用于觀察樣品的方法技術

本發明專利技術涉及一種用于觀察樣品的方法，所述方法包括以下步驟：a）提供基本上透明的介質形成的物體（G，V），所述介質具有第一折射率（nint）且包括凸形、圓形或多平面的第一表面（S1）和基本上平坦的第二表面（S2），所述第一表面將所述物體與周圍介質（MA）分離開，所述周圍介質具有低于所述第一折射率的第二折射率（next），待觀察的所述樣品包括在所述物體內或沉積在所述第一表面上；b）通過所述基本上平坦的第二表面觀察所述樣品；以及c）通過在所述步驟b）期間檢測與所述物體相對應的光環，確定所述樣品中的物質或對象的存在。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種，尤其用于生物或化學應用，例如，用于檢測微生物或對微生物計數以及研究化學反應的動力學。
技術介紹
根據優選實施方式的方法基于使用包含待觀察樣品的微滴或所述樣品本身。由AB Theberge 等所著的文章“Microdroplets in Microfluidics:An Evolving Platform forDiscoveries in Chemistry and Biology” (Angew Chem Int Ed2010,49, 5846 - 5868)綜述了用于化學和生物學中的各種應用中的基于使用液態微滴的微流體技術。術語“微滴”指直徑(或通常為主要尺寸)的范圍為Ιμπι至ΙΟΟμπι的液滴。文獻US2005/0221339描述了一種用于對在微流體系統中操作的微滴中的化學成分進行光學檢測的方法。由 B Rotman 所著的文章 “Measurement of activity of single molecules ofβ-D-Galactosidase”,美國國家科學院院刊(Proceedings of the Natl Acad Sci USA),1961,47,第1981-1991頁,描述了一種用于檢測酶的分離的分子的方法。在該方法中，包含酶(高度稀釋的)和用于該酶的熒光基質的水溶液被噴到在兩個顯微鏡用載玻片之間限定的小體積的硅酮油中。考慮到該硅酮油密度小于水且不與水混溶，該溶液形成置于下顯微鏡用載玻片的上表面上的微滴。然后，借助顯微鏡，通過顯微熒光測定對液滴進行分析。包括該酶的至少一個分子的液滴顯現為發光盤，而不包含所述分子的液滴顯現為發光環的形式。這種方法的主要限制在于由熒光發出的光的強度低。當液滴中包含的微觀尺寸的對象對光的散射(彈性散射或拉曼散射)被觀察到時，出現類似的問題。
技術實現思路
本專利技術的目的是通過提出一種用于觀察樣品的配置克服這種限制，這種配置提高了由樣品發出或散射的光的收集效率。然而，本專利技術不限于使用液滴，而包括液滴由固體介質或凝膠形成的物體代替的情況。因此，在一方面，本專利技術提供了一種，所述方法包括以下步驟:a)提供基本上透明的介質的物體，所述基本上透明的介質具有第一折射率nint且具有凸形、圓形或多平面的第一表面和基本上平坦的第二表面，所述第一表面將所述物體與周圍介質分離開，所述周圍介質具有第二折射率next，待觀察的所述樣品由所述物體構成或位于所述物體內或沉積在所述第一表面上；以及b)觀察所述樣品；其特征在于:-在步驟b)期間，通過所述基本上平坦的第二表面觀察所述樣品；以及-所述第二折射率低于所述第一折射率。所述方法可以包括步驟C)，所述步驟c)用于根據在步驟b)期間觀察所述樣品的結果來確定所述樣品中的物質或對象的存在。尤其是，對象可以是生物物種，如微生物，例如，細菌、酵母、真菌、病毒等。例如，待檢測的物質可以溶解或分散在透明或半透明的介質中。樣品可以是液態的，例如，生物液體、離子性液體、水溶液或凝膠。在凝膠的情況下，例如，粘度可以在IcP (厘泊)至IOOOcP范圍內，即，在KT3Pa.s至IPa.s范圍內。將在下面更詳細地描述，周圍介質的折射率低于所述物體的折射率確保沿著凸形的所述第一表面(“光碗”)部分地導引由所述樣品發射或散射的光，這提高了在平坦的第二表面這一側上的光的檢測效率。與此相反，在現有技術(尤其參見上面引用的B Rotman的文章)中，通常使用具有較高的光學折射率的油中的水溶液的“反相乳液”，和/或通過凸面觀察樣品。通常，該物體的直徑或主要尺寸可以在Ιμπι至Imm范圍內，優選在10 μ m至500 μ m的范圍內。根據本專利技術的各種實施方式:-所述物體可以是基本上半球形的形狀。這實際是使由樣品發射或散射的光的收集最大化的幾何形狀；-所述物體可以是液滴，所述液滴附著到透明基板上而形成所述基本上平坦的第二表面；-所述步驟a)可以包括產生形成多個所述物體的多個液滴，所述多個液滴中的至少一些液滴包括至少一個待檢測的對象或物質；以及所述步驟b)可包括同時觀察多個所述液滴；-與此相反，所述物體可以是固體，在這種情況下，所述樣品可以由沉積在所述物體的第一表面上的層構成。有利地，所述層可以是對分析物敏感的官能化層，所述分析物可能包括在所述周圍介質中。當所述物體是固體時，所述樣品還可以是放置成與所述物體的第一表面接觸的液態或粘性的樣品；-所述物體可以由對分析物敏感的材料形成，所述分析物可能包括在所述周圍介質中；-所述周圍介質可以是空氣；-所述步驟b)可以包括照射所述物體的操作。優選地，所述照射可以通過所述基本上平坦的第二表面進行，以使其進而可以從上述的光導引效應受益。在不同的變型中:-所述步驟b)可以包括檢測光信號，例如，熒光信號。在這種情況下，所述步驟b)可以通過落射熒光顯微術進行；-所述步驟b)可以包括檢測拉曼散射信號；-所述步驟b)可以通過反射顯微術或透射顯微術進行。【附圖說明】根據結合附圖進行的示例性描述，本專利技術的其它特征、細節和優點將變得清楚，這些附圖分別表示:-圖1示出在液滴和具有較低折射率的周圍介質(如空氣)之間的界面處傳播的各種光線路徑；-圖2A和圖2B示出從液滴的位于所述界面附近的位置獲得的光線樣式；-圖3是示出在穿過光源且垂直于所述第二表面的平面中，在該液滴的邊緣附近進入該液滴的光的范圍的光線樣式；-圖4A和圖4B示出上文所引用的由BRotman所著文章中描述的觀察設置的兩個光線樣式；-圖5是示出本專利技術的優點的對比試驗；-圖6示出用于實施根據本專利技術的方法的實驗裝置；-圖7A和圖7B分別示出根據本專利技術的第一實施方式的方法的示意圖和使用該方法獲得的圖像；-圖8A和圖SB分別示出根據本專利技術的第二實施方式的方法的示意圖和使用該方法獲得的圖像 ；-圖9A和圖9B分別示出根據本專利技術的第三實施方式的方法的示意圖、使用該方法獲得的圖像以及這樣的圖像的細節；-圖10是用于根據本專利技術的第四實施方式的方法的示意圖；-圖11是用于根據本專利技術的第五實施方式的方法的示意圖；以及-圖12A至圖12D示出物體形狀相對于半球的偏差的結果。【具體實施方式】圖1示出本專利技術所基于的物理現象。考慮(實際)折射率為nint的液滴G浸在(實際)折射率為next〈nint的周圍介質MA中。在水滴在空氣中的情況下，nint=l.33〈next=l。根據表面張力效應，液滴呈現為直徑為R的基本上球形或截球形的形狀，如果R為約幾微米，由重力引起的變形在實際中可以忽略。圖1示出在液滴G內傳播的三條光線Rl、R2和R3，且這三條光線分別以入射角θρ 02和θ3觸及液滴表面Si。通常，入射角被定義為光線與表面的法線之間所形成的角。所有以大于臨界角θ。(由給出，)的入射角觸及表面S1的光線發生 wIiu全反射，且保持留在液滴內部。在圖1的示例中，光線Rl (其中，θ1=θ。)和光線R2 (其中，Θ 2> Θ。)就是這種情況，而由于Θ 3< Θ。，光線R3離開液滴。簡單的幾何推理可以證明發生全反射的光線保持局限在液滴表面SI附近，且距離液滴的中心的距離不能小于距離 nM為了理解這種效果如何能夠有助于對對象(如微生物或熒光分子)進行觀察，考慮在圖2本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于觀察樣品的方法，所述方法包括如下步驟：a）提供基本上透明的介質形成的物體（G，V），所述介質具有第一折射率（nint）且具有凸形、圓形或多平面的第一表面（S1）和基本上平坦的第二表面（S2），所述第一表面將所述物體與周圍介質（MA）分離開，所述周圍介質具有低于所述第一折射率的第二折射率（next），待觀察的所述樣品由所述物體構成或位于所述物體內或沉積在所述第一表面上；b）通過所述基本上平坦的第二表面觀察所述樣品；以及c）通過在所述步驟b）期間檢測與所述物體相匹配的發光環，確定所述樣品中的物質或對象的存在。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2011.02.21 FR 11005221.一種用于觀察樣品的方法，所述方法包括如下步驟: a)提供基本上透明的介質形成的物體(G，V)，所述介質具有第一折射率(nint)且具有凸形、圓形或多平面的第一表面(SI)和基本上平坦的第二表面(S2)，所述第一表面將所述物體與周圍介質(MA)分離開，所述周圍介質具有低于所述第一折射率的第二折射率Urait),待觀察的所述樣品由所述物體構成或位于所述物體內或沉積在所述第一表面上； b)通過所述基本上平坦的第二表面觀察所述樣品；以及 c)通過在所述步驟b)期間檢測與所述物體相匹配的發光環，確定所述樣品中的物質或對象的存在。2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述物體具有基本上半球形的形狀。3.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述步驟c)包括確定所述樣品中的微生物的存在。4.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述物體是液滴，所述液滴附著到透明基板(SS)上而形成所述基本上平坦的第二表面。5.根據權利要求4所述的方法，其中: -所述步驟a)包括產生...

【專利技術屬性】
技術研發人員：馬蒂厄·杜波伊，皮埃爾·喬利，弗萊德瑞克·馬勒拉瑞德，皮埃爾·馬庫斯，拉斐爾·馬泰，阿爾梅·諾維利盧梭，
申請(專利權)人：原子能與替代能源委員會，生物梅里埃公司，
類型：
國別省市：