[發(fā)明專利]化學(xué)傳感器、化學(xué)傳感器的制造方法和化學(xué)物質(zhì)檢測裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710328843.8
• 申請日: 2013-02-01
• 公開（公告）號: CN107367491A
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 茂木英昭;松澤伸行;前田兼作;守屋雄介
• 申請（專利權(quán)）人: 索尼公司
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 北京信慧永光知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司11290
• 代理人: 衛(wèi)李賢,曹正建

本申請是申請日為2013年2月1日、發(fā)明名稱為“化學(xué)傳感器、化學(xué)傳感器的制造方法和化學(xué)物質(zhì)檢測裝置”的申請?zhí)枮?01380013161.8的專利申請的分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本技術(shù)涉及一種利用從檢測對象物發(fā)射的光來檢測化學(xué)物質(zhì)的化學(xué)傳感器、化學(xué)傳感器的制造方法和化學(xué)物質(zhì)檢測裝置。

背景技術(shù)

已經(jīng)研究了利用由于化學(xué)結(jié)合引起的發(fā)射光來檢測化學(xué)物質(zhì)的化學(xué)傳感器。具體地，使與將要檢測的靶材料特異性結(jié)合的示蹤材料固定在傳感器上，并將樣品供給到傳感器。因此，包含在樣品中的靶材料與示蹤材料結(jié)合。例如，如果使用可以引入包括靶材料和示蹤材料的結(jié)合體中的熒光標(biāo)記來使結(jié)合體發(fā)射光，那么光電轉(zhuǎn)換元件可以檢測發(fā)射光。通過在傳感器上固定多種示蹤材料，還可以識別包含在樣品中的靶材料的種類。

為了通過利用這種化學(xué)傳感器高靈敏度和高精度地進行檢測，需要將由于靶材料和示蹤材料的結(jié)合引起的發(fā)射光有效地引入光電轉(zhuǎn)換元件中。例如，專利文獻(xiàn)1公開了一種用于檢測有機分子的半導(dǎo)體裝置，其中固態(tài)成像元件與具有其中配置有有機分子探針的區(qū)域的硅基板集成一體。該裝置具有其中固態(tài)成像元件檢測由于配置在有機分子探針配置區(qū)域中的有機分子探針和靶材料的結(jié)合引起的熒光的構(gòu)造。

另一方面，專利文獻(xiàn)2公開了一種生物聚合物分析芯片，其中片上透鏡安裝在兩個位置之間，每個位置都包括雙柵晶體管(光電轉(zhuǎn)換元件)和示蹤材料。該芯片具有其中從示蹤材料和靶材料的結(jié)合體產(chǎn)生的熒光由片上透鏡收集并且雙柵晶體管檢測收集的光的構(gòu)造。

引用文獻(xiàn)列表

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利申請?zhí)亻_No.2002-202303

專利文獻(xiàn)2：日本專利申請?zhí)亻_No.2006-4991

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的問題

然而，在專利文獻(xiàn)1中所述的構(gòu)造中，沒有將來自有機分子探針的各向同性的發(fā)射光引入固態(tài)成像元件中的光學(xué)系統(tǒng)，這導(dǎo)致不能獲得足夠量的光并且靈敏度和精度低的問題。此外，各向同性的發(fā)射光進入相鄰的固態(tài)成像元件中，這可能在檢測的信號中產(chǎn)生串?dāng)_。另外，沒有限定使有機分子探針與其結(jié)合的表面的材料，并且沒有通過有機分子探針在表面上的均勻結(jié)合來促進檢測精度的改善。

另一方面，在專利文獻(xiàn)2中所述的構(gòu)造中，在片上透鏡的上表面上形成透光性頂柵電極。這種頂柵電極被認(rèn)為是由透光電極材料氧化銦錫(ITO)和石墨烯等形成。然而，為了使用這些材料獲得低電阻值，需要增大膜厚度，這可能降低膜的透光率和靈敏度。

鑒于如上所述的情況，本技術(shù)的目的是提供一種能夠有效地檢測從檢測對象物發(fā)射的光的化學(xué)傳感器、化學(xué)傳感器的制造方法和化學(xué)物質(zhì)檢測裝置。

解決問題的手段

鑒于如上所述的情況，根據(jù)本技術(shù)實施方案的化學(xué)傳感器包括基板和透鏡層。

在所述基板，形成至少一個光檢測部。

所述透鏡層層疊在所述基板上并具有光透過性，并且在所述透鏡層的基板相反側(cè)的表面上形成朝向?qū)盈B方向的凹狀的透鏡結(jié)構(gòu)。

通過利用這種構(gòu)成，可以在形成為凹狀的透鏡結(jié)構(gòu)上收集檢測對象物，并使從檢測對象物發(fā)射的發(fā)射光(熒光等)朝向光檢測部收集。即使透鏡層具有任意的折射率(絕對折射率)，該折射率也大于檢測對象物周圍的空氣的折射率。因此，在透鏡層上形成的凹狀透鏡結(jié)構(gòu)起到透鏡的作用。具體地，通過利用這種化學(xué)傳感器，可以有效地檢測從檢測對象物發(fā)射的光。

所述透鏡結(jié)構(gòu)可以面向所述光檢測部。

通過利用這種構(gòu)成，通過一個透鏡結(jié)構(gòu)使發(fā)射光朝向一個光檢測部收集。因此，對應(yīng)的光檢測部可以檢測從收集在透鏡結(jié)構(gòu)上的檢測對象物發(fā)射的光。

所述光檢測部可以包括多個光檢測部，所述多個光檢測部可以排列在所述基板上，所述透鏡結(jié)構(gòu)可以包括多個透鏡結(jié)構(gòu)，并且各個透鏡結(jié)構(gòu)可以面向各個光檢測部。

通過利用這種構(gòu)成，與各透鏡結(jié)構(gòu)對應(yīng)的光檢測部可以檢測從收容在透鏡結(jié)構(gòu)中的檢測對象物發(fā)射的光。另外，通過透鏡結(jié)構(gòu)的光收集效果，防止光檢測部檢測從相鄰的透鏡結(jié)構(gòu)發(fā)射的光(串?dāng)_)。

所述透鏡層可以對照射到所述化學(xué)傳感器上的照明光的波長區(qū)域具有遮擋性。

通過利用這種構(gòu)成，用于使檢測對象物產(chǎn)生發(fā)射光的照明光(激勵光等)可以被透鏡層遮擋，可以防止光檢測部檢測照明光，并且光檢測部可以僅檢測發(fā)射光。

所述化學(xué)傳感器可以包括層疊在所述基板和所述透鏡層之間并對照射到所述化學(xué)傳感器上的照明光的波長區(qū)域具有遮擋性的分光濾波層。