CN101467027A - 具有光电探测器的集成生物传感装置 - Google Patents

具有光电探测器的集成生物传感装置 Download PDF

Info

Publication number
CN101467027A
CN101467027A CNA2007800221572A CN200780022157A CN101467027A CN 101467027 A CN101467027 A CN 101467027A CN A2007800221572 A CNA2007800221572 A CN A2007800221572A CN 200780022157 A CN200780022157 A CN 200780022157A CN 101467027 A CN101467027 A CN 101467027A
Authority
CN
China
Prior art keywords
radiation
sample
detector
reverberator
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2007800221572A
Other languages
English (en)
Inventor
M·M·J·W·范赫佩恩
D·J·W·克隆德
M·L·M·巴利斯特雷里
M·T·约翰逊
M·W·G·蓬吉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Koninklijke Philips Electronics NV
Publication of CN101467027A publication Critical patent/CN101467027A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/645—Specially adapted constructive features of fluorimeters
    • G01N21/6452—Individual samples arranged in a regular 2D-array, e.g. multiwell plates
    • G01N21/6454—Individual samples arranged in a regular 2D-array, e.g. multiwell plates using an integrated detector array
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502707—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by the manufacture of the container or its components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502715—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by interfacing components, e.g. fluidic, electrical, optical or mechanical interfaces
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/645—Specially adapted constructive features of fluorimeters
    • G01N21/648—Specially adapted constructive features of fluorimeters using evanescent coupling or surface plasmon coupling for the excitation of fluorescence
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00277—Apparatus
    • B01J2219/0054—Means for coding or tagging the apparatus or the reagents
    • B01J2219/00572—Chemical means
    • B01J2219/00576—Chemical means fluorophore
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/0068—Means for controlling the apparatus of the process
    • B01J2219/00702—Processes involving means for analysing and characterising the products
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/06—Auxiliary integrated devices, integrated components
    • B01L2300/0627—Sensor or part of a sensor is integrated
    • B01L2300/0654—Lenses; Optical fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0809—Geometry, shape and general structure rectangular shaped
    • B01L2300/0816—Cards, e.g. flat sample carriers usually with flow in two horizontal directions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0809—Geometry, shape and general structure rectangular shaped
    • B01L2300/0819—Microarrays; Biochips
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/18—Means for temperature control
    • B01L2300/1805—Conductive heating, heat from thermostatted solids is conducted to receptacles, e.g. heating plates, blocks
    • B01L2300/1827—Conductive heating, heat from thermostatted solids is conducted to receptacles, e.g. heating plates, blocks using resistive heater
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N21/03—Cuvette constructions
    • G01N21/0303—Optical path conditioning in cuvettes, e.g. windows; adapted optical elements or systems; path modifying or adjustment
    • G01N2021/0307—Insert part in cell
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
    • G01N21/77—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
    • G01N2021/7769—Measurement method of reaction-produced change in sensor
    • G01N2021/7786—Fluorescence
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/02—Mechanical
    • G01N2201/022—Casings
    • G01N2201/0221—Portable; cableless; compact; hand-held
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/06—Illumination; Optics
    • G01N2201/063—Illuminating optical parts
    • G01N2201/0636—Reflectors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/06—Illumination; Optics
    • G01N2201/064—Stray light conditioning
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49826—Assembling or joining

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

一种集成生物传感装置在样品被照明时探测来自样品的发射。光电探测器(20)邻近用于保持样品(40)或接收撞击样品(40)的激发辐射的位点。反射器(10)将照明偏转到样品位点并基本引导激发辐射远离光电探测器。通过提供反射器，可以提高期望的发射探测与不期望的照明光探测之间的比率。这可以通过降低到达光电探测器的照明量，和/或通过增加样品的照明量并因此增加到达探测器的发射量来实现。这可以比利用滤波器更经济有效地实现。如果衬底是透明的，则照明可以来自上方或下方。

Description

具有光电探测器的集成生物传感装置
技术领域
本发明涉及传感器，特别是生物传感器，涉及集成半导体装置，所述集成半导体装置具有布置为探测来自样品的发射的辐射探测器(例如光电探测器)，并且涉及制造和使用这类装置的相应方法。本发明还涉及辐射探测器(例如光电探测器)阵列和样品位点阵列，并且涉及制造和使用这类阵列的相应方法。
背景技术
微流控装置是大多数生物芯片技术的核心，其被用于准备流控(例如基于血液的)样品和对这些样品的随后分析。包括生物传感器和微流控装置的集成装置是已知的，例如，被称为DNA/RNA芯片、生物芯片、基因芯片和芯片实验室。特别地，阵列(例如微阵列)上的高通量筛选是一种用于化学分析或生化分析的新工具，例如用在诊断学中。这些生物芯片装置包括小体积的反应池(well)或反应器(在其中检查化学反应或生化反应)，并可以快速且可靠地调节、输送、混合和存储微量流体以大量执行期望的物理、化学和生化反应和分析。通过在小体积中执行测定，可以实现对时间的显著节省和对靶、化合物及试剂的成本的显著节省。
通常，利用光学探测系统来实现对生物芯片的荧光信号的探测，该光探测系统包括光源、光滤波器和传感器(例如CCD相机)，其位于台式(bench-top)/实验室机器中，以量化出现的荧光团的量。这种传感器10的一个示意性图示说明在图1中示出，其显示了用于照射衬底18上的样品16的辐射源14。用探测器元件12中的光学器件22来收集由此产生的荧光信号。此外，台式/实验室机器中所用的荧光探测系统通常需要昂贵的光学组件来采集和分析荧光信号。典型地，需要用于对激发辐射20进行滤波的滤波器以及用于分离来自荧光响应的激发辐射的滤波器24。特别地，使用具有尖锐的波长截止的昂贵光学滤波器(即高选择性的滤波器)来获得这些光学系统所需要的灵敏度，因为激发光谱(吸收)和发射光谱(荧光)之间的频移通常较小(<50nm)。后者在图2中示出。因此，基于荧光的光学系统中的主要噪声源是(部分)激发光的反射和激发光的(Rayleigh)散射。
在很多生物技术应用中，诸如分子诊断学，存在对包括光学传感器或光学传感器阵列的生物芯片的需求，该生物芯片探测荧光信号并且可以并行地或独立地将其读出，以允许在多种(反应)条件下进行高通量分析。除其他优点外，合并有光学传感器的生物芯片的优点在于：芯片上荧光信号采集系统提高了分析芯片(例如DNA芯片杂交模式分析)的速度和可靠性，降低了测定成本，通过例如获得应用于诸如即时诊断(point-of-carediagnostics)和路边测试的便携式手持仪器而获得高便携性(即不再需要中央台式机器)，可以随着收集的立体角度的增大而扩大荧光强度，以及介质边界的数量和相应的反射降低。
台式机器将能够处理通用生物芯片和生物芯片的多样性。使光学传感器成为台式机器的一部分需要安装用于特异性测定的特异性滤波器组，这妨碍通过各个激发光谱和/或发射光谱对荧光标记进行并行(多路复用)探测。因此，读出(多个)芯片上光学传感器的能力允许灵活的多用途台式机器，并开创了通向生物芯片、台式机器及其组件的标准化的途径。然而，对滤波器的需求使得这些生物芯片很昂贵，如果考虑到一次性生物芯片，这尤其是不利的。
在核酸研究(Nucleic Acids Research)32(2004)中，Fixe等人描述了具有集成光学传感器的生物芯片。探测系统使用昂贵的滤波器来滤除激发光，因此探测灵敏度由于滤波而受到限制。
在大量生物技术应用中，诸如分子诊断学中，存在对包含温控隔室阵列的生化模块(例如传感器，PCR)的需求，可以并行并独立地处理这些温控隔室以允许高通用性和高通量。
本发明的一个目标是提供改进的传感器，特别是生物传感器，并提供具有布置为探测来自样品的发射的诸如光电探测器的辐射探测器的改进的集成半导体装置，并且提供制造和使用这些装置的相应方法。
发明内容
本发明由独立权利要求限定。从属权利要求限定有利的实施方式。
通过提供根据本发明的反射器，可以提高期望的发射探测与不期望的照明辐射(例如照明光)探测之间的比率。这可以通过降低到达辐射探测器(例如光电探测器)的照明量和/或通过增加样品的辐射量(例如照明量)并因此增加到达探测器的发射量来实现。这可以比通过使用波长滤波器更经济有效地实现。辐射(例如照明)可以来自外部辐射源，或原则上它可以由集成在该装置上的辐射源提供。根据所激发的发射类型，辐射(例如照明)可以是电磁波频谱中的可见波长或不可见波长，例如远红外光、红外光、可见光、紫外光、远紫外光。类似地，辐射探测器(例如光电探测器)意图包括电磁波频谱中的可见波长或不可见波长探测器。
到达探测器的激发辐射可能小于50％，优选小于25％，更优选地小于10％，再优选地小于1％。所述位点可能是可放置样品的反应池或可能是可结合辐射发射样品粒子的表面。该位点因此可能是测量腔室中的测量区域。该装置可以以微阵列的形式实现。用于向样品位点提供激发辐射的反射器可能适用于将激发辐射偏转到样品位点上。作为替代，用于向样品位点提供激发辐射的反射器可能适用于在样品位点处产生倏逝场激发辐射。
一些实施方式的附加特征是该探测器包括衬底上的层，且布置反射器以将辐射重定向为垂直于衬底并基本平行于该层经过。这是增大上述比率的便利方法。
一些实施方式的附加特征是该装置是一次性装置。一次性装置具有可以降低污染的优点。对于这些装置可能更重要的是使成本下降。
一些实施方式的附加特征是该装置具有探测位点阵列，每个具有反射器、辐射探测器(例如光电探测器)并任选地具有辐射屏蔽以将辐射探测器(例如光电探测器)与来自其他样品的发射屏蔽开。这可以使得装置能够同时用于多个测试，或者是相同类型的测试，或者是不同类型的测试。
一些实施方式的附加特征是反射器是由棱镜或从衬底突出的棱镜结构形成的。这些结构可以相对容易地集成在一起。作为替换，如果衬底是透明的，则原则上该反射器可以凹陷到衬底内。作为替换，可以将由棱镜或棱镜结构形成的反射器提供给顶层，从而使得它以一角度面向衬底。
一些实施方式的另一附加特征是样品位点上的掩膜以及布置该掩膜以允许激发辐射(例如照明光)到达反射器并充分降低到达探测器的激发辐射量。这可以帮助提高上述比率，或者帮助避免需要对于窄束照明的仔细对准。
另一个这种附加特征是同一探测器的不同侧上的两个或更多反射器，布置这些反射器以偏转越过同一探测器的辐射(例如光)。这也可以帮助提高上述比率。
另一个这种附加特征是一个反射器，将其布置为偏转越过多于一个探测器的光。这可以实现更高水平的集成化，或者简化设计和制造。
另一个这种附加特征是用于从探测器的阵列中的任一个中进行选择并从其读取的电路。这也可以使得能够集成更多的探测器并使得能够同时执行更多的测试或多种测试。该电路可以基于大面积的电子器件。特别地，这些电子器件可以包括薄膜晶体管(TFT)或其他TFT器件，诸如二极管或光电二极管。大面积电子器件技术可以是基于非晶硅、低温多晶硅和/或有机技术的技术。
另一个这种附加特征是各个样品位点包括不同类型的生物分子，诸如不同的DNA样品，其适于与分析物分子结合，例如与各种类型的互补DNA杂交。这可以使得能够同时测试很多不同类型的分析物分子，例如不同类型的DNA、蛋白质。
另一个这种附加特征是衬底是透明或半透明的，将辐射探测器(例如光电探测器)布置在衬底的一侧，并将反射器布置在衬底的同一侧以反射经过衬底后的外部光。
这一布置使得辐射探测器(例如光电探测器)能够背离外部照明源，降低了对掩膜或其他对策的需求。
另一个这种附加特征是辐射探测器(例如光电探测器)包括半导体材料，诸如绝缘衬底(例如玻璃衬底)上的硅。
根据本发明的实施方式的集成装置可以适用于实时的聚合酶链式反应(PCR)。
本发明的其他方面包括制造该装置的相应方法以及使用该装置的方法。
任何附加特征均可以组合在一起并且可以与任何其他方面相结合。其他优点特别是超越其他现有技术的优点对本领域技术人员来说是显而易见的。在不偏离本发明的权利要求的情况下可以做出大量变化和修改。因此，应该清晰地理解本发明的形式只是示例性的，并不意图限制权利要求的范围。
附图说明
现在将通过示例的方式并参考附图来描述可以如何实现本发明，其中：
图1是根据现有技术用于探测来自生物芯片的荧光信号的光学设置的示意性图示说明；
图2是根据现有技术由通常发生在生化荧光测定中的小Stokes频移所导致的激发光谱与荧光光谱之间的重叠的图示说明；
图3以横截面形式示出带有从上方照明棱镜的激发光的本发明实施方式；
图4示出另一种实施方式，其中用凹槽产生两个棱镜且光从下方照明生物传感器；
图5示出另一种实施方式的四分之三视图，其具有与光电传感器一起合并到有源矩阵系统中的棱镜；以及
图6和图7示出反射器的替代形状；
图8以横截面形式示出带有从上方照明棱镜的激发光的本发明的实施方式，其中执行倏逝场激发；
图9示出根据本发明的实施方式、基于大面积电子器件的集成装置的示例性探测单元。
具体实施方式
本发明将通过特定实施方式并参考某些附图进行描述，但是本发明并不局限于此，而是仅由权利要求限定。权利要求中的任何附图标记均不应被解读为限制其范围。所描述的附图仅是示意性的而非限制性的。在附图中，为了图示说明的目的，一些元件的尺寸可以是夸大的而不是按比例画出的。在本说明书和权利要求书中使用术语“包括”的地方，其并不排除其他元件或步骤。在提到单数名词时使用诸如“一”、“一个”或“所述”的不定冠词或定冠词的地方，这包括名词的复数形式，除非进行其他特别的规定。
此外，本说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区分类似的元件，并不一定是描述序贯次序或时间次序。应该理解的是，如此使用的术语在适当条件下是可互换的，并且这里所述的本发明的实施方式能够以不同于此处所述或所示的其他顺序进行操作。
本发明涉及诸如生物传感器的传感器，这些传感器包括在衬底特别是透明衬底上的辐射探测器(例如光电二极管)阵列。该传感器可以以微阵列的形式实现。
在本发明中，用于感测的装置和方法典型地适用于感测照射。这种照射可能源于受限制的、残留的或固定的分子或粒子以及源于非固定的探针，例如出现在液体样品中和不界限在表面上。因此用于感测的装置和方法可能适用于感测或量化任何化学、生化或生物分子，例如粒子。这些传感器可能例如用于实时的聚合酶链式反应(PCR)。在实时PCR中，荧光标记探针或DNA结合荧光染料用于探测和量化PCR产物，由此允许实时地执行定量PCR。尽管DNA结合染料不能区分特异性PCR产物与非特异性PCR产物，荧光标记核酸探针具有仅与特异性PCR产物反应的优点。在实时PCR的情况下，典型地，PCR引物在其结合到信号分子时开始发光。与信号分子的结合典型地可能发生在样品中，而不结合到表面或衬底上的位点。作为替代，在诸如其他基于荧光的感测和/或量化技术的其他应用中，探针可以是固定的或者通过非共价键或共价键附连到所述位点或者可以机械地限制或保留在例如网格或纤维结构中。
探针可以是任何适当的分子或多个分子，例如抗体或其结合片段、DNA或RNA、DNA或RNA片段、缩氨酸、蛋白质、碳水化合物、细胞、细胞部分诸如外部或内部细胞膜或细胞器、细菌、病毒等。探针也可以包括这些的组合，例如细胞蛋白质。如果在感测装置或方法中使用固定的探针，可以对探针位点表面进行处理以获得有用的特性来使样品固定，例如可以使位点表面是疏水的或亲水的。典型地，这些位点可以通过将生物分子沉积或点样成点来产生，从而当这些点干燥时，其直接接触或对准辐射探测器。这些生物分子优选是结合到分析物分子的探针，该分析物分子的出现是意图确定的。将生物分子探针附连到衬底的表面的通用方法对本领域技术人员来说是已知的——参见例如“Micorarray Technology and ItsApplication”，Müller和Nicolau，Springer，2005，第2章和第3章。点区域或探针位点可以称为“像素”。点沉积可以通过任何适当技术来完成，例如液体样品的接触或非接触点样、微点阵点样(microspotting)、实心针或开尾针(solid or split pin)或翎管(quill)点样、移液点样或热点样、螺线管或压电喷墨点样，例如以生物分子的形式。根据本发明的实施方式，适用于照射的探针典型地对准大量辐射探测器位点的阵列。包括探针的样品可以对准大量辐射探测器位点的阵列，而且/或者大量位点(可以将探针固定在所述位点处)的阵列可以对准辐射探测器位点的阵列。
除了可以应用光屏蔽以将光与邻近的照射探针(自由地位于样品中或固定在探针位点处)屏蔽开以例如防止不同照射探针之间的串扰。可以将光屏蔽与探测器的使用相组合以提供与点的位点对准的探测器，或独立地使用光屏蔽。
分析物分子可以是需要探测的任何分子，例如DNA或RNA、DNA或RNA片段、缩氨酸、蛋白质、碳水化合物、细胞、细胞部分诸如外部或内部细胞膜或细胞器、细菌、病毒等。为使结合探针和分析物分子发光，探针和/或分析物分子可以包括例如通过荧光、磷光、电致发光、化学发光等提供发光的标记物或附连到该标记物上。当加上标记后，可以将探针或分析物分子描述为“光可变分子”。一旦相结合，来自照射探针的光发射就发生变化，例如，如果用正确波长辐射进行激发，它可能发射化学发光或者它可能发射荧光。通过例如提供诸如电流的适当刺激，其他形式的光发射(例如电致发光)可以用于本发明。同时，可以使用任何适当形式的探测，例如垂直光方向即在基本垂直于衬底的主表面的方向上，或者例如利用被屏蔽的光电二极管的横向光探测，从而只探测发源于一个照射探针的光。这将能够实现医学诊断应用的筒体(cartridge)的制造工艺中至关重要的质量控制。
所描述的实施方式涉及具有集成辐射探测器(例如光电探测器)和反射器的光学生物传感器。特别的实施方式显示了具有光学生物传感器的一次性装置，该光学生物传感器包括诸如光电传感器的辐射传感器，例如基于显示器中常用的有源矩阵(AM)技术(例如低温多晶硅-LTPS)。这些技术有助于解决寻找抑制激发光的更廉价方式的问题，否则该激发光将导致荧光探测器(即光电传感器)上的背景信号。将反射器安装到一次性装置上以定向激发光越过光电传感器(远离它且不到其上)。重定向的激发光可以用于激发样品。作为替代，通过重定向激发光，可以在靠近反射器的样品位置处产生倏逝场激发辐射，且这一倏逝场激发辐射因此可以用于激发样品。
生物传感器可以基于有源矩阵(AM)技术。这种生物传感器的优点在于它可以以一次性方式使用以在同一时间执行不同的测定。尽管可以使用很多其他测试方法，实时PCR可以有利地用于本发明的实现方式。实时PCR以及快速循环实时PCR在Reischl、Wittwer、Cockerill的“Rapid cyclereal-time PCR”，Springer Verlag，2001中有所描述，特别是在名为“Applications and Challenges of Real-Time PCR for the Clinical MicrobiologyLaboratory”的章节中。
在将本发明应用于一次性装置的情况下，优选廉价地制造该装置。本发明的一些特征基于对典型地用在荧光探测器前方的探测滤波器是昂贵的的认知。根据本发明的反射器可以提供新的更廉价的方案来抑制到达探测器的激发光。原则上反射器可以用作备选方案，或者与这些探测滤波器相结合。这些反射器可以是棱镜并引导激发光远离集成光电传感器，即从旁经过或越过该集成光电传感器(而不到其上)。反射的激发光可以用于激发样品，或者所产生的倏逝场激发辐射可以用于激发样品。
图3示出本发明的一种实施方式，其中来自外部源(未示出)的激发光50从上方照明以棱镜10的形式的反射器。该棱镜将激发光重定向为朝向吸收器/反射镜30，而由包括探针(例如生物分子或生物样品)的样品40所发射的荧光60用以二极管20的形式的辐射探测器(例如光电探测器)进行探测。该二极管形成在衬底80上，棱镜可以附连到衬底和/或附连到(例如该装置的)顶层70。在本实施方式中，探针可以表现为是非固定的，例如在提供在反应池内的样品(例如液体样品)中，或者固定在结合位点处。例如，可以利用衬底和/或利用例如多孔介质来将结合位点引入到层70与层80之间。可以提供空气间隙来使样品之间在一定程度上热绝缘。
在基本实施方式中，激发辐射(例如光)照明生物传感器(例如从上方)。优选地，将激发光源和光学路径布置为使得激发光仅照明不存在辐射探测器的区域。例如可以使用准直光源或者在顶层70上的有孔掩膜。在照明区域内，安置诸如棱镜的反射器，其将光定向为朝向含有探针的样品40。例如，可以将辐射(例如光)定向为进入与生物传感器表面平行的平面内。由于这一原因，将光定向为通过存在于传感器上方的样品40(例如具有探针的流体)，但是因为该方向平行于传感器表面，激发光将不会撞击传感器的光敏部分。以这种方式，激发光可以激发传感器上方的样品流体内存在的荧光团探针。由于在所有方向上均发射荧光，传感器可以探测所产生的荧光的一部分。
在传感器的另一侧，即远离反射器的一侧，光可以撞击边界30，例如光吸收表面、用于反射光以使其第二次穿过流体的反射镜或另一个棱镜，边界用于将光重定向为返回至光源，或者向下射出一次性装置。
典型地，激发光仅照明不存在传感器的区域，例如使用准直光源来实现。在另一种实施方式中，一次性装置的顶部或底部上存在掩膜(例如黑色掩膜或反射掩膜等)，从而只照明不存在传感器的那些区域。激发光的光源可以是外部的，或者可以是例如集成在反射器(例如这种情况下的棱镜)上方的顶层70上的LED或OLED。
图4示出第二种示例性实施方式，其中用通道或凹槽产生两个相邻的反射器(例如棱镜)。现在将激发光源布置为使得激发光从下方照明生物传感器，也就是说衬底80需要是透明的。例如，诸如棱镜的反射器可以形成在透明的衬底上，或者可以由块体切割而成。在其他方面该装置以如上面针对图3所述的方式操作，而且已经适当地使用了相应的附图标记。激发光的光源可以是外部的，或者可以是例如集成在反射器(例如这种情况下的棱镜)下方的衬底上的LED或OLED。
图5示出一个四分之三视图，其显示反射器(例如棱镜)10如何与光电传感器一起合并到有源矩阵系统中。在这种情况下，棱镜10显示为在延伸的二极管20每一侧上的条带。很明显这一布置可以沿其长度方向进行划分以使得能够产生很多探测器。这些探测器可以被独立地寻址并且是可选择的，从而用户可以识别很多探测器中的哪些或者有多少探测器正在进行积极的探测。可以通过向每个探测器提供至少一根在衬底上的导电线路来使得这些探测器是独立地可寻址的。也可以将读出电子电路集成到衬底80上，由此便于探测器的读出。不同的样品可以置于每个探测器(例如二极管)之上，以使得能够同时执行不同的测试。在这一实施方式中，可以从两侧照明样品以增大照明量。
图6和图7示出具有不同形状的反射器。在图6中，示出一对棱镜以能够实现来自下方的照明。去除了棱镜10的顶部，由此向每个棱镜提供平坦的顶表面110。如图7所示，反射器可以是反射镜而非棱镜。应该注意到，在图6和图7中，并未示出屏蔽和探测元件。
在任一种实施方式中，可以以和衬底平面成一定角度的方式布置反射器，例如可以将反射镜角度或棱镜角度布置为使得激发光以水平线以上一定角度进行反射以提供安全裕度并确保没有激发光到达探测器(例如二极管)。可以使用吸收器来降低激发光在多重反射事件后到达反射器(例如反射镜或棱镜)的任何可能性。此外，具有弯曲反射表面的棱镜或反射镜(随着光接近包含二极管的衬底，以水平线之上逐渐增大的仰角进行反射)可以最大化要激发的体积，同时确保没有激发光到达探测器(例如二极管)。通过成逐渐增大的角度的多个平坦表面而非曲面可以实现类似的效应。
使用多个反射器(例如反射镜或棱镜)而非一个反射器的一个原因在于，传感器与荧光团之间的距离尽可能小是重要的，以便得到最优的收集效率。使用多个反射器(例如反射镜或棱镜)的缺点在于，可能难以产生非常小的反射器(例如反射镜或棱镜)。因此，在其他实施方式中，一个反射器(例如棱镜或反射镜)可以用于若干二极管。优选地，荧光团与传感器之间的距离保持相对小。其优势在于需要更少的反射器(例如棱镜或反射镜)而且反射器(例如棱镜或反射镜)可以更大(并因此更易于制作)。
在其他实施方式中，对于每个反射器(例如棱镜或反射镜)，可以使用多个探测器(例如二极管)。这样的优势在于需要更少的反射器(例如棱镜或反射镜)而且反射器(例如反射镜或棱镜)可以更大。也有可能使用光电探测器的2维阵列，例如基于大面积的电子器件(LTPS)，并有可能将其布置成矩阵，任选地为有源矩阵。为了增强对激发光的抑制，探测器(例如二极管)可以装配有光学滤波器。优选地，该滤波器是简单且经济有效的。
尽管在主要实施方式中将棱镜描述为将光重定向，应该注意的是，反射镜也可以起到相同的作用。同时，棱镜旁边并不是必须要有空气(如附图所示)。
在本发明进一步的实施方式中，示出根据任何前述实施方式的装置，其中通过在至少一个反射器10(例如棱镜)处提供对激发辐射束50的全内反射来产生倏逝场激发，并且其中倏逝场激发用于激发样品。可以使用任何能通过提供全内反射来产生倏逝场激发的适当的反射器10(例如棱镜)。然而典型地可以将在至少一个反射器10处反射的激发射束50重定向为朝向吸收器或反射镜30，靠近反射器10产生能激发样品的倏逝场激发。后者用图8中示例的方式进行图示说明，其指示出用于利用倏逝场激发辐射探测来自被激发样品的发射辐射(例如荧光60)的装置。在本示例中，在多个棱镜处产生倏逝场激发辐射。这些棱镜可以附连到衬底80和/或顶层70上。典型地，至少一个辐射探测器20可以用于探测这种发射辐射。该至少一个辐射探测器20可以是例如在衬底80上形成的以二极管的形式的光电探测器。在本实施方式中，优选将样品固定在靠近反射器10的结合位点处，以便使样品处于倏逝激发场中。吸收器或反射镜30可以在两个侧面吸收或反射，由此吸收和/或反射激发辐射和荧光辐射。这一布置的优点在于激发光和荧光之间存在极好的隔离，因为对棱镜的角度进行设置，从而使得基本上垂直入射到棱镜底部的光在棱镜介质界面处发生全内反射并留在棱镜中，而荧光经由介质到达探测器。由于存在这一自动隔离，很少需要或不需要屏蔽探测器，且棱镜的整个斜边均可用于激发，这可以给出大而有用的结合面积。宽场照明和聚焦/窄射束照明(在这种情况下需要射束扫描)都是可能的。聚焦/窄射束照明具有降低激发体积并因此提高SNR(信噪比)的优点。可以想到带有相匹配的点/源阵列的2维棱镜阵列。通过平移该阵列，可以并行探查不同的棱镜(通过例如不同的粘附层等)。
在本实施方式中，至少一个反射器10(例如棱镜)与至少一个探测器20之间的间隔可以用作在探测器中泵浦样品的流控通道。本实施方式的变型包括每个反射器对应多于一个探测器、仅使用单个反射器等。
在任何上述实施方式中，可以利用LAE(大面积电子器件)诸如适当绝缘衬底(诸如玻璃)上的多晶硅或非晶硅技术来实现该装置。衬底优选是透明的或半透明的，例如玻璃。传统的大面积电子器件(LAE)技术在绝缘衬底(诸如玻璃)上提供电子功能。玻璃是一种廉价的衬底并具有使光学探测透明的优势。提议在这一应用中使用有源LAE多晶硅或非晶硅衬底，以便在无需外部光电探测器的情况下探测哪些样品点在发射。可以使用标准LAE技术(以很小或没有额外成本)将光电二极管或光电TFT探测器与常规寻址TFT和电路集成在一起。如上述所指示的，可以用任何适当的接触或非接触方法来放置包括探针的生物样品，这些方法包括液体的微点阵点样、一体针或分叉针或翎管点样、移液点样或热点样、螺线管或压电喷墨点样，然后使该液体在反应池中保持为液态或可以将其烘干。样品可以是任何适当的探针，诸如DNA片段/寡核苷酸，或针对其他应用的任何大范围的其他生物元素。生物样品(例如DNA片段)可以通过具有彼此靠近的两个区(疏水区和亲水区)来与光电探测器相对准。当沉积或点样亲水(例如含亲水基团的)液体样品时，它自动地在亲水区牵拉自身，并且然后干燥或变化成与这一位置对准的凝胶。作为替代，也可以以非固定的方式展现该生物样品，例如典型地对于实时PCR来说可能是这样。在这种应用中，典型地用荧光标记对探针做标记，这些荧光标记允许实时探测和量化PCR产物。一些实施方式可以具有集成到衬底上的非晶硅光电二极管(或光电TFT)。
可以例如通过将样品(例如液体样品)暴露于包含要识别的分子的未知样品(例如DNA片段)，或者通过将探针样品的干燥点暴露于包含要识别的分子的未知样品(例如DNA片段)来使用该装置。如果未知样品含有相关分子，则该未知样品将结合到生物样品中的探针上。例如，如果该DNA片段是与DNA探针互补的DNA，则将发生杂交且样品变得在被照明时会发出荧光。这可以通过光电二极管进行探测并用于确认给定互补类型DNA的存在。当然可以正视其他应用，且可以使用其他类型的光电探测器。例如，如果执行实时PCR，典型地使用荧光标记寡核苷酸探针或DNA结合荧光染料，其与特异性(在DNA结合染料情况下是非特异性的)PCR产物反应以允许对它们进行实时探测和量化。可以手动实现或者可以例如通过气动泵、电渗或借助于用于驱动流体沿微通道进入或流出位点的MEMS装置自动实现探针(例如荧光标记探针)与分析物分子的接触。如果需要，可以通过加热元件(例如电阻器)来精确控制流体和位点的温度。
可以布置光电探测器结构(例如非晶硅PIN二极管)以突出在衬底主表面之上。例如非晶硅PIN二极管大约0.2-1.0μm高，而在很多示例中包含探针的生物样品一旦干燥后高度小于50nm。因此二极管结构可能突出，且反射器可能需要更突出或以一定仰角反射照明而不是平行于衬底反射照明。
集成光探测可以比利用外部光电探测器给出更好的稳健性，特别是对于手持应用更是如此，例如没有湿气或污染物能够进入点与探测器之间。应该将探测器优选布置为使得其仅对来自一个位点(也称为像素)的光敏感。优选地，这些像素可以被独立地寻址，即提供可以独立区分每个像素的探测系统。这有助于实现基于沉积的质量控制。在用于医学诊断的筒体的制造和质量保证中这一质量控制可能是至关重要的。任选地可以在照明光与光电探测器之间添加自测试照明反馈路径。
可以基于有源矩阵原理来实现辐射探测器(例如光电探测器)。优选利用熟知的大面积电子器件技术(诸如非晶硅(a-Si)技术、低温多晶硅(LTPS)技术或有机技术)中的一种来制作这种装置。TFT(薄膜晶体管)、二极管或MIM(金属-绝缘体-金属)可以用作有源元件。辐射探测器可以集成到包括n型和p型TFT的有源板中。TFT可以栅偏置到关闭状态，或者以相同的薄半导体膜制成的横向二极管作为TFT，或者是由第二个更厚的半导体层形成的纵向二极管。为了良好的灵敏性，可以使用纵向a-Si:H NIP二极管，且这些二极管可以集成到寻址TFT和电路中。该系统可以是基本矩阵的一部分，该基本矩阵包括与光电探测器相结合的寻址晶体管和存储电容器的有源矩阵。该电容器允许光经由长的帧周期时间周期进行积分并读出。这也允许添加其他电路，诸如驱动积分(integration of drive)电路、电荷积分电路和读出电路。由于很多显示效应例如LCD、OLED和电泳显示等的驱动，有源矩阵技术被应用于平板显示器领域。它提供了经济有效的方法来制作生化模块(例如一次性生化模块)。这是有利的，因为生物芯片或类似系统可能包含多重组件，随着器件变得更有效和更通用，这些组件的数量将只会增加。
典型地可以通过例如粘合或键合(例如真空键合)一个或多个反射器(例如反射器阵列)到衬底的表面来将这些反射器合并到探测装置中，在该衬底表面之内/之上提供探测器元件。在已经向探测装置的表面提供平坦化层以便平整要连接反射器的表面后，典型地可以执行键合。合并反射器元件的另一种备选方案可以是粘合或键合(例如真空键合)透明材料(例如玻璃或有机聚合物材料)的层或板到衬底表面，在该衬底表面之内/之上提供探测器元件。然后可以处理(例如但不限于刻蚀或激光处理)该层或该板以便在其中形成反射器(例如棱镜)。作为替代，可以已经预先处理该层或该板。
在图9所示的示例性设置中，将有源矩阵即有源矩阵技术用作分配网络来经由独立的信号线路(在这种情况下以列线路的形式，本发明并不局限于此)发送由辐射探测器20探测到的电信号给测量单元202，所述信号线路是用于选择和读取辐射探测器20的电路200的一部分。所示的示例性设置仅提供作为示例，本发明并不局限于此。在这一示例中，将辐射探测器20提供成相同单元的规则阵列，其中将辐射探测器20经由有源矩阵的开关204(例如晶体管)连接到测量单元202。将该装置的控制电极(例如晶体管的栅极)连接到选择驱动器206，该选择驱动器可以配置为用于有源矩阵液晶显示器(AMLCD)的标准移位寄存器栅极驱动器，同时将第一电极(例如源电极)连接到辐射探测器单元，例如一组电流或电荷放大器。这一阵列的操作可以例如如下：
-为了激活给定的辐射探测器20，将合并有所需辐射探测器的整行隔室中的开关204(例如晶体管)切换到传导状态(通过例如从选择驱动器对控制电极(例如栅极)施加正电压)。
-将来自辐射探测器的信号通过传导开关(例如TFT)传到测量单元202，在此对其进行测量。如果测量单元202允许的话(即其包括多重信号测量装置)，也有可能通过测量来自被寻址的线路中的所有辐射探测器20的信号来同时探查给定行中的多于一个辐射探测器20。
-已经测量信号后，该线路中的开关204(例如晶体管)再一次设置为非传导状态，防止该线路中的辐射探测器的进一步测量。
照此，该矩阵优选使用“每次一行(line-at-a-time)”的寻址原则来操作，这不同于基于CMOS装置所采用的常规随机存取方法。有可能通过(利用选择驱动器206)激活另一条线路并测量阵列中一个或多个列上的辐射探测器20信号来按顺序探查不同行中的辐射探测器20。
本领域技术人员可以正视权利要求范围内的其他变型和添加。

Claims (19)

1、一种集成装置，用于在样品被照明时探测来自所述样品的辐射发射，所述装置具有
-辐射探测器(20)，
-位点，用于保持所述样品(40)邻近所述辐射探测器以能够实现对来自所述样品的辐射发射(60)的探测，并用于接收撞击所述样品(40)的激发辐射，和
-反射器(10)，用于向所述样品位点提供所述激发辐射并基本引导所述激发辐射远离所述辐射探测器。
2、如权利要求1所述的集成装置，其中，所述探测器包括衬底(80)上的层，并且布置所述反射器(10)以将辐射重定向为垂直于所述衬底(80)以基本平行于所述层经过。
3、如权利要求1所述的集成装置，其中，所述装置是一次性装置。
4、如权利要求1所述的集成装置，其具有探测位点阵列，每个具有反射器(10)、辐射探测器(20)和辐射屏蔽(30)，所述辐射屏蔽用于将所述辐射探测器(20)与来自其他样品的发射屏蔽开。
5、如权利要求1所述的集成装置，其中，所述反射器(10)是棱镜或反射镜。
6、如权利要求1所述的集成装置，其中，在所述样品位点上布置掩膜，以允许所述激发辐射到达所述反射器(10)并基本降低到达所述探测器(20)的激发辐射量。
7、如权利要求1所述的集成装置，其中，布置同一探测器(20)的不同侧上的两个或更多反射器(10)以偏转越过所述同一探测器(20)的辐射。
8、如权利要求1所述的集成装置，其中，布置所述反射器(10)以偏转越过多于一个探测器(20)的辐射。
9、如权利要求1所述的集成装置，其具有电路(200)以便进行选择并从所述探测器(20)的阵列中的任一个读取。
10、如权利要求9所述的集成装置，其中，所述电路(200)基于大面积电子器件。
11、如权利要求1所述的集成装置，其中，所述样品位点中的各个包括用于结合到要探测的不同类型分子的不同类型探针。
12、如权利要求2所述的集成装置，其中，所述衬底是透明的，将所述辐射探测器布置在所述衬底的一侧上，且将所述反射器布置在所述衬底的同一侧上以便反射经过所述衬底后的外部辐射。
13、如权利要求1所述的集成装置，其中，所述辐射探测器包括玻璃衬底上的硅。
14、如权利要求1所述的集成装置，其中，用于向所述样品位点提供所述激发辐射的所述反射器适于将所述激发辐射偏转到所述样品位点上。
15、如权利要求1所述的集成装置，其中，用于向所述样品位点提供所述激发辐射的所述反射器适于在所述样品位点处产生倏逝场激发辐射。
16、一种制造集成装置的方法，所述集成装置用于在样品被照明时探测来自所述样品的辐射发射，所述方法具有以下步骤：在衬底(80)上形成辐射探测器(20)；形成用于保持所述样品(40)邻近所述辐射探测器以能够实现对来自所述样品的发射(60)的探测的位点；以及形成反射器(10)，所述反射器布置为将所述照明偏转到所述样品位点上并基本引导所述激发辐射远离所述辐射探测器。
17、如权利要求16所述的方法，其中，所述衬底是透明的，执行形成所述辐射探测器和所述反射器的所述步骤以将二者形成在所述衬底的相同侧上，将所述反射器布置为反射经过所述衬底后的外部辐射。
18、如权利要求16所述的方法，其具有将探针加载到所述样品位点的步骤，所述探针适于与要探测的样品(40)中的分子相结合。
19、一种使用如权利要求1所述的装置的方法，其具有添加样品(40)到所述样品位点的步骤和照明所述样品(40)的步骤。
CNA2007800221572A 2006-06-15 2007-05-15 具有光电探测器的集成生物传感装置 Pending CN101467027A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP06115530 2006-06-15
EP06115530.5 2006-06-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101467027A true CN101467027A (zh) 2009-06-24

Family

ID=38608808

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2007800221572A Pending CN101467027A (zh) 2006-06-15 2007-05-15 具有光电探测器的集成生物传感装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20090279093A1 (zh)
EP (1) EP2032971A1 (zh)
JP (1) JP2009540325A (zh)
CN (1) CN101467027A (zh)
WO (1) WO2007144797A1 (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102192900A (zh) * 2010-02-09 2011-09-21 罗伯特·博世有限公司 用于光学并行分析样本布置的装置和方法以及相应的制造方法
CN102914521A (zh) * 2011-08-03 2013-02-06 索尼公司 光学分析装置和光学分析方法
CN106546728A (zh) * 2015-09-16 2017-03-29 杨波 一种新型的免疫层析试剂条及其检测的技术方案
CN110411998A (zh) * 2013-12-10 2019-11-05 伊鲁米那股份有限公司 用于生物或化学分析的生物传感器及其制造方法
CN113924164A (zh) * 2019-03-29 2022-01-11 相位全息成像Phi有限公司 用于显微镜检查的微板
CN114324537A (zh) * 2021-12-13 2022-04-12 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种光电集成生物传感器及生物分子检测设备

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101013184B1 (ko) * 2008-08-22 2011-02-10 주식회사 아이센스 바이오센서 측정기 및 그 측정방법
EP2198965A1 (en) * 2008-12-19 2010-06-23 Koninklijke Philips Electronics N.V. Integrated device for automated simultaneous detection of multiple specific targets using nucleic acid amplification
US10074879B2 (en) 2009-07-29 2018-09-11 Deep Science, Llc Instrumented fluid-surfaced electrode
US20110027629A1 (en) * 2009-07-29 2011-02-03 Searete Llc, A Limited Liability Corporation Of The State Of Delaware Instrumented fluid-surfaced electrode
FR2964194B1 (fr) * 2010-08-31 2012-10-05 Commissariat Energie Atomique Systeme et procede de detection d'analytes presents dans un echantillon gazeux.
US8729502B1 (en) 2010-10-28 2014-05-20 The Research Foundation For The State University Of New York Simultaneous, single-detector fluorescence detection of multiple analytes with frequency-specific lock-in detection
US8466437B2 (en) * 2011-04-28 2013-06-18 Aptina Imaging Corporation High resolution fluorescence detection system
GB2495703A (en) * 2011-10-12 2013-04-24 Crowcon Detection Instr Ltd Optical sensor without wavelength filter
US8906320B1 (en) 2012-04-16 2014-12-09 Illumina, Inc. Biosensors for biological or chemical analysis and systems and methods for same
KR101569515B1 (ko) * 2014-08-13 2015-11-27 (주)옵토레인 측광형 발광소자가 내장된 바이오칩 및 그 제조방법
CN113394240A (zh) 2017-12-26 2021-09-14 伊鲁米纳公司 传感器系统
US11247207B2 (en) 2018-10-16 2022-02-15 Duke University Microfluidic systems having photodetectors disposed therein and methods of producing the same
EP3757549A1 (en) * 2019-06-26 2020-12-30 University College Dublin, National University of Ireland, Dublin Addressable plasmonic arrays

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6611634B2 (en) * 1996-03-19 2003-08-26 University Of Utah Research Foundation Lens and associatable flow cell
JPH10115584A (ja) * 1996-10-11 1998-05-06 Dkk Corp 蛍光フローセル
US6197503B1 (en) * 1997-11-26 2001-03-06 Ut-Battelle, Llc Integrated circuit biochip microsystem containing lens
US7267948B2 (en) * 1997-11-26 2007-09-11 Ut-Battelle, Llc SERS diagnostic platforms, methods and systems microarrays, biosensors and biochips
US6455861B1 (en) * 1998-11-24 2002-09-24 Cambridge Research & Instrumentation, Inc. Fluorescence polarization assay system and method
DE10036457A1 (de) * 2000-07-26 2002-02-14 Giesing Michael Verwendung eines bildgebenden photoelektrischen Flächensensors zur Auswertung von Biochips und Bildgebungsverfahren hierfür
US6809810B2 (en) * 2001-10-04 2004-10-26 Applera Corporation Detection cell
US6850657B2 (en) * 2002-02-08 2005-02-01 The Research Foundation Of State University Of New York Capillary waveguide fluorescence sensor
US7002688B2 (en) * 2003-10-16 2006-02-21 Pria Diagnostics, Inc. Multilens optical assembly for a diagnostic device
US7221455B2 (en) 2004-01-20 2007-05-22 The Regents Of The Unversity Of California Integrated, fluorescence-detecting microanalytical system

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102192900A (zh) * 2010-02-09 2011-09-21 罗伯特·博世有限公司 用于光学并行分析样本布置的装置和方法以及相应的制造方法
CN102192900B (zh) * 2010-02-09 2015-10-28 罗伯特.博世有限公司 用于光学并行分析样本布置的装置和方法以及相应的制造方法
CN102914521A (zh) * 2011-08-03 2013-02-06 索尼公司 光学分析装置和光学分析方法
CN110411998A (zh) * 2013-12-10 2019-11-05 伊鲁米那股份有限公司 用于生物或化学分析的生物传感器及其制造方法
US11181478B2 (en) 2013-12-10 2021-11-23 Illumina, Inc. Biosensors for biological or chemical analysis and methods of manufacturing the same
CN110411998B (zh) * 2013-12-10 2022-06-07 伊鲁米那股份有限公司 用于生物或化学分析的生物传感器及其制造方法
US11719637B2 (en) 2013-12-10 2023-08-08 Illumina, Inc. Biosensors for biological or chemical analysis and methods of manufacturing the same
CN106546728A (zh) * 2015-09-16 2017-03-29 杨波 一种新型的免疫层析试剂条及其检测的技术方案
CN113924164A (zh) * 2019-03-29 2022-01-11 相位全息成像Phi有限公司 用于显微镜检查的微板
CN114324537A (zh) * 2021-12-13 2022-04-12 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种光电集成生物传感器及生物分子检测设备

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007144797A1 (en) 2007-12-21
JP2009540325A (ja) 2009-11-19
US20090279093A1 (en) 2009-11-12
EP2032971A1 (en) 2009-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101467027A (zh) 具有光电探测器的集成生物传感装置
US6437345B1 (en) Sensing unit provided with separated detection light guiding
US20210072141A1 (en) Radiation Carrier and Use Thereof in an Optical Sensor
EP1196760B1 (en) Integrating multi-waveguide sensor
US6582966B2 (en) Microsensor arrays and method of using same for detecting analytes
JP5816083B2 (ja) マイクロアレイ評価システム及び方法
US10101321B2 (en) Detecting target molecules in a sample
US20100136709A1 (en) Receptacle and method for the detection of fluorescence
US20090284746A1 (en) Radiation detectors using evanescent field excitation
JP6286183B2 (ja) 分析装置
WO2006086659A2 (en) Column-end fluorescence detection for capillary array electrophoresis
JP2013511713A (ja) 向上した蛍光検出及び方法
US20100096561A1 (en) Methods and systems for detection with front irradiation
US8228602B2 (en) Super critical angle fluorescence scanning system
JP2009517653A (ja) サンプルコンパートメント及び感光要素を有するバイオチップ装置、バイオチップ装置の少なくとも１つのサンプルコンパートメント内の蛍光粒子を検出する方法
US7312867B2 (en) Method and device for the detection of at least one luminescent substance
US8987684B2 (en) Detection system and method

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20090624