[發明專利]用于執行電化學反應的裝置和方法

有效

• 申請號: 201080029374.6
• 申請日: 2010-05-27
• 公開（公告）號: CN102484267A
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發明（設計）人: 約翰·諾比萊;喬治·托馬斯·羅特;托德·雷亞里克;喬納森·舒爾茨;喬納森·M·羅思伯格;大衛·馬蘭
• 申請（專利權）人: 生命技術公司
• 主分類號: H01M8/04
• 分類號: H01M8/04;H01M8/10
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 康建峰;陳煒

1.一種用于進行多步驟電化學反應的裝置，所述裝置包括：

一個或多個反應器，每個反應器連接至用于監測所述反應器中的產物的電子傳感器，所述電子傳感器產生與產物的濃度或存在有關的輸出信號，所述輸出信號依賴于參比電壓；

用于將多種電解質一次一種電解質地順序遞送給所述反應器的流控系統；和

與所述多種電解質中選擇的電解質接觸的參比電極，所述參比電極與反應室流體連通，并提供所述參比電壓給每個電子傳感器，且所述參比電極不接觸任何未選擇的電解質。

2.如權利要求1所述的裝置，其中所述一個或多個反應器是設置在chemFET傳感器陣列上的微孔陣列，且其中所述流控系統包括與所述微孔流體連通的流動池，并構造成以基本上相同的流量向每個微孔遞送反應物電解質。

3.如權利要求1所述的裝置，所述裝置另外包括蓄池，所述蓄池用于容納所述選擇的電解質，所述蓄池通過分支通道連接至共同通道，所述共同通道用于將所述電解質遞送給所述反應器，所述分支通道具有設置在所述蓄池和與所述共同通道的連接點之間的閥門，其中所述參比電極被設置在所述閥門和所述連接點之間的所述分支通道中，使得所述參比電極與所述反應器流體連通，并使得每當所述閥門被關閉且在所述分支通道內的流體是靜止時，基本上沒有所述未選擇的電解質接觸所述參比電極。

4.如權利要求1所述的裝置，其中所述流控系統包括多個通道，所述多個通道將所述電解質從蓄池遞送至所述反應室和至少一個廢物蓄池，所述多個通道中的每一個連接至與所述參比電極電容地相連的電極上。

5.一種用于對多種分析物進行分析反應的裝置，所述裝置包括：

傳感器陣列，其包括在回路支持基質中形成的多個傳感器，所述陣列的每個傳感器被構造成產生至少一個與在其附近的一種或多種反應產物的濃度或存在有關的電信號；和微孔陣列，其設置在所述回路支持基質上，使得每個微孔被設置在至少一個傳感器上，其中一個或多個微孔含有分析物；和

流控系統，其用于順序地遞送多種試劑給所述微孔陣列，并用于為所述傳感器陣列的所述傳感器提供參比電壓，所述參比電壓由在所述微孔陣列上游并與所述微孔陣列連續流體連通的參比電極提供，在向所述流動池遞送不同試劑的過程中，所述參比電極接觸所述多種試劑中的僅一種。

6.如權利要求5所述的裝置，其中與所述參比電極接觸的所述一種試劑是不含有所述分析反應的反應物的洗滌溶液。

7.一種用于對多種分析物進行分析反應的裝置，所述系統包括：

傳感器陣列，其包括形成在回路支持基質中的多個傳感器，所述陣列的每個傳感器包括具有浮動閘的化學敏感的場效應晶體管(chemFET)，所述chemFET被構造成產生至少一個與在其附近的一種或多種反應產物的濃度或存在有關的電信號；和微孔陣列，其設置在所述回路支持基質上，使得每個微孔被設置在至少一個傳感器上，其中一個或多個微孔含有分析物；和

用于遞送試劑給所述微孔陣列的流控系統，所述流控系統包括具有入口、出口和流動室的流動池，所述流動室限定試劑從所述入口至所述出口經過時所述試劑的流動通道，其中所述流動室被構造成在所述流動通道中經所述微孔的開放部分橫向地遞送所述試劑，且其中在所述流動通道之外的傳感器的所述浮動閘被電連接并保持在共同電壓。

8.如權利要求7所述的系統，其中所述傳感器陣列是CMOS裝置，且其中通過形成諸如連續金屬層等浮動閘，電連接在所述流動通道之外的所述傳感器的所述浮動閘。

9.一種裝置，其包括：

用于監測在其表面上的多個多步驟反應的傳感器陣列，所述傳感器陣列形成在半導體基質中且具有有源區和無源區，所述無源區中的所述傳感器各自包括具有浮動閘的化學敏感的場效應晶體管(chemFET)，所述浮動閘電連接至所述無源區的每個其它傳感器的閘，所述有源區中的所述傳感器各自包括具有浮動閘的chemFET并被構造成提供至少一個與在其附近的化學或生物學樣品的濃度或存在有關的輸出信號，其中所述傳感器陣列的所述有源區對應著遞送給所述傳感器陣列的表面上的反應的試劑的流動通道。