复杂样品常常包括小分子的复杂基质。促进对复杂样品中的特定分子或者特定分析物组的检测可能涉及技术性较高且沉闷的样品制备过程。例如，制备用于通过表面增强拉曼光谱来分析的这样的复杂样品可能涉及提取感兴趣的特定分子或者分析物。
附图说明
图1是示例性样品制备系统的示意图。
图2是用于感测样品的示例性方法的流程图。
图3是示例性样品制备和感测系统的示意图。
图4是示例性样品制备和感测系统的示意图。
图5是示例性样品制备系统的示意图。
图6是示例性样品制备系统的示意图。
图7是示例性样品制备系统的示意图。
图8是示例性样品制备系统的示意图。
具体实施方式
本文所公开的是样品制备系统的不同示例，其可以促进更快速地且成本更低地制备用于分析的样品。示例性样品制备系统在样品与不同腔室内的不同试剂或者溶液一起经历化学变化时将样品相继地驱动或者移动通过多个腔室。在一些实施方案中，以与样品通过一系列腔室的移动成自动时间关系将附加样品改性溶液或者传感器制备溶液注射到该一系列腔室中。虽然针对表面增强拉曼光谱和荧光感测描述了一些实施方案，但所公开的示例性样品制备系统可以在各种不同的应用中使用，其中，样品将在被测试和分析之前制备。
图1示意性地图示了示例性样品制备系统20，该示例性样品制备系统20可以促进更快速地且成本更低地制备用于分析的样品。样品制备系统20通过将样品22相继地移动或者驱动通过一系列腔室通过表面增强拉曼光谱(sers)来比较用于分析的样品，其中，每个腔室包含样品制备试剂或者sers感测结构。基于将样品驱动通过一系列腔室的定时，将传感器制备溶液移动到感测结构上以便进一步促进对样品的感测。
如图1所示出的，样品制备系统20包括样品输入部26、样品制备腔室30、感测腔室50、以及传感器制备腔室60。输入部26包括开口，可以通过该开口将样品22注射或者插入到系统20中。在所图示的示例中，入口26直接连接至样品制备腔室30。在其它实施方案中，入口26可以直接连接至中间腔室，诸如，临时样品保持腔室，该临时样品保持腔室自身直接连接至样品制备腔室30。
样品制备腔室30包括具有容积的腔室，该容积包含样品制备试剂31。在一个实施方案中，腔室30在制造的某点处预填充有样品制备试剂(spr)31，例如，在一个实施方案中，样品制备腔室30可以包括端口，腔室30通过该端口填充有试剂31，其中，该端口是“工厂密封的”。
样品制备试剂31包括这样的物质，该物质与接收样品22相互作用以便制备用于通过sers随后感测的样品22。在一个实施方案中，样品制备试剂31可以包括促进从样品进行物质的分子提取的溶液或者物质。在一个实施方案中，样品制备试剂31可以包括促进来自所接收的样品22的某些分子或者成分的沉淀的溶液或者物质。例如，在一个实施方案中，制备试剂31可以包括三氯乙酸(tca)。在一个实施方案中，样品制备试剂31可以包括更改样品的ph或者会缓冲样品22的溶液。例如，在一个实施方案中，样品制备试剂31可以包括氢氧化钠(naoh)。
在一些实施方案中，系统20可以包括在入口26与感测腔室50之间的串联的多个包含样品制备试剂的腔室。例如，在一些实施方案中，系统20可以包括第一样品制备腔室和第二样品制备腔室，该第一样品制备腔室预填充有用于使不想要的成分从样品沉淀的物质，该第二样品制备腔室预填充有用于更改或者调节样品的ph的溶液或者物质。在一个实施方案中，系统20可以包括：包含三氯乙酸(tca)的第一腔室、与第一腔室串联且包含naoh的第二腔室、以及在它们之间用于阻碍沉淀物从第一腔室流动到第二腔室的过滤器。在又其它实施方案中，单独的样品制备腔室30或者多个串联的样品制备腔室30可以包含其它样品制备试剂，该其它样品制备试剂按照其它方式与样品22相互作用和更改样品22以便制备用于感测和感测腔室50的样品。在其他实施方案中，系统20可串联的包括3个或甚至更多数量的样品制备腔室。
感测腔室50包括用于接收所制备的样品22并且与样品制备腔室30和入口26串联的腔室，以便使得样品22可以相继地移动通过和穿过腔室30和50。在一个实施方案中，串联的腔室中的每个由单向阀分离开以阻碍回流。在其它实施方案中，可以使用其它回流阻碍机构或者结构。感测腔室50提供容积，在该容积处感测所制备的样品。在所图示的其中系统20会促进通过sers对样品22的感测的示例中，腔室50包含sers结构51。
sers结构51(示意性地图示的)包括可以包括金属表面或者结构的结构，其中，分析物与金属表面之间的相互作用会使得拉曼散射辐射的强度增加。这样的金属表面可以包括粗糙金属表面，诸如周期性格栅。在另一实施方案中，这样的金属表面可以包括组装的纳米粒子。在一些实施方案中，这样的金属表面可以包括金属岛状物。在一些实施方案中，这种金属岛状物包括柔性柱状支撑部，诸如，柱、针、指状物、粒子或者丝。在一些实施方案中，柔性柱状结构可以包括金属帽或者头部，分析物可以被沉积在该金属帽或者头部上。在一些实施方案中，该柱状结构由材料形成并且/或者尺寸设置成使得响应于所施加的电场朝向彼此和远离彼此弯曲或者挠曲。在一些实施方案中，sers结构是可移动的并且是自致动的，其中，这样的柱状结构响应于微毛细作用力朝向彼此弯曲或者挠曲以便进行自组织，其中，该弯曲会促进结构之间的紧密间隔以使散射辐射强度更大。
在一些实施方案中，柱状结构是导电的以便使得柱状结构和/或其金属帽或者头部提供不同的充电点从而加强在不同的点处生成的电场以便增强分析物的带电离子到结构51的柱状结构的吸引。例如，在一些实施方案中，柱状结构是由导电聚合物形成，诸如，聚(3，4-乙烯二氧噻吩)或者pedot(或者有时pedt)，其是基于3，4-乙烯二氧噻吩或者edot单体的导电聚合物。在一个实施方案中，sers结构具有纳米尺度以便促进纳米增强拉曼光谱(ners)。这样的纳米尺度ners结构可以使被吸附在这样的结构上的分析物所散射的辐射强度以高达1016的因子增加。在又其它实施方案中，这样的柱状结构可以由非导电材料(诸如，非导电聚合物)形成，或者可以由金属材料(诸如，细丝等)形成。
传感器制备腔室60包括这样的腔室，该腔室连接至由入口26、样品制备腔室30(以及任何其它附加串联的样品制备腔室)和感测腔室50形成的串联。传感器制备腔室60预填充有传感器制备溶液(sps)61，该传感器制备溶液(sps)61与sers结构51相互作用以便增强通过sers结构51进行的感测。传感器制备腔室60连接至传感器腔室50并且可选择性地打开和关闭以便使得可以针对样品22进入和/或通过传感器腔室50的移动来选择性地控制和定时sps61到传感器腔室50的提供。在一个实施方案中，传感器制备腔室60关闭(或者传感器腔室50关闭)以阻碍sps61到传感器腔室50中的提供，直到所制备的样品已经被移动穿过和越过sers结构51并且离开传感器腔室50之后。在所图示的示例中，sps制备sers结构51，该sers结构51用于在所制备的样品已经传送通过和穿过sers结构51并且离开腔室50之后进行感测。在一个实施方案中，sps51包括用于“清洗”sers结构51的溶液，其中，scr结构51的纳米指状物在被干燥时关闭。在一个实施方案中，sps51包括乙醇(etoh)。
图2是用于制备和感测样品的示例性方法100的流程图。虽然方法100被描述为由系统20执行，但方法100可以可替代地由后文描述的其它样品制备系统中的任何、或者由其它适当的样品制备系统来执行。如方框102所示出的，系统20接收待使用sers进行分析的样品，诸如，样品22。
如方框106所示出的，系统20相继地驱动样品22通过第一腔室、包含spr31的样品制备腔室30并且进入到第二腔室中、包含scr传感器结构51的传感器腔室50、并且随后离开传感器腔室50，如图1中的箭头65所示出的。在样品22相继地移动通过不同的腔室30、50期间，样品22可以临时地静止地停留在这些腔室30、50内长达预定时间段。在一些实施方案中，经历制备的样品22停留在腔室30(或者包含样品制备试剂的其它附加相继腔室)内和传感器腔室50内的时间段可以相对于彼此发生变化。
如方框110所示出的，将腔室60内包含的sps61驱动到第二腔室、传感器腔室50中，如图1中的箭头t9所示出的。在一些实施方案中，允许sps61临时地静止地停留在腔室50内，从而浸没和浸泡sers结构51。在一个实施方案中，将sps61驱动或者移动到传感器腔室50中，这在如下之后开始：所制备的样品已经与sers结构51接触且流动穿过sers结构51之后、并且在所制备的样品已经随后离开传感器腔室50从而使样品22的目标分析物被约束在sers结构51上(并且有可能在sers结构51内)。
如方框112所示出的以及如图1中的箭头71所示出的，在sps61已经在传感器腔室50内停留预定时间量之后，进一步驱动sps61离开第二腔室、传感器腔室50。因此，传感器腔室50内和sers结构51上的样品可以准备好被感测。在一些实施方案中，在从传感器腔室50排放出sps61之后可以进一步干燥sers结构51。在一些实施方案中，容许传感器腔室50内的剩余液体在感测之前自然地蒸发。在另一实施方案中，通过使用被驱动的空气或其它气体或者由加热器提供热量来加速这样的蒸发。
由于样品22相继地被驱动或者移动通过和穿过腔室30和50并且离开传感器腔室50，所以可以在数量上减小或者消除诸如移除样品和在不同站之间和运输样品的附加过程。由于腔室30预填充有spr31(并且由于其它附加相继腔室填充有其对应的样品制备试剂)，所以系统20准备好进行使用。类似地，由于传感器制备腔室60连接至传感器腔室50并且预填充有sps61，所以sps61不需要被取回，而是准备好的并且可用于制备用于随后进行感测的传感器。由于使用不适当的样品制备试剂或者传感器制备溶液而引起错误的可能性降低，从而允许较不熟练的技术人员执行该分析。
在一个实施方案中并且如图1中较大箭头75和77所示出的，样品22穿过一系列腔室30、50的移动以及sps61到传感器腔室50中的移动是按照定时方式自动地执行的，以便使得直到在将所制备的样品排放出传感器腔室50之后才将sps61提供至传感器腔室50。因此，样品22通过不同的样品制备试剂被顺序混乱地改性和制备的可能性、以及相对于样品22流动穿过腔室30和50顺序混乱地提供sps61的可能性降低，从而允许较不熟练的技术人员执行这样的分析。
在一个实施方案中，可以在不与样品进行物理接触的情况下执行样品22和sps61的移动，其中，通过使用空气压力或者气体压力来促进或者影响样品的移动。在一个实施方案中，样品22和sps61的自动且定时的移动由计算机控制单元来执行，该计算机控制单元选择性地且相继地控制气体泵，或者其控制其它形式的泵(诸如，热电阻或压敏电阻气泡喷射泵或者喷嘴)，以实现样品22通过腔室30、50的定时相继移动以及sps61到传感器腔室50中以及离开传感器腔室50的定时释放或排放。在又其它实施方案中，可以通过使用柱塞(用于驱动样品22的第一柱塞和用于驱动sps61的第二柱塞)来执行样品22和sps61的移动。在一个实施方案中，柱塞可以可操作地连接至彼此(诸如，通过齿条和小齿轮布置)，以便使得第二柱塞由第一柱塞的运动驱动并且相对于第一柱塞的定位进行定时以便在驱动样品离开传感器腔室50之后将sps61驱动到腔室50中。在一些实施方案中，可以手动地驱动柱塞，其中，驱动样品22和sps61的定时是自动地相联的或者被控制的。
如方框120所示出的，一旦在感测结构50内的sers结构51内和上的剩余样品准备好，就利用通过腔室50内的光学窗口的sers辐射来冲击sers结构51上剩余的所制备的样品22的部分。例如，在一个实施方案中，sers辐射可以具有在500nm与900nm之间的波长。在一个实施方案中，sers辐射具有可见光的波长。在一个特定实施方案中，sers辐射具有785nm的波长。在另一实施方案中，sers辐射具有687nm的波长。在其它实施方案中，srs辐射可以具有其它波长。
如方框122所示出的，由拉曼检测器来感测来自sers结构51上的样品的部分的sers辐射的拉曼散射。在一个实施方案中，sers辐射的拉曼散射穿过传感器腔室50的同一的光学窗口或者不同的光学窗口，其中，由拉曼光谱仪将拉曼散射聚焦、过滤和/或修改并引导到拉曼收集器上，诸如，电荷耦合装置(ccd)、电子倍增电荷耦合装置(emccd)、互补金属氧化物半导体(cmos)装置或者光电倍增管(pmt)。可以将所收集的拉曼散射与先前捕获的和储存的拉曼光谱指纹或者物质的id作比较，以便促进对样品22的目标物质的特性的识别。
图3示意性地图示了示例性样品制备系统220，其为示例性系统20的特定实施方案。样品制备系统220类似于系统20，只不过系统220具体地被图示为单个平台或者独立单元221，该单个平台或者独立单元221包括通向样品制备腔室230中的入口26、过滤器232、样品制备腔室30以及其包含的预填充spr31(上文所描述的)传感器腔室250、混合器252、废弃物腔室254、以及传感器制备腔室260。腔室230、30、250和254均通过居间导管或者通路256流体联接至彼此以便形成一系列腔室，可以将样品22驱动或者移动通过该一系列腔室。类似地，腔室260通过导管257流体联接至腔室250。
为了本公开的目的，术语“联接”应表示两个构件直接地或者间接地结合至彼此。这样的结合可以在性质上是固定的或者在性质上是可移动的。这样的结合可以通过如下方式来实现：使两个构件或者两个构件和任何附加中间构件彼此集成地形成为单个整体主体，或者使两个构件或者两个构件和任何附加中间构件附接至彼此。这样的结合在性质上可以是永久的，或者替代性地可以在性质上是可移除的或者可释放的。术语“可操作地联接”应表示两个构件直接地或者间接地进行结合，以便使得可以直接地或者经由中间构件将运动从一个构件传输至另一构件。术语“流体联接”应表示两个或者更多个流体传输容积直接连接至彼此或者通过中间容积或者空间连接至彼此以便使得流体可以从一个容积流动到另一容积中。
在所图示的示例中，这样的导管256和257中的每者包括单向阀258，该单向阀258在由每个阀258的示意性地图示的箭头所示出的方向上提供液体的单向流动。在其它实施方案中，可以采用其它形式的阀或者类似物来阻碍通过导管256和/或257在各腔室中的回流。虽然导管256和257图示了相关联的腔室之间的直接连接，但在其它实施方案中，两个连续的第一腔室和第二腔室可以供给至分离的混合腔室，其中，该混合腔室连接至该系列中的第三腔室。
样品制备腔室230与上文描述的样品制备腔室30的类似之处在于，样品制备腔室230包含用于促进制备用于在感测腔室250中进行感测的样品22的物质或者溶液。在所图示的示例中，样品加压腔室230包括呈沉淀剂(pa)231的形式的样品制备试剂。在一个实施方案中，腔室230在制造的某点处预填充有沉淀剂231。例如，在一个实施方案中，样品制备腔室230可以包括端口，腔室230通过该端口填充有沉淀剂231，其中，该端口在这样的填充后被“工厂密封”。在一个实施方案中，沉淀剂231可包括三氯乙酸(tca)。在其它实施方案中，沉淀剂231可以包括其它物质或者溶液。
过滤器232延伸跨过在腔室230和30之间的导管256。过滤器232多个过滤器开口，该过滤器开口的尺寸和间隔设置为使得通过沉淀剂231沉淀出样品22的成分或者种类(species)不能穿过或者大体上被阻塞以不能流动到样品制备腔室30中。过滤器232使沉淀物与溶液的其余分隔开，沉淀物包括否则可能会干扰对样品22的感测的种类。在一个实施方案中，过滤器232由聚四氟乙烯形成并且具有100nm尺寸的孔。在一些实施方案中，系统220可以包括在腔室230和30之间的多个过滤器232，过滤器中的每个逐渐地从样品22过滤出较小尺寸的沉淀物。在又其它实施方案中，过滤器232可以被省除，诸如，在沉淀物沉积在腔室230中或者在腔室230与腔室30之间的其它沉淀腔室中的情况下。
在上文描述了腔室30。腔室30包含样品制备试剂31。在所图示的特定示例中，样品制备试剂31包括非特异性结合抑制剂。在一个实施方案中，spr31包括更改样品22的ph的溶液或者物质。在一个实施方案中，spr31包括naoh。在其它实施方案中，spr31可以包括其它溶液，该其它溶液会按照其它方式更改样品22的ph或者会按照其它方式更改样品22的化学特性。
传感器腔室250与传感器腔室50的类似之处在于，传感器腔室250包含sers结构51(上文所描述的)。传感器腔室250此外被图示为包括光学窗口264。光学窗口264促进通过窗口264从外部sers检测器290传输sers辐射以便冲击sers结构51。光学窗口264进一步促进将由在sers结构251上的样品22的剩余部分的冲击所引起的散射sers辐射传输离开腔室250至sers检测器290。sers检测器290接收拉曼散射。检测器290可以聚焦、过滤和/或修改被引导到拉曼收集器(诸如，电荷耦合装置(ccd)、电子倍增电荷耦合装置(emccd)、互补金属氧化物半导体(cmos)装置或者光电倍增管(pmt))上的拉曼散射。可以将所收集的拉曼散射与先前捕获的和储存的物质的拉曼光谱指纹或者id相比较，以便促进对样品22的目标物质的特性的识别。
混合器252包括结构或者机构，该结构或者机构在使所制备的样品22移动通过和穿过多个腔室时会促进所制备的样品22的混合。在一个实施方案中，混合器262包括柱，该柱促进液体的蜿蜒流动。在所图示的示例中，混合器252在腔室30内设置成阵列以便促进样品22的溶液与腔室30中已经包含的样品制备试剂的混合。在所图示的示例中，混合器252此外设置在传感器腔室250中以便促进所制备的样品22的混合和蜿蜒流过sers结构51，从而促进所制备的样品(分析物)到sers结构51的运动结合，同时减小对这样的结合的任何扩散限制。
在其它实施方案中，可以在腔室30和250中采用其它形式的混合器252。在其它实施方案中，可以从腔室250和/或腔室30省除混合器252。在一些实施方案中，混合器可以设置在系统220的其它腔室(诸如，腔室230)中。
废弃物腔室254包括在由腔室230、30、250和254形成的系列的端部处的容积。废弃物腔室254在所制备的样品22已经流动穿过和越过传感器腔室250中的sers结构51之后接收所制备的样品22。如后文将描述的，废弃物腔室254此外在传感器制备溶液260已经流动通过腔室250并流动穿过sers结构51之后接收和包含腔室260中包含的传感器制备溶液。废弃物腔室254提供对由于对样品22的感测所引起的副产物的卫生控制。在一个实施方案中，废弃物腔室254具有可移除端口或者出口，该可移除端口或者出口促进废弃物腔室254的清空。在其它实施方案中，废弃物腔室254足够大以便包含废弃物直到丢弃独立单元221。
传感器制备腔室260类似于上文描述的传感器制备腔室60，只不过传感器制备腔室260此外被图示为包括气体261，诸如空气。气体261可以用于促进对sers结构51的干燥以便制备由检测器290感测的样品和sers结构51。
根据一个示例性操作，使样品22通过居间单向阀258移动到腔室230中，样品22在腔室230中与沉淀剂231相互作用以便从该溶液沉淀出可能干扰样品22的随后感测的那些成分或者种类。在系统220用于三聚氰胺检测的一个实施方案中，腔室230可以包含沉淀剂231，沉淀剂231包括三氯乙酸(tca)，例如，40％v/v(体积比率；例如，40ml的tca与100ml的全部溶液的比率)以沉淀蛋白。
诸如，在样品驱动器270(示意性地示出的)的影响下，样品22进一步向前移动通过导管256穿过过滤器232。过滤器232分离出沉淀物，从而容许剩余的样品溶液、过滤器样品溶液流动通过单向阀进入到样品制备腔室30中。
通过驱动器270使样品22进行的继续移动使得腔室32内的过滤器样品22围绕混合器252的柱采取蜿蜒路径并且与存在的spr31进行混合。在被用于三聚氰胺检测的系统220的示例性实施方案中，spr31可以包括氢氧化钠。用作非特异性结合抑制剂的氢氧化钠会形成高ph溶液。氢氧化钠的量被选择为使得在添加样品22之后，腔室230内的混合溶液保持高。在一个实施方案中，spr31的体积或者强度使得混合溶液具有大于10的ph。该高ph会释放分析物的任何氢键结合并且水解任何非沉淀蛋白和脂质。这样的制备可以促进分析物(目标物质)随后结合到腔室250中的sers结构51上，同时阻碍污染种类或者物质结合至sers结构51。
驱动器270进一步驱动样品溶液22穿过单向阀并且进入到传感器腔室250中。当在传感器腔室250内时，通过混合器252使样品溶液22进一步混合或者穿过sers结构51打旋。在孵化和/或结合至sers结构51长达足够时间量之后，驱动器270继续移动样品溶液22离开传感器腔室250、通过单向阀258并且进入废弃物腔室254。
响应于从传感器腔室250排放出样品溶液22，系统220自动地激活驱动器272，驱动器272驱动传感器制备溶液61通过导管257、穿过所图示的单向阀258、进入到传感器腔室250中。在所图示的示例中，传感器制备溶液61包括乙醇。乙醇清洗sers结构51并且随后被驱动离开，进入到废弃物腔室254中。
在将spr61排放出传感器腔室250且进入到废弃物腔室254中之后，驱动器272将气体261移动或者驱动越过sers结构51。在一个实施方案中，气体261包括腔室260内包含的空气，其中，该空气被加压以便初始地驱动sps61，随后该空气自身进入到传感器腔室250中。被驱动跨过sers结构51的气体或者空气会加速对sers结构51的干燥。在sers结构51包括纳米指状物的实施方案中，这样的干燥会关闭sers结构的纳米指状物。
在其它实施方案中，通过系统222提供气体261以增强干燥可以被省除。在其它实施方案中，气体自身可以被加热以便进一步促进干燥。在又其它实施方案中，传感器腔室250的部分可以设置有分离的加热器，诸如，电阻加热元件，该单独的加热器沿着腔室250的底板、侧部或者顶蓬延伸或者被嵌入在其内，其中，该加热器被选择性地致动以便在已经将sps61排放至废弃物腔室254之后干燥结构51。
一旦纳米指状物已经充分地干燥并且关闭，sers检测器290就利用穿过光学窗口264的拉曼辐射来冲击sers结构和结合的样品22的分析物。结合至sers结构52的分析物会影响由检测器290提供的拉曼辐射的散射。拉曼散射通过光学窗口264被反射回并且由检测器292和其拉曼收集器引导以用于分析。
图4示意性地图示了样品制备和感测系统320。系统320包括气动独立装置，该气动独立装置用于这样来制备样品以用于sers感测分析：从复杂样品提取小分子，分离出或者移除否则可能会干扰sers检测的污染种类。系统320包括两件式系统：(1)一次性筒管321，以及(2)驱动和感测仪器322。一次性筒管321包括主体，该主体中设置有或者支撑有多个腔室和导管，其中，筒管321可释放地或者可移除地连接至仪器322以便促进自动地相继地驱动样品通过腔室，以便促进在感测腔室内自动地定时提供溶液以制备传感器，并且以便促进在感测腔室内对所制备的样品的感测。为了本公开的目的，术语“可释放地”或者“可移除地”关于两个结构的附接或者联接而言表示这两个结构可以重复地连接至彼此和彼此断开连接，而不存在对这两个结构中的任一个的材料损坏或者其功能的损坏。在所图示的示例中，系统320具体地被图示用于执行表面增强拉曼光谱。在其它实施方案中，系统320可以被修改或者调整以与其它检测或者感测过程一起使用。
一次性筒管321包括采样腔室328、样品制备腔室230、过滤器232、样品制备腔室30、感测腔室250、传感器制备腔室260以及废弃物腔室254。采样腔室328包括这样的容积，该容积连接至入口管道330并且具有通过通路或者导管334连接至腔室230的出口332，其中，管道330和导管334中的每者包含至少一个单向阀258。采样腔室328进一步包括外部压力端口336以可释放地连接至仪器322的对应压力端口。
腔室230、30、260、252和254以及其相关联的预填充内含物均在上文针对系统220进行了描述。这样的腔室230、30、260、252和254中的每者具有相关联的压力端口338以便可释放地连接至仪器322的对应压力端口以便促进通过仪器322来驱动样品22和spr31。腔室230通过包含至少一个单向性或者单向阀258的导管56连接至腔室30。同样，腔室30通过包含至少一个单向性阀258的导管258连接至传感器腔室250。感测腔室250通过导管256连接至传感器制备腔室260并且还通过单独的导管256连接至废弃物腔室254，其中，导管256中的每个包含至少一个单向阀258以便阻碍液体的回流。
仪器322按照定时方式自动地驱动样品22和sps61。仪器322进一步执行感测在传感器腔室250内结合至sers结构51的所制备的样品。仪器322被设计成以便与筒管321互锁和紧密配合，以使得筒管321的压力端口336和338中的每者同时地连接至仪器322的对应压力端口。这样的连接进一步使仪器322的拉曼光谱仪与传感器腔室250的光学窗口264和结构250对齐，以使得来自光谱仪的拉曼辐射可以穿过光学窗口264到达结合至sers结构51的所制备的样品22上以执行拉曼光谱。
如图4示意性地示出的，仪器322包括壳体350、真空泵352、空气泵354、阀组356、拉曼光谱仪358以及控制器360。壳体350包括面板或者多个面板以及将仪器322的剩余部件支撑为单个独立单元的内部框架。在一个实施方案中，壳体360具有按照非对称方式或者键配合方式与筒管321互锁和紧密配合的外部形状，以便确保仪器322与筒管321的适当对齐和连接。
真空泵352包括连接阀组356的负压源。空气泵354包括连接阀组356的正空气压力源。阀组356包括具有相关联阀的歧管，相关联阀用于选择性地打开关闭以便连接真空泵352或者空气泵354的单独的压力端口362a、362b、362c、362d、362e和362f(统称为压力端口360)，这样的压力端口待连接筒管321的对应压力端口。这样的阀可响应于来自控制器360的控制信号而打开和关闭。拉曼光谱仪358包括sers检测器，其类似于上文描述的sers检测器290。
控制器360包括处理单元，该处理单元遵循非暂时性计算机可读介质中包含的指令以输出用于控制阀组356和光谱仪358的操作的控制信号。在一些实施方案中，控制器360进一步控制泵352和354的开关状态或者操作模式。为了本申请的目的，术语“处理单元”应表示用于执行非暂时性存储器中包含的指令序列的电子装置或者硬件。该指令序列的执行会引发处理单元执行诸如生成控制信号的步骤。指令可以被加载在随机存取存储器(ram)中以用于由来自只读存储器(rom)、大容量储存装置、或者一些其它永久储存装置的处理单元执行。在其它实施例中，硬接线电路可以用于代替软件指令或者与软件指令进行组合以实施所描述的功能。例如，控制器360可以被实施为一个或多个专用集成电路(asic)的一部分。除非另外明确指出，否则控制器不限制于硬件电路和软件的任何特定组合，也不限制于用于由处理单元执行的指令的任何特定源。
为了制备用于分析的样品，仪器322的主体350连接至筒管321以便使得压力端口336与压力端口362a紧密配合并且气动地密封且连接至压力端口362a。同时，腔室230、腔室30、腔室260和腔室254的压力端口338也气动地密封且分别连接至压力端口362b、362c、362d、362e和362f。
为了开始使用系统320，用户将管道330插入到样品22中。响应于手动输入或者其它命令，控制器360这样发起样品制备过程：将控制信号输出至阀组356以便通过压力端口362a在采样腔室328内形成真空以便通过管道230将样品22抽取到采样腔室328中。在一个实施方案中，管道330可以包括电极，该电极会警告控制器360样品22的存在，以便通过响应于来自控制器360的信号形成真空来自动地发起通过管道330抽取样品22。
一旦已经将足够量或者体积的样品22抽取到腔室328中，诸如，由腔室328内传输信号至控制器360的传感器所示出的，控制器360就关闭真空泵352的阀和/或端口352a并且打开将空气泵354连接至腔室328的压力阀，还打开通过端口362b至腔室230的真空阀。因此，样品22通过导管334且穿过单向阀258从腔室328流动到腔室230中。在样品包括掺杂牛奶的一个实施方案中，腔室230内的tca与牛奶蛋白和牛奶脂质相互作用且使其沉淀。
在已经将样品22驱动到腔室230中之后，控制器360输出控制信号以关闭将空气泵354连接至腔室328的阀以及将真空泵352连接至腔室230的阀。控制器360进一步输出控制信号以将空气泵350连接至腔室230并且将真空泵352连接至腔室30。因此，溶液从腔室230流动通过过滤器232到达腔室30中。过滤器将沉淀物与溶液的其余分离开，从而将目标分析物(其在液体中)与否则可能会干扰对分析物的随后感测的种类分隔开。
腔室260内的sps61与腔室260内的经过滤的样品溶液22相互作用。在一个实施方案中，氢氧化钠提供高ph总体溶液，其具有大于10的ph。其后，控制器360输出用于致动阀的控制信号以便使空气泵354从腔室30断开连接并且使真空泵352从腔室260断开连接。控制器360输出用于致动阀的控制信号以便将腔室260连接至空气泵354并且将腔室250连接至真空泵352。因此，所制备的样品22通过单向阀被抽取到传感器腔室250中以便浸没结构51。如上文针对系统220所描述的，在一个实施方案中，腔室250包括混合器252，该混合器252会促进不受扩散限制的运动结合。腔室250内的样品溶液22内的分析物结合至结构51。
一旦样品溶液22已经结合至结构51，控制器360就输出控制阀组356的阀的控制信号以便使腔室260从空气泵354断开连接并且使腔室250从真空泵352断开连接。控制器360输出控制阀组356的阀的控制信号以便将腔室250连接至空气泵354并且将废弃物腔室254连接至真空泵352以便将样品溶液从腔室250抽取到废弃物腔室254中。一旦从腔室250充分地抽取了样品溶液22，控制器360就利用传输至阀组356的适当阀的控制信号来使腔室250从空气泵354断开连接、并且使废弃物腔室254从真空泵352断开连接。
在已经从腔室250排出样品溶液22之后，控制器360致动阀以便将腔室260连接至空气泵354并且将腔室250连接至真空泵352。因此，sps61被抽取到腔室250中，从而清洗结构51。在通过sps61对结构51进行充分清洗之后，控制器360致动阀以使腔室260从空气泵354断开连接，以使腔室250从真空泵352断开连接，以使腔室250连接至空气泵354并且以使废弃物泵254连接至真空泵352。因此，将sps60从腔室250抽取到废弃物腔室254中。其后，控制器360使腔室250从空气泵354断开连接，诸如在腔室250中形成的负压进一步帮助干燥结构51。在其它实施方案中，控制器260可以致动邻近于腔室250的加热器或者可以将腔室250连接至空气泵354以便将高加压空气吹过结构51以加速抽取。
在充分地干燥了结构51和结合至结构51上的所制备的样品以便关闭结构51的纳米指状物之后，控制器360使腔室254从真空泵352断开连接并且激活拉曼光谱仪358。拉曼光谱仪358利用传输通过窗口250的拉曼辐射371来冲击在结构351上结合的样品分析物，并且收集传输通过光学窗口250的散射拉曼辐射以用于分析。在这样的分析之后，筒管321可以被移除并且与仪器322分离开以丢弃。
图5示意性地图示了样品制备系统420，其为系统20的另一示例性实施方案。系统420包括机械独立装置，该机械独立装置用于通过从复杂样品提取小分子以促进表面增强拉曼光谱来自动地制备样品。系统420从复杂样品(诸如，牛奶、血液、细胞培养物等)提取小有机或者无机分子，从而留下否则可能会干扰表面增强拉曼光谱检测的污染种类。系统420包括包含一系列腔室和机械致动系统的外壳体或者筒管421。腔室预填充有样品制备试剂和传感器制备溶液。在所图示的示例中，系统420包括样品制备腔室430、过滤器432、样品制备和传感器腔室450、相屏障452、废弃物腔室454、传感器制备腔室460以及驱动器462。
样品制备腔室430包括包含预填充的样品制备试剂的腔室，该预填充的样品制备试剂包括沉淀剂231。样品制备腔室430流体联接至填充管道431，该填充管道431提供用于筒管421的入口432。管道431包含单向阀258，该单向阀258会阻碍沉淀剂回流出腔室430。单向阀258进一步阻碍spr231到腔室450中的流动，直到spr231通过致动驱动器462而被加压。腔室430通过同样包含单向阀258的管道434流体连接至腔室450，单向阀258会阻碍沉淀剂231在装置420没有致动的情况下流动到腔室450。
过滤器432延伸跨过在腔室430和导管434内的单向阀258之间的导管434。与上文描述的过滤器231相似，过滤器432具有多个过滤器开口，该多个过滤器开口的尺寸和间隔设置为使得通过沉淀剂231沉淀出样品22的成分或者物质不能穿过或者大体上被阻塞以不能流动到样品制备腔室30中。过滤器432使沉淀物与溶液的其余分离开，沉淀物包括否则由可能会干扰对样品22的感测的种类。在一个实施方案中，过滤器432由聚四氟乙烯形成并且具有100nm尺寸的孔。在一些实施方案中，筒管421可以包括在腔室430和450之间的多个过滤器232，过滤器中的每个逐渐地从样品22过滤出较小尺寸的沉淀物。在一个实施方案中，沉淀剂231包括tca，tca从样品沉淀出脂质和蛋白质，其中，过滤器432的尺寸设置为捕获这样的脂质和蛋白质以及阻碍这样的脂质和蛋白质的流动。
腔室450通过导管434接收经过滤样品。腔室450包含sers结构51。在一个实施方案中，sel结构51呈sers芯片的形式，该sers芯片被固定在腔室450的底板内。腔室450进一步初始地预填充有样品制备试剂31。因此，流动到导管434的经过滤样品22会流动到腔室450中且与腔室450内的样品制备试剂31混合并且随后结合至sers结构51。在一个实施方案中，腔室450此外包括混合器252(诸如，柱)，该混合器252会增强经过滤样品22与spr31的混合。腔室450包括光学窗口264，该光学窗口264促进拉曼辐射到传感器结构51上的传输以及对来自sers结构51的散射拉曼辐射的检测。腔室450通过导管456连接至废弃物腔室454，导管456包含单向阀258和相屏障452。
相屏障452包括使气体在任何液体之前离开腔室450的材料。在相屏障452与废弃物腔室454之间的单向阀258提供从腔室450至废弃物腔室454的单向流动。
废弃物腔室454类似于上文描述的废弃物腔室254。废弃物腔室454具有通气孔455和仅气体过滤器456。通气孔455使腔室454的内部与空气和大气连接以便使得当将液体被推动到腔室中时腔室454内的压力不会增加，而是保持大气压。仅气体过滤器456包括过滤器(诸如，gore-tex膜)，该过滤器确保废弃物腔室454中的液体停留在腔室454内并且被完全包含在筒管421中。
腔室460类似于上文描述的腔室260。腔室460通过导管464流体联接至腔室450，导管464包含单向阀258。腔室460包含上文描述的传感器制备溶液(sps)61和气体261。导管464内的单向阀258阻碍sps61或者气体261到腔室450中的流动，直到由驱动器462加压。在一个实施方案中，sps61包括清洗溶液，诸如，乙醇。在其它实施方案中，sps61可以包括用于制备用于感测的sers结构51的其它溶液。
驱动器462包括可手动致动的机构，该可手动致动的机构将样品22抽取到筒管421中，并且使样品22移动通过筒管421的多个腔室。驱动器462进一步用于使sps61移动到sers结构51上以便制备sers结构51和结合的分析物以用于感测。驱动器462基于样品22移动通过腔室430和450的进度来提供将sps61注射到sers结构51上的自动控制定时。
在所图示的示例中，驱动器462包括致动柱塞470、辅助柱塞472、辅助柱塞474、齿轮476、传输齿轮478以及齿轮480。致动柱塞470被捕获在齿轮476、478和480之间，这些齿轮由筒管421的壳体可旋转地支撑并且被固定就位。致动柱塞470可沿由箭头496示出的方向移动。在所图示的示例中，棘轮机构481(示意性地示出)被设置在筒管421的壳体与柱塞470之间，以便使得柱塞470可沿如箭头496示出的单个方向移动并且不能沿由箭头498示出的方向移动。完全撤出柱塞470表明筒管421的一次性使用已经耗尽。致动柱塞470具有在壳体筒管421外部的接合部分484以便由人手动地抓持。在其它实施方案中，致动柱塞470可以可操作地联接至分离动力的致动器，诸如，电磁螺线管、马达、或者用于驱动柱塞470的其它装置。
柱塞470包括齿条486、齿条488、以及齿条490。辅助柱塞472包括齿条492，并且辅助柱塞474包括齿条494。在所图示的示例中，这样的齿轮被布置成使得通过将致动柱塞470拉出筒管421来实现整个样品制备过程。在使用筒管421之前，柱塞470保持与筒管421的外壳体的紧密贴合，从而减小柱塞470被意外地接合和撤出的可能性。由于柱塞470被意外地撤出的可能性小于柱塞470被意外地被推动到筒管421中的可能性(在不存在棘轮481的实施方案中)，因此降低了意外地部分地发起样品制备的可能性。
各个齿条的尺寸、位置和间隔设置成使得在沿由箭头496示出的方向从筒管421撤出致动柱塞470时，通过齿条486、传输齿轮478和齿条472(其彼此相互啮合接合)的相互作用将柱塞470的运动传输至辅助柱塞472，从而导致辅助柱塞472也沿箭头496的方向被驱动以便在腔室430内形成真空。所形成的真空和腔室430足以克服单向阀258和2431，从而导致样品22被抽取穿过单向阀258到达腔室430中并且与沉淀剂231混合。在这样的移动期间，辅助柱塞474保持静止。
致动柱塞470沿由箭头496示出的方向的继续移动会使齿条476从齿轮478断开接合，从而导致即使当柱塞470继续撤出时，辅助柱塞472沿箭头496示出的方向的移动也会临时地暂停。致动柱塞470沿由箭头496示出的方向的继续移动会使得齿条480与齿轮476接合并且导致通过齿条488、齿轮476和齿条492将柱塞470的这样的运动传输至辅助柱塞472以便使辅助柱塞472沿由箭头498示出的方向移动。因此，腔室430被充分地加压以便驱动腔室430内的样品22穿过过滤器432并且通过单向阀258(克服单向阀258对这样的流动的阻力)进入到腔室450中。经过滤的样品溶液22与spr31混合，并且样品溶液22内的分析物结合至sers结构51。
致动柱塞470沿由箭头496示出的方向的恢复或者继续移动会使得齿条488移动成脱离与齿轮476的接合(如在图5中所见，齿条488完全位于齿轮476的左侧)并且随后导致齿条490沿箭头496示出的方向移动至与齿轮480接合。因此，致动柱塞470的运动被传输跨过齿条490、齿轮480和齿条494以便使辅助柱塞474沿由箭头498示出的方向移动。辅助柱塞474沿由箭头498示出的方向的移动会使得柱塞474的头部506加压腔室460，以便使得通过导管456中的单向阀258将与spr31混合的样品22推动出腔室450并且进入到废弃物腔室454中。相屏障452确保气体在任何液体离开腔室450之前离开腔室450。
柱塞470沿箭头496示出的方向的继续移动会导致将sps61推动通过导管464内的单向阀258以便清洗sers结构51。辅助柱塞474沿箭头498示出的方向的进一步移动会在腔室450内形成足够的压力以便将sps61驱出通过导管456中的单向阀258并且进入到废弃物腔室454中。辅助柱塞474沿由箭头498示出的方向的又进一步移动会将气体261(诸如，空气)驱出到腔室450中、跨过sers结构51并且进入到废弃物腔室454中，其中，气体261会增强对sers结构51的干燥。在sers结构51包括如上文所描述的纳米指状物的实施方案中，毛细作用力在这样的干燥期间关闭纳米指状物。在这样的时间点处，致动柱塞470可能遇到止动件以便阻碍致动柱塞470沿由箭头496示出的方向的进一步移动，从而表明样品21的目标分析物(其现在结合至sers结构51)准备好通过拉曼光谱仪进行感测。棘轮481会阻碍将柱塞470推回到筒管421中。
图5图示了系统420和筒管421的仅一个示例。在其它实施方案中，齿轮476、478和480以及齿条486、488、490、492和494可以具有其它布置。在其它实施方案中，这样的齿轮可以布置成使得可以响应于沿由箭头498示出的方向将柱塞470推动到筒管421中来完成整个样品制备过程。在又其它实施方案中，这样的齿轮可以被布置成(相对于彼此的间隔和位置设置成)使得可以响应于替代性地将柱塞470推动到筒管421中并从筒管421撤出来完成整个样品制备过程。虽然柱塞470的运动是通过齿条和小齿轮齿轮布置被传输至辅助柱塞472、474的，但在其它实施方案中，这样的运动可以通过其它机械传输装置来传输。
在所图示的示例中，齿轮476、478和480以及齿条486、488、490、492和494被布置成使得可以通过人以一次连续运动在没有间断或者暂停的情况下手动地撤出柱塞470来完成整个样品制备过程，其中，柱塞470、472和474的各个齿条之间的间隔及其长度会控制发起和完成不同样品制备阶段的定时。在其它实施方案中，人可以得到关于何时拉动(或者在一些实施方案中推动)致动柱塞470以及何时暂停该致动的指示。例如，在一个实施方案中，筒管421可以包括光电发射器-检测器传感器，其用于感测致动注塞470和/或辅助柱塞472、474的位置。在一些实施方案中，柱塞470以及柱塞472、474中的任一者或者两者可以包括凸块或者凹口中的一者，该凸块或者凹口中的一者接合该凸块或者凹口中的另一者，其中，凸块和凹口在柱塞470的移动期间彼此相互作用以便向用户提供用于指示柱塞的定位的可听见的声音或者触感。在一些实施方案中，壳体筒管421的部分可以在一些位置上是透明的，以便容许观看到筒管421内的柱塞470和/或柱塞472、474的不同位置。在这样的实施方案中，筒管421的壳体的部分可以包括用于指示柱塞470和/或柱塞472、474的不同深度或者开始点和停止点的标记或者指示器。在一个实施方案中，筒管421可以包括定时器，该定时器在从传感器接收到信号时或者响应于从传感器接收到信号而被激活，该传感器用于感测柱塞470、柱塞472、474的定位和/或在筒管421内的选定位置处存在或不存在液体。在这样的实施方案中，被提供作为筒管421的一部分的控制器(诸如，asic)可以使用来自定时器的信号来向用户提供输出(诸如，led的点亮、可听见的信号或者其它指示)以便指示用户应当何时发起、暂停和/或恢复致动柱塞470的手动移动。
图6示意性地图示了示例性样品制备系统520，其为系统20的另一实施方案。系统520类似于系统320，只不过系统520包括单个独立单元，该单个独立单元使用内部泵来移动样品和液体。如图6示出的，示例性系统520包括采样腔室528(也被称为样品储器)、样品制备腔室530a、样品制备腔室530b、过滤器532、传感器腔室550、废弃物腔室554、传感器制备腔室560a、560b、泵572、574、576、578、580和582、样品测量装置584和控制器585。
采样腔室528类似于上文描述的采样腔室328。采样腔室528接收待被分析的样品22(在图4中示出)。样品528具有入口529，通过该入口529将样品提供至腔室528。在一个实施方案中，泵572被致动以便通过入口529抽取样品到腔室528中并且到达腔室530a。
样品制备腔室530a和530b分别类似于系统320的样品制备腔室230和30。腔室530a预填充有样品制备试剂，诸如，沉淀剂231。腔室530b预填充有样品制备试剂31。在所图示的示例中，两个腔室530均通过入口586进行填充，入口586随后被工厂密封。
传感器腔室550类似于上文描述的传感器腔室250。传感器腔室550包含sers结构51并且包括光学窗口，通过该光学窗口可以利用拉曼辐射来冲击结合在sers结构51上的分析物，并且通过该光学窗口可以通过拉曼光谱仪来接收散射辐射。废弃物腔室554类似于上文描述的废弃物腔室254。腔室528、520、550和554串联地布置，由导管556连接，从而允许按照相继方式将样品驱动通过和穿过腔室中的每个。各个腔室528、530、550和554进一步设置有喷嘴或者通气孔588。
传感器制备腔室560均类似于传感器制备腔室260。传感器制备腔室560a、560b分别包含传感器制备溶液61a和61b。在一个实施方案中，溶液61a和61b彼此相同，其中，这些溶液相继地被施加至腔室550中的结构51和至sers结构51。在另一实施方案中，溶液61a和61b具有不同的组分或者组成，其中，每种溶液与结构51和结合在结构51上的分析物不同地相互作用以便制备用于进行感测的结合在结构51上的分析物。
泵572、534、576、578、580和582包括用于泵送液体的装置。在一个实施方案中，泵572、534、576、578、580和582包括气泡喷射电阻器泵。在其它实施方案中，这样的泵可以包括惯性泵。在又其它实施方案中，泵572、534、576、578、580和582可以包括压敏电阻泵。在又其它实施方案中，泵572、534、576、578、580和582可以包括其它形式的泵送装置。
测量装置584包括用于感测或者测量被传输通过在腔室528与腔室530a之间的导管556的样品的量的装置。在一个实施方案中，测量装置584包括容积式流量计或者流量计。在一些实施方案中，测量装置584可以被省除。
控制器585包括处理单元，该处理单元控制泵572、534、576、578、580和582的操作，以执行用于制备用于分析的样品的过程。在操作中，控制器585在接收到来自用户的开始样品制备的命令时输出控制信号以使得泵572将样品抽取到腔室528中和530a中，在腔室530a中，样品与沉淀剂231混合，从而沉淀出不想要的物质。其后，控制器535输出控制信号以引导泵574进一步将样品溶液泵送通过过滤器532并且到达腔室530b中。过滤器522移除沉淀物。在腔室530b中，样品溶液与spr31混合。其后，控制器535输出控制信号以引导泵576进一步将样品溶液泵送到传感器腔室550中并且到达sers结构51上。
一旦样品溶液内的分析物已经在腔室550中停留足够的时间以使样品溶液内的分析物充分地结合至sers结构51，控制器525就输出控制信号以引导泵578将样品溶液泵送到废弃物腔室554中。其后，控制器535输出控制信号以引导泵582将传感器制备溶液61a泵送到腔室550中。控制器535进一步引导泵578将溶液61a泵送出腔室550到达废弃物腔室554中。其后，控制器535进一步引导泵582将溶液61b泵送到腔室550中。在一个实施方案中，控制器535可以进一步引导泵578将溶液61b泵送出腔室550到达废弃物腔室554中。
响应于从腔室550排放溶液61b，诸如，响应于来自传感器的指示溶液61b的排放的信号或者响应于在发起由泵578进行的泵送之后的预定时间，控制器535输出控制信号以增强对结构51和结合在结构51上的分析物的干燥。在一个实施方案中，控制器535输出控制信号以使得真空源向腔室553真空端口施加真空。在另一实施方案中，控制器535输出控制信号至空气泵以将加压空气泵送到腔室550中并穿过腔室550。在又另一实施方案中，控制器535致动在腔室555内或沿腔室555的加热器以促进干燥。在sers结构51包括纳米指状物的实施方案中，这样的干燥会使得纳米指状物关闭。在这时，结合在结构51上的分析物准备好被拉曼光谱仪感测。
在一个实施方案中，腔室528具有在10nl与10ml之间的容积，并且在一个实施方案中，具有5μl的容积，腔室530a具有在10nl与10ml之间的容积，并且在一个实施方案中，具有10μl的容积且填充有5μl的沉淀剂231。腔室530b具有在10nl与10ml之间的容积，并且在一个实施方案中具有20μl的容积，同时预填充有10μl的spr31。腔室550具有在10nl与10ml之间的容积，并且在一个实施方案中具有20μl的容积，腔室554具有在10nl与10ml之间的容积，并且在一个实施方案中具有500μl的容积，并且腔室61均具有在10nl与10ml之间的容积，并且在一个实施方案中具有100μl的容积，均预填充有100μl的传感器制备溶液61。在一个实施方案中，连接各个腔室的导管556中的每个具有50μm的直径。在一个实施方案中，各个腔室530a、530b和550包括被动式混合器，诸如，上文描述的混合器252。在其它实施方案中，这样的腔室中的每个可以具有其它容积。在其它实施方案中，导管556可以具有其它直径。
在所图示的示例中，过滤器532包括200nm的孔，具有1cm2的过滤器面积、200μm的厚度以及0.5的孔隙率。在一个实施方案中，过滤器532由聚四氟乙烯形成。在其它实施方案中，过滤器532可以具有其它特性。
图7示意性地图示了示例性样品制备系统620。系统620类似于系统520，只不过系统620具体地被图示为使用泡沫喷射电阻器作为泵，作为惰性泵或者与相关联的喷嘴组合。系统620的对应于系统520的部件的那些部件以类似方式编号。
在所图示的示例中，腔室528、530a、530b和550中的每个包括气泡喷射电阻器622和相关联的喷嘴624，其用作泵来将液体喷射到废弃物腔室554中并且同时将液体抽取到对应腔室中。在其它实施方案中，腔室528、530a和530b的气泡喷射电阻器622和相关联的喷嘴624可以被省除。在一些实施方案中，腔室550的气泡喷射电阻器622和相关联的喷嘴624也可以被省除，其中，设置分离的泵(诸如，气泡喷射惰性泵)用于将液体从腔室552排放至废弃物腔室554。系统620此外包括气泡喷射惰性泵626a、626b、626c和626d(统称为惰性泵626)，其位于连接邻近腔室的导管内。为了本公开的目的，术语“惰性泵”指的是初始地在相对较窄的通道内沿两个方向将流体驱动至其连接的储器的泵送装置，但其中，该泵送装置非对称地定位在储器之间以使得最终结果是在沿两个储器中最远的一个的方向驱动流体。
控制器635类似于上文描述的系统520的控制器535。在操作中，控制器635在接收到来自用户的开始样品制备的命令时输出控制信号以启动气泡喷射电阻器622，以将腔室528内的液体喷射至废弃物腔室554并且从而通过入口529抽取新的样品。控制器635进一步输出控制信号至气泡喷射惰性泵626a，气泡喷射惰性泵626a将样品泵送到腔室530a中，样品在腔室530a中与沉淀剂231混合，从而沉淀出不想要的物质或者分子。其后，控制器635输出控制信号以引导惰性泵626b进一步将样品溶液泵送通过过滤器532并且到达腔室530b中。过滤器522移除沉淀物。在腔室530b中，样品溶液与spr31混合。其后，控制器635输出控制信号以引导惰性泵626c进一步将样品溶液泵送到传感器腔室550中并且到sers结构51上。
一旦样品溶液内的分析物已经在腔室550内停留足够时间以使样品溶液内的分析物充分地结合至sers结构51，控制器635就输出控制信号以引导邻近腔室550的气泡喷射电阻器622通过对应的喷嘴624将样品溶液喷射到废弃物腔室554中。其后，控制器635输出控制信号以引导惰性泵626d将传感器制备溶液61a泵送到腔室550中，从而浸没sers结构51。控制器635进一步引导邻近腔室550的气泡喷射电阻器622通过对应的喷嘴624将sps61喷射到废弃物腔室554中。
在从腔室550排放sps61时，控制器635输出控制信号以引导机构促进对sers结构51的干燥。在一个实施方案中，控制器635输出控制信号以引导加热器650(在左侧示意性地示出)施加热量至内部腔室552以促进对sers结构51的干燥。在一个实施方案中，控制535输出控制信号以使得真空源652(示意性地示出)通过真空端口向腔室550施加真空。在另一实施方案中，控制器535输出控制信号至空气泵652以便将加压空气泵送到腔室550中并穿过腔室550。在sers结构51包括纳米指状物的实施方案中，这样的干燥可以使得纳米指状物关闭。
在结构51充分干燥时，结合至sers结构51的样品的分析物准备好被分析，其中，通过腔室550的光学窗口将拉曼辐射(诸如，光)引导到结构51上，并且其中，由结构51上的分析物散射的光被传输通过光学窗口并且由拉曼光谱仪收集以用于分析。
图8示意性地图示了示例性传感器制备系统720。系统720促进对样品22的荧光感测。系统720类似于上文描述的系统420，只不过系统720包括省除废弃物腔室454和省除sers结构51。系统720包括传感器腔室750和感测制备腔室760来代替传感器腔室450和传感器制备腔室460。系统720的对应于系统420的部件的那些其余部件以类似方式编号。
在所图示的示例中，筒管721被描述用于促进对复杂样品的荧光感测以便识别三聚氰胺的存在。在其它实施方案中，取决于被分析的液体，腔室和筒管721可以预填充有不同的溶液。系统720的传感器腔室750类似于系统420的传感器腔室450，只不过传感器腔室750预填充有ph调节缓冲剂731。感测制备腔室760类似于腔室460，只不过腔室760预填充有包含巯基乙酸包覆的cdte量子点和au纳米粒子的溶液761。在一个实施方案中，溶液包括巯基乙酸包覆的cdte量子点和au纳米粒子。
筒管721的操作大体上类似于如上文针对筒管421的操作所描述的操作。在柱塞470初始地撤出时，样品22通过管道431被抽取到腔室430中，样品22在腔室430中与沉淀剂231混合。柱塞470的进一步撤出会导致将样品22推动穿过过滤器432并且进入传感器腔室750中，经过滤的样品在传感器腔室750中与ph调节缓冲剂731混合。柱塞470的进一步撤出会导致将溶液761注射到传感器腔室750中以便与样品22和ph调节缓冲剂的混合物混合。在不存在三聚氰胺的情况下，来自溶液761的aunp会使cdte量子点的荧光熄灭。然而，三聚氰胺的存在会引起溶液61中的aunp的聚合和对应的吸光度变化，这会导致恢复cdte量子电子(qe)的恢复。
虽然已经参照示例性实施方案描述了本公开，但本领域的技术人员将意识到，在不脱离所要求的主题的精神和范围的情况下，可以在形式上和细节上做出改变。例如，虽然不同的示例性实施方案可能已经被描述为包括提供一个或多个益处的一个或多个特征，但也设想了所描述的特征可以在所描述的示例性实施方案中或者在其它替代实施方案中彼此互换或者替代性地彼此组合。由于本公开的技术相对复杂，所以并非本技术中的所有改变都是可预知的。参照示例性实施方案所描述的以及在下文权利要求中所陈述的本公开显然意在尽可能地宽泛。例如，除非具体地另外指出，否则引述的单个特定元件的权利要求也包括多个这样的特定元件。术语“第一”、“第二”、“第三”等在权利要求中仅仅用于区分不同的元件，并且除非另外指出，否则这些术语不应具体地与本公开中的元件的特定顺序或者特定编号相关联。