專利名稱：用于檢測流體中分析物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于全息照相敏感元件的檢測方法以及用于這類方法的裝置。
背景技術(shù)：
Spooncer等對于International Journal of Optoelectronics 7(3)449-452(1992)的題為“A humidity sensor using awavelength-dependent holographic filter with fibre opticlinks”一篇短文中，描述了明膠基布拉格反射全息照相對環(huán)境濕度的響應(yīng)。其結(jié)論是對于提高和降低的濕度循環(huán)的光學(xué)響應(yīng)存在著滯后現(xiàn)象，這種滯后現(xiàn)象會限制其作為傳感器的工業(yè)應(yīng)用。
WO-A-9526499公開了一種基于體積全息照相的全息傳感器。這種傳感器包括一種分析物敏感的基質(zhì)，所述基質(zhì)具有一種設(shè)置在其整個體積中的光學(xué)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。由于這種轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的物理排列，使所述傳感器產(chǎn)生的光學(xué)信號對于在所述分析物敏感基質(zhì)中由于與分析物的相互作用或反應(yīng)而發(fā)生的體積變化或結(jié)構(gòu)重排是非常敏感的。例如一種包括明膠基全息介質(zhì)的傳感器可用來檢測胰島素。胰島素對明膠介質(zhì)起作用，會不可逆地破壞全息載體介質(zhì)的完整性。

發(fā)明內(nèi)容
按照本發(fā)明一個方面，一種連續(xù)檢測流體中分析物的方法，該方法包括使所述流體與一種包括介質(zhì)和設(shè)置在該介質(zhì)整個體積中的全息照相的全息元件接觸，其中該元件的光學(xué)特性隨著在整個介質(zhì)體積內(nèi)發(fā)生的物理性質(zhì)的變化而改變，其中所述變化是由于所述介質(zhì)與分析物間相互作用而引起的，且其中所述反應(yīng)和所述變化是可逆的；和監(jiān)測所述光學(xué)特性。
所述變化是由于所述介質(zhì)與分析物間相互作用而引起的，其中所述相互作用和變化是可逆的。所述相互作用可以是化學(xué)或生化反應(yīng)。由于可以發(fā)生相互作用和可逆相互作用，因此可以對分析物物種連續(xù)進(jìn)行檢測，優(yōu)選實時進(jìn)行。分析物濃度可以改變，但所述流體是穩(wěn)態(tài)的。一種替代方案是所述流體可連續(xù)通過所述元件。
本發(fā)明可用來監(jiān)測體內(nèi)或體外的反應(yīng)，例如在發(fā)酵罐中。它可用于動力學(xué)測量，且作為一種有效的控制系統(tǒng)。
本發(fā)明的另一方面，是一種用于檢測流體中分析物的裝置。所述裝置包括一個含所述全息元件的傳感器和允許所述流體進(jìn)入與全息元件接觸或通過所述全息元件的入口和出口。所述裝置還包括一個用于非離子化輻射以照射所述全息元件的窗口。這樣，就可以對所述元件中發(fā)生的反應(yīng)進(jìn)行觀察。
具體實施例方式
所述全息載體介質(zhì)與分析物間的相互作用是可逆的，因此，可以實現(xiàn)對所述分析物的連續(xù)檢測。當(dāng)所述流體與全息元件接觸時，所述分析物和載體介質(zhì)發(fā)生相互作用，優(yōu)選是通過化學(xué)或生化反應(yīng)進(jìn)行作用。如果所述流體通過所述元件，則所述相互作用可能是短暫的。
可以利用非離子化輻射對所述相互作用進(jìn)行遙控檢測。所述全息介質(zhì)與分析物物種間的相互作用程度反映為所述物理性質(zhì)的變化程度，而所述物理性質(zhì)的變化程度是作為光學(xué)特性的變化進(jìn)行檢測的，優(yōu)選為非離子化輻射波長的遷移。
可以變化的所述全息元件的性質(zhì)可以是其電荷密度、體積、形狀、密度、粘度、強度、硬度、電荷、疏水性、膨脹性、完整性、交聯(lián)密度或其它物理性質(zhì)。所述或各種物理性質(zhì)的變化反過來會引起全息元件光學(xué)特性的變化，例如極化率、反射率、折射率或吸光率的變化。
所述全息照相可設(shè)置在部分或全部所述載體介質(zhì)體積主體之上或其中。一種非離子化輻射光源，例如可見光，可用來觀察所述全息元件的所述或各種光學(xué)特性的變化。
在全息元件上或其中可負(fù)載一種以上全息照相。可以提供裝置來檢測由于所述或各種光學(xué)特性變化而引起的從所述或各種全息照相發(fā)出的輻射變化?？梢詫λ鋈⒃_定尺寸和進(jìn)行排列，從而能夠檢測兩種獨立的事件/物種并同時或不同時以兩種不同方式影響輻射。所述全息元件可以以陣列的形式提供。
存在有不同類型的全息照相。其中一種或多種可在所述全息載體介質(zhì)上或其中制得。下述將描述一些不同類型的全息照相。
一種具有“相位(phase)”全息照相特性的全息元件，可包括折射率的3-D分布(調(diào)制)，其中所述分布是原始干涉圖案的物理記錄。一種具有“振幅”全息照相特性的全息元件，包括輻射折射物質(zhì)的3-D分布(調(diào)制)，其中所述分布是原始干涉圖案的物理記錄。所述調(diào)制的峰指的是條紋(fringe)。全息照相可能具有“相位”和/或“振幅”全息照相的特性。
由于所述載體介質(zhì)部分或整個體積中負(fù)載的分布峰間的間距變化而對折射率分布的調(diào)節(jié)，使所述輻射可能會經(jīng)歷相位遷移。條紋間隔(fringe separation)的變化，可由在固定角度的入射/衍射峰(布拉格)波長變化、由在固定角度的單色光強度變化或由在單色峰強度時角度變化進(jìn)行測量。
全息照相還可進(jìn)一步分為4種不同的類型，這些類型可以共存于同一載體介質(zhì)中。它們是透射、反射、邊緣照亮(edge-lit)和表面全息照相。還存在易消散波全息照相。
“透射”全息照相，其中出射光線經(jīng)由與入射光線進(jìn)入表面相對的表面離開全息載體介質(zhì)。條紋通常以相當(dāng)大角度向所述表面傾斜，例如典型為約90°。
“反射”全息照相，其中光線經(jīng)由入射光線進(jìn)入的同一表面離開。條紋通常基本平行于所述全息載體介質(zhì)的表面。
“邊緣照亮”全息照相，其中光線經(jīng)由與入射光線進(jìn)入表面基本成90°的表面離開該全息照相基底或全息載體介質(zhì)的體相(例如玻璃板)。條紋通常與表面成一定角度，典型為約45°。
“表面”全息照相，其中介質(zhì)表面與合適的空間振幅和規(guī)則間隔的圖案等高從而能夠衍射和/或反射光線。這種全息照相由于從其表面上每個點到達(dá)到一個共同點時在衍射和/或反射光線之間產(chǎn)生路程差，從而具有另一類“相位”全息照相的特性。如果這類表面限定在透明介質(zhì)上，則透過所述介質(zhì)的光線在通過所述表面時會經(jīng)歷周期性相位變化，這歸因于所述介質(zhì)體相的折射率引起的光程變化。
所述全息載體介質(zhì)是這樣一種介質(zhì)，其中可以進(jìn)行全息照相，而且能夠表現(xiàn)出下述的一種或多種感光機理的特性。這種載體介質(zhì)優(yōu)選包括一種天然或改性的具有粘彈性的基質(zhì)，它會由于與分析物物種的相互作用而變化。
例如所述基質(zhì)是由(甲基)丙烯酰胺和/或(甲基)丙烯酸酯衍生的共聚單體的共聚物形成的。特別地，單體HEMA(甲基丙烯酸羥乙酯)是易于聚合和交聯(lián)的。聚HEMA由于其可膨脹、親水且廣泛生物相容而是一種通用的載體材料。
全息載體介質(zhì)的其它實例有明膠、K-carageenan、瓊脂、瓊脂糖、聚乙烯醇(PVA)、溶膠-凝膠(一般分類)、水凝膠(一般分類)和丙烯酸酯。其它材料是多糖、蛋白質(zhì)和含蛋白質(zhì)的材料、寡核苷酸、RNA、DNA、纖維素、纖維素醋酸酯、硅氧烷、聚酰胺、聚酰亞胺和聚丙烯酰胺。明膠是一種用于負(fù)載感光物種如鹵化銀顆粒的標(biāo)準(zhǔn)基質(zhì)材料。明膠也可在凝膠束上的羧基間通過鉻III離子光致交聯(lián)。這些材料也可以兩種或多種組合使用。
所述聚合物的組成可以進(jìn)行優(yōu)化以獲得適合用于制備反射全息照相的高質(zhì)量薄膜。這種薄膜應(yīng)該能夠用于制備一種其中能夠形成全息條紋的均勻基質(zhì)。
可利用本發(fā)明確定和量化的分析物實例包括氣體和液體如離子、代謝物、抗原/抗體、葡萄糖、氧、二氧化碳、脲、離子(包括質(zhì)子，用于pH檢測)、醇、硫化物和乳酸類。所列舉的分析物僅是作為例子給出的。很顯然，可能存在其它分析物物種，并可使用本發(fā)明的合適全息傳感器來進(jìn)行確定。
本發(fā)明可用來檢測體液中的分析物，例如尿、血液或眼睛流體。一種特別感興趣的分析物是葡萄糖，已知其在眼睛中的水平與其在血液中的水平是相互關(guān)聯(lián)的。因此，可通過本發(fā)明監(jiān)測眼睛流體如眼淚中的水平來間接監(jiān)測葡萄糖的血液水平。
有多種可用來改變物理性質(zhì)并從而改變光學(xué)特性的基本方法。可利用這些方法的一種或多種的組合來影響全息照相和/或全息載體介質(zhì)中的變化，從而引起所述全息元件的物理性質(zhì)變化。如果有變化發(fā)生，同時所述全息照相正在被入射寬帶、非離子化電磁輻射所重放，則光學(xué)性質(zhì)會發(fā)生變化，例如可能觀察到顏色或強度變化。
可以改變的物理性質(zhì)是調(diào)制復(fù)合折射指數(shù)。這可通過化學(xué)調(diào)節(jié)全息元件而改變，從而改變一種或多種光學(xué)性能。例如通過在條紋之間的位置裂開，酶最初可提高復(fù)合折射指數(shù)調(diào)制的深度。優(yōu)選地，所述傳感器包括一種全息元件，它包括一種含調(diào)制折射指數(shù)空間分布的介質(zhì)，它可通過添加分析物物種而進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而根據(jù)調(diào)制折射指數(shù)的所述空間分布變化調(diào)節(jié)入射輻射的光譜和/或方向性質(zhì)。
也可以制備所述全息元件，使其對于與分析物的相互作用響應(yīng)為溫度變化。例如所述全息元件的一個或多個尺寸隨著溫度變化而改變。這將導(dǎo)致一種或多種光學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化。
可以變化的物理性質(zhì)優(yōu)選是所述載體介質(zhì)的尺寸或體積。這可通過向所述載體基質(zhì)中引入一類基團(tuán)而實現(xiàn)，這種基團(tuán)在與分析物相互作用時發(fā)生可逆變化，并能引起所述載體介質(zhì)膨脹或收縮。所述載體介質(zhì)可包括聚合物或共聚物基質(zhì)，所述基團(tuán)例如以互相貫穿的網(wǎng)絡(luò)形式固定或存在于其上或其中。這類基團(tuán)的一個實例是分析物物種的特定結(jié)合共軛物?？梢允褂锰卣骶酆衔锘蚝铣苫蛏锸荏w。
其它變化是在所述載體介質(zhì)的活性水、溶劑或負(fù)荷量的變化。在這種情況下，全息載體介質(zhì)優(yōu)選為凝膠形式。
能與元件中至少兩種官能團(tuán)進(jìn)行反應(yīng)的分析物分子可以在載體基質(zhì)的不同部分之間形成可逆交聯(lián)，從而改變所述載體基質(zhì)的粘彈性性能。其結(jié)果是，如果存在于含溶劑的環(huán)境中，則所述載體基質(zhì)變化，所述載體基質(zhì)收縮，和條紋間隔減小。特異性可通過保證在所述凝膠基質(zhì)內(nèi)提供特定結(jié)合位置而提供。
確定這類體系響應(yīng)的一個參數(shù)是交聯(lián)程度。由于單體聚合反應(yīng)的交聯(lián)點數(shù)目不應(yīng)過大，以致使聚合物與分析物結(jié)合基團(tuán)間的配合物的形成相對較低，這是由于該聚合物薄膜可能變得過于堅硬。這可能抑制載體介質(zhì)的膨脹。
利用葡萄糖傳感器的實例，為了連續(xù)檢測葡萄糖，一種水凝膠基全息照相可具有一種含側(cè)鏈葡萄糖基團(tuán)和外源凝集素優(yōu)選伴刀豆球蛋白A(con A)的載體介質(zhì)。所述外源凝集素結(jié)合到側(cè)鏈葡萄糖基團(tuán)上，并在所述聚合物結(jié)構(gòu)中充當(dāng)交聯(lián)劑。在可自由擴散的葡萄糖的存在下，當(dāng)溶液中葡萄糖從外源凝集素上的結(jié)合位置取代聚合物上附著的葡萄糖時，交聯(lián)程度將會降低，從而導(dǎo)致所述聚合物發(fā)生膨脹。使用反射全息照相，可以觀察到含側(cè)鏈葡萄糖基團(tuán)和con A的水凝膠薄膜中的體積變化。水凝膠的體積變化將會改變?nèi)⒄障嘟Y(jié)構(gòu)的條紋間隔，并可能接著發(fā)生光譜反射響應(yīng)的峰波長的遷移。
水基體系在這類全息傳感器中是優(yōu)選的，這是由于它們能保護(hù)所述外源凝集素不與有機溶劑接觸。合適的葡萄糖成分的實例是高分子量葡聚糖和單體烯丙基葡糖苷和甲基丙烯酸2-葡糖基氧乙基酯(GEMA)。葡聚糖不具有固有的可聚合官能度，在丙烯酰胺基單體的聚合過程中可能被捕獲；烯丙基葡糖苷和GEMA既可單獨聚合，也可與共聚單體一起聚合。所述聚合物優(yōu)選制成玻璃載體上的薄膜。
全息葡萄糖傳感器可使用任意其它允許載體介質(zhì)在與葡萄糖結(jié)合后物理性質(zhì)發(fā)生可逆變化的合適葡萄糖受體構(gòu)造。例如所述載體介質(zhì)可包括側(cè)鏈硼酸根基團(tuán)，例如苯基硼酸酯。葡萄糖中的兩個相鄰二醇基團(tuán)在可逆縮合反應(yīng)中與硼酸根基團(tuán)結(jié)合。這樣，在全息元件中，葡萄糖與側(cè)鏈硼酸根基團(tuán)反應(yīng)由于葡萄糖和與其相聯(lián)的水合外殼的尺寸而引起載體介質(zhì)膨脹。這種膨脹可觀察為反射率最大值朝向更長的波長遷移。
連續(xù)檢測氧可通過向全息載體介質(zhì)中引入與氧可逆結(jié)合的基團(tuán)而實現(xiàn)。合適基團(tuán)的實例是過渡金屬如鈷、鎳、銥或釕的配合物，例如配合物Ir(PPh3)2(CO)Cl(“Vaska’s配合物”)、四氰合鈷酸鹽和卟啉環(huán)配合物，特別是血紅素蛋白質(zhì)血紅蛋白和肌紅蛋白。這些基團(tuán)可以固定到載體介質(zhì)的聚合物基質(zhì)上。一旦與氧結(jié)合，這些基團(tuán)就會產(chǎn)生構(gòu)象遷移，從而導(dǎo)致全息照相膨脹。這種膨脹經(jīng)光學(xué)檢測為波長遷移。
對于大環(huán)基團(tuán)如可與一些離子物質(zhì)可逆結(jié)合的冠醚也會發(fā)生類似的構(gòu)象遷移。已知冠醚可與第I族和第II族金屬離子可逆結(jié)合。因此，可以將專門針對離子分析物的冠醚固定在載體介質(zhì)中用來連續(xù)監(jiān)測分析物的存在。
下述實例結(jié)合附圖描述本發(fā)明。
實例1檢測葡萄糖通過添加NaOH水溶液，將由0.36g丙烯酰胺、0.42g甲基丙烯酰胺、0.35g N，N-二甲基丙烯酰胺、1ml水、40μl的5％DMPA、0.03g亞甲基二丙烯酰胺和0.1g乙烯基苯基硼酸組成的單體混合物調(diào)節(jié)到pH為9，隨后進(jìn)行聚合。使用溶于5％乙酸中的0.2M AgNO3向所得到的聚合物中添加銀。然后在20％甲醇中記錄全息照相，并在標(biāo)準(zhǔn)顯影劑中進(jìn)行顯影；這類顯影劑詳細(xì)記載在Graham Saxby的PracticalHolography中(Prentice Hall出版)。
葡萄糖的檢測是在0.1M磷酸鹽緩沖液存在下利用0.1M NaCl溶液于不同pH值下進(jìn)行的。在攪拌作用下，將全息照相放入到1ml緩沖液中，將20ml溶于水中的葡萄糖(已經(jīng)放置24小時)添加到緩沖液中，使葡萄糖的濃度為2mM。
對于一定范圍的pH值，按30秒間隔讀取讀數(shù)。在所有測試的pH值(包括生理學(xué)pH值)下，這種體系都是可逆的。
例如在pH為8.1時，添加葡萄糖導(dǎo)致聚合物膨脹，最明顯的膨脹發(fā)生在添加葡萄糖5分鐘內(nèi)。這種膨脹觀察為反射波長縮短，如

圖1所示。在用緩沖液清洗兩次后，所述全息照相收縮，回復(fù)到其原始構(gòu)象；波長返回到其原始數(shù)值，如圖2所示。
實例2使用“Vaska’s配合物”檢測氧通過從氯仿溶液(2ml的5mg/ml溶液)中蒸發(fā)，將“Vaska’s配合物”固定到空白HEMA全息照相上。然后用存在于氮飽和的緩沖液(50mmol磷酸鹽緩沖液，pH為7.0)中的氧噴射所述全息照相。
用氧噴射后，發(fā)生少量可逆膨脹，從而導(dǎo)致波長相對于參比提高約10nm。這種波長遷移如圖3所示。在停止噴射后，部分結(jié)合的氧分子進(jìn)行可逆反應(yīng)，全息介質(zhì)略有收縮。這一點觀察為波長略微縮短。
實例3使用氧結(jié)合蛋白質(zhì)檢測氧通過干燥將血紅蛋白固定到HEMA聚合物上而制備全息傳感器，然后添加1.5％酸化的戊二醛并持續(xù)3分鐘。類似地制備包括固定的肌紅蛋白的全息傳感器。
全息照相用氧噴射約5分鐘。從圖4可以看出，包括血紅蛋白和肌紅蛋白的全息照相都顯示出對于氧濃度變化的響應(yīng)。
實例4檢測pH使用包括聚合物含量為8％甲基丙烯酸(MAA)的全息照相監(jiān)測在MRS培養(yǎng)基流體中培養(yǎng)的乳酸菌酪蛋白的pH值。隨著所述乳酸菌生長并產(chǎn)生乳酸，所述全息照相針對pH的下降快速收縮。這可觀察為在發(fā)酵過程中全息照相的反射峰波長縮短，如圖5所示。
將全息照相反射峰波長與pH探針確定的pH進(jìn)行比較，可建立起精確的關(guān)聯(lián)關(guān)系，相對pH探針全息照相具有更少的“散射”。
類似地，采用包括4％DMAEM(甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯)-HEMA的全息照相連續(xù)監(jiān)測大腸桿菌培養(yǎng)基，它在膨脹時也產(chǎn)生酸。所述全息照相的反射峰波長與pH密切相關(guān)。
圖6給出了四種不同全息傳感器的pH靈敏度，其中每個傳感器均包括由HEMA和pH-敏感共聚單體形成的共聚物。在此實例中，所用的pH-敏感共聚單體是乙烯基咪唑、二乙基氨基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸和三氟丙烯酸。所述pH靈敏度明顯不同，這表明為了在特定pH范圍內(nèi)達(dá)到更大的靈敏度，可以對聚合物組成進(jìn)行優(yōu)化。
下述實例5-7用3環(huán)糊精(CD)衍生物制備傳感器來描述本發(fā)明。
實例5環(huán)己三烯并直鏈淀粉(cyclohexaamylose)“α-CD”將1gα-CD(干燥的)溶解在5ml干燥DMF和3ml干燥三乙胺中。燒瓶然后在冰浴中冷卻。然后在10分鐘內(nèi)將2.7ml甲基丙烯酰氯以100μl的增量緩慢添加到攪拌混合物中。所述燒用CaCl2干燥管塞住，并在室溫下攪拌過夜。所述混合物然后用100ml甲苯進(jìn)行搖動，溶劑通過布氏漏斗/水泵過濾除去。沉淀物然后用100cc丙酮進(jìn)行搖動，并再次過濾，用50cc丙酮進(jìn)行最后清洗并干燥。
甲基丙烯酸化的產(chǎn)物然后貯存在標(biāo)有α-CD-M的黑色瓶中。
然后制備一種“精確”聚合物，如下所述將60mgα-CD-M溶解在150μl甲醇中。
然后依次添加下述成分，每種成分在添加下一種成分前溶解。
5mg DMPA125μl HEMA10μl EDMA。
然后將所述溶液涂到顯微鏡載玻片上，并如前文所述在UV光下進(jìn)行聚合。(一種替代方案是，如果DMPA被AIBN取代，則所述聚合可在約60℃以加熱方式進(jìn)行數(shù)小時)。
然后如前文所述用擴散方法，在所述載玻片中制備全息照相柵。
實例6環(huán)庚三烯并直鏈淀粉(cycloheptaamylose)或β-CD將1gβ-CD(干燥的)溶解在5ml干燥DMF和3ml干燥三乙胺中。燒瓶然后在冰浴中冷卻。
然后將2.5ml甲基丙烯酰氯在10分鐘內(nèi)以100μl的增量緩慢添加到攪拌混合物中。
所述燒瓶采用CaCl2干燥管塞住，并在室溫下攪拌過夜。
所述混合物然后用100ml甲苯進(jìn)行搖動，溶劑通過布氏漏斗/水泵過濾除去。沉淀物然后用100cc丙酮進(jìn)行搖動，并再次過濾，用60cc丙酮進(jìn)行最后清洗并干燥。
甲基丙烯酸化的產(chǎn)物然后貯存在標(biāo)有β-CD-M的黑色瓶中。
然后制備一種“精確”聚合物，如下所述將60mgβ-CD-M溶解在150μl甲醇中。
然后依次添加下述成分，每種成分在添加下一種成分前溶解。
5mg DMPA125μl HEMA10μl EDMA。
然后將所述溶液涂到顯微鏡載玻片上，并如前文所述在UV光下進(jìn)行聚合。(一種替代方案是，如果DMPA被AIBN取代，則所述聚合可在約60℃以加熱方式進(jìn)行數(shù)小時)。
然后如前文所述用擴散方法，在所述載玻片中制備全息照相柵。
實例7羥丙基環(huán)辛四烯并直鏈淀粉或HPγ-CD將1g HPγ-CD(干燥的)溶解在5ml干燥DMF和3ml干燥三乙胺中。
燒瓶然后在冰浴中冷卻。
然后將2.5ml甲基丙烯酰氯在10分鐘內(nèi)以100μl的增量緩慢添加到攪拌混合物中。
所述燒瓶采用CaCl2干燥管塞住，并在室溫下攪拌過夜。
所述混合物然后用100ml甲苯進(jìn)行搖動，溶劑通過布氏漏斗/水泵過濾除去。沉淀物然后用100cc丙酮進(jìn)行搖動，并再次過濾，用50cc丙酮進(jìn)行最后清洗并干燥。
甲基丙烯酸化的產(chǎn)物然后貯存在標(biāo)有HPγ-CD-M的黑色瓶中。
然后制備一種“精確”聚合物，如下所述將60mg HPγ-CD-M溶解在150μl甲醇中。
然后依次添加下述成分，每種成分在添加下一種成分前溶解。
5mg DMPA125μl HEMA10μl EDMA。
然后將所述溶液涂到顯微鏡載玻片上，并如前文所述在UV光下進(jìn)行聚合。(一種替代方案是，如果DMPA被AIBN取代，則所述聚合可在約60℃以加熱方式進(jìn)行數(shù)小時)。
然后如前文所述用擴散方法，在所述載玻片中制備全息照相柵。
由圖7和8可以看出CD空穴尺寸受分析物分子尺寸的影響。
實例8此實例描述使用醇傳感器全息照相連續(xù)監(jiān)測由發(fā)面酵母產(chǎn)生的醇。
使用醇傳感器全息照相在24小時內(nèi)對葡萄汁中由發(fā)面酵母產(chǎn)生的醇進(jìn)行監(jiān)測。
將在白色葡萄汁中生長的指數(shù)生長期發(fā)面酵母細(xì)胞旋出，重新懸浮在20％甘油中并冷凍。細(xì)胞密度以活菌計數(shù)為8×106ml-1。
將0.5ml種子培養(yǎng)物添加到比色杯中的2.5ml白色葡萄汁中，并在30℃培養(yǎng)24小時。在此期間產(chǎn)生的醇(乙醇)通過使用聚HEMA醇傳感器全息照相進(jìn)行監(jiān)測，將每個時間間隔的反射峰波長與使用乙醇和葡萄汁得到的校準(zhǔn)值進(jìn)行比較(圖9)。在24小時培養(yǎng)期間產(chǎn)生的乙醇如圖10所示。
權(quán)利要求
1.一種用于檢測流體中分析物的方法，該方法包括使所述流體與全息元件接觸，該全息元件包括介質(zhì)和分散在所述介質(zhì)整個體積中的全息照相，其中所述元件的光學(xué)特性隨著在整個介質(zhì)體積中發(fā)生的物理性質(zhì)變化而變化，其中所述變化是由于所述介質(zhì)與分析物間的相互作用而引起的，且其中所述反應(yīng)和變化是可逆的；和檢測所述光學(xué)特性的任何變化。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述物理性質(zhì)是所述介質(zhì)的尺寸。
3.權(quán)利要求1或2的方法，其中所述光學(xué)特性是所述全息元件的反射率、折射率或吸光率。
4.前述權(quán)利要求任一項的方法，其中所述光學(xué)特性的任何變化作為顏色變化進(jìn)行檢測。
5.前述權(quán)利要求任一項的方法，其中所述光學(xué)特性的任何變化作為強度變化進(jìn)行檢測。
6.前述權(quán)利要求任一項的方法，其中所述分析物是葡萄糖或乳酸。
7.權(quán)利要求1-5任一項的方法，其中所述分析物是CO2或氧。
8.前述權(quán)利要求任一項的方法，其中所述接觸包括使所述流體連續(xù)通過所述元件。
9.前述權(quán)利要求任一項的方法，其中所述流體是眼睛的流體。
10.一種用于檢測流體中分析物的裝置，該裝置包括一個具有入口、出口的流體管道和一個所述流體能夠流過的全息元件，其中所述裝置還包括一個窗口，從而非離子化輻射可照射所述全息元件。
11.權(quán)利要求10所述裝置，其中所述全息元件如權(quán)利要求1-5任一項所定義。
全文摘要
一種用于檢測流體中分析物的方法，該方法包括使所述流體與一種全息元件接觸，該全息元件包括介質(zhì)和設(shè)置在所述介質(zhì)整個體積中的全息照相，其中所述元件的光學(xué)特性隨著在整個介質(zhì)體積中發(fā)生的物理性質(zhì)變化而變化，其中所述變化是由于所述介質(zhì)與分析物間的相互作用而引起的，且其中所述反應(yīng)和變化是可逆的；和檢測所述光學(xué)特性的任何變化。
文檔編號G01N21/77GK1659458SQ03812957
公開日2005年8月24日 申請日期2003年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月5日
發(fā)明者C·R·洛維, C·A·B·戴維森, J·布萊斯, S·卡比蘭, A·J·馬沙爾, B·馬德里加爾宮扎勒茲, A·P·詹姆斯 申請人:斯瑪特全息攝影有限公司