流动池系统及生物和/或化学检测系统技术方案

本申请涉及流动池系统及生物和/或化学检测系统。流动池系统可以包括插座，该插座包括基部、多个电触头和包括第一端口的盖部。流动池系统还可以包括固定在插座壳体内的流动池装置。流动池装置可以包括无框架的光检测装置，该光检测装置包括基底晶片部分、多个介电层、反应结构、多个光导、多个光传感器以及电耦合到光传感器的装置电路。流动池装置还可以包括在反应结构上形成流动通道的盖子，该盖子包括与流动通道和插座的第一端口连通的第二端口。光检测装置的装置电路可以电耦合到插座的电触头。

【技术实现步骤摘要】
流动池系统及生物和/或化学检测系统相关申请的交叉引用本专利申请要求2018年11月26日提交的标题为“FlowCellSystemsandMethodsRelatedtoSame”的美国临时专利申请第62/771,194号的优先权。前述申请的全部内容由此通过引用并入本文。
本申请总体上涉及流动池系统及生物和/或化学检测系统。
技术介绍
生物和/或化学研究中的各种方案涉及在局部支撑表面上或预定义的反应室内进行大量受控反应。然后可以观察或检测指定反应，并且随后的分析可以帮助识别或揭示参与反应的物质的性质。例如，在一些多重测定中，具有可识别标记(例如荧光标记)的未知分析物可以在受控条件下暴露于数以千计的已知探针。每个已知的探针可以沉积到微孔板(microplate)的相应阱(well)中。观察阱内已知探针和未知分析物之间发生的任何化学反应可有助于识别或揭示分析物的性质。这种方案的其他示例包括已知的DNA测序过程，例如合成测序(SBS)或循环阵列测序。在一些传统的荧光检测方案中，使用光学系统将激发光引导到荧光标记的分析物上，并且还检测可从分析物发出的荧光信号。然而，这种光学系统可能相对昂贵，并且涉及相对大的台式覆盖区(footprint)。例如，这种光学系统可以包括透镜、滤光器和光源的布置。在其他提出的检测系统中，受控反应发生在局部支撑表面上或流动池的预定义的反应室内，该流动池不涉及检测荧光发射的大型光学组件。流动池包括电子固态光检测器装置或成像器(例如互补金属氧化物半导体(CMOS)光检测器装置或电荷耦合器件(CCD)光检测器装置)，其位于支撑表面/腔室附近(例如下方)，以检测来自反应的光发射。然而，这种提议的固态成像系统可能有一些限制。例如，这种系统的流动池可以设计成一次性消耗品。
技术实现思路
因此，流动池是一种小型且廉价的装置可能是有益的。因此，例如通过减小流动池的封装覆盖区尺寸和/或流动池的封装的部件的数量和/或尺寸来减小流动池的尺寸可能是有益的。在本公开的一个方面，提供了一种流动池系统。流动池系统包括插座和流动池装置。插座包括基部、多个(apluralityof)电触头以及与基部耦合的盖部，该盖部包括至少一个第一端口。基部和盖部共同形成壳体。电触头在壳体和基部的外侧之间延伸，并且至少一个第一端口在壳体和盖部的外侧之间延伸。流动池装置固定在插座的壳体内。流动池装置包括无框架的光检测装置和盖子。流动池装置包括基底晶片部分、在基底晶片部分上延伸的多个介电层、在介电层上延伸的包括检测器表面的反应结构、多个光传感器、延伸穿过介电层的电耦合到光传感器以基于光传感器检测到的光子而传输数据信号的装置电路、以及与光传感器相关联的多个光导(lightguide)。盖子在检测器表面上延伸，并在盖子与检测器表面之间形成流动通道。盖子包括与流动通道和插座的至少一个第一端口连通的至少一个第二端口。流动池装置的光检测装置的装置电路电耦合到插座的电触头。在一些示例中，盖部和基部可拆卸地耦合，并且流动池装置可拆卸地固定在壳体内。在一些示例中，盖部接合流动池装置的盖子，并且电触头和基部中的一者或二者接合流动池装置的背侧。在一些这样的示例中，电触头和基部中的一者或二者以及盖部向流动池装置施加压缩力，以将流动池装置固定在壳体内。在一些示例中，流动池装置还包括在基底晶片部分上延伸的多个接触垫，这些接触垫电耦合到装置电路并限定包括流动池装置的背侧的部分的暴露的背面，电触头接合接触垫。在一些这样的示例中，接触垫电耦合到装置电路的延伸穿过基底晶片部分的通孔。在一些这样的示例中，流动池装置还包括在基底晶片部分上延伸的支撑层，该支撑层延伸超过接触垫的暴露的背面。在一些示例中，流动池装置还包括耦合到基底晶片部分并在其上延伸的衬底部分，其限定流动池装置的背侧，衬底部分包括从流动池装置的背侧延伸穿过其中的多根电引线。在一些这样的示例中，衬底部分和电引线包括印刷电路板。在一些其他这样的示例中，流动池系统还包括从衬底部分延伸的侧壁部分，衬底部分和侧壁部分形成空腔，并且光检测装置位于空腔内。在一些这样的示例中，衬底部分和侧壁部分包括陶瓷焊盘(land)芯片载体或有机焊盘芯片载体。在一些其他这样的示例中，电触头在流动池装置的背侧处接合电引线。在一些这样的示例中，引线在流动池装置的检测器表面或横向侧(lateralside)处电耦合到装置电路的暴露接触表面。在一些这样的示例中，流动池装置还包括电耦合在引线和装置电路的暴露接触表面之间的多根导电线。在一些示例中，壳体的开口部分围绕流动池装置的暴露的横向侧延伸。在一些这样的示例中，流动池装置的暴露的横向侧由光检测装置的基底晶片部分、介电层、反应结构、装置电路或者它们的组合来限定。在一些示例中，光检测装置包括互补金属氧化物半导体(CMOS)光传感器。在本公开的另一方面，提供了一种系统。该系统包括流动池系统和仪器。流动池系统包括上面讨论的任何流动池系统。该仪器与流动池系统耦合，并包括至少一个第三端口和多个仪器电触头。仪器的至少一个第三端口与插座的至少一个第一端口连通，以将反应溶液流输送到流动通道中，从而在检测器表面上形成多个反应位点(reactionsite)。仪器电触头与插座的电触头接合，以在光检测装置的装置电路和仪器之间传输数据信号。在本公开的另一方面，提供了一种方法。该方法包括将流动池装置与晶片级流动池结构分离，晶片级流动池结构包括位于公共基底晶片上/上方的多个集成流动池装置。流动池装置包括基底晶片的一部分、在基底晶片的该部分上延伸的多个介电层、在介电层上延伸的包括检测器表面的反应结构、位于介电层内的多个光传感器、延伸穿过介电层的电耦合到光传感器以基于光传感器检测到的光子而传输数据信号的装置电路、位于检测器表面和光传感器之间的在介电层内的多个光导、以及在检测器表面上延伸的盖子，在检测器表面和该盖子之间具有流动通道。盖子包括与流动通道连通的至少一个第一端口。该方法还包括将分离的流动池装置在插座的基部上方定位在插座壳体的一部分内，使得该装置电路电耦合到位于壳体内并延伸穿过基部的一部分的插座的电触头。该方法还包括将插座的盖部与其基部耦合，以将分离的流动池装置固定在插座的壳体内，并且将盖部的至少一个第二端口耦合成与流动池装置的至少一个端口连通。在一些示例中，将流动池装置与晶片级流动池结构分离包括切割晶片级流动池结构。在一些这样的示例中，从晶片级流动池结构切割流动池装置形成包括基底晶片、介电层、反应结构、装置电路和盖子中的至少一个的分离的流动池装置的横向侧表面(lateralsidesurface)，流动池装置的横向侧表面暴露在壳体内。在一些示例中，流动池装置还包括在基底晶片的背侧上延伸的接触垫，接触垫电耦合到装置电路的延伸穿过基底晶片的通孔，并且将分离的流动池装置定位在插座壳体的一部分内包括将分离的流动池装置的接触垫的暴露表面与壳体内的电触头接合。在一些示例中，该方法还包括将分离的流动池装置的基底晶片部分与衬底耦合，并且将分离的流动池装置的装置电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种流动池系统，其特征在于，所述流动池系统包括：/n插座，其包括基部、多个电触头和与所述基部耦合的盖部，所述盖部包括至少一个第一端口，其中所述基部和所述盖部协作地形成壳体，其中所述电触头在所述壳体和所述基部的外侧之间延伸，并且所述至少一个第一端口在所述壳体和所述盖部的外侧之间延伸；和/n流动池装置，其固定在所述插座的壳体内，所述流动池装置包括：/n无框架的光检测装置，其包括基底晶片部分、在所述基底晶片部分上延伸的多个介电层、在所述介电层上延伸的包括检测器表面的反应结构、多个光传感器、延伸穿过所述介电层的电耦合到所述光传感器以基于由所述光传感器检测到的光子而传输数据信号的装置电路、以及与所述光传感器相关联的多个光导；和/n盖子，其在所述检测器表面上延伸，所述盖子和所述检测器表面之间具有流动通道，所述盖子包括与所述流动通道和所述插座的所述至少一个第一端口连通的至少一个第二端口，/n其中所述流动池装置的所述光检测装置的所述装置电路电耦合到所述插座的所述电触头。/n

【技术特征摘要】
20181126 US 62/771,1941.一种流动池系统，其特征在于，所述流动池系统包括：
插座，其包括基部、多个电触头和与所述基部耦合的盖部，所述盖部包括至少一个第一端口，其中所述基部和所述盖部协作地形成壳体，其中所述电触头在所述壳体和所述基部的外侧之间延伸，并且所述至少一个第一端口在所述壳体和所述盖部的外侧之间延伸；和
流动池装置，其固定在所述插座的壳体内，所述流动池装置包括：
无框架的光检测装置，其包括基底晶片部分、在所述基底晶片部分上延伸的多个介电层、在所述介电层上延伸的包括检测器表面的反应结构、多个光传感器、延伸穿过所述介电层的电耦合到所述光传感器以基于由所述光传感器检测到的光子而传输数据信号的装置电路、以及与所述光传感器相关联的多个光导；和
盖子，其在所述检测器表面上延伸，所述盖子和所述检测器表面之间具有流动通道，所述盖子包括与所述流动通道和所述插座的所述至少一个第一端口连通的至少一个第二端口，
其中所述流动池装置的所述光检测装置的所述装置电路电耦合到所述插座的所述电触头。


2.根据权利要求1所述的流动池系统，其中，所述盖部和所述基部可拆卸地耦合，并且其中，所述流动池装置可拆卸地固定在所述壳体内。


3.根据权利要求1所述的流动池系统，其中，所述盖部接合所述流动池装置的所述盖子，并且所述电触头和所述基部中的一者或二者接合所述流动池装置的背侧。


4.根据权利要求2所述的流动池系统，其中，所述盖部接合所述流动池装置的所述盖子，并且所述电触头和所述基部中的一者或二者接合所述流动池装置的背侧。


5.根据权利要求3所述的流动池系统，其中，所述电触头和所述基部中的一者或二者以及所述盖部向所述流动池装置施加压缩力，以将所述流动池装置固定在所述壳体内。


6.根据权利要求4所述的流动池系统，其中，所述电触头和所述基部中的一者或二者以及所述盖部向所述流动池装置施加压缩力，以将所述流动池装置固定在所述壳体内。


7.根据权利要求1-6中任一项所述的流动池系统，其中，所述流动池装置还包括在所述基底晶片部分上延伸的多个接触垫，所述接触垫电耦合到所述装置电路并限定包括所述流动池装置的背侧的部分的暴露的背面，并且其中所述电触头接合所述接触垫。


8.根据权利要求7所述的流动池系统，其中，所述接触垫电耦合到所述装置电路的延伸穿过所述基底晶片部分的通孔。


9.根据权利要求7所述的流动池系统，其中，所述流动池装置还包括在所述基底晶片部分上延伸的支撑层，并且其中所述支撑层延伸超过所述接触垫的暴露的背面。


10.根据权利要求8所述的流动池系统，其中，所述流动池装置还包括在所述基底晶片部分上延伸的支撑层，并且其中所述支撑层延伸超过所述接触垫的暴露的背面。


11.根据权利要求1-6中任一项所述的流动池系统，其中，所述流动池装置还包括耦合到所述基底晶片部分并在所述基底晶片部分之上延伸的衬底部分，所述衬底部分限定所述流动池装置的背侧，其中所述衬底部分包括从所述流动池装置的背侧延伸穿过所述衬底部分的多根电引线。


12.根据权利要求11所述的流动池系统，其中，所述电触头在所述流动池装置的背侧处接合所述电引线。


13.根据权利要求11所述的流动池系统，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿尔诺·里瓦尔，阿里·阿加，迪特里希·德林格，冯缔时，蔡秀雨，
申请(专利权)人：伊鲁米那股份有限公司，
类型：新型
国别省市：美国;US