專利名稱：使用fet陣列檢測分子相互作用的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開內(nèi)容一般地涉及與檢測和測量一種或多種分析物有關(guān)的發(fā)明方法和裝置。
背景技術(shù)：
電子裝置和組件已經(jīng)在化學(xué)和生物學(xué)(更一般地，“生命科學(xué)”)中得到眾多應(yīng)用， 特別是用于檢測和測量不同的化學(xué)和生物反應(yīng)，以及鑒別、檢測和測量不同的化合物。一種這樣的電子裝置被稱作離子敏感的場效應(yīng)晶體管，在相關(guān)文獻(xiàn)中經(jīng)常表示為ISFET(或 pHFET)。ISFET常規(guī)地主要在科學(xué)和研究團(tuán)體中采用，用于便利溶液的氫離子濃度(通常表示為“pH”)的測量。更具體地，ISFET是一種阻抗轉(zhuǎn)化裝置，其以類似于MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)的方式運(yùn)行，且為選擇性地測量溶液中的離子活性而特別構(gòu)建(例如，溶液中的氫離子是“分析物”)。在“Thirty years of ISFET0L0GY :what happened in the past 30 years and what may happen in the next 30 years, " P. Bergveld, Sens. Actuators, 88 0003)，第1-20頁(所述出版物通過引用并入本文，在下文中稱作“Bergveld”)中，給出了 ISFET的詳細(xì)運(yùn)行理論。

圖1解釋了使用常規(guī)CMOS (互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)方法制造的ρ-型(ρ-通道) ISFET 50的橫截面。但是，也可以使用biCM0S(即，兩極的和CMOS)加工，諸如包括PMOS FET陣列的方法，所述陣列具有在外圍上的兩極結(jié)構(gòu)。以CMOS為例，P-型ISFET制造基于 P-型硅基質(zhì)52，其中形成η-型孔54，它構(gòu)成晶體管“主體”。在η-型孔M內(nèi)形成高度摻雜的P-型(P+)區(qū)域S和D，它們構(gòu)成ISFET的源56和排出裝置58。在η_型孔內(nèi)還形成高度摻雜的η-型(η+)區(qū)域B，以提供與η-型孔的傳導(dǎo)體(或“塊”)連接62。氧化物層 65安置在源、排出裝置和主體連接區(qū)域上面，穿過它們制作開口，以提供與這些區(qū)域的電連接(通過電導(dǎo)體)；例如，金屬接觸體66用作提供與排出裝置58的電連接的導(dǎo)體，且金屬接觸體68用作提供與源56和η-型孔M的普通連接(通過高傳導(dǎo)的體連接62)的導(dǎo)體。 在源56和排出裝置58之間，在η-型孔M的區(qū)域60上面的位置，在氧化物層上面形成多晶硅柵64。因?yàn)樗仓迷诙嗑Ч钖?4和晶體管主體(S卩，η-型孔)之間，氧化物層65經(jīng)常被稱作“柵氧化物”。類似于M0SFET，ISFET的運(yùn)行基于由MOS (金屬氧化物半導(dǎo)體)電容造成的電荷濃度的調(diào)節(jié)，所述MOS電容由多晶硅柵64、柵氧化物65和在源和排出裝置之間的η-型孔M 的區(qū)域60組成。當(dāng)施加通過柵和源區(qū)域的負(fù)電壓(Ves<0伏特)時，通過剝奪該區(qū)域的電子，在區(qū)域60和柵氧化物65的界面處建立“P-通道” 63。該ρ-通道63在源和排出裝置之間延伸，且當(dāng)柵-源負(fù)電勢Ves足以從源吸收孔進(jìn)入通道時，傳導(dǎo)電流穿過ρ-通道。通道63開始傳導(dǎo)電流時的柵-源電勢稱作晶體管的閾值電壓VTH(當(dāng)Ves具有大于閾值電壓Vth 的絕對值時，晶體管傳導(dǎo))。源因此得名，因?yàn)樗橇鬟^通道63的電荷載體(ρ-通道的孔) 的源；類似地，排出裝置是電荷載體離開通道63的地方。在圖1的ISFET 50中，通過主體連接62，η-型孔晶體管主體)被施加與源 56相同電勢的偏壓(S卩，Vsb = 0伏特)，這從連接到源56和主體連接62上的金屬接觸體 68可以看出。該連接阻止ρ+源區(qū)域和η-型孔的正向偏壓，并從而便利地將電荷載體限制于可以在其中形成通道63的區(qū)域60的范圍。源56和主體/n-型孔M之間的任意電勢差 (非零源-至-主體電壓Vsb)會根據(jù)非線性關(guān)系影響ISFET的閾值電壓Vth，且通常稱作“主體效應(yīng)”，這在許多應(yīng)用中是不希望的。也如圖1所示，ISFET 50的多晶硅柵64偶聯(lián)到多個金屬層上，所述金屬層安置在一個或多個額外的氧化物層75內(nèi)，所述氧化物層安置在柵氧化物65的上面，以形成“浮動?xùn)拧苯Y(jié)構(gòu)70。浮動?xùn)沤Y(jié)構(gòu)由此得名，這是因?yàn)樗c其它的ISFET相關(guān)導(dǎo)體在電學(xué)上分離；也就是說，它夾在柵氧化物65和鈍化層72之間。在ISFET 50中，鈍化層72構(gòu)成離子-敏感的膜，其產(chǎn)生裝置的離子靈敏度；即，與鈍化層72 (尤其在浮動?xùn)沤Y(jié)構(gòu)70上面的敏感區(qū)域 78)相接觸的分析物(諸如離子)在“分析物溶液” 74(即，含有目標(biāo)分析物(包括離子) 或被測試目標(biāo)分析物的存在的溶液)中的存在，會改變ISFET的電特征，從而調(diào)節(jié)流過源56 和排出裝置58之間的ρ-通道63的電流。鈍化層72可以包含多種不同材料中的任一種， 以促進(jìn)對特定離子的靈敏度；例如，包含氮化硅或氮氧化硅以及金屬氧化物(諸如硅、鋁或鉭氧化物)的鈍化層通常會提供對分析物溶液74中氫離子濃度(pH)的靈敏度，而包含聚氯乙烯的鈍化層(含有纈氨霉素)會提供對分析物溶液74中鉀離子濃度的靈敏度。適用于鈍化層且對其它離子(諸如鈉、銀、鐵、溴、碘、鈣和硝酸鹽)敏感的物質(zhì)是已知的。關(guān)于離子靈敏度，通常稱作“表面電勢”的電勢差出現(xiàn)在鈍化層72和分析物溶液 74的固/液界面處，隨敏感區(qū)域78中的離子濃度而變化，這是由于化學(xué)反應(yīng)(例如，通常包含在敏感區(qū)域78附近的分析物溶液74中的離子對氧化物表面基團(tuán)的解離)。該表面電勢又影響ISFET的閾值電壓Vth ；因而，ISFET的閾值電壓Vth隨著在敏感區(qū)域78附近的分析物溶液74中的離子濃度的變化而變化。圖2解釋了圖1所示的P-通道ISFET 50的電路簡圖。再次參照圖1，在分析物溶液74中的參比電極76(常規(guī)Ag/AgCl電極)測定分析物溶液74主體的自身的電勢，且類似于常規(guī)MOSFET的柵末端(gate terminal)，如圖2所示。在ISFET的線性的或不飽和的運(yùn)行區(qū)域，排出電流Id給出為
權(quán)利要求
1.一種裝置，其包含多種非天然存在的生物或化學(xué)試劑，所述試劑結(jié)合到化學(xué)敏感的場效應(yīng)晶體管 (chemFET)陣列上，所述陣列包含 IO4 個 chemFETUO5 個 chemFETUO6 個 chemFET 或 IO7 個 chemFETo
2.一種裝置，其包含多種非天然存在的生物或化學(xué)試劑，所述試劑結(jié)合到化學(xué)敏感的場效應(yīng)晶體管 (chemFET)陣列上，其中所述chemFET陣列中的每個chemFET傳感器偶聯(lián)至反應(yīng)室。
3.一種裝置，其包含多種非天然存在的生物或化學(xué)試劑，所述試劑結(jié)合到化學(xué)敏感的場效應(yīng)晶體管 (chemFET)陣列上，所述陣列具有1-10 μ m、9 μ m、5 μ m或2. 6 μ m的間距。
4.一種裝置，其包含多種非天然存在的生物或化學(xué)試劑，所述試劑結(jié)合到化學(xué)敏感的場效應(yīng)晶體管 (chemFET)陣列上，所述陣列占據(jù)約2ImmX 21mm或更小、約9mmX 9mm、或者約7mmX 7mm的面積。
5.一種裝置，其包含多種非天然存在的生物或化學(xué)試劑，所述試劑結(jié)合到包含像素的化學(xué)敏感的場效應(yīng)晶體管(chemFET)陣列上，其中每個像素占據(jù)100 μ m2或更小、9 μ m2或更小、或者8 μ m2或更小的面積。
6.權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)的裝置，其中所述非天然存在的生物或化學(xué)試劑是適配體。
7.一種裝置，其包含多個核酸，所述核酸非隨機(jī)地結(jié)合到化學(xué)敏感的場效應(yīng)晶體管(chemFET)陣列上，所述陣列包含 IO4 個 chemFET、IO5 個 chemFET、IO6 個 chemFET 或 IO7 個 chemFET。
8.一種裝置，其包含多個核酸，所述多個核酸非隨機(jī)地結(jié)合到化學(xué)敏感的場效應(yīng)晶體管(chemFET)陣列上，其中所述chemFET陣列中的每個chemFET傳感器偶聯(lián)至反應(yīng)室。
9.一種裝置，其包含多個核酸，所述核酸非隨機(jī)地結(jié)合到化學(xué)敏感的場效應(yīng)晶體管(chemFET)陣列上，所述陣列具有Ι-ΙΟ μ m、9 μ m、5 μ m或2. 6 μ m的間距。
10.一種裝置，其包含多個核酸，所述多個核酸非隨機(jī)地結(jié)合到化學(xué)敏感的場效應(yīng)晶體管(chemFET)陣列上，所述陣列占據(jù)約2ImmX 21mm或更小、約9mmX 9mm或者約7mmX 7mm的面積。
11.一種裝置，其包含多個核酸，所述多個核酸非隨機(jī)地結(jié)合到包含像素的化學(xué)敏感的場效應(yīng)晶體管 (chemFET)陣列上，其中每個像素占據(jù)100 μ m2或更小、9 μ m2或更小、或者8 μ m2或更小的面積。
12.一種裝置，其包含多個核酸，所述多個核酸隨機(jī)地結(jié)合到化學(xué)敏感的場效應(yīng)晶體管(chemFET)陣列上， 所述陣列包含 IO4 個 chemFET、IO5 個 chemFET、IO6 個 chemFET 或 IO7 個 chemFET。
13.一種裝置，其包含多個核酸，所述多個核酸隨機(jī)地結(jié)合到化學(xué)敏感的場效應(yīng)晶體管(chemFET)陣列上， 其中所述chemFET陣列中的每個chemFET傳感器偶聯(lián)至反應(yīng)室。
14.一種裝置，其包含多個核酸，所述多個核酸隨機(jī)地結(jié)合到化學(xué)敏感的場效應(yīng)晶體管(chemFET)陣列上， 所述陣列具有1-10 μ m、9 μ m、5 μ m或2. 6 μ m的間距。
15.一種裝置，其包含多個核酸，所述多個核酸隨機(jī)地結(jié)合到化學(xué)敏感的場效應(yīng)晶體管(chemFET)陣列上， 所述陣列占據(jù)約2ImmX 21mm或更小、約9mmX 9mm、或者約7mmX 7mm的面積。
16.一種裝置，其包含多個核酸，所述多個核酸隨機(jī)地結(jié)合到包含像素的化學(xué)敏感的場效應(yīng)晶體管 (chemFET)陣列上，其中每個像素占據(jù)100 μ m2或更小、9 μ m2或更小、或者8 μ m2或更小的面積。
17.一種裝置，其包含多個核酸，每個核酸沿著它的長度結(jié)合至化學(xué)敏感的場效應(yīng)晶體管(chemFET)陣列上，所述陣列包含 IO4 個 chemFET、IO5 個 chemFET、IO6 個 chemFET 或 IO7 個 chemFET。
18.一種裝置，其包含多個核酸，每個核酸沿著它的長度結(jié)合至化學(xué)敏感的場效應(yīng)晶體管(chemFET)陣列上，其中所述chemFET陣列中的每個chemFET傳感器偶聯(lián)至反應(yīng)室。
19.一種裝置，其包含多個核酸，每個核酸沿著它的長度結(jié)合至化學(xué)敏感的場效應(yīng)晶體管(chemFET)陣列上，所述陣列具有1_10μπι、9μπι、5μπι或2. 6μπι的間距。
20.一種裝置，其包含多個核酸，每個核酸沿著它的長度結(jié)合至化學(xué)敏感的場效應(yīng)晶體管(chemFET)陣列上，所述陣列占據(jù)約2ImmX 21mm或更小、約9mmX 9mm、或者約7mmX 7mm的面積。
21.一種裝置，其包含多個核酸，每個核酸沿著它的長度結(jié)合至包含像素的化學(xué)敏感的場效應(yīng)晶體管 (chemFET)陣列上，其中每個像素占據(jù)100 μ m2或更小、9 μ m2或更小、或者8 μ m2或更小的面積。
22.一種裝置，其包含多個核酸，每個核酸通過它的5’或3’末端結(jié)合至化學(xué)敏感的場效應(yīng)晶體管(chemFET) 陣列上，所述陣列包含 IO4 個 chemFET、IO5 個 chemFET、IO6 個 chemFET 或 IO7 個 chemFET。
23.一種裝置，其包含多個核酸，每個核酸通過它的5’或3’末端結(jié)合至化學(xué)敏感的場效應(yīng)晶體管(chemFET) 陣列上，其中所述chemFET陣列中的每個chemFET傳感器偶聯(lián)至反應(yīng)室。
24.一種裝置，其包含多個核酸，每個核酸通過它的5’或3’末端結(jié)合至化學(xué)敏感的場效應(yīng)晶體管(chemFET) 陣列上，所述陣列具有Ι-ΙΟ μ m、9 μ m、5 μ m或2. 6 μ m的間距。
25.一種裝置，其包含多個核酸，每個核酸通過它的5’或3’末端結(jié)合至化學(xué)敏感的場效應(yīng)晶體管(chemFET)陣列上，所述陣列占據(jù)約21mmX21mm或更小、約9mmX9mm、或者約7mmX7mm的面積。
26.一種裝置，其包含多個核酸，每個核酸通過它的5’或3’末端結(jié)合至包含像素的化學(xué)敏感的場效應(yīng)晶體管(chemFET)陣列上，其中每個像素占據(jù)100 μ m2或更小、9 μ m2或更小、或者8 μ m2或更小的面積。
27.權(quán)利要求746中任一項(xiàng)的裝置，其中所述多個核酸是同類的。
28.權(quán)利要求746中任一項(xiàng)的裝置，其中所述多個核酸不是同類的。
29.權(quán)利要求7- 中任一項(xiàng)的裝置，其中所述多個核酸包含這樣的核酸，其各自包含 10-100個核苷酸。
30.權(quán)利要求7- 中任一項(xiàng)的裝置，其中所述多個核酸包含合成的核酸。
31.權(quán)利要求7-30中任一項(xiàng)的裝置，其中所述多個核酸包含單鏈核酸。
32.權(quán)利要求7-30中任一項(xiàng)的裝置，其中所述多個核酸包含雙鏈核酸。
33.權(quán)利要求7-32中任一項(xiàng)的裝置，其中所述多個核酸包含DNA、RNA、miRNA或cDNA。
34.一種裝置，其包含多個結(jié)合到化學(xué)敏感的場效應(yīng)晶體管(chemFET)陣列上的蛋白，其中所述蛋白是受體酶。
35.一種裝置，其包含多個結(jié)合到化學(xué)敏感的場效應(yīng)晶體管(chemFET)陣列上的蛋白，其中所述蛋白是酪氨酸激酶受體。
36.一種裝置，其包含多個結(jié)合到化學(xué)敏感的場效應(yīng)晶體管(chemFET)陣列上的蛋白，其中所述蛋白是激
37.一種裝置，其包含多個結(jié)合到化學(xué)敏感的場效應(yīng)晶體管(chemFET)陣列上的蛋白，其中所述蛋白是轉(zhuǎn)錄因子。
38.權(quán)利要求34-37中任一項(xiàng)的裝置，其中所述陣列包含IO4個chemFET、IO5個 chemFET、IO6 個 chemFET 或 IO7 個 chemFET。
39.權(quán)利要求34-37中任一項(xiàng)的裝置，其中所述chemFET陣列中的每個chemFET傳感器偶聯(lián)至反應(yīng)室。
40.權(quán)利要求34-37中任一項(xiàng)的裝置，其中所述陣列具有1-10μπι、9μπι、5μπι或 2. 6μπι的間距。
41.權(quán)利要求34-37中任一項(xiàng)的裝置，其中所述陣列占據(jù)約21 mm X 21 mm或更小、約 9mm X 9mm、或者約7mm X 7mm的面積。
42.權(quán)利要求34-37中任一項(xiàng)的裝置，其中所述陣列包含像素，其中每個像素占據(jù) 100 μ m2或更小、9 μ m2或更小、或者8 μ m2或更小的面積。
43.權(quán)利要求34-42中任一項(xiàng)的裝置，其中所述蛋白共價(jià)結(jié)合到所述陣列上。
44.一種裝置，其包含安置在化學(xué)敏感的場效應(yīng)晶體管(chemFET)上的腦細(xì)胞培養(yǎng)物，其中所述陣列包含IO4 個 chemFET、IO5 個 chemFET、IO6 個 chemFET 或 IO7 個 chemFET。
45.一種裝置，其包含安置在化學(xué)敏感的場效應(yīng)晶體管(chemFET)上的腦細(xì)胞培養(yǎng)物，其中所述chemFET陣列中的每個chemFET傳感器偶聯(lián)至反應(yīng)室。
46.一種裝置，其包含安置在化學(xué)敏感的場效應(yīng)晶體管(chemFET)上的腦細(xì)胞培養(yǎng)物，其中所述陣列具有 1-10 μ m>9 μ m>5 μ m 2. 6 μ m 白勺|、司{ 。
47.一種裝置，其包含安置在化學(xué)敏感的場效應(yīng)晶體管(chemFET)上的腦細(xì)胞培養(yǎng)物，其中所述陣列占據(jù)約 2 Imm X 21mm或更小、約9mm X 9mm、或者約7mm X 7mm的面積。
48.一種裝置，其包含安置在化學(xué)敏感的場效應(yīng)晶體管(chemFET)上的腦細(xì)胞培養(yǎng)物，其中所述陣列包含像素，其中每個像素占據(jù)100 μ Hl2或更小、9 μ πι2或更小、或者8 μ Hl2或更小的面積。
49.一種檢測樣品中分析物的方法，包括 使樣品接觸權(quán)利要求1-48中任一項(xiàng)的裝置，和檢測接觸樣品后來自chemFET陣列中的chemFET傳感器的電輸出，作為分析物存在的指標(biāo)。
50.權(quán)利要求49的方法，其中所述樣品是(a)血液、尿、唾液或CSF樣品，或者(b)水供給樣品或空氣樣品。
51.權(quán)利要求49的方法，其中所述分析物是癌細(xì)胞、病原體、核酸、蛋白質(zhì)、酶抑制劑、 酶底物或激素。
52.權(quán)利要求51的方法，其中所述病原體是病毒、細(xì)菌或寄生物。
53.權(quán)利要求49的方法，其中所述分析物是抗體或結(jié)合抗原的抗體片段。
54.一種檢測分析物的方法，所述方法包括使樣品接觸多個非天然存在的生物或化學(xué)試劑，所述試劑結(jié)合到化學(xué)敏感的場效應(yīng)晶體管(chemFET)陣列上，和分析接觸樣品后來自chemFET陣列中的多個chemFET傳感器的電輸出， 其中來自chemFET傳感器的電輸出指示所述分析物的存在，且其中所述陣列包含IO4 個 chemFET、IO5 個 chemFET、IO6 個 chemFET 或 IO7 個 chemFET。
55.一種檢測分析物的方法，包括使樣品接觸多個非天然存在的生物或化學(xué)試劑，所述試劑結(jié)合到化學(xué)敏感的場效應(yīng)晶體管(chemFET)陣列上，和分析接觸樣品后來自chemFET陣列中的多個chemFET傳感器的電輸出， 其中來自chemFET傳感器的電輸出指示所述分析物的存在，且在所述chemFET陣列中的每個chemFET傳感器偶聯(lián)至反應(yīng)室。
56.一種檢測分析物的方法，包括使樣品接觸多個非天然存在的生物或化學(xué)試劑，所述試劑結(jié)合到化學(xué)敏感的場效應(yīng)晶體管(chemFET)陣列上，和分析接觸樣品后來自chemFET陣列中的多個chemFET傳感器的電輸出， 其中來自chemFET傳感器的電輸出指示所述分析物的存在，且所述陣列具有1_10 μ m、(9 μ m>5 μ m或 2. 6 μ m 的間距。
57.一種檢測分析物的方法，包括使樣品接觸多個非天然存在的生物或化學(xué)試劑，所述試劑結(jié)合到化學(xué)敏感的場效應(yīng)晶體管(chemFET)陣列上，和分析接觸樣品后來自chemFET陣列中的多個chemFET傳感器的電輸出， 其中來自chemFET傳感器的電輸出指示所述分析物的存在，且所述陣列占據(jù)約 2 Imm X 21mm或更小、約9mm X 9mm、或者約7mm X 7mm的面積。
58.一種檢測分析物的方法，所述方法包括使樣品接觸多個非天然存在的生物或化學(xué)試劑，所述試劑結(jié)合到化學(xué)敏感的場效應(yīng)晶體管(chemFET)陣列上，和分析接觸樣品后來自chemFET陣列中的多個chemFET傳感器的電輸出， 其中來自chemFET傳感器的電輸出指示所述分析物的存在，且所述陣列包含像素，其中每個像素占據(jù)100 μ Hl2或更小、9 μ πι2或更小、或者8 μ Hl2或更小的面積。
59.權(quán)利要求Μ-58中任一項(xiàng)的方法，其中所述非天然存在的生物或化學(xué)試劑是適配體。
60.一種檢測分析物的方法，包括使樣品接觸多個生物或化學(xué)試劑，所述試劑結(jié)合到化學(xué)敏感的場效應(yīng)晶體管 (chemFET)陣列上，和分析接觸樣品后來自chemFET陣列中的多個chemFET傳感器的電輸出， 其中所述樣品包括血液、尿、唾液或CSF，其中來自chemFET傳感器的電輸出指示所述分析物的存在，且其中所述陣列包含IO4個chemFETUO5個chemFET、IO6個chemFET或IO7 個 chemFET。
61.一種檢測分析物的方法，包括使樣品接觸多個生物或化學(xué)試劑，所述試劑結(jié)合到化學(xué)敏感的場效應(yīng)晶體管 (chemFET)陣列上，和分析接觸樣品后來自chemFET陣列中的多個chemFET傳感器的電輸出， 其中所述樣品包括血液、尿、唾液或CSF，其中來自chemFET傳感器的電輸出指示所述分析物的存在，且在所述chemFET陣列中的每個chemFET傳感器偶聯(lián)至反應(yīng)室。
62.一種檢測分析物的方法，包括使樣品接觸多個生物或化學(xué)試劑，所述試劑結(jié)合到化學(xué)敏感的場效應(yīng)晶體管 (chemFET)陣列上，和分析接觸樣品后來自chemFET陣列中的多個chemFET傳感器的電輸出， 其中所述樣品包括血液、尿、唾液或CSF，其中來自chemFET傳感器的電輸出指示所述分析物的存在，且所述陣列具有1-10 μ m、9 μ m、5 μ m或2. 6 μ m的間距。
63.一種檢測分析物的方法，包括使樣品接觸多個生物或化學(xué)試劑，所述試劑結(jié)合到化學(xué)敏感的場效應(yīng)晶體管 (chemFET)陣列上，和分析接觸樣品后來自chemFET陣列中的多個chemFET傳感器的電輸出， 其中所述樣品包括血液、尿、唾液或CSF，其中來自chemFET傳感器的電輸出指示所述分析物的存在，且所述陣列占據(jù)約2ImmX 21mm或更小、約9mmX 9mm、或者約7mmX 7mm的面積。
64.一種檢測分析物的方法，包括使樣品接觸多個生物或化學(xué)試劑，所述試劑結(jié)合到化學(xué)敏感的場效應(yīng)晶體管 (chemFET)陣列上，和分析接觸樣品后來自chemFET陣列中的多個chemFET傳感器的電輸出， 其中所述樣品包括血液、尿、唾液或CSF，其中來自chemFET傳感器的電輸出指示所述分析物的存在，且所述陣列包含像素，其中每個像素占據(jù)100 μ m2或更小、9 μ m2或更小、或者Sym2或更小的面積。
65.權(quán)利要求討-58或60-64中任一項(xiàng)的方法，其中所述多個生物或化學(xué)試劑是多個蛋白。
66.權(quán)利要求討-58或60-64中任一項(xiàng)的方法，其中所述多個生物或化學(xué)試劑是多個核酸。
67.權(quán)利要求Μ-58或60-64中任一項(xiàng)的方法，其中所述多個生物或化學(xué)試劑是同類的多個生物或化學(xué)試劑。
68.權(quán)利要求Μ-58或60-64中任一項(xiàng)的方法，其中所述多個生物或化學(xué)試劑不是同類的。
69.一種用于監(jiān)測生物或化學(xué)過程的方法，包括將第一試劑暴露于在化學(xué)敏感的場效應(yīng)晶體管(chemFET)傳感器附近的第二試劑，和測量在所述第一試劑暴露于所述第二試劑以后在所述chemFET傳感器處的電輸出， 其中在所述第一試劑暴露于所述第二試劑以后在所述chemFET傳感器處的電輸出指示所述第一試劑和所述第二試劑之間的相互作用，且其中所述chemFET傳感器存在于 chemFET 陣列中，所述陣列包含 IO4 個 chemFET、IO5 個 chemFET、IO6 個 chemFET 或 IO7 個 chemFETο
70.一種用于監(jiān)測生物或化學(xué)過程的方法，包括將第一試劑暴露于在化學(xué)敏感的場效應(yīng)晶體管(chemFET)傳感器附近的第二試劑，和測量在所述第一試劑暴露于所述第二試劑以后在所述chemFET傳感器處的電輸出， 其中在所述第一試劑暴露于所述第二試劑以后在所述chemFET傳感器處的電輸出指示所述第一試劑和所述第二試劑之間的相互作用，其中所述chemFET傳感器存在于包含2個 chemFET傳感器的chemFET陣列中，且其中每個chemFET傳感器偶聯(lián)至單獨(dú)的反應(yīng)室。
71.一種用于監(jiān)測生物或化學(xué)過程的方法，包括將第一試劑暴露于在化學(xué)敏感的場效應(yīng)晶體管(chemFET)傳感器附近的第二試劑，和測量在所述第一試劑暴露于所述第二試劑以后在所述chemFET傳感器處的電輸出， 其中在所述第一試劑暴露于所述第二試劑以后在所述chemFET傳感器處的電輸出指示所述第一試劑和所述第二試劑之間的相互作用，且其中所述chemFET傳感器存在于 chemFET陣列中，所述陣列具有1_10 μ m、9 μ m、5 μ m或2. 6 μ m的間距。
72.一種用于監(jiān)測生物或化學(xué)過程的方法，包括將第一試劑暴露于在化學(xué)敏感的場效應(yīng)晶體管(chemFET)傳感器附近的第二試劑，和測量在所述第一試劑暴露于所述第二試劑以后在所述chemFET傳感器處的電輸出，其中在所述第一試劑暴露于所述第二試劑以后在所述chemFET傳感器處的電輸出指示所述第一試劑和所述第二試劑之間的相互作用，且其中所述chemFET傳感器存在于 chemFET陣列中，所述陣列占據(jù)約21mmX21mm或更小、約9mmX9mm、或者約7mmX7mm的面積。
73.一種用于監(jiān)測生物或化學(xué)過程的方法，包括將第一試劑暴露于在化學(xué)敏感的場效應(yīng)晶體管(chemFET)傳感器附近的第二試劑，和測量在所述第一試劑暴露于所述第二試劑以后在所述chemFET傳感器處的電輸出，其中在所述第一試劑暴露于所述第二試劑以后在所述chemFET傳感器處的電輸出指示所述第一試劑和所述第二試劑之間的相互作用，且其中所述chemFET傳感器存在于 chemFET陣列中，所述陣列包含像素，其中每個像素占據(jù)100 μ m2或更小、9 μ m2或更小、或者 8 μ m2或更小的面積。
74.一種用于檢測樣品中分析物的方法，包括使樣品接觸與chemFET陣列連接的多種生物或化學(xué)試劑，其中在所述樣品中存在的分析物會特異性地結(jié)合所述生物或化學(xué)試劑，使酶綴合的抗體或抗體片段結(jié)合到所述結(jié)合的分析物上，將所述結(jié)合的酶綴合的抗體或抗體片段暴露于所述酶的非離子底物，和檢測所述非離子底物向離子產(chǎn)物的酶介導(dǎo)的轉(zhuǎn)化，其中離子產(chǎn)物的檢測指示所述樣品中存在分析物。
75.權(quán)利要求74的方法，其中所述chemFET陣列包含至少10個chemFET傳感器。
76.權(quán)利要求74或75的方法，其中所述非離子底物是NADPH，且所述離子產(chǎn)物是 NADP+ο
77.權(quán)利要求74或75的方法，其中所述非離子底物是NADH，且所述離子產(chǎn)物是NAD+。
78.權(quán)利要求74或75的方法，其中所述酶是氧化酶或還原酶。
全文摘要
提供了與用于分析物檢測和測量的大規(guī)模FET陣列有關(guān)的方法和裝置?；诟倪M(jìn)的FET像素和陣列設(shè)計(jì)，使用常規(guī)CMOS加工技術(shù)，可以制造chemFET(例如，ISFET)陣列，其會增加測量靈敏度和準(zhǔn)確度，并同時促進(jìn)明顯小的像素尺寸和密集的陣列。改進(jìn)的陣列控制技術(shù)會提供從大和密集陣列快速獲取數(shù)據(jù)。這樣的陣列可以用于檢測在多種化學(xué)和/或生物過程中的不同分析物類型的存在和/或濃度變化。
文檔編號H01L29/06GK102203597SQ200980133783
公開日2011年9月28日 申請日期2009年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月26日
發(fā)明者喬納森·M·羅思伯格 申請人:生命技術(shù)公司