在分析芯片上沉积具有分析物的微点制造技术

在一个示例中，一种装置包括表面增强基体，其具有经由微流体喷射器沉积到所述表面增强基体上的表面上的微点。微点包括预定浓度的分析物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在分析芯片上沉积具有分析物的微点
技术介绍
可以通过胶体聚集、电化学粗化的金属表面、或纳米压印光刻、以及其他技术来制造传感器。例如，纳米压印光刻通过压印抗蚀剂的机械变形和后续工艺来产生图案。压印抗蚀剂通常是单体或聚合物制剂，在压印期间通过热量或紫外（UV）光对其进行固化。附图说明从仅以示例方式给出的以下示例描述中，本申请的技术的各种特征将变得显而易见，该描述是参照附图进行的，其中：图1是用于在分析芯片上沉积和分析微点的示例系统的侧视图；图2是根据示例的另一系统的图示，其中激光器提供光返回到检测器的共线性照明；图3是俯视图和两个分解侧视图，示出了沉积在具有可塌陷纳米柱（collapsiblenanopillar）的示例传感器上的微点；图4A是示出根据示例的单点图案的图示；图4B是示出根据示例的多点图案的图示；图4C是示出根据示例的多浓度多点图案的图示；图4D是示出根据示例的多分析物图案的图示；图4E是示出根据示例的多点多分析物图案的图示；图4F是示出根据示例的多浓度多分析物图案的图示；图4G是示出根据示例的边缘图案的图示；图4H是示出根据示例的组合图案的图示；图5A示出了根据示例的用于校准的单独区域；图5B示出了根据示例的用于校准的多个单独区域；图5C示出了根据示例的可激光处理的校准区域；图5D示出了根据示例的用于校准的可分离区域；图6是示出用于生成校准曲线的示例方法的示意图；图7是示出用于生成校准曲线的另一示例方法的示意图；图8是示出用于执行传感器性能测定（assay）以废弃有缺陷的传感器的示例方法的示意图；图9是示出用于基于估计性能对传感器进行过滤的示例方法的示意图；以及图10是根据示例的用于生成校准曲线并执行光谱含量分析的示例控制器的框图。具体实施方式可以通过胶体聚集、电化学粗化的金属表面、或纳米压印光刻、以及其他技术来制造传感器。然而，所制造的传感器之间的传感器到传感器差异可能使利用这些传感器来工作困难且成本高昂。例如，所制造的大量传感器可能未达到性能阈值。因此，被装运的许多传感器可能后来被发现质量低下并被丢弃。另外，由于制造中的微小不规则性，用于在装运后测试传感器的分析物在传感器之间有不同的表现。因此，可能难以量化使用各种分析物在传感器上执行的测定的结果。本文描述了使用具有分析物的沉积微点在分析芯片上执行测定的技术。如本文使用的，微点（microdot）是指分析物的沉积（deposit），其覆盖小于要测试的对象的整个表面。例如，微点可以是一定面积的沉积材料，其包括调配体积在20皮升（pL）至100纳升（nL）之间的分析物。在一些示例中，20pL的液滴形成直径约为50微米的微点。如本文使用的，分析物是指适于分析芯片的光谱分析的任何物质。分析物可以是分子（molecule）或分子的混合物。所述技术使得能够在装运之前对分析芯片进行测试，从而提供使得能够量化使用分析物的后续测定的校准曲线。而且，所述技术包括在分析芯片上使用最小面积且各种构造的微点，使得在生成校准曲线时使用的微点不会影响后续测定。在各种示例中，本文描述的技术使用传感器面积的小于百分之十百分比用于表面增强基体的校准、传感器面积的小于约百分之五、传感器面积的小于约百分之二或更低。本文描述的技术还使得能够有能力直接通过以可以在期望应用中作为目标的一系列分析物进行采样来校准传感器性能，从而虑及了诸如表面结合效率之类的影响。本文描述的技术可以应用于几乎任何表面增强等离子体（plasmonic）基体，而无需引入额外且复杂的制造步骤。本文描述的技术还可以进一步与自动化光学询问技术结合，以在同一基体上执行多个测量。最后，所述技术通过生成要在使用特定分析物对传感器进行测定时使用的校准曲线而改进了量化。图1是根据示例的用于在分析芯片上沉积和分析微点的示例系统100的侧视图。系统100具有：微流体喷射器阵列102，以沉积微点；以及检测器104，其包括光学仪器，诸如光谱仪，以收集其上具有微点的传感器106的单点光谱或高光谱图像。在一些示例中，微流体喷射器阵列102是热喷墨（TIJ）分发头。检测器104可以是成像系统、多通道分光光度计或任何数量的其他光学传感器。检测器104用于处理从传感器106之一到达的光108，并使光108聚焦到检测器104上。如本文描述的，在一些示例中，微流体喷射器阵列102中的微流体喷射器使用热敏电阻来从喷嘴喷射流体109，这是通过加热以产生迫使流体109从喷嘴流出的气泡。在其他示例中，微流体喷射器使用压电单元来迫使流体109从喷嘴流出。检测器104可以包括透镜、滤光器、衍射光栅和其他装置，以使入射光108聚焦在检测器阵列上。在一些示例中，检测器104包括单色仪，其允许光108的窄频带到达检测器104的光谱仪中的检测器元件。在各种示例中，将单色仪调节至光108的不同频率以进行操作。在其他示例中，检测器104将入射光108分成不同的通道，每个通道被发送到检测器104内的不同传感器，从而提供入射光108的多光谱分析。在各种示例中，检测器104用于执行明场、暗场、荧光、高光谱和其他光学分析。如本文使用的，高光谱分析系统使用多个频率的光来分析图像。聚焦透镜110用于使来自传感器106的光108聚焦到检测器104上。聚焦透镜110可以是单个透镜、一组透镜、或其他光学装置。在一个示例中，聚焦透镜110是菲涅耳透镜，从而提供广域透镜而没有增加明显的复杂性。在其他示例中，聚焦透镜110与光学系统集成，并且包括多个元件，诸如显微镜物镜。在一些示例中，聚焦透镜可提供4倍或更大的放大倍率。镜台112可以被移动以将不同的传感器106放置在微流体喷射器阵列102下方，诸如多传感器晶片上的单独的传感器106、一组单独的传感器、或其任何组合。在一些示例中，镜台112是x-y-z平移镜台或x-y-z镜台，其可以移动多传感器晶片中的x-y-z网格中的多个传感器106中的任何传感器。在其他示例中，镜台112是线性平移镜台，其可以在微流体喷射器阵列102中的微流体喷射器下方移动传感器106，以将微点沉积到其表面上。镜台112还可以用于在MFA102下方移动传感器106的不同位置以沉积微点。可以使用任何数量的不同技术来照射传感器106。例如，检测器104可以包括如关于图2描述的共线照明系统。在一些示例中，光源是激光，诸如激光光电二极管。储存器114保存要从微流体喷射器阵列102喷射的流体109。在一个示例中，流体109包括分析物。在另一示例中，储存器114保存流体109，流体109包括诸如分子、颗粒或细胞之类的感兴趣的材料。例如，感兴趣的材料可以是分析物。储存器114馈入腔室116，腔室116馈入微流体喷射器阵列102。在一个示例中，腔室116的尺寸约为6mm，并且流体连接（couple）到微流体喷射器阵列102的喷嘴。储存器114、腔室116、微流体喷射器阵本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，包括：/n将微点沉积到分析芯片的表面增强基体上，所述微点包括预定浓度的分析物；/n用电磁辐射的激励束探查所述微点；/n检测从所述微点发射的辐射；以及/n基于发射的辐射与所述激励束相比的光谱含量、关于所述分析物生成所述分析芯片的校准曲线。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，包括：
将微点沉积到分析芯片的表面增强基体上，所述微点包括预定浓度的分析物；
用电磁辐射的激励束探查所述微点；
检测从所述微点发射的辐射；以及
基于发射的辐射与所述激励束相比的光谱含量、关于所述分析物生成所述分析芯片的校准曲线。


2.根据权利要求1所述的方法，包括：将目标分析物分发到所述分析芯片上，对所述目标分析物执行光谱测量，以及通过将所述光谱测量与所述校准曲线进行比较来确定所述目标分析物的浓度。


3.根据权利要求1所述的方法，包括：沉积具有不同预定浓度的所述分析物的多个微点，以及基于所述校准曲线来估计针对所述分析芯片的所述分析物的饱和点。


4.根据权利要求1所述的方法，包括沉积具有不同预定浓度的所述分析物的多个微点，其中，对所述校准曲线进行采样以估计所述表面增强基体的结合能力。


5.根据权利要求1所述的方法，包括激光处理所述微点，其中所述分析物包括可降解的分子。


6.一种装置，包括，表面增强基体，其具有经由微流体喷射器沉积到所述表面增强基体上的表面上的微点，所述微点包括预定浓度的分析物。


7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述微点沉积在所述表面增...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·德阿普佐，T·塔特，R·N·森库塔，S·巴塞罗，A·罗佳奇，
申请(专利权)人：惠普发展公司，有限责任合伙企业，
类型：发明
国别省市：美国;US