本發(fā)明主張2015年7月27日申請(qǐng)的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)案第62/197,532號(hào)的優(yōu)先權(quán)，所述專利申請(qǐng)的全部揭示內(nèi)容均并入本案供參考。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種感測(cè)模塊及感測(cè)方法，尤其涉及一種使用光學(xué)共振結(jié)構(gòu)及適于感測(cè)單分子的感測(cè)模塊及感測(cè)方法。

背景技術(shù)：

在包含DNA定序和DNA微陣列的廣泛應(yīng)用中，螢光是可用于確定分析物的存在及濃度最靈敏的檢測(cè)和成像的工具之一。檢測(cè)弱信號(hào)的能力對(duì)于所需測(cè)定的分析物在低濃度下的檢測(cè)來(lái)說(shuō)是必要的。為了應(yīng)對(duì)此一挑戰(zhàn)，研究人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)了許多方法以提高螢光發(fā)射和除去不需要的發(fā)射，從而改善檢測(cè)靈敏度和信噪比(signal-to-noise ratio，SNR)。

各種使用螢光檢測(cè)技術(shù)的光電感測(cè)器(optical electric sensor，OES)已被研究用于加強(qiáng)螢光信號(hào)和降噪的目的。為了濾除噪音的目的，位于感測(cè)器和分析物之間的過(guò)濾器需要建構(gòu)成具有足夠的厚度，以提供適當(dāng)?shù)倪^(guò)濾器功能。然而，當(dāng)感測(cè)器和分析物之間的距離因過(guò)濾器而增加時(shí)，經(jīng)由感測(cè)器測(cè)得的螢光量也會(huì)減少，因而OES的檢測(cè)靈敏度也會(huì)跟著降低。相對(duì)地，如果減小過(guò)濾器的厚度以提高靈敏度，則OES的信噪比也將減小。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明涉及一種具有光學(xué)共振層的光電感測(cè)模塊。

本發(fā)明也提供一種具有高靈敏度、高信噪比，以及預(yù)防光漂白(photo-bleaching.)的感測(cè)模塊的感測(cè)方法。

在本發(fā)明中，提供一種感測(cè)模塊，包括樣本裝載層、感測(cè)層以及光學(xué)共振層。光學(xué)共振層位于樣本裝載層及感測(cè)層之間。樣本裝載層包括至少一樣本裝載槽。樣本裝載槽暴露出部分的光學(xué)共振層，且樣本裝載槽是用以裝載樣本。光學(xué)共振層的表面具有多個(gè)光學(xué)共振結(jié)構(gòu)，且光學(xué)共振結(jié)構(gòu)位于樣本裝載槽的底部旁邊或樣本裝載槽的底部。感測(cè)層被配置用以接收光并將光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。

在本發(fā)明中，提供一種感測(cè)方法，包括提供如前述的感測(cè)模塊、將樣本載入感測(cè)模塊的樣本裝載區(qū)域以及以激發(fā)光照射光學(xué)共振結(jié)構(gòu)，其中激發(fā)光為脈沖激光。

在本發(fā)明中，提供一種感測(cè)方法，包括提供如前述的感測(cè)模塊、將樣本載入感測(cè)模塊的樣本裝載區(qū)域以及以多個(gè)激發(fā)光照射光學(xué)共振結(jié)構(gòu)。除了使用特定波長(zhǎng)的入射光(該特定波長(zhǎng)的入射光能夠誘導(dǎo)在樣本中的目標(biāo)成份的螢光)，所述感測(cè)方法使用入射光來(lái)照射光學(xué)共振結(jié)構(gòu)，且在光學(xué)共振結(jié)構(gòu)上的共振光會(huì)激發(fā)樣本。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，樣本裝載槽包括至少一樣本裝載井。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，樣本裝載槽包括至少一樣本裝載通道，且樣本在樣本裝載通道中形成一流體。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，感測(cè)模塊還包括至少一阻擋層，其設(shè)置于樣本裝載通道的上方。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，感測(cè)層包括至少一感測(cè)單元，且感測(cè)單元設(shè)置于樣本裝載槽的下方。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，感測(cè)單元為多接面光二極管的半導(dǎo)體裝置(semiconductor device of multi-junction photodiode)。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，光學(xué)共振結(jié)構(gòu)為一維周期性光柵結(jié)構(gòu)(1-dimensional periodic grating structures)或二維周期性光柵結(jié)構(gòu)(2-dimensional periodic grating structures)。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，感測(cè)模塊還包括至少一光源，光源發(fā)射激發(fā)光并照射樣本裝載槽及光學(xué)共振結(jié)構(gòu)。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，激發(fā)光的波長(zhǎng)范圍為480nm至540nm。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，光源為激光且激發(fā)光以共振角度(resonance angle)觸發(fā)光學(xué)共振結(jié)構(gòu)。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，感測(cè)模塊滿足下列式子：

λ/n_wg≤Λ≤λ，

其中λ為激發(fā)光在光學(xué)共振層中的波長(zhǎng)，n_wg為光學(xué)共振層的折射率，以及Λ為光學(xué)共振結(jié)構(gòu)的周期。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，激發(fā)光激發(fā)在光學(xué)共振結(jié)構(gòu)的波導(dǎo)模態(tài)共振(waveguide-mode resonance)。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，感測(cè)模塊滿足下列式子：

d≤0.7h，

其中d為各個(gè)光學(xué)共振結(jié)構(gòu)的深度(或高度)，以及h為光學(xué)共振層的總厚度。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，感測(cè)模塊還包括基板，其設(shè)置于感測(cè)層及光學(xué)共振層之間。感測(cè)模塊滿足下列式子：

n_wg＞n_substrate≥n_top，

n_wg為光學(xué)共振層的折射率，且n_substrate為基板或相鄰層的折射率，且n_top為樣本裝載層的折射率。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，具有光學(xué)共振結(jié)構(gòu)的表面面向樣本裝載層。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，鄰近光學(xué)共振結(jié)構(gòu)的樣本的發(fā)射波長(zhǎng)比激發(fā)光的波長(zhǎng)短。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，激發(fā)光的波長(zhǎng)范圍為800nm至1100nm。

藉由將光學(xué)共振層設(shè)置于樣本裝載層及感測(cè)層之間，以形成本發(fā)明的感測(cè)模塊。感測(cè)模塊具有高靈敏度，以及高信噪比的特性。此外，使用前述感測(cè)模塊的感測(cè)方法可以分析樣本，并預(yù)防樣本的光漂白(photo-bleach)，因而提供了高靈敏度和高信噪比的感測(cè)功能。

為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說(shuō)明如下。

附圖說(shuō)明

包含附圖以便進(jìn)一步理解本發(fā)明，且附圖并入本說(shuō)明書(shū)中并構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)的一部分。附圖說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例，并與描述一起用于解釋本發(fā)明的原理。

圖1是第一實(shí)施例的感測(cè)模塊的剖面示意圖；

圖2A是第二實(shí)施例的感測(cè)模塊的上視示意圖；

圖2B是根據(jù)圖2A中線段I1的感測(cè)模塊的剖面示意圖；

圖3是第四實(shí)施例的感測(cè)模塊的剖面示意圖。

附圖標(biāo)記：

100、100A、100B：感測(cè)模塊；

110、110A：感測(cè)層；

112、112A：感測(cè)單元；

120、120A、120B：光學(xué)共振層；

122、122A、122B、124A：光學(xué)共振結(jié)構(gòu)；

130、130A：樣本裝載層；

132、132B：樣本裝載井；

134A：樣本裝載通道；

140A：阻擋層；

142A：光學(xué)阻擋表面；

50、50a、50b：樣本；

A、B、C：區(qū)域；

d1、d2、d3、d4：方向；

L1、L3、L4、L6：激發(fā)光；

L2、L5：螢光；

α：角度。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)將詳細(xì)地參考本發(fā)明的示范性實(shí)施例，示范性實(shí)施例的實(shí)例說(shuō)明于附圖中。只要有可能，相同元件符號(hào)在附圖和描述中用來(lái)表示相同或相似部分。

第一實(shí)施例

在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，感測(cè)模塊適于分析樣本，并產(chǎn)生具有良好信噪比(SNR)的信號(hào)。

圖1是第一實(shí)施例的感測(cè)模塊的剖面示意圖。在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，感測(cè)模塊100包括樣本裝載層130、感測(cè)層110以及光學(xué)共振層120。光學(xué)共振層120位于樣本裝載層130及感測(cè)層110之間。樣本裝載層130具有至少一樣本裝載槽，在本實(shí)施例中，樣本裝載槽包含樣本裝載井132。樣本裝載井132暴露出部分的光學(xué)共振層120而適于載入樣本50。光學(xué)共振層120的表面具有多個(gè)光學(xué)共振結(jié)構(gòu)122，且光學(xué)共振結(jié)構(gòu)122位于樣本裝載井132的底部旁邊或樣本裝載井132的底部下方。感測(cè)層110適于接收光并將光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。

在本實(shí)施例中，具有特定波長(zhǎng)入射的激發(fā)光L1適于使光學(xué)共振結(jié)構(gòu)122產(chǎn)生共振。當(dāng)具有特定波長(zhǎng)的光以共振角度α照射光學(xué)共振結(jié)構(gòu)122時(shí)，光學(xué)共振結(jié)構(gòu)122被配置以與光產(chǎn)生共振，且光學(xué)共振層120被配置以在方向d1上引導(dǎo)部分與光學(xué)共振層120耦合的光。在激發(fā)光L1以入射角度α照射光學(xué)共振結(jié)構(gòu)122后，激發(fā)光L1被耦合到光學(xué)共振層120中。換言之，具有光學(xué)共振結(jié)構(gòu)122的光學(xué)共振層120在樣本50及感測(cè)層110之間提供過(guò)濾入射光的功能，使得沿方向d2發(fā)射的激發(fā)光L1無(wú)法發(fā)射至感測(cè)層110，且產(chǎn)生光學(xué)共振層120的光學(xué)共振結(jié)構(gòu)122的共振模態(tài)[或?qū)бB(tài)(guided mode)、泄漏模態(tài)(leaky mode)、波導(dǎo)模態(tài)(waveguide mode)]，因此，在區(qū)域A中的激發(fā)光L1的強(qiáng)度會(huì)藉由共振而增強(qiáng)。

在本實(shí)施例中，光學(xué)共振結(jié)構(gòu)122為一維周期性光柵結(jié)構(gòu)，且光學(xué)共振結(jié)構(gòu)122是沿著方向d1而設(shè)置，但本發(fā)明不限于此。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，感測(cè)模塊的光學(xué)共振結(jié)構(gòu)為二維周期性光柵結(jié)構(gòu)。

第一實(shí)施例的感測(cè)模塊100還包含提供激發(fā)光的光源，即本實(shí)施例的激發(fā)光L1。激發(fā)光L1適于使在樣本50中的至少一目標(biāo)成分發(fā)出螢光。目標(biāo)成分的螢光是由于吸收激發(fā)光L1的波長(zhǎng)輻射所引起的，激發(fā)光L1隨后幾乎立刻以不同的波長(zhǎng)再發(fā)射(re-radiation)，其能夠經(jīng)由光學(xué)共振層120來(lái)發(fā)射。

更具體來(lái)說(shuō)，激發(fā)光的波長(zhǎng)(即激發(fā)光L1)落入480nm至540nm的范圍內(nèi)，且感測(cè)模塊100滿足式子：λ/n_wg≤Λ≤λ，其中λ為激發(fā)光L1在光學(xué)共振層120中的波長(zhǎng)，n_wg為光學(xué)共振層120的折射率，以及Λ為從多個(gè)光學(xué)共振結(jié)構(gòu)122中的其中一個(gè)的中心至相鄰的光學(xué)共振結(jié)構(gòu)122的中心的距離。換言之，Λ為光學(xué)共振結(jié)構(gòu)122的周期。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)激發(fā)光L1的波長(zhǎng)為532nm且光學(xué)共振層120的折射率n_wg為2時(shí)，光學(xué)共振層120中的周期Λ落入266nm至532nm的范圍內(nèi)。

另一方面，本實(shí)施例的光學(xué)共振結(jié)構(gòu)122面向樣本裝載層130，且本實(shí)施例的感測(cè)模塊100的光學(xué)共振結(jié)構(gòu)122滿足式子：d≤0.7h，其中d為各個(gè)光學(xué)共振結(jié)構(gòu)122的深度(或高度)，以及h為光學(xué)共振層120至光學(xué)共振層120底部的總厚度。因此，對(duì)于150nm的光學(xué)共振層來(lái)說(shuō)，共振結(jié)構(gòu)的深度小于105nm。

在本實(shí)施例的感測(cè)模塊100中，光學(xué)共振層120的折射率高于樣本裝載層130的折射率，且光學(xué)共振層120的折射率也高于在光學(xué)共振層120和感測(cè)層110之間的材料的折射率。換言之，本實(shí)施例的感測(cè)模塊100可還包含位于光學(xué)共振層120和感測(cè)層110之間的基板，且感測(cè)模塊100滿足式子：n_wg＞n_substrate≥n_top，其中n_wg為光學(xué)共振層120的折射率，且n_substrate為位于光學(xué)共振層120和感測(cè)層110之間的基板的折射率，且n_top為樣本裝載層130的折射率。因此，光學(xué)共振層120的波導(dǎo)共振模態(tài)可以經(jīng)由激發(fā)光L1激發(fā)。

感測(cè)層110包含感測(cè)單元112，適于接收光并將光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，且感測(cè)單元112設(shè)置于樣本裝載井132的下方。詳細(xì)而言，感測(cè)單元112被配置用以接收目標(biāo)成分的螢光L2，以產(chǎn)生樣本50的分析結(jié)果。更詳細(xì)來(lái)說(shuō)，激發(fā)光L1觸發(fā)光學(xué)共振層120的光學(xué)共振結(jié)構(gòu)122，并產(chǎn)生至少一個(gè)光學(xué)共振結(jié)構(gòu)122的共振模態(tài)。激發(fā)光L1耦合于光學(xué)共振層120而激發(fā)鄰近樣本裝載井132底部的樣本50，而使在樣本50中的目標(biāo)成分發(fā)出螢光。感測(cè)單元112接收螢光L2，并產(chǎn)生有關(guān)于樣本裝載井132中的樣本50的電螢光信號(hào)。在本實(shí)施例中的感測(cè)單元為多接面光二極管，其中多接面光二極管被配置用以接收多種波長(zhǎng)的光并根據(jù)每種光的強(qiáng)度而產(chǎn)生多種信號(hào)，但本發(fā)明并不限定于各種感測(cè)單元。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，感測(cè)模塊的感測(cè)單元為單接面光二極管的半導(dǎo)體裝置(semiconductor device of single junction photodiode)。

在第一實(shí)施例的感測(cè)模塊中，由于激發(fā)光L1耦合于光學(xué)共振層120，且只有樣本50的螢光L2可以到達(dá)感測(cè)單元112，光學(xué)共振層120提供在樣本50和感測(cè)單元112之間的良好的入射光過(guò)濾功能。并且，光學(xué)共振層120的共振模態(tài)可以增加對(duì)于鄰近樣本裝載井132底部的樣本50的激發(fā)強(qiáng)度。因此，感測(cè)單元112可以產(chǎn)生具有高信噪比的電信號(hào)。

前述所提到的樣本50的目標(biāo)成分，可例如為，嵌入至質(zhì)體的染料(dye intercalated into plasmids)、DNA、核苷酸、蛋白質(zhì)、葡萄糖或是任何其他的被嵌入物質(zhì)的樣本50，所述物質(zhì)是指當(dāng)入射光觸及其上可以發(fā)出螢光的物質(zhì)，但本發(fā)明并不限定于各種目標(biāo)成分。

光學(xué)共振結(jié)構(gòu)122包含在方向d1上排列的光柵，且激發(fā)光L1例如為橫向磁性(transverse magnetic，TM)或橫向電性(transverse electric，TE)偏振光(polarized light)。因此，具有特定入射角度的激發(fā)光L1可以產(chǎn)生光學(xué)共振層120的共振模態(tài)。共振模態(tài)不僅可以防止感測(cè)單元112被激發(fā)光L1照射，同時(shí)也增強(qiáng)了在樣本裝載井132底部中的樣本的輻射強(qiáng)度。換言之，光學(xué)共振層120，特別是結(jié)合了過(guò)濾器和光學(xué)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的功能，可以減少感測(cè)模塊100的厚度，且信號(hào)的信噪比可以獲得改善。

在本發(fā)明實(shí)施例中的樣本裝載層和光學(xué)共振層并不限于樣本裝載層130和光學(xué)共振層120。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，每個(gè)樣本裝載井具有鄰近于光學(xué)共振層的光學(xué)共振結(jié)構(gòu)的底部，且入射光能夠通過(guò)底部發(fā)射并照射光學(xué)共振層的光學(xué)共振結(jié)構(gòu)，但本發(fā)明并不限定于各種樣本裝載井。

第二實(shí)施例

在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，感測(cè)模塊分析樣本或分析物并產(chǎn)生具有更好信噪比的信號(hào)，且樣本在分析后可以保持幾乎相同的狀態(tài)。

圖2A是第二實(shí)施例的感測(cè)模塊的上視示意圖。圖2B是根據(jù)圖2A中線段I1的感測(cè)模塊的剖面示意圖。在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，感測(cè)模塊100A包括樣本裝載層130A、感測(cè)層110A以及光學(xué)共振層120A。光學(xué)共振層120A位于樣本裝載層130A及感測(cè)層110A之間。樣本裝載層130A包含樣本裝載槽，本實(shí)施例的樣本裝載槽包含樣本裝載通道134A，且感測(cè)層110A包含感測(cè)單元112A，適于接收光并將光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。

樣本50a在樣本裝載通道134A中形成一流體。在本實(shí)施例中，樣本在方向d4上流經(jīng)樣本裝載通道134A，且感測(cè)模塊100A還包含阻擋層140A，其位于樣本裝載通道134A的上方，其中，阻擋層140A具有光學(xué)阻擋表面142A適于阻擋入射的激發(fā)光L3。因此，在樣本裝載通道134A中的樣本50a就不會(huì)直接暴露于入射激發(fā)光L3的輻射下。

在本實(shí)施例中，成對(duì)的光學(xué)共振結(jié)構(gòu)122A、光學(xué)共振結(jié)構(gòu)124A位于樣本裝載通道134A的底部旁邊。光學(xué)共振層120A包含成對(duì)的光學(xué)共振結(jié)構(gòu)122A、光學(xué)共振結(jié)構(gòu)124A，且一部分的樣本裝載通道134A位于每一對(duì)光學(xué)共振結(jié)構(gòu)122A、光學(xué)共振結(jié)構(gòu)124A之間。光學(xué)共振結(jié)構(gòu)122A在方向d3上排列，且光學(xué)共振結(jié)構(gòu)124A在垂直于方向d3的另一方向上排列，且樣本裝載通道134A底部的區(qū)域B位于光學(xué)共振結(jié)構(gòu)122A之間。

當(dāng)激發(fā)光L3例如以入射共振角度觸發(fā)光學(xué)共振結(jié)構(gòu)122A時(shí)，會(huì)產(chǎn)生光學(xué)共振結(jié)構(gòu)122A的共振模態(tài)，且部分耦合于光學(xué)共振層120A中的激發(fā)光L3沿著方向d3被引導(dǎo)。在樣本裝載通道134A底部的區(qū)域B中的樣本50a會(huì)被導(dǎo)引激發(fā)光L4激發(fā)，且樣本50a中的目標(biāo)成分在導(dǎo)引激發(fā)光L4的激發(fā)下發(fā)出螢光。感測(cè)單元112A能夠接收來(lái)自樣本50a的螢光，并產(chǎn)生有關(guān)于區(qū)域B中的樣本50a的電螢光信號(hào)。在本實(shí)施例中，光學(xué)共振結(jié)構(gòu)122A、光學(xué)共振結(jié)構(gòu)124A中的其中之一會(huì)被TM偏振光照射，而另一個(gè)則是被TE偏振光照射，且激發(fā)光L3包含TM偏振光及TE偏振光。

在本實(shí)施例中，由于光學(xué)共振結(jié)構(gòu)122A、光學(xué)共振結(jié)構(gòu)124A的共振模態(tài)皆能夠經(jīng)由激發(fā)光L3所產(chǎn)生，因此耦合于光學(xué)引導(dǎo)共振層中的激發(fā)光L3的量會(huì)增加，且在區(qū)域B中的樣本50a可被來(lái)自光學(xué)共振結(jié)構(gòu)122A、光學(xué)共振結(jié)構(gòu)124A的導(dǎo)引激發(fā)光L4輻射，而在區(qū)域B中的導(dǎo)引激發(fā)光L4的強(qiáng)度是足夠的。并且，阻擋層140A可使樣本50a不被激發(fā)光L3直接照射，因此所有樣本50a的狀態(tài)不會(huì)被激發(fā)光L3影響。換言之，感測(cè)模塊100A不僅可以防止感測(cè)單元112A被激發(fā)光L3觸發(fā)，同時(shí)還可以防止樣本50a直接被激發(fā)光L3觸發(fā)，而能夠預(yù)防光學(xué)效應(yīng)(例如樣本50a的光漂白)，且信號(hào)的品質(zhì)(例如信噪比)同時(shí)也能夠獲得改善。

在其他實(shí)施例中，藉由使用激發(fā)光L3能夠在不照射樣本裝載通道134A的情況下，直接照射光學(xué)共振結(jié)構(gòu)122A、光學(xué)共振結(jié)構(gòu)124A，而在樣本裝載通道134A的上方可以不具有阻擋層，但本發(fā)明并不限定于各種樣本裝載通道。

第三實(shí)施例

在本發(fā)明的第三實(shí)施例中，使用感測(cè)模塊100或感測(cè)模塊100A的感測(cè)方法可以預(yù)防樣本的光學(xué)效應(yīng)(例如光漂白)。參照?qǐng)D1，本實(shí)施方式的感測(cè)方法例如可應(yīng)用于感測(cè)模塊100上。除了使用連續(xù)波作為激發(fā)光L1，所述感測(cè)方法使用脈沖激光照射樣本50及光學(xué)共振結(jié)構(gòu)122。

使用脈沖激光作為激發(fā)光L1可以減少樣本50暴露于激發(fā)光L1的持續(xù)時(shí)間，而可以減少對(duì)于樣本50狀況的影響。由于激發(fā)光L1適于產(chǎn)生光學(xué)共振結(jié)構(gòu)122的共振模態(tài)，激發(fā)光L1的共振可以補(bǔ)償在區(qū)域A中入射光的強(qiáng)度，并且在區(qū)域A中的激發(fā)光L1的強(qiáng)度不會(huì)因輻射的持續(xù)時(shí)間減少而減少。換言之，在本實(shí)施方式中的感測(cè)方法可藉由在光學(xué)共振層上觸發(fā)的脈沖激光來(lái)分析樣本50。在沒(méi)有激發(fā)光L1的連續(xù)輻射下，可以減少樣本50中的光學(xué)效應(yīng)。

第四實(shí)施例

圖3是第四實(shí)施例的感測(cè)模塊的剖面示意圖。在本發(fā)明的第四實(shí)施例中，使用上述感測(cè)模塊的感測(cè)方法可以預(yù)防樣本的光學(xué)效應(yīng)(例如光漂白)。參照?qǐng)D3，本實(shí)施方式的感測(cè)方法例如可應(yīng)用于感測(cè)模塊100B上，且感測(cè)方法也可應(yīng)用于上述感測(cè)模塊100、感測(cè)模塊100A上。除了使用特定波長(zhǎng)的激發(fā)光L1能夠誘導(dǎo)樣本50b中的目標(biāo)成分發(fā)出螢光，所述感測(cè)方法使用較長(zhǎng)波長(zhǎng)的激發(fā)光L6觸發(fā)樣本50b及光學(xué)共振結(jié)構(gòu)122B。

更具體來(lái)說(shuō)，激發(fā)光L6的波長(zhǎng)是樣本50b中的目標(biāo)成分的激發(fā)波長(zhǎng)的兩倍，且光學(xué)共振層120B的光學(xué)共振結(jié)構(gòu)122B的共振模態(tài)被配置為被激發(fā)光L6共振。并且，樣本50b中的目標(biāo)成分的發(fā)光波長(zhǎng)比激發(fā)光L6的波長(zhǎng)短。

具有高強(qiáng)度在樣本裝載井132B底部的區(qū)域C中的激發(fā)光L6的輻射強(qiáng)度，以及藉由在光學(xué)共振結(jié)構(gòu)122B中的激發(fā)光L6的共振更進(jìn)一步增強(qiáng)強(qiáng)度，可以在樣本50b中的目標(biāo)成分上達(dá)到雙光吸收條件(two-photo absorption condition)。因此，區(qū)域C外的樣本50b是由較長(zhǎng)波長(zhǎng)的激發(fā)光L6照射，并且可以防止光學(xué)效應(yīng)(例如光漂白)。

綜上所述，本實(shí)施例的感測(cè)模塊包含具有光學(xué)共振結(jié)構(gòu)的光學(xué)共振層，且光學(xué)共振結(jié)構(gòu)的共振模態(tài)適于由激發(fā)光激發(fā)，因此圍繞光學(xué)共振結(jié)構(gòu)的光強(qiáng)度增加，以照射在樣本裝載層的樣本裝載槽底部的樣本。由于激發(fā)光的光強(qiáng)度可藉由光學(xué)共振結(jié)構(gòu)的共振模態(tài)來(lái)增加，且激發(fā)光可以在感測(cè)層之前進(jìn)行過(guò)濾，樣本的螢光也可以在激發(fā)光照射后而增加，而使感測(cè)模塊的靈敏度及信噪比也能夠獲得改善。本實(shí)施例的感測(cè)方法可應(yīng)用于上述的感測(cè)模塊，且感測(cè)方法的激發(fā)光可以防止樣本的光漂白。因此，所述感測(cè)方法可以提供高靈敏度、信噪比以及良好的樣本保護(hù)。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。