CN105408747A - 谐振器传感器模块系统和方法 - Google Patents

谐振器传感器模块系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105408747A
CN105408747A CN201480028838.XA CN201480028838A CN105408747A CN 105408747 A CN105408747 A CN 105408747A CN 201480028838 A CN201480028838 A CN 201480028838A CN 105408747 A CN105408747 A CN 105408747A
Authority
CN
China
Prior art keywords
resonator
sensing
module
switch
output signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201480028838.XA
Other languages
English (en)
Inventor
约翰·马克·蒂舍尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rapid Diagnostek Inc
Original Assignee
Rapid Diagnostek Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rapid Diagnostek Inc filed Critical Rapid Diagnostek Inc
Publication of CN105408747A publication Critical patent/CN105408747A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/54366—Apparatus specially adapted for solid-phase testing
    • G01N33/54373—Apparatus specially adapted for solid-phase testing involving physiochemical end-point determination, e.g. wave-guides, FETS, gratings
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N22/00—Investigating or analysing materials by the use of microwaves or radio waves, i.e. electromagnetic waves with a wavelength of one millimetre or more
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/02—Analysing fluids
    • G01N29/022—Fluid sensors based on microsensors, e.g. quartz crystal-microbalance [QCM], surface acoustic wave [SAW] devices, tuning forks, cantilevers, flexural plate wave [FPW] devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/02—Analysing fluids
    • G01N29/036—Analysing fluids by measuring frequency or resonance of acoustic waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/24—Probes
    • G01N29/2437—Piezoelectric probes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/30—Arrangements for calibrating or comparing, e.g. with standard objects
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/557—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor using kinetic measurement, i.e. time rate of progress of an antigen-antibody interaction
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/01—Indexing codes associated with the measuring variable
    • G01N2291/014—Resonance or resonant frequency
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/025—Change of phase or condition
    • G01N2291/0255—(Bio)chemical reactions, e.g. on biosensors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/025—Change of phase or condition
    • G01N2291/0256—Adsorption, desorption, surface mass change, e.g. on biosensors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04—Wave modes and trajectories
    • G01N2291/042—Wave modes
    • G01N2291/0426—Bulk waves, e.g. quartz crystal microbalance, torsional waves

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

公开了一种谐振器传感器模块。谐振器传感器模块包括含有用于分析物材料的结合位点的一个或多个感测谐振器、不含用于分析物材料的任何结合位点的一个或多个参考谐振器、模块接口、以及一个或多个开关，每个该开关包括可操作地连接一个或多个感测谐振器中的至少一个和模块接口的第一位置和可操作地连接一个或多个参考谐振器中的至少一个和模块接口的第二位置。

Description

谐振器传感器模块系统和方法
本申请要求2013年5月23日提交的美国临时申请号为61/826,920、题名为“谐振器传感器模块及使用该谐振器传感器模块的系统和方法”的申请的优先权，上述申请的公开内容通过引用以其全部内容并入本文。
技术领域
本发明涉及到测量和测试，并且更具体地涉及谐振器传感器和用于响应于传感器暴露于某些材料来诊断测量或测试的相关联的装置。
背景技术
压电装置例如薄膜体声波谐振器(TFBAR)和类似的技术像石英晶体微天平(QCM)用作质量检测器已有一段时间。压电谐振器的一个应用是检测非常少量的材料。在这样的应用中用作传感器的压电谐振器有时被称为“微天平”。压电谐振器典型地构造为夹在两个电极层之间的薄的平面的晶体或多晶压电材料层。当用作传感器时，谐振器被暴露于待检测的材料以允许材料结合在谐振器的表面上。
检测结合在谐振器的表面上的材料的量的一种传统方法是将谐振器作为振荡器在其谐振频率操作。由于待检测的材料结合在谐振器表面上，所以谐振器的振荡频率降低。测量推测是由材料在谐振器表面上的结合而引起的谐振器的振荡频率的这种变化，并将其用来计算结合在谐振器上的材料的量或材料在谐振器的表面上累积的比率。
压电谐振器在空气中作为材料传感器的灵敏度理论上与谐振频率的平方成正比。参见，例如，G·绍尔布赖，物理学杂志(ZeitschriftfirrPhysik)155(2)：206-222。因此，根据普遍石英晶体谐振器的材料传感器的灵敏度受它们的相对低的振荡频率限制，其振动频率通常从几个MHz到约100MHz的范围变动。薄膜谐振器(TFR)技术的发展可能产生具有显著提高的灵敏度的传感器。薄膜谐振器可以通过在基板上沉积压电材料——例如AIN或ZnO——的薄膜来形成。由于薄膜谐振器中压电层的小厚度，其在几个微米的数量级，薄膜谐振器的谐振频率在1GHz的数量级。高谐振频率和相应的高灵敏度使得薄膜谐振器可用于材料感测应用。
发明内容
在一个方面，本发明提供一种谐振器传感器模块，该谐振器传感器模块包括含有用于分析物材料的结合位点的一个或多个感测谐振器、不含用于分析物材料的任何结合位点的一个或多个参考谐振器、模块接口、以及每个包括第一位置和第二位置的一个或多个开关，该第一位置可操作地连接一个或多个感测谐振器中的至少一个与模块接口，该第二位置可操作地连接一个或多个参考谐振器中的至少一个与模块接口。
在一些实施例中，谐振器传感器模块可以被包括在谐振器传感器系统中，该系统用于测量存在于流体样品中的分析物材料的相互作用的结合动力学。系统还包括通过模块接口可操作地连接到谐振器传感器模块的测量装置。测量装置包括配置为驱动一个或多个感测谐振器和一个或多个参考谐振器进行振动的驱动电路、配置为测量表示一个或多个感测谐振器和一个或多个参考谐振器的振动的谐振特性的一个或多个谐振器输出信号的测量电路、以及可操作地连接到驱动和测量电路的控制器。
在另一个方面中，本发明提供一种用于测量存在于流体样品中的分析物材料的相互作用的结合动力学的方法。该方法包括提供包括一个或多个感测谐振器、一个或多个参考谐振器、模块接口，以及开关的谐振器传感器模块。一个或多个感测谐振器包括用于分析物材料的结合位点和一个或多个参考谐振不含用于分析物的任何结合位点。该方法进一步包括将开关定位在第一位置以便一个或多个感测谐振器可操作地连接到模块接口。在将一个或多个感测谐振器和一个或多个参考谐振器暴露于流体样品之前，方法包括通过模块接口开始一个或多个感测谐振器的操作，以便一个或多个感测谐振器产生表示一个或多个感测谐振器的谐振特性的至少一个传感器输出信号。方法进一步包括根据至少一个传感器的输出信号中的特性变化的检测来自动地检测流体样品向一个或多个感测谐振器的引入；将开关定位在第二位置以便一个或多个参考谐振器可操作地连接到模块接口；以及通过模块接口开始一个或多个参考谐振器的操作，以便一个或多个参考谐振器产生表示一个或多个参考谐振器的谐振特性的至少一个参考输出信号。响应于流体样品的引入的检测，该方法包括开始分析物材料与一个或多个感测谐振器的结合动力学的自动的测量。
本发明的这些以及其它方面将从下面的具体实施方式中显而易见。然而，在任何情况下，上述发明内容不应被理解为是对要求保护的主题的限制，主题仅通过所附的权利要求限制，因为在审查期间可以进行修改。
附图说明
贯穿整个说明书，参考了附图，附图中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：
图1A是包括测量装置和谐振器传感器模块的谐振器传感器系统的一个实施例的示意图；
图1B是具有从测量装置分离的谐振器传感器模块的图1A的系统的示意图；
图2A-C是说明了谐振器传感器系统的实施例的操作原则的示意图；
图3是谐振器传感器模块的一个实施例的示意图；
图4是谐振器传感器模块的另一个实施例的示意图；
图5是谐振器传感器系统的另一个实施例的示意图；
图6是谐振器传感器系统的另一个实施例的示意图。
具体实施方式
总体上，本发明描述了谐振器传感器模块的各种实施例，在一些实施例中，谐振器传感器模块包括配置为在两个或多个谐振器传感器之间选择的一个或多个开关。在一些实施例中，一个或多个开关用来在一个或多个感测谐振器和一个或多个参考谐振器之间选择。此外，在一些实施例中，一个或多个开关可以被集成到谐振器传感器模块中。
包括开关的谐振器传感器模块可以提供几个优点。例如，设计为与谐振器传感器模块相连接的谐振器传感器系统的驱动和测量电路可以通过要求单一的一组驱动和测量电路来驱动和测量两个或多个谐振器而简化。谐振器传感器模块内的开关的实施方式也可以增加差分谐振器测量的精确度，其中在多个测量电路中的甚至小的差异可以造成测量值中的显著误差。此外，一个或多个开关也可以提高以高谐振频率进行差分谐振器测量的精确度，其中在与两个或多个谐振器的电连通性中的甚至小的差异可以造成测量值中的显著误差。这些电连通性方面的差异可以通过驱动和测量电路和谐振器之间的连接的温度差引起，或驱动或测量电路和谐振器之间的连通性方面的变化通过来自操作环境的正常磨损或污染引起。一个或多个开关也可以用来验证电连通性和仪表准确性。总之，在所描述的谐振器传感器模块中使用一个或多个开关可以提供更强健和可靠的与测量装置的连接，从而提供现实使用环境中更精确的测量。
现在转向附图，谐振器传感器模块的各种实施例的部件，以及利用这样的模块的系统和方法被示出。在一些实施例中，这些系统可以在尺寸上相对小而便携的，以便它们能够在现场特定诊断测试应用中利用。在一些其它实施例中，系统可以配置用于在实验室环境中诊断测试。
图1A和1B是谐振器传感器系统100——其在所示实施例中是手持式或便携式系统——的示意图。系统100包括测量装置102，该测量装置102能够通过在互连器104与谐振器传感器模块110相连接。系统100可以用于需要现场诊断测试的点。尽管系统100被描绘为是便携式的，但是，在一些实施例中，系统可以在实验室工作台或在更永久的配置中利用。尽管在图1A-B中未示出，但是系统100可以包括用于连接到互联网或以其他方式传送信息的装置和电路，比如一个或多个USB端口、无线连接等等。
在一些实施例中，互连器104可以包含数据存储装置，比如只读存储器(ROM)或闪速电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)。数据存储装置可以通过包括当系统100关联到谐振器传感器模块110时允许仪器理解系统100的特定用途的软件或识别信息来起到将仪器设置用于特定市场应用的作用。例如，只读存储器可以包含用于涉及模块110的输出信号的仪器的解释性逻辑的基本信息或算法指令，其可以用来限制系统100到特定应用，例如仅限制于使用在以下应用中的一个：兽医应用、毒理学应用、滥用药物的应用、转基因(GMO)谷物的应用。
数据存储装置也可以包含传感器类型特定的信息，比如如在生产后测试过程中确定的模块110的一个或多个谐振器的一般频率范围或近似谐振频率。例如，当新的传感器连接到仪器时，这个信息可以减少传感器检测和校准设置时间。在相关实施例中，数据存储装置包含通过在工厂为传感器单独确定的查询代码索引的校准修正常数的查找表。在各种其它实施例中，查找代码可以通过印刷标签、条形码标签、或使用射频识别(RFID)标签来提供。
在一些实施例中，模块110可以包括只读存储器(ROM)或具有针对单独传感器模块的它自己的特定校准常数的小闪存装置。这个数据可以基于对从制造批次——其中单个模块110被制造——中取得的代表性样品执行的出厂校准提供。
在一些实施例中，系统100配置有网络接口装置和相关联的固件/驱动器，其使系统能够自动地开始网络查询以获得用于特定传感器模块的校准常数。本实施例消除了对保持本地校准数据的需要。相反地，当新的谐振器传感器模块被附接时，仪器确定与特定传感器模块(使用射频识别(RFID)、条形码扫描等等)相关联的序列号，并且使用那个信息以形成它的查询。具有特定传感器校准数据的数据库可以被存储在位于实验室设施、或远程(例如，在制造商的工厂)的服务器上，在这种情况下，进行查询的网络是广域网(WAN)，比如因特网。
谐振器传感器模块110包括一个或多个谐振器，例如本文更详细地描述的体声波装置。在各种实施例中，模块110可以或可以不包括与一个或多个谐振器相连接的电路。例如，在一些实施例中，配置为驱动一个或多个感测谐振器和一个或多个参考谐振器进行振动的驱动电路可以被合并到模块110中。在一些实施例中，配置为测量表示一个或多个感测谐振器和一个或多个参考谐振器的振动的谐振特性的一个或多个谐振器输出信号的测量电路——包括模拟数字转换——也可以被合并到模块110中。在一些实施例中，驱动和/或测量电路设置在测量装置102中。
谐振器传感器模块110可以通过互连器104和模块接口(例如，图3的接口330)可操作地连接到测量装置102。一旦完成检测和测试，模块110就可以从装置102脱离且重调节用于额外的测试或处理。
任何合适的技术可以与图1A-B的系统100一起用于检测测试材料。例如，图2A和2B示出了用作传感器以检测分析物的体声波压电谐振器220的一般操作原理。这样的谐振器可以被包括在本文所描述的谐振器传感器模块中，例如，模块110。谐振器220典型地包括被形成谐振器的电极的两个各自的金属层结合在相对侧上的压电材料的平面层。当谐振器被谐振器的谐振频带内的信号驱动时，谐振器的两个表面可以自由进行振动运动。当谐振器220用作传感器时，它的表面中的至少一个适合于提供待检测的材料的结合位点。谐振器的表面上的材料的结合改变谐振器的谐振特性，并且谐振特性的变化被检测到且被解释以提供关于待检测的材料的定量信息。
举例来说，这样的定量信息可以通过检测由谐振器的表面上待检测的材料的结合造成的谐振器的插入相位偏移的变化而获得。这样的传感器不同于将谐振器作为振荡器运行且监控振荡频率的变化的那些。相反地，这样的传感器在预先选择的频率的信号路径中插入谐振器且监控由谐振器的表面上待检测的材料的结合造成的插入相位偏移的变化。
更详细地，图2A示出了在待检测的材料结合到它的表面222之前的谐振器220。所描绘的谐振器220电连接到信号源201，该信号源201提供具有在谐振器的谐振频带内的频率的输入信号207。输入电信号207被耦合到谐振器220，并且传输通过谐振器以提供谐振器输出信号208。在一些实施例中，输出信号208与输入信号207是同样的频率，但是相位与输入信号相差相位偏移Φ1，其取决于谐振器的压电特性和物理尺寸。输出信号208被耦合到提供与插入相位偏移有关的相位信号的相位检测器206。
图2B示出了具有结合在其表面222上的待检测的材料的谐振器220。相同的输入信号207被耦合到谐振器220。因为谐振器220的谐振特性通过作为扰动的材料结合而改变，所以输出信号209的插入相位偏移改变到Φ2。由材料的结合造成的插入相位偏移的变化通过相位检测器206检测。所测量的相位偏移变化与结合在谐振器的表面上的材料的量有关。
图2C示出了测量谐振器的插入相位的替代。在信号源201和含接地的相对电极的谐振器220之间添加定向耦合器203。相位检测器206配置为测量由于结合到谐振器表面的材料造成的反射系数的相位偏移。
这个相位检测方法可以与不同谐振频率——例如，约500MHz或更高的频率，诸如约700MHz或更高、约900MHz或更高、约1GHz或更高、1.5GHz或更高、约1.8GHz或更高、约2GHz或更高、2.2GHz或更高、2.5GHz或更高、约3GHz或更高、或约5GHz或更高——的压电谐振器一起有利地使用。在实施例中，压电谐振器具有从约500MHz到约5GHz(比如从约900MHz到约3GHz，或从约1.5GHz到约2.5GHz)的谐振频率。
本文所描述的谐振器是薄膜谐振器。薄膜谐振器包括沉积在基板上的压电材料的薄层，而不是使用例如AT切石英(AT-cutquartz)。压电膜典型地具有小于约5微米(比如小于约2微米)的厚度，并且可以具有小于约100纳米的厚度。在一些实施例中，薄膜谐振器可以是优选的，因为它们高的谐振频率和理论上更高的灵敏度。根据应用，可以形成支持纵向或剪切体声波谐振模式的薄膜谐振器。在一些实施例中，形成支持剪切体声波谐振模式的谐振器，因为它们可以更适合于在液体样品中使用。
在以下专利中描述了关于可以采用TFR的传感器装置和系统的其它细节，例如在1999年8月3日公告的德雷斯等人的美国专利号为5,932,953、题名为“用于使用压电谐振器检测材料的方法和系统”的专利以及2013年4月2日公告的乔哈尔等人的美国专利号为8,409,875、题名为“用谐振传感器测量结合动力学”的专利中。
TFR传感器可以用任何适合的方式并且由任何适合的材料制成。举例来说，谐振器可以包括基板(例如硅晶片或蓝宝石)、布拉格镜面层或其他适合的隔音装置、底部电极、压电材料以及顶部电极。
任何适合的压电材料可以在TFR中使用。适合的压电基板的示例包括钽酸锂(LiTa03)、铌酸锂(LiNb03)、氧化锌(ZnO)、氮化铝(A1N)、锆钛酸铅(PZT)等等。
电极可以由任何适合的材料制成，例如铝、钨、金、钛、钼、等等。电极可以通过气相沉积来沉积或可以通过任何其它适合的过程来形成。
一个或多个谐振器可以通过其它装置设置或形成在基板上以提供谐振器传感器模块。例如，图3是谐振器传感器模块310的一个实施例的示意图。如图3中所示，模块310包括谐振器320a和320b、模块接口330、和开关340。开关340包括将谐振器320a可操作地连接到模块接口330的第一位置342，和将谐振器320b可操作地连接到模块接口的第二位置344。
谐振器320a-b可以包括任何合适的谐振器，例如，表面声波、剪切模式声波、弯曲平板波、体声波、或剪切模式体声波谐振器。在一些实施例中，谐振器320a可以是包括用于分析物材料的结合位点的感测谐振器，且谐振器320b可以是不含分析物材料的任何结合位点的参考谐振器。并且尽管只有两个谐振器320a-b在图3中被示出，但是一些实施例可以包括三个、四个、五个、或更多个谐振器。在这样的实施例中，一个或多个感测谐振器和一个或多个参考谐振器可以被包括，如本文进一步所描述的。
在一些实施例中，模块310可以包括一个或多个印刷电路板(PCB)，其中一个或多个谐振器安装在其上。两个或更多个谐振器的紧密接近可以确保谐振器在材料感测操作过程中经受大体上相同的环境条件。使用一个或多个感测谐振器和一个或多个参考谐振器可以提供更准确的谐振位移测量且抵消在材料感测操作过程中的环境影响。
在一些实施例中，模块310可以包括利用两个大体上不同的PCB的背靠背的PCB配置。在一种方法中，在一个PCB上的谐振器位于偏离中心而另一个PCB上的谐振器居中。在这种配置中，参考和感测谐振器可以仍然具有其间足够的距离以减少两个谐振器之间的串扰。在本发明的另一个方面中，两个PCB上的谐振器被构造为使背靠背的PCB配置导致参考和感测谐振器直接地相对。
在一些实施例中，感测谐振器被与参考谐振器不同的材料涂覆，这取决于待检测的材料。通过改变谐振器上的涂层，所公开的系统可以允许化学和/或生物材料的各种诊断测试的普遍使用，而不改变任何其它系统的结构部件。用于化学和/或生物材料的谐振偏移检测的传感器有效地允许各化学和/或生物材料检测的快速响应时间、现场检测能力、小样品大小、经最低限度培训的人员、低的直接和间接成本、和电子可传送的数据。
返回到图3，模块接口330可以包括用于将谐振器传感器模块310可操作地耦合或连接到其它装置(例如，如本文进一步所描述的图5的测量装置502)的任何合适的接口。通常，模块接口330可以包括可以提供到其它装置的电、光、或其它类型的连接任何合适的连接器。模块接口330可以以任何合适的方式配置且包括任何合适数量的连接或端子。在一些实施例中，模块接口330可以包括多个触头。模块接口330也可以配置为将模块310接地。
图3的谐振器传感器模块310还包括一个或多个开关340。尽管图3包括单个开关340，但是模块310可以包括任何合适数量的开关。此外，开关340可以包括任何合适类型的一个开关或多个开关，例如，反射多端口微波开关、射频开关、PIN二极管、吸收或反射式机械开关、吸收或反射式PIN二极管开关、吸收或反射式场效晶体管(FET)或双极型晶体管(BJT)开关、基于射频集成电路(RFIC)的吸收或反射式开关、多路转换器、或它们的组合。
在一些实施例中，开关340可以通过控制器(例如，图5的控制器570)或其它合适的装置来控制，以便它可以被定位在第一位置342或第二位置344。这样的控制器可以通过模块接口330和传输线334将一个或多个信号引导到开关340。尽管示出为具有第一和第二位置342、344，但是开关340可以包括任何合适数量的位置，例如，三个或更多个位置。
开关340的第一个位置342可操作地连接谐振器320a和模块接口330，且第二位置344可操作地连接谐振器320b和模块接口。例如，在一些实施例中，第一位置342可操作地连接谐振器320a和模块接口330，以便能量(例如，电能)可以在谐振器和模块之间流动。这样的连接通过传输线332和314发生。然而当开关处于第二位置344时，谐振器320b通过传输线路332和传输线路312可操作地连接到模块接口330，以便能量可以在谐振器和模块之间流动。能量可以因此通过传输线316从谐振器320a-b中的一个或两个直接回到模块接口330。
谐振器传感器模块310可以设置或形成在任何合适的一个基板或多个基板上，例如，刚性或柔性有机PCB(环氧树脂玻璃、聚酰胺、蓝晶石酯、尼龙、聚四氟乙烯)或陶瓷基板(氧化铝、蓝宝石、硅、玻璃)，以及它们的组合。谐振器320a-b、开关340、模块接口330和传输线312、314、316、332和334可以使用任何合适的一种技术或多种技术在基板上形成。
在一些实施例中，谐振器模块310可以包括其它合适的装置，例如，图5的驱动电路550和测量电路560。在其它实施例中，谐振器传感器模块310包括实质上由以下部件组成的电气部件：一个或多个感测谐振器320a、一个或多个参考谐振器320b、模块接口330、和一个或多个开关340。
如在此所使用的，“有(现在时)”、“有(进行时)”、“包括(现在时)”，“包括(进行时)”，“包含(现在时)”，“包含(进行时)”等等以它们的开放式意义使用，并且总体上是指“包括，但不限于”。应该理解的是，术语“由......组成”和“实质上由......组成”被归入在术语“包含”等内。
“实质上由......组成”，当它涉及组合物、制品、系统、装置或方法时，意味着组合物、制品、系统、装置或方法仅包括组合物、制品、系统、装置或方法的所列举的部件或步骤，且可选择地包括，实质上不影响组合物、制品、系统、装置或方法的基本和新颖特性的其它部件或步骤。
如本文所提到的，本发明的谐振器传感器模块可以包括任何合适数量的谐振器。例如，图4是包括四个谐振器420a-d的谐振器传感器模块410的实施例的示意图。模块410还包括模块接口430，和将谐振器420a-d可操作地连接到模块接口的开关440。关于图3的模块310的谐振器320a-b、模块接口330、和开关340的所有设计考虑和可能性同样适用于图4的谐振器传感器模块410的谐振器420a-d、模块接口430、和开关440。
一个或多个谐振器420a-d可以包括感测谐振器，且一个或多个可以包括参考谐振器。尽管模块410包括平行配置的谐振器420a-d，但是可以使用任何合适的配置。此外，在一些实施例中，谐振器420a-d可以成对地设置以便感测谐振器与参考谐振器配对。
为了容纳增加的数目的谐振器420a-d，开关440可以是可操作地根据例如如本文进一步所描述的控制器(例如，图5的控制器570)提供的一个或多个控制信号来将一个或多个谐振器与模块接口430连接的多路转换器。
本文所描述的谐振器传感器模块的各种实施例可以与任何合适的测量装置使用，以提供用于测量存在于流体样品中的分析物材料的相互作用的结合动力学的谐振器传感器系统，例如，在美国专利号为8,409,875的专利中所描述的装置。例如，图5是包括谐振器传感器模块510和测量装置502的系统500的一个实施例的示意图。谐振器传感器模块510可以包括本文所描述的任何谐振器传感器模块，例如，图3的模块310。模块510包括模块接口530。关于图3的模块接口330的所有设计考虑和可能性同样适用于图5的模块接口530。
如图所示，测量装置502通过模块接口530可操作地连接到谐振器传感器模块510。尽管未示出，但是测量装置502可以包括用于将装置可操作地连接到模块接口530的任何合适的接口(例如，图1A-B的互连器104)。
装置502包括驱动电路550、测量电路560、以及可操作地连接到驱动和测量电路的控制器570。
驱动电路550配置为驱动模块510的谐振器(例如，图3的谐振器320a-b)进行如本文进一步所描述的振动。驱动电路550可以包括以这种方式驱动谐振器的任何合适的一个装置或多个装置，例如，合成器、独立的电流源、独立的电压源、电压控制振荡器(VCO)、逆波振荡器(BWO)、以及它们的组合。
驱动电路550配置为以任何合适的一个频率或多个频率驱动一个或多个谐振器。在一些实施例中，驱动电路550配置为以一个或多个谐振器的谐振频率驱动该一个或多个谐振器。在一些实施例中，驱动电路550配置为以第一频率驱动一个谐振器和以第二频率驱动第二谐振器。例如，谐振器传感器模块510可包括一个或多个感测谐振器和一个或多个参考谐振器。因此，驱动电路550将配置为以第一频率驱动一个或多个感测谐振器和以第二频率驱动一个或多个参考谐振器。在一些实施例中，第一频率大体上等于第二频率。在其它实施例中，第一频率不同于第二频率。
系统500还包括配置为测量表示模块510的一个或多个谐振器的振动的谐振特性的一个或多个谐振器输出信号的测量电路560。测量电路560可以包括测量这些输出信号的任何合适的一个装置或多个装置，例如，增益/相位检测器、放大器、滤波器、模拟转数字电路(ADC)、数字转模拟电路(DAC)、混频器、定向耦合器、射频(RF)接收器、以及它们的组合。
还包括在图5中所示的实施例的测量装置中的是控制器570。控制器570可操作地连接到驱动电路550和测量电路560。控制器570可以包括任何合适的一个装置或多个装置，例如，微处理器、微控制器、现场可编程门阵列(FPGA)、模拟控制电路、专用集成电路(ASIC)、计算机、以及它们的组合。在一些实施例中，控制器570可以包括硬件和软件的组合，比如由微处理器系统和实现控制器的功能的一组指令。在其它实施例中，控制器570可以实现为两者的组合，某些功能通过单独的硬件促成，和其它功能通过硬件和软件的组合来促成。可以使用各种合适的微处理器系统，包括但不限于，一个或多个微控制器、一个或多个数字信号处理器等等，连同如实现控制器的功能所需要的适当的接口电路、数据存储、功率调节系统等。
在一些实施例中，控制器570配置为执行如在美国专利号为5,932,953和8,409,875的专利中进一步所描述的各种测量功能。例如，在一些实施例中，控制器570配置为根据检测到感测谐振器输出信号中的特性变化(例如一个或多个感测谐振器的谐振频率)来检测进入与模块510的一个或多个感测谐振器中的至少一个接触的流体样品的引入。并且在一些实施例中，响应于检测到流体样品的引入，控制器570配置为开始测量分析物材料与一个或多个感测谐振器中的至少一个的结合动力学。
在一些实施例中，控制器570进一步配置为从以输出信号中的特性变化的发生时间为基准的时间参考起来监控一个或多个谐振器输出信号。此外，在一些实施例中，控制器570配置为检测一个或多个感测谐振器中的至少一个和一个或多个参考谐振器中的至少一个从以下特性组成的组中选择的谐振特性的阶跃变化：频率、反射或透射相位角、反射或透射振幅、或它们的任意组合。并且在一些实施例中，控制器570进一步配置为根据结合动力学来确定流体样品中分析物的浓度的度量。
控制器570进一步配置为将控制信号发送到开关(例如，图3的开关340)，以定位开关在第一位置或第二位置。控制信号通过模块接口530提供到开关。
任何合适的一种技术或多种技术可以与系统500和所公开的谐振器传感器模块一起使用，用于测量存在于流体样品中的分析物材料的相互作用的结合动力学，例如，在美国专利号为5,932,953和8,409,875的专利中所描述的技术。例如，参照图3的谐振器传感器模块310和图5的系统500描述了一种示例性技术。这样的技术可以包括提供谐振器传感器模块310，谐振器传感器模块310包括一个或多个感测谐振器320a、一个或多个参考谐振器320b、模块接口330、和一个或多个开关340。在一些实施例中，一个或多个感测谐振器320a可以包括用于分析物材料的结合位点，并且一个或多个参考谐振器320b不含用于分析物的任何结合位点。一个或多个开关340可以通过控制器570定位在第一位置342，以便一个或多个感测谐振器320a可操作地连接到模块接口530。
在将一个或多个感测谐振器320a和一个或多个参考谐振器320b暴露于流体样品之前，一个或多个感测谐振器可以通过模块接口330激活，以便一个或多个感测谐振器产生表示一个或多个感测谐振器的谐振特性的至少一个传感器输出信号。在一些实施例中，一个或多个感测谐振器320a和一个或多个参考谐振器320b可以使用驱动电路550以它们相应的谐振频率——彼此可能不同——操作。
根据至少一个传感器输出信号中的特性变化的检测的对一个或多个感测谐振器320a的流体样品的引入可以使用测量电路560和控制器570自动地检测。任何合适的特性变化可以被检测以确定流体样品的引入，例如，频率、透射或反射相位角、透射或反射振幅、或它们的任意组合。
开关340可以因此通过控制器570定位在第二位置344，以便一个或多个参考谐振器320b可操作地连接到模块接口330。一个或多个参考谐振器320b的操作通过模块接口330开始，以便一个或多个参考谐振器产生表示一个或多个参考谐振器的谐振特性的至少一个参考输出信号。
响应于流体样品的引入的检测，分析物材料与感测谐振器的结合动力学的自动的测量通过控制器570开始。在一些实施例中，开始结合动力学的自动的测量可以包括从以至少一个传感器的输出信号中的特性变化的发生时间为基准的时间参考起监控至少一个传感器输出信号和至少一个参考信号。在一些实施例中，以从检测到至少一个传感器输出信号中的特性变化为时间参考来自动地测量至少一个传感器输出信号的总变化量。此外，在一些实施例中，至少一个传感器的输出信号的特性变化的程度可以与阈值或值的目标范围比较，以便使误检被排除以自动地检测一个或多个感测谐振器320a的流体样品的引入。
在一些实施例中，流体样品中分析物的浓度的度量可以根据结合动力学由控制器570来确定。
如本文所提到的，测量装置的驱动电路、测量电路、和控制器可以包括测量谐振器的期望的特性的任何合适的一个装置或多个装置。例如，图6是包括谐振器传感器模块610和测量装置602的谐振器传感器系统600的一个示例性实施例的示意图。谐振器传感器模块610包括谐振器620a-b、模块接口630、和开关640。关于图3的谐振器传感器模块310的所有设计考虑和可能性同样适用于图6的谐振器传感器模块610。
通过模块接口630可操作地连接到谐振器传感器模块610的测量装置602包括配置为驱动谐振器620a-b进行振动的驱动电路、配置为测量表示谐振器的振动的谐振特性的一个或多个谐振器输出信号的测量电路、和可操作地连接到驱动和测量电路的控制器670。关于图5的测量装置502的所有设计可能性和考虑同样适用于图6的测量装置602。
在图6中所示的实施例中，驱动电路包括合成器652，该合成器652通过数据总线672可操作地连接到控制器670。任何合适的合成器可以用作合成器652。在一些实施例中，驱动电路可以包括能够驱动谐振器620a-b进行如本文所述的振动的任何合适的能量源。此外，驱动电路可以包括帮助驱动谐振器620a-b进行振动的其它合适的装置，例如，合成器、独立电流源、独立电压源、电压控制振荡器(VCO)、逆波振荡器(BWO)、以及它们的组合。
装置602的测量电路包括通过信号线684和686可操作地连接到多路转换器664的增益/相位检测器662。多路转换器664通过信号线688可操作地连接到ADC666，并且通过数据线676可操作地连接到控制器670。ADC666通过数据总线668可操作地连接到控制器670。测量电路可以包括帮助测量表示谐振器620a-b的振动的谐振特性的一个或多个谐振器输出信号的任何合适的装置，例如，增益/相位检测器、放大器、滤波器、模拟转数字电路(ADC)、数字转模拟电路(DAC)、混频器、定向耦合器、射频接收器、以及它们的组合。
尽管未示出，但是测量装置602可以包括将装置602可操作地连接到谐振器传感器模块610的模块接口630的任何合适的接口，例如，图1A-B的互连器104。
在一个示例性实施例中，控制器670——其可操作地连接到驱动和测量电路——将线672上的控制信号677发送到合成器652以提供测量的至少一个传感器输出信号的特性变化。合成器652产生导向定向耦合器654的线656上的第一输入信号690。任何合适的一个耦合器或多个耦合器可以用于定向耦合器654。
第一输入信号690的至少一部分穿过定向耦合器654，以提供导向模块接口630的线658上的第二输入信号691。模块接口630反过来沿线632引导第二输入信号691到开关640。开关640配置为当开关处于第一位置642时通过传输线614将模块接口630可操作地连接到谐振器620a。当开关640处于第二位置644时，模块接口630通过传输线612可操作地连接到谐振器620b。控制器670沿线678引导控制信号678到模块接口630，然后沿线618引导控制信号到开关640，以将开关定位在第一位置642或第二位置644。
当开关640处于第一位置642时，第二输入信号691被传送到谐振器620a。在一些实施例中，第二输入信号691被提供来以第一频率驱动谐振器620a进行振动。
表示谐振器620a的谐振特性的第一谐振器输出信号692在传输线658上传送。
第一谐振器输出信号692的至少一部分穿过定向耦合器654且到传输线656上以提供第二谐振器输出信号693到合成器652。定向耦合器654引导第一输入信号690的一部分到传输线682上，以提供导向增益和相位检测器662的第三输入信号695。此外，定向耦合器654引导来自谐振器620a的第一谐振器输出信号692的至少一部分到传输线680上，以提供导向增益和相位检测器662的第三谐振器输出信号694。
增益和相位检测器662可操作为产生并且随后传送线684上的第一模拟信号696和线686上的第二模拟信号697。第一模拟信号696与第三谐振器输出信号694和第三输入信号695之间的第一特性差(例如，相位差)成比例。第二模拟信号697与第三谐振器输出信号694和第三输入信号695之间的第二特性差成比例，例如，振幅比。
第一模拟信号696和第二模拟信号697被引导到多路转换器664的模拟输入。多路转换器664也从控制器670接收线676上的控制信号679，以便线688上的多路转换器输出信号698等于模拟信号696、697中的一个，这取决于控制信号679。
控制器670产生控制信号679来选择将模拟信号696、697中哪个中继到ADC666。ADC666将模拟信号698转换成数字信号699，并沿线668引导它到控制器670。
控制器670通过模块接口630引导另一个控制信号678到开关640以将开关定位在第二位置644，且驱动谐振器620b和测量表示谐振器620b的谐振特性的至少一个参考输出信号的过程可以以类似于用于驱动和测量谐振器620a的所描述的过程的方式来执行。此外，谐振器620a-b中的一个或两个可以被驱动并且测量多次以帮助测量存在于流体样品中的分析物材料的相互作用的结合动力学。
以这种方式，控制器670指定测量信号配置(例如，频率、功率输出电平等)，并收集表示谐振器620a-b的传感器输出信号中的特性变化的数字信号。例如，在一些实施例中，相对于反射相位的入射相位和相对于反射幅度的入射幅度被检测，以提供谐振器620a-b的测量。在一些实施例中，控制器670将顺序通过一系列的频率设置，并以每个谐振器620a-b的每个频率收集反射系数。从跨越谐振器620a-b的谐振的频率范围中的这些反射系数，谐振器的谐振特性可以量化。
在此明确包含通过引用以其全部内容并入本公开的在此所引用的所有参考文献和出版物，除了可能直接抵触本公开的范围。讨论了本公开的说明性实施例，并且参考在本公开的范围内的可能的变化。在不脱离本公开的范围的前提下，本公开中的这些以及其他变化和修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，并且应当理解的是，本公开不限于在此所阐述的说明性实施例。因此，本公开仅由下面提供的权利要求限定。

Claims (23)

1.一种谐振器传感器模块，包含：
一个或多个感测谐振器，所述一个或多个感测谐振器包含用于分析物材料的结合位点；
一个或多个参考谐振器，所述一个或多个参考谐振器不含用于所述分析物材料的任何结合位点；
模块接口；以及
一个或多个开关，所述一个或多个开关中的每个包含可操作地连接所述一个或多个感测谐振器中的至少一个和所述模块接口的第一位置和可操作地连接所述一个或多个参考谐振器中的至少一个和所述模块接口的第二位置。
2.根据权利要求1所述的模块，其中所述一个或多个感测谐振器和所述一个或多个参考谐振器中的至少一个包含体声波谐振器。
3.根据权利要求1所述的模块，其中所述一个或多个感测谐振器和所述一个或多个参考谐振器中的至少一个包含剪切模式体声波谐振器。
4.根据权利要求1-3中的任一项所述的模块，其中所述一个或多个感测谐振器中的每一个包含大于0.500GHz且小于8.00GHz的谐振频率。
5.根据权利要求1-4中的任一项所述的模块，其中所述一个或多个参考谐振器中的每一个包含大于0.500GHz且小于8.00GHz的谐振频率。
6.根据权利要求1-5中的任一项所述的模块，其中所述一个或多个开关从以下开关组成的组中选择：反射多端口微波开关、射频开关、PIN二极管、吸收或反射式场效晶体管(FET)或双极型晶体管(BJT)开关、基于射频集成电路(RFIC)的吸收或反射式开关、多路转换器、或它们的组合。
7.根据权利要求1-6中的任一项所述的模块，其中所述模块包含实质上由以下部件组成的电路部件：所述一个或多个感测谐振器、所述一个或多个参考谐振器、所述模块接口、以及所述一个或多个开关。
8.根据权利要求1-7中的任一项所述的模块，其中所述模块接口包含多个触头。
9.一种用于测量存在于流体样品中的分析物材料的相互作用的结合动力学的谐振器传感器系统，包含：
权利要求1-8的任一项所述的谐振器传感器模块；以及
测量装置，所述测量装置通过所述模块接口可操作地连接到所述谐振器传感器模块，其中所述测量装置包含：
驱动电路，所述驱动电路配置为驱动所述一个或多个感测谐振器和所述一个或多个参考谐振器进行振动；
测量电路，所述测量电路配置为测量表示所述一个或多个感测谐振器和所述一个或多个参考谐振器的所述振动的谐振特性的一个或多个谐振器输出信号；以及
控制器，所述控制器可操作地连接到所述驱动和测量电路。
10.根据权利要求9所述的系统，其中所述驱动电路配置为以第一频率驱动所述一个或多个感测谐振器和以第二频率驱动所述一个或多个参考谐振器。
11.根据权利要求10所述的系统，其中所述第一频率大体上等于所述第二频率。
12.根据权利要求9-11中的任一项所述的系统，其中所述控制器配置为：
根据所述感测谐振器输出信号中的特性变化的检测来检测与所述一个或多个感测谐振器中的至少一个进行接触的所述流体样品的引入；以及
响应于所述流体样品的所述引入的所述检测，开始所述分析物材料与所述一个或多个感测谐振器中的至少一个的结合动力学的测量。
13.根据权利要求12所述的系统，其中所述控制器进一步配置为从以所述输出信号中的所述特性变化的发生时间为基准的时间参考起监控所述一个或多个谐振器输出信号。
14.根据权利要求9-13中任一项所述的系统，其中所述控制器进一步配置为检测所述一个或多个感测谐振器中的至少一个和所述一个或多个参考谐振器中的至少一个的谐振特性的阶跃变化，所述谐振特性从以下特性组成的所述组中选出：频率、反射或透射相位角、反射或透射振幅、或它们的任意组合。
15.根据权利要求9-14中任一项所述的系统，其中所述控制器进一步配置为根据所述结合动力学来确定所述流体样品中所述分析物的浓度的测量值。
16.根据权利要求9-15中任一项所述的系统，其中所述控制器进一步配置为将控制信号发送到所述一个或多个开关，以使所述一个或多个开关中的每一个处于所述第一位置或所述第二位置。
17.一种用于测量存在于流体样品中的分析物材料的相互作用的结合动力学的方法，该方法包含：
提供包含一个或多个感测谐振器、一个或多个参考谐振器、模块接口、以及开关的谐振器传感器模块，其中所述一个或多个感测谐振器包含用于所述分析物材料的结合位点，和所述一个或多个参考谐振器不含用于所述分析物的任何结合位点；
将所述开关定位在第一位置，以使所述一个或多个感测谐振器可操作地连接到所述模块接口；
在将所述一个或多个感测谐振器和所述一个或多个参考谐振器暴露于所述流体样品之前，通过所述模块接口开始所述一个或多个感测谐振器的操作，以使所述一个或多个感测谐振器产生表示所述一个或多个感测谐振器的谐振特性的至少一个传感器输出信号；
根据所述至少一个传感器输出信号中的特性变化的检测来自动地检测所述流体样品向所述一个或多个感测谐振器的引入；
将所述开关定位在第二位置，以使所述一个或多个参考谐振器可操作地连接到所述模块接口；
通过所述模块接口开始所述一个或多个参考谐振器的操作，以使所述一个或多个参考谐振器产生表示所述一个或多个参考谐振器的谐振特性的至少一个参考输出信号；以及
响应于所述流体样品的所述引入的检测，开始所述分析物材料与所述一个或多个感测谐振器的所述结合动力学的自动测量。
18.根据权利要求17所述的方法，其中开始所述结合动力学的所述自动测量包含从以所述至少一个传感器输出信号中的所述特性变化的发生时间为基准的时间参考起监控所述至少一个传感器输出信号和所述至少一个参考输出信号。
19.根据权利要求17-18中的任一项所述的方法，其中所述至少一个传感器输出信号中的所述特性变化的检测包含所述一个或多个感测谐振器的谐振特性的阶跃变化的检测，所述谐振特性从以下特性组成的组中选出：频率、透射或反射相位角、透射或反射振幅、或它们的任意组合。
20.根据权利要求17-19中的任一项所述的方法，其中开始所述结合动力学的自动测量包含以从所述至少一个传感器输出信号中的所述特性变化的所述检测为时间参考来测量所述至少一个传感器输出信号的总变化量。
21.根据权利要求17-20中的任一项所述的方法，进一步包含以所述一个或多个感测谐振器和所述一个或多个参考谐振器中的每一个的相应的谐振频率操作所述一个或多个感测谐振器和所述一个或多个参考谐振器中的每一个，所述谐振频率彼此可能不同。
22.根据权利要求17-21中的任一项所述的方法，进一步包含根据所述结合动力学来确定所述流体样品中的所述分析物的浓度的测量值。
23.根据权利要求17-22中的任一项所述的方法，其中自动地检测所述流体样品向所述一个或多个感测谐振器的引入包括将所述至少一个传感器输出信号中的所述特性变化的程度与阈值或值的目标范围比较，以排除误检。
CN201480028838.XA 2013-05-23 2014-05-23 谐振器传感器模块系统和方法 Pending CN105408747A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361826920P 2013-05-23 2013-05-23
US61/826,920 2013-05-23
PCT/US2014/039291 WO2014190238A1 (en) 2013-05-23 2014-05-23 Resonator sensor module system and method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105408747A true CN105408747A (zh) 2016-03-16

Family

ID=51934193

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480028838.XA Pending CN105408747A (zh) 2013-05-23 2014-05-23 谐振器传感器模块系统和方法

Country Status (4)

Country Link
US (2) US10451618B2 (zh)
EP (1) EP2999965A4 (zh)
CN (1) CN105408747A (zh)
WO (1) WO2014190238A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109921851A (zh) * 2019-04-12 2019-06-21 安徽安努奇科技有限公司 多载波信号探测器、接收设备和探测方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105408747A (zh) 2013-05-23 2016-03-16 快速诊断技术公司 谐振器传感器模块系统和方法
EP3000177A4 (en) 2013-05-23 2016-12-28 Rapid Diagnostek Inc INTERCONNECTION DEVICE AND MODULE USING THE SAME
DE102016205335A1 (de) 2016-03-31 2017-10-05 Siemens Aktiengesellschaft Testkit zur Bioanalytik und Verfahren zur Auswertung eines solchen Testkits
US11415551B2 (en) * 2016-04-26 2022-08-16 Qorvo Biotechnologies, Llc Resonator for detecting single molecule binding

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130045474A1 (en) * 2009-09-23 2013-02-21 Drexel University Devices and methods for detecting and monitoring hiv and other infections and diseases
US8409875B2 (en) * 2010-10-20 2013-04-02 Rapid Diagnostek, Inc. Measurement of binding kinetics with a resonating sensor
NL1039730C2 (en) * 2012-07-15 2014-01-16 Stichting Wetsus Ct Excellence Sustainable Water Technology Method and device for measuring dielectric properties of individual fluid samples present in an array of cavities in a stack of printed circuit boards.

Family Cites Families (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2136612A (en) 1936-09-11 1938-11-15 Bell Telephone Labor Inc Electromagnetic multiswitching apparatus
US2951218A (en) 1957-02-19 1960-08-30 Itt Directional couplings
US2881273A (en) 1957-12-03 1959-04-07 Faximile Inc Connector-switch
US4634195A (en) 1985-06-20 1987-01-06 Amp Incorporated Electrical interconnection device
US6055448A (en) 1994-11-07 2000-04-25 Anderson; John Mccune Sensor device
US5599209A (en) 1994-11-30 1997-02-04 Berg Technology, Inc. Method of reducing electrical crosstalk and common mode electromagnetic interference and modular jack for use therein
US5554042A (en) 1995-02-28 1996-09-10 Trimble Navigation, Limited Resilient body electrical connector system
DE19512427A1 (de) 1995-04-03 1996-10-10 Inst Neue Mat Gemein Gmbh Kompositklebstoff für optische und optoelektronische Anwendungen
AUPO358996A0 (en) 1996-11-13 1996-12-05 Lonsdale, Anthony Apparatus for measuring impedance of a resonant structure
AUPO359096A0 (en) 1996-11-13 1996-12-05 Lonsdale, Anthony Apparatus for tracking resonant frequency
US5932953A (en) * 1997-06-30 1999-08-03 Iowa State University Research Foundation, Inc. Method and system for detecting material using piezoelectric resonators
AU3691700A (en) 1998-12-11 2000-07-03 Symyx Technologies, Inc. Sensor array-based system and method for rapid materials characterization
US6093059A (en) 1999-01-25 2000-07-25 Thomas & Betts International, Inc. Contact configuration in modular jack
US7349223B2 (en) 2000-05-23 2008-03-25 Nanonexus, Inc. Enhanced compliant probe card systems having improved planarity
US7247035B2 (en) 2000-06-20 2007-07-24 Nanonexus, Inc. Enhanced stress metal spring contactor
JP3762216B2 (ja) 2000-12-07 2006-04-05 Ｓｍｋ株式会社 フレキシブル基板接続用コネクタ
US6623307B2 (en) 2001-11-08 2003-09-23 Hon Hai Precision Ind. Co., Ltd. High frequency modular jack connector
GB2388468B (en) 2002-02-08 2005-05-04 Microsaic Systems Ltd Microengineered electrical connectors
US7044773B2 (en) 2002-08-01 2006-05-16 Ddk Ltd. Connector
US7721590B2 (en) 2003-03-21 2010-05-25 MEAS France Resonator sensor assembly
US20050042931A1 (en) 2003-08-20 2005-02-24 Reuven Lavie Reducing cross talk at ethernet connectors
US8346482B2 (en) 2003-08-22 2013-01-01 Fernandez Dennis S Integrated biosensor and simulation system for diagnosis and therapy
US20050148065A1 (en) 2003-12-30 2005-07-07 Intel Corporation Biosensor utilizing a resonator having a functionalized surface
US7649145B2 (en) 2004-06-18 2010-01-19 Micron Technology, Inc. Compliant spring contact structures
US20060134362A1 (en) 2004-12-17 2006-06-22 3M Innovative Properties Company Optically clear pressure sensitive adhesive
US7695681B2 (en) 2005-03-31 2010-04-13 Intel Corporation Miniature chemical analysis system
JP4611959B2 (ja) 2006-10-24 2011-01-12 日本電波工業株式会社 感知方法
US7690923B2 (en) 2008-02-13 2010-04-06 Fci Americas Technology, Inc. Two-sided FPC-to-PCB compression connector
US7933123B2 (en) 2008-04-11 2011-04-26 Apple Inc. Portable electronic device with two-piece housing
US8818482B2 (en) 2008-05-16 2014-08-26 Paul David Phillips Electrode patch monitoring device
US8441081B2 (en) 2008-07-22 2013-05-14 William Jay Arora Electro-mechanical switches and methods of use thereof
DE102008034583B4 (de) 2008-07-24 2011-02-17 Kathrein-Werke Kg Steckverbinder sowie Steckverbindersatz
JP4565031B2 (ja) 2008-09-17 2010-10-20 山一電機株式会社 高速伝送用コネクタ、高速伝送コネクタ用プラグ、および、高速伝送コネクタ用ソケット
JP4795444B2 (ja) 2009-02-09 2011-10-19 ホシデン株式会社 コネクタ
WO2011139619A1 (en) 2010-04-26 2011-11-10 Hsio Technologies, Llc Semiconductor device package adapter
JP2011129274A (ja) 2009-12-15 2011-06-30 Fujitsu Ltd コネクタ
WO2011160087A1 (en) * 2010-06-17 2011-12-22 Clean Filtration Technologies, Inc. Cleaning assembly for use in fluid filtration systems
US20120330179A1 (en) 2011-06-24 2012-12-27 Verathon, Inc. Electrode contact-quality evaluation
US9615790B2 (en) 2011-07-14 2017-04-11 Verathon Inc. Sensor device with flexible joints
US8897851B2 (en) 2011-07-14 2014-11-25 Verathon Inc. Releasable liner for sensor device
US9354202B2 (en) * 2011-09-21 2016-05-31 David Lawrence Medin Detecting mass on a MEMS biooscillating resonator array
WO2013049269A2 (en) 2011-09-30 2013-04-04 Molex Incorporated System and connector configured for macro motion
US8998645B2 (en) 2011-10-21 2015-04-07 Ohio Associated Enterprises, Llc Hermaphroditic interconnect system
CN105408747A (zh) 2013-05-23 2016-03-16 快速诊断技术公司 谐振器传感器模块系统和方法
PL2999959T3 (pl) 2013-05-23 2022-01-10 Qorvo Us, Inc. Dwuczęściowy zespół płynowy

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130045474A1 (en) * 2009-09-23 2013-02-21 Drexel University Devices and methods for detecting and monitoring hiv and other infections and diseases
US8409875B2 (en) * 2010-10-20 2013-04-02 Rapid Diagnostek, Inc. Measurement of binding kinetics with a resonating sensor
NL1039730C2 (en) * 2012-07-15 2014-01-16 Stichting Wetsus Ct Excellence Sustainable Water Technology Method and device for measuring dielectric properties of individual fluid samples present in an array of cavities in a stack of printed circuit boards.

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109921851A (zh) * 2019-04-12 2019-06-21 安徽安努奇科技有限公司 多载波信号探测器、接收设备和探测方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014190238A1 (en) 2014-11-27
US20170160274A9 (en) 2017-06-08
US20200011863A1 (en) 2020-01-09
US10451618B2 (en) 2019-10-22
US10591475B2 (en) 2020-03-17
EP2999965A1 (en) 2016-03-30
EP2999965A4 (en) 2017-01-11
US20160103125A1 (en) 2016-04-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10591475B2 (en) Resonator sensor module system and method
US7878064B2 (en) Analytical apparatus with array of sensors and calibrating element
EP2630479B1 (en) Apparatus and method for measuring binding kinetics and concentration with a resonating sensor
US20230029789A1 (en) Interconnect device and module using same
US20060230833A1 (en) Wireless oil filter sensor
US20040150296A1 (en) Material sensing sensor and module using thin film bulk acoustic resonator
US20060254356A1 (en) Wireless and passive acoustic wave liquid conductivity sensor
US20060243032A1 (en) Multiple-function acoustic wave oil quality sensor
WO2006112913A1 (en) Multiple-mode acoustic wave sensor
US7398671B2 (en) Micromechanical sensor element
CN100557437C (zh) 带有传感器阵列和校准元件的分析仪器
US7493798B2 (en) Sensor for detecting the adulteration and quality of fluids
US11747305B2 (en) Resonator for detecting single molecule binding
US20200011835A1 (en) Bulk acoustic wave resonator with increased dynamic range
JP2008102118A (ja) Ｑｃｍ分析装置
Sherrit et al. BAW and SAW sensors for in situ analysis
JP2013221896A (ja) 感知センサ及び感知装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20160316