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1. (WO2018078404) PUCES PHOTONIQUES À PORTS OPTIQUES UNILATÉRAUX AUTOALIGNÉS SUR DES FIBRES BIFURQUÉES POUR LA DÉTECTION SANS ÉTIQUETTES DE RÉACTIONS BIOMOLÉCULAIRES PAR L’USAGE D’INTERFÉROMÈTRES ET DE RÉSONATEURS INTÉGRÉS
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N° de publication : WO/2018/078404 N° de la demande internationale : PCT/GR2017/000062
Date de publication : 03.05.2018 Date de dépôt international : 23.10.2017
CIB :
G01N 21/45 (2006.01)
Déposants : MISIAKOS, Konstantinos[GR/GR]; GR
RAPTIS, Ioannis[GR/GR]; GR
NATIONAL CENTRE FOR SCIENTIFIC RESEARCH " DEMOKRITOS" (NCSR "DEMOKRITOS")[GR/GR]; Patr. Grigoriou E' & 27 Neapoleas St. 153 41 Agia Paraskevi, GR
Inventeurs : MISIAKOS, Konstantinos; GR
RAPTIS, Ioannis; GR
SALAPATAS, Alexandros; GR
Données relatives à la priorité :
2016010055227.10.2016GR
Titre (EN) PHOTONIC CHIPS WITH ONE SIDED OPTICAL PORTS SELF ALIGNED TO BIFURCATED FIBERS FOR THE LABEL FREE DETECTION OF BIOLOMECULAR REACTIONS THROUGH THE USE OF INTEGRATED INTERFEROMETERS AND RESONATORS
(FR) PUCES PHOTONIQUES À PORTS OPTIQUES UNILATÉRAUX AUTOALIGNÉS SUR DES FIBRES BIFURQUÉES POUR LA DÉTECTION SANS ÉTIQUETTES DE RÉACTIONS BIOMOLÉCULAIRES PAR L’USAGE D’INTERFÉROMÈTRES ET DE RÉSONATEURS INTÉGRÉS
Abrégé : front page image
(EN) The proposed photonic chip and method for the label free detection of biomolecules is based on a photonic integrated circuit with optical inputs and outputs on the same chip side enabling light coupling in and out through a bifurcated fiber. This is achieved by a U turn on the main waveguides so that the same chip edge is receiving and simultaneously emitting. The chip features Mach- Zehnder interferometers or resonators based on planar waveguides. Spectral and resonance shifts occur when the spotted sensing windows are exposed to the analyte solutions. On theses windows the recognition molecules have been previously immobilized. In the case of Broad-Band Mach- Zehnder interferometers the input fiber supplies broad-band light to the input waveguides, this light goes through the interferometer is getting modulated and is fed back through the output waveguides to the output fiber. This fiber is directed to a spectrometer which monitors the spectral shifts induced by the binding reactions on the sensing window of the interferometer. The Mach- Zehnder configuration greatly enhances the spectral shifts and makes possible the use of commercial spectrometers as detectors. The observable in the interferometer case is the phase of the peak of the Fourier transform of the nearly sinusoidal spectrometer signal. In photonic chips with multiple interferometers each interferometer is engineered so that it has its own distinct peak in the Fourier domain and all peaks are independently tracked by monitoring their phases. In the case of resonators, the input waveguides receive light from a tunable laser source through the input fiber, the light interacts with the resonators and is fed to the output fiber through the output waveguides. The output fiber connects to a photodetector. The same main or bus waveguide can have one or more resonators. The laser bias is swept and the sudden changes in the detector signal are monitored. This way the resonance wavelength shifts are related to binding induced effective index changes. In the case of multiple resonators, the bias sweep is wide enough to include all resonators.
(FR) La présente invention concerne une puce photonique et un procédé de détection sans étiquettes de biomolécules qui sont basés sur un circuit intégré photonique à entrées et sorties optiques du même côté de la puce permettant le couplage de lumière en entrée et en sortie par une fibre bifurquée. Cet objectif est atteint par un demi-tour sur les guides d’ondes principaux de sorte que le même bord de puce reçoive et émette simultanément. La puce comporte des interféromètres de Mach-Zehnder ou des résonateurs basés sur des guides d’ondes planaires. Des décalages de spectre et de résonance se produisent lorsque les fenêtres de détection marquées sont exposées aux solutions d’analytes. Les molécules de reconnaissance ont été préalablement immobilisées sur ces fenêtres. Dans le cas d’interféromètres Mach-Zehnder à large bande, la fibre d’entrée injecte de la lumière à large bande dans les guides d’ondes d’entrée, cette lumière traverse l’interféromètre, est modulée et renvoyée par les guides d’ondes de sortie à la fibre de sortie. Cette fibre est dirigée vers un spectromètre qui contrôle les décalages de spectre induits par les réactions de liaison sur la fenêtre de détection de l’interféromètre. La configuration Mach-Zehnder renforce grandement les décalages de spectre et rend possible l’usage de spectromètres commerciaux en tant que détecteurs. Ce qui est observable dans le cas de l’interféromètre est la phase de la crête de la transformée de Fourier du signal de spectromètre presque sinusoïdal. Dans des puces photoniques à plusieurs interféromètres, chaque interféromètre est conçu de sorte qu’il a sa propre crête dans le domaine de Fourier et toutes les crêtes sont suivies indépendamment par le contrôle de leurs phases. Dans le cas de résonateurs, les guides d’ondes d’entrée reçoivent de la lumière d’une source laser réglable par la fibre d’entrée, la lumière interagit avec les résonateurs et est injectée dans la fibre de sortie par les guides d’ondes de sortie. La fibre de sortie se connecte à un photodétecteur. Le même guide d’ondes principal ou omnibus peut avoir un ou plusieurs résonateurs. La polarisation laser est balayée et les changements soudains du signal du détecteur sont contrôlés. Ainsi, les décalages de longueur d’onde de résonance sont associés aux changements d’indice efficace induits par les liaisons. Dans le cas de résonateurs multiples, le balayage de polarisation est suffisamment large pour inclure tous les résonateurs.
États désignés : AE, AG, AL, AM, AO, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BH, BN, BR, BW, BY, BZ, CA, CH, CL, CN, CO, CR, CU, CZ, DE, DJ, DK, DM, DO, DZ, EC, EE, EG, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, GT, HN, HR, HU, ID, IL, IN, IR, IS, JO, JP, KE, KG, KH, KN, KP, KR, KW, KZ, LA, LC, LK, LR, LS, LU, LY, MA, MD, ME, MG, MK, MN, MW, MX, MY, MZ, NA, NG, NI, NO, NZ, OM, PA, PE, PG, PH, PL, PT, QA, RO, RS, RU, RW, SA, SC, SD, SE, SG, SK, SL, SM, ST, SV, SY, TH, TJ, TM, TN, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VC, VN, ZA, ZM, ZW
Organisation régionale africaine de la propriété intellectuelle (ARIPO) (BW, GH, GM, KE, LR, LS, MW, MZ, NA, RW, SD, SL, ST, SZ, TZ, UG, ZM, ZW)
Office eurasien des brevets (OEAB) (AM, AZ, BY, KG, KZ, RU, TJ, TM)
Office européen des brevets (OEB (AL, AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HR, HU, IE, IS, IT, LT, LU, LV, MC, MK, MT, NL, NO, PL, PT, RO, RS, SE, SI, SK, SM, TR)
Organisation africaine de la propriété intellectuelle (OAPI) (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GQ, GW, KM, ML, MR, NE, SN, TD, TG)
Langue de publication : anglais (EN)
Langue de dépôt : anglais (EN)