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原文传递基于CMOS图像传感的光栅波导多微流道检测系统

专利名称：	基于CMOS图像传感的光栅波导多微流道检测系统
摘要：	本发明提供一种基于CMOS图像传感的光栅波导多微流道检测系统，包括微流体芯片、CMOS图像传感层和分析装置；微流体芯片包括微流体组，微流体组包括第一数量的微流体，微流体包括微流道和光栅波导及出射光栅，出射光栅位于微流道下方用以将光沿垂直方向向上导入微流道内；还包括在25‑150℃沉积温度下形成的氮化硅波导层；CMOS图像传感层位于下包层下方。具有有益效果：形成光栅波导与多微流道一体化矩阵的结构，通过多微流体通道和大规模矩阵化的光栅波导来实现比传统光学系统更高通量的分析性能，快速构建高通量生物样品的芯片级的片上光学检测分析系统，实现微纳尺度下的生物检测的高通量芯片；减少实验中对收集光路调整等准备工作，提高检测系统的便携性。
专利类型：	发明专利
申请人：	上海新微技术研发中心有限公司
发明人：	陈昌;刘博;王靖
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T17:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T22:00:00+0805
申请号：	CN202010054222.7
公开号：	CN111190009A
代理机构：	苏州国卓知识产权代理有限公司
代理人：	黄少波
分类号：	G01N33/574;G01N21/64;G01N21/27;B01L3/00;G;B;G01;B01;G01N;B01L;G01N33;G01N21;B01L3;G01N33/574;G01N21/64;G01N21/27;B01L3/00
申请人地址：	201800 上海市嘉定区城北路235号1号楼
主权项：	1.一种基于CMOS图像传感的光栅波导多微流道检测系统，包括：微流体芯片、光谱收集装置和分析装置；其特征在于，所述微流体芯片包括微流体组，所述微流体组包括第一数量的微流体，所述微流体包括微流道和光栅波导组，所述光栅波导包括出射光栅，所述出射光栅位于所述微流道下方用以将光沿垂直方向向上导入所述微流道内；所述光谱收集装置包括CMOS图像传感层，所述CMOS图像传感层用于收集所述微流道内的光信号，处理所述光信号产生待分析信号并向所述分析装置传输所述待分析信号，所述分析装置分析所述待分析信号形成光谱或图像；其特征在于，所述微流体芯片还包括：依次由下而上设置下包层、波导层、保护层、上包层和流道盖板，所述波导层是在25-150℃沉积温度下形成的氮化硅材料，所述波导层用以形成所述光栅波导组；所述保护层是二氧化硅材料，用以覆盖所述光栅波导组并保护所述出射光栅；所述CMOS图像传感层位于所述下包层下方；所述微流道贯穿所述上包层以暴露出所述保护层；所述流道盖板覆盖所述微流道上开口，所述微流道盖板包括用以向所述微流道注入含待检测生物分子溶液的注液口；所述下包层是厚度为15～30μm高分子聚合材料，所述上包层是厚度为15～30μm的高分子聚合材料，所述微流道宽度为10-100μm。 2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光栅波导组包括第二数量相互平行的所述光栅波导，以将光导入所述微流道，所述光栅波导的宽度为300-600nm。 3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述波导层的折射率为1.75-2.2。 4.根据权利要求2～4所述的系统，其特征在于，所述波导层厚度为150nm-1000nm。 5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括导光结构，所述导光结构与所述光栅波导组光连接。 6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述导光结构包括分光结构和交叉跨层结构。 7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述分光结构用以从第二数量的第一导光中向上引出第二数量的第二导光。 8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述导光结构包括干路导光和导光组，所述导光组采用所述分光结构从所述干路导光中引出；所述干路导光包括第一导光，所述导光组包括第二导光，所述第一导光与所述第二导光通过所述交叉跨层结构交叉。 9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述交叉跨层结构包括第一导光重叠区和第二导光重叠区；所述第一导光在交叉处断开，并在断开相对的两端形成第一锐角导光端面和第二锐角导光端面；所述第二导光在交叉处形成分别与所述第一锐角导光端面和所述第二锐角导光端面相匹配的第一锐角导光引面和第二锐角导光引面；所述第一导光重叠区包括所述第一锐角导光端面和所述第一锐角导光引面，所述第二导光重叠区包括所述第二锐角导光端面和所述第二锐角导光引面。 10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光栅波导是耦合光栅波导；所述耦合光栅波导还包括入射光栅，将所述上包层上方的光导入所述耦合光栅波导直至沿垂直方向向上导入所述微流道；所述保护层覆盖并保护所述入射光栅，所述波导层厚度为150nm-1000nm，所述耦合光栅波导的宽度为300-600nm。
所属类别：	发明专利