[发明专利]测量阵列的温度调节

说明书

对其他申请的交叉引用

本申请要求于2011年1月27日提交的、名称为“TEMPERATURE REGULATION OF BIOCHEMICAL MEASUREMENT ARRAYS”的美国临时专利申请No.61/436,948(代理人案号GENIP010+)的优先权，该临时申请出于所有目的以引用方式并入本文。

背景技术

近年来半导体产业内的微小型化中的进展已经使得生物技术专家能够开始将其传统上庞大的感测工具包装为越来越小的形状因子，包装到所谓的生物芯片上。将期望开发用于生物芯片的技术。

附图说明

在以下的详细描述和附图中公开了本发明的各种实施例。

图1是示意了在其中使用开关式(bang-bang)温度控制机制的生化测量阵列中的温度中的短时持续时间变化性的图。

图2A是示意了生化测量芯片200的顶视图的图。

图2B是示意了如图2A中所示的相同生化测量芯片的侧视图的图。

图2C是示意了如图2A和2B中所示的生化测量芯片200的温度调节系统的一实施例的图。

图3是示意了用于驱动图2C中的帕尔贴(Peltier)器件214的线性反馈控制电路300的一实施例的图。

图4是示意了温度调节系统220的热模型的图。

具体实施方式

本发明可以以多种方式来实现，包括被实现为：过程；设备；系统；物质组成；计算机可读存储介质上体现的计算机程序产品；和/或处理器，诸如被配置为执行存储在耦合至处理器的存储器上和/或由该存储器提供的指令的处理器。在该说明书中，这些实施方式或者本发明可采用的任何其他形式可以被称为技术。一般地，在本发明的范围内，所公开的过程的步骤的顺序可以被更改。除非另有声明，可以将被描述为被配置为执行任务的诸如处理器或存储器之类的部件实现为被临时配置为在给定的时间处执行该任务的一般部件或被制造为执行该任务的具体部件。如本文所使用的那样，术语“处理器”涉及被配置为处理诸如计算机程序指令之类的数据的一个或多个器件、电路和/或处理核心。

在各个实施例中，在多种系统或形式中实现本文所描述的技术。在一些实施例中，以硬件方式将技术实现为专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)。在一些实施例中，使用处理器(例如，诸如ARM核心之类的嵌入式处理器)，其中该处理器被提供或加载有用于执行本文描述的技术的指令。在一些实施例中，将技术实现为在计算机可读存储介质中体现且包括计算机指令的计算机程序产品。

下文中，连同示意本发明原理的附图一起，提供本发明的一个或多个实施例的详细描述。与这些实施例结合描述本发明，但本发明并不限于任何实施例。本发明的范围仅由权利要求限定，且本发明包含多种替换、修改及等同物。为了提供对本发明的透彻理解，在下面的描述中阐述多个具体细节。这些细节是为了示例的目的而提供的，并且可以在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下根据权利要求来实施本发明。为了清楚的目的，并未详细地描述本发明相关技术领域中已知的技术材料，以便不会不必要地使本发明模糊。

生化传感器是能够测量可变生化量且根据特定规则将测量变换为输出信号(例如电信号或光信号)的器件。生化传感器可以是电化学传感器或光学传感器。可以在多种应用中采用生化传感器；例如，它们可以用于核苷酸测序、医疗诊断、患者监视等等。

纳米孔阵列是将生化传感器用于生化测量的测量阵列的一个示例。用于核苷酸测序的纳米孔阵列可以包含几千或几百万个单个细胞或测量部位。每个细胞包含纳米孔，纳米孔是可被用作单分子传感器的电绝缘膜中的小孔。可以使用诸如α-溶血素或MspA之类的生物材料来形成纳米孔。可以使用诸如半导体材料之类的固态材料来形成纳米孔。当跨越纳米孔施加较小电压时，可以测量通过该纳米孔的离子电流，以提供关于经过该纳米孔的分子的结构的信息。在纳米孔阵列的单个细胞中，可以将电路用于控制跨越包含该纳米孔的脂双层施加的电刺激，并用于感测穿过该纳米孔的分子的电图案或签名。

在一些应用中，生化测量阵列可以用于进行精确的生化测量；然而，它们的性能可能受到测量部位处的温度影响。典型地，生化传感器被安装在集成电路上或者是集成电路的组成部分。由于直接从可产生热量的集成电路的表面进行由生化传感器进行的测量，因此需要仔细地控制测量部位处的温度的准确性和可变性；否则将导致性能降低。