ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ
[0001] Настоящая заявка на патент испрашивает приоритет по предварительной заявке на патент США № 62/771,194, поданной 26 ноября 2018 г. и озаглавленной Flow Cell Systems and Methods Related to Same. Полное содержимое вышеупомянутой заявки включено в настоящий документ путем ссылки.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0001] Различные протоколы в биологических и/или химических исследованиях предусматривают проведение большого количества управляемых реакций на локальных опорных поверхностях или внутри предварительно определенных реакционных камер. Предусмотренные реакции затем можно наблюдать или обнаруживать, а последующий анализ может помочь идентифицировать или выявить свойства веществ, участвующих в реакции. Например, в некоторых мультиплексных анализах неизвестный аналит, имеющий идентифицируемую метку (например, флуоресцентную метку), может быть подвергнут воздействию тысяч известных зондов в контролируемых условиях. Каждый известный зонд может быть помещен в соответствующую лунку микропланшета. Наблюдение за любыми химическими реакциями, которые происходят между известными зондами и неизвестным аналитом, может помочь идентифицировать или выявить свойства этого аналита. Другие примеры таких протоколов включают в себя известные способы секвенирования ДНК, такие как секвенирование путем синтеза (SBS) или циклическое матричное секвенирование.
[0002] В некоторых традиционных протоколах обнаружения флуоресценции оптическую систему используют для направления возбуждающего света на флуоресцентно-меченые аналиты, а также для обнаружения флуоресцентных сигналов, которые могут испускать аналиты. Однако такие оптические системы могут быть относительно дорогими и занимать относительно большую площадь поверхности стола. Например, такие оптические системы могут включать в себя конструкцию из линз, фильтров и источников света.
[0003] В других предлагаемых системах обнаружения контролируемые реакции протекают на локальных опорных поверхностях или внутри предварительно определенных реакционных камер проточной кюветы, которая не включает в себя большой оптический узел для обнаружения флуоресцентных излучений. Проточная кювета включает в себя электронное твердотельное устройство обнаружения света или устройство визуализации (например, устройство обнаружения света на основе комплементарной структуры металл-оксид-полупроводник (КМОП) или устройство обнаружения света на основе прибора с зарядовой связью (ПЗС)), расположенное рядом (например, ниже) с опорными поверхностями/камерами для обнаружения излучений света при реакциях. Однако такие предлагаемые твердотельные системы визуализации могут иметь некоторые ограничения. Например, проточные кюветы таких систем могут быть выполнены как одноразовые расходные материалы. В связи с этим может оказаться значимым с практической точки зрения, чтобы проточная кювета представляла собой небольшое и недорогое устройство. Следовательно, может быть полезно уменьшить размер проточной кюветы, например за счет уменьшения размера занимаемой площади узлом проточной кюветы, и/или количества, и/или размера компонентов узла проточной кюветы.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ
[0004] В одном аспекте настоящего описания предложена проточная кювета. Система проточных кювет содержит гнездо и устройство проточной кюветы. Гнездо содержит основание, множество электрических контактов и закрывающую часть, соединенную с основанием, содержащим по меньшей мере один первый порт. Основание и закрывающая часть вместе образуют камеру. Электрические контакты проходят между камерой и наружной стороной основания, и по меньшей мере один первый порт проходит между камерой и наружной стороной закрывающей части. Устройство проточной кюветы закрепляют внутри камеры гнезда. Устройство проточной кюветы содержит бескорпусное устройство обнаружения света и крышку. Устройство проточной кюветы содержит часть базовой пластины, множество диэлектрических слоев, проходящих над частью базовой пластины, реакционную структуру, проходящую над диэлектрическими слоями, которая содержит поверхность детектора, множество светочувствительных датчиков, электрическую схему устройства, проходящую через диэлектрические слои, электрически соединенную со светочувствительными датчиками для передачи сигналов данных на основе фотонов, обнаруженных светочувствительными датчиками, и множество световодов, связанных со светочувствительными датчиками. Крышка проходит над поверхностью детектора и образует между ней и собой проточный канал. Крышка содержит по меньшей мере один второй порт, находящийся в сообщении с проточным каналом и по меньшей мере одним первым портом гнезда. Схема устройства обнаружения света устройства проточной кюветы электрически соединена с электрическими контактами гнезда.
[0005] В некоторых примерах закрывающая часть и основание соединены с возможностью отсоединения, а устройство проточной кюветы закреплено внутри камеры с возможностью отсоединения. В некоторых примерах закрывающая часть зацепляет крышку устройства проточной кюветы, а одно или оба из основания и электрических контактов входят в контакт с обратной стороной устройства проточной кюветы. В некоторых таких примерах закрывающая часть и одно или оба из основания и электрических контактов прикладывают прижимающее усилие к устройству проточной кюветы для закрепления устройства проточной кюветы внутри камеры.
[0006] В некоторых примерах устройство проточной кюветы дополнительно содержит множество контактных площадок, проходящих над частью базовой пластины, которые электрически соединены с электрической схемой устройства и образуют открытые обратные поверхности, которые содержат участки обратной стороны устройства проточной кюветы, причем электрические контакты входят в контакт с контактными площадками. В некоторых таких примерах контактные площадки электрически соединены с переходными отверстиями схемы устройства, которые проходят через часть базовой пластины. В некоторых таких примерах устройство проточной кюветы дополнительно содержит опорный слой, проходящий над частью базовой пластины, причем опорный слой выступает за пределы открытых обратных поверхностей контактных площадок.
[0007] В некоторых примерах устройство проточной кюветы дополнительно содержит участок подложки, соединенный с частью базовой пластины и проходящий над ней, который ограничивает обратную сторону устройства проточной кюветы, причем указанный участок подложки содержит множество электрических выводов, проходящих через него от обратной стороны устройства проточной кюветы. В некоторых таких примерах участок подложки и электрические выводы содержат печатную плату. В некоторых других таких примерах система проточных кювет дополнительно содержит участки боковых стенок, проходящие от участка подложки, причем участок подложки и участки боковых стенок образуют полость, а устройство обнаружения света расположено внутри полости. В некоторых таких примерах участок подложки и участки боковых стенок содержат керамический корпус чипа или пластиковый корпус чипа. В некоторых других таких примерах электрические контакты входят в контакт с электрическими выводами на обратной стороне устройства проточной кюветы. В некоторых таких примерах выводы электрически соединены с открытыми контактными поверхностями электрической схемы устройства на поверхности детектора или боковой стороне устройства проточной кюветы. В некоторых таких примерах устройство проточной кюветы дополнительно содержит множество электропроводящих проводов, электрически соединенных с выводами и открытыми контактными поверхностями электрической схемы устройства.
[0008] В некоторых примерах открытый участок камеры проходит по открытым боковым сторонам устройства проточной кюветы. В некоторых таких примерах открытые боковые стороны проточной кюветы образованы частью базовой пластины, диэлектрическими слоями, реакционной структурой, электрической схемой устройства обнаружения света или их комбинациями. В некоторых примерах устройство обнаружения света содержит дополнительный светочувствительный датчик на основе комплементарной структуры металл-оксид полупроводник (КМОП).
[0009] В другом аспекте настоящего описания предложена система. Система содержит систему проточных кювет и прибор. Система проточных кювет содержит любую из описанных выше систем проточных кювет. Прибор соединен с системой проточных кювет и содержит по меньшей мере один третий порт и множество электрических контактов прибора. По меньшей мере один третий порт прибора находится в сообщении с по меньшей мере одним первым портом гнезда для подачи потока реакционного раствора в проточный канал с образованием множества реакционных сайтов на поверхности детектора. Электрические контакты прибора находятся в контакте с электрическими контактами гнезда для передачи сигналов данных между электрической схемой устройства обнаружения света и прибором.
[0010] В другом аспекте настоящего описания предложен способ. Способ включает отделение устройства проточной кюветы от структуры проточных кювет на уровне пластины, причем структура проточных кювет на уровне пластины содержит множество интегральных устройств проточной кюветы, расположенных на общей базовой пластине/над общей базовой пластиной. Система проточных кювет содержит участок базовой пластины, множество диэлектрических слоев, проходящих над участком базовой пластины, реакционную структуру, проходящую над диэлектрическими слоями, которая содержит поверхность детектора, множество светочувствительных датчиков, расположенных внутри диэлектрических слоев, электрическую схему устройства, проходящую через диэлектрические слои, электрически соединенную со светочувствительными датчиками для передачи сигналов данных на основе фотонов, обнаруженных светочувствительными датчиками, множество световодов, расположенных внутри диэлектрических слоев между поверхностью детектора и светочувствительными датчиками, и крышку, проходящую над поверхностью детектора с проточным каналом между ними. Крышка содержит по меньшей мере один первый порт, находящийся в сообщении с проточным каналом. Способ также включает размещение отделенного устройства проточной кюветы внутри участка камеры гнезда над его основанием таким образом, чтобы схема устройства была электрически соединена с электрическими контактами гнезда, которые расположены внутри камеры и проходят через участок основания. Способ дополнительно включает соединение закрывающей части гнезда с его основанием для закрепления отделенного устройства проточной кюветы внутри камеры гнезда и соединения по меньшей мере одного второго порта закрывающей части для сообщения с по меньшей мере одним портом устройства проточной кюветы.
[0011] В некоторых примерах отделение устройства проточной кюветы от структуры проточных кювет на уровне пластины включает отрезание структуры проточных кювет на уровне пластины. В некоторых подобных примерах отрезание проточной кюветы от структуры проточных кювет на уровне пластины приводит к образованию боковых поверхностей сторон отделенного устройства проточной кюветы, состоящего из по меньшей мере одного из базовой пластины, диэлектрических слоев, реакционной структуры, электрической схемы устройства и крышки, причем боковые поверхности сторон устройства проточной кюветы обращены внутрь камеры.
[0012] В некоторых примерах устройства проточной кюветы дополнительно содержат контактные площадки, проходящие над обратной стороной базовой пластины, электрически соединенные с переходными отверстиями электрической схемы устройства, которые проходят через базовую пластину, а размещение отделенного устройства проточной кюветы внутри участка камеры гнезда включает приведение в контакт открытой поверхности контактных площадок отделенного устройства проточной кюветы с электрическими контактами внутри камеры. В некоторых примерах способ дополнительно включает соединение части базовой пластины отделенного устройства проточной кюветы с подложкой и электрическое соединение электрической схемы отделенного устройства проточной кюветы с электрическими выводами подложки, а размещение отделенного устройства проточной кюветы внутри участка камеры гнезда включает размещение отделенного устройства проточной кюветы и подложки внутри участка камеры гнезда и приведение в контакт открытой поверхности выводов подложки с электрическими контактами внутри камеры.
[0013] Следует понимать, что все комбинации вышеуказанных концепций и дополнительных концепций, более подробно описанных ниже (при условии, что указанные концепции не являются взаимно противоречащими), рассматриваются как часть обладающего признаками изобретения объекта изобретения, описанного в настоящем документе, и могут быть использованы для достижения полезных свойств и преимуществ, описанных в настоящем документе.
[0014] Эти и другие цели, признаки и преимущества настоящего описания станут очевидными из приведенного ниже подробного описания различных аспектов описания, рассматриваемого в сочетании с сопроводительными чертежами.
ГРАФИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ
[0015] Эти и другие признаки, аспекты и преимущества настоящего описания станут более понятными при ознакомлении со следующим подробным описанием со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых одинаковые ссылочные позиции обозначают одинаковые аспекты на всех чертежах.
[0016] На ФИГ. 1 в одном примере представлено поперечное сечение гнезда для образования системы проточных кювет в соответствии с одним или более аспектами настоящего описания.
[0017] На ФИГ. 2 в одном примере представлен вид в вертикальной проекции в перспективе участка коллектора гнезда, показанного на ФИГ. 1, отделенного от его основания, в соответствии с одним или более аспектами настоящего описания.
[0018] На ФИГ. 3 в одном примере представлен вид в поперечном сечении системы проточных кювет, содержащей гнездо, показанное на ФИГ. 1, и по меньшей мере одно устройство проточной кюветы в соответствии с одним или более аспектами настоящего описания.
[0019] На ФИГ. 4 в одном примере представлено поперечное сечение биодатчика, содержащего биосенсорный прибор и систему проточных кювет, показанную на ФИГ. 3, в соответствии с одним или более аспектами настоящего описания.
[0020] На ФИГ. 5 в одном примере представлено поперечное сечение множества устройств проточной кюветы на уровне пластины в соответствии с одним или более аспектами настоящего описания.
[0021] На ФИГ. 6 в одном примере представлен вид в поперечном сечении системы проточных кювет, содержащей гнездо, показанное на ФИГ. 1, и по меньшей мере одно устройство проточной кюветы, показанное на ФИГ. 5, в соответствии с одним или более аспектами настоящего описания.
[0022] На ФИГ. 7 в одном примере представлено поперечное сечение множества устройств проточной кюветы на уровне пластины в соответствии с одним или более аспектами настоящего описания.
[0023] На ФИГ. 8 в одном примере представлен вид в поперечном сечении системы проточных кювет, содержащей гнездо, показанное на ФИГ. 1, и по меньшей мере одно устройство проточной кюветы, показанное на ФИГ. 7, в соответствии с одним или более аспектами настоящего описания.
[0024] На ФИГ. 9 в одном примере представлено поперечное сечение множества устройств проточной кюветы на уровне пластины в соответствии с одним или более аспектами настоящего описания.
[0025] На ФИГ. 10 в одном примере представлен вид в поперечном сечении по меньшей мере одного устройства проточной кюветы, показанного на ФИГ. 9, которое соединено с держателем устройства проточной кюветы, в соответствии с одним или более аспектами настоящего описания.
[0026] На ФИГ. 11 в одном примере представлен вид сверху по меньшей мере одного устройства проточной кюветы и держателя устройства проточной кюветы, показанного на ФИГ. 10, в соответствии с одним или более аспектами настоящего описания.
[0027] На ФИГ. 12 в одном примере представлен вид в поперечном сечении системы проточных кювет, содержащей гнездо, показанное на ФИГ. 1, а также устройство проточной кюветы и держатель устройства проточной кюветы, показанные на ФИГ. 10, в соответствии с одним или более аспектами настоящего описания.
[0028] На ФИГ. 13 в одном примере представлено поперечное сечение по меньшей мере одного устройства проточной кюветы, показанного на ФИГ. 9, которое соединено с печатной платой, в соответствии с одним или более аспектами настоящего описания.
[0029] На ФИГ. 14 в одном примере представлен вид сверху по меньшей мере одного устройства проточной кюветы и печатной платы, показанной на ФИГ. 13, в соответствии с одним или более аспектами настоящего описания.
[0030] На ФИГ. 15 в одном примере представлено поперечное сечение системы проточных кювет, содержащей гнездо, показанное на ФИГ. 1, а также устройства проточной кюветы и печатной платы, показанные на ФИГ. 13, в соответствии с одним или более аспектами настоящего описания.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
[0031] Аспекты настоящего описания и определенные их примеры, признаки, преимущества и подробности более полно разъяснены ниже со ссылкой на не имеющие ограничительного характера примеры, проиллюстрированные сопроводительными чертежами. Описания хорошо известных материалов, инструментов для изготовления, технологий обработки и т. п. опущены, чтобы излишне не затруднять понимание соответствующих подробностей. Однако следует понимать, что подробное описание и конкретные примеры, хотя они и указывают аспекты описания, приведены только в качестве иллюстрации и не имеют ограничительного характера. Специалистам в данной области будут очевидны из данного описания различные замены, модификации, добавления и/или компоновки в пределах сущности и/или объема лежащих в основе концепций, обладающих признаками изобретения.
[0032] Используемые в настоящем описании приблизительные формулировки можно применять для модификации любого количественного представления, которое можно изменять, не вызывая изменения основной функции, к которой оно относится. Соответственно, значение, модифицированное с помощью термина или терминов, таких как «по существу», «приблизительно», «около», «относительно» или других подобных терминов, не ограничивается указанным точным значением и используется для описания и учета небольших отклонений, таких как зависящие от различий в обработке, от эталона или параметра. Такие небольшие отклонения также включают в себя нулевое отклонение от эталона или параметра. Например, эти термины могут относиться к меньшим или равным ±5%, например меньшим или равным ±2%, например меньшим или равным ±1%, например меньшим или равным ±0,5%, например меньшим или равным ±0,2%, например меньшим или равным ±0,1%, например меньшим или равным ±0,05%. В некоторых случаях приблизительные формулировки могут соответствовать точности прибора, используемого для измерения значения.
[0033] Терминология, используемая в настоящем документе, служит только для описания конкретных примеров и не носит ограничительного характера. Используемые в настоящем документе формы единственного числа также подразумевают включение множественных форм, если иное не следует явно из контекста. Кроме того, ссылки на «один пример» не следует интерпретировать как исключающие существование дополнительных примеров, которые также включают в себя указанные признаки. Более того, если явно не указано обратное, термины «содержащий» (и любые формы термина «содержать», такие как «содержит» и «содержащий»), «иметь» (и любые формы термина «иметь», такие как «имеет» и «имеющий»), «включать в себя» (и любые формы «включать в себя», такие как «включает в себя» и «включающий в себя») и «вмещать» (и любые формы термина «вмещать», такие как «вмещает» и «вмещающий») используются как неограниченные связующие глаголы. В результате любые примеры, которые «содержат», «имеют», «включают в себя» или «вмещают» один или более этапов или элементов, обладают таким одним или более этапами или элементами, но не ограничиваются обладанием только таким одним или более этапами или элементами. При использовании в настоящем документе термины «может» и «может быть» указывают на возможность возникновения при определенных обстоятельствах; обладание указанным свойством, характеристикой или функцией; и/или определяют другой глагол, выражая одно или более из способности, возможностей или возможности, связанных с определяемым глаголом. Соответственно, использование терминов «может» и «может быть» указывает на то, что модифицированный термин, очевидно, является надлежащим, допускающим или подходящим для указанной способности, функции или использования, при этом учитывая, что в некоторых обстоятельствах модифицированный термин иногда может быть ненадлежащим, недопускающим или неподходящим. Например, в некоторых обстоятельствах можно ожидать события или способности, тогда как в других обстоятельствах событие или способность не могут возникать - это различие фиксируется терминами «может» и «может быть».
[0034] При использовании в настоящем документе и если не указано иное, термин «полностью» (и любая другая форма термина «полный») означает по меньшей мере существенную часть, например по меньшей мере 95% или по меньшей мере 99%. Таким образом, термин «полностью» (и любая другая форма термина «полный»), используемый в настоящем документе, не ограничивается 100%, если не указано иное. При использовании в настоящем документе термин «слой» не ограничивается одним непрерывным телом материала, если не указано иное. «Слой» может включать в себя множество подслоев, которые могут быть из одинаковых или разных материалов, и/или могут включать в себя покрытия, адгезивы и т. п. Кроме того, один или более слоев проточных кювет, описанных в настоящем документе, (или подслоев) могут быть изменены (например, вытравлены, образованы нанесением материала и т. п.) для получения описанных в настоящем документе признаков.
[0035] Термины «соединять», «соединенный», «контактировать», «связанный» и/или т. п. в настоящем документе широко определены как охватывающие множество различных конструкций и методик сборки. Эти конструкции и методики включают в себя, без ограничений, (1) прямое соединение одного компонента и другого компонента без промежуточных компонентов между ними (т. е. компоненты находятся в прямом физическом контакте); и (2) соединение одного компонента и другого компонента с одним или более компонентами между ними при условии, что один компонент, будучи «соединенным», «контактирующим» или «связанным» с другим компонентом, каким-либо образом находится в функциональной связи (например, электрически, по текучей среде, физически, оптически и т. п.) с другим компонентом (несмотря на наличие между ними одного или более дополнительных компонентов). Следует понимать, что некоторые компоненты, находящиеся в прямом физическом контакте друг с другом, могут находиться или не находиться в электрическом контакте и/или в контакте по текучей среде друг с другом. Более того, два компонента, которые электрически соединены, электрически связаны, оптически соединены, оптически связаны, соединены по текучей среде или связаны по текучей среде, могут находиться или не находиться в прямом физическом контакте, и между ними может находиться один или более других компонентов.
[0036] Проточные кюветы, описанные в настоящем документе, можно использовать в различных биологических или химических процессах и системах для академического или коммерческого анализа. Более конкретно, проточные кюветы, описанные в настоящем документе, можно использовать в различных процессах и системах, где желательно обнаруживать событие, свойство, качество или характеристику, указывающую на предусмотренную реакцию. Например, проточные кюветы, описанные в настоящем документе, могут включать в себя или быть выполнены заедино с устройствами обнаружения света, биодатчиками и их компонентами, а также системами биологического анализа, которые работают с биодатчиками.
[0037] Проточные кюветы могут быть выполнены с возможностью облегчения проведения множества предусмотренных реакций, которые могут быть обнаружены по отдельности или в совокупности. Проточные кюветы могут быть выполнены с возможностью проведения множества циклов, в которых параллельно происходит множество предусмотренных реакций. Например, проточные кюветы можно использовать для секвенирования плотной матрицы элементов ДНК путем итерационных циклов ферментативных манипуляций и обнаружения/получения света или изображения. Проточные кюветы могут находиться в сообщении с одним или более микрофлюидными каналами, которые доставляют реагенты или другие реакционные компоненты в реакционном растворе к реакционному сайту проточных кювет. Реакционные сайты обеспечены или расположены на расстоянии друг от друга заданным образом, например в виде однообразной или повторяющейся схемы. В альтернативном варианте осуществления реакционные сайты могут быть распределены случайным образом. Каждый из реакционных участков может быть связан с одним или более световодами и одним или более светочувствительными датчиками, которые обнаруживают свет от соответствующего реакционного сайта. В некоторых проточных кюветах реакционные сайты размещены в реакционных углублениях или камерах, которые могут по меньшей мере частично отделять предусмотренные в них реакции.
[0038] Используемый в настоящем документе термин «предусмотренная реакция» включает в себя изменение по меньшей мере одного или более из химических, электрических, физических или оптических свойств (или качеств) интересующего химического или биологического вещества, такого как интересующий аналит. В конкретных проточных кюветах предусмотренная реакция представляет собой положительное событие связывания, такое как, например, включение флуоресцентно-меченой биомолекулы в интересующий аналит. В более общем смысле, предусмотренная реакция может представлять собой химическое преобразование, химическое изменение или химическое взаимодействие. Предусмотренная реакция также может представлять собой изменение электрических свойств. В конкретных проточных кюветах предусмотренная реакция включает введение флуоресцентно-меченой молекулы в аналит. Аналит может представлять собой олигонуклеотид, а флуоресцентно-меченая молекула может представлять собой нуклеотид. Предусмотренная реакция может быть обнаружена, когда возбуждающий свет направляют на олигонуклеотид, имеющий меченый нуклеотид, а флуорофор испускает обнаруживаемый флуоресцентный сигнал. В альтернативных вариантах проточных кювет обнаруженная флуоресценция представляет собой результат хемилюминесценции или биолюминесценции. Предусмотренная реакция также может увеличивать резонансный перенос энергии флуоресценции (или ферстеровский), например, путем размещения донорского флуорофора в непосредственной близости от акцепторного флуорофора, снижать резонансный перенос энергии флуоресценции путем разделения донорского и акцепторного флуорофоров, повышать флуоресценцию путем отделения гасителя от флуорофора или ослаблять флуоресценцию путем совместного размещения гасителя и флуорофора.
[0039] Используемые в настоящем документе термины «реакционный раствор», «реакционный компонент» или «реактант» включают в себя любое вещество, которое можно использовать для получения по меньшей мере одной предусмотренной реакции. Например, потенциальные реакционные компоненты могут включать в себя реагенты, ферменты, образцы, другие биомолекулы и буферные растворы. Реакционные компоненты могут быть доставлены к реакционному сайту в проточных кюветах, описанных в настоящем документе, в растворе и/или иммобилизованы на реакционном сайте. Реакционные компоненты могут прямо или косвенно взаимодействовать с другим веществом, таким как интересующий аналит, иммобилизованный на реакционном сайте.
[0040] Используемый в настоящем документе термин «реакционный сайт» означает локализованную область, в которой может происходить по меньшей мере одна предусмотренная реакция. Реакционный сайт может включать в себя опорные поверхности реакционной структуры или подложки, на которых он может быть иммобилизован. Например, реакционный сайт может включать в себя поверхность реакционной структуры (которая может быть расположена в канале проточной кюветы) с реакционным компонентом на ней, например колонией нуклеиновых кислот на ней. В некоторых проточных кюветах нуклеиновые кислоты в колонии имеют одинаковую последовательность, например являются клональными копиями одноцепочечной или двухцепочечной матрицы. Однако в некоторых проточных кюветах реакционный сайт может содержать только одну молекулу нуклеиновой кислоты, например в одноцепочечной или двухцепочечной форме.
[0041] Множество реакционных сайтов могут быть случайным образом распределены вдоль реакционной структуры проточных кювет или могут быть размещены заданным способом (например, рядом друг с другом в матрице, например в микрочипах). Реакционный сайт может также включать в себя реакционную камеру или углубление, которая по меньшей мере частично образует пространственную область или объем, выполненные с возможностью отделения предусмотренной реакции. Используемый в настоящем документе термин «реакционная камера» или «реакционное углубление» означает образованную пространственную область опорной конструкции (которая часто сообщается по текучей среде с проточным каналом). Реакционное углубление может быть по меньшей мере частично отделено от окружающей среды или других пространственных областей. Например, множество реакционных углублений могут быть отделены друг от друга общими стенками. В качестве более конкретного примера реакционные углубления могут представлять собой нанолунки, образованные выемкой, ямкой, лункой, канавкой, полостью или вмятиной, которые ограничены внутренними поверхностями поверхности обнаружения, и иметь отверстие или щель (т. е. быть открытыми), так что нанолунки могут сообщаться по текучей среде с проточным каналом.
[0042] В некоторых проточных кюветах размер и форма реакционных углублений реакционной структуры проточных кювет соответствуют размерам и форме твердых объектов (включая полутвердые объекты) таким образом, чтобы твердые объекты могли быть полностью или частично вставлены в них. Например, размер и форма реакционных углублений могут соответствовать размеру и форме захватывающей гранулы. Захватывающая гранула может содержать клонально амплифицированную ДНК или другие вещества. В альтернативном варианте осуществления размер и форма реакционных углублений могут обеспечивать размещение приблизительного количества гранул или твердых подложек. В качестве другого примера реакционные углубления могут быть заполнены пористым гелем или веществом, которые созданы с возможностью управления диффузией или фильтрования текучих сред, которые могут перетекать в реакционные углубления.
[0043] Светочувствительные датчики (например, фотодиоды) одного или более устройств обнаружения света в проточных кюветах могут быть связаны с соответствующими реакционными сайтами. Светочувствительный датчик, связанный с реакционным сайтом, обнаруживает испускание света из связанного реакционного сайта через по меньшей мере один световод, когда в соответствующем реакционном сайте произошла предусмотренная реакция. В некоторых проточных кюветах множество светочувствительных датчиков (например, несколько пикселей устройства или камеры обнаружения света) могут быть связаны с одним реакционным сайтом. В других проточных кюветах один светочувствительный датчик (например, один пиксель) может быть связан с одним реакционным сайтом или группой реакционных сайтов. Светочувствительный датчик, реакционный сайт и другие элементы проточных кювет могут быть выполнены таким образом, чтобы по меньшей мере часть света непосредственно обнаруживалась светочувствительным датчиком без отражения.
[0044] Используемый в настоящем документе термин «биологическое или химическое вещество» включает в себя биомолекулы, интересующие образцы, интересующие аналиты и другое (-ие) химическое (-ие) соединение (-я). Биологическое или химическое вещество можно использовать для обнаружения, идентификации или анализа другого (-их) химического (-их) соединения (соединений) или функционирования в качестве промежуточных соединений для исследования или анализа другого (-их) химического (-их) соединения (соединений). В конкретных проточных кюветах биологические и/или химические вещества включают в себя биомолекулу. Используемый в настоящем документе термин «биомолекула» включает в себя по меньшей мере одно или более из биополимера, нуклеозида, нуклеиновой кислоты, полинуклеотида, олигонуклеотида, белка, фермента, полипептида, антитела, антигена, лиганда, рецептора, полисахарида, углевода, полифосфата, клетки, ткани, организма, или их фрагмента или любого (-ых) другого (-их) биологически активного (-ых) химического (-их) соединения (соединений), такого (-их) как аналоги или миметики вышеупомянутых видов. В дополнительном примере биологическое и/или химическое вещество или биомолекула включают в себя фермент или реагент, используемые в сопряженной реакции для обнаружения продукта другой реакции, такой как фермент или реагент, такой как фермент или реагент, используемые для обнаружения пирофосфата в реакции пиросеквенирования.
[0045] Биомолекулы, образцы и биологические и/или химические вещества могут быть природными или синтетическими и могут быть суспендированы в растворе или смеси внутри реакционного углубления или области. Биомолекулы, образцы и биологические и/или химические вещества также могут связываться с твердофазным или гелеобразным материалом. Биомолекулы, образцы и биологические и/или химические вещества также могут включать в себя фармацевтическую композицию. В некоторых случаях интересующие биомолекулы, образцы и биологические и/или химические вещества могут называться мишенями, зондами или аналитами.
[0046] Используемый в настоящем документе термин «проточная кювета» включает в себя устройство, которое содержит крышку, проходящую над реакционной структурой, которая совместно образует по меньшей мере один проточный канал между ними, находящийся в сообщении со множеством реакционных сайтов реакционной структуры, и включает в себя по меньшей мере одно устройство обнаружения света, выполненное с возможностью обнаружения предусмотренных реакций, протекающих в реакционных сайтах или в непосредственной близости от них. Проточная кювета может включать в себя твердотельное устройство обнаружения света или «визуализирующее» устройство (например, ПЗС- или КМОП-устройство обнаружения света и т. п.). В качестве конкретного примера проточная кювета может быть выполнена с возможностью соединения по текучей среде и электрического соединения с картриджем биодатчика с помощью встроенного насоса, который может быть выполнен с возможностью соединения по текучей среде и электрического соединения с системой биологического анализа. Биодатчик и/или система биологического анализа могут доставлять реакционный раствор к реакционным сайтам проточной кюветы в соответствии с заданным протоколом (например, секвенирования путем синтеза) и выполнять множество событий визуализации. Например, биодатчик и/или система биологического анализа могут направлять один или более реакционных растворов через проточный канал проточной кюветы и тем самым вдоль реакционных сайтов. Один или более из реакционных растворов могут включать в себя четыре типа нуклеотидов, имеющих одинаковые или разные флуоресцентные метки. Нуклеотиды могут связываться с реакционными сайтами, например с соответствующими олигонуклеотидами на реакционных сайтах. Биодатчик и/или система биологического анализа могут затем освещать реакционные сайты с помощью источника возбуждающего света (например, твердотельных источников света, таких как светоизлучающие диоды (СИД)). Возбуждающий свет может иметь предварительно заданную длину волны или длины волн, включая диапазон длин волн. Флуоресцентные метки, возбуждаемые падающим возбуждающим светом, могут генерировать сигналы излучения (например, свет с длиной волны или длинами волн, которые отличаются от возбуждающего света и потенциально друг от друга), которые могут быть обнаружены светочувствительными датчиками проточной кюветы.
[0047] Используемый в настоящем документе термин «иммобилизованный», применяемый в отношении биомолекулы и/или биологического или химического вещества, включает в себя по существу прикрепление биомолекулы или биологического и/или химического вещества на молекулярном уровне к поверхности, например к поверхности обнаружения реакционной структуры над устройством обнаружения света проточной кюветы. Например, биомолекула или биологическое и/или химическое вещество могут быть иммобилизованы на поверхности обнаружения реакционной структуры проточной кюветы с помощью методик адсорбции, включая нековалентные взаимодействия (например, электростатические силы, ван-дер-ваальсовы силы и дегидратацию гидрофобных взаимодействий) и методики ковалентного связывания, в которых функциональные группы или линкеры облегчают прикрепление биомолекул к поверхности обнаружения. Иммобилизация биомолекул или биологических и/или химических веществ на поверхности обнаружения реакционной структуры проточной кюветы может быть основана на свойствах поверхности, жидкой среды, содержащей биомолекулу или биологическое и/или химическое вещество, и на свойствах самих биомолекул или биологических и/или химических веществ. В некоторых случаях поверхность обнаружения может быть функционализирована (например, химически или физически модифицирована) для облегчения иммобилизации биомолекул (или биологических и/или химических веществ) на ней.
[0048] В некоторых примерах нуклеиновые кислоты могут быть иммобилизованы на реакционной структуре проточной кюветы, например на поверхностях ее реакционных углублений или нанолунок. Могут быть использованы природные нуклеотиды и ферменты, выполненные с возможностью взаимодействия с природными нуклеотидами. К природным нуклеотидам относятся, например, рибонуклеотиды или дезоксирибонуклеотиды. Природные нуклеотиды могут находиться в моно-, ди- или трифосфатной форме и могут содержать основание, выбранное из аденина (A), тимина (T), урацила (U), гуанина (G) или цитозина (C). Однако следует понимать, что можно использовать неприродные нуклеотиды, модифицированные нуклеотиды или аналоги вышеупомянутых нуклеотидов.
[0049] Как отмечалось выше, биомолекула или биологическое и/или химическое вещество могут быть иммобилизованы на реакционном сайте в нанолунке реакционной структуры проточной кюветы. Такая биомолекула или биологическое вещество может физически удерживаться или иммобилизоваться в реакционных углублениях посредством фрикционной посадки, адгезии, ковалентной связи или захвата. Внутри реакционных углублений могут быть размещены элементы или твердые вещества, например полимерные гранулы, пеллеты, агарозный гель, порошки, квантовые точки или другие твердые объекты, которые могут быть впрессованы и/или удержаны внутри нанолунок. В некоторых вариантах реализации нанолунки могут быть покрыты или заполнены слоем гидрогеля, способным ковалентно связывать олигонуклеотиды ДНК. Нуклеотидная суперструктура, такая как шар ДНК, может быть расположена в нанолунке или на ней, например, путем прикрепления к внутренней поверхности нанолунок или путем нахождения в жидкости внутри нанолунок. Шар ДНК или другая нуклеотидная суперструктура может быть создана, а затем расположена в нанолунке или на ней. В альтернативном варианте шар ДНК можно синтезировать в нанолунке in situ. Вещество, иммобилизованное в нанолунке, может находиться в твердом, жидком или газообразном состоянии.
[0050] Описанные проточные кюветы могут быть предназначены для биологического и/или химического анализа с целью получения любой информации или данных, которые относятся к ним. Конкретные проточные кюветы могут содержать часть системы секвенирования (или секвенатора) нуклеотидов, предназначенной для различных сфер применения, включая, без ограничений, секвенирование de novo, ресеквенирование полных геномов или целевых геномных областей и метагеномику. Система секвенирования может быть выполнена с возможностью проведения анализа ДНК или РНК. Проточные кюветы могут быть выполнены с возможностью проведения на их активной поверхности большого числа параллельных реакций для получения информации о реакциях.
[0051] Проточные кюветы могут включать в себя один или более проточных каналов, которые направляют раствор к реакционным сайтам или по направлению к ним на активной зоне/поверхности реакционной структуры над одним или более устройствами обнаружения света, как более подробно описано ниже. При использовании проточные кюветы могут, таким образом, находиться в сообщении по текучей среде с системой хранения текучей среды (не показана), в которой могут храниться различные реакционные компоненты или реактанты, используемые, например, для проведения предусмотренных реакций в проточной кювете. В системе хранения текучей среды также может храниться текучая среда для промывания или очистки или более проточных каналов проточной кюветы и/или для разбавления реактантов. Например, система хранения текучей среды может включать в себя различные резервуары для хранения образцов, реагентов, ферментов, других биомолекул, буферных растворов, водных и неполярных растворов и т. п. Кроме того, система хранения текучей среды также может включать в себя резервуары для отработанной текучей среды, предназначенные для приема отработанной текучей среды из проточной кюветы.
[0052] На ФИГ. 1-4 представлен пример гнезда 50, которое можно использовать для образования системы 80 проточных кювет в соответствии с одним или более аспектами настоящего описания. Как показано на ФИГ. 1-4, гнездо 50 может содержать основание 52 и закрывающую часть 54, которые взаимодействуют с образованием внутренней камеры 56. Камера 26 может представлять собой полностью закрытую полость (или трехмерную область/пространство), как показано на ФИГ. 1-4, или может представлять собой частично закрытую (т. е. частично открытую) полость (или трехмерную область/пространство). Камера 26 выполнена с возможностью размещения в ней по меньшей мере одной проточной кюветы 2, как показано на ФИГ. 3 и 4. В некоторых примерах единственная проточная кювета 2 может быть расположена (и потенциально закреплена) внутри камеры 26. В некоторых других примерах внутри камеры 26 может быть расположено (и потенциально закреплено) множество проточных кювет 2.
[0053] Основание 52 может включать в себя наружную нижнюю поверхность 64 и внутреннюю нижнюю поверхность 62, противоположную наружной нижней поверхности 64. Внутренняя нижняя поверхность 62 может образовывать нижнюю границу камеры 26. В некоторых примерах основание 52 может дополнительно включать в себя множество противоположных внутренних боковых стенок 58, проходящих вверх от внутренней нижней поверхности 62, как показано на ФИГ. 1-4. Внутренние боковые стенки 58 основания 52 могут быть соединены друг с другом и выполнены с возможностью образования по меньшей мере части боковых сторон/границ камеры 26. Основание 52 может содержать два или более отдельных и удаленных компонентов, соединенных вместе, или может представлять собой цельную конструкцию. Основание 52 может быть электронепроводящим. Например, основание 52 может содержать электронепроводящий и/или полупроводниковый материал, такой как полимер (например, тонкопленочный полимер), стекло, кремний, кремнезем, кварц, стекловолокно, эпоксидную смолу, керамику или их комбинацию.
[0054] Как показано на ФИГ. 1-4, гнездо 80 может включать в себя множество электрических контактов 60, проходящих через основание 52 от внутренней нижней поверхности 62 к наружной нижней поверхности 64. Электрические контакты 60 могут проходить от внутренней нижней поверхности 62 (например, вверх) и в зону камеры 56, как показано на ФИГ. 1-4. Электрические контакты 60 являются выборочно проводящими, чтобы передавать/проводить электрические сигналы данных к электрической схеме и от нее по меньшей мере одного устройства обнаружения света проточной кюветы 2, когда проточная кювета 2 расположена внутри камеры 56 и основание 52 и верхняя закрывающая часть 54 состыкованы, как показано на ФИГ. 3 и 4 и более подробно описано ниже. Электрические контакты 60 могут, таким образом, содержать электропроводящий материал, такой как металлический материал (например, Cu (медь), Au (золото), W (вольфрам), Al (алюминий) или их комбинацию), но следует понимать, что могут быть использованы и другие электропроводящие материалы.
[0055] Электрические контакты 60 могут иметь любую конфигурацию, обеспечивающую эффективное электрическое соединение (например, контактное или непосредственное соединение встык) с электрической схемой по меньшей мере одного устройства обнаружения света проточной кюветы 2. Например, электрические контакты 60 могут содержать электрические выводы, неподвижные контакты, пружинные контакты (или другие подвижные контакты или выводы), шарики (например, шарики припоя), открытые площадки, одну или более проводящих пленок (например, анизотропную проводящую пленку) или любую другую конфигурацию, обеспечивающую поверхностный монтаж проточной кюветы 2 на электрических контактах 60 внутри камеры 56. Электрические контакты 60 могут быть размещены в массиве, который соответствует или совместим с одной или более проточными кюветами 2 таким образом, что электрические контакты 60 электрически соединяются с электрической схемой проточных кювет 2, когда по меньшей мере одна из проточных кювет 2 расположена внутри камеры 56 и основание 52 и верхняя закрывающая часть 54 состыкованы, как показано на ФИГ. 3 и 4.
[0056] Электрические контакты 60 могут быть открыты или иным образом доступны на наружной нижней поверхности 64 основания 52 гнезда 80, как показано на ФИГ. 1-4. Гнездо 80 может, таким образом, взаимодействовать (например, соединяться) с прибором 82 таким образом, что электрические контакты 60 электрически соединяются (например, физически стыкуются) с соответствующими контактами прибора 82, как показано на ФИГ. 4. Прибор 82 может, таким образом, принимать электрические сигналы данных (переданные/проведенные посредством электрических контактов 60) от электрической схемы по меньшей мере одного устройства обнаружения света проточной кюветы 2, расположенной внутри камеры 56 гнезда 80. В некоторых примерах прибор 82 также может передавать электрические сигналы на проточную кювету 2 через электрические контакты 60 (например, для управления работой проточной кюветы 2, такой как, например, работа по меньшей мере одного ее устройства обнаружения света). В некоторых примерах прибор 82 может содержать биодатчик, систему биологического анализа, картридж, рабочую станцию или любые другие приборы, которые физически и электрически соединены с гнездом 80 и выполнены с возможностью приема и/или передачи сигналов данных от электрической схемы по меньшей мере одного устройства обнаружения света проточной кюветы 2, расположенной внутри камеры 56 гнезда 80, или на нее.
[0057] Закрывающая часть 54 может включать в себя наружную верхнюю поверхность 66, внутреннюю верхнюю поверхность 68, противоположную наружной верхней поверхности 66, как показано на ФИГ. 1-4. Внутренняя верхняя поверхность 68 может образовывать верхнюю границу камеры 26. В некоторых примерах закрывающая часть 54 может дополнительно включать в себя множество противоположных внутренних боковых стенок 58, проходящих от внутренней верхней поверхности 68 (например, вниз), как показано на ФИГ. 1-4. Внутренние боковые стенки 58 закрывающей части 54 могут быть соединены друг с другом и выполнены с возможностью образования по меньшей мере части боковых сторон/границ камеры 26. Как показано на ФИГ. 1-4, закрывающая часть 54 может включать в себя по меньшей мере один порт 70, проходящий через закрывающую часть 54 от наружной верхней поверхности 66 к внутренней верхней поверхности 68 и находящийся в сообщении с камерой 56. По меньшей мере один порт 70 может включать в себя подводящий канал, проходящий от наружной верхней поверхности 66 к внутренней верхней поверхности 68 таким образом, что подводящий канал проходит через закрывающую часть 54 и к камере 56 (т. е. находится в сообщении с камерой 56). В некоторых примерах закрывающая часть 54 может включать в себя по меньшей мере два порта 70, находящихся в сообщении с камерой 56, как показано на ФИГ. 1-4. В некоторых примерах диаметр по меньшей мере одного порта 70 может составлять около 750 пм; однако по меньшей мере один порт 70 может иметь любой размер и любую форму. Закрывающая часть 54 может содержать два или более отдельных и удаленных компонента, соединенных вместе, или может представлять собой цельную конструкцию.
[0058] Закрывающая часть 54 может быть выполнена таким образом, чтобы по меньшей мере один ее порт 70 сообщался (например, был по меньшей мере частично выравнен и состыкован) с по меньшей мере одним соответствующим портом проточной кюветы 2, расположенной внутри камеры 56, как показано на ФИГ. 3 и 4. Как показано на ФИГ. 4, закрывающая часть 54 также может быть выполнена таким образом, чтобы по меньшей мере один ее порт 70 сообщался (например, был по меньшей мере частично выравнен и состыкован) с по меньшей мере одним соответствующим портом 84 прибора 82. Например, прибор 82 может подавать поток реакционного раствора или другой биологической и/или химической текучей среды или раствора к проточной кювете 2 и потенциально через нее сквозь по меньшей мере один ее порт 84 и по меньшей мере один порт 84 прибора 82. Таким образом, закрывающая часть 54 может функционировать в качестве коллектора.
[0059] В некоторых примерах прибор 82 может подавать поток реакционного раствора к проточной кювете 2 в камере 56 гнезда 50, который вступает в реакцию с биологическим и/или химическим веществом, иммобилизованным в проточной кювете 2, с образованием реакционных сайтов. При освещении через крышку проточной кюветы 2 устройство обнаружения света проточной кюветы способно регистрировать химические реакции в реакционных сайтах посредством испускаемого из нее света (в ответ на свет освещения) и в ответ на это генерировать электрические сигналы данных в ее электрическую схему. Сигналы могут проводиться через электрическую схему устройств обнаружения света проточной кюветы к прибору 82 посредством электрических контактов 60 гнезда 50. Таким образом, по меньшей мере участок закрывающей части 54 может содержать материал, прозрачный для возбуждающего света, чтобы свет, испускаемый снаружи гнезда 50 (например, над закрывающей частью 54), проходил в проточную кювету 2 внутри камеры 56. В некоторых примерах по меньшей мере участок закрывающей части 54 может содержать материал, оптически прозрачный для по меньшей мере возбуждающего света и имеющий низкое значение автофлуоресценции или не имеет автофлуоресценции, такой как, без ограничений, циклоолефиновый сополимер (COC). В некоторых примерах закрывающая часть 54 может содержать электронепроводящий и/или полупроводниковый материал, такой как полимер (например, тонкопленочный полимер), стекло, кремний, кремнезем, кварц, стекловолокно, эпоксидную смолу, керамику или их комбинацию. Закрывающая часть 54 может содержать два или более отдельных и удаленных компонента, соединенных вместе, или может представлять собой цельную конструкцию.
[0060] Как показано на ФИГ. 3 и 4, гнездо 50 может быть выполнено таким образом, что закрывающая часть 54 и основание 52 совмещаются/стыкуются с образованием вместе камеры 56 таким образом, чтобы проточная кювета 2 надежно захватывалась (т. е. удерживалась/закреплялась) внутри камеры 56. Например, гнездо 50 может быть выполнено таким образом, что внутренняя верхняя поверхность 68 закрывающей части 54 стыкуется с верхней поверхностью или частью проточной кюветы 2, а внутренняя нижняя поверхность 62 основания 52 и/или электрические контакты 60 входят в контакт с нижней поверхностью или частью проточной кюветы 2. В некоторых примерах закрывающая часть 54, основание 52 и/или электрические контакты 60 прилагают прижимающее усилие к проточной кювете 2 для надежного удержания проточной кюветы 2 в неподвижном положении и фиксированной ориентации внутри камеры 56. В некоторых примерах проточная кювета 2 может быть физически закреплена с возможностью отсоединения внутри камеры 65 (например, посредством закрывающей части 54, и основания 52, и/или электрических контактов 60) и химически не связана с одним или более компонентами гнезда 50 или не примыкает к ним.
[0061] В некоторых примерах проточная кювета 2 может иметь меньший поперечный размер (т. е. занимаемую площадь), чем камера 56. Как показано на ФИГ. 3 и 4 по меньшей мере часть боковых поверхностей проточной кюветы 2, которые проходят между верхней поверхностью крышки 6 и опорным слоем 30, могут отстоять от внутренних боковых стенок 58 основания 62 и/или закрывающей части 54, когда проточная кювета 2 находится внутри камеры 56, так что между ними проходит открытая/незанятая часть камеры 56. В некоторых примерах все боковые поверхности проточной кюветы 2 отстоят от внутренних боковых стенок 58 основания 62 и/или закрывающей части 54 таким образом, что между ними проходит открытая часть камеры 56. При этом проточная кювета 2 и камера 56 могут быть выполнены (например, по размеру и форме) таким образом, чтобы открытая часть камеры 56 проходила по периферии (по меньшей мере частично) проточной кюветы 2 и, следовательно, между проточной кюветой 2 и боковыми стенками 58 основания 62 и/или закрывающей частью 54 камеры 56.
[0062] Проточная кювета 2 может быть закреплена/удерживаться с возможностью отсоединения внутри камеры посредством введения в зацепление закрывающей части 54 с основанием 52, как показано на ФИГ. 3 и 4. В одном таком примере проточная кювета 2 может удерживаться внутри камеры 56 только за счет давления и/или контакта с внутренними поверхностями закрывающей части 54 и основания 52 гнезда 50. Закрывающая часть 54 и основание 52 могут быть соединены друг с другом с возможностью отсоединения таким образом, что разъединение закрывающей части 54 и основания 52 позволяет снимать проточную кювету 2 (и потенциально повторно использовать гнездо 60 с удаленной проточной кюветой 2 позднее или повторно использовать гнездо 60 с другой проточной кюветой). Как показано на ФИГ. 1, 3 и 4, в одном примере закрывающая часть 54 и основание 52 гнезда 50 могут быть механически соединены посредством механизма 72, такого как шарнир, обеспечивающего избирательное относительное перемещение между закрывающей частью 54 и основанием 52. Например, закрывающая часть 54 может быть выполнена с возможностью перестановки между «открытой» ориентацией и/или положением относительно основания 52 таким образом, чтобы по меньшей мере часть закрывающей части 54 отстояла от основания 52 и камера 56 была доступна для размещения проточной кюветы 2 на основании 52/над основанием 52 внутри камеры 56, и «закрытой» ориентацией и/или положением относительно основания 52 таким образом, чтобы закрывающая часть 54 состыковывалась с основанием 52 и проточная кювета 2 захватывалась и/или зажималась закрывающей частью 54 и основанием 52 (и/или электрическими контактами 60) внутри камеры 56. Однако закрывающая часть 54 и основание 52 могут быть соединены друг с другом с возможностью перемещения и/или извлечения посредством любого механизма. В некоторых других примерах закрывающая часть 54 и основание 52 могут быть неподвижно соединены друг с другом посредством любого механизма. Например, закрывающая часть 54 и основание 52 могут быть соединены друг с другом (соединены с возможностью перемещения или возможностью извлечения) посредством одного или более из прокладки, винта, гайки, штифта, заклепки, эластичного элемента, фиксатора, крючка, зажима, скобы, кулачка, шарикового фиксатора, шарнира, адгезива, сварки/пайки, их комбинации или любого другого механизма или способа крепления.
[0063] На ФИГ. 5 представлен один пример структуры 1 проточных кювет на уровне пластины в соответствии с одним или более аспектами настоящего описания. Структура 1 проточных кювет на уровне пластины содержит множество интегральных проточных кювет 2, каждая из которых включает в себя по меньшей мере одно устройство 10 обнаружения света и крышку 4, проходящую над устройством 10 обнаружения света. Одна или более проточных кювет 2 структуры 1 проточных кювет на уровне пластины могут быть физически отделены (например, отсечены) от одной или более других проточных кювет 2 структуры 1 проточных кювет на уровне пластины и использованы с гнездом, таким как гнездо 50, описанное выше, с образованием системы проточных кювет в соответствии с настоящим описанием. Устройства 10 обнаружения света структуры 1 проточных кювет на уровне пластины могут быть интегральными (например, интегральными устройствами 10 обнаружения на уровне пластины). Например, каждое из устройств 10 обнаружения света структуры 1 проточных кювет на уровне пластины может включать в себя общую часть 14 базовой пластины (т. е. проточные кюветы 2 структуры 1 проточных кювет на уровне пластины могут представлять собой проточные кюветы 2 на уровне пластины, и/или устройства 10 обнаружения света структуры 1 проточных кювет на уровне пластины могут представлять собой устройства 10 обнаружения света на уровне пластины).
[0064] Крышка 4 может образовывать проточный канал 6 между внутренней стороной/поверхностью крышки 4 и верхней реакционной поверхностью/поверхностью 22 детектора каждого устройства 10 обнаружения света. Проточный канал 6, образованный крышкой 4, может проходить над поверхностью 22 детектора одного устройства обнаружения света или над поверхностями 22 детектора множества соседних устройств 10 обнаружения света. Устройства 10 обнаружения света могут содержать множество наложенных друг на друга слоев, таких как часть 14 общего базового слоя (например, часть пластины) и множество диэлектрических слоев и металлических диэлектрических слоев, расположенных над ними, как описано выше. Как показано на ФИГ. 5, устройства 10 обнаружения света могут представлять собой полупроводниковые устройства обнаружения света, и каждое устройство 10 обнаружения света может включать в себя массив светочувствительных датчиков 12 и направляющий массив световодов 18.
[0065] Устройства 10 обнаружения света могут быть изготовлены с применением способов производства интегральных схем, таких как способы, применяемые для производства схем приборов с зарядовой связью (ПЗС) или устройств или схем на основе комплементарной структуры металл-оксид полупроводник (КМОП). Таким образом, устройства 10 обнаружения света могут включать в себя, например, один или более полупроводниковых материалов и могут быть выполнены в виде, например, КМОП-устройств обнаружения света (например, КМОП-датчика изображения) или ПЗС-датчика изображения, датчика изображения другого типа. В настоящем примере устройства 10 обнаружения света содержат датчики изображения КМОП-типа, как показано на ФИГ. 5, но можно использовать и датчики других типов. Например, как показано на ФИГ. 5, устройства 10 обнаружения света могут быть полупроводниковыми и могут содержать множество наложенных друг на друга слоев диэлектрика и металла.
[0066] При формировании устройств 10 обнаружения света в виде устройств КМОП-типа «комплементарный» аспект относится к включению металл-оксид-полупроводниковых полевых транзисторов (МОП-транзисторов) как n-типа, так и p-типа в интегральные схемы (ИС), изготовленные по КМОП-технологии. Каждый МОП-транзистор имеет металлический затвор с диэлектриком затвора, таким как оксид (отсюда «металл-оксид» как часть названия) и полупроводниковый материал под затвором (соответствует «полупроводнику» в названии). Когда устройства 10 обнаружения света сформированы, как показано на ФИГ. 5, светочувствительные датчики 12 могут быть электрически соединены с электрической схемой 24, например, через затворы.
[0067] В качестве полупроводникового устройства 10 обнаружения света по меньшей мере часть электрической схемы 24 может быть обеспечена внутри подложки/слоев (например, диэлектрических слоев) устройства, через/в которые может проходить каждый из световодов 18. Каждый из слоев подложки может включать в себя взаимно соединенные проводящие элементы, которые образуют по меньшей мере часть электрической схемы 24 устройства с диэлектрическим материалом, соседним (например, окружающим) с проводящими элементами/электрической схемой 24. Таким образом, проводящие элементы/электрическая схема 24 могут быть встроены в диэлектрический материал. Световоды 18 также могут проходить через диэлектрический материал и могут отстоять от электрической схемы 24. Можно использовать различные металлические элементы и/или диэлектрические материалы, такие как подходящие для производства интегральных схем (например, для производства КМОП-интегральных схем). Например, проводящие элементы/электрическая схема 24 могут представлять собой металлические элементы, такие как золото, вольфрам, медь, алюминий или их комбинацию, но следует понимать, что можно использовать и другие материалы и конфигурации. В качестве диэлектрического материала можно использовать материал с низким показателем преломления и/или кремнийсодержащий материал, такой как SiO2, но следует понимать, что можно использовать и другие диэлектрические материалы и конфигурации.
[0068] Устройства 10 обнаружения света также могут включать в себя реакционную структуру 20, проходящую вдоль их верхней части, включая раскрывы световодов 18, как показано на ФИГ. 5. Устройства 10 обнаружения света могут быть выполнены таким образом, что каждый светочувствительный датчик 12 сопряжен/выравнен с одним световодом 18 и/или одним реакционным углублением 16 (например, с одной нанолункой) реакционной структуры 20, расположенной над верхней поверхностью устройства 10 обнаружения света, так что он принимает фотоны только от них. Однако в других примерах один светочувствительный датчик 12 может принимать фотоны через более чем один световод 18 и/или из более чем одного реакционного углубления 16 (например, из более чем одной нанолунки). Таким образом, один светочувствительный датчик 12 может образовывать один пиксель или более одного пикселя. Как показано на ФИГ. 5, реакционные углубления 16 могут быть образованы, например, выемкой на верхней поверхности реакционной структуры 20 и/или изменением ее глубины (или толщины).
[0069] Как показано на ФИГ. 5, массив световодов 18 и реакционных углублений 16 реакционной структуры 20 (и потенциально светочувствительных датчиков 12) могут быть обеспечены в виде определенной повторяющейся схемы, так что по меньшей мере некоторые из углублений 16 и/или световодов 18 (и потенциально светочувствительных датчиков 12) расположены на относительно равном расстоянии друг от друга в виде определенной схемы расположения. В других примерах реакционные углубления 16 и/или световоды 18 (и потенциально светочувствительные датчики 12) могут быть расположены случайным образом, и/или по меньшей мере некоторые реакционные углубления 16 и/или световоды 18 (и потенциально светочувствительные датчики 12) могут быть расположены на разном расстоянии друг от друга. Промежуточные области между массивом реакционных углублений 16 могут представлять собой по существу плоские поверхности. Как дополнительно описано ниже, массив реакционных углублений 16 реакционной структуры 20 может иметь по меньшей мере один соответствующий реакционный сайт, обеспеченный в ней (например, иммобилизованный на ее поверхности).
[0070] Зона устройств 10 обнаружения света, которая является светочувствительной, называется активной зоной. Таким образом, активная зона устройств 10 обнаружения света включает в себя зону, содержащую световоды 18, которые направляют свет на светочувствительные датчики 12. Как указано выше, верхняя часть устройств 10 обнаружения света включает в себя реакционную структуру 20 с расположенным на ней массивом реакционных углублений 16, расположенных над ней для размещения на/в них по меньшей мере одного соответствующего реакционного сайта, которые имеются/доступны для доставки реагента и проведения реакции (например, реагируют на аналит в реакционной текучей среде) и освещения во время работы проточных кювет 2. Как показано на ФИГ. 5, реакционная структура 20 может проходить по меньшей мере большей части активной зоны устройств 10 обнаружения света. Таким образом, в такой конфигурации верхняя поверхность 22 детектора реакционной структуры 20 может образовывать активную поверхность устройства 10 обнаружения света, над которой реакционный раствор может протекать, находиться и взаимодействовать с реакционными сайтами, расположенными на/в реакционных углублениях 16. Активная поверхность устройства 10 обнаружения света может содержать поверхности углублений 16 и промежуточные зоны, проходящие между углублениями 16 и вокруг них.
[0071] Открытые верхние поверхности реакционной структуры 20 (т. е. открытые верхние поверхности реакционных углублений 16 и/или проходящие между ними и вокруг них промежуточные зоны) могут содержать гладкие планарные/плоские поверхности. В конкретных примерах открытые верхние поверхности промежуточных зон и/или реакционных углублений 16 реакционной структуры 20 могут представлять собой гладкие планарные/плоские поверхности, которые предотвращают захват или удержание в них реакционного раствора или любых других биологических и/или химических веществ и/или предотвращают ошибки перескока с площадок. Например, верхние открытые поверхности реакционной структуры 20 могут иметь шероховатость поверхности в микрометрическом диапазоне, такую как шероховатость поверхности, которая меньше или равна около 20 мкм или меньше или равна около 1 мкм. В некоторых примерах открытая верхняя поверхность реакционной структуры 20 может иметь шероховатость поверхности, которая меньше или равна около 100 нм или меньше или равна около 10 нм.
[0072] Реакционная структура 20 может содержать один или более слоев. В одном примере реакционная структура 20 включает в себя множество перекрывающихся слоев. Реакционная структура 20 может включать в себя один или более слоев, выполненных с возможностью пропускания через них световых сигналов возбуждения и/или испускаемых световых сигналов из реакционных сайтов в реакционных углублениях 16 (после обработки реакционным раствором) в раскрыв одного или более соответствующих световодов 18 и потенциально к одному или более соответствующим светочувствительным датчикам 12 (в зависимости, например, от конфигурации световодов 18). В качестве другого примера реакционная структура 20 может включать в себя еще один слой, который предотвращает распространение/прохождение перекрестного или «общего» испускаемого света от конкретного реакционного сайта в реакционном углублении 16 на несоответствующий датчик 12.
[0073] Реакционная структура 20 может обеспечивать твердую открытую поверхность 22 детектора, которая позволяет иммобилизовать на ней химические вещества, биомолекулы или другие интересующие аналиты. Например, каждый из реакционных сайтов, расположенных на/в реакционных углублениях 16, может включать в себя кластер биомолекул, иммобилизованных на его открытой наружной поверхности. Таким образом, реакционная структура 20 может содержать материал, который позволяет иммобилизовать реакционные сайты на реакционных углублениях 16. Реакционная структура 20 может быть физически и/или химически модифицирована для облегчения иммобилизации биомолекул с образованием реакционных сайтов и/или для облегчения обнаружения испускания света от них. Примеры слоев, которые могут образовывать реакционную структуру 20, по меньшей мере частично, включают в себя по меньшей мере один слой SiN и по меньшей мере один слой TaO. Однако реакционная структура 20 может содержать различные слои (например, разные слои, меньшее количество слоев и/или дополнительные слои) и/или различные материалы.
[0074] Открытая наружная поверхность 22 (или поверхность детектора) реакционной структуры 20 каждого устройства 10 обнаружения света может быть функционализирована (например, химически и/или физически модифицирована подходящим образом для проведения предусмотренных реакций). Например, поверхность 22 детектора может быть функционализирована и может включать в себя по меньшей мере один реакционный сайт на/в нанолунках 16, на которых иммобилизована одна или более биомолекул. Реакционные сайты могут включать в себя биологические и/или химические вещества, выполненные с возможностью инициирования реакции и/или образования продукта реакции, который генерирует/излучает световые сигналы в ответ на возбуждающий свет. В конкретных примерах реакционные сайты могут включать в себя кластеры/колонии биомолекул (например, олигонуклеотидов), которые иммобилизованы на поверхности 22 детектора в нанолунках 16. Например, реакционные сайты могут генерировать световое излучение в ответ на падающий возбуждающий свет после обработки реакционным раствором. Возбуждающий свет может испускаться или генерироваться любым источником освещения (не показан), который может быть или не быть частью проточных кювет 2. В некоторых примерах система освещения может испускать возбуждающий свет определенной длины волны или с определенными длинами волн, который возбуждает биологическое (-ие) и/или химическое (-ие) вещество (-а) в реакционных сайтах (например, реакция, инициированная реакционным раствором и/или продуктом реакции, образованным посредством реакционного раствора на реакционных сайтах).
[0075] Световоды 18 могут содержать фильтрующий материал, выполненный с возможностью фильтрации возбуждающего света или диапазона длин волн, включая длину волны возбуждающего света, и обеспечения распространения светового излучения от по меньшей мере одного реакционного сайта по меньшей мере одного соответствующего реакционного углубления 16 (или диапазона длин волн, включая диапазон светового излучения) через него и к по меньшей мере одному соответствующему светочувствительному датчику 12. Световоды 18 могут представлять собой, например, поглощающий фильтр (например, органический поглощающий фильтр), при этом фильтрующий материал поглощает определенную длину волны (или диапазон длин волн) и пропускает по меньшей мере одну заданную длину волны (или диапазон длин волн). Каждый из световодов 18 массива может включать в себя по существу одинаковый фильтрующий материал, или различные световоды 18 могут включать в себя различные фильтрующие материалы. Таким образом, каждый световод 18 может быть выполнен относительно окружающего материала устройства 10 (например, диэлектрического материала) с образованием световодной структуры. Например, световоды 18 могут иметь показатель преломления по меньшей мере около 2,0. В некоторых конфигурациях световоды 18 могут иметь оптическую плотность (OD) или поглощение возбуждающего света по меньшей мере около 4 OD.
[0076] Как показано на ФИГ. 5, каждое из устройств 10 обнаружения света включает в себя электрическую схему 24, которая передает/проводит электрические сигналы при обнаружении светового излучения (например, фотонов) его светочувствительными датчиками 12. Как описано выше, световое излучение может испускаться по меньшей мере одним реакционным сайтом, связанным с реакционным углублением 16 реакционной структуры 20, и поступать на соответствующий светочувствительный датчик 12 через по меньшей мере один соответствующий световод 18. Электрическая схема 24 может включать в себя взаимно соединенные проводящие элементы (например, проводники, дорожки, переходные отверстия, соединительные провода и т. п.), которые способны проводить электрический ток, такой как передача сигналов данных, основанных на обнаруженных фотонах. Например, электрическая схема 24 может содержать группу микросхем. Устройство 10 обнаружения света может содержать по меньшей мере одну интегральную схему, имеющую массив светочувствительных датчиков 12, электрически соединенных с электрической схемой 24. Электрическая схема 24 каждого устройства 10 обнаружения света может быть выполнена с возможностью усиления, оцифровки, хранения, обработки сигнала или их комбинации. Электрическая схема 24 может собирать (и потенциально анализировать) излучение света, обнаруженное датчиками 12, и генерировать сигналы данных для передачи данных обнаружения в гнездо 50 системы 80 проточных кювет, как описано выше и будет дополнительно описано ниже, и в конечном счете в биодатчик и/или систему биологического анализа. Электрическая схема 24 также может выполнять дополнительную обработку аналогового и/или цифрового сигнала в устройстве 10 обнаружения света.
[0077] Как показано на ФИГ. 5, проточные кюветы 2 структуры 1 проточных кювет на уровне пластины могут включать в себя крышку или перекрывающую часть 4, проходящую над передней/верхней стороной устройств 10 обнаружения света. Например, нижняя поверхность/часть крышки 4 может быть соединена с верхней поверхностью 22 реакционной структуры 20 устройств 10 обнаружения света, как показано на ФИГ. 5. Таким образом, крышка 4 может проходить над реакционной структурой 20 устройств 10 обнаружения света. Как показано на ФИГ. 5, нижняя поверхность/часть крышки 4 может находиться на расстоянии над открытой верхней поверхностью 22/поверхностью 22 детектора реакционной структуры 20 каждого устройства 10 обнаружения света таким образом, что между ними образуется проточный канал 6. Проточный канал 6 может проходить над одним соответствующим устройством 10 обнаружения света, как показано на ФИГ. 5. В альтернативном варианте осуществления проточный канал 6 может проходить над множеством устройств 10 обнаружения света. Крышка 4 может представлять собой сплошной слой, который проходит над реакционной структурой 20 каждого устройства 10 обнаружения света структуры 1 проточных кювет на уровне пластины, или может содержать отдельные и отличающиеся слои или участки, соответствующие каждому соответствующему устройству 10 обнаружения света (и которые образуют соответствующие проточные каналы 6) структуры 1 проточных кювет на уровне пластины.
[0078] Каждый проточный канал 6 выполнен (например, выполнен по форме и размеру) с возможностью направления текучей среды, такой как реакционный раствор, вдоль поверхности 22 детектора реакционной структуры 20 связанного устройства 10 обнаружения света. Как показано на ФИГ. 5, боковые участки внутренней/нижней поверхности/части крышки 4 могут образовывать боковые стороны или зону проточного канала 6. Проточные каналы 6 могут по меньшей мере по существу совмещаться/перекрываться с активной зоной устройств 10 обнаружения света. В некоторых примерах зоны проточных каналов 6 могут выходить за пределы активной зоны устройств 10 обнаружения света. В некоторых примерах проточные каналы 6 могут иметь высоту (проходящую, например, между нижней поверхностью/частью крышки 4 и верхней поверхностью 22 реакционной структуры 20 устройств 10 обнаружения света в диапазоне от около 50 мкм до около 400 пм или более, например в диапазоне от около 80 пм до около 200 пм. В одном примере высота проточных каналов 6 составляет около 100 пм. Общая толщина крышки 4 может составлять, например, от около 300 пм до около 1000 пм.
[0079] В некоторых примерах крышка 4 может быть опосредованно соединена с верхней поверхностью 22 реакционной структуры 20 устройств 10 обнаружения света посредством промежуточного слоя, который может по меньшей мере частично образовывать или не образовывать боковые стороны проточных каналов 6. В других примерах крышка 4 может быть непосредственно соединена с верхними поверхностями 22 реакционной структуры 20 устройств 10 обнаружения света. В таком примере крышка 4 может включать в себя участки боковых стенок, которые разделяют участки нижней поверхности/части крышки 4, проходящие над устройствами 10 обнаружения света поверх открытой наружной верхней поверхности 22 реакционной структуры 20. Участки боковых стенок такой крышки 4 могут образовывать боковые стороны проточных каналов 6. В одном примере крышка 4 может быть непосредственно соединена с верхними поверхностями реакционной структуры 20 устройств 10 обнаружения света посредством адгезива с низкой автофлуоресценцией.
[0080] Как также показано на ФИГ. 5, крышка 4 может включать в себя по меньшей мере один порт 8, находящийся в сообщении с проточным каналом 6, и потенциально с другими портами (не показаны). По меньшей мере один порт 8 может включать в себя подводящий канал, проходящий от наружной поверхности крышки 4 (например, от ее наружной верхней поверхности) к ее нижней/внутренней поверхности таким образом, что подводящий канал проходит через крышку 4 и к соответствующему проточному каналу 6. Например, по меньшей мере один порт 8 проточной кюветы 2 может находиться в сообщении с по меньшей мере одним портом 70 верхней закрывающей части 54 гнезда 50 (как дополнительно описано ниже со ссылкой на ФИГ. 6), который может находиться в сообщении с по меньшей мере одним другим портом прибора, обеспечивающего реакционный раствор или другое биологическое и/или химическое вещество (например, биодатчика, системы биологического анализа, рабочей станции картриджа или любого другого прибора, соединенного с гнездом 50). В некоторых примерах крышка 4 может включать в себя по меньшей мере два порта 8, связанных с каждым проточным каналом 6, который содержит впускные и выпускные порты к проточному каналу 6, как показано на ФИГ. 5. В некоторых примерах диаметр по меньшей мере одного порта 8 может составлять приблизительно 750 пм, однако по меньшей мере один порт 8 может иметь любой размер и любую форму.
[0081] По меньшей мере один порт 8 может обеспечивать протекание текучей среды или раствора реагента в соответствующий проточный канал 6 и потенциально через него. Как описано выше, во время использования проточных кювет 2 (например, после разрезания структуры 1 проточных кювет на уровне пластины и соединения нарезанных проточных кювет 2 с гнездом 50) химические реакции могут происходить между раствором реагента и реакционными сайтами на поверхности 22 детектора реакционной структуры 20 каждого устройства 10 обнаружения света в соответствующем проточном канале 6. При освещении через крышку 4 устройства 10 обнаружения света проточных кювет 2 могут обнаруживать химические реакции, протекающие в проточном канале 6, благодаря испускаемому ими свету и в ответ на это вырабатывать сигналы. Сигналы могут проводиться через электрическую схему 24 устройств 10 обнаружения света. Таким образом, крышка 4 может содержать материал, который является прозрачным для возбуждающего света, распространяющегося от наружной поверхности проточных кювет 2 и к проточным каналам 6/в проточные каналы 6. Следует отметить, что возбуждающий свет может падать на крышку 4 под любым углом и вдоль одного и того же или разных углов. В некоторых примерах крышка 4 может содержать материал, который является оптически прозрачным для по меньшей мере возбуждающего света и имеет низкое значение низкое значение автофлуоресценции или не имеет автофлуоресценции, такой как, без ограничений, циклоолефиновый сополимер (COC).
[0082] Первоначально реакционные сайты нанолунок 16 реакционной структуры 20 устройства 10 обнаружения света могут не иметь предусмотренной реакции. Как описано выше, реакционный сайт может включать в себя биологические и/или химические вещества, иммобилизованные на поверхности 22 детектора на основании и/или на боковых поверхностях нанолунок 16 реакционной структуры 20. В некоторых примерах биологические и/или химические вещества, которые в конечном итоге могут обеспечивать предусмотренную реакцию, могут быть иммобилизованы на реакционных структурах 20 (например, на их нанолунках 16) до того, как крышка 4 будет соединена с устройствами 10 обнаружения света проточных кювет 2 (т. е. до образования проточных каналов 6) структуры 1 проточных кювет на уровне пластины. В некоторых других примерах биологические и/или химические вещества, которые в конечном итоге могут обеспечивать предусмотренную реакцию, могут быть иммобилизованы на реакционных структурах 20 (например, на их нанолунках 16) после соединения крышки 4 с устройствами 10 обнаружения света проточных кювет 2 (т. е. после образования проточных каналов 6) структуры 1 проточных кювет на уровне пластины. Кроме того, биологические и/или химические вещества, которые в конечном итоге могут обеспечивать предусмотренную реакцию, могут быть иммобилизованы на реакционных структурах 20 (например, на их нанолунках 16) устройств 10 обнаружения света проточных кювет 2 структуры 1 проточных кювет на уровне пластины или могут быть иммобилизованы на реакционных структурах 20 устройств 10 обнаружения света отдельных проточных кювет 2, которые отделены (например, посредством разрезания) от проточной структуры 1 проточных кювет на уровне пластины.
[0083] В конкретных примерах реакционные участки расположены вблизи раскрыва по меньшей мере одного соответствующего световода 18 таким образом, чтобы предусмотренные/заданные излучения света, испускаемые реакционными сайтами после прохождения предусмотренной реакции вследствие обработки реакционным раствором, распространялись через реакционную структуру 20, через по меньшей мере один соответствующий световод 18 и к по меньшей мере одному соответствующему светочувствительному датчику 12.
[0084] Биологические и/или химические вещества одного реакционного сайта могут быть сходными или идентичными (например, колония аналитов (например, олигонуклеотидов), имеющих общую последовательность). Однако в других примерах один реакционный сайт и/или нанолунка 16 могут включать в себя различные биологические и/или химические вещества. Перед предусмотренной реакцией реакционные участки могут включать в себя один или более аналитов (например, интересующих аналитов). Например, аналит может представлять собой олигонуклеотид или его колонию (например, интересующий олигонуклеотид). Олигонуклеотиды могут иметь эффективно общую последовательность и связываться с конкретной флуоресцентно-меченой биомолекулой, такой как флуоресцентно-меченый нуклеотид.
[0085] Однако перед проведением предусмотренной реакции флуорофоры флуоресцентно-меченой биомолекулы не встроены и/или не связаны с биологическими и/или химическими веществами (например, олигонуклеотидами) на реакционных сайтах. Для достижения предусмотренной реакции (т. е. для включения флуоресцентно-меченой биомолекулы в биологические и/или химические вещества реакционных сайтов 114) поток реакционного раствора может подаваться в проточный канал 6 устройства 10 обнаружения света проточной кюветы 2 через по меньшей мере один порт 8 и, таким образом, в ее реакционную структуру 20. В качестве реакционного раствора можно использовать любой раствор. В некоторых примерах реакционный раствор может содержать жидкость. Например, реакционный раствор может представлять собой водный раствор. В одном варианте реализации реакционный раствор содержит один или более типов нуклеотидов, по меньшей мере некоторые из которых являются флуоресцентно-мечеными, и реакционный раствор также содержит одну или более биомолекул, таких как ферменты полимеразы, которые встраивают нуклеотиды в растущий олигонуклеотид на реакционном участке, тем самым помечая олигонуклеотид флуоресцентно-меченым нуклеотидом. В этом варианте реализации можно использовать промывочный раствор для удаления любых свободных нуклеотидов, которые не были включены в олигонуклеотиды. Затем реакционные сайты можно освещать возбуждающим светом, вызывая флуоресценцию в тех реакционных сайтах, в которые был внедрен флуоресцентно-меченый нуклеотид. Реакционные участки, в которые не были внедрены флуоресцентно-меченые нуклеотиды, не испускают свет при падающем возбуждающем свете.
[0086] Как показано на ФИГ. 5, электрическая схема 24 устройства 10 обнаружения света может полностью проходить через часть 14 базовой пластины. Например, электрическая схема 24 устройства может включать в себя переходные отверстия 28, которые проходят через часть 14 базовой пластины таким образом, что они открыты и доступны с обратной стороны части 14 базовой пластины, что также показано на ФИГ. 5. Обратная сторона части 14 базовой пластины и обратная сторона переходных отверстий 28 могут быть или не быть копланарными.
[0087] Как показано на ФИГ. 5, структура 1 проточных кювет на уровне пластины может включать в себя перераспределительную часть, расположенную над обратной стороной части 14 базовой пластины и обратными сторонами переходных отверстий 28 электрической схемы 24 устройства 10 обнаружения света. Перераспределительная часть может эффективно перенаправлять открытый участок электрической схемы 24 устройства на электропроводящие площадки 34, как дополнительно описано ниже. Перераспределительная часть может содержать электрически изолирующие/непроводящие (или полупроводящие) участки/слои 30 и электропроводящие участки/слои 32, проходящие через электроизолирующую часть 30. Электропроводящие участки 32 могут содержать электропроводящий материал (например, медь, золото, вольфрам, алюминий или их комбинацию), но следует понимать, что можно использовать и другие электропроводящие материалы. Электронепроводящие участки 32 могут содержать электронепроводящий и/или полупроводниковый материал, такой как полимер (например, тонкопленочный полимер), стекло, кремний, кремнезем, кварц, стекловолокно, эпоксидная смола, керамика или комбинация материалов, но следует понимать, что можно использовать и другие электронепроводящие и/или полупроводниковые материалы.
[0088] Электроизолирующие участки 30 перераспределительной части проходят (непосредственно или опосредованно) над обратной стороной части 14 базовой пластины, как показано на ФИГ. 5. В одном примере каждый электроизолирующий участок 30 может проходить или не проходить (непосредственно или опосредованно) над по меньшей мере частью обратной стороны переходного отверстия 28 электрической схемы 24 устройства. Каждый электропроводящий участок 32 перераспределительного слоя может проходить непосредственно над обратной стороной соответственного/соответствующего переходного отверстия 28 электрической схемы 24 устройства, как показано на ФИГ. 5. Соседние электропроводящие участки 32 могут включать в себя электроизолирующий участок 30, проходящий между ними, как показано на ФИГ. 5. Таким образом, соседние электропроводящие участки 32 перераспределительного слоя электрически изолированы друг от друга электроизолирующим участком 30. Поскольку электропроводящие участки 32 находятся в электрическом соединении с переходными отверстиями 28, их соседние участки изолированы электроизолирующим участком 30, причем электропроводящие участки 32, расположенные поверх переходных отверстий 28, способны передавать/проводить электрические сигналы данных от электрической схемы 24 устройств 10 обнаружения света (на основании фотонов, обнаруженных их светочувствительными датчиками 116) через/за электроизолирующий участок 30. Таким образом, электропроводящие участки 32, расположенные поверх переходных отверстий 28, также способны передавать/проводить электрические сигналы данных на электрическую схему 24 устройств 10 обнаружения света через/за электроизолирующий участок 30. Таким образом, электрическая схема 24 устройства может эффективно включать в себя электропроводящие участки 32 перераспределительной части. Обратные стороны электроизолирующих участков 30 и обратные стороны электропроводящих участков 32 могут быть или не быть копланарными.
[0089] Переходные отверстия 28, проходящие через часть 14 базовой пластины, могут нарушать или ослаблять структурную целостность части 14 базовой пластины и тем самым устройства 10 обнаружения света проточных кювет 2 и сами проточные кюветы (например, до и после отделения от структуры 1 проточных кювет на уровне пластины. Для обеспечения структурной опоры/жесткой поддержки части 14 базовой пластины и тем самым самих устройств 10 обнаружения света и проточных кювет 2, содержащих устройства 10 обнаружения света, структура 1 проточных кювет на уровне пластины может включать в себя опорный слой 36, проходящий (непосредственно или опосредованно) над обратной стороной части 14 базовой пластины. Например, как показано на ФИГ. 5, опорный слой 36 может проходить непосредственно над по меньшей мере частью электроизолирующих участков 30. В некоторых примерах опорный слой 36 может проходить непосредственно над электроизолирующими участками 30 и частями электропроводящего участка 32. Опорный слой 32 может содержать один или более относительно прочных и/или жестких электронепроводящих и/или полупроводниковых материалов, таких как стекло, кремний, кремнезем, кварц, стекловолокно, керамика, полимер, эпоксидная смола, диэлектрический материал или их комбинация, но следует понимать, что можно использовать и другие электропроводящие материалы.
[0090] Как показано на ФИГ. 5, структура 1 проточных кювет на уровне базовой пластины может включать в себя множество открытых расположенных на некотором расстоянии друг от друга электропроводящих контактных площадок 34 на обратной стороне, проходящих непосредственно над обратной стороной электропроводящих участков 32 перераспределительной части. Как также показано на ФИГ. 5, каждая из контактных площадок 34 обратной стороны может проходить (прямо или косвенно) над обратной стороной электроизолирующего участка 32 перераспределительной части и между участками опорного слоя 36. Контактные площадки 34 обратной стороны могут проходить частично через зазоры/отверстия между участками опорного слоя 36 таким образом, что обратные стороны контактных площадок 34 открыты на обратной стороне проточных кювет 2 структуры 1 проточных кювет на уровне пластины, а соседние контактные площадки 34 включают в себя участок опорного слоя 36, проходящий (полностью или частично) между ними. Иными словами, контактные площадки 34 могут быть расположены в промежутках/пустотах опорного слоя 36 таким образом, что обратные стороны контактных площадок 34 открыты на обратной стороне проточных кювет 2 структуры 1 проточных кювет на уровне пластины.
[0091] Отдельная и отличающаяся контактная площадка 34 обратной стороны может быть предусмотрена для каждого электропроводящего участка 32 и связанного с ним переходного отверстия 28 (т. е. исключительно связанного с переходным отверстием 128) каждого устройства 10 обнаружения света каждой проточной кюветы 2 структуры 1 проточных кювет на уровне пластины. Поскольку каждая контактная площадка 32 обратной стороны находится в электрическом соединении/связи с электропроводящим участком 32, а каждый электропроводящий участок 32 находится в электрическом соединении/связи с переходным отверстием 28 электрической схемы 24 устройства 10 обнаружения света, контактные площадки 34 на обратной стороне могут передавать (например, проводить) электрические сигналы данных от электрической схемы 24 устройств 10 обнаружения света (на основании фотонов, обнаруженных их светочувствительными датчиками 16) и на электрической схеме 24 устройств 10 обнаружения света. Опорный слой 36 может быть электрически изолирующим или непроводящим (или полупроводниковым), чтобы не мешать работе контактных площадок 34 передавать/проводить сигналы данных от электрической схемы 24/на электрическую схему 24 устройств 10 обнаружения света. Контактные площадки 34 обратной стороны могут содержать электропроводящий материал (например, медь, золото, вольфрам, алюминий или их комбинацию), но следует понимать, что можно использовать и другие электропроводящие материалы.
[0092] Как показано на ФИГ. 5, контактные площадки 34 обратной стороны проточных кювет 2 могут быть утоплены по отношению к опорному слою 36. Например, опорный слой 36 может быть толще контактных площадок 34, так что поверхности обратной стороны участков опорного слоя 36, проходящие между/вокруг контактных площадок 34, образуют границу обратной стороны проточных кювет 2. Таким образом, открытые поверхности обратной стороны контактных площадок 34 могут быть по меньшей мере частично окружены опорным слоем 36 и утоплены по отношению к обратной стороне проточных кювет 2 (образованных опорным слоем 36).
[0093] На ФИГ. 6 представлен пример системы 180 проточных кювет в соответствии с одним или более аспектами настоящего описания. Система 180 проточных кювет содержит гнездо 150 и по меньшей мере одну проточную кювету 2, отделенную от структуры 1 проточных кювет на уровне пластины, например, показанной на ФИГ. 5. Проточная кювета 2 системы 180 проточных кювет может представлять собой одну или более проточных кювет, отделенных от структуры 1 проточных кювет на уровне пластины (например, от других проточных кювет 2) с помощью процесса разделения. Например, проточная кювета 2 может быть отделена от структуры 1 проточных кювет на уровне пластины посредством разрезания структуры 1 проточных кювет на уровне пластины на отдельные и отличающиеся детали или структуры проточной кюветы. Разрезание структуры 1 проточных кювет на уровне пластины может включать, например, скрайбирование и разламывание структуры 1 проточной кюветы на уровне пластины, механическое распиливание структуры 1 проточной кюветы на уровне пластины или лазерную резку структуры 1 проточной кюветы на уровне пластины. Однако для отделения проточной кюветы 2 от структуры 1 проточных кювет на уровне пластины можно использовать любой другой способ/метод разделения (т. е. разделения структуры 1 проточных кювет на уровне пластины на отдельные и отличающиеся структуры 2 проточных кювет). Как показано на ФИГ. 6, отделенная (например, разрезанная) проточная кювета 2 может быть расположена непосредственно внутри гнезда 150. Проточная кювета 2 может, таким образом, быть бескорпусной (то есть не иметь обрамления), так что боковые поверхности проточной кюветы 2 представляют собой открытые поверхности проточной кюветы 2, образованной в процессе отделения от структуры 1 проточных кювет на уровне пластины. Например, поверхности боковых сторон проточной кюветы 2, образованной посредством структуры 1 проточных кювет на уровне пластины, могут быть ограничены крышкой 4, реакционной структурой 20, диэлектрическими слоями, электрической схемой 24, частью 14 базовой пластины, перераспределительной частью, опорным слоем 36 и/или любой другой частью структуры 1 проточных кювет на уровне пластины (или их комбинацией).
[0094] Гнездо 150 системы 180 проточных кювет аналогично гнезду 50, показанному на ФИГ. 1-4, описанному выше, и поэтому подобные номера позиций с предшествующим номером «1» используются для указания аналогичных компонентов, аспектов, функций, процессов или функций, и приведенное выше описание, ориентированное на них, применимо в равной степени и для краткости и ясности не повторяется. Как показано на ФИГ. 6, электрические контакты 160 гнезда 150 содержат штырьковые пружинные контакты, проходящие в камеру 156. Каждый из штырьковых пружинных контактов 160 содержит полое цилиндрическое основание, содержащее пружинный штырь, который проходит в оболочку 156 и входит в контакт с контактными площадками 34 проточной кюветы 2. Как показано на ФИГ. 6, штырьковые пружинные контакты 160 выступают за пределы открытой обратной стороны опорного слоя 36, при этом пружинные участки штыря упруго смещаются до приведения в контакт с открытыми поверхностями обратной стороны контактных площадок 34 для электрического соединения с ними. Как также показано на ФИГ. 6, поверхности обратной стороны опорного слоя 30 проточной кюветы 2 входят в зацепление с внутренней нижней поверхностью 162 основания 162, а наружная верхняя поверхность крышки 4 проточной кюветы 2 входит в контакт с внутренней верхней поверхностью 168 закрывающей части 154. Штырьковые пружинные контакты 160 могут прикладывать усилие к контактным площадкам 34 таким образом, что проточная кювета 2 оказывается зажата между внутренней нижней поверхностью 162 основания 162 и внутренней верхней поверхностью 168 закрывающей части 154 гнезда 150.
[0095] Как также показано на ФИГ. 6, проточная кювета 2 имеет меньший поперечный размер (т. е. площадь основания), чем камера 156. Боковые поверхности проточной кюветы 2, которые проходят между верхней поверхностью крышки 6 и поверхностью обратной стороны опорного слоя 30 (или контактных площадок 34, в зависимости от того, где проточная кювета 2 отделена от структуры 1 проточных кювет на уровне пластины), отстоят от внутренних боковых стенок 158 основания 162 и/или закрывающей части 154 таким образом, что между ними проходит открытая/незанятая часть камеры 156. Как показано на ФИГ. 6, все боковые поверхности проточной кюветы 2 отстоят от внутренних боковых стенок 158 основания 162 и закрывающей части 154. В одном примере боковые поверхности проточной кюветы 2 ограничены крышкой 4, реакционной структурой 20 устройства 10 обнаружения света, диэлектрическими слоями устройства 10 обнаружения света, частью 14 базовой пластины устройства 10 обнаружения света, перераспределительным слоем (например, электронепроводящим слоем 30) и опорным слоем 36, как показано на ФИГ. 6. Однако некоторые из этих частей проточной кюветы 2 (и устройства 10 обнаружения света) могут не ограничивать поверхности боковых сторон проточной кюветы 2, а другие части проточной кюветы 2 (и устройства 10 обнаружения света) могут ограничивать поверхности боковых сторон проточной кюветы 2 (например, электрическая схема 24 устройства 10 обнаружения света, электропроводящий участок 32 перераспределяющего слоя и/или контактные площадки 34). Боковые стороны проточной кюветы 2, которые отстоят от боковых стенок 158 камеры 152, могут частично быть ограничены устройством 10 обнаружения света. Как отмечалось выше, поверхности боковых сторон проточной кюветы 2 могут быть образованы в процессе отделения проточной кюветы 2 от структуры 1 проточных кювет на уровне пластины.
[0096] На ФИГ. 7 представлен другой пример структуры 201 проточных кювет на уровне пластины в соответствии с одним или более аспектами настоящего описания. Структура 201 проточных кювет на уровне пластины аналогична структуре 1 проточных кювет на уровне пластины, показанной на ФИГ. 5, описанной выше, и поэтому подобные номера позиций с предшествующим номером «20» в отношении одноразрядных номеров позиций и с предшествующим номером «2» в отношении двухразрядных номеров позиций используются для указания аналогичных компонентов, аспектов, функций, процессов или функций, и приведенное выше описание в равной степени применимо к ним и для краткости и ясности не повторяется. Как показано на ФИГ. 7, отличие структуры 201 проточных кювет на уровне пластины от структуры 1 проточных кювет на уровне пластины, показанной на ФИГ. 5, состоит в исключении опорного слоя, проходящего вдоль обратной стороны перераспределительной части. Например, обратные стороны электронепроводящих участков 230 и электропроводящих участков 232 перераспределительной части могут не иметь опорного слоя, проходящего (непосредственно или опосредованно) над его обратными сторонами. Вместо этого обратные стороны электронепроводящих участков 230 могут быть открыты и/или могут включать в себя проходящие над ними контактные площадки 234, как показано на ФИГ. 7.
[0097] Следует отметить, что проточная структура 201 проточных кювет на уровне пластины могла включать в себя временный опорный слой (не показан), такой как опорный слой 36, описанный выше применительно к структуре 1 проточных кювет на уровне пластины, показанной на ФИГ. 5, проходящий над обратной стороной части 214 базовой пластины устройств 210 обнаружения света (непосредственно или опосредованно) во время образования структуры 201 проточной кюветы на уровне пластины и ее разделения на отдельные и отличающиеся проточные кюветы 2. Например, структура 201 проточных кювет на уровне базовой пластины могла включать в себя временный опорный слой, проходящий над обратной стороной части 214 базовой пластины устройств 210 обнаружения света (например, проходящий непосредственно над перераспределительной частью (и, возможно, контактными площадками 223)) до образования по меньшей мере части реакционных структур 220 над верхними сторонами 222 устройств 210 обнаружения света и/или образования крышки 204 над реакционными структурами 220. В некоторых примерах такой временный опорный слой может быть удален из структуры 201 проточных кювет на уровне пластины до отделения от нее одной или более отдельных и отличающихся проточных кювет 202 (например, посредством разрезания), как описано выше. В некоторых примерах временный опорный слой может быть удален из структуры 201 проточных кювет на уровне пластины после образования крышки 204 в процессе расслоения, таком как, например, продувка воздухом, введение лезвия, вакуумное расслоение или механическое поднятие, например, с предварительной обработкой или без нее (такой как кромочное обрезание или лазерное формирование рисунка). Однако для удаления временного опорного слоя из структуры 201 проточных кювет на уровне пластины после образования крышки 204 можно использовать любой способ.
[0098] На ФИГ. 8 представлен другой пример системы 280 проточных кювет в соответствии с одним или более аспектами настоящего описания. Система 280 проточных кювет содержит гнездо 250 и по меньшей мере одну проточную кювету 202, отделенную от структуры 201 проточных кювет на уровне пластины, например показанной на ФИГ. 7. Как обсуждалось выше, проточная кювета 202 может быть отделена от структуры 201 проточных кювет на уровне пластины посредством разрезания или любого другого способа разделения, в котором структуру 201 проточной кюветы разделяют на уровне пластины на отдельные и отличающиеся детали или структуры проточной кюветы. Гнездо 250 системы 280 проточных кювет аналогично гнезду 150, показанному на ФИГ. 1-4, описанному выше, и поэтому подобные номера позиций с предшествующим номером «2» используются для указания аналогичных компонентов, аспектов, функций, процессов или функций, и приведенное выше описание, ориентированное на них, применимо в равной степени и для краткости и ясности не повторяется.
[0099] Как показано на ФИГ. 8, каждый из электрических контактов 260 гнезда 250 содержит выводную часть 263, проходящую через базовую часть 252, и выпуклую часть 261, расположенную внутри камеры 256 на или вблизи внутренней нижней поверхности 262 основания 252. Выводная часть 263 может проходить от наружной нижней поверхности 264 к внутренней нижней поверхности 262 основания 252. Выпуклая часть 261 может содержать вершину, которая отстоит от внутренней нижней поверхности 262 основания 252 и которая входит в контакт (т. е. находится в упоре) с открытой поверхностью обратной стороны контактных площадок 234 проточной кюветы 202. Таким образом, выпуклые части 261 электрических контактов 260 могут быть электрически соединены с контактными площадками 234 проточной кюветы 202 для передачи сигналов на прибор/от прибора (например, прибора 82, показанного на ФИГ. 4, описанного выше). Как описано выше, проточная кювета 202 может быть надежно закреплена внутри камеры 265 за счет введения в зацепление проточной кюветы 202 посредством закрывающей части 254 и основания 252 (и/или электрических контактов 260) (и введения в зацепление закрывающей части 254 и основания 252). В некоторых примерах выпуклые участки 261 электрических контактов 260 могут образовывать дугообразную наружную поверхность, такую как круглая наружная поверхность. В некоторых примерах выпуклые участки 261 электрических контактов 260 могут содержать массив шариковых выводов. В некоторых примерах выпуклые участки 261 электрических контактов 260 могут содержать шарики припоя, соединенные с выводными участками 263.
[0100] На ФИГ. 9 представлен другой пример структуры 301 проточных кювет на уровне пластины в соответствии с одним или более аспектами настоящего описания. Структура 301 проточных кювет на уровне пластины аналогична структуре 1 проточных кювет на уровне пластины, показанной на ФИГ. 5, описанной выше, и поэтому подобные номера позиций с предшествующим номером «30» в отношении одноразрядных номеров позиций и с предшествующим номером «3» в отношении двухразрядных номеров позиций используются для указания аналогичных компонентов, аспектов, функций, процессов или функций, и приведенное выше описание в равной степени применимо к ним и для краткости и ясности не повторяется. Как показано на ФИГ. 9, отличие структуры 301 проточных кювет на уровне пластины от структуры 1 проточных кювет на уровне пластины, показанной на ФИГ. 5, заключается в исключении перераспределительной части, опорного слоя и контактных площадок, проходящих над обратной стороной устройств 310 обнаружения света проточных кювет 302. Вместо этого обратная сторона 374 части 314 базовой пластины открыта и образует границу обратной стороны проточных кювет 302, как показано на ФИГ. 9.
[0101] Как также показано на ФИГ. 9, устройства 310 обнаружения света проточных кювет 302 структуры 301 проточных кювет на уровне пластины не имеют переходных отверстий, проходящих через часть 314 базовой пластины к ее обратной стороне 374. Электрическая схема 324 устройства 310 обнаружения света проходит рядом с частью 314 базовой пластины или только потенциально частично через нее. Часть 314 базовой пластины, таким образом, может не иметь электропроводящего переходного отверстия или другой части электрической схемы устройства 324, проходящей через нее. Обратная сторона 374 часть 314 базовой пластины, которая может содержать открытую поверхность 374 обратной стороны устройств 310 обнаружения света и проточных кювет 302 в целом, как описано выше, может не иметь электрической схемы 324 устройства. Иными словами, электрическая схема 324 устройства может быть расположена полностью над обратной стороной 374 основания 314 и внутри устройств 310 обнаружения света, так что электрическая схема 324 устройства недоступна на обратной стороне 374 части 314 базовой пластины (и, следовательно, на обратных сторонах устройств 310 обнаружения света и проточных кювет 302).
[0102] Электрическая схема 324 устройства устройств 310 обнаружения света проточных кювет 302 структуры 301 проточных кювет на уровне пластины может проходить к верхней стороне устройств 310 обнаружения света. Например, как показано на ФИГ. 9, электрическая схема 324 устройства может проходить через соответствующее устройство 310 обнаружения света, в том числе через его реакционную структуру 320, и может содержать открытую контактную поверхность 376. Таким образом, верхняя сторона 322 устройства 310 обнаружения света, которая может быть образована открытой верхней поверхностью реакционной структуры 320, может включать в себя электрическую схему 324 устройства, как показано на ФИГ. 9. Иными словами, контактная поверхность 374 электрической схемы 324 устройства может быть открыта и доступна на верхней стороне соответствующего устройства 310 обнаружения света, которое может быть расположено на поверхности 322 верхней стороны ее реакционной структуры 320. В некоторых примерах контактная поверхность 374 электрической схемы 324 устройства может содержать контактную площадку, переходное отверстие или другой электропроводящий участок, который электрически соединен с электрической схемой 324 устройства 310 обнаружения света.
[0103] В некоторых примерах (не показаны) контактные поверхности 374 электрической схемы 324 устройства могут быть расположены на боковой стороне (и тем самым образовывать ее часть) устройств 310 обнаружения света, которые могут образовывать боковые стороны проточной кюветы 302 после отделения от структуры 301 проточных кювет на уровне пластины. Контактные поверхности 374 электрической схемы 324 устройства могут быть, таким образом, открыты и доступны на боковых сторонах проточной кюветы 302. Например, электрическая схема 324 устройства может проходить через часть реакционной структуры 20, диэлектрический материал, часть 314 базовой пластины или крышку 304 (или проходящий над ней слой) к открытому боковому краю проточной кюветы 302, образованной таким образом. В таких примерах электрическая схема 324 устройства может не проходить полностью через реакционную структуру 320 к ее верхней поверхности 322.
[0104] Как показано на ФИГ. 9, когда контактные поверхности 374 электрической схемы 324 устройства обнаружения света 310 проточной кюветы 302 структуры 301 проточных кювет на уровне пластины расположены на верхней поверхности 322 ее реакционной структуры 320, крышка 304 проточной кюветы 302 может проходить от средней/внутренней части верхней поверхности 322 по сравнению с положением контактных поверхностей 374, как показано на ФИГ. 9. Таким образом, часть контактных поверхностей 374 проточной кюветы 302 может быть открыта и доступна (т. е. не полностью прикрыта крышкой 304 и не расположена внутри проточного канала 306 между крышкой 304 и верхней поверхностью 322 реакционной структуры 320). Следует отметить, что после размещения крышки 304 на структуре 301 проточных кювет на уровне пластины участки крышки 304 могут проходить (непосредственно или опосредованно) над контактными поверхностями 374 электрической схемы 324 устройства на верхней поверхности 322 реакционной структуры 320 проточных кювет 302 таким образом, что контактные поверхности 374 не открыты и не доступны. Участки таких крышек 302, проходящие над контактными поверхностями 374, могут быть удалены из структуры 301 проточных на уровне пластины, чтобы контактные поверхности 374 были открыты и доступны, как показано на ФИГ. 9.
[0105] На ФИГ. 10-12 представлена конструкция другой системы 380 проточных кювет (ФИГ. 12) в соответствии с одним или более аспектами настоящего описания. Система 380 проточных кювет содержит держатель 390 проточной кюветы, гнездо 350 (ФИГ. 12) и по меньшей мере одну проточную кювету 302, отделенную от структуры 301 проточных кювет на уровне пластины, как показано на ФИГ. 9. Как обсуждалось выше, проточная кювета 302 может быть отделена от структуры 301 проточных кювет на уровне пластины посредством разрезания или любого другого способа разделения, в котором структуру 301 проточных кювет на уровне пластины разделяют на отдельные и отличающиеся детали или структуры проточной кюветы. Гнездо 350 (ФИГ. 12) системы 380 проточных кювет аналогично гнезду 250, показанному на ФИГ. 8, описанному выше, поэтому подобные номера позиций с предшествующим номером «3» используются для указания аналогичных компонентов, аспектов, функций, процессов или функций, и приведенное выше описание, ориентированное на них, в равной степени применимо к ним и для краткости и ясности не повторяется.
[0106] Как показано на ФИГ. 10 и 11, держатель 390 устройства проточной кюветы может содержать участок 392 подложки и участки 394 боковых стенок, проходящие (например, вверх) от участка 392 подложки с образованием между ними полости 396. Полость 396 может быть открыта/оголена на верхней стороне держателя 390 устройства проточной кюветы. По меньшей мере часть участка 392 подложки и/или участки 394 боковых стенок могут быть электроизолирующими (т. е. непроводящими). В некоторых примерах участок 392 подложки и/или участки 394 боковых стенок могут содержать электроизолирующий или полупроводниковый материал. В одном таком примере участок 392 подложки и/или участки 394 боковых стенок могут содержать керамику, такую как, без ограничений, оксид алюминия. В таком примере держатель 390 устройства проточной кюветы может содержать керамический корпус чипа (CLCC). В другом примере участок 392 подложки и/или участки 394 боковых стенок могут содержать органический электроизолирующий или полупроводниковый материал, такой как, без ограничений, армированный стекловолокном эпоксидный ламинирующий материал, бисмалеимид-триазин, неэпоксидный материал, не содержащий галогенов, полиамид или термопластик (например, полифениленсульфид (PPS) или жидкокристаллический полимер (LCP). В таком примере держатель 390 устройства проточной кюветы может содержать устройство пластикового корпуса чипа (OLCC). Участок 392 подложки и участки 394 боковых стенок могут содержать один слой материала или множество слоев материала. Участок 392 подложки и участки 394 боковых стенок могут быть выполнены за одно целое (т. е. иметь цельную конструкцию) или могут быть отдельными и отличающимися друг от друга компонентами, которые соединены друг с другом.
[0107] Участок 392 подложки держателя 390 устройства проточной кюветы может включать в себя множество электропроводящих переходных отверстий/выводов 398, проходящих через них от наружной поверхности 393 обратной стороны (например, нижней поверхности) участка 392 подложки по меньшей мере до внутренней поверхности участка 392 подложки, которая расположена в полости 396 и/или ограничивает ее, как показано на ФИГ. 10 и 11. Таким образом, электропроводящие переходные отверстия 398 могут быть открыты внутри полости 396 и открыты снаружи полости 396 на обратной стороне 393 участка 392 подложки в качестве доступных контактных поверхностей для электрического соединения с ними для передачи сигналов данных от устройства 310 обнаружения света проточной кюветы 302 и на него.
[0108] Как показано на ФИГ. 10, проточная кювета 302 может быть расположена (по меньшей мере частично) в полости 396 держателя 390 устройства проточной кюветы таким образом, чтобы обратная сторона 374 участка 314 базовой пластины была расположена (непосредственно или опосредованно) на внутренней поверхности/над внутренней поверхностью участка 392 подложки. В некоторых примерах обратная сторона 374 часть 314 базовой пластины может быть соединена (неподвижно или с возможностью извлечения) с внутренней поверхностью участка 392 подложки. Например, часть 314 базовой пластины проточной кюветы 302 может быть припаян/приклеен к внутренней поверхности участка 392 подложки посредством одного или нескольких слоев материала, таких как, например, один или более слоев полимера (например, пластика или эпоксидной смолы), кремния, стекла (например, кварца или плавленого кварца), керамики, диэлектрического композитного материала или их комбинации.
[0109] Как показано на ФИГ. 10-12, держатель 390 устройства проточной кюветы может быть выполнен (например, по размеру и форме) таким образом, чтобы открытая (незанятая) часть полости 396 проходила между боковыми сторонами проточной кюветы 302 и внутренними боковыми поверхностями участков 394 боковых стенок держателя 390 устройства проточной кюветы, когда проточная кювета 302 соединена с участком 392 подложки. Как также показано на ФИГ. 10-12, переходные отверстия 398 могут быть расположены внутри участка 392 подложки таким образом, что их открытые участки внутри полости 396 не полностью закрыты проточной кюветой 302, когда проточная кювета 302 соединена с внутренней поверхностью участка 392 подложки.
[0110] Открытые контактные поверхности 374 электрической схемы 324 устройства 310 обнаружения света проточной кюветы 302 (например, расположенные на верхней и/или боковых поверхностях проточной кюветы 302) могут быть электрически соединены с электропроводящими переходными отверстиями 398 внутри полости 396. Как показано на ФИГ. 10-12, электропроводящий провод или другая конструкция 399 может быть электрически соединена с открытой контактной поверхностью 374 электрической схемы 324 устройства 310 обнаружения света проточной кюветы 302, закрепленной внутри полости 396, и соответствующим переходным отверстием 398 участка 392 подложки держателя 390 устройства проточной кюветы. Провода 399 могут содержать любой электропроводящий материал, такой как металл (например, золото или медь). Провода 399 могут передавать сигналы данных между электрической схемой 324 устройства 110 обнаружения света проточной кюветы 302 и переходными отверстиями 398 участка 392 подложки держателя 390 устройства проточной кюветы. В некоторых примерах провода 399 могут проходить от открытых участков поверхности переходных отверстий 398 внутри полости 396 к открытым контактным поверхностям 374 электрической схемы 324 устройства 310 обнаружения света проточной кюветы 302, соединенной с участком 392 подложки внутри открытого пространства/областей полости 396 между участками 394 боковых стенок и боковыми сторонами проточной кюветы 302. В некоторых примерах провода 399 могут быть заключены в изолирующий материал (не показан). Изолирующий материал может содержать электроизолирующий материал (т. е. непроводящий) или полупроводниковый материал для электрической защиты и изоляции проводов 399. Изолирующий материал может проходить между боковыми сторонами проточной кюветы 302 и соседними внутренними поверхностями держателя 390 устройства проточной кюветы, образующего полость 396.
[0111] Как показано на ФИГ. 12, держатель 390 устройства проточной кюветы (включая проточную кювету 302, неподвижно и электрически соединенную с ним в полости 396) может быть соединен с камерой 356 гнезда 350. Держатель 390 устройства проточной кюветы может надежно удерживаться внутри камеры 356 гнезда 350, когда закрывающая часть 352 и основание 352 находятся в зацеплении. В некоторых примерах гнездо 350 может быть выполнено с возможностью приложения прижимающего усилия к держателю 390 устройства проточной кюветы, чтобы фиксировать держатель 390 устройства проточной кюветы (с присоединенной к нему проточной кюветой 302) внутри камеры 356. Основание 352 гнезда 350 может входить в зацепление с участком 392 подложки держателя 390 устройства проточной кюветы (например, посредством электрических контактов 360), а закрывающая часть 354 гнезда 350 может входить в зацепление с участками 394 боковых стенок держателя 390 устройства проточной кюветы и/или с крышкой 304 проточной кюветы 302 (и потенциально прилагать к ней прижимающее усилие), чтобы зафиксировать держатель 390 устройства проточной кюветы (и соединенные с ним проточную кювету 302 и провода 399) внутри камеры 356 гнезда 350, как показано на ФИГ. 12. В качестве другого примера держатель 390 устройства проточной кюветы может быть прикреплен/приклеен к гнезду 350 (например, к основанию 352), чтобы закрепить держатель 390 устройства проточной кюветы (и соединенные с ним проточную кювету 302 и провода 399) внутри камеры 356.
[0112] Когда держатель 390 устройства проточной кюветы расположен внутри камеры 356 гнезда 350, переходные отверстия 398 участка 352 подложки держателя 390 устройства проточной кюветы могут быть электрически соединены с электрическими контактами 360 основания 352 гнезда 350, как показано на ФИГ. 12. Электрические контакты 360 гнезда 352 могут, таким образом, передавать сигналы данных на электрическую схему 324 устройства 310 обнаружения света проточной кюветы 302 и от нее через переходные отверстия 398 участка 352 подложки держателя 390 устройства проточной кюветы и провода 399, проходящие между переходными отверстиями 398 и контактными поверхностями 374 электрической схемы 324 устройства. Таким образом, части электрических контактов 360, обеспеченные на наружной нижней поверхности 364 основания 352 гнезда 352, могут обеспечивать электрическое соединение с электрической схемой 324 устройства 310 обнаружения света проточной кюветы 302 для передачи сигналов данных на электрическую схему 324 устройства 310 обнаружения света и от нее (например, на описанный выше прибор 82, показанный на ФИГ. 4, и от него).
[0113] На ФИГ. 13-15 представлена конструкция другой системы 480 проточных кювет (ФИГ. 15) в соответствии с одним или более аспектами настоящего описания. Система 480 проточных кювет (ФИГ. 15) содержит гнездо 350 (ФИГ. 15) и по меньшей мере одну проточную кювету 302, отделенную от структуры 301 проточных кювет на уровне пластины, как показано на ФИГ. 10-12. Приведенное выше описание, относящееся к гнезду 350 и проточной кювете 302, в равной степени применимо к системе 480 проточных кювет и не повторяется для краткости и ясности описания. Как показано на 13-15, проточная кювета 302 может быть соединена с верхней поверхностью электроизолирующего (т. е. непроводящего) участка 440 подложки. Например, обратная сторона 374 часть 314 базовой пластины проточной кюветы 302 может быть припаяна/приклеена к верхней поверхности участка 440 подложки посредством одного или более слоев, таких как, например, один или более слоев полимера (например, пластика или эпоксидной смолы), кремния, стекла (например, кварца или плавленого кварца), керамики, диэлектрического композитного материала или их комбинации. Однако можно использовать любую подходящую методику присоединения. Участок 440 подложки может содержать любой электронепроводящий материал или полупроводниковый материал, например такой как, без ограничений, полимер (например, эпоксидная смола), кремний, стекло, керамика, диэлектрический материал или их комбинация.
[0114] Участок 440 подложки может включать в себя множество электропроводящих переходных отверстий/выводов 498, проходящих через него от наружной поверхности 493 обратной стороны (например, нижней поверхности) до его верхней поверхности, как показано на ФИГ. 13-15. Электропроводящие переходные отверстия 498 могут быть открыты на наружной поверхности 493 обратной стороны и верхней боковой поверхности участка 392 подложки в качестве доступных контактных поверхностей для электрического соединения с ними, как показано на ФИГ. 13-15. Переходные отверстия 498 могут содержать любой электропроводящий материал, такой как, без ограничений, металл (например, золото или медь). В некоторых примерах участок 440 подложки и переходные отверстия 498 могут содержать печатную плату (ПП).
[0115] Открытые контактные поверхности 374 электрической схемы 324 устройства 310 обнаружения света проточной кюветы 302 (например, расположенные на верхней и/или боковой поверхности проточной кюветы 302) могут быть электрически соединены с электропроводящими переходными отверстиями 498 внутри участка 440 подложки, как показано на ФИГ. 13-15. Как показано на ФИГ. 13-15, электропроводящий провод или другая структура 499 может быть электрически подключена между открытыми контактными поверхностями 374 электрической схемы 324 устройства 310 обнаружения света проточной кюветы 302, соединенной с участком 440 подложки и переходными отверстиями 498 участка 440 подложки. Провода 499, таким образом, могут передавать электрические сигналы данных между электрической схемой 324 устройства 110 обнаружения света проточной кюветы 302 и переходными отверстиями 498 участка 440 подложки.
[0116] Как показано на ФИГ. 15, сопряженный участок 440 подложки, провода 499 и проточная кювета 302 могут быть соединены внутри камеры 356 гнезда 350. Сопряженный участок 440 подложки, провода 499 и проточная кювета 302 могут надежно удерживаться внутри камеры 356 гнезда 350, когда закрывающая часть 352 и основание 352 находятся в зацеплении. В некоторых примерах гнездо 350 может быть выполнено с возможностью приложения прижимающего усилия к сопряженному участку 440 подложки и проточной кювете 302 для закрепления сопряженного участка 440 подложки, проводов 499 и проточной кюветы 302 внутри камеры 356. Базовая часть 352 гнезда 350 может входить в зацепление с участком 440 подложки (например, посредством электрических контактов 360), а закрывающая часть 354 гнезда 350 может входить в зацепление с крышкой 304 проточной кюветы 302, соединенной с участком 440 подложки, чтобы закреплять сопряженный участок 440 подложки, провода 499 и проточную кювету 302 внутри камеры 356 гнезда 350, как показано на ФИГ. 15. В другом примере участок 440 подложки может быть прикреплен/приклеен к гнезду 350 (например, к основанию 352) для закрепления сопряженного участка 440 подложки, проводов 499 и проточной кюветы 302 внутри камеры 356.
[0117] Когда сопряженный участок 440 подложки, провода 499 и проточная кювета 302 расположены внутри камеры 356 гнезда 350, переходные отверстия 498 участка 440 подложки могут быть электрически соединены с электрическими контактами 360 основания 352 гнезда 350, как показано на ФИГ. 15. Электрические контакты 360 гнезда 352 могут, таким образом, передавать сигналы данных в схему 324 устройства 310 обнаружения света проточной кюветы 302 и от нее посредством переходных отверстий 498 участка 440 подложки и проводов 499, проходящих между переходными отверстиями 498 и контактными поверхностями 374 электрической схемы 324 устройства. Таким образом, части электрических контактов 360, обеспеченных на наружной нижней поверхности 364 основания 352 гнезда 352, могут обеспечивать электрическое соединение с электрической схемой 324 устройства 310 обнаружения света проточной кюветы 302 для передачи сигналов данных на схему 324 устройства и от нее (например, на описанный выше прибор 82, показанный на ФИГ. 4, и от него).
[0118] Среди различных систем и способов, описанных выше, некоторые их примеры включают следующие.
[0119] A1. Система проточных кювет, содержащая: гнездо, содержащее основание, множество электрических контактов и закрывающую часть, соединенную с основанием, содержащим по меньшей мере один первый порт, причем основание и закрывающая часть вместе образуют камеру, при этом электрические контакты проходят между камерой и наружной стороной основания, и по меньшей мере один первый порт проходит между камерой и наружной стороной закрывающей части; и устройство проточной кюветы, закрепленное внутри камеры гнезда, содержащее: бескорпусное устройство обнаружения света, содержащее часть базовой пластины, множество диэлектрических слоев, проходящих над частью базовой пластины, реакционную структуру, проходящую над диэлектрическими слоями, которая содержит поверхность детектора, множество светочувствительных датчиков, электрическую схему устройства, проходящую через диэлектрические слои, электрически соединенную со светочувствительными датчиками для передачи сигналов данных на основании фотонов, обнаруженных светочувствительными датчиками, и множество световодов, связанных со светочувствительными датчиками; и крышку, проходящую над поверхностью детектора с проточным каналом между ними, причем крышка содержит по меньшей мере один второй порт, находящийся в сообщении с проточным каналом и по меньшей мере одним первым портом гнезда, при этом электрическая схема устройства обнаружения света устройства проточной кюветы электрически соединена с электрическими контактами гнезда.
[0120] A2. Система проточных кювет по п. A1, в которой закрывающая часть и основание соединены с возможностью отсоединения, и при этом устройство проточной кюветы закреплено внутри камеры с возможностью отсоединения. A3. Система проточных кювет по п. A1 или A2, в которой закрывающая часть зацепляет крышку устройства проточной кюветы, а одно или оба из основания и электрических контактов входят в контакт с обратной стороной устройства проточной кюветы. A4. Система проточных кювет по п. A3, в которой закрывающая часть и одно или оба из основания и электрических контактов прикладывают прижимающее усилие к устройству проточной кюветы для закрепления устройства проточной кюветы внутри камеры.
[0121] A5. Система проточных кювет по любому из пп. A1-A4, в которой устройство проточной кюветы дополнительно содержит множество контактных площадок, проходящих над частью базовой пластины, которые электрически соединены с электрической схемой устройства и образуют открытые обратные поверхности, которые содержат участки обратной стороны устройства проточной кюветы, и при этом электрические контакты входят в контакт с контактными площадками. A6. Система проточных кювет по п. A5, в которой контактные площадки электрически соединены с переходными отверстиями электрической схемы устройства, которые проходят через часть базовой пластины. A7. Система проточных кювет по п. A5 или A6, в которой устройство проточной кюветы дополнительно содержит опорный слой, проходящий над частью базовой пластины, и при этом опорный слой выступает за пределы открытых обратных поверхностей контактных площадок.
[0122] A8. Система проточных кювет по любому из пп. A1-A4, в которой устройство проточной кюветы дополнительно содержит участок подложки, соединенный с частью базовой пластины и проходящий над ней, который ограничивает собой обратную сторону устройства проточной кюветы, причем указанный участок подложки содержит множество электрических выводов, проходящих через него от обратной стороны устройства проточной кюветы. A9. Система проточных кювет по п. A8, в которой электрические контакты входят в контакт с электрическими выводами на обратной стороне устройства проточной кюветы. A10. Система проточных кювет по п. A8 или A9, в которой электрические выводы электрически соединены с открытыми контактными поверхностями электрической схемы устройства на поверхности детектора или боковой стороне устройства проточной кюветы. A11. Система проточных кювет по п. A10, в которой устройство проточной кюветы дополнительно содержит множество электропроводящих проводов, электрически соединенных с электрическими выводами и открытыми контактными поверхностями электрической схемы устройства.
[0123] A12. Система проточных кювет по п. A8, в которой участок подложки и электрические выводы содержат печатную плату. A13. Система проточных кювет по п. A8, дополнительно содержащая участки боковых стенок, проходящие от участка подложки, причем участок подложки и участки боковых стенок образуют полость, и причем устройство обнаружения света расположено внутри полости. A14. Система проточных кювет по п. A13, в которой участок подложки и участки боковых стенок содержат керамический корпус чипа или пластиковый корпус чипа.
[0124] A15. Система проточных кювет по любому из пп. A1-A14, в которой открытая часть камеры проходит по открытым боковым сторонам устройства проточной кюветы. A16. Система проточных кювет по п. A15, в которой открытые боковые стороны устройства проточной кюветы образованы частью базовой пластины, диэлектрическими слоями, реакционной структурой, электрической схемой устройства обнаружения света или их комбинациями.
[0125] A17. Система проточных кювет по любому из пп. A1-A16, в которой устройство обнаружения света содержит светочувствительный датчик на основе комплементарной структуры металл-оксид-полупроводник (КМОП).
[0126] B1. Система, содержащая: систему проточных кювет по любому из пп. A1-A17; и прибор, соединенный с системой проточных кювет, содержащий по меньшей мере один третий порт и множество электрических контактов прибора, причем по меньшей мере один третий порт прибора находится в сообщении с по меньшей мере одним первым портом гнезда для подачи потока реакционного раствора в проточный канал с образованием множества реакционных участков на поверхности детектора, и при этом электрические контакты прибора находятся в контакте с электрическими контактами гнезда для передачи сигналов данных между электрической схемой устройства обнаружения света и прибором.
[0127] C1. Способ, включающий: отделение устройства проточной кюветы от структуры проточных кювет на уровне пластины, причем структура проточных кювет на уровне пластины содержит множество интегральных устройств проточной кюветы, расположенных на общей базовой пластине, при этом устройства проточной кюветы содержат: часть базовой пластины; множество диэлектрических слоев, проходящих над частью базовой пластины; реакционную структуру, проходящую над диэлектрическими слоями, которая содержит поверхность детектора; множество светочувствительных датчиков, расположенных внутри диэлектрических слоев; электрическую схему устройства, проходящую через диэлектрические слои, электрически соединенную со светочувствительными датчиками для передачи сигналов данных на основании фотонов, обнаруженных светочувствительными датчиками; множество световодов, расположенных внутри диэлектрических слоев между поверхностью детектора и светочувствительными датчиками; и крышку, проходящую над поверхностью детектора с проточным каналом между ними, причем крышка содержит по меньшей мере один первый порт, находящийся в сообщении с проточным каналом; размещение отделенного устройства проточной кюветы внутри участка камеры гнезда над его основанием таким образом, чтобы схема устройства была электрически соединена с электрическими контактами гнезда, которые расположены внутри камеры и проходят через участок основания; и соединение закрывающей части гнезда с его основанием для закрепления отделенного устройства проточной кюветы внутри гнезда и соединения по меньшей мере одного второго порта закрывающей части для сообщения с по меньшей мере одним портом устройства проточной кюветы.
[0128] C2. Способ по п. C1, в котором отделение устройства проточной кюветы от структуры проточных кювет на уровне пластины включает отрезание структуры проточных кювет на уровне пластины. C3. Способ по п. C2, в котором отрезание проточной кюветы от структуры проточных кювет на уровне пластины приводит к образованию боковых поверхностей сторон отделенного устройства проточной кюветы, состоящего из по меньшей мере одного из базовой пластины, диэлектрических слоев, реакционной структуры, электрической схемы устройства и крышки, причем боковые поверхности сторон устройства проточной кюветы обращены внутрь камеры.
[0129] C4. Способ по любому из пп. C1-C3, в котором устройства проточной кюветы дополнительно содержат контактные площадки, проходящие над обратной стороной базовой пластины, электрически соединенные с переходными отверстиями электрической схемы устройства, которые проходят через базовую пластину, и при этом размещение отделенного устройства проточной кюветы внутри участка камеры гнезда включает приведение в контакт открытой поверхности контактных площадок отделенного устройства проточной кюветы с электрическими контактами внутри камеры.
[0130] C5. Способ по любому из пп. C1-C3, дополнительно включающий соединение части базовой пластины отделенного устройства проточной кюветы с подложкой и электрическое соединение электрической схемы отделенного устройства проточной кюветы с электрическими выводами подложки, и при этом размещение отделенного устройства проточной кюветы внутри участка камеры гнезда включает размещение отделенного устройства проточной кюветы и подложки внутри участка камеры гнезда и приведение в контакт открытой поверхности выводов подложки с электрическими контактами внутри камеры.
[0131] Следует понимать, что вышеуказанное описание является иллюстративным и не имеет ограничительного характера. Например, описанные выше примеры (и/или их аспекты) можно использовать в комбинации друг с другом. Кроме того, допускается внесение множества модификаций для адаптации конкретной ситуации или материала к идеям различных примеров без отступления от их объема. Хотя в настоящем документе могут быть описаны размеры и типы материалов, они предназначены для определения параметров некоторых из различных примеров, и они не имеют ограничительного характера и приведены лишь для примера. Многие другие примеры будут очевидны специалистам в данной области после изучения приведенного выше описания. Таким образом, объем различных примеров должен определяться со ссылкой на формулу изобретения, включенную в настоящий документ, вместе с полным объемом эквивалентов, к которым относятся такие пункты формулы изобретения.
[0132] В настоящем документе термины «включающий в себя» и «в котором» используются в качестве простых русских эквивалентов соответствующих терминов «содержащий» и «причем». Более того, в настоящем документе термины «первый», «второй», «третий» и т. д. используются только в качестве ссылочных меток и не предназначены для наложения количественных, структурных и других требований на их цели. В настоящем документе формы термина «основанный на» охватывают взаимосвязи, на которых частично основан элемент, а также взаимосвязи, на которых полностью основан элемент. Формы термина «ограниченный» охватывают взаимосвязи, в которых элемент частично ограничен, а также взаимосвязи, в которых элемент полностью ограничен. Кроме того, ограничения формулы изобретения, включенной в настоящий документ, не представлены в формате «средство плюс функция» и не должны интерпретироваться на основе 35 U.S.C. § 112, шестой абзац, если в таких ограничениях формулы изобретения прямо не используется фраза «средство для», за которой следует заявление о функциональной пустоте дополнительной структуры. Следует понимать, что необязательно все такие цели или преимущества, описанные выше, могут быть достигнуты в соответствии с любым конкретным примером. Таким образом, например, специалистам в данной области будет понятно, что устройства, системы и способы, описанные в настоящем документе, могут быть осуществлены или выполнены таким образом, чтобы достигать или оптимизировать одно преимущество или группу преимуществ, как описано в настоящем документе, без обязательного достижения других целей или преимуществ, которые могут быть описаны или предложены в настоящем документе.
[0133] Хотя настоящее описание подробно описано только в связи с ограниченным количеством примеров, следует понимать, что настоящее описание не ограничено только такими описанными примерами. Напротив, описание можно модифицировать так, чтобы оно включало в себя любое количество вариаций, изменений, замен или эквивалентных конструкций, не описанных ранее в настоящем документе, но соответствующих сущности и объему данного описания. Кроме того, хотя были описаны различные примеры, следует понимать, что аспекты описания могут включать в себя только один пример или некоторые из описанных примеров. Кроме того, несмотря на то что некоторые описания раскрыты как имеющие определенное количество элементов, следует понимать, что примеры могут быть осуществлены на практике с меньшим или большим количеством элементов.
[0134] Следует понимать, что все комбинации вышеуказанных концепций и дополнительных концепций, более подробно описанных ниже (при условии, что такие концепции не являются взаимно противоречащими), рассматриваются как часть обладающего признаками изобретения объекта изобретения, описанного в настоящем документе. В частности, все комбинации заявленного объекта изобретения, появляющиеся в конце данного описания, считаются частью обладающего признаками изобретения объекта изобретения, описанного в настоящем документе.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| БИОДАТЧИКИ ДЛЯ БИОЛОГИЧЕСКОГО ИЛИ ХИМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА И СПОСОБЫ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЯ | 2014 |
|
RU2675775C1 |
| ДАТЧИКИ С ИНТЕГРАЛЬНОЙ СХЕМОЙ ЗАЩИТЫ | 2018 |
|
RU2766538C2 |
| ПРОТОЧНАЯ ЯЧЕЙКА И ОТНОСЯЩИЙСЯ К НЕЙ СПОСОБ (ВАРИАНТЫ) | 2019 |
|
RU2800624C2 |
| СЕНСОР С АКТИВНОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ | 2020 |
|
RU2815011C2 |
| КАССЕТА ДЛЯ ОБРАЗЦОВ И АНАЛИТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ОПРЕДЕЛЕННЫХ РЕАКЦИЙ | 2016 |
|
RU2699612C2 |
| МУЛЬТИПЛЕКСИРОВАНИЕ АКТИВНОГО СЕНСОРНОГО ДЕТЕКТОРА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СТРУКТУРИРОВАННОГО ОСВЕЩЕНИЯ | 2019 |
|
RU2738756C1 |
| Сменный картридж для проведения биохимических реакций | 2015 |
|
RU2785864C2 |
| СИСТЕМЫ И СПОСОБЫ БИОХИМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА, ВКЛЮЧАЮЩИЕ ОСНОВНОЙ ПРИБОР И СЪЕМНЫЙ КАРТРИДЖ | 2015 |
|
RU2682546C2 |
| ПОДЛОЖКА С НАНООТПЕЧАТКОМ | 2017 |
|
RU2748273C2 |
| СИСТЕМЫ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ СЕКВЕНИРОВАНИЯ С ВЫСОКОЙ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТЬЮ С ДЕТЕКТИРОВАНИЕМ НА ОСНОВЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВ | 2019 |
|
RU2755738C2 |
Изобретение относится к системе проточных кювет и соответствующему способу. Система проточных кювет содержит гнездо, содержащее основание, множество электрических контактов и закрывающую часть, соединенную с основанием, содержащим по меньшей мере один первый порт, причем основание и закрывающая часть вместе образуют камеру, при этом электрические контакты проходят между камерой и наружной стороной основания, и причем по меньшей мере один первый порт проходит между камерой и наружной стороной закрывающей части; и устройство проточной кюветы, закрепленное внутри камеры гнезда, содержащее бескорпусное устройство обнаружения света, содержащее часть базовой пластины, множество диэлектрических слоев, проходящих над частью базовой пластины, реакционную структуру, проходящую над диэлектрическими слоями, которая содержит поверхность детектора, множество светочувствительных датчиков, электрическую схему устройства, проходящую через диэлектрические слои, электрически соединенную со светочувствительными датчиками для передачи сигналов данных на основании фотонов, обнаруженных светочувствительными датчиками, и множество световодов, связанных со светочувствительными датчиками, и крышку, проходящую над поверхностью детектора с проточным каналом между ними, причем крышка содержит по меньшей мере один второй порт, находящийся в сообщении с проточным каналом и по меньшей мере одним первым портом гнезда, при этом электрическая схема устройства обнаружения света устройства проточной кюветы электрически соединена с электрическими контактами гнезда. Техническим результатом является уменьшение размера проточной кюветы. 3 н. и 20 з.п. ф-лы, 15 ил.
1. Система проточных кювет, содержащая:
гнездо, содержащее основание, множество электрических контактов и закрывающую часть, соединенную с основанием, содержащим по меньшей мере один первый порт, причем основание и закрывающая часть вместе образуют камеру, при этом электрические контакты проходят между камерой и наружной стороной основания, и причем по меньшей мере один первый порт проходит между камерой и наружной стороной закрывающей части; и
устройство проточной кюветы, закрепленное внутри камеры гнезда, содержащее:
бескорпусное устройство обнаружения света, содержащее часть базовой пластины, множество диэлектрических слоев, проходящих над частью базовой пластины, реакционную структуру, проходящую над диэлектрическими слоями, которая содержит поверхность детектора, множество светочувствительных датчиков, электрическую схему устройства, проходящую через диэлектрические слои, электрически соединенную со светочувствительными датчиками для передачи сигналов данных на основании фотонов, обнаруженных светочувствительными датчиками, и множество световодов, связанных со светочувствительными датчиками; и
крышку, проходящую над поверхностью детектора с проточным каналом между ними, причем крышка содержит по меньшей мере один второй порт, находящийся в сообщении с проточным каналом и по меньшей мере одним первым портом гнезда,
при этом электрическая схема устройства обнаружения света устройства проточной кюветы электрически соединена с электрическими контактами гнезда.
2. Система проточных кювет по п. 1, в которой закрывающая часть и основание соединены с возможностью отсоединения, и при этом устройство проточной кюветы закреплено внутри камеры с возможностью отсоединения.
3. Система проточных кювет по п. 1 или 2, в которой закрывающая часть зацепляет крышку устройства проточной кюветы, а одно или оба из основания и электрических контактов входят в контакт с обратной стороной устройства проточной кюветы.
4. Система проточных кювет по п. 3, в которой закрывающая часть и одно или оба из основания и электрических контактов прикладывают прижимающее усилие к устройству проточной кюветы для закрепления устройства проточной кюветы внутри камеры.
5. Система проточных кювет по любому из пп. 1-4, в которой устройство проточной кюветы дополнительно содержит множество контактных площадок, проходящих над частью базовой пластины, которые электрически соединены с электрической схемой устройства и образуют открытые обратные поверхности, которые содержат участки обратной стороны устройства проточной кюветы, и при этом электрические контакты входят в контакт с контактными площадками.
6. Система проточных кювет по п. 5, в которой контактные площадки электрически соединены с переходными отверстиями электрической схемы устройства, которые проходят через часть базовой пластины.
7. Система проточных кювет по п. 5 или 6, в которой устройство проточной кюветы дополнительно содержит опорный слой, проходящий над частью базовой пластины, и при этом опорный слой выступает за пределы открытых обратных поверхностей контактных площадок.
8. Система проточных кювет по любому из пп. 1-4, в которой устройство проточной кюветы дополнительно содержит участок подложки, соединенный с частью базовой пластины и проходящий над ней, который ограничивает обратную сторону устройства проточной кюветы, причем участок подложки содержит множество электрических выводов, проходящих через него от обратной стороны устройства проточной кюветы.
9. Система проточных кювет по п. 8, в которой электрические контакты входят в контакт с электрическими выводами на обратной стороне устройства проточной кюветы.
10. Система проточных кювет по п. 8 или 9, в которой электрические выводы электрически соединены с открытыми контактными поверхностями электрической схемы устройства на поверхности детектора или боковой стороне устройства проточной кюветы.
11. Система проточных кювет по п. 10, в которой устройство проточной кюветы дополнительно содержит множество электропроводящих проводов, электрически соединенных с электрическими выводами и открытыми контактными поверхностями электрической схемы устройства.
12. Система проточных кювет по п. 8, в которой участок подложки и электрические выводы содержат печатную плату.
13. Система проточных кювет по п. 8, дополнительно содержащая участки боковых стенок, проходящие от участка подложки, причем участок подложки и участки боковых стенок образуют полость, и при этом устройство обнаружения света расположено внутри полости.
14. Система проточных кювет по п. 13, в которой участок подложки и участки боковых стенок содержат керамический корпус чипа или пластиковый корпус чипа.
15. Система проточных кювет по любому из пп. 1-14, в которой открытая часть камеры проходит по открытым боковым сторонам устройства проточной кюветы.
16. Система проточных кювет по п. 15, в которой открытые боковые стороны устройства проточной кюветы образованы частью базовой пластины, диэлектрическими слоями, реакционной структурой, электрической схемой устройства обнаружения света или их комбинациями.
17. Система проточных кювет по любому из пп. 1-16, в которой устройство обнаружения света содержит светочувствительный датчик на основе комплементарной структуры металл-оксид-полупроводник (КМОП).
18. Система обнаружения контролируемых реакций, содержащая:
систему проточных кювет по любому из пп. 1-17; и
прибор, соединенный с системой проточных кювет, содержащий по меньшей мере один третий порт и множество электрических контактов прибора,
причем по меньшей мере один третий порт прибора находится в сообщении с по меньшей мере одним первым портом гнезда для подачи потока реакционного раствора в проточный канал с образованием множества реакционных участков на поверхности детектора, и
при этом электрические контакты прибора находятся в контакте с электрическими контактами гнезда для передачи сигналов данных между электрической схемой устройства обнаружения света и прибором.
19. Способ обнаружения контролируемых реакций, включающий:
отделение устройства проточной кюветы от структуры проточных кювет на уровне пластины, которая содержит множество интегральных устройств проточной кюветы, расположенных на общей базовой пластине, при этом устройства проточной кюветы содержат:
часть базовой пластины;
множество диэлектрических слоев, проходящих над частью базовой пластины;
реакционную структуру, проходящую над диэлектрическими слоями, которая содержит поверхность детектора;
множество светочувствительных датчиков, расположенных внутри диэлектрических слоев;
электрическую схему устройства, проходящую через диэлектрические слои, электрически соединенную со светочувствительными датчиками для передачи сигналов данных на основании фотонов, обнаруженных светочувствительными датчиками;
множество световодов, расположенных внутри диэлектрических слоев между поверхностью детектора и светочувствительными датчиками; и
крышку, проходящую над поверхностью детектора с проточным каналом между ними, причем крышка содержит по меньшей мере один первый порт, находящийся в сообщении с проточным каналом;
размещение отделенного устройства проточной кюветы внутри участка камеры гнезда над его основанием таким образом, чтобы схема устройства была электрически соединена с электрическими контактами гнезда, которые расположены внутри камеры и проходят через участок основания; и
соединение закрывающей части гнезда с его основанием для закрепления отделенного устройства проточной кюветы внутри камеры гнезда и соединения по меньшей мере одного второго порта закрывающей части для сообщения с по меньшей мере одним портом устройства проточной кюветы.
20. Способ по п. 19, в котором отделение устройства проточной кюветы от структуры проточных кювет на уровне пластины включает отрезание структуры проточных кювет на уровне пластины.
21. Способ по п. 20, в котором отрезание проточной кюветы от структуры проточных кювет на уровне пластины приводит к образованию боковых поверхностей сторон отделенного устройства проточной кюветы, состоящего из по меньшей мере одного из базовой пластины, диэлектрических слоев, реакционной структуры, электрической схемы устройства и крышки, причем боковые поверхности сторон устройства проточной кюветы обращены внутрь камеры.
22. Способ по любому из пп. 19-21, в котором устройства проточной кюветы дополнительно содержат контактные площадки, проходящие над обратной стороной базовой пластины, электрически соединенные с переходными отверстиями электрической схемы устройства, которые проходят через базовую пластину, и при этом размещение отделенного устройства проточной кюветы внутри участка камеры гнезда включает приведение в контакт открытой поверхности контактных площадок отделенного устройства проточной кюветы с электрическими контактами внутри камеры.
23. Способ по любому из пп. 19-21, дополнительно включающий соединение части базовой пластины отделенного устройства проточной кюветы с подложкой и электрическое соединение электрической схемы отделенного устройства проточной кюветы с электрическими выводами подложки, и при этом размещение отделенного устройства проточной кюветы внутри участка камеры гнезда включает размещение отделенного устройства проточной кюветы и подложки внутри участка камеры гнезда и приведение в контакт открытой поверхности выводов подложки с электрическими контактами внутри камеры.
| WO 2015089092 A1, 18.06.2015 | |||
| WO 2016168996 A1, 27.10.2016 | |||
| WO 2018071467 A1, 19.04.2018 | |||
| WO 2017123533 A1, 20.07.2017. |
