生物传感器的表面稳定的制作方法

生物传感器的表面稳定
1.本技术是国际申请日为2016年3月4日、申请号为201680013987.8和名称为“生物传感器的表面稳定”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
2.一般来说，本发明涉及表面稳定化生物传感器和使此类生物传感器稳定化的方法。


背景技术：

3.对用于检测化学和生物制剂、分析物或反应副产物的电子传感器的兴趣逐渐提高。此外，推动研发出具有更大灵敏度、能够检测出浓度或溶液ph的越来越小的改变的传感器。还存在减小反应体积，尤其在检测反应副产物时的趋势。
4.在一个示例性系统中，生物分子(如核酸或蛋白质)的基于ph的测序利用数量级为纳升或更小的反应体积中的ph的较小改变。举例来说，可将靶核酸安置于小于纳升的体积中且可基于由核苷酸并入产生的ph较小改变检测出沿着靶核酸的核苷酸并入。
5.可通过所述传感器装置的稳定性和所述传感器校准的一致性两者影响此类敏感性传感器的可靠性。此类稳定性和一致校准可能受包装、存储和运输影响。


技术实现要素：

6.在一示例性实施例中，传感器设备包括衬底、安置于所述衬底上的半导体装置以及流动槽盖。所述半导体装置具有表面电极结构。孔结构可限定曝露所述表面电极结构的孔，且珠粒可沉积于所述孔中。流动槽限定在所述衬底与所述流动槽盖之间。在一实例中，可经由流动槽施加醣溶液且通过半导体装置，在半导体装置的表面电极结构上形成醣涂层。所述传感器设备可经干燥和包装，在输送和存储期间在表面电极结构上留下醣涂层。在使用时，可经由流动槽施加洗涤溶液，去除醣涂层且使表面电极结构曝露于传送通过流动槽的流体。
附图说明
7.通过参考附图，可更好地理解本发明，且使所属领域的技术人员清楚其众多特征和优势。
8.图1、图2a、图2b和图2c包括示例性传感器设备的部分的图示。
9.图3、图4、图5和图6包括示例性传感器设备的图示。
10.图7和图8包括用于处理和使用传感器设备的示例性方法的图示。
11.图9、图10、图11、图12和图13包括处理系统的示例性制备歧管的图示。
12.图14包括示例性处理系统的图示。
13.图15包括示例性传感系统的图示。
14.在不同图式中使用相同参考符号指示相似或相同的物件。
具体实施方式
15.在一示例性实施例中，传感器设备包括衬底、安置于所述衬底上的半导体装置以及流动槽盖。所述半导体装置具有表面电极结构。所述半导体装置可进一步包括在表面电极结构上限定孔的孔结构。任选地，珠粒可安置于所述孔中，且所述珠粒可与核酸结合。流动槽限定在所述衬底与所述流动槽盖之间。在一实例中，可经由流动槽施加醣溶液且通过半导体装置，在半导体装置的表面电极结构上且任选地在珠粒上形成醣涂层。所述传感器设备可经干燥和包装，在输送和存储期间在表面电极结构上留下醣涂层。在使用时，可经由流动槽施加洗涤溶液，去除醣涂层且使表面电极结构曝露于传送通过流动槽的流体。
16.在一特定实施例中，测序系统使用传感器设备，其包括曝露传感阵列的流动槽。所述测序系统包括与传感阵列电子连通的通信电路，且包括与流动槽流体连通的容器和流体控制件。在一实例中，图1说明流动槽100的放大和截面视图且说明流动腔室106的一部分。反应剂流108流动横跨微孔阵列102表面，其中反应剂流108流动通过微孔阵列102的微孔的开口端。微孔阵列102和传感器阵列105一起可形成整合单元，其形成流动槽100的下壁(或底板)。参考电极104可流体地耦合到流动腔室106。另外，流动槽罩或盖130囊封流动腔室106以将反应剂流108含于限定区域内。
17.图2a说明如图1的110处所说明的微孔201和传感器214的放大图。微孔的体积、形状、纵横比(例如底部宽度与孔深度比率)以及其它维度特征可基于发生的反应性质，以及采用的反应剂、副产物或标记技术(如果存在)来选择。所述传感器214可为化学场效应晶体管(chemfet)，更确切地说离子敏感性fet(isfet)，其中浮动栅极218具有任选地通过钝化层216或其它金属、金属氮化物或金属氧化物层或其组合与微孔内部隔开的传感器板220。传感器板220、任选的钝化层216或其它层一起形成电极结构。传感器214可响应于(且产生与其相关的输出信号)与传感器板220相对的钝化层216上存在的电荷224的量。电荷224的改变可引起chemfet的源极221与汲极222之间的电流改变。继而，chemfet可直接用于提供基于电流的输出信号或与额外电路一起间接用于提供基于电压的输出信号。反应物、洗涤溶液以及其它反应剂可以通过扩散机制240移动进入和离开微孔。
18.在一实施例中，在微孔201中进行的反应可为鉴别或测定相关分析物的特征或特性的分析型反应。此类反应可直接或间接产生影响传感器板220附近的电荷量的副产物。如果此类副产物少量产生或快速衰变或与其它成分反应，那么可同时在微孔201中分析相同分析物的多个拷贝以增加产生的输出信号。在一实施例中，分析物的多个拷贝可在沉积到微孔201中之前或之后连接到固相支撑物212。固相支撑物212可为包含凝胶的微米粒子、纳米粒子、珠粒、固体或多孔物等。为简单起见和易于解释，固相支撑物212在本文中也被称作珠粒或粒子。对于核酸分析物，可通过滚环扩增(rca)、指数rca或类似技术制得多个连接拷贝以在不使用固体支撑物的情况下产生扩增子。
19.chemfet的信号品质可能受微孔201和电极结构的表面品质影响。为了保护或稳定化表面，可在所述表面上施加醣涂层。举例来说，如图2b中所说明，在组装之后和使用之前，醣涂层226可形成于传感器结构214上方。醣涂层226可为保形的，如图2b中所说明。替代地，醣涂层可填充微孔201和任选地流动槽106的部分。
20.在另一实例中，珠粒可安置于孔中。举例来说，如图2c中所说明，醣涂层226可形成于珠粒212上方和传感器结构214上方。醣涂层可为保形的或填充微孔201，且可任选地占据
流动槽106的部分。
21.在使用之前，可经由流动槽106施加洗涤溶液以去除醣涂层226，向其中提供微孔201，例如可提供固相支撑物212且可进行离子浓度或ph的测量，或当固体支撑物在洗涤之前存在时，固体支撑物可曝露以用于测量。
22.流动槽可通过多种方式组装有微孔阵列和传感器阵列。在图3-6中所说明的一个实施例中，通过使流体界面元件连接到含有传感器芯片的来制得流动槽。典型地，整合微孔传感器阵列(即，传感器芯片)安装在保护芯片且提供电接触以便与其它装置连通的壳体或包装中。流体学界面元件经设计以为反应剂提供腔室或流动腔室以在其密封地连接到此类包装时传送通过。在一个方面中，此类连接通过将零件胶合在一起实现。图3说明流动槽的组件400底视图(或表面)。在所说明的实施例中，完整流动槽通过将组件400连接到含有传感器阵列的包装(如图5和6中所示)形成。脊部401从表面413凸出且当与图5中所说明的芯片430配合时形成椭圆形流动腔室408的壁410。组件400可胶合到芯片壳体430以形成流体封闭性密封。图4说明组件或元件400的俯视图(或表面)416，显示准许流动槽密封连接到流体系统的入口和出口轴环418和420。可将连接到弹性环形元件的入口和出口套管插入轴环418和420中以使得弹性材料沿着轴环418和420的底板和壁形成密封。可使用将流动槽连接到流体系统的其它方法，包括其它类型的压力配件、夹具类配件、拧接式配件等。组件400可经调适以适应具有简单设计改变的不同尺寸芯片，如通道422和424所说明。换句话说，对于图5中所说明的较小阵列434，可通过朝向组件或元件400的中心的此类通道将在入口轴环418和出口轴环420的中心处具有开口的通道引导到阵列430上的入口端口和出口端口。同样地，对于图6中所说明的较大阵列436，可引导类似通道442和444远离组件400中心且到达阵列436的入口和出口。此类设计有利地提供可与多个传感器阵列尺寸一起使用的单一基本流动槽设计。可使用突出舌片412和斜边414来确保芯片正确定向安置于互补插座或器具中以实现与设备其余部分的流体和电连接。
23.芯片或芯片组装体可经处理以在运输期间保护安置于芯片上的传感器或珠粒。在特定实例中，如图7中所说明，方法700包括在半导体衬底上施加流动槽盖以限定传感器设备的流动槽，如在702处所说明。经由流动槽盖的接入端口可为传感器设备的流动槽传感器装置提供流体接入。传感器装置可包括曝露于经由流动槽盖施加且流动通过流动槽的流体的电极或栅极结构。
24.如在704处所说明，可经由流动槽施加清洁溶液。清洁溶液可为碱溶液，如包括naoh的溶液、酸溶液或其组合。在一实例中，酸溶液为非水性溶液，包括阴离子表面活性剂，如磺酸表面活性剂，例如十二烷基苯磺酸(dbsa)。确切地说，可使用使非水性酸溶液、水或醇和碱溶液流动的顺序清洁半导体衬底。
25.任选地，珠粒可沉积在传感器装置上，例如形成于半导体衬底上方的孔中，如在706处所说明。任选地，珠粒可与生物分子，如核酸结合。
26.在一实例中，珠粒可由聚合物网状结构，如非核酸聚合物网状结构形成。示例性非核聚合物网状结构琼脂糖；聚乙二醇；聚氧化丁烯；二乙基丙烯酰胺；聚氧化乙烯；聚丙烯酰胺；聚氧化丙烯；n,n-聚二甲基丙烯酰胺；聚(n-异丙基丙烯酰胺)；聚乙烯吡咯烷酮；聚-n-羟基丙烯酰胺；类似物；或其任何组合。在特定实例中，聚合物网状结构包括聚乙二醇。在另一实例中，聚合物网状结构包括聚丙烯酰胺。确切地说，聚合物网状结构可形成水凝胶。举
例来说，当在水溶液中时珠粒可具有按重量计0.1％到10％聚合物，如0.5％到8％聚合物或0.8％到5％聚合物。
27.在另一实例中，珠粒可与生物分子结合。在特定实例中，生物分子可直接或经由连接子共价键结到珠粒的聚合物网状结构。生物分子可为核酸，如dna或rna。确切地说，核酸可为寡核苷酸，如捕获探针或引物。在另一实例中，核酸可为待测序的聚核苷酸。
28.在一实例中，如708所说明，醣溶液可经由流动槽施加。在一实例中，醣溶液为包括醣的水溶液。任选地，醣溶液还可包括表面活性剂。在另一实例中，醣溶液可包括醇。
29.醣可包括单醣、双醣、多醣、其衍生物或其组合。在一实例中，单醣包括葡萄糖、果糖、半乳糖或其组合。在另一实例中，双醣包括蔗糖、海藻糖、麦芽糖或乳糖或其组合。在特定实例中，双醣包括蔗糖。在另一实例中，双醣包括海藻糖。在另一实例中，醣可包括玻尿酸。醣可以5wt％到30wt％的范围，如5wt％到20wt％的范围，10wt％到20wt％的范围，或10wt％到15wt％的范围包括于醣溶液中。
30.醣溶液可进一步包括表面活性剂。表面活性剂可为离子表面活性剂、两性或两性离子表面活性剂、非离子表面活性剂或其组合。离子表面活性剂可为阴离子表面活性剂。示例性阴离子表面活性剂包括硫酸盐表面活性剂、磺酸盐表面活性剂、磷酸盐表面活性剂、羧酸盐表面活性剂或其任何组合。示例性硫酸盐表面活性剂包括：烷基硫酸盐，如月桂基硫酸铵、月桂基硫酸钠(十二烷基硫酸钠(sds))或其组合；烷基醚硫酸盐，如月桂醇醚硫酸钠、肉豆蔻醇醚硫酸钠或其任何组合；或其任何组合。示例性磺酸盐表面活性剂包括：烷基磺酸盐，如十二烷基磺酸钠；琥珀辛酯，如磺基琥珀酸酯二辛钠；烷基苯甲基磺酸盐(例如十二烷基苯磺酸或其盐)；或其任何组合。示例性磷酸盐表面活性剂包括烷基芳基醚磷酸盐、烷基醚磷酸盐或其任何组合。示例性羧酸表面活性剂包括：烷基羧酸盐，如脂肪酸盐或硬脂酸钠；月桂基肌氨酸钠；胆酸盐，如脱氧胆酸钠；或其任何组合。
31.在另一实例中，离子表面活性剂可为阳离子表面活性剂。示例性阳离子表面活性剂包括伯胺、仲胺或叔胺、季铵表面活性剂或其任何组合。示例性季铵表面活性剂包括：烷基三甲基铵盐，如溴化鲸蜡基三甲基铵(ctab)或氯化鲸蜡基三甲基铵(ctac)；氯化十六烷基吡啶(cpc)；聚乙氧基化牛油胺(poea)；苯扎氯铵(bac)；苄索氯铵(bzt)；5-溴基-5-硝基-1,3-二噁烷；二甲基二(十八烷基)氯化铵；二(十八烷基)二甲基溴化铵(dodab)；或其任何组合。
32.示例性两性或两性离子表面活性剂包括具有磺酸盐、羧酸盐或磷酸盐阴离子的伯胺、仲胺或叔胺或季铵阳离子。示例性磺酸盐两性表面活性剂包括：(3-[(3-胆酰胺基丙基)二甲基铵基]-1-丙磺酸盐)；磺基甜菜碱，如椰油酰胺丙基羟基磺基甜菜碱；或其任何组合。示例性羧酸两性表面活性剂包括氨基酸、亚氨基酸、甜菜碱(如椰油酰胺基丙基甜菜碱)或其任何组合。示例性磷酸盐两性表面活性剂包括卵磷脂。在另一实例中，两性或两性离子表面活性剂可为烷基氨基烷基磺酸盐，如烷基二甲基铵基丙烷磺酸盐，其中烷基具有5与20之间的碳，例如8与18之间的碳，8与14之间的碳，或10与14之间的碳。在特定实例中，表面活性剂包括正十二烷基-n,n-二甲基-3-铵基-1-丙磺酸盐。
[0033]
在另一实例中，表面活性剂可为非离子表面活性剂，如聚乙二醇类表面活性剂、烷基吡咯啶表面活性剂、烷基咪唑啶酮表面活性剂、烷基吗啉表面活性剂、烷基咪唑表面活性剂、烷基咪唑啉表面活性剂或其组合。在特定实例中，聚乙二醇类表面活性剂包括聚乙二醇
醚，如烷基苯酚聚乙氧基化物。在另一实例中，非离子表面活性剂可为烷基多醣。在另一实例中，非离子表面活性剂包括非离子氟表面活性剂，如乙氧基化碳氟化合物。在另一实例中，表面活性剂溶液可包括辛基吡咯啶。
[0034]
确切地说，表面活性剂溶液可包括此类表面活性剂的组合。举例来说，表面活性剂溶液可包括两性离子表面活性剂与阴离子表面活性剂的组合。在特定实例中，表面活性剂溶液可包括两性离子表面活性剂，如烷基氨基烷基磺酸盐；和阴离子表面活性剂，如硫酸盐表面活性剂，例如sds。
[0035]
在一实例中，表面活性剂溶液可包括总浓度在0.001重量％到20重量％范围内的一种或多种表面活性剂。举例来说，可以0.01重量％到10.0重量％的范围，如0.01重量％到5.0重量％的范围，0.05重量％到1.0重量％的范围，或0.05重量％到0.5重量％的范围的总量包括表面活性剂。
[0036]
在另一实例中，表面活性剂溶液可包括醇，如甲醇、乙醇、异丙醇、异丁醇或其组合。在一实例中，可以5.0wt％到70.0wt％的范围，如10wt％到50wt％的范围的量包括醇。
[0037]
如在710处所说明，醣溶液可从流动槽去除，在半导体衬底上留下醣涂层。醣涂层可为保形的。在另一实例中，醣涂层可填充半导体衬底上限定的孔。确切地说，醣涂层安置于半导体衬底上的传感器装置的电极结构上。
[0038]
如在712处所说明，可包装传感器设备。举例来说，传感器设备可经干燥，且随后插入用于运送的经密封包装中。在一实例中，包装具有静电耗散特征。在另一实例中，包装可为耐水或耐湿的。在另一实例中，可将干燥剂添加到包装中。因而，醣涂层保持与用于输送和存储传感器设备的传感器装置接触。
[0039]
在使用时，可在利用传感器设备的制备时去除醣涂层。如图8中所说明，方法800包括使洗涤溶液流动通过传感器设备的流动槽，如在802处所说明。在一实例中，洗涤溶液可为水或水溶液。在另一实例中，洗涤溶液可包括表面活性剂。在另一实例中，洗涤溶液可包括醇。示例性醇包括乙醇、甲醇、异丙醇、异丁醇或其组合。在一实例中，可以5wt％到70wt％的范围，如10％到50％的范围的量包括醇。在另一实例中，可使用纯醇。
[0040]
流动通过流动槽的洗涤溶液去除醣涂层且曝露传感器装置的传感器电极结构和任选地珠粒。在去除醣涂层后，可使用传感器。
[0041]
举例来说，生物分子靶标，如核酸或蛋白质可施加到传感器设备，如在804处所说明。在特定实例中，核酸或蛋白质可施加在传感器装置的传感器电极上。在一实例中，生物分子靶标连接到珠粒且沉积在传感器装置的孔中。在另一实例中，在洗涤之前，传感器装置的孔可包括珠粒，且可通过此类珠粒捕获生物分子靶标。在特定实例中，可通过具有互补寡核苷酸的珠粒捕获核酸靶标且任选地经扩增以在珠粒上提供核酸靶标的多个拷贝。确切地说，核酸的多个拷贝可施加在传感器装置上且可经由检测响应于核苷酸并入的ph改变进行合成测序。
[0042]
如在806处所说明，传感器设备可施加到检测器系统。举例来说，传感器设备可流体连接到反应剂组且可电连接到测量和控制系统。可将一系列反应剂施加到传感器设备的流动槽，且可使用传感器设备的传感器装置进行测量。在特定实例中，如在808处所说明，可使用此类检测器系统对生物分子靶标进行测序。举例来说，可使用合成测序且使用传感器装置检测ph改变来对核酸进行测序。
[0043]
图9、图10、图11、图12和图13包括在用于包装和存储的制备中用于处理传感器设备的示例性处理设备的图示。如图9中所说明，处理设备900包括经配置以固定托盘904的甲板902。托盘904包括狭槽906以接收传感器设备908。如所说明，施用传感器设备908以具有面朝上的电子界面和面朝下的流动槽的流体界面。替代地，可施加传感器设备908以具有面向下的电子界面和面向下的流动槽的流体界面。
[0044]
使用手柄910，可沿着轨道912，在夹具914下引导甲板902。当安置在夹具914下时，甲板902对准传感器装置，且确切地说，流体接入具有流体学歧管1022和孔口1124的传感器设备的流动槽，如图10和图11中所说明。
[0045]
夹具914通过支撑物918支撑。手柄916可向下推动夹具914，向下推动甲板902以接合流体歧管1022。接合结构1020可包括一个或多个弹性结构1226(在图12中说明)以接合传感器设备且压着流体端口1124推动其。
[0046]
当手柄916降低时，结构1020接合平台902且向下驱动传感器设备908的甲板902和托盘904。沿着轴杆1228驱动平台902直到传感器设备908的流体端口接合流体歧管1022的流体端口1124为止。当向上驱动手柄916时，沿着轴杆1228向上驱动平台902，使传感器设备908与流体端口1124脱开接合。可使用手柄910从夹具914下拉出甲板902和传感器设备908。
[0047]
在特定实例中，歧管900形成设备部分以流体接合传感器设备的流体端口且经由传感器设备的流动槽施加一种或多种反应剂溶液，包括醣溶液。举例来说，如图14中所说明，处理系统1400包括连接到流体歧管1404的反应剂容器1402。流体歧管1404流体连接到子歧管1406，其可各自经由使用处理设备900，经由传感器设备1408的流动槽施加流体。在特定实例中，可通过向容器加压或经由使用从容器1402抽取流体的泵，从反应剂容器1402驱动或抽取流体。歧管1404可选择性地使反应剂从反应剂容器1402流动到子歧管1406。流体可随后经由传感器设备1408的流动槽，基于下游阀门1410的控制，流动通过歧管1404和子歧管1406。当阀门1410中的一个敞开时，流体可流动通过传感器设备1408的流动槽且进入废弃物容器1412。
[0048]
在一实例中，阀门1410中的每一个可为敞开的，同时使得连续流通过系统。替代地，可基于传感器设备1408的下游阀门1410的位置，通过选择性地使反应剂流动通过歧管1404和子歧管1406且选择性地通过传感器设备1408中的一个或多个单独地处理传感器设备。
[0049]
举例来说，系统可包括如上文所描述的洗涤溶液、酸或碱清洁处理溶液和醣溶液。举例来说，可将洗涤溶液施加在一个或多个传感器设备1408上。传感器设备可包括孔中的珠粒或可不含珠粒。可使用酸或碱处理溶液处理传感器设备。在一实例中，传感器设备的预处理可能影响表面羟基的浓度，影响与ph测量相关的信号。可通过施加醣溶液通过流动槽(传感器设备)且在传感器装置的传感器电极上和任选地在珠粒上留下醣涂层来使表面稳定化。传感器设备1408可从处理设备去除，干燥且包装，准备好运输和存储。
[0050]
如上文所描述，可洗涤表面稳定化生物传感器且用于检测生物分子靶标或相关副产物。确切地说，可如上文所描述洗涤生物传感器，例如传感器设备且施加到检测系统，如测序系统。
[0051]
在一实例中，可为生物分子或连接生物分子的珠粒或粒子可施加到生物传感器以用于测定生物分子的特征。可为在洗涤醣涂层后或在用醣溶液处理前施加珠粒。确切地说，
生物传感器可用于对与扩增珠粒或粒子结合待核酸或蛋白质靶序列进行测序。举例来说，测序可包括无标记dna测序，且确切地说，基于ph的dna测序。将包括dna模板且具有可操作结合的引物和聚合酶的珠粒或粒子装载到反应腔室(如传感器设备的微孔)中，其后进行重复脱氧核苷三磷酸(dntp)添加和洗涤的循环。替代地，珠粒可在洗涤之前存在，且可将靶核酸施加到珠粒。典型地连接此类模板作为珠粒或粒子的克隆群体，且将此类克隆群体装载到反应腔室中。在循环的每个添加步骤中，当模板中的下一个碱基为所添加的dntp的互补序列时，聚合酶通过并入所添加的dntp来延伸引物。当存在一个互补碱基时，存在一次并入，当存在两个互补碱基时，存在两次并入，当存在三个互补碱基时，存在三次并入等。在各此类并入的情况下，释放氢离子，且总起来说，模板的群体释放氢离子，引起通过电子传感器检测到的反应腔室的局部ph的极轻微改变。
[0052]
图15图解说明用于进行基于ph的核酸测序的设备。传感器设备的每个电子传感器产生取决于参考电压的值的输出信号。在图15中，通过入口将含有流体回路602的壳体600连接到反应剂储槽614，通过将流体学节点630连接到流动槽634的入口638的通道632连接到废弃物储槽620和流动槽634。来自储槽614的反应剂可通过多种方法，包括压力、泵(如注射泵)、重力供给等驱动到流体回路602，且通过控制阀门650来选择。控制系统618包括用于阀门650的控制器，其产生经由电连接616打开和关闭的信号。控制系统618还包括用于系统的其它组件的控制器，如通过控制管线622和参考电极628连接到其上的洗涤溶液阀门624。控制系统618还可包括用于流动槽634的控制和数据获取功能。在一个操作模式中，流体回路602在控制系统618的编程控制下将一系列所选反应剂(1、2、3、4或5)递送到流动槽634，以使得在所选反应剂中间流动，预涂布且洗涤流体回路602，且洗涤流动槽634。进入流动槽634的流体经由出口640退出且沉积在废弃物容器636中。在整个此类操作中，流动槽634中发生的反应或测量具有稳定参考电压，因为参考电极628具有与流动槽634的连续(即不间断)电解质路径，但仅与洗涤溶液物理接触。
[0053]
实例
[0054]
实例1
[0055]
用包括醣或聚合物的不同溶液处理基于ph的测序设备(离子激流(ion torrent)
tm
质子i)。
[0056]
通过使一系列洗涤溶液流动通过设备的流动槽来制备设备。使包括5wt％十二烷基苯磺酸(dbsa)于十一烷中的溶液流动通过流动槽持续1分钟。使异丙醇流动通过流动槽以去除十一烷中的dbsa。经由流动槽施加水，继而10mm naoh溶液持续2:45分钟。经由流动槽施加水，继而异丙醇(ipa)且随后氮气。
[0057]
在氮气下干燥之后，经由流动槽施加包括10wt％或20wt％所选醣或聚合物的水溶液。对照物未经处理。醣选自蔗糖、半乳糖和海藻糖。聚合物选自聚乙二醇聚合物(peg 200或peg 1000)、聚丙二醇、环氧乙烷/环氧丙烷嵌段共聚物(普朗尼克(pluronic)p65)和多元醇(普朗尼克f127)。在施加溶液之后，用氮冲洗流动槽。观测设备表面的涂层均一性。进一步测试设备的初始珠粒装载均一性和老化(在70℃下加热7天)后的珠粒装载均一性。在离子激流
tm
离子chef
tm
上，使用并入上述芯片设备的离子激流
tm
套组进行珠粒装载。
[0058]
经蔗糖、半乳糖和海藻糖处理的那些设备表明所需均一性和初始和老化珠粒装载两者，提供控制改良。多元醇聚合物表明相对于对照类似的改良。环氧乙烷/环氧丙烷共聚
物溶液提供相对于对照类似于略微较佳珠粒装载。peg和丙二醇聚合物提供与对照相比更小的所需珠粒装载。
[0059]
实例2
[0060]
用并入不同表面活性剂的醣溶液处理基于ph的测序设备(离子激流质子i)。
[0061]
通过使一系列洗涤溶液流动通过设备的流动槽来制备设备。使包括5wt％十二烷基苯磺酸(dbsa)于十一烷中的溶液流动通过流动槽持续1分钟。使异丙醇流动通过流动槽以去除十一烷中的dbsa。经由流动槽施加水，继而10mm naoh溶液持续2:45分钟。经由流动槽施加水，继而异丙醇(ipa)且随后氮气。
[0062]
在氮气下干燥之后，经由流动槽施加包括10wt％或20wt％蔗糖和0.05wt％与0.2wt％之间的选择表面活性剂的水性醣溶液。表面活性剂选自0.05wt％非离子氟表面活性剂(thetawet 8150)、0.02wt％非离子表面活性剂(triton x-100)、0.1wt％烷基多醣表面活性剂(multitrope)、0.2wt％磺基琥珀酸酯二辛钠或0.2％两性离子表面活性剂(anzergent3-12)。在施加醣溶液之后，用氮冲洗流动槽。观测设备表面的涂层均一性。
[0063]
与包括20wt％蔗糖的醣溶液相比，包括10wt％蔗糖的醣溶液提供更均匀的涂层和更少的图像拖尾。表面活性剂中的每一种对均一性具有类似作用。但，triton x-100表面活性剂在流动槽的盖上产生蔗糖珠粒。
[0064]
实例3
[0065]
为了评估离子激流
tm 541芯片上预装载的卡匣的稳定性，芯片(设备)预装载有聚丙烯酰胺珠粒，使用蔗糖溶液涂布，且用干燥剂真空密封在箔小袋中。
[0066]
通过在设备上旋转带有珠粒的溶液2分钟，泡沫刮擦以及冲洗和真空抽吸来装载包括离子激流541芯片(设备)和相关聚丙烯酰胺珠粒的16套组的集合。珠粒与寡核苷酸结合，其用以捕获靶聚核苷酸且延伸以产生靶聚核苷酸的互补拷贝。
[0067]
设备的一半涂布有包括1431g h2o、358g蔗糖和3.5g anzergent3-12的蔗糖溶液。设备中的每一个放置于托盘中且真空密封在箔小袋中以便存储。
[0068]
在存储的1天、3天和10天测试设备。洗涤设备以去除蔗糖涂层且进行扩增以产生与进行测序的聚核苷酸结合的珠粒。
[0069]
第1天设备(无论是否涂布有蔗糖)表明通过类似装载百分比、关键信号和q20平均性能来表征的类似测序性能。但，第3天设备(不用蔗糖涂层储存)表明明显降低的测序性能，而第3天设备(用蔗糖涂层储存)维持测序性能。第10天设备(用蔗糖涂层储存)也维持测序性能。
[0070]
在第一方面中，传感器设备包括衬底、安置于衬底上的半导体装置，所述半导体装置具有表面电极结构以及形成于表面电极结构上方的醣涂层。
[0071]
在第一方面的一个实例中，传感器设备进一步包括限定在半导体装置上且限定曝露表面电极结构的孔、至少部分在孔内的醣涂层的孔结构。
[0072]
在第一方面的额外实例和上述实例中，所述设备进一步包括安置于孔中的珠粒、形成于珠粒上方的醣涂层。在一实例中，珠粒与核酸结合。在另一实例中，珠粒为水凝胶珠粒。在另一实例中，珠粒包含选自由以下组成的群组的聚合物：琼脂糖；聚乙二醇；聚氧化丁烯；二乙基丙烯酰胺；聚氧化乙烯；聚丙烯酰胺；聚氧化丙烯；n,n-聚二甲基丙烯酰胺；聚(n-异丙基丙烯酰胺)；聚乙烯吡咯烷酮；聚-n-羟基丙烯酰胺；以及其任何组合。在特定实例中，
聚合物为聚丙烯酰胺。
[0073]
在第一方面的另一实例和上述实例中，传感器设备进一步包括安置于衬底上且使流动槽限定在衬底与流动槽盖之间的流动槽盖。表面电极结构经由流动槽为可接入的。
[0074]
在第一方面的另一实例和上述实例中，半导体装置包括具有栅极电极结构的场效应晶体管。表面电极结构形成栅极电极结构的至少一部分。
[0075]
在第一方面的额外实例和上述实例中，表面电极结构包括导电结构和安置于导电结构上的传感器层。举例来说，传感器层包括陶瓷层。
[0076]
在第一方面的另一实例和上述实例中，表面电极结构包括浮动栅极结构。
[0077]
在第一方面的另一实例和上述实例中，醣涂层包括单醣、双醣、多醣、其衍生物或其组合。举例来说，单醣可包括葡萄糖、果糖、半乳糖或其组合。在另一实例中，双醣包括蔗糖、海藻糖、麦芽糖或乳糖。举例来说，双醣包括蔗糖。在另一实例中，双醣包括海藻糖。在另一实例中，醣包括玻尿酸。
[0078]
在第二方面中，传感器设备包括半导体衬底、形成于半导体衬底上的半导体装置、形成于半导体装置上方且限定孔的孔结构，其中半导体装置包括具有响应于孔内条件的栅极结构的场效应晶体管和安置于孔内和栅极结构上方的醣涂层。
[0079]
在第二方面的一个实例中，传感器设备进一步包括：流动槽盖，其安置于半导体衬底和孔结构上且使流动槽限定在衬底与流动槽盖之间，所述孔曝露于流动槽。
[0080]
在第二方面的另一实例和上述实例中，所述设备进一步包括安置于孔中的珠粒、安置于珠粒上的醣涂层。在一实例中，珠粒与核酸结合。在另一实例中，珠粒为水凝胶珠粒。在另一实例中，所述珠粒包含选自由以下组成的群组的聚合物：琼脂糖；聚乙二醇；聚氧化丁烯；二乙基丙烯酰胺；聚氧化乙烯；聚丙烯酰胺；聚氧化丙烯；n,n-聚二甲基丙烯酰胺；聚(n-异丙基丙烯酰胺)；聚乙烯吡咯烷酮；聚-n-羟基丙烯酰胺；以及其任何组合。在特定实例中，聚合物为聚丙烯酰胺。
[0081]
在第二方面的另一实例和上述实例中，栅极结构包括导电结构和安置于导电结构上的传感器层。举例来说，传感器层包括陶瓷层。
[0082]
在第二方面的另一实例和上述实例中，栅极结构包括浮动栅极结构。
[0083]
在第二方面的额外实例和上述实例中，醣涂层包括单醣、双醣、多醣、其衍生物或其组合。举例来说，单醣包括葡萄糖、果糖、半乳糖或其组合。在另一实例中，双醣包括蔗糖、海藻糖、麦芽糖或乳糖。举例来说，双醣包括蔗糖。在另一实例中，双醣包括海藻糖。在另一实例中，醣包括玻尿酸。
[0084]
在第三方面中，测序方法包括使洗涤溶液流动通过传感器设备。传感器设备包括衬底、安置于衬底上的半导体装置，所述半导体装置具有表面电极结构以及形成于表面电极结构上方的醣涂层。洗涤溶液去除醣涂层。所述方法进一步包括将核酸靶标施加到传感器设备，将传感器设备施加到测序系统，以及使用测序系统对核酸靶标进行测序。
[0085]
在第三方面的一个实例中，醣涂层包括单醣、双醣、多醣、其衍生物或其组合。举例来说，单醣包括葡萄糖、果糖、半乳糖或其组合。在另一实例中，双醣包括蔗糖、海藻糖、麦芽糖或乳糖。在一实例中，双醣包括蔗糖。在另一实例中，双醣包括海藻糖。在另一实例中，醣包括玻尿酸。
[0086]
在第三方面的额外实例和上述实例中，所述设备进一步包括限定表面电极结构上
的孔的孔结构，且所述设备进一步包括安置于所述孔中的珠粒。将核酸靶标施加到传感器设备包括使核酸靶标与珠粒接触。在一实例中，珠粒包括与核酸靶标的一部分互补的寡核苷酸，且所述方法进一步包括使核酸靶标扩增以形成珠粒上的核酸靶标的拷贝。举例来说，珠粒为水凝胶珠粒。在一实例中，所述珠粒包含选自由以下组成的群组的聚合物：琼脂糖；聚乙二醇；聚氧化丁烯；二乙基丙烯酰胺；聚氧化乙烯；聚丙烯酰胺；聚氧化丙烯；n,n-聚二甲基丙烯酰胺；聚(n-异丙基丙烯酰胺)；聚乙烯吡咯烷酮；聚-n-羟基丙烯酰胺；以及其任何组合。在特定实例中，聚合物为聚丙烯酰胺。
[0087]
在第四方面中，制备传感器设备的方法包括经由限定流动槽的半导体衬底上的流动槽盖施加清洁溶液，所述半导体衬底包括多个场效应晶体管，其各自包括曝露于流动槽的栅极结构；经由流动槽施加醣溶液，所述溶液包括醣；以及从流动槽去除醣溶液，醣层残留在栅极结构上。
[0088]
在第四方面的一个实例中，施加洗涤溶液包括在施加包括醣的溶液之前使碱性溶液流动通过流动槽。
[0089]
在第四方面的额外实例和上述实例中，孔结构限定栅极结构上的孔，且所述方法进一步包括在施加醣溶液之前将珠粒施加于所述孔中。在一实例中，珠粒与核酸结合。在另一实例中，珠粒为水凝胶珠粒。在另一实例中，所述珠粒包含选自由以下组成的群组的聚合物：琼脂糖；聚乙二醇；聚氧化丁烯；二乙基丙烯酰胺；聚氧化乙烯；聚丙烯酰胺；聚氧化丙烯；n,n-聚二甲基丙烯酰胺；聚(n-异丙基丙烯酰胺)；聚乙烯吡咯烷酮；聚-n-羟基丙烯酰胺；以及其任何组合。举例来说，聚合物为聚丙烯酰胺。
[0090]
在第四方面的另一实例和上述实例中，施加洗涤溶液包括在施加包括醣的溶液之前使非水性表面活性剂溶液流动通过流动槽。举例来说，非水性表面活性剂溶液包括含磺酸表面活性剂的非水性溶剂。
[0091]
在第四方面的另一实例和上述实例中，醣包括单醣、双醣、多醣、其衍生物或其组合。举例来说，单醣包括葡萄糖、果糖、半乳糖或其组合。在另一实例中，双醣包括蔗糖、海藻糖、麦芽糖或乳糖。举例来说，双醣包括蔗糖。在另一实例中，双醣包括海藻糖。在另一实例中，醣包括玻尿酸。
[0092]
在第四方面的额外实例和上述实例中，醣溶液包括5wt％到30wt％范围内的醣。
[0093]
在第四方面的另一实例和上述实例中，醣溶液包括0.01wt％到10.0wt％范围内的表面活性剂。举例来说，表面活性剂可包括两性离子表面活性剂。在另一实例中，表面活性剂包括非离子表面活性剂。
[0094]
在第五方面中，制备传感器设备的方法包括在半导体衬底上施加流动槽盖以限定流动槽，所述半导体衬底包括多个场效应晶体管，其各自包括曝露于流动槽的栅极结构、限定孔的孔结构；将珠粒施加于所述孔中；经由流动槽施加溶液，所述溶液包括醣；以及从流动槽去除溶液，醣层残留在栅极结构上。
[0095]
在第五方面的一个实例中，所述方法进一步包括在施加包括醣的溶液之前使碱性溶液流动通过流动槽。
[0096]
在第五方面的另一实例和上述实例中，孔结构限定栅极结构上的孔，且所述方法进一步包括在施加醣溶液之前将珠粒施加于孔中。举例来说，珠粒与核酸结合。在一实例中，珠粒为水凝胶珠粒。在另一实例中，所述珠粒包括选自由以下组成的群组的聚合物：琼
脂糖；聚乙二醇；聚氧化丁烯；二乙基丙烯酰胺；聚氧化乙烯；聚丙烯酰胺；聚氧化丙烯；n,n-聚二甲基丙烯酰胺；聚(n-异丙基丙烯酰胺)；聚乙烯吡咯烷酮；聚-n-羟基丙烯酰胺；以及其任何组合。在特定实例中，聚合物为聚丙烯酰胺。
[0097]
在第五方面的另一实例和上述实例中，所述方法进一步包括在施加包括醣的溶液之前使非水性表面活性剂溶液流动通过流动槽。举例来说，非水性表面活性剂溶液包括含磺酸表面活性剂的非水性溶剂。
[0098]
在第五方面的另一实例和上述实例中，醣涂层包括单醣、双醣、多醣、其衍生物或其组合。举例来说，单醣包括葡萄糖、果糖、半乳糖或其组合。在一实例中，双醣包括蔗糖、海藻糖、麦芽糖或乳糖。举例来说，双醣包括蔗糖。在另一实例中，双醣包括海藻糖。在另一实例中，醣包括玻尿酸。
[0099]
在第五方面的额外实例和上述实例中，醣溶液包括5wt％到30wt％范围内的醣。
[0100]
在第五方面的另一实例和上述实例中，醣溶液包括0.01wt％到10.0wt％范围内的表面活性剂。举例来说，表面活性剂包括两性离子表面活性剂。在另一实例中，表面活性剂包括非离子表面活性剂。
[0101]
在第六方面中，处理系统包括多个反应剂容器、与多个反应剂容器流体连通的歧管和包括用以接收传感器设备的可滑动甲板的处理设备、具有弹性设备引导件的夹具以及与歧管流体连通且包括与传感器设备的流动槽流体连接的孔口的接入歧管，当可滑动甲板安置在夹具下时，夹具可移动以向下推动可滑动甲板以接合接入歧管。
[0102]
在第六方面的一个实例中，可滑动甲板用面向下传感器设备的流动槽孔口接收传感器设备，弹性设备引导接合与流动槽孔口相对的传感器设备的一侧。
[0103]
此类方法和使用此类方法形成的装置提供涉及改良的测量品质的技术优点。已发现，信号品质可能不定地降低，取决于与运输和存储相关的因素。
[0104]
信号品质可变性降低提供更均匀的信号测量，可实现更精确的序列检测。
[0105]
确切地说，基于ph的传感器装置，如基于ph的测序中所使用的那些对与运输和存储相关的因素敏感。据相信，表面基团，如表面羟基影响信号品质，且此类表面基团的浓度可能受与包装、运输和存储相关的因素(如温度和湿度)影响。所提出得系统和方法为信号品质提供更小可变性。
[0106]
应注意，并非在上文一般描述或实例中所描述的所有活动都是需要的，一部分具体活动可能是不需要的，且可以执行除所述活动之外的一种或多种其它活动。再者，活动所列的次序未必是活动被执行的次序。
[0107]
在前文说明书中，已参考特定实施例描述概念。然而，所属领域的一般技术人员了解，可以在不脱离如以下权利要求书中所阐述的本发明范围的情况下进行各种修改和改变。因此，说明书和图式应该以说明性而不是限制性意义来看待，且所有这些修改意欲包括在本发明范围内。
[0108]
如本文所用，术语“包含(comprises/comprising)”、“包括(includes/including)”、“具有(has/having)”或其任何其它变化形式打算涵盖非排它性的包括。举例来说，包含一列特征的工艺、方法、物品或设备不一定仅限于那些特征，但可以包括没有明确列出的其它特征或所述工艺、方法、物品或设备所固有的其它特征。另外，除非明确相反地陈述，否则“或”是指包括性的或，而非排它性的或。举例来说，通过以下中的任一个来满
足条件a或b：a是真(或存在)且b是假(或不存在)，a是假(或不存在)且b是真(或存在)，以及a和b都是真(或存在)。
[0109]
同样，使用“一(a/an)”是用来描述本文中描述的要素和组分。这样做仅是为方便起见和给出本发明范围的一般性意义。除非显而易见指的是其它情况，否则这份说明书应该被解读为包括一个或至少一个，且单数也包括多个，或反之亦然。
[0110]
上文关于特定实施例描述了益处、其它优势和问题的解决方案。然而，这些益处、优势、问题解决方案以及任何可能使任何益处、优势或解决方案发生或变得更显著的特征不应被解释为任何或所有权利要求的重要的、必要的或基本的特征。
[0111]
在阅读本说明书之后，熟练的技术人员将了解，为了清楚起见，本文中在单独实施例的上下文中描述的某些特征也可以组合地在单个实施例中提供。相反，为了简洁起见，在单个实施例的上下文中所描述的多种特征也可以单独地或以任何子组合形式提供。此外，提及范围中所陈述的值包括在那个范围内的每一个值。
[0112]
本发明还包括：
[0113]
1.一种测序方法，所述方法包含：
[0114]
使洗涤溶液流动通过传感器设备，所述传感器设备包含：
[0115]
衬底；
[0116]
安置于所述衬底上的半导体装置，所述半导体装置具有表面电极结构；
[0117]
限定所述表面电极结构上的孔、安置于所述孔中的珠粒的孔结构；以及
[0118]
形成于所述表面电极结构和所述珠粒上方的醣涂层；
[0119]
所述洗涤溶液去除所述醣涂层；
[0120]
将核酸靶标施加到所述传感器设备；
[0121]
将所述传感器设备施加到测序系统；以及
[0122]
使用所述测序系统对所述核酸靶标进行测序。
[0123]
2.根据项1所述的方法，其中所述醣涂层包括单醣、双醣、多醣、其衍生物或其组合。
[0124]
3.根据项2所述的方法，其中所述单醣包括葡萄糖、果糖、半乳糖或其组合。
[0125]
4.根据项2所述的方法，其中所述双醣包括蔗糖、海藻糖、麦芽糖或乳糖。
[0126]
5.根据项4所述的方法，其中所述双醣包括蔗糖。
[0127]
6.根据项4所述的方法，其中所述双醣包括海藻糖。
[0128]
7.根据项2所述的方法，其中所述醣包括玻尿酸。
[0129]
8.根据项1到7中任一项所述的方法，其中将核酸靶标施加到所述传感器设备包括使所述核酸靶标与所述珠粒接触。
[0130]
9.根据项8所述的方法，其中所述珠粒包括与所述核酸靶标的一部分互补的寡核苷酸，所述方法进一步包含使所述核酸靶标扩增以形成所述珠粒上的核酸靶标的拷贝。
[0131]
10.根据项8所述的方法，其中所述珠粒为水凝胶珠粒。
[0132]
11.根据项8所述的方法，其中所述珠粒包含选自由以下组成的群组的聚合物：琼脂糖；聚乙二醇；聚氧化丁烯；二乙基丙烯酰胺；聚氧化乙烯；聚丙烯酰胺；聚氧化丙烯；n,n-聚二甲基丙烯酰胺；聚(n-异丙基丙烯酰胺)；聚乙烯吡咯烷酮；聚-n-羟基丙烯酰胺；以及其任何组合。
[0133]
12.根据项11所述的方法，其中所述聚合物为聚丙烯酰胺。
[0134]
13.一种制备传感器设备的方法，所述方法包含：
[0135]
经由限定流动槽的半导体衬底上的流动槽盖施加清洁溶液，所述半导体衬底包括多个场效应晶体管，其各自包括曝露于所述流动槽的栅极结构，孔结构限定所述栅极结构上的孔、安置于所述孔中的珠粒；
[0136]
经由所述流动槽施加醣溶液，所述溶液包括醣；以及
[0137]
从所述流动槽去除所述醣溶液，所述醣的层残留在所述栅极结构和所述珠粒上。
[0138]
14.根据项13所述的方法，其进一步包含在施加所述醣溶液之前将珠粒施加于所述孔中。
[0139]
15.根据项14所述的方法，其中所述珠粒与核酸结合。
[0140]
16.根据项14所述的方法，其中所述珠粒为水凝胶珠粒。
[0141]
17.根据项14所述的方法，其中所述珠粒包含选自由以下组成的群组的聚合物：琼脂糖；聚乙二醇；聚氧化丁烯；二乙基丙烯酰胺；聚氧化乙烯；聚丙烯酰胺；聚氧化丙烯；n,n-聚二甲基丙烯酰胺；聚(n-异丙基丙烯酰胺)；聚乙烯吡咯烷酮；聚-n-羟基丙烯酰胺；以及其任何组合。
[0142]
18.根据项17所述的方法，其中所述聚合物为聚丙烯酰胺。
[0143]
19.根据项13到18中任一项所述的方法，其中施加所述清洁溶液包括在施加所述醣溶液之前使碱性溶液流动通过所述流动槽。
[0144]
20.根据项13到19中任一项所述的方法，其中施加所述清洁溶液包括在施加所述醣溶液之前使非水性表面活性剂溶液流动通过所述流动槽。
[0145]
21.根据项20所述的方法，其中所述非水性表面活性剂溶液包括含磺酸表面活性剂的非水性溶剂。
[0146]
22.根据项13到21中任一项所述的方法，其中所述醣包括单醣、双醣、多醣、其衍生物或其组合。
[0147]
23.根据项22所述的方法，其中所述单醣包括葡萄糖、果糖、半乳糖或其组合。
[0148]
24.根据项22所述的方法，其中所述双醣包括蔗糖、海藻糖、麦芽糖或乳糖。
[0149]
25.根据项24所述的方法，其中所述双醣包括蔗糖。
[0150]
26.根据项24所述的方法，其中所述双醣包括海藻糖。
[0151]
27.根据项22所述的方法，其中所述醣包括玻尿酸。
[0152]
28.根据项13到27中任一项所述的方法，其中所述醣溶液包括5wt％到30wt％范围内的所述醣。
[0153]
29.根据项13到28中任一项所述的方法，其中所述醣溶液包括0.01wt％到10.0wt％范围内的表面活性剂。
[0154]
30.根据项29所述的方法，其中所述表面活性剂为两性离子表面活性剂。
[0155]
31.根据项29所述的方法，其中所述表面活性剂为非离子表面活性剂。
[0156]
32.一种传感器设备，其包含：
[0157]
衬底；
[0158]
安置于所述衬底上的半导体装置，所述半导体装置具有表面电极结构；
[0159]
限定在所述半导体装置上且限定曝露所述表面电极结构的孔的孔结构；
[0160]
安置于所述孔中的珠粒；以及
[0161]
形成于所述表面电极结构和所述珠粒上方的醣涂层。
[0162]
33.根据项32所述的传感器设备，其中所述珠粒与核酸结合。
[0163]
34.根据项32或项33所述的传感器设备，其中所述珠粒为水凝胶珠粒。
[0164]
35.根据项32到34中任一项所述的传感器设备，其中所述珠粒包含选自由以下组成的群组的聚合物：琼脂糖；聚乙二醇；聚氧化丁烯；二乙基丙烯酰胺；聚氧化乙烯；聚丙烯酰胺；聚氧化丙烯；n,n-聚二甲基丙烯酰胺；聚(n-异丙基丙烯酰胺)；聚乙烯吡咯烷酮；聚-n-羟基丙烯酰胺；以及其任何组合。
[0165]
36.根据项35所述的传感器设备，其中所述聚合物为聚丙烯酰胺。
[0166]
37.根据项32到36中任一项所述的传感器设备，其进一步包含：流动槽盖，其安置于所述衬底上且使流动槽限定在所述衬底与所述流动槽盖之间；可经由所述流动槽接入的所述表面电极结构。
[0167]
38.根据项32到37中任一项所述的传感器设备，其中所述半导体装置包括具有栅极电极结构的场效应晶体管、形成所述栅极电极结构的至少一部分的所述表面电极结构。
[0168]
39.根据项32到38中任一项所述的传感器设备，其中所述表面电极结构包括导电结构和安置于所述导电结构上的传感器层。
[0169]
40.根据项39所述的传感器设备，其中所述传感器层包括陶瓷层。
[0170]
41.根据项32到40中任一项所述的传感器设备，其中所述表面电极结构包括浮动栅极结构。
[0171]
42.根据项32到41中任一项所述的传感器设备，其中所述醣涂层包括单醣、双醣、多醣、其衍生物或其组合。
[0172]
43.根据项42所述的传感器设备，其中所述单醣包括葡萄糖、果糖、半乳糖或其组合。
[0173]
44.根据项42所述的传感器设备，其中所述双醣包括蔗糖、海藻糖、麦芽糖或乳糖。
[0174]
45.根据项44所述的传感器设备，其中所述双醣包括蔗糖。
[0175]
46.根据项44所述的传感器设备，其中所述双醣包括海藻糖。
[0176]
47.根据项42所述的传感器设备，其中所述醣包括玻尿酸。
[0177]
48.一种传感器设备，其包含：
[0178]
半导体衬底；
[0179]
形成于所述半导体衬底上的半导体装置；
[0180]
形成于所述半导体装置上方且限定孔的孔结构，其中所述半导体装置包括具有响应于所述孔内条件的栅极结构的场效应晶体管；
[0181]
安置于所述孔中的珠粒；以及
[0182]
安置于所述孔内和所述栅极结构和所述珠粒上方的醣涂层。
[0183]
49.根据项48所述的传感器设备，其进一步包含：流动槽盖，其安置于所述半导体衬底和所述孔结构上且使流动槽限定在所述衬底与所述流动槽盖之间，所述孔曝露于所述流动槽。
[0184]
50.根据项48或项49所述的传感器设备，其中所述珠粒与核酸结合。
[0185]
51.根据项48到50中任一项所述的传感器设备，其中所述珠粒为水凝胶珠粒。
[0186]
52.根据项48到51中任一项所述的传感器设备，其中所述珠粒包含选自由以下组成的群组的聚合物：琼脂糖；聚乙二醇；聚氧化丁烯；二乙基丙烯酰胺；聚氧化乙烯；聚丙烯酰胺；聚氧化丙烯；n,n-聚二甲基丙烯酰胺；聚(n-异丙基丙烯酰胺)；聚乙烯吡咯烷酮；聚-n-羟基丙烯酰胺；以及其任何组合。
[0187]
53.根据项52所述的传感器设备，其中所述聚合物为聚丙烯酰胺。
[0188]
54.根据项48到53中任一项所述的传感器设备，其中所述栅极结构包括导电结构和安置于所述导电结构上的传感器层。
[0189]
55.根据项54所述的传感器设备，其中所述传感器层包括陶瓷层。
[0190]
56.根据项48到55中任一项所述的传感器设备，其中所述栅极结构包括浮动栅极结构。
[0191]
57.根据项48到56中任一项所述的传感器设备，其中所述醣涂层包括单醣、双醣、多醣、其衍生物或其组合。
[0192]
58.根据项57所述的传感器设备，其中所述单醣包括葡萄糖、果糖、半乳糖或其组合。
[0193]
59.根据项57所述的传感器设备，其中所述双醣包括蔗糖、海藻糖、麦芽糖或乳糖。
[0194]
60.根据项59所述的传感器设备，其中所述双醣包括蔗糖。
[0195]
61.根据项59所述的传感器设备，其中所述双醣包括海藻糖。
[0196]
62.根据项57所述的传感器设备，其中所述醣包括玻尿酸。
[0197]
63.一种制备传感器设备的方法，所述方法包含：
[0198]
在半导体衬底上施加流动槽盖以限定流动槽，所述半导体衬底包括多个场效应晶体管，其各自包括曝露于所述流动槽的栅极结构，孔结构限定所述栅极结构上的孔；
[0199]
使珠粒沉积于所述孔中；
[0200]
经由所述流动槽施加醣溶液，所述醣溶液包括醣；以及
[0201]
从所述流动槽去除所述醣溶液，所述醣的层残留在所述栅极结构上。
[0202]
64.根据项63所述的方法，其中所述珠粒与核酸结合。
[0203]
65.根据项63或项64所述的方法，其中所述珠粒为水凝胶珠粒。
[0204]
66.根据项63到65中任一项所述的方法，其中所述珠粒包含选自由以下组成的群组的聚合物：琼脂糖；聚乙二醇；聚氧化丁烯；二乙基丙烯酰胺；聚氧化乙烯；聚丙烯酰胺；聚氧化丙烯；n,n-聚二甲基丙烯酰胺；聚(n-异丙基丙烯酰胺)；聚乙烯吡咯烷酮；聚-n-羟基丙烯酰胺；以及其任何组合。
[0205]
67.根据项66所述的方法，其中所述聚合物为聚丙烯酰胺。
[0206]
68.根据项63到67中任一项所述的方法，其进一步包含在施加所述醣溶液之前使碱溶液流动通过所述流动槽。
[0207]
69.根据项63到68中任一项所述的方法，其进一步包含在施加所述醣溶液之前使非水性表面活性剂溶液流动通过所述流动槽。
[0208]
70.根据项69所述的方法，其中所述非水性表面活性剂溶液包括含磺酸表面活性剂的非水性溶剂。
[0209]
71.根据项63到70中任一项所述的方法，其中所述醣包括单醣、双醣、多醣、其衍生物或其组合。
[0210]
72.根据项71所述的方法，其中所述单醣包括葡萄糖、果糖、半乳糖或其组合。
[0211]
73.根据项71所述的方法，其中所述双醣包括蔗糖、海藻糖、麦芽糖或乳糖。
[0212]
74.根据项73所述的方法，其中所述双醣包括蔗糖。
[0213]
75.根据项73所述的方法，其中所述双醣包括海藻糖。
[0214]
76.根据项71所述的方法，其中所述醣包括玻尿酸。
[0215]
77.根据项63到76中任一项所述的方法，其中所述醣溶液包括5wt％到30wt％范围内的所述醣。
[0216]
78.根据项63到77中任一项所述的方法，其中所述醣溶液包括0.01wt％到10.0wt％范围内的表面活性剂。
[0217]
79.根据项78所述的方法，其中所述表面活性剂包括两性离子表面活性剂。
[0218]
80.根据项78所述的方法，其中所述表面活性剂包括非离子表面活性剂。
[0219]
81.一种处理系统，其包含：
[0220]
多个反应剂容器；
[0221]
与所述多个反应剂容器流体连通的歧管；以及
[0222]
处理设备，其包括用以接收传感器设备的可滑动甲板；具有弹性设备引导件的夹具；以及与所述歧管流体连通且包括与所述传感器设备的流动槽流体连接的孔口的接入歧管，当所述可滑动甲板安置在所述夹具下时，所述夹具可移动以向下推动所述可滑动甲板以接合所述接入歧管。
[0223]
82.根据项81所述的处理系统，其中所述可滑动甲板用面向下传感器设备的流动槽孔口接收所述传感器设备，所述弹性设备引导接合与所述流动槽孔口相对的所述传感器设备的一侧。