[發明專利]單芯片化學測定裝置和單芯片核酸測定裝置

無效

• 申請號: 201410060447.8
• 申請日: 2009-10-22
• 公開（公告）號: CN103884760A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 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;李春暉

1.一種單芯片化學測定裝置，其包含:

在電路支持基底中形成的傳感器陣列，所述陣列中的每個傳感器包含化學場效應晶體管，且設置成提供與其附近的化學或生物樣品的濃度或存在有關的至少一個輸出信號，對于所述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；

在所述電路支持基底中的多個樣品保留區，每個樣品保留區設置在至少一個傳感器上；和

在所述電路支持基底中的控制電路，所述控制電路與所述傳感器陣列耦聯，從而以至少1幀/秒的速率接收來自所述化學場效應晶體管的輸出信號的樣值。

2.如權利要求1所述的測定裝置，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，且能與其附近的樣品流體中帶電荷物質的濃度成比例地積累電荷。

3.如權利要求2所述的測定裝置，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。

4.如權利要求3所述的測定裝置，其中所述電介質層的所述厚度包含金屬氧化物，且為1至1000納米。

5.如權利要求4所述的測定裝置，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。

6.如權利要求5所述的測定裝置，其中所述電荷敏感層是氧化鉭，且所述粘附層是二氧化鋁。

7.如權利要求6所述的測定裝置，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。

8.一種單芯片核酸測定裝置，其包含：

在電路支持基底中形成的傳感器陣列，所述陣列中的每個傳感器包含化學場效應晶體管，且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，對于所述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；

在所述電路支持基底中的多個樣品保留區，每個樣品保留區設置在至少一個傳感器上;

置于所述樣品保留區上的顆粒固體支持物，每個顆粒固體支持物具有與其連接的串聯的模板；和

在所述電路支持基底中的控制電路，所述控制電路與所述傳感器陣列耦聯，從而以至少1幀/秒的速率接收來自所述化學場效應晶體管的輸出信號的樣值。

9.如權利要求8所述的測定裝置，其中所述濃度包括與所述串聯的模板的特征相關的帶電荷物質的濃度，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，且能與其附近的樣品流體中帶電荷物質的濃度成比例地積累電荷。

10.如權利要求9所述的測定裝置，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。

11.如權利要求10所述的測定裝置，其中所述電介質層的所述厚度包含金屬氧化物，且是1至1000納米。

12.如權利要求11所述的測定裝置，其中所述樣品保留區的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顆粒固體支持物。