JP2022106943A - ナノポア配列決定用の集積回路およびフローセルのマルチチップパッケージング - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ナノポアベースの配列決定システムは、複数のナノポアベースの配列決定チップを備える。ナノポアベースの配列決定チップの各々が、複数のナノポアセンサを備える。システムは、システムの外部にある流体がナノポアベースの配列決定チップの上面の上を流動し、システムの外へ流動することを可能にする、1つまたは複数の流体流路を備える複数のナノポアベースの配列決定チップのうちの少なくとも1つに連結された少なくとも1つのフローセルを備える。システムは、複数のナノポアベースの配列決定チップに電気的に接続されたプリント配線基板をさらに備える。
【選択図】図8A
Description
オチド208は、バルク水相に添加される。正しくタグ付けされたヌクレオチドがポリメラーゼ204と複合体を形成すると、タグの尾部は、ナノポア206の筒内に位置決めされる。ナノポア206の筒内に保たれるタグは、固有のイオン遮断信号210を生成し、それにより、付加された塩基を、タグの異なる化学構造により電子的に同定する。
、放出されたタグは、ナノポアを通過する。
二重層514内に挿入される。電解液は、ウェル505の内側、すなわちトランス側(塩溶液506を参照のこと)、およびかなりさらに大きい外部貯蔵部522、すなわち、シス側(バルク電解質508を参照のこと)の両方に存在する。外部貯蔵部522内のバルク電解質508は、ナノポアベースの配列決定チップの複数のウェルの上にある。脂質二重層514は、ウェル505を覆って延在し、単一層が疎水性層520に付着されたところで脂質単一層518に遷移する。この形状は、電気的かつ物理的にウェル505を封止し、ウェルをより大きい外部貯蔵部から分離する。水および溶存ガスなどの中性分子は、脂質二重層514を通過し得るのに対して、イオンは通過し得ない。脂質二重層514内のナノポア516は、イオンが、ウェル505の内外に電導される単一の経路を提供する。
つかの利点を有する。パッケージ内セル数の拡大は、半導体産業のレチクルサイズにより許容される最大のダイサイズ、最小ウェルサイズおよび間隔、ならびに異なるアナログ構成要素の最小サイズを含む、多くの要因によって制限されない。マルチチップナノポアベースの配列決定パッケージはまた、低い収量をもたらしかねないダイサイズの増大を伴わずに、セル数が拡大し得るので、さらに費用効果がある。設計サイクルは、パッケージ内のセル数を変更するために、シリコンプロセスまたは組立工程を再設計する必要がないため、著しく削減される。セル数は、単にシステム内に統合される基準寸法の設計単位の数を増大することで、増大させられ得る。例えば、各設計単位は、別々に組み立てられ得るタイルであり、タイルは、並べて組み立てられてもよい。短縮された設計サイクルのために、パッケージ当たりのセル数は、カスタマイズされ、より広い範囲の製品を比較的低コストで提供し得る。
、チップの周縁部)を含むように設計される。
Claims (15)
- 下記を含む、ナノポアベースの配列決定システムまたは器具:
複数のナノポアベースの配列決定チップ、ここで前記ナノポアベースの配列決定チップの各々が、複数のナノポアセンサを備えるものである、
複数のナノポアベースの配列決定チップの少なくとも1つに連結された少なくとも1つのフローセル、ここで前記複数のナノポアベースの配列決定チップの少なくとも1つに連結された前記フローセルが、前記システムの外部にある流体を前記ナノポアベースの配列決定チップの上面を流動させ、前記システムの外へ流動させることを可能にする、1つまたは複数の流体流路を備えるものである、および、
前記複数のナノポアベースの配列決定チップに電気的に接続されたプリント配線基板。 - 前記少なくとも1つのフローセルが、前記複数のナノポアベースの配列決定チップの少なくとも2つに連結された、請求項1に記載のナノポアベースの配列決定システムまたは器具。
- 前記少なくとも1つのフローセルが、入口、出口、および流体ポンプに接続されている、請求項2に記載のナノポアベースの配列決定システムまたは器具。
- 前記1つまたは複数の流体流路が、流体をチップ間の境界を流動するように導くものであり、ここで前記チップ間の境界が前記複数のナノポアベースの配列決定チップの前記少なくとも2つの間の境界である、請求項2に記載のナノポアベースの配列決定システムまたは器具。
- 前記チップ間の境界が密閉封止された、請求項4に記載のナノポアベースの配列決定システムまたは器具。
- 前記少なくとも1つのフローセルが、成型された柔軟な材料またはガラス材料を備える、請求項1に記載のナノポアベースの配列決定システムまたは器具。
- 前記複数のナノポアベースの配列決定チップの前記少なくとも1つが、前記少なくとも1つのフローセルに接合する接合面を備えるものであり、ここで前記接合面は、回路または他の構成要素を備えないものである、請求項1に記載のナノポアベースの配列決定システムまたは器具。
- 複数のボンディングワイヤをさらに備え、前記プリント配線基板が、複数の金属接続子をさらに備え、前記複数のボンディングワイヤが、前記複数のナノポアベースの配列決定チップの少なくとも1つを前記複数の金属接続子の少なくともいくつかに電気的に接続し、前記複数のボンディングワイヤが、上方へ弧を描き互いに接触しないものである、請求項1に記載のナノポアベースの配列決定システムまたは器具。
- 前記複数のナノポアベースの配列決定チップが、前記プリント配線基板内に埋設され、前記プリント配線基板は、複数の金属接続子をさらに備え、前記複数の金属接続子の少なくとも1つが、前記プリント配線基板の上面の上に平坦に置かれかつ前記複数のナノポアベースの配列決定チップの1つの上面の上に平坦に置かれる一部分を有し、前記複数の金属接続子の前記少なくとも1つが、前記複数のナノポアベースの配列決定チップの前記1つに電気的に接続されている、請求項1に記載のナノポアベースの配列決定システムまたは器具。
- 前記プリント配線基板が、複数の空洞を備え、前記複数のナノポアベースの配列決定チ
ップの前記少なくとも1つが、表を上にして前記プリント配線基板の下方に配置され、その結果、前記ナノポアベースの配列決定チップの前記複数のナノポアセンサが、前記複数の空洞の1つによって露出されている、請求項1に記載のナノポアベースの配列決定システムまたは器具。 - 少なくとも1つのフローセルを複数のナノポアベースの配列決定チップの少なくとも1つに連結するステップであって、ここで前記複数のナノポアベースの配列決定チップの前記少なくとも1つに連結された前記フローセルが、前記システムの外部にある流体を前記ナノポアベースの配列決定チップの上面を流動させ、前記システムの外へ流動させることを可能にする1つまたは複数の流体流路を備え、前記ナノポアベースの配列決定チップの各々が複数のナノポアセンサを備えるものである、前記ステップ、および、
プリント配線基板を前記複数のナノポアベースの配列決定チップに電気的に接続するステップ、
を含む、ナノポアベースの配列決定システムまたは器具を統合する方法。 - 前記少なくとも1つのフローセルを前記複数のナノポアベースの配列決定チップの少なくとも2つに連結するステップをさらに含む、請求項11に記載の方法。
- 前記複数のナノポアベースの配列決定チップの前記少なくとも1つを、複数のボンディングワイヤを用いて、前記プリント配線基板の複数の金属接続子の少なくともいくつかに電気的に接続するステップをさらに含み、ここで前記複数のボンディングワイヤは上方へ弧を描き互いに接触しないものである、請求項11に記載の方法。
- 前記複数のナノポアベースの配列決定チップを、前記プリント配線基板内に埋設するステップをさらに含み、ここで前記プリント配線基板は、複数の金属接続子をさらに備え、前記複数の金属接続子の少なくとも1つが、前記プリント配線基板の上面の上に平坦に置かれかつ前記複数のナノポアベースの配列決定チップのうちの1つの上面の上に平坦に置かれる一部分を有し、前記複数の金属接続子のうちの前記少なくとも1つが、前記複数のナノポアベースの配列決定チップの前記1つに電気的に接続されている、請求項11に記載の方法。
- 前記プリント配線基板が、複数の空洞を備え、
前記複数のナノポアベースの配列決定チップの少なくとも1つを、表を上にして前記プリント配線基板の下方に配置し、その結果、前記ナノポアベースの配列決定チップの前記複数のナノポアセンサが、前記複数の空洞の1つによって露出されている、請求項11に記載の方法。
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