂层，其中并非所有层Ｌ都满足四分之一波条件：ｄ↓［Ｌ］.ｎ↓［Ｌ］＝（２Ｎ＋１）.λ／４，其中ｄ↓［Ｌ］为层Ｌ的物理厚度，ｎ↓［Ｌ］为层Ｌ在第一波长下的折射率，Ｎ为等于或大于零的整数，λ为第一波长，其中层的厚度保证设置在所述多层干涉涂层顶部的任何荧光样品材料都处于入射在所述基片上的具有第一波长的激励光所形成的驻波波腹附近。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：J克劳斯，J埃德林格，M韦基，H托梅费尔斯特，C海涅坎普肯斯，B麦森赫尔德，M卡斯帕，
申请(专利权)人：尤纳克西斯巴尔策斯公司，
类型：发明
国别省市：LI[列支敦士登]
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