CN111316072B - 传感器组件和使用所述传感器组件的方法 - Google Patents

Abstract

本公开描述了一种方法，其中样本通过传感器组件的流体流动路径，使得所述样本与至少一个传感器相交，所述传感器包括至少三个电极，所述至少三个电极被布置使得两个或更多电极相对并且两个或更多电极在彼此旁边。传感器被读取器所读取，所述读取器监视由于存在样本所致的对传感器的改变。所述读取器基于读取器所获得的数据来测量在样本内一个或多个分析物的存在和/或浓度。

Description

传感器组件和使用所述传感器组件的方法

本申请在35 USC § 119(e)下要求2017年11月17日提交的申请号为62/587,856的美国临时申请的权益。以上引用的专利申请的全部内容由此通过引用明确地被并入本文中。

背景技术

本公开涉及感测设备，所述感测设备允许通过使用小样本量来同时运行多个测试。

发明内容

在一个实施例中，本公开描述了一种方法，其中样本通过传感器组件的流体流动路径，使得样本与至少一个传感器相交，所述传感器包括至少三个电极，所述至少三个电极被布置使得两个或更多电极相对并且两个或更多电极在彼此旁边。传感器被读取器所读取，所述读取器监视在存在样本的情况下对传感器的改变。所述读取器基于读取器所获得的数据来测量在样本内一个或多个分析物的存在和/或浓度。

在其它实施例中，本公开描述了一种传感器组件，所述传感器组件被提供有第一衬底和第二衬底。所述第一衬底包括第一基底层和第一电接触，所述第一基底层具有第一表面和第二表面，在所述第一表面上并且被连接到所述第一电接触的第一传感器部分。第二衬底包括第二基底层、第二传感器部分和多个第二电接触，所述第二基底层具有第一表面和第二表面、与在所述第二基底层的第一表面上的第二传感器部分。所述第一衬底和第二衬底被布置在分层结构中，在所述分层结构中：所述第一基底层的第一表面和第二基底层的第一表面邻接流体流动路径，所述流体流动路径与所述第一传感器部分和第二传感器部分相交，所述第一传感器部分跨所述流体流动路径而与所述第二传感器部分对准以形成电化学类型的传感器。所述第二传感器部分包括第一电极和第二电极，其中所述第一电极与所述第二电极电隔离。

在又一实施例中，本公开描述了一种传感器组件，所述传感器组件被提供有第一衬底和第二衬底。所述第一衬底包括第一基底层，所述第一基底层具有第一表面和第二表面，在所述第一表面上的两个间隔开的第一传感器部分。所述第二衬底包括第二基底层，所述第二基底层具有第一表面和第二表面，在所述第一表面上的两个间隔开的第二传感器部分。所述第一衬底和第二衬底被布置在分层结构中，在所述分层结构中：所述第一基底层的第一表面和第二基底层的第一表面邻接流体流动路径，所述第一传感器部分之一跨所述流体流动路径而与所述第二传感器部分之一对准以形成第一传感器，并且所述第一传感器部分中的另一个跨所述流体流动路径而与所述第二传感器部分中的另一个对准以形成第二传感器。所述第二传感器部分中的每一个包括第一识别元件和第二识别元件。

在一些实施例中，所述第一识别元件和第二识别元件是电极。

从参考附图进行的对说明性实施例的以下详细描述中将使得本公开的附加的特征和优点显而易见。

附图说明

通过参考在结合附图被理解的时候的以下详细描述，将容易地理解本公开及其许多伴随优点的更完整的领会，在所述附图中：

图1是根据本公开所构造的示例性传感器组件的一个实施例的顶平面视图。

图2是沿着线2-2所取的图1的传感器组件的截面图解。

图3是沿着线3-3所取的图1的传感器组件的截面图解。

图4是用来形成图1中所描绘的传感器组件的第一衬底和第二衬底的图解性顶平面视图。

图5是框图，其图示了根据本公开的使用所述传感器组件的方法。

图6A和6B是根据本公开的将所述传感器组件并入到流体外壳中的图解性视图。

具体实施方式

在详细解释本文中所公开的发明概念的至少一个实施例之前，要理解的是，发明概念不在其应用方面被限制到在以下描述中所阐明的或在附图中所图示的部件或步骤或方法的构造和布置的细节。本文中所公开的发明概念能够有其它实施例或能够以各种方式被实践或实施。而且，要理解到，本文中所采用的措辞和术语是用于描述的目的，并且不应被视为以任何方式限制本文中所公开的和要求保护的发明概念。

在发明概念的实施例的以下详细描述中，阐明了众多特定细节以便提供对发明概念的更透彻理解。然而，对于本领域普通技术人员而言将显而易见的是，可以在没有这些特定细节的情况下实践本公开内的发明概念。在其它实例中，众所周知的特征没有被详细描述以避免不必要地使本公开复杂化。

如本文中所使用的，术语“包括”、“包括着”、“包含”、“包含着”、“具有”、“带有”或其任何其它变型意图覆盖非排他性的包括。例如，包括一列元素的组成、过程、方法、物品或装置不一定受限于仅仅那些元素，但是可以包括没有在其中明确列出或固有地存在的其它元素。

如本文中所使用的，术语“近似地”、“大约”、“大体上”及其变型意图不仅包括通过该术语所限定的确切值，而且还包括从中的某些轻微偏差、诸如通过以下所引起的偏差：例如，测量误差、制造容差、部件或结构上的磨损和撕裂、细胞或颗粒出自悬浮液或溶液的沉淀或析出、溶液随时间的化学或生物降级、被施加在结构上的应力以及其组合。

如本文中所使用的，术语“样本”及其变型意图包括例如生物组织、生物流体、化学流体、化学物质、悬浮液、溶液、浆体、混合物、结块、酊剂、载玻片、粉末、或者生物组织或流体的其它制备、对生物组织或流体的合成模拟物、细菌细胞（原核的或真核的）、病毒、单细胞有机体、经细胞溶解的生物细胞、经固定的生物细胞、经固定的生物组织、细胞培养物、组织培养物、基因工程的细胞和组织、基因工程的有机体以及其组合。样本可以是以液体或气体形式。

除非明确相反地声明，否则“或”指的是“可兼或”且不是“异或”。例如，条件A或B通过以下中的任一个被满足：A为真（或存在）并且B为假（或不存在），A为假（或不存在）并且B为真（或存在），以及A和B两者为真（或存在）。“可兼或”可以被理解为等同于：条件A或B中的至少一个。

另外，采用对“一”或“一个”的使用来描述本文中的实施例的元素和组份。这仅仅为了便利而完成，并且给出发明概念的一般含义。此描述应当被解读成包括一个或至少一个，并且单数也包括复数，除非明显地它表示另外的意思。

最后，如本文中所使用的，对“一个实施例”或“实施例”的任何提及意味着结合该实施例所描述的特定元素、特征、结构或特性被包括在至少一个实施例中。短语“在一个实施例中”在说明书中各种地方中的出现不一定全指代相同实施例。

本文中所公开的发明概念一般针对如下需要：最小化对于同时测试两个或更多分析物而言所要求的样本量。当样本受限的时候（诸如在新生患者的情况中）或当样本本身昂贵的时候，低样本量是合期望的。与要求所述量随着被检测的分析物的数目而增大的现有技术配置相反，当传感器的识别元件以组合而被布置（其中两个或更多识别元件在夹心配置中面向彼此（也被称为相对的传感器阵列））以及两个或更多识别元件处于非相对的配置中（其在本文中也被称为并排配置或共平面配置）的时候，所要求的样本量可大大减小。结合以下的图1-4来讨论说明性的相对的和共平面的传感器阵列。

现在参考附图，并且具体地参考图1，其中所示出的并且通过参考数字10所标出的是根据本公开所构造的传感器组件的一个实施例。图2是沿着线2-2所取的传感器组件10的截面视图，并且图3是沿着图1中描绘的线3-3所取的传感器组件10的另一截面图解。如以下将讨论的，传感器组件10包括被定位在外壳12内的多个传感器11。在图1中，三个传感器11被示出，并且作为示例通过参考数字11a、11b和11c来被标出。应当理解的是，可以为传感器组件10提供更多或更少的传感器11。传感器11可以被配置成标识相同的感兴趣的分析物或不同的感兴趣的分析物。例如，传感器11a可以被配置成检测电解质，传感器11b可以被配置成检测葡萄糖，并且传感器11c可以被配置成检测新生总胆红素（nBili）。

通常，为传感器组件10提供第一衬底14、和第二衬底18，其共同形成外壳12。在一个实施例中，第一衬底14和第二衬底18被成形以便形成流体流动路径20，在所述流体流动路径20中设置传感器11a-c。如以下将描述的，传感器11由多个电极形成，所述多个电极被间隔开并且与彼此电隔离。传感器11可以用来在对包括基础和应用研究的的临床化学物（诸如血液气体、电解质、代谢物、DNA和抗体）的分析中标识和/或测量感兴趣的分析物。传感器11中的每一个能够通过使用生物识别元素（生物化学受体）来提供特定的定量或半定量的分析信息。

传感器11可以根据授给生物特异性的机制、或替换地物理化学信号换能模式来被分类。生物识别元素可以基于被大分子所催化的化学反应、或基于与大分子的平衡反应，所述大分子已经在其原始生物环境中被隔离、工程设计或存在于其中。在后一情况中，通常达到平衡，并且没有通过被并入到传感器11中的经固定化的生物复合试剂对（多个）分析物的进一步的净消耗（如果有的话）。传感器11可以此外根据它们所监视的分析物或反应来被分类：直接监视分析物浓度或者产生或消耗这样的分析物的反应；替换地，可以实现生物识别元素（生物化学受体）的抑制剂或激活剂的间接监视。

传感器11可以属于各种类型。例如，传感器11可以被选自包括以下各项的群组：电化学传感器、安培计传感器、血糖传感器、电位计传感器、传导度量传感器、测温传感器、光学传感器、光纤乳酸传感器、压电传感器、免疫传感器等等。在某些实例中，传感器11可以是在一个测量之后可任意处理的，即单次使用的，并且不能连续地或在多个时间实例处监视分析物浓度。在其它实例中，传感器11可以是多用的，其中传感器11适于连续地或在多个时间实例处监视分析物浓度。本文中所述的传感器11是用于检测感兴趣的分析物的集成设备，并且可以与分析系统进行区分，所述分析系统并入另外的分离步骤（诸如高性能液体色谱法）或另外的硬件和/或样本处理（诸如特定的试剂引入以标识感兴趣的分析物）。在某些实施例中，传感器11是无试剂的分析设备。

传感器11将在本文中作为示例被描述为电化学类型的传感器。然而，应当理解到，技术人员将理解如何基于本公开内的教导来创建其它类型的传感器11。

电化学类型的传感器11能够通过使用生物识别元素（生物化学受体）来提供特定的定量或半定量的分析信息，所述生物识别元素被保持处于与电化学换能元件的直接空间接触中。电化学类型的传感器11可以基于如下：基于氧化或还原过程而从电极到另一电极的电荷转移原理。在此过程期间，化学改变发生在电极处，并且通过样本而传导电荷。通过测量电荷转移，可以作出感兴趣的分析物的存在和/或量的确定。电化学类型的传感器11可以基于若干原理，诸如电位计的、安培计的、或导电性测量。而且，电化学类型的传感器11可以具有在没有任何试剂添加的情况下被重复校准的能力。

如以下将讨论的，电化学类型的传感器11被提供有以电极形式的至少三个识别元件，所述电极可以被分类为工作电极、对电极和参考电极。当电化学类型的传感器11基于电位计原理的时候，在形成电化学类型的传感器11的电极（例如工作电极和对电极）中的某些之间的电压电势差被读取并且解释。当电化学类型的传感器11基于安培计原理的时候，取决于分析物浓度的电流被读取并且解释。在一些实例中，电流的量线性地取决于分析物的浓度。电导计式传感器基于电解质导电性的测量，所述电解质导电性在传感器被暴露于不同的环境的时候变化。电化学类型的传感器11的电极通常由预定的材料、掺杂和/或涂层来被制造，以向电化学类型的传感器11提供分析物选择性。例如，具有高生物活性的生物受体（即酶、抗体、细胞或组织）可以通过使用不同的程序而被固定化在换能器表面处的薄层中，所述不同的程序诸如在隔膜后方的包埋、在聚合物基质内的包埋、生物受体在自组装的单层或双层脂质隔膜内的包埋、受体在通过间隔物的双官能基团而被激活的隔膜或表面上的共价键结、或整个电极材料的本体改性。受体可以单独地被固定化，或可以与其它蛋白质（诸如牛血清白蛋白（BSA））混合，其要么直接在电极上，要么在覆盖电极的聚合物隔膜上。在后一情况中，经预激活的隔膜可以直接用于酶或抗体固定化，而没有对隔膜或大分子的另外的化学修改。

根据本公开，为第一衬底14提供第一基底层22、以及多个第一电接触26（第一电接触26中的三个在图2中作为示例被描绘并且通过参考数字26a、26b和26c而被标出）。第一基底层22可以由例如陶瓷、聚合物、箔或对于本领域普通技术人员而言已知的任何其它类型的材料来被制成。第一电接触26被电隔离，并且可以由导电材料（诸如铜、铝、银、金、碳纳米管等等）来被构造。第一基底层22可以被提供有第一表面30和第二表面32。第一表面30可以是平面表面，即，以平面的形式。在其它实施例中，第一表面30可以是以弧的形式，或包括平面和弧形部分的组合。第一电接触26可以延伸通过第一基底层22、从第一表面30到第二表面32，如图2中所示，使得读取器（未被示出）可以被连接到第一电接触26。在其它实施例中，第一电接触26可以跨第一表面30和/或第二表面32的部分而延伸，只要第一电接触26可以被连接到读取器即可。

还为第一衬底14提供被连接到第一表面30并且被连接在第一表面30上的多个第一传感器部分36。第一传感器部分36在第一表面30的至少一部分之上延伸并且覆盖第一表面30的至少一部分。然而，应当理解到，在一些实施例中，第一传感器部分36不直接接触第一表面30。更确切地说，一个或多个材料层可以被定位在第一传感器部分36与第一表面30之间。另外，在一些实施例中，第一表面30没有任何反应井或被设计成将液体保持在第一传感器部分36周围的其它区域。在一个实施例中，第一传感器部分36中的每一个形成电化学传感器11之一的一部分。作为示例，描绘了第一传感器部分36中的三个，并且其利用参考数字36a、36b和36c而被标注。第一传感器部分36被间隔开，并且与彼此电隔离。尽管第一传感器部分36被示出为在一般线性的布置中被间隔开，但是应当理解到，为了使第一传感器部分36的密度最大化，可以使用第一传感器部分36的其它布置和图案。例如，可以用交错布置来布置第一传感器部分36。在图2和4中所描绘的示例中，第一传感器部分36a与第一传感器部分36b间隔开，并且自其中电隔离。同样地，第一传感器部分36b与第一传感器部分36c间隔开，并且自其中电隔离。尽管仅仅描绘了第一传感器部分36中的三个，但是应当理解到，可以为第一衬底14提供更多或更少的第一传感器部分36。第一传感器部分36可以通过使用诸如厚膜途径（例如丝网印刷、轮转凹版印刷（rotogravure）、移印、用模板印刷诸如碳、Cu、Pt、Pd、Au和/或纳米管等等之类的导电材料）或薄膜途径（例如通过溅射、热喷涂和/或冷喷涂导电材料）之类的任何合适的方法来由导电材料制成。虽然图4中的第一传感器部分36被描绘为是矩形的，但是应当理解到这仅仅是示例性的配置。第一传感器部分36可以用各种形状（诸如线、圆圈、三角形等等）来被构造。

第一电接触26中的相应的一些被连接到第一传感器部分36。因而，例如，第一电接触26a被连接到第一传感器部分36a；第一电接触26b被连接到第一传感器部分36b；并且第一电接触26c被连接到第一传感器部分36c。

根据本公开，为第二衬底18提供第二基底层50、以及多个第二电接触52（第二电接触52中的六个在图2中作为示例被描绘并且通过参考数字52a、52b、52c、52d、52e和52f而被标出）。第二基底层50可以由例如陶瓷、聚合物、箔、或对于本领域普通技术人员而言已知的任何其它类型的材料来被制成。第二电接触52被电隔离，并且可以由导电材料（诸如铜、铝、银、金、碳纳米管等等）来被构造。应当理解到，在一些实施例中，第一电接触26和第二电接触52是可选的。例如，当传感器11是可以被光学读取器所读取的光学类型的传感器（诸如反射测光仪或光电检测器）的时候，可以不包括所述第一电接触26和第二电接触52。可以为第二基底层50提供第一表面56和第二表面60。第二电接触52可以延伸通过第二基底层22、从第一表面56到第二表面60，如图2中所示，使得读取器（未被示出）可以被连接到第二电接触26。在其它实施例中，第二电接触52可以跨第一表面56和/或第二表面60的部分而延伸，只要第二电接触52可以被连接到读取器即可。

还在第一表面56上为第二衬底18提供多个第二传感器部分64。第二传感器部分64在第一表面56的至少一部分之上延伸并且覆盖第一表面56的至少一部分。然而，应当理解到，在一些实施例中，第二传感器部分56不直接接触第一表面56。更确切地说，一个或多个材料层可以被定位在第二传感器部分36与第一表面56之间。另外，在一些实施例中，第一表面56没有任何反应井或被设计成将液体保持在第二传感器部分64周围的其它区域。然而，应当理解到第一表面36可以被成形以形成一个或多个反应井，其包括第二传感器部分中的相应一些。在一个实施例中，第一和第二传感器部分64的组合形成电化学传感器11中之一。作为示例，描绘了第二传感器部分64中的三个，并且其利用参考数字64a、64b和64c而被标注。第二传感器部分64被间隔开，并且与彼此电隔离。尽管第二传感器部分64被示出为在一般线性的布置中被间隔开，但是应当理解到，为了使第一表面56上的第二传感器部分64的密度最大化，可以使用第二传感器部分64的其它布置和图案。例如，可以用交错布置来布置第二传感器部分64。在所示出的示例中，第二传感器部分64a与第二传感器部分64b间隔开，并且自其中电隔离。同样地，第二传感器部分64b与第二传感器部分64c间隔开，并且自其中电隔离。尽管仅仅描绘了第二传感器部分64中的三个，但是应当理解到，可以为第二衬底18提供更多或更少的第二传感器部分64。第二传感器部分64可以通过使用诸如厚膜途径（例如丝网印刷、轮转凹版印刷、移印、用模板印刷诸如碳、Cu、Pt、Pd、Au和/或纳米管等等之类的导电材料）或薄膜途径（例如通过溅射、热喷涂和/或冷喷涂导电材料）之类的任何合适的方法由导电材料制成。

当传感器组件10被组装的时候，第一衬底14和第二衬底18被布置在分层的结构中，其中第一基底层22的第一表面30在第二基底层50的第一表面56之上延伸并且覆盖第二基底层50的第一表面56。所述第一基底层22的第一表面30和第二基底层50的第一表面56还邻接流体流动路径20。第一衬底14可以用多种方式被结合到第二衬底18，所述多种方式诸如使用内聚的、粘合剂、压敏粘合剂、紫外粘合剂、热粘合剂、超声焊接、热钉固程序或机械耦合（例如舌片和凹槽构造）。当第一衬底14和第二衬底18被结合的时候，第一传感器部分36与第二传感器部分64对准并且自那里间隔开，使得样本可以在第一传感器部分36与第二传感器部分64之间流动。在一些实施例中，第一传感器部分36可以被表征为单个电极70。每个电化学类型的传感器11的第一传感器部分36和第二传感器部分64垂直地被间隔开足够的量以在不存在接触第一传感器部分36和第二传感器部分64的样本的情况下使第一传感器部分36与第二传感器部分64电隔离，而同时准许第一传感器部分36和第二传感器部分64一起工作来在存在样本的情况下标识感兴趣的分析物。为了防止在电化学类型的传感器11之间的干扰，电化学类型的传感器11与彼此横向间隔，间隔量可以基于传感器11的类型、预计被分析的样本的类型、以及传感器的所期望的有用寿命来被确定。例如，当传感器11将被用于标识血液中感兴趣的分析物并且具有所期望的为30天的有用寿命的时候，于是可以使用在传感器11之间的1mm间隔。如果期望更短的有用寿命，那么传感器11可以被间隔得更靠近在一起。

为第二传感器部分64提供两个或更多电极。在图2中，第二传感器部分64包括第一电极72和第二电极74，其中在不存在接触第一电极72和第二电极74的样本的情况下使第一电极72与第二电极74电隔离。第一电极72和第二电极74被间隔开足够的距离以在不存在接触第一电极72和第二电极74的样本的情况下维持电隔离，而同时在存在样本的情况下建立流体接触以准许第一和第二电极72和74一起工作来帮助标识感兴趣的分析物。在第一电极72与第二电极74之间的间隔可以取决于在第一电极72与第二电极74之间的电介质的类型、以及预计与第一电极72和第二电极74一起被使用的样本的类型而变化。在此示例中，电化学类型的传感器11中的每一个包括驻留在第一基底层22的第一表面30上的单个电极70，以及驻留在第二基底层50的第一表面56上的第一电极72和第二电极74。

虽然图4中的第一和第二电极72和74被描绘为是矩形的，但是应当理解到这仅仅是示例性的配置。第二传感器部分64的第一和第二电极72和74可以用各种形状（诸如线、圆圈、弧形、三角形等等）来被构造。在图2中，第二基底层50的第一表面56是平面表面。在此示例中，第一和第二电极72和74用共平面配置来被布置。因而，电化学类型的传感器11的电极70、72和74以组合而被布置，其中两个或更多电极（例如电极70和74）被连接到不同的支撑结构（在此情况中，电极70被连接到第一衬底14并且电极74被连接到第二衬底18）并且在夹心配置（也被称为相对的传感器阵列）中、跨流体流动路径20而面向彼此，并且两个或更多电极（例如电极72和74）在共平面配置中被连接到支撑结构的相同表面（在此示例中为第二衬底18的第一表面56）。在一个实施例中，电极70可以是参考电极，电极72可以是工作电极，并且电极74可以是对电极。在其它实施例中，电化学传感器11中的一个或多个还可以具有非活性工作电极。在此实例中，非活性工作电极将是第二传感器部分64的一部分。

第二电接触52中的相应一些被连接到第二传感器部分64。因而，例如，第二电接触52a被连接到电化学类型的传感器11a的电极72；第二电接触52b被连接到电化学类型的传感器11a的电极74；第二电接触52c被连接到电化学类型的传感器11a的电极72；第二电接触52d被连接到电化学类型的传感器11b的电极74；第二电接触52e被连接到电化学类型的传感器11c的电极72；并且第二电接触52f被连接到电化学类型的传感器11c的电极74。

如在图3和4中所示的，还可以为第二衬底18提供两个间隔开的侧壁80、82以及端壁83、84，其在第一基底层22的第一表面30与第二基底层50的第一表面56之间延伸，以限定流体流动路径20。在此实施例中，第一基底层22的第一表面30、第二基底层50的第一表面56、侧壁80、82、以及端壁83、84邻接流体流动路径20。在所示出的示例中，侧壁80、82以及端壁83、84可以与第二基底层50整体地被形成，以形成单一结构。在其它实施例中，侧壁80、82和端壁83、84可以被施加到第一基底层22的第一表面30或第二基底层50的第一表面56上。侧壁80、82以及端壁83、84被设计以便不干扰通过与样本和电化学类型的传感器11的相互作用所引起的反应（例如电化学反应）。在一个实施例中，侧壁80、82和端壁83、84利用介电材料来被构造，或利用介电材料来被涂覆。还应当理解到，侧壁80、82和端壁83、84可以与第一基底层22构成整体或被结合到第一基底层22。当侧壁80、82以及端壁83、84不与第一基底层22或第二基底层50构成整体的时候，侧壁80、82和端壁83、84在本文中可以被称为介电层，其具有开口85（参见图4），所述开口85形成流体流动路径20并且被第一基底层22或第二基底层50闭合。

如图1中所示，还为传感器组件10提供第一端86和第二端88。在所示出的示例中，流体流动路径20一般在第一端86和第二端88之间延伸，但是与第一端86或第二端88中的任一个分开（即不相交）。例如，如图4中所示，可以为第一基底层22提供入口90和出口92，其在第一衬底14被结合到第二衬底18的时候与流体流动路径20相交。在此示例中，入口90和出口92延伸通过第一基底层22、从第一表面30到第二表面32，以准许样本被设置在流体流动路径20内并且从入口90流动到出口92。如本领域技术人员将领会到的，可以用多种方式形成入口90和/或出口92。例如，入口90和/或出口92可以是在传感器组件10的侧边中的开口，可以是在第一和第二衬底14和18的一个或多个层中所形成的端口（例如孔口）。另外，第一和第二衬底14和18可以被设计用于流体流动路径20与第一端86或第二端88中的任一个或两者相交。在一些实施例中，所述第一和第二衬底14和18可以被设计成提供两个或更多流体流动路径20，例如在流体流动路径20中的一个或多个中具有一个或多个电化学传感器11。

图5示出了根据当前公开的概念的测量分析物的存在和/或浓度的过程100。在使用中，使样本通过流体流动路径20，如由框102所指示的。这可以通过如下来被实现：将样本引入到流体流动路径20中，并且使用诸如泵或毛细管作用之类的动力来将样本移动通过流体流动路径20，以与传感器11a、11b或11c相交，如在框104中所示的。如在框106中所示的，在样本与传感器11相交（或自样本与传感器11相交的时候的延迟）时，传感器11可以被读取器所读取。例如，当传感器11中的某些属于电化学类型的时候，第一电接触26和第二电接触52可以被读取器所读取。或者，从属于光学类型的传感器11所发射的光（例如在存在感兴趣的分析物的情况中的荧光）可以通过光学检测器（诸如光电检测器或光电检测器的栅格）而被检测。在任一情况中，（多个）读取器接收信息（例如电压、安培数、或导电性、光学信号等等中的改变），并且使用所述信息来测量样本内的一个或多个分析物的存在和/或浓度，如由框108所指示的。

虽然已经结合各图的示例性实施例而描述了本公开，但是它不限于其中，并且要理解的是，可以使用其它类似的实施例，或者可以对所述实施例作出修改和添加以用于执行本公开的相同功能、而不从中偏离。

例如，图6A和6B描绘了实施例，其中传感器组件10被并入到流体外壳110中。流体外壳110可以由所模塑的塑料和/或聚合物制成，并且具有被并入在其中的微流体和/或宏流体通道112（通过虚线箭头/框来被表示）。传感器组件10然后可以被插入到通往外壳110中的开口114中，使得（多个）流体流动路径20被置于与微流体和/或宏流体通道112流体接触，使得液体从通道112流通到传感器组件10中并且在流体流动路径20的方向上流回到通道112中。

传感器组件10可以经由例如粘合剂、超声焊接、热密封和溶剂结合等等而被结合到流体外壳110。

在某些实施例中，本公开描述了一种方法，其中样本通过传感器组件的流体流动路径，使得样本与至少一个传感器相交，所述传感器包括至少三个电极，所述至少三个电极被布置使得两个或更多电极相对并且两个或更多电极在彼此旁边。传感器被读取器所读取，所述读取器监视对传感器的改变。所述读取器基于读取器所获得的数据来测量在样本内一个或多个分析物的存在和/或浓度。

在其它实施例中，本公开描述了一种传感器组件，所述传感器组件被提供有第一衬底和第二衬底。所述第一衬底包括第一基底层和第一电接触，所述第一基底层具有第一表面和第二表面，在所述第一表面上并且被连接到所述第一电接触的第一传感器部分。第二衬底包括第二基底层、第二传感器部分和多个第二电接触，所述第二基底层具有第一表面和第二表面、与在所述第二基底层的第一表面上的第二传感器部分。所述第一衬底和第二衬底被布置在分层结构中，在所述分层结构中：所述第一基底层的第一表面和第二基底层的第一表面邻接流体流动路径，所述流体流动路径与所述第一传感器部分和第二传感器部分相交，所述第一传感器部分跨所述流体流动路径而与所述第二传感器部分对准以形成电化学类型的传感器。所述第二传感器部分包括第一电极和第二电极，其中所述第一电极与所述第二电极电隔离。

在又一实施例中，本公开描述了一种传感器组件，所述传感器组件被提供有第一衬底和第二衬底。所述第一衬底包括第一基底层，所述第一基底层具有第一表面和第二表面，在所述第一表面上的两个间隔开的第一传感器部分。所述第二衬底包括第二基底层，所述第二基底层具有第一表面和第二表面，在所述第一表面上的两个间隔开的第二传感器部分。所述第一衬底和第二衬底被布置在分层结构中，在所述分层结构中：所述第一基底层的第一表面和第二基底层的第一表面邻接流体流动路径，所述第一传感器部分之一跨所述流体流动路径而与所述第二传感器部分之一对准以形成第一传感器，并且所述第一传感器部分中的另一个跨所述流体流动路径而与所述第二传感器部分中的另一个对准以形成第二传感器。所述第二传感器部分中的每一个包括第一识别元件和第二识别元件。

在一些实施例中，所述第一识别元件和第二识别元件是电极。

因此，本公开不应当被限制到任何单个实施例，而是更确切地说应当以根据所附权利要求的宽度和范围来被解释。而且，所附权利要求应当被解释成包括本公开的其它变体和实施例，其可以由本领域技术人员在不偏离本公开的真实精神和范围的情况下作出。

Claims (16)

1.一种传感器组件，包括：

第一衬底，其包括第一基底层和第一电接触，所述第一基底层具有第一表面和第二表面，在所述第一表面上并且被连接到所述第一电接触的第一传感器部分；

第二衬底，其包括第二基底层、第二传感器部分和多个第二电接触，所述第二基底层具有第一表面和第二表面，其中所述第二传感器部分在所述第二基底层的第一表面上，

其中所述第一衬底和第二衬底被布置在分层结构中，在所述分层结构中：所述第一基底层的第一表面和第二基底层的第一表面邻接流体流动路径，所述流体流动路径与所述第一传感器部分和所述第二传感器部分相交，所述第一传感器部分跨所述流体流动路径而与所述第二传感器部分对准以形成电化学类型的传感器，并且

其中所述第二传感器部分包括第一电极和第二电极，其中所述第一电极与所述第二电极电隔离，

此外包括两个被间隔开的侧壁，其在所述第一基底层的第一表面与所述第二基底层的第一表面之间延伸；所述第一基底层的第一表面、第二基底层的第一表面和侧壁邻接流体流动路径。

2.根据权利要求1所述的传感器组件，其中所述第一基底层由一个或多个介电材料所构造，并且所述第二基底层由一个或多个介电材料所构造。

3.根据权利要求1所述的传感器组件，其中所述第一基底层包括形成所述第一传感器部分的第一表面上的导电层。

4.根据权利要求1所述的传感器组件，其中所述第一基底层的第一表面和所述第二基底层的第一表面以平行的关系而被布置。

5.根据权利要求1所述的传感器组件，此外包括被定位在所述第一基底层的第一表面与所述第一传感器部分之间的介电层。

6.根据权利要求1所述的传感器组件，此外包括被定位在所述第二基底层的第一表面与所述第二传感器部分之间的介电层。

7.根据权利要求1所述的传感器组件，其中所述第一传感器部分是参考电极，所述第一电极是工作电极，并且所述第二电极是对电极。

8.一种传感器组件，包括：

第一衬底，其包括第一基底层，所述第一基底层具有第一表面和第二表面，在所述第一表面上的两个间隔开的第一传感器部分；

第二衬底，其包括第二基底层，所述第二基底层具有第一表面和第二表面，在所述第一表面上的两个间隔开的第二传感器部分，

其中所述第一衬底和第二衬底被布置在分层结构中，在所述分层结构中：所述第一基底层的第一表面和第二基底层的第一表面邻接流体流动路径，所述第一传感器部分之一跨所述流体流动路径而与所述第二传感器部分之一对准以形成第一传感器，并且所述第一传感器部分中的其它一个跨所述流体流动路径而与所述第二传感器部分中的其它一个对准以形成第二传感器，并且

其中所述第二传感器部分中的每一个包括第一识别元件和第二识别元件，

此外包括两个被间隔开的侧壁，其在所述第一基底层的第一表面与所述第二基底层的第一表面之间延伸，所述第一基底层的第一表面、第二基底层的第一表面和侧壁邻接流体流动路径。

9.根据权利要求8所述的传感器组件，其中所述第一基底层由一个或多个介电材料所构造，并且所述第二基底层由一个或多个介电材料所构造。

10.根据权利要求8所述的传感器组件，其中所述第一基底层包括在第一表面上的导电层，所述导电层被成形以形成所述第一传感器部分。

11.根据权利要求8所述的传感器组件，其中所述第一基底层的第一表面和所述第二基底层的第一表面以平行的关系而被布置。

12.一种方法，包括：

使样本通过传感器组件的流体流动路径，使得所述样本与至少一个传感器相交，所述传感器包括至少三个电极，所述至少三个电极被布置使得两个或更多电极相对并且两个或更多电极在彼此旁边，其中所述传感器组件包括第一基底层、第二基底层和在所述第一基底层的第一表面与所述第二基底层的第一表面之间延伸的两个被间隔开的侧壁，所述第一基底层的第一表面、第二基底层的第一表面和侧壁邻接流体流动路径；

通过读取器来读取传感器，所述读取器监视对传感器的改变；以及

基于读取器所获得的数据来测量在样本内一个或多个分析物的存在和/或浓度。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述传感器是电化学类型的传感器，其具有被连接到所述至少三个电极的电接触，并且其中读取所述传感器包括读取器监视电接触，并且其中基于由读取器从电接触所获得的数据来测量在样本内一个或多个分析物的存在和/或浓度。

14.根据权利要求12所述的方法，其中所述至少一个传感器包括第一类型的第一传感器，以及第二类型的第二传感器，其中所述第一类型不同于所述第二类型。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述第一类型的传感器是电化学类型的传感器，并且所述第二类型的传感器是光学类型的传感器。

16.根据权利要求12所述的方法，其中所述电极中的至少两个在第一衬底的第一表面上在彼此旁边，并且所述电极中的至少一个在第二衬底的第一表面上。

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