RU2819048C1 - Detector with reduced noise in fluorescence range - Google Patents
Detector with reduced noise in fluorescence range Download PDFInfo
- Publication number
- RU2819048C1 RU2819048C1 RU2020135035A RU2020135035A RU2819048C1 RU 2819048 C1 RU2819048 C1 RU 2819048C1 RU 2020135035 A RU2020135035 A RU 2020135035A RU 2020135035 A RU2020135035 A RU 2020135035A RU 2819048 C1 RU2819048 C1 RU 2819048C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- detector
- dye
- metal complex
- light
- filter material
- Prior art date
Links
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 title description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 72
- 239000000975 dye Substances 0.000 claims abstract description 65
- 239000000434 metal complex dye Substances 0.000 claims abstract description 64
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 23
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 23
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 64
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 45
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 37
- 229920005596 polymer binder Polymers 0.000 claims description 14
- 239000002491 polymer binding agent Substances 0.000 claims description 14
- 239000006100 radiation absorber Substances 0.000 claims description 11
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 claims description 11
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 10
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 8
- 150000003973 alkyl amines Chemical class 0.000 claims description 5
- 125000001183 hydrocarbyl group Chemical group 0.000 claims description 3
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 56
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 45
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 24
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 23
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 19
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 16
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 238000013461 design Methods 0.000 description 9
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 9
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 8
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 6
- 230000005283 ground state Effects 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 230000005281 excited state Effects 0.000 description 5
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 5
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 4
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 4
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 4
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 4
- 150000003512 tertiary amines Chemical class 0.000 description 4
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000012491 analyte Substances 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 3
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 2
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 2
- 230000001010 compromised effect Effects 0.000 description 2
- 150000004696 coordination complex Chemical class 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 2
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 2
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 2
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 150000003141 primary amines Chemical class 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 150000003335 secondary amines Chemical class 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 2
- PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N tantalum pentoxide Inorganic materials O=[Ta](=O)O[Ta](=O)=O PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001428 transition metal ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001712 DNA sequencing Methods 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 125000005210 alkyl ammonium group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- 238000011953 bioanalysis Methods 0.000 description 1
- 125000001246 bromo group Chemical group Br* 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001430 chromium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000008094 contradictory effect Effects 0.000 description 1
- 238000005090 crystal field Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000001917 fluorescence detection Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 238000010587 phase diagram Methods 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 125000001453 quaternary ammonium group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 1
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 125000002023 trifluoromethyl group Chemical group FC(F)(F)* 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Ссылки на родственные заявкиLinks to related applications
По настоящей заявке испрашивается приоритет патентной заявки США 62/611464, поданной 28.12.2017, озаглавленной «Детектор с уменьшенным шумом в диапазоне флуоресценции», и целиком включенной в настоящую заявку посредством ссылки. По настоящей заявке также испрашивается приоритет патентной заявки США 62/644804, поданной 19.03.2018, озаглавленной «Детектор с уменьшенным шумом в диапазоне флуоресценции», и целиком включенной в настоящую заявку посредством ссылки.This application claims priority to U.S. Patent Application 62/611464, filed 12/28/2017, entitled “Fluorescence Reduced Noise Detector,” and which is incorporated herein by reference in its entirety. This application also claims benefit from U.S. Patent Application 62/644804, filed March 19, 2018, entitled “Fluorescence Noise Reduced Detector,” and which is incorporated herein by reference in its entirety.
Уровень техникиState of the art
Различные протоколы в биологических или химических исследованиях включают в себя выполнение контролируемых реакций. Указанные реакции затем можно наблюдать или детектировать, а последующий анализ может помочь идентифицировать или раскрыть свойства химических веществ, которые принимали участие в реакции.Various protocols in biological or chemical research involve performing controlled reactions. These reactions can then be observed or detected, and subsequent analysis can help identify or reveal the properties of the chemicals that took part in the reaction.
В некоторых сложных анализах неизвестный аналит, содержащий идентифицируемый маркер (например, флуоресцентный маркер), может быть подвергнут воздействию тысяч известных проб при контролируемых условиях. Каждая известная проба может быть помещена в соответствующую лунку микропланшета. Наблюдение химических реакций, которые происходят в лунках между известными пробами и неизвестным аналитом может помочь идентифицировать или раскрыть свойства аналита. К другим примерам таких протоколов относятся известные процессы секвенирования ДНК, например, секвенирование путем синтеза (SBS, англ. sequencing-by-synthesis) или циклическое секвенирование (англ. cyclic-array sequencing).In some complex assays, an unknown analyte containing an identifiable marker (eg, a fluorescent marker) may be exposed to thousands of known samples under controlled conditions. Each known sample can be placed in the corresponding well of the microplate. Observing the chemical reactions that occur in wells between known samples and an unknown analyte can help identify or reveal the properties of the analyte. Other examples of such protocols include well-known DNA sequencing processes, such as sequencing-by-synthesis (SBS) or cyclic-array sequencing.
Согласно некоторым протоколам обнаружения флуоресценции, используют оптическую систему, чтобы направлять возбуждающее световое излучение на флуорофоры (например, аналиты с флуоресцентными маркерами), а также чтобы вести обнаружение излучаемого светового сигнала флуоресценции, который может исходить из аналитов, содержащих прикрепленные флуорофоры. Однако, такие оптические системы могут быть сравнительно дорогостоящими и требовать много места для размещения. Например, оптическая система может содержать устройства с объективами, фильтрами и источниками света.Some fluorescence detection protocols use an optical system to direct excitation light to fluorophores (eg, analytes with fluorescent markers), as well as to detect the emitted fluorescence light signal that may come from analytes containing attached fluorophores. However, such optical systems can be relatively expensive and require a lot of space to install. For example, an optical system may contain devices with lenses, filters, and light sources.
В других предлагаемых системах обнаружения контролируемые реакции в проточной ячейке распознают посредством набора твердотельных фотоприемников (например, детектор на основе комплементарной структуры металл-оксид-полупроводник, КМОП (CMOS, англ. Complementary Metal-Oxide Semiconductor) или детектор на основе прибора с зарядовой связью, ПЗС (CCD, Charge-Coupled Device)). Такие системы для обнаружения излучения флуоресценции не требуют вовлечения громоздкого оптического узла.In other proposed detection systems, controlled reactions in a flow cell are detected by an array of solid-state photodetectors (e.g., a Complementary Metal-Oxide Semiconductor (CMOS) detector or a charge-coupled device detector. CCD (CCD, Charge-Coupled Device)). Such systems for detecting fluorescence emission do not require the involvement of a bulky optical assembly.
Раскрытие изобретенияDisclosure of the Invention
Предлагается устройство, содержащее: структуру, образующую детекторную поверхность, выполненную с возможностью поддержания биологических или химических субстанций, и набор фотоприемников, содержащий фотоприемники и схему для передачи сигналов данных, обусловленных фотонами, зарегистрированными фотоприемниками. Устройство может содержать одно или более средств для уменьшения шума в диапазоне флуоресценции в полосе обнаружения набора фотоприемников.A device is proposed that contains: a structure forming a detector surface configured to support biological or chemical substances, and a set of photodetectors containing photodetectors and a circuit for transmitting data signals caused by photons recorded by the photodetectors. The apparatus may include one or more means for reducing noise in the fluorescence range in the detection band of the photodetector array.
Предлагается устройство, содержащее: структуру, образующую детекторную поверхность, выполненную с возможностью поддержания биологических или химических проб; набор фотоприемников, содержащий фотоприемники и схему для передачи сигналов, обусловленных фотонами, зарегистрированными фотоприемниками; и набор световодов, содержащий световоды, причем световоды набора световодов выполнены с возможностью приема возбуждающего светового излучения и испускаемого светового сигнала от детекторной поверхности, при этом световоды проходят в направлении соответствующих фотоприемников набора фотоприемников и содержат фильтрующий материал, который выполнен с возможностью задерживания возбуждающего светового излучения и пропускания испускаемого светового сигнала в направлении соответствующих фотоприемников, причем фильтрующий материал содержит металлокомплексный краситель.A device is proposed that contains: a structure forming a detector surface configured to support biological or chemical samples; a set of photodetectors containing photodetectors and circuitry for transmitting signals caused by photons detected by the photodetectors; and a set of light guides containing light guides, wherein the light guides of the set of light guides are configured to receive exciting light radiation and an emitted light signal from the detector surface, wherein the light guides extend towards the corresponding photodetectors of the photodetector set and contain a filter material that is configured to retain the exciting light radiation and transmitting the emitted light signal in the direction of the corresponding photodetectors, the filter material containing a metal complex dye.
Предлагается способ, включающий этапы, на которых: изготовляют схему для передачи сигналов данных, обусловленных фотонами, зарегистрированными набором фотоприемников; осаждают фильтрующий материал в полостях для световодов набора световодов которые совмещены с соответствующими фотоприемниками и расположены выше соответствующих фотоприемников набора фотоприемников, причем фильтрующий материал содержит краситель, подвешенный в полимерной матрице, который содержит гаситель фотонного излучения; и изготовляют структуру, образующую детекторную поверхность для поддержания биологических или химических проб, причем изготовление указанной структуры, образующей детекторную поверхность, включает в себя изготовление структуры, образующей детекторную поверхность выше полостей набора световодов и фотоприемников набора фотоприемников.A method is proposed that includes the steps of: producing a circuit for transmitting data signals caused by photons detected by a set of photodetectors; depositing filter material in cavities for light guides of a set of light guides that are combined with corresponding photodetectors and located above the corresponding photodetectors of the set of photodetectors, wherein the filter material contains a dye suspended in a polymer matrix, which contains a photon radiation absorber; and fabricating a structure defining a detector surface for supporting biological or chemical samples, wherein fabricating said structure forming a detector surface includes fabricating a structure defining a detector surface above the cavities of the array of light guides and photodetectors of the array of photodetectors.
Предлагается устройство, содержащее: структуру, образующую детекторную поверхность для поддержания биологических или химических проб; набор фотоприемников, содержащий фотоприемники и схему для передачи сигналов данных, обусловленных фотонами, зарегистрированными фотоприемниками; и набор световодов, содержащий световоды, причем световоды набора световодов выполнены с возможностью приема возбуждающего светового излучения и испускаемого светового сигнала от детекторной поверхности, при этом световоды проходят в направлении соответствующих фотоприемников набора фотоприемников и содержат фильтрующий материал, который выполнен с возможностью задерживания возбуждающего светового излучения и пропускания испускаемого светового сигнала в направлении соответствующих фотоприемников, причем детекторная поверхность содержит реакционную впадину, которая обладает коэффициентом преломления и размерами, достаточными для гашения энергии фонового света, падающего на детекторную поверхность в полосе длин волн обнаружения набора фотоприемников.A device is proposed that contains: a structure forming a detector surface for supporting biological or chemical samples; a set of photodetectors containing photodetectors and circuitry for transmitting data signals caused by photons detected by the photodetectors; and a set of light guides containing light guides, wherein the light guides of the set of light guides are configured to receive exciting light radiation and an emitted light signal from the detector surface, wherein the light guides extend towards the corresponding photodetectors of the photodetector set and contain a filter material that is configured to retain the exciting light radiation and transmitting the emitted light signal towards the respective photodetectors, the detector surface comprising a reaction cavity that has a refractive index and dimensions sufficient to quench the energy of background light incident on the detector surface in the detection wavelength band of the array of photodetectors.
Краткое описание чертежейBrief description of drawings
Рассмотренные и иные отличительные признаки, аспекты и преимущества настоящего изобретения будут более понятны, если обратиться к последующему описанию со ссылками на прилагаемые чертежи, в которых везде подобные друг другу элементы обозначены одинаковыми позиционными номерами, при этом:The discussed and other distinctive features, aspects and advantages of the present invention will be more clearly understood if we refer to the following description with reference to the accompanying drawings, in which throughout similar elements are designated by the same reference numbers, while:
фиг. 1 схематически на боковой проекции с разрезом изображает систему для применения в биологическом или химическом анализе, содержащую детектор, который включает в себя детекторную поверхность для поддержания биологической или химической пробы, согласно одному примеру осуществления;fig. 1 is a schematic cross-sectional side view of a system for use in biological or chemical analysis comprising a detector that includes a detector surface for maintaining a biological or chemical sample, according to one embodiment;
фиг. 2 представляет совмещенные спектральные кривые, иллюстрирующие координацию между длинами волн возбуждения, длинами волн поглощения, длинами волн сигнала флуоресценции и длинами волн полосы обнаружения, в соответствии с одним примером осуществления;fig. 2 represents superimposed spectral curves illustrating the coordination between excitation wavelengths, absorption wavelengths, fluorescence signal wavelengths, and detection band wavelengths, in accordance with one embodiment;
фиг. 3 представляет спектральную кривую, иллюстрирующую характеристики автофлуоресценции фильтрующего материала согласно одному примеру осуществления;fig. 3 is a spectral curve illustrating the autofluorescence characteristics of a filter material according to one embodiment;
фиг. 4 представляет энергетическую диаграмму, иллюстрирующую переходы между энергетическими состояниями излучающего красителя, в соответствии с одним примером осуществления;fig. 4 is an energy diagram illustrating transitions between energy states of an emitting dye, in accordance with one embodiment;
фиг. 5 представляет энергетическую диаграмму, иллюстрирующую переходы между энергетическими состояниями красителя, содержащего гаситель фотонного излучения, согласно одному примеру осуществления;fig. 5 is an energy diagram illustrating transitions between energy states of a dye containing a photon quencher, according to one embodiment;
фиг. 6 представляет энергетическую диаграмму, иллюстрирующую переходы между энергетическими состояниями металлокомплексного красителя, содержащего гаситель фотонного излучения, согласно одному примеру осуществления;fig. 6 is an energy diagram illustrating transitions between energy states of a metal complex dye containing a photon quencher, according to one embodiment;
фиг. 7 представляет кривые зависимости оптической плотности (OD) от толщины пленки, иллюстрирующие свойства фильтрующего материала, содержащего металлокомплексный краситель, согласно одному примеру осуществления;fig. 7 shows optical density (OD) versus film thickness curves illustrating the properties of a metal complex dye-containing filter material according to one embodiment;
фиг. 8 на боковой проекции с разрезом изображает детектор, содержащий детекторную поверхность, выполненную с возможностью подавления энергии падающего света в выбранной полосе длин волн, согласно одному примеру осуществления;fig. 8 is a cross-sectional side view of a detector including a detector surface configured to suppress incident light energy in a selected wavelength band, according to one embodiment;
фиг. 9 на боковой проекции с разрезом изображает детектор, содержащий набор фотоприемников, набор световодов и набор реакционных впадин в соответствии с одним примером осуществления; иfig. 9 is a cross-sectional side view of a detector comprising a set of photodetectors, a set of light guides and a set of reaction cavities in accordance with one embodiment; And
фиг.10 на боковой проекции с разрезом изображает детектор, содержащий фотоприемник, световод и реакционную впадину, образованную детекторной поверхностью в соответствии с одним примером осуществления.FIG. 10 is a cross-sectional side view of a detector comprising a photodetector, a light guide, and a reaction cavity formed by a detector surface in accordance with one embodiment.
Осуществление изобретенияCarrying out the invention
На фиг. 1 изображена система 100 для использования при анализе, таком как биологический или химический анализ. Система 100 может включать в себя источник 10 возбуждающего светового излучения и узел 20 детектора. Узел 20 детектора может включать в себя детектор 200 и проточную ячейку 282. Детектор 200 может содержать множество фотоприемников 202 и детекторную поверхность 206 для поддержания проб 502, например, биологических или химических проб, которые подлежат исследованию. Детектор 200 может также включать в себя множество световодов, которые направляют свет от детекторной поверхности 206 детектора к фотоприемникам 202. Детекторная поверхность 206, боковые стенки 284 и накладка 288 могут определять и ограничивать проточную ячейку 282. Детекторная поверхность 206 детектора может содержать связанную с ней плоскость 130 поверхности детектора.In fig. 1 depicts a
Согласно другому аспекту, детекторная поверхность 206 может быть выполнена с углублениями, чтобы она содержала реакционные выемки 210 (нанолунки). В соответствии с одним примером, каждый фотоприемник 202 может быть совмещен с одним световодом 214 и одной реакционной выемкой 210. Каждая реакционная выемка может определять одну или более реакционных зон, при этом пробы 502, согласно одному примеру, могут поддерживаться в таких реакционных зонах.In another aspect, the
Согласно другому аспекту, детектор 200 может содержать области 218 диэлектрических пакетов, примыкающие к световодам 214. Области 218 диэлектрических пакетов могут содержать сформированные внутри их схемы, например, для считывания сигналов с фотоприемников 202, оцифровки, накопления и обработки.According to another aspect, the
Согласно одному примеру, детектор 200 может быть оснащен сенсором в виде полупроводниковой интегральной микросхемы, например, интегральной микросхемы на основе комплементарной структуры металл-оксид-полупроводник (КМОП) или интегральной микросхемы на основе прибора с зарядовой связью, ПЗС.According to one example, the
Согласно одному примеру, система 100 может быть использована для проведения биологического или химического исследования с применением флуорофоров. Например, жидкость, содержащую один или более флуорофоров, можно пропускать через проточную ячейку 282, подавая ее во впускное отверстие 289, и выпуская из выпускного отверстия 290. Флуорофоры могут притягиваться к различным пробам 502, и таким образом идентифицирующие флурофоры могут работать в качестве маркеров для проб 502, например, биологических или химических аналитов, к которым они притягиваются.According to one example, the
Чтобы определить присутствие флуорофора в проточной ячейке 282, на источник 10 возбуждающего светового излучения может быть подано питание, так чтобы указанный источник испускал возбуждающее световое излучение 101 в диапазоне длин волн возбуждения. Флурофоры, прикрепленные к пробам 502, при приеме возбуждающего светового излучения 101 испускают свет 501, который является искомым сигналом для обнаружения фотоприемниками 202. Свет 501, излучаемый благодаря флуоресценции флуорофора, прикрепленного к пробе 502, будет иметь длину волны, сдвинутую в красную область относительно длины волны возбуждающего светового излучения 101.To determine the presence of a fluorophore in the
Источник 10 возбуждающего светового излучения может содержать по меньшей мере один источник света и по меньшей мере один набор оптических компонентов для освещения проб 502. Примерами источников света могут являться, например, лазеры, дуговые лампы, светодиоды (LED, англ. Light Emitting Diode) или лазерные диоды. Оптическими компонентами могут являться, например, рефлекторы, дихроичные зеркала, светоделители, коллиматоры, линзы, фильтры, клинья, призмы, зеркала, детекторы и т.п. В примерах, где используется осветительная система, источник 10 возбуждающего светового излучения может быть выполнен так, чтобы направлять возбуждающее световое излучение 101 на реакционные зоны. Согласно одному примеру, возбуждение флуорофоров может производиться светом зеленой области длин волн, например, возбуждающее световое излучение 101 может иметь центральную длину волны (длину волны пика излучения) равную приблизительно 523 нм.The
Для приводимых в настоящем описании примеров отношение сигнал/шум (SNR, англ. Signal-to-Noise Ratio) системы 100 может быть выражено следующим уравнением (1):For the examples provided herein, the signal-to-noise ratio (SNR) of
где “Signal” - излучаемый световой сигнал 501, т.е. искомый световой сигнал, который можно связать с флуоресценцией флуорофора, прикрепленного к пробе; “Excitation” - нежелательное возбуждающее световое излучение, доходящее до фотоприемников 202; “AF” - шумовое излучение автофлуоресценции одного или более источников автофлуоресценции внутри детектора 200; “Background” (фоновый шум) - нежелательная световая энергия, передаваемая в детектор 200 от источника внешнего по отношению к детектору 200; “Dark Current” (темновой ток) - шумовой ток, связанный со случайной генерацией электронно-дырочных пар при отсутствии света; и “Read Noise” (шум считывания) - шум, связанный с электроникой аналого-цифрового преобразования.where “Signal” is the emitted
Фиг. 2 изображает совмещенные спектральные кривые, иллюстрирующие заданную связь между диапазоном длин волн возбуждающего светового излучения, диапазоном длин волн светового сигнала и диапазоном длин волн обнаружения. Среди спектральных кривых фиг. 2 спектральная кривая 1202 представляет спектральную кривую возбуждающего светового излучения 101, которое испускает источник 10 возбуждающего светового излучения. Спектральная кривая 1204 представляет спектр поглощения флуорофора, определяемый при использовании возбуждающего светового излучения 101 со спектральной кривой 1202, а спектральная кривая 1214 представляет спектр излучения излучаемого светового сигнала 501, обусловленный флуоресценцией флуорофора при его возбуждении возбуждающим световым излучением 101. Спектральная кривая 1220, согласно одному примеру, представляет кривую оптического пропускания (полосу обнаружения) детектора 200 и фотоприемников 202. Детектор 200 может быть выполнен с возможностью обнаружения света в диапазоне длин волн, который указан спектральной кривой 1220. Таким образом, согласно спектральным кривым фиг. 2, детектор 200 способен обнаруживать излучение излучаемого светового сигнала 501 в диапазоне длин волн, где имеет место пересечение спектральной кривой 1214 излучения излучаемого светового сигнала 501 и спектральной кривой 1220 полосы обнаружения детектора 200 и фотоприемников 202.Fig. 2 depicts superimposed spectral curves illustrating a predetermined relationship between an exciting light wavelength range, a signal light wavelength range, and a detection wavelength range. Among the spectral curves of Fig. 2, the
Детектор 200 может содержать один или более фильтров, которые задерживают возбуждающее световое излучение 101, так что детектор 200 с фотоприемниками 202 не воспринимает возбуждающее световое излучение 101. Согласно одному аспекту, световоды 214, которые направляют свет от детекторной поверхности 206, могут содержать фильтрующий материал, так что сами световоды 214 задерживают свет в диапазоне длин волн возбуждающего светового излучения 101. Фотоприемники 202 могут соответственно принимать излучаемый световой сигнал 501, испускаемый возбужденным флуорофором, но не возбуждающее световое излучение.The
Следует понимать, что световоды 214, предназначенные для улучшения соотношения сигнал/шум детектора 200, могут сами являться источником шума внутри детектора 200. Согласно фиг. 3, спектральная кривая 1304 это спектральная кривая фильтрующего материала, содержащего краситель, в котором отсутствует гаситель фотонного излучения, обычно используемый в оптических системах, тестируемых возбуждающим световым излучением в ожидаемом диапазоне длин волн возбуждающего светового излучения 101 системы 100. При конкретной спектральной кривой по фиг. 3, спектральная кривая 1304 иллюстрирует спектральную кривую фильтрующего материала при освещении зеленым возбуждающим световым излучением, например, соответствующим спектральной кривой 1202, изображенной на фиг. 2, у которого центральная (пиковая) длина волны равна приблизительно 523 нм. It should be understood that the light guides 214, designed to improve the signal-to-noise ratio of the
Из фиг. 3 видно, что спектральная характеристика фильтрующего материала, соответствующая спектральной кривой 1304, смещена в красную область относительно спектральной полосы возбуждающего светового излучения 101, которое представлено спектральной кривой 1202 на фиг. 2, что означает, что материал демонстрирует автофлуоресценцию. В отношении представленных в настоящем описании примеров следует учитывать, что фильтрующий материал световодов 214 обладает автофлуоресценцией, при этом сигнал, обнаруживаемый фотоприемниками 202 как сигнал эмиссии, может фактически быть шумовым сигналом, связанным с возбуждающим световым излучением 101, которое возбуждает автофлуоресценцию в световодах 214.From fig. 3, it can be seen that the spectral characteristic of the filter material corresponding to the
Примеры борьбы с нежелательной автофлуоресценцией световодов 214 будут рассмотрены ниже согласно фиг. 3-7. Согласно диаграммам энергетических состояний на фиг. 4-6, световоды 214, согласно одному примеру, могут содержать материал, в котором имеется гаситель фотонного излучения. Согласно другому аспекту, фильтрующий материал может содержать молекулы красителя, обеспечивающие поглощение в полосе длин волн возбуждающего светового излучения 101.Examples of combating unwanted autofluorescence of light guides 214 will be discussed below in accordance with FIG. 3-7. According to the energy state diagrams in FIG. 4-6, the light guides 214, according to one example, may contain a material that includes a photon radiation absorber. In another aspect, the filter material may contain dye molecules that provide absorption within a wavelength band of the
Диаграмма энергетических состояний фиг. 4 изображает переход энергетического состояния красителя без гасителя фотонного излучения. При возбуждении или по окончании периода релаксации возбужденного состояния краситель, обладающий определенными характеристиками перехода между энергетическими состояниями, как показано на диаграмме фиг. 4, при возвращении к основному состоянию излучает фотоны. На фиг. 5 показана диаграмма энергетических состояний красителя, содержащего гаситель фотонного излучения. Согласно фиг. 5, краситель, содержащий гаситель фотонного излучения, при возбуждении возвращается в основное состояние по истечении периода релаксации возбужденного состояния. Однако, за счет действия гасителя фотонного излучения, фотоны при возвращении в основное состояние не высвобождаются. При возвращении в основное состояние скорее испускаются фононы. Возврат в основное состояние сопровождается высвобождением тепловой энергии, а не фотонов.Energy state diagram Fig. 4 depicts the transition of the energy state of the dye without a photon radiation absorber. Upon excitation or at the end of the relaxation period of the excited state, a dye having certain transition characteristics between energy states, as shown in the diagram of FIG. 4, when returning to the ground state, emits photons. In fig. Figure 5 shows a diagram of the energy states of a dye containing a photon radiation absorber. According to FIG. 5, a dye containing a photon radiation absorber, when excited, returns to the ground state after the relaxation period of the excited state has elapsed. However, due to the action of a photon radiation absorber, photons are not released when returning to the ground state. When returning to the ground state, phonons are more likely to be emitted. The return to the ground state is accompanied by the release of thermal energy, not photons.
Красители, обладающие характеристиками переходов между энергетическими состояниями, какие показаны на диаграмме фиг. 4, являются излучающими красителями, а красители, обладающие характеристиками переходов между энергетическими состояниями, какие показаны на диаграмме фиг. 5, являются неизлучающими красителями.Dyes having the characteristics of transitions between energy states, such as those shown in the diagram of FIG. 4 are emissive dyes, and dyes having the characteristics of transitions between energy states, as shown in the diagram of FIG. 5, are non-emissive dyes.
Химическая структура (2) красителя, соответствующего одному примеру, и содержащему подходящий гаситель фотонного излучения, который гасит эмиссию фотонов, показана ниже.The chemical structure (2) of a dye corresponding to one example and containing a suitable photon quencher that quenches photon emission is shown below.
Химическая структурная формула (2) иллюстрирует строение металлокомплексного красителя, который действует в качестве гасителя фотонного излучения в целях гашения эмиссии фотонов. Согласно одному примеру, металлокомплексный краситель может быть представлен красителем в виде октаэдрического комплекса переходного металла со структурной формулой (2). Конкретный металлокомплексный краситель, обладающий структурной формулой (2), содержит две молекулы красителя + ион хрома, при этом некоторые комплексы могут включать в себя одну молекулу красителя +один ион хрома (Cr) или ион другого металла. Структурная формула (2) содержит шесть лигандных связей: O, N и стандартное кристаллическое поле. Согласно структурной формуле (2), имеется гаситель фотонного излучения, обеспечиваемый ионом переходного металла - трехвалентного хрома. Согласно одному примеру, Cr3+ может обеспечить функцию гашения фотонного излучения. Могут быть использованы и другие переходные металлы. К переходным металлам для использования в металлокомплексных красителях, согласно настоящему изобретению, могут относиться: скандий, титан, ванадий, марганец, железо, кобальт, никель, медь. Для выбора других металлов энергетические уровни между ионом металла и молекулой красителя могут перекрываться. Согласно одному примеру, переходный металл для использования в металлокомплексном красителе может быть выбран так, чтобы кривая спектра поглощения перекрывалась с кривой флуоресцентного излучения выбранного красителя, так чтобы переходный металл мог обеспечить функцию гашения фотонного излучения на всем протяжении спектральной кривой флуоресцентного излучения выбранного красителя.Chemical structural formula (2) illustrates the structure of a metal complex dye, which acts as a photon quencher for the purpose of quenching photon emission. According to one example, the metal complex dye may be an octahedral transition metal complex dye with structural formula (2). A particular metal complex dye having structural formula (2) contains two dye molecules + a chromium ion, while some complexes may include one dye molecule + one chromium (Cr) ion or another metal ion. Structural formula (2) contains six ligand bonds: O, N and the standard crystal field. According to the structural formula (2), there is a photon radiation absorber provided by a transition metal ion - trivalent chromium. According to one example, Cr3+ can provide a photon radiation suppression function. Other transition metals may also be used. Transition metals for use in metal complex dyes according to the present invention may include: scandium, titanium, vanadium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper. To select other metals, the energy levels between the metal ion and the dye molecule may overlap. According to one example, the transition metal for use in the metal complex dye may be selected such that the absorption spectrum curve overlaps with the fluorescence emission curve of the selected dye, so that the transition metal can provide a photon quenching function throughout the fluorescence emission spectral curve of the selected dye.
В примере металлокомплексного красителя со структурной формулой (2), металлокомплексный краситель содержит связанный с ним, изображенный в структурной формуле (2) протон. Противоположно заряженный ион (противоион), связанный с металлокомплексным красителем, образован путем поглощения положительного (+) заряда, обусловленного протоном металлокомплексного красителя, изображенным в структурной формуле (2), и может быть выбран, согласно одному примеру, по характеристике гидрофобности и характеристике УФ поглощения. Согласно одному примеру, алкиламин, первичный амин, вторичный амин или третичный амин могут связываться с металлокомплексным красителем, образуя противоположно заряженный ион, который может содержать алкиламмоний, когда связан с металлокомплексным красителем.In the example of a metal complex dye with structural formula (2), the metal complex dye contains a proton associated with it, shown in structural formula (2). The oppositely charged ion (counterion) associated with the metal complex dye is formed by absorbing a positive (+) charge due to the proton of the metal complex dye shown in structural formula (2), and can be selected, according to one example, by hydrophobicity characteristic and UV absorption characteristic . In one example, an alkylamine, primary amine, secondary amine, or tertiary amine can bind to a metal complex dye to form an oppositely charged ion, which may contain an alkyl ammonium when bound to the metal complex dye.
Металлокомплексный краситель, согласно одному примеру, может и не проявлять особую растворимость сам по себе, и поэтому противоположно заряженный ион может быть выбран так, чтобы увеличить растворимость. Противоположно заряженный ион может быть выбран по характеристике гиброфобности, чтобы способствовать прозрачности полимера и/или растворителя и для уменьшения светорассеяния. Например, противоположно заряженный ион может обеспечить возможность более равномерного распределения металлокомплексного красителя, увеличивая его прозрачность и уменьшая светорассеяние. Противоположно заряженный ион может быть выбран по характеристике УФ поглощения, например, так, чтобы противоположно заряженный ион не вносил нежелательный вклад во флуоресценцию. Например, поглощение противоположно заряженного иона может влиять на характеристики флуоресценции путем вступления в конфликт со спектром комплекса красителя, и может быть выбрано так, чтобы не иметь конфликтующего спектра. Согласно одному примеру, в качестве противоиона может быть выбран гидрофобный амин. Согласно другому примеру, следует понимать, что в зависимости от металлического центра и выбранных лигандов металлокомплексный краситель может иметь нулевой заряд, результирующий положительный заряд или результирующий отрицательный заряд.The metal complex dye, in one example, may not be particularly soluble on its own, and therefore an oppositely charged ion may be selected to increase solubility. The oppositely charged ion may be selected for its hybrophobicity characteristic to promote polymer and/or solvent transparency and to reduce light scattering. For example, an oppositely charged ion may allow a metal complex dye to be distributed more evenly, increasing its transparency and reducing light scattering. The oppositely charged ion may be selected based on its UV absorption characteristic, for example, so that the oppositely charged ion does not make an undesirable contribution to fluorescence. For example, the absorption of an oppositely charged ion may affect the fluorescence characteristics by conflicting with the spectrum of the dye complex, and may be selected not to have a conflicting spectrum. In one example, a hydrophobic amine may be selected as the counterion. According to another example, it will be understood that depending on the metal center and the ligands chosen, the metal complex dye may have a zero charge, a net positive charge, or a net negative charge.
Согласно одному примеру, противоположно заряженный ион, связанный с металлокомплексным красителем, изображенным в структурной формуле (2), может быть обеспечен алкиламином. Согласно примеру, противоположно заряженный ион, связанный с металлокомплексным красителем, изображенным в структурной формуле (2), может быть обеспечен третичным амином. В третичном амине атом азота имеет три органических заместителя. Согласно примеру, противоположно заряженный ион, связанный с металлокомплексным красителем, изображенным в структурной формуле (2), может быть обеспечен третичным алкиламином. According to one example, the oppositely charged ion associated with the metal complex dye depicted in structural formula (2) may be provided by an alkylamine. According to an example, the oppositely charged ion associated with the metal complex dye shown in structural formula (2) may be provided by a tertiary amine. In a tertiary amine, the nitrogen atom has three organic substituents. According to an example, the oppositely charged ion associated with the metal complex dye depicted in structural formula (2) may be provided by a tertiary alkylamine.
Кроме того, согласно другим примерам металлокомплексного красителя, противоположно заряженный ион соответствующего заряда может быть выбран так, чтобы быть связанным с металлокомплексным красителем. Согласно некоторым вариантам осуществления, отрицательно или положительно заряженный ион может быть выбран так, чтобы нейтрализовать результирующий заряд молекулы металлокомплексного красителя, и/или, добавляя гидрофобности, в некоторых вариантах позволить металлокомплексному красителю быть включенным в раствор. Дополнительно, когда заряд нулевой, то в некоторых вариантах может не требоваться никакого противоположно заряженного иона. Противоположно заряженный ион может содержать любые заряженные частицы, и в некоторых вариантах содержит первичные, вторичные или третичные амины. Согласно дополнительным вариантам, может быть выбран ион четвертичного аммония.Additionally, according to other examples of the metal complex dye, an oppositely charged ion of appropriate charge may be selected to be associated with the metal complex dye. In some embodiments, a negatively or positively charged ion may be selected to neutralize the net charge on the metal complex dye molecule, and/or, by adding hydrophobicity, in some embodiments, allow the metal complex dye to be incorporated into the solution. Additionally, when the charge is zero, in some embodiments no oppositely charged ion may be required. The oppositely charged ion may contain any charged species, and in some embodiments, contains primary, secondary or tertiary amines. In further embodiments, a quaternary ammonium ion may be selected.
Согласно одному примеру, противоположно заряженный ион, связанный с металлокомплексным красителем, как изображено в структурной формуле (2), может содержать амин, например, NR’R’’R’’’, где по меньшей мере одна из R групп представляет собой цепь, прямую или разветвленную по меньшей мере с четырьмя атомами. Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения, в цепи могут присутствовать по меньшей мере 10 атомов. Цепь может образовывать длинную цепь или может образовывать полимер. Цепь может представлять собой главным образом углеводородную группу, или может содержать иные функциональные группы, такие, чтобы краситель мог быть по возможности растворимым в любом необходимом растворителе, а полимер мог быть растворимым в растворителе в зависимости от функциональных групп полимера. Другие R группы могут такими же или водородными, или могут содержать другую цепь. Согласно одному примеру, цепь может быть C4-C20, включая циклические, цепочечные или кольцевые структуры. Согласно некоторым вариантам, противоположно заряженный ион может включать в себя более одного типа противоионов. Следует признать, что некоторые смеси противоионов удобны для использования в растворах, где может быть использовано более одного полимерного материала. То есть некоторые алкил-группы могут быть разными, и противоположно заряженный ион может включать в себя множество противоионов.According to one example, the oppositely charged ion associated with the metal complex dye, as depicted in structural formula (2), may contain an amine, for example, NR'R''R''', where at least one of the R groups is a chain, straight or branched with at least four atoms. According to some embodiments of the invention, at least 10 atoms may be present in the chain. The chain may form a long chain or may form a polymer. The chain may be primarily a hydrocarbon group, or may contain other functional groups such that the dye may be as soluble in any desired solvent and the polymer may be soluble in the solvent depending on the functional groups of the polymer. Other R groups may be the same or hydrogen, or may contain a different chain. According to one example, the chain may be C4-C20, including cyclic, chain or ring structures. In some embodiments, the oppositely charged ion may include more than one type of counterion. It should be recognized that some counterion mixtures are suitable for use in solutions where more than one polymer material may be used. That is, some alkyl groups may be different, and an oppositely charged ion may include many counterions.
На фиг. 6 изображена диаграмма энергетических состояний, иллюстрирующая свойства металлокомплексных красителей. Фиг.6 представляет диаграмму энергетических состояний для Cr(CNtBuAr3NC)3. Согласно данной диаграмме, металлокомплекс может приводить к сверхбыстрой безызлучательной (без автофлуоресценции) релаксации в силу того, что центрированные на металле состояния лежат ниже комплекса переноса заряда от металла к лиганду (MLCT, англ. metal-to-ligand charge transfer). Для соединения Cr(CNtBuAr3NC)3, изображенного на диаграмме состояний фиг. 6, поле лигандов может быть достаточно слабым, так что центрированные на металле 3d-d возбужденные состояния могут находиться энергетически ниже комплекса MLCT, что приводит к сверхбыстрому возбужденному состоянию. Металлокомплексные красители могут демонстрировать сверхбыстрое уменьшение населенности возбужденного состояния посредством безызлучательной релаксации. В соответствии с диаграммой переходов между энергетическими состояниями по фиг. 6, металлокомплекс, выполняющий функцию гашения люминесценции, осуществляет гашение фотонов так, что возврат в основное состояние сопровождается испусканием фонона и высвобождением тепловой энергии, а не эмиссией фотона.In fig. 6 is an energy state diagram illustrating the properties of metal complex dyes. FIG. 6 presents an energy state diagram for Cr(CN tBu Ar 3 NC) 3 . According to this diagram, the metal complex can lead to ultrafast non-radiative (without autofluorescence) relaxation due to the fact that the metal-centered states lie below the metal-to-ligand charge transfer (MLCT) complex. For the compound Cr(CN tBu Ar 3 NC) 3 shown in the phase diagram of FIG. 6, the ligand field can be weak enough such that the metal-centered 3d-d excited states can be energetically below the MLCT complex, resulting in an ultrafast excited state. Metal complex dyes can exhibit ultrafast decrease in excited state population via nonradiative relaxation. In accordance with the diagram of transitions between energy states in FIG. 6, the metal complex, which performs the function of luminescence quenching, quenches photons so that the return to the ground state is accompanied by the emission of a phonon and the release of thermal energy, rather than the emission of a photon.
Чтобы получить фильтрующий материал, молекулы красителя в порошковой форме, например, содержащие гаситель фотонного излучения, и, согласно одному примеру, представленные металлокомплексным красителем, могут быть растворены в растворителе с добавлением жидкого полимерного связующего, чтобы сформировать жидкую матрицу, содержащую молекулы красителя и молекулы полимера. Указанная жидкость может быть помещена в полость диэлектрического пакета детектора 200 и произведено ее испарение, чтобы сформировать фильтрующий материал, содержащий твердый краситель и полимерную матрицу, в которой молекулы красителя подвешены среди молекул связующей матрицы полимера.To prepare the filter material, dye molecules in powder form, such as those containing a photon quencher and, in one example, a metal complex dye, can be dissolved in a solvent with the addition of a liquid polymer binder to form a liquid matrix containing the dye molecules and the polymer molecules . This liquid may be placed in the cavity of the dielectric package of the
Фильтрующий материал для формирования световода 214, согласно одному примеру, может содержать молекулы металлокомплексного красителя, подвешенные в полимерной связующей матрице, как это изложено в настоящем описании. Сформированный фильтрующий материал, содержащий молекулы металлокомплексного красителя, подвешенные в полимерной связующей матрице, при освещении возбуждающим световым излучением 101 с центральной длиной волны около 523 нм может демонстрировать спектральную характеристику, представленную спектральной кривой 1404 на фиг. 3. В соответствии с одним примером согласно фиг. 3, если предусмотреть фильтрующий материал, содержащий краситель с гасителем люминесценции (что предполагает, например, использование металлокомплексного красителя), то можно уменьшить сигналы автофлуоресценции, испускаемые материалом фильтра, на длинах волн приблизительно 570 нм или более до уровня приблизительно 5% (при наблюдении соответствующих сигналов автофлуоресценции согласно спектральной кривой 1304 и 1404 на длине волны приблизительно 570 нм) или менее от ожидаемых значений в случае, если бы использовался фильтрующий материал, содержащий краситель без гасителя фотонного излучения.The filter material for forming the
Создание матрицы молекул красителя с молекулой полимерного связующего обеспечивает технологичность выполнения ряда полупроводниковых процессов, например, химического осаждения из газовой среды (CVD, англ. Chemical Vapor Deposition), нанесения покрытия методом центрифугирования, травления, выравнивания и т.п.Creating a matrix of dye molecules with a polymer binder molecule provides manufacturability for a number of semiconductor processes, for example, chemical vapor deposition (CVD, Chemical Vapor Deposition), spin coating, etching, leveling, etc.
Согласно одному примеру, фильтрующий материал, представленный матрицей металлокомплексного красителя, может иметь весовое соотношение «краситель/полимер» в интервале приблизительно от 70:30 до 90:10. При концентрациях выше указанного диапазона может быть нарушена структурная целостность матрицы, а при концентрациях ниже указанного диапазона могут быть нарушены характеристики фильтрации. Согласно одному примеру, фильтрующий материал, представленный матрицей металлокомплексного красителя, может иметь молекулярное соотношение приблизительно от 1 молекулы красителя : 50 молекул полимера до 1 молекулы красителя : 150 молекул полимера. Согласно одному примеру, фильтрующий материал, представленный полимерным связующим и матрицей металлокомплексного красителя, может иметь молекулярное соотношение приблизительно 1 молекула красителя : 100 молекул полимера.According to one example, the metal complex dye matrix filter material may have a dye/polymer weight ratio ranging from about 70:30 to about 90:10. At concentrations above the specified range, the structural integrity of the matrix may be compromised, and at concentrations below the specified range, filtration performance may be compromised. According to one example, the metal complex dye matrix filter material may have a molecular ratio of about 1 dye molecule:50 polymer molecules to 1 dye molecule:150 polymer molecules. According to one example, the filter material comprised of a polymer binder and a metal complex dye matrix may have a molecular ratio of approximately 1 dye molecule to 100 polymer molecules.
Хотя более высокие концентрации молекул красителя улучшают задерживание возбуждающего светового излучения, следует признать, что при более высоких концентрациях может наблюдаться повышенное светорассеяние. Бороться со светорассеянием можно дополнительными процессами фильтрования частиц порошкового красителя перед перемешиванием с жидкостью полимерного связующего.Although higher concentrations of dye molecules improve the retention of excitation light, it should be recognized that increased light scattering may occur at higher concentrations. Light scattering can be combated by additional processes of filtering powder dye particles before mixing with the polymer binder liquid.
На фиг. 7 представлен график зависимости оптической плотности (OD,англ. Optical Density) от толщины пленки, иллюстрирующий характеристики фильтрации фильтрующего материала, содержащего матрицу металлокомплексного красителя, подвешенного матрице полимерного связующего. Как видно из фиг. 7, OD величиной приблизительно 10 может быть достигнута в пределах располагаемого пространства 3,5 мкм. Согласно спектральным кривым, представленным на фиг. 2, целевым спектральной кривой для фильтрации является кривая 1202 возбуждающего светового излучения 101 с центральной (пиковой) длиной волны приблизительно 523 нм. Согласно зависимостям OD от толщины пленки, показанным на фиг. 7, если световод 214 сформировать из матрицы металлокомплексного красителя, подвешенного в матрице полимерного связующего, имеющей толщину приблизительно 3,5 мкм, то световод 214 сможет обладать OD величиной приблизительно 10 единиц на центральной длине волны (пиковой) возбуждающего светового излучения приблизительно 523 нм. Если световод 214 сформировать из матрицы металлокомплексного красителя, подвешенного в матрице полимерного связующего, имеющей толщину приблизительно 2 мкм, то световод 214 сможет обладать OD величиной приблизительно 7 на центральной длине волны (пиковой) возбуждающего светового излучения приблизительно 523 нм.In fig. Figure 7 is a graph of optical density (OD) versus film thickness, illustrating the filtration characteristics of a filter material containing a metal complex dye matrix suspended in a polymer binder matrix. As can be seen from Fig. 7, an OD of approximately 10 can be achieved within a available space of 3.5 µm. According to the spectral curves presented in Fig. 2, the target spectral waveform for filtering is the
Для восприятия света фотоприемник 202 может находиться в пространстве на определенном расстоянии от детекторной поверхности 206 (фиг. 1). Согласно одному примеру, указанным определенным расстоянием может быть расстояние в диапазоне, например, приблизительно от 4 мкм до 6 мкм. Как можно видеть на фиг. 1, световоды 214 могут иметь пространственные ограничения в зависимости от требований разнесения фотоприемников 202 и детекторной поверхности 206. Учитывая зависимости оптической плотности от толщины, изображенные на фиг. 7, материал для построения световодов 214 может быть выбран так, чтобы удовлетворить требованиям целевой OD в зависимости от пространственных характеристик детектора 200, при этом может быть достигнута оптическая плотность, подходящая для многих применений, даже там, где располагаемое пространство ограниченно.To sense light, the
Как видно из совмещенных графиков на фиг. 2, фотоприемники 202 могут воспринимать излучаемый световой сигнал 501, относящийся к флуоресценции флуорофора, но в случае идеальной работы не могут обнаруживать возбуждающее световое излучение 101, представленное спектральной кривой 1202. Для того, чтобы заставить фотоприемники 202 обнаруживать излучаемый световой сигнал 501, относящийся к флуорофору, прикрепленному к пробе 502, но не регистрировать возбуждающее световое излучение 101, система 100 может содержать один или более фильтров. Например, световоды 214 могут быть выполнены из фильтрующего материала, который задерживает свет в энергетической полосе возбуждающего светового излучения 101, которая представлена спектральной кривой 1202. Таким образом, излучаемый световой сигнал 501, представленный спектральной кривой 1214, подлежит обнаружению фотоприемниками 202 без обнаружения возбуждающего светового излучения 101. Однако, как было отмечено, фильтрующий материал, формирующий световод 214, способен к самосвечению (автофлуоресценции) в ответ на возбуждение возбуждающим световым излучением 101. В приведенных в настоящем описании примерах предусмотрено, что световоды 214 блокируют возбуждающее световое излучение, демонстрируя уменьшенную автофлуоресценцию, так чтобы сохранить требуемую координацию между спектральными характеристиками флуоресценции, возбуждения и обнаружения, как представлено на фиг. 2.As can be seen from the combined graphs in Fig. 2, the
Согласно приведенным в настоящем описании примерам, следует признать, что сдвиг влево спектральной кривой 1220 детектора 200 может увеличивать обнаружение испускаемого светового сигнала 501, спектральная характеристика которого представлена спектральной кривой 1214. Следует понимать, что согласно настоящему описанию, сдвиг влево относится к гипсохромному (коротковолновому) сдвигу или сдвигу в синюю область. Рассматриваемый здесь фильтрующий материал, содержащий матрицу металлокомплексного красителя, подвешенного в матрице полимерного связующего, может быть приспособлен к сдвигу спектральной кривой 1220 влево путем реализации различных характеристик. Чтобы осуществить сдвиг спектральной кривой 1220 влево, могут быть изменены определенные замещающие группы лигандов, окружающих металлокомплексный краситель со структурной формулой (2). Например, фенильные группы и другие функциональные группы могут действовать в качестве флуорофоров, и могут также быть заменены для левого сдвига спектра. Например, метильные группы могут быть заменены трифторметильными или иными группами, а атомы водорода в некоторых вариантах осуществления могут быть заменены атомами хлора или брома. Спектр может быть сдвинут влево или вправо в зависимости от конкретного используемого металлокомплексного красителя, путем замены групп-доноров электронов на группы-акцепторов электронов и наоборот. В контексте настоящего изобретения сдвиг вправо относится к батохромному (длинноволновому) сдвигу или красному сдвигу спектра. Таким образом, в любом варианте осуществления изобретения спектр можно корректировать путем изменения функциональных групп металлокомплексного красителя.As illustrated herein, it will be appreciated that a leftward shift in the
Согласно одному примеру, фильтрующий материал может содержать краситель с гасителем фотонного излучения, при этом указанный краситель может быть безызлучательного типа. Согласно одному примеру, гаситель фотонного излучения может содержать хром (Cr). Согласно одному примеру, краситель может являться металлокомплексным красителем, содержащим гаситель фотонного излучения, который обеспечивается ионом переходного металла - трехвалентного хрома. Согласно примеру, фильтрующий материал может быть построен в виде матрицы, содержащей краситель и связующий полимер, причем краситель может содержать гаситель фотонного излучения. Согласно примеру, фильтрующий материал может быть построен в виде матрицы, содержащей краситель и связующий полимер, причем краситель может представлять собой металлокомплексный краситель. Согласно примеру, фильтрующий материал может быть сформирован красителем, подвешенным в полимерной матрице, причем краситель может содержать гаситель фотонного излучения. Согласно одному примеру, фильтрующий материал может быть сформирован красителем, подвешенным в полимерной матрице, причем краситель может представлять собой металлокомплексный краситель.According to one example, the filter material may contain a photon-absorbing dye, which dye may be a non-radiative type. According to one example, the photon radiation absorber may comprise chromium (Cr). According to one example, the dye may be a metal complex dye containing a photon quencher that is provided by a transition metal ion, trivalent chromium. According to an example, the filter material may be constructed in the form of a matrix containing a dye and a binder polymer, wherein the dye may contain a photon radiation absorber. According to an example, the filter material may be constructed in the form of a matrix containing a dye and a binder polymer, wherein the dye may be a metal complex dye. According to an example, the filter material may be formed by a dye suspended in a polymer matrix, wherein the dye may comprise a photon radiation absorber. According to one example, the filter material may be formed by a dye suspended in a polymer matrix, wherein the dye may be a metal complex dye.
Рассматриваемые в настоящем описании примеры учитывают, что на характеристики системы 100 может отрицательно влиять фоновый шум, который в данном случае связан с нежелательной световой энергией, излучаемой источником внешним по отношению к детектору 200. Рассматриваемые примеры учитывают, что на соотношение сигнал/шум детектора 200 может отрицательно влиять фоновый свет диапазона флуоресценции, излучаемый источниками внешними по отношению к детектору 200. Шумовые излучения диапазона флуоресценции в системе 100 могут быть связаны с источниками иными, нежели источники автофлуоресценции внутри детектора 200.The examples discussed herein recognize that the performance of the
Рассматриваемые в настоящем описании примеры учитывают, что хотя источник 10 возбуждающего светового излучения может быть выполнен с возможностью идеального излучения света в сравнительно узкой полосе длин волн, например, в зеленой области спектра, но могут работать и внутренние источники автофлуоресценции, например, может иметь место самосвечение оптических компонентов, и свет, который испускает источник 10 возбуждающего светового излучения, может включать нежелательные световые лучи более длинных волн в полосе флуоресценции детектора 200 и фотоприемников 202. Рассматриваемые примеры учитывают, что свет в диапазоне флуоресценции может поступать в систему 100 из источников иных, нежели источник 10 возбуждающего светового излучения. The examples discussed herein take into account that although the
Согласно фиг. 8, предложены дополнительные меры для увеличения соотношения сигнал/шум детектора 200. Согласно фиг. 8 будут рассмотрены меры для подавления (например, частичного или полного) фонового шумового излучения в диапазоне флуоресценции, которое без принятия указанных мер было бы принято детектором 200. Используемые в настоящем изобретении меры подавления могут сократить диапазон длин волн флуоресценции, которые воспринимаются фотоприемниками 202, и не могут быть связаны с испускаемым световым сигналом 501.According to FIG. 8, additional measures are proposed to increase the signal-to-noise ratio of the
Свойства фильтрующего материала, изложенные согласно фиг. 3-7, уменьшают шум в диапазоне флуоресценции за счет сокращения внутренней автофлуоресценции внутри детектора 200. Функциональные характеристики детекторной поверхности 206, которые будут рассмотрены согласно фиг. 8, уменьшают нежелательный фоновый шум в диапазоне флуоресценции путем подавления (например, частичного или полного) световой энергии диапазона флуоресценции, падающей на детекторную поверхность 206. Свойства, описанные согласно фиг. 3-7, могут быть реализованы независимо от функциональных характеристик фиг. 8 или, согласно одному примеру, в комбинации с функциональными характеристиками фиг. 8, в целях решения проблемы шума в диапазоне флуоресценции путем использования сочетания внутренних свойств (фиг. 3-7) детектора и свойств детекторной поверхности (фиг. 8).The properties of the filter material set out according to FIG. 3-7 reduce noise in the fluorescence range by reducing the internal autofluorescence within the
Согласно фиг. 8, детектор 200, согласно одному примеру, может быть выполнен так, что энергия света, падающего на детекторную поверхность 206, может порождать электромагнитное поле, исходящее от детекторной поверхности 206, которое гасит (частично или полностью) энергию падающего света, которая в ином случае передавалась бы через реакционную впадину 210. Приводимые в настоящем описании примеры учитывают, что поведение индуцированного поля, исходящего от детекторной поверхности 206, которое порождено световыми лучами, падающими на детекторную поверхность 206, может быть более управляемым и предсказуемым, когда отношение коэффициентов преломления детекторной поверхности 206 и жидкости внутри проточной ячейки 282 увеличивается. Коэффициент преломления детекторной поверхности 206 может определяться коэффициентом преломления материала пассивирующего слоя 258, который примыкает к проточной ячейке 282 и формирует детекторную поверхность 206. Примеры учитывают, что при достаточно высоком отношении коэффициентов преломления детекторной поверхности 206 и жидкости в проточной ячейке 282 лучи возбуждающего светового излучения 101 могут порождать электромагнитное поле, исходящее от детекторной поверхности 206, которое гасит энергию падающего света в зависимости от размера детекторной поверхности 206.According to FIG. 8, the
Согласно фиг. 8, реакционная впадина 210 может иметь размер “D”, представляющий диаметр реакционной впадины 210 на ее верхнем уровне. Примеры учитывают, что электромагнитное поле, порожденное энергией света, падающего на реакционную впадину 210, может подавлять энергию падающего света в зависимости от размера “D”, при этом отношение коэффициентов преломления детекторной поверхности 206 и жидкости в проточной ячейке 282 может являться достаточно высоким. Детектор 200, как показано на фиг. 8, может представлять собой детектор в виде интегральной схемы со структурой 260, образующей детекторную поверхность 206, которая может содержать пассивирующий слой 256 и пассивирующий слой 258. Согласно одному примеру, в котором пассивирующий слой 258, образующий детекторную поверхность 206, сформирован из пятиокиси тантала (Ta2O5), обладающего коэффициентом преломления 206 равным приблизительно 2,13, а жидкость в проточной ячейке 282 имеет водную основу и коэффициент преломления 282 равный приблизительно 1,33, отношение коэффициентов преломления 206/282 материала, образующего детекторную поверхность, и жидкости в проточной ячейке 282 составляет приблизительно 1,60. Согласно одному примеру, в котором пассивирующий слой 258, образующий детекторную поверхность 206, сформирован из нитрида кремния (SiN), обладающего коэффициентом преломления 206 равным приблизительно 2,02, а жидкость в проточной ячейке 282 имеет водную основу и коэффициент преломления 282 равный приблизительно 1,33, отношение коэффициентов преломления 206/ 282 материала, образующего детекторную поверхность, и жидкости в проточной ячейке 282 составляет приблизительно 1,52. Пространственная форма реакционной впадины 210 может быть цилиндрической или в некоторых примерах может иметь вид усеченного конуса, так что поперечное сечение горизонтальной плоскостью, которая входит в плоскость чертежа фиг.8, по существу является круговым. Продольная ось 268 может проходить через геометрический центр поперечного сечения.According to FIG. 8,
Приводимые примеры учитывают, что для детекторной поверхности 206, представленной на фиг. 8 и содержащей реакционную впадину 210 (нанолунку) с размером D и подходящим высоким отношением коэффициентов преломления 206/282 существует критическая длина волны c, причем волны с длиной более короткой, чем критическая длина волны c передаются внутрь реакционной впадины 210 и внутрь детектора 200, а волны более длинные, чем критическая длина волны c гасятся (частично или полностью) посредством детекторной поверхности 206, содержащей реакционную впадину 210. Примеры дополнительно учитывают, что упомянутая критическая длина волны c зависит от размера D, так что можно управлять размером D, чтобы настраивать критическую длину волны c на требуемое значение. Точнее критическую длину волны c можно увеличивать, если увеличивать размер D, и можно уменьшать, если уменьшать размер D. Если не вдаваться в теорию в отношении учета данного эффекта, то световые лучи, падающие на детекторную поверхность 206, могут порождать электромагнитное поле, исходящее от детекторной поверхности 206, которое подавляет (частично или полностью) энергию падающего света, которая в ином случае была бы передана через реакционную впадину 210.The examples take into account that for the
Функция подавления световой энергии может быть успешно реализована в конструкции детекторной поверхности 206. Согласно одному примеру, рассмотренному со ссылкой на фиг. 8, размер D может быть выбран, чтобы задать критическую длину волны c, так чтобы волны с длиной приблизительно равной центральной (пиковой) длине волны а возбуждающего светового излучения 101 или более короткие передавались через реакционную впадину 210 в детектор 200, и дополнительно так, чтобы волны с длиной приблизительно равной самой короткой длине волны b полосы обнаружения и более длинные гасились детекторной поверхностью 206. Передача волн с длиной приблизительно равной центральной (пиковой) длине волны а возбуждающего светового излучения 101 или более коротких может гарантировать надлежащее возбуждение флуорофоров в соответствии с конструкцией системы 100, а подавление волн с длиной приблизительно равной самой короткой длине волны b полосы обнаружения и более длинных может увеличить соотношение сигнал/шум детектора 200.The light energy suppression function can be successfully implemented in the design of the
Хотя c можно настраивать в зависимости от D, точное соотношение между D и эффектами подавления света может изменяться в зависимости от материалов, конфигурации (включая конфигурацию источника 10 возбуждающего светового излучения), и параметров управления процессом конкретно изготовленной системы 100. Тем не менее, информация о соотношении между размером D и эффектом подавления света для конкретной конструкции детектора 200 может быть определена экспериментально. После экспериментального определения информации о соотношении размера D и эффектов подавления света для конкретной конструкции детектора 200 указанная информация может быть использована для установления значения D, т.е. D=d1, где D=d1 выбирают, чтобы задать критическую длину волны c, так чтобы волны с длиной равной центральной (пиковой) длине волны а возбуждающего светового излучения 101 или более короткие передавались в реакционную впадину 210 детектора 200, а также, чтобы волны с длиной приблизительно равной самой короткой длине волны b полосы обнаружения и более длинные (т.е. диапазона флуоресценции) гасились детекторной поверхностью 206.Although c can be adjusted depending on D, the exact relationship between D and light suppression effects may vary depending on the materials, configuration (including the configuration of the excitation light source 10), and process control parameters of the specifically manufactured
Согласно одному варианту способа, можно изготовить и подвергнуть испытанию один или более контрольных образцов детекторов, соответствующих детектору 200. Испытание может включать в себя проверку пропускания возбуждающего светового излучения 101 реакционной впадиной 210. Один или более контрольных образцов могут быть подготовлены и подвергнуты испытанию с целью определения минимального размера D, D=dc, при котором реакционная впадина 210 пропускает возбуждающее световое излучение 101 в соответствии с одним или более критериями пропускания. К указанным одному или более критериям пропускания может относиться, например, условие, что через реакционную впадину 210 передается некоторая пороговая величина (например, 90%, 100%) максимальной энергии возбуждающего светового излучения 101. Один или более контрольных образцов могут быть подготовлены и подвергнуты испытанию с целью определения максимального размера D, D=de, при котором реакционная впадина 210 гасит свет диапазона флуоресценции (например, до различимого количества света диапазона флуоресценции) в полосе обнаружения фотоприемников 202. Для проведения такого испытания могут быть проверены сигналы, считываемые фотоприемниками, со световодами 214, изготовленными в соответствии с техническими требованиями. Когда один или более размеров D=dc или D=de будут определены, может быть подготовлен детектор 200, соответствующий типовой конструкции для производства. В типовой конструкции, согласно одному примеру, может быть выбран D=d1, лежащий в интервале приблизительно от D=dc до D=de. В типовой конструкции, согласно одному примеру, может быть выбран D=d1, находящийся приблизительно на середине расстояния между D=dc и D=de. В типовой конструкции, согласно одному примеру, может быть выбран D=d1 приблизительно равный D=dc. В типовой конструкции, согласно одному примеру, может быть выбран D=d1 приблизительно равный D=de. В описанных примерах размер D может быть выбран, чтобы задать критическую длину волны c так, чтобы c находилась в интервале длин волн между приблизительно а и приблизительно b, причем волны с длиной короче c пропускаются реакционной впадиной 210, а волны длиннее c подавляются реакционной впадиной 210, при этом а это центральная длина волны возбуждающего светового излучения 101, а b - самая короткая длина волны полосы обнаружения набора 201 сенсоров.In one embodiment of the method, one or more test samples of detectors corresponding to
Согласно совмещенным спектральным кривым на фиг. 2, возбуждающее световое излучение 101 может иметь центральную (пиковую) длину волны приблизительно 523 нм (a), а у детектора 200 с фотоприемниками 202 полоса обнаружения может начинаться приблизительно на 580 нм (самая короткая длина волны b полосы обнаружения). Таким образом, согласно одному примеру, размер реакционной впадины 210, выполненной так, чтобы обладать подходящим коэффициентом преломления, может быть задан так, чтобы пропускать падающий свет с длинами волн приблизительно 523 нм и короче, и подавлять энергию падающего света с длинами волн приблизительно 580 нм и длиннее. В случае, когда детектор 200 имеет такую конфигурацию, при которой D=d1≈ c, так что расстояние d1 подобно критической длине волны c, размер D может быть задан соответственно D=550 нм, чтобы пропускать возбуждающее световое излучение 101 в реакционную впадину 210, и подавлять нежелательные волны диапазона флуоресценции в соответствии со спектральными кривыми фиг. 2. При описанной конфигурации размер детекторной поверхности 206 может быть выбран так, чтобы позволять прохождение световой энергии с длинами волн приблизительно 523 нм и короче, и гасить энергию падающего света на длинах волн приблизительно 580 нм и более.According to the combined spectral curves in Fig. 2, the
В настоящем изобретении предлагается способ, включающий этап, на котором контрольный образец детектора, соответствующий детектору 200 (обладающий структурой 260, образующей детекторную поверхность 206), подвергают испытанию с целью определения информации, которая указывает на соотношение между размером, например, D, детекторной поверхности 206 и эффектом подавления электромагнитного поля (например, включая информацию такую как dc, de и/или иную информацию, связывающую D c c), и используют полученную информацию при изготовлении структуры 260, образующей детекторную поверхность 206, задавая размер реакционной впадины 210 образующей поверхности 206 в целях пропускания возбуждающего светового излучения 101 в полосе длин волн возбуждения (включая центральную (пиковую) длину волны a) и подавления световой энергии, падающей на детекторную поверхность 206 в полосе обнаружения набора 201 фотоприемников.The present invention provides a method including subjecting a detector test sample corresponding to detector 200 (having
Пространственная форма реакционной впадины 210 может быть цилиндрической или в некоторых примерах может иметь вид усеченного конуса, так что поперечное сечение горизонтальной плоскостью, которая входит в плоскость чертежа на фиг.8, по существу является круговым. Продольная ось 268 может проходить через геометрический центр поперечного сечения. Однако, в других примерах может быть использована иная геометрия. К примеру, поперечное сечение может быть квадратным или восьмиугольным. Согласно одному примеру, экранирующая структура 250 может иметь толщину приблизительно 100-600 нм, пассивирующий слой 256 может иметь толщину приблизительно 100-600 нм, пассивирующий слой 258 может иметь толщину приблизительно 50-500 нм, окно 252 может иметь диаметр приблизительно от 700 нм до 1,5 мкм, а реакционная впадина 210, если таковая присутствует, может иметь высоту H приблизительно от 50 нм до 500 нм.The spatial shape of the
Фиг. 9 и 10 иллюстрируют дополнительные подробности детектора 200, располагающего одним или более средствами для снижения шума в диапазоне флуоресценции.Fig. 9 and 10 illustrate further details of the
Согласно фиг. 9-10, предложены: детекторная поверхность 206 для поддержания биологических или химических субстанций; набор 201 фотоприемников, содержащий фотоприемники 202 и схему 246 для передачи сигналов данных, обусловленных фотонами, которые обнаружены фотоприемниками 202; набор 213 световодов, содержащий световоды 214; при этом световоды 214 из набора 213 световодов выполнены с возможностью приема возбуждающего светового излучения 101 и испускаемого светового сигнала 501 от детекторной поверхности 206, причем световоды 214 проходят в направлении соответствующих фотоприемников 202 набора 201 фотоприемников, и содержат фильтрующий материал, который задерживает возбуждающее световое излучение 101, но позволяет испускаемому световому сигналу 501, который испускают флуоресцирующие флуорофоры, распространяться в направлении соответствующих фотоприемников 202, при этом детекторная поверхность 206 содержит реакционную впадину 210, которая обладает коэффициентом преломления и размером, которые позволяют подавлять энергию фонового света, падающего на детекторную поверхность в полосе обнаружения набора 201 фотоприемников.According to FIG. 9-10, proposed: a
Детектор 200 может содержать набор 201 фотоприемников 202, набор 213 световодов 214 и набор 209 реакционных впадин 210. В определенных примерах указанные компоненты организованы так, что каждый фотоприемник 202 совмещен с одним световодом 214 и одной реакционной впадиной 210. Однако, согласно другим примерам, один фотоприемник может принимать фотоны через более, чем один световод 214. В некоторых примерах может быть предусмотрено, чтобы с каждым фотоприемником из набора фотоприемников сопрягались более чем один световод и/или более чем одна реакционная впадина. В некоторых примерах может быть предусмотрено, чтобы более чем один световод и/или фотоприемник были совмещены с реакционной впадиной из набора реакционных впадин. Термин «набор» не обязательно касается всех без исключения элементов определенного типа, которые имеются в детекторе. Например, «набор фотоприемников» может не включать в себя все до единого фотоприемники детектора 200. Согласно другому примеру, набор 213 световодов не обязательно включает в себя все до единого световоды детектора 200. Согласно еще одному примеру, набор 209 реакционных впадин может не касаться всех без исключения реакционных впадин 210 детектора 200. В сущности, если явным образом не оговорено иное, то термин «набор» может не заключать в себе все такие элементы детектора 200.The
В изображенном примере проточная ячейка 282 определена боковой стенкой 284 и накладкой 288, которая поддерживается боковой стенкой 284 и другими боковыми стенками (не показаны). Боковые стенки соединены с детекторной поверхностью 206, и проходят между накладкой 288 и поверхностью 206. В некоторых примерах боковые стенки могут быть сформированы из отверждаемого слоя клея, который связывает накладку 288 с детектором 200.In the illustrated example, flow
Проточная ячейка 282 может иметь высоту H1. Только для примера, высота H1 может составлять приблизительно 50-400 мкм, точнее приблизительно 80-200 мкм Накладка 288 может содержать материал светопрозрачный для возбуждающего светового излучения 101, которое распространяется с наружной стороны узла 20 детектора внутрь проточной ячейки 282.The
Также показано, что накладка 288 может определять впускное и выпускное отверстия 289, 290, которые выполнены с возможностью жидкостного подключения к другим портам (не показаны). Например, упомянутые другие порты могут отходить от кассеты (не показана) или рабочей станции (не показана).It is also shown that the
У детектора 200 имеется детекторная поверхность 206, которая может быть функционально подготовлена (например, химически или физически модифицирована подходящим образом для проведения намеченных реакций). К примеру, детекторная поверхность 206 может быть функционально подготовлена и может включать в себя множество реакционных областей, содержащих одну или более закрепленных там биомолекул. Детекторная поверхность 206 может содержать набор 209 реакционных впадин 210. Каждая из реакционных впадин 210 может содержать одну или более реакционных областей. Реакционные впадины 210 могут быть образованы, например, углублением или изменением глубины по детекторной поверхности 206. Согласно другим примерам, детекторная поверхность 206 может быть плоской.The
На фиг. 10 в увеличенном виде с разрезом представлен детектор 200, и более подробно показаны различные его детали. Точнее, на фиг. 10 изображен один фотоприемник 202, один световод 214, направляющий испускаемый световой сигнал 501 на фотоприемник 202, и сопутствующая схема 246 для передачи сигналов, обусловленных испускаемым световым сигналом 501 (т.е. фотонами), которые обнаружены фотоприемником 202. Следует понимать, что другие фотоприемники 202 из набора 201 фотоприемников (фиг. 9), а также связанные с ними компоненты могут быть построены идентичным или аналогичным образом. Однако, также следует понимать, что изготовление детектора 200 не обязательно должно производиться идентично или целиком одинаково. Напротив, один или более фотоприемников 202 и/или связанных с ними компонентов могут быть изготовлены по-другому или могут иметь другие соотношения друг по отношению к другу.In fig. 10 is an enlarged cutaway view of the
Схема 246 может содержать соединенные между собой проводящие элементы (например, проводники, трассы, перемычки, межсоединения и т.п.), которые способны проводить электрический ток, например, осуществлять передачу сигналов данных, которые обусловлены зарегистрированными фотонами. Детектор 200 образует интегральную схему, содержащую планарный набор фотоприемников 202. Схема 246, образованная внутри детектора 200 может быть предназначена по меньшей мере для выполнения одной из следующих операций: считывания сигналов с фотоприемников 202 после периода экспозиции (периода интегрирования), во время которого заряд накапливается в фотоприемниках 202, усиления сигналов, оцифровки, сохранения и обработки. Схема 246 может осуществлять сбор и анализ обнаруженных испускаемых световых сигналов 501, и генерировать сигналы данных для передачи зарегистрированных данных в систему биоанализа. Схема 246 может также выполнять дополнительную обработку аналоговых и/или цифровых сигналов в детекторе 200. Фотоприемники 202 могут быть электрически связаны со схемой 246 через вентили 241-243.
Согласно одному примеру, детектор 200 может быть оснащен сенсором в виде полупроводниковой интегральной микросхемы, например, интегральной микросхемы на основе комплементарной структуры металл-оксид-полупроводник (КМОП) или интегральной микросхемы прибора с зарядовой связью, (ПЗС). Согласно одному примеру, детектор 200 может представлять собой кристалл (чип) интегральной микросхемы, изготовленный с использованием технологических процессов, применяющихся при производстве интегральных микросхем, таких как процессы изготовления КМОП-интегральных схем.According to one example, the
Разрешение набора 201 фотоприемников, образованного фотоприемниками 202, может составлять более 0,5 Мп (мегапикселей). В более конкретных примерах указанное разрешение может превышать приблизительно 5 Мп, а более конкретно может быть более, чем приблизительно 14 Мп.The resolution of the
Детектор 200 может содержать множество слоев 231-237, собранных в виде пакета, включая слой 231 сенсора, который может представлять собой слой кремния. Собранные пакетом слои могут включать в себя ряд диэлектрических слоев 232-237. В изображенном примере каждый из диэлектрических слоев 232-237 содержит металлические элементы (например, W (вольфрам), Cu (медь) или Al (алюминий)) и диэлектрический материал, например, SiO2. Могут быть использованы различные металлические материалы и диэлектрический материал, такие, какие пригодны для изготовления интегральных микросхем. Однако, согласно другим примерам, один или более диэлектрических слоев 232-237 могут содержать только диэлектрический материал, например, один или более слоев SiO2.The
Что касается конкретного примера по фиг. 10, то диэлектрические слои 232-237 могут содержать слои металлизации, которые на фиг. 10 отмечены, как слои М1-М5. Как показано, слои М1-М5 металлизации могут быть выполнены с возможностью формирования по меньшей мере части схемы 246.With regard to the specific example of FIG. 10, the dielectric layers 232-237 may include metallization layers, which in FIG. 10 are marked as layers M1-M5. As shown, the metallization layers M1-M5 may be configured to form at least a portion of the
Согласно некоторым примерам, детектор 200 содержит экранирующую структуру 250, содержащую один или более слоев, которые проходят сквозь область над слоем М5 металлизации. В изображенном примере экранирующая структура 250 может содержать материал, который предназначен для задерживания, отражения и/или значительного ослабления световых сигналов, которые распространяются из проточной ячейки 282. Указанными световыми сигналами может являться возбуждающее световое излучение 101 и/или испускаемый световой сигнал 501. Только в качестве примера, экранирующая структура 250 может содержать вольфрам (W). Только в качестве конкретного примера, возбуждающее световое излучение 101 может иметь центральную (пиковую) длину волны приблизительно 523 нм, а испускаемый световой сигнал 501 может содержать волны длиной приблизительно 570 нм и более (фиг. 2).According to some examples,
Как показано на фиг. 10, экранирующая структура 250 может содержать сквозное окно 252. Экранирующая структура 250 может содержать набор таких окон 252. Размер окна 252 выбран так, чтобы дать возможность испускаемому световому сигналу распространяться в световод 214. Детектор 200 может также содержать пассивирующий слой 256, который проходит по экранирующей структуре 250 и через окна 252. Детектор 200 может также включать в себя пассивирующий слой 258, который проходит по пассивирующему слою 256 и через окна 252, и содержит детекторную поверхность 206. Экранирующая структура 250 может проходить через окна 252, тем самым прямо или косвенно закрывая окна 252. Пассивирующий слой 256 и пассивирующий слой 258 могут быть выполнены с возможностью защиты нижних слоев и экранирующей структуры 250 от жидкой среды проточной ячейки 282. Согласно одному примеру, пассивирующий слой 256 выполнен из SiN или подобного материала. Согласно одному примеру, пассивирующий слой 258 выполнен из пятиокиси тантала (Ta2O5) или подобного материала. Структура 260, содержащая пассивирующий слой 256 и пассивирующий слой 258, может образовывать детекторную поверхность 206, содержащую реакционные впадины 210. Структура 260, образующая детекторную поверхность 206, может содержать любое число слоев, например, от одного до N слоев.As shown in FIG. 10, the shielding
Структура 260 может образовывать твердую поверхность (т.е. детекторную поверхность 206), которая позволяет закрепляться на ней биомолекулам или другим интересующим аналитам. Например, каждая из реакционных областей реакционной впадины 210 может содержать кластер биомолекул, которые закреплены на детекторной поверхности 206 пассивирующего слоя 258. Таким образом, пассивирующий слой 258 может быть сформирован из материала, который позволяет закрепляться на нем реакционным областям реакционных впадин 210. Пассивирующий слой 258 может также содержать материал, который является прозрачным по меньшей мере для требуемого света флуоресценции. Пассивирующий слой 258 может быть физически или химически модифицирован в целях облегчения закрепления биомолекул и/или облегчения обнаружения испускаемого светового сигнала 501.
В изображенном примере часть пассивирующего слоя 256 проходит по экранирующей структуре 250, а часть проходит непосредственно по фильтрующему материалу, который образует световод 214. Реакционная впадина 210 может быть совмещена со световодом 214 и сформирована непосредственно над световодом 214. Согласно одному примеру, геометрические центры каждой реакционной впадины 210 и световода 214 могут располагаться на продольной оси 268.In the illustrated example, a portion of the
Как было сказано в отношении фиг. 8, размер детекторной поверхности 206 может быть задан так, чтобы энергия света, падающего на детекторную поверхность 206, в диапазоне флуоресценции могла быть погашена действием индуцированного электромагнитного поля. Согласно одному примеру, экранирующая структура 250 может иметь толщину приблизительно 100-600 нм, пассивирующий слой 256 может иметь толщину приблизительно 100-600 нм, пассивирующий слой 258 может иметь толщину приблизительно 50-500 нм, окно 252 может иметь диаметр от приблизительно 700 нм до приблизительно 1,5 мкм, а реакционная впадина 210, если таковая присутствует, может иметь высоту приблизительно 50-500 нм.As was said with respect to FIG. 8, the size of the
В некоторых случаях перед нанесением пассивирующего слоя 256 на экранирующую структуру 250, и перед нанесением экранирующей структуры 250 может быть сформирована полость, определяемая боковыми стенками 254, и диэлектрический пакет, образованный диэлектрическими слоями 232-237. Например, диэлектрический пакет, образованный диэлектрическими слоями 232-237, может быть изготовлен путем травления, чтобы сформировать набор полостей, образованных боковыми стенками 254, причем для каждого фотоприемника 202 из набора 201 фотоприемников формируется одна полость. Согласно конкретным примерам, полость, образуемая боковыми стенками 254, представляет собой вытянутый по вертикали промежуток, который проходит от области близкой к окну 252 в направлении фотоприемника 202.In some cases, a cavity defined by the
Указанная полость может проходить вертикально вдоль продольной оси 268. Пространственная форма полости, образуемой боковыми стенками 254, может быть цилиндрической или, согласно некоторым примерам, может иметь вид усеченного конуса, так что поперечное сечение горизонтальной плоскостью, которая проходит в плоскость чертежа фиг. 10, является круговым. Продольная ось 268 может проходить через геометрический центр указанного поперечного сечения. Однако, в других примерах может быть использована другая геометрия. Например, поперечное сечение может иметь форму квадрата или восьмиугольника. Согласно одному примеру, продольная ось 268, которая является продольной осью световода 214, может проходить через геометрический центр фотоприемника 202 и реакционной впадины 210.The cavity may extend vertically along the
Фильтрующий материал, образующий световод 214, может быть нанесен внутрь полости, образованной боковыми стенками 254, после того как будет сформирована указанная полость, определяемая боковыми стенками 254. Для изготовления световода 214, согласно одному примеру, молекулы красителя в порошковой форме, например, содержащего гаситель фотонного излучения, могут быть растворены в растворителе и добавлены в жидкий связующий полимер, чтобы сформировать однородную жидкую матрицу, содержащую молекулы красителя и молекулы полимера. Согласно одному примеру, молекулы красителя в форме порошка могут представлять собой частицы металлокомплексного красителя.The filter material forming the
Указанная однородная жидкая матрица может быть внесена в полость диэлектрической трубы детектора 200, и произведено ее испарение с целью формирования фильтрующего материала, содержащего твердый краситель и полимерную матрицу, в которой молекулы красителя подвешены на молекулах связующего полимера матрицы. Однородный фильтрующий материал в виде матрицы полимерного связующего с красителем может быть осажден в полость, образованную боковыми стенками 254, путем химического осаждения из паровой фазы (CVD, англ. Chemical Vapor Deposition) или физической конденсации из паровой фазы (PVD, англ. Physical Vapour Deposition). Осаждение может быть выполнено так, чтобы переполнить полость, образованную боковыми стенками 254, материалом фильтра, а затем произвести формирование рельефа, например, путем выравнивания или травления, чтобы уменьшить высоту фильтрующего материала, образующего световод 214. Фильтрующий материал для формирования световода 214, согласно одному примеру, может содержать молекулы металлокомплексного красителя, подвешенные в матрице из полимерного связующего.This homogeneous liquid matrix can be introduced into the cavity of the dielectric tube of the
Фильтрующий материал может образовать (например, после отверждения) световод 214. Световод 214 может быть выполнен с возможностью задерживания возбуждающего светового излучения 101 и пропускания испускаемого светового сигнала 501 (фиг. 1) для его распространения в направлении соответствующего фотоприемника 202. Световод 214 может быть сформирован из фильтрующего материала, рассмотренного в настоящем описании согласно фиг. 2-7. Фильтрующий материал может содержать однородную матрицу красителя и связующего полимера, причем краситель может содержать гаситель фотонного излучения и, согласно одному примеру, может быть представлен металлокомплексным красителем. Матрица красителя и полимера, согласно одному примеру, может иметь весовое соотношение краситель/полимер в диапазоне приблизительно от 70:30 до 90:10. Смесь фильтрующего материала может иметь молекулярное соотношение равное приблизительно 1 молекуле красителя приблизительно на 100 молекул полимера.The filter material may form (for example, after curing) a
Относительно окружающего материала диэлектрического пакета, образованного диэлектрическими слоями 231-237, световод 214 может быть выполнен так, чтобы сформировать светопроводящую структуру. Например, световод 214 может иметь коэффициент преломления, равный по меньшей мере приблизительно 2,0, так чтобы световая энергия, распространяющаяся по световоду, отражалась на границе раздела между световодом 214 и окружающим диэлектрическим пакетом, образованным диэлектрическими слоями 231-237. Согласно определенным примерам, световод 214 выполнен так, что оптическая плотность (OD) или поглощение возбуждающего светового излучения 101 составляла по меньшей мере 4 (единицы оптической плотности). Точнее, фильтрующий материал может быть выбран и размер световода 214 может быть задан так, чтобы получить OD равную по меньшей мере 4. Согласно более конкретным примерам, световод 214 может быть выполнен так, чтобы получить OD по меньшей мере приблизительно 5 или по меньшей мере приблизительно 6. Другие характеристики детектора 200 могут быть сформированы так, чтобы уменьшить электрические и оптические перекрестные помехи.With respect to the surrounding dielectric stack material formed by the dielectric layers 231-237, the
Следует понимать, что все комбинации рассмотренных выше идей и дополнительных концепций, которые более подробно будут рассмотрены ниже (при условии, что такие концепции не являются взаимно противоречивыми) можно рассматривать, как часть раскрываемого объекта изобретения. В особенности, предполагается, что все комбинации заявленного объекта изобретения, которые появляются в конце настоящего описания, являются частью раскрываемого объекта изобретения. Следует также понимать, что терминология, которая явным образом используется в настоящем описании, и которая также может появляться в любом изобретении, включенном в настоящее изобретение посредством ссылки, должна соответствовать значению, которое в наибольшей степени согласуется с конкретными идеями, раскрытыми в настоящем изобретении.It should be understood that all combinations of the ideas discussed above and additional concepts that will be discussed in more detail below (provided that such concepts are not mutually contradictory) can be considered part of the disclosed subject matter of the invention. In particular, all combinations of claimed subject matter that appear at the end of this specification are intended to be part of the disclosed subject matter. It should also be understood that terminology that is expressly used in the present description, and which may also appear in any invention incorporated by reference herein, should have a meaning that is most consistent with the specific teachings disclosed herein.
В настоящем описании использованы примеры, для того чтобы раскрыть суть изобретения, а также дать возможность специалистам в данной области осуществить изобретение на практике, включая изготовление и использование любых устройств или систем, и выполнение включенных в изобретение способов. Патентоспособный объем объекта изобретения определяется формулой изобретения, и может включать в себя другие примеры, с которыми могут столкнуться специалисты. Предполагается, что такие другие примеры попадают в границы объема, установленные формулой изобретения, если они содержат структурные элементы, которые не отличаются от указанных в точных формулировках формулы изобретения, или если они включают эквивалентные структурные элементы с несущественными отличиями от точных формулировок формулы изобретения.Examples are used herein to illustrate the invention and to enable those skilled in the art to practice the invention, including the manufacture and use of any devices or systems, and the performance of the methods included in the invention. The patentable scope of the invention is determined by the claims, and may include other examples that may be encountered by those skilled in the art. Such other examples are intended to fall within the scope of the claims if they contain structural elements that do not differ from those set forth in the precise wording of the claims, or if they include equivalent structural elements with immaterial differences from the exact wording of the claims.
Следует понимать, что вышеприведенное описание преследует цель иллюстрации, а не ограничения идеи изобретения. Например, рассмотренные выше примеры (и/или аспекты) могут быть использованы в сочетании друг с другом. Кроме того, может быть произведено множество модификаций, чтобы адаптировать конкретную ситуацию или материал к идеям различных примеров, не выходя за границы их объема. Хотя приведенные в описании размеры и типы материалов имеют целью определение параметров различных примеров, они ни в коей мере не означают ограничение, а являются просто примерами. При рассмотрении вышеприведенного описания специалистам будет очевидна возможность множества других примеров осуществления изобретения. Поэтому, объем указанных различных примеров осуществления следует определять, обращаясь к прилагаемой формуле изобретения, наряду со всеми эквивалентами, на которые имеет право формула изобретения. В прилагаемой формуле изобретения термин «включающий в себя» используется как эквивалент соответствующего термина «содержащий». Кроме того, в формуле изобретения термины «первый», «второй», «третий» и т.п. используются просто в качестве меток, и не предполагается, что они накладывают какие-то числовые требования на свои объекты. Формы термина «основанный на чем-либо» в настоящем описании охватывают отношения, при которых элемент основан на чем-либо частично, а также отношения, при которых элемент основан на чем-либо полностью. Формы термина «охарактеризованный» в настоящем описании охватывают отношения, при которых элемент охарактеризован частично, а также отношения, при которых элемент охарактеризован полностью. Далее, ограничения в пунктах формулы изобретения не записываются в формате "средство плюс функция", и их не следует толковать согласно документу 35 U.S.C. §112, шестой параграф, если такие ограничения формулы изобретения в явном виде не используют фразу «средства для», за которой следует формулировка функции, лишенная дальнейшей структуры. Следует понимать, что не обязательно, чтобы все задачи изобретения или рассмотренные выше преимущества могли быть достигнуты в соответствии с каким-либо конкретным примером осуществления. Таким образом, например, специалистам следует признать, что, что рассмотренные в описании системы и технические приемы могут быть осуществлены или выполнены способом, который обеспечивает достижение или оптимизацию одного преимущества или группы преимуществ, как рекомендует описание, при этом не обязательно достижение решения других задач или получения преимуществ, как может быть рекомендовано или предложено в настоящем описании.It should be understood that the foregoing description is intended to be illustrative and not limiting of the inventive concept. For example, the examples (and/or aspects) discussed above may be used in combination with each other. In addition, many modifications may be made to adapt a particular situation or material to the ideas of the various examples without going beyond the scope of the example. Although the sizes and types of materials given herein are intended to define the parameters of various examples, they are in no way intended to be limiting and are merely examples. Upon consideration of the above description, it will be apparent to those skilled in the art that many other embodiments of the invention are possible. Therefore, the scope of these various embodiments should be determined by reference to the appended claims, along with all equivalents to which the claims are entitled. In the appended claims, the term "including" is used as equivalent to the corresponding term "comprising". In addition, in the claims the terms “first”, “second”, “third”, etc. are used simply as labels and are not intended to impose any numerical requirements on their objects. Forms of the term “based on something” as used herein include relationships in which an element is based in part on something as well as relationships in which an element is based on something in its entirety. Forms of the term “characterized” as used herein include relationships in which the element is partially characterized as well as relationships in which the element is fully characterized. Further, limitations in claims are not written in means-plus-function format and are not to be construed under 35 U.S.C. §112, sixth paragraph, unless such limitations of the claims explicitly use the phrase “means for” followed by a statement of function devoid of further structure. It should be understood that it is not necessary that all objects of the invention or the advantages discussed above can be achieved in accordance with any particular embodiment. Thus, for example, those skilled in the art will recognize that the systems and techniques discussed herein may be implemented or performed in a manner that achieves or optimizes one benefit or group of benefits as recommended in the disclosure, without necessarily achieving other objectives or obtaining benefits as may be recommended or suggested herein.
Хотя объект изобретения был подробно описан в отношении лишь ограниченного числа примеров, следует ясно понимать, что объект изобретения не ограничен такими раскрытыми примерами. Напротив, объект изобретения может быть видоизменен, чтобы включить в себя любое число вариантов, модификаций, замен или эквивалентных структур, которые до этого описаны не были, но которые соответствуют идее и объему объекта изобретения. Кроме того, хотя были описаны различные примеры объекта изобретения, следует понимать, что аспекты изобретения могут включать в себя только некоторые из описанных примеров. Также, хотя некоторые примеры описаны, как содержащие определенное число элементов, следует понимать, что объект изобретения может быть реализован на практике с меньшим или бóльшим числом элементов, нежели указанное. Соответственно, объект изобретения не следует рассматривать, как ограниченный вышеприведенным описанием, но следует рассматривать только, как ограниченный объемом прилагаемой формулы изобретения.Although the subject matter of the invention has been described in detail with respect to only a limited number of examples, it should be clearly understood that the subject matter of the invention is not limited to such disclosed examples. On the contrary, the subject matter of the invention may be modified to include any number of variations, modifications, substitutions or equivalent structures that have not previously been described but which are within the spirit and scope of the subject matter of the invention. In addition, although various examples of the subject matter of the invention have been described, it should be understood that aspects of the invention may include only some of the described examples. Also, although some examples are described as containing a certain number of elements, it should be understood that the subject matter of the invention may be practiced with fewer or more elements than this. Accordingly, the subject matter of the invention should not be construed as limited by the above description, but should be construed only as limited by the scope of the appended claims.
Claims (24)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US62/611,464 | 2017-12-28 | ||
| US62/644,804 | 2018-03-19 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019141067A Division RU2738311C1 (en) | 2017-12-28 | 2018-11-30 | Detector with reduced noise in fluorescence band |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2819048C1 true RU2819048C1 (en) | 2024-05-13 |
Family
ID=
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5757014A (en) * | 1995-04-07 | 1998-05-26 | Novartis Corporation | Optical detection device for analytical measurement of chemical substances |
| US8758239B2 (en) * | 2010-01-05 | 2014-06-24 | Seiko Epson Corporation | Biological information detector and biological information measuring device |
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5757014A (en) * | 1995-04-07 | 1998-05-26 | Novartis Corporation | Optical detection device for analytical measurement of chemical substances |
| US8758239B2 (en) * | 2010-01-05 | 2014-06-24 | Seiko Epson Corporation | Biological information detector and biological information measuring device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2738311C1 (en) | Detector with reduced noise in fluorescence band | |
| JP2011504595A (en) | Fluorescent biochip diagnostic device | |
| RU2819048C1 (en) | Detector with reduced noise in fluorescence range | |
| AU2016208337B2 (en) | Sensing module and sensing method | |
| NZ759983B2 (en) | Detector with reduced fluorescence range noise | |
| US20230126668A1 (en) | Semiconductor light sensing |