CN109839805A - 微阵列及其形成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种微阵列及其形成方法，且其形成方法包括以下步骤。提供固体基质及微型LED阵列，其中所述固体基质包括对应于所述微型LED阵列的多个LED的多个区域。在所述多个区域中分别形成具有光敏感保护基的单体。照射所述多个区域中的至少一者，以移除所述多个区域中的所述至少一者中的所述单体的所述光敏感保护基，其中所述照射是通过开启所述微型LED阵列中的对应于所述多个区域中的至少一者的LED。将单体结合至所述多个区域中的所述至少一者中的所述经去保护基的单体。重复所述照射与结合步骤，以分别在所述多个区域中形成探针。

Description

微阵列及其形成方法
技术领域
本发明涉及一种微阵列及其形成方法，尤其涉及一种微阵列及不需要使用光罩的微阵列的形成方法。
背景技术
包括合成探针的微阵列被广泛地应用于基因体学、蛋白质体学、药学的研究与临床检测。为了能获得高准确度与高可靠度的微阵列检测结果，微阵列的品质(也就是合成探针的品质)相当重要。
近年来，可通过光合成法于固体基质上形成探针。为了于固体基质上形成多个探针，需要使用大量不同且专用的光罩，且因此需要在光合成期间替换光罩。然而，这些光罩很昂贵且替换光罩很耗时，导致形成微阵列的成本很昂贵。
发明内容
本发明提供一种不需要使用光罩来形成微阵列的方法。
本发明另提供一种具有微型LED阵列的微阵列。
本发明的形成微阵列的方法包括以下步骤。提供固体基质及微型LED阵列，其中所述固体基质包括对应于所述微型LED阵列的多个LED的多个区域。在所述多个区域中分别形成具有光敏感保护基的单体。照射所述多个区域中的至少一者，以移除所述多个区域中的所述至少一者中的所述单体的所述光敏感保护基，其中所述照射是通过开启所述微型LED阵列中的对应于所述多个区域中的至少一者的LED。将单体结合至所述多个区域中的所述至少一者中的所述经去保护基的单体。重复所述照射与结合步骤，以分别在所述多个区域中形成探针。
在本发明的一实施例中，上述的方法还包括在所述固体基质与具有所述光敏感保护基的所述单体之间形成连结官能基。
在本发明的一实施例中，上述的在所述多个区域中分别形成具有光敏感保护基的单体的步骤包括：分别在所述多个区域形成具有光敏感保护基的连结官能基；照射所述多个区域中的至少一者，以移除所述多个区域中的所述至少一者中的所述连结官能基的所述光敏感保护基，其中所述照射是通过开启所述微型LED阵列中的对应于所述多个区域中的至少一者的LED；以及将具有所述光敏感保护基的所述单体结合至所述多个区域中的所述至少一者中的所述经去保护基的连结官能基。
在本发明的一实施例中，上述的照射与结合步骤包括：照射所述多个区域中的第一组，以移除所述多个区域中的所述第一组中的所述单体的所述光敏感保护基，其中所述照射是通过开启所述微型LED阵列中的对应于所述多个区域中的所述第一组的LED；以及将第一单体结合至所述多个区域中的所述第一组中的所述经去保护基的单体。
在本发明的一实施例中，上述的方法还包括照射所述多个区域中与所述第一组不同的第二组，以移除所述多个区域中的所述第二组中的所述单体的所述光敏感保护基，其中所述照射是通过开启所述微型LED阵列中的对应于所述多个区域中的所述第二组的LED；以及将与所述第一单体不同的第二单体结合至所述多个区域中的所述第二组中的所述经去保护基的单体。
在本发明的一实施例中，上述的微型LED阵列配置于将形成探针于其上的所述固体基质的表面上。
在本发明的一实施例中，上述的固体基质的所述多个区域分别位于所述微型LED阵列的所述多个LED的正上方。
在本发明的一实施例中，上述的固体基质包括位于所述多个区域中的多个图案。
在本发明的一实施例中，上述的固体基质的表面经烷基化。
在本发明的一实施例中，上述的方法还包括在所述固体基质的所述多个区域之间形成挡光分隔件。
在本发明的一实施例中，上述的单体为核苷酸或胺基酸。
在本发明的一实施例中，上述的方法还包括在所述固体基质与所述微型LED阵列之间配置微透镜阵列，其中所述微透镜阵列对应于所述固体基质的所述多个区域配置。
在本发明的一实施例中，上述的方法还包括对准所述固体基质的所述多个区域与所述微型LED阵列的所述多个LED。
在本发明的一实施例中，上述的固体基质为配置于所述微型LED阵列上的微透镜阵列。
本发明的微阵列包括微型LED阵列、固体基质以及多个探针。所述微型LED阵列包括多个LED。所述固体基质配置于所述微型LED阵列上，包括对应于所述多个LED的多个区域。所述探针分别位于所述多个区域中。
在本发明的一实施例中，上述的固体基质的所述多个区域分别位于所述微型LED阵列的所述多个LED的正上方。
在本发明的一实施例中，上述的微阵列还包括配置于所述固体基质的所述多个区域之间形成挡光分隔件。
在本发明的一实施例中，上述的固体基质包括位于所述多个区域中的多个图案。
在本发明的一实施例中，上述的微阵列还包括位于所述固体基质与所述微型LED阵列之间的微透镜阵列，其中所述微透镜阵列对应于所述固体基质的所述多个区域配置。
在本发明的一实施例中，上述的固体基质为配置于所述微型LED阵列上的微透镜阵列。
基于上述，本发明提供一种不需要使用光罩来形成微阵列的方法。通过选择性地开启微型LED阵列的LED，以照射与其对应的固体基质的区域，因而移除被照射区域中的连结官能基或单体的光敏感保护基，同时保留未被照射区域中的连结官能基或单体的光敏感保护基。因此，后续所加入的单体可以特定地与经去保护基的连结官能基或单体结合，而不会与具保护基的连结官能基或单体结合。如此一来，可在所需的区域中形成具有所需序列的探针。此外，通过使用微型LED阵列，不需要使用光罩，因而能大幅降低形成微阵列所需的成本。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1A至图1K示出根据本发明的一些实施例的形成微阵列的方法的流程图；
图2A与图2B分别示出根据本发明的一些实施例的用以形成微阵列的设备以及使用所述设备所形成的微阵列；
图3A与图3B分别示出根据本发明的一些实施例的用以形成微阵列的设备以及使用所述设备所形成的微阵列；
图4A与图4B分别示出根据本发明的一些实施例的用以形成微阵列的设备以及使用所述设备所形成的微阵列；
图5A与图5B分别示出根据本发明的一些实施例的用以形成微阵列的设备以及使用所述设备所形成的微阵列；
图6示出根据本发明的一些实施例的用以形成微阵列的设备；
图7A与图7B分别示出根据本发明的一些实施例的用以形成微阵列的设备以及使用所述设备所形成的微阵列。
附图标记说明
10：设备
100：微阵列
102：固体基质
102a：图案
104、104a：区域
110：微型LED阵列
112、150：基底
114：LED
130：挡光分隔部
132：主体
134：开口
140：微透镜阵列
142：微透镜
LK：连结官能基
LK*：去保护基的连结官能基
M(1-1)、M(1-2)、M(1-3)、M(2-1)、M(2-2)、M(2-4)、M(n-1)、M(n-(x-2))、M(n-(x-1))、M(n-x)：单体
M(1-2)*、M(1-3)*：去保护基的单体
P：探针
PG：光敏感保护基
具体实施方式
下文阐述的具体实施方式打算作为根据本发明的各方面所提供的当前示例性装置的描述，并且不打算代表可以在本发明中制备或采用的仅有形式。应理解，实际上可以通过也欲涵盖在本发明的精神和范围内的不同实施例实现相同或等效的功能和组件。
除非另外定义，否则本文所用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的技术人员通常所理解相同的含义。虽然可以在本发明的施行或测试中使用与所描述的那些方法、装置和材料类似或等效的任何方法、装置和材料，但是现在仅描述示例性方法、装置和材料。
图1A至图1K示出根据本发明的一些实施例的形成微阵列的方法的流程图。请参照图1A，提供用以形成探针微阵列的设备10。在一些实施例中，设备10包括固体基质102以及微型LED阵列110。在一些实施例中，固体基质102包括对应于微型LED阵列110的多个LED114的多个区域104。在一些实施例中，固体基质102形成于微型LED阵列110的上表面上，也就是形成于LED 114的上表面上。固体基质102例如可形成于微型LED阵列110的上表面上，且固体基质102例如是实质上具有平坦表面。也就是说，固体基质102可进一步形成于LED114的间隙之间，且固体基质102实质上覆盖LED 114的整个经暴露表面。在一些实施例中，固体基质102的材料为氧化硅或其他合适材料，以及固体基质102可通过诸如化学气相沉积等沉积制程形成。在一些实施例中，固体基质102的区域104呈阵列排列且分别配置于LED114的上表面上。特定言之，固体基质102的区域104可实质上为能被LED 114照射的区域。在一些实施例中，区域104的大小可例如为10μm x 10μm或更小。
在一些实施例中，微型LED阵列110包括基底112以及在基底112上阵列排列的LED114。基底112可为诸如蓝宝石基底等半导体基底，以及LED 114可包括n型半导体层、与n型半导体层电性连接的n型电极、p型半导体层、与p型半导体层电性连接的p型电极以及其他所需膜层。在一些实施例中，LED 114发出的光分别照射固体基质102中的所对应区域。在一些实施例中，LED 114发出的光由固体基质102的背面照射区域104，所述背面相对于探针形成于其上的固体基质102的正面。LED 114发出的光可为EUV光、深UV光或其他合适的光。在一些实施例中，根据所要移除的光敏感保护基而定，光例如是具有200nm至500nm等的适当波长(诸如405nm或365nm)。
在一些实施例中，为了驱动微型LED阵列110，微型LED阵列110以及驱动器(未示出)可整合在印刷电路板(未示出)上且与印刷电路板电性连接，以形成封装体。在一些实施例中，微型LED阵列110可为主动式LED阵列或被动式LED阵列。印刷电路板可进一步电性连接至微控制器(未示出)，且因此可分别控制微型LED阵列110的每一个LED，也就是分别开启或关闭微型LED阵列110的每一个LED。此外，为了进行光合成，具有固体基质102于其上的微型LED阵列110可以配置在包括上盖与主体的流通槽(flow cell)中。具有固体基质102于其上的微型LED阵列110可以配置在主体的凹槽中且被上盖覆盖。在一些实施例中，在将具有固体基质102于其上的微型LED阵列110配置在主体与上盖之间后，将密封件配置在上盖与微型LED阵列110的基底112之间，以密封固体基质102。如此，将固体基质102配置在密封空间中。在一些实施例中，在上盖中配置入口与出口，因此用以进行光合成的反应溶液可以流入并流出前述密闭空间，以接触微型LED阵列110的固体基质102，进而有效地在固体基质102上进行光合成。上盖、主体以及密封件的材料可为诸如塑胶或石英等抗蚀材料。此外，可在上盖与主体中插入诸如螺丝等固定件，以固定流通槽。
在一些实施例中，可对固体基质102的表面进行烷基化制程，以形成适于固定探针的经烷基化表面。在一些实施例中，烷基化制程包括将烷氧基硅烷加到固体基质102的表面上。烷氧基硅烷例如包括氨基硅烷、环氧丙氧基硅烷以及巯基。在一些其他实施例中，固体基质102的表面可经改质剂改质，所述改质剂可选自硅烷醇、聚赖氨酸以及烷氧基硅烷。
在一些其他实施例中，微型LED阵列110的上表面(即LED 114的上表面)可适于被烷基化，且因此微型LED阵列110的上表面可直接作为固体基质。因此，例如是可省略固体基质且不需要额外提供固体基质。举例来说，当微型LED阵列110的上表面为诸如塑胶表面等聚合物表面，可通过依序对聚合物表面进行氧等离子体制程以及烷基化制程以形成经烷基化表面。
请参照图1B，连结官能基LK分别形成于固体基质102的区域104中。在一些实施例中，连结官能基LK接合于固体基质102的区域104的经烷基化表面上。在一些实施例中，连结官能基LK的端部覆盖有光敏感保护基PG。连结官能基LK与光敏感保护基PG例如可通过氧基团(-O-)键结。连结官能基LK可为聚乙二醇(polyethyleneglycol，PEG)、亚磷酰胺(phosphoramidite)或其他合适的基团，以及光敏感保护基PG可为2-(2-硝基苯基)丙氧基羰基(2-(2-nitrophenyl)propoxycarbonyl，NPPOC)、α-甲基-2-硝基胡椒基氧基羰基(α-methyl-2-nitropiperonyloxycarbonyl，MeNPOC)、噻吩基-2-(2-硝基苯基)-丙氧基羰基(thiophenyl-2-(2nitrophenyl)-propoxycarbonyl，SPh-NPPOC)、2-(3,4-亚甲二氧基-6-硝基苯基)丙氧基羰基(2-(3,4-methylenedioxy-6-nitrophenyl)propoxycarbonyl，MNPPOC)、6-硝基藜芦基氧基羰基(6-nitroveratryloxycarbonyl，NVOC)、二甲氧基苯偶姻环碳酸酯基(Dimethoxybenzoincarbonate，DMBOC)、4,4'-二甲氧基三苯甲基(4,4’-Dimethoxytrityl，DMT)或其衍生物等。为了附图清晰，在一个区域104中仅示出一个连结官能基为例，然而，可在一个区域104中形成多个连结官能基，且因此在一个区域104中形成多个探针。
请参照图1C与图1D，对固体基质102的至少一个区域104a进行包括选择性照光步骤与单体添加步骤的循环。首先，如图1C所示，选择对固体基质102的第一组区域104a进行照射，详细地说，通过开启对应于固体基质102的第一组区域104a的微型LED阵列110中的LED 114，以选择性地照射第一组区域104a。如此一来，由前述经选择区域104a中的连结官能基LK移除光敏感保护基PG，以形成去保护基的连结官能基LK*。在一些实施例中，通过开启微型LED阵列110中的对应LED 114来照射经选择区域104a(即经照射区域104a)，同时通过关闭微型LED阵列110中的对应LED 114使未选择区域104(即未照射区域104)不会被照射。在一些实施例中，在移除光敏感保护基PG之后，去保护基的连结官能基LK*例如是具有且暴露出其末端的氢氧基(-OH-)。
请参照图1D，对前述的经选择区域104a进行单体添加步骤。在一些实施例中，在完成选择性照光步骤之后，关闭对应于经选择区域104a的微型LED阵列110中的LED 114。在一些实施例中，单体也可称为探针的建构单位(building block)或基础单元(basic unit)，且单体可为核苷酸或胺基酸等。在一些实施例中，将覆盖有光敏感保护基PG的单体M(1-1)结合至经选择区域104a的去保护基的连结官能基LK*。由于未选择区域104(即未照射区域104)的连结官能基LK仍被光敏感保护基PG阻挡，因此单体M(1-1)仅会结合至经选择区域104a(即经照射区域104a)中的去保护基的连结官能基LK*。在一些实施例中，单体M(1-1)直接结合至连结官能基，且因此单体M(1-1)又称为经选择区域104a中的探针的第一个单体。在一些实施例中，经选择区域104a中的第一个单体是相同的且是同时形成的。换言之，同一种(诸如dTTP)的第一个单体通过包括选择性照光步骤与单体添加步骤的循环同时形成。
在一些实施例中，探针例如是单股DNA、DNA适体等，单体M(1-1)例如是选自dATP、dCTP、dGTP和dTTP的去氧核苷酸(dNTP)，并且光敏感保护基PG例如是NPPOC基团、MeNPOC基团、SPh-NPPOC基团、MNPPOC基团、NVOC基团、DMBOC基团、DMT基团或其衍生物等。在一些实施例中，探针例如是miRNA、RNA适体等，单体M(1-1)例如是选自ATP、CTP、GTP和UTP的核苷酸(NTP)，并且光敏感保护基PG例如是NPPOC基团、MeNPOC基团、SPh-NPPOC基团、MNPPOC基团、NVOC基团、DMBOC基团或DMT基团和其衍生物等。在一些实施例中，探针例如是肽、蛋白质、适体、抗体等，单体M(1-1)例如是选自Ala、Arg、Asn、Asp、Cys、Glu、Gln、Gly、His、lle、Leu、Lys、Met、Phe、Pro、Ser、Thr、Trp、Tyn和Val的氨基酸，并且光敏感保护基PG例如是叔丁氧基羰基(t-Boc)、其衍生物等。
请参照图1E与图1F，接着，对固体基质102的至少一个区域104a进行包括选择性照光步骤与单体添加步骤的循环。在一些实施例中，如图1E所示，选择与前述第一组区域不同的第二组区域104a，并对其添加与第一种单体不同的第二种的单体M(1-2)。详细地说，通过开启对应于固体基质102的第二组区域104a的微型LED阵列110中的LED 114，以选择性地照射第二组区域104a。如此一来，由前述经选择区域104a中的连结官能基LK移除光敏感保护基PG，以形成去保护基的连结官能基LK*。接着，如图1F所示，将覆盖有光敏感保护基PG的单体M(1-2)结合至经选择区域104a的去保护基的连结官能基LK*。
请参照图1G，在一些实施例中，选择对与第一组区域及第二组区域不同的第三组区域104a进行包括选择性照光步骤与单体添加步骤的循环，以将与第一种单体及第二种单体不同的第三种单体M(1-3)结合至第三组区域104a中的连结官能基。单体M(1-1)-M(1-3)彼此不同。在一些实施例中，可将固体基质上的探针的第一个单体分为三类(举例来说，dATP、dCTP、dGTP以及dTTP中的任意三种)，且因此将所有区域104分为三组(举例来说，第一组区域至第三组区域)，以及进行三次包括选择性照光步骤与单体添加步骤的循环。换言之，区域组数与循环数相同于探针的第一个单体的种类数目。在一些其他实施例中，当所有探针的第一个单体都相同时，可在照光步骤中同时开启微型LED阵列中的所有LED，也就是仅需进行一次包括照光步骤与单体添加步骤的循环，使得单体结合至所有区域中的去保护基的连结官能基。
在形成所有探针的第一个单体后，开始形成探针的第二个单体。请参照图1H与图1I，对至少一经选择区域进行包括选择性照光步骤与单体添加步骤的循环，以形成同一种的第二个单体。在一些实施例中，选择一组区域104a，以于该组区域104a中形成同一种的第二个单体。首先，如图1H所示，通过开启微型LED阵列110中对应于所选区域104a的LED 114，以由所选区域104a中的单体(诸如M(1-2)、M(1-3))去除光敏感保护基PG，以形成诸如去保护基的单体(诸如M(1-2)*、M(1-3)*)。在一些实施例中，单体M(1-1)-M(1-3)上所覆盖的光敏感保护基PG可以被具有相同或相似波长的光移除，因此可在同一照光步骤中移除这些光敏感保护基PG。接着，如图1I所示，将覆盖有光敏感保护基PG的单体M(2-1)结合至经选择区域104a的去保护基的单体(诸如M(1-2)*、M(1-3)*)。在一些实施例中，单体M(2-1)可例如为选自dATP、dCTP、dGTP以及dTTP的dNTP。
请参照图1J，通过重复进行包括选择性照光步骤与单体添加步骤的循环，以依序地形成探针的第二个单体M(2-2)-M(2-4)。如同前述，根据第二个单体M(2-1)-M(2-4)的所有种类，来决定进行包括选择性照光步骤与单体添加步骤的循环的次数。在一些实施例中，以单体M(2-1)-M(2-4)为dNTP为例，第二个单体M(2-1)-M(2-4)的所有种类可为4，也就是包括dATP、dCTP、dGTP以及dTTP。然而，在一些其他实施例中，以单体M(2-1)-M(2-4)为dNTP为例，第二个单体M(2-1)-M(2-4)的所有种类可为1、2或3，分别为选自dATP、dCTP、dGTP以及dTTP中的1、2或3个。
换言之，为了要形成探针P中的第n个单体M(n-1)、、、M(n-(x-2))、M(n-(x-1))、M(n-x)，依序且分别地进行用以形成第n个单体M(n-1)-M(n-x)的循环，其中x为探针P中的第n个单体M(n-1)-M(n-x)的所有种类数目且也为用以形成探针P中的第n个单体M(n-1)-M(n-x)的所有循环数目。在进行每一循环时，至少选择一个区域。
请参照图1K，进行多次包括选择性照光步骤与单体添加步骤的循环之后，分别于区域104中形成探针P。在一些实施例中，根据一个区域104中的一个探针P中所需要的总单体数目(即N个，N可为1至100)，重复对该区域104进行多次(即N次)包括选择性照光步骤与单体添加步骤的循环，以形成一个探针P。在一些实施例中，形成探针P的第N个单体(即最后一个单体)的循环与前述实质上相同，但所添加第N个单体可不具有光敏感保护基。
在一些实施例中，所形成的微阵列100包括微型LED阵列110、固体基质102以及多个探针P。在一些实施例中，探针P分别位于固体基质102的区域104中。为了附图清晰，在一个区域104中仅示出一个探针P为例，然而，可在一个区域104中形成具有相同序列的多个探针P。在一些实施例中，一个区域104中的探针P的序列可不同于另一个区域104中的探针P的序列。
在一些实施例中，通过使用微型LED阵列110，在不使用光罩的情况下，探针P可直接原位形成于区域104中。由于不需要光罩，因此制作光照的成本以及对齐光罩与基质以及在光合成期间替换光罩所需的时间都可以省略，因此可大幅降低用以形成探针的成本与时间。此外，可避免因光罩对准或光罩品质变动所导致的在区域的交界处产生探针，或在区域内产生具有非所需序列的探针。
图2A与图2B分别示出根据本发明的一些实施例的用以形成微阵列的设备以及使用所述设备所形成的微阵列。图2A的设备与图1A的设备的主要差异(也为图2B的微阵列与图1K的微阵列的主要差异)在于挡光分隔部。请参照图2A，设备10还包括挡光分隔部130。在一些实施例中，挡光分隔部130配置在区域104之间的固体基质102上。挡光分隔部130可为网状结构，且具有主体132与在主体132中暴露出区域104的多个开口134。在一些实施例中，举例来说，主体132可配置在微型LED阵列110的LED 114之间的间距正上方，以及开口134可配置在LED 114正上方。在一些其他实施例中，挡光分隔部130可进一步配置在LED114之间的间距中。
在一些实施例中，区域104被挡光分隔部130实体分离，且挡光分隔部130定义出对应于区域104的多个分隔空间。因此，在通过使用图2A的设备10以及与图1B至图1K相似的方法合成探针的光合成期间，由LED 114发出用以照射经选择区域104的光可以被挡光分隔部130阻挡，而不会照射到与射经选择区域104相邻的未选择区域104。在一些实施例中，在进行多次包括选择性照光步骤与单体添加步骤的循环之后，如图2B所示，探针P可不受干扰而准确地形成在固体基质102的区域104中，以及非所需的探针不会形成在区域104中或区域104的交界处，进而形成微阵列100。挡光分隔部130的材料可为光阻、金属或其他合适的挡光材料，且可通过诸如微影等方式形成挡光分隔部130。挡光分隔部130的厚度可例如大于0.1nm。
图3A与图3B分别示出根据本发明的一些实施例的用以形成微阵列的设备以及使用所述设备所形成的微阵列。图3A的设备与图1A的设备的主要差异(也为图3B的微阵列与图1K的微阵列的主要差异)在于可直接以微透镜阵列作为固体基质。请参照图3A，在设备10中，固体基质102包括配置在微型LED阵列110上的微透镜阵列140。微透镜阵列140包括位于多个区域104中的多个微透镜142，且微透镜142对应于微型LED阵列110的LED 114配置。在一些实施例中，微透镜142的材料可为适于被烷基化且可作为透镜的材料，诸如塑胶或氧化硅。在一些实施例中，微型LED阵列110的LED 114发出的光可被微透镜142聚焦至经选择的区域104。因此，在通过使用图3A的设备10以及与图1B至图1K相似的方法合成探针的光合成期间，可以避免由LED 114发出用以照射经选择区域104的光照射与射经选择区域104相邻的未选择区域104。在一些实施例中，在进行多次包括选择性照光步骤与单体添加步骤的循环之后，如图3B所示，探针P可不受干扰而直接地且准确地形成在微透镜142的表面上，以及非所需的探针不会形成在区域104中或区域104的交界处，进而形成微阵列100。
在上述的设备10中，固体基质102都是配置在微型LED阵列110的正上方且光由固体基质102的背面发出，然而，本发明不限于此。图4A与图4B分别示出根据本发明的一些实施例的用以形成微阵列的设备以及使用所述设备所形成的微阵列。图4A的设备与图1A的设备的主要差异在于固体基质与微型LED阵列以彼此分离的方式配置，且因此图4B的微阵列与图1K的微阵列的主要差异在于不具有微型LED阵列。请参照图4A，设备10包括固体基质102以及微型LED阵列110。在一些实施例中，固体基质102配置在微型LED阵列110下方且与微型LED阵列110分离。在一些实施例中，固体基质102例如为包括多个晶片的晶圆。在一些实施例中，在通过使用图4A的设备10以及与图1B至图1K相似的方法合成探针的光合成期间，由LED 114发出的光直接照射固体基质102的经选择区域104的上表面。在一些实施例中，在进行多次包括选择性照光步骤与单体添加步骤的循环之后，如图4B所示，多个探针P形成在固体基质102的区域104中，进而形成微阵列100。
图5A与图5B分别示出根据本发明的一些实施例的用以形成微阵列的设备以及使用所述设备所形成的微阵列。图5A的设备与图4A的设备的主要差异(也为图5B的微阵列与图4B的微阵列的主要差异)在于挡光分隔部。请参照图5A与图5B，设备10/微阵列100可还包括挡光分隔部130。挡光分隔部130配置于固体基质102上。挡光分隔部130的构型、形成方法、材料以及功能可以相同于或相似于前文所述，于此部赘述。
图6示出根据本发明的一些实施例的用以形成微阵列的设备。图6的设备与图4A的设备的主要差异在于微透镜阵列。请参照图6，设备10还包括配置在固体基质102与微型LED阵列110之间的微透镜阵列140。微透镜阵列140包括对应多个LED 114配置的多个微透镜142。在一些实施例中，微型LED阵列110的LED 114发出的光可被微透镜142聚焦至经选择的区域104。因此，在通过使用图6的设备10以及与图1B至图1K相似的方法合成探针的光合成期间，可以避免由LED 114发出用以照射经选择区域104的光照射与射经选择区域104相邻的未选择区域104。在一些实施例中，在进行多次包括选择性照光步骤与单体添加步骤的循环之后，探针可准确地形成在固体基质102的区域104中，以及非所需的探针不会形成在区域104中或区域104的交界处，进而形成微阵列。
图7A与图7B分别示出根据本发明的一些实施例的用以形成微阵列的设备以及使用所述设备所形成的微阵列。图7A的设备与图4A的设备的主要差异(也为图7B的微阵列与图4B的微阵列的主要差异)在于固体基质包括多个图案。请参照图7A与图7B，在设备10/微阵列100中，固体基质102包括分别位于多个区域104中的多个图案102a。在一些实施例中，固体基质102配置在基底150上。在一些实施例中，相较于基底150的表面，图案102a的上表面较适于进行连结官能基附着。因此，在通过使用图7A的设备10以及与图1B至图1K相似的方法合成探针的光合成期间，探针P可仅形成于图案102a上，而不会有非所需探针形成位于图案102a之间的基底150的表面上。也就是说，探针P分别准确地配置于区域104中。
总而言之，本发明提供一种不需要使用光罩来形成微阵列的方法。通过选择性地开启微型LED阵列的LED，以照射与其对应的固体基质的经选择区域，因而移除被照射区域中的连结官能基或单体的光敏感保护基，同时保留未被照射区域中的连结官能基或单体的光敏感保护基。因此，后续所加入的单体可以特定地与经去保护基的连结官能基或单体结合，而不会与具保护基的连结官能基或单体结合。如此一来，可在所需的区域中形成具有所需序列的探针。此外，可以进一步通过挡光分隔部等挡光构件或微透镜等聚光构件使得由LED发出的光准确地照射在经选择区域，使得探针更准确地形成在所需区域中。再者，通过使用微型LED阵列，能在不使用光罩的情况下准确地且大量地合成所需探针，因而能大幅降低形成微阵列所需的成本。
虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员及，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更改与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求所界定的为准。

Claims (20)

1.一种形成微阵列的方法，包括：
提供固体基质及微型LED阵列，其中所述固体基质包括对应于所述微型LED阵列的多个LED的多个区域；
在所述多个区域中分别形成具有光敏感保护基的单体；
照射所述多个区域中的至少一者，以移除所述多个区域中的所述至少一者中的所述单体的所述光敏感保护基，其中所述照射是通过开启所述微型LED阵列中的对应于所述多个区域中的至少一者的LED；
将单体结合至所述多个区域中的所述至少一者中的经去所述光敏感保护基的所述单体；以及
重复所述照射与结合步骤，以分别在所述多个区域中形成探针。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括在所述固体基质与具有所述光敏感保护基的所述单体之间形成连结官能基。
3.根据权利要求1所述的方法，其中在所述多个区域中分别形成具有光敏感保护基的单体的步骤包括：
分别在所述多个区域形成具有光敏感保护基的连结官能基；
照射所述多个区域中的至少一者，以移除所述多个区域中的所述至少一者中的所述连结官能基的所述光敏感保护基，其中所述照射是通过开启所述微型LED阵列中的对应于所述多个区域中的至少一者的LED；以及
将具有所述光敏感保护基的所述单体结合至所述多个区域中的所述至少一者中的经去所述光敏感保护基的所述连结官能基。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述照射与结合步骤包括：
照射所述多个区域中的第一组，以移除所述多个区域中的所述第一组中的所述单体的所述光敏感保护基，其中所述照射是通过开启所述微型LED阵列中的对应于所述多个区域中的所述第一组的LED；以及
将第一单体结合至所述多个区域中的所述第一组中的经去所述光敏感保护基的所述单体。
5.根据权利要求4所述的方法，还包括：
照射所述多个区域中与所述第一组不同的第二组，以移除所述多个区域中的所述第二组中的所述单体的所述光敏感保护基，其中所述照射是通过开启所述微型LED阵列中的对应于所述多个区域中的所述第二组的LED；以及
将与所述第一单体不同的第二单体结合至所述多个区域中的所述第二组中的经去所述光敏感保护基的所述单体。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述微型LED阵列配置于将形成探针于其上的所述固体基质的表面上。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述固体基质的所述多个区域分别位于所述微型LED阵列的所述多个LED的正上方。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述固体基质包括位于所述多个区域中的多个图案。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述固体基质的表面经烷基化。
10.根据权利要求1所述的方法，还包括在所述固体基质的所述多个区域之间形成挡光分隔件。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述单体为核苷酸或胺基酸。
12.根据权利要求1所述的方法，还包括在所述固体基质与所述微型LED阵列之间配置微透镜阵列，其中所述微透镜阵列对应于所述固体基质的所述多个区域配置。
13.根据权利要求1所述的方法，还包括对准所述固体基质的所述多个区域与所述微型LED阵列的所述多个LED。
14.根据权利要求1所述的方法，其中所述固体基质为配置于所述微型LED阵列上的微透镜阵列。
15.一种微阵列，包括：
微型LED阵列，包括多个LED；
固体基质，配置于所述微型LED阵列上，包括对应于所述多个LED的多个区域；以及
多个探针，分别位于所述多个区域中。
16.根据权利要求15所述的微阵列，其中所述固体基质的所述多个区域分别位于所述微型LED阵列的所述多个LED的正上方。
17.根据权利要求15所述的微阵列，还包括配置于所述固体基质的所述多个区域之间形成挡光分隔件。
18.根据权利要求15所述的微阵列，其中所述固体基质包括位于所述多个区域中的多个图案。
19.根据权利要求15所述的微阵列，还包括位于所述固体基质与所述微型LED阵列之间的微透镜阵列，其中所述微透镜阵列对应于所述固体基质的所述多个区域配置。
20.根据权利要求15所述的微阵列，其中所述固体基质为配置于所述微型LED阵列上的微透镜阵列。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110922441A (zh) * 2019-11-21 2020-03-27 佛山市艾达思精密仪器有限公司 光定向微阵列dna合成的链接基质物和合成方法
WO2021048746A1 (zh) * 2019-09-10 2021-03-18 默司科技股份有限公司 智慧光罩及其曝光设备、曝光方法和曝光图案形成方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6685675B2 (ja) * 2015-09-07 2020-04-22 株式会社Ｊｏｌｅｄ 有機ｅｌ素子、それを用いた有機ｅｌ表示パネル、及び有機ｅｌ表示パネルの製造方法
US10955681B2 (en) * 2019-07-10 2021-03-23 Abl Ip Holding Llc Lighting device with miniature illumination light sources and optical lens sheet
TWI686566B (zh) * 2019-09-09 2020-03-01 均豪精密工業股份有限公司 發光模組及其製造方法
EP4107782A4 (en) * 2020-02-19 2024-03-20 Polymer Forge, Inc. MICRORNETS
CA3184821A1 (en) * 2020-07-07 2022-01-13 Jeremy Lackey Devices and methods for light-directed polymer synthesis
US20220380403A1 (en) * 2021-05-26 2022-12-01 Microsoft Technology Licensing, Llc Photon generating substrates for oligonucleotide synthesis

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1413126A (zh) * 1999-12-23 2003-04-23 巴斯福股份公司 用于无掩蔽制备生物聚合物的方法和装置
CN1726432A (zh) * 2002-12-16 2006-01-25 英特尔公司 用于dna微阵列生产的光敏掩膜的激光曝光
CN101104954A (zh) * 2007-03-20 2008-01-16 苏州纳米技术与纳米仿生研究所 原位合成制备化合物芯片的方法、制备载体及发光基底
CN101221121A (zh) * 2006-07-17 2008-07-16 三星电子株式会社 制造微阵列的方法
CN101963762A (zh) * 2009-07-23 2011-02-02 胡亦宁 一种原位合成基因芯片的制作装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6800438B2 (en) * 2000-12-28 2004-10-05 Xerox Corporation Imager for DNA sequencer
US7053198B2 (en) 2002-12-06 2006-05-30 Affymetrix, Inc. Functionated photoacid generator and functionated polymer system for biological microarray synthesis
US20090023609A1 (en) * 2005-12-08 2009-01-22 Moon Youn Jung Programmable mask for fabricating biomolecule array or polymer array, apparatus for fabricating biomolecule array or polymer array including the programmable mask, and method of fabricating biomolecule array or polymer array using the programmable mask and photochemical synthesis apparatus
US20090075843A1 (en) * 2007-09-14 2009-03-19 Iii-N Technology, Inc. Biological Sensor System
WO2009089315A1 (en) * 2008-01-08 2009-07-16 Kinase Scientific, Llc Method to detect hemolytic streptococcus and optoelectronically determine results
US11454591B2 (en) * 2015-12-07 2022-09-27 Shenzhen Genorivision Technology Co., Ltd. Biosensor
US9977152B2 (en) * 2016-02-24 2018-05-22 Hong Kong Beida Jade Bird Display Limited Display panels with integrated micro lens array

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1413126A (zh) * 1999-12-23 2003-04-23 巴斯福股份公司 用于无掩蔽制备生物聚合物的方法和装置
CN1726432A (zh) * 2002-12-16 2006-01-25 英特尔公司 用于dna微阵列生产的光敏掩膜的激光曝光
CN101221121A (zh) * 2006-07-17 2008-07-16 三星电子株式会社 制造微阵列的方法
CN101104954A (zh) * 2007-03-20 2008-01-16 苏州纳米技术与纳米仿生研究所 原位合成制备化合物芯片的方法、制备载体及发光基底
CN101963762A (zh) * 2009-07-23 2011-02-02 胡亦宁 一种原位合成基因芯片的制作装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021048746A1 (zh) * 2019-09-10 2021-03-18 默司科技股份有限公司 智慧光罩及其曝光设备、曝光方法和曝光图案形成方法
CN114631060A (zh) * 2019-09-10 2022-06-14 默司科技股份有限公司 智慧光罩及其曝光设备、曝光方法和曝光图案形成方法
CN110922441A (zh) * 2019-11-21 2020-03-27 佛山市艾达思精密仪器有限公司 光定向微阵列dna合成的链接基质物和合成方法
CN110922441B (zh) * 2019-11-21 2023-07-11 佛山市艾达思精密仪器有限公司 光定向微阵列dna合成的链接基质物和合成方法

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