TWI688133B - 微陣列及其形成方法 - Google Patents

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Abstract

提供一種微陣列及其形成方法，且其形成方法包括以下步驟。提供固體基質及微型LED陣列，其中所述固體基質包括對應於所述微型LED陣列的多個LED的多個區域。在所述多個區域中分別形成具有光敏感保護基的單體。照射所述多個區域中的至少一者，以移除所述多個區域中的所述至少一者中的所述單體的所述光敏感保護基，其中所述照射是藉由開啟所述微型LED陣列中的對應於所述多個區域中的至少一者的LED。將單體結合至所述多個區域中的所述至少一者中的所述經去保護基的單體。重複所述照射與結合步驟，以分別在所述多個區域中形成探針。

Description

微陣列及其形成方法
本發明是有關於一種微陣列及其形成方法，且特別是有關於一種微陣列及不需要使用光罩的微陣列的形成方法。
包括合成探針的微陣列被廣泛地應用於基因體學、蛋白質體學、藥學的研究與臨床偵測。為了能獲得高準確度與高可靠度的微陣列偵測結果，微陣列的品質（也就是合成探針的品質）相當重要。
近年來，可藉由光合成法於固體基質上形成探針。為了於固體基質上形成多個探針，需要使用大量不同且專用的光罩，且因此需要在光合成期間替換光罩。然而，這些光罩很昂貴且替換光罩很耗時，導致形成微陣列的成本很昂貴。
本發明提供一種不需要使用光罩來形成微陣列的方法。
本發明另提供一種具有微型LED陣列的微陣列。
本發明的形成微陣列的方法包括以下步驟。提供固體基質及微型LED陣列，其中所述固體基質包括對應於所述微型LED陣列的多個LED的多個區域。在所述多個區域中分別形成具有光敏感保護基的單體。照射所述多個區域中的至少一者，以移除所述多個區域中的所述至少一者中的所述單體的所述光敏感保護基，其中所述照射是藉由開啟所述微型LED陣列中的對應於所述多個區域中的至少一者的LED。將單體結合至所述多個區域中的所述至少一者中的所述經去保護基的單體。重複所述照射與結合步驟，以分別在所述多個區域中形成探針。
在本發明的一實施例中，上述的方法還包括在所述固體基質與具有所述光敏感保護基的所述單體之間形成連結官能基。
在本發明的一實施例中，上述的在所述多個區域中分別形成具有光敏感保護基的單體的步驟包括：分別在所述多個區域形成具有光敏感保護基的連結官能基；照射所述多個區域中的至少一者，以移除所述多個區域中的所述至少一者中的所述連結官能基的所述光敏感保護基，其中所述照射是藉由開啟所述微型LED陣列中的對應於所述多個區域中的至少一者的LED；以及將具有所述光敏感保護基的所述單體結合至所述多個區域中的所述至少一者中的所述經去保護基的連結官能基。
在本發明的一實施例中，上述的照射與結合步驟包括：照射所述多個區域中的第一組，以移除所述多個區域中的所述第一組中的所述單體的所述光敏感保護基，其中所述照射是藉由開啟所述微型LED陣列中的對應於所述多個區域中的所述第一組的LED；以及將第一單體結合至所述多個區域中的所述第一組中的所述經去保護基的單體。
在本發明的一實施例中，上述的方法還包括照射所述多個區域中與所述第一組不同的第二組，以移除所述多個區域中的所述第二組中的所述單體的所述光敏感保護基，其中所述照射是藉由開啟所述微型LED陣列中的對應於所述多個區域中的所述第二組的LED；以及將與所述第一單體不同的第二單體結合至所述多個區域中的所述第二組中的所述經去保護基的單體。
在本發明的一實施例中，上述的微型LED陣列配置於將形成探針於其上的所述固體基質的表面上。
在本發明的一實施例中，上述的固體基質的所述多個區域分別位於所述微型LED陣列的所述多個LED的正上方。
在本發明的一實施例中，上述的固體基質包括位於所述多個區域中的多個圖案。
在本發明的一實施例中，上述的固體基質的表面經烷基化。
在本發明的一實施例中，上述的方法還包括在所述固體基質的所述多個區域之間形成擋光分隔件。
在本發明的一實施例中，上述的單體為核苷酸或胺基酸。
在本發明的一實施例中，上述的方法還包括在所述固體基質與所述微型LED陣列之間配置微透鏡陣列，其中所述微透鏡陣列對應於所述固體基質的所述多個區域配置。
在本發明的一實施例中，上述的方法還包括對準所述固體基質的所述多個區域與所述微型LED陣列的所述多個LED。
在本發明的一實施例中，上述的固體基質為配置於所述微型LED陣列上的微透鏡陣列。
本發明的微陣列包括微型LED陣列、固體基質以及多個探針。所述微型LED陣列包括多個LED。所述固體基質配置於所述微型LED陣列上，包括對應於所述多個LED的多個區域。所述探針分別位於所述多個區域中。
在本發明的一實施例中，上述的固體基質的所述多個區域分別位於所述微型LED陣列的所述多個LED的正上方。
在本發明的一實施例中，上述的微陣列還包括配置於所述固體基質的所述多個區域之間形成擋光分隔件。
在本發明的一實施例中，上述的固體基質包括位於所述多個區域中的多個圖案。
在本發明的一實施例中，上述的微陣列還包括位在所述固體基質與所述微型LED陣列之間的微透鏡陣列，其中所述微透鏡陣列對應於所述固體基質的所述多個區域配置。
在本發明的一實施例中，上述的固體基質為配置於所述微型LED陣列上的微透鏡陣列。
基於上述，本發明提供一種不需要使用光罩來形成微陣列的方法。藉由選擇性地開啟微型LED陣列的LED，以照射與其對應的固體基質的區域，因而移除被照射區域中的連結官能基或單體的光敏感保護基，同時保留未被照射區域中的連結官能基或單體的光敏感保護基。因此，後續所加入的單體可以特定地與經去保護基的連結官能基或單體結合，而不會與具保護基的連結官能基或單體結合。如此一來，可在所需的區域中形成具有所需序列的探針。此外，藉由使用微型LED陣列，不需要使用光罩，因而能大幅降低形成微陣列所需的成本。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
下文闡述的具體實施方式打算作為根據本發明的各方面所提供的當前示例性裝置的描述，並且不打算代表可以在本發明中製備或採用的僅有形式。應理解，實際上可以通過也欲涵蓋在本發明的精神和範圍內的不同實施例實現相同或等效的功能和組件。
除非另外定義，否則本文所用的所有技術和科學術語具有與本發明所屬技術領域的通常知識者通常所理解相同的含義。雖然可以在本發明的施行或測試中使用與所描述的那些方法、裝置和材料類似或等效的任何方法、裝置和材料，但是現在僅描述示例性方法、裝置和材料。
圖1A至圖1K繪示根據本發明的一些實施例的形成微陣列的方法的流程圖。請參照圖1A，提供用以形成探針微陣列的設備10。在一些實施例中，設備10包括固體基質102以及微型LED陣列110。在一些實施例中，固體基質102包括對應於微型LED陣列110的多個LED 114的多個區域104。在一些實施例中，固體基質102形成於微型LED陣列110的上表面上，也就是形成於LED 114的上表面上。固體基質102例如可形成於微型LED陣列110的上表面上，且固體基質102例如是實質上具有平坦表面。也就是說，固體基質102可進一步形成於LED 114的間隙之間，且固體基質102實質上覆蓋LED 114的整個經暴露表面。在一些實施例中，固體基質102的材料為氧化矽或其他合適材料，以及固體基質102可藉由諸如化學氣相沉積等沉積製程形成。在一些實施例中，固體基質102的區域104呈陣列排列且分別配置於LED 114的上表面上。特定言之，固體基質102的區域104可實質上為能被LED 114照射的區域。在一些實施例中，區域104的大小可例如為10 μm x 10 μm 或更小。
在一些實施例中，微型LED陣列110包括基底112以及在基底112上陣列排列的LED 114。基底112可為諸如藍寶石基底等半導體基底，以及LED 114可包括n型半導體層、與n型半導體層電性連接的n型電極、p型半導體層、與p型半導體層電性連接的p型電極以及其他所需膜層。在一些實施例中，LED 114發出的光分別照射固體基質102中的所對應區域。在一些實施例中，LED 114發出的光由固體基質102的背面照射區域104，所述背面相對於探針形成於其上的固體基質102的正面。LED 114發出的光可為EUV光、深UV光或其他合適的光。在一些實施例中，根據所要移除的光敏感保護基而定，光例如是具有200 nm至500 nm等的適當波長（諸如405 nm或365 nm）。
在一些實施例中，為了驅動微型LED陣列110，微型LED陣列110以及驅動器（未繪示）可整合在印刷電路板（未繪示）上且與印刷電路板電性連接，以形成封裝體。在一些實施例中，微型LED陣列110可為主動式LED陣列或被動式LED陣列。印刷電路板可進一步電性連接至微控制器（未繪示），且因此可分別控制微型LED陣列110 的每一個LED，也就是分別開啟或關閉微型LED陣列110 的每一個LED。此外，為了進行光合成，具有固體基質102於其上的微型LED陣列110可以配置在包括上蓋與主體的流通槽（flow cell）中。具有固體基質102於其上的微型LED陣列110可以配置在主體的凹槽中且被上蓋覆蓋。在一些實施例中，在將具有固體基質102於其上的微型LED陣列110配置在主體與上蓋之間後，將密封件配置在上蓋與微型LED陣列110的基底112之間，以密封固體基質102。如此，將固體基質102配置在密封空間中。在一些實施例中，在上蓋中配置入口與出口，因此用以進行光合成的反應溶液可以流入並流出前述密閉空間，以接觸微型LED陣列110的固體基質102，進而有效地在固體基質102上進行光合成。上蓋、主體以及密封件的材料可為諸如塑膠或石英等抗蝕材料。此外，可在上蓋與主體中插入諸如螺絲等固定件，以固定流通槽。
在一些實施例中，可對固體基質102的表面進行烷基化製程，以形成適於固定探針的經烷基化表面。在一些實施例中，烷基化製程包括將烷氧基矽烷加到固體基質102的表面上。烷氧基矽烷例如包括氨基矽烷、環氧丙氧基矽烷以及巰基。在一些其他實施例中，固體基質102的表面可經改質劑改質，所述改質劑可選自矽烷醇、聚賴氨酸以及烷氧基矽烷。
在一些其他實施例中，微型LED陣列110的上表面（即LED 114的上表面）可適於被烷基化，且因此微型LED陣列110的上表面可直接作為固體基質。因此，例如是可省略固體基質且不需要額外提供固體基質。舉例來說，當微型LED陣列110的上表面為諸如塑膠表面等聚合物表面，可藉由依序對聚合物表面進行氧電漿製程以及烷基化製程以形成經烷基化表面。
請參照圖1B，連結官能基LK分別形成於固體基質102的區域104中。在一些實施例中，連結官能基LK接合於固體基質102的區域104的經烷基化表面上。在一些實施例中，連結官能基LK的端部覆蓋有光敏感保護基PG。連結官能基LK與光敏感保護基PG例如可藉由氧基團（-O-）鍵結。連結官能基LK可為聚乙二醇（polyethyleneglycol，PEG）、亞磷醯胺（phosphoramidite）或其他合適的基團，以及光敏感保護基PG可為2-(2-硝基苯基)丙氧基羰基（2-(2-nitrophenyl)propoxycarbonyl，NPPOC）、α-甲基-2-硝基胡椒基氧基羰基（α-methyl-2-nitropiperonyloxycarbonyl，MeNPOC）、噻吩基-2-(2-硝基苯基)-丙氧基羰基（thiophenyl-2-(2nitrophenyl)-propoxycarbonyl，SPh-NPPOC）、2-(3,4-亞甲二氧基-6-硝基苯基)丙氧基羰基（2-(3,4-methylenedioxy-6-nitrophenyl)propoxycarbonyl，MNPPOC）、6-硝基藜蘆基氧基羰基（6-nitroveratryloxycarbonyl，NVOC）、二甲氧基苯偶姻環碳酸酯基（Dimethoxybenzoincarbonate， DMBOC）、4,4'-二甲氧基三苯甲基（4,4’-Dimethoxytrityl，DMT）或其衍生物等。為了圖式清晰，在一個區域104中僅繪示一個連結官能基為例，然而，可在一個區域104中形成多個連結官能基，且因此在一個區域104中形成多個探針。
請參照圖1C與圖1D，對固體基質102的至少一個區域104a進行包括選擇性照光步驟與單體添加步驟的循環。首先，如圖1C所示，選擇對固體基質102的第一組區域104a進行照射，詳細地說，藉由開啟對應於固體基質102的第一組區域104a的微型LED陣列110中的LED 114，以選擇性地照射第一組區域104a。如此一來，由前述經選擇區域104a中的連結官能基LK移除光敏感保護基PG，以形成去保護基的連結官能基 LK*。在一些實施例中，藉由開啟微型LED陣列110中的對應LED 114來照射經選擇區域104a（即經照射區域104a），同時藉由關閉微型LED陣列110中的對應LED 114使未選擇區域104（即未照射區域104）不會被照射。在一些實施例中，在移除光敏感保護基PG之後，去保護基的連結官能基 LK*例如是具有且暴露出其末端的氫氧基（-OH-）。
請參照圖1D，對前述的經選擇區域104a進行單體添加步驟。在一些實施例中，在完成選擇性照光步驟之後，關閉對應於經選擇區域104a的微型LED陣列110中的LED 114。在一些實施例中，單體也可稱為探針的建構單位（building block）或基礎單元（basic unit），且單體可為核苷酸或胺基酸等。在一些實施例中，將覆蓋有光敏感保護基PG的單體M(1-1)結合至經選擇區域104a的去保護基的連結官能基 LK*。由於未選擇區域104（即未照射區域104）的連結官能基LK仍被光敏感保護基PG阻擋，因此單體M(1-1)僅會結合至經選擇區域104a（即經照射區域104a）中的去保護基的連結官能基 LK*。在一些實施例中，單體M(1-1)直接結合至連結官能基，且因此單體M(1-1)又稱為經選擇區域104a中的探針的第一個單體。在一些實施例中，經選擇區域104a中的第一個單體是相同的且是同時形成的。換言之，同一種（諸如dTTP）的第一個單體藉由包括選擇性照光步驟與單體添加步驟的循環同時形成。
在一些實施例中，探針例如是單股DNA、DNA適體等，單體M(1-1)例如是選自dATP、dCTP、dGTP和dTTP的去氧核苷酸（dNTP），並且光敏感保護基PG例如是NPPOC基團、MeNPOC基團、SPh-NPPOC基團、MNPPOC基團、NVOC基團、DMBOC基團、DMT基團或其衍生物等。在一些實施例中，探針例如是miRNA、RNA適體等，單體M(1-1)例如是選自ATP、CTP、GTP和UTP的核苷酸（NTP），並且光敏感保護基PG例如是NPPOC基團、MeNPOC基團、SPh-NPPOC基團、MNPPOC基團、NVOC基團、DMBOC基團或DMT基團和其衍生物等。在一些實施例中，探針例如是肽、蛋白質、適體、抗體等，單體M(1-1)例如是選自Ala、Arg、Asn、Asp、Cys、Glu、Gln、Gly、His、lle、Leu、Lys、Met、Phe、Pro、Ser、Thr、Trp、Tyn和Val的氨基酸，並且光敏感保護基PG例如是叔丁氧基羰基（t-Boc）、其衍生物等。
請參照圖1E與1F，接著，對固體基質102的至少一個區域104a進行包括選擇性照光步驟與單體添加步驟的循環。在一些實施例中，如圖1E所示，選擇與前述第一組區域不同的第二組區域104a，並對其添加與第一種單體不同的第二種的單體M(1-2)。詳細地說，藉由開啟對應於固體基質102的第二組區域104a的微型LED陣列110中的LED 114，以選擇性地照射第二組區域104a。如此一來，由前述經選擇區域104a中的連結官能基LK移除光敏感保護基PG，以形成去保護基的連結官能基 LK*。接著，如圖1F所示，將覆蓋有光敏感保護基PG的單體M(1-2)結合至經選擇區域104a的去保護基的連結官能基 LK*。
請參照圖1G，在一些實施例中，選擇對與第一組區域及第二組區域不同的第三組區域104a進行包括選擇性照光步驟與單體添加步驟的循環，以將與第一種單體及第二種單體不同的第三種單體M(1-3)結合至第三組區域104a中的連結官能基。單體M(1-1)-M(1-3)彼此不同。在一些實施例中，可將固體基質上的探針的第一個單體分為三類（舉例來說，dATP、dCTP、dGTP以及dTTP中的任意三種），且因此將所有區域104分為三組（舉例來說，第一組區域至第三組區域），以及進行三次包括選擇性照光步驟與單體添加步驟的循環。換言之，區域組數與循環數相同於探針的第一個單體的種類數目。在一些其他實施例中，當所有探針的第一個單體都相同時，可在照光步驟中同時開啟微型LED陣列中的所有LED，也就是僅需進行一次包括照光步驟與單體添加步驟的循環，使得單體結合至所有區域中的去保護基的連結官能基。
在形成所有探針的第一個單體後，開始形成探針的第二個單體。請參照圖1H與1I，對至少一經選擇區域進行包括選擇性照光步驟與單體添加步驟的循環，以形成同一種的第二個單體。在一些實施例中，選擇一組區域104a，以於該組區域104a中形成同一種的第二個單體。首先，如圖1H所示，藉由開啟微型LED陣列110中對應於所選區域104a的LED 114，以由所選區域104a中的單體（諸如M(1-2)、M(1-3)）去除光敏感保護基PG，以形成諸如去保護基的單體（諸如M(1-2)*、M(1-3)*）。在一些實施例中，單體M(1-1)-M(1-3)上所覆蓋的光敏感保護基PG可以被具有相同或相似波長的光移除，因此可在同一照光步驟中移除這些光敏感保護基PG。接著，如圖1I所示，將覆蓋有光敏感保護基PG的單體M(2-1)結合至經選擇區域104a的去保護基的單體（諸如M(1-2)*、M(1-3)*）。在一些實施例中，單體M(2-1)可例如為選自dATP、dCTP、dGTP以及dTTP的dNTP。
請參照圖1J，藉由重複進行包括選擇性照光步驟與單體添加步驟的循環，以依序地形成探針的第二個單體M(2-2)-M(2-4)。如同前述，根據第二個單體M(2-1)-M(2-4)的所有種類，來決定進行包括選擇性照光步驟與單體添加步驟的循環的次數。在一些實施例中，以單體M(2-1)-M(2-4)為dNTP為例，第二個單體M(2-1)-M(2-4)的所有種類可為4，也就是包括dATP、dCTP、dGTP以及dTTP。然而，在一些其他實施例中，以單體M(2-1)-M(2-4)為dNTP為例，第二個單體M(2-1)-M(2-4)的所有種類可為1、2或3，分別為選自dATP、dCTP、dGTP以及dTTP中的1、2或3個。
換言之，為了要形成探針P中的第n個單體M(n-1)、、、M(n-(x-2))、M(n-(x-1))、M(n-x)，依序且分別地進行用以形成第n個單體M(n-1)-M(n-x)的循環，其中x為探針P中的第n個單體M(n-1)-M(n-x)的所有種類數目且亦為用以形成探針P中的第n個單體M(n-1)-M(n-x)的所有循環數目。在進行每一循環時，至少選擇一個區域。
請參照圖1K，進行多次包括選擇性照光步驟與單體添加步驟的循環之後，分別於區域104中形成探針P。在一些實施例中，根據一個區域104中的一個探針P中所需要的總單體數目（即N個，N可為1至100），重複對該區域104進行多次（即N次）包括選擇性照光步驟與單體添加步驟的循環，以形成一個探針P。在一些實施例中，形成探針P的第N個單體（即最後一個單體）的循環與前述實質上相同，但所添加第N個單體可不具有光敏感保護基。
在一些實施例中，所形成的微陣列100包括微型LED陣列110、固體基質102以及多個探針P。在一些實施例中，探針P分別位在固體基質102的區域104中。為了圖式清晰，在一個區域104中僅繪示一個探針P為例，然而，可在一個區域104中形成具有相同序列的多個探針P。在一些實施例中，一個區域104中的探針P的序列可不同於另一個區域104中的探針P的序列。
在一些實施例中，藉由使用微型LED陣列110，在不使用光罩的情況下，探針P可直接原位形成於區域104中。由於不需要光罩，因此製作光照的成本以及對齊光罩與基質以及在光合成期間替換光罩所需的時間都可以省略，因此可大幅降低用以形成探針的成本與時間。此外，可避免因光罩對準或光罩品質變動所導致的在區域的交界處產生探針，或在區域內產生具有非所需序列的探針。
圖2A與圖2B分別繪示根據本發明的一些實施例的用以形成微陣列的設備以及使用所述設備所形成的微陣列。圖2A的設備與圖1A的設備的主要差異（亦為圖2B的微陣列與圖1K的微陣列的主要差異）在於擋光分隔部。請參照圖2A，設備10還包括擋光分隔部130。在一些實施例中，擋光分隔部130配置在區域104之間的固體基質102上。擋光分隔部130可為網狀結構，且具有主體132與在主體132中暴露出區域104 的多個開口134。在一些實施例中，舉例來說，主體132可配置在微型LED陣列110的LED 114之間的間距正上方，以及開口134可配置在LED 114正上方。在一些其他實施例中，擋光分隔部130可進一步配置在LED 114之間的間距中。
在一些實施例中，區域104被擋光分隔部130實體分離，且擋光分隔部130定義出對應於區域104的多個分隔空間。因此，在藉由使用圖2A的設備10以及與圖1B至圖1K相似的方法合成探針的光合成期間，由LED 114發出用以照射經選擇區域104的光可以被擋光分隔部130阻擋，而不會照射到與射經選擇區域104相鄰的未選擇區域104。在一些實施例中，在進行多次包括選擇性照光步驟與單體添加步驟的循環之後，如圖2B所示，探針P可不受干擾而準確地形成在固體基質102的區域104中，以及非所需的探針不會形成在區域104中或區域104的交界處，進而形成微陣列100。擋光分隔部130的材料可為光阻、金屬或其他合適的擋光材料，且可藉由諸如微影等方式形成擋光分隔部130。擋光分隔部130的厚度可例如大於0.1 nm。
圖3A與圖3B分別繪示根據本發明的一些實施例的用以形成微陣列的設備以及使用所述設備所形成的微陣列。圖3A的設備與圖1A的設備的主要差異（亦為圖3B的微陣列與圖1K的微陣列的主要差異）在於可直接以微透鏡陣列作為固體基質。請參照圖3A，在設備10中，固體基質102包括配置在微型LED陣列110上的微透鏡陣列140。微透鏡陣列140包括位於多個區域104中的多個微透鏡142，且微透鏡142對應於微型LED陣列110的LED 114配置。在一些實施例中，微透鏡142的材料可為適於被烷基化且可作為透鏡的材料，諸如塑膠或氧化矽。在一些實施例中，微型LED陣列110的LED 114發出的光可被微透鏡142聚焦至經選擇的區域104。因此，在藉由使用圖3A的設備10以及與圖1B至圖1K相似的方法合成探針的光合成期間，可以避免由LED 114發出用以照射經選擇區域104的光照射與射經選擇區域104相鄰的未選擇區域104。在一些實施例中，在進行多次包括選擇性照光步驟與單體添加步驟的循環之後，如圖3B所示，探針P可不受干擾而直接地且準確地形成在微透鏡142的表面上，以及非所需的探針不會形成在區域104中或區域104的交界處，進而形成微陣列100。
在上述的設備10中，固體基質102都是配置在微型LED陣列110的正上方且光由固體基質102的背面發出，然而，本發明不限於此。圖4A與圖4B分別繪示根據本發明的一些實施例的用以形成微陣列的設備以及使用所述設備所形成的微陣列。圖4A的設備與圖1A的設備的主要差異在於固體基質與微型LED陣列以彼此分離的方式配置，且因此圖4B的微陣列與圖1K的微陣列的主要差異在於不具有微型LED陣列。請參照圖4A，設備10包括固體基質102以及微型LED陣列110。在一些實施例中，固體基質102配置在微型LED陣列110下方且與微型LED陣列110分離。在一些實施例中，固體基質102例如為包括多個晶片的晶圓。在一些實施例中，在藉由使用圖4A的設備10以及與圖1B至圖1K相似的方法合成探針的光合成期間，由LED 114發出的光直接照射固體基質102的經選擇區域104的上表面。在一些實施例中，在進行多次包括選擇性照光步驟與單體添加步驟的循環之後，如圖4B所示，多個探針P形成在固體基質102的區域104中，進而形成微陣列100。
圖5A與圖5B分別繪示根據本發明的一些實施例的用以形成微陣列的設備以及使用所述設備所形成的微陣列。圖5A的設備與圖4A的設備的主要差異（亦為圖5B的微陣列與圖4B的微陣列的主要差異）在於擋光分隔部。請參照圖5A與圖5B，設備10/微陣列100可更包括擋光分隔部130。擋光分隔部130配置於固體基質102上。擋光分隔部130的構型、形成方法、材料以及功能可以相同於或相似於前文所述，於此部贅述。
圖6繪示根據本發明的一些實施例的用以形成微陣列的設備。圖6的設備與圖4A的設備的主要差異在於微透鏡陣列。請參照圖6，設備10更包括配置在固體基質102與微型LED陣列110之間的微透鏡陣列140。微透鏡陣列140包括對應多個LED 114配置的多個微透鏡142。在一些實施例中，微型LED陣列110的LED 114發出的光可被微透鏡142聚焦至經選擇的區域104。因此，在藉由使用圖6的設備10以及與圖1B至圖1K相似的方法合成探針的光合成期間，可以避免由LED 114發出用以照射經選擇區域104的光照射與射經選擇區域104相鄰的未選擇區域104。在一些實施例中，在進行多次包括選擇性照光步驟與單體添加步驟的循環之後，探針可準確地形成在固體基質102的區域104中，以及非所需的探針不會形成在區域104中或區域104的交界處，進而形成微陣列。
圖7A與圖7B分別繪示根據本發明的一些實施例的用以形成微陣列的設備以及使用所述設備所形成的微陣列。圖7A的設備與圖4A的設備的主要差異（亦為圖7B的微陣列與圖4B的微陣列的主要差異）在於固體基質包括多個圖案。請參照圖7A與圖7B，在設備10/微陣列100中，固體基質102包括分別位在多個區域104中的多個圖案102a。在一些實施例中，固體基質102配置在基底150上。在一些實施例中，相較於基底150的表面，圖案102a的上表面較適於進行連結官能基附著。因此，在藉由使用圖7A的設備10以及與圖1B至圖1K相似的方法合成探針的光合成期間，探針P可僅形成於圖案102a上，而不會有非所需探針形成位於圖案102a之間的基底150的表面上。也就是說，探針P分別準確地配置於區域104中。
總而言之，本發明提供一種不需要使用光罩來形成微陣列的方法。藉由選擇性地開啟微型LED陣列的LED，以照射與其對應的固體基質的經選擇區域，因而移除被照射區域中的連結官能基或單體的光敏感保護基，同時保留未被照射區域中的連結官能基或單體的光敏感保護基。因此，後續所加入的單體可以特定地與經去保護基的連結官能基或單體結合，而不會與具保護基的連結官能基或單體結合。如此一來，可在所需的區域中形成具有所需序列的探針。此外，可以進一步藉由擋光分隔部等擋光構件或微透鏡等聚光構件使得由LED發出的光準確地照射在經選擇區域，使得探針更準確地形成在所需區域中。再者，藉由使用微型LED陣列，能在不使用光罩的情況下準確地且大量地合成所需探針，因而能大幅降低形成微陣列所需的成本。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧設備100‧‧‧微陣列102‧‧‧固體基質102a‧‧‧圖案104、104a‧‧‧區域110‧‧‧微型LED陣列112、150‧‧‧基底114‧‧‧LED130‧‧‧擋光分隔部132‧‧‧主體134‧‧‧開口140‧‧‧微透鏡陣列142‧‧‧微透鏡LK‧‧‧連結官能基LK*‧‧‧去保護基的連結官能基M(1-1)、M(1-2)、M(1-3)、M(2-1)、M(2-2)、M(2-4)、M(n-1)、M(n-(x-2))、M(n-(x-1))、M(n-x)‧‧‧單體M(1-2)*、M(1-3)*‧‧‧去保護基的單體P‧‧‧探針PG‧‧‧光敏感保護基
圖1A至圖1K繪示根據本發明的一些實施例的形成微陣列的方法的流程圖。 圖2A與圖2B分別繪示根據本發明的一些實施例的用以形成微陣列的設備以及使用所述設備所形成的微陣列。 圖3A與圖3B分別繪示根據本發明的一些實施例的用以形成微陣列的設備以及使用所述設備所形成的微陣列。 圖4A與圖4B分別繪示根據本發明的一些實施例的用以形成微陣列的設備以及使用所述設備所形成的微陣列。 圖5A與圖5B分別繪示根據本發明的一些實施例的用以形成微陣列的設備以及使用所述設備所形成的微陣列。 圖6繪示根據本發明的一些實施例的用以形成微陣列的設備。 圖7A與圖7B分別繪示根據本發明的一些實施例的用以形成微陣列的設備以及使用所述設備所形成的微陣列。
10‧‧‧設備
102‧‧‧固體基質
104、104a‧‧‧區域
110‧‧‧微型LED陣列
112‧‧‧基底
114‧‧‧LED
LK‧‧‧連結官能基
PG‧‧‧光敏感保護基
M(1-1)、M(1-2)‧‧‧單體
M(1-2)*、M(1-3)*‧‧‧去保護基的單體

Claims (20)

  1. 一種形成微陣列的方法，包括：提供固體基質及微型LED陣列，其中所述固體基質包括對應於所述微型LED陣列的多個LED的多個區域；在所述多個區域中分別形成具有光敏感保護基的單體；照射所述多個區域中的至少一者，以移除所述多個區域中的所述至少一者中的所述單體的所述光敏感保護基，其中所述照射是藉由開啟所述微型LED陣列中的對應於所述多個區域中的至少一者的LED；將單體結合至所述多個區域中的所述至少一者中的所述經去保護基的單體；以及重複所述照射與結合步驟，以分別在所述多個區域中形成探針。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的方法，還包括在所述固體基質與具有所述光敏感保護基的所述單體之間形成連結官能基。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中在所述多個區域中分別形成具有光敏感保護基的單體的步驟包括：分別在所述多個區域形成具有光敏感保護基的連結官能基；照射所述多個區域中的至少一者，以移除所述多個區域中的所述至少一者中的所述連結官能基的所述光敏感保護基，其中所述照射是藉由開啟所述微型LED陣列中的對應於所述多個區域中的至少一者的LED；以及將具有所述光敏感保護基的所述單體結合至所述多個區域中的所述至少一者中的所述經去保護基的連結官能基。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中所述照射與結合步驟包括：照射所述多個區域中的第一組，以移除所述多個區域中的所述第一組中的所述單體的所述光敏感保護基，其中所述照射是藉由開啟所述微型LED陣列中的對應於所述多個區域中的所述第一組的LED；以及將第一單體結合至所述多個區域中的所述第一組中的所述經去保護基的單體。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的方法，還包括：照射所述多個區域中與所述第一組不同的第二組，以移除所述多個區域中的所述第二組中的所述單體的所述光敏感保護基，其中所述照射是藉由開啟所述微型LED陣列中的對應於所述多個區域中的所述第二組的LED；以及將與所述第一單體不同的第二單體結合至所述多個區域中的所述第二組中的所述經去保護基的單體。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中所述微型LED陣列配置於將形成探針於其上的所述固體基質的表面上。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中所述固體基質的所述多個區域分別位於所述微型LED陣列的所述多個LED的正上方。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中所述固體基質包括位於所述多個區域中的多個圖案。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中所述固體基質的表面經烷基化。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的方法，還包括在所述固體基質的所述多個區域之間形成擋光分隔件。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中所述單體為核苷酸或胺基酸。
  12. 如申請專利範圍第1項所述的方法，還包括在所述固體基質與所述微型LED陣列之間配置微透鏡陣列，其中所述微透鏡陣列對應於所述固體基質的所述多個區域配置。
  13. 如申請專利範圍第1項所述的方法，還包括對準所述固體基質的所述多個區域與所述微型LED陣列的所述多個LED。
  14. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中所述固體基質為配置於所述微型LED陣列上的微透鏡陣列。
  15. 一種微陣列，包括：微型LED陣列，包括多個LED；固體基質，配置於所述微型LED陣列上，包括對應於所述多個LED的多個區域，其中所述固體基質具有經烷基化表面；以及多個探針，分別位於所述多個區域中。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的微陣列，其中所述固體基質的所述多個區域分別位於所述微型LED陣列的所述多個LED的正上方。
  17. 如申請專利範圍第15項所述的微陣列，還包括配置於所述固體基質的所述多個區域之間形成擋光分隔件。
  18. 如申請專利範圍第15項所述的微陣列，其中所述固體基質包括位於所述多個區域中的多個圖案。
  19. 如申請專利範圍第15項所述的微陣列，還包括位在所述固體基質與所述微型LED陣列之間的微透鏡陣列，其中所述微透鏡陣列對應於所述固體基質的所述多個區域配置。
  20. 如申請專利範圍第15項所述的微陣列，其中所述固體基質為配置於所述微型LED陣列上的微透鏡陣列。
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