CN102753268A - 微流体设备和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及在用于感测生物实体诸如细胞、孢子及其类似物的传感器中进行微粒聚集的微流体设备和方法。在此描述了一种用于感测生物微粒的微流体传感器，该传感器包括用于在三维上进行微粒聚集的微粒聚集设备。该传感器设备包括承载用于运载承载所述微粒的导电流体的微流体通道或腔的基底。该通道具有：在所述通道或腔上间隔开的用于在其间形成电场的第一电极和第二电极；以及位于所述通道或腔的内表面上的感测表面。微粒聚集设备包括用于施加穿过电极的交流电压的器件，以同时执行：i）在流体中电流体动力学地产生对流电流流动；以及ii）通过介电泳吸引或排斥微粒至或远离电场增强的区域来在所述流体中进行微粒的3D聚集，以增加在所述传感器的感测表面的微粒聚集。
Description
技术领域
本发明涉及用于微粒聚集的微流体设备和方法，尤其涉及用于感测生物实体诸如细胞、孢子及其类似物的传感器应用。
背景技术
需要持续改进微流体设备，尤其用于生物学上所谓的芯片实验室应用。这种装置可以包括，例如，用于产生将要分析的生物材料的部件（section），用于操纵生物材料的部件，以及感测结果的感测部件，所有的部件都集成在一个设备中。本文中，尤其关心感测诸如孢子、细胞及其类似实体的生物微粒。已知各种现有技术的感测技术，包括US6352838中所述的技术，其中采用介电泳力（dielectrophoretic force）以选择性地从杂质材料中分离目标材料；以及在US2007/0175755中所述的技术（其采用了大体上与含流体细胞的纵轴对齐的流体流动），此外，还可以在US2004/163955、US5858192、WO2004/059290、US2002/088712、US2007/175755和GB2266153A中找到背景现有技术。
发明内容
根据本发明第一方面，因而提供了一种用于感测生物微粒的微流体传感器，其包括用于在三维上进行微粒聚集的微粒聚集（particle concentration）设备，该传感器设备包括：承载（bearing）用于运载（carrying）承载所述用于聚集的微粒的导电流体的微流体通道或腔的基底，其中，所述通道具有：在所述通道或腔上间隔开的用于在其间形成电场的第一电极和第二电极；以及位于所述通道或腔的内表面上的用于与所述流体接触以选择性的感测所述微粒的感测表面；以及，其中所述微粒聚集设备包括用于施加穿过所述电极的交流电压，以使得所述微粒流动经过所述感测表面，并且在邻近或远离所述感测表面的三维上聚集所述微粒的器件。
在设备的一些优选实施方式中，感测电路或者邻近电极，或者与之相对。例如，在一种设置（arrangement）中，一对电极位于微流体通道或腔的一侧上，而感测表面位于通道或腔的相对侧上，从而可以由交流电压驱动对流循环（convective circulation），以使微粒扫过感测表面。在电极位于通道或腔的同一侧上时，电极之间的缝隙（gap）大约与从承载电极的通道或腔的一侧至承载感测表面的通道或腔的相对侧的距离（约+/-50％的公差）相同。在这种设置中，电极的宽度大约与该距离（同样也在约+/-50％内）相同。在平面图中，电极可以根据应用而限定多个结构，例如盘旋（serpentine）电极阵列或叉指电极阵列（interdigitated electrode array）。
因而在实施方式中，微粒在邻近感测表面的3D区域中在正交的x-、y-和z-方向上聚集，以促进感测。这是通过由电极阵列引起的电流体动力学（electrohydrodynamic）效应结合由微粒的感应极化所产生的相反的介电泳力，而形成的流体的循环/对流流动而实现。
在实施方式中，微粒的平均最大尺寸为至少0.5μm，更特别地平均最大尺寸在0.5μm至200μm范围内。因而，在实施方式中，微粒包括诸如细胞或孢子的相对较大的实体。在其他实施方式中，微粒可以包括处于水溶流体（乳状液）中的油滴，所述油滴包括生物实体。广义而言，可以根据微粒的尺寸按比例选择微流体通道的尺寸和电极尺寸，并且其在实施方式中，可以是10μm-500μm的数量级（order），例如在50-100μm左右。
在优选实施方式中，微粒聚集设备在邻近感测表面聚集微粒，但是如下文更详细所述，如果实际上这些是对感测目标的干扰，也可以将微粒聚集远离感测表面。
可以采用任意一系列不同的感测表面，包括但不局限于，聚合物膜（其在实施方式中包括全息图）、基于等离子体的传感器（plasmon-based sensor）、基于表面声波的传感器（surface acoustic wave-based sensor），以及本领域技术人员熟悉的其他类型的传感器。全息聚合物传感器的实例例如描述在WO2004/081624中。在实施方式中，采用抗体－抗原反应以选择性地结合目标，但是选择地可以采用其他选择性感测机制，包括例如选择性化学反应/结合，以及选择性的结合互补DNA链；本领域技术人员可以预知许多其他技术也可以采用。
在设备的一些优选实施方式中，用于施加交流电压的器件包括以大于100KHz，优选大于1MHz的频率施加电压的器件。如下文进一步所述，在实施方式中，选择驱动频率（结合流体导电性），从而微粒经受微粒在电场中的感应极化所引起的介电泳（DEP）力，以及由电流体动力学（EHD）力引起的对流，广义来说，邻近电极的双层上的电热力导致了流体的对流。在实施方式中，使用交流电压，但是并非必须，减少了由于过度加热引起的起泡以及热层的剥落的风险。
在实施方式中，导电流体包括含盐水或缓冲液，例如氯化钾，并且因而对于EHD效应足够导电，以引起对流。DEP效应的存在以及其是吸引性或排斥性，取决于流体的导电性和所施加交流电压的频率的组合：在较高的电导率下（例如，高于20-30mS/m），高频率可以是排斥性的，而低频率是吸引性的，但是在较低的电导率（例如低于20mS/m）下，低交流频率可以是排斥性的，而高频率是吸引性的。（在实施方式中，流体具有电导率高于1mS/m，或者优选高于10mS/m）。根据设备的物理结构，可以推动微粒远离电极或者吸引其朝向电极，尤其是电极的边缘或角落（在场最高之处），并且其可以用于吸引微粒远离感测表面或者促进微粒朝向感测表面。在一些尤为优选的实施方式中，通过选择提供吸引力的交流电压将微粒聚集在电极附近，并且随后通过EHD产生的对流而扫向感测表面，从而采用DEP和EHD的组合在三维上进行微粒的聚集。在实施方式中，所施加的交流电压可以是10V数量级。
在本说明书的上下文中，对三维聚集的引用指的是在微流体设备的Z方向或厚度上的聚集、例如在芯片实验室中，即在第三方向上，而不是在侧面内（lateral plane）（或者不是仅在侧面内）。因而在实施方式中，基底限定了侧面，并且微粒聚集设备配置成在垂直于所述侧面的方向上聚集所述微粒。更特别地，在实施方式中，通道或腔具有在垂直于所述侧面的所述方向上间隔开的上下表面，所述上表面与所述下表面相比离基底更远，并且所述电极之一或两者设置在所述上表面上或邻近所述上表面。
在相关方面，本发明提供了一种在包括承载所述微粒的导电流体的微流体设备中使用3D微粒聚集进行微粒感测的方法，该方法包括：施加穿过包括承载所述微粒的导电流体的所述微流体设备的通道或腔内的一对电极的交流电压，以同时执行：i）在所述流体中电流体动力学地产生对流电流流动（convection current flow）；以及ii）通过介电泳吸引或排斥所述微粒至或远离通过穿过所述电极的所述交流电压所产生的电场增强的区域，以在所述流体中进行所述微粒的3D聚集；并且其中所述对流电流流动和3D聚集增加了朝向所述传感器的感测表面的所述微粒聚集。
在另一方面，本发明提供了一种在包括承载所述微粒的导电流体的微流体设备中使用3D微粒聚集进行微粒感测的系统，该系统包括：用于施加穿过包括承载所述微粒的导电流体的所述微流体设备的通道或腔内的一对电极的交流电压的器件，以同时执行：i）在所述流体中电流体动力学地产生对流电流流动；以及ii）通过介电泳吸引或排斥所述微粒至或远离通过穿过所述电极的所述交流电压所产生的电场增强的区域，以在所述流体中进行所述微粒的3D聚集；并且其中所述对流电流流动和3D聚集增加了朝向所述传感器的感测表面的所述微粒聚集。
在上述技术的另一些实施方式中，感测表面包括具有光学可检测感测反应的感测表面，例如，感测全息图，而感测表面设置在电极之一上，而该电极基本上设置为透明的。例如，>5％、10％、50％或80％透射在300nm至1900nm的感测波长范围内，尤其在400nm至1600nm范围内。这样，感测表面接触设备中的流体，但是通过电极（以及通道/腔的壁）仍然可见，并且因而可以从微流体设备的外侧光学处理（interrogate），例如借助于激光手段、发光二极管或其他光源。透明电极可以包括合适的薄层金属，或者ITO（氧化铟锡）或类似材料。
因而，在又一方面，提供了一种用于感测生物微粒的微流体传感器，包括用于在三维上进行微粒聚集的微粒聚集设备，该传感器设备包括：承载用于运载承载所述用于聚集的微粒的导电流体的微流体通道或腔的基底，其中，所述通道具有：在所述通道或腔上间隔开的用于在其间形成电场的第一电极和第二电极；以及位于所述通道或腔的内表面上的用于与所述流体接触以选择性的感测所述微粒的感测表面；以及其中所述微粒聚集设备包括用于施加穿过所述电极的交流电压，以使得所述微粒流动经过所述感测表面，并且在邻近或远离所述感测表面的三维上聚集所述微粒的器件；并且其中所述感测表面配置成提供光学可检测的感测反应，其中，所述感测表面提供在所述电极之一上，并且其中所述所述电极之一基本上是透明的。
附图说明
仅作为实例，现在将参考随附附图进一步描述本发明的这些和其他方面，其中：
图1a示出了根据本发明一方面的实施方式的结合有孢子聚集腔（concentration chamber）的传感器的实例的侧视图，尤其是在全息图顶部高度为50μm的孢子聚集腔设计的侧视图（全息图厚度在10-20μm之间变化）；
图1b示出了图1a设备的更详细实例；
图2示出了固定在捕获和检测腔内的抗体分布（layout）；
图3示出了流体捕获－培养设备的设计，示出了（a）横截面；（b）流体设备的底层的顶视图；（c）具有切除部分（cutout section）的流体设备的中间层的顶视图；（d）具有电极阵列的流体设备的顶层的顶视图，（附图未按比例（scale）绘制）；以及
图4示出了交越频率（cross-over frequency）相对于从高场区域进行DEP吸引/排斥的流体电导率的图表，尤其是B megaterium QM B1551孢子的交越频率的测量值。（将交流电压施加在齿形（castellated）电极上；其中误差棒（error bars）不可见，它们位于数据点中）。
具体实施方式
孢子聚集、捕获和检测腔的设计
这种芯片实验室设备的主要部件是腔，在其中，在抗体捕获之后进行DEP聚集，然后进行全息检测。使用电流体动力学（EHD）效应和DEP力的组合，进行孢子聚集。适应两个原则的设计实施为如图1a中示意性所述的设备。
图1a示出了孢子聚集腔，其集成了电极和全息图。由于来自电极阵列的EHD效应所形成的流体流动是环形（circular）的，环形旋转的直径与电极尺寸（50μm）的比例相同。认为电极的设置是叉指阵列（interdigitated array）或者齿形阵列（castellated array）。
通过负DEP和EHD效应的组合将悬浮的孢子下推朝向全息图表面，负DEP作用以将孢子从顶部电极排斥出去，而电渗力（electroosmostic force）作用以在液体体积中形成孢子的环形流，并且将孢子沉积在对应于电极中部的区域中—由图1a的虚线所示。由于在邻近电极的液体中存在电热梯度，从而产生该环形流。同时，重力效应也将使得孢子向下漂流朝向全息图表面。还可以考虑全息图位于电极表面顶部，而由正DEP下拉孢子的备选设计。然而，电极与聚合物水凝胶的组合将引起一些并发症（complcations）。如果使用金电极，全息图信号将不明显（visible），而电极上的电荷可能对全息图的膨胀或收缩有影响。
使用位于电极和全息图之间的SU8环氧薄片层以限定腔高度为50μm。还可以密封孢子聚集腔，并且防止孢子悬浮液的快速干燥。
备选结构是位于导电性氧化铟锡（ITO）上的全息图结构或涂覆有载玻片（glass slide）的金的结构，或者形成（fabricated）在玻璃上的导电金环的全息图的结构。全息图成功地形成在标准尺寸的涂覆有载玻片的ITO上，并且6mm直径的全息图形成在金环电极的顶部。然而，由于粘连不如在玻璃表面上牢固，在向ITO表面或金电极（即使使用硫醇金）施加正电荷或负电荷期间，或者在延长的时间阶段（~1个月）之后，发生水凝胶的剥离。此外，由于金的反射性，全息图的暴露是困难的。
使用高频率（~20MHz）和高电导率（>12.5mS/m），以有助于形成大的负DEP力。选择电极尺寸，因为DEP和EHD效应发生在电极的长度尺度（length-scale）上。还可以选择电极在孢子尺寸的幅度的一个数量级内。
图1b示出了3层流体设备的i）顶视图和ii）侧视图，其中叉指电极阵列连接至交流电源（AC supply）。经由10nm厚的钛粘合层将100nm厚的铂电极形成在载玻片上，以形成具有40μm电极间隔的叉指电极阵列。
在孢子聚集之后，将在全息图表面进行孢子的抗体捕获。图2示出了用于进行抗体固定的设置。
抗体可以固定在电极之间、电极之上（在ITO电极的情况下），或者位于全息图的聚合物水凝胶表面上。可以与电荷施加同时地，或者在施加电荷之后的潜伏阶段期间，进行抗体捕获。如图1a中所示，孢子可以沉积在对应于电极中部的区域中。因而，在该区域中进行抗体捕获可以实现最高的捕获量。在抗体捕获之后，可以开始孢子晶核化（germination），并且可以进行全息图检测。
设备组装和包装
所推荐的设计用于三层流体设备的结构：
第一层包括形成在载玻片上的直径为6mm的聚{HEMA-coEDMA（6mol％）-co-MAA（5mol％）}全息图。
使用具有切割成平行四边形形状的区域且高度为50μm的第二聚二甲基硅氧烷（PDMS）层，以形成聚集腔（允许全息图厚度的足够高度）。可选择地，在包含全息图的下载玻片（lower slide）上形成光刻胶（photoresist）环氧SU8（美国马萨诸塞州的牛顿市的MicroChem Corp （MicroChem Corp,Newton,MA）），其高度为50μm（通过旋涂，随后以200℃加热30分钟进行形成，用于实现与玻璃的粘合）。
第三层包括载玻片或环氧层，其上形成有铂或氧化铟锡电极的齿形电极阵列。
随后通过使用夹具的压力将三层组件固定在合适的位置，或者使用环氧粘合剂将它们永久地粘合在一起。
计算总腔容积为0.218ml，（假设基于10μm的全息图厚度，腔内的全息图容积为0.07ml）。借助于流体端口（fluidic port）将样本和晶核洗涤引入流体腔内。然而，在抗体捕获和全息检测的设备操作期间，液体是静态的。图3中示出了流体设备的设计布局：图3示出了流体捕获－培养设备的设计，示出了（a）横截面；（b）流体设备的底层的顶视图；（c）具有切除部分的流体设备的中间层的顶视图；（d）具有电极阵列的流体设备的顶层的顶视图，（附图未按比例绘制）。
该设计将介电泳以及抗体捕获集合在一个设备中。抗体捕获对于孢子细胞聚集并非必须，然而，其可能用于与全息图集成，因为随后可以直接在全息图表面上捕获孢子以增加检测灵敏度。还将增加另一专用层。
已经使用最终系统的简化模型，在其中实施捕获和晶核化，而无需任何流体流动，其起始体积在μl的范围内。
B.megaterium QMB 1551孢子的介电泳（DEP）性能的特征
虽然细胞诸如酵母的介电性能已经熟知，但是尚未知晓孢子的介电泳性能。因而，需要在介电泳捕获之前，实施B.megaterium QMB 1551孢子的特征表示。这可以通过视觉地监视B.megaterium QMB 1551孢子对于所施加电场的频率改变的响应而进行。
图4示出了在对应DEP力为零的频率的每个电导率值的交越频率（此时DEP力＝0）的测量——在规划线（plotted line）的上方的频率处发生负DEP，而在规划线的下方的频率处发生正DEP。
在DEP力方程中：
FDEP＝2πR3εm{Re[K(w)]}ΔE2
其中E是电场，R是微粒半径，εm是流体的绝对介电常数，而K(w)是Clausius-Mossotti函数（广义地，微粒相对于流体的极化ot作为频率w的函数）。
当Clausius-Mossotti函数的实数部分（real part）Re[K(w)]>0时，出现正DEP，而当Re[K(w)]<0时，出现负DEP。
交越频率值将取决于孢子的中间电导率（medium conductivity）和介电性能。由于流体运动引起的湍流，较高电导率时的值更接近（approximate）。存在恒定的交越频率值直到12.4mS/m，在该点处交越频率迅速减小。
孢子细胞的介电泳行为与具有单壳的介电理论预测相关。图形形状也类似于由酵母细胞的介电泳行为得到的图形。
根据图4的图形，可以发现使用0.5mM缓冲液的正负DEP之间的交越频率为5.6MHz。
孢子的基本聚集模式具有吸引至电场强度最大值并且从电场强度最小值排斥的微粒。对于负DEP，孢子以三角形聚集在电极指状物（fingers）之间的湾部（bays）中，而对于正DEP，孢子沿着高电场强度的区域中的场线而聚集在电极尖端。
重要的是，未见孢子晶核化是在试验过程期间（10分钟）施加静电电荷或者在随后20分钟期间的结果，这缓解了这种问题。假设几乎瞬时地（<1s）将孢子在所见的DEP聚集图案对齐，那么该方法将比抗体捕获和电场方法更快。然而，在撤除交流频率时，孢子在电解液中返回它们通常的分布。因而，齿形电极阵列可以形成在玻璃上，并且与固定抗体组合。因而，最初可以发生通过DEP的孢子聚集，随后抗体捕获位于固定抗体层附近的孢子。为了发生持续增加孢子聚集，可以结合抗体捕获而使用交流介电泳聚集的重复循环。溶液中未捕获的细胞的流逝，通常是DEP细胞聚集期间的速率限制步骤；因而，需要使用抗体捕获以允许凝集。
本发明的实施方式的应用包括但不局限于用于检测孢子晶核化，例如使用抗体捕获、原位晶核化和全息图检测的组合。可以将用于捕获的固定抗体、用于介电泳（DEP）操作孢子的电极、聚合物全息图以及流体通道集成在一个设备中。
毫无疑问，本领域技术人员可以知晓许多其他有效的备选方案。应当理解，本发明不局限于所述实施方式，并且包括位于随附的权利要求的精神和范围内的、对于本领域技术人员而言显然的修改方案。
Claims (20)
1.一种用于感测生物微粒的微流体传感器，该微流体传感器包括用于在三维上进行微粒聚集的微粒聚集设备，该传感器设备包括：
承载用于运载承载所述用于聚集的微粒的导电流体的微流体通道或腔的基底，其中，所述通道具有：
在所述通道或腔上间隔开的用于在其间形成电场的第一电极和第二电极；以及
位于所述通道或腔的内表面上的用于与所述流体接触以选择性的感测所述微粒的感测表面；以及
其中，所述微粒聚集设备包括用于施加穿过所述电极的交流电压，以使得所述微粒流动经过所述感测表面，并且在邻近或远离所述感测表面的三维上聚集所述微粒的器件。
2.根据权利要求1所述的微流体传感器，其中，所述基底限定了所述传感器的侧面，并且其中，所述微粒聚集设备配置为以在垂直于所述侧面的方向上聚集所述微粒。
3.根据权利要求2所述的微流体传感器，其中，所述通道或腔具有在垂直于所述侧面的所述方向上间隔开的上表面和下表面，所述上表面相比于所述下表面更远离所述基底，并且其中，所述电极之一或两者设置在所述上表面上或邻近所述上表面。
4.根据前述任意一项权利要求所述的微流体传感器，其中，所述表面邻近所述电极或与所述电极相对。
5.根据前述任意一项权利要求所述的微流体传感器，其中，所述电极设置在所述通道或腔的同一侧上，并且其中，所述电极之间的缝隙与从一个所述电极到所述感测表面的距离相同，至从一个所述电极至所述感测表面的所述距离的50％以内。
6.根据前述任意一项权利要求所述的微流体传感器，其中，所述微粒的平均最大尺寸在0.5至200μm的范围之间。
7.根据权利要求6所述的微流体传感器，其中，所述流体是水溶流体，并且其中，所述微粒包括在所述水溶流体中的油滴，所述油滴包括生物实体。
8.根据前述任意一项权利要求所述的微流体传感器，其中，所述感测表面包括聚合物感测表面，配置成提供基于抗体/抗原的表面感测反应。
9.根据前述任意一项权利要求所述的微流体传感器，其中，用于施加所述交流电压的所述器件包括以大于100KHz，优选大于1MHz的频率施加所述电压的器件。
10.根据前述任意一项权利要求所述的微流体传感器，其中，所述感测表面配置成提供光学可检测的感测反应，其中，所述感测表面提供在所述电极之一上，并且其中，所述电极之一基本上是透明的。
11.根据前述任意一项权利要求所述的微流体传感器，其中，所述感测表面包括全息图。
12.根据前述任意一项权利要求所述的微流体传感器，其中，所述施加穿过所述电极的交流电压的器件配置成同时执行：
i）在所述流体中电流体动力学地产生对流电流流动；以及
ii）通过介电泳吸引或排斥所述微粒至或远离通过穿过所述电极的所述交流电压所产生的电场增强的区域，以在所述流体中进行所述微粒的3D聚集；以及
其中，所述对流电流流动和3D聚集增加了朝向所述传感器的感测表面的所述微粒聚集。
13.一种在微流体设备中使用3D微粒聚集进行微粒感测的方法，所述微流体设备包括承载所述微粒的导电流体，该方法包括：施加穿过包括承载所述微粒的导电流体的所述微流体设备的通道或腔内的一对电极的交流电压，以同时进行：
i）在所述流体中电流体动力学地产生对流电流流动；以及
ii）通过介电泳吸引或排斥所述微粒至或远离通过穿过所述电极的所述交流电压所产生的电场增强的区域以在所述流体中进行所述微粒的3D聚集；以及
其中，所述对流电流流动和3D聚集增加了朝向所述传感器的感测表面的所述微粒聚集。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述感测表面设置在远离所述电极的所述流体的对流通路中，并且其中，所述交流电压选择为以排斥所述流体中的所述微粒远离所述电极。
15.根据权利要求13所述的方法，其中，所述感测表面包括与所述电极中的一个透明电极邻近的光学反应表面，并且其中，所述交流电压选择成吸引所述流体中的所述微粒远离所述电极。
16.根据权利要求13、14或15所述的方法，其中，所述微粒包括在水溶性的所述流体中的油滴。
17.根据权利要求13、14或15所述的方法，其中，所述微粒包括生物实体，所述生物实体的平均最大尺寸大于0.5μm。
18.根据权利要求13至17中任意一项所述的方法，其中，所述电极之间的缝隙等于一个所述电极至所述感测表面的距离，到从一个所述电极至所述感测表面的所述距离的+/-50％。
19.一种在微流体设备中使用3D微粒聚集进行微粒感测的系统，所述微流体设备包括承载所述微粒的导电流体，该系统包括：
用于穿过包括承载所述微粒的导电流体的所述微流体设备的通道或腔内的一对电极施加交流电压的器件，以同时执行：
i）在所述流体中电流体动力学地产生对流电流流动；以及
ii）通过介电泳吸引或排斥所述微粒至或远离通过穿过所述电极的所述交流电压所产生的电场增强的区域以在所述流体中进行所述微粒的3D聚集；以及
其中，所述对流电流流动和3D聚集增加了朝向所述传感器的感测表面的所述微粒聚集。
20.一种用于感测生物微粒的微流体传感器，该微流体传感器包括用于在三维上进行微粒聚集的微粒聚集设备，该传感器设备包括：
承载用于运载承载所述用于聚集的微粒的导电流体的微流体通道或腔的基底，其中，所述通道具有：
在所述通道或腔上间隔开的用于在其间形成电场的第一电极和第二电极；以及
位于所述通道或腔的内表面上的用于与所述流体接触以选择性的感测所述微粒的感测表面；以及
其中，所述微粒聚集设备包括用于施加穿过所述电极的交流电压，以使得所述微粒流动经过所述感测表面，并且在邻近或远离所述感测表面的三维上聚集所述微粒的器件；以及
其中，所述感测表面配置成提供光学可检测的感测反应，其中，所述感测表面提供在所述电极之一上，并且其中，所述电极之一基本上是透明的。
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