率、信号响应的最大负斜率、信号响应的平均变化、信号响应的最大正变化以及信号响应的最大负变化。
[0020]在某些实施例中，若干不同方法可用于在传感器的基片上提供单一感测区。在一个实施例中，感测材料或感测膜可设置在感测区上以限定感测区。感测材料可配置成改变传感器的阻抗响应。在另一个实施例中，保护材料或保护膜可设置在感测区上以限定感测区。在这个实施例中，保护材料可配置成将感测区的电极与样本分离。在又一实施例中，感测区可与样本直接接触。在这个实施例中，感测区可配置成具有与样本直接接触的感测区的电极。
[0021]如本文所使用的术语“感测材料”或“感测膜”可包含但不限于设置到谐振传感器的感测区上以执行在与环境进行交互时可预测和可再现地影响复阻抗传感器响应的功能的材料。例如，诸如聚苯胺之类的导电聚合物在暴露于不同PH的溶液时改变其导电率。当这种聚苯胺膜沉积到传感器上时，复阻抗传感器响应作为PH的函数发生变化。因此，这种RFID传感器作为pH传感器进行工作。当这种聚苯胺膜沉积到RFID传感器供气相中的检测时，复阻抗传感器响应在暴露于碱性(例如NH3)或酸性(例如HCl)气体时也发生变化。传感器膜包含但不限于基于它们所在的环境来改变其电气和/或介电性质的聚合物、有机、无机、生物、合成和纳米合成膜。传感器膜的非限制性附加示例可以是诸如高氟化离子交换树脂之类的磺化聚合物、诸如硅酮胶之类的粘合聚合物、诸如溶胶-凝胶膜之类的无机膜、诸如碳黑聚异丁烯膜之类的合成膜、诸如碳纳米管-高氟化离子交换树脂膜、金纳米粒子聚合物膜、金属纳米粒子聚合物膜、静电纺聚合物纳米纤维、静电纺无机纳米纤维、静电纺合成纳米纤维之类的纳米合成膜以及任何其他感测材料。为了防止传感器膜中的材料渗漏到液体环境中，使用诸如共价接合、静电接合之类的标准技术以及本领域的技术人员已知的其他标准技术将感测材料附连到传感器表面。
[0022]如本文所使用的术语“环境参数”或“环境性质”指的是多变量传感器内或周围的可测量环境变量。在某些实施例中，可测量环境变量可包含物理、化学或生物性质的一个或多个。环境参数的非限制性示例可包含接近或接触传感器的介电、金属、化学或生物微粒的温度、PH、氧含量、压力、材料浓度、导电率、介电性质和数量、电离辐射的剂量、光强度或者其组合。
[0023]如本文所使用的术语“分析物”指的是包含任何合乎需要的测量环境参数的物质。如本文所使用的术语“干扰”包含不合需要地影响采用传感器的测量的精度和准确性的任何不合需要的环境参数。如本文所使用的术语“干扰物”指的是可由传感器产生干扰响应的流体或环境参数(例如温度、压力、光等)。如本文所使用的术语“谐振阻抗”或“阻抗”指的是从其中提取传感器“谱参数”的传感器的谐振周围的所测量传感器频率响应。
[0024]在某些实施例中，设置在感测区上的感测电极不受所测量样本影响。在某些实施例中，设置在感测区上的感测电极可预测地受到所测量样本影响，并且可预测地改变传感器响应。在一个实施例中，电极至少部分由对环境起反应的感测材料来制成。在这个实施例中，电极对环境敏感，并且可感测化学、生物或物理参数的一个或多个。在一个实施例中，电极由环境敏感材料来制作。取决于传感器的应用，电极材料是不同的。例如，对于腐蚀的监测，电极材料的非限制性示例是铝、铜和钢。对于化学和生物的监测，电极材料的非限制性示例是聚苯胺、合成核壳纳米微粒、配合基涂层纳米微粒、裸纳米微粒、纳米线、纳米管和纳米片。
[0025]通过将感测材料施加到谐振传感器的感测区上并且测量谐振传感器的复阻抗，阻抗响应可与生物或化学或物理参数相互关联。在某些实施例中，敏感材料在暴露于分析物的痕量浓度时可经受可检测变化。在这些实施例中，可通过将感测材料设置在构成谐振电路的电极之间来测量痕量浓度。因此，感测材料的性质的介电、尺寸、电荷转移和其他变化可通过电路的谐振性质的变化来检测。
[0026]有利地，具有单一感测区的谐振传感器配置成提供每个被测目标或目标和干扰的单独响应。例如，具有感测区的谐振传感器可提供与每个分析物对应的不同响应。通过应用多变元分析(例如主成分分析)，每个分析物的复阻抗响应的维度减少到单一数据点。这个处理的数据进一步用于目标及其混合物的定量。如本文所使用的‘多变元分析’指的是信号的分析，其中一个传感器产生基本上不是相互关联的多个响应信号。来自传感器的多个响应信号可使用多变元分析工具来分析，以便构成暴露于诸如压力或温度或流体组成之类的不同环境条件的响应模式。多变元分析工具的非限制性示例包含规范的相关联分析、回归分析、非线性回归分析、主成分分析、区别函数分析、多维定标、线性区别分析、对数回归或神经网络分析。
[0027]在一个示例中，具有感测区的谐振传感器可提供与所测量样本的各种深度或生物特征或者细胞的生理特征对应的响应。各种响应可使用多变元分析来分析。例如，谐振传感器可用来以多个频率探测样本；与这多个频率对应的响应可使用多变元分析来分析，以得到与样本内的不同深度关联的信息。在一个实施例中，多个频率可从单一感测区同时产生。
[0028]在某些实施例中，谐振传感器可用来以相同频率探测样本，其中响应对应于来自单一感测区的多个电极对。
[0029]在某些实施例中，传感器的复阻抗响应可以是多变量响应，因为一个以上频率可利用来测量跨传感器的谐振的传感器响应。在某些实施例中，传感器的复阻抗响应可以是多变量响应，因为一个以上频率可利用来测量传感器的谐振之外的传感器响应。在一些实施例中，以跨传感器的谐振的多个频率来测量传感器响应。例如，如果传感器以大约13 MHz进行谐振，则从大约5 MHz至大约20 MHz来测量所测量频率和关联传感器响应。这个多变量响应通过多变元分析来分析。传感器的多变量响应包含传感器的完全复阻抗谱和/或若干单独测量的性质，比如但不限制于Fp、Zp、Fz、Fp F2、ZjP Z 20这些和其他测量性质是“谱参数”。这些性质包含复阻抗的实部的最大数的频率(Fp，谐振峰值位置)、复阻抗的实部的幅值(Zp，峰值高度)、零电抗频率(Fz，阻抗的虚部为零的频率)、复阻抗的虚部的谐振频率坑)以及复阻抗的虚部的反谐振频率(F2)、在复阻抗的虚部的谐振频率坑)的信号幅值(ZJ和在复阻抗的虚部的反谐振频率(F2)的信号幅值(Z2)。其他参数可使用整个复阻抗谱、例如谐振的质量因数、相位角和阻抗的幅值来测量。在标题为“Methods and systemsfor calibrat1n of RFID sensors”的美国专利号7911345中描述了多变量响应谱参数，通过引用将其结合到本文中。
[0030]在某些实施例中，传感器可包括保护材料。在某些实施例中，保护材料可包含但不限于在仍然允许接近或接触传感器的流体的测量被执行时保护传感器免受意外的机械、物理或化学影响的材料。流体能够是气体、液体或固体或者包含生物微粒或组织样本的微粒的悬浮液。例如，估计测量可包含流体导电率测量，其中保护膜将传感器与流体分离，但允许电磁场贯入流体中。在一个示例中，保护材料可包含但不限于在干扰物的情况下保护传感器免受意外的机械、物理或化学影响的材料。在一个示例中，保护材料可以是应用在传感器上面以保护传感器免受机械损坏和磨损的纸膜。在另一个示例中，保护材料可以是应用在传感器上面以保护传感器在放入液体中进行测量时免受腐蚀的聚合物膜。在又一示例中，保护材料可以是应用在传感器上面以防止传感器的电路在放入导电液体中进行测量时短路的聚合物膜。在又一示例中，保护材料可以是应用在传感器上面以防止电极在放入导电液体中进行测量时结垢的聚合物膜。用作膜的这种保护材料的非限制性示例可包括纸和聚合膜，例如聚酯、聚丙烯、聚乙烯、聚醚、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或者其组合。在一个示例中，膜可经由原子层沉积或化学气相沉积采用无机物种来生长。
[0031]在某些实施例中，保护材料可促进接近或接触传感器的流体的直接测量被执行。在这些实施例中，传感器可以或者可以不包含感测区上的保护材料。流体的测量可通过确定流体的复介质常数来执行。谐振传感器响应环境的复介质常数的变化。流体的复介质常数的实部称作“介电常数”。流体的复介质常数的虚部称作“介电损耗因数”。流体的复介质常数的虚部与流体的导电率成正比。采用单一传感器的测量可对流体的混合物或者单独液体来执行。这些测量可用来确定流体的组成。在一个实施例中，流体的混合物可以是同质或异质的。同质混合物的非限制性示例是水中的盐、水中的乙醇、水中的糖、牛奶中的水。异质混合物的非限制性示例是水中的硅酮、水中的油、水中的苯、介质中的细胞、血液中的病毒微粒、组织中的血液。
[0032]图1示出采用配置成使用多个频率来探测流体样本的传感器组合件10的谐振传感器系统的一部分。谐振传感器组合件10包括谐振传感器12。谐振传感器12配置成检测样本的化学、物理或生物参数。传感器包括单一感测区14。感测区14可设置在基片上。在一些实施例中，传感器12的基片可以是介电基片。基片可以是孔板。在这个实施例中，电极可沉积在孔板上。应当注意，孔板的井孔是开口样本容器或开口流量通道的非限制性示例。
[0033]在某些实施例中，传感器组合件10还可包含多个调谐元件16。多个调谐元件可在操作上耦合到单一感测区14以限定多个谐振电路。调谐元件16连同单一感测区14 一起可限定多个谐振电路。多个谐振电路的每个谐振电路可包含多个调谐元件的一个或多个调谐元件。
[0034]在所示实施例中，多个调谐元件16是传感器12外部的。但