TW202332779A - 具有減少串擾之流通槽影像感測器配置 - Google Patents

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克萊格 赫林頓
雅文 安瑪迪
史丹利 洪
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Abstract

一種設備包括一流通槽本體，該流通槽本體具有沿著一通道之一底板定位之一反應位點陣列。一濾光器層定位在該通道之該底板下方，且包括沿著對應於該反應位點陣列之該長度的一長度不間斷地跨越的至少一部分。成像區域定位在該濾光器層下方。各成像區域定位在一對應反應位點正下方。該濾光器層經組態以允許一或多個經選擇波長的光從各反應位點通過至與該反應位點形成一感測對的該成像區域。該濾光器層經組態以減少導引朝向該等反應位點之激發光的透射；且減少從各反應位點發射至不與該反應位點形成一感測對的成像區域之光的透射。

Description

具有減少串擾之流通槽影像感測器配置
本揭露之態樣大致上係關於生物或化學分析，且更具體係關於使用用於生物或化學分析之影像感測器的系統及方法。 [相關申請案之交互參照]
本申請案主張第63/237,640號美國臨時專利申請案之優先權，其標題為「Flow Cell Image Sensor Arrangement with Reduced Crosstalk」且申請於2021年8月27日，其揭示內容以全文引用之方式併入本文中。
本揭露之態樣大致上係關於生物或化學分析，且更具體係關於使用用於生物或化學分析之影像感測器的系統及方法。
各種生物或化學研究規程涉及在局部支撐表面上或在預定義反應室內執行大量受控反應。接著，可觀察或偵測指定反應，且後續分析可有助於識別或顯露反應中涉及之化學品的性質。例如，在一些多重檢定中，具有可識別標記（例如，螢光標記）之未知分析物可在受控制條件下暴露於數千個已知探針。各已知探針可沉積至流通槽通道之對應井中。觀察在該等已知探針與該等槽內之未知分析物之間發生的任何化學反應可有助於識別或顯露分析物之性質。此類規程的其他實例包括已知的DNA定序程序，諸如合成式定序(sequencing-by-synthesis, SBS)或循環陣列定序(cyclic-array sequencing)。
在一些習知螢光偵測規程中，光學系統用以導引激發光至經螢光標記之分析物上，且亦偵測可自該等分析物發射的螢光信號。此類光學系統可包括透鏡、濾光器、及光源之配置。在其他偵測系統中，受控反應係在不需要大型光學總成來偵測螢光發射的固態成像器（例如，電荷耦合裝置(charged-coupled device, CCD)或互補金屬氧化物半導體(complementary metal-oxide-semiconductor, CMOS)偵測器）上直接發生。
在提供來自數個井或反應位點之螢光偵測的一些裝置中，可能存在串擾之風險，其中對應於一井或反應位點之感測器非所欲地接收來自另一井或反應位點或某個其他來源之光。因此，可所欲的是包括消除或以其他方式降低此類串擾之風險的特徵。亦可所欲的是提供此類串擾減少特徵，而不非所欲地增加裝置之製造成本或複雜性。
本文描述用於減少或消除流通槽內之串擾的裝置、系統、及方法，其可在執行光學分析之系統（諸如生物檢定系統）中遇到。
一實施方案係關於一種設備，該設備包括一流通槽本體，其界定一通道以接收流體。該通道具有沿著該流通槽本體之一長度延伸的一底板。該設備進一步包括複數個反應位點，該複數個反應位點沿著該通道之該底板定位。該複數個反應位點沿著該通道之該底板的一長度形成一陣列。該設備進一步包括一濾光器層，該濾光器層定位在該通道之該底板下方。該濾光器包括沿著對應於該反應位點陣列之該長度的一長度不中斷地跨越的至少一部分。該設備進一步包括複數個成像區域，其定位在該濾光器層下方。該複數個成像區域之各成像區域定位在一對應反應位點正下方，使得各反應位點及對應的成像區域協作以形成一感測對。該濾光器層經組態以允許一或多個經選擇波長的光從各反應位點通過至與該反應位點形成一感測對的該成像區域。該濾光器層經組態以減少導引朝向該複數個反應位點之激發光的透射。該濾光器層進一步經組態以減少從各反應位點發射至不與該反應位點形成一感測對的成像區域之光的透射。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述者，該通道之該底板界定複數個井，該複數個井提供該複數個反應位點。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該複數個井包括奈米井。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該流通槽本體界定複數個通道，該等通道經定向成彼此平行，該複數個通道之各通道具有一底板，該底板具有複數個反應位點。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該複數個通道沿著該流通槽本體之一寬度形成一陣列，該光學層包括沿著對應於該通道陣列之該寬度的一寬度不中斷地跨越的至少一部分。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該設備進一步包括複數個成像感測器，各成像感測器形成該複數個成像區域之一對應成像區域。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，各成像感測器包括光二極體。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該設備進一步包含一成像晶片，該成像晶片沿著對應於該反應位點陣列之該長度的一長度跨越，該成像晶片界定該複數個成像區域。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該成像感測器界定複數個光二極體，該複數個成像區域之各成像區域係由該複數個光二極體之一或多個光二極體界定。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該成像晶片包括一CMOS晶片。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該設備進一步包括一光源，該光源經組態以發射一激發波長的光，該激發波長經組態以導致該等反應位點中之一或多個螢光團發出一發射波長的螢光。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層實質上防止該激發波長的光透射至該複數個成像區域。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器吸收該激發波長的光。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層吸收該發射波長的至少一些光。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層藉由引致傳輸自該等反應位點之光的損耗，而減少從各反應位點至不與該反應位點形成一感測對的成像區域之光的透射。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該設備進一步包括複數個屏蔽件，該複數個屏蔽件之各屏蔽件用以阻斷一對應反應位點及不與該對應反應位點形成一感測對之該複數個成像區域之一成像區域之間的光線。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該複數個屏蔽件之各屏蔽件與一對應感測對對準。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層沿著該通道之該底板與該複數個成像區域之間的一第一高度延伸，該複數個屏蔽件沿著該通道之該底板與該複數個成像區域之間的一第二高度延伸，該第一高度大於該第二高度，使得該複數個屏蔽件僅沿著該第一高度之一部分延伸。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該複數個屏蔽件自該底板之一底側延伸，該複數個屏蔽件具有垂直地終止於該濾光器層內之下端。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該複數個屏蔽件自該複數個成像區域之一上側延伸，該複數個屏蔽件具有垂直地終止於該濾光器層內之上端。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層允許大於約600 nm之波長的光的透射。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層防止小於約500 nm之波長的光的透射。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層允許大於約600 nm之波長的光的透射，且防止小於約500 nm之波長的光的透射。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層吸收約500 nm與約600 nm之間的波長的一些光，同時允許約500 nm與約600 nm之間的波長的一些光的透射。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層包括一橙色染料及一黑色染料之一組合。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該流通槽本體包括定位在該通道上方之一蓋。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該蓋包括玻璃。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該底板包括玻璃。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該等成像區域與該流通槽本體成一整體。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層具有約0.01至約0.5範圍的一透射率係數。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層具有約0.2至約0.4範圍的一透射率係數。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層及底板協作以界定一高度尺寸，該高度尺寸對應於該底板之一頂部與該濾光器層之一底部之間的一距離。該複數個反應位點界定一節距尺寸，該節距尺寸對應於該複數個反應位點之一個反應位點之一中心至該複數個反應位點之一相鄰反應位點之一中心之間的一距離。該高度尺寸及節距尺寸提供約3至約5範圍之一高度節距比。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該高度尺寸及節距尺寸提供約4之一高度節距比。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該設備在該複數個反應位點與該複數個成像區域之間沒有任何屏蔽件。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層具有約200 nm至約5 µm範圍的一厚度。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層具有約1 µm的一厚度。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層係以範圍約25 nm至約500 nm之一距離與各反應位點分開。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該設備進一步包含一鈍化層，該鈍化層插置在該濾光器層與該複數個成像區域之間。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該鈍化層包含二氧化矽。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該鈍化層具有約10 nm至約200 nm範圍的一厚度。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該等成像區域係以範圍約0.5 µm至約25 µm的一節距距離彼此分開。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該等成像區域係以約1 µm的一節距距離彼此分開。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該等成像區域係以約2 µm的一節距距離彼此分開。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層包括一第一子層之濾光材料及一第二子層之濾光材料。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該第一子層之濾光材料及該第二子層之濾光材料具有相同厚度。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該設備進一步包括複數個環，該複數個環經定位為相鄰於該第一子層之濾光材料或該第二子層之濾光材料中之一或兩者。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該複數個環之各環係與由各反應位點及對應成像區域形成之該等感測對的一對應感測對相關。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該複數個環之各環係圍繞通過對應於該環之該感測對之一反應位點及成像區域之一中心的一軸而置中。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該複數個環之各環包括一金屬。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該金屬包括鎢或鋁。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該複數個環之各環具有約25 nm至約100 nm範圍的一厚度。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該複數個環包括一第一環陣列及一第二環陣列。該第一環陣列位於該等反應位點與該複數個成像區域之間的一第一垂直位置處。該第二環陣列位於該等反應位點與該複數個成像區域之間的一第二垂直位置處。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該第一環陣列位於該第一子層之濾光材料與該第二子層之濾光材料之間的一界面處。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該第二環陣列位於該第二子層之濾光材料與該複數個成像區域之間。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該第一環陣列的該等環界定開口。該第一環陣列的該等環的該等開口各具有一第一直徑。該第二環陣列的該等環界定開口。該第二環陣列的該等環的該等開口各具有一第二直徑。該第一直徑不同於該第二直徑。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該第一直徑小於該第二直徑。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該第一直徑約700 nm。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該第二直徑約900 nm。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中描述的，該濾光器層包括氧化鐵。
另一實施方案係關於一種製造流通槽之方法。該方法包括在一成像層上方形成一濾光器層，該成像層沿著一第一長度延伸，該成像層可操作以擷取在該複數個成像區域處的影像。該濾光器層沿著該第一長度連續延伸。該方法進一步包括在該濾光器層上方定位一底板，該底板沿著該流通槽之該第一長度延伸，該底板界定該濾光器層上方之複數個反應位點，該複數個反應位點沿著該第一長度形成一陣列，使得該濾光器層沿著該複數個反應位點之所有該等反應位點下方的一區域連續延伸，該複數個反應位點之各反應位點定位在該複數個成像區域之一對應成像區域正上方，使得各反應位點與一對應成像區域協作以形成一感測對。該方法進一步包括在該底板上方定位一蓋，該底板及該蓋協作以界定一流體通道，該流體通道沿著該第一長度延伸。該蓋、該底板、該濾光器層、及該成像層協作以形成一流通槽本體之至少一部分。該濾光器層經組態以允許一或多個經選擇波長的光從各反應位點通過至與該反應位點形成一感測對的該成像區域。該濾光器層經組態以減少導引朝向該複數個反應位點之激發光的透射。該濾光器層進一步經組態以減少從各反應位點發射至不與該反應位點形成一感測對的成像區域之光的透射。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述者，該成像層包括一CMOS晶片。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該等成像區域包括該CMOS晶片之CMOS光二極體。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層包括一橙色染料及一黑色染料之一組合。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該底板包括玻璃。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該複數個奈米井位點界定該複數個反應位點。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該蓋包括玻璃。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該流通槽本體具有一第二長度，該第二長度大於該第一長度。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該流體通道延伸界定一寬度，該複數個反應位點進一步形成跨越該流體通道之該寬度的一陣列。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層跨越該流體通道之該寬度連續地延伸。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該底板及該蓋協作以界定複數個流體通道，該等流體通道經定向成彼此平行，該複數個流體通道跨越該流通槽本體之一寬度形成一陣列。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該複數個流體通道之各流體通道含有該複數個反應位點中之一對應組的反應位點。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層跨越該流通槽本體之該寬度連續地延伸。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層經組態以藉由引致傳輸自該等反應位點之光的損耗，而減少從各反應位點至不與該反應位點形成一感測對的成像區域之光的透射。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該方法進一步包括在該濾光器層內形成複數個屏蔽件，該複數個屏蔽件之各屏蔽件用以阻斷一對應反應位點及不與該對應反應位點形成一感測對之該複數個成像區域之一成像區域之間的光線。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該複數個屏蔽件之各屏蔽件與一對應感測對對準。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層沿著該底板與該成像層之間的一第一高度延伸，該複數個屏蔽件沿著該底板與該成像層之間的一第二高度延伸，該第一高度大於該第二高度，使得該複數個屏蔽件僅沿著該第一高度之一部分延伸。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該複數個屏蔽件自該底板之一底側延伸，該複數個屏蔽件具有垂直地終止於該濾光器層內之下端，使得該光學層之一區域在該等下端與該成像層之間延伸。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該複數個屏蔽件自該成像層之一上側延伸，該複數個屏蔽件具有垂直地終止於該濾光器層內之上端，使得該光學層之一區域在該等上端與該底板之間延伸。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層經組態以允許大於約600 nm之波長的光的透射。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層經組態以實質上防止小於約500 nm之波長的光的透射。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層經組態以允許大於約600 nm之波長的光的透射，且防止小於約500 nm之波長的光的透射。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層經組態以吸收約500 nm與約600 nm之間的波長的一些光，同時允許約500 nm與約600 nm之間的波長的一些光的透射。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層具有約0.01至約0.5範圍的一透射率係數。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層具有約0.2至約0.4範圍的一透射率係數。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層及底板協作以界定一高度尺寸，該高度尺寸對應於該底板之一頂部與該濾光器層之一底部之間的一距離。該複數個反應位點界定一節距尺寸，該節距尺寸對應於該複數個反應位點之一個反應位點之一中心至該複數個反應位點之一相鄰反應位點之一中心之間的一距離。該高度尺寸及節距尺寸提供約3至約5範圍之一高度節距比。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該高度尺寸及節距尺寸提供約4之一高度節距比。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層具有約200 nm至約5 µm範圍的一厚度。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層具有約1 µm的一厚度。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層係以範圍約25 nm至約500 nm之一距離與各反應位點分開。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該方法進一步包含提供一鈍化層，該鈍化層插置在該濾光器層與該複數個成像區域之間。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該鈍化層包含二氧化矽。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該鈍化層具有約10 nm至約200 nm範圍的一厚度。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該等成像區域係以範圍約0.5 µm至約25 µm的一節距距離彼此分開。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該等成像區域係以約1 µm的一節距距離彼此分開。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該等成像區域係以約2 µm的一節距距離彼此分開。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層包括一第一子層之濾光材料及一第二子層之濾光材料。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該第一子層之濾光材料及該第二子層之濾光材料具有相同厚度。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該方法進一步包括提供複數個環，該複數個環經定位為相鄰於該第一子層之濾光材料或該第二子層之濾光材料中之一或兩者。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該複數個環之各環係與由各反應位點及對應成像區域形成之該等感測對的一對應感測對相關。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該複數個環之各環係圍繞通過對應於該環之該感測對之一反應位點及成像區域之一中心的一軸而置中。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該複數個環之各環包括一金屬。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該金屬包括鎢或鋁。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該複數個環之各環具有約25 nm至約100 nm範圍的一厚度。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該複數個環包括一第一環陣列及一第二環陣列。該第一環陣列位於該等反應位點與該複數個成像區域之間的一第一垂直位置處。該第二環陣列位於該等反應位點與該複數個成像區域之間的一第二垂直位置處。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該第一環陣列位於該第一子層之濾光材料與該第二子層之濾光材料之間的一界面處。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該第二環陣列位於該第二子層之濾光材料與該複數個成像區域之間。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該第一環陣列的該等環界定開口。該第一環陣列的該等環的該等開口各具有一第一直徑。該第二環陣列的該等環界定開口。該第二環陣列的該等環的該等開口各具有一第二直徑。該第一直徑不同於該第二直徑。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該第一直徑小於該第二直徑。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該第一直徑約700 nm。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該第二直徑約900 nm。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層包括氧化鐵。
另一實施方案係關於一種設備，該設備包括一流通槽本體，其界定一通道以接收流體，該通道具有沿著該流通槽本體之一長度延伸的一底板。該設備進一步包括複數個井，其沿著該通道之該底板定位，該複數個井沿著該通道之該底板的一長度形成一陣列。該設備進一步包括一濾光器層，該濾光器層定位在該通道之該底板下方，該濾光器包括沿著對應於該井陣列之該長度的一長度不中斷地跨越的至少一部分。該設備進一步包括複數個成像區域，其定位在該濾光器層下方，該複數個成像區域之各成像區域定位在該複數個井的至少一對應井正下方，使得各井及對應的成像區域協作以形成一感測關係。該濾光器層經組態以允許一或多個經選擇波長的光從各井通過至與該井形成一感測關係的該成像區域。該濾光器層經組態以減少導引朝向該複數個井之激發光的透射，該濾光器層進一步經組態以減少從各井發射至不與該井形成一感測關係的成像區域之光的透射。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述者，該通道之該底板界定該複數個井。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該等井包括奈米井。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該流通槽本體界定複數個通道，該等通道經定向成彼此平行，該複數個通道之各通道具有一底板，該底板具有複數個井。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該複數個通道沿著該流通槽本體之一寬度形成一陣列，該光學層包括沿著對應於該通道陣列之該寬度的一寬度不中斷地跨越的至少一部分。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該設備進一步包括複數個成像感測器，各成像感測器形成該複數個成像區域之一對應成像區域。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，各成像感測器包括光二極體。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該設備進一步包含一成像晶片，該成像晶片沿著對應於該井陣列之該長度的一長度跨越，該成像晶片界定該複數個成像區域。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該成像感測器界定複數個光二極體，該複數個成像區域之各成像區域係由該複數個光二極體之一或多個光二極體界定。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該成像晶片包括一CMOS晶片。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該設備進一步包括一光源，該光源經組態以發射一激發波長的光，該激發波長經組態以導致該等井中之一或多個螢光團發出一發射波長的螢光。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層經組態以實質上防止該激發波長的光透射至該複數個成像區域。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器經組態以吸收該激發波長的光。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器經組態以吸收該發射波長的至少一些光。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層經組態以藉由引致傳輸自該等井之光的損耗，而減少從各井至不與該井形成一感測關係的成像區域之光的透射。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該設備進一步包括複數個屏蔽件，該複數個屏蔽件之各屏蔽件用以阻斷一對應反應位點及不與該對應反應位點形成一感測對之該複數個成像區域之一成像區域之間的光線。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該複數個屏蔽件之各屏蔽件與一對應感測對對準。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層沿著該通道之該底板與該複數個成像區域之間的一第一高度延伸，該複數個屏蔽件沿著該通道之該底板與該複數個成像區域之間的一第二高度延伸，該第一高度大於該第二高度，使得該複數個屏蔽件僅沿著該第一高度之一部分延伸。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該複數個屏蔽件自該底板之一底側延伸，該複數個屏蔽件具有垂直地終止於該濾光器層內之下端。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該複數個屏蔽件自該複數個成像區域之一上側延伸，該複數個屏蔽件具有垂直地終止於該濾光器層內之上端。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層經組態以允許大於約600 nm之波長的光的透射。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層經組態以實質上防止小於約500 nm之波長的光的透射。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層經組態以允許大於約600 nm之波長的光的透射，且防止小於約500 nm之波長的光的透射。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層經組態以吸收約500 nm與約600 nm之間的波長的一些光，同時允許約500 nm與約600 nm之間的波長的一些光的透射。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層包括一橙色染料及一黑色染料之一組合。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該流通槽本體包括定位在該通道上方之一蓋。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該蓋包括玻璃。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該底板包括玻璃。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該成像區域與該流通槽本體成一整體。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層具有約0.01至約0.5範圍的一透射率係數。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層具有約0.2至約0.4範圍的一透射率係數。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層及底板協作以界定一高度尺寸，該高度尺寸對應於該底板之一頂部與該濾光器層之一底部之間的一距離。該複數個井界定一節距尺寸，該節距尺寸對應於該複數個井之一井之一中心至該複數個井之一相鄰井之一中心之間的一距離。該高度尺寸及節距尺寸提供約3至約5範圍之一高度節距比。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該高度尺寸及節距尺寸提供約4之一高度節距比。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該設備在該複數個井與該複數個成像區域之間沒有任何屏蔽件。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層具有約200 nm至約5 µm範圍的一厚度。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層具有約1 µm的一厚度。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層係以範圍約25 nm至約500 nm之一距離與各井分開。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該設備進一步包含一鈍化層，該鈍化層插置在該濾光器層與該複數個成像區域之間。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該鈍化層包含二氧化矽。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該鈍化層具有約10 nm至約200 nm範圍的一厚度。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該等成像區域係以範圍約0.5 µm至約25 µm的一節距距離彼此分開。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該等成像區域係以約1 µm的一節距距離彼此分開。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該等成像區域係以約2 µm的一節距距離彼此分開。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層包括一第一子層之濾光材料及一第二子層之濾光材料。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該第一子層之濾光材料及該第二子層之濾光材料具有相同厚度。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該設備進一步包括複數個環，該複數個環經定位為相鄰於該第一子層之濾光材料或該第二子層之濾光材料中之一或兩者。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該複數個環之各環係與由各井及對應成像區域形成之該等感測對的一對應感測對相關。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該複數個環之各環係圍繞通過對應於該環之該感測對之一井及成像區域之一中心的一軸而置中。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該複數個環之各環包括一金屬。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該金屬包括鎢或鋁。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該複數個環之各環具有約25 nm至約100 nm範圍的一厚度。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該複數個環包括一第一環陣列及一第二環陣列。該第一環陣列位於該等井與該複數個成像區域之間的一第一垂直位置處。該第二環陣列位於該等井與該複數個成像區域之間的一第二垂直位置處。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該第一環陣列位於該第一子層之濾光材料與該第二子層之濾光材料之間的一界面處。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該第二環陣列位於該第二子層之濾光材料與該複數個成像區域之間。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該第一環陣列的該等環界定開口。該第一環陣列的該等環的該等開口各具有一第一直徑。該第二環陣列的該等環界定開口。該第二環陣列的該等環的該等開口各具有一第二直徑。該第一直徑不同於該第二直徑。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該第一直徑小於該第二直徑。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該第一直徑約700 nm。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該第二直徑約900 nm。
在一設備的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中描述的，該濾光器層包括氧化鐵。
另一實施方案係關於一種製造流通槽之方法。該方法包括在一成像層上方形成一濾光器層，該成像層界定複數個成像區域，該成像層沿著一第一長度延伸，該成像層可操作以擷取在該複數個成像區域處的影像。該濾光器層沿著該第一長度連續延伸。該方法進一步包括在該濾光器層上方定位一底板，該底板沿著該流通槽之該第一長度延伸，該底板界定該濾光器層上方之複數個反應位點，該複數個反應位點沿著該第一長度形成一陣列，使得該濾光器層沿著該複數個反應位點之所有該等反應位點下方的一區域連續延伸，該複數個反應位點之各反應位點定位在該複數個成像區域之一對應成像區域正上方，使得各反應位點與一對應成像區域協作以形成一感測關係。該方法進一步包括在該底板上方定位一蓋，該底板及該蓋協作以界定一流體通道，該流體通道沿著該第一長度延伸。該蓋、該底板、該濾光器層、及該成像層協作以形成一流通槽本體之至少一部分。該濾光器層經組態以允許一或多個經選擇波長的光從各反應位點通過至與該反應位點形成一感測關係的該成像區域。該濾光器層經組態以減少導引朝向該複數個反應位點之激發光的透射，該濾光器層進一步經組態以減少從各反應位點發射至不與該反應位點形成一感測關係的成像區域之光的透射。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述者，該成像層包含一CMOS晶片。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該等成像區域包括該CMOS晶片之CMOS光二極體。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層包括一橙色染料及一黑色染料之一組合。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該底板包括玻璃。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該底板界定複數個奈米井。該複數個奈米井界定該複數個反應位點。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該蓋包括玻璃。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該流通槽本體具有一第二長度，該第二長度大於該第一長度。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該流體通道界定一寬度，該複數個反應位點進一步形成跨越該流體通道之該寬度的一陣列。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層跨越該流體通道之該寬度連續地延伸。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該底板及該蓋協作以界定複數個流體通道，該等流體通道經定向成彼此平行，該複數個流體通道跨越該流通槽本體之一寬度形成一陣列。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該複數個流體通道之各流體通道含有該複數個反應位點中之一對應組的反應位點。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層跨越該流通槽本體之該寬度連續地延伸。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層經組態以藉由引致傳輸自該等反應位點之光的損耗，而減少從各反應位點至不與該反應位點形成一感測關係的成像區域之光的透射。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該方法進一步包括在該濾光器層內形成複數個屏蔽件，該複數個屏蔽件之各屏蔽件用以阻斷一對應反應位點及不與該對應反應位點形成一感測對之該複數個成像區域之一成像區域之間的光線。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該複數個屏蔽件之各屏蔽件與一對應感測對對準。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層沿著該底板與該成像層之間的一第一高度延伸，該複數個屏蔽件沿著該底板與該成像層之間的一第二高度延伸，該第一高度大於該第二高度，使得該複數個屏蔽件僅沿著該第一高度之一部分延伸。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該複數個屏蔽件自該底板之一底側延伸，該複數個屏蔽件具有垂直地終止於該濾光器層內之下端，使得該光學層之一區域在該等下端與該成像層之間延伸。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該複數個屏蔽件自該成像層之一上側延伸，該複數個屏蔽件具有垂直地終止於該濾光器層內之上端，使得該光學層之一區域在該等上端與該底板之間延伸。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層經組態以允許大於約600 nm之波長的光的透射。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層經組態以實質上防止小於約500 nm之波長的光的透射。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層經組態以允許大於約600 nm之波長的光的透射，且防止小於約500 nm之波長的光的透射。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層經組態以吸收約500 nm與約600 nm之間的波長的一些光，同時允許約500 nm與約600 nm之間的波長的一些光的透射。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層具有約0.01至約0.5範圍的一透射率係數。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層具有約0.2至約0.4範圍的一透射率係數。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層及底板協作以界定一高度尺寸，該高度尺寸對應於該底板之一頂部與該濾光器層之一底部之間的一距離。該複數個反應位點界定一節距尺寸。該節距尺寸對應於該複數個反應位點之一個反應位點之一中心至該複數個反應位點之一相鄰反應位點之一中心之間的一距離。該高度尺寸及節距尺寸提供約3至約5範圍之一高度節距比。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該高度尺寸及節距尺寸提供約4之一高度節距比。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層具有約200 nm至約5 µm範圍的一厚度。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層具有約1 µm的一厚度。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層係以範圍約25 nm至約500 nm之一距離與各反應位點分開。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該方法進一步包含提供一鈍化層，該鈍化層插置在該濾光器層與該複數個成像區域之間。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該鈍化層包含二氧化矽。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該鈍化層具有約10 nm至約200 nm範圍的一厚度。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該等成像區域係以範圍約0.5 µm至約25 µm的一節距距離彼此分開。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該等成像區域係以約1 µm的一節距距離彼此分開。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該等成像區域係以約2 µm的一節距距離彼此分開。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層包括一第一子層之濾光材料及一第二子層之濾光材料。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該第一子層之濾光材料及該第二子層之濾光材料具有相同厚度。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該方法進一步包括提供複數個環，該複數個環經定位為相鄰於該第一子層之濾光材料或該第二子層之濾光材料中之一或兩者。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該複數個環之各環係與由各反應位點及對應成像區域形成之該等感測對的一對應感測對相關。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該複數個環之各環係圍繞通過對應於該環之該感測對之一反應位點及成像區域之一中心的一軸而置中。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該複數個環之各環包括一金屬。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該金屬包括鎢或鋁。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該複數個環之各環具有約25 nm至約100 nm範圍的一厚度。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該複數個環包括一第一環陣列及一第二環陣列。該第一環陣列位於該等反應位點與該複數個成像區域之間的一第一垂直位置處。該第二環陣列位於該等反應位點與該複數個成像區域之間的一第二垂直位置處。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該第一環陣列位於該第一子層之濾光材料與該第二子層之濾光材料之間的一界面處。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該第二環陣列位於該第二子層之濾光材料與該複數個成像區域之間。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該第一環陣列的該等環界定開口。該第一環陣列的該等環的該等開口各具有一第一直徑。該第二環陣列的該等環界定開口。該第二環陣列的該等環的該等開口各具有一第二直徑。該第一直徑不同於該第二直徑。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該第一直徑小於該第二直徑。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該第一直徑約700 nm。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該第二直徑約900 nm。
在一方法的一些實施方案中，諸如在此發明內容之先前段落中所描述之任何者，該濾光器層包括氧化鐵。
雖然描述多個實例，但所描述之標的之又其他實例仍將從顯示及描述所揭示標的之說明性實例的下文實施方式及圖式中對所屬技術領域中具有通常知識者而言變得顯而易見。如將實現，所揭示之標的能夠在各種態樣中修改，全部皆不脫離所描述之標的之精神及範圍。據此，圖式及實施方式本質上應視為說明性的，且非限制性的。
I.生物或化學分析之系統概述
本文中所描述之實例可用於各種生物或化學程序及系統以用於學術或商業分析。更具體而言，本文所述之實例可用在其中希望偵測指示指定反應之事件、性質、品質、或特性的各種程序及系統中。例如，本文中所描述之實例包括匣、生物感測器、及其等組分以及與匣及生物感測器操作之生物檢定系統。在特定實例中，匣及生物感測器包括流通槽及一或多個影像感測器，其等在實質上一體式結構中耦接在一起。
生物檢定系統經組態以執行可個別或共同偵測之複數個指定反應。生物感測器及生物檢定系統可經組態以執行許多循環，其中該複數個指定反應平行發生。例如，生物檢定系統可用以透過酶促操作(enzymatic manipulation)及影像獲取之疊代循環來定序密集DNA特徵陣列。匣及生物感測器可包括將試劑或其他反應組分遞送至井或反應位點的一或多個微流體通道。在一些實例中，井或反應位點跨實質上平坦表面隨機分布。例如，井或反應位點可具有不均勻分布，其中一些井或反應位點比其他井或反應位點更靠近彼此定位。在其他實例中，井或反應位點係以預定方式跨實質上平坦表面圖案化。該等井或反應位點之各者可與偵測來自相關聯反應位點之光的一或多個影像感測器相關聯。在又其他實例中，該等井或反應位點可位於反應室中，該等反應室區分其中之指定反應。
在一些實例中，影像感測器可偵測自井或反應位點發射之光，且指示自井或反應位點發射並由個別影像感測器偵測到之光子的信號可稱為彼等感測器的照明值。這些照明值可組合成一影像，該影像指示自井或反應位點所偵測到的光子。此一影像可稱為原始影像。類似地，當影像包含已處理之值（以諸如針對串擾進行運算校正）而非包含由個別影像感測器直接偵測到之值時，則該影像可稱為銳化影像。
某些實例之以下詳細描述當結合附圖閱讀時將更好地理解。在圖式繪示各種實例之功能方塊的圖之情況下，功能方塊不必然指示硬體組件之間的分界。因此，例如，功能方塊中之一或多者（例如，處理器或記憶體）可以單件硬體（例如，通用信號處理器或隨機存取記憶體、硬碟、或類似者）實施。類似地，程式可係獨立的程式、可被併入作為作業系統中的次常式、可係所安裝之套裝軟體中的功能、及類似者。應理解，各種實例不限於圖式中所示之配置及工具。
如本文中所使用，以單數所敘述及以字詞「一(a)」或「一(an)」所開始之元件或步驟應理解為不排除複數個該元件或步驟，除非明確說明此排除。此外，對於「一個實例」的引用非意欲解讀為排除亦併入所述特徵的額外實例之存在。此外，除非有明確相反陳述，否則「包含」、或「具有」具有特定性質的元素或複數個元素的實例可包括額外元件，不論額外元件是否具有該性質。
如本文中所使用，「指定反應(designated reaction)」包括所關注分析物之化學、電氣、物理或光學性質（或品質）中之至少一者的變化。在一些實例中，指定反應係肯定結合(positive binding)事件（例如，螢光標記生物分子與所關注分析物之結合）。更一般而言，指定反應可係化學轉變、化學變化、或化學交互作用。在一些實例中，指定反應包括螢光標記分子與分析物之結合。該分析物可係寡核苷酸，且經螢光標記的分子可係核苷酸。當一激發光經導引朝向具有經標記核苷酸的寡核苷酸時，可偵測出指定反應，且螢光團發射一可偵測的螢光信號。在替代實例中，所偵測到之螢光係化學發光或生物發光之結果。指定反應亦可例如藉由使一供體螢光團鄰近一受體螢光團而增加螢光（或福斯特）共振能量轉移(fluorescence (or Förster) resonance energy transfer, FRET)，藉由將供體螢光團與受體螢光團分開而減少FRET，藉由將淬滅體(quencher)與螢光團分開而增加螢光，或藉由使淬滅體與螢光團共同位於同處而減少螢光。
如本文中所使用，「反應組分(reaction component)」或「反應物(reactant)」包括任何可用以獲得至少一種指定反應之物質。例如，反應組分包括試劑、酶、樣本、其他生物分子、及緩衝溶液。反應組分可在一溶液中被遞送至一反應位點及/或被固定在一反應位點處。反應組分可以直接或間接與另一物質交互作用，例如所關注分析物。
如本文中所使用，用語「反應位點(reaction site)」係其中一指定反應可發生的一局部區域。一反應位點可包括其中一物質可固定在其上的一基材的支撐表面。例如，一反應位點可包括其上具有核酸群體(colony)的一流通槽之一通道中的實質上平坦表面。該群體中之核酸可具有相同序列，其係例如單股或雙股模板的無性複製(clonal copy)。然而，在一些實例中，一反應位點可僅含有例如單股或雙股形式的單一核酸分子。此外，複數個井或反應位點可沿支撐表面隨機分布或以預定方式配置（例如，在矩陣中（諸如在微陣列中）並排）。反應位點亦可包括反應室，該反應室至少部分地界定經組態以區分指定反應的空間區域或體積。如本文中所使用，用語「反應室(reaction chamber)」包括與流道流體連通的空間區域。該反應室可至少部分地與周圍環境或其他空間區域分開。例如，複數個反應室可藉由共用壁彼此分開。作為更具體實例，反應室可包括由壁之內表面所界定的空腔，且具有開口或孔隙，使得該空腔可與流道流體連通。包括此類反應室之生物感測器之實例係更詳細地描述在美國專利第9,9096,899號中，其標題為「Microdevices and Biosensor Cartridges for Biological or Chemical Analysis and Systems and Methods for the Same」且公告於2015年8月4日，其揭示內容以全文引用之方式併入本文中。
在一些實例中，反應室相對於固體（包括半固體）定大小及定形狀，使得該等固體可完全或部分地插入於其中。例如，反應室可經定大小及定形狀以僅容納一個捕獲珠(capture bead)。捕獲珠可具有在其上的選殖擴增(clonally amplified)之DNA或其他物質。替代地，反應室可經定大小及定形狀，以接收大約數目的珠或固體基材。作為另一實例，反應室亦可填充有多孔凝膠或經組態以控制擴散或過濾可流入反應室中之流體之物質。
在一些實例中，影像感測器（例如，光二極體）係與對應井或反應位點相關聯。與一反應位點相關聯之影像感測器經組態以在指定反應已發生在該相關聯反應位點處時，偵測來自該相關聯反應位點的光發射。在一些情況下，複數個影像感測器（例如，攝影機裝置之數個像素）可與單一反應位點相關聯。在其他情況下，單一影像感測器（例如，單一像素）可與單一反應位點相關聯，或與一群組之井或反應位點相關聯。影像感測器、反應位點、及生物感測器之其他特徵可經組態使得至少一些光被影像感測器直接偵測到而未經反射。
如本文中所使用，用語「相鄰(adjacent)」在關於兩個井或反應位點使用時，意指在該兩個井或反應位點之間無其他反應位點。用語「相鄰(adjacent)」可在關於相鄰偵測路徑及相鄰影像感測器使用時，具有類似的意義（例如，相鄰影像感測器之間無其他影像感測器）。在一些情況下，反應位點可不相鄰於另一反應位點；但仍可能緊鄰在其他反應位點附近。當來自第一反應位點的螢光發射信號被與第二反應位點相關聯之影像感測器偵測到時，第一反應位點可能緊鄰在第二反應位點附近。更具體而言，當與第二反應位點相關聯的影像感測器偵測到例如來自第一反應位點的串擾時，第一反應位點可能緊鄰在第二反應位點附近。相鄰井或反應位點可係連續的使得其等彼此抵靠，或相鄰位點可係非連續的而具有中介空間在其等之間。
如本文所用，「物質(substance)」包括諸如捕獲珠的物品或固體以及生物或化學物質。如本文所用，「生物或化學物質(biological or chemical substance)」包括生物分子、所關注樣本、所關注分析物及其他（多個）化合物。生物或化學物質可用於偵測、識別或分析其他（多個）化合物，或作用為中介物以研究或分析其他（多個）化合物。在特定實例中，生物或化學物質包括生物分子。如本文所用，「生物分子(biomolecule)」包括下列中之至少一者：生物聚合物、核苷、核酸、多核苷酸、寡核苷酸、蛋白質、酶、多肽、抗體、抗原、配體、受體、多醣、碳水化合物、多磷酸鹽、細胞、組織、有機體或其片段、或其任何其他（多個）生物活性化學化合物，諸如前述物種之類似物或擬似物(mimetic)。
生物分子、樣本、及生物或化學物質可係自然發生或合成，且可在空間區域內懸浮於溶液或混合物中。生物分子、樣本、及生物或化學物質亦可結合至固相或凝膠材料。生物分子、樣本、及生物或化學物質也可包括藥品組成物。在一些情況下，所關注生物分子、樣本、及生物或化學物質可稱為目標、探針、或分析物。
如本文中所使用，「生物感測器(biosensor)」包括具有複數個井或反應位點的一結構，該結構經組態以偵測在該等井或反應位點處或附近發生的指定反應。生物感測器可包括固態成像裝置（例如，CCD或CMOS成像器）及可選地安裝至其的流通槽。該流通槽可包括與該等井或反應位點流體連通的至少一個流道。作為一特定實例，生物感測器經組態以流體耦接且電耦接至一生物檢定系統。該生物檢定系統可根據預定規程（例如，合成定序）遞送反應物至該等井或反應位點，並且執行複數個成像事件。例如，生物檢定系統可導引溶液沿該等井或反應位點流動。該等溶液之至少一者可包括具有相同或不同螢光標記的四種類型的核苷酸。核苷酸可結合至位於該等井或反應位點之對應寡核苷酸。接著，該生物檢定系統可使用一激發光源（例如，固態光源，諸如發光二極體(light-emitting diode, LED)）來照射該等井或反應位點。激發光可具有一或多個預定波長，包括波長範圍。經激發螢光標記提供可由影像感測器所偵測到之發射信號。
如本文中所使用，「匣(cartridge)」包括經組態以固持一生物感測器的結構。在一些實例中，該匣可包括額外特徵，諸如經組態以提供激發光至生物感測器之井或反應位點的光源（例如，LED）。該匣亦可包括一流體儲存系統（例如，用於試劑、樣本、及緩衝液之儲存器）及一流體控制系統（例如，泵、閥、及類似者），以用於流體傳輸反應組分、樣本、及類似者至井或反應位點。例如，在該生物感測器經製備或製造之後，該生物感測器可耦接至該匣之一殼體或容器。在一些實例中，該生物感測器及該匣可係自含式可拋棄單元。然而，其他實例可包括具有可移除部件的總成，該等可移除部件允許使用者取用該生物感測器或該匣之內部以用於保養或置換組件或樣本。該生物感測器及該匣可移除地耦接或接合至較大的生物檢定系統，諸如於其中進行受控反應的定序系統。
如本文中所使用，當一起使用用語「可移除(removably)」及「耦接(coupled)」（或「接合(engaged)」）以描述生物感測器（或匣）與生物檢定系統之系統收容器或介面之間的關係時，該用語意欲意指生物感測器（或匣）與系統收容器之間的連接可容易分開，而不會毀損或破壞系統收容器及/或生物感測器（或匣）。當組件可彼此分開而無需過度努力或花費大量時間將組件分開時，組件是可容易分開的。例如，生物感測器（或匣）可採電氣方式來可移除地耦接或接合至系統收容器，使得生物檢定系統之配合接點未被毀損或破壞。生物感測器（或匣）亦可採機械方式來可移除地耦接或接合至系統收容器，使得固持生物感測器（或匣）的特徵未被毀損或破壞。生物感測器（或匣）亦可採流體方式來可移除地耦接或接合至系統收容器，使得系統收容器之埠並未被毀損或破壞。若例如僅需要對組件進行簡單調整（例如，重新對準）或簡單置換（例如，置換噴嘴），則系統收容器或組件未視為被毀損或破壞。
如本文中所使用，用語「流體連通(fluid communication)」或「流體耦接(fluidically coupled)」係指兩個空間區域連接在一起，使得液體或氣體可在該兩個空間區域之間流動。例如，微流體通道可與反應室流體連通，使得流體可自微流體通道自由流入反應室中。用語「流體連通(in fluid communication)」或「流動耦接(fluidically coupled)」允許透過一或多個閥、限制器、或其他流體組件來流體連通的兩個空間區域得以控制或調控通過系統的流體流動。
可在本揭露（包括申請專利範圍）全文中使用之用語「實質上(substantially)」、「大約(approximately)」、「約(about)」、「相對(relatively)」、或其他此類類似用語用以描述且考量諸如由於處理變化而自參考或參數的小波動。此類小波動亦包括自參考或參數的零波動。例如，波動可係指小於或等於±10%，諸如小於或等於±5%，諸如小於或等於±2%，諸如小於或等於±1%，諸如小於或等於±0.5%，諸如小於或等於±0.2%，諸如小於或等於±0.1%，諸如小於或等於±0.05%。
如本文所用，用語「固定(immobilized)」當關於生物分子或生物或化學物質使用時包括將分子級生物分子或生物或化學物質實質上附接至表面。例如，可使用包括非共價交互作用（例如靜電力、凡得瓦及疏水性界面脫水）及共價結合技術將生物分子或生物或化學物質固定至基材材料之表面，其中官能基或連接子(linker)促進將生物分子附接至表面。將生物分子或生物或化學物質固定至基材材料之表面可基於基材表面之性質、攜載生物分子或生物或化學物質之液體介質、及生物分子或生物或化學物質本身之性質。在一些情況下，基材表面可經官能化（例如，經化學或物理改質）以促進將生物分子（或生物或化學物質）固定至基材表面。可首先改質基材表面以具有結合至表面之官能基。接著，官能基可被結合至生物分子或生物或化學物質以將其等固定於其上。
在一些實例中，核酸可附接至表面並擴增。此擴增之實例係描述於美國專利第7,741,463號中，其標題為「Method of Preparing Libraries of Template Polynucleotides」且公告於2010年6月22日，其揭示內容以全文引用之方式併入本文中。在一些情況下，使用固定的引子及溶液中之引子所重複的數次延伸（例如擴增）可提供核酸之多個複本。
在特定實例中，藉由本文所述之系統及方法執行之檢定規程包括使用天然核苷酸且亦使用經組態以與天然核苷酸交互作用之酶。天然核苷酸包括例如核糖核苷酸或去氧核糖核苷酸。天然核苷酸可呈單、二、或三磷酸鹽形式，且可具有選自腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、尿嘧啶(U)、鳥嘌呤(G)、或胞嘧啶(C)之鹼基。然而應理解，可使用非天然核苷酸、經改質核苷酸、或前述核苷酸之類似物。
在包括反應室、物品、或固體物質（包括半固體物質）之實例中可設置於反應室內。當設置時，物品或固體可透過干涉配合、黏著、或包埋而實體地固持或固定在反應室內。可設置於反應室內之物品或固體之實例包括聚合物珠、丸粒、瓊脂糖凝膠、粉末、量子點、或可壓縮及/或固持在反應室內之其他固體。在一些實例中，核酸超結構（諸如DNA球）可例如藉由附接至反應室之內表面或藉由在反應室內之液體中之駐留來設置於反應室中或反應室處。固持或設置於反應室中之物質可呈固體、液體或氣體狀態。
圖1係根據一個實例形成之用於生物或化學分析的生物檢定系統100的方塊圖。用語「生物檢定(bioassay)」並不意欲為限制性的，因為生物檢定系統100可操作以獲得與生物或化學物質中之至少一者相關之任何資訊或資料。在一些實例中，生物檢定系統100係可類似於實驗台型裝置或桌上型電腦的工作站。例如，用於進行指定反應之系統及組件之大部分（或全部）可在共同殼體116內。
在特定實例中，生物檢定系統100係經組態以用於各種應用的核酸定序系統（或定序器），包括但不限於從頭定序、重新定序整個基因體或目標基因區域、及宏基因體學(metagenomics)。定序器亦可用於DNA或RNA分析。在一些版本中，生物檢定系統100亦可經組態以在生物感測器中產生反應位點。例如，生物檢定系統100可經組態以接收樣本且產生表面附接的衍生自樣本之經選殖擴增之核酸之叢集。各叢集可構成生物感測器中之反應位點或係其一部分。
生物檢定系統100可包括經組態以與生物感測器102交互作用的系統收容器或介面112，以在生物感測器102內執行指定反應。在關於圖1之下文描述中，生物感測器102係裝載至系統收容器112中。然而，應理解，包括生物感測器102的匣可插入至系統收容器112中，且在一些狀態中該匣可暫時地或永久移除。如上文所描述，該匣可包括流體控制及流體儲存組件（等等）。
在特定實例中，生物檢定系統100係在生物感測器102中執行大量平行反應。生物感測器102包括其中可發生指定反應的一或多個井或反應位點。反應位點可例如固定至生物感測器之固體表面，或固定至位於生物感測器之對應反應室或井內的珠（或其他可移動基材）。反應位點可包括例如經選殖擴增之核酸之叢集。生物感測器102可包括固態成像裝置（例如，CCD或CMOS成像器）及安裝至其的流通槽。流通槽可包括一或多個流道，該一或多個流道接收來自生物檢定系統100之溶液，且將溶液導引朝向井或反應位點。可選地，生物感測器102可接合用於將熱能傳遞進或出流道的熱元件。
生物檢定系統100可包括彼此交互作以執行用於生物或化學分析之預定方法或檢定規程的各種組件、總成、及系統（或子系統）。例如，生物檢定系統100包括系統控制器104，該系統控制器可與生物檢定系統100之各種組件、總成、及子系統通訊，且亦可與生物感測器102通訊。除了系統收容器112之外，生物檢定系統100亦可包括：流體控制系統106，以控制通過生物檢定系統100及生物感測器102之整個流體網路的流體流動；流體儲存系統108，其固持可由生物檢定系統使用之流體（例如，氣體或液體）；溫度控制系統110，其可調控流體網路、流體儲存系統108、及/或生物感測器102中之流體的溫度；及照明系統111，其照明生物感測器102。如上所述，若具有生物感測器102的匣係裝載至系統收容器112中，則該匣亦可包括流體控制及流體儲存組件。
亦顯示，生物檢定系統100可包括與使用者互動的使用者介面114。例如，使用者介面114可包括：顯示器113，以顯示來自使用者之資訊或請求該資訊；及使用者輸入裝置115，以接收使用者輸入。生物檢定系統100可與各種組件通訊，包括生物感測器102（例如，以匣的形式），以執行指定反應。生物檢定系統100亦可分析自生物感測器獲得之資料，以提供所需資訊給使用者。系統控制器104可包括任何基於處理器或基於微處理器之系統，包括使用微控制器、精簡指令集電腦(reduced instruction set computer, RISC)、特定應用積體電路(application specific integrated circuit, ASIC)、現場可程式化閘陣列(field programmable gate array, FPGA)、邏輯電路、及能夠執行本文所述之功能的任何其他電路或處理器的系統。上述實例不意欲以任何方式限制用語「系統控制器(system controller)」之定義及/或意義。在一實例中，系統控制器104執行指令集，該指令集係儲存在一或多個儲存元件、記憶體、或模組中，以便獲得偵測資料及分析偵測資料中之至少一者。儲存元件可採用生物檢定系統100內之資訊來源或實體記憶體元件之形式。
指令集可包括各種命令，該等命令指示生物檢定系統100或生物感測器102執行特定操作，諸如本文所描述之各種實例之方法及程序。指令集可採用軟體程式之形式，其可形成有形非暫時性電腦可讀取媒體之部分。如本文中所使用，用語「軟體(software)」及「韌體(firmware)」可互換；且包括儲存在記憶體中以供電腦執行之任何電腦程式，包括RAM記憶體、ROM記憶體、EPROM記憶體、EEPRAM記憶體、及非揮發性RAM (NVRAM)記憶體。上述記憶體類型僅係實例，且因此不限制可用於儲存電腦程式之記憶體的類型。
軟體可係各種形式，諸如系統軟體或應用程式軟體。此外，軟體可採用以下形式：單獨程式之集合、或較大程式內之程式模組、或程式模組之一部分。軟體亦可包括採用物件定向程式化之形式的模組化程式化。在獲得偵測資料之後，偵測資料可由生物檢定系統100自動處理、回應於使用者輸入而處理、或回應於由另一處理機器提出之請求（例如，透過通訊鏈路之遠端請求）而處理。
系統控制器104可經由通訊鏈路連接至生物感測器102及生物檢定系統100之其他組件。系統控制器104亦可通訊地連接至非現場系統或伺服器。通訊鏈路可係有線或無線的。系統控制器104可從使用者介面114及使用者輸入裝置115接收使用者輸入或命令。
流體控制系統106包括流體網路，且係用以導引及調節通過流體網路的一或多個流體之流動。流體網路可與生物感測器102及流體儲存系統108流體連通。舉例而言，選擇流體可採受控方式自流體儲存系統108抽取並引導至生物感測器102；或流體可自生物感測器102抽取並引導朝向例如流體儲存系統108中之廢料儲槽。
溫度控制系統110係用以調節流體網路之不同區域、流體儲存系統108、及/或生物感測器102處的流體溫度。舉例而言，溫度控制系統110可包括熱循環儀，該熱循環儀與生物感測器102介接且控制沿著生物感測器102中之井或反應位點流動之流體的溫度。溫度控制系統110亦可調節生物檢定系統100或生物感測器102之固體元件或組件的溫度。
流體儲存系統108與生物感測器102流體連通，且可儲存用以在其中實行指定反應之各種反應組分或反應物。流體儲存系統108亦可儲存流體，以用於洗滌或清潔流體網路及生物感測器102，並用於稀釋反應物。例如，流體儲存系統108可包括各種儲槽，以儲存樣本、試劑、酶、其他生物分子、緩衝液溶液、水性及非極性溶液、及類似者。此外，流體儲存系統108亦可包括用於自生物感測器102接收廢棄產物的廢料儲槽。
照明系統111可包括光源（例如，一或多個LED）及複數個光學組件以照明生物感測器。光源之實例可包括雷射、弧燈、LED、或雷射二極體。光學組件可包括例如反射器、分色鏡、分光器、準直器、透鏡、濾光器、楔形鏡、稜鏡、反射鏡、偵測器、及類似者。在使用一照明系統的版本中，照明系統111可經組態以導引一激發光至井或反應位點。
系統收容器或介面112係採機械、電氣或流體方式中之至少一者來接合生物感測器102。系統收容器112可在所欲定向中固持生物感測器102以促進通過生物感測器102的流體流動。系統收容器112亦可包括待用以接合生物感測器102的電接觸件，使得生物檢定系統100可與生物感測器102通訊及/或提供電力至生物感測器102。此外，系統收容器112可包括待用以接合生物感測器102的流體埠（例如，噴嘴）。在一些實例中，生物感測器102可採機械方式、電氣方式、且亦可採流體方式來可移除地耦接至系統收容器112。
圖2係在實例中之系統控制器104的方塊圖。在一個實例中，系統控制器104包括一或多個處理器或模組，其等可彼此通訊。處理器或模組中之各者可包括演算法（例如，儲存在有形及/或非暫時性電腦可讀取儲存媒體上的指令）或子演算法，以執行特定程序。系統控制器104係概念地繪示作為模組之集合，但可利用專用硬體板、DSP、處理器等之任何組合來實現。替代地，系統控制器104可利用具有單一處理器或多個處理器的現成PC來實現，其中功能操作分佈在處理器之間。作為一進一步選項，可利用一混合組態來實現下述模組，其中某些模組化功能使用專用硬體來執行，而其餘的模組化功能係利用現成PC及類似者來執行。模組亦可實現為處理單元內之軟體模組。
在操作期間，通訊鏈路120可傳輸資訊（例如，命令）至生物感測器102（圖1）及/或子系統106、108、110（圖1），或自其接收資訊（例如，資料）。通訊鏈路122可接收來自使用者介面114（圖1）的使用者輸入，並將資料或資訊傳輸至使用者介面114。來自生物感測器102或子系統106、108、110之資料可由系統控制器104在生物檢定階段期間即時處理。額外地或替代地，資料可在生物檢定階段期間暫時儲存於系統記憶體中，且在比即時更慢或離線的操作中處理。
如圖2所示，系統控制器104可包括與主控制模組130通訊的複數個模組131至139。主控制模組130可與使用者介面114（圖1）通訊。雖然模組131至139係顯示為與主控制模組130直接通訊，但模組131至139亦可與彼此、使用者介面114、及生物感測器102直接通訊。此外，模組131至139可透過其他模組與主控制模組130通訊。
複數個模組131至139包括系統模組131至133、139，其等分別與子系統106、108、110、及111通訊。流體控制模組131可與流體控制系統106通訊，以控制流體網路之閥及流量感測器，以用於控制通過流體網路之一或多個流體之流動。流體儲存模組132可在流體少時或廢料儲槽處於或接近容量時通知使用者。流體儲存模組132亦可與溫度控制模組133通訊，使得流體可儲存於所欲溫度下。照明模組139可與照明系統109通訊，以在規程期間在指定時間下照明井或反應位點，諸如在指定反應（例如，結合事件）已發生之後。
複數個模組131至139亦可包括裝置模組134，該裝置模組與生物感測器102及識別模組135通訊，該識別模組判定與生物感測器102有關之識別資訊。裝置模組134可例如與系統收容器112通訊，以確認生物感測器已建立與生物檢定系統100之電氣及流體連接。識別模組135可接收識別生物感測器102的信號。識別模組135可使用生物感測器102的鑑定來提供其他資訊至使用者。例如，識別模組135可判定並接著顯示批號、製造日期、或建議與生物感測器102運行的規程。
複數個模組131至139亦可包括偵測資料分析模組138，該偵測資料分析模組接收並分析來自生物感測器102之信號資料（例如，影像資料）。可將信號資料儲存用於後續分析，或可傳輸至使用者介面114以將所欲資訊顯示至使用者。在一些版本中，在偵測資料分析模組138接收信號資料之前，信號資料可由固態成像器（例如，CMOS影像感測器）處理。
規程模組136及137與主控制模組130通訊，以在實行預定檢定規程時控制子系統106、108及110之操作。規程模組136及137可包括指令集，以用於指示生物檢定系統100依據預定規程來執行特定操作。如所示，規程模組可係合成定序(SBS)模組136，其經組態以發出用於執行SBS程序之各種命令。照明系統111可在SBS程序及/或其他程序期間提供激發光至井或反應位點。
複數個規程模組亦可包括樣本製備（或產生）模組137，其發出命令至流體控制系統106及溫度控制系統110，以用於擴增生物感測器102內之產物。例如，生物感測器102可接合至生物檢定系統100。擴增模組137可發出指令至流體控制系統106，以遞送必要的擴增組分至生物感測器102內之反應室。在其他版本中，井或反應位點可已含有用於擴增之一些組分，諸如模板DNA及/或引子。在將擴增組分遞送至反應室之後，擴增模組137可指示溫度控制系統110根據已知擴增規程來循環通過不同溫度階段。在一些實例中，等溫地執行擴增及/或核苷酸併入。
SBS模組136可發出命令以執行橋接PCR，其中選殖擴增子之叢集形成於流通槽之通道內的局部區域上。在通過橋接PCR產生擴增子之後，擴增子可「線性化」以製造單股模板DNA或sstDNA，且定序引子可雜交至側接一所關注區域之通用序列。例如，基於可逆式終止子的SBS方法可如上文所闡述或如下所闡述地使用。在一些實例中，擴增及SBS模組可在單次檢定規程中操作，其中例如模板核酸經擴增並隨後在相同匣內定序。 II.   插置在光源與影像感測器之間之具有流通槽的生物感測器的實例
圖3繪示根據一個實例形成之例示性生物感測器400的一部分的截面。生物感測器400可包括如上文所描述之生物感測器102（圖1）的類似特徵，且可在例如如本文所描述之匣中使用。如所示，生物感測器400可包括直接或間接耦接至偵測裝置404的流通槽402。流通槽402可安裝至偵測裝置404。在本實例中，流通槽402係經由一或多個固定機構（例如，黏著劑、接合件、緊固件、及類似者）直接附接至偵測裝置404。在一些實例中，流通槽402可可移除地耦接至偵測裝置404。
在所繪示之實例中，偵測裝置404包括裝置基座425。在一些版本中，裝置基座425包括複數個堆疊層（例如，矽層、介電層、金屬介電層等）。裝置基座425可包括影像感測器440的感測器陣列424、光導462的導引陣列426、及井408的反應陣列428，其界定具有對應的反應位點414的反應室。由於在一些版本中反應位點414係以井408界定，故用語「井(well)」及「反應位點(reaction site)」可在本文中可互換使用。然而，一些變化可提供反應位點頂部上的升高平台或其他結構，其不必然構成如圖3所示之井408。因此，用語「井」及「反應位點」應解讀為包括此類替代結構。
在某些實例中，組件經配置成使得各影像感測器440與單一光導462及單一反應位點414對準。在此類版本中，可將一給定之影像感測器440稱為與直接對準於（例如，定位在正上方）該影像感測器440的反應位點414形成「感測對」。在各影像感測器440代表單一像素的版本中，與反應位點414形成一感測對之影像感測器440可稱為與反應位點414相關之「中心像素」；而相鄰於中心像素的影像感測器440可稱為「相鄰像素」。類似地，不與給定反應位點414形成一感測對之影像感測器440可稱為相關於該反應位點414的「相鄰感測器」。
雖然在本實例中僅一個反應位點414或井408界定與給定影像感測器440或像素的感測對，但可存在其他變化，其中單一影像感測器440或像素定位在二或更多個反應位點414或井408正下方。下文更詳細地描述此類變化之實例。應理解，用語「感測對(sensing pair)」亦可指此類反應位點414或井408與對應影像感測器440或像素之間的關係。換言之，用語「感測對」不應被解讀為僅限於結構配置，其中僅存在1:1的像素反應位點比、像素井比、感測器反應位點比、或感測器井比。用語用語「感測對」亦可適用於每像素或感測器440提供二或更多個井408或反應位點414之結構配置。此一感測對可經界定在位於對應感測器440或像素正上方之任何井408或反應位點414之間。
在一些其他實例中，單一影像感測器440可透過多於一個光導462及/或從多於一個反應位點414接收光子。在此類版本中，可將直接對準於（例如，定位在正下方）反應位點414之單一影像感測器440的特定區域稱為與該反應位點414形成一「感測對」。如本文中所使用，單一影像感測器440可包括一個像素或多於一個像素。僅舉實例而言，影像感測器440可包括CCD感測器、CMOS感測器、及/或其他種類的組件。
用語「陣列(array)」或「子陣列(sub-array)」不必然包括偵測裝置可具有之特定類型之各個及每個物件。例如，感測器陣列424可不包括偵測裝置404中之各個及每個影像感測器。替代地，偵測裝置404可包括其他影像感測器（例如，影像感測器之（多個）其他陣列）。作為另一實例，導引陣列426可不包括偵測裝置之各個及每個光導。替代地，可存在其他光導，該等光導經組態成不同於光導462或具有與偵測裝置404之其他元件不同的關係。因此，除非另外明確說明，否則用語「陣列(array)」可或可不包括偵測裝置之所有此類物件。
在所繪示之實例中，流通槽402包括側壁406及流蓋410，該流蓋由側壁406及其他側壁（未圖示）支撐。側壁耦接至偵測器表面412且在流蓋410與偵測器表面412之間延伸。在一些實例中，側壁由可固化黏著劑層形成，該可固化黏著劑層接合流蓋410至偵測裝置404。
流通槽402經大小及形狀設定，使得流道418存在於流蓋410與偵測裝置404之間。如所示，流道418可包括高度H 1。僅舉實例而言，高度H 1可在約50至400 µm（微米）之間，或更具體而言，約80至200 µm。在所繪示之實例中，高度H 1係約100 µm。流蓋410可包括一材料，該材料對於從生物感測器400之外部傳播至流道418中的激發光401係透明的。如圖3所示，激發光401以非正交角度接近流蓋410。然而，此僅為說明性目的，因為激發光401可從不同角度接近流蓋410。可藉由照明系統109內之一或多個光源產生激發光401。
亦顯示，流蓋410可包括入口及出口埠420、422，其等待用以流體地接合其他埠（未圖示）。舉例而言，其他埠可來自匣或工作站。流道418經大小及形狀設定，以沿著偵測器表面412導引流體。高度H 1及流道418之其他尺寸可維持沿偵測器表面412之流體的實質上均勻流動。流道418之尺寸亦可用以控制氣泡形成。
側壁406及流蓋410可係彼此耦接之單獨組件。在其他實例中，側壁406及流蓋410可一體成形，使得側壁406及流蓋410係由一連續材料件形成。舉實例而言，流蓋410（或流通槽402）可包含一透明材料，諸如玻璃或塑膠。流蓋410可構成實質上矩形塊，該實質上矩形塊具有平坦外表面及界定流道418之平坦內表面。該塊可安裝至側壁406上。替代地，流通槽402可經蝕刻以界定流蓋410及側壁406。舉例而言，可將一凹槽蝕刻至該透明材料中。當該經蝕刻材料經安裝至偵測裝置404時，該凹槽可變成流道418。
偵測裝置404具有偵測器表面412，該偵測器表面可係官能化（例如，採合適方式來進行化學或物理修改，以進行指定反應）。舉例而言，偵測器表面412可係官能化且可包括具有固定於其之一或多個生物分子之複數個反應位點414。偵測器表面412具有界定反應室之反應凹槽或開口井408之陣列，使得井408之各者可包括反應位點414中之一或多者。井408可藉由例如沿著偵測器表面412之深度之凹陷或變化來界定。在其他實例中，偵測器表面412可係實質上平坦的。
如圖3所示，反應位點414可沿著偵測器表面412分佈成一圖案。舉例而言，反應位點414可採類似於微陣列之方式位於沿著偵測器表面412之列及行中。然而，應理解，可使用反應位點的各種圖案。反應位點414可包括發射光信號的生物或化學物質。舉例而言，反應位點414之生物或化學物質可回應於激發光401產生光發射。在特定實例中，反應位點414包括固定於偵測器表面412上之生物分子（例如，寡核苷酸）之叢集或群體，且反應位點414處之螢光團可回應於激發光401而發射光，其中此發射光指示反應位點414處之生物分子的組成。
圖4係偵測裝置404的放大截面，該截面顯示更詳細的各種特徵。更具體而言，圖4顯示單一影像感測器440、單一光導462（用於導引光發射朝向影像感測器440）、以及相關電路系統446（用於基於由影像感測器440所偵測之光發射（例如，光子）而傳輸信號）。應理解，感測器陣列424的其他影像感測器440（圖3）及相關的組件可採相同或類似的方式組態。然而，亦應理解，偵測裝置404不需要整個相同地或一致地製造。替代地，一或多個影像感測器440及/或相關組件可不同地製造或具有相對於彼此不同的關係。
電路系統446可包括能夠傳導電流的互連導電元件（例如，導體、跡線、通孔、互連件等），諸如基於偵測到的光子之資料信號的傳輸。偵測裝置404及/或裝置基座425可包含具有影像感測器440之平坦陣列的積體電路。在偵測裝置404內形成之電路系統446可經組態以用於信號放大、數位化、儲存、及處理中之至少一者。電路系統可收集並分析所偵測之光發射，且產生用於將偵測資料通訊至生物檢定系統的資料信號。電路系統446亦可在偵測裝置404中執行額外之類比及/或數位信號處理。
裝置基座425可使用積體電路製造程序來製造，諸如用以製造CMOS之程序。舉例而言，裝置基座425可包括複數個堆疊層431至437，包括感測器層或基底431，其係所繪示之實施例中之矽層或晶圓。感測器層431可包括與感測器層431一起形成之影像感測器440及閘極441至443。閘極441至443電耦接至影像感測器440。當偵測裝置404如圖3至圖4所示地完全形成時，影像感測器440可經由閘極441至443電耦接至電路系統446。
如本文中所使用，除非另有說明，否則用語「層(layer)」不限於單一連續材料本體。例如，感測器層431可包括多個不同材料的子層及/或可包括塗層、黏著劑、及類似者。此外，層（或子層）中之一或多者可經修改（例如，蝕刻、用材料沉積等）以提供本文所述之特徵。
在一些版本中，各影像感測器440具有小於約50 µm 2的偵測面積。在特定版本中，偵測面積小於約10 µm 2。在更特定的版本中，偵測面積係約2 µm 2。在此類情況下，影像感測器440可構成單一像素。影像感測器440中之各像素的平均讀取雜訊可例如小於約150個電子。在更特定的版本中，讀取雜訊可小於約5個電子。影像感測器440之陣列的解析度可大於約0.5百萬像素(MP)。在更特定的版本中，解析度可大於約5 MP；且更特定言之，大於約10 MP。
裝置層亦包括複數個金屬介電層432至437，其等在下文稱為基材層。在所繪示之實例中，基材層432至437中之各者包括金屬元素（例如，W（鎢）、Cu（銅）、或Al（鋁））及介電材料（例如，SiO 2）。可使用各種金屬元素及介電材料，諸如適用於積體電路製造之彼等者。然而，在其他版本中，基材層432至437中之一或多者可僅包括介電材料，諸如一或多個SiO 2層。
關於圖4所示之特定版本，第一基材層432可包括稱為M1之金屬元素，該等金屬元素係嵌入在介電材料（例如，SiO 2）內。金屬元素M1包含例如W（鎢）。金屬元素M1完全延伸通過所繪示之版本中之基材層432。第二基材層433包括金屬元素M2及介電材料以及金屬互連件(M2/M3)。第三基材層434包括金屬元素M3及金屬互連件(M3/M4)。第四基材層435亦包括金屬元素M4。裝置基座425亦包括第五及第六基材層436、437。
如所示，金屬元素及互連件彼此連接，以形成電路系統446之至少一部分。在所繪示之版本中，金屬元素M1、M2、M3、M4包括W（鎢）、Cu（銅）、及/或鋁(Al)，且金屬互連件M2/M3及M3/M4包括W（鎢），但應理解的是，可使用其他材料及組態。亦應注意，圖3至圖4所示之裝置基座425及偵測裝置404僅用於說明性目的。舉例而言，其他版本可比圖3至圖4中所示者包括更少或額外層，及/或包括金屬元素之不同組態。
在一些版本中，偵測裝置404包括沿著裝置基座425之外表面464延伸的屏蔽層450。在所繪示之版本中，屏蔽層450係直接沿著基材層437之外表面464沉積。然而，在其他版本中，中介層可設置於基材層437與屏蔽層450之間。屏蔽層450可包括一材料，該材料經組態以阻斷、反射、及/或顯著衰減從流道418傳播之光信號。該等光信號可係發激光401及/或回應於激發光401由生物或化學物質在反應位點414處產生的光發射。僅舉實例而言，屏蔽層450可包含鎢(W)。
如圖4所示，本實例之屏蔽層450包括通過其中之孔隙或開口452。屏蔽層450可包括此類孔隙452的陣列。在一些版本中，屏蔽層450可連續地延伸於相鄰的孔隙452之間。在此類版本中，來自流道418之光信號可被阻斷、反射、及/或顯著衰減，以防止影像感測器440偵測此類光信號。然而，在其他版本中，屏蔽層450不連續地延伸在相鄰孔隙452之間，使得接著一或多個開口而非孔隙452存在於屏蔽層450中。
偵測裝置404亦可包括鈍化層454，其沿著屏蔽層450延伸且跨越孔隙452。屏蔽層450可在孔隙452上方延伸，從而直接或間接地覆蓋孔隙452。屏蔽層450可位於鈍化層454與裝置基座425之間。黏著劑或催化劑層458可位於其間，以促進鈍化層454及屏蔽層450之耦接。鈍化層454可經組態以保護裝置基座425及屏蔽層450免於流道418的流體環境。
在一些情況下，鈍化層454亦可經組態以提供固體表面（例如，偵測器表面412），該固體表面允許生物分子或其他所關注分析物固定於其上。例如，反應位點414中之各者可包括固定至鈍化層454之偵測器表面412的生物分子之叢集。因此，鈍化層454可由允許反應位點414固定至其上的材料形成。鈍化層454亦可包含至少對於所欲螢光係透明的材料。舉實例而言，鈍化層454可包括氮化矽(Si 3N 4)及/或二氧化矽(SiO 2)。然而，可使用（多個）其他合適材料。此外，鈍化層454可經物理地或化學地修改，以促進生物分子之固定，及/或促進光發射之偵測。
在所繪示之版本中，鈍化層454之一部分沿著屏蔽層450延伸，且鈍化層454之一部分直接沿著光導462之濾光材料460延伸。反應凹槽408可形成在光導462正上方。在一些情況下，在鈍化層454沿著屏蔽層450或黏著層458沉積之前，可在裝置基座425內形成基座孔或空腔456。例如，裝置基座425可經蝕刻以形成基座孔456之陣列。在特定版本中，基座孔456係自靠近孔隙452延伸朝向影像感測器440的細長空間。基座孔可沿著中心縱軸468在長度方向上延伸。基座孔456之三維形狀可在一些實施例中係實質上圓柱形或截頭圓錐形，使得沿著延伸至圖4之頁面中之平面所取的截面係實質上圓形。縱軸468可延伸通過該截面之幾何中心。然而，其他幾何形狀可用於替代版本中。舉例而言，該截面可係實質上方形或八邊形。
濾光材料460可在形成基座孔456之後沉積在基座孔456內。濾光材料460可形成（例如，在固化之後）光導462。光導462經組態以濾波激發光401且允許光發射466通過其中朝向對應影像感測器440傳播。光導462可包括例如有機吸收濾光器。僅為特定實例，激發光可係約532 nm，且光發射可係約570 nm或更大。
在一些情況下，光導462之有機濾光材料可與生物感測器400之其他材料不相容。例如，有機濾光材料可具有導致濾光材料顯著膨脹的熱膨脹係數。替代地，或額外地，濾光材料可能無法充分黏附至某些層，諸如屏蔽層450（或其他金屬層）。濾光材料的膨脹可在鄰近於濾光材料的或結構上連接至濾光材料的層上導致機械應力。在一些情況下，膨脹可在生物感測器之結構中導致裂縫或其他非所要特徵。因此，本文所提出之版本可限制濾光材料膨脹之程度及/或濾光材料與其他層接觸之程度。例如，不同光導462之濾光材料可藉由鈍化層454彼此隔離。在此類版本中，濾光材料可不接觸（多個）金屬層。此外，鈍化層454可抵抗膨脹及/或允許一些膨脹，同時減少非所要結構特徵（例如，裂縫）的產生。
光導462可相對於裝置基座425之周圍材料（例如，介電材料）組態以形成光導結構。舉例而言，光導462可具有約2.0之折射率，使得光發射實質上在光導462與裝置基座425之材料之間的界面處反射。在某些版本中，光導462經組態使得激發光之光學密度(OD)或吸收率係至少約4 OD。更具體而言，可選擇濾光材料，且光導462可經定尺寸以達成至少4 OD。在更特定的版本中，光導462可經組態以達成至少約5 OD或至少約6 OD。 III.  具有完整簾之流通槽的實例
在生物感測器400之一些版本中，各光導462可襯有一不透明材料，諸如一或多種金屬。此一配置之一實例係顯示於圖5中。具體而言，圖5顯示生物感測器500，其包括界定複數個井512之流道底板510，其中各井512提供一反應位點514。底板510下方的基底520界定複數個光導530，其中各光導530經定位在對應的反應位點514下方。各光導530含有濾光材料532。各光導530在此實例中亦具有錐形輪廓，使得光導530之上區域比光導530之下區域寬，其寬度從上區域線性地變窄至下區域。
當生物感測器500暴露於激發光501（例如，如由於照明系統109內之一或多個光源所產生）時，激發光501使反應位點514處之螢光團發射光511。濾光材料532濾掉激發光501，而不濾掉發射光511。在核酸處於反應位點514處之情況下，發射光511可指示此類核酸之組成。影像感測器550定位在各光導530下方，且經組態以經由對應的光導530接收自對應反應位點514發射之光511。因此，各影像感測器550與直接對準於（例如，定位在正上方）該影像感測器550的反應位點514形成一「感測對」。在各影像感測器550代表單一像素的版本中，與反應位點514形成一感測對之影像感測器550可稱為與反應位點514相關之「中心像素」；而相鄰於中心像素的影像感測器550可稱為「相鄰像素」。類似地，不與給定反應位點514形成一感測對之影像感測器550可稱為相關於該反應位點514的「相鄰感測器」。
在一些其他實例中，單一影像感測器550可透過多於一個光導530及/或從多於一個反應位點514接收光子。在此類版本中，可將直接對準於（例如，定位在正下方）反應位點514之單一影像感測器550的特定區域稱為與該反應位點514形成一「感測對」。
如圖5所示，生物感測器500提供各影像感測器550及與該影像感測器550形成一感測對的反應位點514下方的區域中之底板510之底側之間的高度距離(H)。在此實例中，此高度距離(H)代表基底520的厚度。僅舉實例而言，此高度距離(H)的範圍可係大約2微米至大約4微米；或可係大約3.5微米。替代地，生物感測器500可提供任何其他合適的高度距離(H)。如圖5所示，生物感測器500提供界定在影像感測器550之中心軸與各相鄰影像感測器500之間的節距距離(P)。此節距距離(P)亦表示井512之中心軸與各相鄰井512之間的距離。僅舉實例而言，此節距距離(P)的範圍可係大約0.7微米至大約2.0微米；或可係大約1微米。替代地，生物感測器500可提供任何其他合適的節距距離(P)。
上文所描述之生物感測器500之組件可經組態，且可像相關於生物感測器400之上述類似組件操作。此外，生物感測器500可包括額外組件，諸如上文在生物感測器400之上下文中所描述之彼等額外組件中之任一者，即使在圖5中未描繪此類額外組件。
不同於圖3至圖4中所描繪之生物感測器400，圖5中所描繪之生物感測器500包括複數個屏蔽件或簾540。各簾540圍繞一對應的光導530，並延伸基底520之全部垂直高度，使得各簾540自對應影像感測器550延伸至底板510。簾540因此界定沿著基底520之寬度的中斷。簾540亦完全含有對應體積的濾光材料532，使得沒有濾光材料532之部分跨越基底520之全部寬度。此實例之簾540由諸如金屬之不透明材料形成，但簾540可替代地由其他材料或材料之組合形成。簾540經組態以防止在一個反應位點514處發射的光511到達位於另一反應位點514正下方的影像感測器550。換言之，簾540防止在反應位點514處發射之光511到達不與反應位點514形成一感測對之影像感測器550。簾540因此確保在給定反應位點514處發射之光511僅由與反應位點514形成一感測對之影像感測器550接收。如此，簾540防止生物感測器500內光學串擾的發生。
如本文中所使用，用語「串擾(crosstalk)」可被解讀為包括到達不與反應位點形成一感測對之影像感測器550的來自給定反應位點514的光學信號的比例。在各影像感測器550代表單一像素的版本中，串擾可被理解為意指到達中心像素以外的所有像素的光學信號的比例。 IV.  生物感測器中損耗引致之串擾減少之實例
如上文所描述，將簾540整合至生物感測器500可藉由防止在反應位點514處發射的光511到達不與反應位點514形成一感測對之影像感測器550，而有效防止生物感測器500內的光學串擾。然而，在生物感測器500中包括簾540可傾向於增加製造生物感測器500之程序的複雜性及費用，尤其是具有延伸通過生物感測器500之全部高度距離(H)的簾540。此類複雜性及費用可至少部分地歸因於簾540具有次微米特徵尺寸（在x-y平面中）及數微米厚度（在z方向上）。此複雜性與費用亦可至少部分地歸因於將濾光材料460單獨地施用於各個別光導462內。
另外，可所欲的是最小化生物感測器500中之節距距離(P)以最大化生物感測器500中之反應位點514的總數（亦即，以最大化生物感測器500中之反應位點514之密度）；且在生物感測器500中之簾540之存在可限制生物感測器500中之節距距離(P)之減小，因為簾540佔據生物感測器中之實體空間。換言之，若簾540待被消除，則可能可減小生物感測器500中之節距距離(P)。
因此，可所欲的是提供生物感測器的一個版本，該生物感測器適當地防止或減少光學串擾的發生，而不呈現與簾540相關的製造複雜性及費用；且不會以簾540限制節距距離(P)之減小的方式限制生物感測器中之節距距離(P)之減小。以下實例提供生物感測器之版本，其等可適當地防止或減少光學串擾的發生，而不呈現與簾540相關的製造複雜性及費用；且不會如簾540存在時可能發生之限制生物感測器中之節距距離(P)之減小。具體而言，取代藉由實體地阻擋光而實體地限制光之透射（如藉由簾540所致），下文所描述之實例提供定制之光吸收，其可能以其他方式導致串擾。此定制之光吸收可稱為損耗引致之串擾減少(loss-induced crosstalk reduction, LICR)。在下文所描述之LICR特徵無法完全消除串擾的情況下，下文所描述之LICR特徵可至少減少串擾至一程度，其中可經由習知影像處理技術對任何剩餘的串擾進行運算校正（其中在缺少下文所描述之LICR特徵下，僅使用此類影像處理技術可能不足）。 A.無簾且具有串擾之生物感測器之實例
圖6顯示生物感測器600之實例，其缺少類似生物感測器500之簾540的簾。此實例之生物感測器600包括界定複數個井612之流道底板610，其中各井612提供一反應位點614。濾光材料層632定位在流道底板610下方。複數個影像感測器650定位在濾光材料層632下方。各影像感測器650在對應井612及反應位點614下方垂直置中，使得各感測器650與對應的反應位點614形成一感測對。在此實例中，生物感測器600中之濾光材料層632有效地形成生物感測器500中之基底520之結構等效物。濾光材料層632跨越生物感測器600之全部高度距離(H)及寬度距離(W)。
當生物感測器600暴露於激發光601（例如，如照明系統109內之一或多個光源所產生）時，激發光601使反應位點614處之螢光團發射光611。在核酸處於反應位點614處之情況下，發射光611可指示此類核酸之組成。影像感測器650經由濾光材料層632接收自反應位點614發射之光611。濾光材料層632濾掉激發光601而不濾掉發射光611。此濾波之實例係顯示於圖7中所描繪之圖700中。具體而言，圖7以功率對波長來描繪激發光601的曲線702，以透射對波長來描繪濾光材料層632之濾波輪廓的曲線704，及以功率對波長來描繪發射光611的曲線706。如所示，濾光材料層632防止激發光601之實質上所有波長的透射，同時允許發射光611之所有波長的透射。
由於圖6所示之實例的生物感測器600沒有類似簾540之光阻斷特徵，且由於濾光材料層632未經組態以濾波發射光611，故來自任何給定的反應位點614的發射光611可到達不與反應位點614形成一感測對之一或多個影像感測器650。換言之，來自任何給定反應位點614的發射光611可到達不在反應位點614正下方之一或多個影像感測器650。因此，生物感測器600產生串擾，這是因為來自給定反應位點614的發射光611以非垂直角度傳播通過濾光材料層632，以到達不與反應位點614形成一感測對之各種影像感測器650。換言之，生物感測器600產生串擾，這是因為來自給定反應位點614的發射光611以非垂直角度傳播通過濾光材料層632，以到達不在反應位點614正下方之影像感測器650。圖6顯示沿著光學路徑613發生的此類串擾，該光學路徑613具有長度(r)且界定角度(ϴ)，其中軸615正交於接收光611之影像感測器650。
在生物感測器600之影像感測器650上之來自發射自單一反應位點614的光611的光學信號的分佈可定義為點散佈函數(point-spread function, PSF)。因此，PSF可表示生物感測器600內發生之串擾程度。PSF可取決於高度節距比(H/P)，如以下方程式(I)中所示： (I) 其中「PSF」係點擴散函數； 「r」係發射光611的反應位點614之間的光學路徑的長度； 「ϴ」係在軸615與「r」之光學路徑之間界定的角度，該軸正交於接收發射光611的影像感測器650；且 「H」係濾光材料層632的高度。
應理解，「r」及「ϴ」之值可基於如上文所界定之節距距離(P)而變化，使得PSF將最終取決於生物感測器600之高度節距比(H/P)。圖8描繪圖750，其顯示基於不同H/P值之PSF之不同實例的曲線752、754、756、758、760。舉例而言，曲線752顯示H/P值為5之生物感測器600的一個版本的PSF。曲線754顯示H/P值為3之生物感測器600的一個版本的PSF。曲線756顯示H/P值為2之生物感測器600的一個版本的PSF。曲線758顯示H/P值為1之生物感測器600的一個版本的PSF。曲線760顯示H/P值為0.5之生物感測器600的一個版本的PSF。
圖9至圖11亦顯示由生物感測器600之影像感測器650所擷取之影像800、802、804之實例，其表示在具有不同H/P比值的生物感測器600變化下與從中央反應位點614發射之光611相關的PSF。具體而言，圖9顯示由影像感測器650所擷取之H/P為1之版本生物感測器600之影像800之實例，其中該影像顯示與從給定反應位點614發射之光611相關的PSF。圖10顯示由影像感測器650所擷取之H/P為3之版本生物感測器600之影像802之實例，其中該影像顯示與從給定反應位點614發射之光611相關的PSF。圖10顯示由影像感測器650所擷取之H/P為5之版本生物感測器600之影像800之實例，其中該影像顯示與從給定反應位點614發射之光611相關的PSF。 B.無簾且具有LICR之生物感測器之實例
如可見自圖8至圖11中所提供之實例，H/P比愈大，則PSF愈大或愈寬。較大或較寬的PSF可視為代表串擾較多的更大程度。因此，可所欲的是最小化PSF。如上文所提及，亦可所欲的是最小化節距距離(P)以最大化生物感測器中反應位點的數目或密度。有鑑於此，為了使H/P比最小化，以藉此最小化PSF，同時亦最小化節距距離(P)，似乎可能的清楚解決方案是亦最小化高度距離(H)。然而，其他考量可能阻止對於生物感測器之構形的此類改變。僅舉實例而言，系統收容器112及/或系統100之其他組件的結構構形可能需要生物感測器具有特定厚度或至少最小厚度；且此類需求可限制降低生物感測器之高度距離(H)的能力。又其他實際考量可能阻止生物感測器之高度距離(H)之減少。因此，可所欲的是找到另一種方式來減少串擾（亦即，以最小化PSF）而不改變高度距離(H)；且不引入上文相關於沿著全部高度距離(H)延伸之簾540所描述之缺點。
圖12顯示生物感測器900之實例，該生物感測器經組態以提供LICR，以藉此減少串擾（亦即，以最小化PSF）而不改變高度距離(H)；且不引入上文相關於沿著全部高度距離(H)延伸之簾540所描述之缺點。生物感測器900可用於生物檢定系統100中作為生物感測器102的一個版本。此實例之生物感測器900包括界定複數個井912之流道底板910，其中各井912提供一反應位點914。濾光材料層932定位在流道底板910下方。複數個影像感測器950定位在濾光材料層932下方。在一些版本中，影像感測器950及層932係形成在一起作為單一單塊組件。各影像感測器950在對應井912及反應位點914下方垂直置中，使得各感測器950與對應的反應位點914形成一感測對。在此實例中，生物感測器900中之濾光材料層932有效地形成生物感測器500中之基底520之結構等效物。濾光材料層932跨越生物感測器900之全部高度距離(H)及寬度距離(W)。
當生物感測器900暴露於激發光901（例如，如照明系統109內之一或多個光源所產生）時，激發光901使反應位點914處之螢光團發射光911。在核酸處於反應位點914處之情況下，發射光911可指示此類核酸之組成。影像感測器950經由濾光材料層932接收自反應位點914發射之光911。
不同於上述之濾光材料層632，在生物感測器900中之濾光材料層932除了濾掉激發光901之外，也濾掉一些發射光911。就影像感測器950的目的在於偵測發射光911的觀點而言，故意濾波發射光911可視為與預期相反的，因為此可能會降低生物感測器900的靈敏性。此故意濾波發射光911之實例係顯示於圖13中所描繪之圖1000中。具體而言，圖13以功率對波長來描繪激發光901的曲線1002，以透射對波長來描繪濾光材料層932之濾波輪廓的曲線1004，及以功率對波長來描繪發射光911的曲線1006。如所示，濾光材料層932防止激發光911之實質上所有波長的透射，防止發射光911之一些波長的透射，且允許發射光911之一些其他波長的透射。
在濾掉發射光911的一些波長中，濾光材料層932可減少從給定反應位點914發射的光911到達不與反應位點914形成一感測對之影像感測器950的能力。透射率(T)可藉由在光學路徑長度(r)上的吸收而指數性減少，該光學路徑長度具有材料相依的特徵長度(α)。由於至相鄰感測器950之光學路徑長度(r)總是大於至中心感測器950之路徑長度(r)，故在任何相鄰感測器950處之可能信號（亦即，串擾）總是藉由發射光911在層932中之吸收而減少。因此，藉由發射光911在層932中之吸收而在寬度上減少或「擠壓」螢光PSF。此效果係示於以下方程式(II)中： (II) 其中「PSF」係點擴散函數； 「r」係發射光911的反應位點914之間的光學路徑的長度； 「ϴ」係在軸915與「r」之光學路徑之間界定的角度，該軸正交於接收發射光911的影像感測器950； 「H」係濾光材料層932的高度；且 「T」係在高度距離(H)上的透射。
「T」之值可使用以下公式(III)計算： (III) 其中「T」係在高度距離(H)上的透射； 「e」係歐拉數(Euler’s number)； 「α」係發射光911波長中之吸收係數；且 「H」係濾光材料層932的高度。
應理解，減少透射值(T)可提供PSF寬度的對應減少。此之實例係顯示於圖14中，圖14描繪圖1100，其顯示基於不同透射值(T)之PSF之不同實例的曲線1102、1104、1106、1108、1110。在圖14中所描繪之此等實例中之各者中，H/P值係4。曲線1102顯示透射值(T)為1.00（或100%）之生物感測器900的一個版本的PSF。曲線1104顯示透射值(T)為0.80（或80%）之生物感測器900的一個版本的PSF。曲線1106顯示透射值(T)為0.50（或50%）之生物感測器900的一個版本的PSF。曲線1108顯示透射值(T)為0.20（或20%）之生物感測器900的一個版本的PSF。曲線1110顯示透射值(T)為0.05（或5%）之生物感測器900的一個版本的PSF。
如通過圖14中之曲線1102、1104、1106、1108、1110可見，降低透射值(T)將減少PSF寬度。如上文所提及，減少PSF寬度可表示串擾之對應的減少。此之實例係描繪於圖15至圖16中，其中圖15顯示透射值(T)為1.00（或100%）之生物感測器900的一個版本的由影像感測器950所擷取之影像1200的實例；而圖16顯示透射值(T)為0.05（或5%）之生物感測器900的一個版本的由影像感測器950所擷取之影像1202的實例。各影像1200、1202代表由生物感測器900之所有影像感測器950所擷取的發射光911，其中光911僅藉由在生物感測器900之中心處的一個反應位點914發射。圖15之影像1200可表示大約1/99或1.0%的信號背景比。圖15之影像1202可表示大約6/94或6.4%的信號背景比。
圖17至圖18提供透射值(T)可如何影響生物感測器900中之串擾的另一說明。圖17顯示影像1210的實例，其代表生物感測器900之所有影像感測器950所擷取的發射光911，其中光911僅藉由在生物感測器900之中心處的一個反應位點914發射。在影像1210中間之框1212代表對應於影像感測器950所擷取之發射光911之分佈的影像1210的參考區域。框1212具有框尺寸(BS)，其可在圖18之上下文中考慮。具體而言，圖18顯示圖1300，其具有隨框1212之框尺寸(BS)而變動之由影像感測器950所接收之光信號之功率的不同實例的數個曲線1302、1304、1306、1308、1310。在圖18中所描繪之此等實例中之各者中，H/P值係4。曲線1310顯示與透射值(T)為1.00（或100%）之生物感測器900的一個版本中的框尺寸(BS)相關之信號功率的百分比。曲線1308顯示與透射值(T)為0.80（或80%）之生物感測器900的一個版本中的框尺寸(BS)相關之信號功率的百分比。曲線1306顯示與透射值(T)為0.50（或50%）之生物感測器900的一個版本中的框尺寸(BS)相關之信號功率的百分比。曲線1304顯示與透射值(T)為0.20（或20%）之生物感測器900的一個版本中的框尺寸(BS)相關之信號功率的百分比。曲線1302顯示與透射值(T)為0.05（或5%）之生物感測器900的一個版本中的框尺寸(BS)相關之信號功率的百分比。
由於使用將濾掉意欲由在發射光911的反應位點正下方的影像感測器950所擷取的一些發射光911之濾光材料層932，故可所欲的是在判定合適的透射值(T)時達成某種權衡。此權衡可係提供足夠的發射光911之濾波，以有意義地減少串擾，同時仍允許足夠的發射光911到達在發射光911的反應位點正下方的影像感測器950。在此上下文中，發射光911的「足夠量」將係足以在影像感測器950處產生信號的發射光911之量，其允許分析模組138可靠地判定在與該影像感測器950形成一感測對之反應位點914上的物質的核苷酸序列（或其他組成物的其他態樣）。在一些情境中，影像感測器950處的信號可藉由增加整合時間而增強，其可包括反應位點914被照明及在影像感測器950處收集發射光911的時間週期。另外，或替代地，影像感測器950處的信號可藉由增加叢集的亮度而增強。
因此，透射值(T)應足夠高，以允許各影像感測器950從在影像感測器950正上方的反應位點914接收足夠的發射光，以產生有意義的信號；同時足夠低，以產生代表最小程度串擾的PSF寬度。此類最小程度串擾不必然需要係零串擾；但可係足夠低程度的串擾，以允許此類串擾能通過影像處理技術輕易考量。在一些版本中，透射值(T)的範圍係大約0.20（或大約20%）至約0.40（或大約40%）。在一些其他版本中，透射值(T)低如0.10（或大約10%），或甚至0.01（或大約1%）。替代地，可使用任何其他合適的透射值(T)。可用於考慮任何確切發生之串擾的影像處理技術的實例係描述於美國臨時專利申請案第63/221,236號，其標題為「Methods and Systems for Real Time Extraction of Crosstalk in Illumination Emitted from Reaction Sites」且申請於2021年7月13日，其揭示內容以全文引用之方式併入本文中；以及美國臨時專利申請案第63/216,125號，其標題為「Methods and Systems to Correct Crosstalk in Illumination Emitted from Reaction Sites」且申請於2021年6月29日，其揭示內容以全文引用之方式併入本文中。
如上文所描述，濾光材料層932可提供激發光901之波長之相對高吸收，同時提供發射光911之波長之相對中度吸收。在一些版本中，通過層932之激發光901之透射可比通過層932之發射光911的透射小至少約10 7。替代地，可提供通過層932之激發光901之透射與通過層932之發射光911的透射之間的任何其他合適關係。無論使用的材料為何，一些製造方法可包括將材料層932旋轉塗佈至含有影像感測器950的基材上。替代地，可使用任何其他合適的方法。 C.   具有部分簾且具有LICR之生物感測器之實例
雖然生物感測器900在流道底板910與影像感測器950之間沒有任何簾，但生物感測器900的一些變化可包括部分簾。此類變化之實例係顯示於圖19至圖20中。具體而言，圖19顯示生物感測器1400，其包括界定複數個井1412之流道底板1410，其中各井1412提供一反應位點1414。生物感測器1400可用於生物檢定系統100中作為生物感測器102的一個版本。濾光材料層1432定位在流道底板1410下方。複數個影像感測器1450定位在濾光材料層1432下方。在一些版本中，影像感測器1450及層1432係形成在一起作為單一單塊組件。各影像感測器1450在對應井1412及反應位點1414下方垂直置中，使得各感測器1450與對應的反應位點1414形成一感測對。在此實例中，生物感測器1400中之濾光材料層1432有效地形成生物感測器500中之基底520之結構等效物。濾光材料層1432跨越生物感測器1400之全部高度距離(H)及寬度距離(W)。在生物感測器1400中之濾光材料層1432可經組態，且可像如上文所描述之生物感測器900中之濾光材料層932操作，使得濾光材料層1432可提供如上文所描述之LICR效果。
不同於生物感測器900，此實例之生物感測器1400包括複數個部分屏蔽件或簾1460。除了如下文所描述者之外，部分簾1460可經組態，且可像上述之簾540操作。部分簾1460經定位在相鄰井1412之間，且延伸通過高度距離(H)之第一部分(H 2)。因此，維持高度距離(H)之第二部分(H 3)，而沒有任何部分簾1460延伸通過其中。換言之，濾光材料層1432仍跨越高度距離(H)之第二部分(H 3)內之生物感測器1400之全部寬度距離(W)。在此實例中，部分簾1460定位在生物感測器1400的上區域處，使得各部分簾1460定界對應的反應位點1414。各部分簾1460因此防止發射自對應反應位點1414之光到達相鄰於與反應位點1414形成一感測對的影像感測器1450之影像感測器1450。
一旦發射光離開部分簾1460（即，在橫越高度距離(H)之第一部分(H 2)之後），發射光繼續沿著高度距離(H)之第二部分(H 3)通過濾光材料層1432，並最終到達影像感測器1450。部分簾1460及濾光材料層1432因此協作以窄縮發射光之PSF，藉此進一步防止生物感測器1400內的串擾。
應理解，相較於形成沿著整個高度距離(H)延伸的簾540而言，形成僅沿著高度距離(H)之部分(H 2)延伸的部分簾1460可較簡單且更低成本。亦應理解，一些變化可從部分簾1460延伸通過的高度距離(H)之部分(H 2)省略濾光材料層1432。換言之，濾光材料層1432可不存在於反應位點1414下方之部分簾1460所界定之空間中。在一些此類變化中，此空間可填充有不同材料，諸如上文所描述之濾光材料532（例如，經組態以吸收激發光而非自反應位點1414發射之光的濾光材料）。替代地，任何其他合適的材料可用以填充部分簾1460所界定之空間。僅藉助於進一步實例而言，部分簾1460可沿著約1微米之高度延伸（而簾540沿著約3.5微米之高度延伸）。替代地，部分簾1460可沿著任何其他合適的高度延伸，前提是部分簾1460不沿著整個高度距離(H)延伸。
圖20顯示生物感測器1500，其包括界定複數個井1512之流道底板1510，其中各井1512提供一反應位點1514。生物感測器1500可用於生物檢定系統100中作為生物感測器102的一個版本。濾光材料層1532定位在流道底板1510下方。複數個影像感測器1550定位在濾光材料層1532下方。在一些版本中，影像感測器1550及層1532係形成在一起作為單一單塊組件。各影像感測器1550在對應井1512及反應位點1514下方垂直置中，使得各感測器1550與對應的反應位點1514形成一感測對。在此實例中，生物感測器1500中之濾光材料層1532有效地形成生物感測器500中之基底520之結構等效物。濾光材料層1532跨越生物感測器1500之全部高度距離(H)及寬度距離(W)。在生物感測器1500中之濾光材料層1532可經組態，且可像如上文所描述之生物感測器900中之濾光材料層932操作，使得濾光材料層1532可提供如上文所描述之LICR效果。
不同於生物感測器900且如同生物感測器1400，此實例之生物感測器1500包括複數個部分屏蔽件或簾1560。除了如下文所描述者之外，部分簾1560可經組態，且可像上述之簾540操作。此部分簾1560經定位在相鄰影像感測器1550之間，且延伸通過高度距離(H)之第一部分(H 2)。因此，維持高度距離(H)之第二部分(H 3)，而沒有任何部分簾1560延伸通過其中。換言之，濾光材料層1532仍跨越高度距離(H)之第二部分(H 3)內之生物感測器1500之全部寬度距離(W)。在此實例中，部分簾1560定位在生物感測器1500的下區域處，使得各部分簾1560定界對應的影像感測器1550。各部分簾1560因此防止發射自對應反應位點1514之光到達相鄰於與反應位點1514形成一感測對145的影像感測器1550之影像感測器1550。
自反應位點1514發射之光首先沿著高度距離(H)之第二部分(H 3)通過濾光材料層1432。發射光接著進入由反應位點1514下方的部分簾1460所界定之空間，並繼續通過高度距離(H)之第一部分(H 2)，最終到達影像感測器1550。部分簾1560及濾光材料層1532因此協作以窄縮發射光之PSF，藉此進一步防止生物感測器1500內的串擾。
應理解，相較於形成沿著整個高度距離(H)延伸的簾540而言，形成僅沿著高度距離(H)之部分(H 2)延伸的部分簾1560可較簡單且更低成本。亦應理解，一些變化可從部分簾1560延伸通過的高度距離(H)之部分(H 2)省略濾光材料層1532。換言之，濾光材料層1532可不存在於影像感測器1550上方之部分簾1560所界定之空間中。在一些此類變化中，此空間可填充有不同材料，諸如上文所描述之濾光材料532（例如，經組態以吸收激發光而非自反應位點1514發射之光的濾光材料）。替代地，任何其他合適的材料可用以填充部分簾1560所界定之空間。僅藉助於進一步實例而言，部分簾1560可沿著約1微米之高度延伸（而簾540沿著約3.5微米之高度延伸）。替代地，部分簾1560可沿著任何其他合適的高度延伸，前提是部分簾1560不沿著整個高度距離(H)延伸。 D.   具有部分簾且具有LICR之生物感測器之實例
圖21顯示另一生物感測器1600之實例，其可用於生物檢定系統100中作為生物感測器102的一個版本。此實例之生物感測器1600包括界定複數個井1612之流道底板1610，其中各井1612提供一反應位點1614。第一光學層1660定位在流道底板1610下方。僅舉實例而言，第一光學層1660可包括五氧化二鉭(Ta 2O 5)、二氧化矽(SiO 2)、氮化矽(Si 3N 4)、及/或（多個）任何其他合適材料。第一光學層1660可提供額外的化學鈍化物，藉此有效地從下方的濾光材料層1632進一步密封生物感測器1600的流道中的流體。僅藉助於進一步實例而言，第一光學層1660可具有範圍約25 nm至約500 nm之厚度。替代地，第一光學層1660可具有任何其他合適的厚度。在一些變化中，省略第一光學層1660。
濾光材料層1632定位在第一光學層1660下方。濾光材料層1632跨越生物感測器1600之全部高度距離寬度距離。在生物感測器1600中之濾光材料層1632可經組態，且可像如上文所描述之生物感測器900中之濾光材料層932操作，使得濾光材料層1632可提供如上文所描述之LICR效果。可用於形成層1632之材料的實例將更詳細地描述於下文中。僅舉實例而言，濾光材料層1632可具有範圍約200 nm至約5 µm之厚度。僅藉助於進一步實例而言，濾光材料層1632可具有約1 µm之厚度。替代地，濾光材料層1632可具有任何其他合適的厚度。
在一些版本中，第一光學層1660界定反應位點1614，使得濾光材料層1632係藉由第一光學層1660之厚度與反應位點1614分開。因此，濾光材料層1632可以範圍約25 nm至約500 nm的距離（或任何其他合適距離）與反應位點1614分開。雖然在本實例中將反應位點1614提供在井1612中，但其他變化可在其他合適的結構上提供反應位點1614，包括但不限於柱狀結構及平坦流道底板1610。
鈍化層1652定位在濾光材料之濾光層1632下方。僅舉實例而言，鈍化層1652可包括二氧化矽(SiO 2)及/或（多個）任何其他合適材料。僅藉助於進一步實例而言，鈍化層1652可具有範圍約10 nm至約200 nm之厚度。替代地，鈍化層1652可具有任何其他合適的厚度。複數個影像感測器1650定位在鈍化層1652下方。雖然圖21顯示連續跨越所有影像感測器1650的單一鈍化層1652，但一些變化可提供定位在各別影像感測器1650上方的離散鈍化層1652，使得鈍化層1652不必然需要連續跨越所有影像感測器1650。
各影像感測器1650在對應井1612及反應位點1614下方垂直置中，使得各感測器1650與對應的反應位點1614形成一感測對。僅舉實例而言，影像感測器1650之間的節距距離的範圍可係約0.5 µm至約25 µm。僅藉助於進一步實例而言，影像感測器1650之間的節距距離可係約1 µm。替代地，影像感測器1650可具有任何其他合適的節距距離。 E.   具有部分簾且具有LICR之生物感測器之實例
圖22顯示另一生物感測器1700之實例，其可用於生物檢定系統100中作為生物感測器102的一個版本。此實例之生物感測器1700包括界定複數個井1712之流道底板1710，其中各井1712提供一反應位點1714。第一光學層1760定位在流道底板1710下方。僅舉實例而言，第一光學層1760可包括五氧化二鉭(Ta 2O 5)、二氧化矽(SiO 2)、氮化矽(Si 3N 4)、及/或（多個）任何其他合適材料。第一光學層1760可提供額外的化學鈍化物，藉此有效地從下方的濾光材料層1732進一步密封生物感測器1700的流道中的流體。僅藉助於進一步實例而言，第一光學層1760可具有範圍約25 nm至約500 nm之厚度。替代地，第一光學層1760可具有任何其他合適的厚度。在一些變化中，省略第一光學層1760。
兩個濾光材料層1732、1734定位在第一光學層1760下方。雖然在本實例中提供兩個濾光材料層1732、1734，但兩個濾光材料層1732、1734可視為共同形成一個濾光材料層之子層。因此，用語「濾光材料層(layer of filter material)」、「濾光器層(optical filter layer)」、及類似者可解讀為包括包括兩個子層（像是濾光材料層1732、1734）之配置。換言之，濾光材料層1732、1734可共同構成單一「濾光材料層」或「濾光器層」等，如此類用語在本文中使用。一些其他變化可包括多於兩個子層的濾光材料共同形成單一「濾光材料層」或「濾光器層」等。
在本實例中，濾光材料層1732、1734跨越生物感測器1700之全部高度距離寬度距離。在生物感測器1700中之濾光材料層1732、1734可一起經組態，且可像如上文所描述之生物感測器900中之濾光材料層932操作，使得濾光材料層1732、1734可一起提供如上文所描述之LICR效果。可用於形成層1732、1734之材料的實例將更詳細地描述於下文中。僅舉實例而言，各濾光材料層1732、1734可具有範圍約250 nm至約250 µm之厚度。僅藉助於進一步實例而言，各濾光材料層1732、1734可具有約500 nm之厚度。替代地，各濾光材料層1732、1734可具有任何其他合適的厚度。在本實例中，層1732之厚度大約等於層1734之厚度。在一些變化中，層1732之厚度不同於層1734之厚度。
在一些版本中，第一光學層1760界定反應位點1714，使得濾光材料層1732、1734係藉由第一光學層1760之厚度與反應位點1714分開。因此，濾光材料層1732、1734可以範圍約25 nm至約500 nm的距離（或任何其他合適距離）與反應位點1714分開。雖然在本實例中將反應位點1714提供在井1712中，但其他變化可在其他合適的結構上提供反應位點1714，包括但不限於柱狀結構及平坦流道底板1710。
鈍化層1752定位在濾光材料之濾光層1734下方。僅舉實例而言，鈍化層1752可包括二氧化矽(SiO 2)及/或（多個）任何其他合適材料。僅藉助於進一步實例而言，鈍化層1752可具有範圍約10 nm至約200 nm之厚度。替代地，鈍化層1752可具有任何其他合適的厚度。複數個影像感測器1750定位在鈍化層1752下方。雖然圖22顯示連續跨越所有影像感測器1750的單一鈍化層1752，但一些變化可提供定位在各別影像感測器1750上方的離散鈍化層1752，使得鈍化層1752不必然需要連續跨越所有影像感測器1750。
各影像感測器1750在對應井1712及反應位點1714下方垂直置中，使得各感測器1750與對應的反應位點1714形成一感測對。僅舉實例而言，影像感測器1750之間的節距距離的範圍可係約0.5 µm至約25 µm。僅藉助於進一步實例而言，影像感測器1750之間的節距距離可係約1 µm。替代地，影像感測器1750可具有任何其他合適的節距距離。
生物感測器1700與生物感測器1600之間的一個差異是：生物感測器1700包括兩個濾光材料層1732、1734，而生物感測器1600僅包括一個濾光材料層1632。在一些版本中，層1732之厚度與層1734之厚度相同。僅舉實例而言，各層1732、1734可具有範圍約250 nm至約2.5 µm之厚度。僅藉助於進一步實例而言，各層1732、1734可具有約500 nm之厚度。替代地，各層1732、1734可具有任何其他合適的厚度。在一些變化中，層1732之厚度不同於層1734之厚度。
生物感測器1700與生物感測器1600之間的另一個差異是：生物感測器1700包括多組環1770、1772。各組環1700、1772垂直地插置在各感測對之反應位點1714與感測器1750之間。在一些版本中，垂直軸通過各感測對之各反應位點1714及感測器1750之中心；及通過與感測對相關之該組環1770、1772之中心。此實例中之各組環1770、1772包括第一環1770及第二環1772。第一環1770定位在濾光材料層1732、1734之間的界面1736處。第二環1772定位在濾光材料層1734與鈍化層1752之間。在一些情況下，各組環1770、1772可作用類似於部分屏蔽件或簾1460、1560，使得各組環1770、1772可有效地阻斷反應位點1714及與對應於該組環1770、1772之感測對之感測器1750相鄰之感測器1750之間的光線。一些變化可包括第一環1770，但不包括第二環1772。一些其他變化可包括第二環1772，但不包括第一環1770。生物感測器1600亦可經修改以包括環1770、1772中之任一者或兩者，
在本實例中，各環1770、1772包含金屬。僅舉實例而言，金屬可包括鎢、鋁、或任何其他合適的金屬（或金屬之組合）。僅藉助於進一步實例而言，各環1770、1772可具有約100 nm之厚度或任何其他合適厚度。雖然在本實例中各第一環1770具有與各第二環1772相同的厚度，但在一些其他變化中，各第一環1770可具有與各第二環1772不同的厚度。在本實例中，各第一環1770界定具有約700 nm之直徑(d 1)的一開口；而各第二環1772界定具有約900 nm之直徑(d 2)的一開口。替代地，各環1770、1772可界定具有任何其他合適直徑之各別開口。在一些變化中，由環1770、1772所界定之開口相同，使得直徑(d 1)等於直徑(d 2)。
應理解，與各組環1770、1772相關之直徑(d 1, d 2)可與該組環1770、1772下方之影像感測器1750之像素的周緣相關。此外，環1770、1772及濾光材料層1732、1734之組合可協作以實質上減少如本文所描述之串擾。僅舉實例而言，生物感測器1600之組態可提供約60%之串擾中心分率（亦即，在獨特感測對像素處記錄之源自反應位點1614之所有像素信號的分率）；而生物感測器1700之組態可提供約70%之串擾中心分率（亦即，與各影像感測器1750相關之像素之中心處的信號的分率）。替代地，可達成不同的串擾中心分率，但可所欲的是串擾中心分率在定序之上下文中實現準確的鹼基識別(basecalling)。 F. LICR濾光材料之實例
任何合適材料或材料之組合可用以形成濾光材料層932、1432、1532、1632、1732、1734。僅舉實例而言，濾光材料形成層932、1432、1532、1632、1732、1734可包括第一材料（其經組態以提供激發光901之波長的相對高吸收）及第二材料（其經組態以提供發射光911之波長之相對中度吸收）之組合。在此實例之一些版本中，第一材料經組態以實質上吸收低於約500 nm之波長的光；且實質上不吸收高於約600 nm之波長的光。另外，在此實例之一些版本中，第二材料經組態以實質上吸收低於約600 nm之波長的光；且實質上不吸收高於約600 nm之波長的光。僅藉助於進一步實例而言，該組合可包括大約0.1 ppm至大約1%之與第一材料摻合的第二材料。此類組合可對約600 nm之波長提供約10 7之吸收。
在一些版本中，其中使用材料之組合以形成濾光材料層932、1432、1532、1632、1732、1734，對約600 nm之波長提供約10 7之吸收，該組合之第一材料包括橙色有機染料，而該組合之第二材料包括黑色有機染料。僅舉實例而言，用以形成濾光材料層932、1432、1532、1632、1732、1734之如上文所描述之材料的組合可特別適用於影像感測器950、1450、1550相對大的像素節距（例如，大於約3 µm）之情況中。
作為另一實例，濾光材料層932、1432、1532、1632、1732、1734可包括氧化鐵(Fe 2O 3)。在一些情況下，氧化鐵可特別適用於影像感測器950、1450、1550相對小的像素節距（例如，大約2 µm，在大約2 µm與大約1 µm之間，或小於大約1 µm）之情況中。僅藉助於進一步實例而言，在濾光材料層932、1432、1532、1632、1732、1734中包括氧化鐵可特別適用於在生物感測器900、1400、1500中使用紅色螢光團之情況中。在一些版本中，其中濾光材料層932、1432、1532包括氧化鐵，層932、1432、1532、1632、1732、1734可實質上吸收低於約550 nm之波長的光；中度吸收在約550 nm與約700 nm之間之波長的光；且弱吸收在約760 nm與約1,500 nm之間的波長之光。藉由實質上阻斷（例如，提供小於0.1%之透射）低於約550 nm之波長之激發光，提供在約600 nm與約700 nm之間之波長範圍內的光之中度透射，並提供高於約700 nm之波長範圍內之光之實質上透射，包括氧化鐵之濾光層932、1432、1532可有效地提供LICR，尤其關於紅色螢光團。
無論濾光材料層932、1432、1532、1632、1732、1734是否包括橙色有機染料及黑色有機染料、氧化鐵、及/或其他材料之組合，該（等）材料可施加作為具有任何適合厚度之影像感測器950、1450、1550上方之層。僅舉實例而言，厚度的範圍可係約100 nm至約15 µm；或可係約1 µm。
替代地，可使用任何其他合適的材料及組合來形成濾光材料層932、1432、1532、1632、1732、1734，其中基於包括（但不必然限於）激發光901之波長及發射光911之波長的標準來選擇材料。 E.   其他特徵及變化之實例
在上文提供之各種實例的一些中，影像感測器440、550、650、950、1450、1550經組態且配置成使得影像感測器440、550、650、950、1450、1550每反應位點414、514、614、914、1414、1514提供單一像素。換言之，像素反應位點比係1:1。由於在上文所提供之各種實例中各反應位點414、514、614、914、1414、1514係界定在單一對應井408、512、612、912、1412、1512中，故像素井比亦可係1:1。然而，在一些其他變化中，影像感測器440、550、650、950、1450、1550經組態且配置成使得像素井比或像素反應位點比大於1:1。換言之，一些替代組態可每像素提供二或更多個井或反應位點。本文中之任一教示可應用於每像素提供二或更多個井或反應位點之此類替代組態。
在每像素提供二或更多個井或反應位點之一些版本中，可施加選擇性照明，以選擇性地照明共用單一像素的二或更多個井或反應位點。選擇性照明可包括在一時間瞬間照明共用單一像素之一井或反應位點，接著隨後在隨後的一時間瞬間照明相同共用單一像素之另一井或反應位點。此類選擇性照明可藉由以下而提供：選擇性地施加遮門、將光源相對於井或反應位點移動、將反應位點相對於井移動、或任何其他合適的方式。僅藉助於進一步實例而言，此類選擇性照明可根據美國公開案第2019/0212295號之至少一些教示提供，其標題為「Systems and Devices for High-Throughput Sequencing with Semiconductor-Based Detection」且公開於2019年7月11日，其揭示內容以全文引用之方式併入本文中。本文中之教示亦可與美國公開案第2019/0170904號之各種教示組合，其標題為「Photonic Structure-Based Devices and Compositions for Use in Luminescent Imaging of Multiple Sites within a Pixel, and Methods of Using the Same」且公開於2019年6月6日，其揭示內容以全文引用之方式併入本文中。
替代地，可使用強度多工，在每像素提供二或更多個井或反應位點之配置中提供照明及光學感測。僅舉實例而言，可根據美國臨時專利申請案第63/200,383號之至少一些教示提供此類多工，其標題為「Sensor with Multiple Reaction Sites per Pixel」且申請於2021年3月3日，其揭示內容以全文引用之方式併入本文中。 IV.  其他
應理解，本文所描述之主題不限於其在本文描述中所提出之或其圖式中所繪示之組件之配置及構造之細節的應用中。本文所描述之主題能夠有其他實施方案，且能夠以各種方式實踐或施行。此外，應理解，本文中所使用之詞語及用語係用於描述之目的，且不應將其視為限制。本文中之「包括(including)」、「包含(comprising)」或「具有(having)」及其變化之使用意欲涵蓋其後列出之物品及其均等物以及額外物品。
當在申請專利範圍中使用時，用語「組(set)」應理解為分組在一起之一或多個物品。類似地，當在申請專利範圍中使用時，「基於(based on)」應理解為指示至少部分地藉由一個物品被指定為「基於」何者而判定一個物品。其中一個物品需要藉由另一物品來排他地判定，則該物品將被稱為「排他地基於(exclusively based on)」其所藉由被判定者。
除非另外指定或限制，否則用語「安裝(mounted)」、「連接(connected)」、「支撐(supported)」、及「耦接(coupled)」及其變化可廣泛使用，並涵蓋直接及間接的安裝、連接、支撐、及耦接。此外，「連接(connected)」及「耦接(coupled)」不限於實體或機械的連接或耦接。此外，應理解，參考裝置或元件定向之本文中使用之詞語及用語（諸如，例如，像是「上方(above)」、「下方(below)」、「前(front)」、「後(rear)」、「遠端(distal)」、「近端(proximal)」、及類似者之用語）僅用於簡化本文中所描述之一或多個實例之描述，且不單獨指示或暗示所參考之裝置或元件必須具有特定定向。另外，諸如「外(outer)」及「內(inner)」之用語在本文中係用於描述之目的，且不意欲指示或暗示相對重要性或顯著性。
應瞭解，以上描述意欲為描述性而非係限制性的。例如，上文所述之實例（及/或其態樣）可彼此組合使用。此外，可進行許多修改以根據本文所述之主題之教示來調適特定情況或材料，而不脫離其範圍。儘管本文所描述之尺寸、材料及塗層之類型意欲界定所揭示主題之參數，但其等絕非限制，而是說明。許多進一步實例對於所屬技術領域中具有通常知識者在審閱上述說明書時將是顯而易見的。因此，所揭示主題之範圍應參考隨附申請專利範圍而連同此申請專利範圍享有的均等物之全部範圍來判定。在隨附申請專利範圍中，用語「包括(including)」及「其中(in which)」用作各別用語「包含(comprising)」及「其中(wherein)」之白話英語均等詞。此外，在以下申請專利範圍中，用語「第一(first)」、「第二(second)」、及「第三(third)」等僅用作標號，且不意欲對其等目的加諸數值要求。進一步地，以下申請專利範圍的限制並非以構件附加功能(means-plus-function)格式撰寫，並且不意欲基於35U.S.C. §112第六項解讀，除非並且直到此類申請專利範圍限制明確使用片語「用於...的構件」後續接著功能陳述而無進一步結構。
以下申請專利範圍敘述所揭示主題之某些實例的態樣，且被視為是上述揭露之部分。該等態樣可彼此組合。
100:生物檢定系統 102:生物感測器 104:系統控制器 106:流體控制系統 108:流體儲存系統 109:照明系統 110:溫度控制系統 111:照明系統 112:系統收容器或介面 113:顯示器 114:使用者介面 115:使用者輸入裝置 116:殼體 120:通訊鏈路 122:通訊鏈路 130:主控制模組 131:流體控制模組 132:流體儲存模組 133:溫度控制模組 134:裝置模組 135:識別模組 136:規程模組；合成定序(SBS)模組 137:規程模組；樣本製備（或產生）模組；擴增模組 138:偵測資料分析模組 139:照明模組 400:生物感測器 401:激發光 402:流通槽 404:偵測裝置 406側壁 408:井 410:流蓋 412:偵測器表面 414:反應位點 418:流道 420:入口埠 422:出口埠 424:感測器陣列 425:裝置基座 426:導引陣列 428:反應陣列 431:感測器層或基底；層 432:第一基板層；金屬介電層；層 433:第二基板層；金屬介電層；層 434:第三基板層；金屬介電層；層 435:第四基板層；金屬介電層；層 436:第五基板層；金屬介電層；層 437:第六基板層；金屬介電層；層 440:影像感測器 441-443:閘極 446:電路系統 450:屏蔽層 452:孔隙或開口 454:鈍化層 456:基座孔或空腔 458:黏著劑或催化劑層 460:濾光材料 462:光導 464:外表面 466:光發射 468:縱軸 500:生物感測器 501:激發光 510:底板 511:發射光 512:井 514:反應位點 520:基底 530:光導 532:濾光材料 540:屏蔽件或簾 550:影像感測器 600:生物感測器 601:激發光 610:底板 611:發射光 612:井 613:光學路徑 614:反應位點 615:軸 632:濾光材料 650:影像感測器 700:圖 702,704,706:曲線 750:圖 752,754,756,758,760:曲線 800,802,804:影像 900:生物感測器 901:激發光 910:底板 911:發射光 912:井 914:反應位點 915:軸 932:濾光材料；濾光層 950:影像感測器 1000:圖 1002,1004,1006:曲線 1100:圖 1102,1104,1106,1108,1110:曲線 1200,1202:影像 1210:影像 1212:框 1300:圖 1302,1304,1306,1308,1310:曲線 1400:生物感測器 1410:底板 1412:井 1414:反應位點 1432:濾光材料；濾光層 1450:影像感測器 1460:屏蔽件或簾 1500:生物感測器 1510:底板 1512:井 1514:反應位點 1532:濾光材料；濾光層 1550:影像感測器 1560:屏蔽件或簾 1600:生物感測器 1610:底板 1612:井 1614:反應位點 1632:濾光材料之濾光層 1650:影像感測器 1652:鈍化層 1660:第一光學層 1700:生物感測器 1710:底板 1712:井 1714:反應位點 1732,1734:濾光材料層 1736:界面 1750:影像感測器 1752:鈍化層 1760:第一光學層 1770,1772:環 BS:框尺寸 d 1:直徑 d 2:直徑 H:高度距離 H 1:高度 H 2:第一部分 H 3:第二部分 H/P:高度節距比 P:節距距離 r:光學路徑長度 T:透射值 W:寬度距離 ϴ:角度
[圖1]描繪用於生物或化學分析之系統之實例的方塊圖。 [圖2]描繪可用於圖1之系統中的系統控制器之實例的方塊圖。 [圖3]描繪可在圖1之系統中使用的生物感測器之實例的截面圖。 [圖4]描繪圖3之生物感測器之放大部分的截面圖。 [圖5]描繪可在圖1之系統中使用的生物感測器之另一實例的截面圖。 [圖6]描繪可在圖1之系統中使用的生物感測器之另一實例的截面圖。 [圖7]描繪繪示與圖6之生物感測器相關之光學特徵的圖。 [圖8]描繪繪示與圖6之生物感測器的不同版本相關之點擴散函數資料的圖。 [圖9]描繪使用圖6之生物感測器的一個版本所擷取之影像的實例。 [圖10]描繪使用圖6之生物感測器的另一個版本所擷取之影像的實例。 [圖11]描繪使用圖6之生物感測器的另一個版本所擷取的之影像的實例。 [圖12]描繪可在圖1之系統中使用的生物感測器之另一實例的截面圖。 [圖13]描繪繪示與圖12之生物感測器相關之光學特徵的圖。 [圖14]描繪繪示與圖12之生物感測器的不同版本相關之點擴散函數資料的圖。 [圖15]描繪使用圖12之生物感測器的一個版本所擷取之影像的實例。 [圖16]描繪使用圖12之生物感測器的另一個版本所擷取之影像的實例。 [圖17]描繪使用圖12之生物感測器的一個版本所擷取之影像的實例，其中參考框顯示在影像上。 [圖18]描繪繪示在圖12之生物感測器的不同版本中的像素上之功率分佈之實例。 [圖19]描繪可在圖1之系統中使用的生物感測器之另一實例的截面圖。 [圖20]描繪可在圖1之系統中使用的生物感測器之另一實例的截面圖。 [圖21]描繪可在圖1之系統中使用的生物感測器之另一實例的截面圖。 [圖22]描繪可在圖1之系統中使用的生物感測器之另一實例的截面圖。
600:生物感測器
601:激發光
610:底板
611:發射光
612:井
613:光學路徑
614:反應位點
615:軸
632:濾光材料
650:影像感測器
H:高度距離
P:節距距離
r:光學路徑長度
W:寬度距離
θ:角度

Claims (162)

  1. 一種設備，其包含： 一流通槽本體，其界定一通道以接收流體，該通道具有沿著該流通槽本體之一長度延伸的一底板； 複數個反應位點，其沿著該通道之該底板定位，該複數個反應位點沿著該通道之該底板的一長度形成一陣列； 一濾光器層，其定位在該通道之該底板下方，該濾光器包括沿著對應於該反應位點陣列之該長度的一長度不中斷地跨越的至少一部分；及 複數個成像區域，其定位在該濾光器層下方，該複數個成像區域之各成像區域定位在一對應反應位點正下方，使得各反應位點及對應的成像區域協作以形成一感測對； 該濾光器層經組態以允許一或多個經選擇波長的光從各反應位點通過至與該反應位點形成一感測對的該成像區域； 該濾光器層經組態以減少導引朝向該複數個反應位點之激發光的透射，該濾光器層進一步經組態以減少從各反應位點發射至不與該反應位點形成一感測對的成像區域之光的透射。
  2. 如請求項1之設備，該通道之該底板界定複數個井，該複數個井提供該複數個反應位點。
  3. 如請求項2之設備，該複數個井包括奈米井。
  4. 如請求項1至3中任一項之設備，該流通槽本體界定複數個通道，該等通道經定向成彼此平行，該複數個通道之各通道具有一底板，該底板具有複數個反應位點。
  5. 如請求項4之設備，該複數個通道沿著該流通槽本體之一寬度形成一陣列，該光學層包括沿著對應於該通道陣列之該寬度的一寬度不中斷地跨越的至少一部分。
  6. 如請求項1至5中任一項之設備，其進一步包含複數個成像感測器，各成像感測器形成該複數個成像區域之一對應成像區域。
  7. 如請求項6之設備，各成像感測器包括光二極體。
  8. 如請求項1至5中任一項之設備，其進一步包含一CMOS晶片，該CMOS晶片沿著對應於該反應位點陣列之該長度的一長度跨越，該成像晶片界定該複數個成像區域。
  9. 如請求項8之設備，該成像感測器界定複數個光二極體，該複數個成像區域之各成像區域係由該複數個光二極體之一或多個光二極體界定。
  10. 如請求項1至9中任一項之設備，其進一步包含一光源，該光源經組態以發射一激發波長的光，該激發波長經組態以導致該等反應位點中之一或多個螢光團發出一發射波長的螢光。
  11. 如請求項10之設備，該濾光器層實質上防止該激發波長的光透射至該複數個成像區域。
  12. 如請求項11之設備，該濾光器吸收該激發波長的光。
  13. 如請求項10至12中任一項之設備，該濾光器吸收該發射波長的至少一些光。
  14. 如請求項1至13中任一項之設備，該濾光器層藉由引致傳輸自該等反應位點之光的損耗，而減少從各反應位點至不與該反應位點形成一感測對的成像區域之光的透射。
  15. 如請求項1至14中任一項之設備，其進一步包含複數個屏蔽件，該複數個屏蔽件之各屏蔽件用以阻斷一對應反應位點及不與該對應反應位點形成一感測對之該複數個成像區域之一成像區域之間的光線。
  16. 如請求項15之設備，該複數個屏蔽件之各屏蔽件與一對應感測對對準。
  17. 如請求項15至16中任一項之設備，該濾光器層沿著該通道之該底板與該複數個成像區域之間的一第一高度延伸，該複數個屏蔽件沿著該通道之該底板與該複數個成像區域之間的一第二高度延伸，該第一高度大於該第二高度，使得該複數個屏蔽件僅沿著該第一高度之一部分延伸。
  18. 如請求項15至17中任一項之設備，該複數個屏蔽件自該底板之一底側延伸，該複數個屏蔽件具有垂直地終止於該濾光器層內之下端。
  19. 如請求項15至17中任一項之設備，該複數個屏蔽件自該複數個成像區域之一上側延伸，該複數個屏蔽件具有垂直地終止於該濾光器層內之上端。
  20. 如請求項1至19中任一項之設備，該濾光器層允許大於約600 nm之波長的光的透射。
  21. 如請求項1至20中任一項之設備，該濾光器層實質上防止小於約500 nm之波長的光的透射。
  22. 如請求項1至21中任一項之設備，該濾光器層吸收約500 nm與約600 nm之間的波長的一些光，同時允許約500 nm與約600 nm之間的波長的一些光的透射。
  23. 如請求項1至22中任一項之設備，該濾光器層包括一橙色染料及一黑色染料之一組合。
  24. 如請求項1至23中任一項之設備，該流通槽本體包括定位在該通道上方之一蓋。
  25. 如請求項24之設備，該蓋包含玻璃。
  26. 如請求項1至25中任一項之設備，該等成像區域與該流通槽本體成一整體。
  27. 如請求項1至26中任一項之設備，該濾光器層具有約0.01至約0.5範圍的一透射率係數。
  28. 如請求項27之設備，該濾光器層具有約0.2至約0.4範圍的一透射率係數。
  29. 如請求項1至28中任一項之設備，該濾光器層及底板協作以界定一高度尺寸，該高度尺寸對應於該底板之一頂部與該濾光器層之一底部之間的一距離， 該複數個反應位點界定一節距尺寸，該節距尺寸對應於該複數個反應位點之一個反應位點之一中心至該複數個反應位點之一相鄰反應位點之一中心之間的一距離， 該高度尺寸及節距尺寸提供約3至約5範圍之一高度節距比。
  30. 如請求項1至14或20至29中任一項之設備，該設備在該複數個反應位點與該複數個成像區域之間沒有任何屏蔽件。
  31. 如請求項1至30中任一項之設備，該濾光器層具有約200 nm至約5 µm範圍的一厚度。
  32. 如請求項1至31中任一項之設備，該濾光器層係以範圍約25 nm至約500 nm之一距離與各反應位點分開。
  33. 如請求項1至32中任一項之設備，其進一步包含一鈍化層，該鈍化層插置在該濾光器層與該複數個成像區域之間。
  34. 如請求項33之設備，該鈍化層包含二氧化矽。
  35. 如請求項33至34中任一項之設備，該鈍化層具有約10 nm至約200 nm範圍的一厚度。
  36. 如請求項1至35中任一項之設備，該等成像區域係以範圍約0.5 µm至約25 µm的一節距距離彼此分開。
  37. 如請求項1至36中任一項之設備，該濾光器層包含一第一子層之濾光材料及一第二子層之濾光材料。
  38. 如請求項37之設備，其進一步包含複數個環，該複數個環經定位為相鄰於該第一子層之濾光材料或該第二子層之濾光材料中之一或兩者。
  39. 如請求項38之設備，該複數個環之各環係與由各反應位點及對應成像區域形成之該等感測對的一對應感測對相關。
  40. 如請求項39之設備，該複數個環之各環係圍繞通過對應於該環之該感測對之一反應位點及成像區域之一中心的一軸而置中。
  41. 如請求項38至40中任一項之設備，該複數個環之各環包含一金屬。
  42. 如請求項41之設備，該金屬包含鎢或鋁。
  43. 如請求項38至42中任一項之設備，該複數個環之各環具有至少約100 nm之一厚度。
  44. 如請求項38至43中任一項之設備，該複數個環包括一第一環陣列及一第二環陣列，該第一環陣列位於該等反應位點與該複數個成像區域之間的一第一垂直位置處，該第二環陣列位於該等反應位點與該複數個成像區域之間的一第二垂直位置處。
  45. 如請求項44之設備，該第一環陣列位於該第一子層之濾光材料與該第二子層之濾光材料之間的一界面處。
  46. 如請求項44至45中任一項之設備，該第二環陣列位於該第二子層之濾光材料與該複數個成像區域之間。
  47. 如請求項44至46中任一項之設備，該第一環陣列的該等環界定開口，該第一環陣列的該等環的該等開口各具有一第一直徑，該第二環陣列的該等環界定開口，該第二環陣列的該等環的該等開口各具有一第二直徑，該第一直徑不同於該第二直徑。
  48. 如請求項47之設備，該第一直徑小於該第二直徑。
  49. 如請求項1至48中任一項之設備，該濾光器層包括氧化鐵。
  50. 一種製造流通槽之方法，該方法包含： 在一成像層上方形成一濾光器層，該成像層界定複數個成像區域，該成像層沿著一第一長度延伸，該成像層可操作以擷取在該複數個成像區域處的影像，該濾光器層沿著該第一長度連續延伸； 在該濾光器層上方定位一底板，該底板沿著該流通槽之該第一長度延伸，該底板界定該濾光器層上方之複數個反應位點，該複數個反應位點沿著該第一長度形成一陣列，使得該濾光器層沿著該複數個反應位點之所有該等反應位點下方的一區域連續延伸，該複數個反應位點之各反應位點定位在該複數個成像區域之一對應成像區域正上方，使得各反應位點與一對應成像區域協作以形成一感測對；及 在該底板上方定位一蓋，該底板及該蓋協作以界定一流體通道，該流體通道沿著該第一長度延伸； 該蓋、該底板、該濾光器層、及該成像層協作以形成一流通槽本體之至少一部分； 該濾光器層經組態以允許一或多個經選擇波長的光從各反應位點通過至與該反應位點形成一感測對的該成像區域； 該濾光器層經組態以減少導引朝向該複數個反應位點之激發光的透射，該濾光器層進一步經組態以減少從各反應位點發射至不與該反應位點形成一感測對的成像區域之光的透射。
  51. 如請求項50之方法，該成像層包含一CMOS晶片。
  52. 如請求項51之方法，該等成像區域包含該CMOS晶片之CMOS光二極體。
  53. 如請求項50至52中任一項之方法，該濾光器層包括一橙色染料及一黑色染料之一組合。
  54. 如請求項50至53中任一項之方法，該底板包含複數個奈米井，該複數個奈米井界定該複數個反應位點。
  55. 如請求項50至54中任一項之方法，該蓋包含玻璃。
  56. 如請求項50至55中任一項之方法，該流體通道界定一寬度，該複數個反應位點進一步形成跨越該流體通道之該寬度的一陣列，該濾光器層跨越該流體通道之該寬度連續地延伸。
  57. 如請求項50至56中任一項之方法，該底板及該蓋協作以界定複數個流體通道，該等流體通道經定向成彼此平行，該複數個流體通道跨越該流通槽本體之一寬度形成一陣列，該複數個流體通道之各流體通道含有該複數個反應位點中之一對應組的反應位點，該濾光器層跨越該流通槽本體之該寬度連續地延伸。
  58. 如請求項50至57中任一項之方法，該濾光器層經組態以藉由引致傳輸自該等反應位點之光的損耗，而減少從各反應位點至不與該反應位點形成一感測對的成像區域之光的透射。
  59. 如請求項50至58中任一項之方法，其進一步包含在該濾光器層內形成複數個屏蔽件，該複數個屏蔽件之各屏蔽件用以阻斷一對應反應位點及不與該對應反應位點形成一感測對之該複數個成像區域之一成像區域之間的光線。
  60. 如請求項59之方法，該複數個屏蔽件之各屏蔽件與一對應感測對對準。
  61. 如請求項59至60中任一項之方法，該濾光器層沿著該底板與該成像層之間的一第一高度延伸，該複數個屏蔽件沿著該底板與該成像層之間的一第二高度延伸，該第一高度大於該第二高度，使得該複數個屏蔽件僅沿著該第一高度之一部分延伸。
  62. 如請求項59至61中任一項之方法，該複數個屏蔽件自該底板之一底側延伸，該複數個屏蔽件具有垂直地終止於該濾光器層內之下端，使得該光學層之一區域在該等下端與該成像層之間延伸。
  63. 如請求項59至61中任一項之方法，該複數個屏蔽件自該成像層之一上側延伸，該複數個屏蔽件具有垂直地終止於該濾光器層內之上端，使得該光學層之一區域在該等上端與該底板之間延伸。
  64. 如請求項50至63中任一項之方法，該濾光器層經組態以允許大於約600 nm之波長的光的透射。
  65. 如請求項50至64中任一項之方法，該濾光器層經組態以實質上防止小於約500 nm之波長的光的透射。
  66. 如請求項50至65中任一項之方法，該濾光器層經組態以吸收約500 nm與約600 nm之間的波長的一些光，同時允許約500 nm與約600 nm之間的波長的一些光的透射。
  67. 如請求項50至66中任一項之方法，該濾光器層具有約0.01至約0.5範圍的一透射率係數。
  68. 如請求項67之方法，該濾光器層具有約0.2至約0.4範圍的一透射率係數。
  69. 如請求項50至68中任一項之方法，該濾光器層及底板協作以界定一高度尺寸，該高度尺寸對應於該底板之一頂部與該濾光器層之一底部之間的一距離， 該複數個反應位點界定一節距尺寸，該節距尺寸對應於該複數個反應位點之一個反應位點之一中心至該複數個反應位點之一相鄰反應位點之一中心之間的一距離， 該高度尺寸及該節距尺寸提供約3至約5範圍之一高度節距比。
  70. 如請求項50至69中任一項之方法，該濾光器層具有約200 nm至約5 µm範圍的一厚度。
  71. 如請求項50至70中任一項之方法，該濾光器層係以範圍約25 nm至約500 nm之一距離與各反應位點分開。
  72. 如請求項50至71中任一項之方法，其進一步包含提供一鈍化層，該鈍化層插置在該濾光器層與該複數個成像區域之間。
  73. 如請求項72之方法，該鈍化層包含二氧化矽。
  74. 如請求項72至73中任一項之方法，該鈍化層具有約10 nm至約200 nm範圍的一厚度。
  75. 如請求項50至74中任一項之方法，該等成像區域係以範圍約0.5 µm至約25 µm的一節距距離彼此分開。
  76. 如請求項50至75中任一項之方法，該濾光器層包含一第一子層之濾光材料及一第二子層之濾光材料。
  77. 如請求項76之方法，其進一步包含提供複數個環，該複數個環經定位為相鄰於該第一子層之濾光材料或該第二子層之濾光材料中之一或兩者。
  78. 如請求項77之方法，該複數個環之各環係與由各反應位點及對應成像區域形成之該等感測對的一對應感測對相關。
  79. 如請求項78之方法，該複數個環之各環係圍繞通過對應於該環之該感測對之一反應位點及成像區域之一中心的一軸而置中。
  80. 如請求項77至79中任一項之方法，該複數個環之各環包含一金屬。
  81. 如請求項80之方法，該金屬包含鎢或鋁。
  82. 如請求項77至81中任一項之方法，該複數個環包括一第一環陣列及一第二環陣列，該第一環陣列位於該等反應位點與該複數個成像區域之間的一第一垂直位置處，該第二環陣列位於該等反應位點與該複數個成像區域之間的一第二垂直位置處。
  83. 如請求項82之方法，該第一環陣列位於該第一子層之濾光材料與該第二子層之濾光材料之間的一界面處。
  84. 如請求項82至83中任一項之方法，該第二環陣列位於該第二子層之濾光材料與該複數個成像區域之間。
  85. 如請求項82至84中任一項之方法，該第一環陣列的該等環界定開口，該第一環陣列的該等環的該等開口各具有一第一直徑，該第二環陣列的該等環界定開口，該第二環陣列的該等環的該等開口各具有一第二直徑，該第一直徑不同於該第二直徑。
  86. 如請求項85之方法，該第一直徑小於該第二直徑。
  87. 如請求項50至86中任一項之方法，該濾光器層包括氧化鐵。
  88. 一種設備，其包含： 一流通槽本體，其界定一通道以接收流體，該通道具有沿著該流通槽本體之一長度延伸的一底板； 複數個井，其沿著該通道之該底板定位，該複數個井沿著該通道之該底板的一長度形成一陣列； 一濾光器層，其定位在該通道之該底板下方，該濾光器包括沿著對應於該井陣列之該長度的一長度不中斷地跨越的至少一部分；及 複數個成像區域，其定位在該濾光器層下方，該複數個成像區域之各成像區域定位在該複數個井的至少一對應井正下方，使得各井及對應的成像區域協作以形成一感測關係； 該濾光器層經組態以允許一或多個經選擇波長的光從各井通過至與該井形成一感測關係的該成像區域； 該濾光器層經組態以減少導引朝向該複數個井之激發光的透射，該濾光器層進一步經組態以減少從各井發射至不與該井形成一感測關係的成像區域之光的透射。
  89. 如請求項88之設備，該通道之該底板界定該複數個井。
  90. 如請求項88至89中任一項之設備，該流通槽本體界定複數個通道，該等通道經定向成彼此平行，該複數個通道之各通道具有一底板，該底板具有複數個井。
  91. 如請求項90之設備，該複數個通道沿著該流通槽本體之一寬度形成一陣列，該光學層包括沿著對應於該通道陣列之該寬度的一寬度不中斷地跨越的至少一部分。
  92. 如請求項88至91中任一項之設備，其進一步包含複數個成像感測器，各成像感測器形成該複數個成像區域之一對應成像區域。
  93. 如請求項92之設備，各成像感測器包括光二極體。
  94. 如請求項88至91中任一項之設備，其進一步包含一CMOS晶片，該CMOS晶片沿著對應於該井陣列之該長度的一長度跨越，該CMOS晶片界定該複數個成像區域。
  95. 如請求項94之設備，該成像感測器界定複數個光二極體，該複數個成像區域之各成像區域係由該複數個光二極體之一或多個光二極體界定。
  96. 如請求項88至95中任一項之設備，其進一步包含一光源，該光源經組態以發射一激發波長的光，該激發波長經組態以導致該等井中之一或多個螢光團發出一發射波長的螢光。
  97. 如請求項96之設備，該濾光器層經組態以實質上防止該激發波長的光透射至該複數個成像區域。
  98. 如請求項97之設備，該濾光器經組態以吸收該激發波長的光。
  99. 如請求項96至98中任一項之設備，該濾光器層經組態以吸收該發射波長的至少一些光。
  100. 如請求項88至99中任一項之設備，該濾光器層經組態以藉由引致傳輸自該等井之光的損耗，而減少從各井至不與該井形成一感測關係的成像區域之光的透射。
  101. 如請求項88至100中任一項之設備，其進一步包含複數個屏蔽件，該複數個屏蔽件之各屏蔽件用以阻斷一對應井及不與該對應井形成一感測對之該複數個成像區域之一成像區域之間的光線。
  102. 如請求項101之設備，該複數個屏蔽件之各屏蔽件與一對應感測對對準。
  103. 如請求項101至102中任一項之設備，該濾光器層沿著該通道之該底板與該複數個成像區域之間的一第一高度延伸，該複數個屏蔽件沿著該通道之該底板與該複數個成像區域之間的一第二高度延伸，該第一高度大於該第二高度，使得該複數個屏蔽件僅沿著該第一高度之一部分延伸。
  104. 如請求項101至103中任一項之設備，該複數個屏蔽件自該底板之一底側延伸，該複數個屏蔽件具有垂直地終止於該濾光器層內之下端。
  105. 如請求項101至103中任一項之設備，該複數個屏蔽件自該複數個成像區域之一上側延伸，該複數個屏蔽件具有垂直地終止於該濾光器層內之上端。
  106. 如請求項88至105中任一項之設備，該濾光器層經組態以允許大於約600 nm之波長的光的透射。
  107. 如請求項88至106中任一項之設備，該濾光器層經組態以實質上防止小於約500 nm之波長的光的透射。
  108. 如請求項88至107中任一項之設備，該濾光器層經組態以吸收約500 nm與約600 nm之間的波長的一些光，同時允許約500 nm與約600 nm之間的波長的一些光的透射。
  109. 如請求項88至108中任一項之設備，該濾光器層包括一橙色染料及一黑色染料之一組合。
  110. 如請求項88至109中任一項之設備，該流通槽本體包括定位在該通道上方之一蓋。
  111. 如請求項110之設備，該蓋包含玻璃。
  112. 如請求項88至111中任一項之設備，該等成像區域與該流通槽本體成一整體。
  113. 如請求項88至112中任一項之設備，該濾光器層具有約0.01至約0.5範圍的一透射率係數。
  114. 如請求項113之設備，該濾光器層具有約0.2至約0.4範圍的一透射率係數。
  115. 如請求項88至114中任一項之設備，該濾光器層及底板協作以界定一高度尺寸，該高度尺寸對應於該底板之一頂部與該濾光器層之一底部之間的一距離， 該複數個井界定一節距尺寸，該節距尺寸對應於該複數個井之一井之一中心至該複數個井之一相鄰井之一中心之間的一距離， 該高度尺寸及該節距尺寸提供約3至約5範圍之一高度節距比。
  116. 如請求項88至100或106至115中任一項之設備，該設備在該複數個井與該複數個成像區域之間沒有任何屏蔽件。
  117. 如請求項88至116中任一項之設備，該濾光器層具有約200 nm至約5 µm範圍的一厚度。
  118. 如請求項88至117中任一項之設備，該濾光器層係以範圍約25 nm至約500 nm之一距離與各井分開。
  119. 如請求項88至118中任一項之設備，其進一步包含一鈍化層，該鈍化層插置在該濾光器層與該複數個成像區域之間。
  120. 如請求項119之設備，該鈍化層包含二氧化矽。
  121. 如請求項119至120中任一項之設備，該鈍化層具有約10 nm至約200 nm範圍的一厚度。
  122. 如請求項88至121中任一項之設備，該等成像區域係以範圍約0.5 µm至約25 µm的一節距距離彼此分開。
  123. 如請求項88至122中任一項之設備，該濾光器層包含一第一子層之濾光材料及一第二子層之濾光材料，該第一子層之濾光材料及該第二子層之濾光材料具有相同厚度。
  124. 如請求項123之設備，其進一步包含複數個環，該複數個環經定位為相鄰於該第一子層之濾光材料或該第二子層之濾光材料中之一或兩者，該複數個環之各環係與由各井及對應成像區域形成之該等感測對的一對應感測對相關，該複數個環之各環係圍繞通過對應於該環之該感測對之一井及成像區域之一中心的一軸而置中。
  125. 如請求項124之設備，該複數個環之各環包含一金屬，該金屬包含鎢或鋁。
  126. 如請求項124至125中任一項之設備，該複數個環包括一第一環陣列及一第二環陣列，該第一環陣列位於該等井與該複數個成像區域之間的一第一垂直位置處，該第二環陣列位於該等井與該複數個成像區域之間的一第二垂直位置處。
  127. 如請求項126之設備，該第一環陣列位於該第一子層之濾光材料與該第二子層之濾光材料之間的一界面處。
  128. 如請求項126至127中任一項之設備，該第二環陣列位於該第二子層之濾光材料與該複數個成像區域之間。
  129. 如請求項126至128中任一項之設備，該第一環陣列的該等環界定開口，該第一環陣列的該等環的該等開口各具有一第一直徑，該第二環陣列的該等環界定開口，該第二環陣列的該等環的該等開口各具有一第二直徑，該第一直徑不同於該第二直徑，該第一直徑小於該第二直徑。
  130. 如請求項88至129中任一項之設備，該濾光器層包括氧化鐵。
  131. 一種製造流通槽之方法，該方法包含： 在一成像層上方形成一濾光器層，該成像層界定複數個成像區域，該成像層沿著一第一長度延伸，該成像層可操作以擷取在該複數個成像區域處的影像，該濾光器層沿著該第一長度連續延伸； 在該濾光器層上方定位一底板，該底板沿著該流通槽之該第一長度延伸，該底板界定該濾光器層上方之複數個井，該複數個井沿著該第一長度形成一陣列，使得該濾光器層沿著該複數個井之所有該等井下方的一區域連續延伸，該複數個井之各井定位在該複數個成像區域之一對應成像區域正上方，使得各井與一對應成像區域協作以形成一感測關係；及 在該底板上方定位一蓋，該底板及該蓋協作以界定一流體通道，該流體通道沿著該第一長度延伸； 該蓋、該底板、該濾光器層、及該成像層協作以形成一流通槽本體之至少一部分； 該濾光器層經組態以允許一或多個經選擇波長的光從各井通過至與該井形成一感測關係的該成像區域； 該濾光器層經組態以減少導引朝向該複數個井之激發光的透射，該濾光器層進一步經組態以減少從各井發射至不與該井形成一感測關係的成像區域之光的透射。
  132. 如請求項131之方法，該成像層包含一CMOS晶片。
  133. 如請求項132之方法，該等成像區域包含該CMOS晶片之CMOS光二極體。
  134. 如請求項131至133中任一項之方法，該濾光器層包括一橙色染料及一黑色染料之一組合。
  135. 如請求項131至134中任一項之方法，該底板包含複數個奈米井，該複數個奈米井界定該複數個井。
  136. 如請求項131至135中任一項之方法，該蓋包含玻璃。
  137. 如請求項131至136中任一項之方法，該流體通道界定一寬度，該複數個井進一步形成跨越該流體通道之該寬度的一陣列，該濾光器層跨越該流體通道之該寬度連續地延伸。
  138. 如請求項131至137中任一項之方法，該底板及該蓋協作以界定複數個流體通道，該等流體通道經定向成彼此平行，該複數個流體通道跨越該流通槽本體之一寬度形成一陣列，該濾光器層跨越該流通槽本體之該寬度連續地延伸。
  139. 如請求項131至138中任一項之方法，該濾光器層經組態以藉由引致傳輸自該等井之光的損耗，而減少從各井至不與該井形成一感測關係的成像區域之光的透射。
  140. 如請求項131至139中任一項之方法，其進一步包含在該濾光器層內形成複數個屏蔽件，該複數個屏蔽件之各屏蔽件用以阻斷一對應井及不與該對應井形成一感測對之該複數個成像區域之一成像區域之間的光線。
  141. 如請求項140之方法，該複數個屏蔽件之各屏蔽件與一對應感測對對準，該濾光器層沿著該底板與該成像層之間的一第一高度延伸，該複數個屏蔽件沿著該底板與該成像層之間的一第二高度延伸，該第一高度大於該第二高度，使得該複數個屏蔽件僅沿著該第一高度之一部分延伸。
  142. 如請求項140至141中任一項之方法，該複數個屏蔽件自該底板之一底側延伸，該複數個屏蔽件具有垂直地終止於該濾光器層內之下端，使得該光學層之一區域在該等下端與該成像層之間延伸。
  143. 如請求項140至141中任一項之方法，該複數個屏蔽件自該成像層之一上側延伸，該複數個屏蔽件具有垂直地終止於該濾光器層內之上端，使得該光學層之一區域在該等上端與該底板之間延伸。
  144. 如請求項131至143中任一項之方法，該濾光器層經組態以允許大於約600 nm之波長的光的透射。
  145. 如請求項131至144中任一項之方法，該濾光器層經組態以實質上防止小於約500 nm之波長的光的透射。
  146. 如請求項131至145中任一項之方法，該濾光器層經組態以吸收約500 nm與約600 nm之間的波長的一些光，同時允許約500 nm與約600 nm之間的波長的一些光的透射。
  147. 如請求項131至146中任一項之方法，該濾光器層具有約0.01至約0.5範圍的一透射率係數。
  148. 如請求項147之方法，該濾光器層具有約0.2至約0.4範圍的一透射率係數。
  149. 如請求項131至148中任一項之方法，該濾光器層及底板協作以界定一高度尺寸，該高度尺寸對應於該底板之一頂部與該濾光器層之一底部之間的一距離， 該複數個井界定一節距尺寸，該節距尺寸對應於該複數個井之一井之一中心至該複數個井之一相鄰井之一中心之間的一距離， 該高度尺寸及該節距尺寸提供約3至約5範圍之一高度節距比。
  150. 如請求項131至149中任一項之方法，該濾光器層具有約200 nm至約5 µm範圍的一厚度。
  151. 如請求項131至150中任一項之方法，該濾光器層係以範圍約25 nm至約500 nm之一距離與各井分開。
  152. 如請求項131至151中任一項之方法，其進一步包含一提供一鈍化層，該鈍化層插置在該濾光器層與該複數個成像區域之間。
  153. 如請求項152之方法，該鈍化層包含二氧化矽。
  154. 如請求項152至153中任一項之方法，該鈍化層具有約10 nm至約200 nm範圍的一厚度。
  155. 如請求項131至154中任一項之方法，該等成像區域係以範圍約0.5 µm至約25 µm的一節距距離彼此分開。
  156. 如請求項131至155中任一項之方法，該濾光器層包含一第一子層之濾光材料及一第二子層之濾光材料，該第一子層之濾光材料及該第二子層之濾光材料具有相同厚度。
  157. 如請求項156之方法，其進一步包含提供複數個環，該複數個環經定位為相鄰於該第一子層之濾光材料或該第二子層之濾光材料中之一或兩者，該複數個環之各環係與由各井及對應成像區域形成之該等感測對的一對應感測對相關，該複數個環之各環係圍繞通過對應於該環之該感測對之一井及成像區域之一中心的一軸而置中。
  158. 如請求項157之方法，該複數個環之各環包含一金屬，該金屬包含鎢或鋁，該複數個環之各環具有範圍約25 nm至約100 nm之一厚度。
  159. 如請求項157至158中任一項之方法，該複數個環包括一第一環陣列及一第二環陣列，該第一環陣列位於該等井與該複數個成像區域之間的一第一垂直位置處，該第二環陣列位於該等井與該複數個成像區域之間的一第二垂直位置處。
  160. 如請求項159之方法，該第一環陣列位於該第一子層之濾光材料與該第二子層之濾光材料之間的一界面處，該第二環陣列位於該第二子層之濾光材料與該複數個成像區域之間。
  161. 如請求項159至160中任一項之方法，該第一環陣列的該等環界定開口，該第一環陣列的該等環的該等開口各具有一第一直徑，該第二環陣列的該等環界定開口，該第二環陣列的該等環的該等開口各具有一第二直徑，該第一直徑不同於該第二直徑，該第一直徑小於該第二直徑。
  162. 如請求項131至161中任一項之方法，該濾光器層包括氧化鐵。
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