(57)【要約】一例において、装置は、マイクロ流体噴射器によってその表面にマイクロドットが堆積された表面増強基板を含む。マイクロドットは、所定の濃度の分析対象物を含む。【選択図】図９
2022500625.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分析チップの表面増強基板上にマイクロドットを堆積させ、前記マイクロドットが、所定の濃度の分析対象物を含んでおり、
前記マイクロドットを電磁放射線の励起ビームで探査し、
前記マイクロドットから放出された放射線を検出し、
前記励起ビームと比較した前記放出された放射線のスペクトル内容に基づいて、前記分析対象物に関する前記分析チップの検量線を生成すること
を含む、方法。
【請求項２】
前記分析チップ上に目標分析対象物を分配し、前記目標分析対象物の分光測定を実施し、前記分光測定を前記検量線と比較することによって前記目標分析対象物の濃度を判定することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
異なる所定の濃度の前記分析対象物を含む複数のマイクロドットを堆積させ、前記検量線に基づいて前記分析チップの前記分析対象物の飽和点を推定することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
異なる所定の濃度の前記分析対象物を含む複数のマイクロドットを堆積させ、前記検量線をサンプリングして、前記表面増強基板の結合容量を推定することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記マイクロドットをレーザー処理することを含み、前記分析対象物は、分解性分子を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
マイクロ流体噴射器によってその表面上にマイクロドットが堆積された表面増強基板を含む装置であって、前記マイクロドットが所定の濃度の分析対象物を含む、装置。
【請求項７】
前記マイクロドットが、前記表面増強基板の所定の較正領域に堆積されている、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記表面増強基板は、前記所定の濃度の前記分析対象物を含む複数のマイクロドットを含む、請求項６に記載の装置。
【請求項９】
前記表面増強基板は、異なる所定の濃度の前記分析対象物を含む複数のマイクロドットを含む、請求項６に記載の装置。
【請求項１０】
前記マイクロドットは、前記表面増強基板の縁に沿って堆積されている、請求項６に記載の装置。
【請求項１１】
前記表面増強基板は、異なる所定の濃度の複数の分析対象物を含む複数のマイクロドットを含む、請求項６に記載の装置。
【請求項１２】
前記マイクロドットは、前記表面増強基板の本体部に結合された独立した較正表面を含む前記表面増強基板の所定の較正領域に堆積されている、請求項６に記載の装置。
【請求項１３】
前記マイクロドットは、前記表面増強基板の本体部に結合された独立した較正表面を含む前記表面増強基板の複数の所定の較正領域に堆積されている、請求項６に記載の装置。
【請求項１４】
前記マイクロドットは、前記表面増強基板の本体部に結合された破壊可能な独立した較正表面を含む前記表面増強基板の所定の較正領域に堆積されている、請求項６に記載の装置。
【請求項１５】
前記分析対象物は、レーザー処理される分解性分子を含む、請求項６に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
センサーは、コロイド凝集、電気化学的に粗面化された金属表面、又はナノインプリントリソグラフィなどの手法で製造される場合がある。例えば、ナノインプリントリソグラフィは、インプリントレジストの機械的変形とその後のプロセスによってパターンを形成する。インプリントレジストは、通常、インプリント中に熱又は紫外線（ＵＶ）光によって硬化されるモノマー又はポリマー配合物である。
【図面の簡単な説明】
【０００２】
本出願の技術の様々な特徴は、添付の図面を参照して作成された例としてのみ与えられる種々の例の以下の説明から明らかになるであろう。
【図１】分析チップ上にマイクロドットを堆積させ、分析するための例示的システムの側面図である。
【図２】例による、レーザーが検出器に戻る光でコリニア照明を提供する別のシステムを示す図である。
【図３】可倒式ナノピラーを有する例示的センサー上に堆積された種々のマイクロドットを示す、上面図及び２つの分解側面図である。
【図４Ａ】例による、単一ドットパターンを示す図である。
【図４Ｂ】例による、マルチドットパターンを示す図である。
【図４Ｃ】例による、多濃度マルチドットパターンを示す図である。
【図４Ｄ】例による、多分析対象物パターンを示す図である。
【図４Ｅ】例による、マルチドット多分析対象物パターンを示す図である。
【図４Ｆ】例による、多濃度多分析対象物パターンを示す図である。
【図４Ｇ】例による、エッジパターンを示す図である。
【図４Ｈ】例による、組み合わせパターンを示す図である。
【図５Ａ】例による、較正用の独立した領域を示す図である。
【図５Ｂ】例による、較正用の複数の独立した領域を示す図である。
【図５Ｃ】例による、レーザー処理可能な較正領域を示す図である。
【図５Ｄ】例による、較正用の取り外し可能領域を示す図である。
【図６】検量線（「較正曲線」とも呼ばれる。以下同じ）を生成するための例示的方法を示す概略図である。
【図７】検量線を生成するための別の例示的方法を示す概略図である。
【図８】欠陥のあるセンサーを除外すべくセンサー性能アッセイを実施するための例示的方法を示す概略図である。
【図９】推定性能に基づいてセンサーを選別するための例示的方法を示す概略図である。
【図１０】例による、検量線を生成し、スペクトル内容の分析を実施するための例示的コントローラを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００３】
［詳細な説明］
センサーは、コロイド凝集、電気化学的に粗面化された金属表面、又はナノインプリントリソグラフィなどの手法で製造される場合がある。しかしながら、製造されたセンサーのセンサー間のばらつきにより、これらのセンサーを用いた作業は、困難でコストがかかる場合がある。例えば、製造されたかなりの数のセンサーは、性能しきい値を満たさない場合がある。そのため、出荷された多くのセンサーは、後で品質が不足していることが判明し、廃棄されることがある。さらに、出荷後にセンサーのテストに使用される分析対象物は、製造時の小さな不規則性に起因して、センサー間で異なる振る舞いをする場合がある。したがって、様々な分析対象物を使用してセンサーで実施された種々のアッセイの結果を定量化することは、難しい場合がある。
【０００４】
本明細書に記載されているものは、分析対象物を含む堆積されたマイクロドットを使用して分析チップ上でアッセイを実施するための技術である。本明細書で使用される場合、マイクロドットは、テストされる物体の表面全体よりも少ない範囲を覆う分析対象物の堆積物を指している。例えば、マイクロドットは、２０ピコリットル（ｐＬ）から１００ナノリットル（ｎＬ）までの間の分配された体積の分析対象物を含む堆積された材料の領域である場合がある。一部の例では、２０ｐＬの液滴が、約５０マイクロメートルの直径を有するマイクロドットを形成する。本明細書で使用される場合、分析対象物は、分析チップの分光分析に適した任意の物質を指している。分析対象物は、分子であってもよいし、複数の分子の混合物であってもよい。
【０００５】
本技術によれば、分析チップを出荷前にテストすることが可能となり、分析対象物を使用した後続のアッセイの定量化が可能となる検量線が得られる。さらに、本技術は、検量線の生成に使用されるマイクロドットがその後のアッセイに影響を与えないような最小面積の使用、及び、分析チップ上のマイクロドットの様々な構成を含む。様々な例において、本明細書に記載された技術は、表面増強基板の較正のために、センサー領域の１０％未満、センサー領域の約５％未満、センサー領域の約２％未満、又はそれ以下を使用する。
【０００６】
本明細書に記載された技術によれば、さらに、所望の応用事例で目標とされる場合がある一定範囲の分析対象物を用いてサンプリングすることによってセンサー性能を直接較正する能力が可能となり、したがって、表面結合効率のような作用が考慮される。本明細書に記載された技術は、追加の複雑な製造ステップを導入することなく、ほとんど如何なる表面増強プラズモン基板にも適用することができる。また、本明細書に記載された技術を種々の自動光学解析技術と組み合わせることで、同じ基板上で複数の測定を実施することもできる。最後に、本技術は、特定の分析対象物を使用してセンサーでアッセイを実施するときに使用されることになる検量線を生成することによって定量化を改善する。
【０００７】
図１は、例による、分析チップ上にマイクロドットを堆積させ、分析するための例示的システム１００を示す側面図である。システム１００は、マイクロドットを堆積させるためのマイクロ流体噴射器アレイ１０２と、マイクロドットを有するセンサー１０６の単一の点スペクトル又はハイパースペクトル画像を収集するための分光計のような光学機器を含む検出器１０４とを有している。一部の例では、マイクロ流体噴射器アレイ１０２は、サーマルインクジェット（ＴＩＪ）ディスペンスヘッドである。検出器１０４は、撮像システムであっても、マルチチャネル分光光度計であってもよく、又は任意数の他の光学センサーであってもよい。検出器１０４は、センサー１０６のうちの１つから到着する光１０８を処理し、光１０８を検出器１０４に集束させるために使用される。
【０００８】
本明細書に記載されるように、一部の例では、マイクロ流体噴射器アレイ１０２のマイクロ流体噴射器は、熱抵抗を使用して、加熱によりノズルから流体１０９を押し出す気泡を生成することによって、ノズルから流体１０９を吐出する。他の例では、マイクロ流体噴射器は、圧電セルを使用して、ノズルから流体１９０を押し出す。
【０００９】
検出器１０４は、入射光１０８を検出器アレイに集束させるためのレンズ、フィルタ、回折格子、及び他のデバイスを含む場合がある。一部の例では、検出器１０４は、光１０８のうちの狭い周波数帯域が検出器１０４の分光計内の検出器要素に到達することを可能にするモノクロメータを含む。様々な例において、モノクロメータは、動作中に光１０８の異なる周波数に調節される。他の例では、検出器１０４は、入射光１０８を異なるチャネルに分割し、各光が検出器１０４内の異なるセンサーに送られ、入射光１０８のマルチスペクトル分析を可能にする。様々な例において、検出器１０４は、明視野、暗視野、蛍光、ハイパースペクトル、及び他の光学分析の実施に使用される。本明細書で使用されるように、ハイパースペクトル分析システムは、複数の周波数の光を使用して画像を分析する。
【００１０】
集束レンズ１１０は、センサー１０６から来る光１０８を検出器１０４に集束させるために使用される。集束レンズ１１０は、単一のレンズであっても、一群のレンズであってもよく、又は他の光学装置であってもよい。一例では、集束レンズ１１０は、フレネルレンズであり、大幅な複雑さを追加することなく広域レンズを提供する。他の例では、集束レンズ１１０は、光学システムと一体化され、顕微鏡対物レンズのような複数の要素を含む。一部の例では、集束レンズは、４倍以上の倍率を提供することができる。
【００１１】
ステージ１１２を移動させることで、マルチセンサーウェーハ上の個々のセンサー１０６、一組の個々のセンサー、又はそれらの任意の組み合わせのような異なるセンサー１０６を、マイクロ流体噴射器アレイ１０２の下に配置することができる。一部の例では、ステージ１１２は、マルチセンサーウェーハ上のあるｘ−ｙ−ｚグリッドにある複数のセンサー１０６のうちの何れかを移動させることができるｘ−ｙ−ｚ移動ステージ、すなわち、ｘ−ｙ−ｚステージである。他の例では、ステージ１１２は、マイクロ流体噴射器アレイ（ＭＦＡ）１０２内のあるマイクロ流体噴射器の下でセンサー１０６を移動させ、それらの表面にマイクロドットを堆積させることができる直線移動ステージである。ステージ１１２は、ＭＦＡ１０２の下の異なる位置のセンサー１０６を動かしてマイクロドットを堆積させることにも使用される場合がある。
【００１２】
センサー１０６は、任意数の異なる技術を使用して照明される場合がある。例えば、検出器１０４は、図２に関して説明されるようなコリニア照明システムを含む場合がある。一部の例では、光源は、レーザーフォトダイオードのようなレーザーである。
【００１３】
リザーバ１１４は、マイクロ流体噴射器アレイ１０２から吐出される流体１０９を保持している。一例では、流体１９０は、分析対象物を含む。別の例では、リザーバ１１４は、分子、粒子、又は細胞のような関心のある物質を含む流体１０９を保持している。例えば、関心のある物質は、分析対象物である場合がある。リザーバ１１４は、チャンバー１１６に供給し、チャンバー１１６は、マイクロ流体噴射器アレイ１０２に供給する。一例では、チャンバー１１６は、約６ｍｍのサイズを有し、マイクロ流体噴射器アレイ１０２のノズルに流体的に結合されている。
【００１４】
リザーバ１１４、チャンバー１１６、マイクロ流体噴射器アレイ１０２、及びステージ１１２は、単一の物質隔離ユニットを形成することができる。物質隔離ユニットは、個々の部品から組み立てられてもよいし、取り扱いを容易にするために、単一の一体型ユニットとして作られてもよい。
【００１５】
システム１００は、画像データリンク１２０を介して検出器１０４に結合されたコントローラ１１８を含む。コントローラ１１８は、カメラ１０４からの画像を分析することで、センサー１０６上の種々のマイクロドットからの（例えば、分子又は粒子、分子などからの）目標放射線を識別することができる。コントローラ１１８は、制御リンク１２２を介して、マイクロ流体噴射器アレイ１０２の種々のマイクロ流体噴射器や、ステージ１１２を制御するモーターにも結合されている。
【００１６】
一例では、コントローラ１１８は、マイクロ流体噴射器アレイ１０２内のマイクロ流体噴射器を発射させる。次に、コントローラ１１８は、ステージ１１２を動かして、センサー１０６を検出器１０４の下に配置し、その後、検出器１０４にセンサー１０６を分析させることができる。ステージ１１２は、センサー１０６のそれぞれの較正領域への堆積が可能となるように移動される場合がある。例えば、較正領域は、マイクロドットを堆積させるために予約された所定の較正領域のようなセンサー１０６の表面の小部分であってもよい。一部の例では、較正領域は、図５に示され、説明されるような、センサー１０６の側面に結合された独立した較正表面であってもよく、取り外し可能であってもよい。
【００１７】
別の例では、コントローラ１１８がセンサー１０６からの目標放射線を検出すると、コントローラ１１８は、ステージ１１２のモーターを使用して、後続のセンサー１０６をカメラ１０４による分析のために範囲内に移動させる。次に、コントローラ１１８は、マイクロ流体噴射器１０２を作動させ、その後分析される別のセンサー１０６上にマイクロドットを吐出させる。次に、コントローラ１１８は、別のセンサー１０６を移動させ、同様の形で、そこにマイクロドットを堆積させ、それを検出器１０４に分析させる。
【００１８】
検出器１０４は、マイクロ流体噴射器アレイ１０２内の材料を探査するために使用される光学デバイスを含む。様々な例において、光学デバイスは、分光計、顕微鏡、蛍光光度計、粒子サイズ分析器、画像認識システム、又はそれらの組み合わせである。検出器１０４の分析手順については、図２を参照してさらに詳しく説明される。コントローラ１１８については、図１０を参照してさらに詳しく説明される。
【００１９】
図１のブロック図は、例示的システム１００が図１に示したすべての構成要素を含むことを示すことを意図するものではない。さらに、システム１００は、特定の実施形態の詳細によっては、図１に示されていない任意数の追加のコンポーネントを含む場合がある。例えば、システム１００は、追加のセンサー１０６、光源、リザーバ１１４、検出器１０４などを含む場合がある。
【００２０】
図２は、例による、レーザー２０２が検出器１０４に戻る光１０８でコリニア照明を提供する別のシステム２００を示す図である。同様の符号が付された項目については、図１を参照して説明したとおりである。この例では、検出器１０４は、照明光２０４の光源を提供するレーザー２０２を含む。検出器１０４は、ラインフィルタ２０６、反射面２０８、及び反射面２１０をさらに含む。ラインフィルタ２０６は、特定の波長を中心とする狭帯域通過フィルタであってもよい。一部の例では、反射面２０８は、部分的に銀メッキされたミラー又はプリズム、あるいは別のタイプのビームスプリッタであって、レーザー２０２からの照明光２０４を、集束レンズ１１０を通してステージ１１２へと導き、センサー１０６を照明する。一部の例では、レーザー２０２は、代替的に、任意数の照明光光源を含むことができるコリニア光源であってもよい。一例では、コリニア光源２０２は、発光ダイオードのアレイを含む。図２の例では、コリニア光源は、レーザー２０２と集束レンズ１１０のような光学素子である。集束レンズ１１０は、照明光２０４のビームを拡大し、入射光１０８のビームを光学システム２０２に直線的に差し向けることができる。
【００２１】
センサー１０６から戻る入射光１０８は、反射面２１０、２０８で跳ね返り、エッジフィルタ２１１を通り、その後、反射面２１２で跳ね返って、集束レンズ２１４に到達する。集束レンズ２１４は、入射光１０８を検出器アレイ２１６に集束させる。検出器１０４が受け取る光１０８の量を増やすために、レーザー２０２とセンサー１０６との間や、センサー１０６と検出器アレイ２１６との間に、種々のフィルタが配置されてもよい。一例では、フィルタは、励起帯域における、約７８５ｎｍの波長を中心とする５ナノメートル（ｎｍ）のバンドパスフィルタのようなラインフィルタ２０６と、発光帯域における、約８００ｎｍのカットオフ波長を有するローパスエッジフィルタのようなエッジフィルタ２１１である。反射面２０８は、レーザー２０２からのある帯域の照明光２０４は通過させるが、入射光１０８は反射するダイクロイックフィルタを含む場合がある。別の例では、フィルタ２０８は、互いに垂直に配置された偏光フィルタである。
【００２２】
図２のブロック図は、例示的システム２００が図２に示したすべての構成要素を含むことを示すことを意図するものではない。さらに、システム２００は、特定の実施形態の詳細によっては、図２に示されていない任意数の追加のコンポーネントを含む場合がある。例えば、システム２００は、追加のセンサー１０６、光源２０２、反射光学素子、フィルタ２０６、アパーチャ、リザーバ１１４、検出器１０４などを含む場合がある。
【００２３】
図３は、部分的に分析対象物３０８で覆われ、基板３１０に結合された可倒式ナノピラー３０６を有する例示的センサー１０６上に堆積されたマイクロドット３０４を示す、上面図３００Ａ及び２つの分解側面図３００Ｂ、３００Ｃである。例えば、ナノピラー３０６は、金属キャップ３１２を有するポリマーシャフトであってもよい。可倒式ナノピラー３０６は、ナノエンボス加工、リソグラフィーとその後に続く反応性イオンエッチング又は化学エッチングなどを含む任意数のプロセスによって、基板３１０の表面上に、カラム層から形成される場合がある。カラム層は、任意数のプロセスによってカラム状に形成することができるポリマー材料であってもよい。使用可能なポリマー材料には、限定はしないが、フォトレジスト、ＰＭＭＡのようなハードモールド樹脂、ＰＤＭＳ、ＥＴＦＥ、又はＰＴＦＥのようなソフトモールドポリマー、あるいは、アクリレート、メタクリレート、ビニル、エポキシ、シロキサン、ペルオキシド、ウレタン又はイソシアナートをベースにしたハイブリッドモールド架橋型、ＵＶ硬化型若しくは熱硬化型のポリマーが含まれる。インプリント及び機械的特性を向上させるために、ポリマー材料は、コポリマー、添加剤、充填剤、改質剤、光開始剤などを用いて改質されてもよい。基板３１０に関して言及した材料の何れかを使用してもよい。一部の例では、基板３１０は、カラム層を形成することができ、他の例では、可倒式ナノピラー３０６は、基板３１０上に直接形成されてもよい。
【００２４】
ナノエンボス加工プロセスでは、カラム層を軟化させてから、ダイを通して、可倒式ナノピラー３０６をインプリントしてもよい。当該技術分野で知られている他の任意数のプロセスを使用して、カラム層から可倒式ナノピラー３０６を形成することができる。さらに、カラム層は、基板３１０の一部であってもよく、リソグラフィー及び他のエッチング技術が使用されてもよい。
【００２５】
一部の例では、可倒式ナノピラー３０６は、例えば、ナノプリンティングやイオン堆積技術などを使用して、基板３１０上に堆積される場合がある。ナノプリンティングプロセスでは、可倒式ナノピラー３０６を形成する材料を、基板３１０の表面に直接堆積させ、すなわち印刷することができる。他の例では、ナノワイヤが、イオン堆積又は化学蒸着によって基板３１０上に成長される場合がある。可撓性の柱を生成するために、ナノワイヤを成長させる際に、ナノワイヤシードを基板３１０上に堆積させてもよい。ナノワイヤシードは、シリコンナノ構造であってもよく、ナノワイヤは、化学蒸着中にシランから成長された二酸化ケイ素構造であってもよい。可倒式ナノピラー３０６が形成された後、ナノピラー上に金属キャップが形成される場合がある。
【００２６】
図３に示されるように、例示的センサー１０６は、その上に堆積された３つのマイクロドット３０４を有している。例えば、３つのマイクロドット３０４は、上記のシステム１００又は２００を使用して堆積されたものである場合がある。第１の分解側面図３００Ｂから分かるように、マイクロドット３０４を有するセンサー１０６の部分は、倒れたナノピラー３０６の上や、それらの間に、いくつかの分析対象物分子３０８を含む。例えば、分析対象物は、金属基板との良好な親和性を有するタイプの分子であってもよい。一例では、分析対象物は、金の基板とともに使用されるトランス−１，２−ビス（４−ピリジル）−エチレン（ＢＰＥ）分子から構成される。一部の例では、可撓性ナノピラーの倒壊は、堆積されたマイクロドット３０４のインクのような蒸発流体からのマイクロ毛管力によって引き起こされる。一部の例では、ナノピラーが群を成して倒壊したときに、それらのナノピラーから、表面増強輝度の強力な増強を得ることができ、こうしたナノピラーは、本明細書では倒壊群と呼ばれる。増強は、ナノピラーへの倒壊の上部における隣接する金属キャップのプラズモン共鳴によって生成される強い局所電場に基づくものであり、ナノピラーは、ナノメートル（ｎｍ）スケールの狭いギャップによって分離されている場合がある。
【００２７】
ナノピラーは、基板３１０によって支持されている場合がある。例えば、基板３１０は、シリコン、ガラス、石英、窒化ケイ素、サファイア、酸化アルミニウム、ダイヤモンド、ダイヤモンドライクカーボン、又は金属及び金属合金のような他の硬質無機材料から作製される場合がある。一部の例では、基板３１０は、ポリアクリレート、ポリアミド、ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレン、環状オレフィンなど）、ポリカーボネート、又はポリエステル（ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなど）のようなポリマー材料であってもよいし、フィルムの製造に適した他のポリマー材料であってもよい。これらのポリマー材料は何れも、コポリマー、ホモポリマー、又はそれらの組み合わせであってもよい。一部の例では、基板３１０は、ロールツーロール製造プロセスで使用されるウェブであってもよい。本明細書では、基板３１０は、ナノピラー３０６又は任意の他の適当な表面増強と合わせて、表面増強基板と呼ばれる。一部の例では、表面増強基板は、ナノ加工された基板、紙上のコロイド懸濁液、又は他の任意のプラズモン増強プラットフォームを含む如何なるプラズモン検知基板であってもよい。例えば、表面増強基板は、表面増強ラマン分光（ＳＥＲＳ）表面であっても、表面増強赤外線吸収（ＳＥＩＲＡ）表面であっても、又は表面増強発光（ＳＥＬ）表面であってもよい。このような表面増強基板は、マイクロピラー又はナノピラー又は他のマイクロ又はナノ構造によって、本質的に超疎水性である場合がある。これらの構造の疎水性により、較正液滴を非常に小さい領域に局在させたままにすることができる。例えば、この領域は、２０ピコリットルの液滴に対して約５０マイクロメートルの直径を有する場合がある。
【００２８】
上下で詳細に説明されるように、マイクロドット３０４を、表面増強基板から反射された光を使用するマイクロアッセイによって分析することで、センサー１０６に関連する検量線を生成することができる。例えば、励起ビームに応答して、分析チップにおける活性表面から、電磁放射線が放出される場合がある。放出された放射線の特性は、少なくとも部分的に分析対象物の種に依存しており、そこから分析対象物の種に関する情報が得られる。倒壊群の金属キャップ３１２は、プラズモン共鳴を生成し、それが分析対象物の種と相互作用し、分析対象物の種の分光学的応答を増強する。一部の例では、励起ビーム及び放出された放射線は、近紫外線から近赤外線までの範囲の波長範囲にある場合がある。例えば、これは、約１５０ナノメートル（ｎｍ）から約２５００ｎｍまでの波長範囲を包含する場合がある。一部の例では、約３マイクロメートル（μｍ）から約５０μｍまでのような中赤外線領域が含まれる場合がある。したがって、可倒式ナノピラー３０６を有するセンサー１０６を備えた分析チップは、とりわけ、表面増強ラマン分光法（ＳＥＲＳ）のような表面増強分光法（ＳＥＭ）や、蛍光測定若しくは赤外線のような他の表面増強発光（ＳＥＬ）技術に使用することができる。
【００２９】
次に、一部の例では、マイクロドット３０４は、マイクロドット３０４からの残留光学作用を排除するために、レーザー処理される。例えば、マイクロドット３０４内の分析対象物３０８は、レーザー処理又は他の適当な形の処理によって分解される分解性分子であってもよい。センサー１０６は、分析チップであってもよく、分析チップは、分析対象物を使用してその後テスト又は分析される場合がある。分析チップは、分析対象物３０８を表面増強基板の表面に曝すことによるアッセイによってテストされる場合がある。例えば、分析チップは、分析対象物３０８を含む液体に浸漬され、又は、そのような液体の噴霧を受ける場合がある。結果として得られた分析対象物で覆われた分析チップを、分析することができる。分析は、マイクロアッセイ分析から生成された検量線の使用によって支援される場合がある。さらに、分析は、マイクロドット３０４による影響を受けない場合がある。可倒式ナノピラー３０６のような動的基板の場合、本明細書に記載された技術によれば、センサー領域の大部分に未接触のまま、小さな基板領域を調べることが可能となる。一部の例では、表面増強基板の総面積の９９％を超える面積が、マイクロドット３０４の影響を受けない場合がある。
【００３０】
図３のブロック図は、例示的センサー１０６が図３に示したすべての構成要素を含むことを示すことを意図するものではない。さらに、センサー１０６は、特定の実施形態の詳細によっては、図３に示されていない任意数の追加の構成要素を含む場合がある。例えば、センサー１０６は、追加のマイクロドット３０４、ナノピラーなどを含む場合がある。使用可能な様々なマイクロドットパターンについては、図４を参照して説明される。さらに、一部の例では、マイクロドットは、センサー１０６に結合される場合がある種々の較正領域に配置される。例えば、図５に記載されるように、チップを分析する前に、較正領域が、取り外されてもよい。さらに、本明細書の例は、可撓性ナノピラーの使用に焦点を合わせているが、様々な技術を使用して作製された任意数の他の可撓性の柱構造が、種々の設計群で使用されてもよい。これらには、ナノワイヤとして成長された可撓性の柱構造、蒸気エッチングによって形成された円錐構造、又は任意数の他の構造が含まれる場合がある。
【００３１】
図４Ａ〜図４Ｈは、マイクロドットをセンサー上に堆積させるための様々な例示的パターンを示す図である。図４Ａは、例による、単一ドットパターン４００Ａを示す図である。図４Ａに示されるように、単一ドットパターン４００Ａは、所定量の単一の分析対象物を含む単一のマイクロドット４０２の使用を含む。例えば、分析される各センサーは、堆積中に単一のマイクロドット４０２を受け取ることができる。単一ドットパターン４００Ａの使用によれば、マイクロアッセイに使用される領域を最小化することができ、したがって、その後のアッセイに使用可能な領域を大きくすることができる。
【００３２】
図４Ｂは、例による、マルチドットパターン４００Ｂを示す図である。図４Ｂのマルチドットパターン４００は、複数のマイクロドット４０２の使用を示している。例えば、複数のマイクロドット４０２は、同じ所定の濃度の分析対象物を含む場合がある。マルチドットパターン４００Ｂを使用して、表面増強基板上の複数の点をサンプリングし、得られた測定値を平均することで、平均化された測定値に基づいて、より正確な検量線を生成することができる。
【００３３】
図４Ｃは、多濃度マルチドットパターン４００Ｃを示す図である。図４Ｃの多濃度マルチドットパターン４００は、センサー全体にわたる複数のマイクロドット４０２Ａ、４０２Ｂ、４０２Ｃにおける複数濃度の分析対象物の使用を示している。例えば、多濃度マルチドットパターン４００Ｃを使用することで、マイクロドット４０２Ａ、４０２Ｂ、及び４０２Ｃにおける測定に基づいて分析対象物の検量線を生成することができる。このような検量線を使用して、所与のセンサーの分析対象物の飽和点を推定できる。さらに、検量線を使用して、所与の濃度の分析対象物に対するセンサーの性能を予測できる。
【００３４】
図４Ｄは、例による、多分析対象物パターン４００Ｄを示す図である。図４Ｄの多分析対象物パターン４００Ｄは、異なる分析対象物を含むマイクロドット４０２、４０４の使用を示している。例えば、マイクロドット４０２には、ある特定の分析対象物が堆積されている場合がある一方、マイクロドット４０４は、別の分析対象物を含む場合がある。多分析対象物パターン４００Ｄの使用によれば、所与のセンサーについて、後続のアッセイで使用される可能性がある様々な分析対象物について、複数の直線状の検量線を生成することが可能になる。
【００３５】
図４Ｅは、例による、マルチドット多分析対象物パターン４００Ｅを示す図である。図４Ｅのマルチドット多分析対象物パターン４００Ｅは、所定の濃度の複数の分析対象物の使用を示している。例えば、各分析対象物について所定の濃度を使用し、各分析対象物について複数のマイクロドットを堆積させることができる。マルチドット多分析対象物パターン４００Ｅの使用によれば、所与のセンサーについて、使用される可能性がある様々な分析対象物について、より正確な直線状の検量線を生成することが可能になる場合がある。
【００３６】
図４Ｆは、例による、多濃度多分析対象物パターン４００Ｆを示す図である。図４Ｆの多濃度多分析対象物パターン４００Ｆは、異なる濃度の複数のマイクロドットでの複数の分析対象物の使用を示している。多濃度多分析対象物パターン４００Ｆをセンサー上で使用することにより、その後のアッセイで使用される可能性がある様々な分析対象物について、複数の検量線を生成することが可能になる場合がある。
【００３７】
図４Ｇは、例による、エッジパターン４００Ｇを示す図である。図４Ｇのエッジパターン４００Ｇは、センサー表面のエッジにおける所定の濃度の単一の分析対象物の複数のマイクロドット４０２の使用を示している。例えば、マイクロドット４０２は、センサーの周囲の近くに、センサーの中心から離して配置される場合がある。エッジパターン４００Ｇを使用によれば、センサーの中心に空き空間を作ることができ、したがって、マイクロドットからの干渉なしに、アッセイの際にセンサーの中心をサンプリングすることが可能になる。
【００３８】
図４Ｈは、例による、組み合わせパターン４００Ｈを示す図である。図４Ｈの組み合わせパターン４００Ｈは、上記の他のパターン４００Ａ〜４００Ｇのうちの何れかの使用を示している。したがって、組み合わせパターン４００Ｈの使用によれば、上記のパターン４００Ａ〜４００Ｇの利点のうちの何れかが可能になるだけでなく、すべてのマイクロドットを同じセンサー上に含めることによってそのような利点をより有効に得ることが可能になる。
【００３９】
図４Ａ〜図４Ｈは、例示的パターン４００Ａ〜４００Ｈが図４Ａ〜図４Ｈに示したすべての構成要素を含むことを示すことを意図するものではない。さらに、パターン４００Ａ〜４００Ｈは、特定の実施形態の詳細によっては、図４Ａ〜図４Ｈに示されていない任意数の追加のコンポーネントを含む場合がある。例えば、組み合わせパターン４００Ｈ又は他のパターン４００Ａ〜４００Ｇは、追加のマイクロドット、分析対象物、又はパターンを含む場合がある。
【００４０】
図５Ａ〜図５Ｄは、マイクロドットをセンサー上に堆積させるために使用可能な様々な較正領域を示す図である。図５Ａは、例による、較正用の独立した領域５００Ａを示している。図５の独立した領域５００Ａは、表面増強基板の本体部５０４に結合された独立した較正領域５０２を示している。例えば、この独立した領域上には、マイクロドット４０２が堆積されている場合がある。独立した較正領域５０２の使用によれば、マイクロドット４０２内の分析対象物からの干渉なしに、後続のアッセイを本体部５０４で実施することが可能になる。
【００４１】
図５Ｂは、例による、較正用の複数の独立した領域５００Ｂを示している。複数の独立した領域５００Ｂは、本体部５０４の両側に結合された２つの独立した較正領域５０２を示している。複数の独立した較正領域５０２の使用によれば、マイクロアッセイ測定値の平均値をとることが可能になり、したがって、分析対象物に関するチップの性能のより正確な推定値を生成することが可能になる。
【００４２】
図５Ｃは、レーザー処理可能な較正領域５００Ｃを示している。レーザー処理可能な較正領域５００Ｃは、表面増強基板の本体部５０４の内側の処理可能領域５０６を含む。例えば、分解性マイクロドット５０８が処理可能領域５０６上に堆積され、マイクロアッセイが実施される。分解性マイクロドット５０８は、分解性分子である分析対象物を含む。その後、レーザー、又は分析対象物を除去するための任意の他の適当手段を使用して、処理可能領域５０６を処理することができる。したがって、表面増強基板の本体部５０４において後続のアッセイを実施する前に、分析対象物分子を処理可能領域５０６から除去することができる。
【００４３】
図５Ｄは、例による、較正用の取り外し可能領域５００Ｄを示している。取り外し可能領域５００Ｄは、マイクロドット４０２を含む独立した較正領域５０２を含む。点線５１０で示されるように、独立した較正領域５０２を本体部５０４から切り離し、除去することができる。したがって、表面増強基板の本体部５０４において後続のアッセイを実施する前に、分析対象物分子を、取り外し可能な独立した較正領域５０２と一緒に、除去することができる。
【００４４】
図５Ａ〜図５Ｄのブロック図は、例示的較正領域５００Ａ〜５００Ｄが、図５Ａ〜５Ｄに示したすべての構成要素を含むことを示すことを意図するものではない。さらに、較正領域５００Ａ〜５００Ｄは、特定の実施形態の詳細によっては、図５Ａ〜図５Ｄに示されていない任意数の追加の構成要素を含む場合がある。例えば、単一の所定の濃度を有する単一の分析対象物が示されているが、一部の例では、図４を参照して説明したように、ある濃度の複数の分析対象物が使用される場合がある。
【００４５】
図６は、検量線６０２を生成し、使用するための例示的方法６００を示す概略図である。概略図は、較正フェイズ６０４、及びアッセイ６０６を含む。例えば、検量線６０２は、較正フェイズ６０４で生成され、アッセイ６０６で使用される場合がある。例えば、アッセイ６０６は、ＳＥＲＳアッセイであっても、ＳＥＩＲＡアッセイであっても、又はＳＥＬアッセイであってもよい。
【００４６】
図６に示されるように、方法６００は、ブロック６０８で、表面増強基板６１０を備えた分析チップを受け取ることを含む。例えば、表面増強基板は、図３に関するナノピラーのような表面増強機構を有する基板を含む場合がある。方法６００は、ブロック６１２で、マイクロドット６１４を表面増強基板６１０上に堆積させることをさらに含む。例えば、マイクロドット６１４は、所定の濃度の分析対象物を含む場合がある。この方法は、ブロック６１４で、堆積されたマイクロドットに対してマイクロ分光測定と分析を実施することをさらに含む。例えば、表面増強基板６１０は、図１及び図２に記載された光源のような任意の適当な光源を使用して照明される場合がある。
【００４７】
次に、ブロック６１６では、表面増強基板６１０からの放出光のスペクトル内容を測定し、分析することができる。一例では、放出光は、ラマン顕微鏡を使用して測定される。マイクロラマン測定に使用されるラマン顕微鏡は、高い空間分解能の顕微鏡である場合がある。一部の例では、分析は、光源からの光のスペクトル内容と比較した波長のずれを判定することを含む。一部の例では、マイクロドット６１４からの放出光の測定強度が、平均化される。
【００４８】
ブロック６１８では、マイクロドットのスペクトル内容に基づいて検量線６０２が生成される。例えば、マイクロドット内の分析対象物の特定の平均化されたラマン強度、及び所定の濃度が与えられると、軸の原点と、マイクロドットの平均ラマン強度を表す一方の座標と分析対象物の所定の濃度に対応するもう一つの座標とを有する点６２０と通る線形関数を、生成することができる。
【００４９】
ブロック６２２では、目標分析対象物６２４が、表面増強基板６１０上に分配される。一部の例では、目標分析対象物６２４は、マイクロ流体噴射器を使用して、表面増強基板６１０上に堆積される。例えば、目標分析対象物６２４は、サーマルインクジェット（ＴＩＪ）又はピエゾインクジェット（ＰＩＪ）プリンタを使用して配置される場合がある。一部の例では、目標分析対象物６２４は、任意の他の適当な調製手段を使用して、表面増強基板６１０上に分配される。一例では、分析チップは、目標分析対象物６２４を含む溶液に浸漬され、すなわち浸される。別の例では、分析チップに、目標分析対象物６２４を含む溶液が噴霧される。別の例では、分析チップは、分析対象物を含む揮発性化合物に曝される。例えば、揮発性化合物は、分析対象物の溶媒であってもよい。一部の例では、揮発性化合物は、メタノールのようなアルコール、アセトンのようなケトン、又は任意数の他の材料を含む。
【００５０】
方法６００は、ブロック６２６で、分光測定と分析を実施することを含む。例えば、分光測定は、他の可能な分光測定の中でも、ラマン測定又はフーリエ変換赤外（ＦＴＩＲ）測定であってもよい。一部の例では、目標分析対象物６２４を含むマイクロドットの強度値を測定することができる。
【００５１】
ブロック６２８では、第２の検量線を生成することができる。強度値を平均化し、検量線６０２上の点６３０上に配置することにより、強度に関連する分析対象物の特定の濃度又は分子数を示す測定値６３２を生成することができる。このように、検量線６０２を分析チップに提供することで、目標分析対象物６２４の未知の濃度を、測定信頼性の推定値とともに、検量線６０２に基づいて判定することが可能になる場合がある。
【００５２】
図６のプロセス図は、方法６００のすべての要素があらゆる場合に含まれることを示すことを意図するものではないことを理解されたい。さらに、特定の実施形態の詳細によっては、図６に示されていない任意数の追加の要素が、方法６００に含まれる場合がある。
【００５３】
図７は、検量線を生成するための例示的方法７００を示す概略図である。方法７００は、図１及び図２のシステムのコントローラ１１８で実施されてもよいし、図１０のコントローラ１１８で実施されてもよい。例えば、この方法は、プロセッサ１００２を使用して実施される場合がある。
【００５４】
方法７００は、図６と同様の符号が付された要素を含む。さらに、方法７００は、ブロック７０４で、異なる所定の濃度の分析対象物を含む一組のマイクロドット７０６を表面増強基板６１０上に堆積させることを含む。ブロック６１６でマイクロ分光測定及び分析を行った後、方法７００は、ブロック７０８で、検量線７０２を生成することをさらに含む。一部の例では、この検量線は、線形又は非線形モデルをフィッティングすることによって生成される。例えば、選択されるモデルは、マイクロ分光測定７１０からのスペクトル内容の分析に基づく場合がある。検量線の生成によれば、表面増強基板の線形応答領域のサンプリングの改善、及び、表面増強基板の分析対象物の飽和点の推定も、可能になる場合がある。さらに、検量線によれば、所与の濃度又は量の分析対象物分子に対するセンサー応答の予測が可能になる。
【００５５】
方法７００は、ブロック７１２で、検量線７０２内に分光測定値７１４をプロットし、検量線７０２から関連する値に基づいて測定値７１６を生成することをさらに含む。例えば、分光測定及び分析によって特定のラマン強度が与えられると、特定の濃度を測定値７１６として生成することができる。したがって、未知の濃度の分析対象物が与えられた場合、検量線７０２、分光測定と分析６２６を使用して、分析対象物の濃度を判定することができる。さらに、検量線をサンプリングすることで、基板の結合能力に関する洞察を得ることができ、それによって、未知の量の分析対象物に対するセンサー性能の予測を改善することができる。例えば、表面増強基板の結合能力は、他の要因の中でもとりわけ、金属表面品質や不純物レベルのような要因によって影響を受けることがある。ピラーの変形のような基板の機械的特性に依存する基板の場合、検量線から、製造プロセスや保管条件による影響を受けた可能性がある基板の機械的特性への洞察が得られる場合がある。
【００５６】
図７のプロセス図は、方法７００のすべての要素があらゆる場合に含まれることを示すことを意図するものではないことを理解されたい。さらに、特定の実施形態の詳細によっては、図７に示されていない任意数の追加の要素が、方法７００に含まれる場合がある。例えば、追加の分析対象物が分析対象物チップ上に堆積される場合があり、追加の測定が実施される場合がある。
【００５７】
図８は、欠陥のあるセンサーを除外すべくセンサー性能アッセイを実施するための例示的方法を示す概略図である。図８の方法８００は、図１及び図２のシステムのコントローラ１１８で実施されてもよいし、図１０のコントローラ１１８で実施されてもよい。例えば、この方法は、プロセッサ１００２を使用して実施される場合がある。
【００５８】
図８の図は、表面増強基板８０４を備えた第１の一組のセンサー８０２Ａ、８０２Ｂ、８０２Ｃを含む。図８は、表面増強基板８０４上にマイクロドット８０８を備えた第２の一組のセンサー８０６Ａ、８０６Ｂ、８０６Ｃをさらに含む。図８は、第３の一組のセンサー８１０Ａ及び８１０Ｂをさらに含み、それらの上には、陰影によって示されるように、分析対象物が表面増強基板８０４に導入されている。例えば、センサー８１０Ａ及び８１０Ｂは、センサー８０６Ｂ及び８０６Ｃにそれぞれ対応する場合がある。図８は、一組のセンサー８０６Ａ、８０６Ｂ、８０６Ｃのピーク振幅を示す第１のグラフ８１２と、一組のセンサー８１０Ａ及び８１ＯＢのピーク振幅を示す第２のグラフ８１４とをさらに含む。
【００５９】
図８の方法８００は、矢印８１６で示されるように、センサー８０２Ａ、８０２Ｂ、及び８０２Ｃのそれぞれの表面増強基板８０４上に、分析対象物を含むマイクロドット８０８を堆積させ、センサー８０６Ａ、８０６Ｂ、及び８０６Ｃを生成することを含む。方法８００は、矢印８１８で示されるように、センサー８０６Ａ、８０６Ｂ、及び８０６Ｃ上でマイクロアッセイを実施して、第１のグラフ８１２を生成することをさらに含む。第１のグラフ８１２に示されるように、センサー１（８０６Ａ）は、他のセンサー８０６Ｂ及び８０６Ｃよりも著しく小さいピーク振幅を有している。したがって、センサー１（８０６Ａ）は、さらなるアッセイを実施する前に除去される。したがって、方法８００は、矢印８２０で、第１のセンサー８０６Ａを除外し、さらなる分析のためにセンサー８０６Ｂ及び８０６Ｃを送付することを含む。
【００６０】
方法８００は、矢印８２２で示されるように、センサー８０２Ｂ及び８０６Ｃの表面増強基板８０４上に分析対象物を分配し、センサー８１０Ａ及び８１０Ｂを生成することを含む。方法８００は、矢印８２４で示されるように、アッセイを実施して第２のグラフ８１４を生成することを含む。第２のグラフ８１４は、センサー８１ＯＡ及び８１ＯＢが同様のピーク振幅を有することを示している。したがって、追加の性能テストに備えてセンサーが配送される前に、マイクロアッセイ８１８の結果に基づいて、欠陥のあるセンサーを事前に除外８２０することができる。
【００６１】
図８のプロセス図は、方法８００のすべての要素があらゆる場合に含まれることを示すことを意図するものではないことを理解されたい。さらに、特定の実施形態の詳細によっては、図８に示されていない任意数の追加の要素が、方法８００に含まれる場合がある。例えば、追加の分析対象物が分析対象物チップ上に堆積される場合があり、追加の測定が実施される場合がある。さらに、マイクロドットは、特定のパターンで配置される場合があり、表面増強基板は、図４及び図５に記載したように様々な構成で配置される場合がある。
【００６２】
図９は、推定性能に基づいてセンサーを選別するための例示的方法を示すプロセスフロー図である。図９の方法９００は、図１及び図９のシステムのコントローラ１１８で実施されてもよいし、図１０のコントローラ１１８で実施されてもよい。例えば、この方法は、プロセッサ１００２を使用して実施される場合がある。
【００６３】
ブロック９０２で、マイクロ流体噴射器は、分析チップの表面増強基板上にマイクロドットを堆積させる。一部の例では、マイクロドットは、所定の濃度の分析対象物を含む。一部の例では、マイクロドットは、所定の濃度の分析対象物を含む複数のマイクロドットのうちの１つであってもよい。一部の例では、マイクロドットは、異なる所定の濃度の分析対象物を含む複数のマイクロドットのうちの１つであってもよい。
【００６４】
ブロック９０４では、光学システムが、電磁放射線の励起ビームでマイクロドットを探査する。例えば、励起ビームは、光源のような電磁放射線源によって生成される場合がある。
【００６５】
ブロック９０６では、プロセッサが、マイクロドットから放出された放射線を検出する。例えば、放出された放射線は、光源からの光と比較してずれた波長の光を含む場合がある。
【００６６】
ブロック９０８では、プロセッサが、励起ビームと比較した放出された放射線のスペクトル内容に基づいて、分析対象物に関する分析チップの検量線を生成する。一部の例では、検量線は、直線状の検量線であってもよいし、非直線状の検量線であってもよい。
【００６７】
図９のプロセス図は、方法９００のすべての要素があらゆる場合に含まれることを示すことを意図するものではないことを理解されたい。さらに、特定の実施形態の詳細によっては、図９に示されていない任意数の追加の要素が、方法９００に含まれる場合がある。例えば、方法９００は、分析チップ上に目標分析対象物を分配し、目標分析対象物の分光測定を実施し、分光測定を検量線と比較することによって目標分析対象物の濃度を判定することを含む場合がある。一部の例では、方法９００は、検量線に基づいて分析チップの分析対象物の飽和点を推定することを含む場合がある。さらに、一部の例では、方法９００は、検量線をサンプリングして、表面増強基板の結合容量を推定することを含む場合がある。一部の例では、方法９００は、マイクロドットをレーザー処理することをさらに含む場合がある。例えば、分析対象物は、分解性分子であってもよい。
【００６８】
図１０は、例による、検量線を生成し、スペクトル内容の分析を実施するためのコントローラ１１８を示す図である。コントローラ１１８は、記憶された命令を実行する中央処理装置（ＣＰＵ）１００２を含む。様々な例において、ＣＰＵ１００２は、マイクロプロセッサ、システムオンチップ（ＳＯＣ）、シングルコアプロセッサ、デュアルコアプロセッサ、マルチコアプロセッサ、複数の独立したプロセッサ、コンピューティングクラスタなどである。
【００６９】
ＣＰＵ１００２は、バス１００４を介してコントローラ１１８内の他のデバイスに通信可能に結合されている。バス１００４は、周辺コンポーネント相互接続（ＰＣＩ）バス、業界標準アーキテクチャ（ＥＩＳＡ）バス、ＰＣＩ  Ｅｘｐｒｅｓｓ（ＰＣＩｅ）バス、高性能相互接続、又は、システムオンチップ（ＳｏＣ）で使用されるような独自のバスを含む場合がある。
【００７０】
バス１００４は、ＣＰＵ１００２を、Ｎｖｉｄｉａ、インテル、ＡＭＤ、ＡＴＩなどから入手可能な種々のユニットのようなグラフィックス処理ユニット（ＧＰＵ）１００６に結合することができる。ＧＰＵ１００６が存在する場合、ＧＰＵ１００６は、カメラからの画像の高速処理を実現するグラフィック処理機能を提供する。ＧＰＵ１００６は、任意数のグラフィックス処理を実施するように構成される場合がある。例えば、ＧＰＵ１００６は、マイクロドットを印刷する対象領域を分離すること、ダウンスケーリングすること、ノイズを低減すること、照明光を補正することなどにより、複数の画像フレームを前処理するように構成される場合がある。分光技術のみを使用する例では、ＧＰＵ１００６が存在しない場合がある。
【００７１】
メモリデバイス１００８及びストレージデバイス１０１０は、バス１００４を介してＣＰＵ１００２に結合される場合がある。一部の例では、メモリデバイス１００８及びストレージデバイス１０１０は、例えば、ＣＰＵ１００２によってアクセス可能な連続したアドレス空間を有する、単一のユニットである。メモリデバイス１００８は、動作コード、データ、設定、及び、制御のためにＣＰＵ１００２によって使用される他の情報を保持している。様々な実施形態では、メモリデバイス１００８は、とりわけ、スタティックＲＡＭ（ＳＲＡＭ）、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、ゼロキャパシタＲＡＭ、組み込みＤＲＡＭ（ｅＤＲＡＭ）、拡張データ出力ＲＡＭ（ＥＤＯ  ＲＡＭ）、ダブルデータレートＲＡＭ（ＤＤＲ  ＲＡＭ）、抵抗性ＲＡＭ（ＲＲＡＭ）、及びパラメータＲＡＭ（ＰＲＡＭ）のようなランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を含む。
【００７２】
ストレージデバイス１０１０は、記憶されたプログラム、オペレーティングシステム、及び、システムの機能を実施するために使用される他のコードブロックのような、長期データを保持するために使用される。様々な例において、ストレージデバイス１０１０は、ソリッドステートドライブ、ハードドライブ、テープドライブ、光学ドライブ、フラッシュドライブ、ドライブのアレイ、又はそれらの任意の組み合わせのような不揮発性ストレージデバイスを含む。一部の例では、ストレージデバイス１０１０は、不揮発性ＲＡＭ（ＮＶＲＡＭ）、バッテリーバックアップＤＲＡＭ、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリを含む。一部の例では、ストレージデバイス１０１０は、マスクＲＯＭ、プログラマブルＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、消去可能なプログラマブルＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、及び電気的に消去可能なプログラマブルＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）のようなリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）を含む。
【００７３】
いくつかのインターフェースデバイスが、バス１００４を介してＣＰＵ１００２に結合される場合がある。様々な例において、インターフェースデバイスは、とりわけ、マイクロ流体噴射器コントローラ（ＭＥＣ）インターフェース１０１２、撮像装置インターフェース１０１６、及びモーターコントローラ１０２０を含む。
【００７４】
ＭＥＣインターフェース１０１２は、コントローラ１１８をマイクロ流体噴射器コントローラ１０１４に結合する。ＭＥＣインターフェース１０１２は、マイクロ流体噴射器アレイ内のマイクロ流体噴射器を個別に又はグループとして発射させるように、マイクロ流体噴射器コントローラ１０１４に命令する。本明細書に記載されるように、発射は、マイクロ流体噴射器アレイの特定領域の撮像中に実施される場合がある。
【００７５】
撮像装置インターフェース１０１６は、コントローラ１１８を撮像装置１０１８に結合する。撮像装置インターフェース１０１６は、ＰＣＩｅインターフェース、ＵＳＢ３．０インターフェース、ＦｉｒｅＷｉｒｅインターフェース等の高速シリアル又はパラレルインターフェースであってもよい。様々な例において、撮像装置１０１８は、この高速インターフェースを介して、データを転送し、制御信号を受信するように構成された高フレームレートのカメラである。一部の例では、撮像装置１０１８は、マルチチャネル分光システム、又は他の光学デバイスである。
【００７６】
モーターコントローラ１０２０は、コントローラ１１８をステージ移動装置１０２２に結合する。モーターコントローラ１０２０は、とりわけ、ステッピングモーターコントローラ又はサーボモーターコントローラである場合がある。ステージ移動装置１０２２は、モーターコントローラ１０２０に結合されたモーター、センサー、又はそれらの両方を含み、マイクロ流体噴射器の下で、ステージ、及び取り付けられた印刷媒体又は収集容器を移動させる。
【００７７】
ネットワークインターフェースコントローラ（ＮＩＣ）１０２４を使用して、コントローラ１１８をネットワーク１０２６に結合することができる。様々な例において、これにより、制御情報をコントローラ１１８に転送し、データをコントローラ１１８からネットワーク１０２６上の種々のユニットに転送することが可能になる。ネットワーク１０２６は、とりわけ、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、又はインターネットである場合がある。一部の例では、ＮＩＣ１０２４は、コントローラ１１８をクラスタコンピューティングネットワーク又は他の高速処理システムに接続し、そこで画像処理及びデータ記憶が行われる。これは、グラフィック処理用のＧＰＵ１００６を含まないコントローラ１１８によって使用される場合がある。一部の例では、システムのローカル制御のために、専用のマンマシンインターフェース（ＨＭＩ）（図示せず）が、コントローラ１１８に含まれる場合がある。ＨＭＩには、ディスプレイ及びキーボードを含む場合がある。
【００７８】
ストレージデバイス１０１０は、システムの機能を実施するために使用される種々のコードブロックを含む場合がある。様々な例において、コードブロックは、撮像装置１０１８から画像をキャプチャするために使用されるキャプチャコントローラ１０２８を含む。例えば、画像は、マイクロドットを有する表面増強基板を表している場合がある。一部の例では、ＧＰＵ１００６を使用して、表面増強基板を含む領域を識別し、その領域を処理することにより、マイクロドットを堆積する場所を検出し、又はその領域内のマイクロドットからスペクトル内容を検出する。
【００７９】
画像処理装置１０３０は、キャプチャされた画像を処理して、スペクトル内容を検出する。様々な例において、スペクトル内容は、マイクロドットのうちの１つ以上からのスペクトルの特定部分の強度レベルを含む。
【００８０】
ステージモーションコントローラ１０３２は、ステージ移動装置１０２２を動かすようにモーターコントローラ１０２０に命令する。一部の例では、モーターコントローラ１０２０は、表面増強基板を含む分析チップのような堆積媒体をマイクロ流体噴射器アレイの下で移動させるために使用される。他の例では、撮像装置１０１８による撮像に備えて、モーターコントローラ１０２０を使用して、堆積されたマイクロドットを含む分析チップを光源の中に移動させる。
【００８１】
ＭＥＣ発射コントローラ１０３４は、ＭＥＣインターフェース１０１２を使用して、マイクロ流体噴射器を発射させるようにマイクロ流体噴射器コントローラ１０１４に命令する。一部の例では、これは、マイクロアッセイ分析に備えて、分析対象物を含むマイクロドットを分析チップの表面増強基板上に堆積させるために実施される。他の例では、これは、アッセイ分析に備えて、分析対象物のマイクロドット又は任意の他のパターンを分析チップの表面増強基板上に堆積させるために実施される。
【００８２】
検量線発生器１０３６は、撮像装置１０１８からの種々の画像を使用して、分析対象物に関連するマイクロドット又は他のパターンに関連するスペクトル内容を抽出する。一部の例では、検量線発生器１０３６は、分析対象物に関連するスペクトル内容に基づいて検量線を算出する。例えば、検量線は、スペクトル内容に基づいて、線形又は非線形になる場合がある。一部の例では、検量線発生器１０３６は、異なる濃度の分析対象物を含むマイクロドットからのスペクトル内容に基づいて検量線を生成する。
【００８３】
論理的構成要素は、連続したブロックとして示されているが、任意の順序又は構成で記憶されていてよい。例えば、ストレージがハードドライブである場合、論理的構成要素は、隣接していないセクターや、場合によっては重複するセクターに記憶される場合がある。
【００８４】
本技術は、様々な修正や代替形式の影響を受けてもよく、上記の例は、例としてのみ示されている。本技術が、本明細書に開示された特定の例に限定されることを意図するものではないことを理解されたい。実際、本技術は、添付の特許請求の範囲の真の思想及び範囲内にあるすべての代替、修正、及び均等を含む。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図４Ｇ】
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【図４Ｈ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2022500625.tif 000022
【国際調査報告】
2022500625.tif 000023