ES2906809T3 - Dispositivo con ruido de rango de fluorescencia reducido y método - Google Patents

Dispositivo con ruido de rango de fluorescencia reducido y método Download PDF

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Joseph Pinto
Tarun Khurana
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Abstract

Un dispositivo que comprende: una estructura que define una superficie (206) de detector configurada para soportar muestras (502) biológicas o químicas; una matriz (201) de sensores que comprende sensores (202) de luz y circuitos para transmitir señales usando fotones detectados por los sensores (202) de luz; y una matriz (213) de guías que comprende guías (214) de luz; en donde las guías (214) de luz de la matriz de guías están dispuestas para recibir luz (101) de excitación y luz (501) de señal de emisiones desde la superficie (206) de detector, en donde las guías (214) de luz se extienden hacia los sensores (202) de luz respectivos de la matriz (201) de sensores y comprenden material de filtrado que bloquea la luz (101) de excitación y permite que la luz (501) de señal de emisiones se propague hacia los sensores (202) de luz respectivos, caracterizado porque el material de filtrado comprende un colorante de tipo complejo metálico, siendo el colorante de complejo metálico un complejo de colorante de metal de transición que comprende al menos un colorante y un extintor de emisión de fotones que puede utilizarse para extinguir las emisiones de fotones del al menos un colorante.

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo con ruido de rango de fluorescencia reducido y método
Referencia cruzada a solicitud relacionada
Esta solicitud reivindica la prioridad de la solicitud de patente de EE.UU. n.° 62/611.464, presentada el 28 de diciembre de 2017, titulada “ Detector With Reduced Fluorescence Range Noise” (“ Detector con ruido de rango de fluorescencia reducido” ). Esta solicitud también reivindica la prioridad de la solicitud de patente de EE.UU. n.° 62/644.804, presentada el lunes, 19 de marzo de 2018, titulada “ Detector With Reduced Fluorescence Range Noise” (“ Detector con ruido de rango de fluorescencia reducido” ).
Antecedentes
Varios protocolos en investigación biológica o química implican realizar reacciones controladas. Las reacciones designadas, a continuación, se pueden observar o detectar y el posterior análisis puede ayudar a identificar o revelar propiedades de productos químicos implicados en la reacción.
En algunos ensayos multiplex, un analito desconocido que tiene una etiqueta identificable (por ejemplo, marcador fluorescente) puede exponerse a miles de sondas conocidas en condiciones controladas. Cada sonda conocida puede depositarse en un pozo correspondiente de una microplaca. Observar cualesquiera reacciones químicas que se produzcan entre las sondas conocidas y el analito desconocido dentro de los pocillos puede ayudar a identificar o revelar propiedades del analito. Otros ejemplos de tales protocolos incluyen procesos de secuenciación de ADN conocidos, tales como secuenciación por síntesis (SBS) o secuenciación de matriz cíclica.
En algunos protocolos de detección fluorescente, se usa un sistema óptico para dirigir la luz de excitación sobre fluoróforos, por ejemplo, analitos marcados con fluorescencia y también para detectar la luz de señal de emisiones fluorescentes que se puede emitir a partir de los analitos que tienen fluoróforos unidos. Sin embargo, tales sistemas ópticos pueden ser relativamente caros y requieren una superficie de sobremesa más grande. Por ejemplo, el sistema óptico puede incluir una disposición de lentes, filtros y fuentes de luz.
En otros sistemas de detección propuestos, las reacciones controladas en una celda de flujo definen una matriz de sensores de luz en estado sólido (por ejemplo, un detector de semiconductor complementario de óxido metálico (CMOS) o un detector de dispositivo de carga acoplada (CCD). Estos sistemas no implican un conjunto óptico grande para detectar las emisiones fluorescentes.
El documento EP 2.221.606 A2 describe un biochip integrado que incluye: una parte de detección de muestras que incluye al menos un dispositivo receptor de luz que detecta luz fluorescente emitida desde al menos una muestra, una parte de transferencia de luz dispuesta en una superficie de incidencia de luz de la parte de detección de muestras, y que incluye al menos una guía de ondas de absorción de luz de excitación que absorbe una luz de excitación y transmite la luz fluorescente emitida desde la al menos una muestra, y una parte de reacción de muestras dispuesta adyacente a un extremo de incidencia de la al menos una guía de onda de absorción de luz de excitación, y que incluye al menos una región de reacción en la que está unida la al menos una muestra, en donde la parte de detección de muestra, la parte de transferencia de luz y la parte de reacción de muestra están acopladas integralmente entre sí como un único componente.
Breve descripción
La presente invención se refiere a un dispositivo como se define en la reivindicación independiente 1 adjunta y a un método como se define en la reivindicación independiente 7 adjunta. En las reivindicaciones dependientes adjuntas se definen realizaciones específicas.
Figuras
Estas y otras características, aspectos y ventajas del presente objeto se entenderán mejor cuando se lea la siguiente descripción detallada con referencia a los dibujos adjuntos en los que caracteres idénticos representan partes idénticas en todos los dibujos, en donde:
La Figura 1 es una vista lateral en corte esquemática de un sistema para su uso en análisis biológico o químico que tiene un detector que incluye una superficie de detector para soportar una muestra biológica o química según un ejemplo;
la Figura 2, un diagrama de coordinación de perfil espectral que ilustra la coordinación entre longitudes de onda de excitación, longitudes de onda de absorción, longitudes de onda de señal de emisiones de fluorescencia y longitudes de onda de la banda de detección según un ejemplo;
la Figura 3 es un diagrama de perfil espectral que ilustra características de autofluorescencia de materiales de filtrado según un ejemplo;
la Figura 4 es un diagrama de transición de estado energético que ilustra transiciones de estado energético de un colorante radiante según un ejemplo;
la Figura 5 es un diagrama de transición de estado energético que ilustra transiciones de estado energético de un colorante que tiene un extintor de emisión de fotones según un ejemplo;
la Figura 6 es un diagrama de transición de estado energético que ilustra transiciones de estado energético de un colorante de tipo complejo metálico que tiene un extintor de emisión de fotones según un ejemplo;
la Figura 7 representa la densidad óptica (DO) mediante un diagrama de espesor de película que ilustra la dependencia entre la DO y el espesor de película para un material de filtrado que tiene un colorante de complejo metálico según un ejemplo;
la Figura 8 es una vista lateral en corte de un detector que tiene una superficie de detector configurada para cancelar la energía de luz incidente en bandas de longitud de onda selectivas según un ejemplo;
la Figura 9 es una vista lateral en corte de un detector que tiene una matriz de sensores, una matriz de guías de luz y una matriz de reacción según un ejemplo; y
la Figura 10 es una vista lateral en corte de un detector que tiene un sensor de luz, una guía de luz y una cavidad de reacción definida por una superficie de detector según un ejemplo.
Descripción detallada
En la Figura 1 se muestra un sistema 100 para su uso en análisis, tal como análisis biológico o químico. El sistema 100 puede incluir un excitador 10 de energía luminosa y un conjunto 20 detector. El conjunto 20 detector puede incluir el detector 200 y una celda 282 de flujo. El detector 200 puede incluir una pluralidad de sensores 202 de luz y la superficie 206 de detector para soportar muestras 502 tales como muestras biológicas o químicas sujetas a ensayo. El detector 200 también puede incluir una pluralidad de guías de luz que guían la luz desde la superficie 206 de detector a los sensores 202 de luz. La superficie 206 de detector, las paredes 284 laterales y la cubierta 288 de flujo pueden definir y delimitar la celda 282 de flujo. La superficie 206 de detector puede tener un plano 130 de superficie de detector asociado.
En un aspecto adicional, la superficie 206 de detector puede estar rebajada para incluir las cavidades 210 de reacción (nanopozos). Según un ejemplo, cada sensor 202 de luz puede alinearse con una guía 214 de luz y una cavidad 210 de reacción. Cada cavidad 210 de reacción puede definir en la misma uno o más sitios de reacción y las muestras 502 pueden soportarse en tales sitios de reacción según un ejemplo.
En otro aspecto, el detector 200 puede incluir áreas 218 de apilamiento dieléctrico, intermedias de las guías 214 de luz. Las áreas 218 de apilamiento dieléctrico pueden haber formado circuitos en el mismo, por ejemplo, para leer señales de sensores 202 de luz, digitalización, almacenamiento y procesamiento.
Según un ejemplo, el detector 200 puede ser proporcionado por un detector de circuito integrado en estado sólido, tal como un detector de circuito integrado de semiconductor complementario de óxido metálico (CMOS) o un detector de circuito integrado de dispositivo de carga acoplada (CCD).
Según un ejemplo, el sistema 100 puede usarse para realizar análisis biológicos o químicos con el uso de fluoróforos. Por ejemplo, puede hacerse que un fluido que tenga uno o más fluoróforos fluya hacia y desde la celda 282 de flujo a través de la abertura de entrada utilizando la abertura 289 de entrada y la abertura 290 de salida. Los fluoróforos pueden atraer varias muestras 502 y, por lo tanto, por sus fluoróforos de detección pueden actuar como marcadores para las muestras 502, por ejemplo, analitos biológicos o químicos a los que atraen.
Para detectar la presencia de un fluoróforo dentro de la celda 282 de flujo, el excitador 10 de energía luminosa puede energizarse de modo que la luz 101 de excitación en un rango de longitud de onda de excitación sea emitida por el excitador 10 de energía luminosa. Al recibir luz 101 de excitación los fluoróforos unidos a las muestras 502 irradian la luz 501 de señal de emisiones, que es la señal de interés para la detección por parte de los sensores 202 de luz. Las luz 501 de señal de emisiones debida a la fluorescencia de un fluoróforo unido a una muestra 502 tendrá un rango de longitud de onda desplazado hacia el rojo con respecto a un rango de longitud de onda de luz 101 de excitación.
El excitador 10 de energía luminosa puede incluir al menos una fuente de luz y al menos un componente óptico para iluminar las muestras 502. Los ejemplos de fuentes de luz pueden incluir, por ejemplo, láseres, lámparas de arco, LED o diodos láser. Los componentes ópticos pueden ser, por ejemplo, reflectores, dicroicos, divisores de haz, colimadores, lentes, filtros, cuñas, prismas, espejos, detectores y similares. En ejemplos que usan un sistema de iluminación, el excitador 10 de energía luminosa puede configurarse para dirigir la luz 101 de excitación a los sitios de reacción. Como ejemplo, los fluoróforos pueden ser excitados por la luz en el rango de longitud de onda verde, por ejemplo, pueden excitarse usando luz 101 de excitación que tiene una longitud de onda central (pico) de aproximadamente 523 nm.
Los ejemplos de la presente memoria reconocen que una relación señal a ruido del sistema 100 puede expresarse como se indica en la ecuación de (1) mostrada más adelante.
Figure imgf000004_0001
donde “Señal” es la luz 501 de señal de emisiones, es decir, la señal de la luz de interés atribuible a la fluorescencia de un fluoróforo unido a una muestra, “ Excitación” es la luz de excitación no deseada que alcanza los sensores 202 de luz, “AF” es la radiación de ruido de autofluorescencia de una o más fuentes de autofluorescencia dentro del detector 200, “ Fondo” es la energía de luz no deseada transmitida al detector 200 desde una fuente externa al detector 200, “Corriente oscura” es el flujo de corriente es el ruido asociado a la generación aleatoria del par electrón-hueco en ausencia de luz y “ Ruido de lectura” es el ruido asociado a los componentes electrónicos analógico-digitales.
La Figura 2 es un diagrama de coordinación de perfil espectral que ilustra la coordinación dirigida entre un rango de longitud de onda de luz de excitación, un rango de longitud de onda de luz de señal y un rango de longitud de onda de detección. En el diagrama de coordinación del perfil espectral de la Figura 2 el perfil 1202 espectral es el perfil espectral de la luz 101 de excitación emitida por el excitador 10 de energía luminosa. El perfil 1204 espectral es el espectro de absorción de un fluoróforo que se detecta con el uso de luz 101 de excitación que tiene un perfil 1202 espectral y el perfil 1214 espectral es el perfil espectral de la luz 501 de señal de emisiones causada por la fluorescencia de un fluoróforo al excitarse debido a la luz 101 de excitación. El perfil 1220 espectral es el perfil de transmisión (banda de detección) del detector 200 y los sensores 202 de luz según un ejemplo. El detector 200 puede configurarse para detectar luz en el rango de longitud de onda indicado por el perfil 1220 espectral. Por lo tanto, haciendo referencia al diagrama de coordinación de perfil espectral de la Figura 2, el detector 200 es capaz de detectar luz 501 de señal de emisiones en el rango de longitudes de onda en donde el perfil 1214 espectral de la luz 501 de señal de emisiones y el perfil 1220 espectral de banda de detección del detector 200 y sensores 202 de luz se cruzan.
El detector 200 puede incluir uno o más filtros que bloquean la luz 101 de excitación de modo que el detector 200 que tiene sensores 202 de luz no detecte la luz 101 de excitación. En un aspecto, las guías 214 de luz que guían la luz de la superficie 206 de detector pueden comprender material de filtrado para que las guías 214 de luz bloqueen la luz en el rango de longitud de onda de la luz 101 de excitación. Los sensores 202 de luz pueden recibir, en consecuencia, luz 501 de señal de emisiones que es irradiada desde un fluoróforo excitado pero no luz 101 de excitación.
Los ejemplos de la presente memoria reconocen que las guías 214 de luz diseñadas para mejorar una relación señal a ruido del detector 200 pueden actuar como fuente de ruido dentro del detector 200. Con referencia al diagrama de perfil espectral de la Figura 3, el perfil 1304 espectral es un perfil espectral de un material de filtrado que tiene un colorante sin (ausente) un extintor de emisión de fotones comúnmente usado en sistemas ópticos bajo análisis mediante iluminación de excitación en un rango de longitud de onda esperado de luz 101 de excitación del sistema 100. En el diagrama de perfil espectral específico de la Figura 3, el perfil 1304 espectral ilustra un perfil espectral de un material de filtrado bajo iluminación mediante luz de excitación verde, por ejemplo, según el perfil 1202 espectral de luz de excitación representado en el diagrama de coordinación de perfil espectral de la Figura 2, que tiene una longitud de onda central (pico) de aproximadamente 523 nm.
Con referencia al diagrama de perfil espectral de la Figura 3, se observa que el material de filtrado que tiene características de perfil espectral representadas por el perfil 1304 espectral se desplaza hacia el rojo con respecto a la banda de emisión de luz 101 de excitación representada por el perfil 1202 espectral del diagrama de coordinación de perfil espectral de la Figura 2, lo que significa que el material presenta autofluorescencia. Los ejemplos de la presente memoria reconocen que con el material de filtrado de las guías 214 de luz autofluorescentes, la señal detectada por los sensores 202 de luz como una señal de emisiones puede ser realmente radiación de ruido atribuible a la luz 101 de excitación que actúa excitando la autofluorescencia de las guías 214 de luz.
Los ejemplos para abordar la autofluorescencia no deseada de las guías 214 de luz se describen con referencia a las Figuras 3-7. Con referencia a los diagramas de transición de estado energético de las Figuras 4-6, las guías 214 de luz según un ejemplo pueden comprender material que tiene un extintor de emisión de fotones. En otro aspecto, un material de filtrado puede incluir moléculas de colorante para proporcionar absorción en una banda de longitud de onda de luz 101 de excitación.
El diagrama de transición de estado energético de la Figura 4 representa la transición de estado energético de un colorante sin un extintor de emisión de fotones. En excitación y después de un período de relajación del estado de excitación, el colorante que tiene las características de transición de estado energético como se representa en el diagrama de transición de estado energético de la Figura 4 emite fotones en retorno a un estado fundamental. La Figura 5 es un diagrama de transición de estado energético que representa transiciones de estado energético de un colorante que tiene un extintor de emisión de fotones. Con referencia al diagrama de transición de estado energético de la Figura 5, el colorante que tiene un extintor de emisión de fotones tras la excitación vuelve a un estado fundamental después de un período de relajación del estado de excitación. Sin embargo, mediante el funcionamiento del extintor de emisión de fotones, los fotones no se liberan al volver al estado fundamental. Más bien se emiten fonones al volver al estado fundamental. El retorno al estado fundamental está acompañado de la liberación de energía térmica en lugar de fotones.
Los colorantes que tienen las características de transición de estado energético como se muestra en el diagrama de transición de estado energético de la Figura 4 son colorantes radiantes y los colorantes que tienen características de transición de estado energético como las mostradas en el diagrama de transición de estado energético de la Figura 5 son colorantes no radiantes.
Un diagrama de estructura química de un colorante, según un ejemplo, que tiene un extintor de emisión de fotones adecuado que extingue las emisiones de fotones se muestra en (2).
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El diagrama estructural químico de (2) ilustra las características estructurales de un colorante de complejo metálico que funciona como un extintor de emisión de fotones para extinguir las emisiones de fotones. Según un ejemplo, un colorante de complejo metálico puede ser proporcionado por un colorante de complejo de metal de transición octaédrico como se muestra en (2). El colorante de complejo de metal específico mostrado en (2) incluye dos moléculas de colorante ion de cromo, y algunos complejos pueden incluir una molécula de colorante un ion de cromo (Cr) u otro ion metálico. La estructura representada en (2) incluye seis enlaces por ligando: O, N y un campo de cristal estándar. Según la estructura representada en (2), hay un extintor de emisión de fotones proporcionado por un ion de metal de transición de Cr trivalente. Según un ejemplo, el Cr3 puede proporcionar funcionalidad de extinción de emisión de fotones. Pueden usarse otros metales de transición. Los metales de transición para su uso en un colorante de complejo metálico en la presente memoria pueden incluir, p. ej., escandio, titanio, vanadio, cromo, manganeso, hierro, cobalto, níquel, cobre. Para la selección de metales alternativos, los niveles de energía se pueden superponer entre el ion metálico y una molécula de colorante. Según un ejemplo, se puede seleccionar un metal de transición para su uso en un colorante de complejo metálico de modo que tenga un perfil espectral de absorción que se solape con un perfil de emisiones de fluorescencia del colorante seleccionado de modo que el metal de transición pueda proporcionar una funcionalidad de extinción de la emisión de fotones a través del perfil espectral de emisión de fluorescencia del colorante seleccionado.
En el ejemplo del colorante de complejo metálico representado en el diagrama estructural de (2), el colorante de complejo metálico tiene un protón asociado representado. El contraión asociado al colorante de complejo metálico se forma absorbiendo la carga positiva (+) especificada por el protón del colorante de complejo metálico representado en el diagrama estructural de (2) y se puede seleccionar según un ejemplo para el rendimiento de la hidrofobicidad y el rendimiento de la absorción UV. En un ejemplo, una alquilamina, una amina primaria, una amina secundaria o una amina terciaria pueden asociarse con el colorante de complejo metálico que forma un contraión, que puede incluir un alquilamonio cuando se asocia con el colorante de complejo metálico.
El colorante de complejo metálico según un ejemplo puede no ser particularmente soluble en una solución por sí misma, por lo que el contraión puede elegirse para aumentar la solubilidad. El contraión puede seleccionarse para el rendimiento de la hidrofobicidad para promover la transparencia y la visibilidad del polímero y/o el disolvente, y para reducir la dispersión. Por ejemplo, el contraión puede permitir que el colorante de complejo metálico se distribuya más uniformemente, potenciando la visibilidad y transparencia, y reduciendo la dispersión. El contraión se puede seleccionar para el rendimiento de absorción de UV, por ejemplo, de manera que el contraión no contribuya de manera indeseable a la fluorescencia. Por ejemplo, la absorción del contraión puede afectar las características de fluorescencia al interferir con el espectro del complejo colorante metálico, y puede elegirse de modo que no tenga un espectro interferente. Según un ejemplo, se puede usar una amina hidrófoba como contraión. Según otro ejemplo, se entenderá que dependiendo del centro metálico y los ligandos elegidos, un colorante de complejo metálico puede no tener carga, una carga neta positiva o puede tener también una carga neta negativa.
Según un ejemplo, un contraión asociado al colorante de complejo metálico representado en el diagrama estructural de (2) puede ser proporcionado por una alquilamina. Según un ejemplo, un contraión asociado al colorante de complejo metálico representado en el diagrama estructural de (2) puede ser proporcionado por una amina terciaria. En una amina terciaria, un nitrógeno tiene tres sustituyentes orgánicos. Según un ejemplo, un contraión asociado al colorante de complejo metálico representado en el diagrama estructural de (2) puede ser proporcionado por una alquilamina terciaria.
De forma adicional, en otros ejemplos de un colorante de complejo metálico, se puede seleccionar un contraión de carga apropiada para asociarlo con el colorante de complejo metálico. En algunas realizaciones, se puede seleccionar un ion cargado negativamente o positivamente para contrarrestar la carga neta de la molécula de colorante de complejo metálico, y/o incrementar la hidrofobicidad en algunas realizaciones para permitir que el colorante de complejo metálico se incorpore a una solución. De forma adicional, cuando no hay carga, en algunas realizaciones puede no ser necesario ningún contraión. El contraión puede incluir cualesquiera partículas cargadas, y en algunas realizaciones incluye aminas primarias, secundarias o terciarias. En realizaciones adicionales, se puede seleccionar un ion de amonio cuaternario.
Según un ejemplo, el contraión asociado al colorante de complejo metálico como se representa en (2) puede incluir una amina, por ejemplo, una NR’R” R’’’, donde al menos uno de los grupos R es una cadena, lineal o ramificada, con al menos cuatro átomos. En algunas realizaciones, puede haber al menos 10 átomos en la cadena. La cadena puede incluir una cadena larga y puede incluir un polímero. La cadena puede ser un grupo principalmente hidrocarbonado, o podría incluir otros restos, de modo que el colorante pueda ser posiblemente soluble en cualquier disolvente necesario, y el polímero puede ser soluble en un disolvente dependiendo de los grupos funcionales del polímero. Los otros grupos R pueden ser iguales o hidrógeno, o pueden comprender una cadena diferente. La cadena puede ser según un ejemplo de C4 a C20, incluidas estructuras cíclicas, cadenas o anillos. En algunas realizaciones, el contraión puede incluir más de un tipo de contraión. Los ejemplos de la presente memoria reconocen que algunas mezclas de contraiones son convenientes para su uso en soluciones en las que se puede usar más de un material polimérico. Es decir, algunos grupos alquilo pueden ser diferentes, y el contraión puede incluir una pluralidad de contraiones.
La Figura 6 es un diagrama de transición de estado energético que ilustra propiedades de colorantes de complejos metálicos. La Figura 6 es un diagrama de transición de estado energético para Cr (CNtBuAr3NC)3. Con referencia al diagrama de transición de estado energético de la Figura 6, los complejos metálicos pueden conducir a una relajación no radiativa (no debida a autofluorescencia) ultrarrápida debido a que los estados centrados de metal están por debajo del complejo de transferencia de carga de metal a ligando (MLCT). Para Cr (CNtBuAr3NC)3) representado en el diagrama de transición de estado energético en la Figura 6, el campo de ligando puede ser lo suficientemente débil para que los estados excitados 3d-d centrados de ese metal puedan encontrarse energéticamente por debajo del complejo MLCT que conduce a un estado excitado ultrarrápido. Los colorantes de complejos metálicos pueden presentar una despoblación en estado excitado ultrarrápida por medio de una relajación no radiativa. Según el diagrama de transición de estado energético de la Figura 6, un complejo metálico que funciona como un extintor de emisión de fotones extingue los fotones de modo que un retorno al estado fundamental va acompañado de emisión de fonones y liberación de energía térmica en lugar de emisión de fotones.
Para proporcionar material de filtrado, se pueden disolver moléculas de colorante en forma de polvo, por ejemplo, con un extintor de emisión de fotones, y según un ejemplo proporcionado por un colorante de complejo metálico, pueden disolverse con un disolvente y añadirse a un aglutinante polimérico líquido para formar una matriz líquida que tiene moléculas de colorante y moléculas de polímero. El líquido puede depositarse en una cavidad de apilamiento dieléctrico del detector 200 y evaporarse para formar un material de filtrado que comprende un colorante sólido y una matriz polimérica en donde las moléculas de colorante se suspenden dentro de una matriz de moléculas de aglutinante polimérico.
Un material de filtrado para formar la guía 214 de luz según un ejemplo puede incluir moléculas de colorante de complejo metálico suspendidas en una matriz de aglutinante polimérico como se expone en la presente memoria. Un material de filtrado conformado que incluye moléculas de colorante de complejo metálico suspendidas en una matriz de aglutinante polimérico puede presentar características de perfil espectral bajo iluminación con luz 101 de excitación que tiene una longitud de onda central de aproximadamente 523 nm como se indica con referencia al perfil 1404 espectral mostrado en el diagrama de perfil espectral de la Figura 3. Según un ejemplo expuesto con referencia a la Figura 3, proporcionar material de filtrado para incluir un colorante que tiene un extintor de emisión de fotones (como se proporciona con el uso, por ejemplo, de un colorante de complejo metálico) puede reducir las señales de emisiones de autofluorescencia que irradian desde el material de filtrado a longitudes de onda de aproximadamente 570 nm o más largas hasta valores que son aproximadamente 5 por ciento (observando los respectivos valores de la señal de emisiones de autofluorescencia del perfil 1304 espectral y el perfil 1404 espectral a una longitud de onda de aproximadamente 570 nm) o menos de sus valores esperados si se proporciona material de filtrado que incluya un colorante sin extintor de emisión de fotones.
Proporcionar una matriz de moléculas de colorante con una molécula de aglutinante polimérico facilita la capacidad de procesado con una gama de procesos semiconductores, por ejemplo, deposición química de vapor (CVD), recubrimiento por centrifugación, ataque químico, planarización y similares.
Según un ejemplo, el material de filtrado proporcionado por una matriz de colorante de complejo metálico puede tener una relación de peso de entre aproximadamente 70:30 de colorante a polímero y aproximadamente 90:10 de colorante a polímero. A concentraciones superiores a este intervalo, la integridad estructural de la matriz puede verse comprometida y, a concentraciones inferiores, el rendimiento de filtración puede verse comprometido. Según un ejemplo, el material de filtrado proporcionado por una matriz de colorante de complejo metálico puede tener una relación molecular de entre aproximadamente 1 molécula de colorante: 50 moléculas de polímero a aproximadamente 1 molécula de colorante: 150 moléculas de polímero. Según un ejemplo, el material de filtrado proporcionado por un aglutinante polimérico y una matriz de colorante de complejo metálico puede tener una relación molecular de entre aproximadamente 1 molécula de colorante: 100 moléculas de polímero.
Si bien las concentraciones más altas de moléculas de colorante mejoran el bloqueo de la luz de excitación, los ejemplos de la presente memoria reconocen que se puede observar una mayor dispersión a concentraciones más altas. La dispersión de luz se puede abordar con otros procesos para filtrar partículas de colorante en polvo antes de mezclar con un líquido aglutinante polimérico.
La Figura 7 es un diagrama de espesor de película de densidad óptica (DO) que ilustra el rendimiento de filtración de un material de filtrado según la presente memoria que comprende una matriz de colorante de complejo metálico suspendida en una matriz de aglutinante polimérico. Como se ve en el diagrama de espesor de la película de DO de la Figura 7, se puede lograr una DO de aproximadamente 10 con un margen espacial de 3,5 pm. Con referencia nuevamente al diagrama de coordinación de perfil espectral de la Figura 2, el perfil espectral objetivo para el filtrado es el perfil 1202 espectral para la luz 101 de excitación que tiene una longitud de onda central (pico) de aproximadamente 523 nm. Con referencia al diagrama de espesor de película de DO de la Figura 7, mediante la configuración de la guía 214 de luz formada por una matriz de colorante de complejo metálico suspendida en una matriz de aglutinante polimérico de modo que tenga un espesor de aproximadamente 3,5 pm la guía 214 de luz puede configurarse de modo que presente una DO de aproximadamente 10 para la longitud de onda de luz de excitación central (pico) de aproximadamente 523 nm. Configurando la guía 214 de luz formada por una matriz de colorante de complejo metálico suspendida en una matriz de aglutinante polimérico de modo que tenga un espesor de aproximadamente 2 pm, la guía 214 de luz puede configurarse de modo que presente una DO de aproximadamente 7 para la longitud de onda de excitación central (pico) de aproximadamente 523 nm.
Para el rendimiento de la detección de luz, el sensor 202 de luz puede tener una distancia de separación particular en referencia a la superficie 206 de detector (Figura 1). Según un ejemplo, la distancia de separación particular puede ser una distancia de separación particular en el intervalo, por ejemplo, de aproximadamente 4 pm a aproximadamente 6 pm. Como se ve en la Figura 1, las guías 214 de luz pueden tener restricciones de espacio en función de los requisitos de separación entre los sensores 202 de luz y la superficie 206 de detector. En vista de los datos de espesor de DO resumidos en el diagrama de espesor de película de DO de la Figura 7, el material para la construcción de guías 214 de luz puede proporcionarse de modo que satisfaga las propiedades de densidad óptica (DO) deseada en función de las propiedades espaciales del detector 200, y el rendimiento de DO adecuado para muchas aplicaciones se puede lograr incluso cuando se restringe el margen espacial.
Como se ve por la coordinación representada por el diagrama de coordinación de perfil espectral de la Figura 2, los sensores 202 de luz pueden detectar la luz 501 de señal de emisiones atribuible a la fluorescencia de un fluoróforo pero, según el funcionamiento ideal, no puede detectar la luz 101 de excitación representada por el perfil 1202 espectral. Para configurar los sensores 202 de luz para detectar la luz 501 de señal de emisiones atribuible a un fluoróforo unido a una muestra 502 sin detectar la luz 101 de excitación, el sistema 100 puede incluir uno o más filtros. Por ejemplo, las guías 214 de luz pueden estar formadas por material de filtrado que bloquea la luz en la banda de energía de la luz 101 de excitación representada por el perfil 1202 espectral. Por lo tanto, la luz 501 de señal de emisiones representada por el perfil 1214 espectral puede detectarse con el uso de sensores 202 de luz sin detección de luz 101 de excitación. Sin embargo, como se ha indicado, el material de filtrado que forma la guía 214 de luz puede experimentar autofluorescencia en respuesta a la excitación ocasionada por la luz 101 de excitación. Los ejemplos de la presente memoria proporcionan guías 214 de luz para bloquear la luz 101 de excitación de modo que presente una autofluorescencia reducida para preservar la coordinación de perfil espectral deseada entre la emisión de fluorescencia de excitación y los perfiles espectrales de detección como se representa en el diagrama de coordinación de perfil espectral de la Figura 2.
Los ejemplos de la presente memoria reconocen que el desplazamiento hacia la izquierda del perfil 1220 espectral del detector 200 puede aumentar la detección de la luz 501 de señal de emisiones que tiene un perfil espectral indicado por el perfil 1214 espectral en el perfil espectral de la luz 501 de señal de emisiones. Debe entenderse que, como se utiliza en la presente memoria, el desplazamiento hacia la izquierda se refiere al desplazamiento hipsocrómico o desplazamiento hacia el azul. El material de filtrado de la presente memoria que comprende una matriz de colorante de complejo metálico suspendida en una matriz de aglutinante polimérico puede configurarse para el desplazamiento hacia la izquierda del perfil 1220 espectral mediante la implementación de diversas características. Para desplazar hacia la izquierda el perfil 1220 espectral se pueden alterar determinados sustituyentes de los ligandos que rodean el colorante de complejo metálico (2). Por ejemplo, los grupos fenilo y otros restos pueden actuar como fluoróforos y, por lo tanto, se pueden alterar para desplazar el espectro hacia la izquierda. Por ejemplo, los grupos metilo pueden reemplazarse por trifluorometilo u otros grupos, y los hidrógenos se pueden reemplazar por cloro o bromo, en algunas realizaciones. El espectro puede desplazarse hacia la izquierda o la derecha, dependiendo del colorante de complejo metálico usado en cada caso, reemplazando grupos donantes de electrones con grupos captadores de electrones y viceversa. Como se utiliza en la presente memoria, el desplazamiento hacia la derecha se refiere al desplazamiento batocrómico, o al desplazamiento hacia el rojo, de la longitud de onda espectral. Por lo tanto, en cualquier realización, el espectro puede ajustarse con ajustes a los grupos funcionales del colorante de complejo metálico.
Según un ejemplo, el colorante de complejo metálico puede ser un colorante no radiante. Según un ejemplo, el extintor de emisión de fotones puede incluir cromo (Cr). Según un ejemplo, el colorante puede ser un colorante de complejo metálico que tiene un extintor de emisión de fotones proporcionado por un ion metálico de transición de Cr trivalente. Según un ejemplo, el material de filtrado puede ser proporcionado por una matriz que tiene un colorante y aglutinante polimérico, en donde el colorante tiene un extintor de emisión de fotones. Según un ejemplo, el material de filtrado puede ser proporcionado por una matriz que tiene un colorante y aglutinante polimérico, en donde el colorante es un colorante de complejo metálico. Según un ejemplo, el material de filtrado puede ser proporcionado por un colorante suspendido en una matriz polimérica, en donde el colorante tiene un extintor de emisión de fotones. Según un ejemplo, el material de filtrado puede ser proporcionado por un colorante suspendido en una matriz polimérica, en donde el colorante es un colorante de complejo metálico.
Los ejemplos de la presente memoria reconocen que el rendimiento del sistema 100 puede verse afectado negativamente por el ruido de fondo, lo que en la presente memoria se refiere a la energía de luz no deseada que irradia desde una fuente externa al detector 200. Los ejemplos de la presente memoria reconocen que una relación señal a ruido del detector 200 puede verse afectada negativamente por la luz de fondo del rango de fluorescencia que irradia para las fuentes externas al detector 200. Las emisiones de ruido de rango de fluorescencia en el sistema 100 pueden atribuirse a fuentes distintas de las fuentes autofluorescentes dentro del detector 200.
Los ejemplos de la presente memoria reconocen, por ejemplo, que mientras que el excitador 10 de energía luminosa puede configurarse para emitir idealmente luz en una banda de longitud de onda relativamente más corta, por ejemplo, en una banda de longitud de onda verde, fuentes autofluorescentes en el mismo, por ejemplo, componentes ópticos pueden experimentar autofluorescencia y la luz que es emitida por el excitador 10 de energía luminosa puede incluir rayos de luz no deseados a longitudes de onda más largas en la banda de fluorescencia del detector 200 y sensores 202 de luz. Los ejemplos de la presente memoria reconocen que la luz del rango de fluorescencia puede entrar en el sistema 100 desde fuentes distintas al excitador 10 de energía luminosa.
En referencia a la Figura 8, se exponen características adicionales para aumentar una relación de señal a ruido del detector 200. En referencia a la Figura 8, se describen características para la cancelación (por ejemplo, cancelación parcial o completa) de la radiación de ruido de fondo del rango de fluorescencia que sin las características descritas se recibiría en el detector 200. Las características de cancelación a las que se hace mención en la presente memoria pueden reducir las longitudes de onda del rango de fluorescencia detectadas por sensores 202 de luz no atribuibles a la luz 501 de señal de emisiones.
Las características del material de filtrado expuestas en referencia a las Figuras 3-7 reducen el ruido del rango de fluorescencia mediante la reducción de la autofluorescencia interna dentro del detector 200. Las características de la superficie 206 de detector como se indica en relación con la Figura 8 reducen el ruido de fondo del rango de fluorescencia no deseable mediante la cancelación (por ejemplo, parcial o completa) de la energía luminosa del rango de fluorescencia incidente en la superficie 206 de detector. Las características descritas con referencia a las Figura 3-7 pueden implementarse independientemente de las características de la Figura 8 o, según un ejemplo, en combinación con las características de la Figura 8 para abordar el problema del ruido del rango de fluorescencia con el uso de una combinación de características internas del detector (Figuras 3-7) y de la superficie de detector (Figura 8).
Haciendo referencia ahora a la Figura 8, el detector 200, según un ejemplo, se puede configurar de modo que la energía de luz incidente en la superficie 206 de detector pueda inducir campos electromagnéticos que irradian desde la superficie 206 de detector que cancelen (por ejemplo, parcial o completamente) la energía de luz entrante que de otro modo se transmitiría a través de la cavidad 210 de reacción. Los ejemplos de la presente memoria reconocen que el comportamiento de los campos inducidos que irradian desde la superficie 206 de detector inducidos por rayos de luz incidentes sobre la superficie 206 de detector puede ser más controlable y predecible a medida que aumenta un índice de relación de refracción entre una superficie 206 de detector y el fluido dentro de la celda 282 de flujo. Un índice de refracción de la superficie 206 de detector puede definirse por el índice de refracción del material de la capa 258 de pasivación adyacente a la celda 282 de flujo que forma la superficie 206 de detector. Los ejemplos de la presente memoria reconocen que con una relación de índice de refracción suficientemente alta entre la superficie 206 de detector y un fluido de rayos de luz de la celda 282 de flujo de la luz 101 de excitación pueden inducir los campos electromagnéticos que irradian desde la superficie 206 de detector que cancelan la energía de la luz entrante en función de una dimensión de la superficie 206 de detector.
Con referencia a la Figura 8, la cavidad 210 de reacción puede incluir una dimensión “ D” proporcionada por el diámetro de la cavidad 210 de reacción en una elevación superior de la cavidad 210 de reacción. Los ejemplos de la presente memoria reconocen que los campos electromagnéticos inducidos por la energía de luz incidente incidentes en la cavidad 210 de reacción pueden cancelar la energía de la luz entrante en función de la dimensión “ D” , donde una relación de índice de refracción entre la superficie 206 de detector y el fluido dentro de la celda 282 de flujo es lo suficientemente alta. El detector 200 como se muestra en la Figura 8 puede ser un detector de circuito integrado que tiene la estructura 260 que define la superficie 206 de detector y que puede incluir la capa 256 de pasivación y la capa 258 de pasivación. Según un ejemplo donde la capa 258 de pasivación que tiene la superficie 206 de detector está formada por pentóxido de tántalo (Ta2O5) que tiene un índice A206 de refracción de aproximadamente A206=2,13 y donde el fluido de la celda 282 de flujo es de base acuosa y tiene un índice A282 de refracción de aproximadamente A282=1,33, la relación A206/A282 de índice de refracción entre una superficie 206 de detector de formación de material y un fluido de la celda 282 de flujo es aproximadamente A206Á282=1,60. Según un ejemplo donde la capa 258 de pasivación que tiene la superficie 206 de detector está formada por nitruro de silicio (SiN) que tiene un índice A206 de refracción de aproximadamente A206=2,02 y donde el fluido de la celda 282 de flujo es de base acuosa y tiene un índice A282 de refracción de aproximadamente A282=1,33, la relación A206/A282 de índice de refracción entre una superficie 206 de detector de formación de material y un fluido de la celda 282 de flujo es aproximadamente A206/A282=1,52. Una forma tridimensional de la cavidad 210 de reacción puede ser cilíndrica o troncocónica en algunos ejemplos de manera que una sección transversal tomada a lo largo de un plano horizontal que se extiende hacia el interior de la página de la Figura 8 es sustancialmente circular. Un eje 268 longitudinal puede extenderse a través de un centro geométrico de la sección transversal.
Los ejemplos de la presente memoria reconocen que para una superficie 206 de detector como se indica en la Figura 8 que tiene una cavidad 210 de reacción (nanopozo) con la dimensión D y con una relación A206/A282 de índice de refracción adecuadamente alta existe una longitud Ac de onda crítica en donde las longitudes de onda más cortas que la longitud Ac de onda crítica se transmiten hacia un interior de la cavidad 210 de reacción y el detector 200 y en donde las longitudes de onda más largas que la longitud Ac de onda crítica son canceladas (por ejemplo, son canceladas parcialmente o son canceladas completamente) por la superficie 206 de detector que tiene la cavidad 210 de reacción. Los ejemplos de la presente memoria reconocen además que la longitud Ac de onda crítica descrita depende de la dimensión D de modo que la dimensión D puede controlarse para ajustar la dimensión Ac crítica a un valor deseado. Más específicamente, la longitud Ac de onda crítica se puede aumentar aumentando la dimensión D y la longitud Ac de onda crítica se puede disminuir disminuyendo la dimensión D. Sin pretender imponer ninguna teoría en cuanto al efecto reconocido, los rayos de luz incidentes sobre la superficie 206 de detector pueden inducir campos electromagnéticos que irradian desde la superficie 206 de detector que cancelan (por ejemplo, parcial o completamente) la energía de luz entrante que de otro modo se transmitiría a través de la cavidad 210 de reacción.
Los elementos de cancelación de energía luminosa pueden incorporarse ventajosamente en el diseño de la superficie 206 de detector. Según un ejemplo descrito con referencia a la Figura 8, la dimensión D puede seleccionarse para establecer la longitud Ac de onda crítica de modo que longitudes de onda de aproximadamente la longitud Aa de onda central (pico) dela luz 101 de excitación y más cortas se transmiten a través de la cavidad 210 de reacción y al detector 200 y además de modo que las longitudes de onda de alrededor de la longitud Ab de onda de la banda de detección más corta y más larga sean canceladas por la superficie 206 de detector. La transmisión de longitudes de onda a aproximadamente la longitud Aa de onda central (pico) de la luz 101 de excitación y más cortas permite asegurar que los fluoróforos se exciten apropiadamente según el diseño del sistema 100 y la cancelación de longitudes de onda de alrededor de la longitud Ab de onda de la banda de detección más corta y más larga puede aumentar una relación señal a ruido del detector 200.
Aunque Ac puede ajustarse en función de D, la relación precisa entre D y los efectos de cancelación en función de la misma puede variar dependiendo de los materiales, configuración (incluida la configuración del excitador 10 de energía luminosa), y parámetros de control de proceso de un sistema 100 fabricado de un modo en particular. No obstante, la información de la relación entre la dimensión D y un efecto de cancelación en función de la misma para un diseño en particular del detector 200 puede determinarse mediante experimentación. Al determinar la información mediante experimentación que especifica una relación entre D y un efecto de cancelación para un diseño particular del detector 200, la información puede usarse para establecer un valor para D; es decir, D=d1 donde D=d1 se selecciona para establecer la longitud Ac de onda crítica de modo que longitudes de onda en aproximadamente una longitud Ac de onda central (pico) de la luz 101 de excitación y más cortas se transmiten a la cavidad 210 de reacción y al detector 200 y además de modo que las longitudes de onda de aproximadamente la longitud Ab de onda de la banda de detección más corta y más larga (es decir, en el rango de fluorescencia) son canceladas por la superficie 206 de detector.
Según un proceso, se pueden fabricar y someter a prueba uno o más detectores de muestras de prueba según el detector 200. La prueba puede incluir pruebas de transmisión de la luz 101 de excitación por parte de la cavidad 210 de reacción. Se pueden proporcionar una o más muestras de prueba y someterlas a prueba para determinar la dimensión más pequeña de D, D=dc en la que la cavidad 210 de reacción transmite la luz 101 de excitación según uno o más criterios de transmisión. El uno o más criterios de transmisión pueden ser, por ejemplo, que una cantidad umbral (por ejemplo, 90 por ciento, 100 por ciento) de la luz 100 de excitación de energía máxima se transmita a través de la cavidad 210 de reacción. Se pueden proporcionar una o más muestras de prueba y someterlas a prueba para determinar la dimensión más grande de D, D=de en la que la cavidad 210 de reacción cancela la luz de rango de fluorescencia (por ejemplo, una cantidad discernible de luz de rango de fluorescencia) en una banda de detección de sensores 102 de luz. Para tales señales de prueba, las lecturas por parte de los sensores 202 de luz se pueden examinar con guías 214 de luz fabricadas según sus especificaciones de producción. Con una o más de las dimensiones D=dc o D=de determinadas, se puede proporcionar el detector 200 según un diseño de producción. En el diseño de producción según un ejemplo, se puede proporcionar D=d1 en el intervalo de aproximadamente D=dc a aproximadamente D=de. En el diseño de producción según un ejemplo, se puede proporcionar D=d1 de modo que esté a aproximadamente la distancia del punto medio entre D=dc y D=De. En el diseño de producción según un ejemplo, se puede proporcionar D=d1 de modo que sea de aproximadamente D=dc. En el diseño de producción según un ejemplo, se puede proporcionar D=d1 de modo que sea de aproximadamente D=de. En los ejemplos descritos, la dimensión D puede proporcionarse para establecer una longitud Ac de onda crítica de modo que Ac esté dentro de un rango de longitudes de onda entre aproximadamente Aa y aproximadamente Ab, en donde las longitudes de onda más cortas que Ac se transmiten por la cavidad 210 de reacción y en donde las longitudes de onda más largas que Ac son canceladas por la cavidad 210 de reacción, en donde Aa es la longitud de onda central de la luz 101 de excitación y en donde Ab es la longitud de onda de la banda de detección más corta de la matriz 201 de sensores.
Con referencia al diagrama de coordinación de perfil espectral de la Figura 2, la luz 101 de excitación puede tener una longitud de onda central (pico) de aproximadamente 523 nm (Aa), y el detector 200 con sensores 202 de luz puede tener una banda de detección que comienza a aproximadamente 580 nm (longitud Ab de onda de banda de detección más corta). Por lo tanto, la cavidad 210 de reacción según un ejemplo, configurada de modo que tiene un índice de refracción adecuado, puede dimensionarse para permitir la entrada de energía de luz incidente a longitudes de onda de aproximadamente 523 nm y más cortas y puede dimensionarse para cancelar la energía de luz incidente a longitudes de onda de aproximadamente 580 nm y más largas. En el caso en el que el detector 200 sea de una configuración en donde D=d1 = Ac de modo que la distancia d1 es común con la longitud Ac de onda crítica, D puede dimensionarse según D = 550 nm para transmitir la luz 101 de excitación a la cavidad 210 de reacción y para cancelar longitudes de onda de rango de fluorescencia no deseadas según el diagrama de coordinación de perfil espectral de la Figura 2. Con la configuración descrita, la superficie 206 de detector puede dimensionarse para permitir la entrada de energía de luz incidente a longitudes de onda de aproximadamente 523 nm y más cortas y puede dimensionarse para cancelar la energía de luz incidente a longitudes de onda de aproximadamente 580 nm y más largas.
En la presente memoria se expone un método que incluye someter un detector de muestras de prueba según el detector 200 (que tiene una estructura 260 que define la superficie 206 de detector) para determinar la información que especifica una relación entre una dimensión, por ejemplo, D de la superficie 206 de detector y un efecto de cancelación de campo electromagnético (por ejemplo, que incluye información tal como dc, de y/u otra información relacionada con D a Ac) y en donde la fabricación de la estructura 260 que define una superficie 206 de detector incluye dimensionar, usando la información determinada, una cavidad 210 de reacción de la superficie 206 de detector para transmitir la luz 101 de excitación en una banda de longitud de onda de excitación de luz 101 de excitación (incluida en la longitud Aa de onda central (pico)) y cancelar la energía de luz incidente en la superficie 206 de detector en una banda de detección de la matriz 201 de sensores de luz.
Una forma tridimensional de la cavidad 210 de reacción puede ser cilíndrica o troncocónica en algunos ejemplos de manera que una sección transversal tomada a lo largo de un plano horizontal que se extiende hacia el interior de la página de la Figura 8 es circular. Un eje 268 longitudinal puede extenderse a través de un centro geométrico de la sección transversal. Sin embargo, pueden usarse otras geometrías en ejemplos alternativos. Por ejemplo, la sección transversal puede tener forma cuadrada u octogonal. Según un ejemplo, la estructura 250 de blindaje puede tener un espesor de aproximadamente 100 nm a aproximadamente 600 nm, la capa 256 de pasivación puede tener un espesor de aproximadamente 100 nm a aproximadamente 600 nm, la capa 256 de pasivación puede tener un espesor de aproximadamente 50 nm a aproximadamente 500 nm, la abertura 252 puede tener un diámetro de aproximadamente 700 nm a aproximadamente 1,5 pm, y la cavidad 210 de reacción si está presente puede tener una altura H de aproximadamente 50 nm a aproximadamente 500 nm.
Las Figuras 9 y 10 ilustran detalles adicionales de un ejemplo de detector 200 que tiene una o más características de reducción de ruido de rango de fluorescencia como se expone en la presente memoria.
Con referencia a las Figuras 9-10, se indica en la presente memoria una superficie 206 de detector para soportar sustancias biológicas o químicas; una matriz 201 de sensores que comprende sensores 202 de luz, y circuitos 246 para transmitir señales de datos basadas en fotones detectados por los sensores 202 de luz; una matriz 213 de guías que comprende guías 214; en donde las guías 214 de luz de la matriz 213 de guías reciben luz 101 de excitación y luz 501 de señal de emisiones desde la superficie 206 de detector, en donde las guías 214 de luz se extienden hacia los respectivos sensores 202 de luz de la matriz 201 de sensores y comprenden material de filtrado que bloquea la luz 101 de excitación y permite que la luz 501 de señal de emisiones que se irradia a partir de fluoróforos fluorescentes se propague hacia los respectivos sensores 202 de luz, en donde la superficie de detector incluye una cavidad 210 de reacción, comprendiendo la cavidad de reacción un índice de refracción y una dimensión para cancelar la energía de la luz de fondo incidente en la superficie de detector en una banda de detección de la matriz 201 de sensores.
El detector 200 puede incluir una matriz 201 de sensores de sensores 202 de luz, una matriz 213 de guías de guías 214 de luz, y una matriz 209 de reacción de las cavidades 210 de reacción. En determinados ejemplos, los componentes están dispuestos de manera que cada sensor 202 de luz se alinea con una única guía 214 de luz y una única cavidad 210 de reacción. Sin embargo, en otros ejemplos, un único sensor 202 de luz puede recibir fotones a través de más de una guía 214 de luz. En algunos ejemplos puede proporcionarse más de una guía de luz y/o una cavidad de reacción para cada sensor de luz de una matriz de sensores de luz. En algunos ejemplos puede proporcionarse más de una guía de luz y/o sensores de luz alineados con una cavidad de reacción de una matriz de cavidades de reacción. El término “ matriz” no incluye necesariamente todos y cada uno de los elementos de un determinado tipo que pueda tener el detector. Por ejemplo, la matriz de sensores de la fuente de luz puede no incluir todos y cada uno de los sensores de luz del detector 200. Como otro ejemplo, la matriz 213 de guías puede no incluir todas y cada una de las guías de luz del detector 200. Como otro ejemplo, la matriz 209 de reacción puede no incluir todas y cada una de las cavidades 210 de reacción del detector 200. Como tal, salvo que se indique explícitamente lo contrario, el término “ matriz” puede incluir o no incluir todos esos elementos del detector 200.
En el ejemplo ilustrado, la celda 282 de flujo está definida por la pared 284 lateral y una cubierta 288 de flujo que está soportada por la pared 284 lateral y otras paredes laterales (no mostradas). Las paredes laterales están acopladas a la superficie 206 de detector y se extienden entre la cubierta 288 de flujo y la superficie 206 de detector. En algunos ejemplos, las paredes laterales se forman a partir de una capa adhesiva curable que une la cubierta 288 de flujo al detector 200.
La celda 282 de flujo puede incluir una altura H1. Solo a manera de ejemplo, la altura H1 puede estar entre aproximadamente 50-400 pm o, más particularmente, aproximadamente 80-200 pm. La cubierta 288 de flujo puede incluir un material que puede transmitir la luz a la luz 101 de excitación que se propaga desde un exterior del conjunto 20 detector hasta el interior de la celda 282 de flujo.
Como también se muestra, la cubierta 288 de flujo puede definir las aberturas 289, 290 de entrada y salida que están configuradas para acoplarse fluídicamente a otras aberturas (no mostradas). Por ejemplo, las otras aberturas pueden ser de un cartucho (no mostrado) o una estación de trabajo (no mostrada).
El detector 200 tiene una superficie 206 de detector que puede funcionalizarse (por ejemplo, modificarse química o físicamente de una manera adecuada para realizar reacciones designadas). Por ejemplo, la superficie 206 de detector puede funcionalizarse y puede incluir una pluralidad de sitios de reacción que tienen una o más biomoléculas inmovilizadas en la misma. La superficie 206 de detector puede tener una matriz 209 de reacción de cavidades 210 de reacción. Cada una de las cavidades 210 de reacción puede incluir uno o más de los sitios de reacción. Las cavidades 210 de reacción pueden definirse, por ejemplo, mediante una hendidura o cambio en la profundidad a lo largo de la superficie 206 de detector. En otros ejemplos, la superficie 206 de detector puede ser plana.
La Figura 10 es una sección transversal ampliada del detector 200 que muestra varias características con mayor detalle. Más específicamente, la Figura 10 muestra un único sensor 202 de luz, una única guía 214 de luz para dirigir la luz 501 de señal de emisiones hacia el sensor 202 de luz, y circuitos 246 asociados para transmitir señales basándose en la luz 501 de señal de emisiones (por ejemplo, fotones) detectados por el sensor 202 de luz. Se entiende que los otros sensores 202 de luz de la matriz 201 de sensores (Figura 9) y los componentes asociados pueden configurarse de manera idéntica o similar. Sin embargo, también se entiende que no es necesario que el detector 200 se fabrique de manera idéntica o completamente uniforme. En cambio, uno o más sensores 202 de luz y/o componentes asociados pueden fabricarse de manera diferente o tener diferentes relaciones entre sí.
Los circuitos 246 pueden incluir elementos conductores interconectados (por ejemplo, conductores, trazas, vías, interconexiones, etc.) que son capaces de conducir corriente eléctrica, tal como la transmisión de señales de datos que se basan en fotones detectados. El detector 200 comprende un circuito integrado que tiene una matriz plana de los sensores 202 de luz. Los circuitos 246 formados dentro del detector 200 pueden configurarse para al menos una de las señales de lectura de los sensores 202 de luz después de un período de exposición (período de integración) en donde la carga se acumula en el sensor 202 de luz, amplificación de señal, digitalización, almacenamiento y procesamiento. Los circuitos 246 pueden recoger y analizar la luz 501 de señal de emisiones detectada y generar señales de datos para comunicar datos de detección a un sistema de bioensayo. Los circuitos 246 también pueden realizar un procesamiento adicional de señales analógicas y/o digitales en el detector 200. Los sensores 202 de luz pueden acoplarse eléctricamente a los circuitos 246 a través de las entradas 241-243.
El detector 200 según un ejemplo puede ser proporcionado por un detector de circuitos integrado en estado sólido tal como un detector de circuito integrado CMOS o un detector de circuito integrado CCD. El detector 200 según un ejemplo puede ser un chip de circuito integrado fabricado usando procesos de fabricación de circuitos integrados, tales como procesos de fabricación de semiconductores complementarios de óxido metálico (CMOS).
La resolución de la matriz 201 de sensores definida por los sensores 202 de luz puede ser mayor de aproximadamente 0,5 megapíxeles (Mpíxeles). En ejemplos más específicos, la resolución puede ser mayor de aproximadamente 5 Mpíxeles y, más particularmente, mayor de aproximadamente 14 Mpíxeles.
El detector 200 puede incluir una pluralidad de capas 231-237 apiladas que incluyen una capa 231 de sensor, que puede ser una capa de silicio. Las capas apiladas pueden incluir una pluralidad de capas 232-237 dieléctricas. En el ejemplo ilustrado, cada una de las capas 232-237 dieléctricas incluye elementos metálicos (p. ej., W (tungsteno), Cu (cobre) o Al (aluminio) y material dieléctrico, p. ej., SiO2. Se pueden usar diversos elementos metálicos y material dieléctrico, tales como los adecuados para la fabricación de circuitos integrados. Sin embargo, en otros ejemplos, una o más de las capas 232-237 dieléctricas pueden incluir solo material dieléctrico, tal como una o más capas de SiO2.
Con respecto al ejemplo específico de la Figura 10, las capas 232-237 dieléctricas pueden incluir capas de metalización que están marcadas como capas M1-M5 en la Figura 10. Como se muestra, las capas de metalización, M1-M5 pueden configurarse para formar al menos una parte de los circuitos 246.
En algunos ejemplos, el detector 200 incluye una estructura 250 de blindaje que tiene una o más capas que se extienden a través de una zona por encima de la capa M5 de metalización. En el ejemplo ilustrado, la estructura 250 de blindaje puede incluir un material que está configurado para bloquear, reflejar y/o atenuar significativamente las señales de luz que se propagan desde la celda 282 de flujo. Las señales de luz pueden ser la luz 101 de excitación y/o la luz 501 de señal de emisiones. A manera de ejemplo únicamente, la estructura 250 de blindaje puede comprender tungsteno (W). A manera de ejemplo específico únicamente, la luz 101 de excitación puede tener una longitud de onda central (pico) de aproximadamente 523 nm y la luz 501 de señal de emisiones puede incluir longitudes de onda de aproximadamente 570 nm y más largas (Figura 2).
Como se muestra en la Figura 10, la estructura 250 de blindaje puede incluir una abertura 252 a través de la misma. La estructura 250 de blindaje puede incluir una matriz de dichas aberturas 252. La abertura 252 está dimensionada para permitir que la luz de emisión de señales se propague a la guía 214 de luz. El detector 200 también puede incluir una capa 256 de pasivación que se extiende a lo largo de la estructura 250 de blindaje y a través de las aberturas 252. El detector 200 también puede incluir una capa 258 de pasivación que comprende la superficie 206 de detector que se extiende a lo largo de la capa 256 de pasivación y a través de las aberturas 252. La estructura 250 de blindaje puede extenderse sobre las aberturas 252, cubriendo de este modo directa o indirectamente las aberturas 252. La capa 256 de pasivación y la capa 258 de pasivación pueden configurarse para proteger las capas de menor elevación y la estructura 250 de blindaje frente al entorno fluídico de la celda 282 de flujo. Según un ejemplo, la capa 256 de pasivación está formada por SiN o similar. Según un ejemplo, la capa 258 de pasivación está formada por pentóxido de tántalo (Ta2O5) o similar. La estructura 260 que tiene una capa 256 de pasivación y una capa 258 de pasivación pueden definir la superficie 206 de detector que tiene las cavidades 210 de reacción. La estructura 260 que define la superficie 206 de detector puede tener cualquier número de capas tales como una capa N.
La estructura 260 puede definir una superficie sólida (es decir, la superficie 206 de detector) que permite que las biomoléculas u otros analitos de interés se inmovilizen sobre la misma. Por ejemplo, cada uno de los sitios de reacción de una cavidad 210 de reacción puede incluir un agrupamiento de biomoléculas que se inmovilizan en la superficie 206 de detector de la capa 258 de pasivación. Por lo tanto, la capa 258 de pasivación puede formarse a partir de un material que permita que los sitios de reacción de las cavidades 210 de reacción se inmovilizen sobre el mismo. La capa 258 de pasivación también puede comprender un material que sea al menos transparente a una luz fluorescente deseada. La capa 258 de pasivación puede modificarse física o químicamente para facilitar la inmovilización de las biomoléculas y/o para facilitar la detección de la luz 501 de señal de emisiones.
En el ejemplo ilustrado, una parte de la capa 256 de pasivación se extiende a lo largo de la estructura 250 de blindaje y una parte de la capa 256 de pasivación se extiende directamente a lo largo del material de filtrado que define la guía 214 de luz. La cavidad 210 de reacción puede alinearse con y formarse directamente sobre la guía 214 de luz. Según un ejemplo, cada una de las cavidades 210 de reacción y la guía 214 de luz pueden tener centros geométricos centrados sobre el eje 268 longitudinal.
Como se indica en la presente memoria en relación con la Figura 8, la superficie 206 de detector se puede dimensionar de modo que la energía luminosa incidente en la superficie 206 de detector en un rango de fluorescencia pueda cancelarse mediante la acción de campos electromagnéticos inducidos. Según un ejemplo, la estructura 250 de blindaje puede tener un espesor de aproximadamente 100 nm a aproximadamente 600 nm, la capa 256 de pasivación puede tener un espesor de aproximadamente 100 nm a aproximadamente 600 nm, la capa 256 de pasivación puede tener un espesor de aproximadamente 50 nm a aproximadamente 500 nm, la abertura 252 puede tener un diámetro de aproximadamente 700 nm a aproximadamente 1,5 pm, y la cavidad 210 de reacción si está presente puede tener una altura de aproximadamente 50 nm a aproximadamente 500 nm.
En algunos casos, antes de que la capa 256 de pasivación se deposite a lo largo de la estructura 250 de blindaje, y antes de una deposición de la estructura 250 de blindaje, una cavidad definida por las paredes 254 laterales se puede formar el apilamiento dieléctrico definido por las capas 232-237 dieléctricas. Por ejemplo, el apilamiento dieléctrico definido por las capas 232-237 dieléctricas se puede grabar para formar un conjunto de cavidades definidas por las paredes 254 laterales, en donde se forma una cavidad para cada sensor 202 de luz de la matriz 201 de sensores de luz. En ejemplos particulares, una cavidad definida por las paredes 254 laterales es un espacio verticalmente alargado que se extiende desde cerca de la abertura 252 hacia el sensor 202 de luz.
La cavidad puede extenderse verticalmente a lo largo del eje 268 longitudinal. Una forma tridimensional de cavidad definida por las paredes 254 laterales puede ser cilíndrica o troncocónica en algunos ejemplos de manera que una sección transversal tomada a lo largo de un plano horizontal que se extiende hacia el interior de la página de la Figura 10 sea circular. El eje 268 longitudinal puede extenderse a través de un centro geométrico de la sección transversal. Sin embargo, pueden usarse otras geometrías en ejemplos alternativos. Por ejemplo, la sección transversal puede tener forma cuadrada u octogonal. Según un ejemplo, el eje 268 longitudinal que es el eje longitudinal de la guía 214 de luz puede extenderse a través de un centro geométrico del sensor 202 de luz y la cavidad 210 de reacción.
El material de filtrado que define la guía 214 de luz puede depositarse dentro de la cavidad definida por las paredes 254 laterales después de haberse formado la cavidad definida por las paredes 254 laterales. Para la fabricación de la guía 214 de luz según un ejemplo, las moléculas de colorante en forma de polvo, por ejemplo, que tienen extintor de emisión de fotones, pueden disolverse con un disolvente y añadirse a un aglutinante polimérico líquido para formar una matriz líquida homogénea que tiene moléculas de colorante y moléculas de polímero. Según un ejemplo, las moléculas de colorante en forma de polvo pueden ser partículas de colorante de complejo metálico.
La matriz líquida homogénea puede depositarse en una cavidad de apilamiento dieléctrico del detector 200 y evaporarse para formar un material de filtrado que comprende un colorante sólido y una matriz polimérica en donde las moléculas de colorante se suspenden dentro de una matriz de moléculas de aglutinante polimérico. El aglutinante polimérico homogéneo y el material de filtrado de matriz de colorante se pueden depositar en la cavidad definida por las paredes 254 laterales, usando, por ejemplo, deposición química de vapor (CVD), deposición física de vapor (PVD). El depósito puede realizarse para sobrellenar la cavidad definida por las paredes 254 laterales con material de filtrado y a continuación someterla a la formación de un patrón tal como mediante planarización o ataque químico para reducir la elevación del material de filtrado que define la guía 214 de luz. Un material de filtrado para formar la guía 214 de luz según un ejemplo puede incluir moléculas de colorante de complejo metálico suspendidas en una matriz de moléculas de aglutinante polimérico.
El material de filtrado puede formar (p. ej., después del curado) una guía 214 de luz. La guía 214 de luz puede configurarse para bloquear la luz 101 de excitación y permitir que la luz 501 de señal de emisiones (Figura 1) se propague a través del mismo hacia el sensor 202 de luz correspondiente. La guía 214 de luz puede estar formada por el material de filtrado descrito en referencia a las Figuras 2-7 en la presente memoria. El material de filtrado puede incluir una matriz homogénea de colorante y aglutinante polimérico, en donde el colorante puede incluir un extintor de emisión de fotones y, según un ejemplo, se proporciona mediante un colorante de complejo metálico. El colorante y la matriz polimérica según un ejemplo pueden incluir una concentración en peso en el intervalo de aproximadamente 70:30 de colorante a polímero a aproximadamente 90:10 de colorante a polímero. La mezcla de material de filtrado puede tener una relación molecular de aproximadamente 1 molécula de colorante a aproximadamente 100 moléculas de polímero.
La guía 214 de luz puede configurarse con respecto al material circundante del apilamiento dieléctrico definido por las capas 231 -237 dieléctricas para formar una estructura de guiado de la luz. Por ejemplo, la guía 214 de luz puede tener un índice de refracción de al menos aproximadamente 2,0, de modo que la energía de la luz que se propaga a través de la guía de luz se refleja en una interfaz entre la guía 214 de luz y el apilamiento dieléctrico circundante definido por las capas 231-237 dieléctricas. En determinados ejemplos, la guía 214 de luz está configurada de tal manera que la densidad óptica (DO) o la absorbancia de la luz 101 de excitación es al menos aproximadamente 4 DO. Más específicamente, el material de filtrado se puede seleccionar y la guía 214 de luz se puede dimensionar para lograr al menos 4 DO. En ejemplos más particulares, la guía 214 de luz puede configurarse para lograr al menos aproximadamente 5 DO o al menos aproximadamente 6 DO. En ejemplos más particulares, la guía 214 de luz puede configurarse para lograr al menos aproximadamente 5 DO o al menos aproximadamente 6 DO. Otras características del detector 200 pueden configurarse para reducir la diafonía eléctrica y óptica.
Debe tenerse en cuenta que todas las combinaciones de los conceptos anteriores y conceptos adicionales descritos en mayor detalle a continuación (siempre que tales conceptos no sean mutuamente contradictorios) se contemplan como parte del objeto descrito en la presente memoria. En particular, todas las combinaciones del objeto de las reivindicaciones que aparecen al final de esta descripción se contemplan como parte del objeto descrito en la presente memoria. También debe apreciarse que a la terminología empleada explícitamente en la presente memoria que también puede aparecer en cualquier descripción a la que se hace referencia en esta descripción debería otorgarse un significado muy en consonancia con los conceptos específicos descritos en la presente memoria.
Esta descripción escrita utiliza ejemplos para describir el objeto, y también para permitir a cualquier persona experta en la técnica poner en práctica el objeto, incluida la fabricación y el uso de todos los dispositivos o sistema y realizar cualquier método incorporado. El alcance patentable del objeto queda definido por las reivindicaciones, y puede incluir otros ejemplos que los expertos en la técnica puedan concebir. Se pretende que dichos otros ejemplos estén dentro del alcance de las reivindicaciones si tienen elementos estructurales que no difieran del lenguaje literal de las reivindicaciones.
Debe entenderse que la descripción anterior pretende ser ilustrativa y no restrictiva. Dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas, los ejemplos descritos anteriormente (y/o aspectos de los mismos) pueden usarse en combinación entre sí. Además, se pueden realizar muchas modificaciones para adaptar una situación o material en particular a las enseñanzas de los diversos ejemplos sin apartarse del alcance definido por las reivindicaciones adjuntas. Aunque las dimensiones y tipos de materiales descritos en la presente memoria están destinados a definir los parámetros de los diversos ejemplos, no son limitantes en modo alguno y son simplemente ilustrativos. Muchos otros ejemplos resultarán evidentes para los expertos en la técnica tras revisar la descripción anterior. El alcance de los diversos ejemplos se determina con referencia a las reivindicaciones adjuntas. En las reivindicaciones adjuntas, las expresiones “que incluye” y “en el(la) que” se usan como equivalentes del lenguaje corriente de los términos respectivos “que comprende” y “en donde” . Además, en las siguientes reivindicaciones, los términos “primero” , “segundo” y “tercero” , etc., se usan simplemente como etiquetas, y no pretenden imponer requisitos numéricos sobre sus objetos. Las formas de expresión “basado en” en la presente memoria abarcan relaciones en las que se fundamente parcialmente un elemento, así como relaciones en las que un elemento está completamente fundamentado. Las formas del término “definido” abarcan relaciones en las que un elemento está parcialmente definido, así como relaciones en las que un elemento está completamente definido. Debe entenderse que no necesariamente todos estos objetos o ventajas descritos anteriormente pueden lograrse según cualquier ejemplo en particular. Por lo tanto, por ejemplo, los expertos en la técnica reconocerán que los sistemas y técnicas descritos en la presente memoria pueden incorporarse o llevarse a cabo de una manera que logre u optimice una ventaja o grupo de ventajas como se enseña en la presente memoria sin obtenerse necesariamente otros objetos o ventajas como se puede enseñar o sugerir en la presente memoria.
Aunque el objeto se ha descrito en detalle en relación con solo un número limitado de ejemplos, debe entenderse fácilmente que el objeto no se limita a tales ejemplos descritos. Más bien, el objeto puede modificarse para incorporar cualquier número de variaciones, alteraciones, sustituciones o disposiciones equivalentes no descritas hasta ahora, pero que sean acordes al alcance definido por las reivindicaciones adjuntas. De forma adicional, aunque se han descrito diversos ejemplos del objeto, debe entenderse que algunos aspectos de la descripción pueden incluir solo algunos de los ejemplos descritos. Además, aunque algunos ejemplos se describen como incluyentes de un determinado número de elementos, se entenderá que el objeto puede llevarse a la práctica con una cantidad menor o mayor que el determinado número de elementos. En consecuencian, el objeto no debe considerarse limitado por la descripción anterior, sino que solo está limitado por el alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un dispositivo que comprende:
una estructura que define una superficie (206) de detector configurada para soportar muestras (502) biológicas o químicas;
una matriz (201) de sensores que comprende sensores (202) de luz y circuitos para transmitir señales usando fotones detectados por los sensores (202) de luz; y
una matriz (213) de guías que comprende guías (214) de luz;
en donde las guías (214) de luz de la matriz de guías están dispuestas para recibir luz (101) de excitación y luz (501) de señal de emisiones desde la superficie (206) de detector, en donde las guías (214) de luz se extienden hacia los sensores (202) de luz respectivos de la matriz (201) de sensores y comprenden material de filtrado que bloquea la luz (101) de excitación y permite que la luz (501) de señal de emisiones se propague hacia los sensores (202) de luz respectivos,
caracterizado porque el material de filtrado comprende un colorante de tipo complejo metálico, siendo el colorante de complejo metálico un complejo de colorante de metal de transición que comprende al menos un colorante y un extintor de emisión de fotones que puede utilizarse para extinguir las emisiones de fotones del al menos un colorante.
2. El dispositivo de la reivindicación 1, en donde el material de filtrado comprende una matriz de aglutinante polimérico, y en donde el colorante de complejo metálico está suspendido en la
matriz de aglutinante polimérico.
3. El dispositivo de la reivindicación 1, en donde el material de filtrado comprende una matriz homogénea
del colorante de complejo metálico y un aglutinante polimérico y en donde la matriz homogénea comprende una relación de concentración en peso de colorante de complejo metálico a aglutinante polimérico en el intervalo de aproximadamente 70:30 a aproximadamente 90:10; y/o en donde el material de filtrado comprende un contraión asociado al colorante de complejo metálico, opcionalmente en donde el contraión comprende una alquilamina, además opcionalmente, en donde la alquilamina comprende al menos un grupo hidrocarbonado de al menos cuatro átomos de carbono.
4. El dispositivo de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la superficie de detector incluye una cavidad (210) de reacción para soportar una muestra (502) biológica o química, en donde la cavidad (210) de reacción comprende un índice de refracción y dimensión para cancelar la radiación de fondo en una banda de detección de la matriz (201) de sensores.
5. El dispositivo de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el extintor de emisión de fotones tiene un
perfil espectral de absorción que se superpone a un perfil espectral de emisiones de fluorescencia del al menos un colorante.
6. El dispositivo de la reivindicación 1, en donde el colorante de complejo metálico es un colorante no radiante, en donde el extintor de emisión de fotones cuando se produce la excitación del al menos un colorante puede utilizarse para extinguir las emisiones de fotones del al menos un colorante de modo que un retorno al estado fundamental está acompañado de emisión de fonones y liberación de energía térmica, dando lugar el colorante de complejo metálico a una fluorescencia que no es autofluorescencia del material de filtrado.
7. Un método que comprende:
proporcionar un matriz (201) de sensores que comprende sensores (202) de luz;
fabricar circuitos (246) para transmitir señales de datos utilizando fotones detectados por la matriz (201) de sensores caracterizado porque el método comprende además formar cavidades para una matriz de cavidades de guía, estando alineadas las cavidades con y dispuestas por encima de los respectivos sensores (202) de luz de la matriz (201) de sensores; depositar material de filtrado que define guías (214) de luz dentro de las cavidades de guía de la matriz de cavidades de guía, en donde el material de filtrado comprende una matriz de aglutinante polimérico y un colorante de complejo metálico suspendido en la matriz de aglutinante polimérico, en donde el colorante de complejo metálico es un complejo de colorante de metal de transición, comprendiendo el complejo de colorante de metal de transición al menos un colorante y un extintor de emisión de fotones que puede utilizarse para extinguir las emisiones de fotones del al menos un colorante; y
fabricar una estructura (260) que define una superficie (206) de detector para soportar muestras (502) biológicas o químicas, en donde la fabricación de la estructura (260) que define la superficie (206) de detector incluye fabricar la estructura (260) que define la superficie (206) de detector por encima de las cavidades de la matriz de cavidades de guía y los sensores (202) de luz de la matriz (201) de sensores.
8. El método de la reivindicación 7, en donde la deposición de material de filtrado comprende usar deposición química de vapor, y en donde después de la deposición, el material de filtrado depositado se somete a procesamiento usando uno o más de ataque químico y planarización.
9. El método de la reivindicación 7 o la reivindicación 8, en donde la fabricación de los circuitos (246) incluye
el uso de tecnología de fabricación de semiconductor de óxido metálico complementario CMOS.
10. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, en donde el material de filtrado comprende una matriz homogénea del colorante de complejo metálico y el aglutinante polimérico.
11. El método de la reivindicación 10, en donde la matriz homogénea comprende una relación de concentración en peso de colorante de complejo metálico a aglutinante polimérico en el intervalo de aproximadamente 70:30 a aproximadamente 90:10.
12. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 11, en donde el material de filtrado comprende un contraión asociado al colorante de complejo metálico.
13. El método de la reivindicación 12, en donde el contraión comprende una alquilamina, opcionalmente en donde la alquilamina comprende al menos un grupo hidrocarbonado de al menos cuatro átomos de carbono.
14. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 13, en donde la fabricación de una estructura (260) que define una superficie (206) de soporte de muestra comprende formar una cavidad (210) de reacción definida en la superficie (206) de soporte de muestra, en donde la formación incluye configurar la cavidad (210) de reacción de modo que en base a un índice de refracción de la superficie (206) de detector y una característica dimensional de la cavidad (210) de reacción, un campo electromagnético inducido que se irradia desde la superficie (206) de detector cancela la energía de luz de fondo incidente sobre la superficie (206) de detector en una banda de longitud de onda de detección de la matriz (201) de sensores.
15. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 14, en donde el método incluye
fabricar uno o más detectores de muestras de prueba según el método de una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 14 y
someter a prueba uno o más de los detectores de muestras de prueba para determinar información que relaciona una dimensión de una superficie (206) de detector con un efecto de cancelación de campo electromagnético y en donde la fabricación de la estructura (260) que define una superficie (206) de detector incluye dimensionar, usando la información determinada, un cavidad (210) de reacción de la superficie (206) de detector para cancelar la energía luminosa incidente en la superficie de detector en una banda de detección de la matriz (201) de sensores de luz.
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