BR112020026222A2

BR112020026222A2 - Células de fluxo e métodos relacionados às mesmas

Info

Publication number: BR112020026222A2
Application number: BR112020026222-6A
Authority: BR
Inventors: Arnaud RIVAL; Ali Agah; Tracy H. FUNG; Dietrich Dehlinger; Poorya Sabounchi; Tarun Khurana; Craig M. Ciesla; M. Shane Bowen
Original assignee: Illumina, Inc.
Priority date: 2018-09-14
Filing date: 2019-09-09
Publication date: 2021-04-06
Also published as: TW202020457A; US20210131940A1; CN112740016B; KR20210046589A; SG11202012395WA; US20200088622A1; IL279384A; JP2021535735A; IL279384B1; EP3850336A4; ZA202007846B; US11747263B2; EP3850336A1; US11385162B2; CA3103295A1; TWI831827B; AU2019337557A1; CN112740016A; PH12020552295A1; MX2020014055A

Abstract

células de fluxo e métodos relacionados às mesmas. são fornecidas células de fluxo e métodos correspondentes. as células de fluxo podem incluir uma armação de suporte com lados superior e posterior, e pelo menos uma cavidade que se estende a partir do lado superior. as células de fluxo podem incluir pelo menos um dispositivo de detecção de luz com uma área ativa disposta dentro da pelo menos uma cavidade. as células de fluxo podem incluir um material de suporte disposto dentro da pelo menos uma cavidade entre a armação de suporte e a periferia do pelo menos um dispositivo de detecção de luz que as acopla em conjunto. as células de fluxo podem incluir uma tampa que se estende sobre o pelo menos um dispositivo de detecção de luz e acoplada à armação de suporte ao redor da periferia do pelo menos um dispositivo de detecção de luz. a tampa e pelo menos uma superfície superior do pelo menos um dispositivo de detecção de luz formam um canal de fluxo entre as mesmas.

Description

CÉLULAS DE FLUXO E MÉTODOS RELACIONADOS ÀS MESMAS REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

[0001] Este Pedido de Patente reivindica prioridade do Pedido de Patente Provisório no U.S. 62/731,785, depositado em 14 de setembro de 2018, e intitulado Flow Cells and Methods Related to Same. A totalidade do conteúdo do pedido supracitado é incorporada à presente invenção a título de referência.

ANTECEDENTES

[0002] Vários protocolos em pesquisa biológica ou química envolvem desempenhar um grande número de reações controladas em superfícies de suporte locais ou dentro de câmaras de reação predefinidas. As reações designadas podem, então, ser observadas ou detectadas, e a análise subsequente pode ajudar a identificar ou revelar propriedades de substâncias envolvidas na reação. Por exemplo, em alguns ensaios multiplex, um analito desconhecido que tem um marcador identificável (por exemplo, marcador fluorescente) pode ser exposto a milhares de sondas conhecidas sob condições controladas. Cada sonda conhecida pode ser depositada em um poço correspondente 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 de sequenciamento de DNA conhecidos, tais 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 sobre analitos marcados de modo fluorescente e também detectar os sinais fluorescentes que podem ser emitidos a partir dos analitos. Entretanto, tais sistemas ópticos podem ser relativamente dispendiosos e envolver uma área de bancada relativamente grande. Por exemplo, tais sistemas ópticos podem incluir uma organização de lentes, filtros e fontes de luz.

[0004] Em outros sistemas de detecção propostos, as reações controladas ocorrem em superfícies de suporte locais ou dentro de câmaras de reação predefinidas de uma célula de fluxo que não envolve uma grande montagem óptica para detectar as emissões fluorescentes. A célula de fluxo inclui um dispositivo detector de luz de estado sólido eletrônico ou imageador (por exemplo, um dispositivo detector de luz metal-óxido-semicondutor complementar (CMOS) ou um dispositivo detector de luz de dispositivo de carga acoplada (CCD)) posicionado de modo adjacente (por exemplo, sob) às superfícies/câmaras de suporte para detectar emissões de luz das reações. Entretanto, tais sistemas de imageamento de estado sólido propostos podem ter algumas limitações. Por exemplo, células de fluxo de tais sistemas podem ser projetadas como um item consumível de uso único. Assim, pode ser benéfico que a célula de fluxo seja um dispositivo pequeno e não dispendioso. Em uma célula de fluxo relativamente pequena, pode ser benéfico utilizar o máximo possível da área ativa de biossensor do dispositivo de detecção de luz e/ou fornecer a maior área ativa de biossensor possível.

[0005] Muitos projetos de célula de fluxo atuais não permitem utilização total da área ativa de biossensor, visto que uma porção de tampa das células de fluxo é acoplada à área ativa, tornando, desse modo, tal área inacessível a uma solução de reagente (por exemplo, uma solução com moléculas marcadas de modo fluorescente) e/ou impedindo que a área inclua sítios de reação (por exemplo, incluindo analitos). De modo adicional, a área ativa de biossensor é frequentemente fornecida por um único sensor, e sensores relativamente grandes com áreas ativas de biossensor relativamente grandes são dispendiosos. Muitos projetos de célula de fluxo atuais também fornecem apenas um número limitado de configurações de cabeamento aos dispositivos de detecção de luz.

BREVE DESCRIÇÃO

[0006] Em um aspecto da presente invenção, uma célula de fluxo é fornecida. A célula de fluxo inclui uma armação de suporte que compreende um lado superior, um lado posterior e pelo menos uma cavidade que se estende do lado superior para o lado inferior. A célula de fluxo também inclui pelo menos um dispositivo de detecção de luz disposto dentro da pelo menos uma cavidade que compreende uma área ativa e uma superfície superior. A célula de fluxo inclui, ainda, um material de suporte disposto dentro da pelo menos uma cavidade entre a armação de suporte e a periferia do pelo menos um dispositivo de detecção de luz que acopla a armação de suporte e o pelo menos um dispositivo de detecção de luz em conjunto. A célula de fluxo também inclui uma tampa que se estende ao longo do pelo menos um dispositivo de detecção de luz e acoplada ao lado superior da armação de suporte ao redor da periferia do pelo menos um dispositivo de detecção de luz. A tampa e pelo menos a superfície superior do pelo menos um dispositivo de detecção de luz formam um canal de fluxo entre as mesmas.

[0007] Em alguns exemplos, a armação de suporte compreende, ainda, pelo menos uma via eletricamente condutiva que se estende do lado superior para o lado inferior. Em alguns tais exemplos, o pelo menos um dispositivo de detecção de luz compreende pelo menos um dispositivo de detecção de luz de estado sólido que inclui uma porção de wafer base, uma pluralidade de sensores de luz, conjunto de circuitos de dispositivo eletricamente acoplado aos sensores de luz para transmitir sinais de dados com base em fótons detectados pelos sensores de luz, e uma pluralidade de guias de luz associada à pluralidade de sensores de luz. Em alguns tais exemplos, o conjunto de circuitos de dispositivo do pelo menos um dispositivo de detecção de luz de estado sólido é eletricamente acoplado a pelo menos uma via eletricamente condutiva por meio do lado superior da armação de suporte.

[0008] Em alguns exemplos, a tampa é acoplada indiretamente ao lado superior da armação de suporte. Em alguns exemplos, a pelo menos uma cavidade compreende uma cavidade com uma pluralidade de dispositivos de detecção de luz dispostos na mesma. Em alguns tais exemplos, a pluralidade de dispositivos de detecção de luz compreende dispositivos de detecção de luz distintos que são espaçados um do outro, e o material de suporte se estende, de modo adicional, entre dispositivos de detecção de luz adjacentes. Em alguns outros tais exemplos, a pluralidade de dispositivos de detecção de luz compreende pelo menos dois dispositivos de detecção de luz integrais, e o material de suporte se estende entre a armação de suporte e a periferia dos pelo menos dois dispositivos de detecção de luz integrais.

[0009] Em alguns exemplos, o pelo menos um dispositivo de detecção de luz compreende uma pluralidade de dispositivos de detecção de luz. Em alguns tais exemplos, a pelo menos uma cavidade compreende uma pluralidade de cavidades, e cada dispositivo de detecção de luz da pluralidade de dispositivos de detecção de luz é disposto em uma cavidade diferente da armação de suporte. Em alguns exemplos, o pelo menos um dispositivo de detecção de luz compreende pelo menos um dispositivo de detecção de luz de estado sólido que inclui uma porção de wafer base, uma pluralidade de sensores de luz, conjunto de circuitos de dispositivo eletricamente acoplado aos sensores de luz para transmitir sinais de dados com base em fótons detectados pelos sensores de luz, e uma pluralidade de guias de luz associada à pluralidade de sensores de luz. Em alguns tais exemplos, a pelo menos uma cavidade se estende através da armação de suporte do lado superior para o lado inferior, o conjunto de circuitos de dispositivo compreende vias que se estendem através da porção de wafer base,

e a célula de fluxo compreende, ainda, contatos elétricos que são pelo menos parcialmente dispostos ao longo do lado posterior da armação de suporte e acoplados eletricamente às vias. Em alguns outros tais exemplos, o pelo menos um dispositivo de detecção de luz compreende, ainda, uma estrutura de reação disposta sobre a pluralidade de guias de luz que forma a superfície superior dos mesmos, e a estrutura de reação compreende uma pluralidade de nanopoços posicionada dentro da área ativa.

[0010] Em alguns exemplos, a pelo menos uma cavidade se estende apenas parcialmente através da armação de suporte a partir do lado superior para o lado inferior. Em alguns exemplos, o pelo menos um dispositivo de detecção de luz compreende pelo menos um sensor de luz metal-óxido-semicondutor complementar (CMOS).

[0011] Em alguns exemplos, o canal de fluxo se estende ao longo da totalidade da área ativa do pelo menos um dispositivo de detecção de luz.

[0012] Em outro aspecto da presente invenção, um método é fornecido. O método inclui fixar uma superfície superior de uma armação de suporte e uma superfície de suporte plana de um substrato, a armação de suporte compreendendo pelo menos uma cavidade que se estende do lado superior para um lado inferior da mesma. O método inclui, ainda, posicionar pelo menos um dispositivo de detecção de luz dentro da pelo menos uma cavidade de modo que um lado superior do mesmo seja posicionado na superfície de suporte plana do substrato e uma porção de borda da cavidade se estenda entre a armação de suporte e a periferia do pelo menos um dispositivo de detecção de luz, o pelo menos um dispositivo de detecção de luz compreendendo uma área ativa e uma superfície superior. O método também inclui preencher a porção de borda da cavidade com um material de suporte para acoplar a armação de suporte e o pelo menos um dispositivo de detecção de luz em conjunto. O método inclui,

ainda, desafixar a armação de suporte e o substrato. O método também inclui fixar uma tampa ao lado superior da armação de suporte ao redor da periferia do pelo menos um dispositivo de detecção de luz para formar uma célula de fluxo, a tampa se estendendo sobre o pelo menos um dispositivo de detecção de luz e formando um canal de fluxo entre a tampa e pelo menos a superfície superior do pelo menos um dispositivo de detecção de luz.

[0013] Em alguns exemplos, o pelo menos um dispositivo de detecção de luz compreende pelo menos um dispositivo de detecção de luz de estado sólido incluindo uma porção de wafer base que forma um lado posterior, uma pluralidade de sensores de luz, conjunto de circuitos de dispositivo eletricamente acoplado aos sensores de luz acoplado para transmitir sinais de dados com base em fótons detectados pelos sensores de luz, e uma pluralidade de guias de luz associada à pluralidade de sensores de luz, e a armação de suporte compreende, ainda, pelo menos uma via eletricamente condutiva que se estende do lado superior para o lado inferior, e o método compreende, ainda, acoplar eletricamente o conjunto de circuitos de dispositivo do pelo menos um dispositivo de detecção de luz de estado sólido a pelo menos uma via eletricamente condutiva no lado superior da armação de suporte.

[0014] Em alguns exemplos, o pelo menos um dispositivo de detecção de luz compreende pelo menos um dispositivo de detecção de luz de estado sólido incluindo uma porção de wafer base que forma um lado posterior, uma pluralidade de sensores de luz, conjunto de circuitos de dispositivo eletricamente acoplado aos sensores de luz acoplado para transmitir sinais de dados com base em fótons detectados pelos sensores de luz, e uma pluralidade de guias de luz associada à pluralidade de sensores de luz, o conjunto de circuitos de dispositivo compreende vias que se estendem através da porção de wafer base para o lado posterior da mesma, e o método compreende, ainda, acoplar eletricamente contatos que são pelo menos parcialmente dispostos ao longo do lado posterior da armação de suporte às vias no lado posterior da porção de wafer base.

[0015] Em alguns exemplos, o método compreende, ainda, formar uma estrutura de reação no pelo menos um dispositivo de detecção de luz antes de fixar a tampa, a estrutura de reação formando a superfície superior do pelo menos um dispositivo de detecção de luz e compreendendo uma pluralidade de nanopoços posicionados dentro da área ativa. Em alguns tais exemplos, desafixar a armação de suporte e o substrato expõe um lado superior rebaixado do material de suporte que se estende abaixo e entre o lado superior da armação de suporte e uma porção superior do pelo menos um dispositivo de detecção de luz, a estrutura de reação se estende sobre o lado superior rebaixado do material de suporte e o lado superior do lado superior da armação de suporte, e a estrutura de reação forma uma superfície superior plana a partir da qual a pluralidade de nanopoços se estende.

[0016] Em alguns exemplos, o método compreende, ainda, obter o pelo menos um dispositivo de detecção de luz, e a obtenção do pelo menos um dispositivo de detecção de luz compreende cortar em cubos pelo menos um sensor de luz metal-óxido-semicondutor complementar (CMOS) a partir de uma pluralidade de sensores de luz CMOS integrais.

[0017] Em alguns exemplos, o canal de fluxo se estende ao longo da totalidade da área ativa do pelo menos um dispositivo de detecção de luz.

[0018] Em outro aspecto da presente invenção, outro método é fornecido. O método inclui depositar um primeiro material de suporte em uma porção inferior de pelo menos uma cavidade de uma armação de suporte, a pelo menos uma cavidade se estendendo apenas parcialmente através da armação de suporte de um lado superior da mesma para um lado inferior da mesma. O método inclui, ainda, posicionar pelo menos um dispositivo de detecção de luz dentro da pelo menos uma cavidade e sobre o primeiro material de suporte depositado de modo que uma porção de borda da pelo menos uma cavidade se estenda entre a armação de suporte e a periferia do pelo menos um dispositivo de detecção de luz, o pelo menos um dispositivo de detecção de luz compreendendo uma área ativa e uma superfície superior. O método também inclui preencher a porção de borda da cavidade com um segundo material de suporte. O método inclui, ainda, fixar uma tampa ao lado superior da armação de suporte ao redor da periferia do pelo menos um dispositivo de detecção de luz para formar uma célula de fluxo, a tampa se estendendo sobre o pelo menos um dispositivo de detecção de luz e formando um canal de fluxo entre a tampa e pelo menos a superfície superior do pelo menos um dispositivo de detecção de luz.

[0019] Em alguns exemplos, o canal de fluxo se estende ao longo da totalidade da área ativa do pelo menos um dispositivo de detecção de luz.

[0020] Deve-se verificar que todas as combinações dos aspectos antecedentes e conceitos adicionais discutidos em mais detalhes abaixo (desde que tais conceitos não sejam mutuamente inconsistentes) são contempladas como sendo parte da matéria inventiva e para alcançar as vantagens reveladas na presente invenção.

[0021] Esses e outros objetivos, atributos e vantagens desta invenção se tornarão evidentes a partir da descrição detalhada a seguir dos vários aspectos da invenção tomada em conjunto com os desenhos anexos.

DESENHOS

[0022] Esses e outros atributos, aspectos e vantagens da presente invenção se tornarão mais bem entendidos quando a descrição detalhada a seguir for lida com referência aos desenhos anexos, que não são necessariamente feitos em escala e em que referências numéricas similares representam aspectos similares ao longo dos desenhos, em que:

[0023] A Figura 1 ilustra, em um exemplo, uma seção transversal de um dispositivo de detecção de luz, em conformidade com um ou mais aspectos da presente invenção.

[0024] A Figura 2 ilustra, em um exemplo, uma seção transversal de outro dispositivo de detecção de luz, em conformidade com um ou mais aspectos da presente invenção.

[0025] A Figura 3 ilustra, em um exemplo, uma estrutura de suporte compreendida de uma armação de suporte e um substrato para formar uma célula de fluxo, em conformidade com um ou mais aspectos da presente invenção.

[0026] A Figura 4 ilustra, em um exemplo, o posicionamento de um dispositivo de detecção de luz dentro de uma cavidade da estrutura de suporte da Figura 3, em conformidade com um ou mais aspectos da presente invenção.

[0027] A Figura 5 ilustra, em um exemplo, uma seção transversal de um dispositivo de detecção de luz posicionado dentro de uma cavidade da estrutura de suporte da Figura 3, em conformidade com um ou mais aspectos da presente invenção.

[0028] A Figura 6 ilustra, em um exemplo, uma seção transversal de um dispositivo de detecção de luz posicionado dentro de uma cavidade de outra estrutura de suporte, em conformidade com um ou mais aspectos da presente invenção.

[0029] A Figura 7 ilustra, em um exemplo, uma seção transversal de um dispositivo de detecção de luz posicionado dentro de uma cavidade de outra estrutura de suporte, em conformidade com um ou mais aspectos da presente invenção.

[0030] A Figura 8 ilustra, em um exemplo, uma seção transversal de um dispositivo de detecção de luz posicionado dentro de uma cavidade de outra estrutura de suporte, em conformidade com um ou mais aspectos da presente invenção.

[0031] A Figura 9 ilustra, em um exemplo, o preenchimento de uma cavidade que se estende ao redor da periferia do dispositivo de detecção de luz posicionado dentro da cavidade da estrutura de suporte da Figura 4 com material de preenchimento, em conformidade com um ou mais aspectos da presente invenção.

[0032] A Figura 10 ilustra, em um exemplo, a remoção do substrato a partir da armação de suporte da estrutura de suporte da Figura 4, em conformidade com um ou mais aspectos da presente invenção.

[0033] A Figura 11A ilustra, em um exemplo, uma seção transversal de uma pluralidade de dispositivos de detecção de luz acoplados dentro de uma pluralidade de cavidades da armação de suporte da Figura 4 com o substrato removido, em conformidade com um ou mais aspectos da presente invenção.

[0034] A Figura 11B ilustra, em um exemplo, uma vista superior da pluralidade de dispositivos de detecção de luz acoplados dentro das cavidades de armação de suporte da Figura 11A, em conformidade com um ou mais aspectos da presente invenção.

[0035] A Figura 12A ilustra, em um exemplo, uma seção transversal de uma pluralidade de dispositivos de detecção de luz acoplados dentro de uma cavidade de uma armação de suporte com um substrato removido, em conformidade com um ou mais aspectos da presente invenção.

[0036] A Figura 12B ilustra, em um exemplo, uma vista superior da pluralidade de dispositivos de detecção de luz acoplados dentro da cavidade da armação de suporte da Figura 12A, em conformidade com um ou mais aspectos da presente invenção.

[0037] A Figura 13A ilustra, em um exemplo, uma seção transversal de uma pluralidade de dispositivos de detecção de luz acoplados dentro de outra cavidade de uma armação de suporte com um substrato removido, em conformidade com um ou mais aspectos da presente invenção.

[0038] A Figura 13B ilustra, em um exemplo, uma vista superior da pluralidade de dispositivos de detecção de luz acoplados dentro da cavidade da armação de suporte da Figura 13A, em conformidade com um ou mais aspectos da presente invenção.

[0039] A Figura 14 ilustra, em um exemplo, uma seção transversal de uma pluralidade de dispositivos de detecção de luz acoplados dentro das cavidades de outra armação de suporte em conformidade com um ou mais aspectos da presente invenção.

[0040] A Figura 15A ilustra, em um exemplo, uma seção transversal de um dispositivo de detecção de luz e material de preenchimento dentro de uma cavidade de uma armação de suporte, em conformidade com um ou mais aspectos da presente invenção.

[0041] A Figura 15B ilustra, em um exemplo, uma seção transversal do dispositivo de detecção de luz e material de preenchimento dentro da cavidade da armação de suporte da Figura 15A com uma estrutura de reação posicionada na mesma, em conformidade com um ou mais aspectos da presente invenção.

[0042] A Figura 16A ilustra, em um exemplo, uma seção transversal de um dispositivo de célula de fluxo intermediária que inclui uma pluralidade de dispositivos de detecção de luz acoplados dentro de uma pluralidade de cavidades de uma armação de suporte, em conformidade com um ou mais aspectos da presente invenção.

[0043] As Figuras 16B a 16D ilustram, em um exemplo, formação de contatos de lado posterior no dispositivo de célula de fluxo intermediária da Figura 16A.

[0044] A Figura 17A ilustra, em um exemplo, uma seção transversal de outro dispositivo de célula de fluxo intermediária incluindo uma pluralidade de dispositivos de detecção de luz acoplados dentro de uma pluralidade de cavidades de uma armação de suporte, em conformidade com um ou mais aspectos da presente invenção.

[0045] As Figuras 17B e 17C ilustram, em um exemplo, formação de contatos de lado posterior no dispositivo de célula de fluxo intermediária da Figura 17A.

[0046] A Figura 18A ilustra, em um exemplo, uma seção transversal de outro dispositivo de célula de fluxo intermediária incluindo uma pluralidade de dispositivos de detecção de luz acoplados dentro de uma pluralidade de cavidades de uma armação de suporte, em conformidade com um ou mais aspectos da presente invenção.

[0047] As Figuras 18B e 18C ilustram, em um exemplo, formação de contatos de lado posterior no dispositivo de célula de fluxo intermediária da Figura 18A.

[0048] A Figura 19A ilustra, em um exemplo, uma seção transversal de outro dispositivo de célula de fluxo intermediária incluindo uma pluralidade de dispositivos de detecção de luz acoplados dentro de uma pluralidade de cavidades de uma armação de suporte, em conformidade com um ou mais aspectos da presente invenção.

[0049] A Figura 19B e 19C ilustram, em um exemplo, formação de contatos de lado posterior no dispositivo de célula de fluxo intermediária da Figura 19A.

[0050] A Figura 20 ilustra, em um exemplo, uma pluralidade de células de fluxo formadas por meio do dispositivo de célula de fluxo intermediária da Figura

19C, em conformidade com um ou mais aspectos da presente invenção.

[0051] A Figura 21 ilustra, em um exemplo, um canal de fluxo e área ativa de um dispositivo de detecção de luz de uma célula de fluxo da Figura 20, em conformidade com um ou mais aspectos da presente invenção.

[0052] A Figura 22 ilustra, em um exemplo, uma pluralidade de células de fluxo distintas que pode ser formada a partir da pluralidade de células de fluxo da Figura 20, em conformidade com um ou mais aspectos da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0053] Os aspectos da presente invenção e certos exemplos, atributos, vantagens e detalhes dos mesmos, são explicados de maneira mais completa abaixo com referência aos exemplos não limitantes ilustrados nos desenhos anexos. As descrições de materiais bem conhecidos, ferramentas de fabricação, técnicas de processamento, etc., são omitidas de modo a não obscurecer desnecessariamente os detalhes relevantes. Deve-se entender, entretanto, que a descrição detalhada e os exemplos específicos, embora indiquem aspectos da invenção, são dados a título de ilustração apenas, e não a título de limitação. Várias substituições, modificações, adições e/ou organizações, dentro do espírito e/ou escopo dos conceitos inventivos subjacentes serão evidentes ao técnico no assunto a partir desta invenção.

[0054] Linguagem de aproximação, conforme usado na presente invenção ao longo da invenção, pode ser aplicada para modificar qualquer representação quantitativa que possa variar de modo permissível sem resultar em uma mudança na função básica à qual está relacionada. Assim, um valor modificado por um termo ou termos, tais como “cerca de” ou “substancialmente”, não é limitado ao valor preciso especificado. Por exemplo, esses 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 algumas instâncias, a linguagem de aproximação pode corresponder à precisão de um instrumento para medir o valor.

[0055] A terminologia usada na presente invenção é para a finalidade de descrever exemplos particulares apenas e não se destina a ser limitante. Conforme usado na presente invenção, as formas singulares “um”, “uma” e “o/a” também se destinam a incluir as formas plurais, a menos que o contexto indique claramente o contrário. Além disso, referências a “um exemplo” não se destinam a ser interpretadas como excluindo a existência de exemplos adicionais que também incorporam os atributos recitados. Além disso, a menos que estabelecido explicitamente o contrário, os termos “compreender” (e qualquer forma de “compreender”, tal como “compreende” e “compreendendo”), “ter” (e qualquer forma de “ter”, tal como “tem” e “tendo”), “incluir” (e qualquer forma de “incluir”, tal como “inclui” e “incluindo”) e “conter” (e qualquer forma de “conter”, tal como “contém” e “contendo”) são usados como verbos de ligação abrangentes. Como resultado, qualquer exemplo que “compreende”, “tem”, “inclui” ou “contém” uma ou mais etapas ou elementos possui tal uma ou mais etapas ou elementos, mas não se limita a possuir apenas tal uma ou mais etapas ou elementos. Conforme usado na presente invenção, os termos “pode” e “pode ser” indicam uma possibilidade de uma ocorrência dentro de um conjunto de circunstâncias; uma possessão de uma propriedade, característica ou função especificada; e/ou qualificar outro verbo expressando-se uma ou mais dentre uma habilidade, capacidade ou possibilidade associada ao verbo qualificado. Assim, o uso de “pode” e “pode ser” indicam que um termo modificado é aparentemente apropriado, capaz ou adequado para uma capacidade, função ou uso indicado, enquanto leva em consideração que, em algumas circunstâncias, o termo modificado pode, por vezes, 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 não pode ocorrer – essa distinção é capturada pelos termos “pode” e “pode ser”.

[0056] Conforme usado na presente invenção e a menos que indicado de outra forma, o termo “totalidade” (e qualquer outra forma de “todo”) significa pelo menos uma porção substancial, tal como pelo menos 95% ou pelo menos 99%. O termo “totalidade” (e qualquer outra forma de “todo”), conforme usado na presente invenção, não é limitado, desse modo, a 100%, a menos que indicado de outra forma. Conforme usado na presente invenção, o termo “camada” não é limitado a um único corpo contínuo de material, a menos que observado de outra forma. Uma “camada” pode incluir múltiplas subcamadas que podem ser o mesmo ou diferentes materiais, e/ou pode incluir revestimentos, adesivos e similares. Além disso, uma ou mais dentre as camadas das células de fluxo descritas na presente invenção (ou subcamadas) podem ser modificadas (por exemplo, corroídas, depositadas com material, etc.) para fornecer os atributos descritos na presente invenção.

[0057] As células de fluxo descritas na presente invenção podem ser usadas em vários processos biológicos ou químicos e sistemas para análise acadêmica ou comercial. Mais especificamente, as células de fluxo descritas na presente invenção podem ser usadas em vários processos e sistemas em que é desejado detectar um evento, propriedade, qualidade ou característica que seja indicativa de uma reação designada. Por exemplo, as células de fluxo descritas na presente invenção podem incluir ou ser integradas com dispositivos de detecção de luz, biossensores e seus componentes, bem como sistemas de bioensaio que operam com biossensores.

[0058] As células de fluxo podem ser configuradas para facilitar uma pluralidade de reações designadas que podem ser detectadas de modo individual ou coletivo. As células de fluxo podem ser configuradas para desempenhar inúmeros ciclos em que a pluralidade de reações designadas ocorre em paralelo. Por exemplo, as células de fluxo podem ser usadas para sequenciar um arranjo denso de atributos de DNA através de ciclos iterativos de manipulação enzimática e detecção/aquisição de luz ou imagem. Como tal, as células de fluxo podem ser acopladas em comunicação com um ou mais canais microfluídicos que entregam reagentes ou outros componentes de reação em uma solução de reação a um sítio de reação das células de fluxo. Os sítios de reação podem ser fornecidos ou distanciados de um modo predeterminado, tal como em um padrão uniforme ou repetido. De modo alternativo, os sítios de reação podem ser distribuídos aleatoriamente. Cada um dentre os sítios de reação pode ser associado a uma ou mais guias de luz e um ou mais sensores de luz que detectam luz do sítio de reação associado. Em algumas células de fluxo, os sítios de reação podem ser localizados em reentrâncias ou câmaras de reação, que podem, pelo menos parcialmente, compartimentalizar as reações designadas nas mesmas.

[0059] Conforme usado na presente invenção, uma “reação designada” inclui uma mudança em pelo menos uma dentre uma propriedade química, elétrica, física ou óptica (ou qualidade) de uma substância química ou biológica de interesse, tal como um analito de interesse. Em células de fluxo particulares, uma reação designada é um evento de ligação positivo, tal como incorporação de uma biomolécula marcada de modo fluorescente com um analito de interesse, por exemplo. De modo mais geral, uma reação designada pode ser uma transformação química, mudança química ou interação química. Uma reação designada também pode ser uma mudança em propriedades elétricas.

Em células de fluxo particulares, uma reação designada inclui a incorporação de uma molécula marcada de modo fluorescente com um analito. O analito pode ser um oligonucleotídeo e a molécula marcada de modo fluorescente pode ser um nucleotídeo. Uma reação designada pode ser detectada quando uma luz de excitação é direcionada ao oligonucleotídeo que tem o nucleotídeo marcado, e o fluoróforo emite um sinal fluorescente detectável. Em células de fluxo alternativas, a fluorescência detectada é um resultado de quimioluminescência ou bioluminescência. Uma reação designada também pode aumentar transferência de energia de ressonância de fluorescência (ou Förster) (FRET), por exemplo, trazendo um fluoróforo doador em proximidade com um fluoróforo aceptor, diminuir FRET separando-se fluoróforos doadores e aceptores, aumentar a fluorescência separando-se um supressor de um fluoróforo, ou diminuir fluorescência colocalizando-se um supressor e fluoróforo.

[0060] Conforme usado na presente invenção, 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 potenciais incluem reagentes, enzimas, amostras, outras biomoléculas e soluções tampão, por exemplo. Os componentes de reação podem ser entregues a um sítio de reação nas células de fluxo reveladas na presente invenção em uma solução e/ou imobilizados em um sítio de reação. Os componentes de reação podem interagir direta ou indiretamente com outra substância, tal como um analito de interesse imobilizado em um sítio de reação da célula de fluxo.

[0061] Conforme usado na presente invenção, 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 em que uma substância pode ser imobilizada nas mesmas. Por exemplo, um sítio de reação pode incluir uma superfície de uma estrutura de reação (que pode ser posicionada em um canal de uma célula de fluxo) que tem um componente de reação na mesma, tal como uma colônia de ácidos nucleicos na mesma. Em algumas células de fluxo, os ácidos nucleicos na colônia têm a mesma sequência, sendo, por exemplo, cópias clonais de um modelo de fita única ou fita dupla. Entretanto, em algumas células de fluxo, um sítio de reação pode conter apenas uma única molécula de ácido nucleico, por exemplo, em uma forma de fita única ou fita dupla.

[0062] Uma pluralidade de sítios de reação pode ser distribuída aleatoriamente ao longo da estrutura de reação das células de fluxo, ou pode ser organizada em um modo predeterminado (por exemplo, lado a lado em uma matriz, tal como em microarranjos). Um sítio de reação também pode incluir uma câmara ou reentrância de reação que define, pelo menos parcialmente, um volume ou região espacial configurada para compartimentalizar a reação designada. Conforme usado na presente invenção, o termo “câmara de reação” ou “reentrância de reação” inclui uma região espacial definida da estrutura de suporte (que está frequentemente em comunicação fluida com um canal de fluxo). Uma reentrância de reação pode ser separada pelo menos parcialmente do ambiente circundante ou outras regiões espaciais. Por exemplo, uma pluralidade de reentrâncias de reação pode ser separada uma da outra por paredes compartilhadas. Conforme um exemplo mais específico, as reentrâncias de reação podem ser nanopoços formados por um entalhe, pite, poço, ranhura, cavidade ou depressão definida por superfícies interiores de uma superfície de detecção e ter uma abertura ou furo (isto é, ter lado aberto) de modo que os nanopoços possam estar em comunicação fluida com um canal de fluxo.

[0063] Em algumas células de fluxo, as reentrâncias de reação da estrutura de reação das células de fluxo são dimensionadas e conformadas em relação a sólidos (incluindo semissólidos) de modo que os sólidos possam ser inseridos, total ou parcialmente, nas mesmas. Por exemplo, as reentrâncias de reação podem ser dimensionadas e conformadas para acomodar uma esfera de captura. A esfera de captura pode ter DNA clonalmente amplificado ou outras substâncias na mesma. De modo alternativo, as reentrâncias de reação podem ser dimensionadas e conformadas para receber um número aproximado de esferas ou substratos sólidos. Conforme outro exemplo, as reentrâncias de reação podem ser preenchidas com um gel poroso ou substância que é configurada para controlar difusão ou filtrar fluidos que podem fluir para as reentrâncias de reação.

[0064] Os sensores de luz (por exemplo, fotodiodos) de um ou mais dispositivos de detecção de luz das células de fluxo podem ser associados a sítios de reação correspondentes. Um sensor de luz que é associado a um sítio de reação detecta emissões de luz do sítio de reação associado por meio de pelo menos uma guia de luz quando uma reação designada tiver ocorrido no sítio de reação associado. Em algumas células de fluxo, uma pluralidade de sensores de luz (por exemplo, diversos pixels de um dispositivo de câmera ou detecção de luz) pode ser associada a um único sítio de reação. Em outras células de fluxo, um único sensor de luz (por exemplo, um único pixel) pode ser associado a um único sítio de reação ou a um grupo de sítios de reação. O sensor de luz, o sítio de reação e outros atributos das células de fluxo podem ser configurados de modo que pelo menos parte da luz seja diretamente detectada pelo sensor de luz sem ser refletida.

[0065] Conforme usado na presente invenção, uma “substância biológica ou química” inclui biomoléculas, amostras de interesse, analitos de interesse e outro(s) composto(s) químico(s). Uma substância biológica ou química pode ser usada para detectar, identificar ou analisar outro(s) composto(s) químico(s), ou função como intermediários para estudo ou análise de outro(s) composto(s) químico(s). Em células de fluxo particulares, as substâncias biológicas ou químicas incluem uma biomolécula. Conforme usado na presente invenção, uma “biomolécula” inclui pelo menos um dentre um biopolímero, nucleosídeo, ácido nucleico, polinucleotídeo, oligonucleotídeo, proteína, enzima, polipeptídeo, anticorpo, antígeno, ligante, receptor, polissacarídeo, carboidrato, polifosfato, célula, tecido, organismo ou fragmento dos mesmos ou qualquer outro(s) composto(s) químico(s) biologicamente ativo, tal como análogos ou miméticos das espécies supramencionadas. Em um exemplo adicional, uma 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 pirossequenciamento.

[0066] Biomoléculas, amostras e substâncias biológicas ou químicas podem ser de ocorrência natural ou sintéticas e podem ser suspensas em uma solução ou misturadas dentro de uma reentrância ou região de reação. Biomoléculas, amostras e substâncias biológicas ou químicas também podem ser ligadas a um material em gel ou fase sólida. 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 denominadas alvos, sondas ou analitos.

[0067] Conforme usado na presente invenção, uma “célula de fluxo” inclui um dispositivo que inclui uma tampa que se estende sobre uma estrutura de reação que forma, de modo cooperativo, um canal de fluxo entre as mesmas que está em comunicação com uma pluralidade de sítios de reação da estrutura de reação, e inclui pelo menos um dispositivo de detecção de luz que é configurado para detectar reações designadas que ocorrem em ou próximo aos sítios de reação. Uma célula de fluxo pode incluir um dispositivo de “imageamento” ou detecção de luz de estado sólido (por exemplo, dispositivo de detecção de luz CCD ou CMOS). Conforme um exemplo específico, uma célula de fluxo pode ser configurada para se acoplar, de modo fluídico e elétrico, a um cartucho com uma bomba integrada, que pode ser configurada para se acoplar, de modo fluídico e/ou elétrico, a um sistema de bioensaio. Um cartucho e/ou sistema de bioensaio pode entregar uma solução de reação a sítios de reação de uma célula de fluxo, de acordo com um protocolo predeterminado (por exemplo, sequenciamento por síntese), e desempenhar uma pluralidade de eventos de imageamento. Por exemplo, um cartucho e/ou sistema de bioensaio pode direcionar uma ou mais soluções de reação através do canal de fluxo da célula de fluxo e, desse modo, ao longo dos sítios de reação. Pelo menos uma dentre as soluções de reação pode incluir quatro tipos de nucleotídeos que têm o mesmo ou diferentes marcadores fluorescentes. Os nucleotídeos podem se ligar aos sítios de reação da célula de fluxo, tais como a oligonucleotídeos correspondentes nos sítios de reação. O cartucho e/ou sistema de bioensaio pode, então, iluminar os sítios de reação com o uso de uma fonte de luz de excitação (por exemplo, fontes de luz de estado sólido, tais como diodos emissores de luz (LEDs)). A luz de excitação pode ter um comprimento de onda ou comprimentos de onda predeterminados, incluindo uma faixa de comprimentos de onda. Os marcadores fluorescentes excitadas pela luz de excitação incidente podem fornecer sinais de emissão (por exemplo, luz de um comprimento de onda ou comprimentos de onda que diferem da luz de excitação e, potencialmente, uma da outra) que podem ser detectados pelos sensores de luz da célula de fluxo.

[0068] Conforme usado na presente invenção, o termo “imobilizado”, quando usado em relação a uma biomolécula ou substância biológica ou química, inclui fixar substancialmente a biomolécula ou substância biológica ou química em um nível molecular em uma superfície, tal como em uma superfície de detecção de uma estrutura de reação sobre o dispositivo de detecção de luz da célula de fluxo. Por exemplo, uma biomolécula ou substância biológica ou química pode ser imobilizada em uma superfície de detecção da estrutura de reação da célula de fluxo com o uso de técnicas de adsorção incluindo interações não covalentes (por exemplo, forças eletrostáticas, van der Waals e desidratação de interfaces hidrofóbicas) e técnicas de ligação covalente em que grupos funcionais ou ligantes facilitam a fixação das biomoléculas na superfície de detecção. A imobilização de biomoléculas ou substâncias biológicas ou químicas na superfície de detecção da estrutura de reação da célula de fluxo pode se basear nas propriedades da superfície, no meio líquido que porta a biomolécula ou substância biológica ou química, e nas propriedades das biomoléculas ou substâncias biológicas ou químicas em si. Em alguns casos, a superfície de detecção pode ser funcionalizada (por exemplo, modificada química ou fisicamente) para facilitar a imobilização das biomoléculas (ou substâncias biológicas ou químicas) na mesma.

[0069] Em alguns exemplos, ácidos nucleicos podem ser imobilizados na estrutura de reação da célula de fluxo, tal como em superfícies de reentrâncias de reação ou nanopoços das mesmas. Os nucleotídeos e enzimas naturais que são configurados para interagir com os nucleotídeos naturais podem ser utilizados. Os nucleotídeos naturais incluem, por exemplo, ribonucleotídeos ou desoxirribonucleotídeos. Os nucleotídeos naturais podem estar na forma mono, di ou trifosfato e podem ter uma base selecionada a partir de adenina (A), Timina (T), uracila (U), guanina (G) ou citosina (C). Será entendido, entretanto, que nucleotídeos não naturais, nucleotídeos modificados ou análogos aos nucleotídeos acima mencionados podem ser utilizados.

[0070] Conforme observado acima, uma biomolécula ou substância biológica ou química pode ser imobilizada em um sítio de reação em um nanopoço de uma estrutura de reação da célula de fluxo. Tal biomolécula ou substância biológica pode ser retida fisicamente ou imobilizada dentro das reentrâncias de reação através de um encaixe de interferência, adesão, ligação covalente ou aprisionamento. Itens ou sólidos podem ser dispostos dentro das reentrâncias de reação, tal como incluir esferas em polímero, pellets, gel de agarose, pós, pontos quânticos ou outros sólidos que podem ser comprimidos e/ou retidos dentro do nanopoço. Em certas implementações, os nanopoços podem ser revestidos ou preenchidos com uma camada de hidrogel capaz de ligar, de modo covalente, oligonucleotídeos de DNA. Uma superestrutura de ácido nucleico, tal como uma esfera de DNA, pode ser disposta dentro ou em um nanopoço, por exemplo, por fixação em uma superfície interior dos nanopoços ou por permanência em um líquido dentro dos nanopoços. Uma esfera de DNA ou outra superestrutura de ácido nucleico pode ser desempenhada e, então, disposta dentro ou em um nanopoço. De modo alternativo, uma esfera de DNA pode ser sintetizada in situ em um nanopoço. Uma substância que é imobilizada em um nanopoço pode estar em um estado sólido, líquido ou gasoso.

[0071] As células de fluxo reveladas podem ser configuradas para análise biológica ou química para obter quaisquer informações ou dados relacionados às mesmas. As células de fluxo particulares podem compreender parte de um sistema de sequenciamento de ácido nucleico (ou sequenciador) configurado para várias aplicações, incluindo, mas sem limitação a sequenciamento de novo, ressequenciamento de genomas inteiros ou regiões genômicas alvo e metagenômica. O sistema de sequenciamento pode ser configurado para desempenhar análise de DNA ou RNA. As células de fluxo podem ser configuradas para desempenhar um grande número de reações paralelas na superfície ativa das mesmas para obter informações relacionadas às reações.

[0072] As células de fluxo podem incluir um ou mais canais de fluxo que direcionam uma solução para ou em direção a sítios de reação na área/superfície ativa da estrutura de reação sobre um ou mais dispositivos de detecção de luz, conforme explicado mais abaixo. Durante uso, as células de fluxo podem estar, desse modo, 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 na célula de fluxo, por exemplo. O sistema de armazenamento de fluido também pode armazenar fluidos para lavar ou limpar o um ou mais canais de fluxo da célula de fluxo e/ou 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 e não polares, e similares. Além disso, o sistema de armazenamento de fluido também pode incluir reservatórios para resíduos para receber produtos residuais da célula de fluxo.

[0073] A Figura 1 ilustra um exemplo de um dispositivo de detecção de luz 10 que pode ser utilizado nas células de fluxo da presente invenção. O dispositivo de detecção de luz 10 pode compreender uma pluralidade de camadas empilhadas, tais como uma camada-base ou wafer 14 e uma pluralidade de camadas dielétricas e camadas metal-dielétricas que se estendem sobre o mesmo. Conforme mostrado na Figura 1, o dispositivo de detecção de luz 10 inclui um arranjo de sensor de sensores de luz 12 e um arranjo de guia de guias de luz 18. O dispositivo de detecção de luz 10 também pode incluir uma estrutura de reação 20 que se estende ao longo de uma porção superior 22 do dispositivo de detecção de luz 10, incluindo sobre aberturas das guias de luz 18. O dispositivo de detecção de luz 10 pode ser configurado de modo que cada sensor de luz 12 corresponda ou se alinhe a uma única guia de luz 18 e/ou uma única reentrância de reação 16 (por exemplo, nanopoço) de uma estrutura de reação 20 posicionada sobre uma superfície superior 22 do dispositivo de detecção de luz 10, de modo que receba fótons apenas a partir do mesmo. Entretanto, em outros exemplos, um único sensor de luz 12 pode receber fótons através de mais de uma guia de luz 18 e/ou a partir de mais de uma reentrância de reação 16. Um único sensor de luz 12 pode formar, desse modo, um pixel ou mais de um pixel. Conforme mostrado na Figura 1, as reentrâncias de reação 16 podem ser definidas, por exemplo, por um entalhe ou mudança de profundidade (ou espessura) na superfície superior da estrutura de reação 20.

[0074] Conforme mostrado na Figura 1, o arranjo de guias de luz 18 e reentrâncias de reação 16 da estrutura de reação 20 (e potencialmente sensores de luz 12) pode ser fornecido em um padrão de repetição definido de modo que pelo menos algumas das reentrâncias 16 e/ou guias de luz 18 (e potencialmente sensores de luz 12) sejam igualmente espaçados um do outro em um padrão posicional definido. Em outros exemplos, as reentrâncias de reação 16 e/ou guias de luz 18 (e potencialmente sensores de luz 12) podem ser fornecidos em um padrão aleatório, e/ou pelo menos algumas dentre as reentrâncias de reação 16 e/ou guias de luz 18 (e potencialmente sensores de luz 12) podem ser espaçados de modo variado um do outro. As áreas intersticiais entre o arranjo de reentrâncias de reação 16 podem ser superfícies substancialmente achatadas. Conforme explicado mais abaixo, o arranjo de reentrâncias de reação 16 da estrutura de reação 20 pode ter pelo menos um sítio de reação correspondente fornecido no mesmo (por exemplo, imobilizado em uma superfície do mesmo).

[0075] A área do dispositivo de detecção de luz 10 que é sensível à luz é denominada a área ativa do dispositivo 10. A área ativa do dispositivo de detecção de luz 10 inclui, desse modo, a área contendo as guias de luz 18, que direcionam luz aos sensores de luz 12. Conforme observado acima, a superfície superior 22 do dispositivo de detecção de luz 10 pode incluir uma estrutura de reação 20 com um arranjo de reentrâncias de reação 16 posicionado na mesma para conter pelo menos um sítio de reação correspondente na mesmas/dentro das mesmas que são disponíveis/acessíveis para entrega de reagente e reação (por exemplo, responsivo a um analito em um fluido de reação) e iluminação durante a operação das células de fluxo. Conforme mostrado na Figura 1, a estrutura de reação 20 pode se estender ao longo da totalidade (por exemplo, pelo menos 95%, ou pelo menos 99%, ou 100%) da área ativa do dispositivo de detecção de luz 10. Em tais configurações, a superfície superior ou detectora da estrutura de reação 20 pode definir, desse modo, a superfície ativa do dispositivo de detecção de luz 10 na qual uma solução de reação pode fluir e residir e interagir com os sítios de reação formados nas/dentro das reentrâncias de reação 16. A superfície ativa do dispositivo de detecção de luz 10 pode compreender as superfícies das reentrâncias 16 e áreas intersticiais que se estendem entre e ao redor das reentrâncias 16.

[0076] As superfícies superiores expostas da estrutura de reação 20 (isto é, as superfícies superiores expostas das reentrâncias de reação 16 e/ou das áreas intersticiais que se estendem entre as mesmas e ao redor das mesmas) podem compreender superfícies planas/achatadas lisas. Em exemplos particulares, as superfícies superiores expostas das áreas intersticiais e/ou reentrâncias de reação 16 da superfície superior exposta da estrutura de reação 20 podem ser superfícies planas/achatadas lisas que impedem que solução de reação ou quaisquer outras substâncias biológicas ou químicas fiquem presas ou permaneçam nas mesmas e/ou impedem erros de pad hopping. Por exemplo, as superfícies expostas superiores da estrutura de reação 20 podem incluir uma faixa micrométrica de rugosidade de superfície, tal como uma rugosidade de superfície menor do que ou igual a 20 μm, ou menor do que ou igual a 1 μm. Em alguns exemplos, a estrutura de reação 20 pode incluir uma rugosidade de superfície menor ou igual a 100 nm, ou menor ou igual a 10 nm.

[0077] A estrutura de reação 20 pode compreender uma ou mais camadas. Em um exemplo, a estrutura de reação 20 inclui uma pluralidade de camadas sobrepostas. A estrutura de reação 20 pode incluir uma ou mais camadas que são configuradas para permitir que sinais de luz de excitação e/ou sinais de luz emitida dos sítios de reação nas reentrâncias de reação 16 (após tratamento com solução de reação) passem através das mesmas, em uma abertura de um ou mais guias de luz correspondentes 18 e, potencialmente, para um ou mais sensores de luz correspondentes 12 (dependendo da configuração das guias de luz 18, por exemplo). Conforme outro exemplo, a estrutura de reação 20 pode incluir mais uma camada que impede que diafonia ou “compartilhamento” de luz emitida a partir de um sítio de reação particular em uma reentrância de reação 16 se propague ou passe para um sensor não correspondente 12. A estrutura de reação 20 pode fornecer uma superfície sólida que permite que substâncias químicas, biomoléculas ou outros analitos de interesse sejam imobilizados na mesma. Por exemplo, cada um dentre os sítios de reação nas reentrâncias de reação 16 pode incluir um agrupamento de biomoléculas que são imobilizadas na superfície externa exposta dos mesmos. Desse modo, a estrutura de reação 20 pode compreender um material que permite que os sítios de reação sejam imobilizados nas reentrâncias de reação 16. A estrutura de reação 20 pode ser modificada física ou quimicamente para facilitar a imobilização das biomoléculas para formar os sítios de reação e/ou para facilitar a detecção das emissões de luz a partir da mesma. Exemplos de camadas que podem formar a estrutura de reação 20 incluem pelo menos uma camada de SiN e pelo menos uma camada de TaO. Entretanto, a estrutura de reação 20 pode compreender diferentes camadas (por exemplo, camadas diferentes, menos camadas e/ou camadas adicionais) e/ou diferentes materiais.

[0078] As guias de luz 18 podem compreender um material de filtro configurado para filtrar a luz de excitação ou uma faixa de comprimentos de onda incluindo aquela da luz de excitação, e permitir que as emissões de luz de pelo menos um sítio de reação de pelo menos uma reentrância de reação correspondente 16 (ou uma faixa de comprimentos de onda incluindo aquela das emissões de luz) se propaguem através do mesmo e em direção a pelo menos um sensor de luz correspondente 12. As guias de luz 18 podem ser, por exemplo, um filtro de absorção (por exemplo, um filtro de absorção orgânico) de modo que o material de filtro absorva um certo comprimento de onda (ou faixa de comprimentos de onda) e permita que pelo menos um comprimento de onda predeterminado (ou faixa de comprimentos de onda) passe através do mesmo. Cada uma dentre as guias de luz 18 do arranjo pode incluir substancialmente o mesmo material de filtro, ou guias de luz diferentes 18 podem incluir material de filtro diferente. Cada guia de luz 18 pode ser configurado, desse modo, em relação a material circundante do dispositivo 10 (por exemplo, o material dielétrico) para formar uma estrutura de guia de luz. Por exemplo, as guias de luz 18 podem ter um índice de refração de pelo menos cerca de 2,0. Em certas configurações, as guias de luz 18 podem ser configurados de modo que a densidade óptica (OD) ou absorbância da luz de excitação seja pelo menos cerca de 4 OD.

[0079] Conforme mostrado na Figura 1, o dispositivo de detecção de luz 10 pode incluir conjunto de circuitos 24 que transmite ou conduz sinais quando emissões de luz (por exemplo, fótons) são detectadas pelos sensores de luz 12. Conforme discutido acima, as emissões de luz podem ser emitidas a partir de/por meio do pelo menos um sítio de reação associado a uma reentrância de reação 16 da estrutura de reação 20, e direcionadas ou passadas para um sensor de luz associado 12 por pelo menos uma guia de luz 18. O conjunto de circuitos 24 pode 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, o conjunto de circuitos 24 pode ser similar a ou incluir uma organização de microcircuito. O dispositivo de detecção de luz 10 pode compreender pelo menos um circuito integrado que tem um arranjo dos sensores de luz 12 eletricamente acoplado ao conjunto de circuitos 24. O conjunto de circuitos 24 dentro do dispositivo de detecção de luz 10 pode ser configurado para pelo menos um dentre amplificação de sinal, digitalização, armazenamento e processamento. O conjunto de circuitos 24 pode coletar (e potencialmente analisar) as emissões de luz detectadas pelos sensores 12 e gerar sinais de dados para comunicar dados de detecção com um sistema de bioensaio. O conjunto de circuitos 24 também pode desempenhar processamento de sinal analógico e/ou digital adicional no dispositivo de detecção de luz 10.

[0080] Conforme mostrado na Figura 1, o conjunto de circuitos de dispositivo 24 do dispositivo de detecção de luz 10 pode se estender de modo adjacente a, ou apenas potencialmente de modo parcial através da porção-base

14. A porção-base 14 pode ser, desse modo, cavidade de uma via eletricamente condutiva ou outra porção do conjunto de circuitos de dispositivo 24 que se estende através da mesma. O lado posterior 26 da porção-base 14, que pode formar uma superfície de lado posterior exposta 26 do dispositivo de detecção de luz 10, pode ser cavidade do conjunto de circuitos de dispositivo 24. Estabelecido de outro modo, o conjunto de circuitos de dispositivo 24 pode ser posicionado totalmente acima do lado posterior 26 da porção-base 14 dentro do dispositivo de detecção de luz 10 de modo que o conjunto de circuitos de dispositivo 24 seja inacessível no lado posterior 26 da porção-base 14 e/ou do dispositivo 10 em si. Entretanto, conforme mostrado na Figura 1, o conjunto de circuitos de dispositivo 24 pode se estender para um lado superior do dispositivo de detecção de luz 10. Por exemplo, o conjunto de circuitos de dispositivo 24 pode se estender através do dispositivo de detecção de luz 10 para a estrutura de reação 20 e potencialmente através da mesma. O lado superior do dispositivo de detecção de luz 10, que pode ser formado pela superfície superior exposta da estrutura de reação 20 (caso presente), pode incluir, desse modo, o conjunto de circuitos de dispositivo 24, conforme mostrado na Figura 1. Estabelecido de outro modo, o conjunto de circuitos de dispositivo 24 pode ser exposto e acessível em um lado superior do dispositivo de detecção de luz 10, que pode ser uma superfície de lado superior da estrutura de reação 20 (caso presente), conforme mostrado na Figura 1.

[0081] O dispositivo de detecção de luz pode ser fabricado com o uso de processos de fabricação de circuito integrado, tais como processos usados para fabricar circuitos de dispositivos de carga acoplada (CCD) ou dispositivos ou circuitos de metal-óxido-semicondutor complementar (CMOS). O dispositivo de detecção de luz pode incluir, desse modo, por exemplo, um ou mais materiais semicondutores, e pode ter a forma de, por exemplo, um dispositivo de detecção de luz CMOS (por exemplo, um sensor de imagem CMOS) ou um sensor de imagem CCD, outro tipo de sensor de imagem. No presente exemplo, o dispositivo de detecção de luz 10 é um sensor de imagem do tipo CMOS, conforme mostrado na Figura 1, mas outros tipos de sensores podem ser usados. Por exemplo, conforme mostrado na Figura 1, o dispositivo de detecção de luz 10 pode ser baseado em semicondutor, e compreender uma pluralidade de camadas empilhadas incluindo a porção base de dispositivo 14, que pode ser uma camada de silício ou wafer, por exemplo.

[0082] Quando configurado como um dispositivo de detecção de luz do tipo CMOS 10, o aspecto “complementar” se refere à inclusão de ambos transistores de efeito de campo de metal-óxido semicondutor (MOSFETs) tipo n e tipo p em circuitos integrados (ICs) fabricados com o uso de tecnologia CMOS. Cada MOSFET tem uma porta metálica com uma porta dielétrica, tal como um óxido (portanto, a parte de “Metal-Óxido” do nome) e um material semicondutor abaixo da porta (corresponde ao “Semicondutor” no nome). Quando o dispositivo de detecção de luz 10 é configurado, conforme mostrado na Figura 1, os sensores de luz 12 podem ser eletricamente acoplados ao conjunto de circuitos 24 através das portas, por exemplo.

[0083] Como um dispositivo de detecção de luz com base em semicondutor 10, pelo menos parte do conjunto de circuitos 24 pode ser fornecida dentro do dispositivo ou camadas de substrato, através/dentro dos quais as guias de luz 118 podem, cada uma, se estender. Cada uma dentre as camadas de substrato pode incluir elementos condutivos interconectados que formam pelo menos parte do conjunto de circuitos de dispositivo 24, com material dielétrico circundante ou adjacente aos elementos condutivos do conjunto de circuitos. Os elementos condutivos do conjunto de circuitos 24 podem ser, desse modo, embutidos dentro de material dielétrico. As guias de luz 18 também podem se estender através do material dielétrico e podem ser espaçados do conjunto de circuitos. Vários elementos metálicos e/ou materiais dielétricos podem ser usados, tais como aqueles adequados para fabricação de circuito integrado (por exemplo, fabricação de CMOS). Por exemplo, os elementos condutivos/conjunto de circuitos 24 podem ser elementos metálicos, tais como elementos de W (tungstênio), elementos de Cu (cobre), elementos de Al (alumínio), ou uma combinação dos mesmos, mas entende-se que outros materiais e configurações podem ser usados. O material dielétrico pode ser um material de baixo k e/ou um material contendo silício, tal como SiO2, mas entende-se que outros materiais dielétricos e configurações podem ser usados.

[0084] O dispositivo de detecção de luz 10 pode ser uma pastilha de circuito integrado. Por exemplo, o dispositivo de detecção de luz 10 pode ser fabricado como parte de um grande lote de uma pluralidade de dispositivos de detecção de luz 10 fornecidos em uma única porção-base (por exemplo, um wafer) de silício de grau eletrônico (EGS) ou outro semicondutor (tal como GaAs). A pluralidade de dispositivos fabricados é, desse modo, integral e formada/organizada de modo adjacente e posicionada muito próxima um do outro. O wafer é cortado (isto é, cortado em cubos) em muitas partes, cada uma contendo pelo menos um dispositivo de detecção de luz distinto 10. Conforme mostrado na Figura 1, um único dispositivo de detecção de luz distinto 10 pode ser formado (isto é, cortado em cubos) a partir da pluralidade de dispositivos fabricados integrais de wafer. De modo alternativo, uma pluralidade de dispositivos de detecção de luz adjacentes integrais 10 pode ser formada (isto é, cortada em cubos) a partir da pluralidade de dispositivos fabricados integrais de wafer.

[0085] A Figura 1 ilustra outro exemplo de um dispositivo de detecção de luz 110 que pode ser utilizado nas células de fluxo da presente invenção. O dispositivo de detecção de luz 110 da Figura 2 é similar ao dispositivo de detecção de luz 10 da Figura 1 e, portanto, referências numéricas similares precedidas por “1” são usadas para indicar componentes, aspectos, funções, processos ou funções similares, e a descrição acima direcionada ao mesmo se aplica igualmente, e não é repetida por questão de concisão e clareza. Conforme mostrado na Figura 2, o dispositivo de detecção de luz 110 difere do dispositivo de detecção de luz 10 em que o dispositivo de detecção de luz 110 não inclui uma estrutura de reação (que forma reentrâncias de reação e áreas intersticiais que se estendem entre a mesma e ao redor da mesma) posicionada sobre a superfície superior 122 do mesmo. Em vez disso, o dispositivo de detecção de luz fabricado ou cortado em cubos 110 pode não incluir uma estrutura de reação. Uma estrutura de reação pode ser posicionada na superfície superior 122 do dispositivo de detecção de luz cortado em cubos 110, tal como após processamento do dispositivo de detecção de luz 110, conforme explicado mais abaixo.

[0086] O dispositivo de detecção de luz 110 também difere do dispositivo de detecção de luz 10 em que o conjunto de circuitos 124 inclui vias 128 que se estendem totalmente através da porção de wafer base 114, conforme mostrado na Figura 2. As vias 128 são expostas e acessíveis, desse modo, no lado posterior 126 da porção de wafer base 114 e do dispositivo 110 em si. Conforme também mostrado na Figura 2, o lado posterior 126 da porção de wafer base 114 (e do dispositivo 110 em si) inclui uma ou mais porções espaçadoras 130 que se estendem a partir do lado posterior 126 da porção de wafer base 114. A pelo menos uma porção espaçadora 130 pode ser espaçada das, posicionada adjacente as, ou apenas se sobrepor parcialmente às vias 128 no lado posterior 126 da porção de wafer base 114. Desse modo, a pelo menos uma porção espaçadora 130 pode ser posicionada no lado posterior 126 da porção de wafer base 114 de modo que pelo menos uma porção de cada via 128 seja exposta e disponível no lado posterior 126 da porção de wafer base 114 e do dispositivo 110 em si. Conforme mostrado na Figura 2, o dispositivo de detecção de luz 110 pode incluir pelo menos duas porções espaçadoras 130 que se estendem ao longo de lados laterais opostos do lado posterior 126 da porção de wafer base

114. A pelo menos uma porção espaçadora 130 pode fornecer suporte estrutural ou rigidez às porções de wafer base 114 e, desse modo, ao dispositivo 10 em si

(que pode ter sido comprometido ou enfraquecido pelas vias 128). Em alguns dispositivos de detecção de luz 110, a pelo menos uma porção espaçadora 130 pode ser eletricamente isolante ou não condutiva (ou semicondutora) de modo a não interferir na operação dos sensores 112 e/ou conjunto de circuitos 124, por exemplo. Materiais exemplificativos que formam a pelo menos uma porção espaçadora 130 incluem, mas sem limitação a, vidro, sílica fundida, quartzo, silício, fibra de vidro, plástico, epóxi, cerâmica, um material compósito dielétrico, papel ou uma combinação dos mesmos.

[0087] Conforme mostrado nas Figuras 3 a 5, uma estrutura de suporte 32 incluindo uma armação de suporte 34 e um substrato de suporte 44 pode ser utilizada para formar uma célula de fluxo da presente invenção. A armação de suporte 34 pode definir uma superfície superior 36, uma superfície inferior 38, e pelo menos uma cavidade 40 (por exemplo, um espaço vazio ou furo) que se estende através da armação 34 entre as superfícies superior e inferior 36, 38. A estrutura de suporte 32 pode incluir qualquer número de cavidades 44. Conforme mostrado nas Figuras 3 e 4, a armação de suporte 34 pode incluir um arranjo de uma pluralidade de cavidades espaçadas distintas 40. O arranjo de cavidades 40 pode ser espaçado um do outro de modo que uma porção da armação de suporte 34 se estenda totalmente ao redor de cada cavidade 40 e, desse modo, entre cavidades adjacentes 40. O arranjo de cavidades 40 pode ser definido em um padrão de repetição (potencialmente uniforme) de modo que as cavidades 40 sejam distanciadas de modo uniforme ou consistente. De modo alternativo, o arranjo de cavidades 40 pode ser distribuído aleatoriamente de modo que pelo menos algumas dentre as cavidades 40 sejam distanciadas de modo não uniforme. Conforme mostrado na Figura 5, cada cavidade 40 pode ser formada por paredes de lado interno 50 da armação de suporte 34 que se estendem entre as superfícies superior e inferior 36, 38. Em algumas configurações, as paredes de lado interno 50 da armação de suporte 34 que definem as cavidades 40 podem se estender de modo perpendicular entre as superfícies superior e inferior 36, 38 de modo que o tamanho das cavidades 40 possa definir o mesmo tamanho ou formato na superfície superior 36 e na superfície inferior 38.

[0088] Cada cavidade 40 pode ser dimensionada e conformada para incluir um ou mais dispositivos de detecção de luz, tais como o dispositivo de detecção de luz 110 da Figura 2 descrito acima, conforme mostrado nas Figuras 4 e 5. Entretanto, conforme explicado mais abaixo, um ou mais dispositivos de detecção de luz de uma configuração diferente podem ser utilizados dentro das cavidades 40 da armação de suporte 34, tal como, mas sem limitação a, o dispositivo de detecção de luz 10 da Figura 1 descrita acima. De modo adicional, pelo menos um dispositivo de detecção de luz de uma primeira configuração pode ser utilizado com uma ou mais primeiras cavidades 40 da armação de suporte 34, e pelo menos um dispositivo de detecção de luz de uma segunda configuração pode ser utilizado com uma ou mais segundas cavidades 40 da armação de suporte 34.

[0089] A armação de suporte 34 pode ser substancialmente plana. Por exemplo, a superfície superior 36 e/ou a superfície inferior 38 da armação de suporte 34 podem ser planas e paralelas. Em algumas configurações, a superfície superior 36 e/ou a superfície inferior 38 podem ser substancialmente lisas, tal como incluindo uma rugosidade de superfície em escala de submícron. Em algumas configurações, a superfície superior 36 e/ou a superfície inferior 38 podem incluir uma rugosidade de superfície menor ou igual a 50 nm ou menor ou igual a 10 nm. Em alguns exemplos, a superfície superior 36 e/ou a superfície inferior 38 podem incluir uma rugosidade de superfície dentro da faixa de 1 a 2 nm. Conforme explicado mais abaixo, a superfície superior 36 da armação de suporte 34 pode cooperar com a superfície detectora de uma estrutura de reação de um dispositivo de detecção de luz (por exemplo, a superfície ativa do dispositivo) para formar uma trajetória de fluxo da célula de fluxo para a entrega da solução de reagente, ou uma estrutura de reação, uma ou mais outras camadas, e/ou uma tampa pode ser posicionada sobre a superfície superior 36 da armação de suporte 34 e a porção superior 122 do dispositivo de detecção de luz. Como tal, a planura/lisura da superfície superior 36 da armação de suporte 34 (e a superfície superior da estrutura de reação) pode ser configurada para possibilitar fluxo fluídico de reagente sem arrasto ou aprisionamento do(s) fluido(s).

[0090] A armação de suporte 34 e, potencialmente, o substrato 44, podem ser relativamente rígidos de modo a reter, de forma segura, e se acoplar com os dispositivos de detecção de luz 110 dentro das cavidades 40 e evitar distorção/deformação prejudicial dos dispositivos de detecção de luz 110 durante a fabricação, manuseio e/ou uso das células de fluxo da presente invenção. Em algumas configurações, a armação de suporte 34 (e potencialmente o substrato 44) inclui um módulo de Young de pelo menos 50 GPa, ou pelo menos 70 GPa. Em algumas configurações, a armação de suporte 34 (e potencialmente o substrato 44) inclui um coeficiente de expansão térmica (CTE) de pelo menos cerca de 20 por grau Celsius, ou pelo menos cerca de 30 por grau Celsius. Por exemplo, a armação de suporte 34 pode compreender um vidro boroaluminossilicato (por exemplo, vidro Corning® Eagle XG®) incluindo um módulo de Young dentro da faixa de 70 a 80 GPa e um CTE dentro da faixa de 30 a 35 por grau Celsius, ou compreendida de silício incluindo um módulo de Young dentro da faixa de 160 a 170 GPa e um CTE dentro da faixa de 35 a 40 por grau Celsius.

[0091] A armação de suporte 34 pode entrar em contato com a solução de reagente e/ou outro material/soluções durante a formação dos sítios de reação na estrutura de reação posicionada sobre a porção superior 122 do dispositivo de detecção de luz 110, durante iluminação/detecção e/ou preparação e/ou limpeza das células de fluxo da presente invenção. A armação de suporte 34 pode compreender um ou mais materiais que são não-reativos a reagentes de sequenciamento, tais como um reagente de sequenciamento utilizado para enxerto, agrupamento, clivagem, incorporação e/ou leitura de DNA. Por exemplo, uma solução de sequenciamento pode ser uma solução aquosa e/ou pode ser compreendida de um óleo.

[0092] A armação de suporte 34 pode ser submetida a um processo de polimento mecânico-químico (CMP) durante a formação de uma ou mais células de fluxo a partir da mesma, conforme explicado mais abaixo. A armação de suporte 34 pode compreender um ou mais materiais que são não-reativos a pastas fluidas de CMP e misturas que entram em contato com a armação de suporte 34 durante a formação de uma ou mais células de fluxo a partir da mesma. Por exemplo, uma pasta fluida de CMP ou mistura pode compreender partículas abrasivas e um líquido-base. Em alguns exemplos, o líquido-base pode compreender água (por exemplo, água deionizada) e/ou um óleo. Em alguns exemplos, as partículas abrasivas podem compreender um óxido, tal como dióxido de silício, óxido de cério e/ou óxido de alumínio, por exemplo.

[0093] A armação de suporte 34 pode isolar eletricamente o pelo menos um dispositivo de detecção de luz 110 posicionado dentro de cada cavidade 40, de modo a não interferir na operação de detecção de luz do mesmo. Pelo menos uma porção da espessura/secção transversal de porções da armação de suporte 34 que circundam/formam as cavidades 40 (que se estendem entre as superfícies superior e inferior 36, 38) pode compreender um material eletricamente isolante (isto é, não condutivo) (ou um material semicondutor).

Por exemplo, pelo menos uma porção da espessura/secção transversal de porções da armação de suporte 34 que circundam/formam as cavidades 40 que se estendem a partir da superfície superior 36, ou uma porção mediana espaçada entre as superfícies superior e inferior 36, 38, pode compreender um material eletricamente isolante (isto é, eletricamente não condutivo) (ou material semicondutor). Em algumas configurações, a armação de suporte 34 pode compreender apenas o material eletricamente isolante. Materiais eletricamente isolantes exemplificativos que podem formar pelo menos uma porção da armação de suporte incluem silício, vidro (por exemplo, quartzo, sílica fundida, fibra de vidro, vidro borossilicato (por exemplo, vidro boroaluminossilicato alcalinoterroso, tal como vidro Corning® Eagle XG®), vidro borossilicato flutuado (por exemplo, vidro Borofloat® 33), ou outros vidros de baixa autofluorescência), cerâmica, polímeros (por exemplo, plástico, epóxi, epóxi carregado com silício ou adesivos ou epóxi curável por UV), materiais compósitos dielétricos, papel ou uma combinação dos mesmos.

[0094] Entretanto, conforme explicado mais abaixo, as porções da armação de suporte 34 podem compreender um material eletricamente condutivo, tal como um material metálico. Por exemplo, conforme explicado mais abaixo, a armação de suporte 34 pode incluir vias eletricamente condutivas que se estendem através da espessura/secção transversal de porções da armação de suporte 34 próximo a (por exemplo, adjacente) às cavidades 40 que se estendem entre as superfícies superior e inferior 36, 38 (e exposto nas superfícies superior e inferior 36, 38). Em algumas configurações, uma porção da espessura/secção transversal de porções da armação de suporte 34 que circundam/formam as cavidades 40 que se estendem a partir da superfície superior 36 e/ou da superfície inferior 34 pode compreender um material eletricamente condutivo (que pode compreender uma porção das vias).

[0095] A armação de suporte 34 pode incluir uma pluralidade de indicações/marcações visuais 45, conforme mostrado na Figura 4. As indicações visuais 45 podem ser utilizadas para referenciar a posição e/ou orientação da armação de suporte 34 como um todo e/ou porções da mesma ou componentes acoplados à mesma (tais como as cavidades 40 e um ou mais dispositivos de detecção de luz 110 posicionados dentro das cavidades 40, conforme explicado mais abaixo, por exemplo). Desse modo, as indicações visuais 45 podem ser utilizadas como marcas de alinhamento durante processamento da armação de suporte 34 (e componentes acoplados à mesma, conforme explicado mais abaixo) em um ou mais dispositivos de célula de fluxo intermediários e/ou dispositivos de célula de fluxo (conforme explicado mais abaixo). Por exemplo, as indicações visuais 45 podem ser utilizadas para alinhamento durante operações de colocação de tampa e/ou corte em cubos para formar um ou mais dispositivos de célula de fluxo intermediários e/ou dispositivos de célula de fluxo.

[0096] As indicações visuais 45 podem compreender qualquer material que difere visualmente da armação de suporte 34, tal como em relação a um olho humano e/ou um dispositivo de imageamento (por exemplo, uma câmera digital). Em alguns exemplos, as indicações visuais 45 podem compreender um pigmento, tinta, corante, material luminescente, metal, óxido ou uma combinação dos mesmos. As indicações visuais 45 podem compreender um ou mais materiais que são não-reativos a reagentes de sequenciamento e/ou pastas fluidas de CMP.

[0097] As indicações visuais 45 podem ser fornecidas na superfície inferior 38 (conforme mostrado na Figura 4) da armação de suporte 34, na superfície superior 36 da armação de suporte 34, embutidas pelo menos parcialmente dentro da espessura da armação de suporte 34 entre as superfícies superior e inferior 36, 38 da armação de suporte 34, ou uma combinação dos mesmos. As indicações visuais 45 podem ser formadas na armação de suporte 34 por meio de qualquer processo. Em alguns exemplos, as indicações visuais 45 podem ser formadas na armação de suporte 34 por meio de um processo de impressão, tal como um processo de aspersão ou um processo de litografia.

[0098] Conforme mostrado nas Figuras 4 e 5, a estrutura de suporte 32 pode incluir a superfície superior 36 da armação de suporte 34 acoplada à superfície superior 46 do substrato ou portador 44. A armação de suporte 34 e o substrato 44 podem ser acoplados de modo removível ou acoplados de modo fixo. Em algumas estruturas de suporte 32, o substrato 44 pode ser compreendido de material igual ou similar ao material da armação de suporte

34. Em algumas outras estruturas de suporte 32, o substrato 44 pode ser compreendido de um material diferente do material da armação de suporte 34. A superfície superior 46 do substrato 44 pode ser substancialmente lisa e plana de modo que a superfície superior 36 da armação de suporte 34 e a superfície superior 46 do substrato 44 sejam paralelas e, de modo potencial, substancialmente coplanares, conforme mostrado na Figura 5. Em algumas configurações, a superfície superior 46 do substrato 44 pode definir lisura de superfície igual ou similar à superfície superior 36 da armação de suporte 34.

[0099] Conforme também mostrado nas Figuras 4 e 5, com a superfície superior 36 da armação de suporte 34 acoplada à superfície superior 46 do substrato 44, o pelo menos um dispositivo de detecção de luz cortado em cubos 110 pode ser posicionado dentro de uma cavidade 40 “voltado para baixo” de modo que a superfície superior 122 do pelo menos um dispositivo de detecção de luz 110 seja posicionada em ou adjacente à superfície superior 46 do substrato 44. Desse modo, a superfície superior 122 do pelo menos um dispositivo de detecção de luz pode ser substancialmente alinhada (por exemplo, coplanar) à superfície superior 36 da armação de suporte 34. De modo similar, se o pelo menos um dispositivo de detecção de luz cortado em cubos 110 incluir uma estrutura de reação fornecida sobre a superfície superior 122 (por exemplo, assim como com o dispositivo de detecção de luz 10 da Figura 1), a superfície superior do detector/superfície ativa da estrutura de reação pode ser posicionada em ou adjacente à superfície superior 46 do substrato 44 e as porções intersticiais podem ser substancialmente alinhadas (por exemplo, coplanares) à superfície superior 36 da armação de suporte 34.

[0100] Conforme mostrado na Figura 5, a armação de suporte 34 pode ser mais fina do que o pelo menos um dispositivo de detecção de luz 110 de modo que o lado posterior 126 do mesmo se estenda para além da superfície inferior 38 da armação de suporte 34. Em algumas outras configurações de armação de suporte 34, a superfície inferior 38 da armação de suporte 34 pode ser uniforme com ou abaixo do lado posterior 126 do pelo menos um dispositivo de detecção de luz 110. O pelo menos um dispositivo de detecção de luz 110 pode definir um tamanho correspondente menor do que a cavidade 40. O pelo menos um dispositivo de detecção de luz cortado em cubos 110 pode ser posicionado, desse modo, dentro de uma cavidade 40 da estrutura de suporte 32 de modo que a periferia do pelo menos um dispositivo de detecção de luz 110 seja espaçada das paredes de lado interno 50 da armação de suporte 34, conforme mostrado na Figura 5. Por exemplo, uma porção da cavidade 40 pode se estender ao redor da periferia do pelo menos um dispositivo de detecção de luz 110 para formar uma trincheira ou porção de cavidade de borda 52 que se estende entre as paredes de lado interno 50 da cavidade 40 da armação de suporte 34 e a periferia do pelo menos um dispositivo de detecção de luz 110.

[0101] O pelo menos um dispositivo de detecção de luz 110 pode estar situado diretamente na superfície superior 46 do substrato 44 na cavidade 40.

Em algumas tais organizações, o pelo menos um dispositivo de detecção de luz 110 pode ser mecanicamente retido na cavidade 40 por meio de uma ferramenta ou membro de suporte.

[0102] Outro exemplo de uma estrutura de suporte 232, de acordo com a presente invenção, é mostrado na Figura 6. A estrutura de suporte 232 da Figura 6 é similar à estrutura de suporte 32 das Figuras 3 a 5 e, portanto, referências numéricas similares precedidas por “2” são usadas para indicar componentes, aspectos, funções, processos ou funções similares, e a descrição acima direcionada à mesma se aplica igualmente, e não é repetida por questão de concisão e clareza. Conforme mostrado na Figura 6, a estrutura de suporte 232 difere da estrutura de suporte 32 com a inclusão de um membro ou camada intermediadora 248 que acopla/liga quimicamente a porção superior 122 do pelo menos um dispositivo de detecção de luz 210 à superfície superior 246 do substrato 244 dentro da cavidade 244. A camada intermediadora 248 pode ser qualquer material de ligação temporário ou removível (por exemplo, por meio de um ou mais processos químico, mecânico e/ou irradiação). Em um exemplo, a camada intermediadora 248 pode compreender um material polimérico (por exemplo, um ou mais copolímero de olefina cíclica), que pode ser fornecido dentro de uma composição de material de ligação forjado com solvente. Por exemplo, a camada intermediadora 248 pode compreender um material de ligação temporário BrewerBond® comercializado por Brewer Science, Inc., tal como BrewerBond® 220 ou BrewerBond® 305. Em outro exemplo, a camada intermediadora 248 pode compreender uma camada de liberação de alta absorbância de UV e/ou uma camada adesiva, tal como um material de ligação temporário da série JSR ELPAC TA comercializado pela JSR Corporation. A camada intermediadora 248 pode ser formada por revestimento por centrifugação, revestimento por aspersão, revestimento por extrusão ou laminação, por exemplo, sobre a superfície superior 246 do substrato 244.

[0103] A camada intermediadora 248 pode compreender uma ou mais camadas de material que se estendem sobre a superfície superior 246 do substrato 244 dentro da cavidade 240. A porção superior 122 do pelo menos um dispositivo de detecção de luz 110 pode estar situada, desse modo, em uma superfície superior 247 da camada intermediadora 248 dentro da cavidade 244. A camada intermediadora 248 também pode se estender entre a superfície superior 246 do substrato 244 e a superfície superior 236 da armação de suporte 234, conforme mostrado na Figura 6. O lado superior 236 da armação de suporte pode se estender, desse modo, sobre a superfície superior 247 da camada intermediadora 248, e a camada intermediadora 248 pode se estender sobre o lado superior 246 do substrato 244.

[0104] Outro exemplo de uma estrutura de suporte 332, de acordo com a presente invenção, é mostrado na Figura 7. A estrutura de suporte 332 da Figura 7 é similar à estrutura de suporte 32 das Figuras 3 a 5 e à estrutura de suporte 232 da Figura 6 e, portanto, referências numéricas similares precedidas por “3” são usadas para indicar componentes, aspectos, funções, processos ou funções similares, e a descrição acima direcionada à mesma se aplica igualmente, e não é repetida por questão de concisão e clareza. Conforme mostrado na Figura 7, a estrutura de suporte 332 difere da estrutura de suporte 32 e da estrutura de suporte 232 com a inclusão de um membro/camada espaçadora 349 que separa a superfície superior 346 do substrato 344 a partir da porção superior 122 do pelo menos um dispositivo de detecção de luz 110. A camada espaçadora 349 pode se estender apenas entre a superfície superior 346 do substrato 344 e a superfície superior 336 da armação de suporte 334 e, desse modo, não se estender através da cavidade 340. Desse modo, a camada espaçadora 349 ergue a superfície superior 336 da armação de suporte 334 a partir da superfície superior 346 do substrato 344, à qual a porção superior 122 do pelo menos um dispositivo de detecção de luz 110 se sobrepõe. Desse modo, a camada espaçadora 349 separa a porção superior 122 do pelo menos um dispositivo de detecção de luz 110 além (isto é, acima) da superfície superior 336 da armação de suporte 334 em uma direção que se estende do lado posterior 126 para a porção superior 122 do pelo menos um dispositivo de detecção de luz 110. A camada espaçadora 349 pode compreender material igual ou similar àquele da camada intermediadora 248. A camada espaçadora 349 pode ser formada por revestimento por centrifugação, revestimento por aspersão, revestimento por extrusão ou laminação, por exemplo, sobre a superfície superior 346 do substrato 344. Embora a estrutura de suporte 332 da Figura 7 seja mostrada não incluindo uma camada intermediadora (por exemplo, a camada intermediadora 248 da estrutura de suporte 232 da Figura 6), a estrutura de suporte 332 pode incluir um intermediador que se estende sobre a superfície superior 336 do substrato 344 entre o substrato 344 e a armação de suporte 334 e através da cavidade 340.

[0105] Outro exemplo de uma estrutura de suporte 432, de acordo com a presente invenção, é mostrado na Figura 8. A estrutura de suporte 432 da Figura 8 é similar à estrutura de suporte 32 das Figuras 3 a 5, à estrutura de suporte 232 da Figura 6 e à estrutura de suporte 332 da Figura 7 e, portanto, referências numéricas similares precedidas por “4” são usadas para indicar componentes, aspectos, funções, processos ou funções similares, e a descrição acima direcionada à mesma se aplica igualmente, e não é repetida por questão de concisão e clareza. Conforme mostrado na Figura 8, a estrutura de suporte 432 difere da estrutura de suporte 32, da estrutura de suporte 232 e da estrutura de suporte 332 na configuração das paredes laterais 450 das cavidades 440.

[0106] Conforme mostrado na Figura 8, cada cavidade 440 pode ser formada por paredes de lado interno 450 da armação de suporte 434 que se estendem entre as superfícies superior e inferior 436, 438. As paredes de lado interno 450 da armação de suporte 434 que definem as cavidades 440 podem se estender para dentro em direção ao interior das cavidades 440 visto que se estendem da superfície inferior 438 para a superfície superior 436 de modo que o tamanho das cavidades 440 seja menor ou mais estreito na superfície superior 436 em comparação à superfície inferior 438 (isto é, a abertura de cada cavidade 440 na superfície inferior 438 é maior do que a abertura da mesma na superfície superior 436). Observa-se que as paredes laterais 450 podem se estender de maneira muito próxima, mas ainda ser espaçadas da periferia do pelo menos um dispositivo de detecção de luz 110 na superfície superior 436. De modo correspondente, a porção de cavidade de borda 452 da cavidade 440 que se estende entre as paredes de lado interno 450 e a periferia do pelo menos um dispositivo de detecção de luz 110 pode se estreitar à medida que se estende da superfície inferior 438 para a superfície superior 436.

[0107] O formato ou configuração das paredes de lado interno 450 pode ser formado por qualquer configuração da armação de suporte 434 e/ou técnica de fabricação ou processamento. Por exemplo, a armação de suporte 434 pode compreender uma pluralidade de camadas de armação de suporte com aberturas de tamanhos diferentes de modo que, quando empilhadas em conjunto, as aberturas formem as cavidades 40. Conforme outro exemplo, o formato ou configuração das paredes de lado interno 450 pode ser formado corroendo ou, de outra forma, conformando ou formando a armação de suporte

434.

[0108] Em um exemplo, as paredes de lado interno 450 podem se estender de modo linear em um ângulo da superfície superior 436 para a superfície inferior 434 (isto é, são planas) para dentro em direção ao interior das cavidades

440, conforme mostrado na Figura 8. Em outros exemplos, as paredes de lado interno 450 podem não se estender de modo linear (isto é, plano). Por exemplo, as paredes de lado interno 450 podem se estender de modo retilíneo, curvilíneo ou uma combinação dos mesmos a partir da superfície inferior 438 para a superfície superior 436 de modo que o tamanho das cavidades 440 seja menor ou mais estreito na superfície superior 436 em comparação à superfície inferior

438. Em tal exemplo, uma porção das paredes de lado interno 450 da armação de suporte 434 que definem as cavidades 440 pode se estender de modo perpendicular a partir da superfície inferior 438 para a superfície superior 436 ao longo de uma porção da espessura da armação de suporte 534, e outra porção pode se estender de modo linear em um ângulo (isto é, ângulos planos) para dentro em direção ao interior das cavidades 540 a partir da mesma para a superfície superior 436.

[0109] As Figuras 9 a 11B ilustram o acoplamento de um único dispositivo de detecção de luz distinto 110 dentro de cada cavidade 40 da armação de suporte 34 da estrutura de suporte 32 das Figuras 3 a 5 por meio de material de suporte/preenchimento 60. Conforme mostrado na Figura 9, o material de suporte 60 pode ser introduzido na porção de cavidade de borda 52 entre as paredes laterais 50 da armação de suporte 34 e a periferia do dispositivo de detecção de luz 110 a partir do lado exposto da mesma adjacente à superfície inferior 38 da armação de suporte 34. O material de suporte 60 pode acoplar, de forma segura, a armação de suporte 34 e o dispositivo de detecção de luz 110 em conjunto. Especificamente, conforme mostrado nas Figuras 11A e 11B, o material de suporte 60 pode se estender ao redor da periferia dos lados laterais do dispositivo de detecção de luz 110 posicionado dentro da cavidade 40. O material de suporte 60 pode se estender, desse modo, entre, e acoplar em conjunto, a periferia dos lados laterais do dispositivo de detecção de luz 110 posicionado dentro da cavidade 40 e as paredes laterais 50 da cavidade 40. Em alguns exemplos, após o material de suporte 60 ser depositado dentro de cada cavidade 40, a superfície inferior 38 da armação de suporte 34, o material de suporte 60 e/ou o(s) dispositivo(s) de detecção de luz 110 dentro de cada cavidade 40 podem ser submetidos a uma ou mais operações de CMP. Por exemplo, o material de suporte 60 e/ou o(s) dispositivo(s) de detecção de luz 110 dentro de pelo menos uma cavidade 40 podem se estender de modo mais alto do que (isto é, acima) pelo menos uma porção próxima da superfície inferior 38 da armação de suporte 34, e a uma ou mais operações de CMP podem remover uma porção do material de suporte 60 e/ou do(s) dispositivo(s) de detecção de luz 110 para aplanar a superfície inferior 38 da armação de suporte 34, do material de suporte 60 e do(s) dispositivo(s) de detecção de luz 110.

[0110] O material de suporte 60 pode ser qualquer material que tenha a capacidade de fluir para dentro ou, de outra forma, ser introduzido nas porções de cavidade de borda 52 (tal como em um primeiro estado, por exemplo, um estado líquido ou pó), e acoplar, de forma segura, a armação de suporte 34 e os dispositivos de detecção de luz 110 dentro das cavidades 40 em conjunto (tal como em um segundo estado, por exemplo, um estado enrijecido ou curado). O material de suporte 60 pode ser eletricamente isolante ou não condutivo (ou um semicondutor) de modo a não interferir na operação dos dispositivos de detecção de luz 110 (por exemplo, a operação dos sensores 112 e/ou conjunto de circuitos 124). O material de suporte 60 pode entrar em contato com a solução de reagente e/ou outro material/soluções durante a formação da estrutura de reação, a formação dos sítios de reação na estrutura de reação, iluminação/detecção e/ou preparação e/ou limpeza das células de fluxo da presente invenção. Como tal, o material de suporte 60 pode compreender um ou mais materiais que são não-reativos a reagentes de sequenciamento, tais como um reagente de sequenciamento utilizado para enxerto, agrupamento, clivagem, incorporação e/ou leitura de DNA. Por exemplo, um reagente de sequenciamento pode incluir água e/ou um óleo. Materiais exemplificativos do material de suporte 60 incluem silício, vidro (por exemplo, quartzo, sílica fundida, fibra de vidro, vidro borossilicato (por exemplo, vidro boroaluminossilicato alcalinoterroso, tal como vidro Corning® Eagle XG®), vidro borossilicato flutuado (por exemplo, vidro Borofloat® 33), ou outros vidros de baixa autofluorescência), cerâmicas, polímeros (por exemplo, plástico, epóxi, epóxi carregado com silício ou epóxi curável com UV ou adesivos), materiais compósitos dielétricos ou uma combinação dos mesmos.

[0111] Conforme mostrado nas Figuras 10 a 11B, após o material de suporte 60 preencher a porção de cavidade de borda 52 e acoplar, de maneira fixa, a armação de suporte 34 e o pelo menos um dispositivo de detecção de luz 110 com pelo menos uma cavidade 40, o restante da estrutura de suporte 32 pode ser removido a partir da mesma. Por exemplo, o substrato 44, e quaisquer camadas/membros intermediadores e/ou espaçadores associadas ao mesmo, podem ser removidos da superfície superior 36 da armação de suporte 34, da porção superior 122 do dispositivo de detecção de luz 110, e de uma superfície superior do material de suporte 60, conforme mostrado na Figura 10. A armação de suporte isolada 34, pelo menos um dispositivo de detecção de luz 110 posicionado dentro de pelo menos uma cavidade 40, e o material de suporte depositado 60 podem compreender um dispositivo de célula de fluxo intermediária 62, conforme mostrado nas Figuras 11A e 11B. O dispositivo de célula de fluxo intermediária 62 pode ser processado, de modo adicional, em uma ou mais células de fluxo, conforme explicado mais abaixo. Conforme observado acima, embora os dispositivos de detecção de luz 110 da Figura 2 sejam ilustrados no arranjo de cavidades 40 da armação de suporte 34 do dispositivo de célula de fluxo intermediária 62 das Figuras 9 a 11B, os dispositivos de detecção de luz de outras configurações, tais como o dispositivo de detecção de luz 10 da Figura 1, podem ser utilizados de modo similar ou igual dentro de pelo menos uma cavidade 40 da armação de suporte 34.

[0112] O modo ou método de remoção do dispositivo de célula de fluxo intermediária 62 a partir da(s) outra(s) porção(ões) da estrutura de suporte 32 pode estar relacionado, pelo menos em parte, ao material da armação de suporte 34 e ao substrato 44 (e/ou quaisquer camadas/membros intermediadores e/ou espaçadores associados aos mesmos) e/ou ao modo de fixação dos mesmos. Em algumas configurações, o dispositivo de célula de fluxo intermediária 62 pode ser desligado do restante da estrutura de suporte 32. Em algumas configurações, o substrato 44, e quaisquer camadas/membros intermediadores e/ou espaçadores associados ao mesmo, caso presentes, podem ser corroídos química e/ou mecanicamente a partir do dispositivo de célula de fluxo intermediária 62. Em algumas configurações, o substrato 44, e quaisquer camadas/membros intermediadores e/ou espaçadores associados ao mesmo, caso presentes, podem ser removidos do dispositivo de célula de fluxo intermediária 62 por meio de sopro de ar, inserção de lâmina, separação a vácuo ou elevação mecânica com ou sem pré-processamento (tal como aparamento de borda ou padronização a laser), por exemplo.

[0113] Conforme mostrado nas Figuras 9 a 11B, em algumas configurações, um único dispositivo de detecção de luz distinto 110 pode ser posicionado dentro de pelo menos uma cavidade 40 da armação de suporte 34. Conforme descrito acima e conforme mostrado nas Figuras 9 a 11B, em tal configuração, o material de suporte 60 pode ser disposto dentro da porção de cavidade de borda 52 entre as paredes laterais 50 da armação de suporte 34 e a periferia do único dispositivo de detecção de luz distinto 110 dentro de uma respectiva cavidade

40 para acoplar a armação de suporte 34 e o único dispositivo de detecção de luz distinto 110 em conjunto.

[0114] Conforme mostrado nas Figuras 12A e 12B, em algumas outras configurações de dispositivo de célula de fluxo intermediária 662, uma pluralidade de dispositivos de detecção de luz distintos espaçados 110A, 110B, 110C podem ser posicionados dentro de pelo menos uma cavidade 640 de uma armação de suporte 634. Observa-se que, embora três dispositivos de detecção de luz 110A, 110B, 110C sejam usados na presente invenção para ilustrar a utilização de uma pluralidade de dispositivos de detecção de luz, qualquer número de dispositivos de detecção de luz pode ser igualmente empregado (por exemplo, dois dispositivos de detecção de luz, três dispositivos de detecção de luz, quatro dispositivos de detecção de luz, cinco dispositivos de detecção de luz, etc.). O dispositivo de célula de fluxo intermediária 662 das Figuras 12A e 12B é similar ao dispositivo de célula de fluxo intermediária 62 das Figuras 11A e 11B e, portanto, referências numéricas similares precedidas por “6” em oposição a “1” são usadas para indicar componentes, aspectos, funções, processos ou funções similares, e a descrição acima direcionada ao mesmo se aplica igualmente, e não é repetida por questão de concisão e clareza.

[0115] Conforme mostrado na Figura 12A e 12B, em tal configuração do dispositivo de célula de fluxo intermediária 662, o material de suporte 660 pode ser disposto dentro da porção de cavidade de borda 652 entre as paredes laterais 650 da armação de suporte 634 e os lados periféricos da pluralidade de dispositivos de detecção de luz distintos espaçados 110A, 110B, 110C adjacente e/ou voltado para os mesmos para acoplar a armação de suporte 634 e os dispositivos de detecção de luz 110A, 110B, 110C em conjunto. De modo adicional, conforme mostrado nas Figuras 12A e 12B, os dispositivos de detecção de luz distintos 110A, 110B, 110C podem ser espaçados um do outro de modo que uma porção intersticial ou entre dispositivos 653 da cavidade 640 seja posicionada entre dispositivos de detecção de luz distintos adjacentes 110A, 110B, 110C. O material de suporte 660 pode ser disposto dentro da porção intersticial 652 entre dispositivos de detecção de luz distintos adjacentes 110A, 110B, 110C para acoplar os dispositivos 110A, 110B, 110C em conjunto e à armação de suporte 634. Desse modo, o material de suporte 660 pode se estender ao redor da periferia dos dispositivos de detecção de luz distintos espaçados 110A, 110B, 110C posicionados dentro da cavidade 640.

[0116] Conforme mostrado nas Figuras 13A e 13B, em algumas outras configurações do dispositivo de célula de fluxo intermediária 762, uma pluralidade de dispositivos de detecção de luz distintos integrais, acoplados ou não espaçados 110A, 110B, 110C podem ser posicionados dentro de pelo menos uma cavidade 740 de uma armação de suporte 734. O dispositivo de célula de fluxo intermediária 762 das Figuras 13A e 13B é similar ao dispositivo de célula de fluxo intermediária 62 das Figuras 11A e 11B e ao dispositivo de célula de fluxo intermediária 662 das Figuras 12A e 12B e, portanto, referências numéricas similares precedidas por “7”, em oposição a “1” ou “6”, respectivamente, são usadas para indicar componentes, aspectos, funções, processos ou funções similares, e a descrição acima direcionada ao mesmo se aplica igualmente, e não é repetida por questão de concisão e clareza.

[0117] Conforme mostrado nas Figuras 13A e 13B, em tal configuração do dispositivo de célula de fluxo intermediária 762, o material de suporte 760 pode ser disposto dentro da porção de cavidade de borda 752 entre as paredes laterais 750 da armação de suporte 734 e os lados periféricos expostos da pluralidade de dispositivos de detecção de luz distintos integrais, acoplados ou não espaçados 110A, 110B, 110C adjacente e/ou voltado para os mesmos para acoplar a armação de suporte 734 e os dispositivos de detecção de luz 110A,

110B, 110C em conjunto. Visto que a pluralidade de dispositivos de detecção de luz 110A, 110B, 110C é integral, acoplada ou não espaçada, a cavidade 740 não se estende entre os dispositivos adjacentes 110A, 110B, 110C (e, portanto, o material de suporte 760 não se estende entre os dispositivos adjacentes 110A, 110B, 110C). Conforme discutido acima, a pluralidade de dispositivos de detecção de luz distintos 110A, 110B, 110C pode ser fabricada como uma porção de um wafer de uma pluralidade de dispositivos de detecção de luz distintos integrais ou acoplados 110A, 110B, 110C. O wafer de dispositivos pode ser cortado em cubos em dispositivos de detecção de luz distintos únicos (conforme mostrado nas Figuras 10 a 12B) e/ou uma pluralidade de dispositivos de detecção de luz distintos integrais ou acoplados (compreendida de qualquer número de dispositivos distintos individuais) (conforme mostrado nas Figuras 13A e 13B).

[0118] A Figura 14 ilustra um dispositivo de célula de fluxo intermediária 862 formado por meio de uma armação 834 e pelo menos um dispositivo de detecção de luz 10 dentro de uma ou mais cavidades 840 do mesmo, mas sem um substrato base ou quaisquer camadas intermediadoras e/ou espaçadoras associadas. O dispositivo de célula de fluxo intermediária 862 da Figura 14 é similar ao dispositivo de célula de fluxo intermediária 62 das Figuras 11A e 11B, ao dispositivo de célula de fluxo intermediária 662 das Figuras 12A e 12B e ao dispositivo de célula de fluxo intermediária 762 das Figuras 13A e 13B e, portanto, referências numéricas similares precedidas por “8” são usadas para indicar componentes, aspectos, funções, processos ou funções similares, e a descrição acima direcionada ao mesmo se aplica igualmente, e não é repetida por questão de concisão e clareza. Embora apenas um único dispositivo de detecção de luz 110 seja ilustrado em cada cavidade 840 nas Figuras 15A e 15B, conforme discutido acima, uma cavidade 840 pode incluir uma pluralidade de dispositivos de detecção de luz espaçados 110, e o material de suporte 860 pode se estender entre os dispositivos de detecção de luz espaçados adjacentes 110. De modo adicional, embora os dispositivos de detecção de luz 10 da Figura 1, sejam mostrados em cada cavidade 840, conforme discutido acima, outros dispositivos de detecção de luz 10 podem ser igualmente utilizados, tais como o dispositivo de detecção de luz 110 da Figura 2.

[0119] O dispositivo de célula de fluxo intermediária 862 difere do dispositivo de célula de fluxo intermediária 62, do dispositivo de célula de fluxo intermediária 662 e do dispositivo de célula de fluxo intermediária 762 na configuração das cavidades 840 de armação de suporte 834 e material de suporte 860. Conforme mostrado nas Figuras 14, as cavidades 840 se estendem apenas parcialmente através da espessura da armação de suporte 840. As cavidades 840 se estendem da superfície superior 836 e para a superfície inferior 838 da armação de suporte 840 através de uma porção da mesma. Uma porção inferior 841 da armação de suporte 841 se estende, desse modo, entre uma superfície inferior 843 das cavidades 840 e a superfície inferior 838 da armação de suporte 840, conforme mostrado na Figura 14.

[0120] Conforme também mostrado na Figura 14, uma camada ou porção inferior 863 do material de suporte 860 pode se estender sobre a superfície inferior 843 das cavidades 840, e pelo menos um dispositivo de detecção de luz 10 pode ser posicionado na mesma. Desse modo, a porção inferior 863 do material de suporte 860 pode se estender entre a superfície inferior 26 do pelo menos um dispositivo de detecção de luz 10 e a superfície inferior 843 da respectiva cavidade 840.

[0121] Em alguns exemplos, o material de suporte 860 pode ser inicialmente fornecido sobre a superfície inferior 843 das cavidades 840 para formar a porção inferior 863 das mesmas, e pelo menos um dispositivo de detecção de luz 10 colocado na mesma de modo que a porção inferior 863 do material de suporte 860 se acople ou mantenha, de outra forma, o pelo menos um dispositivo de detecção de luz 10 no lugar dentro da respectiva cavidade 840 para processamento adicional. Por exemplo, após colocação de pelo menos um dispositivo de detecção de luz 10 sobre/na porção inferior 863 do material de suporte 860 (por exemplo, a superfície inferior 26 do pelo menos um dispositivo de detecção de luz 10 posicionado em uma superfície superior exposta da porção inferior 863 do material de suporte 860), material de suporte adicional 860 pode ser introduzido na porção de cavidade de borda 852 entre as paredes laterais 850 da armação de suporte 834 e a periferia do pelo menos um dispositivo de detecção de luz 10 e sobre as porções expostas da porção inferior 863 (previamente formada) do material de suporte 860. Em alguns outros exemplos, a porção inferior 863 do material de suporte 860 pode não estar presente, e pelo menos um dispositivo de detecção de luz 10 pode ser posicionado diretamente na superfície inferior 838 da armação de suporte 840 (ou outra camada ou material pode ser posicionado entre os mesmos).

[0122] Conforme mostrado nas Figuras 15A e 15B, após formação de um dispositivo de célula de fluxo intermediária 962, uma superfície superior 961 do material de suporte 960 dentro das cavidades 940 pode ser exposta. O dispositivo de célula de fluxo intermediária 962 das Figuras 15A e 15B é similar ao dispositivo de célula de fluxo intermediária 62 das Figuras 11A e 11B, ao dispositivo de célula de fluxo intermediária 662 das Figuras 12A e 12B, ao dispositivo de célula de fluxo intermediária 762 das Figuras 13A e 13B e ao dispositivo de célula de fluxo intermediária 862 da Figura 14 e, portanto, referências numéricas similares precedidas por “9” são usadas para indicar componentes, aspectos, funções, processos ou funções similares, e a descrição acima direcionada ao mesmo se aplica igualmente, e não é repetida por questão de concisão e clareza. Por exemplo, o dispositivo de célula de fluxo intermediária 962 pode ser formado por meio de remoção ou separação de um substrato de suporte e quaisquer camadas intermediadoras e espaçadoras associadas da superfície superior 936 da armação de suporte 934, da superfície superior 961 do material de suporte 960 e da superfície superior 122 dos dispositivos de detecção de luz 110. De modo alternativo, o dispositivo de célula de fluxo intermediária 962 pode ser formado sem um substrato de suporte, tal como se as cavidades 840 se estendessem apenas parcialmente através da armação de suporte 834.

[0123] Conforme mostrado nas Figuras 15A e 15B, pelo menos uma porção da superfície superior exposta 961 do material de suporte 960 pode se estender abaixo e entre o lado/superfície superior 936 da armação de suporte 931 e a porção superior adjacente 122 do pelo menos um dispositivo de detecção de luz 110 posicionado dentro da respectiva cavidade 940. Embora apenas um único dispositivo de detecção de luz 110 seja ilustrado nas Figuras 15A e 15B, conforme discutido acima, uma cavidade 940 pode incluir uma pluralidade de dispositivos de detecção de luz espaçados 110, e o material de suporte 960 pode se estender entre os dispositivos de detecção de luz espaçados adjacentes 110. Em tal exemplo, a superfície superior 961 de tais porções do material de suporte 960 pode se estender abaixo e entre as porções superiores 122 dos dispositivos de detecção de luz adjacentes 110. A superfície superior 961 do material de suporte 960 posicionado ao longo de uma respectiva cavidade 940 pode compreender, desse modo, uma porção de superfície de lado superior rebaixada que é posicionada abaixo do lado superior 936 da armação de suporte 931 e da porção superior 122 do pelo menos um dispositivo de detecção de luz 110 posicionado dentro de uma respectiva cavidade 940.

[0124] Em alguns tais dispositivos de célula de fluxo intermediários 962, a porção superior 122 do pelo menos um dispositivo de detecção de luz 110 posicionado dentro de uma respectiva cavidade 940 pode não incluir uma estrutura de reação que se estende sobre a mesma, conforme mostrado na Figura 15A. Conforme mostrado na Figura 15B, em alguns tais dispositivos de célula de fluxo intermediários 962, uma estrutura de reação 120 pode ser posicionada sobre a porção superior 122 do pelo menos um dispositivo de detecção de luz 110 e o lado superior 961 do material de suporte 960 dentro de uma respectiva cavidade 940 que preenche em quaisquer porções rebaixadas da mesma para formar uma superfície superior plana a partir da qual a pluralidade de nanopoços 16 se estende.

[0125] Observa-se que a estrutura de reação 120 pode ser posicionada na porção superior 122 do pelo menos um dispositivo de detecção de luz 110 sobre a totalidade da área ativa do pelo menos um dispositivo de detecção de luz 110. A superfície superior plana da estrutura de reação 120 pode compreender, desse modo, a superfície superior da porção da estrutura de reação 120 posicionada sobre o material de suporte 960 dentro da respectiva cavidade 940, e a superfície superior das áreas intersticiais da estrutura de reação 120 pode ser posicionada sobre o pelo menos um dispositivo de detecção de luz 110 dentro de uma respectiva cavidade 940. A superfície superior da porção da estrutura de reação 120 posicionada sobre o material de suporte 960 dentro de uma respectiva cavidade 940, e a superfície superior das áreas intersticiais da estrutura de reação 120 posicionada sobre o pelo menos um dispositivo de detecção de luz 110 dentro de uma respectiva cavidade 940, podem ser, desse modo, coplanares.

[0126] Conforme também mostrado na Figura 15B, a estrutura de reação 120 pode se estender, de modo adicional, sobre a superfície superior 936 da armação de suporte 934. A superfície superior plana da estrutura de reação 120 também pode se estender, desse modo, sobre pelo menos a superfície superior 936 da armação de suporte 934 ao redor de uma respectiva cavidade 940. A superfície superior da porção da estrutura de reação 120 posicionada sobre o material de suporte 960 dentro de uma respectiva cavidade 40, a superfície superior da porção da estrutura de reação 120 posicionada sobre a superfície superior 936 da armação de suporte 934 ao redor da respectiva cavidade 940, e a superfície superior das áreas intersticiais da estrutura de reação 120 posicionada sobre o pelo menos um dispositivo de detecção de luz 110 dentro da respectiva cavidade 940, podem ser, desse modo, coplanares.

[0127] Processos de fabricação de camada que podem ser usados para formar a estrutura de reação 120 incluem fotolitografia, corrosão (por exemplo, corrosão iônica reativa), deposição catódica, evaporação, forja (por exemplo, revestimento por centrifugação), deposição química a vapor, eletrodeposição, epitaxia, oxidação térmica, deposição física a vapor, e similares. Em alguns exemplos, a estrutura de reação 120 pode ser formada com o uso de uma técnica de sombreamento. Em alguns exemplos, a estrutura de reação 12 pode ser formada com o uso de nanolitografia, tal como litografia de nanoimpressão (NIL). Em um exemplo, a estrutura de reação 120 pode ser formada, pelo menos em parte, por meio de uma ou mais camadas de uma resina curável por luz ultravioleta (UV) posicionadas sobre a superfície superior 936 da armação de suporte 934, a porção superior 122 do pelo menos um dispositivo de detecção de luz 110, e o lado superior 961 do material de suporte 960 dentro de uma respectiva cavidade 940 por meio de um ou mais processos relacionados a NIL.

[0128] Em um exemplo, a estrutura de reação 120 pode compreender pelo menos uma camada posicionada sobre pelo menos a porção superior 122 do dispositivo de detecção de luz 110 que é configurado para ter um arranjo das reentrâncias de reação 16 (por exemplo, nanopoços) (conforme discutido acima em relação à Figura 1). Em outro exemplo, a pelo menos uma camada da estrutura de reação 120 pode incluir reentrâncias de reação pré-formadas 16. Opcionalmente, a pelo menos uma camada da estrutura de reação 120 pode ser corroída para remover porções da mesma para formar pelo menos uma porção das reentrâncias de reação 16.

[0129] Em um outro exemplo, a estrutura de reação 120 com as reentrâncias de reação 16 pode ser formada conformando-se a pelo menos uma camada da estrutura de reação 120. Por exemplo, um material NIL pode ser depositado pelo menos sobre a porção superior 122 do dispositivo de detecção de luz 110. O material NIL pode compreender um material que tem a capacidade de ser impresso com o uso de uma técnica NIL. Por exemplo, o material NIL pode compreender um polímero. O material NIL pode ser, então, impresso ou estampado com um molde (também denominado modelo) que tem um padrão de atributos que forma as reentrâncias de reação 16 na camada NIL. Em algumas configurações, o molde é transparente para permitir que luz UV ou visível se propague através do mesmo. Em tais configurações, o material NIL pode compreender um polímero fotocurável que é curado pela luz UV ou visível enquanto o molde é prensado no material NIL. Assim, o material NIL pode curar (por exemplo, enrijecer) para formar as reentrâncias de reação 16. Esse processo pode ser idêntico ou similar a litografia de impressão por passo e exposição (SFIL). Em outras configurações, o material NIL pode ser curado por meio de aplicação de energia térmica e/ou pressão.

[0130] As Figuras 16A a 16D ilustram um processo exemplificativo de formação de uma pluralidade de contatos elétricos de lado posterior 1072 no lado posterior de um dispositivo de célula de fluxo intermediária 1062 que pode transmitir ou conduzir os sinais de dados a partir do conjunto de circuitos 124 do pelo menos um dispositivo de detecção de luz 110 (com base em fótons detectados pelos sensores de luz 116 do mesmo) dentro de uma respectiva cavidade 1040, tal como transmitir os sinais de dados a um biossensor e/ou sistema de bioensaio quando uma célula de fluxo formada por meio do dispositivo de célula de fluxo intermediária 1062 é utilizada com o mesmo. Embora o dispositivo de célula de fluxo intermediária 1062 seja mostrado com a configuração do dispositivo de célula de fluxo intermediária 62 das Figuras 11A e 11B, o dispositivo de célula de fluxo intermediária 1062 pode ser configurado de forma diferente, tal como com as configurações do dispositivo de célula de fluxo intermediária 662 das Figuras 12A e 12B ou do dispositivo de célula de fluxo intermediária 762 das Figuras 13A e 13B e, portanto, referências numéricas similares precedidas por “10” são usadas para indicar componentes, aspectos, funções, processos ou funções similares, e a descrição acima direcionada ao mesmo se aplica igualmente, e não é repetida por questão de concisão e clareza. Observa-se que os contatos de lado posterior 1072 no lado posterior de um dispositivo de célula de fluxo intermediária 1062 são acoplados às vias de lado posterior 128 do pelo menos um dispositivo de detecção de luz 110 dentro de uma respectiva cavidade 1040. Portanto, embora o dispositivo de célula de fluxo intermediária 1062 seja mostrado utilizando os dispositivos de detecção de luz 110 da Figura 2, outras configurações de dispositivo de detecção de luz que incluem vias de lado posterior 128 podem ser igualmente utilizadas.

[0131] Conforme mostrado nas Figuras 16A e 16B, um substrato ou material não eletricamente condutivo 1070 é posicionado em um lado posterior do dispositivo de célula de fluxo intermediária 1062. Conforme também mostrado nas Figuras 16A e 16B, o lado posterior 1074 do substrato 1070 inclui a pluralidade de contatos de lado posterior eletricamente condutivos expostos 1072 acoplados ao mesmo. Os contatos de lado posterior 1072 podem ser embutidos pelo menos parcialmente dentro do lado posterior 1074 do substrato

1070. Um contato de lado posterior 1072 (potencialmente um contato de lado posterior separado e distinto 1072) pode ser fornecido para cada via de lado posterior 128 (isto é, uma via exclusivamente associada 128) de cada dispositivo de detecção de luz 110 dentro de cada cavidade 1040. Conforme mostrado na Figura 16B, contatos de lado posterior adjacentes 1072 podem ser espaçados um do outro, e uma porção do substrato 1070 pode se estender entre os mesmos.

[0132] O substrato 1070 pode compreender qualquer material eletricamente não condutivo ou material semicondutor, tal como um polímero (por exemplo, um epóxi), silício, vidro, cerâmica ou uma combinação dos mesmos. Os contatos de lado posterior 1072 podem compreender qualquer material eletricamente condutivo, tal como um metal (por exemplo, cobre). Em alguns exemplos, o substrato 1070 e os contatos de lado posterior 1072 podem compreender uma placa de circuito impresso.

[0133] Conforme mostrado na Figura 16B, o substrato 1070 e/ou os contatos de lado posterior 1072 podem compreender orifícios atravessantes 1076 que se alinham pelo menos parcialmente (por exemplo, se sobrepõem) ao lado posterior 126 do pelo menos um dispositivo de detecção de luz 110 dentro de cada cavidade 1040 da armação de suporte 1034. Os orifícios atravessantes 1076 se alinham, desse modo, pelo menos parcialmente (por exemplo, se sobrepõem) à abertura/espaço entre os espaçadores 130 (caso fornecido) e as vias 128 que se estendem através da porção de wafer base 114 no lado posterior 126 do pelo menos um dispositivo de detecção de luz 110 dentro de cada cavidade 1040.

[0134] Conforme mostrado na Figura 16C, fios eletricamente condutivos ou outras estruturas 1080 podem ser acoplados entre as vias 128 do pelo menos um dispositivo de detecção de luz 110 dentro de cada cavidade 1040 e os contatos de lado posterior adjacentes ou associados 1072. Os fios 1080 podem compreender qualquer material eletricamente condutivo, tal como um metal (por exemplo, cobre). Os fios 1080 podem transmitir os sinais de dados a partir das vias 128 do conjunto de circuitos 124 do pelo menos um dispositivo de detecção de luz 110 aos contatos de lado posterior 1072. Cada fio 1080 pode se estender, desse modo, a partir de um respectivo contato 1072 no lado posterior do dispositivo de célula de fluxo intermediária 1062, para dentro e através de um orifício atravessante adjacente ou associado 1076, e para uma respectiva via 128 de um dispositivo de detecção de luz 110 dentro de uma cavidade 1040 da armação de suporte 1034, conforme mostrado na Figura 16C. Em alguns exemplos, os fios 1080 podem ser espaçados para dentro a partir das paredes de lado interno dos orifícios atravessantes 1076.

[0135] Com os fios 1080 acoplados entre respectivas vias 128 e contatos de lado posterior 1072, os fios 1080 podem ser cobertos, envolvidos/encerrados dentro de porções isolantes 1082, conforme mostrado na Figura 16D. As porções isolantes 1082 podem compreender um material eletricamente isolante de modo a isolar eletricamente os fios 1080. Conforme mostrado na Figura 16D, as porções isolantes 1082 podem cobrir a porção (ou totalidade) do lado posterior 126 do pelo menos um dispositivo de detecção de luz 110 dentro de cada cavidade 1040 que é exposta a um orifício atravessante 1076. Por exemplo, a porção isolante 1082 pode se estender e preencher o espaço entre os espaçadores 130 (caso fornecido) de cada dispositivo de detecção de luz 110 com uma respectiva cavidade 1040.

[0136] Cada porção isolante 1082 também pode preencher o orifício atravessante 1076, e se estender em apenas uma porção dos contatos de lado posterior 1072 associados a cada cavidade 1040 de modo a formar porções expostas dos contatos de lado posterior 1072. Por exemplo, uma porção isolante

1082 pode se estender apenas sobre as porções dos contatos de lado posterior 1072 que se acoplam com os respectivos fios 1080 (e encerram os fios 1080), tais como porções dos contatos de lado posterior 1072 que estão próximas (por exemplo, adjacentes) a um respectivo orifício atravessante 1076. As porções dos contatos de lado posterior 1072 que são desprovidas de uma porção isolante 1082 (por exemplo, porções que são distais a um respectivo orifício atravessante 1076) podem ser, desse modo, deixadas expostas. As porções expostas dos contatos de lado posterior 1072 podem ser acopladas a outra estrutura ou dispositivo para transmitir os sinais de dados a partir do pelo menos um dispositivo de detecção de luz 110 ao outro. Observa-se que, após as porções isolantes 1082 serem formadas, o dispositivo de célula de fluxo intermediária 1062 pode ser cortado em cubos para formar uma ou mais células de fluxo a partir do mesmo, conforme explicado mais abaixo. Por exemplo, o dispositivo de célula de fluxo intermediária 1062 pode ser cortado em cubos antes ou após a formação de estruturas de reação nos dispositivos de detecção de luz 110 (se já não formadas), a formação de sítios de reação nas estruturas de reação dos dispositivos de detecção de luz 110, e/ou colocação de tampa, por exemplo.

[0137] As Figuras 17A a 17C ilustram outro processo de formação de uma pluralidade de contatos elétricos de lado posterior 1172 no lado posterior de um dispositivo de célula de fluxo intermediária 1162 que pode transmitir ou conduzir os sinais de dados a partir do conjunto de circuitos 124 do pelo menos um dispositivo de detecção de luz 110 (com base em fótons detectados pelos sensores de luz 116 do mesmo) dentro de uma respectiva cavidade 1140, tal como transmitir os sinais de dados a um biossensor e/ou sistema de bioensaio quando uma célula de fluxo formada por meio do dispositivo de célula de fluxo intermediária 1162 é utilizada com o mesmo. O processo de formação da pluralidade de contatos elétricos de lado posterior 1172 e do dispositivo de célula de fluxo intermediária 1162 das Figuras 17A a 17C é similar ao processo e dispositivo de célula de fluxo intermediária 1062 das Figuras 16A a 16D e, portanto, referências numéricas similares precedidas por “11” são usadas para indicar componentes, aspectos, funções, processos ou funções similares, e a descrição acima direcionada ao mesmo igualmente se aplica, e não é repetida por questão de concisão e clareza.

[0138] Conforme mostrado na Figura 17A, os contatos de lado posterior eletricamente condutivos 1172 são fornecidos no lado inferior 1138 da armação de suporte 1134. Por exemplo, os contatos de lado posterior 1172 podem ser embutidos pelo menos parcialmente no lado inferior 1138 da armação de suporte 1134, conforme mostrado na Figura 17A. Conforme mostrado na Figura 17A, contatos de lado posterior adjacentes 1172 podem ser espaçados um do outro, e uma porção da armação de suporte 1134 pode se estender entre os mesmos. Em alguns exemplos, os contatos de lado posterior 1172 podem compreender uma porção inferior das cavidades 1140 da armação de suporte 1134 (isto é, para uma porção das paredes laterais 1150 da armação de suporte 1134 que forma as cavidades 1140). Em um exemplo, os contatos de lado posterior 1172 e a armação de suporte 1134 podem compreender uma placa de circuito impresso. Conforme mostrado na Figura 17B, os fios 1190 podem se estender a partir de uma respectiva via 128 de um dispositivo de detecção de luz 110, para além do lado posterior 122 da mesma, e para um contato de lado posterior próximo (por exemplo, adjacente) 1172. Após os fios serem acoplados às vias 128 e aos contatos de lado posterior 1172, a totalidade do lado posterior 122 dos dispositivos de detecção de luz 110 e uma porção dos contatos de lado posterior 1172 à qual os fios 1180 são acoplados são cobertas pelas porções isolantes 1182, conforme mostrado na Figura 17C. Os fios 1180 também são completamente encerrados pelas porções isolantes 1182. As porções isolantes

1182 apenas cobrem uma porção dos contatos de lado posterior 1172 para deixar uma porção exposta dos mesmos para se conectar com outra estrutura ou dispositivo para transmitir os sinais de dados a partir do pelo menos um dispositivo de detecção de luz 110 para o outro. Observa-se que, após as porções isolantes 1182 serem formadas, o dispositivo de célula de fluxo intermediária 1162 pode ser cortado em cubos para formar uma ou mais células de fluxo a partir do mesmo, conforme explicado mais abaixo. Por exemplo, o dispositivo de célula de fluxo intermediária 1162 pode ser cortado em cubos antes ou após a formação de estruturas de reação nos dispositivos de detecção de luz 110 (se já não formadas), a formação de sítios de reação nas estruturas de reação dos dispositivos de detecção de luz 110, e/ou colocação de tampa, por exemplo.

[0139] As Figuras 18A a 18C ilustram outro processo de formação de uma pluralidade de contatos elétricos de lado posterior 1272 no lado posterior de um dispositivo de célula de fluxo intermediária 1262 que pode transmitir ou conduzir os sinais de dados a partir do conjunto de circuitos 124 do pelo menos um dispositivo de detecção de luz 110 (com base em fótons detectados pelos sensores de luz 116 do mesmo) dentro de uma respectiva cavidade 1240, tal como transmitir os sinais de dados a um biossensor e/ou sistema de bioensaio quando uma célula de fluxo formada por meio do dispositivo de célula de fluxo intermediária 1262 é utilizada com o mesmo. O processo de formação da pluralidade de contatos elétricos de lado posterior 1272 e do dispositivo de célula de fluxo intermediária 1262 das Figuras 18A a 18C é similar ao processo e dispositivo de célula de fluxo intermediária 1062 das Figuras 16A a 16D e ao processo e dispositivo de célula de fluxo intermediária 1162 das Figuras 17A a 17C e, portanto, referências numéricas similares precedidas por “12” são usadas para indicar componentes, aspectos, funções, processos ou funções similares, e a descrição acima direcionada ao mesmo se aplica igualmente, e não é repetida por questão de concisão e clareza.

[0140] Conforme mostrado na Figura 18A, o dispositivo de célula de fluxo intermediária 1262 pode incluir pelo menos um dispositivo de detecção de luz 110 dentro de cada cavidade 1240 que é desprovido de espaçadores no lado posterior 126. Entretanto, em exemplos alternativos, o pelo menos um dispositivo de detecção de luz 110 dentro de uma ou mais cavidades 1240 pode incluir espaçadores no lado posterior 126 (conforme mostrado na Figura 2). Conforme mostrado na Figura 18A, as vias 128 do conjunto de circuitos elétricos 124 dos dispositivos de detecção de luz 110 podem ser expostas no lado posterior 126. Em um exemplo, conforme mostrado na Figura 18A, as extremidades expostas das vias 128 no lado posterior 126 dos dispositivos de detecção de luz 110 podem ser substancialmente alinhadas (por exemplo, coplanares) com o lado posterior 1238 da armação de suporte 1234 e/ou o lado posterior.

[0141] Conforme mostrado na Figura 18B, uma pluralidade de intercontatos eletricamente condutivos 1278 pode ser posicionada sobre o lado posterior dos dispositivos de célula de fluxo intermediários 1262. Os intercontatos 1278 podem compreender qualquer material eletricamente condutivo, tal como um metal (por exemplo, cobre), de modo a transmitir os sinais de dados a partir de um dispositivo de detecção de luz associado 110. Cada intercontato 1278 é eletricamente acoplado à superfície de extremidade exposta de uma respectiva via 128 no lado posterior 126 de um dispositivo de detecção de luz 110, e se estende sobre o lado posterior 1265 do material de preenchimento 1260 dentro do canal 1252 adjacente ao dispositivo de detecção de luz 110, e uma porção do lado posterior 1238 da armação de suporte 1234. Conforme mostrado na Figura 18B, os intercontatos adjacentes 1278 no lado posterior 1238 da armação de suporte 1234 podem ser espaçados um do outro,

e uma porção da armação de suporte 1234 pode se estender entre os mesmos. De modo similar, os intercontatos adjacentes 1278 no lado posterior 126 de um dispositivo de detecção de luz 110 podem ser espaçados um do outro.

[0142] Com os intercontatos 1278 posicionados no lado posterior 1238 da armação de suporte 1234, no lado posterior 1265 do material de preenchimento 1260 e no lado posterior 126 dos dispositivos de detecção de luz 110 de modo que sejam eletricamente acoplados às vias 128 dos dispositivos de detecção de luz 110, a pluralidade de contatos de lado posterior 1272 pode ser posicionada sobre (por exemplo, em) porções dos intercontatos 1278 de modo que sejam eletricamente acoplados, conforme mostrado na Figura 18C. Em alguns exemplos, os contatos de lado posterior 1272 podem ser posicionados em porções dos intercontatos 1278 que são posicionadas (total ou parcialmente) sobre a armação de suporte 1234 e/ou o material de preenchimento 1260, conforme mostrado na Figura 18C.

[0143] Conforme também mostrado na Figura 18C, o material isolante 1282 também pode ser posicionado sobre os intercontatos 1278. O material isolante 1282 pode se estender sobre as áreas de superfície expostas dos intercontatos 1278. O material isolante 1282 também pode se estender sobre o lado posterior 126 dos dispositivos de detecção de luz 110 e sobre o lado inferior 1238 da armação de suporte 1238 entre intercontatos adjacentes 1278 e contatos de lado posterior 1272. Desse modo, o material isolante 1282 pode cobrir ou encerrar o lado posterior do dispositivo de célula de fluxo intermediária 1262, exceto os contatos de lado posterior 1272. As porções expostas dos contatos de lado posterior 1272 têm, desse modo, a capacidade de formar par com outra estrutura ou dispositivo para transmitir os sinais de dados a partir de pelo menos um dispositivo de detecção de luz 110 para o outro. Observa-se que, após o material isolante 1282 e contatos de lado posterior 1272 serem formados,

o dispositivo de célula de fluxo intermediária 1262 pode ser cortado em cubos para formar uma ou mais células de fluxo a partir do mesmo, conforme explicado mais abaixo. Por exemplo, o dispositivo de célula de fluxo intermediária 1262 pode ser cortado em cubos antes ou após a formação de estruturas de reação nos dispositivos de detecção de luz 110 (se já não formadas), a formação de sítios de reação nas estruturas de reação dos dispositivos de detecção de luz 110, e/ou colocação de tampa, por exemplo.

[0144] As Figuras 19A a 19C ilustram um processo de formação de uma pluralidade de contatos elétricos de lado posterior 1372/1398 no lado posterior de um dispositivo de célula de fluxo intermediária 1362 que pode transmitir ou conduzir os sinais de dados a partir do conjunto de circuitos 24 do pelo menos um dispositivo de detecção de luz 10 (com base em fótons detectados pelos sensores de luz 16 do mesmo) dentro de uma respectiva cavidade 1340, tal como transmitir os sinais de dados a um biossensor e/ou sistema de bioensaio quando uma célula de fluxo formada por meio do dispositivo de célula de fluxo intermediária 1362 é utilizada com o mesmo. O processo de formação da pluralidade de contatos elétricos de lado posterior 1372 e do dispositivo de célula de fluxo intermediária 1362 das Figuras 19A a 19C é similar ao processo e dispositivo de célula de fluxo intermediária 1062 das Figuras 16A a 16D, ao processo e dispositivo de célula de fluxo intermediária 1162 das Figuras 17A a 17C e ao processo e dispositivo de célula de fluxo intermediária 1262 das Figuras 18A a 18C e, portanto, referências numéricas similares precedidas por “13” são usadas para indicar componentes, aspectos, funções, processos ou funções similares, e a descrição acima direcionada ao mesmo se aplica igualmente, e não é repetida por questão de concisão e clareza. De modo adicional, embora os dispositivos de detecção de luz 10 da Figura 1 sejam mostrados em cada cavidade 1340, conforme discutido acima, outros dispositivos de detecção de luz podem ser igualmente utilizados, tais como o dispositivo de detecção de luz 110 da Figura 2. Observa-se que dispositivos de detecção de luz que são desprovidos de vias que se estendem através da porção de wafer base 14 dos mesmos podem ser vantajosos para uso com a armação de suporte 1362 e formação do dispositivo de célula de fluxo intermediária 1362.

[0145] Conforme mostrado nas Figuras 19A, o dispositivo de célula de fluxo intermediária 1362 inclui uma armação de suporte 1224 com uma pluralidade de vias eletricamente condutivas 1384 que se estendem através da mesma a partir da superfície superior 1336 para a superfície inferior 1338. As vias 1384 podem compreender qualquer material eletricamente condutivo, tal como um metal (por exemplo, cobre), de modo a transmitir os sinais de dados a partir de um dispositivo de detecção de luz associado 110. As porções das vias 1384 no lado inferior 1338 da armação de suporte 1334 (isto é, no lado posterior do dispositivo de célula de fluxo intermediária 1362) são expostas e formam porções de contato elétrico de lado posterior 1372, conforme mostrado na Figura 19A. De modo similar, conforme também mostrado na Figura 19A, as porções das vias 1384 no lado superior 1336 da armação de suporte 1334 (isto é, no lado frontal do dispositivo de célula de fluxo intermediária 1362) são expostas e formam porções de contato elétrico de lado frontal 1373. As porções de contato elétrico de lado posterior 1372 e/ou as porções de contato elétrico de lado frontal 1373 podem ser aumentadas (por exemplo, definir uma área em secção transversal maior) em relação a uma porção mediana das vias 1384 que se estende entre as mesmas, conforme mostrado na Figura 19A.

[0146] As vias adjacentes 1384 da armação de suporte 1334 podem ser espaçadas uma da outra, e uma porção da armação de suporte 1334 pode se estender entre as mesmas. Por exemplo, as porções de contato elétrico de lado frontal adjacentes 1373 podem ser espaçadas uma da outra, e uma porção da armação de suporte 1334 no lado superior 1336 da armação de suporte 1334 pode se estender entre as mesmas, conforme mostrado na Figura 19A. De modo similar, porções de contato elétrico de lado posterior adjacentes 1372 podem ser espaçadas uma da outra, e uma porção da armação de suporte 1334 no lado inferior 1338 da armação de suporte 1334 pode se estender entre as mesmas.

[0147] Conforme mostrado na Figura 19B, uma pluralidade de intercontatos eletricamente condutivos 1386 pode ser posicionada no lado frontal do dispositivo de célula de fluxo intermediária 1362 para acoplar eletricamente o conjunto de circuitos de dispositivo 24 do pelo menos um dispositivo de detecção de luz 10 dentro de cada cavidade 1340 da armação de suporte 1334 com as porções de contato elétrico de lado frontal 1386 das vias 1384 da armação de suporte 1334. Cada um dentre os intercontatos 138 pode se estender sobre a porção do lado superior 22 de um dispositivo de detecção de luz 10 que inclui uma porção exposta do conjunto de circuitos 24, o lado superior do material de suporte 1360 adjacente ao dispositivo de detecção de luz 10 dentro da porção de cavidade de borda 1352, e a superfície superior exposta das porções de contato elétrico de lado frontal 137 das vias 1384. Os intercontatos 138 podem acoplar eletricamente, desse modo, o conjunto de circuitos de dispositivo 24 do pelo menos um dispositivo de detecção de luz 10 dentro de uma cavidade 1340 às vias 1384 que se estendem através da armação de suporte 1334 de modo que sinais de dados do pelo menos um dispositivo de detecção de luz 10 sejam transmitidos (isto é, conduzidos) através do mesmo e para as porções de contato elétrico de lado posterior 1373.

[0148] Conforme mostrado nas Figuras 19C, porções de material isolante 1382 podem ser posicionadas sobre os intercontatos 1386. O material isolante 1382 pode se estender pelo menos sobre as áreas de superfície expostas dos intercontatos 1386. O material isolante 1382 também pode se estender sobre o lado superior 1336 da armação de suporte 1334 entre intercontatos adjacentes

1386. Desse modo, o material isolante 1382 pode cobrir ou encerrar pelo menos uma porção dos componentes ou porções eletricamente condutivas do dispositivo de célula de fluxo intermediária 1262 no lado superior do mesmo. O material isolante 1382 pode compreender uma superfície superior exposta 1383 que é substancialmente plana e/ou lisa, conforme mostrado na Figura 19C. Por exemplo, as superfícies superiores 1383 do material isolante 1382 podem incluir/definir uma rugosidade de superfície em escala de submícron. Em alguns tais exemplos, as superfícies superiores 1383 do material isolante 1382 podem incluir/definir uma rugosidade de superfície menor do que ou igual a 50 nm, ou menor do que ou igual a 10 nm. Em um exemplo, as superfícies superiores 1383 do material isolante 1382 podem incluir ou definir uma rugosidade de superfície dentro da faixa de 1 a 2 nm.

[0149] As porções expostas dos contatos de lado posterior 1372 podem fazer par com outra estrutura ou dispositivo para transmitir os sinais de dados a partir dos respectivos dispositivos de detecção de luz 10. Por exemplo, conforme mostrado na Figura 19C, cabos ou esferas eletricamente condutivas 1398 (por exemplo, esferas parciais) ou podem ser posicionados sobre (por exemplo, em) as superfícies expostas das porções de contato elétrico de lado posterior 1373 das vias 1384 para transmitir ou conduzir os sinais do pelo menos um dispositivo de detecção de luz 10 dentro das cavidades 1340, tal como para um biossensor e/ou sistema de bioensaio. As esferas 1398 podem compreender qualquer material eletricamente condutivo, tal como uma solda de metal. Cada esfera 1398 pode se estender sobre a superfície exposta de respectivas porções de contato elétrico de lado posterior 1373, sobre a superfície inferior exposta do material de suporte 1360 adjacente às respectivas porções de contato elétrico de lado posterior 1373, e uma porção do lado posterior 26 do dispositivo de detecção de luz 10 associada às respectivas porções de contato elétrico de lado posterior 1373, conforme mostrado na Figura 19C. As esferas 1398 podem compreender uma configuração de acondicionamento de montagem de superfície do tipo organização de grade de esferas (BGA) do dispositivo de célula de fluxo intermediária 1362 (e, por fim, uma ou mais células de fluxo formadas desse modo).

[0150] Pelo menos uma célula de fluxo pode ser formada a partir de um dispositivo de célula de fluxo intermediária revelado na presente invenção, por exemplo, formando-se uma estrutura de reação nos dispositivos de detecção de luz, formando-se sítios de reação nas estruturas de reação dos dispositivos de detecção de luz, tampando-se os dispositivos de detecção de luz e/ou cortando- se em cubos o dispositivo de célula de fluxo intermediária. De modo adicional, pelo menos uma célula de fluxo pode ser formada por meio da célula de fluxo intermediária cortando-se em cubos a célula de fluxo intermediária em uma ou mais células discretas que incluem pelo menos um dispositivo de detecção de luz, uma tampa que se estende sobre o mesmo e um canal de fluxo formado entre o dispositivo de detecção de luz e a tampa. Conforme observado acima, a armação de suporte 1334 pode incluir indicações visuais para auxiliar no alinhamento durante as operações de colocação de tampa e/ou corte em cubos, por exemplo.

[0151] Em alguns exemplos, uma ou mais células de fluxo podem ser formadas por meio de uma célula de fluxo intermediária antes da formação dos contatos de lado posterior eletricamente acoplados ao pelo menos um dispositivo de detecção de luz da mesma. Por exemplo, pelo menos uma célula de fluxo 1302 pode ser formada a partir do dispositivo de célula de fluxo intermediária 1362 da Figura 19A, do dispositivo de célula de fluxo intermediária 1062 da Figura 16A, do dispositivo de célula de fluxo intermediária 1162 da

Figura 17A, do dispositivo de célula de fluxo intermediária 1262 da Figura 18A ou o dispositivo de célula de fluxo intermediária 1362 da Figura 19B ou 19C. Em alguns outros exemplos, uma ou mais células de fluxo podem ser formadas por meio de uma célula de fluxo intermediária após a formação dos contatos de lado posterior eletricamente acoplados ao pelo menos um dispositivo de detecção de luz das mesmas. Por exemplo, pelo menos uma célula de fluxo 1302 pode ser formada a partir do dispositivo de célula de fluxo intermediária 1062 da Figura 16D, do dispositivo de célula de fluxo intermediária 1162 da Figura 17C, do dispositivo de célula de fluxo intermediária 1262 da Figura 18C ou do dispositivo de célula de fluxo intermediária 1362 da Figura 19C.

[0152] A Figura 20 ilustra uma ou mais células de fluxo 1302 formadas a partir do dispositivo de célula de fluxo intermediária 1362 da Figura 19C. Embora o dispositivo de célula de fluxo intermediária 1362 da Figura 19B seja ilustrado como formando a uma ou mais células de fluxo 1302 da Figura 20, o dispositivo de célula de fluxo intermediária 1062 das Figuras 16A ou 16D, o dispositivo de célula de fluxo intermediária 1162 das Figuras 17A ou 17C, o dispositivo de célula de fluxo intermediária 1262 das Figuras 18A, 18B ou 18C ou o dispositivo de célula de fluxo intermediária 1362 das Figuras 19A ou 19B, por exemplo, pode ser igualmente empregado.

[0153] Conforme mostrado na Figura 20, uma tampa/cobertura 1396 pode se estender sobre o lado frontal/superior do dispositivo de célula de fluxo intermediária 1362. Por exemplo, uma superfície inferior 1397 da tampa 1396 pode ser aderida à superfície superior exposta do dispositivo de célula de fluxo intermediária 1362, tal como à superfície superior 1383 do material isolante 1382, conforme mostrado na Figura 20. Desse modo, a tampa 1396 pode se estender sobre a porção superior 20 do pelo menos um dispositivo de detecção de luz 10 posicionado dentro de cada cavidade 1340, que pode incluir a estrutura de reação com uma superfície detectora, conforme descrito acima.

[0154] Conforme mostrado na Figura 20, a superfície inferior 1397 da tampa 1396 pode ser espaçada acima da porção superior 22 do pelo menos um dispositivo de detecção de luz 10 posicionado dentro de cada cavidade 1340 de modo que um canal de fluxo 1390 seja formado entre as mesmas. Cada canal de fluxo 1390 é configurado (por exemplo, dimensionado e conformado) para direcionar um fluido, tal como a solução de reação, ao longo da superfície detectora da estrutura de reação 20 do pelo menos um dispositivo de detecção de luz associado 10. Conforme mostrado na Figura 20, os lados laterais dos canais de fluxo 1390 podem ser definidos pelo material isolante 1382 e/ou pelas porções de contato elétrico de lado frontal 1386. A área dos canais de fluxo 1390 pode se alinhar/se sobrepor substancialmente ao pelo menos um dispositivo de detecção de luz 10 de cada respectiva cavidade 1340. Por exemplo, a área dos canais de fluxo 1390 pode ser substancialmente alinhada e congruente/consistente com a área ativa do pelo menos um dispositivo de detecção de luz 10 de cada respectiva cavidade 1340, conforme mostrado na Figura 20. Em alguns outros exemplos, a área dos canais de fluxo 1390 pode se alinhar substancialmente com a e se estender para além da área ativa do pelo menos um dispositivo de detecção de luz 10 de cada respectiva cavidade 1340, conforme mostrado na Figura 21. Conforme observado acima, a armação de suporte 1334 pode incluir indicações visuais para auxiliar no alinhamento do posicionamento da tampa 1396.

[0155] Em alguns exemplos, os canais de fluxo 1390 podem incluir uma altura (que se estende entre a superfície inferior 1397 da tampa 1396 e a porção superior 22 do pelo menos um dispositivo de detecção de luz 10 (por exemplo, uma superfície detectora do mesmo) dentro da faixa de cerca de 50 a 400 μm, ou mais dentro da faixa de cerca de 80 a 200 μm, por exemplo. Em um exemplo,

a altura dos canais de fluxo 1390 é cerca de 100 μm. A espessura geral da tampa 1362 pode ser, por exemplo, de cerca de 300 μm a cerca de 1.000 μm.

[0156] Em alguns outros exemplos, a tampa 1396 pode ser acoplada indiretamente às superfícies superiores do pelo menos um dispositivo de detecção de luz 10, do material de suporte 1360 e/ou da armação de suporte 1334 por meio de uma camada/porção interveniente diferente do material isolante 1382 e/ou das porções de contato elétrico de lado frontal 1386, que pode ou não definir, pelo menos parcialmente, os lados laterais dos canais de fluxo 1390. Em outros exemplos, a tampa 1362 pode ser acoplada diretamente às superfícies superiores do pelo menos um dispositivo de detecção de luz 10, do material de suporte 1360 e/ou da armação de suporte 1334 (por exemplo, material isolante do mesmo ou uma via 1384 do mesmo, tal como ligada diretamente ao mesmo por meio de um adesivo de baixa autofluorescência. Em tal exemplo, a tampa 1362 pode incluir porções de parede lateral que distanciam a superfície inferior 1397 da tampa 1396 que se estende sobre o pelo menos um dispositivo de detecção de luz 10 acima da porção superior 22 do pelo menos um dispositivo de detecção de luz 10. As porções de parede lateral de tal tampa 1362 podem definir os lados laterais dos canais de fluxo 1390.

[0157] Conforme também mostrado na Figura 20, a tampa 1362 pode incluir pelo menos uma porta 1362 que é configurada para se engatar fluidicamente a um canal de fluxo 1390 e, potencialmente, a outras portas (não mostradas). Por exemplo, as outras portas podem ser de um cartucho ou uma estação de trabalho que compreende a solução de reação ou outra substância biológica ou química. Em alguns exemplos, a tampa 1362 pode incluir pelo menos duas portas 1392 associadas dentro de cada canal de fluxo 1390 como portas de entrada e saída para o canal de fluxo 1390. Em alguns exemplos, o diâmetro de pelo menos duas portas 1392 pode ser cerca de 750 μm. A pelo menos uma porta 1362 permite que o fluxo de uma solução ou fluido de reagente flua para e potencialmente através do canal de fluxo associado 1390. Conforme explicado acima, reações químicas podem ocorrer entre a solução de reagente e os sítios de reação na superfície detectora da estrutura de reação 20 na porção superior 22 em um canal de fluxo 1390. Quando iluminado através da tampa 1362, o dispositivo de detecção de luz 10 da célula de fluxo 1302 tem a capacidade de captar as reações químicas que ocorrem no canal de fluxo 1390 e produzir sinais em resposta às mesmas. Conforme explicado acima, os sinais podem ser conduzidos através do conjunto de circuitos 24 do dispositivo de detecção de luz 10 e para os contatos de lado posterior 1372 (e contatos de esfera 1398, caso fornecido). A tampa 1362 pode compreender, desse modo, um material que é transparente à luz de excitação que se propaga a partir de um exterior de células de fluxo 1302 e em direção/para dentro dos canais de fluxo 1390. Observa-se que a luz de excitação pode abordar a tampa 1362 a partir de qualquer ângulo, e ao longo do mesmo ou de diferentes ângulos. Em alguns exemplos, a tampa 1362 pode compreender um material que é opticamente transparente pelo menos à luz de excitação e tem baixa ou nenhuma autofluorescência, tal como, mas sem limitação, copolímero de olefina cíclica (COC).

[0158] Conforme mostrado na Figura 20, a estrutura de reação 20 pode ser posicionada na porção superior 22 de cada dispositivo de detecção de luz 10 antes ou após a fixação da tampa 1362 ao dispositivo de célula de fluxo intermediária 1362. Conforme explicado acima e mais abaixo, a superfície detectora da estrutura de reação 20 na porção superior 22 de cada dispositivo de detecção de luz 10 pode se estender ao longo de toda a área ativa de cada respectivo dispositivo de detecção de luz 10. Conforme discutido acima, a superfície detectora da estrutura de reação 20 pode incluir nanopoços 16 que se estendem para a estrutura de reação 20 e áreas de superfície intersticiais planas que se estendem entre e ao redor dos nanopoços 16.

[0159] A superfície detectora de cada dispositivo de detecção de luz 10 pode ser funcionalizada (por exemplo, modificada química ou fisicamente de um modo adequado para conduzir as reações designadas). Por exemplo, a superfície detectora pode ser funcionalizada e pode incluir pelo menos um sítio de reação em/dentro dos nanopoços 16 que têm uma ou mais biomoléculas imobilizadas nos mesmos. Os sítios de reação podem incluir substâncias biológicas ou químicas que são configuradas para iniciar uma reação e/ou formar um produto de reação que gera ou emite sinais de luz em resposta à luz de excitação. Em exemplos particulares, os sítios de reação podem incluir agrupamentos ou colônias de biomoléculas (por exemplo, oligonucleotídeos) que são imobilizadas na superfície detectora dentro dos nanopoços 16. Por exemplo, os sítios de reações podem gerar emissões de luz em resposta à luz de excitação incidente após tratamento com a solução de reação. A luz de excitação pode ser emitida ou produzida a partir de qualquer sistema ou fonte de iluminação (não mostrado), que pode ou não ser parte da célula de fluxo 1302. Em alguns exemplos, o sistema de iluminação pode emitir a luz de excitação em um certo comprimento de onda ou comprimentos de onda que excitam a(s) substância(s) biológica ou química dos sítios de reação (por exemplo, uma reação iniciada pela solução de reação e/ou produto de reação formado pela solução de reação nos sítios de reações 114).

[0160] Inicialmente, os sítios de reação dos nanopoços 16 da estrutura de reação 20 dos dispositivos de detecção de luz 10 podem não incluir uma reação designada. Conforme discutido acima, um sítio de reação pode incluir substâncias biológicas ou químicas imobilizadas na superfície detectora nas superfícies base e/ou lado dos nanopoços 16. Em exemplos particulares, os sítios de reação são localizados próximo a uma abertura de pelo menos uma guia de luz correspondente 18 de modo que emissões de luz designadas ou predefinidas emitidas dos sítios de reação após uma reação designada ter ocorrido por meio de tratamento com a solução de reação se propaguem através da estrutura de reação 20, através da pelo menos uma guia de luz correspondente 18, e para pelo menos um sensor de luz correspondente 12.

[0161] As substâncias biológicas ou químicas de um único sítio de reação podem ser similares ou idênticas (por exemplo, uma colônia de analitos (por exemplo, oligonucleotídeos) que têm uma sequência comum). Entretanto, em outros exemplos, um único sítio de reação e/ou nanopoço 16 pode incluir substâncias biológicas ou químicas diferentes. Antes de uma reação designada, os sítios de reação 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 comum de modo eficaz e se ligar com uma biomolécula marcada de modo fluorescente predefinida ou particular, tal como um nucleotídeo marcado de modo fluorescente.

[0162] Entretanto, antes da reação designada, os fluoróforos da biomolécula marcada de modo fluorescente não são incorporados ou ligados às substâncias biológicas ou químicas (por exemplo, um oligonucleotídeos) nos sítios de reação 114. A fim de alcançar a reação designada (isto é, incorporar uma biomolécula marcada de modo fluorescente com as substâncias biológicas ou químicas dos sítios de reação 114), a célula de fluxo 1303 pode fornecer um fluxo da solução de reação ao canal de fluxo 1390 e, desse modo, à estrutura de reação 20. A solução de reação pode ser qualquer solução. Em alguns exemplos, a solução de reação pode incluir um líquido. Por exemplo, a solução de reação pode ser uma solução aquosa. Em uma implementação, a solução de reação contém um ou mais tipos de nucleotídeo, pelo menos alguns dos quais são marcados de modo fluorescente, e a solução de reação também contém uma ou mais biomoléculas, tais como enzimas polimerase, que incorporam nucleotídeos em um oligonucleotídeo crescente no sítio de reação, marcando, desse modo, o oligonucleotídeo com um nucleotídeo marcado de modo fluorescente. Nesta implementação, uma célula de fluxo 1302 pode fornecer uma solução de lavagem para remover quaisquer nucleotídeos livres que não se incorporaram a oligonucleotídeos. Os sítios de reação podem ser, então, iluminados com uma luz de excitação, causando fluorescência nesses sítios de reação onde um nucleotídeo marcado de modo fluorescente foi incorporado. Os sítios de reação que não incorporaram um nucleotídeo marcado de modo fluorescente não emitem luz mediante luz de excitação incidente.

[0163] Conforme ilustrado nas Figuras 20 e 21, visto que a tampa 1390 é acoplada (direta ou indiretamente) à área da armação de suporte 1334 e/ou do material de suporte 1360 associada a cada cavidade 1340, a área de cada canal de fluxo 1390 é configurada para se estender inteiramente sobre a superfície detectora da estrutura de reação 20 de modo que cada canal de fluxo 1390 se expanda através da totalidade (por exemplo, pelo menos 95%, ou pelo menos 99%, ou 100%) da área ativa 1306 do pelo menos um dispositivo de detecção de luz 10 de uma respectiva cavidade 1340. Visto que os canais de fluxo 1390 se alinham com ou se estendem para além da área ativa 1306 do pelo menos um dispositivo de detecção de luz 10 de cada respectiva cavidade 1340 ou de uma pluralidade de respectivas cavidades 1340, a célula de fluxo 1302 pode incluir, desse modo, cerca de 100% da área ativa 1306 do pelo menos um dispositivo de detecção de luz 10 dentro de cada respectiva cavidade 1340 disponível ou acessível para entrega de reagente e iluminação. Em um exemplo, o tamanho de pastilha de um dispositivo de detecção de luz 10 de uma respectiva cavidade

1340 pode ser cerca de 8 mm por 9 mm, e a área ativa 1306 do mesmo pode ser cerca de 7 mm por 8 mm. Entretanto, o tamanho da pastilha e/ou da área ativa 1306 de um dispositivo de detecção de luz 10 pode ser na faixa, por exemplo, até cerca de 25 mm por 25 mm. Conforme observado acima, cada canal de fluxo 1390 pode ser alinhado à área ativa 1306 do pelo menos um dispositivo de detecção de luz 10 de cada respectiva cavidade 1340 ou se estender para além da área ativa 1306 do pelo menos um dispositivo de detecção de luz 10 (e o pelo menos um dispositivo de detecção de luz 10 em si) de cada respectiva cavidade 1340 ou de uma pluralidade de cavidades 1340. Como tal, a área de um canal de fluxo 1390 pode ser maior do que aquela da área ativa 1306 do pelo menos um dispositivo de detecção de luz 10 de cada respectiva cavidade 1340 ou de uma pluralidade de respectivas cavidades 1340.

[0164] Uma pluralidade de células de fluxo 1302 pode ser formada a partir de um dispositivo de célula de fluxo intermediária revelado na presente invenção. Por exemplo, as Figuras 20 e 22 ilustram a formação de uma ou mais células de fluxo discretas 1302 que podem ser formadas a partir do dispositivo de célula de fluxo intermediária 1362. Conforme mostrado na Figura 20, o dispositivo de célula de fluxo intermediária 1362 pode ser cortado em cubos em linhas de corte em cubos 1304 para separar porções do dispositivo de célula de fluxo intermediária 1362 em uma ou mais células de fluxo separadas e distintas. Observa-se que o dispositivo de célula de fluxo intermediária 1362 pode ser cortado em cubos antes ou após o acoplamento da tampa 1396 ao dispositivo de célula de fluxo intermediária 1362. De modo similar, o dispositivo de célula de fluxo intermediária 1362 pode ser cortado em cubos antes ou após a formação da estrutura de reação 20 e/ou sítios de reação em/dentro dos nanopoços 16 dos mesmos na superfície superior dos dispositivos de detecção de luz 10. Conforme outro exemplo, o dispositivo de célula de fluxo intermediária 1362 pode ser cortado em cubos antes ou após a formação de contatos elétricos de lado posterior de célula de fluxo, tais como os contatos de esfera 1398. Conforme observado acima, a armação de suporte 1334 pode incluir indicações visuais para auxiliar no alinhamento durante o corte em cubos do dispositivo de célula de fluxo intermediária 1362.

[0165] Conforme mostrado nas Figuras 22, o dispositivo de célula de fluxo intermediária 1362 pode ser cortado em cubos para formar uma pluralidade de células de fluxo distintas e separadas 1302A, 1302B, 1302C. Observa-se que, embora três células de fluxo 1302A, 1302B, 1302C sejam usadas na presente invenção para ilustrar a formação de células de fluxo a partir de um dispositivo de célula de fluxo intermediária, qualquer número de células de fluxo pode ser igualmente formado (por exemplo, uma célula de fluxo, duas células de fluxo, três células de fluxo, quatro células de fluxo, cinco células de fluxo, etc.). As células de fluxo cortadas em cubos 1302A, 1302B, 1302C podem incluir o mesmo número e/ou configuração de dispositivos de detecção de luz 10/cavidades 1340, ou podem incluir um número e/ou configuração diferente de dispositivos de detecção de luz 10/cavidades 1340. Por exemplo, uma primeira célula de fluxo cortada em cubos 1302A formada a partir do dispositivo de célula de fluxo intermediária 1362 pode incluir uma única cavidade 1340 (com um canal de fluxo 1390 posicionado ao longo da totalidade (por exemplo, pelo menos 95%, ou pelo menos 99%, ou 100%) da área ativa da mesma) que inclui um primeiro número de dispositivos de detecção de luz (por exemplo, um ou uma pluralidade de dispositivos de detecção de luz) de uma primeira configuração (por exemplo, dispositivo de detecção de luz 10 ou dispositivo de detecção de luz 110), conforme mostrado na Figura 22. Uma segunda célula de fluxo cortada em cubos 1302B também pode ser formada a partir do dispositivo de célula de fluxo intermediária 1362 que pode incluir um par de cavidades 1340 (com canais de fluxo 1390 posicionados ao longo da totalidade (por exemplo, pelo menos 95%, ou pelo menos 99%, ou 100%) das áreas ativas das mesmas) que incluem um segundo número de dispositivos de detecção de luz (por exemplo, um ou uma pluralidade de dispositivos de detecção de luz) de uma segunda configuração(ões) (por exemplo, dispositivo de detecção de luz 10 e/ou dispositivo de detecção de luz 110). O segundo número e/ou a segunda configuração dos dispositivos de detecção de luz da segunda célula de fluxo cortada em cubos 1302B podem ser mesmo ou diferentes daqueles da primeira célula de fluxo cortada em cubos 1302A.

Conforme também mostrado na Figura 22, uma terceira célula de fluxo cortada em cubos 1302C também pode ser formada a partir do dispositivo de célula de fluxo intermediária 1362 que pode incluir três ou mais cavidades 1340 (com canais de fluxo 1390 posicionados ao longo da totalidade (por exemplo, pelo menos 95%, ou pelo menos 99%, ou 100%) das áreas ativas das mesmas) que incluem um terceiro número de dispositivos de detecção de luz (por exemplo, um ou uma pluralidade de dispositivos de detecção de luz) de uma terceira configuração(ões) (por exemplo, dispositivo de detecção de luz 10 e/ou dispositivo de detecção de luz 110). O terceiro número e/ou terceira configuração dos dispositivos de detecção de luz da terceira célula de fluxo cortada em cubos 1302C podem ser o mesmo ou diferentes daqueles da primeira célula de fluxo cortada em cubos 1302A e da segunda célula de fluxo cortada em cubos 1302B.

Desse modo, o rendimento de detecção de uma célula de fluxo distinta 1302A, 1302B, 1302C formada a partir do dispositivo de célula de fluxo intermediária 1362 pode ser determinada ou configurada pelo número e/ou configuração das cavidades 1340 (e, desse modo, o número e/ou configuração do pelo menos um dispositivo de detecção de luz 10 da mesma) que é/são cortados em cubos a partir do dispositivo de célula de fluxo intermediária 1362 para formar a célula de fluxo distinta 1302A, 1302B,

1302C.

[0166] Deve-se entender que a descrição acima se destina a ser ilustrativa, e não restritiva. Por exemplo, os exemplos descritos acima (e/ou aspectos dos mesmos) podem ser usados em combinação um com o outro. Além disso, muitas modificações podem ser feitas para adaptar uma situação ou material particular aos ensinamentos dos vários exemplos sem se afastar de seu escopo. Embora dimensões e tipos de materiais possam ser descritos na presente invenção, os mesmos se destinam a definir parâmetros de alguns dos vários exemplos, e não se destinam, de modo algum, a limitar todos os exemplos e são meramente exemplificativos. Muitos outros exemplos serão evidentes ao técnico no assunto mediante análise da descrição acima. O escopo dos vários exemplos deve ser, portanto, determinado com referência às reivindicações anexas, em conjunto com o escopo completo de equivalentes aos quais tais reivindicações são intituladas.

[0167] Nas reivindicações anexas, os termos “que inclui” e “no qual” são usados como os equivalentes em inglês dos respectivos termos “que compreende” e “em que”. Além disso, nas reivindicações a seguir, os termos “primeiro”, “segundo” e “terceiro” etc. são usados meramente como marcadores de referência, e não se destinam a impor exigências numéricas, estruturais ou outras exigências em seus objetos. As formas do termo “com base em”, na presente invenção, abrangem relações em que um elemento se baseia parcialmente em bem como relações em que um elemento se baseia totalmente em. As formas do termo “definido” abrangem relações em que um elemento é parcialmente definido bem como relações em que um elemento é totalmente definido. De modo adicional, as limitações das reivindicações a seguir não são escritas em formato meio mais função e não se destinam a ser interpretadas com base em 35 U.S.C. § 112, sexto parágrafo, a menos e até que tais limitações de reivindicação usem expressamente a expressão “meio para” seguido de uma afirmação de cavidade de função de estrutura adicional. Deve-se entender que não necessariamente todos os tais objetivos ou vantagens descritos acima podem ser alcançados em conformidade com qualquer exemplo particular. Desse modo, por exemplo, o técnico no assunto reconhecerá que os dispositivos, sistemas e métodos descritos na presente invenção podem ser incorporados ou realizados de um modo que alcance ou otimize uma vantagem ou grupo de vantagens, conforme ensinado na presente invenção, sem necessariamente alcançar outros objetivos ou vantagens, conforme pode ser ensinado ou sugerido na presente invenção.

[0168] Embora a invenção tenha sido descrita em detalhes em conexão com apenas um número limitado de exemplos, deve-se entender, prontamente, que a invenção não é limitada a tais exemplos revelados. Em vez disso, esta invenção pode ser modificada para incorporar qualquer número de variações, alterações, substituições ou organizações equivalentes não descritas anteriormente, mas que são compatíveis com o espírito e escopo da invenção. Adicionalmente, embora vários exemplos tenham sido descritos, deve-se entender que os aspectos da invenção podem incluir apenas um exemplo ou alguns dos exemplos descritos. Além disso, embora algumas revelações sejam descritas como tendo um certo número de elementos, será entendido que os exemplos podem ser colocados em prática com menos ou mais do que o certo número de elementos.

[0169] Deve-se verificar que todas as combinações dos conceitos antecedentes e conceitos adicionais discutidos em mais detalhes abaixo (desde que tais conceitos não sejam mutuamente inconsistentes) são contempladas como sendo parte da matéria inventiva revelada na presente invenção. Em particular, todas as combinações da matéria reivindicada que aparece ao final desta invenção são contempladas como sendo parte da matéria inventiva revelada na presente invenção.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Célula de fluxo, caracterizada pelo fato de que compreende: uma armação de suporte compreendendo um lado superior, um lado posterior e pelo menos uma cavidade que se estende do lado superior para o lado inferior; pelo menos um dispositivo de detecção de luz disposto dentro da pelo menos uma cavidade compreendendo uma área ativa e uma superfície superior; um material de suporte disposto dentro da pelo menos uma cavidade entre a armação de suporte e a periferia do pelo menos um dispositivo de detecção de luz que acopla a armação de suporte e o pelo menos um dispositivo de detecção de luz em conjunto; e uma tampa que se estende ao longo do pelo menos um dispositivo de detecção de luz e acoplada ao lado superior da armação de suporte ao redor da periferia do pelo menos um dispositivo de detecção de luz, em que a tampa e pelo menos a superfície superior do pelo menos um dispositivo de detecção de luz formam um canal de fluxo entre as mesmas.

2. Célula de fluxo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a armação de suporte compreende adicionalmente pelo menos uma via eletricamente condutiva que se estende do lado superior para o lado inferior.

3. Célula de fluxo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o pelo menos um dispositivo de detecção de luz compreende pelo menos um dispositivo de detecção de luz de estado sólido que inclui uma porção de wafer base, uma pluralidade de sensores de luz, conjunto de circuitos de dispositivo eletricamente acoplados aos sensores de luz para transmitir sinais de dados com base em fótons detectados pelos sensores de luz, e uma pluralidade de guias de luz associadas à pluralidade de sensores de luz.

4. Célula de fluxo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o conjunto de circuitos de dispositivo do pelo menos um dispositivo de detecção de luz de estado sólido é acoplado eletricamente à pelo menos uma via eletricamente condutiva no lado superior da armação de suporte.

5. Célula de fluxo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a tampa é acoplada indiretamente ao lado superior da armação de suporte.

6. Célula de fluxo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a pelo menos uma cavidade compreende uma cavidade com uma pluralidade de dispositivos de detecção de luz dispostos na mesma.

7. Célula de fluxo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que a pluralidade de dispositivos de detecção de luz compreende dispositivos de detecção de luz distintos que são espaçados um do outro, e em que o material de suporte se estende adicionalmente entre dispositivos de detecção de luz adjacentes.

8. Célula de fluxo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que a pluralidade de dispositivos de detecção de luz compreende pelo menos dois dispositivos de detecção de luz integrais, e em que o material de suporte se estende entre a armação de suporte e a periferia dos pelo menos dois dispositivos de detecção de luz integrais.

9. Célula de fluxo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o pelo menos um dispositivo de detecção de luz compreende uma pluralidade de dispositivos de detecção de luz.

10. Célula de fluxo, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que a pelo menos uma cavidade compreende uma pluralidade de cavidades, e em que cada dispositivo de detecção de luz dentre a pluralidade de dispositivos de detecção de luz é disposto em uma cavidade diferente da armação de suporte.

11. Célula de fluxo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o pelo menos um dispositivo de detecção de luz compreende pelo menos um dispositivo de detecção de luz de estado sólido que inclui uma porção de wafer base, uma pluralidade de sensores de luz, conjunto de circuitos de dispositivo eletricamente acoplados aos sensores de luz para transmitir sinais de dados com base em fótons detectados pelos sensores de luz, e uma pluralidade de guias de luz associadas à pluralidade de sensores de luz.

12. Célula de fluxo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que a pelo menos uma cavidade se estende através da armação de suporte a partir do lado superior para o lado inferior, em que o conjunto de circuitos de dispositivo compreende vias que se estendem através da porção de wafer base, e em que a célula de fluxo compreende adicionalmente contatos elétricos que são dispostos pelo menos parcialmente ao longo do lado posterior da armação de suporte e acoplados eletricamente às vias.

13. Célula de fluxo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que o pelo menos um dispositivo de detecção de luz compreende adicionalmente uma estrutura de reação disposta sobre a pluralidade de guias de luz que forma a superfície superior dos mesmos, e em que a estrutura de reação compreende uma pluralidade de nanopoços posicionados dentro da área ativa.

14. Célula de fluxo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a pelo menos uma cavidade se estende apenas parcialmente através da armação de suporte a partir do lado superior para o lado inferior.

15. Célula de fluxo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o pelo menos um dispositivo de detecção de luz compreende pelo menos um sensor de luz de metal-óxido-semicondutor complementar (CMOS).

16. Célula de fluxo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o canal de fluxo se estende sobre a totalidade da área ativa do pelo menos um dispositivo de detecção de luz.

17. Método, caracterizado pelo fato de que compreende: fixar uma superfície superior de uma armação de suporte e uma superfície de suporte plana de um substrato, a armação de suporte compreendendo pelo menos uma cavidade que se estende do lado superior para um lado inferior da mesma; posicionar pelo menos um dispositivo de detecção de luz dentro da pelo menos uma cavidade de modo que um lado superior do mesmo seja posicionado na superfície de suporte plana do substrato e uma porção de borda da cavidade se estenda entre a armação de suporte e a periferia do pelo menos um dispositivo de detecção de luz, o pelo menos um dispositivo de detecção de luz compreendendo uma área ativa e uma superfície superior; preencher a porção de borda da cavidade com um material de suporte para acoplar a armação de suporte e o pelo menos um dispositivo de detecção de luz em conjunto; remover a armação de suporte e o substrato; e fixar uma tampa ao lado superior da armação de suporte ao redor da periferia do pelo menos um dispositivo de detecção de luz para formar uma célula de fluxo, a tampa se estendendo sobre o pelo menos um dispositivo de detecção de luz e formando um canal de fluxo entre a tampa e pelo menos a superfície superior do pelo menos um dispositivo de detecção de luz.

18. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um dispositivo de detecção de luz compreende pelo menos um dispositivo de detecção de luz de estado sólido que inclui uma porção de wafer base que forma um lado posterior, uma pluralidade de sensores de luz, conjunto de circuitos de dispositivo eletricamente acoplados aos sensores de luz acoplado para transmitir sinais de dados com base em fótons detectados pelos sensores de luz, e uma pluralidade de guias de luz associadas à pluralidade de sensores de luz, em que a armação de suporte compreende adicionalmente pelo menos uma via eletricamente condutiva que se estende do lado superior para o lado inferior, e compreendendo adicionalmente acoplar eletricamente o conjunto de circuitos de dispositivo do pelo menos um dispositivo de detecção de luz de estado sólido à pelo menos uma via eletricamente condutiva no lado superior da armação de suporte.

19. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um dispositivo de detecção de luz compreende pelo menos um dispositivo de detecção de luz de estado sólido que inclui uma porção de wafer base que forma um lado posterior, uma pluralidade de sensores de luz, conjunto de circuitos de dispositivo eletricamente acoplados aos sensores de luz acoplado para transmitir sinais de dados com base em fótons detectados pelos sensores de luz, e uma pluralidade de guias de luz associadas à pluralidade de sensores de luz, em que conjunto de circuitos de dispositivo compreende vias que se estendem através da porção de wafer base para o lado posterior da mesma, e compreendendo adicionalmente acoplar eletricamente contatos que são dispostos pelo menos parcialmente ao longo do lado posterior da armação de suporte às vias no lado posterior da porção de wafer base.

20. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente formar uma estrutura de reação no pelo menos um dispositivo de detecção de luz antes de fixar a tampa, a estrutura de reação formando a superfície superior do pelo menos um dispositivo de detecção de luz e compreendendo uma pluralidade de nanopoços posicionados dentro da área ativa.

21. Método, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que remover a armação de suporte e o substrato expõe um lado superior rebaixado do material de suporte que se estende abaixo e entre o lado superior da armação de suporte e uma porção superior do pelo menos um dispositivo de detecção de luz, em que a estrutura de reação se estende sobre o lado superior rebaixado do material de suporte e o lado superior do lado superior da armação de suporte, e em que a estrutura de reação forma uma superfície superior plana a partir da qual a pluralidade de nanopoços se estende.

22. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente obter o pelo menos um dispositivo de detecção de luz, e em que a obtenção do pelo menos um dispositivo de detecção de luz compreende cortar pelo menos um sensor de luz de metal-óxido- semicondutor complementar (CMOS) de uma pluralidade de sensores de luz CMOS integrais.

23. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o canal de fluxo se estende ao longo da totalidade da área ativa do pelo menos um dispositivo de detecção de luz.

24. Método, caracterizado pelo fato de que compreende: depositar um primeiro material de suporte em uma porção inferior de pelo menos uma cavidade de uma armação de suporte, a pelo menos uma cavidade se estendendo apenas parcialmente através da armação de suporte a partir de um lado superior da mesma para um lado inferior da mesma; posicionar pelo menos um dispositivo de detecção de luz dentro da pelo menos uma cavidade e sobre o primeiro material de suporte depositado de modo que uma porção de borda da pelo menos uma cavidade se estenda entre a armação de suporte e a periferia do pelo menos um dispositivo de detecção de luz, o pelo menos um dispositivo de detecção de luz compreendendo uma área ativa e uma superfície superior;

preencher a porção de borda da cavidade com um segundo material de suporte; e fixar uma tampa ao lado superior da armação de suporte ao redor da periferia do pelo menos um dispositivo de detecção de luz para formar uma célula de fluxo, a tampa se estendendo sobre o pelo menos um dispositivo de detecção de luz e formando um canal de fluxo entre a tampa e pelo menos a superfície superior do pelo menos um dispositivo de detecção de luz.

25. Método, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que o canal de fluxo se estende sobre a totalidade da área ativa do pelo menos um dispositivo de detecção de luz.