DE10020313C1 - Anordnung zur elektrochemischen Analyse mittels Oberflächenplasmonenresonanz - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur elektrochemischen Analyse mittels Oberflächenplasmonenresonanz (SPR), insbesondere für kontinuierliche Bindungsanalysen, bei denen ein Analyt mit konstanter Flussrate an einer Detektionsstelle vorbeigeführt und die Änderung des SPR-Minimum über der Zeit gemessen wird. DOLLAR A Die Aufgabe, eine neue Möglichkeit zur elektrochemischen Analyse mittels SPR zu finden, die bei geringem technischen Aufwand eine gleichzeitige Analyse einer Vielzahl von Analyten gestattet, wird erfindungsgemäß mit einer Anordnung, bei der ein Lichtbündel, das mittels eines akustooptisch einstellbaren Filters (AOTF) (2) eine durchstimmbare Wellenlänge aufweist, über ein Prisma (41) in festem Winkel auf eine Metallschicht (42) gerichtet ist, wobei innerhalb des Prismas (41) Totalreflexion stattfindet, und ein Detektor (44) zum Erfassen der Intensität des reflektierten Lichts und zur Bestimmung eines durch SPR verursachten Intensitätsminimums vorhanden ist, wobei die Intensitätsminima von den Eigenschaften der vorliegenden Analyten (43) abhängig sind und durch eine schrittweise Änderung der am AOTF (2) eingestellten Wellenlänge das Intensitätsminimum stets einer bestimmten Wellenlänge zuordenbar ist, dadurch gelöst, dass das austretende Lichtbündel des AOTF (2) in seiner Apertur (21) so dimensioniert ist, dass es gleichzeitig auf Eintrittsflächen mehrerer Lichtleiter (3) gerichtet ist und die Lichtleiter (3) separate optische Kanäle (4) zur unabhängigen Messung ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur elektrochemischen Analyse mittels Oberflächenplasmonenresonanz (SPR), insbesondere für kontinuierliche Bindungs­ analysen, bei denen ein Analyt mit konstanter Flussrate an einer Detektionsstelle, an der ein Antikörper fest gebunden ist vorbeigeführt und die Änderung des SPR- Minimums über der Zeit gemessen wird.

Der Effekt der SPR ist seit Anfang der 70er Jahre bekannt. SPR ist das Ergebnis der Wechselwirkung zwischen elektromagnetischen Wellen und dem freien Elektronengas einer leitenden Oberfläche. SPR basiert auf der internen Totalreflexion an der Grenzfläche zwischen Dielektrikum und Metallschicht, d. h. zwischen zwei Medien, deren Dielektrizitätskonstanten unterschiedliche Vorzeichen haben. Eine stark gedämpfte elektromagnetische Oberflächenwelle schreitet entlang der Metallschicht fort. Innerhalb des Volumens der gedämpften elektromagnetischen Welle werden biomolekulare Wechselwirkungen in Form von Änderungen des Brechungsindexes an der Oberfläche detektiert. Das führt zugleich zu einer Änderung der Resonanzbedingung der an der Metallschicht reflektierten elektromagnetischen Lichtwelle.

Je nach Art der Detektion kann entweder die Änderung des Reflexionswinkels, bei dem die Intensität des reflektierten Lichts ein Minimum (Resonanz) ist, oder die Änderung der Resonanzwellenlänge bei festem Einfallswinkel erfasst werden. Als Beispiel für die erste Detektionsart soll an dieser Stelle die sogenannte Kretschmann-Konfiguration (in: Z. Physik 241 (1971) 313-324) angegeben sein, bei der eine sehr dünne Goldschicht auf der Basisfläche eines Prismas aufgedampft ist, monochromatisches Licht unter verschiedenen Einfallswinkeln auf diese Goldschicht eingestrahlt und die reflektierte Intensität als Funktion des Winkels aufgenommen wird. Diese Anordnung hat den schwerwiegenden Nachteil, dass sowohl die Lichtquelle als auch der Detektor sehr präzise bewegt werden müssen. Falls das Prisma nicht zu einem Halbzylinder entartet ist, wandert außerdem der Ort des Reflexionspunktes.

Eine Ausführung nach der zweiten Detektionsart ist dadurch möglich, dass die Resonanzbedingung für die SPR in der Wellenlängendomäne erfüllt wird, d. h. man strahlt polychromatisches Licht unter festem Winkel auf die Probe ein und analysiert das reflektierte Licht mittels eines Spektrographen. Verändert sich die Probe, so verschiebt sich das SPR-Minimum auf der Wellenlängenskala. Eine solche Anordnung, die den Nachteil der bewegten Elemente beseitigt, ist von Pfeifer et al. (in: Sensors and Actuators B 54 (1999) 166-175) beschrieben worden. Nachteilig verbleibt hier die Notwendigkeit eines Spektrographen oder Polychromators, der sich insbesondere für mehrkanalige Anordnungen als aufwändig und kostenintensiv der Realisierung entgegenstellt.

Ein weiteres Prinzip nach der Detektionsmethode in der Wellenlängendomäne wurde von Jory et al. (in: Sensors and Actuators B 35 36 (1996) 197-201) vorgeschlagen. Jory und Mitarbeiter verwenden dazu ein akustooptisches einstellbares Filter (AOTF - Acousto-optical Tunable Filter), das einstellbar quasimonochromatisches Licht herstellt, mit dem unter festem Einfallswinkel die unter der Metallschicht angeordnete Elektrolytprobe beaufschlagt wird. Es wird die Wellenlänge des Intensitätsminimums bestimmt und das Signal in einem Rückkopplungskreis für die Ansteuerfrequenz des AOTF verwendet. Die Änderung dieser Frequenz ist dann ein sehr genaues Maß für die Verschiebung des Intensitätsminimums. Eine parallele Ausführung dieser Methode für eine Vielzahl von Elektrolyten würde aufgrund der sehr geringen Abmessungen des Kristalls eines AOTF eine Vervielfachung der Gesamtanordnung erforderlich machen, was wegen der erheblichen Kosten eines AOTF nicht vertretbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue Möglichkeit zur elektrochemischen Analyse mittels Oberflächenplasmonenresonanz (SPR) zu finden, die bei geringem technischen Aufwand eine gleichzeitige Analyse einer Vielzahl von Analyten gestattet. Eine erweiterte Aufgabe besteht in der Verringerung des Auswerteaufwandes sowie in der on-line-Erstellung von sogenannten Sensogrammen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einer Anordnung zur elektrochemischen Analyse mittels SPR, bei der ein Lichtbündel, das mittels eines akustooptisch einstellbaren Filters (AOTF) eine durchstimmbare Wellenlänge aufweist, über ein optisches Element in festem Winkel auf eine Grenzschicht zwischen einer Metallschicht und einem Dielektrikum gerichtet ist, wobei innerhalb des optischen Elements Totalreflexion stattfindet, und im Lichtweg des resultierenden reflektierten Lichtstrahls ein Detektor zum Erfassen der Intensität des reflektierten Lichts und zur Bestimmung eines durch SPR verursachten Intensitätsminimums des reflektierten Lichtstrahls angeordnet ist, wobei das Intensitätsminimum und dessen Änderungen von den Eigenschaften der an der Metallschicht vorliegenden Analyten abhängig sind und durch eine schrittweise Änderung der am akustooptisch einstellbaren Filter eingestellten Wellenlänge das Intensitätsminimum stets einer bestimmten Wellenlänge zuordenbar ist, dadurch gelöst, dass das austretende Lichtbündel des AOTF in seiner Apertur so dimensioniert ist, dass es gleichzeitig auf die Eintrittsflächen mehrerer Lichtleiter gerichtet ist und die Lichtleiter Eingänge separater optischer Kanäle zur unabhängigen Messung der SPR verschieden konditionierter Analyte darstellen, wobei jedem Lichtleiter ein optisches Element mit Metallschicht und Analytprobe sowie ein Detektor nachgeordnet sind.

Zur Eliminierung unspezifischer dielektrischer Anlagerungen oder Bindungen (z. B. bei der Bindungsanalyse mittels immobilisierter Antikörper) ist vorteilhaft in jedem optischen Kanal an der Metallschicht des optischen Elements neben der Analytprobe eine Referenzzelle angeordnet, wobei deren unter festem Winkel reflektierte Lichtstrahlen jeweils separaten Detektoren zugeführt werden. Dabei erweist es sich als zweckmäßig, wenn die reflektierten Lichtstrahlen von Analytprobe und Referenzzelle jeweils über separate Lichtleitfasern auf den zugehörigen Detektor geleitet werden.

Es erweist sich als vorteilhaft, an den Ausgängen aller Detektoren der optischen Kanäle Mittel zur jeweils zeitgleichen Verarbeitung einer Serie wellenlängenkodierter Intensitätswerte, die am Ende eines jeden der wiederkehrenden Frequenzdurchläufe der Ansteuerfrequenz des AOTF an jedem Detektor vorliegt, vorgesehen sind, mit denen aus der Serie der Intensitätswerte eines Frequenzdurchlaufs jeweils das Intensitätsminimum bestimmbar ist, wobei die Intensitätsminima über der Zeit innerhalb jedes Kanals ein Sensogramm zur Charakterisierung der Bindungseigenschaften eines an der Metallschicht (ggf. mit einem immobilisierten Antikörper) mit konstanter Geschwindigkeit vorbei strömenden Analyten darstellen.

Zweckmäßig ist den Detektoren jeweils ein Lock-in-Verstärker zur Rauschminderung nachgeschaltet, dessen Referenzeingang mit dem Frequenz- Generator zur Erzeugung der Ansteuerfrequenz des AOTF in Verbindung steht. Vorteilhaft wird das vom Detektor (vorzugsweise über einen Lock-in-Verstärker) detektierte Reflexionssignal einem Differenzierer zugeführt, dessen Nulldurchgang das Intensitätsminimum der SPR darstellt und als digitales Ausgangssignal ausgegeben wird. Dem Differenzierer ist vorteilhaft ein Zähler nachgeordnet, wobei der Zähler über seinen Starteingang zum Triggern des Zählvorgangs mit dem Frequenzgenerator des AOTF in Verbindung steht und vom Differenzierer bei dessen Nulldurchgang ein Stoppsignal erhält, und der resultierende, vorzugsweise digitale Zählerstand ein analoges Maß (proportionaler Messwert) für die Wellenlänge des Intensitätsminimums ist, das über der Zeit zur Erstellung des Sensogramms in Echtzeit verwendbar ist. In diesem Fall entstehen je Kanal höchstens zwei Daten in Form von Zeitabständen zur Verfügung, die den Intensitätsminima entsprechen und als Maß für die Verschiebung der Resonanz­ wellenlänge direkt für das Sensogramm verwendet werden können.

Für die möglichst genaue und zeitsparende Ermittlung der Intensitätsminima in allen optischen Kanälen erweist es sich als zweckmäßig, dass der Frequenzverlauf des Frequenzgenerators unterschiedliche Anstiege innerhalb eines Frequenzdurch­ laufs aufweist, wobei der Anstieg der Ansteuerfrequenz in einem Bereich der zu erwartenden Minima der SPR wesentlich kleiner gewählt wird als in den unterhalb und oberhalb davon liegenden Bereichen, die wegen fehlender SPR keine Messwerte zum Sensogramm beitragen und deshalb mit größerer Geschwindigkeit durchfahren werden können. Der Bereich des geringen Anstiegs, kann dabei auch für mehrere Kanäle relativ eng begrenzt werden, da bei n Wellenlängen, bei denen ein SPR-Minimum auftritt, die Ansteuerfrequenzen (Radiofrequenzen f₁, . . ., f_n) sich nicht in der Größenordnung unterscheiden.

Mit der erfindungsgemäßen Anordnung ist es möglich, die insbesondere für biochemische Bindungsanalysen dringend erforderliche Parallelisierung der Analyse mittels SPR für eine Vielzahl von Analyten laborfähig zu machen, indem mehrere Flusszellen unter gleichen Beleuchtungsbedingungen parallel analysiert werden und damit auch direkt vergleichbar sind. Weiterhin ist durch ergänzende Maßnahmen die Auswertung wesentlich vereinfacht und führt ohne wesentlichen Speicher- und Rechnerbedarf quasi zu einer on-line-Erstellung der Sensogramme für Bindungsanalysen.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Die Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: ein Prinzipschema der erfindungsgemäßen mehrkanaligen Anordnung,

Fig. 2: eine bevorzugte Ausführungsform zur Messwertgewinnung von Sensogrammen für Bindungsanalysen, vereinfacht dargestellt als zweikanalige Anordnung und

Fig. 3: eine vorteilhafte Signalgestaltung des RF-Signals als Ansteuersignal des AOTF und Referenz des Lock-in-Verstärkers

Die erfindungsgemäße Anordnung besteht in ihrem Grundaufbau - wie in Fig. 1 skizziert - aus einer polychromatischen Lichtquelle 1, vorzugsweise einer Halogenlampe, einem Monochromator in Form eines akustooptisch einstellbaren Filters - AOTF 2 mit einer geeignet gewählten Austrittsapertur 21, die eine Beleuchtung mehrerer Eintrittsflächen von Lichtleitern 3 gestattet, mehrere separate optische Kanäle 4, für die die Lichtleiter 3 jeweils das Eingangselement darstellen und die jeweils aus einem Prisma 41, das an seiner Basisfläche eine Goldschicht 42 aufweist, die wiederum mit einer elektrochemischen Analytprobe 43, vorzugsweise einer vom Analyt durchströmten Flusszelle, in Kontakt steht, und einem Detektor 44 zum Nachweis der wellenlängenkodierten Intensitätsminima der SPR bzw. deren Änderung (Verschiebung) über der Zeitachse (Sensogramm). Das Licht der (weißen) Lichtquelle 1 wird mittels des AOTF 2 in seine spektralen Anteile zerlegt. Das geschieht mit einer periodisch anwachsenden Radiofrequenz im MHz-Bereich, wodurch sich im optischen Kristall des AOTF 2 über einen piezoelektrischen Umformer ein Beugungsgitter mit proportional ansteigender Liniendichte ausbildet, an dem ein Teil des von der Lichtquelle 1 einfallenden Lichts eine Braggsche Beugung erfährt. Das gebeugte Lichtbündel ändert in Abhängigkeit von der das AOTF 2 ansteuernden Radiofrequenz (auch Wobbelfrequenz genannt) kontinuierlich seine Wellenlänge. Die Bandbreite dieses durch das AOTF 2 gebildeten Monochromators ist frequenzabhängig und kann je nach Bauart bis zu 10 nm betragen. Diese spektrale Bandbreite ist für SPR in der Wellenlängendomäne ausreichend.

Mit einer geeignet eingestellten Austrittsapertur 21 des AOTF 2, die im wesentlichen durch die Form und Größe des auf den AOTF-Kristall einfallenden parallelen Lichtbündels bestimmt ist, verteilt sich quasimonochromatisches Licht, das mit der das AOTF 2 ansteuernden Wobbelfrequenz moduliert ist, über eine Fläche von etwa 3 × 3 mm². In dieser Austrittsapertur 21 werden die Eintrittsflächen mehrerer Lichtleiter 3 angeordnet, die das durchstimmbare monochromatische Licht in eine bestimmte Anzahl optischer Kanäle 4 aufteilt. Jeder dieser Kanäle 4 besteht aus einem Prisma 41 mit Goldschicht 42 und Probe 43. Die Reflexion innerhalb des Prismas 41 erfolgt an der Goldschicht 42 unter festem Winkel und ist auf einen Detektor 44 (Photodiode oder PMT) gerichtet. Die Detektoren 44 messen jeweils das wellenlängenkodierte Reflexionssignal (Intensität), das sich mit dem sägezahnförmigen Verlauf der Wobbelfrequenz wiederholt. Daraus wird in einer Auswerteeinheit 5 pro Frequenzdurchlauf das Minimum bestimmt, das schließlich über der Zeitachse als Sensogramm wiedergegeben werden kann.

In Fig. 2 ist eine bevorzugte Ausführung der Erfindung für Bindungsanalysen, die - zur Vereinfachung der Beschreibung, aber ohne Beschränkung der Allgemeinheit - für nur zwei optische Kanäle 4 dargestellt ist. Das Licht der Lichtquelle 1 wird, wie bereits zu Fig. 1 beschrieben, vom AOTF 2 mit Hilfe der vom Frequenzgenerator 22 gelieferten Wobbelfrequenz spektral schmalbandig zerlegt und gelangt über die innerhalb der Austrittsapertur 21 des AOTF 2 angeordneten Lichtleiter 3 als separate Lichtbündel zu den (in diesem Beispiel zwei) optischen Kanälen 4.

In jedem der optischen Kanäle 4, die identisch aufgebaut sind, wird das eintretende Licht im Prisma 41 an der Goldschicht 42 totalreflektiert. Unterhalb der Goldschicht 42 wird die zu untersuchende Analytprobe 43 in einer Flusszelle als kontinuierliche Strömung vorbeigeführt. Ebenfalls in Kontakt mit der Goldschicht 42 ist eine Referenzzelle 46 zum Eliminieren von unspezifischen Bindungen des Analyts vorgesehen, die durch Aufteilung des Lichts aus dem zugeführten Lichtleiter 3 demselben Plasmonenfeld wie die Analytprobe 43 unterliegt. Das über beiden Zellen 43 und 46 reflektierte Licht trifft unter festem Winkel auf und wird von jeweils einer Lichtleitfaser 47 auf die separaten Detektoren 44 und 48 geführt. Die Detektoren 44 und 48 messen sukzessive die Intensität der Reflexion über die Perioden der sägezahnförmig gesteuerten Radiofrequenz des AOTF 2. Um die Intensitätswerte rauscharm zu messen, ist den Detektoren 44 und 48 jeweils ein Lock-in-Verstärker 45 nachgeschaltet, der durch den Frequenzgenerator 22 des AOTF 2 getriggert wird.

Die so erhaltenen Detektorsignale werden an einen Differenzierer 51 weitergeleitet, der aus den über eine Periode des vom AOTF 2 gelieferten Wellenlängen-Durchlaufs gemessenen Intensitätswerten das SPR-Minimum als Nulldurchgang detektiert und zum Zeitpunkt des Nulldurchgangs sein Ausgangssignal ändert. Mit jedem Start des Frequenzdurchlaufs des Frequenzgenerators 22 werden alle Kanäle 4 (Probe und Referenz) mit ihren zugehörigen digitalen Zählern 52 gestartet. Da alle Kanäle 4 durchaus sehr unterschiedliche SPR-Kurven aufweisen können, gibt es u. U. den allgemeinen Fall, dass ein Kanal bereits das Resonanzminimum erreicht, während ein anderer Kanal zur gleichen Zeit noch einen waagerechten Kurvenverlauf zeigt. In beiden Fällen würde jedoch der zugehörige Differenzierer 51 einen Nulldurchgang melden und den Zähler 52 abschalten, was in dem einen Fall zu einer Falschmessung führen würde. Daher ist jeder Differenzierer 51 mit einer Logikschaltung auszustatten, die den Differenzierer 51 erst aktiviert, wenn sichergestellt ist, dass dessen Kanal 4 in Richtung SPR-Minimum läuft. Ein Feldeffekttransistor (FET) als Schalter kann den Differenzierer 51 solange überbrücken, bis das Ausgangssignal des Lock-in- Verstärkers 45 eine deutlich fallende Monotonie aufweist. Genauer gesagt, leitet man das Lock-in-Ausgangssignal zum einen über einen Tiefpass und zum anderen direkt auf einen Komparator. Das Ausgangssignal des Komparators ist am Anfang der SPR-Kurve positiv und wechselt bei Beginn der eigentlichen Resonanz das Vorzeichen zu negativ; damit wird der FET-Schalter geöffnet, so dass der Differenzierer 51 aktiviert ist. Im Minimum "feuert" der Differenzierer 51 und über einen Schmitt-Trigger wird der Zähler 52 gestoppt.

Der Zählerstand kann nun als analoges (proportionales) Maß für die Minimumwellenlänge der SPR gespeichert oder direkt in ein Sensogramm eingetragen werden. Diese Messwertgewinnung eines Äquivalents für die Wellenlänge des SPR-Minimums belastet einen der Auswerteeinheit 5 zugeordneten (nicht dargestellten) Auswerterechner nicht und liefert online pro optischen Kanal 4 ein Sensogramm. Es entstehen lediglich zwei Daten (Mess- und Referenzwert) in Form von Zeitabständen, die den Wellenlängen der SPR-Minima entsprechen.

Die erfindungsgemäße Anordnung gestattet es, das Wobbelprogramm des Frequenzgenerators 22 des AOTF 2 an das relevante Minimumsignal anzupassen. So kann man über die Wellenlängenbereiche außerhalb der SPR schneller hinwegfahren und in dem erwartungsgemäßen Resonanzbereich die Wobbelfrequenz langsam steigern, um mit großer Zeitkonstante und hoher Genauigkeit das Reflexionsminimum zu bestimmen. Diese Art der Steuerung des zeitlichen Frequenzverlaufs 23 der Wobbelfrequenz ist in Fig. 3 dargestellt. Die Bereiche 24 kennzeichnen dabei den Abschnitt der langsamen Radiofrequenzsteigerung, um die Wellenlängen, bei denen SPR zu erwarten ist, mit höherer Auflösung abzutasten. Für n Kanäle 4 liegt das Minimum im allgemeinen nicht bei gleicher Wellenlänge. Daher muss der gemeinsame langsame Durchlaufbereich 24 des Radiofrequenzverlaufs 23 groß genug gewählt werden.

Bei dieser Art der speziellen Steuerung der Radiofrequenz des Frequenzgenerators 22 wirkt sich die Detektorsignal-Triggerung am Lock-in-Verstärker 45 besonders vorteilhaft aus. Die Detektorsignale ändern sich über der Zeit außerhalb der SPR schnell und im Resonanzbereich langsam. Am Ausgang des Lock-in-Verstärkers 45 liegt das gleiche Signal wie am Detektor 44 vor, jedoch wesentlich glatter, d. h. rauscharmer. Dasselbe gilt auch für den Referenzdetektor 48. In einem (nicht dargestellten) Rechner kann weiterhin eine fortlaufende Mittelung (moving average) der Daten pro Kanal 4 vorgenommen werden. Wenn die Wobbelfrequenz im Bereich von 100 Hz liegt, können pro Sekunde 100 Datenwerte gemittelt werden, falls eine Sensogrammauflösung von einer Sekunde ausreicht.

Liste der verwendeten Bezugszeichen

1

Lichtquelle

2

akustooptisches einstellbares Filter (AOTF)

21

Austrittsapertur

22

Frequenzgenerator

23

Frequenzverlauf (der Ansteuerfrequenz)

24

Bereich (geringen Anstiegs)

3

Lichtleiter

4

optischer Kanal

41

Prisma

42

Metallschicht

43

Analytprobe

44

Detektor

45

Lock-in-Verstärker

46

Referenzzelle

47

Lichtleitfaser

48

Referenzdetektor

5

Auswerteeinheit

51

Differenzierer

52

Zähler

Claims (8)

1. Anordnung zur elektrochemischen Analyse mittels Oberflächenplasmonenreso­ nanz, bei der ein Lichtbündel, das mittels eines akustooptisch einstellbaren Filters eine durchstimmbare Wellenlänge aufweist, über ein optisches Element in festem Winkel auf eine Grenzschicht zwischen einer Metallschicht und einem Dielektrikum gerichtet ist, wobei innerhalb des optischen Elements Totalreflexion stattfindet, und im Lichtweg des resultierenden reflektierten Lichtstrahls ein Detektor zur Erfassung des reflektierten Lichtstrahls und Bestimmung eines durch Oberflächenplasmonenresonanz verursachten Intensitätsminimums des reflektierten Lichtstrahls angeordnet ist, wobei das Intensitätsminimum und dessen Änderungen von den Eigenschaften der an der Metallschicht vorliegenden Analyten abhängig sind und durch eine schrittweise Änderung der am akustooptisch einstellbaren Filter eingestellten Wellenlänge das Intensitäts­ minimum stets einer bestimmten Wellenlänge zuordenbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass

• - das austretende Lichtbündel des akustooptisch einstellbaren Filters (2) gleichzeitig auf die Eintrittsflächen mehrerer Lichtleiter (3) gerichtet ist und
• - die Lichtleiter (3) Eingänge separater optischer Kanäle (4) zur unabhängigen Messung der Oberflächenplasmonenresonanz verschieden konditionierter Analyte darstellen, wobei jedem Lichtleiter (3) ein optisches Element (41) mit Metallschicht (42) und Analytprobe (43) sowie ein Detektor (44) nachgeordnet sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem optischen Kanal (4) an der Metallschicht (42) neben der Analytprobe (43) eine Referenzzelle (46) angeordnet ist, wobei deren unter festem Winkel reflektierte Lichtstrahlen jeweils separaten Detektoren (44; 48) zugeführt sind.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die reflektierten Lichtstrahlen von Analytprobe (43) und Referenzzelle (46) jeweils über separate Lichtleitfasern (47) auf den zugehörigen Detektor (44; 48) geführt sind.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an den Ausgängen aller Detektoren (44; 48) der optischen Kanäle (4) Mittel zur zeitgleichen Verarbeitung jeweils einer Serie wellenlängenkodierter Intensitäts­ werte, die am Ende eines jeden der wiederkehrenden Frequenzdurchläufe der Ansteuerfrequenz des akustooptisch einstellbaren Filters (2) an jedem Detektor (44; 48) vorliegt, vorgesehen sind, mit denen aus der Serie der Intensitätswerte eines Frequenzdurchlaufs jeweils das Intensitätsminimum bestimmbar ist, wobei die Intensitätsminima über der Zeit innerhalb jedes Kanals (4) ein Sensogramm zur Charakterisierung der Bindungseigenschaften des an der Metallschicht (42) mit konstanter Geschwindigkeit vorbei strömenden Analyten (43; 46) darstellen.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass den Detektoren (44; 48) jeweils ein Lock-in-Verstärker (45) zur Rauschminderung nachgeschaltet ist, dessen Referenzeingang mit dem Frequenz-Generator (22) zur Erzeugung der Ansteuerfrequenz des akustooptisch einstellbaren Filters (2) in Verbindung steht.

6. Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das detektierte Reflexionssignal einem Differenzierer (51) zugeführt ist, dessen Nulldurchgang das Intensitätsminimum der Oberflächenplasmonenresonanz darstellt und als digitales Ausgangssignal ausgebbar ist.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass dem Differenzierer (51) ein Zähler (52) nachgeordnet ist, wobei der Zähler (52) über seinen Triggereingang mit dem Frequenzgenerator (22) des akustooptisch einstellbaren Filters (2) zum Start des Zählvorgangs in Verbindung steht und vom Differenzierer (51) bei dessen Nulldurchgang ein Stoppsignal erhält, und der resultierende Zählerstand ein proportionaler Messwert für die Wellenlänge des Intensitätsminimums der Oberflächenplasmonenresonanz ist, der über der Zeit zur Erstellung des Sensogramms in Echtzeit verwendbar ist.

8. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Frequenzverlauf (23) des Frequenzgenerators (22) unterschiedliche Anstiege innerhalb eines Frequenzdurchlaufs aufweist, wobei der Anstieg der Ansteuerfrequenz in einem Bereich (24) der zu erwartenden Minima der Oberflächenplasmonenresonanz wesentlich kleiner gewählt ist als in den unterhalb und oberhalb davon liegenden Bereichen, die wegen fehlender Intensitätsminima keine Messwerte zum Sensogramm beitragen.