KR20050042481A - 프로그램 가능하고 다중화된 능동형 생물학적 어레이 - Google Patents

프로그램 가능하고 다중화된 능동형 생물학적 어레이 Download PDF

Info

Publication number
KR20050042481A
KR20050042481A KR1020057002759A KR20057002759A KR20050042481A KR 20050042481 A KR20050042481 A KR 20050042481A KR 1020057002759 A KR1020057002759 A KR 1020057002759A KR 20057002759 A KR20057002759 A KR 20057002759A KR 20050042481 A KR20050042481 A KR 20050042481A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
voltage
coupled
chip
array
Prior art date
Application number
KR1020057002759A
Other languages
English (en)
Inventor
리차드 겔바트
던 엘. 포리
폴 데이비드 스완슨
Original Assignee
나노겐 인코포레이티드
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 나노겐 인코포레이티드 filed Critical 나노겐 인코포레이티드
Publication of KR20050042481A publication Critical patent/KR20050042481A/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28—Electrolytic cell components
    • G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
    • G01N27/327—Biochemical electrodes, e.g. electrical or mechanical details for in vitro measurements
    • G01N27/3275—Sensing specific biomolecules, e.g. nucleic acid strands, based on an electrode surface reaction
    • G01N27/3276—Sensing specific biomolecules, e.g. nucleic acid strands, based on an electrode surface reaction being a hybridisation with immobilised receptors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/06—Investigating concentration of particle suspensions
    • 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
    • B01J2219/00583—Features relative to the processes being carried out
    • B01J2219/00603—Making arrays on substantially continuous surfaces
    • B01J2219/00605—Making arrays on substantially continuous surfaces the compounds being directly bound or immobilised to solid supports
    • 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
    • B01J2219/00583—Features relative to the processes being carried out
    • B01J2219/00603—Making arrays on substantially continuous surfaces
    • B01J2219/00653—Making arrays on substantially continuous surfaces the compounds being bound to electrodes embedded in or on the solid supports
    • 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
    • B01J2219/00698—Measurement and control of process parameters
    • 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
    • B01J2219/00704—Processes involving means for analysing and characterising the products integrated with the reactor apparatus
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/028—Circuits therefor
    • 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
    • Y10T436/00—Chemistry: analytical and immunological testing
    • Y10T436/11—Automated chemical analysis

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

본 발명은 전기 자극에 반응하여 생물학적 반응을 수행 및/또는 감시하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 프로그램 가능한 다중화된 능동 생물학 어레이는 샘플-및-홀드 회로에 결합된 전극 어레이를 포함한다. 프로그램 가능한 다중화된 능동 생물학 어레이는 외부 프로세서를 사용하여 상기 어레이를 외부에서 제어하게 하는 디지털 인터페이스를 포함한다. 상기 회로는 전기 자극을 감시하고, 디지털 방식으로 제어하며, 개별 전극 또는 선택된 전극 그룹에 전달한다.

Description

프로그램 가능하고 다중화된 능동형 생물학적 어레이{PROGRAMMABLE MULTIPLEXED ACTIVE BIOLOGIC ARRAY}
일반적으로, 본 발명은 전기 자극이 있을 때 생물학적 반응을 수행하고 및/또는 감시하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는, 본 발명은 전기 자극에 반응하여 생물학적 반응을 수행하고 및/또는 감시하기 위한 어레이-기반 전자 시스템의 설계, 구현 및 사용에 관한 것이다.
최근에, 생물학적 반응을 수행하고 및/또는 감시하기 위한 어레이-기반 전자 시스템을 설계하고, 구현하며 사용하는 분야에 대해 상당한 관심이 있어 왔다.
예컨대, 여러 유형의 전자 바이오센서가 특정한 생물학적 반응의 진행 상황을 감시(또는 측정)하는데 사용될 수 있고, 이들 센서 어레이가 집적회로 분야에서 사용되는 기술과 유사한 기술을 사용하여 제조될 수 있다는 점을 인식하게 되었다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술의 바이오센서(1)는 고정된 동종의 리건드(ligand)가 결합되어 있는 생물학적으로 특정된 고정 표면(2)과, 고정된 리건드(3)와 특정한 분해제(analyte) 사이에서 발생하는 화학적 반응을 감지할 수 있는 변환기(transducer)와, 변환기에 의해 생성된 신호를 필터링하고, 증폭하여, 선택된 생물학적 반응의 진행과정 또는 발생을 감지하는데 유용한 여러 측정치로 변환하기 위한 제어 유닛(5)을 포함한다. 상술한 유형의 바이오센서는 1991년 R.F. Taylor의 Protein Immobilization, Fundamentals & Applications(8장)과 1992년 Hermanson 등의 Immobilized Affinity Ligand Techniques(5장)에 더 상세하게 설명되어 있다.
바이오센서 어레이의 제조는, 예컨대 발명의 명칭이 "Optical and Electrical Methods and Apparatus for Molecule Detection"인 미국 특허 출원 제07/872,582호(국제 공개 제WO93/22678호로 1993년 11월 14일자로 공개되었으며, 이하에서 "홀리스(Hollis) 등의 출원"으로 지칭됨)에 개시되어 있다. 홀리스 등의 출원은 주로 복수의 전도성 리드선을 사용하여 전자적으로 어드레싱될 수 있는 테스트 사이트 어레이를 포함하는 바이오센서 장치에 관한 것이다. 여러 유형의 바이오센서가 이 테스트 사이트에서 사용하기 위해 기술되어 있으며, 이 테스트 사이트가 포토리소그래피 처리 기술을 사용하여 반도체 웨이퍼 상에서 형성될 것을 제안하였다. 테스트 사이트는, 예컨대 DRAM(Dynamic Random Access Memory)이나 AMLCD(Active Matrix Liquid Crystal Display)을 어드레싱할 때 사용되는 행 및 열 어드레싱 기술을 사용하여 트랜지스터 스위치를 통해 관련 검출 회로에 결합될 수 있음을 추가로 제안하였다.
전술된 바이오센서 장치에 추가하여, 전기 자극(즉, 신호)을 용액 내의 선택된 위치(즉, 테스트 사이트)나 다른 위치에 전달시킬 수 있는 여러 장치가 개발되어왔다. 도 2에 도시된 바와 같이, 이들 장치는 흔히 전류, 전압 또는 전원과 같은 소스(6)와, 이 전류 소스(6)에 결합된 전극(7)과, 이 전극(7) 표면 상에 형성된 침투(permeation) 층(8)과, 이 침투 층(8) 상에 형성된 생물학적 부착 층(9)을 포함한다. 침투 층(8)은 전극(7)과 용액(도시 안됨) 사이에 작은 카운터-이온을 자유롭게 이동시키며, 부착 층(9)은 특정한 결합제(binding entities)를 결합시킨다.
상술된 유형의 예시적인 시스템은, 발명의 명칭이 "Self-Addressable Self-Assembling Microelectronic Systems and Devices for Molecular Biological Analysis and Diagnostics"인 1995년 5월에 공개된 PCT 출원 제PCT/US94/12270호와, 발명의 명칭이 "Self-Addressable Self-Assembling Microelectronic Systems and Devices for Molecular Biological Application"인 1996년 1월 26일자로 공개된 PCT 출원 제PCT/US95/08570호(이후 "헬러(Heller) 등의 출원"으로 지칭됨)에 개시되어 있으며, 이들 두 출원은 본 발명에 참조로서 합체되어 있다. 헬러 등의 출원은 미세리소그래피 또는 미세기계 기술을 사용하여 제조될 수 있는 전자 장치를 기술하고 있으며, 바람직하게는 그 표면 상에 어드레싱 가능한 미세-위치 매트릭스를 포함한다. 또한, 개별 미세-위치는 특정한 결합제(예컨대, 핵산, 항체 등)를 미세-위치 자체로 이동 및 부착시키는 단계를 전자적으로 제어하고 지시하도록 구성된다. 그에 따라, 개시된 장치는 제어된 다단계 및 다중 반응을 미시적인 형태로 능동적으로 실행하는 능력을 갖는다. 응용 가능한 반응으로는, 예컨대 핵산 교배, 항체/항원 반응, 임상 진단, 및 다단계 결합 생물고물자물질 합성 반응이 있다.
여러 용액 및/또는 생물체(biologic entities)와 인터페이스하기 위한 추가적인 전자 시스템이 발명의 명칭이 "Electrophoretic System"인 1990년 4월 7일자로 공개된 유럽 특허 출원 제89-3133379.3호와, 발명의 명칭이 "Electrode Assembly Including Iridium Based Mercury Ultramicroelectrode Array"인 1995년 1월 3일자로 허여된 미국 특허 제5,378,343호와, 발명의 명칭이 "Microelectronic Interface"인 1995년 5월 24일자로 허여된 미국 특허 제5,314,495호와, 발명의 명칭이 "Microelectronic Interface"인 1993년 1월 12일자로 허여된 미국 특허 제5,178,161호에 개시되어 있다.
그러나, 당업자는 생물학적 반응을 수행하고 및/또는 감시하는 (상기 인용된 특허 및 특허출원에 기술된 장치를 포함하는) 종래의 전자 시스템은 보통 크고, 고가이며, 때때로 제어하기 어렵다는 것을 인식할 것이다. 게다가, 종래의 생물학적 시스템이 보통 테스트 사이트 어레이에 인가되는 전류/전압 신호를 생성 및 제어하기 위해 "오프-칩"(off-chip) 회로를 사용하기 때문에, 당업자는 특수한 장비를 사용하지 않는다면, 특정한 테스트 사이트에서 생성된 전류/전압 신호를 정밀하게 제어기가 보통 어렵다는 점을 인식할 것이다. 테스트 사이트의 어레이에 인가된 전류/전압 신호를 생성하고 제어하기 위해 "온-칩"(on-chip) 회로를 사용하는 종래의 시스템에 대해, 특정한 경우에 상당한 어려움을 겪게 되며, 그러한 경우 별도의 구별된 자극을 큰 어레이 내에 선택된 전극 사이트에 제공하는 것이 바람직하다. 이는, 종래의 바이오센서 어레이 내에서 하나의 사이트에 하나의 자극을 특정하고자 할 때, 이러한 필요성은 어레이 내의 각 전극 사이트에 독립적인 신호 라인을 제공함으로써 보통 만족되기 때문이다. 그 결과, 종래의 생물학적 시스템은 보통 원하는 경우보다 더 성가시고, 신뢰할 수 없으며, 고가이다.
종래의 생물학적 시스템의 상술한 한계를 고려할 때, 소정의 전극 사이트에서 전달된 전압/전류를 정밀하게 제어하면서, 최소한의 "오프-칩" 회로를 사용하고, 전극 사이트의 큰 어레이를 사용할 수 있게 하는 개선된 생물학적 시스템이 유용하고 바람직할 수 있다는 점이 제안되었다.
도 1은 종래 기술의 수동 생물학적 시스템을 예시한 도면이다.
도 2는 종래 기술의 능동 생물학적 시스템을 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 어레이-기반 회로를 예시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전극 사이트 어레이를 예시한 도면이다.
도 5a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 정상 모드에서 동작하도록 구성된 전극 사이트를 예시한 도면이다.
도 5b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 고-임피던스 모드에서 동작하도록 구성된 전극 사이트를 예시한 도면이다.
도 5c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 전류 측정 모드에서 동작하도록 구성된 전극 사이트를 예시한 도면이다.
도 5d는 본 발명의 실시예에 따라 전압 측정 모드에서 동작하도록 구성된 전극 사이트를 예시한 도면이다.
도 5e는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 전류 측정 모드에서 동작하도록 구성된 전극 사이트를 예시한 도면이다.
도 5f는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 전압 측정 모드에서 동작하도록 구성된 전극 사이트를 예시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 어레이-기반 회로의 다이 배치를 예시한 도면이다.
도 7a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 카트리지의 정면도를 예시한 도면이다.
도 7b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 카트리지의 후면도를 예시한 도면이다.
본 발명의 제1 태양에서, 전기 자극에 반응하여 생물학적 반응을 수행하기 위한, 디지털 방식으로 프로그램 가능한 어레이-기반의 전자 칩이 사용된다. 이 칩은 전극 사이트 어레이를 포함한다. 각 전극 사이트는 동작 전극에 결합된 샘플-및-홀드 회로를 포함한다.
이 칩은 동작 전극을 디지털-아날로그 컨버터(DAC)의 출력에 선택적으로 결합시키기 위한 복수의 스위치를 더 포함한다. 게다가, 제어 논리 모듈은 DAC 및 복수의 스위치에 결합된다. 외부 프로세서는 제어 논리 모듈과 디지털 방식으로 인터페이스하며, 여기서 제어 논리 모듈과 외부 프로세서 사이의 통신은 클록 신호, 데이터 입력 신호, 및 데이터 출력 신호를 포함한다.
본 발명의 제2 태양에서, 복수의 전극에 인가된 전기 자극에 반응하여 생물학적 반응을 수행하기 위한 방법이 사용된다. 이 방법은 동작 전극에 결합된 샘플-및-홀드 회로를 각각 포함하는 전극 사이트 어레이와, 디지털-아날로그 변환기(DAC)와, 상기 DAC를 상기 샘플-및-홀드 회로에 선택적으로 결합하기 위한 복수의 스위치와, 상기 DAC 및 상기 복수의 스위치에 결합된 제어 논리 모듈을 구비하는 칩을 제공하는 단계를 포함한다.
이 방법은, 상기 칩과 디지털 방식으로 인터페이스하는 외부 프로세서를 제공하는 단계와, 상기 외부 프로세서에 포함된 명령에 따라 상기 동작 전극을 구동시키는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 목적은 생물학적 반응을 수행하기 위한 어레이-기반 전자칩을 제공하는 것이다. 이 칩은, 예컨대 개인용 컴퓨터와 같은 외부 프로세서에 의해 이 칩을 제어하는 디지털 인터페이스를 포함한다. 어레이 내의 개별 전극이나 전극 그룹은 외부 프로세서를 사용하여 정밀하게 제어될 수 있다. 전극은 일정한 전압, 일정한 전류, 및 전압 오프셋을 포함하는 많은 방식으로 구동될 수 있다. 이 칩은 또한, 예컨대 전극 전압, 전극 전류, 및 칩의 온도 상태와 같은 칩의 특정한 양상을 감시하기 위한 측정 회로를 포함한다.
본 발명의 추가적인 목적 및 장점이 후술될 것이다.
이제 도면을 참조하면, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 한 바람직한 형태에 따라 생물학적 반응을 수행 및/또는 감시하기 위한 어레이-기반 전자 칩(10)은 능동 생물학적 전극 사이트(100)의 어레이(20)를 포함한다. 어레이(20)에는 DAC(30), ADC(40), 및 복수의 스위치 제어부(A, B, C, D, E, G, M, L, N, 및 H)가 결합된다.
어레이-기반 칩(10)은, 예컨대 모듈로 카운터(402)와 같은 카운터(65), 듀얼 포트 랜덤 액세스 메모리 모듈(RAM)(80), 및 제어 논리 모듈(50)에 결합된 전기적으로 소거 가능한 프로그램 가능 판독전용 메모리 모듈(EEPROM)(90)을 더 포함하며, 이러한 제어 논리 모듈(50)은 다시 DAC(30), ADC(40), 및 스위치 제어부(A 내지 E, G, M, L, N, 및 H)에 결합된다. 바람직한 실시예에서, 상기 나열된 요소 각각이 단일 반도체 칩 상에 배치되며, 전체 칩(10)은 종래의 CMOS 반도체 제조 기술을 사용하여 제조될 수 있다. 칩(10)을 제조하는데 사용될 수 있는 제조 기술에 관한 추가적인 세부사항들은 코박스(Kovacs)에게 허여되어 그 전체가 본 발명에 참조로서 합체된 미국 특허 제6,258,606호에 개시되어 있다.
또한, 현재 바람직한 형태로, 컴퓨터와 같은 외부 프로세서(62)가 칩(10)과 인터페이스하는데 사용될 수 있다. 바람직하게, 외부 프로세서(62)는, 제어 논리 모듈(50)과 동기적으로 통신할 수 있는 트랜시버(60)를 사용하여, 직렬로 칩(10)과 통신한다. 트랜시버(60)와 제어 논리 모듈(50) 사이의 통신 인터페이스는 세 개의 신호, 즉 데이터 입력 신호(52), 데이터 출력 신호(53), 및 클록 신호(51)를 포함하며, 이들 신호는 외부 프로세서(62)로부터 출력된다.
이제 도 4를 참조하면, 어레이(20)는 개별적인 생물학적 전극 사이트(100)의 어레이를 포함한다. 각 전극 사이트(100)는 5개의 스위치(A(n), B(n), C(n), D(n), 및 E(n))(여기서, n은 특정한 전극 사이트(100)를 식별함)와, 커패시터(70), 및 연산 증폭기(80)를 포함하는 샘플-및-홀드 회로(102)와 결합된 동작 전극(W)을 포함한다. 도 3에 도시된 스위치 제어부(A, B, C, D, 및 E) 각각은 행 및 열 디코더(도시 안됨)에 결합된 행 및 열 신호 라인을 통해서 스위치(A(n), B(n), C(n), D(n), 및 E(n)) 각각과 결합되어 스위치들을 개별적으로 제어시킨다. 바람직하게, 어레이(20)는 전압 측정(V1, V2)을 위해 2개의 전압 감지 증폭기(135)와 결합된 2개의 노드 및 외부 저항(130)을 포함하는 측정 회로(137)와 더 결합된다.
계속 도 3를 참조하면, 생물학적 전극 사이트(100) 어레이 외에, 어레이(20)는 2개의 덤프 회로(95, 115), 즉 숏 덤프 회로(95)와 롱 덤프 회로(115)를 더 포함한다. 숏 덤프 회로(95)는 바람직하게는 스위치(A(숏), G, 및 M)와, 커패시터(90)와, 연산 증폭기(140)와, 숏 덤프 전극(Ds)을 포함한다. 롱 덤프 회로(115)는 스위치(A(롱), L, 및 N)와, 커패시터(110)와, 연산 증폭기(150)와, 롱 덤프 전극(Dl)을 포함한다. 숏 덤프 회로(95) 및/또는 롱 덤프 회로(115)는 기준 전극(r)과 스위치(H)를 통해 더 결합된다(기준 전극(R)은 롱 덤프 회로(115)에만 결합된 것으로 도 3에 도시됨). 외부 기준 전압원(Vref)은 바람직하게는 기준 전극(R)에 인가되며, 이 전극(R)은 또한 전압 측정 노드(V3)를 제공하는 전압 감지 증폭기(135)에 결합된다. 스위치(G, M, L, N, 및 H)는 도 3에 도시된 논리 제어 모듈(50)에 의해 제어된다. 어레이(20)는 또한 바람직하게는 생물학적 물질을 포함하는 용액의 온도 측정치(T)를 제공하는 온도 센서(139)를 포함한다.
일반적으로, 각 전극 사이트(100) 및 덤프 회로(95, 115)는 두 개의 상태, 즉 샘플 상태와 홀드 상태로 동작한다. 특정한 전극 사이트(n)(100)또는 덤프 회로(95, 115)가 샘플 상태일 때, 스위치(A)(n, 숏, 또는 롱)는 폐쇄되고, DAC(30)에 의해 공급된 전압(Vw)은, 커패시터(70, 90, 110)가 원하는 전압의 양을 연산 증폭기(80, 140, 150)에 공급하는 수준까지 충전될 때까지, 커패시터(70, 90, 110)에 인가된다. 그러면, 전극 사이트(n)(100) 또는 덤프 회로(95, 115)는 홀드 상태로 변화하며, 여기서 스위치(A)(n, 숏, 또는 롱)는 개방되며, 증폭기(80, 140, 150)의 비반전 입력 단자(+)에 인가된 전압이 따라서 커패시터(70, 90, 110)에 공급된다. 커패시터(70, 90, 110)는 바람직하게는 스위치(A)(n, 숏, 또는 롱)가 폐쇄될 경우 원하는 전하량을 신속하게 얻을 수 있고, 스위치(A)(n, 숏, 또는 롱)가 개방될 경우 충분한 시간 동안 이 전하량을 유지시킬 수 있도록 예컨대 대략 20pF와 같은 크기를 갖는다. 좀더 상세하게 후술될 바와 같이, 칩(10)이 동작하는 동안에, 각 커패시터(70, 90, 110)의 전하는 바람직하게는 대략 매 40.2㎲마다 한번씩 리프레쉬, 즉 재충전된다.
추가로, 전극 사이트(100)는 바람직하게는 다양한 모드, 예컨대 정상 모드, 고-임피던스 모드, 전류 측정 모드, 및 전압 측정 모드로 동작한다. 도 5a를 참조하면, 전극 사이트(100)는 정상 모드로 동작하도록 설정되며, 여기서 원하는 전압이 동작 전극(W)에 인가된다. 이 모드는 보통 "습식"모드로 지칭되며, 이는 용액이 동작 전극(W)을 포함하고 있는 칩(10)의 표면에 도포되기 때문이다. 스위치(B(n) 및 D(n))는 동작 전극(W)과 폐쇄 회로를 형성하는데, 즉 연산 증폭기(80)의 출력이 동작 전극(W)에 인가되고(즉, 동작 전극(W)을 구동시키도록), 그런 다음 연산 증폭기(80)의 반전 입력 단자(-)에 피드백되도록 배치된다. 스위치(C(n) 및 E(n))는 정상 모드 동안에 개방된다.
도 5b를 참조하면, 전극 사이트(100)는 고-임피던스 모드로 구성되도록 도시되며, 이러한 고-임피던스 모드는 동작 전극(W)을 어레이(20)로부터 효과적으로 절연시킨다. 이 모드에서, 스위치(B(n) 및 D(n))는 동작 전극(W)과 개방 회로를 형성하는데, 즉 연산 증폭기(80)의 출력이 동작 전극(W)을 우회하도록 배치된다. 스위치(C(n) 및 E(n))는 고-임피던스 모드 동안에 개방된다.
도 5c를 참조하면, 전극 사이트(100)는 전류 측정 모드로 구성되며, 여기서 동작 전극(W) 내의 전류가 측정된다. 스위치(B(n))는 동작 전극(W)과 개방 회로를 형성한다. 스위치(D(n))는 동작 전극(W)과 폐쇄 회로를 형성한다. 두 스위치(C(n) 및 E(n))는 폐쇄되어 측정 회로(137)와 회로 루프를 생성하는데, 즉 회로 루프는 정밀 저항인 외부 저항(130)과, 동작 전극(W), 및 연산 증폭기(80)를 통해 생성된다. 동작 전극(W)을 통해 흐르는 전류는 전압 감지 증폭기(135)의 출력인 V2에서 V1을 감산하고, 옴의 법칙에 따라 외부 저항(130)에 의해 이 차이를 나눔으로써, 즉 (V1-V2)/(저항(130))에 의해 계산될 수 있다. 저항(130)은 바람직하게는 대략 385㏀이다.
도 5d를 참조하면, 전극 사이트(100)는 전압 측정 모드로 구성되며, 여기서 동작 전극(W)에 인가된 전압이 측정되고, 테스트된다. 이 구성은, 스위치(E(n))가 폐쇄되는 점을 제외하고는 도 5a에 도시된 정상 모드와 유사하다. 그에 따라, 동작 전극(W)에 인가된 전압은 V2에서 측정될 수 있다. 동작 전극(W) 전압(V2)을 도포된 용액으로 측정할 수 있는 것 외에, 이 동작 모드는 또한 건식 테스트 성능을 가능케 하는데, 즉 전극(W, D, 및 R)은 용액이 어레이(20) 위에 배치되기 이전에 테스트될 수 있다. 이러한 관점에서, 칩(10)의 완전성(integrity)이 종래 장치보다 훨씬 앞선 제조 프로세스 동안에 제조 설비에서 테스트될 수 있다.
도 5e를 참조하면, 전극 사이트(100)는 트랜스컨덕턴스(transconductance) 증폭기(200)를 포함하는 대안적인 측정 회로(138)와 결합된 전류 측정 모드로 구성된다. 증폭기(200)의 비반전 입력 단자(+)는 폐쇄되어있는 스위치(C(n))와 결합된다. 증폭기(200)의 반전 입력 단자(-)와 출력은 또한 폐쇄되어 있는 스위치(E(n))와 결합된다.
증폭기(200)는 동작 전극(W) 내를 흐르는 전류를 나타내는 전류(Iw)를 출력한다. 그러나, Iw 는 전극 사이트(100)의 샘플-및-홀드 회로에 의해 생성되는 기생 잡음(parasitic noise)을 포함한다. 증폭기(200)는 전류를 출력하기 때문에, 당업자가 인식할 수 있는 바와 같이, 출력 전류가 감소한 기생 잡음으로 정확하게 복제될 수 있게 하는 증폭기(20)의 임피던스는 높다. 그에 따라, Iw의 기생 잡음을 감소시키기 위해, 증폭기(200)는 복제된 변형(Iout)을 생성한다. Iout은 저항(205)을 통과하며, 저항(205)은 접지나 외부 전압원, 예컨대 2.5V 전압원(Vref)과 결합될 수 있다. 옴의 법칙에 따라, 전류(Iw)는, 예컨대 2.5V Vref에서 V1을 감산하고, 그 차이를 저항(205) 값으로 나눔으로서 계산될 수 있다. 저항(205)은 바람직하게는 대략 385㏀이다.
도 5f를 참조하면, 전극 사이트(100)가 측정 회로(138)와 결합되어 도시되었다. 전극 사이트(100)는 전압 측정 모드로 구성되며, 동작 전극(W)의 전압이 측정된다. 이 구성은, 스위치(E(n))가 폐쇄되어 그에 따라 V2에서 노드와의 회로를 폐쇄시킨다는 점을 제외하고, 도 5a에 도시된 정상 모드의 구성과 유사하다. V2의 전압은 동작 전극(W)의 전압을 나타낸다.
상술된 바와 같이, 전극 사이트(100)의 어레이 외에, 어레이(20)는 도 4에 도시된 숏 덤프 회로(95)와 롱 덤프 회로(115)와 같은 덤프 회로(95, 115)를 포함한다. 전극 사이트(100)의 샘플-및-홀드 회로가 동작하는 동안, 기준 노드가 접지에 단락되는 것이 바람직할 수 있는 몇몇 상황이 있다. 다른 상황에서, 기준 노드를 접지 이외의 전압 수준에서 유지시키는 것이 바람직하다. 이들 다른 상황에서 하나의 접근법으로는 기준 노드를 접지 이외의 전위를 갖는 덤프 회로에 결합시키는 것이 있다.
예컨대, 하나의 가능한 상황은 전술되고 도 5e에 도시된 전류 측정 회로(138)를 사용하여 동작 전극(W) 전류를 측정하는 경우이다. 동작하는 동안, 전압(V1)은 제1 값과 제2 값 사이에서 스위칭한다. 만약 저항(205)이 접지에 단락된 기준 노드에 결합되었다면, 측정된 전류, 즉 V1을 저항(205)으로 나눈 값은 더 높은 전류와 더 낮은 전류 사이에서 진동한다. 만약 기준 모드가 대략 제1 값과 제2 값 사이에 있는 전압으로 설정되었다면, 전극의 측정된 전압(V1)은 음의 값과 양의 값 사이에서 스위칭하며, 이것은 결국 다시 음의 값과 양의 값 사이에서 스위칭하는 전류 측정을 초래한다.
당업자가 인식할 수 있는 바와 같이, 이로 인해 유리하게는 동작 전극(W)은 서로에 대해 "대향-전극"으로 기능하게 된다. 다시 말해, 만약 동작 전극(W)의 전류가 한 방향으로 흐르고 있다면, 예컨대 양의 전류라면, 회로는 동작 전극(W)을 반대 반향으로 흐르는 전류, 예컨대 음의 전류를 갖는 또 다른 동작 전극(W)과 결합시킴으로서 완료될 수 있다.
덤프 회로(95, 115)의 동작은 전극 사이트(100)와 유사하다. 만약, 예컨대 숏 덤프 회로(95)를 사용하는 것이 바람직하다면, 스위치(A(숏))는 폐쇄되어 DAC(30)로부터의 Vw는 커패시터(90)를 변화시킬 수 있다. 충전된 경우, 커패시터(90)는 전압을 연산 증폭기(140)의 비반전 입력 단자(+)에 공급한다. 연산 증폭기(140)의 출력은 연산 증폭기(140)의 반전 입력 단자(-)에 피드백된다. 추가로, 스위치(G 및 M)는 폐쇄되어, 연산 증폭기(140)의 전압 출력은 덤프 전극(Ds)에 인가되며, 덤프 전극(Ds)은 원하는 전극 사이트(들)(100)와 결합될 수 있다.
유사하게, 만약 롱 덤프 회로(115)를 사용하는 것이 바람직하다면, 스위치(A(롱))는 폐쇄되어, DAC(30)로부터의 Vw는 커패시터(110)를 충전시킨다. 충전된 경우, 커패시터(110)는 전압을 연산 증폭기(150)의 비반전 입력 단자(+)에 공급한다. 연산 증폭기(150)의 출력은 연산 증폭기(150)의 반전 입력 단자(-)에 피드백된다. 추가로, 스위치(L 및 N)는 폐쇄되어, 연산 증폭기(150)의 전압 출력은 덤프 전극(Dl)에 인가될 수 있으며, 이러한 전극(Dl)은 또한 원하는 전극 사이트(들)(100)와 결합될 수 있다.
전술된 바와 같이, 제어 논리 모듈(50)은 전극 사이트(100) 각자의 동작 상태 및 모드를 제어한다. 나아가, 제어 논리 모듈(50)은 또한 스위치(G, M, L, N, 및 H)를 제어함으로써 덤프 회로(95, 115)를 제어한다.
전기 자극을 동작 전극(W)에 전달하는 방법으로 이제 돌아가서, 바람직하게는 적어도 세 개의 방법, 즉 일정한 전압, 일정한 전류, 및 전압 기준이 있다. 일정한 전압 방법은 원하는 일정한 전압을 동작 전극(W)에 인가하는 단계를 수반한다. 대조적으로, 일정한 전류 방법은 원하는 일정한 전류를 동작 전극(W)에 인가하는 단계를 수반한다.
전압 기준 방법은 동작 전극(W)과 기준 전압원(Vref) 사이의 사용자가 프로그램할 수 있는 오프셋을 유지하는 단계를 수반한다. 전압원(Vref)은 기준 전극(R)을 통해 어레이(20)와 결합된다. 도 4는 스위치(H)를 통해 롱 덤프 회로(115)와 결합된 기준 전극(R)과 결합된 Vref을 도시하지만, Vref는 예컨대 숏 덤프 회로(95)와 같은 회로와 다른 위치에서 어레이와 결합될 수 있다. 기준 전극(R)의 전압은 센서 증폭기(135)(도 4에서 V3로 표시됨)를 사용하여 감시된다. 바람직하게, 기준 전극(R)은 칩(10)과의 연결부에서 형성된 흐름 셀(flow cell)(이후에 더 상세하게 논의될 것임)에 위치하게 된다.
어레이-기반 전극 칩(10)은 또한 전기 자극을 각 동작 전극(W)과 덤프 회로(95, 115)에 개별적으로 또는 선택된 그룹 단위로 전달하는 방법을 제어한다. 전기 자극의 전달 방법을 제어하기 위해, 칩(10)은 DAC(30)를 사용하여 전극 사이트(100)와 덤프 회로에 결합된 전압(Vw)을 설정한다. DAC(30)는 원하는 Vw 값을 듀얼 포트 RAM(80)과 제어 논리 모듈(50)로부터 회수한다. 400개의 전극 사이트(100)와, 숏 덤프 회로(95)와, 롱 덤프 회로(115)를 갖는 어레이(20)의 경우, RAM(80)는 402개의 데이터 바이트를 갖는다. 각 바이트는 전극 사이트(100)나 덤프 회로(95, 115)에 대응하며, Vw용의 특정 전압을 나타낸다.
칩(10)은 각 전극 사이트(100)와 덤프 회로(95, 115)를 충전시키고, 이들 사이트(100)와 회로(95, 115)는 순차적으로 카운터(65)에 의해 제어된다. 카운터(65)는 DAC가 Vw를 설정하기 위해 검색한 RAM(80) 내의 바이트(n)를 명시한다. DAC(30)가 전압 값을 회수하고, Vw를 설정하는 동안, 제어 논리 모듈(50)은 모듈 카운터(65)를 읽고, 대응하는 전극 사이트(100)이나 덤프 회로(95, 115)를 샘플 상태로 설정하는데, 즉 제어 논리 모듈(50)은 대응하는 전극 사이트(n)(100)나 덤프 회로(95, 115)에 대해 스위치(A(n))를 폐쇄한다. 대응하는 커패시터(들)(70, 90, 110)가 충전될 때, 제어 논리 모듈(50)은 전극 사이트(n)(100)나 덤프 회로(95, 115)를 홀드 상태로 변화시키는데, 즉 스위치(A(n))를 개방한다.
그러면, 모듈 카운터(65)는 RAM(80) 내의 그 다음 바이트, 즉 (n+1)로 증분하며, DAC(30)는 Vw를 설정하기 위해 그 다음 바이트(n+1)에서 전압 값을 읽는다. DAC(30)는 바이트(n+1)의 전압 값을 회수하고, Vw를 설정하고 있는 동안에, 제어 논리 모듈(50)은 카운터(65)를 읽고, 그 다음 전극 사이트(n+1)(100)나 덤프 회로(95, 115)를 샘플 상태로 설정하는데, 즉 제어 논리 모듈(50)은 스위치(A(n+1))를 폐쇄한다. 커패시터(70, 90, 110)가 충전할 때, 제어 논리 모듈(50)은 스위치(A(n+1))를 개방한다.
이 프로세스는 전극을 "리프레쉬"하는 것으로 알려져 있으며, 이러한 프로세스는 동작하는 동안에 샘플-및-홀드 회로(102)와 덤프 회로(95, 115)를 순차적으로 순환한다. 이러한 리프레시 프로세스는, 커패시터(70, 90, 110)가 원치 않는 수준까지 고갈하기 이전에 이들 커패시터 상에서 원하는 충전량을 유지시키기에 충분할만큼 고속이 되게 해야 하지만, 각 회로는 각 커패시터(70, 90, 110)가 이 원하는 수준까지 충전될만큼 오랫 동안 샘플 상태를 유지해야 하기 때문에, 타이밍이 중요하다. 듀얼 포트 RAM(80)을 사용함으로써, 카운터(65)와 DAC(30)는 RAM(80)에 동시에 액세스할 수 있게 되며, 이로 인해 칩(10)의 타이밍은 개선된다. 바람직하게, DAC(30)와 카운터(65)는 대략 10MHz의 클록 신호에 의해 구동된다.
전기 자극을 일정한 전압 방법을 통해서 특정한 동작 전극(W)에 전달할 때, 전술된 바와 같이, 원하는 전압이 Vw를 통해 인가된다. 원하는 전압은 하나의 전압 값이나, 양 및 음 전압 값과 같은 일련의 프로그램된 서로 다른 전압 값일 것이다. 원하는 일정한 전압을 유지시키기 위해, 제어 논리 모듈(50)은 특정한 동작 전극(W)의 전극 사이트(100)를 전압 측정 모드로 설정한다. 그에 따라, 동작 전극(V2)의 전압이 감시될 수 있다. V2에서의 측정치는 이 측정치를 디지털 값으로 변환시키기 위해 ADC(40)에 공급된다. 그러면, 제어 논리 모듈(50)은 원하는 일정한 전압과 비교하기 위해 동작 전극(W)의 전압(V2)을 ADC(40)로부터 회수한다. 만약 V2가 너무 높거나 너무 낮다면, 그에 맞게 제어 논리 모듈(50)은 대응하는 전극 사이트(100)에 대한 RAM(80)에 설정된 Vw용의 값을 조정한다.
칩(10)이 일정한 전류 방법을 통해 전기 자극을 전달할 때, 전술된 바와 같이, 원하는 전압(Vw)이 동작 전극(W)을 통해 원하는 일정한 전류를 생성하도록 인가된다. 원하는 일정한 전류는 하나의 값이나 양 및 음 전류 값과 같은 프로그램된 일련의 서로 다른 전류 값일 수 있다. 일정한 전류를 유지시키기 위해, 전술된 바와 같이, 제어 논리 모듈(50)은 대응하는 전극 사이트(100)를 전류 측정 모드로 설정하고, 그런 다음 ADC(40)로부터 V1 및/또는 V2와 같은 데이터를 회수하고, 전류를 계산함으로써 전류를 감시한다. 만약 전류가 너무 높거나 너무 낮다면, 제어 논리 모듈(50)은 그에 맞게 Vw를 조정한다.
칩(10)이 전압 기준 방법을 통해 전기 자극을 전달할 때, 동작 전극(W)에서의 전압이 사용자가 프로그램할 수 있는 양만큼 Vref로부터 오프셋되도록, 원하는 Vw가 인가된다. 이 프로그램된 오프셋은 하나의 값이나 양 및 음의 값과 같은 일련의 서로 다른 값일 수 있다. 사용자가 프로그램할 수 있는 오프셋을 유지시키기 위해, 제어 논리 모듈(50)은 특정한 전극 사이트(100)를 건식 전압 테스트 모드로 설정하고, 그런 다음 V2를 Vref와 결합된 기준 전극(R)의 전압인 V3과 비교한다. 만약 이 오프셋이 너무 크거나 너무 작다면, 전술된 바와 같이, 제어 논리 모듈(50)은 그에 맞게 Vw를 조정한다.
제어 논리 모듈(50)은 또한 리셋 신호를 포함하며, 이러한 신호는 호출될 때 전극 사이트(100)와 덤프 회로(95, 115)를 제1 전극 사이트(100)에서부터 시작해서 리프레쉬시키는데, 즉 카운터(65)는 0으로 리셋된다.
또한, 제어 논리 모듈(50)은 온도 센서 모듈(139)을 통해 어레이(20)의 온도를 감시한다.
전술된 바와 같이, 칩(10)은 제어 논리 모듈(50)과 결합된 EEPROM(90)을 더 포함한다. 이로 인해, 제어 논리 모듈(50)은, 예컨대 온도 센서(139)용의 캘리브레이션 데이터(calibration data)와 같은 어레이(20)와 관련된 추가 데이터를 저장시킬 수 있게 된다. EEPROM(90)은 읽기/쓰기가 가능하지만, 데이터는 EEPROM(90)에 "전원을 공급"함에 의해서만 변화될 수 있다. 이러한 전원 공급은 대략 20V 내지 Vpp를 인가하고 기록함으로서 달성될 수 있다.
이제, 칩(10) 및 더 구체적으로는 제어 논리 모듈(50)과의 인터페이스를 설명하면, 이 인터페이스는 도 3에 도시된 바와 같이 데이터 입력(52), 데이터 출(53), 및 클록(51)을 포함하는 세 개의 배선 직렬 인터페이스이다. 비록 데이터 입력(52) 및 데이터 출력(53)은 분리되어 있지만, 인터페이스는 반 듀플렉스(half duplex)인데, 즉 칩(10)으로부터 입력되는 응답은 외부 프로세서(62)로부터의 명령이 완전히 수신된 이후에만 발생한다. 인터페이스는 클록(51)에 의해 바람직하게 10MHz에서 동기적으로 구동된다. 바람직하게, 데이터 입력(52)과 데이터 출력(53) 사이의 두 클록 주기 지연이 있다. 데이터 입력(52) 신호는 시작 비트, 12-비트 어드레스, 1-비트 명령, 8 비트 데이터 필드, 및 두 정지 비트를 포함하는 24-비트 메시지이다.
12-비트 어드레스는 예컨대 개별 스위치 제어(A, B, C, D, E, G, M, L, N, H), DAC(30) 제어, 예컨대 DAC(30)가 전극 사이트(100)를 리프레쉬할 때 Vw용의 전압 값과 같은 EEPROM(90)이나 RAM(80)에 기록될 데이터, ADC(40) 제어, 온도 센서(139) 제어를 나타낼 수 있다.
1-비트 명령은 외부 프로세서(62)가 칩(10)으로부터 데이터를 읽고자하는지, 또는 예컨대 RAM(80)이나 EEPROM(90)에 기록하는 것과 같이 칩(10)에 데이터를 기록하고자 하는지, 또는 스위치를 제어하고자 하는지를 나타낸다.
데이터 출력 신호는, 만약 데이터 입력 신호 내의 1-비트 명령이 읽기 명령이라면, 제어 논리 모듈(50)에 의해 생성된 11-비트 메시지이다. 데이터 출력 신호는 시작 비트, 8-비트 데이터 필드, 및 두 정지 비트를 포함한다. 8-비트 데이터 필드는, 예컨대 스위치의 상태, 즉 스위치가 개방되거나 폐쇄되는지와, 및/또는 V1, V2, V3, Vref, 및/또는 T로부터의 데이터를 포함하는 RAM(80), EEPROM(90), 및/또는 ADC(40)로부터의 데이터를 포함한다.
도 6으로 돌아가서, 본 발명의 실시예의 바람직한 다이(300) 배치가 도시된다. 다이(300)는 바람직하게는 대략 8mm×5mm이다. 어레이(20)의 400 개의 동작 전극(W)은 16개의 행 및 25개의 열로 된 매트릭스 형태로 도시된다. 그러나, 본 발명의 실시예는 임의의 수의 동작 전극(W)을 포함한다. 전극(W)은 150㎛ 센터 상에서 바람직하게는 대략 50㎛ 직경을 갖는다. 게다가, 동작 전극(W)은 바람직하게는 백금 또는 백금규화물로 구성되거나 바람직하게는 평면이다.
롱 덤프 전극(D1)과 숏 덤프 전극(Ds)이 또한 동작 전극(W)의 주변을 따라서 도시되어 있다. 이 배치의 주변 주위에는 칩 관련 기능을 위한 접착 패드(305)가 있다. 이 특정한 배치에서, 기준 전극(R)은 도시되어 있지 않음을 주목해야 한다. 바람직한 형태로, 기준 전극은 은으로 구성되며, 그에 따라 다이(300)에서 떨어져서 바람직하게는 흐름 셀(230)에 있다. 기준 전극(R)은 접착 패드를 통해 어레이(20)에 결합된다. 칩(10)의 나머지 요소는 다이(300) 내에 있다.
바람직하게, 칩(10)은, 10mw/mm2에서 입사된 630nm 광으로부터 10% 미만의 전극 전류 변동되도록 설계된다. 광 블록(도시 안됨)은 이러한 문제의 해결을 돕기 위해 전극(W)의 금속 도금(metallization) 층 위에 배치된다. 부가적으로, 덤프(95, 115)와 전극 사이트(100)의 어레이 사이에는 광 표준으로서 사용되는 발광 물질이 코팅된 다이(300)의 코너 쪽으로 네 개의 전극 크기 영역(도시 안됨)이 있다.
도 7a로 돌아가서, 다이(300)는 용액을 동작 전극(W)에 도포하는데 사용되는 카트리지(225)에 설치된 것으로 도시되어 있으며, 좀더 쉽게 칩(10)을 외부 프로세서(62)와 결합시킨다. 카트리지(225)는 충전된 생물학적 물질을 담고 있는 용액을 담고 있는 다이(300) 위에서 챔버 동작을 하는 흐름셀(230)을 도시한다. 주입 포트(220)는 다이(300) 양쪽에 배치된다. 용액이 한 포트(220)에 진입되고, 동작 전극(W) 위에 흐르며, 다른 한 포트(220)로 배출된다.
도 7b로 돌아가서, 카트리지(225)와 다이(300)의 플립-측면이 도시되어 있다. 카트리지(225)는 어레이-기반 칩(10) 내의 특정한 요소를 외부 구성요소에 전기적으로 연결시키기 위해 다이(300) 내의 핀을 더 포함한다. Vpp 핀은 대략 20V의 전원을 EEPROM(90)과 결합시키기 위한 것이다. DVdd 핀은 어레이-기반 칩(10)을 대략 5V의 디지털 전원과 결합시키기 위한 것이며, AVdd 핀은 칩(10)을 대략 5V의 아날로그 전원과 결합시키기 위한 것이다. 리셋 핀은 리셋 신호를 제어 논리 모듈(50)에 결합시키기 위한 것이다.
데이터 출력(53), 데이터 입력(52), 및 클록(51) 핀은 트랜시버(60)를 통과할 수 있는 외부 프로세서(62)와 인터페이스하기 위한 것이다. R1 및 R2 핀은 예컨대 저항(130)과 같은 외부 저항의 각 단부를 어레이(20)에 결합시키기 위한 것이다. AVss 핀은 어레이(20)를 아날로그 접지와 결합시키기 위한 것이며, DVss는 어레이(20)를 디지털 접지와 결합시키기 위한 것이다. 칩에 사용되고 있는 핀은 칩(10)이 동작중인지를 나타내는 신호를 제공한다.
본 발명은 다양한 변경 및 대안적인 형태가 가능하지만, 본 발명의 특정한 예가 도면에 도시되었으며, 본 명세서에서 상세하게 기술되어 있다. 그러나, 본 발명은 개시된 특정한 형태나 방법으로 제한되지 않고, 첨부된 청구의 범위의 사상과 범주 내의 모든 변경, 동등물, 및 대안을 포함하고자함을 이해하여야 한다.

Claims (20)

  1. 전기 자극에 반응하여 생물학적 반응을 수행하기 위한 디지털 방식으로 프로그램 가능한 어레이-기반 전자 칩으로서,
    동작 전극에 결합된 샘플-및-홀드 회로를 각각 포함하는 전극 사이트 어레이와,
    상기 동작 전극을 디지털-아날로그 변환기(DAC)의 출력에 선택적으로 결합시키기 위한 복수의 스위치와,
    상기 DAC와 상기 복수의 스위치에 결합된 제어 논리 모듈과,
    상기 제어 논리 모듈과 디지털 방식으로 인터페이스하는 외부 프로세서를 포함하며,
    상기 제어 논리 모듈과 상기 외부 프로세서 간의 통신은 클록 신호, 데이터 입력 신호, 데이터 출력 신호를 포함하는 전자 칩.
  2. 제1항에 있어서, 상기 샘플-및-홀드 회로는 정상 모드, 전류 측정 모드, 고임피던스 모드, 및 전압 측정 모드로 동작하는 전자 칩.
  3. 제1항에 있어서, 온도 센서를 더 포함하는 전자 칩.
  4. 제1항에 있어서, 상기 외부 프로세서가 직렬 인터페이스를 통해서 상기 제어 논리 모듈과 통신할 수 있게 하기 위해 상기 제어 논리 모듈과 결합되는 트랜시버를 더 포함하는 전자 칩.
  5. 제1항에 있어서,
    복수의 어드레스를 가지며, 상기 DAC 및 상기 제어 논리 모듈에 결합되는 듀얼 포트 랜덤 액세스 메모리 모듈과,
    상기 듀얼 포트 랜덤 액세스 메모리에 결합된 카운터를 더 포함하고,
    상기 DAC는 상기 메모리로부터 하나의 값을 검색하여 대응하는 전압을 생성하고, 상기 카운터는 상기 DAC가 상기 값을 검색한 상기 메모리 내부의 어드레스를 명시하는 전자 칩.
  6. 제1항에 있어서, 상기 어레이와 결합되고, 상기 전극 내의 전압 및 전류를 측정하는 측정 회로를 더 포함하는 전자 칩.
  7. 제6항에 있어서, 상기 어레이와 결합되고, 상기 측정 회로로부터 입력된 데이터를 디지털 데이터로 변환하는 아날로그-디지털 변환기(ADC)를 더 포함하는 전자 칩.
  8. 제1항에 있어서, 상기 어레이와 결합된 기준 전극과, 상기 기준 전극과 결합된 외부 전원을 더 포함하는 전자 칩.
  9. 복수의 전극에 인가된 전기 자극에 반응하여 생물학적 반응을 수행하는 방법으로서,
    동작 전극에 결합된 샘플-및-홀드 회로를 각각 포함하는 전극 사이트 어레이와, 디지털-아날로그 변환기(DAC)와, 상기 DAC를 상기 동작 전극에 선택적으로 결합하기 위한 복수의 스위치와, 상기 DAC 및 상기 복수의 스위치에 결합된 제어 논리 모듈을 구비하는 칩을 제공하는 단계와,
    상기 칩과 디지털 방식으로 인터페이스하는 외부 프로세서를 제공하는 단계와,
    상기 외부 프로세서에 포함된 명령에 따라 상기 동작 전극을 구동시키는 단계
    를 포함하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 외부 프로세서는 트랜시버를 사용하여 상기 칩과 인터페이스하고, 상기 트랜시버는 데이터 입력 신호, 데이터 출력 신호 및 클록 신호를 사용하여 상기 칩과 통신하는 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 동작 전극은 일정한 전압에서 구동되는 방법.
  12. 제9항에 있어서, 상기 동작 전극은 일정한 전류에서 구동되는 방법.
  13. 제9항에 있어서, 상기 동작 전극은 기준 전압에서 오프셋된 전압에서 구동되는 방법.
  14. 제9항에 있어서, 상기 칩에 인접하게 온도 센서를 제공하고, 상기 칩 상에 포함된 용액의 온도를 측정하는 단계를 더 포함하는 방법.
  15. 제9항에 있어서, 개별 전극이나 선택된 전극 그룹에 흐르는 전류를 측정하는 단계를 더 포함하는 방법.
  16. 제9항에 있어서, 개별 전극이나 선택된 전극 그룹에 흐르는 전압을 측정하는 단계를 더 포함하는 방법.
  17. 제13항에 있어서, 상기 기준 전압과, 상기 개별 전극이나 선택된 전극 그룹의 전압 사이의 사용자 프로그램 가능한 오프셋을 감시하는 단계를 더 포함하는 방법.
  18. 제9항에 있어서, 상기 샘플-및-홀드 회로를 순차적으로 리프레쉬하는 단계를 더 포함하는 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 샘플-및-홀드 회로는 대략 10MHz 주파수를 갖는 클록 신호와 동시에 리프레쉬되는 방법.
  20. 제18항에 있어서, 상기 샘플-및-홀드 회로는 상기 DAC를 사용하여 리프레쉬되고, 상기 DAC는 카운터에 또한 결합된 듀얼 포트 랜덤 액세스 메모리에 결합되는 방법.
KR1020057002759A 2002-08-20 2003-08-07 프로그램 가능하고 다중화된 능동형 생물학적 어레이 KR20050042481A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/224,750 2002-08-20
US10/224,750 US7267751B2 (en) 2002-08-20 2002-08-20 Programmable multiplexed active biologic array

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20050042481A true KR20050042481A (ko) 2005-05-09

Family

ID=31886863

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020057002759A KR20050042481A (ko) 2002-08-20 2003-08-07 프로그램 가능하고 다중화된 능동형 생물학적 어레이

Country Status (7)

Country Link
US (2) US7267751B2 (ko)
EP (1) EP1540307A2 (ko)
JP (1) JP2005536746A (ko)
KR (1) KR20050042481A (ko)
AU (1) AU2003263885A1 (ko)
CA (1) CA2495426A1 (ko)
WO (1) WO2004018991A2 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101508158B1 (ko) * 2013-07-08 2015-04-07 한국과학기술연구원 전기 자극 시스템에서의 전극 오프셋 전압의 제어

Families Citing this family (63)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6331274B1 (en) 1993-11-01 2001-12-18 Nanogen, Inc. Advanced active circuits and devices for molecular biological analysis and diagnostics
US7857957B2 (en) 1994-07-07 2010-12-28 Gamida For Life B.V. Integrated portable biological detection system
EP1735668A2 (en) * 2004-04-13 2006-12-27 President And Fellows Of Harvard College Methods and apparatus for manipulation and/or detection of biological samples and other objects
DE102004020829B4 (de) * 2004-04-28 2006-05-18 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Sensor für die Detektion von Inhaltsstoffen von Flüssigkeiten, insbesondere biologischer Materialien, und diesen Sensor enthaltende Detektionsvorrichtung
US7692219B1 (en) 2004-06-25 2010-04-06 University Of Hawaii Ultrasensitive biosensors
WO2007008246A2 (en) 2004-11-12 2007-01-18 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Charge perturbation detection system for dna and other molecules
US7545272B2 (en) 2005-02-08 2009-06-09 Therasense, Inc. RF tag on test strips, test strip vials and boxes
JP4797498B2 (ja) * 2005-08-03 2011-10-19 凸版印刷株式会社 ハイブリダイゼーションの検出方法
US7598768B1 (en) * 2005-08-05 2009-10-06 Xilinx, Inc. Method and apparatus for dynamic port provisioning within a programmable logic device
US11001881B2 (en) 2006-08-24 2021-05-11 California Institute Of Technology Methods for detecting analytes
US11525156B2 (en) 2006-07-28 2022-12-13 California Institute Of Technology Multiplex Q-PCR arrays
WO2008014485A2 (en) 2006-07-28 2008-01-31 California Institute Of Technology Multiplex q-pcr arrays
US20100276734A1 (en) * 2006-08-14 2010-11-04 Georgia Tech Research Corporation Electrochemical biosensor arrays and systems and methods of making same
US11560588B2 (en) 2006-08-24 2023-01-24 California Institute Of Technology Multiplex Q-PCR arrays
EP2677308B1 (en) 2006-12-14 2017-04-26 Life Technologies Corporation Method for fabricating large scale FET arrays
US11339430B2 (en) 2007-07-10 2022-05-24 Life Technologies Corporation Methods and apparatus for measuring analytes using large scale FET arrays
US8262900B2 (en) 2006-12-14 2012-09-11 Life Technologies Corporation Methods and apparatus for measuring analytes using large scale FET arrays
US8349167B2 (en) 2006-12-14 2013-01-08 Life Technologies Corporation Methods and apparatus for detecting molecular interactions using FET arrays
US20080248900A1 (en) * 2007-04-05 2008-10-09 Gus Hernandez Practice baseball swing machine
WO2009031088A1 (en) * 2007-09-06 2009-03-12 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method and apparatus for chemical analysis of fluids
US20090255801A1 (en) * 2008-04-11 2009-10-15 Haas Alfred M Programmable Electrode Arrays and Methods for Manipulating and Sensing Cells and Substances Using Same
EP2982437B1 (en) * 2008-06-25 2017-12-06 Life Technologies Corporation Methods and apparatus for measuring analytes using large scale fet arrays
US20100137143A1 (en) 2008-10-22 2010-06-03 Ion Torrent Systems Incorporated Methods and apparatus for measuring analytes
US20100301398A1 (en) 2009-05-29 2010-12-02 Ion Torrent Systems Incorporated Methods and apparatus for measuring analytes
US9290756B2 (en) 2008-11-10 2016-03-22 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Apparatus and methods for high throughput network electrophysiology and cellular analysis
US8673627B2 (en) 2009-05-29 2014-03-18 Life Technologies Corporation Apparatus and methods for performing electrochemical reactions
US8776573B2 (en) 2009-05-29 2014-07-15 Life Technologies Corporation Methods and apparatus for measuring analytes
US20120261274A1 (en) 2009-05-29 2012-10-18 Life Technologies Corporation Methods and apparatus for measuring analytes
AU2010281480B2 (en) * 2009-07-27 2015-06-18 Meso Scale Technologies, Llc Assay information management methods and devices
CN106932456B (zh) 2010-06-30 2020-02-21 生命科技公司 用于测试isfet阵列的方法和装置
US8858782B2 (en) 2010-06-30 2014-10-14 Life Technologies Corporation Ion-sensing charge-accumulation circuits and methods
CN103392233B (zh) 2010-06-30 2016-08-24 生命科技公司 阵列列积分器
US11307166B2 (en) 2010-07-01 2022-04-19 Life Technologies Corporation Column ADC
JP5876044B2 (ja) 2010-07-03 2016-03-02 ライフ テクノロジーズ コーポレーション 低濃度ドープドレインを有する化学的感応性センサ
US9618475B2 (en) 2010-09-15 2017-04-11 Life Technologies Corporation Methods and apparatus for measuring analytes
US8685324B2 (en) 2010-09-24 2014-04-01 Life Technologies Corporation Matched pair transistor circuits
US9970984B2 (en) 2011-12-01 2018-05-15 Life Technologies Corporation Method and apparatus for identifying defects in a chemical sensor array
US8747748B2 (en) 2012-01-19 2014-06-10 Life Technologies Corporation Chemical sensor with conductive cup-shaped sensor surface
US8821798B2 (en) 2012-01-19 2014-09-02 Life Technologies Corporation Titanium nitride as sensing layer for microwell structure
US8786331B2 (en) 2012-05-29 2014-07-22 Life Technologies Corporation System for reducing noise in a chemical sensor array
US9080968B2 (en) 2013-01-04 2015-07-14 Life Technologies Corporation Methods and systems for point of use removal of sacrificial material
US9841398B2 (en) 2013-01-08 2017-12-12 Life Technologies Corporation Methods for manufacturing well structures for low-noise chemical sensors
US8962366B2 (en) 2013-01-28 2015-02-24 Life Technologies Corporation Self-aligned well structures for low-noise chemical sensors
US8963216B2 (en) 2013-03-13 2015-02-24 Life Technologies Corporation Chemical sensor with sidewall spacer sensor surface
US8841217B1 (en) 2013-03-13 2014-09-23 Life Technologies Corporation Chemical sensor with protruded sensor surface
US9116117B2 (en) 2013-03-15 2015-08-25 Life Technologies Corporation Chemical sensor with sidewall sensor surface
US9835585B2 (en) 2013-03-15 2017-12-05 Life Technologies Corporation Chemical sensor with protruded sensor surface
JP6581074B2 (ja) 2013-03-15 2019-09-25 ライフ テクノロジーズ コーポレーション 一貫性のあるセンサ表面積を有する化学センサ
US20140264471A1 (en) 2013-03-15 2014-09-18 Life Technologies Corporation Chemical device with thin conductive element
JP2016510895A (ja) 2013-03-15 2016-04-11 ライフ テクノロジーズ コーポレーション 一貫性のあるセンサ表面積を有する化学センサ
US9983163B2 (en) * 2013-04-30 2018-05-29 Board Of Regents, The University Of Texas System Integrated electro-analytical biosensor array
US20140336063A1 (en) 2013-05-09 2014-11-13 Life Technologies Corporation Windowed Sequencing
US10458942B2 (en) 2013-06-10 2019-10-29 Life Technologies Corporation Chemical sensor array having multiple sensors per well
US9279801B2 (en) 2013-07-26 2016-03-08 Axion Biosystems, Inc. Devices, systems and methods for high-throughput electrophysiology
WO2016025646A1 (en) 2014-08-12 2016-02-18 Axion Biosystems, Inc. Cell-based biosensor array and associated methods for manufacturing the same
EP4354131A2 (en) 2014-12-18 2024-04-17 Life Technologies Corporation High data rate integrated circuit with transmitter configuration
US10077472B2 (en) 2014-12-18 2018-09-18 Life Technologies Corporation High data rate integrated circuit with power management
WO2016100521A1 (en) 2014-12-18 2016-06-23 Life Technologies Corporation Methods and apparatus for measuring analytes using large scale fet arrays
US9708647B2 (en) 2015-03-23 2017-07-18 Insilixa, Inc. Multiplexed analysis of nucleic acid hybridization thermodynamics using integrated arrays
US9499861B1 (en) 2015-09-10 2016-11-22 Insilixa, Inc. Methods and systems for multiplex quantitative nucleic acid amplification
WO2017155858A1 (en) 2016-03-07 2017-09-14 Insilixa, Inc. Nucleic acid sequence identification using solid-phase cyclic single base extension
JP2022525322A (ja) 2019-03-14 2022-05-12 インシリクサ， インコーポレイテッド 時間ゲート蛍光ベースの検出のための方法およびシステム
JP2023523427A (ja) 2020-04-24 2023-06-05 ザ トラスティーズ オブ ザ ユニバーシティ オブ ペンシルバニア デジタル流体テレポーテーション、高度生体仮想化、および生体機能チップと生体模倣モデルの大規模集積化

Family Cites Families (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3430072A (en) * 1966-01-11 1969-02-25 Us Navy Sample and hold circuit
US3957592A (en) * 1974-07-29 1976-05-18 Owens-Illinois, Inc. Measurement of polarographic current
US4661224A (en) * 1984-11-26 1987-04-28 Ionics, Incorporated Process and apparatus for electrically desorbing components selectively sorbed on an electrolytically conducting barrier
US4594135A (en) * 1985-02-20 1986-06-10 Ionics Incorporated Process and apparatus for electrically desorbing components selectively sorbed on granules
EP0213825A3 (en) * 1985-08-22 1989-04-26 Molecular Devices Corporation Multiple chemically modulated capacitance
CA1245287A (en) * 1986-01-28 1988-11-22 George K. Schattschneider General purpose potentiostatic test system
US4787963A (en) * 1987-05-04 1988-11-29 Syntro Corporation Method and means for annealing complementary nucleic acid molecules at an accelerated rate
US5074977A (en) * 1987-05-05 1991-12-24 The Washington Technology Center Digital biosensors and method of using same
JPH0197019A (ja) * 1987-10-09 1989-04-14 Hitachi Ltd Ａ−ｄ変換器
US6054270A (en) * 1988-05-03 2000-04-25 Oxford Gene Technology Limited Analying polynucleotide sequences
ATE136119T1 (de) * 1988-08-18 1996-04-15 Au Membrane & Biotech Res Inst Verbesserungen an der empfindlichkeit und der selektivität von ionenkanalmembranbiosensoren
US5178161A (en) * 1988-09-02 1993-01-12 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Microelectronic interface
EP0376611A3 (en) 1988-12-30 1992-07-22 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Electrophoretic system
US5143854A (en) * 1989-06-07 1992-09-01 Affymax Technologies N.V. Large scale photolithographic solid phase synthesis of polypeptides and receptor binding screening thereof
US5491097A (en) * 1989-06-15 1996-02-13 Biocircuits Corporation Analyte detection with multilayered bioelectronic conductivity sensors
US5527670A (en) * 1990-09-12 1996-06-18 Scientific Generics Limited Electrochemical denaturation of double-stranded nucleic acid
US5187096A (en) * 1991-08-08 1993-02-16 Rensselaer Polytechnic Institute Cell substrate electrical impedance sensor with multiple electrode array
US6017696A (en) * 1993-11-01 2000-01-25 Nanogen, Inc. Methods for electronic stringency control for molecular biological analysis and diagnostics
US6051380A (en) * 1993-11-01 2000-04-18 Nanogen, Inc. Methods and procedures for molecular biological analysis and diagnostics
US5849486A (en) * 1993-11-01 1998-12-15 Nanogen, Inc. Methods for hybridization analysis utilizing electrically controlled hybridization
US5605662A (en) * 1993-11-01 1997-02-25 Nanogen, Inc. Active programmable electronic devices for molecular biological analysis and diagnostics
US5632957A (en) * 1993-11-01 1997-05-27 Nanogen Molecular biological diagnostic systems including electrodes
US6048690A (en) * 1991-11-07 2000-04-11 Nanogen, Inc. Methods for electronic fluorescent perturbation for analysis and electronic perturbation catalysis for synthesis
US5846708A (en) 1991-11-19 1998-12-08 Massachusetts Institiute Of Technology Optical and electrical methods and apparatus for molecule detection
IL103674A0 (en) * 1991-11-19 1993-04-04 Houston Advanced Res Center Method and apparatus for molecule detection
JPH05236997A (ja) * 1992-02-28 1993-09-17 Hitachi Ltd ポリヌクレオチド捕捉用チップ
US5378343A (en) * 1993-01-11 1995-01-03 Tufts University Electrode assembly including iridium based mercury ultramicroelectrode array
RU2041261C1 (ru) * 1993-08-11 1995-08-09 Институт молекулярной биологии им.В.А.Энгельгардта РАН Способ изготовления матрицы для детектирования мисматчей
US6068818A (en) 1993-11-01 2000-05-30 Nanogen, Inc. Multicomponent devices for molecular biological analysis and diagnostics
US5965452A (en) * 1996-07-09 1999-10-12 Nanogen, Inc. Multiplexed active biologic array
US6099803A (en) * 1994-07-07 2000-08-08 Nanogen, Inc. Advanced active electronic devices for molecular biological analysis and diagnostics
US5632876A (en) * 1995-06-06 1997-05-27 David Sarnoff Research Center, Inc. Apparatus and methods for controlling fluid flow in microchannels
US5861247A (en) * 1996-01-26 1999-01-19 University Of Chicago Rapid method to detect duplex formation in sequencing by hybridization methods
US5851772A (en) * 1996-01-29 1998-12-22 University Of Chicago Microchip method for the enrichment of specific DNA sequences
US5905024A (en) * 1996-12-17 1999-05-18 University Of Chicago Method for performing site-specific affinity fractionation for use in DNA sequencing
US5981268A (en) * 1997-05-30 1999-11-09 Board Of Trustees, Leland Stanford, Jr. University Hybrid biosensors
US6093302A (en) * 1998-01-05 2000-07-25 Combimatrix Corporation Electrochemical solid phase synthesis
US6251595B1 (en) * 1998-06-18 2001-06-26 Agilent Technologies, Inc. Methods and devices for carrying out chemical reactions
AU4833799A (en) * 1998-06-24 2000-01-10 Therasense, Inc. Combinatorial electrochemical syntheses
US6602400B1 (en) * 2000-06-15 2003-08-05 Motorola, Inc. Method for enhanced bio-conjugation events
US6726820B1 (en) * 2001-09-19 2004-04-27 Applera Corporation Method of separating biomolecule-containing samples with a microdevice with integrated memory

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101508158B1 (ko) * 2013-07-08 2015-04-07 한국과학기술연구원 전기 자극 시스템에서의 전극 오프셋 전압의 제어

Also Published As

Publication number Publication date
US20040038420A1 (en) 2004-02-26
WO2004018991A3 (en) 2004-07-22
EP1540307A2 (en) 2005-06-15
US20080110755A1 (en) 2008-05-15
US7267751B2 (en) 2007-09-11
AU2003263885A1 (en) 2004-03-11
US7943023B2 (en) 2011-05-17
JP2005536746A (ja) 2005-12-02
WO2004018991A2 (en) 2004-03-04
CA2495426A1 (en) 2004-03-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7267751B2 (en) Programmable multiplexed active biologic array
KR100545275B1 (ko) 다중화된 액티브 바이오로직 어레이
Schienle et al. A fully electronic DNA sensor with 128 positions and in-pixel A/D conversion
US11579111B2 (en) Integrated electro-analytical biosensor array
US6251685B1 (en) Readout method for molecular biological electronically addressable arrays
US20050247559A1 (en) Biosensors array and method for operating a biosensor array
US8262875B2 (en) Sensor arrangement and method for detecting a sensor event
WO1998001758A9 (en) Multiplexed active biologic array
US7776559B2 (en) Disposable blood test device
US8617382B2 (en) Process and device for emulating a counter-electrode in a monolithically integrated electrochemical analysis system
Hermes et al. An amperometric microsensor array with 1024 individually addressable elements for two-dimensional concentration mapping
JP2015210233A (ja) 超並列的生体分子検出方法および装置
US10041900B2 (en) Controlled electrochemical activation of carbon-based electrodes
EP0147047A2 (en) Electrochromic matrix display
US20050101995A1 (en) Arrangement for receiving electrical signals from living cells and for the selective transmission of electrical stimulation to living cells
Thewes CMOS chips for bio molecule sensing purposes
Katrivanos et al. An integrated system connected to biosensoring systems based on self‐assembled metal‐supported bilayer lipid membranes
WO2024091986A1 (en) Electrochemical systems with massively parallel array of controllable electrochemical cells and sensor system for sparse sensing
JP2002340516A (ja) 微細形状検出センサ装置
Steffan et al. ASIC measurement system for TFT sensors

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid