流体测试芯片和盒的制作方法

文档序号:11333078阅读:300来源:国知局
流体测试芯片和盒的制造方法与工艺



背景技术:

各种不同的传感器件目前可用于感测诸如血的流体的不同特性。这些传感器通常大、复杂且昂贵。

附图说明

图1是示例微流体诊断测试芯片的示意图。

图2是示意性地例示另一示例微流体诊断测试芯片的剖视图。

图3是示意性地例示另一示例微流体诊断测试芯片的剖视图。

图4是另一示例微流体诊断测试芯片的示意图。

图5是包括另一示例微流体诊断芯片的示例流体测试系统的示意图。

图6是其中设置有示例流体泵和传感器的示例微流体通道的示意图。

图7是另一示例流体测试系统的示意图。

图8是示例盒的立体图。

图9a是具有改进外部的图8的盒的剖视图。

图9b是具有省去或者透明显示的部分的图9a的盒的立体图。

图9c是具有省去或者透明显示的部分的图9a的盒的俯视图。

图10a是支撑示例微流体盒和漏斗部的示例盒板的俯视图。

图10b是图10a的盒板的仰视图。

图11是图10a的盒板的一部分的局部剖视图。

图12是图8和9a的盒的微流体芯片的另一示例的俯视图。

图13是图12的微流体芯片的示例感测区域的放大局部俯视图。

图14是示例微流体芯片的局部俯视图,例示了示例微流体通道内的示例电传感器。

图15是例示微流体通道的示例收缩部相对于示例细胞的体积的图示。

图16是包括示例电传感器的示例微流体通道的图示,例示电场的形成和即将穿过电场的细胞的相对尺寸。

图17是在图8和9a的盒中适用的另一示例微流体芯片的局部俯视图。

图18是在图8和9a的盒中适用的另一示例微流体芯片的局部俯视图,例示示例微流体通道部分。

图19是图18的微流体芯片的局部俯视图,例示微流体通道部分内的示例泵和传感器。

图20是在图8和9a的盒中适用的另一示例微流体芯片的局部俯视图。

图21是示例阻抗感测电路的示意图。

图22是例示由图7的流体测试系统执行的示例多线程方法的图示。

具体实施方式

图1示意性地例示示例微流体诊断测试芯片30。如将在下文中所描述的那样,芯片30包括具有集成微机电系统和微流体的芯片,便于测试或诊断芯片或单个模具上的流体。因而,可利用更少量的流体和更少量的试剂执行流体测试,相比目前用于流体测试的台式方法,产生更少的废物并且可能产生更少的生物危害物质。

芯片30包括其中形成有微流体贮存器34、微流体通道36和微制造集成传感器38的基底32。基底32包括基础结构或基部。在例示的示例中,基底32包括硅。在其它实施方式中,基底32由其它材料形成。

微流体贮存器34包括腔洞、腔室或体积部,诸如血的流体或液体被接收并容纳在该腔洞、腔室或体积部中,直到被抽吸到通道36中。在一个实施方式中,贮存器34接收来自更大贮存器的流体,该更大贮存器被提供为芯片30支撑于其中的盒的一部分。

微流体通道36包括形成在基底32内并从贮存器34延伸的流体通道。如图1中的虚线示意性显示,微流体通道36在不同实施方式中可引导流体流动到各种位置或将流体指引到各种位置。如虚箭头44所示,在一个实施方式中,通道36将流体指引返回至贮存器34用于循环流体。如虚箭头46所示,在另一实施方式中,微流体通道36将流体指引返回至排放贮存器48。如虚箭头50所示,在又一实施方式中,通道36延伸至其它流体目标。

微流体通道36包括流体流过的收缩部40。为此公开的目的,“收缩部”指的是沿至少一个维度的任意收缩部。“收缩部”可由下述结构形成:(a)通道的一侧,该侧具有朝向通道的另一侧突出的突起;(b)通道的两侧,该两侧具有朝向通道的另一侧突出的至少一个突起,其中这些多个突起彼此对齐或者沿着通道交错;或者(c)至少一个柱状部或支柱,在通道的两个壁之间突出,以区别何物可以或不可以流过通道。在一个实施方式中,收缩部40包括通道36的下述区域,该区域比通道36在收缩部40的上游和下游的两个相邻区域具有更小的横截面积。收缩部40具有的横截面积类似于穿过收缩部40并进行测试的各个微粒或细胞的横截面积。在一个实施方式中,其中进行测试的细胞具有6μm的常规或平均最大数据提,收缩部40具有100μm2的横截面积。在一个实施方式中,收缩部40具有1000μm3的感测体积。例如,在一个实施方式中,收缩部40具有长度为10μm、宽度为10μm且高度为10μm的感测体积形式生物区。在一个实施方式中,收缩部40具有不大于30μm的宽度。收缩部40的尺寸或维度限制任意时刻可穿过收缩部40的微粒或各个细胞的数量,从而便于测试穿过收缩部40的各个细胞或微粒。

微制造集成传感器38包括在收缩部40内形成在基底32上的微制造器件。在一个实施方式中,传感器38包括被设计用于输出电信号或导致电信号变化的微器件,该电信号表示穿过收缩部40的流体和/或流体的细胞/微粒的性能、参数或特性。在一个实施方式中,传感器38包括阻抗传感器,其基于电阻的变化输出信号,该电阻的变化由穿过收缩部40的不同尺寸微粒或细胞产生并影响收缩部40上或内的电场的阻抗。在一个实施方式中,传感器38包括在收缩部40内形成在通道36的表面内或集成在通道36的表面内的带电高压侧电极和低压侧电极。在一个实施方式中,低压侧电极电接地。在另一实施方式中,低压侧电极为浮动低压侧电极。

图2为示意性地例示示例流体诊断或测试盒110的剖视图。盒110包括直接或经由中间接口设备或多个中间接口设备间接可松脱地连接到便携式电子设备的单元。盒110包括盒体112、微流体芯片130和电连接器152。

盒体112支撑微流体芯片130和电连接器152。在所示示例中,盒体112包括样品输入口和通路154以及排放贮存器156。样品输入口和通路154包括流体接收腔室或腔洞,用以接收待测试的流体样品。样品输入口和通路154将接收流体引导至微流体芯片130进行测试。在一个实施方式中,样品输入口和通路154朝上,并具有开放嘴部,流体微滴通过该开放嘴部被沉积或抽吸(通过毛细作用)到贮存器154中。在另一实施方式中,样品输入口和通路154包括薄膜,针可插入穿过该薄膜以将测试流体注射到贮存器154中。在一个实施方式中,样品输入口和通路154具有至少10μl并且小于或等于1000μl的容积,在其它实施方式中,样品输入口和通路154可具有其它容量。

排放贮存器156包括在盒体112内的腔洞或腔室,被布置用以接收从芯片130排放的流体。在一个实施方式中,排放贮存器156具有10μl的最小容积。排放贮存器156容纳已穿过芯片130并且已被处理或测试的流体。在所示示例中,排放贮存器156如样品输入口154那样在微流体芯片130的相反侧在微流体芯片130下方延伸,从而微流体芯片130被夹在样品输入口154与排放贮存器156之间。排放贮存器156接收处理过的或测试过的流体,从而相同流体不被测试多次。在一个实施方式中,排放贮存器156完全容纳在盒体112内,并且不可接近(但通过诸如切割、钻孔或其它常备结构破坏盒体112或使盒体112破裂),将处理过的或测试过的流体锁定在盒体112内,用于存储或随着处理盒110的后续卫生处理。在又一实施方式中,排放贮存器156通过门或隔板158(虚线示意性地显示)可接近,从而允许处理过的或测试过的流体从贮存器156收回,用于进一步分析测试过的流体,用于存储分离容器中的已测试流体或者用于腾空贮存器156以便于盒110的连续使用。

微流体芯片130类似于微流体芯片30(上文所述),除了微流体芯片130被例示成特别额外包括泵160和排放通路162。微流体芯片130的那些对应于微流体芯片30的部件的其余部件或元件类似地进行编号。泵160包括用于横过传感器38将流体移动通过微流体通道36并通过收缩部40的器件。泵160将流体从微流体贮存器34抽吸至通道36中。泵160进一步将横过传感器38穿过收缩部40的流体通过排放通路162推动或排出至排放贮存器156。

在一个实施方式中,泵160包括热敏电阻,其中通过热敏电阻的电流脉冲导致热敏电阻产生热,将邻近流体加热至高于该邻近流体的成核能的温度,从而形成蒸汽泡,该蒸汽泡强劲地将流体通过排放通路162排出到排放贮存器156。一旦蒸汽泡塌陷,负压将流体从微流体贮存器34抽吸到通道36中并横过收缩部40和传感器38,以便占据塌陷后的蒸汽泡的原有体积。

在又一实施方式中,泵160可包括其它泵送器件。例如,在其它实施方式中,泵160可包括压阻器件,该压阻器件响应于所施加的电流改变形状或振动以便移动膜片,由此使邻近流体移动通过排放通路162进入排放贮存器156。还在其它实施方式中,泵160可包括与微流体通道36和排放通路162流体连通的其它微流体泵送器件。

排放通路162从泵160延伸至排放贮存器156。排放通路162阻止排放贮存器内的流体反向层回流到泵160或通道36中。在一个实施方式中,排放通路162包括喷嘴,流体通过该喷嘴由泵160泵送到排放贮存器156中。在另一实施方式中,排放通路162包括单向阀。

电连接器152包括下述器件,微流体盒110通过该器件直接或间接地可松脱地电连接至便携式电子设备。在一个实施方式中,由电连接器152提供的电连接便于传输用于为微流体芯片130的部件提供电力的电功率。在一个实施方式中,由电连接器152提供的电连接便于以电信号的形式传输电功率,电信号向微流体芯片130提供数据传输,以便于控制微流体芯片130的部件。在一个实施方式中,由电连接器152提供的电连接便于以电信号的形式传输电功率,以便于将数据从微流体芯片130传输到便携式电子设备,例如传输来自传感器160或其它传感器的信号。在一个实施方式中,电连接器152方便向微流体芯片130提供电力,以及将数据信号传输到微流体芯片130和从微流体芯片130传输数据信号中的每个。

在所示示例中,电连接器160包括多个电接触垫,其接触便携式电子设备或中间连接接口或设备的对应垫。在又一实施方式中,电连接器160包括多个电插脚或销、多个电销或插脚容纳部,或二者的组合。在所示示例中,电连接器152经由形成在盒体112之内或之上、或形成在固定至盒体112的柔性电路之上或之内的电迹线电连接到微流体芯片130的部件。

电连接器152方便与便携式电子设备的可松开电连接,因而微流体盒110可与便携式电子设备分开,从而便于对具有容纳在排放贮存器156内的诸如血的经过分析的流体的微流体盒110进行处理或存储。因而,微流体盒110一旦使用便可利用未使用的微流体盒110进行更换;未使用的微流体盒110连接到便携式电子设备。电连接器152提供模块化,允许便携式电子设备和相关的流体分析电路重复使用,而盒110被分开以用于存储或处理。

图3是微流体盒110的另一示例实施方式——微流体盒210的示意剖视图。微流体盒210类似于微流体盒110,除了微流体盒210额外包括驻留通路263、流体试剂264、薄膜266和封装部268。盒210的那些对应于盒110的剩余元件类似地进行编号。

驻留通路263(示意性显示)包括流体通道、导管、管或在样品输入口154与微流体贮存器34之间延伸的其它通路。驻留通路263以曲折方式(尽是迂回曲折的间接或非线性方式)在样品输入口154与微流体贮存器34之间延伸,以便延长通过样品输入口154输入的接收样品移动到或流到微流体贮存器34的时间。驻留通路263提供在到达贮存器34之前进行测试的流体样品与流体试剂264混合所在的体积。在一个实施方式中,驻留通路263是迂回的,包括在输入贮存器154与微流体贮存器34之间的盒体112的空间中缠绕的圆形或螺旋形通路。在另一实施方式中,驻留通路263在样品输入口154与微流体贮存器34之间的空间内迂回曲折、呈之字形、呈蛇形、蜿蜒和/或以之字形方式曲折。

流体试剂264包括与待测试流体互相作用的成分,从而增强微流体芯片130对待测试流体的选择特性或一组选择特性进行分析的能力。在一个实施方式中,流体试剂264包括对进行测试的流体进行稀释的成分。在一个实施方式中,流体试剂264包括对进行测试的流体进行溶解的成分。在又一实施方式中,流体试剂264包括便于对进行测试的流体的所选部分进行标记的成分。例如,在一个限制例中,流体试剂264包括磁珠、金珠或乳胶珠。在其它实施方式中,流体试剂264包括其它液态或固态成分或液体,其与待测试样品流体不同,在放置在样品输入口154内的样品流体由微流体芯片130接收、处理和分析之前与样品流体互相作用或对之进行修改。

在所示示例中,在待测试的流体样品插入到样品输入口154之前,流体试剂264被容纳在样品输入口154和/或驻留通路263内。在所示示例中,薄膜266完全延伸横过样品输入口154的嘴部,以便将流体试剂264密封或容纳在样品输入口154内,至少直到流体样品被沉积在样品输入口154内。因而,流体试剂264可作为盒110的一部分被预先包装,准备用于待测试流体样品的后续沉积。例如,容纳第一流体试剂264的第一盒110可预先设计用于测试第一流体样品的第一特性,而容纳不同于第一流体试剂264的第二流体试剂264的第二盒110可预先设计用于测试第二流体样品的第二特性。换言之,不同的盒110可特别设计用于测试不同的特性,这取决于容纳在其中的流体试剂264的类型或量。

如虚线269所示,在一个实施方式中,薄膜266包括通过压敏粘合剂或其它粘合剂完全固定在贮存器154的嘴部周围和之上的面板或薄层,以便允许薄膜266与贮存器154的嘴部剥离,允许流体样品沉积在贮存器154内并与流体样品混合。在另一实施方式中,流体试剂264通过面板或门密封或容纳在贮存器154内,该面板或门滑动打开、枢转到打开状态或沿着穿孔线或撕裂线撕开。在上述每个实施方式中,因为在使用盒210之前流体试剂264被密封或容纳在盒210内,所以盒210可作为包括微流体芯片130和流体试剂264两者的自容纳单元进行制造、储备和销售或分配。

在所示示例中,微流体盒210包括补充流体试剂源270。补充流体试剂源270根据盒210的使用者的选择对样品输入口154补充额外量的流体试剂。在所示示例中,补充流体试剂源270包括容纳流体试剂274的侧腔室272。侧腔室272由柔性隔膜276限界,柔性隔膜276由使用者的一个手指或多个手指手动按压两次,以便将试剂274按压并挤压到贮存器154中。如所述的挤压,试剂274留在侧腔室272内。在一个实施方式中,流体试剂234与流体试剂264是相同的。在另一实施方式中,流体试剂274包括与试剂264相比不同的流体试剂。在又一实施方式中,流体试剂264被省去,其中样品流体可沉积在贮存器154中,并且不利用任何试剂进行测试,或者可替代地,流体试剂274可选择性地添加到流体样品中。在另一实施方式中,盒210包括在贮存器154旁边的多个补充流体试剂源,多个补充流体试剂源中的每个容纳不同的流体试剂,并允许使用者选择性地将相关的流体试剂沉积在贮存器154中,用于与流体样品进行混合。例如,盒体112可包括带有多个可按压或可挤压的薄膜276的多个侧腔室272,以便选择性地将相关的流体试剂挤压到贮存器154中。在又一实施方式中,补充流体试剂源270被省去。

封装部268包括薄层、包装、薄膜或封装、围绕或容纳微流体盒210的其它面板材料。封装部268将盒210和所容纳的流体试剂264、274与封装部268外的外部环境隔开。在一个实施方式中,封装部268包括用于撕开或用于移除盒体112以插入待测试流体样品的沉积的薄层。封装部268便于盒210作为容纳流体试剂或多种流体试剂的自容纳单元进行预先制造和储备。封装部268进一步表明盒210的任何改造或先前使用,有助于测试结果的精确度。在提供封装部268的实施方式中,薄膜266可省去。在提供薄膜266的一些实施方式中,封装部268可省去。在其它实施方式中,盒210包括薄膜266和封装部268两者。

图4示意性地例示微流体芯片30的另一实施方式——微流体芯片330。微流体芯片330类似于微流体芯片30,除了微流体芯片330被特别例示为对已处理或测试返回至微流体贮存器34的流体进行循环。微流体芯片330的那些对应于微流体芯片30的部件或元件的部件或元件被类似地进行编号。

微流体芯片330例示在基底32中的贮存器34的相反侧上的两个示例循环结构332、334。循环结构332包括微流体通道336、传感器338和泵360。微流体通道336包括在基底32内延伸或形成在基底32内用于流体样品流动的通路。通道336包括容纳泵的中央部分362和一对容纳传感器的分支部分364、366。中央部分362从贮存器34延伸并容纳泵360。

容纳传感器的分支部分364、366从中央部分362的相反侧岔开或分支,并且延伸返回至贮存器34。每个分支部分364、366包括流体流动通过的收缩部40(上文所述)。在一个实施方式中,分支部分364、366彼此类似。在另一实施方式中,分支部分的形状或尺寸彼此不同,以方便不同的流体流动特性。例如,收缩部40或部分364、366的其它区域可彼此尺寸不同,从而如果发生的话,第一尺寸的微粒或细胞相比于部分364、366中的另一个更易于流过部分364、366中的一个。因为部分364、366从中央部分362的相反侧分开,所以部分364、366二者均直接从部分362接收流体,而不会有流体事先被虹吸到任何其它部分。

泵360包括用于使流体横过一个传感器38移动通过微流体通道36并通过收缩部40的器件。泵360将流体从微流体贮存器34抽吸到通道336中。泵360进一步将已穿过收缩部40并横过传感器38的流体循环返回至贮存器34。

在一个实施方式中,泵360包括热敏电阻,其中通过热敏电阻的电流脉冲导致热敏电阻产生热,从而将邻近流体加热至高于该邻近流体的成核能的温度,以形成蒸汽泡,该蒸汽泡强劲地将流体横过收缩部40排出并返回至贮存器34中。一旦蒸汽泡塌陷,负压将流体从微流体贮存器34抽吸到通道336中,以便占据塌陷后的蒸汽泡的原有体积。

在又一实施方式中,泵360可包括其它泵送器件。例如,在其它实施方式中,泵360可包括压阻器件,该压阻器件响应于所施加的电流改变形状或振动以便移动膜片,由此使邻近流体移动横过收缩部40并返回至贮存器34。还在其它实施方式中,泵360可包括与微流体通道336流体连通的其它微流体泵送器件。

循环结构334包括微流体通道376、传感器378和泵380。微流体通道376包括在基底32内延伸或形成在基底32内用于流体样品流动的通路。通道376包括容纳泵的末端部分382和一系列容纳传感器的分支部分384、386、388。末端部分382从贮存器34延伸并容纳泵380。

容纳传感器的分支部分384、386、388从末端部分382岔开或分支,并且延伸返回至贮存器34。每个分支部分384、386、388包括流体流动通过的收缩部40(上文所述)。在所示示例中,分支部分的形状或尺寸彼此不同,以方便不同的流体流动特性。例如,收缩部40或部分384、386、388的其它区域可彼此尺寸不同,从而如果发生的话,第一尺寸的微粒或细胞相比于部分384、386、388中的另一个更易于流过部分384、386、388中的一个。因为部分384、386、388在末端部分382的一侧上被布置成一系列,所以进行测试的流体连续地通过或越过每个部分384、386、388,直到该流体被允许通过部分384、386、388中的一个。例如,在部分386的收缩部40大于部分384的收缩部40并且部分388的收缩部40大于部分386的收缩部40的一个实施方式中,较小的微粒或细胞被首先横过部分384虹吸离开,而较大的微粒或细胞连续通过部分384直到它们到达允许返回至贮存器34的通路的部分386、388。对于部分386的收缩部40过大的那些微粒或细胞继续前进到部分388上,微粒或细胞在此返回至贮存器34。因而,进行测试的流体样品的不同部分被选择性地抽走或虹吸,以由不同部分384-388中的不同类型的传感器进行测试。在另一实施方式中,分支部分384、386、388彼此类似。

泵380类似于泵360,并包括使流体移动通过微流体通道376并横过一个传感器通过收缩部40的器件。泵380将流体从微流体贮存器34抽吸到通道376。泵380进一步将已横过一个传感器378穿过收缩部40的流体循环返回至贮存器34。

在一个实施方式中,泵380包括热敏电阻,其中通过热敏电阻的电流脉冲导致热敏电阻产生热,从而将邻近流体加热至高于该邻近流体的成核能的温度,以形成蒸汽泡,该蒸汽泡强劲地将流体移动通过收缩部40至贮存器34。一旦蒸汽泡塌陷,负压将流体从微流体贮存器34抽吸到通道376中,以便占据塌陷后的蒸汽泡的原有体积。

在又一实施方式中,泵380可包括其它泵送器件。例如,在其它实施方式中,泵380可包括压阻器件,该压阻器件响应于所施加的电流改变形状或振动以便移动膜片,由此使邻近流体移动通过收缩部40并返回至贮存器34。还在其它实施方式中,泵380可包括与微流体通道376流体连通的其它微流体泵送器件。

图5示意性地例示示例流体测试系统400。流体测试系统400包括微流体芯片430和便携式电子设备432。微流体芯片430包括基底32、微流体贮存器34、微流体通道336、436、泵360、460、排放通路462、传感器338、传感器438、温度传感器440、电连接器152和多路复用电路444。基底32、贮存器34、通道336、泵360、传感器338和电连接器152如上所述。微流体通道436包括形成在基底32内并从贮存器34延伸至排放通路460的流体通道或通路。在所示示例中,微流体通道436包括从沿着贮存器34的不同间隔位置延伸至排放通路462的多个入口部分450。每个入口部分450包括一个传感器438位于其中的收缩部40。在一个实施方式中,每一个入口部分450的收缩部40的尺寸不同或者具有不同的横截面积,以允许不同尺寸的细胞或微粒流入并通过这些不同尺寸的收缩部40。例如,第一尺寸的微粒或细胞可流过入口部分450中的第一个,但由于其它入口部分450的收缩部40的较小尺寸可被阻止流过其它的入口部分450。同样,小于第一尺寸的微粒或细胞的第二尺寸的微粒或细胞可流过入口部分450中的第一个或者入口部分450中的第二个,但可被阻止流过其它的入口部分450。

泵460类似于上述的泵160。同样,排放通路462类似于上述的排放通路162。泵460包括使流体移动通过微流体通道436并横过传感器438通过收缩部40的器件。泵460将流体从微流体贮存器34抽吸至通道436中。泵460进一步将横过一个传感器438穿过收缩部40的流体通过排放通路462推动或排出至排放贮存器156(上文所述)。

在一个实施方式中,泵460包括热敏电阻,其中通过热敏电阻的电流脉冲导致热敏电阻产生热,从而将邻近流体加热至高于该邻近流体的成核能的温度,以形成蒸汽泡,该蒸汽泡强劲地将流体通过排放通路462排出到排放贮存器156中。一旦蒸汽泡塌陷,负压将流体横过收缩部40和传感器38从微流体贮存器34抽吸到通道436中,以便占据塌陷后的蒸汽泡的原有体积。

还在其它施方式中,泵460可包括其它泵送器件。例如,在其它实施方式中,泵460可包括压阻器件,该压阻器件响应于所施加的电流改变形状或振动以便移动膜片,由此使邻近流体移动通过排放通路462进入排放贮存器156。还在其它实施方式中,泵460可包括与微流体通道36和排放通路462流体连通的其它微流体泵送器件。

排放通路462从泵460延伸至排放贮存器156。排放通路462阻止排放贮存器内的流体反向层回流到泵460或通道436中。在一个实施方式中,排放通路462包括喷嘴,流体通过该喷嘴由泵460泵送到排放贮存器156中。在另一实施方式中,排放通路462包括单向阀。

传感器438类似于上述的传感器38、138、338。传感器438位于收缩部内以在进行测试的样品流体穿过相关收缩部40时感测样品流体的细胞、微粒或其它成分。在一个实施方式中,每个部分450容纳不同类型的传感器,从而目标在于穿过相关收缩部40的流体样品的不同性能或特性。在一个实施方式中,每个传感器438包括阻抗传感器,其基于电阻抗的变化输出信号,该电阻抗的变化由穿过收缩部40的不同尺寸微粒或细胞产生并影响收缩部40上或内的电场的阻抗。在一个实施方式中,传感器38包括在收缩部40内形成在通道36的表面内或集成在通道36的表面内的带电高压侧电极和低压侧电极。在一个实施方式中,低压侧电极电接地。在另一实施方式中,低压侧电极为浮动低压侧电极。在其它实施方式中,传感器438中的一个或者每个传感器438包括其它类型的传感器,用于检测穿过相关收缩部40的样品流体的特性或参数。

温度传感器440包括传感器,用于输出表示芯片430内样品流体的温度的信号。在一个实施方式中,温度传感器440被定位成直接感测贮存器34内或流过一个或两个通路336、436的样品流体的温度。在又一实施方式中,温度传感器440检测与容纳在芯片430内的样品流体的实际温度相关联的感测温度。在一个实施方式中,每个温度传感器440包括电阻温度传感器,其中传感器的电阻响应于温度变化而改变,从而表示传感器的当前电阻的信号也表示或对应于相邻环境的当前温度。在其它实施方式中,传感器440包括其它类型的温度感测器件。

多路复用电路444形成在基底32之中或之上,并将传感器338、438、泵360、460和温度传感器440中的每一个电连接到电连接器152。多路复用电路444便于控制多个传感器、泵和温度传感器和/或与多个传感器、泵和温度传感器通信,其数量大于芯片430上各个电连接器的数量。例如,尽管芯片430具有n个接触垫,但利用大于n个的多个不同单独部件可获得通信。因而,节省宝贵空间或基板面,从而便于芯片430和其中使用芯片430的测试设备的尺寸的减少。

尽管芯片430被例示成包括传感器338、438、泵360、460和温度传感器440中的每一个,但是在其它实施方式中,并不是所有这些部件都提供在芯片430上。在这些实施方式中,仍旧采用多路复用电路444,以相对于芯片430获得空间节省。特别地,利用往返连接到数量更少的传感器338、438的多个电触点152,多路复用电路444便于与多个传感器338、438通信。利用往返连接到数量更少的温度传感器440的多个电触点152,多路复用电路444便于与多个泵360、460通信。利用往返连接到数量更少的温度传感器440的多个电触点152,多路复用电路444便于与多个传感器338、438通信。

便携式电子设备432包括移动式电子设备,用于从微流体芯片430接收数据。便携式电子设备432可松脱地或者可移除地连接到芯片430,直接或间接地电连接到额外的电连接器。在一个实施方式中,便携式电子设备432横过与微流体盒承载芯片430相关的额外电连接器与芯片430间接通信,其中额外的电连接器自身连接到电连接器152。便携式电子设备432利用从芯片430接收的数据形成不同功能。例如,在一个实施方式中,便携式电子设备432存储数据。在另一实施方式中,便携式电子设备432额外或可替代地操纵进程数据。在又一实施方式中,便携式电子设备432额外或可替代地显示数据和/或进一步通过局域网或广域网将该数据传输到提供额外存储和/或处理能力的服务器。

在所示示例中,便携式电子设备432包括显示器470、处理器472、存储器474、电连接器476和多路复用电路478。显示器470包括可视化地呈现数据的显示屏或屏幕。在一个实施方式中,显示器470便于基于从芯片430接收的数据呈现图表。在一些实施方式中,显示器470可省去,或者可由其它数据通信元件替代,例如发光二极管、听觉设备或其它基于从芯片430接收的信号或数据表示结果的元件。

处理器472包括至少一个处理单元,用于生成控制传感器338、438、泵360、460和温度传感器440的操作以及从传感器338、438和传感器440获得的数据的控制信号。在所示示例中,处理器472进一步分析从芯片430接收的数据,以生成输出,该输出存储在存储器474中,显示在显示器470上,或者进一步通过网络传输。为该申请的目的,术语“处理单元”应表示目前研发或未来研发的执行包含在存储器474中的指令序列的处理单元。存储器474包括包含程序逻辑的非暂态计算机可读介质,用于引导处理单元的操作。执行指令序列使处理单元执行诸如生成控制信号的动作。该指令可加载在随机存取存储器(ram)中,以由只读存储器(rom)、大容量存储设备或一些其它永久性存储器的处理单元执行。在其它示例中,硬线电路可替代机器可读指令使用或者结合机器可读指令使用,以实现所述功能。例如,处理器472和存储器474可实现为专用集成电路(asic)的一部分。除非明确指出,控制器不限于硬件电路和机器可读介质的任意具体组合,也不限于由处理单元执行的指令的任意特定源。

电连接器476包括便携式电子设备432可松脱地直接或间接地电连接到微流体芯片430的电连接器152的器件。在一个实施方式中,由电连接器476提供的电连接便于传输电功率,以向微流体芯片430的部件提供电力。在一个实施方式中,由电连接器476提供的电连接便于以电信号的形式传输电功率,从而向微流体芯片430提供数据传输,以便于控制微流体芯片430的部件。在一个实施方式中,由电连接器476提供的电连接便于以电信号的形式传输电功率,以便于将数据从微流体芯片430传输到便携式电子设备432,例如从传感器338、438和/或传感器440传输信号。在一个实施方式中,电连接器476方便向微流体芯片430提供电力,以及向微流体芯片430传输数据信号和从微流体芯片430传输数据信号中的每一个。

在所示示例中,电连接器476包括多个电接触垫,电接触垫与(a)微流体芯片430,(b)其中这些垫电连接到电连接器152的盒,或者(c)中间连接接口或设备的相应的垫相接触。在又一实施方式中,电连接器476包括多个电插脚或销,多个电销或插脚容纳部,或二者的组合。

电连接器476方便便携式电子设备432与芯片430的可松开电连接,从而便携式电子设备432可与芯片430分离,方便带有多个可互换的芯片430(或它们的盒)的便携式电子设备432的使用,以及对具有容纳在排放贮存器156内的诸如血的经过分析的流体的微流体盒110的处理或存储。电连接器476提供模块化,以允许便携式电子设备432和相关的流体分析电路重复重新使用,而芯片430及其盒110被分开用于存储或处理。

多路复用电路478形成在便携式电子设备432内,并将处理器472电连接到电连接器476。多路复用电路478与芯片430上的多路复用电路444协作,以便控制和/或方便与数量大于各个电连接器152和476的数量的多个传感器、泵和温度传感器的通信。例如,尽管芯片430和便携式电子设备432具有n个接触垫,但利用大于n个的多个不同单独部件可获得通信。因而,节省芯片上的宝贵空间或基板面,从而便于芯片430和其中使用芯片430的测试设备的尺寸的减少。

在一个实施方式中,便携式电子设备432包括平板电脑。在其它实施方式中,便携式电子设备432包括智能手机或膝上电脑或笔记本电脑。还在其它实施方式中,便携式电子设备432由例如台式电脑或一体式电脑的固定式计算设备替代。

图6示意性地例示示例微流体通道536和传感器538a、538b(共同被称为传感器538)与泵560的示例相关间距。在所示示例中,传感器538彼此类似,并包括微制造集成电阻抗传感器,其基于电阻抗的变化检测流过这些传感器的流体的细胞或微粒的特性。泵560包括热敏电阻,该热敏电阻将邻近流体加热至高于该流体的新产生能的温度,从而形成蒸汽泡,以便沿着通道536泵送流体。

如图6所示,传感器538a位于沿着通道536具有长度l1的第一收缩部40内。传感器538b位于第二收缩部40内的通道536内,并与传感器538a隔开距离d1。距离d1至少是两倍的长度l1。因而,这些传感器538之间的串扰被减少。

在一个实施方式中,传感器53均具有至少4μm并且小于等于10μm的长度l1。这些传感器538中的每一个具有宽度w,其大于或等于传感器位于其中的收缩部40的宽度的一半。在一些实施方式中,收缩部40被省去,其中传感器538位于通道536的具有不变横截面积的部分内。在一个实施方式中,通道536的这些传感器位于其中的部分的横截面尺寸为直径至少5μm,并且直径小于或等于40μm。

如图6进一步所显示,泵560位于通道536内,并沿着通道536具有长度l2。泵560和紧相邻的传感器——传感器538a在通道536内彼此隔开距离d2。距离d2大于或等于泵560的长度l2。泵560与通道536的嘴部541至微流体贮存器34隔开距离d3。距离d3也大于或等于泵560的长度l2。这些间距便于流体的微粒或细胞稳定流过传感器538。

图7例示示例微流体诊断或测试系统1000。系统1000包括便携式电子设备驱动的、基于阻抗的系统,诸如血样的流体样品由该系统分析。为此公开的目的,术语“流体”包括该流体中或由该流体携带的分析物,例如,细胞、微粒或其它生物物质。流体的阻抗指的是流体和/或流体中的任意分析物的阻抗。系统1000(其各部分被示意性地例示)包括微流体盒1010、盒接口1200、移动式分析器1232和远程分析器1300。总体来说,微流体盒1010接收流体样品,并基于该流体样品的感测特性输出信号。接口1200用作移动式分析器1232与盒1010之间的中介结构。接口1200可移除地连接到盒1010,并便于将电功率从移动式分析器1232传输到盒1010,以便操作盒1010上的泵和传感器。接口1200进一步便于通过移动式分析器1232控制盒1010上的泵和传感器。移动式分析器1232通过接口1200控制盒1010的操作,并接收由盒1010产生的与进行检测的流体样品有关的数据。移动式分析器1232分析数据并产生输出。移动式分析器1232进一步将处理过的数据传输给远程分析器1300,用于进一步更详细的分析和处理。系统1000提供用于测试诸如血样的流体样品的便携式诊断平台。

图8-21详细例示微流体盒1010。如图8-10所示,盒1010包括盒板1012、盒体1014、薄膜1015和微流体芯片1030。图10a和10b所示的盒板1012包括其中或其上安装有流体芯片1030的面板或平台。盒板1012包括导电线或迹线1015,其从微流体芯片1030的电连接器延伸到盒板1012的末端部分上的电连接器1016。如图8所示,电连接器1016暴露在外部盒体1014上。如图7所示,暴露的电连接器1016将被插入到接口1200中,以便被定位为与接口1200内的对应的电连接器进行电接触,从而在微流体芯片1030与盒接口1200之间提供电连接。

盒体1014部分地围绕盒板1012,以便覆盖并保护盒板1012和微流体芯片1030。盒体1014便于手动操纵盒1010,从而便于将盒1010手动定位为与接口1200可松开互连。盒体1014在获得流体或血样期间额外定位和密封抵靠人员手指,同时将接收到的流体样品引导至微流体芯片1030。

在所示示例中,盒体1014包括指夹部分1017、样品接收口1018、驻留通道1020、样品保留腔室1021、芯片漏斗部1022、通风口1023和排放贮存器1024。指夹部分1017包括盒体1014的与盒1010的末端相对的薄部分,电连接器1016位于该薄部分处。指夹部分1017便于在将盒1010连接或插入到盒接口1200的接收口1204(如图7所示)时握持盒1010。在所示示例中,指夹部分1017具有小于或等于2英寸的宽度w,小于或等于2英寸的长度l和小于或等于0.5英寸的厚度。

样品接收口1018包括诸如血样的流体样品被接收在其中的开口。在所示示例中,样品接收口1018具有嘴部1025,其形成在延伸于指夹部1017与盒板1012的暴露部分之间的升高平台或丘状部1026的顶表面1027上。丘状部1026清楚地表明样品接收口1018的位置,以直观使用盒1010。在一个实施方式中,顶表面1027是弯曲的或者凹入的,以匹配或者近似匹配人员手指的下凹表面,从而对取样的人员手指的底部形成增强密封。毛细作用吸入形成样品的来自手指的血。在一个实施方式中,血样为5至10微升。在其它实施方式中,样品接收口1018位于可替代位置,或者丘状部1026省去,例如图9a所示。尽管与图8所示的盒体1014相比,图9a例示具有略微不同的外部构造的盒体1014的盒1010,其中图9a所示的盒体1014省去丘状部1026,但是图8和9a中所示的那些其余元件或部件在图8和9a所示的盒体中均可见。

如图9a-9c所示,驻留通路1020包括流体通道、导管、管或者在样品输入口1018与样品保留腔室1021之间延伸的其它通路。驻留通路1020以曲折方式(尽是迂回曲折的间接或非线性方式)在样品输入口1018与样品保留腔室1021之间延伸,以便延长通过样品输入口1018输入的接收样品移动到或流到芯片1030的时间。驻留通路1018提供在到达芯片1030之前进行测试的流体样品与流体试剂可混合所在的体积。在所示示例中,驻留通路263是迂回的,包括在口1018与芯片1030之间的盒体1012的空间中缠绕的圆形或螺旋形通路。在另一实施方式中,驻留通路1020在样品输入口1018与芯片1030之间的空间内迂回曲折、呈之字形、呈蛇形、蜿蜒和/或以之字形方式曲折。

在所示示例中,驻留通路1020沿向下的方向朝着微流体芯片1030(沿重力方向)延伸,并随后沿着向上的方向远离微流体芯片1030(沿与重力的方向相反的方向)延伸。例如,如图9a和9b所示,上游部分1028在驻留通路1020的下游末端部分1029下方竖直延伸,其邻近并直接连接到样品保留腔室1021。尽管上游部分在末端部分1029之前从输入口1018接收流体,但末端部分1029在竖直方向上物理地更靠近输入口1018。因而,从上游部分流动的流体克服重力流到下游或者末端部分1029。如后文所述,在一些实施方式中,驻留通路1020容纳与进行测试的流体样品或血样反应的试剂1025。在一些情况下,该反应将产生残留物或者放射性沉降物。例如,已经历溶解的诸如血的流体样品将具有溶解的细胞或溶解产物。因为驻留通路1020的末端部分1029在驻留通路1020的上游部分1028上方延伸,所以流体样品与试剂1025反应产生的这些残留物或放射性沉降物沉淀,并捕获或保持在这些上游部分1028内。换言之,通过驻留通路1020到达微流体芯片1030的这些残留物或放射性沉降物的量减少。在其它实施方式中,驻留通路1020在其整个路线中沿向下的方向延伸至样品保留腔室1021。

样品保留腔室1021包括腔室或内体积,进行测试的流体样品或血样在该腔室或内体积中汇集在芯片1030上方。芯片漏斗部1022包括漏斗状设备,其向下朝着芯片1030变窄,从而使腔室1021的较大区域至芯片1030的较小流体接收区域呈漏斗形。在所示示例中,样品输入口1018、驻留通路1020、样品保留腔室1021和芯片漏斗部1022形成内流体准备区,流体或血样在进入芯片1030之前在此可与试剂混合。在一个实施方式中,流体准备区具有20μl至250μl的总体积。在其它实施方式中,这些内腔室提供的流体准备区可具有其它体积。

如图9a中的点画所示,在一个实施方式中,在待测试样品流体插入到口1018之前,盒1010预填充有流体试剂1025。流体试剂1025包括与待测试流体互相作用的成分,从而增强微流体芯片130对待测试流体的选择特性或一组选择特性进行分析的能力。在一个实施方式中,流体试剂1025包括用于稀释进行测试的流体的成分。在一个实施方式中,流体试剂1025包括用于对进行测试的流体或血进行溶解的成分。在又一实施方式中,流体试剂264包括便于对进行测试的流体的所选部分进行标记的成分。例如,在一个实施方式中,流体试剂1025包括磁珠、金珠或乳胶珠。在其它实施方式中,流体试剂1025包括其它液态或固态成分或液体,其与待测试样品流体不同,在放置在样品输入口1018内的样品流体由微流体芯片1030接收、处理和分析之前与样品流体互相作用或对之进行修改。

通风口1023包括在样品保留腔室1021与盒体1014的外部之间连通的通路。在图8所示的示例中,通风口1023延伸穿过丘状部1026的侧部。通风口1023的尺寸足够小,以便通过毛细作用将流体保持在样品保留腔室1021内,但又足够大,从而允许保留腔室1021内的空气随着保留腔室1021充满流体而逸出。在一个实施方式中,每个通风口具有开口或者50至200微米的直径。

排放贮存器1024包括盒体1014内被布置为接收从芯片1030排放的流体的腔洞或腔室。排放贮存器1024用于容纳已穿过芯片1030并且已处理或测试过的流体。排放贮存器1024接收处理过的或测试过的流体,从而相同流体不被测试多次。在所示示例中,排放贮存器1024在盒体1014中形成在芯片1030的下方或者芯片1030的与芯片漏斗部1022和样品保留腔室1021相对的一侧上,从而芯片1030被夹在芯片漏斗部1022与排放贮存器1024之间。在一个实施方式中,排放贮存器1024完全容纳在盒体1014内,并且不可接近(但通过诸如切割、钻孔或其它常备结构破坏盒体1014或使盒体1014破裂),将处理过的或测试过的流体锁定在盒体112内,用于存储或随着处理盒1010的后续卫生处理。在又一实施方式中,排放贮存器1024通过门或隔板可接近,从而允许处理过的或测试过的流体从贮存器1020收回,用于进一步分析测试过的流体,用于存储分离容器中的已测试流体或者用于腾空贮存器1024以便于盒1010的连续使用。

在一些实施方式中,微流体贮存器1024被省去。在这些实施方式中,流体样品或血样的已测试过的那些部分由微流体芯片1030处理,再循环返回至微流体芯片1030的输入侧或输入部分。例如,在一个实施方式中,微流体芯片1030包括微流体贮存器,其通过芯片漏斗部1022在由微流体芯片1030提供的传感器的输入侧接收流体。流体样品或血样的已测试过的那些部分在微流体芯片1030的传感器的输入侧返回至微流体贮存器。

薄膜1015包括无孔、不可渗透液体的面板、薄层或粘合或采用其它方式固定就位的其它材料层,以便完全延伸横过口1018的嘴部1025并完全覆盖该嘴部1025。在一个实施方式中,薄膜1015用作确定盒1010的内部体积及其预期内容物是否已受危害或损害的损害指示器。在盒1010的样品准备区已预填充有试剂,例如上文所述的试剂1025的实施方式中,薄膜1015将流体试剂1025密封在流体准备区内、密封在口1018、驻留通路1020、流体保留腔室1021和芯片漏斗部1022内。在一些实施方式中,薄膜1015额外地延伸横过通风口1023。在一些实施方式中,薄膜1015额外地不能渗透气体或空气。

在所示示例中,薄膜1015将流体试剂1025密封或容纳在盒1010内,至少直到流体样品沉积到样品输入口1018中。此时,薄膜1015可被剥离、撕裂或刺穿,以允许通过嘴部1018插入流体样品。在其它实施方式中,薄膜1015可包括隔膜,针插入穿过该隔膜,以穿过嘴部1018沉积流体或血样。薄膜1015便于流体试剂1025作为盒1010的一部分预先包装,其中流体试剂1025准备用于待测试流体样品的后续沉积。例如,容纳第一流体试剂1025的第一盒1010可预先设计用于测试第一流体样品的第一特性,而容纳不同于第一流体试剂1025的第二流体试剂1025的第二盒1010可预先设计用于测试第二流体样品的第二特性。换言之,不同的盒1010可特别设计用于测试不同的特性,这取决于容纳在其中的流体试剂1025的类型或量。

图10a、10b和11例示微流体芯片1030。图10a例示盒板1012、芯片漏斗部1022和微流体芯片1030的顶侧。图10a例示夹在芯片漏斗部1022与盒板1012之间的微流体芯片1030。图10b例示盒板1012和微流体芯片1030的底侧。图11是芯片漏斗部1022下方的微流体芯片1030的剖视图。如图11所示,微流体芯片1030包括由诸如硅的材料形成的基底1032。微流体芯片1030包括形成在基底1032中并在芯片漏斗部1022下方延伸以将流体样品(在一些测试中带有试剂)接收到芯片1030中的微流体贮存器1034。在所示示例中,微流体贮存器具有嘴部或顶部开口,其具有小于1mm并额定为0.5mm的宽度w。贮存器1030具有0.5mm和1mm之间并且额定为0.7mm的深度d。如将在下文中描述的,微流体芯片1030包括沿着芯片1030的底部在区域1033中的泵和传感器。

图12和13为微流体芯片1130——微流体芯片1030的示例实施方式的放大视图。微流体芯片1130将流体泵送、阻抗感测和温度感测中的每个功能集成在低功率平台上。微流体芯片1130特别用于具有盒体1014的盒1010,其省去排放贮存器1024。如将在下文中描述的,微流体芯片1133将流体样品的已测试的部分再循环返回至微流体芯片1133的传感器的输入侧或上游侧。如图12所示,微流体芯片1030包括其中形成有微流体贮存器1034(上文所述)的基底1032。另外,微流体芯片1130包括多个感测区域735,每个感测区域包括微流体通道1136、微制造集成传感器1138和泵1160。

图13为例示图12所示的芯片1130的感测区域1135中的一个的放大视图。如图13所示,微流体通道1136包括在基底1032内延伸或形成在基底1032内的通路,用于流体样品的流动。通道1136包括容纳泵的中央部分1162和一对容纳传感器的分支部分1164、1166。每个分支部分1164、1166包括朝着微流体贮存器1134变宽的漏斗状嘴部。中央部分1162从贮存器1134延伸,使得较窄嘴部开口朝向贮存器1134。中央部分1162容纳泵1160。

容纳传感器的分支部分1164、1166从中央部分162的相反侧岔开或分支,并且延伸返回至贮存器1134。每个分支部分1164、1166包括流体流动通过的变窄部分、喉部或收缩部1140。

在一个实施方式中,分支部分1164、1166彼此类似。在另一实施方式中,分支部分1164、1166的形状或尺寸彼此不同,以方便不同的流体流动特性。例如,收缩部1140或部分1164、1166的其它区域可彼此尺寸不同,从而如果发生的话,第一尺寸的微粒或细胞相比于部分1164、1166中的另一个更易于流过部分1164、1166中的一个。因为部分1164、1166从中央部分1162的相反侧分开,所以部分1164、1166二者均直接从部分1162接收流体,而不会有流体事先被虹吸到任何其它部分。

微制造集成传感器1138中的每一个包括在收缩部1140内形成在基底1032上的微制造器件。在一个实施方式中,传感器1138包括被设计用于输出电信号或导致电信号变化的微器件,该电信号表示穿过收缩部1140的流体和/或流体的细胞/微粒的性能、参数或特性。在一个实施方式中,传感器1138中的每一个包括细胞/微粒传感器,其检测包含在流体中的细胞或微粒的性能和/或检测流过传感器1138的流体中的细胞或微粒的数量。例如,在一个实施方式中,传感器1138包括电传感器,其基于电阻抗的变化输出信号,该电阻抗的变化由流过收缩部1140的不同尺寸微粒或细胞产生并影响收缩部1140上或内的电场的阻抗。在一个实施方式中,传感器1138包括在收缩部40内形成在通道1136的表面内或集成在通道1136的表面内的带电高压侧电极和低压侧电极。在一个实施方式中,低压侧电极电接地。在另一实施方式中,低压侧电极包括浮动低压侧电极。为此公开的目的,“浮动”低压侧电极指的是使所有连接导纳为零的电极。换言之,浮动电极是断开的,而不是连接到另一电路或地。

图14-16例示传感器1138的一个示例。如图14所示,在一个实施方式中,传感器1138包括电传感器,其包括低压侧电极1141、1143以及带电或有源高压侧电极1145。低压侧电极或者接地或者是浮动的。有源电极1145夹在接地电极143之间。形成电传感器1138的电极1141、1143和1145位于形成在通道1136内的收缩部1140内。收缩部1140包括通道1136的下述区域,该区域比通道36的在收缩部1140上游和下游的两个相邻区域具有更小的横截面积。

图15例示收缩部1140的一个示例大小或尺寸。收缩部1140具有的横截面积类似于穿过收缩部1140并正在测试的各个微粒或细胞的横截面积。进行测试的细胞1147具有常规或平均6μm的最大尺寸的一个实施方式中,收缩部1140具有100μm2的横截面积。在一个实施方式中,收缩部1140具有1000μm3的感测体积。例如,在一个实施方式中,收缩部1140具有形成下述区域的感测体积,该区域具有10μm的长度、10μm的宽度和10μm的高度。在一个实施方式中,收缩部1140具有不大于30μm的宽度。收缩部1140的大小或尺寸限制任意时刻可穿过收缩部1140的微粒或各个细胞的数量,以便于测试穿过收缩部1140的各个细胞或微粒。

图16例示由电传感器1138的电极形成的电场。如图16所示,低压侧电极1143共用有源或高压侧电极1145,其中在有源高压侧电极1145与两个低压侧电极1141、1143中的每一个之间形成电场。在一个实施方式中,低压侧电极1141、1143可能接地。在另一实施方式中,低压侧电极1141、1143包括浮动低压侧电极。随着流体流过电极1141、1143、1145并通过电场,流体内的微粒、细胞或其它分析物影响电场的阻抗。该阻抗被感测以确定细胞或微粒的特性或计算通过电场的细胞或微粒的数量。

泵1160包括用于使流体移动通过微流体通道1136并横过一个传感器1138通过收缩部1140的器件。泵1160将流体从微流体贮存器1134抽吸到通道1136。泵1160进一步将已穿过收缩部1140并横过传感器1138的流体循环返回至贮存器1134。

在所示示例中,泵1160包括电阻,其可致动至泵送状态或温度调节状态。电阻60由耐电材料形成,这些耐电材料能够发出足够量的热,从而将邻近流体加热至高于流体的成核能的温度。电阻1160进一步能够发出较少量的热,从而将邻近电阻1160的流体加热至低于流体的成核能的温度,从而流体在没有蒸发的情况下被加热至更高的温度。

当形成泵1160的电阻处于泵送状态时,通过电阻的电流脉冲使电阻产生热,从而将邻近流体加热至高于该邻近流体的成核能的温度,以形成蒸汽泡,该蒸汽泡强劲地将流体横过收缩部1140排出并返回至贮存器34中。一旦蒸汽泡塌陷,负压将流体从微流体贮存器1134抽吸到通道1136,以便占据塌陷后的蒸汽泡的原有体积。

当形成泵1160的电阻处于温度调节状态或流体加热状态时,邻近流体的温度升高到低于流体的成核能的第一温度,然后保持或调节操作状态,从而邻近流体的温度保持恒定或持续处于低于成核能的预定温度范围内。相反,当电阻1160被致动至泵送状态时,电阻1160处于操作状态,从而邻近电阻1160的流体的温度不会被保持在恒定温度或者持续处于预定温度范围内(会升高和下降至预定温度范围内),而是会快速连续地增高或斜升至高于流体的成核能的温度。

在又一实施方式中,泵1160可包括其它泵送器件。例如,在其它实施方式中,泵1160可包括压阻器件,该压阻器件响应于所施加的电流改变形状或振动以便移动膜片,由此使邻近流体移动横过收缩部1140并返回至贮存器1134。还在其它实施方式中,泵1160可包括与微流体通道1136流体连通的其它微流体泵送器件。

如图13中的箭头所示,将泵1160致动至流体泵送状态使流体样品沿箭头1170所示的方向移动穿过中央部分1162。流体样品流过收缩部1140并横过传感器1138,其中流体样品内的细胞影响电场(图16所示),并且其中阻抗被测量或检测,以便确定这些细胞或微粒的特性和/或计算在特定时间段流过传感器1138的感测体积的细胞数量。在经过收缩部1140之后,流体样品的各部分继续流回至微流体贮存器1134,如箭头1171所示。

进一步如图12所示,微流体芯片1130额外包括温度传感器1175、电接触垫1177和多路复用电路1179。温度传感器1175在感测区域1135中位于不同位置。每个温度传感器1175包括温度感测器件,用于直接或间接输出表示微流体通道1136中的流体样品的各部分的温度的信号。在所示示例中,每个温度传感器1135在通道36外部定位,以便间接感测通道1136内样品流体的温度。在其它实施方式中,温度传感器1175位于微流体贮存器1134内,以便直接感测贮存器1134内的样品流体的温度。在又一实施方式中,温度传感器1175位于通道1136内。还在其它实施方式中,温度传感器240可位于其它位置,其中在这些其它位置处的温度与进行测试的样品流体的温度相关。在一个实施方式中,温度传感器1135输出信号,该信号被汇聚并成组进行统计分析,以便确定进行测试的样品流体的温度的统计值,例如进行测试的样品流体的平均温度。在一个实施方式中,芯片1130包括位于贮存器1134内的多个温度传感器1175、在通道1136内的多个温度传感器1175和/或在贮存器1134和通道1136提供的流体接收体积外、但在芯片1130的基底内的多个温度传感器。

在一个实施方式中,每个温度传感器1175包括电阻温度传感器,其中传感器的电阻响应于温度变化而改变,从而表示传感器当前电阻的信号也表示或对应于相邻环境的当前温度。在其它实施方式中,传感器1175包括其它类型的微制造或微观温度感测器件。

电接触垫1177位于微流体芯片1130的彼此隔开小于3mm且额定为小于2mm的末端部分上,为微流体芯片1130提供紧凑长度便于盒1010的紧凑尺寸。电接触垫1177夹住微流体感测区域1135,并电连接到传感器1138、泵1160和温度传感器1175。电接触垫1177进一步电连接到盒板1012的电连接器1016(图9b、9c、10a和10b所示)。

多路复用电路1179电联接在电接触垫1177与传感器1138、泵1160与温度传感器1175之间。多路复用电路1179便于控制多个传感器1138、泵1160和温度传感器1175和/或便于与多个传感器1138、泵1160和温度传感器1175通信,其数量大于芯片430上各个电接触垫1177的数量。例如,尽管芯片1130具有n个接触垫,但利用大于n个的多个不同单独部件可获得通信。因而,节省宝贵空间或基板面,从而便于芯片1130和其中使用芯片1130的盒1010的尺寸的减少。在其它实施方式中,多路复用电路1179可省去。

图17是微流体芯片1030的另一示例实施方式——微流体芯片1230的一部分的放大视图。类似于微流体芯片1030,微流体芯片1430包括上文关于微流体芯片1130例示和描述的温度传感器1175、电接触垫1177和多路复用电路1179。如同微流体芯片1130,微流体芯片1230包括具有电传感器1138和泵1160的传感器区域。微流体芯片1230额外包括到处分散的温度传感器1175。微流体芯片1230类似于微流体芯片1130,除了微流体芯片1230包括不同大小或尺寸的微流体通道。在所示示例中,微流体芯片1230包括u形微流体通道1236a和1236b(共同称为微流体通道1236)。微流体通道1236a具有第一宽度,而微流体通道1236b具有小于第一宽度的第二宽度。

因为微流体通道1236具有不同宽度或不同横截面积,所以通道1236接收流体样品中的不同大小的细胞或微粒进行测试。在一个这种实施方式中,不同大小的通道1236中的不同传感器1138以不同交流电频率操作,从而基于不同大小的通道1236中的不同大小的细胞执行不同测试。在另一这种实施方式中,不同大小的通道1236包含不同类型或不同的电传感器1138,以便检测穿过不同大小的通道1236的不同大小的细胞、微粒或其它分析物的不同特性。

图18和19是例示微流体芯片1030的另一示例实施方式——微流体芯片1330的一部分的放大视图。类似于微流体芯片1130,微流体芯片1430包括上文关于微流体芯片1130例示和描述的温度传感器1175、电接触垫1177和多路复用电路1179。微流体芯片1330与微流体芯片1230类似之处在于,微流体芯片1330包括具有可变宽度的微流体通道部分1336a、1336b和1336c(共同称为通道1336)。微流体芯片1330与微流体芯片1230相比具有不同的几何结构。如同微流体芯片1230,微流体芯片1330包括各种感测区域,其中感测区域包括电传感器1138和泵1160。

图18省去传感器1138和泵1160以便更好例示通道1336。如图18所示,通道部分1336a具有的宽度大于通道部分1336b的宽度。通道部分1336b具有的宽度大于通道部分1336c的宽度。通道部分1336a从微流体贮存器1134延伸。通道部分1336b从通道部分1336a延伸,并连续返回至微流体贮存器1134。通道部分1336c从通道部分1336b分支,并返回至通道部分1336b。如图19所示,泵1160位于通道部分1336a内。传感器1138位于通道部分1336b和通道部分1336c内。因而,单一泵1160将流体样品泵送通过通道部分1336b和1336c横过容纳在不同大小通道内的相应的传感器1138。所有泵送流体中的细胞通过通道部分1336b中的传感器1138并由其感测。足够小以便穿过较窄的通道部分1336c的那些细胞通过通道部分1336c中的传感器1138并由其感测。因而,传感器1138和通道部分1336c感测由泵1160泵送的细胞和流体的子集或小于整个部分的部分。

图20是微流体芯片1030的另一示例实施方式——微流体芯片1430的一部分的放大视图。微流体芯片1430被特别设计用于诸如盒1010的盒,该盒包括诸如图9a所示的排放贮存器1024的排放贮存器。类似于微流体芯片1130,微流体芯片1430包括上文关于微流体芯片1130例示和描述的温度传感器1175、电接触垫1177和多路复用电路1179。

图20例示微流体芯片1430的一个示例感测区域1435,其中微流体芯片1430包括多个这种感测区域1435。微流体感测区域1435包括微流体通道1436、流体传感器1138、泵1460和排放通路1462。微流体通道1436形成在基底1032中,并包括入口部分1466和分支部分1468。入口部分1466具有从微流体贮存器1134延伸的漏斗状嘴部。入口部分1466便于包括细胞或微粒的流体流入到通道1436并通过每个分支部分1468。

分支部分1468从中央部分1466的相反侧延伸。每个分支部分1468终止于相关的排放通路1462。在所示示例中,每个分支部分1468包括传感器1138位于其中的收缩部1140。

泵1460被定位成邻近排放通路1462并且名义上与排放通路1462相对,以便通过排放通路1462将流体泵送到下面的排放贮存器1024(图9a所示)。泵1460包括电阻,类似于上文所述的泵1160。在泵送状态,泵1460接收电流以将邻近流体加热至高于该流体的成核能的温度,从而形成蒸汽泡,该蒸汽泡在泵1460与排放通路1462之间将流体通过排放通路1462推压至排放贮存器1024。蒸汽泡的塌陷将流体样品的部分从微流体贮存器1134抽吸,通过中央部分1466并横过分支部分1468中的传感器1138。

排放通路1462从通路1436的邻近泵460的部分延伸至排放贮存器156。排放通路1462阻止排放贮存器1024内的流体通过排放通路1462反向或回流返回到通道1436中。在一个实施方式中,每个排放通路1462包括喷嘴,流体通过该喷嘴由泵1460泵送到排放贮存器1024中。在另一实施方式中,排放通路1462包括单向阀。

返回参见图7,盒接口1200有时被称为“读取器”或者“电子狗”,将盒1010和移动式分析器1232互连并用作它们之间的接口。盒接口1200包含指定、专门定制或特定用来控制微流体盒1010的各部件的部件或电路。盒接口1200便于使用常规便携式电子设备,装载有合适的机器可读指令和应用程序接口,但其中便携式电子设备可省去特别用于实现控制盒1010的各部件的硬件或固件。因而,盒接口220便于使用已通过上传应用程序和应用程序接口而简单更新的多个不同的便携式电子设备1232。盒接口1200便于使用并非特别指定或专门定制仅用于特定微流体盒1010的移动式分析器1232。换种说法,盒接口1200便于通过连接不同的盒接口1200而将移动式分析器1232用于具有不同的测试能力的多个不同的盒1010。

盒接口220携带有指定或专门定制用于控制盒1010的电子部件的特定用途的电路和电子部件。因为盒接口1200携带有很多特别指定用于控制盒1010的电子部件的电子电路和部件,而不是这些电子部件由盒1010自身携带,所以盒1010可被制造为具有更少的电子部件,这允许盒1010的费用、复杂性和尺寸降低。因而,盒1010由于其更低的基础费用更易于使用后进行处置。同样,因为盒接口1200可松开地连接到盒210,所以盒接口1200可重复用于多个更换的盒1010。由盒接口1200携带并且指定或专门定制用于控制特定盒1010的电子部件的特定用途的电子部件,在对不同病人或样品捐赠者的不同血样或流体样品执行流体或血测试时可重复用于每个不同的盒1010。

在所示示例中,盒接口1200包括电连接器1204、电连接器1206和固件1208(示意性地例示为在接口1200的外壳外)。电连接器1204包括盒接口1200可松开地直接电连接到盒1010的电连接器1016所借助的器件。在一个实施方式中,由电连接器1204提供的电连接便于传输电功率,以对微流体芯片1030、1130、1230、1330、1430的电子部件,例如电传感器1138或微流体泵1160提供电力。在一个实施方式中,由电连接器1204提供的电连接便于以电信号的形式传输电功率,以将数据传输提供至微流体芯片1030、1130、1230、1330、1430,从而便于控制微流体芯片1030、1130、1230、1330、1430的各部件。在一个实施方式中,由电连接器1204提供的电连接便于以电信号的形式传输功率,以便于将数据从微流体芯片1030、1130、1230、1330、1430传输至移动式分析器1232,例如从传感器38传输信号。在一个实施方式中,电连接器1204方便向微流体芯片1030、1130、1230、1330、1430提供电力,以及向微流体芯片1030、1130、1230、1330、1430传输数据信号和从微流体芯片1030、1130、1230、1330、1430传输数据信号中的每一个。

在所示示例中,电连接器1204包括位于凹口中的多个电接触垫,其中电接触垫接触盒1010的相应垫1016。在又一实施方式中,电连接器1204包括多个电插脚或销、多个电销或插脚容纳部,或二者的组合。在一个实施方式中,电连接器1204包括通用串行总线(μsb)连接器端口,用于接收μsb连接器线的一端,其中μsb连接器线的另一端连接到盒210。还在其它实施方式中,电连接器1204可省去,其中盒接口1200包括无线通信器件,例如红外线、rf、蓝牙或用于在接口1200与盒1010之间进行无线通信的其它无线技术。

电连接器1204便于将盒接口1200可松开地电连接到盒1010,从而盒接口1200可与盒1010分离,便于盒接口1200用于多个可互换的盒1010,以及对具有诸如血的经分析的流体的微流体盒1010进行处理或存储。电连接器1204便于模块化,从而允许盒接口1200和相关的电路重复地重新使用,同时盒1010被分开进行存储或处理。

电连接器1206便于将盒接口1200可松开地连接到移动式分析器1232。因而,电连接器1206便于将盒接口1200用于多个不同的便携式电子设备1232。在所示示例中,电连接器1206包括通用串行总线(μsb)连接器端口,用于接收μsb连接器线1209的一端,其中μsb连接器线1209的另一端连接到移动式分析器1232。在其它实施方式中,电连接器1206包括多个不同的电接触垫,这些电接触垫与移动式分析器1232的相应的血连接器相接触,例如其中接口1200和移动式分析器1232中的一个直接插入到接口1200和移动式分析器1232中的另一个中。在另一实施方式中,电连接器1206包括插脚或插脚接收容纳部。还在其它实施方式中,电连接器1206可省去,其中盒接口1200包括无线通信器件,利用红外线、rf、蓝牙或用于在接口1200与移动式分析器1232之间进行无线通信的其它无线技术。

固件1208包括由盒接口1200携带并且特别专门定制用于控制微流体芯片1030、1130、1230、1330、1430和盒1010的电子部件和电路的电子部件和电路。在所示示例中,固件1208用作控制器的一部分,用来控制电传感器1138。

如图7示意性所示,固件1208包括:支撑频率源1212的至少一个印刷电路板1210;阻抗提取器1214,用于从传感器1138接收第一分量或基带信号,并用于从基带信号中提取阻抗信号;以及缓存器1216,用于存储阻抗信号,随着或者直到阻抗信号被传输到移动式分析器1232。例如,在一个实施方式中,阻抗提取器1214执行模拟正交调幅(qam),其使用射频(rf)分量将频率分量提取出来,从而可利用测试设备(特定的传感器1138)的阻抗所造成的实际相位变换。

图21是提供频率源1212和阻抗提取器1214的示例阻抗感测电路1500的示意图。在电路块1510中,从微流体通道1136(测试的设备(dut))中的高电极和低电极测量信号。在电路块1512中,电路将通过高低电极(测试的设备)的电流转变成电压。在电路块1514中,电路调节电压信号,从而分别在混合器之前和之后具有正确相位和幅度。在电路块1516中,电路将输入、输出电压信号分解成实部和虚部。在电路块1518中,电路恢复每个信号的幅度。在电路块1520中,电路过滤掉高频信号。在电路块1522中,电路将模拟信号转换成数字信号,其中数字信号由缓存器1216进行缓存,例如利用现场可编程门阵列。

在一个实施方式中,固件1208包括用作频率源控制器的现场可编程门阵列和缓存器1216。在另一实施方式中,固件1208包括用作频率源控制器的专用集成电路(asic)、阻抗提取器1214和缓存器1216。在每种情况下,来自传感器1138的原始或基带阻抗信号被放大,并在由现场可编程门阵列或asic使用之前由模拟数字转换器进行转换。在固件1208包括现场可编程门阵列或asic的实施方式中,现场可编程门阵列或asic可额外地用作微流体芯片1010上的其它电子部件,例如微流体泵1130(例如电阻)、温度传感器1175和微流体芯片上的其它电子部件的驱动器。

移动式分析器1232包括用于从盒1010接收数据的移动式或便携式电子设备。移动式分析器1232可松开或可移除地经由盒接口1200间接连接到盒1010。移动式分析器1232利用从盒1010接收到的数据执行可变功能。例如,在一个实施方式中,移动式分析器1232存储数据。在所示示例中,移动式分析器1232额外地操纵或处理数据、显示该数据并通过局域网或广域网(网络1500)将该数据传输至提供额外存储和处理的远程分析器1300。

在所示示例中,移动式分析器1232包括电连接器1502、电源1504、显示器1506、输入部1508、处理器1510和存储器1512。在所示示例中,电连接器1502类似于电连接器1206。在所示示例中,电连接器1502包括通用串行总线(μsb)连接器端口,用于接收μsb连接器线1209的一端,其中μsb连接器线1209的另一端连接到盒接口1200。在其它实施方式中,电连接器1502包括多个不同的电接触垫,这些电接触垫与接口1200的相应的电连接器相接触,例如其中接口1200和移动式分析器1232中的一个直接插入到接口1200和移动式分析器1232中的另一个中。在另一实施方式中,电连接器1206包括插脚或插脚接收容纳部。还在其它实施方式中,电连接器1502可省去,其中移动式分析器1232和盒接口1200各自包括无线通信器件,利用红外线、rf、蓝牙或用于方便在接口1200与移动式分析器1232之间进行无线通信的其它无线技术。

电源1504包括由移动式分析器1232携带的电源,用于对盒接口1200和盒1010提供电力。电源1504包括各种电力控制电子部件,其控制供应到盒接口1200和盒1010的各种电子部件的电力(电压、电流)的特性。因为用于盒接口1200和盒1010的电力由移动式分析器1232供应,所以盒接口1200和盒1010的大小、费用和复杂性降低。在其它实施方式中,用于盒1010和盒接口1200的电力由位于盒接口1200上的电池供应。在又一实施方式中,用于盒1010的电力由盒1010所携带的电池提供,并且用于接口1200的电力由用于盒接口1200的单独专用电池供应。

显示器1506包括可视化呈现数据的显示屏或屏幕。在一个实施方式中,显示器1506便于基于从盒1010接收的数据呈现图形。在一些实施方式中,显示器1506可省去,或者可由其它数据通信元件替代,例如发光二极管、听觉设备或其它基于从盒1010接收的信号或数据表示结果的元件。

输入部1508包括用户接口,人员可通过该用户接口将命令、选择或数据输入至移动式分析器1232。在所示示例中,输入部1508包括提供在显示器1506上的触摸屏。在一个实施方式中,输入部1508可额外或替代地使用其它输入设备,包括但不限于,键盘、拨动开关、按钮、滑动条、触控板、鼠标、具有相关语音识别机器可读指令的麦克风等。在一个实施方式中,输入部1506便于依据移动式分析器1232上运行的应用程序所提供的提示而输入不同的流体测试或特定流体测试的模式。

处理器1510包括至少一个处理单元,用于生成控制传感器1138的操作以及从传感器1138的数据获取的控制信号。处理器1510进一步输出控制泵1160和温度传感器1175的操作的控制信号。在所示示例中,处理器572进一步分析从芯片230接收到的数据,用于生成存储在存储器1512中、显示在显示器1506上和/或进一步通过网络1500传输到远程分析器1300的输出。

存储器1512包括包含用于指引处理器1510的操作的指令的非暂态计算机可读介质。如图7示意性所示,存储器1512包括或存储应用程序接口1520和应用程序1522。应用程序接口1520包括程序、协议和工具库,其用作构建块,用于利用盒1010执行各种功能或测试。应用程序接口1520包括机器可读指令编程逻辑,其读取库并组装“构建块”或模块,以便利用盒1010执行各种功能或测试中的选定的一项。例如,在一个实施方式中,应用程序接口1520包括应用程序接口库,该库包含用于指引固件1208以便将电传感器1138放置在选定操作状态的程序,例如,通过应用交流电的不同频率。在所示示例中,库还包含用于指引固件1208以便操作流体泵1160或响应于来自温度传感器1175的进行测试的流体的感测温度来动态调节这些泵1160或电传感器1138的操作的程序。在一个实施方式中,移动式分析器1232包括多个应用程序接口1520,特别设计的每个应用程序接口1520专门指定用于特定的总流体或分析物测试。例如,一个应用程序接口1520可被指引用于执行细胞学测试。另一应用程序接口1520可被指引用于执行凝结物测试。在这些实施方式中,多个应用程序接口1520可共享程序、协议和工具库。

应用程序接口1520在不同应用程序的指引下便于利用盒1010测试流体。换言之,应用程序接口1520对固件1208提供通用编程或机器可读命令集,其可由各种不同的应用程序中的任一个使用。例如,移动式分析器1232的用户能够下载或安装多个不同的应用程序中的任一个,其中不同的应用程序中的每一个被设计用于使用应用程序接口1520,以便利用盒1010进行测试。如上所注,固件1208在应用程序接口1520与实际固件或者在盒1010上发现的电子部件之间接口,这些电子部件例如特定为微流体芯片1030、1130、1230、1330、1430。

应用程序1522包括包含在存储器1512中的总体机器可读指令,其便于用户与存储在存储器1512中的应用程序接口1520或多个应用程序接口1520进行交互。应用程序1522在显示器1506上呈现输出并通过输入部1508接收输入。应用程序1522响应于通过输入部1508接收到的输入与应用程序接口1520通信。例如,在一个实施方式中,具体的应用程序1522在显示器1506上呈现图形化用户接口,提示用户利用盒1010选择对多种不同测试选项中的哪一个进行运行。基于该选择,应用程序1522与应用程序接口1520中选定的一个互相作用,以便指引固件1208利用盒1010的电子部件执行所选定的测试操作。利用所选定的测试操作从盒1010接收到的感测值由固件1208接收,并由选定的应用程序接口1520处理。应用程序接口1520的输出为通用数据,该数据被格式化,从而能够由多种不同的应用程序中的任一个使用。应用程序1522呈现基础的通用数据和/或执行基础数据的额外操纵或处理,以便将最终输出在显示器1506上呈现给用户。

尽管应用程序接口1520被例示为与应用程序1522一起存储在存储器1512中,但在一些实施方式中,应用程序接口1520存储在远程服务器或远程计算设备上,其中移动式分析器1232上的应用程序1522通过局域网或广域网(网络1500)接入远程应用程序接口1520。在一些实施方式中,应用程序接口1520本地存储在存储器1512上,而应用程序1522远程存储在远程服务器上,例如服务器1300上,并通过局域网或广域网,例如网络1500进行接入。还在其它实施方式中,应用程序接口1520和应用程序1522二者均包含在远程服务器或远程计算设备上,并通过局域网或广域网进行接入(有时称为云计算)。

在所示示例中,通过使用提供有多路复用电路1179以及接口1200或移动式分析器1232上相关的多路复用电路的多路复用电路,系统1000便于减少芯片1130的尺寸。通过在芯片1130的不同受控设备,例如流体传感器1138、泵1140和温度传感器1175之间适当分配芯片1130的总传输带宽,系统1000进一步便于减少芯片1130的尺寸。传输带宽包括横过端口1204和1177的连接器并在其间传输信号的总容量。处理器1510通过控制以下各项:控制信号被输出并横过端口1204的连接器和端口1177的连接器发送给各个受控设备,例如流体传感器1138、泵1160和温度传感器1175所采用的时序和速率,以及受控设备轮询数据信号或者数据从受控设备接收所采用的时序和速率,来分配总传输带宽。取代在所有受控设备1138、1160、1175或者在诸如流体传感器、温度传感器和泵的不同类型或类别的受控设备中平均分配这种带宽,跟随包含在存储器1512中的指令的处理器1510在不同的受控设备中不同地分配传输带宽。

总传输带宽在受控设备1138、1160、1175上的不同分配基于受控设备的类别或者由不同的受控设备执行的一般功能。例如,在一个实施方式中,总传输带宽的第一部分被分配给传感器1138,总传输带宽的不同于第一部分的的第二部分被分配给温度传感器1175,总传输带宽的不同于第一部分和第二部分的第三部分被分配给泵1160。在一个实施方式中,分配给传感器1138的总传输带宽的第一部分在不同的各个传感器1138之间均衡或平均分配,分配给温度传感器1175的总传输带宽的第二部分在不同的各个温度传感器1175之间均衡或平均分配,分配给泵1160的总传输带宽的第三部分在不同的各个受控设备1160之间均衡或平均分配。

在另一实施方式中,总传输带宽的第一部分、第二部分和第三部分各自在受控设备的各个类别1138、1175、1160的各个受控设备之间非均衡或者不平均分配。在一个实施方式中,不同的流体传感器1138不同地操作,以便对流体样品形成不同的测试。例如,在传感器1138包括电传感器的一个实施方式中,一个流体传感器1138被提供有第一频率的交流电,而另一个流体传感器1138被提供有第二不同频率的交流电,从而两个传感器输出表示正在感测的细胞或微粒的不同参数(例如特性)的信号。在这种实施方式中,基于不同测试或者基于施加给不同传感器的交流电的不同频率,处理器1510对每个不同的传感器分配以总传输带宽的不同比例或部分。

在一个实施方式中,总传输带宽在各个受控设备之间的分配或分摊额外基于各个受控设备自身相对于同一类别设备中的其它受控设备的特性。例如,在一个实施方式中,不同的传感器1138位于不同尺寸的收缩部内。这些不同尺寸的收缩部可造成流过或通过收缩部的流体中细胞或微粒的不同浓度、细胞或微粒流过收缩部的不同频率、或者越过收缩部的不同流体流率、流体通道1136的传感器1138位于其中的部分的几何结构。在一个实施方式中,与位于具有细胞或微粒流过这些传感器所采用的更低流体流率或更低频率的收缩部内的其它传感器相比,位于具有细胞或微粒流过这些传感器所采用的更高流体流率或更大频率的收缩部内的那些传感器1138,被分配分摊给该类传感器的总传输带宽的更高比例。

同样,在一些实施方式中,不同的泵1160位于不同的微流体通道1136中,通道1136的具有不同的几何结构的不同部分。因而,施加在不同的泵1160上的流体流动或泵送需求可能也不同。在这些实施方式中,与那些位于具有更小泵送需求的通道1136内的其它泵相比,那些具有更高泵送需求的该类别中的特定泵1160被分配分摊至该类别的泵的总传输带宽的更大比例。例如,在一个实施方式中,与用于使流体移动通过更短的微流体通道或较少弯曲的微流体通道的另一泵相比,用于使流体移动通过更长的微流体通道或更弯曲的微流体通道的泵被提供以总传输带宽的更高比例,以便允许更多的频率脉冲和更多的频率泵送。

在一个实施方式中,处理器1510分配总传输带宽,从而处理器1510以每2μs至少一次的频率轮询并接收来自每个传感器1138的数据。在这种实施方式中,处理器1510以每100μs至少一次的频率但不超过每50μs一次的频率将脉冲传输给包括电阻的泵1160。在这种实施方式中,处理器1510以每10ms至少一次的频率但不超过每1ms一次的频率轮询并接收来自温度传感器1175的数据信号。还在其它实施方式中,采用其它总传输带宽分配。

在一个实施方式中,处理器1510基于信号质量/分辨率在不同的受控设备1138之间柔性或动态地调节带宽分配。例如,如果因为细胞或其它分析物太快地移动通过传感器1138从而信号质量/分辨率不能满足预定存储的信号质量/分辨率阈值,所以分配给阻抗感测传感器1138的第一量的带宽不足,则处理器1510可自动地或响应于对用户建议带宽分配增加并且从用户接收到授权,对具体的传感器1138增大带宽分配。相反,如果具体的传感器1138因泵送速率具有较低的流体或细胞流率,从而分配的带宽超过用于实现令人满意的信号质量/分辨率的量,则处理器1510自动地或响应于对用户建议带宽分配减少并且从用户接收到授权,对具体的传感器减少带宽分配,其中处理器1510将目前释放的带宽分配给传感器1138中的另一个。

在所示的传感器1138包括电传感器的示例中,应用程序1522和应用程序接口1520协作,用于指引处理器1510控制施加到芯片1130上的每个传感器1138的交流电的频率。相对于每个单独的传感器1138,处理器1510被指引将不同非零频率的交流电施加到单独的传感器1138。在一个实施方式中,处理器1510基于电传感器1138实时进行的性能动态地调节施加到电传感器1138的交流电的频率,以便提高系统性能。例如,在一个实施方式中,控制器1510输出将第一非零频率的交流电施加到选定的电传感器1138的控制信号。基于在施加第一非零频率的交流电期间从选定的电传感器1138接收到的信号,控制器1150调节施加到电传感器1138的后续施加的交流电的频率的值。处理器1510输出控制信号,从而频率源1212对选定的电传感器1138施加第二非零频率的交流电,其中由频率源1212施加到选定的电传感器1138的第二非零频率的交流电的值,基于在施加第一非零频率的交流电期间从电传感器1138接收到的信号。

在一个实施方式中,处理器1510选择性地施加不同的非零频率的交流电,以便对流体样品执行不同测试。由于处理器1510使频率源1212对电传感器1138施加不同的非零频率的交流电,所以电传感器1138执行不同测试,输出不同信号,该不同信号可表示流体或包含于其中的细胞的不同性能或特性。这些不同测试在单一流体测试平台上对单一流体样品执行,而不需要流体样品必须从一个测试设备传递到另一个测试设备。因而,流体样品的完整性被保持,执行多个不同测试的费用和复杂性降低,并且潜在生物危害废物的量也降低。

在一个实施方式中,应用程序1522指引处理器1510提示用户通过系统1000选择待执行的具体流体测试。在一个实施方式中,应用程序1522使处理器1510由用户选择在显示器1506上显示供选择的不同测试的不同名称或特性或细胞/微粒参数。例如,处理器1510可由用户使用输入部1508显示供选择的细胞数、细胞大小或一些其它参数。

在一个实施方式中,在提示用户选择具体流体测试之前,应用程序1522指引处理器1510利用提供电传感器1138的流体测试设备执行检查,以便确定或确认何种流体测试或何种频率范围可用或者流体测试设备能够提供哪一种测试。在这种实施方式中,程序1522从呈现给用户的流体测试的可能选择的列表或菜单中自动删除那些不能由特定盒1010提供的流体测试。在又一实施方式中,应用程序1522呈现流体测试的完整菜单,但会通知用户那些即使当前盒1010连接到分析器1232目前也不能使用或不能选择的特定流体测试。

基于对待执行的流体测试的接收选择,遵循包含在应用程序1522中的指令的处理器1510选择交流电的频率的扫描范围,该范围将在利用电传感器1138进行测试期间被通过或覆盖。扫描范围是多个不同的交流电频率根据预定的扫描配置文件施加到电传感器38所通过的范围。扫描范围确定在测试期间待施加到电传感器1138的一系列不同的交流电频率的端点。在一个实施方式中,1khz至10mhz的扫描范围施加到传感器1138。

扫描配置文件指明范围端点之间的特定ac频率值及其施加到电传感器1138的时序。例如,扫描配置文件可包括在该扫描范围端点之间的连续不中断系列的ac频率值。可替代地,扫描配置文件可包括在该扫描范围端点之间的一系列间歇性ac频率值。数量、不同频率之间的时间间隔和/或自身的频率值增量在不同的扫描配置文件中可均衡或不均衡。

在一个实施方式或者用户选择操作模式中,处理器1510执行确定的扫描范围和扫描配置文件,以便确定对执行的具体测试提供最大信噪比的频率。在流体样品被添加并且流体样品的各部分已到达感测区并已在该感测区被检测之后,相关的泵1160被停用,从而分析物(细胞或微粒)在相邻传感器1138的感测区中是静止或固定不动的。此时,处理器1510执行扫描。在扫描期间,施加到具体传感器1138的交流电的频率(其导致最大的信噪比)由处理器1510进行确定。之后,将流体横过具体传感器1138泵送的泵1160被再次致动,并且利用施加到传感器1138的交流电的确定频率通过传感器1138测试流体样品。在另一实施方式中,基于正在执行的具体流体测试确定交流电的预定额定频率,其中额定频率附近的多个频率被施加到传感器1138。

在一个实施方式或者用户选择的操作模式中,处理器1510确定最适合于用户选择的流体测试的具体范围,其中扫描配置文件为缺省配置文件,对于不同范围中的每一个都是一样的。在另一实施方式或者用户选择的操作模式中,处理器1510自动地确定最适合于所选择的流体测试的具体扫描范围,其中用户被提示选择扫描配置文件。在另一实施方式或者用户选择的操作模式中,处理器1510遵循由应用程序1522提供的指令,不仅自动地确定对于用户所选择的具体流体测试最适合的范围,而且自动地确定用于用户所选择的具体流体测试所用的具体范围的具体扫描配置文件。在又一实施方式或者用户可选操作模式中,用户被提示选择具体的扫描配置文件,其中处理器1510考虑用于具体所选择的流体测试的所选择的扫描配置文件确定最适合的扫描范围。在一个实施方式中,存储器1512或诸如存储器1604的远程存储器包含查找表,该查找表针对不同可用或可选择流体测试或可执行流体测试的流体/细胞/微粒参数确定不同的扫描配置文件中的不同扫描范围。

在传感器1138包括电传感器的一个实施方式中,应用程序接口1520和应用程序1522协作,用于指引处理器1510将不同频率的交流电施加到盒1010的同一微流体芯片1130上的不同传感器1138。在一个实施方式中,处理器1510提供用户对施加到不同电传感器38的不同非零频率的交流电的选择。因为处理器1510指引频率源1512将不同非零频率的交流电施加到不同的电传感器1138,所以不同的电传感器1138执行不同测试,输出不同信号,该不同信号可表示流体或包含在其中的细胞的不同性能或特性。这些不同测试在单一流体测试平台上对单一流体样品执行,而不需要流体样品必须从一个测试设备传递到另一个测试设备。因而,流体样品的完整性被保持,执行多个不同测试的费用和复杂性降低,并且潜在生物危害废物的量也降低。

在所示示例中,应用程序1522和应用程序接口1520进一步协作,用于指引处理器1510调节正在由盒1010测试的流体样品的温度。应用程序1522、应用程序接口1520和处理器1510用作控制器,该控制器便于用作泵1160的电阻的双重目的功能,以便实现流体泵送和流体温度调节。特别地,处理器1510通过输出控制信号将电阻致动至流体泵送状态,使足量的电流经过泵1160,从而泵1160的电阻将微流体通道1136、1236、1336、1436内的邻近流体加热至高于该流体的成核能的温度。因而,邻近流体蒸发,形成蒸汽泡,该蒸汽泡具有的体积大于形成蒸汽泡的流体的体积。该更大的体积用于推动通道内未蒸发的剩余流体以便使流体移动横过传感器1138或多个传感器1138。一旦蒸汽泡塌陷,流体从贮存器1134抽吸到通道中,以便占据塌陷后的蒸汽泡的原有体积。处理器1510以间断或周期形式将泵1160的电阻致动至泵送状态。在一个实施方式中,处理器1510以周期形式将泵1160的电阻致动至泵送状态,从而微流体通道内的流体连续地移动或连续地循环。

在泵1160的电阻未被致动至泵送状态、至高于流体的成核能的温度的那些时间段,处理器1510利用泵1160的同一电阻在至少流体延伸邻近传感器1138或与传感器1138相对并由传感器1138感测的那些时间段调节流体的温度。在电阻1160未处于泵送状态的那些时间段,处理器1510选择性地将泵1160的电阻致动至邻近流体被加热但未被蒸发的温度调节状态。处理器1510通过输出控制信号将泵1160的电阻致动至流体加热或温度调节状态,使足够量的电流通过泵1160的电阻,从而泵1160的电阻将微流体通道内的邻近流体加热至低于该流体的成核能的温度,而不会使邻近流体蒸发。例如,在一个实施方式中,控制器将电阻致动至操作状态以使邻近流体的温度升高至低于该流体的成核能的第一温度,然后保持或调节该操作状态,从而邻近流体的温度保持恒定或恒定地保持在低于成核能的预定温度范围内。相反,当泵1160的电阻被致动至泵送状态时,泵1160处于操作状态,从而邻近泵1160的电阻的流体的温度未保持在恒定温度或未恒定地保持在预定温度范围内(在预定温度范围内升高和下降),而是快速并且连续地升高或斜升至高于流体的成核能的温度。

在一个实施方式中,处理器1510控制横过泵1160的电阻的电流的供应,从而电阻在温度调节状态(邻近流体的温度未被加热至高于其成核能的温度)时以双重方式操作。在泵1160的电阻在温度调节状态以双重方式操作的实施方式中,泵1160的电阻是“开”或者“闭”。当泵1160的电阻“开”时,预定量的电流经过泵1160的电阻,从而泵1160的电阻以预定速率发出预定量的热。当泵1160的电阻“闭”时,电流不经过电阻,从而电阻不会产生或发出任何额外的热。在这种双重温度调节操作模式中,通过选择性地将泵1160的电阻在“开”和“闭”状态之间转换,处理器1510控制施加到微流体通道内的流体的热的量。

在另一实施方式中,处理器1510将泵1160的电阻在处于温度调节状态时控制或设定在多个不同“开”操作状态中的一个状态。因而,处理器1510选择性地改变泵1160的电阻产生和发出热的速率,发热速率选自多个不同可用的非零发热速率。例如,在一个实施方式中,处理器1510通过调节泵1160的特性选择性地改变或控制泵1160的电阻修正热的速率。泵1160(而不是开闭状态)的电阻的可调节特性的示例包括但不限于,调节非零脉冲频率、电压和横过电阻供应的电流脉冲宽度。在一个实施方式中,处理器1510选择性地调节多个不同特性,以便控制或调节由泵1160的电阻发出热的速率。

在一个用户可选择操作模式,处理器1510遵循来自应用程序接口1520和应用程序52的指令,选择性地将泵1160的电阻致动至温度调节状态,用于将流体的恒定温度保持低于该流体的成核能或者根据预定或预先确定的计划将流体的温度恒定地保持在低于该流体的成核能的预定温度范围内。在一个实施方式中,预先确定的计划为预先确定的周期或时刻表。例如,通过有关流体测试系统1000的具体温度特性的历史数据汇集,可能已发现,取决于下列因素:例如,进行测试的流体的类型,泵1160的电阻被致动至泵送状态的速率/频率,在形成单独的蒸汽泡的泵送循环期间由温度调节器60发出的热的量,流体测试系统1000的各个部件的热性能、导热性,泵1160的电阻与传感器1138的间距,流体样品在最初沉积于样品输入口1018或沉积在测试系统1000中时的初始温度等等,流体测试系统1000中的具体流体样品的温度以可预测方式或模式经历温度变化。基于先前发现的流体样品在系统1000中经历温度变化或温度损失的可预测方式或模式,处理器1510输出控制信号,该控制信号选择性地控制泵1160的电阻何时如上所述开或闭和/或当泵1160的电阻处于“开”状态时选择性地调节泵1160或多个泵1160的电阻的特性,以适应于所发现的温度变化或损失模式,并将流体的恒定温度保持低于该流体的成核能或者将流体的温度恒定地保持在低于成核能的预定温度范围内。在这种实施方式中,处理器1510将泵1160的电阻致动至温度调节状态并且处理器1510选择性地调节电阻的操作特性以调节泵1160的电阻的发热速率的预定周期进度表存储在存储器1512中,或者作为诸如专用集成电路的集成电路的一部分进行编程。

在一个实施方式中,处理器1510将泵1160致动至温度调节状态并且处理器1510在温度调节状态调节泵1160的操作状态的预定进度表基于流体样品插入到测试系统1000或由流体样品插入到测试系统1000触发。在另一实施方式中,预定进度表基于与泵1160的电阻泵送流体样品有关的事件或者由与泵1160的电阻泵送流体样品有关的事件触发。在又一实施方式中,预定进度表基于传感器1138的信号或数据输出或者传感器1138感测流体并输出数据的计划或频率或由传感器1138的信号或数据输出或者传感器1138感测流体并输出数据的计划或频率触发。

在另一用户可选择操作模式中,处理器1510选择性地将泵1160的电阻致动至温度调节状态,并选择性地将泵1160的电阻致动至不同操作状态,同时在基于来自温度传感器1175的表示进行测试的流体的温度的信号的温度调节状态。在一个实施方式中,基于从温度传感器1175接收到的表示进行测试的流体的温度的接收到的信号,处理器1510将泵1160的电阻在泵送状态和温度调节状态之间转换。在一个实施方式中,处理器1510基于这些信号确定进行测试的流体的温度。在一个实施方式中,处理器1510以闭环方式操作,其中,基于连续地或周期性地从传感器1175或多于一个的传感器1175接收到的流体温度指示信号,处理器1510连续地或者周期性地调节处于温度调节状态的泵1160的电阻的操作特性。

在一个实施方式中,处理器1510将从温度传感器1175接收到的信号的值关联或索引至泵1160的电阻的相应操作状态,以及电阻的这种操作状态开始的具体时间、电阻的这种操作状态结束的时间和/或泵1160的电阻的这种操作状态的持续时间。在这种实施方式中,处理器1510存储索引的流体温度指示信号及其相关的电阻操作状态信息。利用存储的索引信息,处理器1510判定或确定电阻泵1160的不同操作状态与微流体通道内的流体的最后温度变化之间的电流关系。因而,处理器1510确定具体流体样品的温度或微流体通道内的流体的具体类型如何响应处于温度调节状态的电阻泵1160的操作状态的变化。在一个实施方式中,处理器1510呈现所显示的信息,以允许操作者调节测试系统1000的操作,以便解释测试系统1000的各部件的老化或者可能影响流体如何响应于泵1160的电阻的操作特性的变化的其它因素。在另一实施方式中,基于响应于电阻的不同操作状态所确定的温度,处理器1510自动地调节其如何控制处于温度调节状态的泵1160的电阻的操作。例如,在一个实施方式中,处理器1510调节预先确定的计划,基于所确定的和所存储的流体样品与电阻之间的热响应关系,泵1160的电阻按照该预先确定的计划在“开”和“闭”状态之间致动或者在不同的“开”操作状态之间致动。在另一实施方式中,处理器1510调节控制处理器1510如何实时响应从温度传感器1175接收到的温度信号的公式。

尽管在所示示例中移动式分析器1232被例示成包括平板电脑,但在其它实施方式中,移动式分析器1232包括智能手机或膝上型或笔记本电脑。还在其它实施方式中,移动式分析器1232由诸如台式电脑或一体式电脑的固定式计算设备替代。

远程分析器1300包括相对于移动式分析器1232远程定位的计算设备。远程分析器1300通过网络1500可接入。远程分析器1300提供额外处理电力/速度、额外数据存储、数据源,以及在一些情况下的应用或程序更新。远程分析器1300(示意性地显示)包括通信接口1600、处理器1602和存储器1604。通信接口1600包括便于通过网络1500在远程分析器1300与移动式分析器1232之间通信的传送器。处理器1602包括执行包含在存储器1604中的指令的处理单元。存储器1604包括包含指引处理器1602的操作的机器可读指令、代码、程序逻辑或逻辑编码的非暂态计算机可读介质。存储器1604进一步存储来自由系统1000执行的流体测试的数据或结果。

如图7进一步所示,存储器1512额外地包括缓存模块1530、数据处理模块1532和绘制模块1534。模块1530、1532和1534包括协作用于指引处理器1510执行的相似的程序、例行程序以及如图22所示的多线程流体参数处理方法。图22例示和描述由处理器1510接收和处理单一数据接收线程1704。在一个实施方式中,对于多个数据集同时接收于其中的多个同时数据接收线程中的每一个,多线程流体参数处理方法1700由处理器1510同时执行。例如,在一个实施方式中,处理器1510同时接收代表有关电参数、热参数和光学参数的数据集的数据信号。对于接收到的不同参数的每个数据集或系列信号,处理器1510同时执行方法1700。所有这些数据集被同时接收、缓存、分析然后绘制或者以其它方式呈现或显示在移动式分析器1232上。

在测试诸如血样的流体样品期间,处理器1510同时执行数据接收线程1704,其中表示至少一个流体特性的信号由处理器1510接收在该数据接收线程1704中。在一个实施方式中,由处理器1510依据数据接收线程1704接收到的信号包括基础数据。为此公开的目的,术语“基础数据”、“基础信号”、“基础流体参数数据”或“基础流体参数信号”指的是来自流体传感器1138的信号,这些信号仅经历了修正,以便于使用这些信号,例如放大、噪声过滤或去除、模数转换以及在阻抗信号的情况下进行正交调幅(qam)。qam使用射频(rf)分量将频率分量提取出来,从而确定测试设备(特定的传感器1138)的阻抗所造成的实际相位变换。

在一个实施方式中,在执行数据接收线程1704期间由处理器1510连续接收到的信号包括表示由通过或横过电场区域的流体的流动造成的电阻抗变化的电阻抗信号。在执行数据接收线程1704期间由处理器1510连续接收到的信号包括基础数据,即,这些数据已经历各种修正,以便于如上所述后续使用和处理这些信号。在一个实施方式中,由处理器1510执行的数据接收线程1704以至少500khz的速率接收基础阻抗数据或基础阻抗信号。

在数据接收线程1704接收基础流体参数信号期间,缓存模块1530指引处理器1510重复地缓存或临时存储预先确定的时间量的基础信号。在所示示例中,缓存模块1530指引处理器1510在存储器,例如存储器1512或另一存储器中重复地缓存或临时存储在一秒间隔或时间段期间接收到的所有基础流体参数信号。在其它实施方式中,预先确定的时间量的基础信号包括在更短或更长时间段期间接收到的所有基础流体参数信号。

一旦完成每个预先确定的时间量的信号的缓存,数据处理模块1532指引处理器1510启动和执行数据处理线程,该线程执行缓存在相关且正好完成的时间量的基础流体参数信号中的每个基础流体参数信号。如图3的示例所示,在诸如阻抗信号的基础流体参数信号已从盒接口1200接收第一预先确定的时间段1720并且被缓存之后,数据处理模块1532在时间1722指引处理器1510启动第一数据处理线程724,在此期间,在时间段1720接收到的每个基础流体参数信号被处理或分析。为此公开的目的,关于基础流体参数信号的术语“处理”或“分析”指的是,除了诸如放大、噪声减小或去除或调制的动作之外,通过应用公式等对基础流体参数信号进行额外操纵,以便确定或估计进行测试的流体的实际性能。例如,处理或分析基础流体参数信号包括:利用这些信号在某一时间或具体时间段期间估计或确定流体中的各个细胞的数量,或者估计或确定细胞或流体自身的其它物理特性,例如细胞的大小等。

同样,在来自流体测试设备的流体参数信号已被接收并且缓存第二预先确定的时间段1726(该时间段连续位于第一时间段1720之后)之后,数据处理模块1532在时间1728指引处理器1510启动第二数据处理线程1730,在此期间,在时间段1726接收到的每个基础流体参数信号被处理或分析。如图22以及例示的数据处理线程1732(数据处理线程m)所示,随着数据接收线程1704连续从盒接口1200接收流体参数数据信号,所述循环被连续重复,该循环包括缓存预先确定的时间量的信号,然后一旦时间量或者时间段终止,启动相关的数据线程以作用于或处理在该时间段内接收到的信号。

如图22所示,一旦完成每个数据处理线程,则被处理的信号或数据结果被传递或传送到数据绘制线程1736。在所示示例中,一旦在时间1740完成在时间段1720接收的流体参数信号的处理,则来自这种处理或分析的结果或过程数据被传输到数据绘制线程1736,其中结果被并入到正在进行的绘制,该绘制在绘制模块1534的指引下由数据绘制线程1736执行。同样,一旦在时间1742完成在时间段1726接收的流体参数信号的处理,则来自这种处理或分析的结果或过程数据被传输到数据绘制线程1736,其中结果被并入到正在进行的绘制,该绘制在绘制模块1534的指引下由数据绘制线程1736执行。

如图22所示,每个数据处理线程1724、1730消耗最大量的时间来处理预先确定时间量的基础信号,其中该处理预先确定时间量的信号的时间的最大量大于预先确定的时间量本身。如图22所示,通过多线程处理在流体测试期间接收到的流体参数信号,移动式分析器1232通过并行处理实时接收到的多个信号而用作移动式分析器,有助于由绘制模块1534实时绘制该结果,并避免减少任何漫长的延迟。处理器1510遵循包含在绘制模块1534中的指令,将数据绘制线程的结果显示在显示器1506上,同时数据接收线程1704连续接收和缓存流体参数信号。

处理器1510进一步通过网络1500将由数据处理线程1724、1730、……1732产生的数据传送到远程分析器1300。在一个实施方式中,随着在执行数据处理线程期间产生数据处理线程的结果,处理器1510以连续的方式将数据传送到远程分析器1300,该数据包含在相关的数据处理线程中执行的处理的结果。例如,在执行数据处理线程1740期间,在时间1740产生的结果被立即传送到远程分析器1300,而不是等到数据处理线程1730已经结束的时间1742。在另一个实施方式中,在具体的数据处理线程已经完成或结束后,处理器1510将数据作为一批数据传送。例如,在一个实施方式中,处理器1510在时间1740将数据处理线程1724的所有的结果作为一批传送到远程分析器1300,同时该结果被传送到数据绘制线程1736。

远程分析器1300的处理器1602遵循由存储器1604提供的指令分析接收到的数据。处理器1602将其分析结果、分析数据传回移动式分析器1232。移动式分析器1232将从远程分析器1300接收的分析数据显示或以其它方式呈现在显示器1506上,或以其它可见或可听的方式传达结果。

在一个实施方式中,远程分析器1300从移动式分析器1232接收已经被移动式分析器1232分析或处理过的数据,其中移动式分析器1232已经对从盒1010接收的基础流体参数信号或基础流体参数数据执行或实施了一些形式的操作。例如,在一个实施方式中,移动式分析器1232对基础流体参数数据或信号执行第一级的分析或处理。例如,在移动式分析器上做阻抗分析,其将给出通过传感器的细胞数。这种处理结果然后被传送到远程分析器1300。远程分析器1300对从移动式分析器1232接收的结果应用第二级的分析或处理。第二级的分析可能包含对从移动式分析器1232接收的结果应用另外的公式,统计计算等等。远程分析器1300对已经在移动式分析器1232经历一些形式的处理或分析的数据执行另外的、更复杂的和更耗时或处理能力繁重的处理或分析。在远程分析器1300上执行的这种另外的分析的示例包括但不限于为了发现趋势和提供有意义的建议而对收集自不同的移动式分析器的数据进行的凝固速率计算和分析。例如,远程分析器1232可以聚合来自一个大的地理区域的若干病人的数据,以便促进流行病的研究和确定疾病传播。

尽管已参照示例实施方式描述了本公开,但是本领域技术人员将认识到,在不脱离所要求权利的主题的精神和范围的情况下可进行形式和细节上的变化。例如,尽管不同的示例实施方式可能已被描述为包括提供各益处的特征,但是能预期的是,所描述的特征在所述示例实施方式或其它可替代实施方式中可彼此互换或可替代地彼此组合。因为本公开的技术相对复杂,所以并不是所有技术的变化是可预测的。关于示例进行描述并在所附权利要求中阐述的本公开显然旨在尽可能广泛。例如,除非明确另有说明,引述单个具体元件的权利要求也包含多个这种具体的元件。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种流体测试盒,包括:

芯片,包括:

微流体贮存器;

微流体通道,其从所述微流体贮存器延伸并具有宽度不大于30μm的收缩部;以及

在所述收缩部内的微制造集成传感器。

2.根据权利要求1所述的流体测试盒,进一步包括支撑所述芯片的盒体,所述盒体包括连接到所述微流体贮存器的样品输入口。

3.根据权利要求2所述的流体测试盒,进一步包括:

在所述样品输入口内的试剂;以及

完全封闭所述盒体和所述芯片的可移除封装部。

4.根据权利要求2所述的流体测试盒,进一步包括从所述样品输入口弯曲地延伸到所述微流体贮存器的驻留通路。

5.根据权利要求2所述的流体测试盒,其中,所述盒体进一步包括用于接收已经通过所述芯片的流体的排放贮存器。

6.根据权利要求5所述的流体测试盒,其中,所述芯片进一步包括:

将所述微流体通道连接到所述排放贮存器的喷嘴;以及

将流体通过所述喷嘴排出到所述排放贮存器中的热敏电阻。

7.根据权利要求1所述的流体测试盒,其中,所述微流体通道包括:

从所述微流体贮存器延伸并包含热敏电阻的第一部分;

从所述第一部分分支返回至所述微流体贮存器的第二部分,该第二部分具有包含所述阻抗传感器的所述收缩部;以及

从所述第一部分和所述第二部分中的一个分支返回至所述微流体贮存器的第三部分,所述第二部分具有包含第二阻抗传感器的第二收缩部。

8.根据权利要求7所述的流体测试盒,其中,所述第一部分具有来自所述贮存器且具有第一宽度的入口,其中所述第二部分具有通向所述贮存器且具有大于所述第一宽度的第二宽度的出口,并且其中所述第三部分具有通向所述贮存器且具有大于所述第一宽度的第三宽度的出口。

9.根据权利要求1所述的流体测试盒,其中,所述微流体通道包括包含第二传感器的第二收缩部,其中所述收缩部具有第一宽度,并且其中所述第二收缩部具有不同于所述第一宽度的第二宽度。

10.根据权利要求1所述的流体测试盒,进一步包括在所述微流体通道内用于将流体泵送通过所述微流体通道的热敏电阻,其中所述热敏电阻具有沿着所述微流体通道的长度,其中所述传感器沿着所述微流体通道与所述热敏电阻间隔至少所述长度的间距。

11.根据权利要求1所述的流体测试盒,进一步包括在所述微流体通道内用于将流体泵送通过所述微流体通道的热敏电阻,其中所述热敏电阻具有沿着所述微流体通道的长度,其中所述热敏电阻沿着所述微流体通道与所述微流体贮存器间隔至少所述长度的间距。

12.根据权利要求1所述的流体测试盒,其中所述传感器具有沿着所述微流体通道的长度,其中所述微流体通道具有第二收缩部,其中所述芯片进一步包括在所述第二收缩部内的第二微制造集成传感器,并且其中所述第二微制造集成传感器与所述传感器间隔至少两倍所述长度的距离。

13.一种流体测试盒,包括:

具有收缩部的微流体通道;

在所述收缩部内的微制造集成传感器;

排放贮存器;

将所述微流体通道连接到所述排放贮存器的喷嘴;

热敏电阻,其在所述微流体通道内并用于将所述微流体通道内的流体排出到所述排放贮存器中。

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