出了圖21的平面波導(dǎo)，具有設(shè)置在三個(gè)不同預(yù)定線(xiàn)條處的三種不同類(lèi)型的捕捉分子；
[0070]圖23示出了具有設(shè)置在單一衍射斑中的兩個(gè)多個(gè)預(yù)定線(xiàn)條的本發(fā)明的另一方面，其中，每個(gè)將衍射光聚焦在各個(gè)檢測(cè)位置；以及
[0071]圖24示出了與圖23的設(shè)置在兩個(gè)多個(gè)不同預(yù)定線(xiàn)條處的前述示例相比、具有不同種類(lèi)的兩種不同類(lèi)型捕捉分子的平面波導(dǎo)。
【具體實(shí)施方式】
[0072]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的具有連接分子可以設(shè)置在其處的外表面11的平面波導(dǎo)I的示例的透視圖。從結(jié)構(gòu)上講，平面波導(dǎo)I設(shè)置在基板(未示出)的頂部上并且包括設(shè)置在外表面11上的25個(gè)獨(dú)立的衍射斑41。多個(gè)預(yù)定線(xiàn)條4(每個(gè)示出的線(xiàn)條代表線(xiàn)條多重性)設(shè)置在每個(gè)這樣的衍射斑41中。在示出的示例中的線(xiàn)條4是彎曲的，但是在另一種變型中可以是直的。在本示例中的線(xiàn)條4在相鄰線(xiàn)條4之間具有距離，該距離從左到右(光線(xiàn)傳播通過(guò)平面波導(dǎo)的方向)減少以改善被檢測(cè)信號(hào)。可選地，線(xiàn)條4可以等距設(shè)置或者多個(gè)不同的預(yù)定線(xiàn)條4可以設(shè)置在所述衍射斑41中。此外，光耦合器12和另外光耦合器13設(shè)置在平面波導(dǎo)I處以用于分別地將相干光耦合到平面波導(dǎo)I中和將相干光從平面波導(dǎo)I中耦合出來(lái)。兩者都可以形成在由玻璃或聚合物材料制成的基板的表面處。另外光耦合器13可以可選地或附加地為光吸收裝置。根據(jù)用于檢測(cè)結(jié)合事件且包括示出的平面波導(dǎo)I的設(shè)備的工作原理，相干光耦合通過(guò)光耦合器12而進(jìn)入到平面波導(dǎo)I中以便利用在外表面11處的消逝場(chǎng)進(jìn)行傳播。相干光的消逝場(chǎng)在沿多個(gè)預(yù)定線(xiàn)條4設(shè)置在外表面11上的分子(連接分子、捕捉分子、目標(biāo)樣本等)處被散射，以使得散射的相干光構(gòu)造性地在預(yù)定檢測(cè)位置(未示出)上干涉。
[0073]示出的圓形提供了設(shè)置在這種斑點(diǎn)41中的多個(gè)預(yù)定線(xiàn)條4中的少量預(yù)定線(xiàn)條的放大的視圖，其中斑點(diǎn)41具有黑線(xiàn)條42以及在黑線(xiàn)條之間的白線(xiàn)條43。沿黑線(xiàn)條42，捕捉分子設(shè)置在連接分子的官能團(tuán)處。捕捉分子能夠結(jié)合目標(biāo)樣本(因?yàn)楸仍O(shè)備的尺寸相比的小尺寸，所以分子并未示出在當(dāng)前圖示中)。白線(xiàn)條43包括改性捕捉分子，該改性捕捉分子不能夠結(jié)合捕捉分子能夠結(jié)合的目標(biāo)樣本。耦合到平面波導(dǎo)I中的相干光的消逝場(chǎng)在設(shè)置在不出的黑線(xiàn)條42處和白線(xiàn)條43處的分子處發(fā)生散射。被設(shè)置在黑線(xiàn)條42處的分子所散射的光線(xiàn)具有相對(duì)于檢測(cè)位置(未示出)的第一光路長(zhǎng)度以便在其內(nèi)在強(qiáng)度上干涉至最大值。在設(shè)置在黑線(xiàn)條42之間的多個(gè)白線(xiàn)條43處散射的相干光具有相對(duì)于檢測(cè)位置的第二光路長(zhǎng)度以便在其內(nèi)在強(qiáng)度上干涉至最大值。兩個(gè)最大值相對(duì)彼此具有相移π以便破在整個(gè)強(qiáng)度中壞性地干涉至最小值。這允許使來(lái)自于散射的光線(xiàn)的背景信號(hào)而非來(lái)自于結(jié)合至捕捉分子的目標(biāo)樣本最小化?？梢酝ㄟ^(guò)改變用于使捕捉分子和改性捕捉分子可以結(jié)合到其的相應(yīng)官能團(tuán)去保護(hù)的曝光時(shí)間來(lái)調(diào)節(jié)最小信號(hào)。理論上講，在目標(biāo)樣本被施加之前，設(shè)置成黑線(xiàn)條42的捕捉分子和設(shè)置成白線(xiàn)條43的改性捕捉分子在單一檢測(cè)位置上不提供在其上散射的光線(xiàn)的全部背景信號(hào)。
[0074]在提供放大的視圖的圓形上，相位掩膜9的一部分被示出以解釋沿多個(gè)預(yù)定線(xiàn)條4設(shè)置的在那些對(duì)光不穩(wěn)定的保護(hù)基團(tuán)的光刻照明。相位掩膜9包括玻璃基板92和由高折射率的材料諸如Ta205、Ti02、Nb205或Si 3N4制成的多個(gè)突起91。突起91的厚度(或深度)被選擇為對(duì)應(yīng)突起91的材料(比如Ta2O5)的第一折射率Ii1以及對(duì)應(yīng)存在于相位掩膜9和平面波導(dǎo)I的外表面11之間的介質(zhì)的第二折射率n2，從而提供預(yù)定的相移。Ta2O5的第一折射率ηι處于390納米波長(zhǎng)時(shí)，Ii1= 2.246?在使用中，相位掩膜9設(shè)置為在外表面11的附近具有突起91以便經(jīng)由近場(chǎng)照明來(lái)曝光沿多個(gè)預(yù)定線(xiàn)條4布置的那些對(duì)光不穩(wěn)定的保護(hù)基團(tuán)。具有那些對(duì)光不穩(wěn)定的保護(hù)基團(tuán)的連接分子(由于相對(duì)小的尺寸而未示出)在比如帶有5%水份的二甲基亞(DMSO)溶液中被施加到外表面11以便填充外表面11和相位掩膜9之間的空間。DMSO溶液的第二折射率n2可以通過(guò)以下進(jìn)行估計(jì)。DMSO在590納米波長(zhǎng)處具有折射率n2= 1.477。針對(duì)390納米的波長(zhǎng)來(lái)計(jì)算的折射率η 2= 1.50，更詳細(xì)的解釋在 Kozma, J.0pt.Soc.Am.B, 22 (7)，pl479 (2005)中。針對(duì)具有 5%水份的 DMSO 的針對(duì)390納米的近似折射率是n2= 1.494，更詳細(xì)的解釋在Le Bel和Goring, J.Chem.Eng.DATA7(l)，pl00(1962)。根據(jù)變型，甲基_2_吡咯烷酮(NMP)可以被用作為用于溶液以施加分子接頭和那些對(duì)光不穩(wěn)定的保護(hù)基團(tuán)。與傳播通過(guò)相位掩膜9和外表面11之間的介質(zhì)的光線(xiàn)相比，相位掩膜9針對(duì)傳播通過(guò)突起91的光線(xiàn)會(huì)引起相移。與相位掩膜9的圖案相比，干涉會(huì)引起倍頻的黑暗明亮圖案(frequency doubled dark bright pattern)。針對(duì)Ta2O5,突起91的高度被選為d = 259納米(d = X/2(nTa2Q5-nDMSQ))。突起91的寬度可以在斑點(diǎn)41處變化，例如沿通過(guò)平面波導(dǎo)I的光線(xiàn)的傳播的方向變化。突起91的寬度優(yōu)選地被選擇為等于或接近在平面波導(dǎo)I的外表面11處的預(yù)定線(xiàn)條4 ;42，43的距離。通過(guò)將相位掩膜9布置在對(duì)光不穩(wěn)定的保護(hù)基團(tuán)的附近處并且通過(guò)使傳輸通過(guò)相位掩膜9的光線(xiàn)照明沿黑線(xiàn)條42布置的那些對(duì)光不穩(wěn)定的保護(hù)基團(tuán)，來(lái)執(zhí)行那些對(duì)光不穩(wěn)定的保護(hù)基團(tuán)的光刻照明。通過(guò)相位掩膜9的曝光被執(zhí)行第一曝光時(shí)間。沿多個(gè)黑線(xiàn)條之間的白線(xiàn)條42設(shè)置的那些對(duì)光不穩(wěn)定的保護(hù)基團(tuán)的第二曝光在沒(méi)有相位掩膜9的情形下被執(zhí)行。
[0075]示出的在黑線(xiàn)條42上面的實(shí)體輪廓61和在白線(xiàn)條43下面的虛線(xiàn)輪廓62表示傳輸通過(guò)相位掩膜9的光的近場(chǎng)中的光強(qiáng)度輪廓(或者干涉圖案)。此外，兩個(gè)輪廓可以被解釋為表示捕捉分子或去保護(hù)的官能團(tuán)(黑線(xiàn)條42)以及結(jié)合至連接分子的相應(yīng)被曝光的官能團(tuán)的改性捕捉分子(白線(xiàn)條43)的局部平均密度。在上述進(jìn)一步提及的理想情形中，在設(shè)置在黑線(xiàn)條42上的捕捉分子處散射的光線(xiàn)以及在沿白線(xiàn)條43設(shè)置在黑線(xiàn)條42之間的改性捕捉分子處散射的光線(xiàn)在檢測(cè)位置上有助于最小化(理想地為零)背景信號(hào)。這理論上通過(guò)捕捉分子和改性捕捉分子的相同的局部平均密度來(lái)實(shí)現(xiàn)。黑線(xiàn)條42和白線(xiàn)條43之間的銳邊近似于黑線(xiàn)條和白線(xiàn)條之間的正弦變換(由于形式上的需要，這種陰影的圖示未被示出，但會(huì)是實(shí)際存在的)。原則上講，捕捉分子的局部密度通過(guò)相位掩膜9由近場(chǎng)照明的正弦強(qiáng)度輪廓來(lái)引起。
[0076]方法的第一實(shí)施例和第二實(shí)施例此后被示出，兩者都能夠執(zhí)行本發(fā)明。兩個(gè)實(shí)施例使用如在圖1中示例出的平面波導(dǎo)。在這些實(shí)施例中，以相同的方式、但是在不同的步驟中來(lái)執(zhí)行光刻步驟。實(shí)際上，通過(guò)使用光刻掩膜僅執(zhí)行一次那些對(duì)光不穩(wěn)定的保護(hù)基團(tuán)的曝光。光刻掩膜的再對(duì)齊是困難的并且是不實(shí)際的，使得第二曝光是在不使用掩膜情況下執(zhí)行的剩余的對(duì)光不穩(wěn)定的保護(hù)基團(tuán)的曝光。
[0077]在下列圖2至圖10中，根據(jù)本發(fā)明的方法的第一實(shí)施例被解釋。
[0078]圖2示出了多個(gè)連接分子2和另外多個(gè)連接分子5的應(yīng)用，其中，多個(gè)連接分子2和另外多個(gè)連接分子5隨后被應(yīng)用為開(kāi)始于平面波導(dǎo)I的外表面11從而在兩個(gè)獨(dú)立的個(gè)體層中進(jìn)行組裝。多個(gè)連接分子2中的連接分子2被直接組裝在外表面11上以形成自組裝單層(SAM)。這些連接分子2包括頭部基團(tuán)(比如一(P03)2_、一(O —P03)2_、三烷氧基矽烷、聚乙烯(L-賴(lài)氨酸))以用于附接到外表面11以及能夠附接另外分子的互補(bǔ)官能團(tuán)的官能團(tuán)22。用于在過(guò)渡金屬氧化物(比如Ta205、T12, Nb2O5)上形成自組裝單層(SAM)的適合的連接分子2比如是:NH2 —終止的自組裝分子氨基十二烷基一磷酸酯(順2 —(CH2) 12- (PO 3) H2)，COOH —終止的自組裝分子羥基一十五烷基一磷酸酯(C00H — (CH2) 15—(PO4)H2)或者是OH —終止的自組裝分子羥基一十二烷基-磷酸酯銨鹽(0H — (CH2)12-(PO4) (NH4) 2)。(參見(jiàn) Samuele Guido P1 Tosatt1:FUNCT1NALIZED TITANIUM SURFACEFOR B1MEDICAL APPLICAT1NS:PHYSICO-CHEMICA CHARACTERIZAT1N AND B1LOGICAL INVITRO EVALUAT1N, DISS.ETH N0.15095)。官能團(tuán)22可以為普通的官能團(tuán)、有機(jī)或縮氨酸金屬螯合吸收劑、單鏈DNA、蛋白質(zhì)受體或其配位體。另外分子并不限于特定類(lèi)型的分子而是在示出的情形中，為利用互補(bǔ)的官能團(tuán)(頭部基團(tuán))51(比如像隨后施加的多個(gè)連接分子5的連接分子5的羧基的普通官能團(tuán))來(lái)進(jìn)行功能化的松裝的矩陣(loosely packedmatrix)(比如、諸如右旋糖苷或者聚乙二醇(PEG)之類(lèi)的聚合物)。此外，隨后施加的多個(gè)連接分子5的連接分子5包括能夠附接到前面施加的層的官能團(tuán)22的頭部基團(tuán)51。官能團(tuán)52能夠附接另外分子的互補(bǔ)官能團(tuán)。在示出的情形中，官能團(tuán)52由對(duì)光不穩(wěn)定的保護(hù)基團(tuán)3保護(hù)。對(duì)光不穩(wěn)定的保護(hù)基團(tuán)3保護(hù)了官能團(tuán)52從而使得沒(méi)有另外分子(比如捕捉分子)的互補(bǔ)官能團(tuán)可以結(jié)合至其上。因此，官能團(tuán)52限于能夠由對(duì)光不穩(wěn)定的保護(hù)基團(tuán)保護(hù)的官能團(tuán)，比如氨基的、含巰基的、羥基的、羧酸鹽基團(tuán)。
[0079]在圖3中，比如通過(guò)與不包括能夠與具有互補(bǔ)官能團(tuán)的另外分子起反應(yīng)或相互作用的官能團(tuán)的另外分子其反應(yīng)，來(lái)使沒(méi)有另外多個(gè)連接分子5的頭部基團(tuán)51結(jié)合至其的多個(gè)連接分子2的官能團(tuán)22失活。失活的官能團(tuán)221不能夠進(jìn)行任何進(jìn)一步的結(jié)合。
[0080]在圖4中，與沿多個(gè)預(yù)定線(xiàn)條4布置的另外多個(gè)連接分子5的官能團(tuán)52結(jié)合的那些對(duì)光不穩(wěn)定的保護(hù)基團(tuán)3被暴露于光線(xiàn)并且被從官能團(tuán)52移除。因此，沿多個(gè)預(yù)定線(xiàn)條4布置的官能團(tuán)52能夠附接另外分子(比如捕捉分子)的互補(bǔ)官能團(tuán)并且布置在多個(gè)預(yù)定線(xiàn)條4之間的官能團(tuán)52承載對(duì)光不穩(wěn)定的保護(hù)基團(tuán)3。如針對(duì)圖1所解釋的，可以借由相位掩膜來(lái)光刻地實(shí)現(xiàn)暴露。示出的單一線(xiàn)條4示例出那些對(duì)光不穩(wěn)定的保護(hù)基團(tuán)3沿其暴露于光線(xiàn)的多個(gè)預(yù)定線(xiàn)條4中的一個(gè)線(xiàn)條。