【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请本申请根据美国法典第35编第119(e)条要求于2013年11月17日提交的序列号为61/905,282且题为“用于探测、检测和分析分子的集成装置”的美国临时专利申请；于2013年12月18日提交的序列号为61/917,926且题为“用于探测、检测和分析分子的集成装置”的美国临时专利申请；于2014年2月19日提交的序列号为61/941,916且题为“用于探测、检测和分析分子的集成装置”的美国临时专利申请的权益，所有专利均通过引用全部并入本文。
本申请涉及用于分析生物和化学样本的装置和方法以及涉及生物和化学样品的反应，以及制造该装置的方法。
技术介绍
照惯例，生物和化学样本的分析可使用大型昂贵的实验室设备进行，这要求熟练的科学工作者进行培训以操作设备并对其结果进行解释。在一些情况下，可使用生物测定(“生物测定”)进行生物样品的检测和分析。照惯例，生物测定是大量进行的，从而使得大量特定类型的样品对于检测和定量来说是必需的。一些生物测定是通过用发射具有特定波长的光的发光标记对样品进行标记而进行的。标记用激发光源进行照射以实现发光，且发光光线是通过光检测器进行检测的以量化由标记发射的发光光线的量。照惯例，使用发光标记的生物测定涉及用于对样品进行照射的昂贵的激光光源以及用于从照射的样品采集发光的复杂且庞大的发光检测光学和电子元件。由于常规的分析设备通常是昂贵的且需要熟练的操作人员，因此需要分析的样本可能需要被发送至现场或场外设施以进行处理。即使是样本的例行分析，这也会引入与其相关联的明显延迟和成本。例如，患者可能需要等待几天并安排回访医生的办公室以了解对患...
【技术保护点】
一种集成装置，其包括：像素区，其包括：多个像素，所述多个像素中的每个像素具有：在所述集成装置的表面上的样品阱，其中所述样品阱被配置成接收样品；至少一个组件，其被配置成基于响应于激发能量从所述样品阱中的所述样品发射出的发射能量而生成辐射图式；以及至少一个传感器，其被配置成检测所述辐射图式中的至少一部分的空间分布；以及至少一个波导，其被配置成将激发能量输送至所述多个像素中的至少一部分。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.17 US 61/905,282;2013.12.18 US 61/917,926;1.一种集成装置，其包括：像素区，其包括：多个像素，所述多个像素中的每个像素具有：在所述集成装置的表面上的样品阱，其中所述样品阱被配置成接收样品；至少一个组件，其被配置成基于响应于激发能量从所述样品阱中的所述样品发射出的发射能量而生成辐射图式；以及至少一个传感器，其被配置成检测所述辐射图式中的至少一部分的空间分布；以及至少一个波导，其被配置成将激发能量输送至所述多个像素中的至少一部分。2.根据权利要求1所述的集成装置，其中所述至少一个波导被配置成将激发能量提供至在所述样品阱内的激发区且位于所述激发区内的样品响应于照射所述激发区的激发能量发射出发射能量。3.根据权利要求1所述的集成装置，其中所述至少一个波导被配置成接收来自至少一个激发源的激发能量。4.根据权利要求3所述的集成装置，其中所述至少一个激发源位于所述集成装置的外部。5.根据权利要求4所述的集成装置，其还包括具有光栅耦合器的激发源耦合区，所述光栅耦合器被配置成接收来自所述至少一个激发源的激发能量并将所述激发能量耦合至所述至少一个波导。6.根据权利要求3所述的集成装置，其中所述至少一个激发源位于所述集成装置的表面上与所述像素区相分离的区域中。7.根据权利要求1所述的集成装置，其中所述至少一个波导被配置成将激发能量输送至所述多个像素的一部分中的每个像素的样品阱的附近。8.根据权利要求1所述的集成装置，其中所述多个像素中的每个像素还包括至少一个激发-耦合结构，其被配置成与所述至少一个波导相耦合并将激发能量导至样品阱的附近。9.根据权利要求8所述的集成装置，其中所述至少一个激发-耦合结构包括至少一个像素波导。10.根据权利要求9所述的集成装置，其中所述至少一个激发-耦合结构包括至少一个谐振结构。11.根据权利要求10所述的集成装置，其中所述样品阱被定位在邻近由所述至少一个谐振结构所形成的局部区域处。12.根据权利要求1所述的集成装置，其中所述多个像素中的每个像素还包括至少一个表面-能量耦合元件，其被配置成与位于所述样品阱内的样品发射出的发射能量相耦合。13.根据权利要求12所述的集成装置，其中所述样品标记有多个标记物中的一个且所述至少一个表面-能量耦合元件基于源于所述多个标记物中的每一个的发射能量的光谱范围生成辐射图式。14.根据权利要求12所述的集成装置，其中所述至少一个表面-能量耦合元件为在所述样品阱周围形成的同心光栅结构。15.根据权利要求12所述的集成装置，其中所述至少一个表面-能量耦合元件为纳米天线结构。16.根据权利要求12所述的集成装置，其中所述至少一个表面-能量耦合元件位于邻近所述样品阱处且被配置成将来自所述样品阱的发射辐射导入取决于所述发射辐射波长的多个不同的空间分布。17.根据权利要求16所述的集成装置，其中所述至少一个传感器为多个传感器，其被配置成检测所述多个标记物中每一个的所述辐射图式中至少一部分的空间分布。18.根据权利要求17所述的集成装置，其中至少一个分选元件位于所述样品阱和所述多个传感器之间且被配置成将特定波长的发射能量导向所述多个传感器中的一个传感器。19.一种集成装置，其包括：样品阱，其被配置成接收标记有多个标记物中的一个的样品，其中所述多个标记物中的每一个响应于照射所述样品的激发能量发射出在多个光谱范围的一个内的发射能量；发射-能量耦合结构，其位于所述样品阱的附近，以当从所述样品阱发射出发射能量时对所述多个光谱范围中的每个光谱范围生成辐射图式；以及多个传感器，其被配置成接收所述发射能量中的至少一部分并检测所述多个光谱范围中每个光谱范围的所述辐射图式的空间分布。20.根据权利要求19所述的集成装置，其中所述多个传感器被成形和布置成检测所述多个光谱范围中每一个的所述辐射图式的不同空间分布。21.根据权利要求19所述的集成装置，其中所述多个传感器产生至少一个信号，其表示所述多个光谱范围中每个光谱范围的所述辐射图式的空间分布。22.根据权利要求21所述的集成装置，其中所述多个传感器中的第一传感器产生第一信号，所述多个传感器中的第二传感器产生第二信号，且所述第一信号与所述第二信号的比率对于所述多个标记物中的每个标记物而言是不同的。23.一种形成集成装置的方法，其包括：形成多个传感器区域，其中所述多个传感器区域中的每个传感器区域包括多个传感器；形成多个样品阱，其中所述多个样品阱中的每个样品阱与所述多个传感器区域中相应的一个对准；形成至少一个波导，其被配置成耦合与所述多个样品阱相分离的激发能量并将激发能量导向至少一个样品阱；以及形成多个表面-能量耦合元件，其中每个表面-能量耦合元件被配置成在所述多个传感器区域中的一个上形成辐射图式，其中所述辐射图式基于源于所述多个样品阱中相应一个的发射能量。24.根据权利要求23所述的形成集成装置的方法，其还包括在与所述多个样品阱相分离的区域中形成光栅耦合器，其被配置成接收源于位于所述集成装置外部的至少一个激发源的激发能量并将所述激发能量耦合至所述至少一个波导。25.根据权利要求23所述的形成集成装置的方法，其中所述多个表面-能量耦合元件为多个同心光栅结构且每个样品阱均相对于所述多个同心光栅结构中的一个而居中。26.根据权利要求23所述的形成集成装置的方法，其中所述多个表面-能量耦合元件为多个纳米天线结构且每个样品阱位于所述多个纳米天线结构中一个的附近。27.根据权利要求23所述的形成集成装置的方法，其还包括形成多个分选元件，其中每个分选元件位于所述多个样品阱中一个样品阱和所述多个传感器区域中一个传感器区域之间且被配置成将特定波长的发射能量导向所述多个传感器中的一个传感器。28.一种仪器，其包括：至少一个激发源，其用于提供至少一种激发能量；激发源定位系统，其用于将所述激发源发射的所述至少一种激发能量与集成装置的耦合区对准；以及读出电路，其被配置成接收至少一个读出信号，该信号表示在所述集成装置上的传感器所检测的发射能量。29.根据权利要求28所述的仪器，其还包括：激发源电路，其被配置成基于来自被配置成接收激发能量的至少一个监控传感器的读出信号，调节所述至少一个激发源与所述集成装置的对准。30.一种系统，其包括：一种仪器，其具有被配置成发射至少一种激发能量的激发能量源；被配置成将所述集成芯片对准所述仪器的至少一个对准组件；集成装置，其具有：具有多个像素的像素区，每个像素具有样品阱以及至少一个传感器，其中所述样品阱被配置成接收样品，当样品被耦合至所述至少一种激发能量时发射出具有光谱范围的发射能量；至少一个波导，其被配置成将激发能量导向所述样品阱；至少...
【专利技术属性】
技术研发人员：乔纳森·M·罗思伯格，阿里·卡比里，杰森·W·斯克勒，布雷特·J·格亚凡思，杰瑞米·拉基，杰勒德·施密德，本杰明·西普里亚尼，杰克·朱厄尔，罗伦斯·威斯特，迈克尔·费里尼奥，保罗·E·格伦，安东尼·贝罗菲奥雷，
申请(专利权)人：宽腾矽公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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