[发明专利]流动池及与其相关的方法

说明书

提供了流动池和相应的方法。流动池可包括具有顶侧和背侧的支撑框架以及从顶侧延伸的至少一个空腔。流动池可包括至少一个光检测设备，该至少一个光检测设备具有设置在至少一个空腔内的有效区域。流动池可包括设置在至少一个空腔中的支撑材料，该支撑材料位于支撑框架与至少一个光检测设备外周之间将它们连接在一起。流动池可包括在至少一个光检测设备上方延伸的盖子，该盖子围绕至少一个光检测设备的外周联接到支撑框架。盖子和至少一个光检测设备的至少上表面形成位于其间的流道。

相关申请的交叉引用

本专利申请要求于2018年9月14日提交的题为流动池及与其相关的方法的美国临时专利申请第62/731,785号的优先权。上述申请的全部内容通过引用在此并入本文。

背景技术

生物或化学研究中的各种方案设计在局部支撑表面或预定义反应室内进行大量受控实验。随后可观察或检测指定反应，后续的分析可有助于鉴定或揭示反应中涉及的物质的性质。例如，在一些多重鉴定中，具有可识别标记(例如，荧光标记)的未知分析物可在受控条件下暴露于数千种已知探针。每一种已知探针可设置到微板的相应孔中。观察孔中已知探针与未知分析物之间发生的任何化学反应，可以有助于鉴定或揭示分析物的性质。此类方案的其他示例包括已知的DNA测序过程，例如通过合成测序(SBS)或循环阵列测序。

在一些传统的荧光检测程序中，光学系统用于将激发光引导到荧光标记的分析物上，并检测可能从分析物中发出的荧光信号。然而，此类光学系统可能是相对昂贵的，并且涉及相对大的台面占地区域。例如，此类光学系统可包括透镜、过滤器和光源的布置。

在其他建议的检测系统中，受控反应发生在局部支撑表面或流动池的预定义反应室中，该流动池不涉及检测荧光发射的大型光学组件支撑。流动池包含定位于支撑表面/反应室附近(例如，下方)的电子固态光检测器装置或成像器(例如，互补金属氧化物半导体(CMOS)光检测器装置或电荷耦合器件(CCD)光检测器装置)，以检测反应产生的光发射。然而，此类提议的固相成像系统可能有一些限制。例如，此类系统的流动池可设计为一次性消耗品。因此，对于流动池来说，将其作为小型和廉价的装置可以会是有益的。在相对小型的流动池中，尽可以多地利用光检测装置的生物传感器有效区域和/或提供尽可以大的生物检测器有效区域可以是有益的。

许多现有的流动池设计不允许充分利用生物检测器的有效区域，因为流动池的盖子部分连接到有效区域，从而使试剂溶液(例如，具有荧光标记的分子的溶液)不能到达此类区域和/或阻止这些区域包含反应位点(例如，包含分析物)。此外，生物检测器有效区域通常由单个传感器提供，具有相对大的生物检测器有效区域的相对大型的传感器价格昂贵。许多现有的流动池设计也只提供有限数量的光检测设备的布线配置。

发明内容

在本发明的一个方面，提供了一种流动池。流动池包含支撑框架，该支撑框架包括顶侧、背侧和从顶侧延伸到底侧的至少一个空腔。流动池还包含设置在至少一个空腔中的至少一个光检测设备，所述至少一个空腔包括有效区域和上表面。流动池还包括支撑材料，其设置在所述支撑框架与所述至少一个光检测设备的外围之间设置在所述至少一个空腔内，将所述支撑框架和所述至少一个光检测装置耦接在一起。流动池还包括至少一个光检测设备上方延伸的盖子，并在所述至少一个光检测设备的外围周围耦接到所述支撑框架的顶侧。所述盖子和至少一个光检测设备的至少上表面形成位于其间的流道。

在一些示例中，支撑框架还包含从顶侧延伸到底侧的至少一个导电过孔。在一些这样的示例中，至少一个光检测设备包括至少一个固态光检测设备，所述至少一个固态光检测设备包含基础晶片部分、多个光传感器、电偶联到光传感器以传输基于光传感器所检测到的光子数据信号的设备电路、以及与多个光传感器相关联的多个光导。在一些这样的示例中，至少一个固态光检测设备的设备电路与支撑框架顶侧的至少一个导电过孔电偶联。