用于亚微米级反应室的电气动力装载的系统及方法技术方案

阐述用于所关注样本至亚微米级反应室中的电气动力装载的设备及技术。实施例包含用于并行分析样本的整合式装置及相关设备。该整合式装置可包含穿过该整合式装置的表面而形成且被配置以接纳诸如核酸分子的所关注样本的至少一个反应室。该整合式装置可进一步包含相邻于该反应室而图案化的电极，这些电极产生辅助将该样本装载至该反应室中的一个或多个电场。该设备可进一步包含与该整合式装置的该表面流体密封且被配置以保持含有这些样本的悬浮液的样本贮器。浮液的样本贮器。浮液的样本贮器。

【技术实现步骤摘要】
用于亚微米级反应室的电气动力装载的系统及方法
[0001]本申请是是中国申请号为2019800174432(对应于PCT国际申请号PCT/US2019/012271)、申请日为2019年1月4日、专利技术名称为“用于亚微米级反应室的电气动力装载的系统及方法”的专利技术专利申请的分案申请。
[0002]相关申请数据
[0003]本申请要求2018年1月8日提出申请且标题为“用于电气动力样本装载的系统及方法”的第62/614,912号美国临时申请的优先权，该美国临时申请以其全文引用方式并入本文中。


[0004]本申请涉及可通过以下方式对样本执行大规模并行分析的整合式装置及相关仪器：同时将短光学脉冲提供至数万个反应室或更多反应室且自这些反应室接收荧光信号以进行样本分析。这些仪器对于护理点基因测序且对于个性化医疗而言可以是有用的。

技术介绍

[0005]能够对生物或化学样本进行大规模并行分析的仪器通常由于可包含以下各项的数个因素而限制于实验室情境：其大尺寸、缺乏可携带性、要求熟练的技术人员来操作仪器、功率需要、对受控制操作环境的需要及成本。当样本(例如，DNA)将要使用此设备来分析时，常用范式是在护理点处或在现场提取样品，将该样品发送至实验室且等待分析的结果。结果的等待时间可介于自若干小时至若干天的范围内。
附图说明
[0006]将参考附图阐述本申请的各种方面及实施例。应了解，各图未必按比例绘制。出现在多个图中的项在其出现的所有图中由同一附图标记指示。
[0007]图1
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1是根据某些实施例的整合式装置的剖面图的示意图。
[0008]图2
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1是根据某些实施例的具有用于电气动力样本装载的电极配置的整合式装置的剖面图的示意图。
[0009]图2
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2是根据某些实施例的具有用于电气动力样本装载的电极配置的整合式装置的剖面图的示意图。
[0010]图2
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3是根据某些实施例的具有用于电气动力样本装载的电极配置的整合式装置的剖面图的示意图。
[0011]图2
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4是根据某些实施例的具有用于电气动力样本装载的电极配置的整合式装置的剖面图的示意图。
[0012]图2
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5是根据某些实施例的具有用于电气动力样本装载的电极配置的整合式装置的剖面图的示意图。
[0013]图2
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6是根据某些实施例的具有用于电气动力样本装载的电极配置的整合式装置的剖面图的示意图，其中至电极的接触部形成为该整合式装置的一部分。
[0014]图2
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7是根据某些实施例的具有用于电气动力样本装载的电极配置的整合式装置的剖面图的示意图，其中至电极的接触部形成为该整合式装置的一部分。
[0015]图2
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8是根据某些实施例的具有用于电气动力样本装载的电极配置的整合式装置的剖面图的示意图，其中至电极的接触部形成为该整合式装置的一部分。
[0016]图2
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9是根据某些实施例的具有用于电气动力样本装载的电极配置的整合式装置的剖面图的示意图，其中至电极的通孔形成为该整合式装置的一部分。
[0017]图3
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1A是根据某些实施例的施加至用于电气动力样本装载的电极的电压信号的示意图。
[0018]图3
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1B是根据某些实施例的提供至用于电气动力样本装载的电极的电流波形的示意图。
[0019]图3
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2是根据某些实施例的施加至用于电气动力样本装载的电极的电压信号的示意图。
[0020]图4
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1A、图4
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1B、图4
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1C及图4
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1D绘示根据某些实施例的与形成至整合式装置的导电层的接触部的方法相关联的结构。
[0021]图4
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2A、图4
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2B及图4
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2C绘示根据某些实施例的与形成至整合式装置的(若干)导电层的接触部的方法相关联的结构。
[0022]图4
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3绘示根据某些实施例的与形成至整合式装置的导电层的通孔的方法相关联的步骤。
[0023]图4
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4A、图4
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4B及图4
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4C绘示根据某些实施例的与形成经穿孔介电层的方法相关联的结构。
[0024]图5
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1A是根据某些实施例的整合式装置及仪器的方块图。
[0025]图5
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1B是根据某些实施例的包含整合式装置的设备的示意图。
[0026]图5
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2是根据某些实施例的具有反应室、光学波导及时间分仓光检测器的像素的示意图。
[0027]图5
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3是根据某些实施例的可发生在反应室内的例示性生物反应的示意图。
[0028]图5
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4是具有不同衰变特性的两个不同荧光团的发射概率曲线的曲线图。
[0029]图5
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5是根据某些实施例的荧光发射的时间分仓检测的曲线图。
[0030]图5
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6A是根据某些实施例的例示性时间分仓光检测器。
[0031]图5
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6B是根据某些实施例的例示性时间分仓光检测器。
[0032]图5
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7A是图解说明根据某些实施例的来自反应室的荧光发射的脉冲激发及经时间分仓的检测的示意图。
[0033]图5
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7B是根据某些实施例的在样本的重复脉冲激发之后在各种时间方格中的所累积荧光光子计数的直方图。
[0034]图5
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8A、图5
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8B、图5
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8C及图5
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8D是根据某些实施例的可与四个核苷酸(T、A、C、G)或核苷酸类似物对应的不同直方图。
具体实施方式
[0035]I.导论
[0036]本申请的方面涉及能够并行分析若干样本(包含识别单分子及核酸测序)的整合
式装置、仪器及相关系统。这些系统可是紧凑的、容易携载的且容易操作的，从而允许医师或其他提供者容易地使用该系统且将该系统运送至可需要护理的所需位置。样本的分析可包含用一或多个荧光标志来标记该样本或相关联组份(例如，反应组份)，该一或多个荧光标志可用于检测该样本及/或识别该样本的单分子(例如，作为核酸测序的一部分的单独核苷酸识别)。荧光标志可响应于用激发光(例如，具有可将该荧光标志激发至受激发状态的特性波长的光)照射该荧光标志而受到激发，且若该荧光标志受到激发，则发射发射光(例如，通过自受激发状态返回至基态而由该荧光标志发射的具有特性波长的光)。该发射光的检测可允许识别该荧光标志，且因此识别由该荧光标志来标记的样本或与该样本相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种整合式装置，其包括：反应室，其穿过该整合式装置的表面而形成；以及至少一个导电层，其形成与该反应室相邻设置的至少一个电极，其中该至少一个电极在被偏压时产生辅助将样本装载至该反应室中的至少一个电场。2.一种用于分析样本的设备，该设备包括整合式装置，该整合式装置具有：反应室，其穿过该整合式装置的表面而形成；以及至少一个导电层，其形成与该反应室相邻设置的至少一个电极，其中该至少一个电极在被偏压时产生辅助将样本装载至该反应室中的至少一个电场。3.一种用于将所关注样本装载于整合式装置中的方法，该方法包括：将包含该所关注样本的悬浮液接纳至该整合式装置的表面上，其中该悬浮液覆盖被形成至该表面中的反应室；在第一电极与第二电极之间施加电信号；以及产生电场，该电场操作以辅助将该所关注样本装载至该反应室中。4.如权利要求3所述的方法，其中产生电场包括产生在通向该反应室的开口的500nm内的第一区域中具有与该第一区域外部的第二区域相比增加的强度的电...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔纳森，
申请(专利权)人：宽腾矽公司，
类型：发明
国别省市：