專利名稱：光學(xué)編碼粒子、系統(tǒng)及高通量篩選的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域是編碼。本發(fā)明的其它可作示范的領(lǐng)域包括生命科學(xué)、安全、產(chǎn)品標(biāo)記、食品加工、農(nóng)業(yè)及化學(xué)檢測(cè)。
背景技術(shù)：
社會(huì)對(duì)標(biāo)記的需要非常廣泛。標(biāo)記是進(jìn)行跟蹤和識(shí)別的基礎(chǔ)。編碼可用作能被人或機(jī)器識(shí)別的標(biāo)記形式，如條形碼的情況一樣。但在微尺度上，標(biāo)記/編碼本身變得困難重重。
對(duì)微尺度材料進(jìn)行編碼的方法因而吸引了人們?cè)絹?lái)越多的注意力，以便在藥品發(fā)明、遺傳篩選、生物醫(yī)學(xué)研究以及生物學(xué)和化學(xué)感應(yīng)的領(lǐng)域用在進(jìn)行高通量篩選等用途。對(duì)增多的分析物進(jìn)行測(cè)量、同時(shí)盡可能減少所必須的樣品數(shù)量的研究方法集中在芯片內(nèi)空間區(qū)別排列或編碼珠。為了生物學(xué)和/或化學(xué)感應(yīng)的目的，已通過(guò)使用位置編碼以記錄特定分析物的響應(yīng)開(kāi)發(fā)了大排列。使用排列相對(duì)于常規(guī)的單個(gè)分析物傳感器的主要優(yōu)點(diǎn)是可以同時(shí)處理和分析大量的分析物。但是，位置排列可遭受低的擴(kuò)散率，并且限制在被感應(yīng)的分析物的濃度范圍上。另一種方法是使用單獨(dú)編碼珠。
早期對(duì)粒子進(jìn)行編碼使用熒光的或紅外活性分子作為二元標(biāo)記物。近期以來(lái)，由于其獨(dú)特的熒光特性，硒化鎘量子點(diǎn)已被證明是對(duì)粒子進(jìn)行編碼的可行的侯選者。較有機(jī)分子而言，量子點(diǎn)具有對(duì)光致褪色的改善的穩(wěn)定性、更尖銳的熒光峰、改善的溶解性以及激發(fā)頻率范圍大等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)6種顏色(限于可見(jiàn)光譜區(qū)熒光的峰寬)和10種強(qiáng)度水平，理論上可對(duì)106個(gè)粒子進(jìn)行編碼。由于光譜的重疊以及樣品的不均一性，實(shí)際操作中難以達(dá)到這一數(shù)目。另外，盡管量子點(diǎn)的光穩(wěn)定性有所提高，但熒光熄滅仍然是可能的，這使將相對(duì)強(qiáng)度的測(cè)量作為一種可靠的編碼方法帶有不確定性。
另一種編碼方法是使用超微金屬棒。這種超微金屬棒的制作是將金屬以受控厚度的交替帶電鍍?cè)诙嗫啄ど?。各種金屬不同的反射特性可被用作條形碼，達(dá)到識(shí)別的目的。反射譜沒(méi)有熒光團(tuán)固有的光致褪色的缺點(diǎn)。而且，熒光分析物不會(huì)干擾粒子信號(hào)。但棒的沉積是相對(duì)復(fù)雜的工藝，而且，可能難以用作其中例如需要大量編碼的編碼方法，因?yàn)楸仨殞⒚恳粋€(gè)棒子放在光學(xué)讀碼器(比如顯微鏡)的焦點(diǎn)以讀出編碼。
利用Ragate和Bragg反射率理論的熒光分子編碼、核-殼量子點(diǎn)編碼以及光子結(jié)晶編碼的方法有賴于生成譜線，作為比特(bit)。可能的編碼的數(shù)量限于2n個(gè)，其中n為可從光譜的其它譜線中辨別出的譜線數(shù)或比特?cái)?shù)。仍需要在微尺度上編碼的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本項(xiàng)發(fā)明涉及一種粒子，其具有根據(jù)粒子不同區(qū)域之間折射率的改變，在粒子物理結(jié)構(gòu)內(nèi)嵌入的編碼庫(kù)的編碼。在理想的實(shí)施方式下，薄膜具有孔隙率，該孔隙率以這樣的方式變化以產(chǎn)生在反射譜中可被識(shí)別的編碼。一種分析檢測(cè)方法使用這種粒子，并檢測(cè)在分析物存在下的光譜移動(dòng)。還披露了具有其它特點(diǎn)的另外的實(shí)施方式。


圖1是本發(fā)明的多層編碼粒子的示意圖；圖2A和2B說(shuō)明了一種優(yōu)選實(shí)施方式的傅立葉(Fourier)變換粒子解碼；圖3A說(shuō)明了用于Rugate粒子解碼的一種優(yōu)選實(shí)施方式的示例性蝕刻波形；圖3B說(shuō)明了一種優(yōu)選實(shí)施方式的Rugate粒子解碼；圖4說(shuō)明了產(chǎn)生編碼粒子的優(yōu)選實(shí)施方式；圖5顯示了在實(shí)驗(yàn)空氣(實(shí)線顯示)和含少量乙醇蒸氣的空氣(虛線顯示)中單獨(dú)的優(yōu)選實(shí)施方式的編碼粒子的光學(xué)反射率譜；圖6顯示了對(duì)于在飽和蒸氣壓力下使用(自底部至頂部，如圖顯示)丙酮、乙醇、甲醛和水分析物的三次暴露/排空循環(huán)測(cè)量的來(lái)自優(yōu)選實(shí)施方式被編碼的多孔硅Rugate粒子的反射激光(632nm)的強(qiáng)度；圖7是在一塊晶片中通過(guò)空間限定、定期改變蝕刻形成的示例性優(yōu)選實(shí)施方式的編碼粒子的圖象；圖8圖示了來(lái)自于15個(gè)單獨(dú)編碼的示例性優(yōu)選實(shí)施方式樣品粒子的反射率譜；
圖9A圖示了來(lái)自于示例性優(yōu)選實(shí)施方式單獨(dú)Rugate編碼樣品粒子和三重編碼Rugate樣品粒子的反射率譜；圖9B是示范性的優(yōu)選實(shí)施方式多重Rugate編碼粒子的示意圖；圖10圖示了為進(jìn)行生物學(xué)篩選而準(zhǔn)備的示例性優(yōu)選實(shí)施方式單獨(dú)Rugate編碼粒子的解碼結(jié)果；圖11圖示了編碼庫(kù)波形的示例以及在多孔硅中的得到的折射率編碼；知圖12顯示了編碼庫(kù)波形的示例。
具體實(shí)施例方式
本項(xiàng)發(fā)明涉及一種粒子，其具有根據(jù)粒子不同區(qū)域之間折射率的改變，在粒子物理結(jié)構(gòu)內(nèi)嵌入的編碼庫(kù)的編碼。優(yōu)選通過(guò)改變粒子中形成的孔隙率改變折射率。來(lái)自粒子的反射產(chǎn)生了一種光學(xué)特征，其唯一地對(duì)應(yīng)于編碼庫(kù)中的編碼，這種編碼被用來(lái)通過(guò)計(jì)算機(jī)波形控制的蝕刻形成粒子。反射可發(fā)生在可見(jiàn)和/或不可見(jiàn)波長(zhǎng)上。編碼庫(kù)提供大量的波形，每一波形在控制蝕刻形成粒子時(shí)產(chǎn)生一種唯一的光學(xué)特征。在優(yōu)選實(shí)施方式形成方法中，通過(guò)蝕刻工藝產(chǎn)生多層多孔編碼結(jié)構(gòu)，在該蝕刻過(guò)程中蝕刻條件在孔形成過(guò)程中變化?？蛇M(jìn)行切割形成成具有小尺寸范圍(比如，從幾百納米到幾百微米)的編碼粒子。
本項(xiàng)發(fā)明的方法和粒子可應(yīng)用于許多行業(yè)，包括但不限于藥品發(fā)明、生物學(xué)篩選、化學(xué)篩選、生物學(xué)標(biāo)記、化學(xué)標(biāo)記、體內(nèi)標(biāo)記、安全識(shí)別及產(chǎn)品標(biāo)注。本項(xiàng)發(fā)明的粒子及方法的各種屬性使得在各行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。粒子的小尺寸使其能被方便地引入各種主體，例如產(chǎn)品、試驗(yàn)箱、被化驗(yàn)品、粉末(如用于鑒定的爆炸物)、糊狀物、液體、玻璃、紙張以及可接納細(xì)小粒子的任何其它主體或系統(tǒng)。通過(guò)本發(fā)明的生物相容的粒子使得能夠體內(nèi)檢測(cè)，其然后可例如利用穿透組織的近紅外線和紅外線波長(zhǎng)通過(guò)組織查詢。
根據(jù)上文對(duì)本發(fā)明示例性方面和應(yīng)用，優(yōu)選實(shí)施方式的粒子通過(guò)其變化的多孔結(jié)構(gòu)的反射率譜所固有的編碼而被識(shí)別。本發(fā)明的另一方面，物質(zhì)例如生物學(xué)或化學(xué)物質(zhì)附著在多孔結(jié)構(gòu)中，而粒子則成為鑒別由孔所攜帶的物質(zhì)的標(biāo)簽。本發(fā)明的另一方面，編碼粒子的反射率譜的變化可反映粒子孔中的物質(zhì)的存在、缺乏或數(shù)量。
圖1顯示了優(yōu)選實(shí)施方式編碼粒子10的橫截面。編碼粒子10包含具有層或區(qū)域121-12N的多層多孔薄膜。在此使用多層意味著必須存在具有不同孔隙率的多個(gè)區(qū)域。在一些實(shí)施方式中，孔隙率之間的轉(zhuǎn)變可為逐漸的。這意味著多層包括具有多個(gè)孔隙率逐漸轉(zhuǎn)變的結(jié)構(gòu)和具有多個(gè)孔隙率突然轉(zhuǎn)變的結(jié)構(gòu)兩者。與這一定義相一致，層121-12N由變化的孔隙率進(jìn)行定義，其可逐漸變化或突然變化。另外，“層”的使用不僅包含了獨(dú)立的沉積層，例如，還包含具有變化的孔隙率的連續(xù)結(jié)構(gòu)。換言之，“層”包括但不僅僅意味著獨(dú)立的形成過(guò)程或沉積。具有變化的孔隙率的層或區(qū)域121-12N的多層多孔薄膜結(jié)構(gòu)是在基底14上形成的，見(jiàn)圖1顯示。但是，本發(fā)明的實(shí)施方式包括多層薄膜粒子結(jié)構(gòu)，例如從基底上剝離的層121-12N，它們最初在該基底上或從該基底形成。多孔層121-12N通過(guò)從編碼庫(kù)中選擇并通過(guò)計(jì)算機(jī)控制的蝕刻引入層中的編碼進(jìn)行編碼，以應(yīng)用編碼在反射率譜中產(chǎn)生干涉圖樣，其形成對(duì)應(yīng)于從編碼庫(kù)中選擇的編碼的光學(xué)特征。多孔層121-12N之間界面反射的光與來(lái)自其他層之間的界面的光發(fā)生干擾，在反射率譜中產(chǎn)生干涉圖樣。本發(fā)明中的粒子10特別通過(guò)編碼庫(kù)中編碼進(jìn)行編碼，其用來(lái)在粒子10形成過(guò)程中控制蝕刻條件和層厚。層界面的折射率、化學(xué)組成以及每層121-12N的厚度影響由特定粒子產(chǎn)生的光學(xué)特征。因此，在粒子10的形成過(guò)程中改變?cè)谔囟Ｗ又袑又g的相對(duì)孔隙率(以影響折射率)和改變層的厚度可以修整反射率譜中特定的光學(xué)特征?？紫堵蔬€影響反射率譜中峰的強(qiáng)度，提供另外的編碼可能。從編碼庫(kù)中選出的每個(gè)編碼或每組編碼可用來(lái)一再地復(fù)制同樣的光學(xué)特征，產(chǎn)生具有相同編碼的粒子。除此之外，可從編碼庫(kù)中選擇不同的編碼來(lái)產(chǎn)生不同光學(xué)特征的粒子。
多孔層121-12N可由任何多孔半導(dǎo)體或絕緣體形成。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式粒子中，多孔硅被用來(lái)形成多孔層121-12N。在氫氟酸溶液中對(duì)結(jié)晶硅的受控的陽(yáng)極蝕刻可同時(shí)對(duì)多孔層121-12N的孔隙率和厚度進(jìn)行控制。通常來(lái)說(shuō)，蝕刻的時(shí)間控制著多孔層的厚度，而蝕刻電流的密度控制著孔隙率。此外，電流密度施加的時(shí)間選擇影響將要產(chǎn)生的光學(xué)特征。層121-12N的厚度和孔隙率可彼此不相同，從而產(chǎn)生特定的光學(xué)特征。編碼庫(kù)中的編碼在蝕刻電流密度的持續(xù)時(shí)間、水平和時(shí)間選擇上不同，并且在庫(kù)中的每一編碼在給定的材料如硅上產(chǎn)生唯一的光學(xué)特征，該材料被蝕刻以生成編碼粒子。
孔隙率和厚度的變化遵循一種模式，該模式依據(jù)選自編碼庫(kù)中的編碼確立。在某些實(shí)施方式中，孔隙率在各層之間逐漸變化，而在另外一些情況孔隙率可突然改變。多孔硅是層121-12N的優(yōu)選材料。多孔硅具有許多已被證明的優(yōu)點(diǎn)。例如，多孔硅被證明是生物相容的。另外，氧化的多孔硅的表面化學(xué)與氧化硅同樣有效。因此，由于生化衍生作用和配合基固定化，很好地理解該表面化學(xué)。
在優(yōu)選實(shí)施方式中，層121-12N形成以在多孔結(jié)構(gòu)中包括受體材料。受體的目的是與所關(guān)心的特定分析物結(jié)合。示范性受體(也被稱為結(jié)合體)公開(kāi)在，例如，標(biāo)題為“Porous Semiconductor Based Optical InterferometricSensor”的美國(guó)專利No.6,248,539中?？赏ㄟ^(guò)將受體分子束縛到多孔層121-12N的任意方式，使受體分子與多孔硅層121-12N吸附或聯(lián)合。這包括但不限于受體分子與半導(dǎo)體的共價(jià)結(jié)合、受體分子與層的離子締合、將受體分子吸附到層的表面、或其它類似技術(shù)。聯(lián)合也可包括通過(guò)共價(jià)方式將受體分子連接到另一部分，該部分依次通過(guò)共價(jià)方式連接到多孔層121-12N上，或通過(guò)雜化或其它生物學(xué)聯(lián)合機(jī)理將目標(biāo)分子連接到另一部分，該部分連接到多孔層121-12N。其它具體的例子包括受體配合基，其已被附著在多孔硅層上從而形成生物傳感器。結(jié)合到本發(fā)明粒子10上的分析物通過(guò)粒子10提供的編碼變得可識(shí)別和跟蹤。
多層薄膜12x-12N的強(qiáng)度和波長(zhǎng)性質(zhì)均可能進(jìn)行編碼。優(yōu)選的實(shí)施方式為具有不匹配光學(xué)厚度的多層薄膜121-12N的粒子10。光學(xué)厚度定義為一層的折射率乘以其公制厚度。參考圖2A和2B，以這種方式編碼的粒子10在所生成的反射率干擾頻譜的傅立葉變換中顯示出光學(xué)特征。圖2A中示出示例性的所產(chǎn)生干擾頻譜。圖2B中顯示出的傅立葉變換顯示出具有良好可分辨峰的光學(xué)特征。粒子10可以設(shè)定具有一系列清楚的峰(a、b、c)。
反射譜中的峰強(qiáng)度通過(guò)在層121-12N之間的界面的折射率控制，該折射率通過(guò)相鄰層之間的孔隙率的變化決定。這種變化可能是逐漸的，也可能是急劇的。峰的位置可通過(guò)調(diào)整層的厚度控制。通過(guò)變換每一反射率峰的相對(duì)強(qiáng)度，可以進(jìn)行額外編碼，其可以通過(guò)調(diào)整電化蝕刻參數(shù)設(shè)計(jì)到發(fā)明的粒子10中，以控制層121-12N的孔隙率。據(jù)此，對(duì)每一峰具有A個(gè)可分辨位置和B個(gè)可分辨強(qiáng)度的N層粒子10可以編碼(A*B)N粒子。此外，具有對(duì)每一峰具有A個(gè)可分辨位置的N個(gè)峰與相對(duì)強(qiáng)度順序的任何組合的粒子10能夠編碼N！(A)N中的一個(gè)。
發(fā)明的實(shí)施方式包括復(fù)雜編碼的粒子和粒子系統(tǒng)。其中，粒子通過(guò)晶體P+(～1mOhm/cm)硅晶片的靜電陽(yáng)極蝕刻進(jìn)行編碼。多孔層的厚度和孔隙率由隨時(shí)間的電流密度和腐蝕溶液的組成控制。電腦生成的波形允許實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的編碼策略。應(yīng)用電腦生成波形控制蝕刻循環(huán)的持續(xù)時(shí)間，使得每一個(gè)都是唯一的，以生成孔隙率，因此有效的折射率與施加的電流波形直接相應(yīng)地變化。電流波形的編碼部分按常規(guī)運(yùn)行之后，可以施加短時(shí)高量的電流脈沖以去除晶片中生成的多孔基體。自由多孔基體包括光晶體粒子。蝕刻前晶片的掩蔽可以生成不同形狀的粒子。這些形狀提供用于識(shí)別的額外機(jī)會(huì)。
使用小心控制的電腦波形重復(fù)上述過(guò)程可以形成唯一粒子類型的大庫(kù)。這些庫(kù)可以用于形成試驗(yàn)箱。庫(kù)和特定的粒子類型形成用于高通量篩選和生物鑒定方法的基礎(chǔ)。
數(shù)據(jù)提取和分析的方法可以體現(xiàn)光譜的所有復(fù)雜性，這種復(fù)雜性是由光晶體的反射率性能導(dǎo)致的。與傳統(tǒng)的將熒光編碼方法與熒光分析結(jié)合的生物鑒定系統(tǒng)不同，我們的技術(shù)不具有用分析讀取的編碼方法的光譜重合的問(wèn)題。光譜線在本發(fā)明方法中不用作比特。比如分析檢測(cè)方法是基于反射，并探測(cè)光譜移動(dòng)，而非光譜峰的存在、存在度、集中度或者缺乏。光譜識(shí)別的可能性包括多變量分析以及相對(duì)和比率多峰分析。
另外一種編碼策略包括周期性結(jié)構(gòu)。示范的周期性結(jié)構(gòu)包括具有層121-12N的粒子10，該層121-12N層經(jīng)孔隙率和厚度構(gòu)置以形成Bragg堆疊或者Rugate濾鏡。比如，Bragg堆疊可以通過(guò)具有匹配的光學(xué)厚度的層交替而產(chǎn)生。通過(guò)改變本發(fā)明的粒子10中層121-12N孔隙率限定的Bragg堆疊將在反射率譜中產(chǎn)生峰，具有在反射率譜中良好分辨(例如，～10nm)的半高寬峰(full width half maximum peak)。通過(guò)多層結(jié)構(gòu)121-12N層的界面的折射率變化生成的Rugate濾鏡還在反射濾譜中生成類似的窄峰，并且還抑制邊帶和更高級(jí)別(higher order)的反射。
圖3A和3B闡明了優(yōu)選實(shí)施方式Rugate粒子編碼策略。Rugate編碼粒子可以通過(guò)用周期性的蝕刻條件變化蝕刻半導(dǎo)體或者絕緣體而產(chǎn)生，使得材料中的折射率按照正弦(或繞射(apodised)正弦)函數(shù)變化。該結(jié)構(gòu)可通過(guò)用擬正弦電流波形蝕刻半導(dǎo)體晶片產(chǎn)生。圖3A顯示，在用于產(chǎn)生示范實(shí)施方式的蝕刻中蝕刻電流密度(n)的示范正弦波變化的周期為18秒鐘。在圖3B可以看到，編碼生成了清晰可辨的窄峰。峰的強(qiáng)度和位置可以隨層厚度和折射率變化。
圖4中說(shuō)明了構(gòu)成編碼多孔粒子10的優(yōu)選方法。選擇合適的半導(dǎo)體或絕緣體，比如硅片，進(jìn)行加工(第14步)。比如，硅片可以切割并掩蔽以具有暴露的用于蝕刻的部分。一種示范的合適半導(dǎo)體材料為單晶硅晶片。此后限定空間編碼(第16步)?？臻g編碼限定在將被蝕刻的材料上的編碼范圍。進(jìn)行空間溶解(resolved)蝕刻使得編碼被編在硅片的顆粒尺寸的部分中。在題目為“Photolithographic fabrication of luminescent images on poroussilicon structures”的美國(guó)專利No.5,318,676(1994年6月7日公告)中披露了一種示范的空間溶解蝕刻方法，。在一個(gè)替代工藝中，空間限定的步驟(第16步)被省略。比如，單獨(dú)的硅片或硅片的區(qū)域可以蝕刻，以包括具有單獨(dú)編碼的粒子。這樣，可以蝕刻其他硅片以含有具有不同編碼的粒子。隨后開(kāi)始陽(yáng)極蝕刻，比如在氫氟酸和乙醇的水溶液中(第18步)。此后，用根據(jù)所限定的編碼策略變化的蝕刻條件進(jìn)行蝕刻(第20步)。發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)編碼被蝕刻到硅片上。橫向(圖1中的縱向)編碼但是仍然相聯(lián)系的粒子可以從硅片上去除(第22步)，比如通過(guò)高水平的電解拋光電流?？臻g限定蝕刻部分之間的區(qū)域可以被切割以使不同編碼硅片部分分離。單個(gè)粒子此后可以在例如通過(guò)機(jī)械攪動(dòng)或者超聲波破裂進(jìn)行的切割中分離(第24步)。粒子分離(第24步)優(yōu)先制造出微米級(jí)的粒子，比如在從幾百納米到幾百微米范圍內(nèi)的粒子。粒子分離(第24步)或者在第20步或者第22步之后可以進(jìn)行粒子指定的步驟(第26步)。粒子指定可以包括，比如，為了特定的生物、生物醫(yī)學(xué)、電子或者環(huán)境應(yīng)用的多孔多層結(jié)構(gòu)121-12N的化學(xué)改性。舉例說(shuō)明，粒子可以用于分析物的受體或者以靶向部分(比如糖或者多肽)進(jìn)行改性。另外，結(jié)合(binding)可以例如通過(guò)分析物的熒光標(biāo)識(shí)或者分析物自身熒光來(lái)表示(signal)。在使用粒子10時(shí)，根據(jù)與指定的目標(biāo)分析物進(jìn)行結(jié)合時(shí)的光學(xué)特征，可以鑒別出該粒子。這個(gè)指定步驟在發(fā)明實(shí)施方式中也可以省略。
在發(fā)明的其他實(shí)施方式中，編碼粒子可以放置在合適的主體中，即任何液體、粉末、細(xì)塵或者其他將承載發(fā)明的微米級(jí)的編碼粒子的材料。置于主體中的粒子例如可以被用于鑒別人造粉末的來(lái)源，比如爆炸物。另外一種潛在的主體是動(dòng)物。本發(fā)明的生物相容的粒子可以活體植入到動(dòng)物主體中。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的多孔硅粒子10的反射率譜包括例如可視、近紅外和紅外光譜。這顯示出了通過(guò)活體組織等障礙感知到本發(fā)明的粒子的編碼的可能性。
實(shí)施方式示例和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)在討論發(fā)明實(shí)施方式示例。這里的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是為了向技術(shù)人員說(shuō)明發(fā)明的潛在應(yīng)用。這里所列出的設(shè)備僅僅是為了讓技術(shù)人員理解此處報(bào)告的數(shù)據(jù)。例如，本發(fā)明的商業(yè)實(shí)施方式發(fā)明設(shè)備可采用基本上不同的形式，以便能低成本大規(guī)模生產(chǎn)。
第一個(gè)實(shí)施方式示例為遠(yuǎn)距離探測(cè)，這是用于從遠(yuǎn)處鑒別分析物的化學(xué)探測(cè)技術(shù)。本發(fā)明的粒子10包括感知特定分析物的受體。粒子的編碼以及與分析物結(jié)合的指示可以在反射率譜中被檢測(cè)到，例如使用低功率激光。該受體例如可以對(duì)于感知生物分子或者將編碼粒子附著在細(xì)胞、孢子或者花粉粒子上是特定的。
使用示范編碼多層多孔硅膜進(jìn)行遠(yuǎn)距離探測(cè)技術(shù)的測(cè)試。通過(guò)在1∶3乙醇∶48％含水HF溶液中電化蝕刻(100)定向拋光的硅片(p++-型，B摻雜，＜1mΩ-cm電阻率)制備多層多孔硅膜。蝕刻電流密度周期性地由擬正弦波(在11.5至34.6mA/cm2之間)調(diào)整，以產(chǎn)生正弦變化的孔隙率梯度。通過(guò)施加30秒電流密度為600mA/cm2的電解拋光脈沖將薄膜與基底分離。此后通過(guò)機(jī)械研磨或者超聲波破裂將獨(dú)立式的薄膜制成粒子，以制造大小從幾百納米到幾百微米的粒子。圖5中的光學(xué)反射率譜近似于Rugate濾鏡，在滿足Bragg方程和適當(dāng)?shù)南嗥ヅ錀l件的的波長(zhǎng)和源-樣品-探測(cè)器角度處顯示出尖銳的反射最大值。
將粒子固定在玻璃板上并放置在配有光學(xué)窗和Baratron壓力計(jì)的氣體配制室中。以10MW的He/Ne激光照射粒子。如圖5中所示，形成的粒子在空氣中強(qiáng)烈反射He/Ne激光的在632nm波長(zhǎng)的光線。用于獲取圖5數(shù)據(jù)的激光的光譜位置顯示以供比較(垂直箭頭)。這些數(shù)據(jù)是通過(guò)在光學(xué)顯微鏡的焦平面上使用Ocean Optics CCD可視分光計(jì)獲得的。當(dāng)暴露于分析物氣體時(shí)，毛細(xì)凝聚作用導(dǎo)致粒子的反射率譜由于多孔介質(zhì)的折射率的提高向較長(zhǎng)波長(zhǎng)移動(dòng)，且觀察到粒子變暗。
對(duì)于一系列可冷凝的分析物蒸汽，從許多粒子中同時(shí)反射的光強(qiáng)度的相對(duì)變化可以在固定波長(zhǎng)(632nm)上被量化，如圖6中所示。在25℃下，每一種分析物的蒸汽壓力分別為222、60、28、和24托。以來(lái)自在8英寸Schmidt-Cassegrain采集光學(xué)設(shè)備的物鏡上安裝的放大硅光電二極管中的光電流測(cè)量相對(duì)反射光強(qiáng)度。樣品距離激光和探測(cè)光學(xué)裝置20米。為了清晰，光譜在Y軸方向偏移。在飽和蒸汽壓下，這些蒸汽被導(dǎo)入曝光室中。在正常熒光室照明存在下，使用中斷燈和相敏探測(cè)(Stanford Instruments SR-510鎖定放大器)在20米距離處測(cè)量反射光的強(qiáng)度。未使用任何其他光學(xué)或電子過(guò)濾。在多孔硅表面處的吸附和/或微毛細(xì)管凝聚的特性很大程度上依賴于表面化學(xué)，且對(duì)于疏水分析物相對(duì)于親水分析物，實(shí)驗(yàn)中使用的氫封端的、疏水形成的材料具有大得多的親和力。因此，在分壓與用于更疏水的有機(jī)分析物的分壓相當(dāng)時(shí)，粒子對(duì)于水蒸汽相對(duì)不敏感。沒(méi)有嘗試提供樣品或光學(xué)裝置的聲學(xué)或振動(dòng)分離，在數(shù)據(jù)中觀察到的大部分噪音可歸結(jié)為實(shí)驗(yàn)室震動(dòng)。使用近紅外激光光源，靈敏度還應(yīng)當(dāng)?shù)玫竭M(jìn)一步提高，其中背景輻射和大氣吸附以及散射更不顯著。
本發(fā)明另外一項(xiàng)優(yōu)選示范應(yīng)用為通過(guò)本發(fā)明的編碼粒子10進(jìn)行生物分子篩選。對(duì)于少量層，可能產(chǎn)生數(shù)以百萬(wàn)的編碼。已測(cè)試了使用熒光標(biāo)記的蛋白質(zhì)的簡(jiǎn)單的基于抗體的生物檢測(cè)。對(duì)于范例的化學(xué)感應(yīng)實(shí)施方式，使用如前所述的周期性Rugate格式的編碼。通過(guò)在蝕刻前掩蔽晶片，生成了界限清晰的粒子板，如圖7中所示。
圖7粒子用于顯示632nm下的光子(photonic)光譜最大值。嵌入物(為了清晰在圖上方再現(xiàn))的比例相當(dāng)于每小格2μm。通過(guò)此種方式生成的多層編碼粒子在光學(xué)反射率譜中顯示出非常尖銳的譜線。這條線可以在可視至近紅外光譜范圍內(nèi)的任何地方出現(xiàn)，取決于程序蝕刻中使用的波形。
圖8中呈現(xiàn)了15種獨(dú)立編碼的示范波形。圖8呈現(xiàn)了使用正弦蝕刻(Rugate編碼結(jié)構(gòu))所制備的15種多孔硅多層樣品的反射率譜。每一樣品包含單獨(dú)的Rugate頻率碼。使用具有70×的物鏡的Cambridge Instruments顯微鏡獲得該譜。用鎢燈照明樣品，通過(guò)Ocean Optics SD2000CCD(電荷耦合器件)分光計(jì)測(cè)量反射光譜。樣品粒子通過(guò)在48％的含水HF∶乙醇(3∶1，體積比)溶液中陽(yáng)極蝕刻p++型、B摻雜的、(100)定向硅(電阻率＜1mΩ-cm2)制備。在擬正弦電流波形中使用的Rugate結(jié)構(gòu)的典型蝕刻參數(shù)為振蕩范圍11.5至19.2mA cm-2，50循環(huán)，周期為18秒。使用時(shí)長(zhǎng)40秒的460mA cm-2電流脈沖將薄膜從基底上分離。在電化蝕刻(在顯影(development)前以轉(zhuǎn)速4000r.p.m旋涂60秒，在90℃下軟烤2分鐘，使用接觸式掩模對(duì)準(zhǔn)器進(jìn)行紫外線曝光，在120℃下硬烤30分鐘)之前在硅片上施用S-1813光致抗蝕劑(Shipley)來(lái)制備光刻(lithographically)限定的粒子。圖8中呈現(xiàn)的光譜特征可比從分子或核-殼量子點(diǎn)獲得的熒光光譜窄很多。
圖9A顯示了由單周期(底部)和3個(gè)獨(dú)立周期(頂部)進(jìn)行蝕刻的多孔硅Rugate編碼粒子的反射率譜。圖9B圖解顯示了優(yōu)選實(shí)施方式的多重編碼粒子10a，其中含有三組編碼層12、16和18。多重Rugate編碼可以空間隔離，也可以在同一物理位置進(jìn)行蝕刻，如在不同的深度上形成的多層組，各自形成獨(dú)立的Rugate編碼。每一編碼層組12、16和18具有周期性變化的孔隙率，從而構(gòu)成獨(dú)立的Rugate或者Bragg編碼。
示例粒子在反射率光譜中呈現(xiàn)表示它們的多層結(jié)構(gòu)的峰。這些在底部光譜上顯示的示例粒子是用在11.5至19.2mA cm-2變化的正弦電流(循環(huán)50，周期18秒)蝕刻的。頂部光譜代表的三重編碼的粒子(三重Rugate)是用振蕩在11.5至34.6mA cm-2的正弦電流(循環(huán)20，周期10秒(520nm)；循環(huán)45，周期12秒(610nm)；和循環(huán)90，周期14秒(700nm))蝕刻的。該示例粒子的厚度大約為15μm。為了清晰，光譜在y軸方向上偏移。
為了在測(cè)試編碼方法在生物篩選應(yīng)用中的可靠性，我們準(zhǔn)備了兩批不同的編碼粒子作為單獨(dú)Rugate結(jié)構(gòu)。兩批粒子均經(jīng)過(guò)臭氧氧化處理，以增加其在水介質(zhì)中的穩(wěn)定性并使其具有親水表層。用經(jīng)壓縮空氣稀釋的O3流對(duì)粒子進(jìn)行氧化。對(duì)用750-nm光譜特征編碼的對(duì)照粒子用濃縮的BSA進(jìn)行處理(Sigma，5g在100毫升兩次蒸餾水中)并在37℃在空氣中在5％CO2下培育3個(gè)小時(shí)。540-nm編碼的測(cè)試粒子暴露于在涂覆緩沖液中(1000毫升兩次蒸餾水中2.93克NaHCO3、1.61克Na2CO3)的50μg ml-1鼠清蛋白，并在37℃在5％CO2下培育2個(gè)小時(shí)。測(cè)試粒子隨后在37℃下在5％CO2下暴露于兔子抗鼠清蛋白原發(fā)抗體在BSA濃縮溶液的1∶100稀釋物1個(gè)小時(shí)。兩批粒子此后混合在一起并在FITC(異硫氰酸熒光素)共軛的山羊抗兔子免疫球蛋白-G在BSA溶液中的存在培育1個(gè)小時(shí)。用熒光和光譜發(fā)射系數(shù)顯微術(shù)隨后探測(cè)與編碼粒子結(jié)合的分析物。
圖10中呈現(xiàn)了解碼的結(jié)果。對(duì)16個(gè)粒子進(jìn)行解碼獲得以下結(jié)果在8個(gè)綠色熒光粒子中，8個(gè)粒子被確定地解碼，屬于功能化的鼠清蛋白批次(圖10的曲線A)。8個(gè)非熒光粒子中，6個(gè)粒子被正確地解碼(圖10的曲線B)，一個(gè)粒子顯示出錯(cuò)誤的編碼，另外一個(gè)粒子無(wú)法解讀?？赡茱@示錯(cuò)誤編碼的粒子屬于第一批的粒子，但沒(méi)有用鼠清蛋白進(jìn)行充分地功能化，所以未能在抗體檢測(cè)中產(chǎn)生熒光。這是可以理解的，因?yàn)樵趯?shí)驗(yàn)中鼠清蛋白沒(méi)有共價(jià)附著在氧化硅覆蓋的粒子上。許多穩(wěn)定的化學(xué)改性化學(xué)已經(jīng)被開(kāi)發(fā)出來(lái)，用于氧化或非氧化的多孔硅，且其中一些已用特定抗體或受體證明。因此固定生化或者化學(xué)組分的問(wèn)題很容易得到解決。另外，化學(xué)改性可以防止在水介質(zhì)中的侵蝕，這種侵蝕可能導(dǎo)致在光學(xué)編碼中的不期望的移動(dòng)和/或不可讀的粒子。在已經(jīng)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中，除了進(jìn)行臭氧氧化以產(chǎn)生氧化硅層外，沒(méi)有進(jìn)行鈍化化學(xué)處理，在浸在堿性水介質(zhì)時(shí)，觀察到光譜編碼根據(jù)培育時(shí)間在0至50nm之間移動(dòng)。
多層多孔硅編碼結(jié)構(gòu)較目前的編碼方法具有許多優(yōu)勢(shì)?？蓸?gòu)造多孔硅編碼結(jié)構(gòu)，其顯示跨越光譜的可見(jiàn)光、近紅外和紅外區(qū)域的光譜。另外，與從量子點(diǎn)的高斯集合中獲取的光譜相比，Rugate濾鏡的反射率光譜可以顯示尖銳得多的光譜特征。在其他實(shí)施方式中，光譜移動(dòng)可用于探測(cè)，因此避免編碼方法與檢測(cè)讀出的光譜重合。本發(fā)明包括不同編碼粒子庫(kù)，還包括不同形狀的粒子。
由于其多孔編碼結(jié)構(gòu)，更多編碼可以被置于更窄的譜窗。不同于基于成層金屬納米棒、熒光或振動(dòng)特征的編碼方法，該發(fā)明的編碼粒子可以使用光衍射技術(shù)進(jìn)行探測(cè)，因此無(wú)需使用成像光學(xué)來(lái)閱讀編碼。編碼粒子可使用常規(guī)的熒光標(biāo)記技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)，感光(sensitive)化學(xué)和生物化學(xué)檢測(cè)技術(shù)也可導(dǎo)入編碼粒子的光學(xué)結(jié)構(gòu)，消除對(duì)熒光探針和聚焦光學(xué)器件的需要。此外，由于優(yōu)選實(shí)施方式的氧化多孔硅編碼粒子對(duì)于環(huán)境呈現(xiàn)類似氧化硅的表面，它們不容易猝熄來(lái)自有機(jī)發(fā)色團(tuán)的熒光，并且可以使用為玻璃珠生物鑒定而開(kāi)發(fā)的化學(xué)對(duì)其處理和改性。硅基編碼粒子易于與現(xiàn)有芯片技術(shù)結(jié)合。
在醫(yī)學(xué)診斷應(yīng)用時(shí)使用本發(fā)明的編碼硅粒子比有機(jī)染料或量子點(diǎn)更有優(yōu)勢(shì)。活體研究已顯示出多孔硅的生物相容性和多層結(jié)構(gòu)的反射數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。此外，可能在近紅外、組織穿透性的波長(zhǎng)對(duì)粒子進(jìn)行光學(xué)編址，而沒(méi)有與低熒光量子的產(chǎn)率有關(guān)的耗損，使得這些材料可受體內(nèi)診斷的檢驗(yàn)。最后，由于多孔編碼是多孔結(jié)構(gòu)的整體有序部分，所以對(duì)于編碼的部分不能缺失、混淆或光退色，而這些情況是可能發(fā)生于量子點(diǎn)或熒光分子上的。
下面我們討論一些具體編碼，以它們?yōu)槔f(shuō)明可用于構(gòu)建編碼庫(kù)的復(fù)雜的編碼。圖11顯示的是多孔硅中的實(shí)例編碼和因此產(chǎn)生的折射率。該編碼是一個(gè)波形，其具有根據(jù)時(shí)間施加的特定的蝕刻電流密度，如圖11中的電流對(duì)時(shí)間曲線所示，并且在蝕刻變形多孔材料中產(chǎn)生特定的折射率相對(duì)深度的圖的編碼，如圖11右側(cè)所示。
通過(guò)實(shí)驗(yàn)核實(shí)，編碼庫(kù)可根據(jù)以下表格中的信息通過(guò)對(duì)于時(shí)間的不同蝕刻電流進(jìn)行實(shí)驗(yàn)構(gòu)成。
表格I

表格II


上述表格I描述了圖12顯示的波形的定時(shí)。該波形包括最初的低電流15毫安及后來(lái)在特定時(shí)間的45毫安的高電流。使用在Princeton InstrumentsModel 363穩(wěn)壓器/穩(wěn)流器(galvenastat)中的PCI-6042E DAQ卡，通過(guò)鉑網(wǎng)狀電極以每秒2000次更新向約1毫歐T型硅片施以電流。蝕刻溶液由48％氫氟酸與乙醇以3∶1配成。樣品蝕刻后以乙醇沖洗并放置于真空混合皿(desecrator)直至獲得光譜。使用海洋光學(xué)(ocean optic)SD2000CCD分光計(jì)獲得光譜，在十分鐘周期過(guò)程中在22毫秒下，0.1秒延遲，沒(méi)有平均。表格II顯示了不同的樣品和應(yīng)用于不同樣品的編碼。表格I給出了五個(gè)編碼。對(duì)于兩個(gè)樣品的每一個(gè)得出結(jié)果，且該兩個(gè)樣品的每一個(gè)給出的編碼顯示了由此產(chǎn)生的光學(xué)特征具有唯一的可識(shí)別的特點(diǎn)。重復(fù)實(shí)驗(yàn)之間細(xì)微的偏移是由實(shí)驗(yàn)制作過(guò)程的不精確引起的。商業(yè)制造過(guò)程可以減少這種偏移。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解，在任何情況下，用同一編碼蝕刻的晶體間的細(xì)微差異是允許的。當(dāng)今有很多技術(shù)可用于比較有細(xì)微不同的光學(xué)特征并決定是否與編碼實(shí)質(zhì)上匹配。例如，可以使用總波形包跡線(envelope)、以及與在編碼內(nèi)的內(nèi)標(biāo)(internal reference)(即，第一個(gè)、中間和最后的條紋)有關(guān)的條紋數(shù)量、頻率等，來(lái)區(qū)分復(fù)制和采用方法如主要(principle)組分分析或其他多變量分析方法的其他編碼。比如，按照本發(fā)明經(jīng)蝕刻產(chǎn)生的光學(xué)特征中的圖樣從而形成可識(shí)編碼，因而為了鑒定，足以鑒定特征圖樣的信息可儲(chǔ)存在圖樣編碼庫(kù)中。
盡管已顯示和描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，但其他修改、代替和替換對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見(jiàn)的。在不偏離由所附權(quán)利要求確定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可作出這些修改、代替和替換。
本發(fā)明的各種特征在所附權(quán)利要求中列明。
權(quán)利要求
1.光學(xué)編碼粒子(10，10a)庫(kù)生成方法，包括選擇一組電腦控制波形中的一個(gè)波形；和在蝕刻材料過(guò)程中應(yīng)用一組電腦控制波形中的這一波形，以從該材料制造粒子庫(kù)的粒子，該粒子庫(kù)的粒子包括，具有折射率相對(duì)深度的圖(profile)的多孔層，該折射率相對(duì)深度的圖唯一對(duì)應(yīng)于一組電腦控制波形的這一波形，該折射率相對(duì)深度的圖在反射率光譜中唯一的干涉圖樣，其形成與一組電腦控制波形中的這一波形相對(duì)應(yīng)的光學(xué)特征。
2.權(quán)利要求1中的粒子庫(kù)生成方法，其中粒子的直徑為數(shù)百微米或更小。
3.權(quán)利要求1中的粒子庫(kù)生成方法，其中所述在反射率光譜中的干涉圖樣延伸超越可見(jiàn)光譜。
4.權(quán)利要求1中的粒子庫(kù)生成方法，進(jìn)行以形成第一多孔層和n層其他多孔層，其中所述第一多孔層和所述n層其他多孔層周期性交替并形成Bragg堆疊。
5.權(quán)利要求1中的粒子庫(kù)生成方法，進(jìn)行以形成第一多孔層和n層其他多孔層，其中所述第一多孔層和所述n層其他多孔層形成Rugate反射體。
6.權(quán)利要求1中的粒子庫(kù)生成方法，其中該材料包括半導(dǎo)體。
7.權(quán)利要求6中的粒子庫(kù)生成方法，其中所述半導(dǎo)體包括硅。
8.權(quán)利要求1中的粒子庫(kù)生成方法，其中該材料包括絕緣體。
9.權(quán)利要求1中的粒子庫(kù)生成方法，進(jìn)一步含有結(jié)合預(yù)定的分析物的受體。
10.光學(xué)編碼粒子(10，10a)，包括薄膜，其中孔隙率根據(jù)電腦控制波形庫(kù)中的一個(gè)波形以產(chǎn)生在反射率光譜中可識(shí)別的編碼庫(kù)中的一個(gè)編碼的方式變化。
11.權(quán)利要求10中的粒子，使用的分析檢測(cè)方法包括檢測(cè)譜移的步驟。
12.權(quán)利要求10中的粒子，進(jìn)一步含有受體。
13.權(quán)利要求12中的粒子，其中所述受體是用于生物分析物的受體。
14.權(quán)利要求12中的粒子，其中所述受體是用于化學(xué)分析物的受體。
15.權(quán)利要求12中的粒子，其中所述受體是用于氣態(tài)分析物的受體。
16.權(quán)利要求10中的粒子，進(jìn)一步含有用于檢測(cè)該粒子的熒光標(biāo)記。
17.權(quán)利要求10中的粒子，其中該薄膜含有多孔硅。
18.權(quán)利要求10中的粒子，為微米級(jí)的。
19.對(duì)薄膜進(jìn)行編碼的方法，包括下述步驟蝕刻半導(dǎo)體或絕緣體基底以形成含有孔的薄膜；根據(jù)一組電腦控制波形中的一個(gè)波形，改變蝕刻條件，以產(chǎn)生折射率相對(duì)深度的圖，其產(chǎn)生圖樣，該圖樣將產(chǎn)生在反射率光譜中響應(yīng)于照明的可識(shí)別編碼。
20.權(quán)利要求19中的方法，進(jìn)一步包含從該半導(dǎo)體或絕緣體基底分離該薄膜的步驟。
21.權(quán)利要求20中的方法，進(jìn)一步包括將該薄膜分成粒子的步驟。
22.權(quán)利要求21中的方法，進(jìn)一步包括掩蔽半導(dǎo)體或絕緣體基底的初步步驟，以限定圖樣來(lái)限定當(dāng)粒子從薄膜分離時(shí)的粒子中的形態(tài)。
23.權(quán)利要求19中的方法，進(jìn)一步包括以下步驟通過(guò)照明一個(gè)或多個(gè)粒子產(chǎn)生在反射率光譜中的干涉圖樣；從干涉圖樣確定粒子編碼。
24.權(quán)利要求19中的方法，進(jìn)一步包括空間限定半導(dǎo)體或絕緣體基底的步驟，以在空間限定的位置或多個(gè)位置進(jìn)行所述蝕刻步驟。
25.權(quán)利要求24中的方法，其中所述改變步驟進(jìn)一步在不同的空間限定位置中改變蝕刻條件以在薄膜中進(jìn)行多重編碼。
26.權(quán)利要求25中的方法，進(jìn)一步包括從該半導(dǎo)體或絕緣體基底分離該薄膜的步驟。
27.權(quán)利要求26中的方法，進(jìn)一步包括將該薄膜分離成粒子的步驟。
28.一種鑒定附著于權(quán)利要求10的編碼粒子的分析物、或鑒定含有權(quán)利要求10的編碼粒子的主體(host)的方法，該方法包括以下步驟將編碼粒子與分析物或主體聯(lián)合；通過(guò)照明粒子產(chǎn)生在反射率光譜中的干涉圖樣；從該干涉圖樣中確定粒子編碼；根據(jù)上述確定步驟鑒定分析物或主體。
29.權(quán)利要求28中的方法，進(jìn)一步包括通過(guò)用特殊受體或靶向部分使粒子改性以指定該粒子與分析物相結(jié)合的步驟。
30.權(quán)利要求29中的方法，其中該靶向部分為糖或多肽。
31.權(quán)利要求30中的方法，進(jìn)一步包括通過(guò)熒光標(biāo)識(shí)或分析物自身熒光來(lái)表示分析物的結(jié)合的步驟。
32.一種編碼微米級(jí)粒子的方法，該方法包括以下步驟蝕刻晶片從而形成具有改變的孔隙率的薄膜，其將產(chǎn)生響應(yīng)于照明的可檢測(cè)的光學(xué)特征，該光學(xué)特征選自光學(xué)特征庫(kù)；對(duì)晶片施以電解拋光電流來(lái)從晶片除去多孔薄膜；將薄膜切成微米級(jí)粒子，每個(gè)微米級(jí)粒子保留有由上述蝕刻步驟產(chǎn)生的光學(xué)特征。
33.權(quán)利要求32中的方法，進(jìn)一步包括以特殊受體或靶向部分對(duì)粒子改性的步驟。
34.具有編碼庫(kù)的編碼的編碼微米級(jí)粒子(10，10a)，該編碼通過(guò)粒子不同區(qū)域之間的折射率變化嵌入其物理結(jié)構(gòu)中。
35.權(quán)利要求34中的編碼微米級(jí)粒子，其中折射率變化是由變化的孔隙率引起的。
36.權(quán)利要求34中的編碼微米級(jí)粒子，其中粒子不同區(qū)域的厚度不同。
37.權(quán)利要求34中的粒子，進(jìn)一步含有受體。
38.權(quán)利要求37中的粒子，其中所述受體是用于生物分析物的受體。
39.權(quán)利要求37中的粒子，其中所述受體是用于化學(xué)分析物的受體。
40.權(quán)利要求37中的粒子，其中所述受體是用于氣態(tài)分析物的受體。
41.權(quán)利要求37中的粒子，進(jìn)一步含有用于分析粒子的熒光標(biāo)識(shí)。
42.權(quán)利要求34中的粒子，其中該薄膜包括多孔硅。
43.光學(xué)編碼粒子(10，10a)，具有孔隙率，為了確切鑒別所述粒子，以及鑒別在分析物存在下的譜移，該孔隙率的光學(xué)反射率光譜可被識(shí)別為來(lái)自圖樣庫(kù)中的一個(gè)圖樣的顯著干涉圖樣。
44.一種識(shí)別權(quán)利要求43中所述的粒子的方法，該方法包含進(jìn)行主要成分分析，以使光學(xué)反射率光譜與圖樣庫(kù)中的這一個(gè)圖樣匹配。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有通過(guò)在粒子不同區(qū)域之間的折射率變化而嵌入其物理結(jié)構(gòu)的編碼庫(kù)編碼的粒子(10，10a)。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，薄膜具有孔隙率，該孔隙率以產(chǎn)生在反射率光譜中可檢測(cè)的編碼的方式變化。分析檢測(cè)方法使用該粒子并檢測(cè)在分析物存在下的譜移。還公開(kāi)了包含附加特征的其他實(shí)施方式。
文檔編號(hào)C12Q1/68GK1918304SQ200480041981
公開(kāi)日2007年2月21日 申請(qǐng)日期2004年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月22日
發(fā)明者邁克爾·J·賽勒, 肖恩·O·米德 申請(qǐng)人:加利福尼亞大學(xué)董事會(huì)