专利名称：用于感测流体的感测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于感测流体的感测装置和方法以及用于分析流体的分析设备。
背景技术：
例如感测盒(cartridge)的感测装置能够是生物传感器或化学传感器的一部分。 该感测盒典型地包括入口和测量室，入口和测量室经由流体通道连接。在测量室中，设置传感器表面，该传感器表面能够与施加到入口中并且通过流体通道输送的流体的颗粒相互作用。流体通道典型地是毛细管流体通道，使得引入到入口中的流体通过流体通道自发行进到测量室。这能够需要10到60秒的时间。然而，具有可再现的结果是重要的。然而，根据施加流体到入口和对测量室中的流体进行测量之间经过的时间，结果可以不同。通过在将流体施加到入口后将盒直接插入到分析器中，能够避免此问题，但在将流体施加到入口后将盒直接插入到分析器中不总是可能的。另一方面，如果在将流体施加到入口中之前将盒插入到分析器中，则可能存在对分析器污染的危险。
发明内容
本发明的目的是提供用于感测流体的感测装置和感测方法，其中，能够提高结果的再现性，具体是，在感测装置与用于分析流体的分析设备一起使用时不会污染分析设备。 本发明的另一目的是提供对应的分析设备，该分析设备能够与感测装置一起使用来分析流体。在本发明的一方面，描述了一种用于感测流体的感测装置，所述感测装置包括入口，用于接收流体；测量室，用于感测所述流体； 流体通道，耦合所述入口和所述测量室并用于将流体从所述入口输送至所述测量室；以及流体阻止单元，用于阻止并可控地释放所述入口和所述测量室之间的流体流动。利用该感测装置，能够将流体的液滴施加到入口中，其中，流体部分地沿流体通道流动，但不进入测量室。只要流体处于流体通道中，则其受到保护，免受污染，并且流体不能污染可能与感测装置一起使用以分析流体的分析设备。一旦流体被再次释放，则其能够继续流动到测量室中。因为可控地执行此释放，所以能够控制流体进入测量室的流动，使得在感测装置备用于感测流体时，或在感测装置用于与分析设备组合且感测装置已经插入到感测装置中以及分析设备备用于分析流体时，流体流动到测量室中。感测装置的这些效果容许提高感测或分析流体的结果的再现性，而不会污染分析设备，该分析设备可能用于分析存在于感测装置的测量室中的流体。感测装置本身能够配置为感测流体或感测装置能够配置与另外的装置协作，另外的装置例如是用于感测流体的分析设备。
感测或分析流体包括，例如，检测流体中的目标元素，其中，能够将所述流体中的目标元素的量或浓度视为流体的性质。感测装置能够包括数个入口和/或数个测量室和/或数个流体通道和/或数个流体阻止单元。优选地，流体阻止单元包括排出孔，所述排出孔相对于从所述入口至所述测量室的流动方向布置在所述测量室之后并耦合至所述流体通道；以及密封物，所述密封物布置在所述排出孔处用于气密地密封所述排出孔。能够通过刺穿布置在排出孔处的密封物来解除流体通道中流体的阻止。该刺穿将释放先前封闭在排出孔和流体通道中的空气。密封物优选为箔或能够注入模制的膜，箔例如为铝箔或塑料箔。如果密封物实施为箔或膜，则能够容易地刺穿密封物以释放在流体通道和排出孔中封闭的空气或气体。优选地，流体通道是毛细管流体通道，使得引入到流体通道中的流体能够独立地沿流体通道行进并仅由毛细力驱动。优选地，能够将过滤单元布置在入口和测量室之间用于过滤流体，以去除流体中的颗粒。借助于此过滤单元，能够去除流体中不期望的颗粒。优选地，流体阻止物包括流体阻止元件，沿所述流体通道布置并用于阻止输入端口和所述测量室之间的流体的流动。流体阻止单元还包括压力控制单元，用于通过改变所述流体通道的在所述入口和所述流体阻止元件之间的第一部分中的压力来控制所述流体通道的所述第一部分中的所述压力，以迫使所述流体越过所述至少一个流体阻止元件。借助于流体阻止元件，能够阻止流体通道中流体的流动，并且通过改变流体通道的第一部分中的压力能够再次释放流体的流动，迫使流体越过流体阻止元件。因此，能够实现对流体的流动的可控阻止。感测装置能够包括数个压力控制单元。优选地，压力控制单元包括帽状物，布置在所述感测装置的包括所述入口的第一部分处，所述帽状物具有开放位置和封闭位置。在所述开放位置，所述入口未由所述帽状物覆盖并且在所述流体通道的所述第一部分中存在第一压力。在所述封闭位置，所述入口由所述帽状物密封并且在所述流体通道的所述第一部分中产生第二压力，所述密封具体是气密地密封。所述第二压力大于所述第一压力，迫使所述流体通道中的所述流体越过所述流体阻止元件进入到所述测量室中。优选地，所述帽状物是可滑动的，以将所述帽状物从所述开放位置移动至所述封闭位置。帽状物的设置构成了一种克服流体阻止元件并再次释放流体的流动的容易且方便的方式。因为帽状物在封闭位置覆盖入口，所以能够避免对入口中或流体通道的第一部分中的流体的污染。进一步优选地，感测装置包括密封单元，用于至少当所述帽状物处于所述封闭位置中时，对所述帽状物和所述装置的第一部分进行密封。密封单元方便了流体通道的第一部分中第二增大的压力的供应。进一步优选地，帽 状物不可逆地锁定在封闭位置。因此，能够避免对流体通道中的流体的操控。此外，防止了相同感测装置的多次使用。进一步优选地，压力控制单元包括 第一孔，耦合至所述流体通道的所述第一部分并用于将压力引入到所述流体通道的所述第一部分中以迫使所述流体越过所述流体阻止单元。借助于第一孔，例如能够将空气按压入流体通道中，迫使流体越过流体阻止元件。
进一步优选地，压力控制单元包括空气室，耦合至所述流体通道的所述第一部分。所述空气室包括用于覆盖所述空气室的开口的弹性盖，弹性盖可以是膜或箔，覆盖具体是密封。因此，仅通过按压弹性盖，就够增大流体通道的第一部分中的压力，以迫使流体越过流体阻止元件。感测装置能够包括数个空气室。
进一步优选地，所述感测装置配置为可与分析设备协作，以容许所述分析设备感测所述测量室中的所述流体。这容许对相同分析设备使用数个感测装置。具体地，感测装置能够是感测盒，该感测盒能够在使用后被处理掉。在本发明的另一方面，提供了一种用于分析流体的分析设备。所述分析设备配置为可与感测装置协作，所述感测装置包括入口，用于接收流体；测量室，用于感测所述流体；流体通道，耦合所述入口和所述测量室并用于将流体从所述入口输送至所述测量室； 以及流体阻止单元，用于阻止并可控地释放所述入口和所述测量室之间的流体的流动。所述分析设备包括感测装置容纳单元，用于容纳所述感测装置。所述分析设备还包括流体释放单元，用于在将所述感测装置插入到所述感测装置容纳单元中时，可控地释放在所述感测装置的所述入口和所述测量室之间阻止的流体的流动。所述分析设备能够包括数个流体释放单元。优选地，所述流体释放单元包括刺穿元件，用于当将所述感测装置插入到所述感测装置容纳单元中时，刺穿覆盖排出孔的密封物，所述排出孔相对于从所述入口至所述测量室的流动方向布置在所述测量室之后。借助于刺穿元件，能够刺穿密封物以释放在流体通道和排出孔中捕获的任何气体或空气。进一步优选地，所述流体释放单元包括压力生成单元，用于生成流体压力；以及第二孔，耦合至所述压力生成单元，并用于将压力流体按压到插入到所述感测装置容纳单元中的感测装置的入口的第一孔中以增大所述流体通道中的压力，使得可控地释放所述入口和所述测量室之间的流体流动，压力流体例如是空气或其它气体。分析设备能够包括耦合至数个第二孔的数个压力生成单元，用于将压力流体按压到感测装置的数个第一孔和/或数个入口中。进一步优选地，所述流体释放单元包括致动器单元，用于按压插入到所述感测装置容纳单元中的感测装置的弹性盖以增大所述流体通道中的压力，使得可控地释放所述入口和所述测量室之间的流体的流动。借助于致动器，能够增大感测装置的空气室里的压力， 以迫使流体越过流体阻止物。进一步优选地，所述感测装置包括入口盖，并且可选地还包括密封元件，密封元件例如是围绕入口布置的密封环，其中，入口盖配置为可在封闭位置和开放位置之间移动，并且其中，在封闭位置，入口被封闭，而在开放位置，入口被打开。这使得防止流体经由入口离开流体通道，具体地，当流体通道内的压力增大以解除入口和测量室之间流动的阻止时，防止流体经由入口离开流体通道。在本发明的另一方面，描述了一种用于感测流体的方法。提供了一种感测装置，所述感测装置具有入口，用于接收流体；测量室，用于感测所述流体；流体通道，耦合所述入口和所述测量室并用于将流体从所述入口输送至所述测量室；以及流体阻止单元，用于阻止并可控地释放所述入口和所述测量室之间的流体流动。在所述入口处接收所述流体。将所述流体从所述入口输送至所述测量室。所述流体流动被在所述入口和所述测量室之间阻止和可控地释放。优选地，将流体的至少一个液滴插入到感测装置的入口中。然后，将感测装置插入到分析设备的感测装置容纳单元中。在所述入口和所述测量室之间阻止和可控地释放流体的流动。优选地，当将感测装置的第二端插入到感测装置容纳单元中时，刺穿覆盖感测装置的排出孔的密封物，以可控地释放所述入口和所述测量室之间的流体流动。进一步优选地，当将感测装置插入到感测装置容纳单元中时，将空气压入到感测装置的第一孔或入口中，以迫使由流体阻止元件阻止的流体经过流体阻止元件进入感测装 置的测量室。应当理解，权利要求1的感测装置、权利要求11的分析设备和/或权利要求15的用于感测流体的方法具有如从属权利要求中限定的类似和/或相同的优选实施例。应当理解，本发明的优选实施例也能够是从属权利要求与相应的独立权利要求的任何组合。
根据以下描述的实施例，本发明的这些和其它方面将变得明显，并且将参照以下描述的实施例阐述本发明的这些和其它方面。以下附图中图1示意性且示范性地示出了感测装置的截面图；图2示意性且示范性地示出了感测装置的另一截面图；图3示意性且示范性地示出了插入到分析设备中的感测装置的另一截面图；图4示出了示范性地示例用于感测感测装置中的流体的方法的流程图；图5示意性且示范性地示出了另一感测装置的截面图；图6示意性且示范性地示出了感测装置的另一截面图；图7示意性且示范性地示出了感测装置的另一截面图；图8示出了示范性地示例根据另一实施例的用于感测感测装置中的流体的方法的流程图；图9示意性且示范性地示出了根据另一实施例的感测装置和分析设备的截面图；图10示出了示范性地示例用于感测感测装置中的流体的方法的流程图；图11示意性且示范性地示出了根据另一实施例的感测装置和分析设备的截面图；图12示出了示范性地示例根据另一实施例的用于感测感测装置中的流体的方法的流程图；图13示意性且示范性地示出了根据另一实施例的感测装置和分析设备的截面图；图14示出了示范性地示例根据另一实施例的用于感测感测装置中的流体的方法的流程图；图15示意性且示范性地示出了分析设备的实施例；以及图16示意性且示范性地示出了附着至感测装置的表面的磁性颗粒。
具体实施例方式图1示意性且示范性地示出了根据第一实施例的为感测盒的感测装置的截面图。 感测盒10包括第一端和第二端11、12。在第一端11设置入口 20，且在第二端12设置至少一个排出孔40和至少一个测量室25。排出孔40由密封物50密封。此外，具有第一部分和第二部分31、32的流体通道耦合入口 20、测量室25和排出孔40。在流体受控地释放到第二部分32中以流入测量室25之前，在第一部分31中阻止流体。入口 20用于接收流体100的至少一个液滴，其中，流体100的性质是待测量或待确定的。密封物50优选地气密地密封排出孔40。优选地，在感测盒的制造期间，将密封物 50施加至排出孔40。
图2示意性且示范性地示出了图1的感测盒的另一截面图。图2中，将流体100 的液滴引入到入口 20中，且流体100沿流体通道30的第一部分31行进。优选地，流体通道30是毛细管流体通道，即流体100借助于毛细力沿流体通道30行进。因为排出孔40被密封物50气密地密封，所以流体100仅能够沿流体通道30行进第一部分31的第一距离。 流体100将在一位置停止，在该位置，其余未填充的流体通道30中的压力生成的力至少等于流体通道30中的毛细力。因此，在图2中，公开了如下情况流体100的液滴被引入到入口中且流体已经沿流体通道30部分行进，即沿流体通道30的第一部分31行进，但是流体还没有到达测量室25。在图2中描绘的情况中，流体通道30中流体的流动被阻止。图3示意性且示范性地示出了插入到也仅示意性地示出的分析设备200中的感测盒的截面图。这里，感测盒10的第二端12(如根据图1和2描述的)插入到分析设备200 的感测装置容纳单元210中。在感测装置容纳单元210中，设置例如针的刺穿元件220，使得在感测盒10的第二端12插入到感测装置容纳单元210中时，刺穿元件220刺穿覆盖排出孔40的密封物50。通过刺穿密封物50，能够释放流体通道30的第二部分中和排出孔40 中封装的气体，使得流体通道30中的流体100能够沿流体通道30的第二部分32朝向测量室25行进。在流体到达测量室25时，能够通过分析设备对流体进行分析，即，例如能够确定流体的性质。例如，能够确定测量室中存在的流体中的目标元素的浓度作为用于分析流体的流体的性质。密封物50能够实施为箔，该箔可以为铝箔且胶粘于排出孔40之上。替代地，密封物50能够实施为注入模制的膜。应当注意，当密封物被刺穿元件50刺穿时，仍然能够通过毛细力确定流体通道里面的流体的流动，并且该流动从而与任何操作员不相关。另外，可选地，能够沿流体通道30设置过滤单元用于过滤流体，以去除流体中的颗粒，例如在流体为血液时去除红血球。图4示出了示范性地示例用于感测流体的方法的流程图，即在此实施例中用于确定感测盒中的流体的性质的方法。在步骤S11，流体100的液滴插入到入口 30中。在步骤 S12中，感测盒10插入到感测装置容纳单元210中，并且在步骤S13中，密封物被刺穿，使得流体100将继续流到测量室25中。在步骤S14中，在流体100已到达测量室25时，进行测量。图5示意性且示范性地示出了为感测盒的感测装置的另一实施例的截面图。感测盒10包括第一和第二端11、12。用于接收流体100的液滴的入口 20布置在第一端11，且测量室25布置在第二端12。此外，具有第一和第二部分31、32的流体通道30耦合入口 20 和测量室25。沿流体通道30设置流体阻止单元70。可选地，密封单元60能够设置在入口 20和第二端12之间，进一步优选地，设置在入口 20和流体阻止单元70之间。在此实施例中，密封单元60是密封环。感测盒10还包括帽状物(cap) 300，帽状物300优选地具有基本 U形的横截面。然而，应当注意，只要帽状物300的形状对应于感测盒的第一端11的形状， 则帽状物采取其它形状也是可能的。在使得入口 20未覆盖以容许插入流体的第一或开放位置301示出了帽状物300。帽状物300设计为至少部分气密地装配于感测盒10的第一端 11上并且设计为在处于封闭位置302时至少部分气密地密封入口 20。
图6示意性且示范性地示出了感测盒的另一横截面图。在图6中，公开了将流体 100的液滴引入到入口 20中且流体100已沿流体通道30的第一部分31行进直至到达流体阻止单元70的情况。此外，帽状物300已经部分地放置在感测盒的第二端11之上并且已经到达密封环60。流体通道30中的流体100将不会行进到比流体阻止单元70远，因为驱动毛细力不是足够高，不能迫使流体100越过(past)流体阻止单元70。流体阻止单元70 能够是几何特征和/或在流体通道30亲水时为局部疏水化(hydrophobisation)。图7示意性且示范性地示出了感测盒的另一截面图。在图7中，帽状物300已经完全设置于感测盒10的第一端11之上，即其处于第二或封闭位置。现在，帽状物300的末端已经被推到密封单元60之上，使得入口 20中的空气压力增大到流体通道30中的流体100 被迫沿第二部分32越过流体阻止单元70并且能够到达测量室25的程度。在从开放位置至封闭位置移动帽状物300时，存在于帽状物300围绕的空间中的空气或其它气体被迫进入流体通道30。为了使得气体从帽状物300围绕的空间传送至流体通道30，感测装置的表面的设置入口的部分可以包括凹陷通道(图5至7中未示出)，凹陷通道用于将气体从帽状物300围绕的空间经由凹陷通道并经由入口 20引导至流体通道30中。在另一实施例中，另一气体连接部可以存在于感测盒中，用于将帽状物300围绕的气体引导至流体通道30中。因此，在图7中，公开了入口 20被帽状物300完全覆盖，并且流体100已经到达测量室25，使得能够开始流体的性质的测量的状况。优选地，帽状物300将闩锁(latch)或插锁(click)于其端位置302。优选地，闩锁或插锁是不可逆的，使得能够在密封状态从分析设备去除盒子。这是有利的，因为能够避免对分析设备的污染。优选地，能够将流体通道30设计为使得已经越过流体阻止物70的流体能够通过毛细作用沿第二部分32继续流动。如果流体阻止单元70实施为疏水区或区域，则流体通道30设计为避免在施加外部压力时流体的流在疏水区域后破碎(break up)。图8示出了示范性地示例根据另一实施例的用于分析感测盒中的流体的方法的流程图。在步骤S21中，流体100的液滴插入到入口 20中。在步骤S22中，帽状物300从开放位置滑动至封闭位置，迫使流体100越过流体阻止元件70进入测量室25。在步骤S23 中，感测盒10插入到感测装置容纳单元210中。在步骤S24，在流体100已经到达测量室 25时，进行测量。在另一实施例中，能够在步骤S22之前执行步骤S23。图9示意性和示范性地示出了根据另一实施例的插入到分析设备中的感测盒的截面图。感测盒10包括第一端和第二端11、12 ；入口 20 ；具有第一部分和第二部分31、32 的流体通道30 ；流体阻止元件70 ；以及测量室25。流体通道30连接输入端口 20、流体阻止元件70和测量室25。感测盒基本上对应于以上参照图5至7描述的感测盒，没有帽状物 300和密封环60。根据本实施例的感测盒包括围绕入口 20布置的密封物80。分析设备200包括具有孔230的感测装置容纳单元210和经由耦合通道231耦合至孔230的空气压力生成单元240，使得空气压力生成单元240生成的空气压力能够传递至孔230。当感测盒10插入到感测装置容纳单元210中时，分析设备中的孔230与入口 20 对准。于是，借助于孔230增大入口 20中的空气压力，使得迫使流体通道30的第一部分31 中的流体沿流体通 道30的第二部分32越过流体阻止单元70。通过空气压力生成单元240 确定或控制孔230中的空气压力的增大。图10示出了示范性地示例根据另一实施例的感测盒中用于分析流体的方法的流程图。在步骤S31中，流体100的液滴插入到入口 20中，并且在步骤S32中，感测盒10插入到感测装置容纳单元210中。在步骤S33中，将空气压入入口，迫使流体越过流体阻止元件70进入测量室25。在步骤S34中，当流体100到达测量室25时，进行测量。总是在步骤 S33之前执行步骤S31。然而，也能够在步骤S31之前执行步骤S32。图11示意性和示范性地示出了根据另一实施例的插入到分析设备中的感测盒的另一截面图。此感测盒基本上对应于以上参照图5至7描述的感测盒，没有帽状物300和密封环60。另外，感测盒包括将流体通道30耦合至外部的孔13。此外，能够与孔13相邻地设置密封环90。分析设备200包括用于容纳感测盒10的第二端12的感测装置容纳单元210。分析设备200还包括孔250和经由耦合通道251耦合至孔250的空气压力生成单元260，使得能够通过空气压力生成单元260在孔250处生成空气压力。当感测盒10的第二端12插入到感测装置容纳单元210中时，孔13将与孔250对准。于是，借助于空气压力生成单元 260，能够增大孔13中的空气压力。因此，此增大的空气压力反过来将增大流体通道30中的压力，并迫使流体100越过流体阻止单元70进入测量室25。感测盒还包括入口盖21，用于覆盖入口 20，使得在流体通道30中的压力增大时， 流体不经由入口 20离开感测盒。此入口盖21是例如可滑动元件或垂下物(flap)。入口盖 21在封闭位置和开放位置之间可移动，在封闭位置入口 20被封闭，在开放位置入口 20开放用于接收流体。入口盖21还包括例如密封环的密封元件22，用于在流体通道内的压力增大时，减小流体经由入口 20离开流体通道30的可能性。图12示出了示范性地示例根据另一实施例的用于感测感测盒中的流体的方法的流程图。在步骤S41中，流体100的液滴插入到入口 30中，并且关上入口盖21。在步骤S42 中，感测盒10插入到感测装置容纳单元210中。在步骤43中，借助于分析设备中的孔250 将空气压入孔13中，迫使流体越过流体阻止元件70进入测量室25。在步骤S44中，当流体100已经到达测量室25时，执行测量。并且这里，能够在已经执行步骤S42后执行步骤 S41。代替使用入口盖21，在感测盒已经容纳于感测装置容纳单元中时，分析设备能够配置为封闭感测盒的入口 20。图13示意性且示范性地示出了根据另一实施例的为感测盒的感测装置以及分析设备的截面图。感测盒包括第一和第二端11、12 ；入口 20 ；流体通道30 ；流体阻止单元70 ； 以及测量室25。感测盒10还包括经由孔97与流体通道30耦合的空气室96。借助于弹性膜95封闭空气室96。分析设备200包括感测装置容纳单元210、致动器单元270以及可选地致动器控制单元280。当感测盒10的第二端12插入到感测装置容纳单元210中时，空气室96和膜 95与致动器单元270对准。致动器控制单元280能够控制致动器270机械按压膜95，使得增大空气室96和孔97中的压力。此增大的空气压力将迫使流体通道30中的流体100越过流体阻止单元260并进入到测量室25中。感测盒和分析设备是有利的，因为能够非常精确且可靠地控制施加于空气室的压力的数值。 还有，在此实施例中，感测盒包括入口盖21和密封元件22。图14示出了根据另一实施例的用于感测感测盒中的流体的方法的示意性流程图。在步骤S51中，流体100的液滴插入到入口 20中，且封闭入口盖21。在步骤S52中， 感测盒10插入到感测装置容纳单元210中。在步骤S53中，借助于分析设备的致动器单元 270向下按压感测盒的弹性膜95，使得迫使空气室96中的空气进入流体通道30的第一部分中，迫使流体越过流体阻止元件70进入测量室25中。在步骤S54中，当流体100已经到达测量室25时，执行测量。并且在此实施例中，能够在已经执行步骤S52后执行步骤S51。图15示意性且示范性地示出了分析设备的用于感测流体的感测部分118，其中， 已经插入了感测盒。分析设备用于容纳感测盒，使得能够在测量室中检查流体。分析设备的感测部分118配置为确定流体103的性质，流体103位于感测盒10的测量室25中。在此实施例中，分析设备的感测部分118包括磁性元件119，磁性元件119提供磁场，该磁场用于迫使测量室25内的磁性颗粒125到达感测室110的表面130上。在此实施例中，通过利用光源120生成的光束照明表面130并通过由探测器123探测从该表面反射的光来探测表面130上的磁性颗粒125，光源120例如为激光装置或LED。探测器123为例如光电探测器或二维像机。光学元件121和122能够布置在光束129中，分别用于生成平行光或对光束 129进行聚焦。光学元件121、122优选地为透镜。图15中的概略配置示出了使用FTIR方法(受抑全内反射)对表面处的改变的探测。当光束在具有较高折射率的介质，例如测量室25，和具有较低折射率的介质，例如流体， 之间的介面上反射时，存在某一临界入射角，当大于此角时，存在全内反射(TIR)的状况。 本探测配置(关于折射率和入射角)是使得存在入射束的全内反射。虽然光在该状况下被全反射，但是光仍然会穿透到具有较低折射率的介质的非常薄的层中。这称作消逝光，消逝光的强度在低折射率介质中指数衰减，特征穿透深度具有光波长的量级。从而，在实践中， 穿透深度优选地小于0. 5微米。如果磁性颗粒粘结于表面，则优选地约0. 5微米的此非常薄的第一流体层的光学性质受到改变，导致反射光束的减少。这由消逝光(FTIR:受抑全内反射)的吸收和散射引起。结果，光电探测器的信号发生改变。目的优选地为探测流体中的特定目标分子或较大对象。在图16的概略范例中，这通过所谓的夹心测定实现。磁珠125涂覆有附着至存在于流体中的目标分子228的特定抗体227。当自由存在于流体中的磁珠125已经与可用目标分子发生反应时，珠子被吸引至已经涂覆有能够与目标分子耦合的另一抗体226的盒表面130。在充分长的反应时间后，切换磁场，使得向上拖拉磁珠，以便仅与正确的目标分子特定结合的珠子附着至表面。在该时亥|J，光学探测器能够读出并给出承载关于流体中的目标分子的量的信息的信号。从而，探测位置，具体是表面130，具体是盒中的探测点，优选地覆盖有具有抗体的生物层。以上参照图15和16描述的确定方法优选地由以上描述的感测盒和分析设备的所有实施例使用。对应地，感测盒和分析设备的上述实施例优选地配置成使得它们能够执行参照图15和16描述的确定方法。具体地，它们包括参照图15和16描述的特征。以上针对感测盒和/或分析设备描述的特征也能够实施于其它用于感测流体的感测装置中，该感测装置包括具有用于接收流体的至少一个入口的第一端；具有至少一个测量室的第二端； 耦合所述至少一个入口和所述至少一个测量室并用于将流体从所述入口输送至所述测量室的至少一个流体通道；以及至少一个流体阻止单元，用于阻止并可控地释放入口和测量室之间的流体的流动。流体阻止单元能够是配置为阻止和/或可控地释放入口和测量室之间的流体的流动的单个单元。在另一实施例中，流体阻止单元也能够是配置为阻止和/或可控地释放入口和测量室之间的流体的流动的单元的组合。此外，流体阻止单元能够是与存在于相同感测装置或例如分析设备的另一装置中的另一单元协作的单元，用于阻止和/或可控地释放入口和测量室之间的流体的流动。在上述实施例中，流体能够是血液或任何其它流体，具体是任何体液，诸如唾液或尿。感测盒和分析设备的优选应用是现场护理诊断学领域，具体地，基于手指刺扎血液采样，例如心脏标识探测应用。但是，感测盒也能够配置为对例如唾液的其它流体进行过滤和 /或脱泡，用于药物滥用。在上述实施例中，分析设备使用消逝场技术，用于确定表面上的磁性颗粒的量。在另一实施例中，其它技术能够用于确定这些颗粒。例如，能够使用磁方法、声探测、电探测以及组合。此外，分析设备能够包括基于对传感器表面上或附近的颗粒的磁性质进行探测的任何传感器。分析设备能够配置为探测分子目标，分子目标经常确定较大部分(moiety) 的浓度和/或存在，较大部分例如是细胞、病毒、细胞碎片或病毒碎片、组织提取物等。能够通过感测方法直接探测磁性颗粒。并且，能够在探测之前进一步处理颗粒，进一步处理的范例是增加材料，或修改磁性标签的化学生化物理性质以促进探测。分析设备能够配置为与数个生化测定类型一起使用，例如结合/拆分测定、夹心测定、竞争测定、移位测定、酶测定等。感测盒和分析设备能够配置为用于传感器复用，即不同传感器和传感器表面的并行使用；标签复用，即不同类型标签的并行使用；以及室复用，即不同反应室的并行使用。感测盒和分析设备能够用作迅速、鲁棒且易于进行现场护理的生物传感器，用于小样品体积。测量室优选地为一次性盒的一部分，一次性盒与分析设备一起使用，包含一个或多个磁场生成装置以及一个或多个探测装置，一个或多个磁场生成装置即磁性元件。感测盒和分析设备优选地能够配置为用于自动高吞吐量测试中。磁性颗粒优选地为纳米颗粒，该纳米颗粒的至少一个尺寸范围在3nm和5000nm之间，优选地在IOnm和3000nm之间，更优选地在50nm和IOOOnm之间。根据对附图、说明书以及所附权利要求的研究，本领域技术人员在实践所声称的发明时，能够理解并实施公开的实施例的其它变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其它元件或步骤，并且不定冠词“一”不排除多个。
单个单元或装置可以履行权利要求中记载的数项的功能。某些措施记载在相互不同的从属权利要求中的仅有事实不表示不能有利地使用这些措施的组合。权利 要求中的任何参考符号不应视为限制范围。
权利要求
1.一种用于感测流体的感测装置，包括入口(20)，用于接收流体(100)；测量室(25)，用于感测所述流体；流体通道(30)，耦合所述入口(20)和所述测量室(25)并用于将流体从所述入口(2) 输送至所述测量室(25)；以及流体阻止单元(50 ；70)，用于阻止并可控地释放所述入口(20)和所述测量室(25)之间的流体流动。
2.如权利要求1所述的感测装置，其中，所述流体阻止单元(50 ；70)包括排出孔(40)，所述排出孔(40)相对于从所述入口 (20)至所述测量室(25)的流动方向布置在所述测量室(25)之后并耦合至所述流体通道 (30)；以及密封物(50)，所述密封物(50)布置在所述排出孔(40)处并用于气密地密封所述排出孔(40)。
3.如权利要求2所述的感测装置，其中，所述密封物为箔或膜。
4.如权利要求1所述的感测装置，其中，所述流体阻止单元(50；70)包括流体阻止元件(70)，沿所述流体通道(30)布置并用于阻止所述入口(20)和所述测量室(25)之间的流体(100)流动；以及压力控制单元(300 ；13 ；96)，用于通过改变所述流体通道(30)的在所述入口(20)和所述流体阻止元件(70)之间的第一部分(31)中的压力来控制所述流体通道(30)的所述第一部分(31)中的所述压力，以迫使所述流体(100)越过所述至少一个流体阻止元件 (70)。
5.如权利要求4所述的感测装置，其中，所述压力控制单元包括帽状物(300)，布置在所述装置(10)的包括所述入口(20)的第一部分(11)处，所述帽状物(300)具有开放位置(301)和封闭位置(302)，其中，在所述开放位置(301)，所述入口(20)未由所述帽状物(300)覆盖并且在所述流体通道(30)的所述第一部分(31)中存在第一压力；并且其中，在所述封闭位置(302)，所述入口(20)由所述帽状物(300)密封并且在所述流体通道(30)的所述第一部分(31)中产生第二压力；其中，所述第二压力大于所述第一压力，迫使所述流体通道(30)中的所述流体(100) 越过所述流体阻止元件(70)进入到所述至少一个测量室(25)中。
6.如权利要求5所述的感测装置，其中，所述帽状物(300)可从所述开放位置滑动至所述封闭位置(301，302)。
7.如权利要求6所述的感测装置，还包括密封单元(60)，用于当所述帽状物(300)至少处于所述封闭位置(302)时，在所述帽状物(300)和所述第一部分(11)之间实现密封。
8.如权利要求4所述的感测装置，其中，所述压力控制单元包括第一孔(13)，耦合至所述流体通道(30)的所述第一部分，并用于将压力引入到所述流体通道(30)的所述第一部分中以迫使所述流体(100)越过所述流体阻止单元(70)。
9.如权利要求4所述的感测装置，其中，所述压力控制单元包括空气室(96)，耦合至所述流体通道(30)的所述第一部分，其中，所述空气室(96)包括用于覆盖所述空气室(96)的开口的弹性盖(95)。
10.如权利要求1所述的感测装置，其中，所述感测装置配置为可与分析设备协作，以容许所述分析设备感测所述测量室(25)中的所述流体。
11.一种用于分析流体(100)的分析设备，其中，所述分析设备配置为可与感测装置 (1)协作，其中，所述感测装置(1)包括入口(20)，用于接收流体(100)； 测量室(25)，用于感测所述流体；流体通道(30)，耦合所述入口(20)和所述测量室(25)并用于将流体从所述入口(2) 输送至所述测量室(25)；以及流体阻止单元(50 ；70)，用于阻止并可控地释放所述入口(20)和所述测量室(25)之间的流体流动，其中，所述分析设备包括感测装置容纳单元(210)，用于容纳所述感测装置(10)；以及流体释放单元(210)，用于在将所述感测装置(10)插入到所述感测装置容纳单元 (210)中时，可控地释放阻止于所述感测装置的所述入口(20)和所述测量室(25)之间的流体流动。
12.如权利要求11所述的分析设备，其中，所述流体释放单元包括刺穿元件(220)，用于当将所述感测装置(10)插入到所述感测装置容纳单元(210)中时，刺穿覆盖排出孔(40)的密封物(50)，所述排出孔(40)相对于从所述入口(20)至所述测量室(25)的流动方向布置在所述测量室(25)之后。
13.如权利要求11所述的分析设备，其中，所述流体释放单元包括 压力生成单元(240、260)，用于生成流体压力；以及第二孔(230、250)，耦合至所述压力生成单元(240、250)，并用于将压力流体按压到插入到所述感测装置容纳单元(210)中的感测装置(10)的第一孔或入口中以增大所述流体通道(30)中的压力，使得可控地释放所述入口(20)和所述测量室(25)之间的流体流动。
14.如权利要求11所述的分析设备，其中，所述流体释放单元包括致动器单元(270)，用于按压插入到所述感测装置容纳单元(210)中的感测装置(10) 的弹性盖(95)以增大所述流体通道(30)中的压力，使得可控地释放所述入口(20)和所述测量室(25)之间的流体流动。
15.一种用于感测流体(100)的方法，包括如下步骤 _提供感测装置，所述感测装置包括入口(20)，用于接收流体(100)； 测量室(25)，用于感测所述流体；流体通道(30)，耦合所述入口(20)和所述测量室(25)并用于将流体从所述入口(2) 输送至所述测量室(25)；以及流体阻止单元(50 ；70)，用于阻止并可控地释放所述入口(20)和所述测量室(25)之间的流体流动，-在所述入口(20)处接收所述流体(100)；-将所述流体从所述入口(2)输送至所述测量室(25)，其中，所述流体的流动在所述入口(20)和所述测量室(25)之间受到阻止并被可控地释放。
全文摘要
本发明涉及一种用于感测流体的感测装置。所述感测装置包括入口(20)，用于接收流体(100)；测量室(25)，用于感测所述流体(100)。所述感测装置还包括流体通道(30)，耦合所述入口(20)和所述测量室(25)并用于将所述流体(100)从所述入口(2)输送至所述测量室(25)；以及流体阻止单元(50)，用于阻止并可控地释放所述入口(20)和所述测量室(25)之间的流体流动。这容许在流体到达测量室(25)之前阻止流体并且在感测装置备用于分析流体时，可控地释放流体以使得流体流动到测量室(25)中。
文档编号G01N21/11GK102257378SQ200980150601
公开日2011年11月23日 申请日期2009年12月7日 优先权日2008年12月18日
发明者A·F·E·戈特泽恩, A·H·J·伊明克, D·J·N·瓦南德鲁瓦, P·J·W·范兰卡威尔特 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司