Patent DE 10 2024 138 869

Im Bereich der medizinischen Diagnostik (In-vitro-Diagnostik) kann die Konzentration von Analyten wie z.B. Proteinen oder DNA mittels zeitaufgelöster Fluoreszenzmessung bestimmt werden. Um verschiedene Analyten gleichzeitig testen zu können, kommen sogenannte Mikroarrays mit einzelnen Testfeldern zum Einsatz. Bei den Messungen werden die Mikroarrays i.d.R. durch einen Laser beleuchtet, welcher einen zugefügten Fluoreszenzfarbstoff in Abhängigkeit der Konzentration eines Analyten zum Leuchten anregt. Die Konzentration eines Analyten kann aus dem Verhältnis von Anregungslicht und Fluoreszenzlicht bestimmt werden.

Für die Messung des Fluoreszenzlichtes eignen sich Single-Photon Avalanche Dioden (SPAD-Arrays), mit welchen sich einzelne Photonen mit einer hohen zeitlichen Auflösung detektieren lassen (zeitkorrelierte Einzelphotonenzählung, TCSPC). Eine SPAD-Anordnung aus einer oder mehreren SPADs kor-respondiert zu einem Testfeld.

Das Anregungslicht ist über dem gesamten Mikroarray nicht homogen verteilt. Die Intensität des Anregungslichts muss jedoch an jeder Position des Mikroarrays bekannt sein, um die Bestimmung der Stoffmengenkonzentration eines Analyten zu ermöglichen. Auf Grund der Eigenschaften des Anregungslichtes sind SPADs nicht dazu geeignet, dieses zu messen. Daher wird im Stand der Technik das Anregungslicht durch aufwändige und kostenintensive Homogenisierungsoptiken homogenisiert.

Die Erfindung liefert eine kostengünstige Lösung, indem auf die Homogenisierung verzichtet wird und zwischen den einzelnen SPAD-Anordnungen zusätzliche Fotodioden platziert werden, um damit die Intensität des Anregungslichts zu bestimmen. Durch Interpolation lässt sich das Licht exakt für jedes Testfeld berechnen. Dadurch wird eine gezielte Korrektur der Inhomogenität implementiert und eine Vielzahl an Testfeldern eines jeweiligen Mikroarrays kann simultan untersucht und genau analysiert werden.