[發明專利]用于生物和化學分析的集成式傳感器陣列

有效

• 申請號: 201410059756.3
• 申請日: 2009-10-22
• 公開（公告）號: CN103901090B
• 公開（公告）日: 2017-03-22
• 發明（設計）人: 喬納森·M·羅思伯格;喬納森·C·舒爾茨;金·L·約翰遜;托德·M·雷亞里克;馬克·詹姆斯·米爾格魯;大衛·馬蘭;詹姆斯·M·布斯蒂略
• 申請（專利權）人: 生命技術公司
• 主分類號: G01N27/414
• 分類號: G01N27/414
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 苗迎華,陳煒

1.一種集成式傳感器陣列，其包含：

在電路支持基底中形成的多個傳感器，每個傳感器包含化學場效應晶體管，所述傳感器以大于100個傳感器/mm²的密度存在于大于256個傳感器的平面陣列中，所述陣列中的每個傳感器設置成提供與其附近的化學或生物樣品的濃度或存在相關的至少一個輸出信號，對于陣列中的每個傳感器而言，響應于相同化學或生物樣品的相同濃度或存在，這種輸出信號是基本上相同的。

2.如權利要求1所述的集成式傳感器陣列，其另外包括在所述電路支持基底中的多個樣品保留區，每個樣品保留區位于至少一個所述傳感器上，且與至少一個所述傳感器可操作地相關聯。

3.如權利要求2所述的集成式傳感器陣列，其中所述濃度包括帶電荷物質的濃度，且其中每個所述化學場效應晶體管是離子敏感場效應晶體管，所述離子敏感場效應晶體管具有浮動柵，所述浮動柵在其表面上具有電介質層，所述電介質層接觸含有所述化學或生物樣品的樣品流體，且能與其鄰近的樣品流體中的帶電荷物質的濃度成比例地積累電荷。

4.如權利要求3所述的集成式傳感器陣列，其中所述電介質層的厚度選擇成使跨過它的電容盡可能大。

5.如權利要求4所述的集成式傳感器陣列，其中所述電介質層的所述厚度是1至1000納米。

6.如權利要求5所述的集成式傳感器陣列，其中所述電介質層包含金屬氧化物。

7.如權利要求6所述的集成式傳感器陣列，其中所述金屬氧化物選自：氧化鋁、氧化鉭、氮化硅、氮氧化硅、五氧化二鉭、氧化錫和二氧化錫。

8.如權利要求4所述的集成式傳感器陣列，其中所述電介質層包含雙層，所述雙層由與所述樣品流體流體接觸的電荷敏感層和設置在所述浮動柵上的粘附層組成，所述粘附層用于使所述電荷敏感層結合至所述浮動柵。

9.如權利要求8所述的集成式傳感器陣列，其中所述電荷敏感層是氧化鉭，且所述粘附層是二氧化鋁。

10.如權利要求2所述的集成式傳感器陣列，其中所述樣品保留區的所述陣列是在所述化學場效應晶體管陣列上形成的且與其集成在一起的微孔陣列，所述陣列中的每個微孔具有包圍微孔體積的壁，且每個微孔體積能容納所述化學或生物樣品。

11.如權利要求10所述的集成式傳感器陣列，其中所述微孔陣列被密封地與所述化學場效應晶體管陣列連接的流動池包圍，所述流動池設置成向所述微孔遞送試劑，且所述流動池具有入口、出口和限定所述試劑的流動通道的內部，使得每個微孔與所述流動池的內部流體連通。

12.如權利要求11所述的集成式傳感器陣列，其中所述流動池的所述內部設置成提供在每個所述微孔處基本上相等的所述試劑的流速。