具样品加热能力的高通量荧光成像系统与装置以及相关方法_4

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(步骤920与930)。当在步骤930中达到所要的检验结果185时,方法900可中断步骤910。尽管未于图9中说明,方法900可重复步骤912与914以进行数次PCR循环,并在其中至少一循环中进一步进行步骤920与930,而不脱离本发明的范围。
[0078]图10绘示处理样品150(图1)的一示例性方案1000,其可应用于方法200(图2)或方法900(图9)。在方案1000中,高通量荧光成像装置100(图1)的两局部1001与1002与两不同的流体通道122 (I)和122 (2)相关联。流体通道122(1)包括样品150的成份1050 (I )、1050 (2)与1050(3),而流体通道122(2)包括另一样品150的成份1050(4)、1050(5)与1050(6)。成份1050未连接到光接收表面114。成份1050为诸如DNA链、RNA或其它基于核酸的分子。
[0079]在一实例中,成份1050代表样品150于进行方法200的步骤202或方法900的步骤902后的状态。
[0080]在另一实施例中,成份1050代表样品150在方法200的步骤210、220和230至少一部分期间内的状态或方法900的步骤910至少部分期间内的状态。
[0081 ] 成份1050可使用方法900显示经PCR增幅的感兴趣的样品成份。例如,成份1050(1)、1050(2)与 1050(3)为相同,且成份 1050(4)、1050(5)与 1050(6)为相同,然而成份 1050
(I)、1050(2)与 1050(3)不同于成份 1050(4)、1050(5)与 1050(6),使得流体通道 122(1)与122(2)分别与样品成份1050的两相异类型的PCR增幅相关联。
[0082]图11绘示处理样品150(图1)的另一示例性方案1100,其可应用于方法200(图2)或方法900(图9)。在方案1100中,成份1050经由相对应的捕捉分子(capture molecule)1150而被附着至光接收表面114。高通量焚光装置100可包括捕捉分子1150以促成成份1050的表面捕捉,或者可由方法200的步骤202、方法900的步骤902或其它未在图2和图9中说明的检验步骤提供此捕捉分子。
[0083]图12绘示使用高通量荧光成像装置100(图1)的一示例性的高通量PCR增幅与样品150的荧光成像读出的方法1200,包括被增幅的样品150的后PCR检验处理。方法1200为方法200 (图2)的一实施例且为方法900 (图9)的延伸。高通量荧光成像系统800 (图8)可施行方法1200作为机器可读指令,其由协议818与荧光图像分析指令832组合成。
[0084]在步骤1202中,方法1200进行方法900的步骤902以将样品150容置于流体通道122,如参照图9的讨论。
[0085]在步骤1210中,方法1200进行方法900的步骤910以PCR增幅样品150中的至少一成份,如参照图9的讨论。
[0086]在步骤1220中,方法1200进一步检验步骤1210中所增幅的样品150。例如,方法1220包括加入试剂至流体通道122、将样品150与此试剂一起培养及/或用加热模块130调控样品150的温度。在步骤1220的另一实例中,控制模块810经由操作流体模块860及/或加热模块130执行协议818以进行检验。
[0087]在一实施例中,步骤1220包括进行DNA定序检验的一步骤1222,包含于样品150且在步骤1210被增幅的DNA链的至少一个碱基被荧光标记。步骤1222可利用本领域中已知的DNA定序方法。可选用的步骤1222荧光标记分别位于多个流体通道122内且在步骤1210中被PCR增幅的多个不同DNA链的各一个碱基。
[0088]在步骤1230中,方法1200进行方法900的步骤920以获取荧光图像170,如与图9相关的讨论。在一实施例中,步骤1230包括步骤1232,其中高通量荧光成像装置100获取在步骤1222中附着的荧光标记的荧光图像170。
[0089]在某些实施例中,重复进行连续步骤1222和1232以定序分别容置于多个流体通道122中的多个DNA链,其中步骤1222与1232的每次重复各鉴定多个DNA链中的至少一股的一个碱基。
[0090]在可选用的步骤1240中,步骤1230中获取的荧光图像170被分析以测定结果185,例如一个或多个DNA序列。在步骤1240的一实例中,处理器822执行荧光图像分析指令832以测定检验结果185。
[0091]图13绘示用来制造高通量荧光成像装置100(图1)的一示例性方法。
[0092 ] 在步骤1310中,方法1300制造图像传感器晶元110,例如使用CMOS制造技术。步骤1310包括步骤1312与1314。在步骤1312中,方法1300使用诸如CMOS制造技术制造电连接514(图5)与电连接垫516 (图5)。步骤1312至少兼容于(a)图像传感器112为前照式CMOS图像传感器与(b)图像传感器112为背照式CMOS图像传感器。在步骤1314中,波长滤波器316沉积于图像传感器晶元110上,例如使用本领域中已知的方法诸如光蚀刻法、溅射镀膜、电子束镀膜及/或蒸镀。
[0093]在步骤1320中,方法1300制造流体晶元120,例如使用CMOS制造技术。步骤1320包括制造一基板,其具有(a)与光接收表面114(或其它平表面)配合以形成流体通道122的凹槽(b)为每一流体通道122形成流体;t阜口 324(图3)与326(图3)的通孔(through-hole)。步骤1320可形成具毫米、微米或次微米尺寸特征的流体通道122与流体端口口 324和326。
[0094]在一实施例中,流体通道120为一体成形且步骤1320包括藉由在一基板例如玻璃基板上蚀刻及/或雷射切割(a)对应于流体通道122的凹槽与(b)形成流体埠口 324和326的通孔,以形成流体晶元120。在另一实施例中,步骤1320藉由接合两独立的组件形成流体晶元,如图14所示。
[0095]图14绘示一示例性的具有多个通孔1412的盖子1410与一示例性的具有多个空隙(void) 1422的通道层(channel layer) 1420,此多个空隙透过通道层深度而延伸。通孔1412对应于流体埠口 324和326且可藉由例如蚀刻、钻孔或切割而制成。空隙1422对应于与光接收表面114合作以生成流体通道122的凹槽。通道层1420可由柔软材质例如聚二甲基硅氧烷或薄带(thin tape)制成,藉由在所述柔软材质上切割空隙。或者,通道层1420可藉由将沉积于盖子或光接收表面114上的抗光蚀层进行光刻而制成。
[0096]盖子1410可包括与图14所示不同数目的通孔1412且通道层1420可包括与图14所示不同数目的空隙1422,而不脱离本发明的范围。同样不脱离本发明的范围,盖子1410和通道层1420可有与图14所示不同的形状,且通孔1412和空隙1422可位于和图14所示不同的位置。
[0097]再参照图13,在步骤1330中,方法1300从基板制造加热模块130。在一实施例中,步骤1330包括使用例如CMOS制造技术在基板上沉积至少一电阻以形成电阻式热源534(图5)、电阻式热源634(图6)或电阻加热器734(图7)的步骤1332。可选用的步骤1330包括在基板上沉积电子电路的步骤1334,其(a)与热源334接口以控制热源334的发热且/或(b)配置成与电连接垫516接口(例如电连接546)。
[0098]在步骤1340中,流体晶元120接合至图像传感器晶元110。步骤1340可使用本领域中已知的接合方法包括黏接(如环氧树脂接合)、阳极接合、直接接合与电楽活化接合。在实施例中,当步骤1320从独立的通道层1420与盖子1410生成流体晶元120,步骤1340可先将通道层1420接合至图像传感器晶元110,接着将盖子1410接合至通道层1420,而不脱离本发明的范围。
[0099]在步骤1350中,图像传感器晶元110是接合至加热模块130,例如使用本领域中已知的接合方法包括黏接(如环氧树脂接合)、阳极接合、直接接合与电楽活化接合。步骤1350包括完成图像传感器晶元110与加热模块130间电连接的步骤1352。步骤1350可利用熔焊法(reflow soldering)或其它焊接方法。
[0100]步骤1340与1350可同时或以任何顺序依序进行。在某些实施例中,方法1300包括步骤1360,其切割经由步骤1310、1320、1330、1340与1350形成的组合以形成所需尺寸及/或形状的高通量荧光成像装置100,或形成多个高通量荧光成像装置100。步骤1360可包括在切割前无法接触的区域上完成电连接。
[0101]特色组合
[0102]上述与之后专利申请的特色可依不同方式组合而不脱离本发明的范围。例如,应当理解,本文所述的一具样品加热能力的高通量荧光成像系统或装置或相关联的方法可与另一具样品加热能力的高通量荧光成像系统或装置或相关联的方法相结合或交换特色。下列实例说明上述实施例一些可能的但非限制性的组合。应当清楚的是,许多本文所述的方法与装置可有其它变化与修改,而不脱离本发明的范围。
[0103](Al)—具样品加热能力的高通量荧光成像系统,其可包括(a)图像传感器晶元,其具有用于荧光成像容置于图像传感器晶元上的多个样品的多个图像传感器,与(b)用于加热样品的加热模块,其与所述图像传感器晶元热耦合。
[0104](A2)表示为(Al)的所述高通量荧光成像系统可进一步包括分别包含位于图像传感器晶元上的样品的多个流体通道。
[0105](A3)在表示为(A2)的所述高通量荧光成像系统中,所述流体通道可与所述图像传感器晶元的光接收表面接触,以用于无透镜成像所述样品。
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