具有可调谐透镜的分析物检测封装制造技术

一种分析物检测封装包括：腔体；腔体内的表面增强发光分析物载台；以及与该封装相集成的可调谐透镜，用以将辐射聚焦到分析物载台上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有可调谐透镜的分析物检测封装
技术介绍
诸如表面增强拉曼光谱术(SERS)之类的表面增强发光技术可以被用来分析无机材料或复合有机分子的结构。表面增强发光技术将电磁辐射或光聚焦到分析物上，其中对由分析物散射的辐射进行检测以用于分析。附图说明图1是示例分析物检测封装的示意图。图2是对示例分析物检测封装的透镜进行调谐的示例方法的流程图。图3是使用示例分析物检测封装的示例方法的流程图。图4是包括示例分析物检测封装的阵列的示例晶片。图5是图示了图4的晶片的示例分析物检测封装的截面图。图6、7和8是图示了使用图5的示例分析物检测封装的示例方法的示意性截面图。图9和10是图示了具有可调谐透镜的示例分析物检测封装的示意性截面图。具体实施方式在以下详细描述中，对形成其一部分的附图做出参考，以及其中作为说明示出的是其中可以实践本公开的具体示例。要理解的是，在不偏离本公开的范围的情况下可以利用其他示例以及可以做出结构上的或逻辑上的改变。本公开提供了一种用于分析物检测封装的可调谐透镜。作为可调谐透镜，透镜的焦深可以被控制或调节。更具体地，可以相对于分析物检测封装的分析物载台移动透镜来相对于载台对透镜的焦深进行“调谐”。就这一点而言，可以增强焦深控制。图1示意性图示了示例分析物检测封装20。封装20包括用以接纳和包含分析物24的自给单元(示意性地示出)，同时来自辐射源26的辐射(示意性地示出)被引导到或者被聚焦在分析物24上，其中对由分析物散射或再发射的辐射进行检测和分析，例如以识别无机材料或复合有机分子的结构。在一个实现方式中，封装20包括腔体40、分析物载台42和透镜50。腔体40包含载台42，并且包括外壳，该外壳形成用于接纳和包含分析物24的限定体积。在一个实现方式中，腔体40由协作来形成腔体40的基板和相对的或上覆的壳体来形成。在一个实现方式中，腔体40的壁具有金属或金属合金表面，诸如镍、金、铂、钯、或铑或者其合金的表面。在一个实现方式中，腔体40包括填充开口，通过该填充开口将分析物24沉积到腔体40中。在一个实现方式中，填充开口由可移除的密封物封闭，该可移除的密封物可以被剥掉、刺穿或撕开来露出该填充开口。在一个实现方式中，通过剥掉、刺穿或穿透腔体40的壁的一部分来形成填充开口。在一个实现方式中，腔体40的一部分要被撕掉或剥掉来形成填充开口。在另一实现方式中，腔体40具有要被刺穿的部分。在另一实现方式中，腔体40包括隔板(septum)，穿过该隔板使用针形物来将分析物24沉积到腔体40的内部。在一个实现方式中，分析物载台42包括腔体40内的表面增强发光分析物载台。表面增强发光(SEL)分析物载台包括：与所沉积的分析物相互作用以便增强由分析物散射或再发射的辐射的强度的任何结构或颗粒。SEL分析物载台42提高了当被来自辐射源26的辐射冲击时由分析物散射或再发射的辐射的量或光子的数量。在一个实现方式中，分析物载台42包括：腔体40内的SEL结构或SEL结构的组，分析物24对该SEL结构或SEL结构的组或关于该SEL结构或SEL结构的组进行接触或收集。在一个实现方式中，SEL结构包括增强荧光光谱学结构或增强发光光谱学结构。在一个实现方式中，SEL结构包括表面增强拉曼光谱(SERS)结构。这样的结构可以包括金属表面或结构，其中分析物与金属表面之间的相互作用引起了拉曼散射辐射的强度上的增加。这样的金属表面可以包括粗糙的金属表面或金属岛状物。在一个实现方式中，这样的金属岛状物包括柱状结构，其诸如柱形物、针形物、指状物或线丝。在一些实现方式中，柱状结构可以包括金属盖或金属头，分析物24可以被沉积于该金属盖或金属头上。在一个实现方式中，SER结构具有纳米尺度以促进纳米增强拉曼光谱术(NERS)。这样的纳米尺度NERS结构可以将由在这样的结构上所吸收的分析物散射的辐射的强度增加到例如高达10＾16倍。在一些实现方式中，SEL结构由一种材料形成和/或被制定尺寸以便响应于所施加的电场朝向彼此和/或远离彼此进行弯曲或屈曲。在一些实现方式中，SEL结构是可移动且自致动的，以使得结构响应于微毛细力而朝向彼此进行弯曲或屈曲，以便进行自组织，其中这样的弯曲促进了结构之间的针对更大的散射辐射强度的紧密间隔。在另一实现方式中，SEL结构包括SEL颗粒。SEL颗粒的示例包括但不限于：电解电池和金属胶体溶液中的电极。透镜50包括光学部件，用以将由辐射源26提供的辐射朝向载台42或在载台42处进行聚焦并且聚焦到分析物24上。透镜50被集成为封装20的一部分，由此可以省略辐射系统26中的这样的透镜。此外，因为透镜50被集成为封装20的一部分而不是外部辐射源26的一部分，所以可以增强利用透镜50的聚焦控制。在一些实现方式中，可以针对特定分析物或者在分析物24上执行的分析的类型来选择或调节透镜50的轮廓。因而，可以针对定制用途来提供具有不同透镜轮廓的不同封装20，以分析不同类型的分析物。可以在制造期间通过调节在形成这样的透镜50时的各种过程参数来限定或建立不同透镜50的不同轮廓，该各种过程参数诸如是所选材料、温度、时间和重力方向。如下文进一步描述的，透镜50是用于聚焦位置的可调谐透镜。作为可调谐透镜，透镜50的焦深可以被控制或调节。更具体地，可以相对于载台42来移动透镜50以相对于载台42“调谐”透镜50的焦深。在一个实现方式中，将焦深控制从几毫米的失焦误差级别增强到几微米级别。在一个实现方式中，由被集成为封装20的部分的透镜50所提供的焦深为从1微米到50微米。图2是概述了对分析物检测封装的透镜(诸如封装20的透镜50)进行调谐的示例方法100的流程图。如由框104指示的，形成或以其他方式提供诸如封装20之类的分析物检测封装。该封装具有腔体和腔体内的表面增强发光(SEL)分析物载台，诸如腔体40和封装20的腔体40内的表面增强发光(SEL)分析物载台42。如由框106指示的，透镜与分析物检测封装相集成，诸如透镜50与封装20相集成。在一个示例中，透镜由封装进行支撑并且延伸到腔体中，诸如透镜50由封装20进行支撑并且延伸到腔体40中。如由框108指示的，相对于分析物载台移动透镜来将辐射聚焦到分析物载台上，诸如相对于分析物载台42移动透镜50来将辐射聚焦到分析物载台42上。图3是概述了在对分析物进行分析时使用分析物检测封装(诸如对分析物24进行分析的封装20)的示例方法150的流程图。如由框154指示的，利用包含分析物的溶液来(部分地或完全地)填充分析物检测封装的腔体，以使得分析物与腔体内的SEL分析物载台相接触，诸如分析物24与封装20的腔体40内的分析物载台42相接触。如由框156指示的，利用由分析物检测封装进行支撑的透镜将辐射聚焦到腔体内的分析物上，诸如由封装20的透镜50将辐射源26的辐射聚焦在腔体40内的分析物24上。入射在分析物(诸如分析物24)上的辐射可以被分析物所散射、或者可以被分析物所吸收和再发射。这样，可以对所散射或再发射的辐射进行感测和检测。可以对由所感测或检测到的辐射产生的信号进行分析来识别或确定分析物的特性。在一个实现方式中，在利用由透镜(诸如透镜50)聚焦的入射辐射进行冲击之前，使分析物(诸如分析物24)在腔体(诸如腔体40)内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分析物检测封装，包括：腔体；所述腔体内的表面增强发光分析物载台；以及与所述封装相集成的可调谐透镜，用以将辐射聚焦到所述分析物载台上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种分析物检测封装，包括：腔体；所述腔体内的表面增强发光分析物载台；以及与所述封装相集成的可调谐透镜，用以将辐射聚焦到所述分析物载台上。2.根据权利要求1所述的分析物检测封装，所述透镜要相对于所述分析物载台进行移动来调节所述透镜的聚焦。3.根据权利要求1所述的分析物检测封装，进一步包括：基板，用以支撑所述分析物载台；壳体，用以支撑所述透镜，所述壳体从所述基板伸出以在其之间形成所述腔体；以及致动器，用以相对于所述基板移动所述透镜来调节所述透镜的聚焦。4.根据权利要求3所述的分析物检测封装，所述致动器要相对于所述基板来移动所述壳体对所述透镜进行支撑的一部分，以相对于所述分析物载台来移动所述透镜。5.根据权利要求3所述的分析物检测封装，所述致动器要朝向所述分析物载台可变地移动所述透镜。6.根据权利要求3所述的分析物检测封装，其中所述致动器包括微机电系统致动器。7.根据权利要求1所述的分析物检测封装，其中所述表面增强发光分析物载台包括表面增强拉曼光谱学结构。8.一种分析物检测封装，包括：表面增强发光分析物载台；透镜，用以将辐射聚焦到所述分析物载台上；支撑所述透镜的壳体；支撑所述分析物载台和所述壳体的基板；...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛宁，H·A·霍尔德，A·罗加奇，V·什科尔尼科夫，
申请(专利权)人：惠普发展公司，有限责任合伙企业，
类型：发明
国别省市：美国,US