BR112019028293A2

BR112019028293A2 - dispositivos de detecção de luz de filtro duplo e métodos relacionados com o mesmo

Info

Publication number: BR112019028293A2
Application number: BR112019028293-9A
Authority: BR
Inventors: Xiuyu Cai
Original assignee: Illumina, Inc.
Priority date: 2017-12-22
Filing date: 2018-11-20
Publication date: 2020-07-14
Also published as: TW201929247A; CO2019014432A2; US11256033B2; IL270848B; CR20190583A; NZ759551A; TWI700839B; CN115184316A; CN209894700U; CA3067424A1; BR112019028293B1; KR20210113421A; EP3502668A1; MX2019015854A; RU2737847C1; ZA201907985B; JP2021504672A; PH12019502903A1; KR102381842B1; CL2019003783A1

Abstract

Dispositivos de detecção de luz e os métodos correspondentes são fornecidos. Os dispositivos incluem uma estrutura de reação para conter uma solução de reação e pelo menos um local de reação que gera as emissões de luz em resposta à luz de excitação incidente após o tratamento com a solução de reação. Os dispositivos incluem uma pluralidade de sensores de luz e o circuito do dispositivo. Os dispositivos incluem ainda uma pluralidade de guias de luz que se estendem para, pelo menos, um sensor de luz correspondente a partir de regiões de entrada que recebem a luz de excitação e a emissão de luz a partir de, pelo menos, um recesso de reação correspondentes. Os guias de luz compreendem uma primeira região de filtro que filtra a luz de excitação e permite que as emissões de luz de um primeiro comprimento de onda passem para o pelo menos um sensor de luz correspondente.

Description

“DISPOSITIVOS DE DETECÇÃO DE LUZ DE FILTRO DUPLO E MÉTODOS RELACIONADOS COM O MESMO” REFERÊNCIA CRUZADA COM PEDIDOS RELACIONADOS

[0001] Este Pedido de Patente reivindica a prioridade do Pedido de Patente Provisório dos EUA No. 62/609.903, depositado em 22 de dezembro de 2017, e intitulado Two-Filter Light Detection Device and Methods of Manufacturing the Same, e do Pedido Holandês No. 2020625, depositado em 20 de março de 2018, e intitulado Two-Filter Light Detection Device and Methods of Manufacturing the Same. Os conteúdos totais de cada um dos pedidos mencionados anteriormente são aqui incorporados por referência.

FUNDAMENTOS

[0002] Vários protocolos em pesquisa química ou biológica envolvem a realização de um grande número de reações controladas em superfícies de suporte local ou dentro de câmaras de reação predefinidas. As reações designadas então podem ser observadas ou detectadas e a subsequente análise pode ajudar a identificar ou revelar propriedades de produtos químicos envolvidos na reação. Por exemplo, em alguns ensaios de multiplex, um analito desconhecido tendo um marcador identificável (por exemplo, marcador fluorescente) pode ser exposto a milhares de sondas conhecidas sob condições controladas. Cada sonda conhecida pode ser depositada para um correspondente poço de uma microplaca. A observação de quaisquer reações químicas que ocorrem entre as sondas conhecidas e o analito desconhecido dentro dos poços pode ajudar a identificar ou revelar propriedades do analito. Outros exemplos de tais protocolos incluem processos conhecidos de sequenciamento de DNA, tal como sequenciamento por síntese (SBS) ou sequenciamento de arranjo cíclico.

[0003] Em alguns protocolos de detecção fluorescente convencionais, um sistema óptico é usado para direcionar uma luz de excitação para analitos marcados de maneira fluorescente e também para detectar os sinais fluorescentes que podem ser emitidos a partir dos analitos. No entanto, tais sistemas ópticos podem ser relativamente caros e envolvem uma pegada de bancada relativamente grande. Por exemplo, tais sistemas ópticos podem incluir um arranjo de lentes, filtros, e fontes de luz.

[0004] Em outros sistemas de detecção propostos, as reações controladas ocorrem em superfícies de suporte local ou dentro de câmaras de reação predefinidas providas sobre um formador de imagem ou detector de luz de estado sólido eletrônico (por exemplo, um detector de semicondutor de óxido de metal complementar (CMOS) ou detector de dispositivo acoplado a carga (CCD)) que não envolve um grande conjunto óptico para detectar as emissões fluorescentes. No entanto, tais sistemas de formação de imagem em estado sólido propostos podem ter algumas limitações. Por exemplo, distribuir de maneira fluida os reagentes (por exemplo, moléculas marcadas de maneira fluorescente) para os analitos que estão localizados no dispositivo eletrônico de tais sistemas pode apresentar desafios. Em alguns cenários, a solução de reagente pode romper o dispositivo eletrônico e corroer componentes do mesmo, por exemplo.

BREVE INVENÇÃO

[0005] Em um aspecto da presente invenção, é provido um dispositivo.

O dispositivo compreende uma estrutura de reação para conter uma solução de reação e uma pluralidade de sítios de reação que geram emissões de luz em resposta à luz de excitação incidente após o tratamento com a solução de reação.

A solução de reação pode iniciar uma reação e/ou formar um produto de reação nos sítios de reação que geram as emissões de luz em resposta à luz de excitação.

A estrutura de reação está posicionada sobre uma base de dispositivo do dispositivo.

O dispositivo também compreende uma pluralidade de sensores de luz dentro da base de dispositivo, e circuitos de dispositivo dentro da base de dispositivo acoplados eletricamente com a pluralidade de sensores de luz e configurados para transmitir sinais de dados com base nos fótons detectados pelos sensores de luz.

O dispositivo compreende adicionalmente uma pluralidade de guias de luz com regiões de entrada para receber a luz de excitação e as emissões de luz a partir de pelo menos um correspondente sítio de reação, as guias de luz se estendendo para a base de dispositivo a partir das regiões de entrada para pelo menos um correspondente sensor de luz.

Cada uma da pluralidade de guias de luz compreende uma primeira região de filtro formada de um primeiro material de filtro para filtrar a luz de excitação de pelo menos um primeiro comprimento de onda e permitir que as emissões de luz de um segundo comprimento de onda passem através para o pelo menos um correspondente sensor de luz, e uma segunda região de filtro formada de um segundo material de filtro para filtrar a luz de excitação pelo menos do primeiro comprimento de onda e permitir que as emissões de luz de um terceiro comprimento de onda passem através para o pelo menos um correspondente sensor de luz.

[0006] Em alguns exemplos, pelo menos um primeiro sítio de reação da pluralidade de sítios de reação emite luz pelo menos do segundo e do terceiro comprimentos de onda em resposta à luz de excitação do primeiro comprimento de onda após o tratamento com a solução de reação (por exemplo, após a solução de reação ter iniciado as reações e/ou formado pelo menos um produto de reação nos sítios de reação). Em alguns exemplos, pelo menos um primeiro sítio de reação da pluralidade de sítios de reação emite luz pelo menos do segundo e do terceiro comprimentos de onda em resposta à luz de excitação do primeiro comprimento de onda e um quarto comprimento de onda, respectivamente, após o tratamento com a solução de reação. Em alguns exemplos, pelo menos um primeiro sítio de reação da pluralidade de sítios de reação emite emissões de luz do segundo comprimento de onda em resposta à luz de excitação do primeiro comprimento de onda após o tratamento com a solução de reação, e pelo menos um segundo sítio de reação da pluralidade de sítios de reação emite emissões de luz do terceiro comprimento de onda em resposta à luz de excitação de um quarto comprimento de onda após o tratamento com a solução de reação.

[0007] Em alguns exemplos, o dispositivo compreende adicionalmente uma camada de suporte dentro de uma porção de fundo das guias de luz se estendendo abaixo e em torno de uma porção de fundo das primeiras regiões. Em alguns tais exemplos, a camada de suporte é compreendida de um óxido, um nitreto, ou uma combinação dos mesmos. Em outros tais exemplos, a segunda região das guias de luz se estende sobre a camada de suporte e em torno das primeiras regiões. Em alguns tais exemplos, a primeira e a segunda regiões das guias de luz formam as regiões de entrada das guias de luz.

[0008] Em alguns exemplos, o dispositivo compreende adicionalmente uma segunda camada de revestimento que está posicionada entre a camada de suporte e os circuitos de dispositivo na porção de fundo das guias de luz, e que está posicionada entre segunda região de filtro de circuitos de dispositivo dentro de uma porção de topo das guias de luz. Em alguns tais exemplos, a segunda camada de revestimento compreende uma camada de blindagem de nitreto de silício. Em alguns exemplos, os circuitos de dispositivo da base de dispositivo formam circuitos de semicondutor de óxido de metal complementar (CMOS).

[0009] Em alguns exemplos, o primeiro material de filtro filtra adicionalmente as emissões de luz do terceiro comprimento de onda, e o segundo material de filtro filtra adicionalmente as emissões de luz do segundo comprimento de onda. Em alguns exemplos, o primeiro material de filtro é um material polimérico com um primeiro corante, e o segundo material de filtro é um material polimérico com um segundo corante que difere a partir do primeiro corante. Em alguns exemplos, cada um da pluralidade de sítios de reação é imobilizado para a estrutura de reação dentro de pelo menos um recesso de reação da estrutura de reação.

[00010] Em alguns exemplos, a solução de reação inicia uma reação e/ou forma um produto de reação nos sítios de reação que gera as emissões de luz do segundo e do terceiro comprimentos de onda em resposta à luz de excitação incidente. Em alguns tais exemplos, o pelo menos um sítio de reação compreende pelo menos um analito, e a solução de reação compreende uma solução aquosa contendo pelo menos uma molécula marcada de maneira fluorescente. Em alguns tais exemplos, o pelo menos um analito compreende um oligonucleotídeo, e a pelo menos uma molécula marcada de maneira fluorescente compreende um nucleotídeo marcado de maneira fluorescente.

[00011] Em outro aspecto da presente invenção, um biossensor é provido. O biossensor compreende qualquer um dos dispositivos descritos acima. O biossensor também compreende uma célula de fluxo montada para o dispositivo, e os sítios de reação contidos na estrutura de reação. A célula de fluxo compreende a solução de reação e pelo menos um canal de fluxo que está em comunicação fluida com os sítios de reação da estrutura de reação para direcionar a solução de reação para os mesmos.

[00012] Em outro aspecto da presente invenção, um método é provido. O método compreende formar uma pluralidade de trincheiras dentro de uma base de dispositivo compreendendo uma pluralidade de sensores de luz e circuitos de dispositivo acoplados eletricamente com os sensores de luz configurados para transmitir sinais de dados com base nos fótons detectados pelos sensores de luz. Cada uma da pluralidade de trincheiras se estende a partir de uma superfície de topo da base de dispositivo e para pelo menos um correspondente sensor de luz. O método também compreende depositar uma camada de suporte over superfície internas da pluralidade de trincheiras. O método compreende adicionalmente encher a pluralidade de trincheiras sobre a camada de suporte depositada com um primeiro material de filtro que filtra luz de pelo menos um primeiro comprimento de onda e permite que luz de um segundo comprimento de onda passe através para o pelo menos um correspondente sensor de luz. O método também compreende remover uma porção superior da camada de suporte depositada dentro da pluralidade de trincheiras posicionada entre a base de dispositivo e o primeiro material de filtro para formar uma pluralidade de espaços vazios. O método compreende adicionalmente encher a pluralidade de espaços vazios com um segundo material de filtro que filtra luz pelo menos do primeiro comprimento de onda e permite que a luz de um terceiro comprimento de onda passe através para o pelo menos um correspondente sensor de luz para formar uma pluralidade de guias de luz. O método também compreende formar uma estrutura de reação sobre a base de dispositivo e a pluralidade de guias de luz para conter uma solução de reação e pelo menos um sítio de reação que gera luz de pelo menos um do segundo e do terceiro comprimentos de onda após o tratamento com a solução de reação em resposta à luz de excitação incidente de pelo menos o primeiro comprimento de onda.

[00013] Em alguns exemplos, pelo menos um primeiro sítio de reação emite luz pelo menos do segundo e do terceiro comprimentos de onda em resposta à luz de excitação do primeiro comprimento de onda após o tratamento com a solução de reação (por exemplo, após a solução de reação ter iniciado as reações e/ou formado pelo menos um produto de reação nos sítios de reação). Em alguns exemplos, pelo menos um primeiro sítio de reação emite luz pelo menos do segundo e do terceiro comprimentos de onda em resposta à luz de excitação do primeiro comprimento de onda e um quarto comprimento de onda, respectivamente, após o tratamento com a solução de reação. Em alguns exemplos, pelo menos um primeiro sítio de reação emite emissões de luz do segundo comprimento de onda em resposta à luz de excitação do primeiro comprimento de onda após o tratamento com a solução de reação, e pelo menos um segundo sítio de reação emite as emissões de luz do terceiro comprimento de onda em resposta à luz de excitação de um quarto comprimento de onda após o tratamento com a solução de reação.

[00014] Em alguns exemplos, a remoção da porção superior da camada de suporte depositada dentro da pluralidade de trincheiras forma uma porção de camada de suporte que se estende abaixo e em torno de uma porção de fundo das primeiras regiões. Em alguns exemplos, o método compreende adicionalmente depositar uma segunda camada de revestimento sobre as superfícies internas da pluralidade de trincheiras e sobre a superfície de topo da base de dispositivo antes de depositar a camada de suporte tal que a camada de suporte se estende sobre a segunda camada de revestimento. Em alguns exemplos, o primeiro material de filtro adicionalmente filtra a luz do segundo comprimento de onda, e o segundo material de filtro adicionalmente filtra a luz do primeiro comprimento de onda. Em alguns exemplos, o primeiro material de filtro compreende um material polimérico com um primeiro corante, e o segundo material de filtro compreende um material polimérico com um segundo corante que difere a partir do primeiro corante.

[00015] Deve ser percebido que todas as combinações dos aspectos anteriores e conceitos adicionais discutidos em maior detalhe abaixo (provido que tais conceitos não sejam mutuamente inconsistentes) são contemplados como sendo parte da matéria inventiva divulgada aqui.

[00016] Estes e outros objetivos, funcionalidades e vantagens desta invenção serão aparentes a partir da seguinte invenção detalhada dos vários aspectos da invenção tomados em conjunto com os desenhos anexos.

DESENHOS

[00017] Estas e outras funcionalidades, aspectos, e vantagens da presente invenção serão mais bem entendidos quando a seguinte invenção detalhada for lida com referência aos desenhos anexos, os quais não estão necessariamente desenhados em escala e em que numerais de referência semelhantes representam aspectos semelhantes através dos desenhos, em que:

[00018] A FIG. 1 ilustra, em um exemplo, uma seção transversal de um biossensor de acordo com a presente invenção.

[00019] A FIG. 2 ilustra, em um exemplo, uma vista de topo de uma base de dispositivo do biossensor da FIG. 1.

[00020] A FIG. 3 ilustra, em um exemplo, uma vista de seção transversal lateral de uma porção do biossensor da FIG. 1 ilustrando uma porção de uma estrutura de reação e uma guia de luz do mesmo.

[00021] A FIG. 4 ilustra, em um exemplo, uma vista de seção transversal de topo de uma porção do biossensor da FIG. 1 ilustrando um arranjo de guias de luz.

[00022] A FIG. 5 ilustra, em um exemplo, uma porção alargada da seção transversal da FIG. 3 compreendendo uma solução de reação na estrutura de reação.

[00023] A FIG. 6 ilustra, em um exemplo, uma porção alargada da seção transversal da FIG. 3 compreendendo um evento de detecção de luz.

[00024] A FIG. 7 é um fluxograma ilustrando, em um exemplo, um método de fabricação de um biossensor de acordo com a presente invenção.

[00025] A FIG. 8 ilustra, em um exemplo, a formação de uma trincheira em uma base de dispositivo de detecção de luz.

[00026] A FIG. 9 ilustra, em um exemplo, a formação de um primeiro revestimento dentro da trincheira na base de dispositivo da FIG. 8.

[00027] A FIG. 10 ilustra, em um exemplo, a formação de um segundo revestimento dentro da trincheira da base de dispositivo da FIG. 9.

[00028] [0027] A FIG. 11 ilustra, em um exemplo, o enchimento da trincheira revestida da FIG. 10 com o primeiro material de filtro para formar uma primeira região de filtro.

[00029] A FIG. 12 ilustra, em um exemplo, a remoção de uma porção superior do segundo revestimento para formar uma cavidade dentro da trincheira da base de dispositivo da FIG. 11.

[00030] A FIG. 13 ilustra, em um exemplo, o enchimento da cavidade da trincheira da base de dispositivo da FIG. 12 com segundo material de filtro para formar uma guia de luz com primeira e a segunda regiões de filtro.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[00031] Aspectos da presente invenção e certos exemplos, funcionalidades, vantagens, e detalhes da mesma, são explicados de maneira mais completa abaixo com referência aos exemplos não limitantes ilustrados nos desenhos anexos. Descrições de materiais, ferramentas de fabricação, técnicas de processamento bem conhecidos, etc., são omitidas de maneira a não obscurecer desnecessariamente os detalhes relevantes. No entanto, deve ser entendido que a descrição detalhada e os exemplos específicos, enquanto inclui aspectos da invenção, são dados por meio de ilustração apenas, e não são por meio de limitação. Várias substituições, modificações, adições, e/ou arranjos dentro do espírito e/ou do escopo de conceitos inventivos subjacentes serão aparentes para os peritos na técnica a partir desta descrição.

[00032] Aproximação de linguagem, como usado aqui através desta descrição, pode ser aplicada para modificar qualquer representação quantitativa que pode variar permissivamente sem resultar em uma mudança na função básica em que ela está relacionada. De maneira apropriada, um valor modificado por um termo ou pelos termos, tal como “cerca de” ou “substancialmente,” não está limitado ao valor preciso especificado. Por exemplo, estes termos podem se referir a menos do que ou igual a ±5%, tal como menos do que ou igual a ±2%, tal como menos do que ou igual a ±1%, tal como menos do que ou igual a ±0,5%, tal como menos do que ou igual a ±0,2%, tal como menos do que ou igual a ±0,1%, tal como menos do que ou igual a ±0,05%. Em alguns casos, a aproximação de linguagem pode corresponder com a precisão de um instrumento para medir o valor.

[00033] A terminologia usada aqui é para o propósito de descrever particulares exemplos apenas e não está intencionada a ser limitante. Como usado aqui, as formas no singular “um”, “uma”, “a” e “o” também estão intencionadas a incluir as formas no plural, a menos que o contexto indique claramente de outra forma. Adicionalmente, referências a “um exemplo” não estão intencionadas a serem interpretadas como excludentes da existência de exemplos adicionais que também incorporaram as funcionalidades citadas. Além disso, a menos que seja explicitamente declarado de outra maneira, os termos “compreendendo” (e qualquer forma de “compreendem,” tal como “compreende” e “compreendendo”), “possuem” (e qualquer forma de “possuir,” tal como “possuindo” e “tendo”), “incluem” (e qualquer forma de “incluem,” tal como “inclui” e “incluindo”), e “contêm” (e qualquer forma de “contêm,” tal como “contém” e “contendo”) são usados aqui como verbos de ligação abertos. Como um resultado, quaisquer exemplos que “compreendem,” “possuem,” “incluem” ou “contêm” um ou mais elementos ou etapas possessa tais um ou mais elementos ou etapas, mas não está limitado a possuir apenas tal um ou mais elementos ou etapas. Como usado aqui, os termos “podem” e “podem ser” indicam uma possibilidade de uma ocorrência dentro de um conjunto de circunstâncias; uma possessão de uma especificada propriedade, característica ou função; e/ou qualificam outro verbo expressando um ou mais de uma habilidade, capacidade ou possibilidade associada com o verbo qualificado. De maneira apropriada, o uso de “podem” e “podem ser” indica que um termo modificado é aparentemente apropriado, capaz, ou adequado para uma indicada capacidade, função, ou uso, enquanto leva em conta que em algumas circunstâncias o termo modificado algumas vezes pode não ser apropriado, capaz ou adequado. Por exemplo, em algumas circunstâncias, um evento ou capacidade pode ser esperado, enquanto em outras circunstâncias o evento ou capacidade podem não ocorrer – esta distinção é capturada pelos termos “podem” e “podem ser.”

[00034] Exemplos descritos aqui podem ser usados em vários sistemas e processos químicos ou biológicos para a análise acadêmica ou comercial. Mais especificamente, exemplos descritos aqui podem ser usados em vários processos ou sistemas onde é desejado detectar um evento, propriedade, qualidade, ou característica que é indicativa de uma reação designada. Por exemplo, exemplos descritos aqui incluem dispositivos de detecção de luz, biossensores, e os seus componentes, bem como sistemas de bioensaio que operam com os biossensors. Em alguns exemplos, os dispositivos, os biossensors e sistemas podem incluir uma célula de fluxo e um ou mais sensores de luz que são acoplados juntos (de maneira removível ou fixamente) em uma estrutura substancialmente unitária.

[00035] Os dispositivos, os biossensors e os sistemas de bioensaio podem ser configurados para realizar uma pluralidade de reações designadas que podem ser detectadas individualmente ou coletivamente.

Os dispositivos, os biossensores e os sistemas de bioensaio podem ser configurados para realizar vários ciclos em que a pluralidade de reações designadas ocorre em paralelo.

Por exemplo, os dispositivos, os biossensores e os sistemas de bioensaio podem ser usados para sequenciar um arranjo denso de funcionalidades de DNA através de ciclos iterativos de manipulação enzimática e luz ou detecção/aquisição de imagem.

Desta forma, os dispositivos, os biossensores e os sistemas de bioensaio (por exemplo, através de um ou mais cartuchos) podem incluir um ou mais canais microfluídicos que distribuem reagentes ou outros componentes de reação em uma solução de reação para um sitio de reação dos dispositivos, dos biossensores e dos sistemas de bioensaio.

Em alguns exemplos, a solução de reação pode ser substancialmente ácida, tal como compreendendo um pH de menos do que ou igual a cerca de 5, ou menos do que ou igual a cerca de 4, ou menos do que ou igual a cerca de 3. Em alguns outros exemplos, a solução de reação pode ser substancialmente básica/alcalina, tal como compreendendo um pH de mais do que ou igual a cerca de 8, ou maior do que ou igual a cerca de 9, ou maior do que ou igual a cerca de 10. Como usado aqui, o termo “ácido” e variantes gramaticais do mesmo se referem a um valor de pH de menos do que cerca de 7, e os termos “basicidade,” “alcalinidade” e variantes gramaticais do mesmo se referem a um valor de pH de mais do que cerca de 7. Em alguns exemplos, os sítios de reação são providos ou espaçados de uma maneira predeterminada, tal como em um padrão uniforme ou de repetição. Em alguns outros exemplos, os sítios de reação são distribuídos de maneira aleatória. Cada um dos sítios de reação pode estar associado com uma ou mais guias de luz e sensores de luz que detectam luz a partir do sítio de reação associado. Em alguns exemplos, os sítios de reação estão localizados em recessos de reação ou câmaras, os quais podem pelo menos parcialmente compartimentalizar as reações designadas nos mesmos.

[00036] Como usado aqui, a “reação designada” inclui uma alteração em pelo menos uma de uma propriedade química, elétrica, física ou óptica (ou qualidade) de um produto químico ou substância biológica de interesse, tal como um analito de interesse. Em particular exemplos, a reação designada é um evento de ligação positivo, tal como a incorporação de uma biomolécula marcada de maneira fluorescente com um analito de interesse, por exemplo. De maneira mais geral, uma reação designada pode ser uma transformação de produto químico, alteração química, ou interação química. A reação designada também pode ser uma alteração nas propriedades elétricas. Em particular exemplos, a reação designada inclui a incorporação de uma molécula marcada de maneira fluorescente para pelo menos um analito. O analito pode ser um oligonucleotídeo e a molécula marcada de maneira fluorescente pode ser um nucleotídeo. A reação designada pode ser detectada quando uma luz de excitação está direcionada para o oligonucleotídeo tendo o nucleotídeo marcado, e o fluoróforo emite um sinal fluorescente detectável. Em exemplos alternativos, as emissões de luz detectadas ou sinais são um resultado de quimiluminescência ou bioluminescência. Uma reação designada também pode aumentar a transferência de energia de ressonância de fluorescência (ou Förster) (FRET), por exemplo, trazendo um fluoróforo doador em proximidade a um fluoróforo aceptor, diminuir FRET separando doador e aceptores de fluoróforo, aumentar a fluorescência separando um arrefecedor a partir de um fluoróforo ou diminuir a fluorescência através de colocalização de um arrefecedor e fluoróforo.

[00037] Como usado aqui, uma “solução de reação”, “componente de reação” ou “reagente” inclui qualquer substância que pode ser usada para obter pelo menos uma reação designada. Por exemplo, componentes de reação incluem reagentes, enzimas, amostras, outras biomoléculas, e soluções tampão. Os componentes de reação podem ser distribuídos para um sítio de reação em uma solução e/ou imobilizados em um sítio de reação. Os componentes de reação podem interagir diretamente ou indiretamente com outras substâncias, tal como o analito de interesse imobilizado em um sítio de reação. Em alguns exemplos, a solução de reação pode ser relativamente muito ácida (por exemplo, um pH de menos do que ou igual a cerca de 5) ou relativamente muito básica/alcalina (por exemplo, um pH de mais do que ou igual a cerca de 8).

[00038] Como usado aqui, o termo “sítio de reação” é uma região localizada onde pelo menos uma reação designada pode ocorrer. Um sítio de reação pode incluir superfícies de suporte de uma estrutura de reação ou substrato onde uma substância pode ser imobilizada nas mesmas. Por exemplo, um particular sítio de reação pode incluir uma superfície substancialmente planar de uma estrutura de reação (que pode ser posicionada em um canal de uma célula de fluxo) que possui uma colônia de ácidos nucleicos na mesma.

Em alguns exemplos, os ácidos nucleicos na colônia possuem a mesma sequência, por exemplo, sendo cópias clonais de um único modelo de filamento ou de filamento duplo.

No entanto, em alguns exemplos um sítio de reação pode conter apenas uma única molécula de ácido nucleico, por exemplo, em uma única forma de filamento único ou de filamento duplo.

Adicionalmente, uma pluralidade de sítios de reação pode ser distribuída de maneira aleatória em torno da estrutura de reação ou arranjados de uma maneira predeterminada (por exemplo, lado a lado em uma matriz, tal como em microarranjos). Um sítio de reação também pode incluir uma câmara de reação ou recesso que pelo menos parcialmente define uma região espacial ou volume configurados para compartimentalizar a reação designada.

Como usado aqui, o termo “câmara de reação” inclui uma região espacial definida da estrutura de suporte (a qual em geral está em comunicação fluida com um canal de fluxo). Os recessos de reação podem ser pelo menos parcialmente separados a partir do ambiente circundante ou de outras regiões espaciais.

Por exemplo, uma pluralidade de recessos de reação podem ser separados entre si pelas paredes divididas.

Como um exemplo mais específico, os recessos de reação podem ser nanopoços que incluem uma endentação, cova, poço, ranhura, ou cavidade de lateral aberta ou depressão definida pelas superfícies interiores e definindo uma abertura de forma que os nanopoços estão em comunicação fluida com um canal de fluxo.

[00039] Em alguns exemplos, os recessos de reação da estrutura de reação são dimensionados e conformados com relação aos sólidos (incluindo semissólidos) de forma que os sólidos podem ser inseridos, completamente ou parcialmente, nos mesmos. Por exemplo, os recessos de reação podem ser dimensionados e conformados para acomodar um leito de captura. O leito de captura pode ter DNA amplificado por clonagem ou outras substâncias no mesmo. Alternativamente, os recessos de reação podem ser dimensionados e conformados para receber um número aproximado de leitos ou substratos sólidos. Como outro exemplo, os recessos de reação podem ser cheios com um gel poroso ou substância que é configurado para controlar a difusão ou filtrar fluidos que podem escoar para os recessos de reação.

[00040] Em alguns exemplos, os sensores de luz (por exemplo, fotodiodos) estão associados com correspondentes sítios de reação. Um sensor de luz que está associado com um sítio de reação é configurado para detectar emissões de luz a partir do sítio de reação associado através de pelo menos uma guia de luz quando uma reação designada ocorreu no sítio de reação associado. Em alguns casos, uma pluralidade de sensores de luz (por exemplo, vários pixels de um dispositivo de câmera ou de detecção de luz) podem ser associados com um único sítio de reação. Em outros casos, um único sensor de luz (por exemplo um único pixel) pode ser associado com um único sítio de reação ou com um grupo de sítios de reação. Um sensor de luz, um sítio de reação, e outras funcionalidades do biossensor podem ser configurados de forma que pelo menos parte da luz é diretamente detectada por um sensor de luz sem ser refletida.

[00041] Como usado aqui, uma “substância biológica ou química” inclui biomoléculas, amostras de interesse, analitos de interesse, e outros compostos químicos. A substância biológica ou química pode ser usada para detectar, identificar, ou analisar outros compostos químicos, ou funcionar como intermediários para estudar ou analisar outros compostos químicos. Em particular exemplos, as substâncias biológicas ou químicas incluem uma biomolécula. Como usado aqui, uma “biomolécula” inclui pelo menos um de um biopolímero, nucleosídeo, ácido nucleico, polinucleotídeo, oligonucleotídeo, proteína, enzima, polipeptídeo, anticorpo, antígeno, ligando, receptor, polissacarídeo, carboidrato, polifosfato, célula, tecido, organismo, ou fragmento dos mesmos ou qualquer outro composto químico biologicamente ativo tal como análogos ou miméticos das espécies mencionadas anteriormente. Em um exemplo adicional, a substância biológica ou química ou uma biomolécula inclui uma enzima ou reagente usado em uma reação acoplada para detectar o produto de outra reação tal como uma enzima ou reagente, tal como uma enzima ou reagente usado para detectar pirofosfato em uma reação de piro- sequenciamento. Enzimas e reagentes uteis para a detecção de pirofosfato são descritos, por exemplo, no Pedido de Patente dos EUA No. 2005/0244870 A1, que é incorporado por referência em sua totalidade.

[00042] Biomoléculas, amostras, e substâncias biológicas ou químicas podem estar ocorrendo naturalmente ou podem ser sintéticas e podem ser suspensas em uma solução ou mistura dentro de uma região ou recesso de reação. Biomoléculas, amostras, e substâncias biológicas ou químicas também podem ser ligadas com uma fase sólida ou material em gel. Biomoléculas, amostras, e substâncias biológicas ou químicas também podem incluir uma composição farmacêutica. Em alguns casos, biomoléculas, amostras, e substâncias biológicas ou químicas de interesse podem ser referidas como alvos, sondas, ou analitos.

[00043] Como usado aqui, “um biossensor” inclui um dispositivo que inclui uma estrutura de reação com uma pluralidade de sítios de reação que estão configurados para detectar reações designadas que ocorrem nos ou próximo dos sítios de reação. Um biossensor pode incluir um dispositivo de “formação de imagem” ou de detecção de luz em estado sólido (por exemplo, um dispositivo de detecção de luz de CMOS ou CCD) e, opcionalmente, uma célula de fluxo montada ao mesmo. A célula de fluxo pode incluir pelo menos um canal de fluxo que está em comunicação fluida com os sítios de reação. Como um exemplo específico, o biossensor está configurado para acoplar de maneira fluida e elétrica com um sistema de bioensaio. O sistema de bioensaio pode distribuir uma solução de reação para os sítios de reação de acordo com um protocolo predeterminado (por exemplo, sequenciamento por síntese) e realizar uma pluralidade de eventos de formação de imagem. Por exemplo, o sistema de bioensaio pode direcionar soluções de reação para escoar ao longo dos sítios de reação. Pelo menos uma das soluções de reação pode incluir tipos de nucleotídeos tendo os mesmos ou diferentes marcadores fluorescentes. Os nucleotídeos podem se ligar com os sítios de reação, tal como com correspondentes oligonucleotídeos nos sítios de reação. O sistema de bioensaio então pode iluminar os sítios de reação usando uma fonte de luz de excitação (por exemplo, fontes de luz em estado sólido, tais como diodos de emissão de luz (LEDs)). A luz de excitação pode ter um comprimento de onda predeterminado ou comprimentos de onda, incluindo uma faixa de comprimentos de onda. Os marcadores fluorescentes excitados pela luz de excitação incidente podem prover sinais de emissão (por exemplo, luz de um comprimento de onda ou comprimentos de onda que diferem da luz de excitação e, potencialmente, entre si) que podem ser detectados pelos sensores de luz.

[00044] Como usado aqui, o termo “imobilizado,” quando usado com relação a uma biomolécula ou substância biológica ou química, inclui substancialmente anexar a biomolécula ou substância biológica ou química em um nível molecular para uma superfície, tal como para uma superfície de detecção de um dispositivo de detecção de luz ou estrutura de reação. Por exemplo, uma biomolécula ou substância biológica ou química pode ser imobilizada para uma superfície da estrutura de reação usando técnicas de adsorção incluindo interações não covalentes (por exemplo, forças eletrostáticas, de van der Waals, e desidratação de interfaces hidrofóbicas) e técnicas de ligação covalente onde grupos funcionais ou ligantes facilitam a anexação de biomoléculas para a superfície. A imobilização de biomoléculas ou substâncias biológicas ou químicas para a superfície pode ser baseada nas propriedades da superfície, o meio líquido que porta a biomolécula ou substância biológica ou química, e as propriedades das biomoléculas ou substâncias biológicas ou químicas em si. Em alguns casos, a superfície pode ser funcionalizada (por exemplo, modificada quimicamente ou fisicamente) para facilitar a imobilização das biomoléculas (ou substâncias biológicas ou químicas) para a superfície.

[00045] Em alguns exemplos, ácidos nucleicos podem ser imobilizados para a estrutura de reação, tal como para superfícies de recessos de reação da mesma. Em particular exemplos, os dispositivos, os biossensores, sistemas de bioensaio e métodos descritos aqui podem incluir o uso de nucleotídeos naturais e também enzimas que são configuradas para interagir com os nucleotídeos naturais. Nucleotídeos naturais incluem, por exemplo, ribonucleotídeos ou deoxiribonucleotídeos. Nucleotídeos naturais podem ser na forma de mono-, di-, ou trifosfato e podem ter uma base selecionada a partir de adenina (A), timina (T), uracila (U), guanina (G) ou citosina (C). No entanto, será entendido que nucleotídeos não naturais, nucleotídeos ou análogos modificados dos nucleotídeos mencionados anteriormente podem ser usados.

[00046] Como notado acima, uma biomolécula ou substância biológica ou química pode ser imobilizada em um sítio de reação em um recesso de reação de uma estrutura de reação. Tal biomolécula ou substância biológica pode ser fisicamente mantida ou imobilizada dentro dos recessos de reação através de um encaixe de interferência, adesão, ligação covalente, ou aprisionamento. Exemplos de itens ou sólidos que podem ser dispostos dentro dos recessos de reação incluem contas de polímero, peletes, agarose em gel, pós, pontos quânticos, ou outros sólidos que podem ser comprimidos e/ou mantidos dentro da câmara de reação. Em certas implementações, os recessos de reação podem ser revestidos ou preenchidos com uma camada de hidrogel capaz de ligar de maneira covalente oligonucleotídeos de DNA. Em particular exemplos, uma superestrutura de ácido nucleico, tal como uma esfera de DNA, pode ser disposta no ou em um recesso de reação, por exemplo, através de anexação com uma superfície interior do recesso da reação ou por residência em um líquido dentro do recesso da reação. Uma esfera de DNA ou outra superestrutura de ácido nucleico pode ser realizada e então disposta no ou em um recesso de reação. Alternativamente, uma esfera de DNA pode ser sintetizada no local em um recesso de reação. Uma substância que é imobilizada em um recesso de reação pode estar em um estado sólido, líquido ou gasoso.

[00047] As FIGS. 1 a 8 ilustram uma seção transversal de uma porção de um biossensor 100 formado de acordo com um exemplo. Como mostrado, o biossensor 100 pode incluir uma célula de fluxo 102 que é acoplada diretamente ou indiretamente com um dispositivo de detecção de luz 104. A célula de fluxo 102 pode ser montada para um dispositivo de detecção de luz 104. No exemplo ilustrado, a célula de fluxo 102 é fixada diretamente a um dispositivo de detecção de luz 104 através de um ou mais mecanismos de preensão (por exemplo, adesivo, ligação, fixadores, e semelhantes). Em alguns exemplos, a célula de fluxo 102 pode ser acoplada de maneira removível com um dispositivo de detecção de luz 104.

[00048] O biossensor 100 e/ou dispositivo de detecção 104 pode ser configurado para a análise química ou biológica para obter qualquer informação ou dados que se referem aos mesmos. Em exemplos particulares, o biossensor 100 e/ou o dispositivo de detecção 104 podem compreender um sistema de sequenciamento de ácido nucleico (ou sequenciador) configurado para várias aplicações, incluindo mas não limitado a sequenciamento, resequenciamento de genomas completos ou regiões genômicas alvo, e metagenômica. O sistema de sequenciamento pode ser configurado para realizar a análise de DNA ou RNA. Em alguns exemplos, o biossensor 100 e/ou dispositivo de detecção 104 está configurado para realizar um grande número de reações paralelas dentro do biossensor 100 e/ou dispositivo de detecção 104 para obter informações relacionadas ao mesmo.

[00049] A célula de fluxo 102 pode incluir um ou mais canais de fluxo que direcionam uma solução para ou em direção à sítios de reação 114 nos dispositivo de detecção 104, como explicado adicionalmente abaixo. A célula de fluxo 102 e/ou um biossensor 100 desta forma pode incluir, ou pode estar em comunicação fluida com, um sistema de armazenamento de fluido (não mostrado) que pode armazenar vários componentes de reação ou reagentes que são usados para conduzir as reações designadas no mesmo, por exemplo. O sistema de armazenamento de fluido também pode armazenar fluidos para a lavagem ou limpeza de uma rede de fluido e o biossensor 100 e/ou dispositivo de detecção 104, e potencialmente para diluir os reagentes. Por exemplo, o sistema de armazenamento de fluido pode incluir vários reservatórios para armazenar amostras, reagentes, enzimas, outras biomoléculas, soluções tampão, soluções aquosas, de óleo e outras soluções não polares, e semelhantes. Como notado acima, o fluido ou solução provida na estrutura de reação 126 pode ser relativamente ácido (por exemplo, pH menor do que ou igual a cerca de 5) ou básico/alcalino (por exemplo, pH maior do que ou igual a cerca de 8). Adicionalmente, o sistema de armazenamento de fluido também pode incluir reservatórios de resíduo para receber produtos residuais a partir do biossensor 100 e/ou dispositivo de detecção 104.

[00050] No exemplo ilustrado, um dispositivo de detecção de luz 104 inclui uma base de dispositivo 125 e uma estrutura de reação 126 cobrindo a base de dispositivo 125, como mostrado nas FIGS. 1 e 3 a 8. Em particular exemplos, a base de dispositivo 125 inclui uma pluralidade de camadas empilhadas (por exemplo, camada de silício ou wafer, camada dielétrica, camadas dielétricas - de metal, etc.). A base de dispositivo 125 pode incluir um arranjo de sensor 124 de sensores de luz 140, e um arranjo de guia de guias de luz 118, como mostrado na FIG. 3. Como mostrado nas FIGS. 1 e 3 a 8, a estrutura de reação 126 pode incluir um arranjo de recessos de reação 108 que possuem pelo menos um correspondente sítio de reação 114 provido no mesmo (por exemplo, imobilizado em uma superfície do mesmo). Em certos exemplos, um dispositivo de detecção de luz 104 está configurado tal que cada sensor de luz 140 corresponde (e potencialmente se alinha) com um único guia de luz 118 e/ou um único recesso de reação 108 tal que ele recebe fótons apenas a partir do mesmo. No entanto, em outros exemplos, um único sensor de luz 140 pode receber fótons através de mais do que um guia de luz 118 e/ou more do que um recesso de reação 108. De maneira similar, um único sensor de luz 140 pode receber fótons a partir do sítio de reação 114 ou a partir de múltiplos sítios de reação 114. Um único sensor de luz 140, desta forma, pode formar um pixel ou mais do que um pixel.

[00051] Como mostrado na FIG. 2, o arranjo de recessos de reação 108 e/ou guias de luz 118 (e potencialmente sensores de luz 140) pode ser provido em um padrão de repetição definido tal que pelo menos parte dos recessos 108 e/ou guias de luz 118 (e potencialmente sensores de luz 140) são igualmente espaçados entre si em um padrão posicional definido. Em outros exemplos, os recessos de reação 108 e/ou guias de luz 118 (e potencialmente sensores de luz 140) podem ser providos em um padrão aleatório, e/ou pelo menos parte dos recessos de reação 108 e/ou guias de luz 118 (e potencialmente os sensores de luz 140) podem ser espaçados de maneira variável entre si.

[00052] Como mostrado nas FIGS. 1 e 2, a estrutura de reação 126 dos dispositivo de detecção 104 pode definir uma superfície de detector 112 sobre a qual uma solução de reação pode escoar e residir, como explicado adicionalmente abaixo. A superfície de detector 112 da estrutura de reação 126 pode ser a superfície exposta de topo dos dispositivo de detecção

104. A superfície de detector 112 pode compreender as superfícies dos recessos 108 e áreas intersticiais 113 se estendendo entre e em torno dos recessos 108.

[00053] A superfície de detector 112 de um dispositivo de detecção de luz 104 pode ser funcionalizada (por exemplo, modificada quimicamente ou fisicamente de uma maneira adequada para conduzir reações designadas). Por exemplo, a superfície de detector 112 pode ser funcionalizada e pode incluir uma pluralidade de sítios de reação 114 tendo uma ou mais biomoléculas imobilizadas na mesma, como mostrado nas FIGS. 1, 3 e 4. Como notado acima, a superfície de detector 112 pode incluir um arranjo de recessos de reação 108 (por exemplo, câmaras de reação abertas). Cada um dos recessos de reação 108 pode incluir um ou mais de um sítio de reação

114. Os recessos de reação 108 podem ser definidos por, por exemplo, uma alteração na profundidade (ou espessura) ao longo da superfície de detector 112. Em outros exemplos, a superfície de detector 112 pode ser substancialmente planar.

[00054] Como mostrado nas FIGS. 3 e 4, os sítios de reação 114 podem ser distribuídos em um padrão ao longo da superfície de detector 112, tal como dentro dos recessos de reação 108. Por exemplo, os sítios de reação 114 podem estar localizados em fileiras e colunas ao longo dos recessos de reação 108 de uma maneira que é similar com um microarranjo. No entanto, é entendido que vários padrões de sítios de reação 114 podem ser usados. Os sítios de reação 114 podem incluir substâncias biológicas ou químicas que emitem sinais de luz, como explicado adicionalmente abaixo. Por exemplo, as substâncias biológicas ou químicas dos sítios de reação 114 podem gerar emissões de luz em resposta à luz de excitação 101. Em particular exemplos, os sítios de reação 114 incluem agrupamentos ou colônias de biomoléculas (por exemplo, oligonucleotídeos) que são imobilizados na superfície de detector 112 dentro dos recessos de reação

108.

[00055] Como mostrado na FIG. 1, em um exemplo a célula de fluxo 102 inclui pelo menos uma parede lateral e uma cobertura de fluxo 110. Pelo menos uma parede lateral pode ser acoplada com a superfície de detector 112 e se estender entre a cobertura de fluxo 110 e a superfície de detector 112. A célula de fluxo 102 pode ser configurada de forma que um canal de fluxo 119 é formado entre a cobertura de fluxo 110 e a superfície de detector 112 de um dispositivo de detecção de luz 104. Em alguns exemplos, o canal de fluxo 119 pode incluir uma altura (se estendendo entre a cobertura de fluxo 110 e a superfície de detector 112) dentro da faixa de cerca de 50 até cerca de 400 μm (mícron), ou cerca de 80 até cerca de 200 μm, por exemplo. Em um exemplo, a altura do canal de fluxo 119 é de cerca de 100 μm. A cobertura de fluxo 110 pode compreender um material que é transparente para a luz de excitação 101 (por exemplo, um material plástico, de vidro ou polimérico) se propagando a partir de um exterior do biossensor 100 e para o canal de fluxo 119, como mostrado na FIG. 1. É notado que a luz de excitação 101 pode aproximar a cobertura de fluxo 110 a partir de qualquer ângulo, e ao longo dos mesmos ou de diferentes ângulos.

[00056] A luz de excitação 101 pode ser emitida ou produzida a partir de qualquer sistema de iluminação ou fonte (não mostrado), que pode ou não ser parte do sistema de bioensaio, um biossensor 100 ou dispositivo de detecção de luz 104. Em alguns exemplos, o sistema de iluminação pode incluir uma fonte de luz (por exemplo, um ou mais LEDs) e, potencialmente, uma pluralidade de componentes ópticos para iluminar pelo menos a estrutura de reação 126 dos dispositivo de detecção 104. Exemplos de fontes de luz podem incluir lasers, lâmpadas de arco, LEDs, ou diodos de laser.

Os componentes ópticos podem ser, por exemplo, refletores, dicróicos, divisores de feixe, colimadores, lentes, filtros, cunhas, prismas, espelhos, detectores, e semelhantes.

Em um exemplo particular, o sistema de iluminação está configurado para direcionar a luz de excitação 101 para os sítios de reação 114 dentro dos recessos 108 da estrutura de reação 126 dos dispositivo de detecção 104. Em alguns exemplos, o sistema de iluminação pode emitir a luz de excitação 101 de um certo comprimento de onda ou dentro de uma faixa de comprimentos de onda, tal como um comprimento de onda dentro da faixa de cerca de 300 nm até cerca de 700 nm, ou dentro da faixa de cerca de 400 nm até cerca de 600 nm.

Em alguns exemplos, o sistema de iluminação pode emitir uma luz de excitação 101 em um certo comprimento de onda ou comprimentos de onda que excita as substâncias biológicas ou químicas dos sítios de reação 114 para emitir emissões de luz de um diferente comprimento de onda ou comprimentos de onda.

Por exemplo, em um exemplo onde o dispositivo inclui sítios de reação 114 dentro de um único recesso de reação 108 ou diferentes recessos de reação 108 que incluem primeiro e segundo fluoróforos que são excitados por comprimentos de onda de luz azul, a luz de excitação pode ser de cerca de

400 nm, as emissões de luz a partir dos sítios de reação 114 com o primeiro fluoróforo podem ser de cerca de 500 nm (ou dentro da faixa de cerca de 450 nm até cerca de 550 nm), e as emissões de luz a partir dos sítios de reação 114 com o segundo fluoróforo podem ser de cerca de 650 nm (ou dentro da faixa de cerca de 600 nm até cerca de 550 nm).

[00057] Em alguns outros exemplos, o sistema de iluminação pode emitir luz de excitação 101 em diferentes faixas de comprimentos de onda dos comprimentos de onda (que não se sobrepõem) que independentemente ou seletivamente excitam diferentes substâncias biológicas ou químicas de diferentes sítios de reação 114 para emitir emissões de luz de diferentes comprimentos de onda ou faixas de comprimentos de onda. Por exemplo, em um exemplo onde o dispositivo inclui sítios de reação 114 dentro de um único recesso de reação 108 ou diferentes recessos de reação 108 que incluem primeiro e segundo fluoróforos que são excitados por diferentes comprimentos de onda ou faixas de comprimentos de onda de luz, o sistema de iluminação pode emitir uma primeira luz de excitação 101 de um primeiro comprimento de onda ou faixa de comprimentos de onda (por exemplo, uma luz de excitação azul (de cerca de 400 nm, por exemplo) ou uma luz de excitação verde (cerca de 530 nm, por exemplo)) que faz com que os sítios de reação 114 com o primeiro fluoróforo emitam luz de um primeiro comprimento de onda ou faixa de comprimentos de onda (por exemplo, dentro da faixa de cerca de 450 nm até cerca de 550 nm, ou dentro da faixa de cerca de 600 nm até cerca de 550 nm), e emitam uma segunda luz de excitação 101 de um primeiro comprimento de onda ou faixa de comprimentos de onda (por exemplo, uma luz de excitação azul (de cerca de 400 nm, por exemplo) ou uma luz de excitação verde (cerca de 530 nm, por exemplo)) ao mesmo período de tempo ou durante um diferente período de tempo (isto é, durante um único evento de detecção de luz ou durante diferentes eventos de detecção de luz) do que a primeira luz de excitação 101 que faz com que os sítios de reação 114 com o segundo fluoróforo emitam luz de um segundo comprimento de onda ou faixa de comprimentos de onda (por exemplo, dentro da faixa de cerca de 450 nm até cerca de 550 nm, ou dentro da faixa de cerca de 600 nm até cerca de 550 nm).

[00058] Como também é mostrado na FIG. 1, a cobertura de fluxo 110 pode incluir pelo menos uma porta 120 que está configurada para engatar de maneira fluida o canal de fluxo 119 e, potencialmente, outras portas (não mostrado). Por exemplo, as outras portas podem ser a partir de um cartucho ou uma estação de trabalho que compreende a solução de reação ou outra substância biológica ou química. O canal de fluxo 119 pode ser configurado (por exemplo, dimensionado e conformado) para direcionar um fluido ou solução, tal como a solução de reação, ao longo da superfície de detector 112.

[00059] As FIGS. 3 e 4 mostram o exemplo do dispositivo de detecção 104 em maior detalhe do que FIG. 1. Mais especificamente, as FIGS. 3 e 4 mostram um único sensor de luz 140, um único guia de luz 118 para direcionar e passar emissões de luz a partir de pelo menos um sítio de reação 114 associado com o mesmo para um sensor de luz 140, e circuitos associados 146 para transmitir sinais com base nas emissões de luz (por exemplo, fótons) detectadas por um sensor de luz 140. É entendido que os outros sensores de luz 140 do arranjo de sensor 124 (FIGS. 1 e 2) e componentes associados podem ser configurados de uma maneira idêntica ou similar. Também é entendido, no entanto, que um dispositivo de detecção de luz 104 não é necessário de ser fabricado de maneira uniforme através do mesmo. Em vez disso, um ou mais sensores de luz 140 e/ou componentes associados podem ser fabricados de maneira diferente ou possuem diferentes relações um com relação ao outro.

[00060] Os circuitos 146 podem incluir elementos condutivos interconectados (por exemplo, condutores, traços, vias, interconexões, etc.) que são capazes de conduzir corrente elétrica, tal como a transmissão de sinais de dados que são baseados em fótons detectados. Por exemplo, em alguns exemplos, os circuitos 146 podem compreender um arranjo de microcircuito. Um dispositivo de detecção de luz 104 e/ou a base de dispositivo 125 pode compreender pelo menos um circuito integrado tendo um arranjo de sensores de luz 140. Os circuitos 146 posicionados dentro dos dispositivo de detecção 104 podem ser configurados para pelo menos um de amplificação de sinal, digitalização, armazenamento, e processamento. Os circuitos 146 podem coletar (e potencialmente analisar) as emissões de luz detectadas e gerar sinais de dados para a comunicação de dados de detecção para um sistema de bioensaio. Os circuitos 146 também podem realizar adicional processamento de sinal analógico e/ou digital em um dispositivo de detecção de luz 104.

[00061] A base de dispositivo 125 e os circuitos 146 podem ser fabricados usando processos de fabricação de circuito integrado, tal como processos usados para fabricar circuitos ou dispositivos acoplados a carga (CCD) ou circuitos ou dispositivos de semicondutor de óxido de metal complementar (CMOS). Por exemplo, como mostrado na FIG. 3, a base de dispositivo 125 pode ser um dispositivo de CMOS compreendendo de uma pluralidade de camadas empilhadas incluindo uma base de sensor 141, que pode ser a camada de silício (por exemplo, um wafer) em alguns exemplos. A base de sensor 141 pode incluir um sensor de luz 140, e portais 143 formados no mesmo. Os portais 143 podem ser acoplados eletricamente com um sensor de luz 140. Quando um dispositivo de detecção de luz 104 está configurado como mostrado na FIG. 3, um sensor de luz 140 pode ser acoplado eletricamente com os circuitos 146 através dos portais 143, por exemplo.

[00062] Pelo menos parte dos circuitos 146 podem ser providos dentro das camadas de substrato de dispositivo da base de dispositivo 125 dos dispositivo de detecção 104, através/em que cada uma das guias de luz 118 podem se estender. Em alguns exemplos, cada uma das camadas de substrato pode incluir elementos condutivos interconectados que formam pelo menos parte dos circuitos de dispositivo 146, e material dielétrico 142 adjacente com (e potencialmente circundante) os elementos condutivos dos circuitos 146, como mostrado na FIG. 3. Os elementos condutivos dos circuitos 146 podem ser incorporados dentro do material dielétrico 142. Como também é mostrado na FIG. 3, as guias de luz 118 podem se estender através do material dielétrico 142 e podem ser espaçadas dos circuitos 146. Vários elementos metálicos e/ou materiais dielétricos podem ser usados, tal como aqueles adequados para fabricação de circuito integrado (fabricação de CMOS). Por exemplo, em alguns exemplos, os elementos condutivos/circuitos 146 podem ser elementos metálicos, tais como elementos W (tungstênio), elementos Cu (cobre), elementos Al (alumínio), ou uma combinação dos mesmos (mas é entendido que outros materiais e configurações podem ser usadas). Em alguns exemplos, o material dielétrico pode ser SiO2 (mas é entendido que outros materiais e configurações podem ser usados).

[00063] Como usado aqui, o termo “camada” não está limitado a um único corpo contínuo de material a menos que seja declarado de outra maneira. Por exemplo, a camada de sensor 141 e/ou as camadas de dispositivo da base de dispositivo 125 podem incluir múltiplas subcamadas que são diferentes materiais e/ou podem incluir revestimentos, adesivos, e semelhantes. Adicionalmente, uma ou mais das camadas (ou subcamadas) podem ser modificadas (por exemplo, gravadas, depositadas com material, etc.) para prover as funcionalidades descritas aqui.

[00064] Como mostrado nas FIGS. 3 e 4, a estrutura de reação 126 pode compreender de uma ou mais camadas que formam os recessos de reação 104 se estendendo na mesma. A estrutura de reação 126 pode se estender ao longo de uma superfície externa de topo da base de dispositivo 125. No exemplo ilustrado, a estrutura de reação 126 é depositada diretamente ao longo da superfície externa ou topo de uma primeira camada de revestimento 154 e o primeiro material de filtro e o segundo material de filtro 116, 115 da base de dispositivo 125, como descrito adicionalmente abaixo. No entanto, uma camada interveniente pode ser disposta entre a estrutura de reação 126 e a base de dispositivo 125 em outros exemplos. A estrutura de reação 126 pode incluir um ou materiais que são configurados para permitir que os sinais de luz de excitação 101 e os sinais de luz emitidos a partir dos sítios de reação 114 (após o tratamento com a solução de reação) dentro dos recessos 108 passem através dos mesmos e para uma abertura 158 de uma ou mais guias de luz 118 correspondendo com um particular recesso de reação 108. Em alguns exemplos, a estrutura de reação 126 pode incluir uma ou mais camadas ou outras funcionalidades que evitam a diafonia ou “compartilhamento” de luz emitida a partir de um particular sítio de reação 114/recessos de reação 108 a partir de/para um sensor não correspondente 140.

[00065] A estrutura de reação 126 pode compreender uma pluralidade de diferentes camadas, como mostrado nas FIGS. 3 e 4. No exemplo ilustrado, a estrutura de reação 126 pode incluir uma primeira camada de reação 160 que se estende sobre (diretamente ou indiretamente) a base de dispositivo 125 (por exemplo, sobre a primeira camada de revestimento 154) e a abertura 158 das guias de luz 118 (por exemplo, o primeiro e o segundo materiais de filtro 116, 115) da base de dispositivo 125, como mostrado nas FIGS. 3 e 4. Como também é mostrado nas FIGS. 3 e 4, no exemplo ilustrado, a estrutura de reação 126 inclui adicionalmente uma segunda camada 162 que se estende sobre (diretamente ou indiretamente) a primeira camada 160. A estrutura de reação 126 do exemplo ilustrado também inclui uma terceira camada 164 que se estende sobre (diretamente ou indiretamente) a segunda camada 162, e uma quarta camada 166 que se estende sobre (diretamente ou indiretamente) a terceira camada 162. Os recessos de reação 108 pode se estender pelo menos para a terceira camada 164.

[00066] A quarta camada 166 pode formar as superfícies internas (por exemplo, paredes laterais e uma parede de fundo) dos recessos de reação 108 se estendendo sobre uma endentação (por exemplo, uma cavidade ou um espaço vazio) na terceira camada 162, como mostrado nas FIGS. 3 e 4. A quarta camada 166, e potencialmente a segunda camada 162, pode formar a superfície de detector 112, como mostrado nas FIGS. 3 e 4. Em alguns casos, a quarta camada 166, e potencialmente a segunda camada 162, pode ser configurada para prover uma superfície sólida que permite que produtos químicos, biomoléculas ou outros analitos de interesse sejam imobilizados na mesma. Por exemplo, cada um dos sítios de reação 114 pode incluir um agrupamento de biomoléculas que são imobilizadas para a superfície de detector 112, as quais podem compreender a quarta camada 166, e potencialmente a segunda camada 162. Assim, a quarta camada 166, e potencialmente a segunda camada 162, pode compreender um material que permite que os sítios de reação 114 sejam imobilizados na mesma. A primeira camada 160 e a quarta camada 166 (e potencialmente a segunda camada 162 e a terceira camada 166) pode compreender um material que é pelo menos substancialmente transparente para a luz de excitação 101 e a luz de emissão dos sítios de reação 114. Em adição, a quarta camada 166, e potencialmente a segunda camada 162, pode ser fisicamente ou quimicamente modificada para facilitar a imobilização das biomoléculas e/ou para facilitar a detecção das emissões de luz.

[00067] Por meio de exemplo e como mostrado no exemplo ilustrado das FIGS. 3 e 4, a primeira camada 160 e a terceira camada 166 pode compreender um primeiro material, e a segunda camada 162 e a quarta camada 168 pode compreender um segundo material que difere a partir do primeiro material. Em alguns tais exemplos, o primeiro material é SiN, e o segundo material é TaO. No entanto, a estrutura de reação 126 pode compreender diferentes camadas (por exemplo, diferentes camadas, menos camadas, e/ou mais camadas) e/ou diferentes materiais.

[00068] Como mostrado nas FIGS. 3 e 4, a base de dispositivo 125 dos dispositivo de detecção 104 pode incluir uma primeira camada de blindagem 150 que se estende sobre (diretamente ou indiretamente) as camadas empilhadas (por exemplo, camadas dielétricas - de metal) da base de dispositivo 125, tal como sobre o material dielétrico 142 e os componentes do circuito condutor 146. A primeira camada de blindagem 150 pode incluir um material que está configurado para bloquear, refletir, e/ou atenuar de maneira significativa a luz de excitação 101 e/ou as emissões de luz a partir dos sítios de reação 114 (por exemplo, sinais de luz que estão se propagando a partir do canal de fluxo 118). Por meio de exemplo apenas, a primeira camada de blindagem 150 pode compreender tungstênio (W).

[00069] A primeira camada de blindagem 150 pode incluir pelo menos uma abertura através da mesma que se alinha, pelo menos parcialmente, com pelo menos uma correspondente guia de luz 118. A primeira camada de blindagem 150 pode incluir um arranjo de tais aberturas. Em alguns exemplos, a primeira camada de blindagem 150 pode se estender inteiramente em torno das aberturas na mesma. Desta forma, os sinais de luz a partir da luz de excitação 101 e/ou as emissões de luz a partir dos sítios de reação 114 podem ser bloqueados, refletidos, e/ou atenuados de maneira significativa para evitar que os sinais de luz passem através da base de dispositivo 125 fora das guias de luz 118 e sendo detectados pelos sensores de luz 140. Em alguns exemplos, a primeira camada de blindagem 150 se estende de maneira contínua entre adjacentes aberturas ou guias de luz 118 e/ou aberturas se estendendo para a mesma. Em alguns outros exemplos, a primeira camada de blindagem 150 não se estende de maneira contínua entre adjacentes aberturas ou guias de luz 118 tal que uma ou mais outras aberturas existem na primeira camada de blindagem 150, o que pode permitir que a luz de excitação 101 e/ou as emissões de luz a partir dos sítios de reação 114 passem através da mesma.

[00070] Em alguns exemplos, a base de dispositivo 125 dos dispositivo de detecção 104 pode incluir uma segunda camada de blindagem 152 que se estende sobre (diretamente ou indiretamente) a primeira camada de blindagem 150, como mostrado nas FIGS. 3 e 4. A segunda camada de blindagem 152 pode incluir material antirreflexivo e/ou um material que evita a contaminação das porções subjacentes da base de dispositivo 125. Por meio de exemplo apenas, a segunda camada de blindagem 152 pode compreender SiON. Em alguns exemplos, a segunda camada de blindagem 152 pode ser configurada para evitar ser contaminada, tal como com sódio, a partir da interação com a primeira camada de blindagem 150, o material dielétrico 142 e/ou os componentes condutores (por exemplo, metal) dos circuitos de dispositivo 146. Em alguns exemplos, a segunda camada de blindagem 152 pode imitar a configuração da primeira camada de blindagem 150. Por exemplo, a segunda camada de blindagem 152 pode incluir pelo menos uma abertura através da mesma que se alinha, pelo menos parcialmente, com pelo menos uma guia de luz 118, como mostrado nas FIGS. 3 e

4. A segunda camada de blindagem 152 pode incluir um arranjo de tais aberturas. Em alguns exemplos, a segunda camada de blindagem 152 pode se estender em torno das aberturas na mesma. Em alguns exemplos, a segunda camada de blindagem 152 se estende de maneira contínua entre adjacentes guias de luz 118 e/ou aberturas se estendendo para a mesma. Em alguns outros exemplos, a segunda camada de blindagem 152 não se estende de maneira contínua entre adjacentes guias de luz 118 e/ou aberturas se estendendo para a mesma tal que uma ou mais outras aberturas existem na segunda camada de blindagem 152, como mostrado nas FIGS. 3 e 4.

[00071] Em alguns exemplos, um dispositivo de detecção de luz 104 pode incluir uma primeira camada de revestimento 154 que se estende sobre a base de dispositivo 125 e em torno das guias de luz 118, como mostrado nas FIGS. 3 e 4. A primeira camada de revestimento 154 pode ser uma camada conformacional contínua formada na base de dispositivo 125. A primeira camada de revestimento 154 pode ser desprovida de aberturas definidas. No entanto, a primeira camada de revestimento 154 pode incluir descontinuidades internas, poros, rupturas ou semelhantes que permitem que um líquido ou solução, tal como a solução de reação, escoem através da mesma, como explicado adicionalmente abaixo. A primeira camada de revestimento 154 pode ser quimicamente reativa com relação à solução de reação. Por exemplo, devido à composição (por exemplo, água e/ou óleo) e/ou acidez relativamente alta (por exemplo, um pH igual a ou menor do que cerca de 5) ou basicidade relativamente alta (por exemplo, um pH igual a ou maior do que cerca de 8) da solução de reação, a solução de reação pode reagir quimicamente com o material da primeira camada de revestimento 154 quando exposta ao mesmo e fazer com que o material seja dissolvido ou de outra maneira destacado (isto é, gravar a camada de revestimento 154). Durante um tempo de exposição, a solução de reação desta forma pode gravar através da primeira camada de revestimento 154 e, por último, interagir com e corroer ou de outra forma interferir com o funcionamento dos circuitos de dispositivo 146. Por exemplo, a primeira camada de revestimento 154 pode ser uma camada de nitreto de silício (ou de outra forma incluir SiN), e a solução de reação ácida ou básica relativamente alta pode gravar o SiN quando exposta ao mesmo.

[00072] Nos exemplos ilustrados, a primeira camada de revestimento 154 se estende entre a estrutura de reação 126 e a segunda camada de blindagem 152 na porção superior de topo da base de dispositivo 125 (e/ou qualquer camada na porção superior ou de topo da base de dispositivo 125) nas regiões intersticiais 113, e se estende ao longo das guias de luz 118, como mostrado nas FIGS. 3 e 4. No exemplo ilustrado, a primeira camada de revestimento 154 se estende em torno das guias de luz 118 e adjacente ao material dielétrico 142 da base de dispositivo 125, como mostrado nas FIGS. 3 e 4. Como também é mostrado nas FIGS. 3 e 4, a primeira camada de revestimento 154 pode se estender em torno das guias de luz 118 tal que ela está posicionada entre (por exemplo, diretamente entre) o material dielétrico 142 da base de dispositivo 125 e o revestimento de suporte 130 e a segunda região de filtro 115 das guias de luz 118. A primeira camada de revestimento 154 pode ser configurada como uma camada antirreflexiva ou uma camada refletiva (por exemplo, para garantir que a luz emitida a partir dos sítios de reação 114 passe através das guias de luz 118), uma camada de prevenção de contaminação (por exemplo, para evitar a contaminação com sódio para a base de dispositivo 125) e/ou uma camada de adesão (por exemplo, para aderir o revestimento de suporte 130 e a segunda região de filtro 115 das guias de luz 118 ao material dielétrico 142). Em alguns exemplos, a camada de revestimento 154 pode ser configurada como uma camada de prevenção de contaminação que evita qualquer espécie iônica de penetrar nas camadas do dispositivo (por exemplo, camadas dielétricas - de metal). Em alguns exemplos, a camada de revestimento 154 compreende SiN. Em alguns exemplos, a camada de revestimento 154 compreende uma camada de SiN.

[00073] Como mostrado nas FIGS. 3 e 4, a primeira camada de revestimento 154 pode ser de uma espessura substancialmente uniforme. Em outros exemplos, a espessura da primeira camada de revestimento 154 pode variar. Por exemplo, as porções da primeira camada de revestimento 154 se estendendo sobre a porção de topo da base de dispositivo 125 podem ser de uma primeira espessura, e as porções da primeira camada de revestimento 154 se estendendo em torno das guias de luz 118 podem ser de uma segunda espessura que é mais grossa ou mais fina do que a primeira espessura. Como outro exemplo, a espessura das porções da primeira camada de revestimento 154 se estendendo em torno das guias de luz 118 pode estar variando ao longo da profundidade do interior da base de dispositivo 125 (por exemplo, pode se afunilar com a profundidade da base de dispositivo 125). Em alguns exemplos, a espessura da primeira camada de revestimento 154 pode ser dentro da faixa de cerca de 10 nm até cerca de 100 nm. No exemplo ilustrado, a primeira camada de revestimento 154 é de cerca de 50 nm de espessura.

[00074] Como mostrado na FIG. 3, a base de dispositivo 125 também podem incluir uma segunda camada de revestimento 155 posicionada dentro das camadas de dispositivo e abaixo das guias de luz 118. A segunda camada de revestimento 155 pode ser substancialmente similar ou a mesma que a primeira camada de revestimento 154 mas para a sua posição dentro da base de dispositivo 125. Em alguns exemplos, a segunda camada de revestimento 155 pode se estender imediatamente abaixo do revestimento de suporte 130 ao longo do fundo das guias de luz 118, como mostrado na FIG. 3. Deste modo, a primeira camada de revestimento 154 e a segunda camada de revestimento 155 podem se estender inteiramente em torno das guias de luz 118 mas para as aberturas 158 das guias de luz 118 abaixo dos recessos de reação 108.

[00075] Como foi discutido acima, a base de dispositivo 125 dos dispositivo de detecção 104 pode incluir o revestimento de suporte ou camada 130 posicionado em uma porção de fundo das guias de luz 118, como mostrado na FIG.

3. O revestimento de suporte 130 pode se estender (diretamente ou indiretamente) entre a primeira região de filtro 116 e o material dielétrico 142, e entre a primeira região de filtro 116 e a segunda camada de revestimento 155. Por exemplo, o revestimento de suporte 130 pode se estender em torno da primeira região de filtro 116 e entre (diretamente ou indiretamente) a primeira região de filtro 116 e a primeira camada de revestimento 154, como mostrado na FIG. 3. Deste modo, o revestimento de suporte 130 pode se estender em torno de uma porção de fundo da primeira região de filtro 116, incluindo quase as superfícies laterais e de fundo da mesma. O revestimento de suporte 130 pode se estender completamente em torno do primeiro material de filtro 116 das guias de luz 118. Como mostrado na FIG. 3, a segunda região de filtro 115 pode se estender acima do revestimento de suporte 130 em uma porção superior das guias de luz 118. O revestimento de suporte 130 desta forma pode suportar ou se estender abaixo da segunda região de filtro

115. Em alguns exemplos, o revestimento de suporte 130 pode se estender imediatamente abaixo da segunda região de filtro

115. O revestimento de suporte 130 e a segunda região de filtro 115, desta forma, podem se combinar para formar uma camada que se estende em torno do primeiro material de filtro 116 e é posicionada entre o primeiro material de filtro 116 e a primeira camada de revestimento 154 e/ou o material dielétrico 142 da base de dispositivo 125, como mostrado na FIG. 3.

[00076] A espessura do revestimento de suporte 130 pode ser qualquer espessura. Em alguns exemplos, a espessura do revestimento de suporte 130 pode estar dentro da faixa de cerca de 100 nm e cerca de 1 mícron, ou dentro da faixa de cerca de 100 nm e cerca de 500 nm. Em alguns exemplos, a espessura do revestimento de suporte 130 pode ser a mesma espessura ou uma espessura substancialmente similar com a espessura da segunda região de filtro 115, tal como pelo menos a porção do revestimento de suporte 130 que ela contata ou está posicionada próxima da segunda região de filtro 115. Em alguns exemplos, a espessura do revestimento de suporte 130 abaixo da primeira região de filtro 116 no fundo das guias de luz 118 (entre a primeira região de filtro 116 e a segunda camada de revestimento 155 e/ou material dielétrico 142) pode ser a mesma espessura ou uma espessura substancialmente similar que a espessura do revestimento de suporte 130 se estendendo em torno das superfícies laterais da primeira região de filtro 116 (entre a primeira região de filtro 116 e a primeira camada de revestimento 154 e/ou material dielétrico 142).

[00077] O revestimento de suporte 130 pode ser desprovido de aberturas predefinidas ou outros espaços vazios que podem permitir que um líquido ou solução, tal como a solução de reação, escoe através dos mesmos. O revestimento de suporte 130 também pode ser desprovido de quaisquer descontinuidades internas, poros, rachaduras, rupturas ou semelhantes, ou evitar a formação dos mesmos,

que podem permitir que um líquido ou solução, tal como a solução de reação, escoe através dos mesmos.

O revestimento de suporte 130 desta forma pode ser uma camada de barreira impenetrável a líquido.

Uma camada impenetrável a líquido aqui se refere a uma camada que pode evitar que qualquer líquido ou solução (por exemplo, a solução de reação) passe através da mesma, tal como evitar que pelo menos cerca de 99 % em volume da solução de reação em contato com a camada de proteção 130 em pressão atmosférica passe através da mesma.

O revestimento de suporte 130 também pode ser quimicamente inerte com relação à solução de reação tal que a solução de reação (que pode incluir uma acidez relativamente alta ou basicidade relativamente alta, como descrito acima) não grava o revestimento de suporte 130, ou grava menos do que cerca de um (1) angstrom (Å) da espessura do revestimento de suporte 130 por hora em cerca de 100 graus Celsius e aproximadamente na pressão atmosférica, quando a solução de reação está em contato com o revestimento de suporte 130. Por exemplo, a composição do revestimento de suporte 130 pode não reagir quimicamente, ou reage quimicamente até apenas um grau relativamente pequeno, com a composição da solução de reação (que pode incluir uma acidez relativamente alta ou basicidade relativamente alta) tal que a solução de reação não grava o revestimento de suporte 130 ou grava menos do que cerca de um (1) angstrom (Å) da espessura do revestimento de suporte 130 por hora em cerca de 100 graus Celsius e em cerca de pressão atmosférica quando a solução de reação está em contato com o revestimento de suporte 130. O revestimento de suporte 130 desta forma pode compreender uma camada resistente à gravação com relação à solução de reação (que pode incluir um pH igual a ou menor do que cerca de 5 ou um pH igual a ou maior do que cerca de 8, por exemplo) para evitar que a solução de reação penetre através da mesma (com o tempo) e, por último, interaja com e corroendo ou de outra forma interferindo com o funcionamento dos circuitos de dispositivo 146. O revestimento de suporte 130, desta forma, é configurado para evitar que um líquido ou solução (tal como a solução de reação) que pode penetrar através da estrutura de reação 126 e o material de filtro 116 de uma guia de luz 118 para o revestimento de suporte 130 interajam com os circuitos de dispositivo 146.

[00078] O revestimento de suporte 130 pode compreender qualquer material que difere do material da primeira camada de revestimento 154 e o primeiro material de filtro 116, e tal que permite que a luz emitida a partir dos sítios de reação 114 passe através dos mesmos e para o pelo menos um correspondente sensor de luz 140 através da correspondente guia de luz 118. Por exemplo, o revestimento de suporte 130 pode compreender qualquer material que permite que luz emitida a partir dos sítios de reação 114 de um recesso de reação associado 108 que não é filtrado pela primeira e pela segunda regiões de filtro 116, 115 passe através do mesmo. Como explicado adicionalmente abaixo, o revestimento de suporte 130 pode compreender qualquer material que difere do material da primeira camada de revestimento 154 e o primeiro material de filtro 116 de forma que uma porção superior do revestimento de suporte 130 pode ser seletivamente removida (por exemplo, gravada) para formar o revestimento de suporte 130 apenas na porção de fundo ou inferior das guias de luz 118. Em alguns exemplos, o revestimento de suporte 130 pode compreender um óxido, um nitreto, ou uma combinação dos mesmos. Em alguns tais exemplos, o revestimento de suporte 130 pode compreender de SiO2, um óxido de metal ou uma combinação dos mesmos.

[00079] Em alguns exemplos, o revestimento de suporte 130 pode compreender material que é quimicamente inerte à solução de reação. Por exemplo, o revestimento de suporte 130 pode compreender qualquer material que não reage quimicamente, ou que reage quimicamente até apenas um grau relativamente pequeno, com a solução de reação (que pode incluir um pH igual a ou menor do que cerca de 5 ou um pH igual a ou maior do que cerca de 8, por exemplo) tal que a solução de reação não grava o revestimento de suporte 130 ou grava menos do que cerca de um (1) angstrom (Å) da espessura do revestimento de suporte 130 por hora em cerca de 100 graus Celsius e em cerca de pressão atmosférica quando a solução de reação está em contato com o revestimento de suporte 130. Por exemplo, o revestimento de suporte 130 pode compreender um óxido, um nitreto, ou uma combinação dos mesmos. Em alguns exemplos, o revestimento de suporte 130 pode compreender dióxido de silício, um óxido de metal, um nitreto de metal ou uma combinação dos mesmos. Em alguns exemplos, o revestimento de suporte 130 pode compreender dióxido de silício, oxinitreto de silício, monóxido de silício, carbeto de silício, oxicarbeto de silício, nitrocarbeto de silício, dióxido de silício, óxido de metal, nitreto de metal ou uma combinação dos mesmos. Em alguns exemplos, o pH da solução de reação é maior do que ou igual a cerca de 8, e o revestimento de suporte 130 pode compreender dióxido de silício, oxinitreto de silício, monóxido de silício, carbeto de silício, oxicarbeto de silício, nitrocarbeto de silício, dióxido de silício, óxido de metal, nitreto de metal ou uma combinação dos mesmos. Em alguns exemplos, o pH da solução de reação é menor do que ou igual a cerca de 5, e o revestimento de suporte 130 compreende carbeto de silício, oxicarbeto de silício, nitrocarbeto de silício, um óxido de metal, um nitreto de metal ou uma combinação dos mesmos.

[00080] Como foi discutido acima, as guias de luz 118 pode se estender a partir de uma abertura 158 para a base de dispositivo 125, tal como através das camadas do material dielétrico 142 e para pelo menos um sensor de imagem 140. Em particular exemplos, as guias de luz 118 são alongadas e se estendem a partir de próximo de pelo menos um correspondente recesso de reação 108 da abertura 158 da mesma para pelo menos um correspondente sensor de luz 140 dentro da camada de sensor 141. As guias de luz 118 podem se estender pelo comprimento ao longo de um eixo central longitudinal. As guias de luz 118 podem ser configuradas em uma forma tridimensional que permite e/ou promove a luz emitida a partir de um sítio de reação(s) 112 de pelo menos um correspondente recesso de reação 108 para o pelo menos um correspondente sensor de luz 140, tal como forma substancialmente cilíndrica ou troncocônica com uma abertura circular 158. O eixo longitudinal das guias de luz 118 pode se estender através de um centro geométrico da seção transversal. No entanto, outras geometrias podem ser usadas em exemplos alternativos. Por exemplo, a seção transversal das guias de luz 118 pode ser conformada substancialmente quadrada ou octogonal. As guias de luz 118 podem compreender a primeira região de filtro 116, a segunda região de filtro 115 e o revestimento de suporte 130.

[00081] Como foi discutido acima e mostrado nas FIGS. 3 e 4, guias de luz 118 pode incluir a primeira região de filtro 116 e a segunda região de filtro 115. A primeira região de filtro 116 pode ser troncocônica, e a segunda região de filtro 115 pode ser uma manga anular ou revestimento que se estende em torno da primeira região de filtro 116 (acima do revestimento de suporte anular ou manga 130). A primeira região de filtro 116 pode compreender um primeiro material de filtro que está configurado para filtrar a luz de excitação 101 de um primeiro comprimento de onda ou uma faixa de comprimentos de onda (e potencialmente um quarto comprimento de onda ou uma faixa de comprimentos de onda), e permitir as emissões de luz de um segundo comprimento de onda ou uma faixa de comprimentos de onda a partir de pelo menos um sítio de reação 114 de pelo menos um correspondente recesso de reação 108 para se propagar através do mesmo e para pelo menos um correspondente sensor de luz 140. De maneira similar, a segunda região de filtro 115 pode compreender um segundo material de filtro que está configurado para filtrar a luz de excitação 101 do primeiro comprimento de onda ou uma faixa de comprimentos de onda (e potencialmente o quarto comprimento de onda ou uma faixa de comprimentos de onda), e permitir as emissões de luz de um terceiro comprimento de onda ou uma faixa de comprimentos de onda a partir de pelo menos um sítio de reação 114 de pelo menos um correspondente recesso de reação 108 para se propagar através do mesmo e para o pelo menos um correspondente sensor de luz 140. Em alguns exemplos, a primeira região de filtro 116 também pode filtrar as emissões de luz do terceiro comprimento de onda ou uma faixa de comprimentos de onda a partir de pelo menos um sítio de reação 114 (isto é, evitar que tal luz emitida passe através do mesmo), e/ou a segunda região de filtro 115 também pode filtrar as emissões de luz do segundo comprimento de onda ou uma faixa de comprimentos de onda a partir do pelo menos um sítio de reação 114 (isto é, evitar que tal luz emitida passe através do mesmo). Em outros exemplos, a primeira região de filtro 116 pode permitir que as emissões de luz do terceiro comprimento de onda ou uma faixa de comprimentos de onda a partir do pelo menos um sítio de reação 114 passem através do mesmo, e/ou a segunda região de filtro 115 pode permitir que as emissões de luz do segundo comprimento de onda ou uma faixa de comprimentos de onda a partir do pelo menos um sítio de reação 114 passem através do mesmo. Cada uma das guias de luz 118 do arranjo de guias de luz 118 do dispositivo 104 pode incluir substancialmente a mesma configuração (por exemplo, propriedades de filtração) da primeira e a segunda regiões de filtro 116, 115, ou diferentes guias de luz 118 podem incluir diferentes configurações (por exemplo, propriedades de filtração) da primeira e a segunda regiões de filtro 116, 115.

[00082] A primeira região de filtro 116 e a segunda região de filtro 115 de uma guia de luz 118 podem ser, por exemplo, filtros de absorção (por exemplo, um filtro de absorção orgânica) tal que eles absorvem os respectivos comprimentos de onda ou faixas de comprimentos de onda e permite que pelo menos um comprimento de onda predeterminado ou faixa de comprimentos de onda passe através do mesmo.

Por meio de um exemplo apenas, pelo menos um primeiro sítio de reação 114 de pelo menos um recesso de reação 108 do dispositivo 104 pode ser configurado para produzir as primeiras emissões de luz de um primeiro comprimento de onda ou faixa de comprimentos de onda com a luz de excitação incidente 101 de um terceiro comprimento de onda ou faixa de comprimentos de onda, e pelo menos um segundo sítio de reação 114 de pelo menos um recesso de reação 108 do dispositivo 104 pode ser configurado para produzir as segundas emissões de luz de um segundo comprimento de onda ou faixa de comprimentos de onda na luz de excitação incidente 101 do terceiro comprimento de onda ou faixa de comprimentos de onda que difere (ou não se sobrepõe) a partir das primeiras emissões de luz.

O primeiro e o segundo sítios de reação 114 podem ser o mesmo sítio de reação 114, podem ser diferentes sítios de reação 114 providos dentro de um comum recesso de reação 108, ou podem ser diferentes sítios de reação 114 providos dentro de diferentes recessos de reação 108. Em tal exemplo, a primeira região de filtro 116 pode absorver a luz de excitação 101 e as segundas emissões de luz, mas permite que as primeiras emissões de luz a partir dos primeiros sítios de reação passem através das mesmas.

De maneira similar, a segunda região de filtro 115 pode absorver a luz de excitação 101 e as primeiras emissões de luz, mas permite que as segundas emissões de luz a partir dos primeiros sítios de reação passem através das mesmas.

[00083] Por meio de outro exemplo, pelo menos um primeiro sítio de reação 114 de pelo menos um recesso de reação 108 do dispositivo 104 pode ser configurado para produzir as primeiras emissões de luz de um primeiro comprimento de onda ou faixa de comprimentos de onda com a primeira luz de excitação 101 incidente de um terceiro comprimento de onda ou faixa de comprimentos de onda, e pelo menos um segundo sítio de reação 114 de pelo menos um recesso de reação 108 do dispositivo 104 pode ser configurado para produzir segundas emissões de luz de um segundo comprimento de onda ou faixa de comprimentos de onda com a segunda luz de excitação 101 incidente de um quarto comprimento de onda ou faixa de comprimentos de onda. O primeiro, o segundo, o terceiro e o quarto comprimentos de onda ou faixas de comprimentos de onda podem diferir (e não se sobrepor, se faixas de comprimentos de onda). A terceira e a quarta luz de excitação 101 podem ser emitidas ao mesmo tempo (por exemplo, durante o mesmo evento de detecção de luz), ou a terceira e a quarta luz de excitação 101 podem ser independentemente ou separadamente emitidas em diferentes momentos (por exemplo, durante diferentes eventos de detecção de luz). O primeiro e o segundo sítios de reação 114 podem ser o mesmo sítio de reação 114, pode ser diferentes sítios de reação 114 providos dentro de um comum recesso de reação 108, ou pode ser pode ser diferentes sítios de reação 114 providos dentro de diferentes recessos de reação 108. Em tal exemplo, a primeira região de filtro 116 pode absorver pelo menos a primeira luz de excitação 101 e as segundas emissões de luz, mas permitem que as primeiras emissões de luz a partir dos primeiros sítios de reação passem através da mesma. A primeira região de filtro 116 também pode absorver a segunda luz de excitação 101. De maneira similar, a segunda região de filtro 115 pode absorver pelo menos a segunda luz de excitação 101 e as primeiras emissões de luz, mas permite que as segundas emissões de luz a partir dos primeiros sítios de reação passem através da mesma. A segunda região de filtro 115 também pode absorver a primeira luz de excitação 101.

[00084] O material da primeira e a segunda regiões de filtro 116, 115 pode ser qualquer material que evita que a luz de excitação passe através do mesmo (por exemplo, reflete, refrata e/ou absorve tal luz) e permite que luz emitida (a partir de pelo menos um sítio de reação 114) de um comprimento de onda predeterminado ou predeterminado ou faixa de comprimentos de onda através do mesmo. Por exemplo, o material da primeira e a segunda regiões de filtro 116, 115 pode ser um material polimérico (o mesmo material polimérico ou um diferente material polimérico) com diferentes corantes. Por exemplo, o material da primeira e da segunda regiões de filtro 116, 115 pode ser um material polimérico (o mesmo material polimérico ou um diferente material polimérico) com diferentes corantes. Em tais exemplos, o material polimérico pode incluir uma matriz com base em C-H-O, e os diferentes corantes podem ser diferentes moléculas complexas orgânicas de metal, por exemplo. No entanto, qualquer outro material apropriado pode ser usado.

Como foi discutido acima, em alguns exemplos a primeira e a segunda regiões de filtro 116, 115 pode permitir que luz emitida (a partir de pelo menos um sítio de reação 114) de diferentes comprimentos de onda ou faixas de comprimentos de onda passe através das mesmas. Desta forma, em alguns exemplos a primeira região de filtro 116 de uma guia de luz 118 pode filtrar (isto é, bloquear) luz emitida (a partir de pelo menos um sítio de reação 114) que a segunda região de filtro 115 de uma guia de luz 118 permite passar através da mesma, e/ou a segunda região de filtro 115 de uma guia de luz 118 pode filtrar (isto é, bloquear) luz emitida (a partir de pelo menos um sítio de reação 114) que a primeira região de filtro 116 de uma guia de luz 118 permite passar através da mesma.

[00085] Cada guia de luz 118, desta forma, pode ser configurada com relação ao material circundante da base de dispositivo 125 (por exemplo, o material dielétrico 142 e/ou a primeira e a segunda camadas de revestimento 154, 155) para formar uma estrutura de guia de luz. Por exemplo, as guias de luz 118 pode ter um índice de refração de pelo menos cerca de 2. Em certos exemplos, uma guia de luz 118 está configurado tal que a densidade óptica (OD) ou absorbância da luz de excitação é de pelo menos cerca de 4 OD. Mais especificamente, o material de filtro 116 das guias de luz 118 pode ser selecionado e uma guia de luz 118 pode ser dimensionado para alcançar pelo menos cerca de 4 OD. Em mais exemplos particulares, uma guia de luz 118 pode ser configurada para alcançar pelo menos cerca de 5 OD, ou pelo menos cerca de 6 OD.

[00086] Inicialmente, os sítios de reação 114 de um ou mais recessos de reação 114 da estrutura de reação 126 do dispositivo 104 ou bioconjunto 100 podem não incluir uma reação designada. Como foi discutido acima, um sítio de reação 114 pode incluir substâncias biológicas ou químicas imobilizadas para a superfície de detector 112 ou, mais especificamente, nas superfícies de base e/ou laterais dos recessos de reação 108. Em particular exemplos, os sítios de reação 114 estão localizados próximos de uma abertura 158 de pelo menos uma correspondente guia de luz 118 de forma que emissões de luz pré-designadas emitidas a partir dos sítios de reação 114 após uma reação designada ter ocorrido (através de tratamento com a solução de reação) se propagam através da estrutura de reação 126, através da abertura 158 e o primeiro e/ou o segundo material de filtro 116, 115, através do revestimento de suporte 130 (e potencialmente a primeira e/ou a segunda camadas de revestimento 154, 155), e para pelo menos um correspondente sensor de luz 140.

[00087] As substâncias biológicas ou químicas de um único sítio de reação 114 podem ser similares ou idênticas (por exemplo, uma colônia de analitos (por exemplo, oligonucleotídeos) que possuem uma sequência comum). No entanto, em outros exemplos, um único sítio de reação 114 e/ou recesso de reação pode incluir diferentes substâncias biológicas ou químicas. De maneira similar, sítios de reação 114 de um único recesso de reação 108 pode incluir diferentes substâncias biológicas ou químicas (e desta forma reações designadas, com diferentes marcadores fluorescentes). Antes de uma reação designada, os sítios de reação 114 podem incluir pelo menos um analito (por exemplo, um analito de interesse). Por exemplo, o analito pode ser um oligonucleotídeo ou uma colônia do mesmo (por exemplo, um oligonucleotídeo de interesse). Os oligonucleotídeos podem ter uma sequência efetivamente comum e se ligar com uma biomolécula marcada de maneira fluorescente predefinida ou particular, tal como um nucleotídeo marcado de maneira fluorescente. Diferentes sítios de reação 114, desta forma, podem incluir diferentes biomoléculas marcadas de maneira fluorescente, tal como nucleotídeos diferentemente marcados de maneira fluorescente.

[00088] No entanto, antes da reação designada, os fluoróforos da biomolécula marcada de maneira fluorescente não são incorporados ou ligados com as substâncias biológicas ou químicas (por exemplo, um oligonucleotídeos) nos sítios de reação 114. Para alcançar ou obter uma reação designada (isto é, para incorporar a biomolécula marcada de maneira fluorescente com as substâncias biológicas ou químicas nos/dos sítios de reação 114), uma célula de fluxo pode prover um fluxo de solução de reação 170 para a estrutura de reação 126 de um dispositivo de detecção de luz 104, como mostrado na FIG. 5. Deste modo, a solução de reação 170 pode iniciar uma reação e/ou formar um produto de reação nos sítios de reação 114 que gera emissões de luz na luz de excitação incidente.

[00089] A solução de reação pode compreender um ou mais reagentes de sequenciamento usados para enxerto de DNA, agrupamento, clivagem, incorporação e/ou leitura, por exemplo. No entanto, a solução de reação pode ser qualquer solução. Por exemplo, a solução de reação 170 pode ser uma solução aquosa e/ou pode ser compreendida de um óleo; no entanto, é entendido que a solução de reação 170 pode compreender qualquer outro líquido. A solução de reação 170 pode incluir um ou mais constituintes que pode tender a reagir com, corroer, dissolver, deteriorar ou de outra forma tornar os circuitos 146 inoperáveis ou menos eficazes que os circuitos (isto é, transferência de sinais ou elétrons). Por exemplo, a solução de reação 170 pode ser uma solução aquosa que pode tender a oxidar as porções de metal dos circuitos 146 se interage com o mesmo.

[00090] Em um exemplo, a solução de reação 170 contém um ou mais tipos de nucleotídeo, pelo menos parte dos quais são marcados de maneira fluorescente, e a solução de reação 170 também contém uma ou mais biomoléculas, tal como enzimas polimerase, que incorporam nucleotídeos em um oligonucleotídeo crescente em um sítio de reação 114, desta forma marcando o oligonucleotídeo com um nucleotídeo marcado de maneira fluorescente. Nesta implementação, a célula de fluxo provê uma solução de lavagem para remover quaisquer nucleotídeos livres que não são incorporados em oligonucleotídeos. Os sítios de reação 114 então são iluminados com uma luz de excitação 101 de um primeiro comprimento de onda, causando a fluorescência de um segundo ou de um terceiro comprimento de onda nestes sítios de reação 114 onde um nucleotídeo marcado de maneira fluorescente foi incorporado. Sítios de reação 114 que não incorporam um nucleotídeo marcado de maneira fluorescente não emitem luz.

[00091] Como mostrado no exemplo ilustrado na FIG. 5, a solução de reação 170 pode ser provida dentro dos recessos de retração 118 para alcançar as reações designadas, tal como pelo menos uma molécula marcada de maneira fluorescente se ligando ou incorporando com as substâncias biológicas ou químicas imobilizadas nos sítios de reação 114. Em alguns exemplos, as substâncias biológicas ou químicas dos sítios de reação 114 pode ser um analito, e a molécula marcada de maneira fluorescente pode incluir pelo menos um fluoróforo que liga ou incorpora com o analito. Em tais exemplos, o analito pode compreender um oligonucleotídeo, e a pelo menos uma molécula marcada de maneira fluorescente compreende um nucleotídeo marcado de maneira fluorescente. A solução de reação 170 pode incluir diferentes moléculas marcadas de maneira fluorescente que emitem luz de diferentes comprimentos de onda ou faixas de comprimentos de onda em resposta à luz de excitação incidente. Diferentes sítios de reação 114 (dos mesmos ou de diferentes recessos de reação 108), desta forma, podem ser configurados para emitir luz de diferentes comprimentos de onda ou faixas de comprimentos de onda em resposta à luz de excitação incidente.

[00092] Quando as substâncias biológicas ou químicas (por exemplo, oligonucleotídeos) dos sítios de reação 114 são similares ou idênticas, tal como tendo uma sequência comum, os sítios de reação 114 podem ser configurados para gerar emissões de luz comuns após a reação designada e a luz de excitação 101 ser absorvida pelas moléculas marcadas de maneira fluorescente ligados ou incorporados nas mesmas a partir da solução de reação 170. Quando substâncias biológicas ou químicas (por exemplo, oligonucleotídeos) dos sítios de reação 114 são diferentes, tal como tendo diferentes sequências, os sítios de reação 114 podem ser configurados para gerar diferentes emissões de luz (diferentes comprimentos de onda ou ranges ou comprimentos de onda) após as reações designadas e a luz de excitação 101 ser absorvida por diferentes moléculas marcadas de maneira fluorescente ligadas ou incorporadas nas mesmas (por exemplo, provido pela solução de reação 170). Deste modo, a primeira região de filtro 116 das guias de luz 118 pode ser selecionada ou configurada para permitir que emissões de luz a partir dos sítios de reação 114 com uma primeira reação designada se propaguem através das mesmas e para o correspondente sensor de luz 140 (e evitar que a luz de excitação, e potencialmente emissões de luz a partir dos sítios de reação 114 com as segundas reações designadas, passe através das mesmas para o correspondente sensor de luz 140), e a segunda região de filtro 115 das guias de luz 118 pode ser selecionada ou configurada para permitir que emissões de luz a partir dos sítios de reação 114 com uma segunda reação designada que difere a partir da primeira reação designada (por exemplo, incluindo diferentes moléculas marcadas de maneira fluorescente que emitem luz de diferentes comprimentos de onda ou faixas de comprimentos de onda) se propaguem através das mesmas e para o correspondente sensor de luz 140 (e evitar que a luz de excitação, e potencialmente emissões de luz a partir dos sítios de reação 114 com as primeiras reações designadas, passem através das mesmas para o correspondente sensor de luz 140).

[00093] Como mostrado na FIG. 6, após a solução de reação 170 ter interagido com as substâncias biológicas ou químicas (por exemplo, oligonucleotídeos) dos sítios de reação 114, as reações designadas ocorreram tal que os sítios de reação 114 incluem moléculas marcadas de maneira fluorescente (as mesmas ou diferentes moléculas marcadas de maneira fluorescente), tal como fluoróforos, que emitem luz de um comprimento de onda ou faixa de comprimentos de onda quando predefinido ou predeterminado excitado pela luz de excitação 101 (isto é, quando a luz de excitação 101 é incidente para os sítios de reação 114). A luz de excitação 101 desta forma pode ser configurada com base nas moléculas marcadas de maneira fluorescente da solução de reação 170, ou vice-versa. Como mostrado na FIG. 6, quando excitado pela luz de excitação 101, os sítios de reação 114 podem emitir luz emitida 172 ou sinais de um comprimento de onda ou faixa de comprimentos de onda que diferem da luz de excitação 101.

[00094] Como mostrado na FIG. 6, a luz emitida 172 a partir dos sítios de reação 114 pode emitir em todas as direções (por exemplo, de maneira isotrópica) tal que, por exemplo, uma porção da luz emitida 172 está direcionada para a pelo menos uma correspondente guia de luz 118, e uma porção da luz 172 é direcionada para o canal de fluxo 119 ou a estrutura de reação 126. Para a porção que é direcionada para uma guia de luz 118, os dispositivos 104 estão configurados para facilitar a detecção dos fótons por pelo menos um correspondente sensor de luz 140. Especificamente, a luz emitida 172 a partir dos sítios de reação 114 que passa através da abertura 158 de uma correspondente guia de luz

118 vai se propagar através da primeira ou da segunda região de filtro 116, 115 da mesma para um sensor de luz 140. A luz de excitação 101, no entanto, será absorvida ou de outra forma evitada de se propagar através de uma guia de luz 118 para um sensor de luz 140 pela primeira e/ou pela segunda região de filtro 116, 115, como mostrado na FIG. 6.

[00095] Como mostrado na FIG. 6, alguns dos sítios de reação 114 podem ser configurados para emitir luz 172 de um primeiro comprimento de onda ou faixa de comprimentos de onda que não é filtrado pela primeira região de filtro 116 mas é filtrado (isto é, evitado de passar através) pela segunda região de filtro 115, e some dos sítios de reação 114 pode ser configurada para emitir luz 172 de um segundo comprimento de onda ou faixa de comprimentos de onda que não é filtrada pela segunda região de filtro 115 mas é filtrada (isto é, evitada de passar através) pela primeira região de filtro 116. Como notado acima, em alguns exemplos parte dos sítios de reação 114 do dispositivo 104 pode ser configurada para emitir luz 172 do primeiro comprimento de onda ou faixa de comprimentos de onda com luz de excitação incidente 101 de um terceiro comprimento de onda, e alguns outros sítios de reação 114 do dispositivo 104 podem ser configurados para emitir luz 172 do segundo comprimento de onda ou faixa de comprimentos de onda na luz de excitação incidente 101 do terceiro comprimento de onda. Em tal exemplo, a primeira e a segunda regiões de filtro 116, 115 ambas podem ser configuradas para filtrar a luz de excitação 101 do terceiro comprimento de onda. Ainda adicionalmente, em alguns outros exemplos parte dos sítios de reação 114 do dispositivo 104 podem ser configurados para emitir luz 172 do primeiro comprimento de onda ou faixa de comprimentos de onda com a luz de excitação incidente 101 de um terceiro comprimento de onda ou faixa de comprimentos de onda, e alguns outros sítios de reação 114 do dispositivo 104 podem ser configurados para emitir luz 172 do segundo comprimento de onda ou faixa de comprimentos de onda com a luz de excitação incidente 101 de um quarto comprimento de onda ou faixa de comprimentos de onda.

Em tal exemplo, a primeira e a segunda regiões de filtro 116, 115 podem ambas ser configuradas para filtrar a luz de excitação 101 do terceiro e do quarto comprimento de onda ou faixas de comprimentos de onda, ou a primeira e a segunda regiões de filtro 116, 115 podem ser configuradas para filtrar uma da luz de excitação 101 do terceiro e do quarto comprimentos de onda ou faixas de comprimentos de onda (por exemplo, a primeira região de filtro 116 pode ser configurada para filtrar a luz de excitação 101 do terceiro comprimento de onda ou faixa de comprimentos de onda, e a segunda região de filtro 115 pode ser configurada para filtrar a luz de excitação 101 do quarto comprimento de onda ou faixa de comprimentos de onda). Os circuitos de dispositivo 146 que são acoplados de maneira elétrica com os sensores de luz 140 transmite sinais de dados com base nos fótons detectados pelos sensores de luz 140. Deste modo, apenas a presença de uma reação designada em um sitio de reação 114 através de tratamento com a solução de reação vai fazer com que luz 172 emitida seja detectada pelos sensores de luz 140 durante uma detecção de luz mesmo (isto é, uma reação que resulta em emissão de luz 172 que não é filtrada por pelo menos uma da primeira e da segunda regiões de filtro 116, 115).

[00096] Como mostrado na FIG. 6, uma porção da luz emitida 172 a partir dos sítios de reação(s) 114 que passa para a pelo menos uma correspondente guia de luz 118 pode se propagar diretamente através do primeiro material de filtro 116 ou o segundo material de filtro 115 do mesmo e para o pelo menos um correspondente sensor de luz 140. Por exemplo, pelo menos uma maioria da luz emissiva 172 a partir dos sítios de reação 114 que passa para a pelo menos uma correspondente guia de luz 118 através da abertura 158 pode passar diretamente (por exemplo, linearmente ou substancialmente linearmente) através do primeiro material de filtro 116 ou o segundo material de filtro 115 para o pelo menos um correspondente sensor de luz 140. Uma pequena quantidade da luz emissiva 172 a partir dos sítios de reação(s) 114 que passa para a pelo menos uma correspondente guia de luz 118 pode viajar em um ângulo tal que ela passa através do revestimento de suporte 130, a camada de revestimento 154 e para as camadas do material dielétrico

142. Tal luz pode ser refletida pelos circuitos 146 ou outro metal ou estruturas refletivas incorporadas dentro das camadas do material dielétrico 142, e potencialmente de volta para a correspondente guia de luz 118 (e potencialmente para o pelo menos um correspondente sensor de luz 140). Em alguns exemplos, o revestimento de suporte 130 e/ou a camada de revestimento 154 pode ser transparente à luz, tal como transparente ou substancialmente transparente pelo menos à luz emissiva 172 a partir dos sítios de reação(s) 114.

[00097] As FIGS. 7 a 13 ilustram um exemplo de um método 200 de fabricação de um dispositivo de detecção de luz, tal como um dispositivo de detecção de luz 104 das FIGS. 1 a 6. Portanto, numerais de referência semelhantes precedidos com “2,” como oposto a “1,” são usados para incluir componentes, aspectos, funções, processos ou funções semelhantes, e a descrição acima direcionada aos mesmos igualmente se aplica, e não é repetida para propósitos de brevidade e clareza. O método 200, por exemplo, pode empregar estruturas ou aspectos de vários exemplos (por exemplo, sistemas e/ou métodos) discutidos aqui. Em vários exemplos, certas etapas podem ser omitidas ou adicionadas, certas etapas podem ser combinadas, certas etapas podem ser realizadas simultaneamente, certas etapas podem ser realizadas de maneira concorrente, certas etapas podem ser divididas em múltiplas etapas, certas etapas podem ser realizadas em uma ordem diferente, ou certas etapas ou série de etapas podem ser realizadas novamente de um modo iterativo.

[00098] Como mostrado nas FIGS. 7 e 8, o método 200 de formação de um dispositivo 204 pode incluir a formação (em 270 da FIG. 7) de uma pluralidade ou arranjo de trincheiras ou cavidades 280 dentro de uma base de dispositivo 225. Como foi discutido acima, a base de dispositivo 225 pode incluir um arranjo de sensores de luz 240 e circuitos de dispositivo 246 eletricamente acoplados com os sensores de luz 240 que transmitem sinais de dados com base nos fótons detectados pelos sensores de luz 240. A base de dispositivo 225 pode ser provida ou obtida através de qualquer processo. Por exemplo, a base de dispositivo 225 pode ser obtida em um estado pré-montado ou pré-fabricado, ou a base de dispositivo 225 pode ser formada ou fabricada antes da formação 270 da pluralidade de trincheiras 280. A pluralidade de trincheiras pode se estender a partir de uma superfície de topo ou externa da base de dispositivo 225 e para pelo menos um correspondente sensor de luz 240 (através da espessura da base de dispositivo 225).

[00099] Como foi discutido acima, a base de dispositivo 225 pode ser fabricada usando tecnologias de fabricação de circuito integrado, tal como tecnologias de fabricação de CMOS. Por exemplo, a base de dispositivo 225 pode incluir várias camadas de substrato (por exemplo, camadas de material dielétrico 242) com diferentes funcionalidades modificadas (por exemplo, elementos metálicos) incorporadas na mesma que formam os circuitos de dispositivo 246. A pluralidade de trincheiras 280 pode ser formada nas camadas de substrato (por exemplo, nas camadas do material dielétrico 242) para corresponder com porções da base de dispositivo 225 que vão incluir, após o método 200, as guias de luz 218. Enquanto apenas uma trincheira 280 é representada na FIG. 8, como descrito acima a base de dispositivo 225 pode incluir um arranjo de guias de luz 218, e portanto um arranjo de trincheiras 280 pode ser formado.

[000100] Como mostrado na FIG. 8, as trincheiras 280 podem se estender através das aberturas na primeira camada de blindagem 250 e/ou segunda camada de blindagem 252 e através do material dielétrico 242 para pelo menos um correspondente sensor de luz 240. Como mostrado na FIG. 8,

as superfícies interiores da base de dispositivo 225, tal como o material dielétrico 242 das mesmas, pode definir as trincheiras 280 para a formação das guias de luz 218 na mesma. As trincheiras ou cavidades 280 pode se estender para a segunda camada de revestimento 255 que se estende através do material dielétrico 242. Deste modo, a segunda camada de revestimento 255 pode formar o fundo das trincheiras 280. Como também é mostrado na FIG. 8, outras aberturas na primeira camada de blindagem 250 e/ou na segunda camada de blindagem 252 podem ser formadas nas áreas intersticiais 213 da base de dispositivo 225.

[000101] As trincheiras 280 podem ser formadas por quaisquer processos ou técnicas que removem as porções do material dielétrico 242 (e potencialmente porções da primeira camada de blindagem 250 e/ou segunda camada de blindagem 252). Por exemplo, as trincheiras 280 podem ser formadas por um ou mais processos de gravação seletivos e/ou processo de gravação de íon reativo. Em um exemplo, as trincheiras 280 podem ser formadas através da aplicação de pelo menos uma máscara (não mostrado) para a base de dispositivo 225 e a remoção de material (por exemplo, através de gravação) das porções do material dielétrico 242 (e potencialmente porções da primeira camada de blindagem 250 e/ou segunda camada de blindagem 252).

[000102] Como mostrado nas FIGS. 7 e 9, após a formação da pluralidade de trincheiras 280, o método 200 pode incluir depositar (em 272 da FIG. 7) a primeira camada de revestimento 254 sobre a superfície de topo da base de dispositivo 225 e dentro da pluralidade de trincheiras 280.

Em alguns exemplos, a primeira camada de revestimento 254 pode ser formada sobre as paredes laterais da pluralidade de trincheiras 280 e não sobre a segunda camada de revestimento 255 no fundo das trincheiras 280. Em alguns outros exemplos, a primeira camada de revestimento 254 pode ser formada sobre a segunda camada de revestimento 255 no fundo das trincheiras 280, mas então subsequentemente removida. A primeira camada de revestimento 254 pode ser depositada sobre a segunda camada de blindagem 252 na superfície de topo da base de dispositivo 225, e potencialmente sobre quaisquer aberturas nas aberturas na primeira camada de blindagem 250 e/ou segunda camada de blindagem 252 nas áreas intersticiais 213 da base de dispositivo 225 tal que a segunda camada de blindagem 252 se estende sobre o material dielétrico 242 em tais aberturas, como mostrado na FIG. 9.

[000103] A primeira camada de revestimento 254 pode ser configurada como uma camada antirreflexiva ou uma camada refletiva (por exemplo, para garantir que a luz emitida a partir de sítios de reação passa através das guias de luz), uma camada de prevenção de contaminação (por exemplo, para evitar a contaminação por sódio dos circuitos) uma camada de adesão (por exemplo, para aderir material de filtro das guias de luz para o material dielétrico) e/ou. Em alguns exemplos, a primeira camada de revestimento 254 pode ser configurada como uma camada de prevenção de contaminação que evita que quaisquer espécies iônicas penetrem para camadas de dispositivo (por exemplo, camadas dielétricas - de metal). Em alguns exemplos, a primeira camada de revestimento 254 pode compreender SiN.

[000104] A primeira camada de revestimento 254 pode ser uma camada conformacional contínua formada na base de dispositivo 225. A primeira camada de revestimento 254 pode ser desprovida de aberturas definidas. No entanto, a primeira camada de revestimento 254 pode incluir pelo menos uma descontinuidade interna, poro, rachadura, ruptura ou semelhantes que permite que um líquido ou solução, tal como a solução de reação, para escoar através da primeira camada de revestimento 254. Por exemplo, a densidade da primeira camada de revestimento 254 pode ser relativamente baixa tal que descontinuidades internas da mesma formam uma rota através da primeira camada de revestimento 254. Como outro exemplo, descontinuidades se estendendo através da primeira camada de revestimento 254 podem ser formadas pela solução de reação ou qualquer outro líquido ou solução) a partir da reação com e gravação através da primeira camada de revestimento 254. As descontinuidades da primeira camada de revestimento 254 podem permitir que um líquido ou solução (por exemplo, a solução de reação) passe através da mesma e, por último, para os componentes condutores (por exemplo, metal) dos circuitos de dispositivo 246. Como foi discutido acima, o líquido ou solução (por exemplo, a solução de reação pode corroer ou de outra maneira interferir com a operação dos circuitos de dispositivo 246.

[000105] A primeira camada de revestimento 254 pode ser formada por quaisquer processos ou técnicas. Por exemplo, a primeira camada de revestimento 254 pode ser formada por pelo menos um processo de deposição química (por exemplo, chapeamento, deposição química a vapor (CVD), CVD aprimorado por plasma (PECVD), ou deposição de camada atômica (ALD), por exemplo), um processo de deposição física, um modo de crescimento, epitaxia, ou uma combinação dos mesmos. Em alguns exemplos, a primeira camada de revestimento 254 pode ser formada de maneira conformacional sobre a superfície da base de dispositivo 225 e dentro das trincheiras 280 (por exemplo, sobre as paredes laterais e, potencialmente, o fundo superfície das trincheiras 280). A primeira camada de revestimento 254 pode compreender uma espessura substancialmente constante, ou a espessura pode variar.

[000106] Após a formação da primeira camada de revestimento 254 na base de dispositivo 225 (e dentro das trincheiras 280), a primeira camada de revestimento 254 pode ser adicionalmente processada. Por exemplo, pelo menos a porção da primeira camada de revestimento 254 que se estende sobre a superfície de topo da base de dispositivo 225 (isto é, as áreas intersticiais 213 da primeira camada de revestimento 254) pode ser processada para deixar plana, achatar, suavizar ou de outra maneira aprimorar a topografia de superfície da mesma. Em alguns tais exemplos, pelo menos a porção da primeira camada de revestimento 254 que se estende sobre a superfície de topo da base de dispositivo 225 (isto é, as áreas intersticiais 213 da primeira camada de revestimento 254) pode ser gravada e/ou polida (por exemplo, polimento/planarização química e/ou mecânica) para planarizar a superfície externa da primeira camada de revestimento 254.

[000107] Como mostrado nas FIGS. 7 e 10, o método 200 pode incluir a deposição (em 274 da FIG. 7) do revestimento de suporte 230 sobre a base de dispositivo 225 tal que se estende sobre a superfície de topo da base de dispositivo 225 e dentro da pluralidade de trincheiras 280. Em alguns exemplos, o revestimento de suporte 230 pode ser formado sobre as paredes laterais da pluralidade de trincheiras 280 e o fundo das trincheiras 280. O revestimento de suporte 230 pode ser formado sobre a primeira camada de revestimento 254 e a segunda camada de revestimento 255.

[000108] O revestimento de suporte 230 pode ser formado através de quaisquer processos ou técnicas. Por exemplo, o revestimento de suporte 230 pode ser formado por pelo menos um processo de deposição química (por exemplo, chapeamento, deposição química a vapor (CVD), CVD aprimorado por plasma (PECVD), ou deposição de camada atômica (ALD), por exemplo), um processo de deposição física, um modo de crescimento, epitaxia, ou uma combinação dos mesmos. Em alguns exemplos, o revestimento de suporte 230 pode ser formado de maneira contínua sobre a superfície da base de dispositivo 225 e dentro das trincheiras 280 (por exemplo, sobre as paredes laterais e, potencialmente, o fundo superfície das trincheiras 280). O revestimento de suporte 230 pode compreender uma espessura substancialmente constante, ou a espessura pode variar. Como discutido adicionalmente abaixo, o revestimento de suporte 230 pode compreender diferenciar material do que o material da primeira região de filtro 216.

[000109] Como foi discutido acima, o revestimento de suporte 230 pode ser configurado de tal que forma uma camada de barreira contínua sólida (sem espaços vazios, rachaduras ou outras descontinuidades) que evita que qualquer solução de reação (que pode incluir um pH igual a ou menor do que cerca de 5 ou um pH igual a ou maior do que cerca de 8, por exemplo) que penetra através da estrutura de reação 226, e potencialmente através do material de filtro 216 das guias de luz 218, interaja com os circuitos 246. Por exemplo, o revestimento de suporte 230 pode ser configurado tal que é quimicamente inerte com relação à solução de reação tal que a solução de reação (que pode incluir uma acidez relativamente alta ou basicidade relativamente alta, como descrito acima) não grava o revestimento de suporte 230, ou grava menos do que cerca de um (1) angstrom (Å) da espessura do revestimento de suporte 230 por hora em cerca de 100 graus Celsius e em cerca de pressão atmosférica, quando a solução de reação está em contato com o revestimento de suporte 230. Por exemplo, o revestimento de suporte 230 pode compreender um óxido, um nitreto, ou uma combinação dos mesmos.

Em alguns exemplos, o revestimento de suporte 230 pode compreender dióxido de silício, um óxido de metal, um nitreto de metal ou uma combinação dos mesmos.

Em alguns exemplos, o revestimento de suporte 230 pode compreender dióxido de silício, oxinitreto de silício, monóxido de silício, carbeto de silício, oxicarbeto de silício, nitrocarbeto de silício, dióxido de silício, óxido de metal, nitreto de metal ou uma combinação dos mesmos.

Em alguns exemplos, o pH da solução de reação é maior do que ou igual a cerca de 8, e o revestimento de suporte 230 compreende dióxido de silício, oxinitreto de silício, monóxido de silício, carbeto de silício, oxicarbeto de silício, nitrocarbeto de silício, dióxido de silício, óxido de metal, nitreto de metal ou uma combinação dos mesmos. Em alguns exemplos, o pH da solução de reação é menor do que ou igual a cerca de 5, e o revestimento de suporte 230 compreende carbeto de silício, oxicarbeto de silício, nitrocarbeto de silício, um óxido de metal, um nitreto de metal ou uma combinação dos mesmos. O revestimento de suporte 230 desta forma pode evitar que a solução de reação de qualquer outra solução ou líquido interaja com (e desta forma deteriore) o circuito de dispositivo 246. O método de formação, a espessura e o material do revestimento de suporte 230 podem ser configurados, independentemente ou um em consideração do outro, de forma que o revestimento de suporte 230 é desprovido de quaisquer descontinuidades que podem permitir que qualquer solução ou líquido (por exemplo, a solução de reação) passe através do mesmo, e o revestimento de suporte 230 é quimicamente inerte com relação à solução de reação tal que o revestimento de suporte 230 é resistente à gravação (pela solução de reação).

[000110] Como mostrado nas FIGS. 7 e 11, após a formação do revestimento de suporte 230, o método 200 pode incluir encher (em 276 da FIG. 7) a pluralidade de trincheiras revestidas 280 com pelo menos um primeiro material de filtro para formar a primeira região de filtro 216 da pluralidade de guias de luz 218. Como foi discutido acima, o pelo menos um material de filtro 216 pode filtrar luz de um primeiro comprimento de onda ou faixa de comprimentos de onda (por exemplo, a luz de excitação), e permite que a luz de um segundo comprimento de onda ou faixa de comprimentos de onda (por exemplo, luz emitida a partir dos primeiros sítios de reação) passe através para pelo menos um correspondente sensor de luz 240. Em alguns exemplos, a quantidade do material de filtro 216 aplicada para a base de dispositivo 225 pode exceder o volume disponível dentro das trincheiras revestidas 280. Desta forma, o primeiro material de filtro 216 pode transbordar as trincheiras revestidas 280 e se estender a o longo do topo da base de dispositivo 225, tal como sobre o revestimento de suporte 230. Em tal exemplo, pelo menos a porção do primeiro material de filtro 216 se estendendo sobre a superfície de topo do revestimento de suporte 230 pode ser removida. Em exemplos alternativos, a operação de enchimento 276 pode incluir encher seletivamente cada trincheira revestida 280 tal que o primeiro material de filtro 216 não libera ou transborda a trincheira 280 (por exemplo, não se estende sobre o topo do revestimento de suporte 230 ou a primeira camada de revestimento 254). Em alguns exemplos, o enchimento (em 276 da FIG. 7) do primeiro material de filtro 216 pode incluir pressionar mecanicamente ou forçar o primeiro material de filtro 216 pelo menos para as trincheiras revestidas 280.

[000111] Como mostrado nas FIGS. 7 e 12, após a deposição do primeiro material de filtro 216 dentro das trincheiras revestidas 280, o método 200 pode incluir remover seletivamente (em 278 da FIG. 7) uma porção superior do revestimento de suportes 230 para formar um espaço vazio, lacuna, cavidade ou espaço aberto 290 se estendendo em torno do primeiro material de filtro 216 e entre o primeiro material de filtro 216 e o material dielétrico 142 (e a primeira camada de revestimento 254, se presente) de cada trincheira 280, como mostrado na FIG. 12. Os espaços vazios 290 podem se estender a partir da superfície de topo da base de dispositivo 225 (formando assim aberturas na superfície de topo da base de dispositivo 225) para a porção de fundo remanescente ou não removida do revestimento de suportes

230. O espaço vazio 290 dentro das guias 218, desta forma, pode ser anular, e pode se estender a partir de uma porção de fundo das trincheiras 280 para a superfície de topo da base de dispositivo 225.

[000112] Como mostrado na FIG. 12, uma porção de fundo ou inferior do revestimento de suporte 230 pode não ser removida e pode permanecer dentro da trincheira 280 abaixo do primeiro material de filtro 216 e em torno de uma porção de fundo ou inferior do primeiro material de filtro 216. Deste modo, após a remoção seletiva da porção de topo do revestimento de suporte 230, o primeiro material de filtro 216 pode ser um membro que fica ereto livremente (por exemplo, conformado de maneira troncocônica) que é suportado pelo revestimento de suporte 230 na sua base ou porção de fundo.

[000113] A porção superior do revestimento de suporte 230 pode ser seletivamente removida tal que o primeiro material de filtro 216 depositado dentro das trincheiras 280 permanece completamente, ou pelo menos substancialmente, intacto. De maneira similar, a porção superior do revestimento de suporte 230 pode ser seletivamente removida tal que a primeira camada de revestimento 254 depositada dentro das trincheiras permanece completamente, ou pelo menos substancialmente, intacta. Se a base de dispositivo

225 não inclui a primeira camada de revestimento 254 dentro das trincheiras 280, a porção superior do revestimento de suporte 230 pode ser seletivamente removida tal que o material dielétrico 242 adjacente com as trincheiras 208 permanece completamente, ou pelo menos substancialmente, intacta. A porção superior do revestimento de suporte 230 pode ser removida através de qualquer processo de remoção seletiva que remove apenas a porção superior do revestimento de suporte 230. Como foi discutido acima, o material do revestimento de suporte 230 pode diferir da primeira camada de revestimento 254 (e o material dielétrico 242) e o material da primeira região de filtro 216. Em alguns tais exemplos, a porção superior do revestimento de suporte 230 pode ser removido através pelo menos de um processo de gravação de plasma ou química seletiva que é específica do material para o revestimento de suporte 230 (e não a primeira camada de revestimento 254 e o material da primeira região de filtro 216). Por exemplo, um processo de gravação química com base em radical, tal como o processo de gravação de Producer® SelectraTM de Applied Materials®, pode ser usado para seletivamente remover a porção superior do revestimento de suporte 230.

[000114] No entanto, é notado que em alguns exemplos a porção superior do revestimento de suporte 230 pode não ser removida para formar os espaços vazios 290. Em vez disso, o revestimento de suporte 230 pode permanecer sobre a base de dispositivo 225 tal que ela se estende sobre a superfície de topo da base de dispositivo 225 e dentro da pluralidade de trincheiras 280 se estendendo em torno do primeiro material de preenchimento 216 entre o primeiro material de filtro 216 e o material dielétrico e circuitos de dispositivo 246, como mostrado na FIG. 11. Em tal exemplo, o método 200 pode incluir a formação de (em 282 da FIG. 7) uma estrutura de reação sobre a pluralidade de guias de luz 218, com apenas o primeiro material de filtro 216 e o revestimento de suporte 230 como mostrado na FIG. 11, e as áreas intersticiais 213 da base de dispositivo 225 (por exemplo, sobre a superfície de topo da base de dispositivo 225, tal como sobre o revestimento de suporte 230), como discutido adicionalmente abaixo. O revestimento de suporte 230, desta forma, pode evitar que qualquer solução ou líquido, tal como a solução de reação, penetre através da estrutura de reação, ou a estrutura de reação e uma guia de luz 218, a partir por último da interação com os circuitos de dispositivo 246.

[000115] Se a porção superior do revestimento de suporte 230 é seletivamente removida para formar os espaços vazios 290 como mostrado nas FIGS. 7 e 13, o método 200 pode incluir encher (em 280 da FIG. 7) a pluralidade de espaços vazios 290 com pelo menos um primeiro segundo material para formar a segunda região de filtro 215 da pluralidade de guias de luz 218. A primeira e a segunda regiões de filtro 216, 215 desta maneira pode formar as guias de luz 218. Como foi discutido acima, o material de filtro da segunda região de filtro 215 pode filtrar luz de um primeiro comprimento de onda ou faixa de comprimentos de onda (por exemplo, a luz de excitação), e permitir que a luz de um terceiro comprimento de onda ou faixa de comprimentos de onda (por exemplo, luz emitida a partir de primeiros sítios de reação) passe através para pelo menos um correspondente sensor de luz 240. Como também notado acima, o material de filtro da segunda região de filtro 215 pode filtrar luz de um segundo comprimento de onda ou faixa de comprimentos de onda que a primeira região de filtro 116 permite passar através. Deste modo, cada uma da primeira e da segunda regiões de filtro 216, 215 pode filtrar o comprimento de onda ou faixa de comprimentos de onda que a outra região permite passar através da mesma.

[000116] Em alguns exemplos, a quantidade do segundo material de filtro 215 aplicada à base de dispositivo 225 pode exceder o volume disponível dentro dos espaços vazios

290. Desta forma, o segundo material de filtro 215 pode transbordar os espaços vazios 290 e se estender ao longo do topo da base de dispositivo 225, tal como sobre o revestimento de suporte 230. Em tal exemplo, pelo menos a porção do segundo material de filtro 215 se estendendo sobre a superfície de topo da base de dispositivo 225 (por exemplo, sobre a primeira camada de revestimento 254) pode ser removida. Em exemplos alternativos, a operação de enchimento 280 dos espaços vazios 290 pode incluir encher seletivamente cada espaço vazio 290 tal que o segundo material de filtro 215 não libera ou transborda os espaços vazios 290 (por exemplo, não se estende sobre o topo da base de dispositivo 225, tal como sobre a primeira camada de revestimento 254). Em alguns exemplos, o enchimento (em 280 da FIG. 7) dos espaços vazios 290 com o segundo material de filtro 215 pode incluir pressionar (por exemplo, usando um componente semelhante ao rodo) o segundo material de filtro 215 pelo menos para os espaços vazios 290.

[000117] Opcionalmente, após a formação das guias de luz 218 através da primeira e da segunda regiões de filtro 216, 215, o método 200 pode incluir a remoção de uma porção do primeiro material de filtro 216 e/ou do segundo material de filtro 216 a partir da porção de topo da base de dispositivo 225 (se presente) e/ou a partir de dentro das guias de luz 218, como mostrado na FIG. 13. O primeiro e o segundo materiais de filtro 216, 215 podem ser removidos a partir de dentro das guias de luz 218 de forma que a abertura 258 das guias de luz 218 está localizada em uma profundidade ou posição abaixo da superfície de topo da primeira camada de revestimento 254 como mostrado na FIG. 13. Diferentes processos, ou o mesmo processo, pode ser implementado para remover uma ou mais porções do primeiro material de filtro 216 e/ou o segundo material de filtro 216. Por exemplo, uma operação de remoção pode incluir pelo menos uma dentre porções de gravação ou polimento químico do primeiro material de filtro 216 e/ou o segundo material de filtro 216.

[000118] Após a formação das guias de luz 218 através da primeira e da segunda regiões de filtro 216, 215, o método 200 pode incluir a formação de (em 282 da FIG. 7) uma estrutura de reação sobre a pluralidade de guias de luz 218 e as áreas intersticiais 213 da base de dispositivo 225 (por exemplo, sobre a superfície de topo da base de dispositivo 225, tal como sobre a primeira camada de revestimento 254) (ver a FIG. 3). Como foi discutido acima, a estrutura de reação provida sobre a pluralidade de guias de luz 218 e as áreas intersticiais 213 da superfície de topo da base de dispositivo 225 pode incluir uma pluralidade de recessos de reação cada um correspondendo com pelo menos uma guia de luz 218 para conter pelo menos um sítio de reação e uma solução de reação que inicia uma reação e/ou forma um produto de reação no pelo menos um sítio de reação que gera ou emite luz em resposta à luz de excitação incidente. Como também discutido acima, a estrutura de reação pode compreender uma pluralidade de camadas. Desta forma, a formação (em 282 da FIG. 7) da estrutura de reação pode incluir a formação de uma pluralidade de camadas sobre a base de dispositivo 225 (por exemplo, a superfície de topo da base de dispositivo 225 e a abertura 258 das guias de luz 218) (ver a FIG. 3). A estrutura de reação pode ser formada por quaisquer processos ou técnicas.

[000119] Opcionalmente, o método 200 pode incluir a provisão de pelo menos um sítio de reação em pelo menos um recesso de reação da estrutura de reação formada e/ou a montagem de uma célula de fluxo para o dispositivo 204 (ver a FIG. 1). A provisão dos sítios de reação pode ocorrer antes ou após a célula de fluxo ser acoplada com o dispositivo

204. Os sítios de reação podem ser posicionados em um padrão predeterminado ao longo dos recessos de reação. Os sítios de reação podem corresponder (por exemplo, um sítio com um sensor de luz, um sítio com múltiplos sensores de luz, ou múltiplos sítios com um sensor de luz) de uma maneira predeterminada. Em outros exemplos, os sítios de reação podem ser formados de maneira aleatória ao longo dos recessos de reação. Como descrito aqui, os sítios de reação podem incluir substâncias biológicas ou químicas imobilizadas para a superfície de detector dentro dos recessos de reação. As substâncias biológicas ou químicas podem ser configuradas para emitir sinais de luz em resposta à luz de excitação. Em particular exemplos, os sítios de reação incluem agrupamentos ou colônias de biomoléculas (por exemplo, oligonucleotídeos) que são imobilizados na superfície de detector dentro dos recessos de reação.

[000120] Deve ser entendido que a descrição acima está intencionada a ser ilustrativa, e não restritiva. Por exemplo, os exemplos descritos acima (e/ou aspectos dos mesmos) podem ser usados em combinação entre si. Em adição, muitas modificações podem ser feitas para adaptar uma particular situação ou material aos ensinamentos de vários exemplos sem fugir do seu escopo. Enquanto dimensões e tipos de materiais podem ser descritos aqui, eles estão intencionados a definir parâmetros de alguns dos vários exemplos, e de maneira alguma eles são limitantes de todos os exemplos e são meramente exemplares. Muitos outros exemplos serão aparentes para os peritos na técnica com a revisão da descrição acima. O escopo dos vários exemplos, portanto, deve ser determinado com referência às reivindicações anexas, junto com o escopo completo de equivalentes em que tais reivindicações são intituladas.

[000121] Deve ser percebido que todas as combinações dos conceitos anteriores e conceitos adicionais discutidos em maior detalhe abaixo (provido que tais conceitos não sejam mutuamente inconsistentes) são contemplados como sendo parte da matéria inventiva divulgada aqui. Em particular, todas as combinações da matéria reivindicada que aparecem no fim desta descrição são contempladas como sendo parte da matéria inventiva divulgada aqui.

[000122] Nas reivindicações anexas, os termos “incluindo” e “em que” são usados como os seus equivalentes de linguagem dos respectivos termos “compreendendo” e “em que.” Além disso, nas seguintes reivindicações, os termos “primeiro,” “segundo,” e “terceiro,” etc. são usados meramente como marcadores de referência, e não estão intencionados a impor requisitos numéricos, estruturais ou outros nos seus objetivos. Formas do termo “com base em” aqui englobam relações onde um elemento é parcialmente baseado em bem como relações onde um elemento é inteiramente baseado em. Formas do termo “definido” englobam relações onde um elemento é parcialmente definido bem como relações onde um elemento é inteiramente definido. Adicionalmente, as limitações das seguintes reinvindicações não são escritas no formato meio mais função e não estão intencionadas de ser interpretadas com base em 35 U.S.C. § 112, sexto parágrafo, a menos e até tais limitações de reivindicação usarem expressamente a frase “meio para” seguida por uma declaração de vazio de função da estrutura adicional. Deve ser entendido que não necessariamente todos tais objetivos ou vantagens descritos acima podem ser alcançados de acordo com qualquer exemplo particular. Assim, por exemplo, os peritos na técnica vão reconhecer que os dispositivos, sistemas e métodos descritos aqui podem ser incorporados ou realizados de uma maneira que alcança ou otimiza uma vantagem ou grupo de vantagens como ensinado aqui sem necessariamente alcançar outros objetivos ou vantagens como pode ser ensinado ou sugerido aqui.

[000123] Enquanto esta invenção foi descrita em detalhe em conjunto com apenas um número limitado de exemplos, deve ser entendido prontamente que a invenção não está limitada a tais exemplos divulgados. Em vez disso, esta invenção pode ser modificada para incorporar qualquer número de variações, alterações, substituições ou arranjos equivalentes não descritos até aqui, mas que são comensurados com o espírito e escopo da invenção. Adicionalmente, enquanto vários exemplos foram descritos, deve ser entendido que aspectos da invenção podem incluir apenas um exemplo ou alguns dos exemplos descritos. Ainda, enquanto alguns exemplos são descritos como tendo um certo número de elementos, será entendido que os exemplos podem ser praticados com menos do que ou mais do que o certo número de elementos.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Dispositivo caracterizado pelo fato de que compreende: uma estrutura de reação para conter uma solução de reação e uma pluralidade de locais de reação que geram emissões de luz em resposta à luz de excitação incidente após o tratamento com a solução de reação, a estrutura de reação sendo posicionada sobre uma base de dispositivo; uma pluralidade de sensores de luz dentro da base do dispositivo; circuitos de dispositivo de dentro da base do dispositivo eletricamente acoplado à pluralidade de sensores de luz para transmitir sinais de dados com base em fótons detectados pelos sensores de luz; e uma pluralidade de guias de luz com regiões de entrada para receber a luz de excitação e a emissão de luz a partir de pelo menos um local de reação correspondentes, os guias de luz que se estendem para dentro da base do dispositivo das regiões de entrada em relação a pelo menos um sensor de luz correspondente, em que cada um da pluralidade de guias de luz compreende uma primeira região de filtro formada de um primeiro material de filtro para filtrar a luz de excitação de pelo menos um primeiro comprimento de onda e permitir que as emissões de luz de um segundo comprimento de onda passem através do mesmo para o sensor de luz pelo menos uma correspondente, e uma segunda região de filtro formada de um segundo material de filtragem para filtrar a luz de excitação de pelo menos o primeiro comprimento de onda e permitir que as emissões de luz de um terceiro comprimento de onda passem através do mesmo para o pelo menos um sensor de luz correspondente.

2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma camada de suporte dentro de uma parte inferior das guias de luz que se estendem por baixo e sobre uma porção de fundo das primeiras regiões de filtro.

3. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a camada de suporte é constituída de um óxido, um nitreto, ou uma combinação dos mesmos.

4. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a segunda região de filtro dos guias de luz estende-se através da camada de suporte e sobre as primeiras regiões de filtro.

5. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que as primeira e segunda regiões de filtro formam as regiões de entrada dos guias de luz.

6. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma segunda camada de revestimento posicionada entre a camada de suporte e o circuito do dispositivo, na porção inferior das guias de luz, e posicionada entre os segundos circuitos do dispositivo da região de filtro dentro de uma porção superior dos guias de luz.

7. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a segunda camada de revestimento compreende uma camada protetora de nitreto de silício.

8. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro material de filtro filtra ainda mais as emissões de luz do terceiro comprimento de onda, e o segundo material de filtro ainda filtra as emissões de luz do segundo comprimento de onda.

9. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro material de filtro é um material polimérico com um primeiro corante, e o segundo material de filtro é um material polimérico com um segundo corante que difere do primeiro corante.

10. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo fato de que cada um da pluralidade de locais de reação é imobilizado para a estrutura de reação de dentro de uma cavidade de reação da estrutura de reação.

11. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a reação inicia uma solução de reação e / ou formas de um produto de reação com os locais de reação que gera as emissões de luz dos segundo e terceiro comprimentos de onda em resposta à luz de excitação incidente.

12. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que os locais de reação compreendem, pelo menos, um analito, e em que a solução de reação compreende uma solução aquosa contendo pelo menos uma molécula fluorescentemente marcada.

13. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um analito compreende um oligonucleotídeo, e em que a, pelo menos, uma molécula fluorescente marcado compreende um nucleotídeo fluorescentemente marcado.

14. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o circuito de dispositivo da base de dispositivo forma circuitos semicondutores de óxido metálico complementar (CMOS).

15. Biossensor caracterizado pelo fato de que compreende: o dispositivo definido na reivindicação 1; e uma célula de fluxo montada no dispositivo que compreende a solução de reação e pelo menos um canal de fluxo que está em comunicação de fluido com os locais de reação da estrutura de reação para dirigir a solução de reação para a mesma.

16. Método caracterizado pelo fato de que compreende: formar uma pluralidade de trincheiras dentro de uma base de dispositivo que compreende uma pluralidade de sensores de luz e circuitos de dispositivo eletricamente acoplados aos sensores de luz em sinais de dados de transmissão com base em fótons detectados pelos sensores de luz, a pluralidade de trincheiras que se estendem a partir de uma superfície superior da base de dispositivo e em direção pelo menos um sensor de luz correspondente; depositar uma camada de suporte sobre as superfícies internas da pluralidade de trincheiras; encher a pluralidade de trincheiras sobre a camada de suporte depositada com um primeiro material de filtro que filtra a luz de pelo menos um primeiro comprimento de onda e permite que a luz de um segundo comprimento de onda passe através do mesmo para o pelo menos um sensor de luz correspondente; remover uma porção superior da camada de suporte depositada dentro da pluralidade de trincheiras posicionada entre a base do dispositivo e o primeiro material de filtro para formar uma pluralidade de espaços vazios; encher o conjunto de espaços vazios com um segundo material de filtro que filtra a luz de, pelo menos, o primeiro comprimento de onda e permite que a luz de um terceiro comprimento de onda passe através do mesmo para o pelo menos um sensor de luz correspondente para formar uma pluralidade de guias de luz; e formar uma estrutura de reação ao longo da base do dispositivo e da pluralidade de guias de luz para conter uma solução de reação e pelo menos um local de reação que gera luz de pelo menos um dos segundo e terceiro comprimentos de onda após o tratamento com a solução de reação em resposta à luz de excitação incidente de, pelo menos, o primeiro comprimento de onda.

17. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a remoção da porção superior da camada de suporte depositada dentro da pluralidade de trincheiras forma uma porção da camada de suporte que se estende por baixo e sobre uma parte do fundo das primeiras regiões.

18. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que compreende ainda a deposição de uma segunda camada de revestimento sobre as superfícies internas da pluralidade de trincheiras e ao longo da superfície da parte superior da base do dispositivo antes de depositar a camada de suporte de tal modo que a camada de suporte se estende sobre a segunda camada de revestimento .

19. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o primeiro filtro de material ainda filtra a luz do segundo comprimento de onda, e o segundo filtro de materiais ainda filtra a luz do primeiro comprimento de onda.

20. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o primeiro material de filtro é um material polimérico com um primeiro corante, e o segundo material de filtro é um material polimérico com um segundo corante que difere do primeiro corante.