[發(fā)明專利]集成分析器件陣列

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580058653.8
• 申請日: 2015-08-26
• 公開（公告）號(hào): CN107003241B
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 安妮特·格羅特;拉維·薩克塞納;保羅·倫德奎斯特
• 申請（專利權(quán)）人: 加利福尼亞太平洋生物科學(xué)股份有限公司
• 主分類號(hào): G01N21/64
• 分類號(hào): G01N21/64;G01N21/77
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11112
• 代理人: 顧麗波;李榮勝

本申請?zhí)峁┝艘环N集成分析器件陣列及其生產(chǎn)方法。所述陣列用于分析以大數(shù)量高密度方式分布的高度復(fù)用的光學(xué)反應(yīng)(包括諸如如核苷酸測序反應(yīng)的生化反應(yīng))。所述器件實(shí)現(xiàn)了使用諸如光譜、幅度和時(shí)間分辨率或它們的組合之類的特征來對光信號(hào)進(jìn)行高靈敏度的區(qū)分。所述器件包括集成衍射光束成形元件，其提供對從光學(xué)反應(yīng)發(fā)射的光進(jìn)行空間分離。

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求于2014年8月27日提交的美國臨時(shí)申請No.62/042,793的權(quán)益，其公開以引用方式全文并入本文中。

背景技術(shù)

在分析系統(tǒng)中，增加給定系統(tǒng)在任何給定時(shí)間實(shí)施的分析的數(shù)量的能力一直是提高這類系統(tǒng)的效用并延長其壽命的關(guān)鍵組成部分。特別地，通過增加給定系統(tǒng)的分析復(fù)用因子，可以增大系統(tǒng)的總體吞吐量，從而在增加其有用性的同時(shí)降低與使用相關(guān)的成本。

在光學(xué)分析中，增加復(fù)用通常會(huì)造成更多的困難，因?yàn)檫@可能需要更復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)、更優(yōu)良的照射或檢測能力、以及新的反應(yīng)控制策略。在某些情況下，系統(tǒng)試圖成倍地甚至成數(shù)量級(jí)地來增加復(fù)用，這進(jìn)一步牽連到以上那些注意事項(xiàng)。同樣，在某些情況下，系統(tǒng)要被用于的分析環(huán)境非常敏感，以至于給定系統(tǒng)中不同分析之間的變化會(huì)是不可接受的。這些目標(biāo)通常與單純地使系統(tǒng)更大并具有更高性能的蠻力法相矛盾，因?yàn)檫@樣的方法通常會(huì)造成更壞的后果，例如，相互反應(yīng)串?dāng)_、由于信號(hào)降低和噪聲升高中的任一者或兩者而導(dǎo)致的信噪比降低等。因此，期望的是，提供對于它們期望的分析具有大幅增加的復(fù)用并且尤其用于高度敏感反應(yīng)分析的分析系統(tǒng)，并且在許多情況下，在這樣做的同時(shí)使這種增加的復(fù)用所帶來的負(fù)面影響最小化。

同時(shí)，還需要提高分析系統(tǒng)的性能，并降低與生產(chǎn)和使用該系統(tǒng)相關(guān)的成本。特別地，還需要增加分析系統(tǒng)的吞吐量。還需要縮小分析系統(tǒng)的規(guī)模并降低其復(fù)雜度。還需要具有靈活構(gòu)造和易于擴(kuò)展的分析系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

在一個(gè)方面，本發(fā)明通過提供一種集成分析器件陣列來解決上述問題和其它問題，其中，每一個(gè)器件包括：

納米級(jí)發(fā)射體；

檢測器層，其光學(xué)地耦接到所述納米級(jí)發(fā)射體；

衍射光束成形元件，其設(shè)置在所述納米級(jí)發(fā)射體和所述檢測器層之間；以及

濾色層，其設(shè)置在所述衍射光束成形元件和所述檢測器層之間；

其中，通過所述發(fā)射體內(nèi)的多個(gè)發(fā)射物從該納米級(jí)發(fā)射體發(fā)射光；

其中，所述檢測器層包括多個(gè)感測區(qū)域；并且

其中，所述衍射光束成形元件在空間上分離從所述納米級(jí)發(fā)射體發(fā)射的光，并且將空間上分離的光引導(dǎo)穿過所述濾色層從而到達(dá)所述多個(gè)感測區(qū)域。

在另一方面，本發(fā)明提供了一種集成分析器件陣列，其中每個(gè)器件包括：

納米級(jí)發(fā)射體；

檢測器層，其光學(xué)地耦接到所述納米級(jí)發(fā)射體；

衍射光束成形元件，其設(shè)置在所述納米級(jí)發(fā)射體和所述檢測器層之間；以及

濾色層，其設(shè)置在所述衍射光束成形元件和所述檢測器層之間，其中,所述濾色層包含2個(gè)至9個(gè)濾色元件，每個(gè)濾色元件專用于一定范圍的光波長；

其中，通過所述發(fā)射體內(nèi)的多個(gè)發(fā)射物從該納米級(jí)發(fā)射體發(fā)射光；

其中，所述檢測器層包括多個(gè)感測區(qū)域，并且其中，所述感測區(qū)域光學(xué)地耦接到所述濾色元件；并且

其中，所述衍射光束成形元件將從所述納米級(jí)發(fā)射體發(fā)射的光在空間上分離成多個(gè)光束，并將空間上分離的光束引導(dǎo)穿過所述濾色元件從而到達(dá)所述感測區(qū)域。