CN112469998A - 包含电导率传感器的流体通道及其使用方法 - Google Patents

包含电导率传感器的流体通道及其使用方法 Download PDF

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Abstract

一种装置，包括第一部分和第二部分，第一部分包括：至少一个流体通道；流体致动器；布置于流体通道内的分析传感器；布置于流体通道内的电导率传感器；以及导引器；第二部分包含至少一个加样孔，该加样孔含有至少一种材料，其中第一部分或第二部分中的一个相对于另一个可移动，其中导引器配置为从至少一个加样孔中获取至少一部分材料，并将其输送至流体通道，并且其中流体致动器配置为使至少一部分材料在流体通道中移动。

Description

包含电导率传感器的流体通道及其使用方法
相关申请
本申请要求于2019年9月1日提交的申请号为16/120,224的美国专利申请和于2018年9月1日提交的申请号为16/120,225的美国专利申请的权益，两者都要求于2018年7月6日提交的申请号为62/694,621美国临时专利申请、于2018年7月6日提交的申请号为62/694,594的美国临时专利申请和于2018年7月6日提交的申请号为62/694,599美国临时专利申请的权益，其公开内容通过引用并入本文。
背景技术
有许多仪器和测量技术用于与医学、兽医医学、环境、生物危害、生物恐怖主义、农业商品和食品安全有关的材料的诊断测试。传统上，诊断测试需要很长的响应时间以获取有意义的数据，涉及昂贵的远程或笨重的实验室装置，需要大的样本维度，使用多种试剂，要求训练有素的使用者，并且可能涉及较高的直接和间接成本。例如，在人类和兽医诊断市场中，大多数测试都需要从患者那里收集样本，然后将其送到实验室，在此实验室中，数小时或数天都无法获取结果。因此，护理人员必须等待，以为患者治疗。
用于诊断测试和分析的使用要点(或探讨人类或兽药时的护理要点)解决方案虽然能够解决大多数明显的缺点，但是仍然受到一定限制。与实验室测试相比，甚至某些可用的使用要点解决方案相比于实验室测试在灵敏度和再现性方面也受到限制。由于每个可用的使用要点测试可能会有单独的系统，因此对于使用者而言，通常也存在较高的直接成本。
发明内容
本文公开了一种装置，该装置包括第一部分和第二部分，第一部分包括：至少一个流体通道；流体致动器；布置于流体通道内的分析传感器；布置于流体通道内的电导率传感器；以及导引器；第二部分包含至少一个加样孔，该加样孔含有至少一种材料，其中第一部分或第二部分中的一个相对于另一个可移动，其中导引器配置为从至少一个加样孔中获取至少一部分材料，并将其输送至流体通道，并且其中流体致动器配置为使至少一部分材料在流体通道中移动。
本文还公开了一种使用系统的方法，该系统包括第一部分和第二部分，第一部分包括：至少一个流体通道；流体致动器；布置于流体通道内的分析传感器；布置于流体通道内的电导率传感器；以及导引器；第二部分包含至少一个加样孔，该加样孔含有至少一种材料，其中第一部分或第二部分中的一个相对于另一个可移动，其中导引器配置为从至少一个加样孔中获取至少一部分材料，并将其输送至流体通道，并且其中流体致动器配置为使至少一部分材料在流体通道中移动，该方法包括：监测电导率传感器的电阻；移动流体通道内的液体；以及监测电导率传感器的电阻变化。
本文还公开了一种使用系统的方法，该系统包括第一部分和第二部分，第一部分包括：至少一个流体通道；流体致动器；布置于流体通道内的分析传感器；布置于流体通道内的电导率传感器；以及导引器；第二部分包含至少一个加样孔，该加样孔含有至少一种材料，其中第一部分或第二部分中的一个相对于另一个可移动，其中导引器配置为从至少一个加样孔中获取至少一部分材料，并将其输送至流体通道，并且其中流体致动器配置为使至少一部分材料在流体通道中移动，该方法包括：监测电导率传感器处的电阻；开始流体通道内的液体的流动，该流动具有流速；确定电阻保持在基本恒定值的时间；以及至少基于电阻保持在基本恒定值的时间和液体的流速来确定至少部分流体通道中的流体的量。
通过阅读以下详细说明和相关附图，这些以及各种其他特征将变得显而易见。
附图说明
图1是示出示例性传感器总成的示意图。
具体实施方式
在以下详细描述中，公开了化合物、组合物、产物和方法的几个具体实施例。应当理解的是，在不脱离本公开的范围或精神的情况下，可以设想并可以做出其他实施例。因此，下面的详细描述不应被认为是限制性的。
除非另有说明，否则本文中使用的所有科学和技术术语具有本领域中通常使用的含义。本文提供的定义是为了促进对本文中经常使用的某些术语的理解，并不意味着限制本公开的范围。
除非内容中另有明确规定，否则在本说明书和所附权利要求书中使用的单数形式“一个”，“一种”和“该”涵盖具有多个指示物的实施例。
除非内容清楚地另外指出，否则在本说明书和所附权利要求书中使用的术语“或”通常包括“和/或”的含义。术语“和/或”是指所列要素中的一个或全部，或所列要素中的任何两个或更多个的组合。
如本文所用，“具有(have,having)”、“包括(include,including)”、“包含(comprise,comprising)”等以其开放式含义使用，并且通常是指“包含但不限于”。应当理解的是，“基本上由……组成”、“由……组成”等被归入“包含”等中。如本文所用，“基本上由……组成”，当涉及组合物、产品、方法等时，是指该组合物、产品、方法等的成分限于列举的成分和不会实质性地影响组合物、产品、方法等的基本和新颖特征任何其他成分。
词语“优选的”和“优选地”是指在某些情况下可以提供某些益处的本发明的实施例。然而，在相同或其他情况下，其他实施例也可能是优选的。此外，对一个或多个优选实施例的叙述并不意味着其他实施例没有用，也不旨在将其他实施例从包括权利要求的本公开的范围中排除。
这里，对由端点限定的数值范围的列举包括该范围内的所有数字(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5等，或者10或不包括10、9.4、7.6、5、4.3、2.9、1.62、0.3等)。如果值的范围“最大”为特定值，则该值将包含在该范围内。
为了清楚起见，在本文中描述了本文中所指的任何方向，例如“顶部”、“底部”、“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”和其他方向和取向，而不是限制实际装置或系统，或者装置或系统的使用。如本文所述的装置或系统可以在许多方向和取向上使用。
公开的装置包括电导率传感器，该电导率传感器可以确定其所位于的装置内的至少一部分流体的电导率。该电导率可以用于各种目的。
本文公开了一种总成。在一些实施例中，总成可以包括第一部分和第二部分。第一部分和第二部分可以配置为组装在一起以形成总成。第一部分和第二部分可以由制造商、装配工、终端使用者或其任意组合组装在一起。这两个部分的形状、两个部分中至少一个的设计成便于组装的部件或它们的某种组合可以便于这两个部分的组装。这两个部分可以由相同的材料或不同的材料制成。在一些实施例中，第一部分和第二部分可以因这两个部分的不同目的而由不同的材料制成，这可能是有用的。总成的两个部分可以在相同或不同的设备中分别制造；和/或可以单独或一起包装和/或出售。
第一部分和第二部分中的至少一个相对于另一个是可移动的。这意味着在组装第一部分和第二部分以形成总成之后，一个部分相对于另一部分可移动。相对于另一部分可移动的部分可以沿一个或多个方向或维度可移动。一部分相对于另一部分的移动可以在这方面提供优势，第二部分中的加样孔(如下所述)可以由第一部分随机进入。随机进入第二部分中的加样孔的能力可以允许大范围的试验计划，而无需更改总成本身的配置。贯穿本公开内容，讨论了由一个部分相对于另一部分的可移动性提供的其他可能的优势。
图1示出了总成的说明性实施例。该示例性总成100包括第一部分110和第二部分120。该特定示例性总成100配置为以将第二部分120在z方向上定位在第一部分110下方的方式进行组装。在一些实施例中，第二部分120相对于第一部分110可移动。第二部分相对于第一部分可移动意味着第二部分相对于固定的第一部分可以在至少一个维度(x，y或z)上移动。在一些实施例中，第二部分可以相对于第一部分沿着直线移动(例如，沿着x维度)。在图1中描述的实施例示出了这样的移动，其中第二部分120在x方向上移动(如由标记为m的箭头所示)。在一些实施例中，第二部分可以相对于第一部分沿直线移动(例如，沿x维度)，并且可以相对于第一部分向上和向下移动(例如，沿z维度)。如果第二部分120也沿z方向移动，则在总成100中可以看到这种移动。
第一部分
第一部分可以包括至少一个流体路径、流体致动器和导引器。流体路径也可以描述为包括流体通道。图1中示出的示例性第一部分110包括流体通道112、流体致动器114和导引器116。通常，流体通道112、流体致动器114和导引器116彼此流体连通。还可以描述为流体致动器114、导引器116和流体通道112在流体路径之内、之上或作为流体路径的一部分。
流体路径可以具有各种构造，并且本文中所描绘的示例仅用作示例性构造。在一些实施例中，流体路径不包括装置中获取样本的部分。在一些实施例中，流体路径起始于样本被包含在第二部分的加样孔中之后。流体路径可被描述为总成中用于流体的传递路径。流体路径不必始终保持流体连通。例如，流体路径可以包括装置的一部分，该部分可以是可以例如通过相对于另一部分移动一部分而被移入或移出流体路径。流体路径也可以描述为包括可由导引器触及的装置的任何部分、与由导引器触及的装置的任何部分流体联通的装置的任何部分、或他们的某种组合。流体路径不必仅包括所连接的实际容积。在一些实施例中，流体路径可以完全容纳在第一部分上，完全容纳在第二部分上，或者流体路径的至少一部分可以存在于第一部分上而流体路径道的至少一部分可以存在于第二部分上。在一些实施例中，流体路径可以是始终连接的流体路径，并且在一些实施例中，流体路径的一个或多个部分可以在某些时候与流体路径的其余部分断开。在一些实施例中，流体路径可以包括流体通道。在一些实施例中，这样的流体通道可以是始终连接的容积。在一些实施例中，这样的流体通道可以完全容纳在总成的第一部分上。在一些实施例中，这样可以完全容纳在总成的第一部分上的流体通道可以是始终静态连接的容积。流体通道可以指总成的第一部分上的物理通道。
在一些实施例中，流体路径不包括阀。在一些实施例中，流体通道不包括阀。在一些实施例中，即使没有阀，流体也可以沿任一方向在流体路径中(或在流体通道中)流动。因为能够随机进入第二部分的加样孔(例如空的加样孔)，即使在流体路径(或流体通道)中没有阀，双向流动也是可能的。更具体地，可以通过以下方式来实现双向流动：通过使流体沿第一方向流动将流体路径(或流体通道)内的液体置于第二部分上的空加样孔中，并且然后从该加样孔中取回该液体，以及通过使流体沿第二方向(与第一方向相反)流动将其引导至流体路径中。在不使用任何阀的情况下实现双向流动可以使所公开的总成在制造上更具成本效益，并且不太容易出现伴随阀门的使用可能出现的问题。
流体路径(以及因此是流体路径的一部分的流体通道)也可以进入样本引入路径。样本引入路径和流体路径不必完全位于同一部分上或同一部分中。样本引入路径可以包括一个或多个组件，该一个或多个组件可以起到将样本送入加样孔中的作用。样本引入路径可以描述为样本在进入加样孔之前的传输路径。样本引入路径无需始终保持流体连通。例如，样本引入路径可以包括装置的一部分，该部分可以(基于例如一部分相对于另一部分的移动)移入或移出样本引入路径。
样本引入路径可以包括例如样本引入室和一个或多个组件，该一个或多个组件将样本从样本引入室送至加样孔(在第二部分上，如下所述)。在一些实施例中，样本引入路径可以包括一个或多个不可逆阀。可能在样本引入路径中的一个或多个阀也可以描述为不包括移动部件。在一些实施例中，样本引入室可以位于第一部分上或第一部分中。样本引入路径可以例如包括阀、过滤器或其某种组合。在一些实施例中，样本引入路径可以利用第一部分的导引器部分。在一些实施例中，样本可以从样本引入室移动到第二部分上的样本加样孔中。
在一些实施例中，样本引入路径可以配置为将样本直接引入流体路径或作为流体路径的一部分的流体通道中。在这样的实施例中，样本引入路径将配置为将样本沉积到流体路径中，而无需首先将其沉积到样本加样孔中。这样的配置对于样本量相对较小的情况可能特别有用或适用。在一些实施例中，这样的配置可以用于例如不大于100μL的样本量。这样的样本的示例可以包括通过扎手指获取的血液量。
图1示出了作为流体路径的一部分的流体通道112。流体通道112可以由第一部分的一个以上的组件或部分形成(即，顶部，底部和侧面)。在一些实施例中，流体通道112不包含任何流体阀。示例性的流体通道可以通过其容积(总容积或分析传感器之前和之后的容积)来描述。在一些实施例中，示例性流体通道在分析传感器之前的区域中可以具有10μL至1000μL的容积，而在分析传感器之后的区域中可以具有10μL至1000μL的容积。在一些实施例中，示例性流体通道在分析传感器之前的区域中可以具有50μL至250μL的容积，而在分析传感器之后的区域中可以具有50μL至250μL的容积。在一些实施例中，示例性流体通道在分析传感器之前的区域中可以具有75μL至200μL的容积，而在分析传感器之后的区域中可以具有75μL至200μL的容积。在一些实施例中，示例性流体通道在分析传感器之前的区域中可以具有100μL至175μL的容积，而在分析传感器之后的区域中可以具有100μL至175μL的容积。还应该理解的是，分析传感器之前和之后的容积不必相同。
第一部分还包括流体致动器114。尽管流体致动器114被描绘为位于流体通道112的一端，但是应当理解的是，流体致动器可以位于沿着流体通道112的任何点，可以位于沿着流体通道112的多个点，和/或可以沿着流体通道112在多个点具有多个组件。流体致动器114起到使流体沿着流体通道112移动的作用。还可以描述为，流体致动器114起到使流体沿着流体通道112移动、移动进入流体通道112、从流体通道112移出、在流体通道112内移动(或它们的任意组合)的作用。
流体致动器114可以像端口一样简单，也可以像泵或隔膜一样复杂。在一些实施例中，流体致动器114可以是在流体通道112的端部处的端口(例如，如图1中所示)，该端口与位于第一部分外部的泵流体连通。在一些实施例中，流体致动器114是与配置为控制和/或操纵传感器总成的外部仪器上或内部的泵流体连通的端口。在一些实施例中，流体致动器114可以是与整个流体控制系统流体连通的端口。示例性的流体控制系统可以包括一个或多个泵、一个或多个隔膜、一个或多个阀、另外的一个或多个流体通道、一个或多个储液器或其某种组合。在一些实施例中，示例性的流体控制系统的至少一部分可以位于外部仪器、传感器总成的第一部分、传感器总成的第二部分或其某种组合之上或之内。在一些实施例中，流体致动器114可以包括与流体控制系统的某些部分流体连通的隔膜。
第一部分还包括导引器116。导引器116在流体通道112上、内部或流体附接到流体通道112，并且起进入第二部分的加样孔的作用(在下面讨论)。导引器116的功能也可以描述为配置为获取第二部分上的至少一个加样孔的内容物的至少一部分。可以将导引器116描述为既能够刺穿第二部分的密封加样孔又能够进入并获取加样孔中至少一部分材料。导引器116可以由外部仪器致动以便进入加样孔。这种致动可以包括在一维或多维上的移动。例如，在图1所示的示例中，导引器116在z方向上的移动可以提供第二部分上的至少一个加样孔的进入。
在一些实施例中，导引器116还可以配置为将空气引入它已经进入的加样孔中。这可以允许导引器116更可靠地从加样孔获取材料。导引器116的这种可选功能可以由导引器的尖端的特殊设计，通过在两个点(而不是一个)同时地、在不同时间以指定顺序或其组合刺入密封件到加样孔中来实现。在一些实施例中，导引器116可以在形状和构造上类似于移液器吸头。
导引器116还可以配置为既从第二部分的加样孔中提取材料又将材料引入第二部分的加样孔中。在这样的实施例中，外部仪器——例如在一些实施例中通过泵的控制——可以控制导引器116是从加样孔中提取材料还是将材料引入加样孔中。将材料引入加样孔中可以允许材料的存储，同时不需要使用者担心液体从使用过的传感器总成中溢出。将材料引入加样孔中还可以提供一种混合方法。将材料引入加样孔中还可以提供一种在进行方案的另一步骤时存储中间组合物的方法。
在一些实施例中，第一部分110还可以包括分析传感器118。在第一部分中的分析传感器可以是任何类型的传感器，例如它可以是光学传感器(使用例如化学发光或荧光)、电化学传感器或谐振传感器。在一些实施例中，分析传感器118可以包括至少一个谐振器传感器。这样的传感器的示例可以包括体声波(BAW)传感器和薄膜体声谐振器(TFBAR)传感器。BAW和TFBAR传感器都包括压电层或压电基板，以及输入和输出变换器。BAW和TFBAR传感器都是小型传感器，这使得该技术特别适用于手持式或便携式装置。
在一些实施例中，分析传感器118可以在流体路径内或形成流体路径的一部分。更具体地，在一些实施例中，分析传感器118可以在流体通道内或形成流体通道的一部分。例如，流体路径的一部分可以配置为存在于流体路径中或形成流体路径的一部分，从而流体路径中的流体流过分析传感器。在一些实施例中，流体路径中的流体可以围绕传感器整体行进，并且在其他实施例中，流体路径中的流体可以围绕分析传感器的不到所有表面行进。在一些实施例中，流体路径中的流体可以行进穿过分析传感器的活动区域。在一些实施例中，流体路径中的流体可以流过分析传感器的压电层，该压电层涂覆有用于感兴趣的分析物的结合位点。
分析传感器可以是任何类型的传感器。在一些实施例中，分析传感器可以是例如光学传感器(例如化学发光传感器或荧光传感器)或共振传感器。在一些实施例中，分析传感器可以是共振传感器，例如BAW传感器。
公开的装置包括设置在流体通道内的电导率传感器。电导率传感器通常可以包括至少两个电极。在一些实施例中，电极由不会与将位于流体通道内的流体(例如，样本、试剂、或样本和试剂的组合)反应的材料制成。在一些实施例中，电极可以由基本上化学惰性的材料制成。在一些实施例中，电极可以由例如金制成。
至少两个电极可以具有配置为测量流体通道内的流体的电阻的电压和电流特性。至少两个电极可以与交流电(AC)、直流电(DC)或其组合一起使用。在一些实施例中，可以利用AC电流，因为它将防止或至少最小化电极表面的水解。在一些实施例中，利用相对低的电流以避免流体通道内的流体的大量焦耳热。
电导率传感器可以与处理器通信，例如电通信，该处理器可以从传感器获取信号并且将该信号用于各种目的。另外地或可替代地，电导率传感器可以由处理器控制，例如，处理器可以在各个时间激活电导率传感器、激活电导率传感器各种时间长度或其组合。
电导率传感器可以位于分析传感器的上游或分析传感器的下游。在一些实施例中，电导率传感器可以位于分析传感器的上游。在电导率传感器位于分析传感器的上游的实施例中，电导率传感器可用于计量样本、试剂、样本和试剂或它们的混合物。
当电导率传感器(例如，两个电极)暴露于空气时，传感器将测得高电阻。当与含有离子的液体样本接触时，电阻会根据液体中离子的浓度水平发生变化(降低)。电阻变化发生的时间表示液体样本何时与两个电极接触。液体与电导率传感器的两个电极均接触时的确切点可以用于所公开的系统中的各种目的。因此，公开的方法可以包括以下步骤：监测位于流体通道内的电导率传感器；移动流体通道内的液体(或开始液体的流动)；以及监测电导率通道处电阻减小。根据所公开的方法的目的和/或目标，除了上述三个步骤之外，还可以可选地执行各种步骤。
在一些实施例中，包括电导率传感器的系统可用于计量流体。在流体计量应用中，流体可以在检测电阻变化时始终停止。取决于流体驱动机构，流体可以在电阻降低时立即停止。这是通过在电阻改变后很短甚至立即停止驱动机构来实现的。因此，所公开的方法可以包括以下步骤：监测位于流体通道内的电导率传感器；开始流体通道内的液体的流动；监测电导率传感器处的电阻的减小；以及停止流体通道内的液体的流动。
在一些实施例中，已经在系统中建立以驱动流体的压力会使快速停止流体有点困难。在这种情况下，较慢的流体流动将降低积聚的压力，并使流体更快停止。由于等效流速需要更高的压力，该问题可能会随着样本粘度的增加而恶化。然而，慢速流动可能不是理想的，尤其是在快速的即时检验中，计量样本时间可能会大大增加获取结果所需的时间。
在一些实施例中，可以存在两种选择以允许快速计量。使用快速向前流动直到电阻降低，并且然后在流体超过电极的位置停止泵。缓慢地反向流动直到测得高电阻，然后停止泵。因此，一些这样的公开的方法可以包括以下步骤：监测位于流体通道内的电导率传感器；以第一流速在第一方向上开始流体通道内的液体的流动；监测电导率通道处的电阻的减小；停止流体通道内液体的流动，以及使流体通道内的液体以第二流速反向流动，其中第一流速比第二流速快，并且然后停止流体流动。诸如此类的方法可能只会在减少计量时间方面获取适度的收益。
允许快速计量的第二种类型的方法包括使流体快速地朝着电极移动，并且一旦电阻改变即停止泵并通气。这样可以迅速消除流体通道中的残留压力积累，并允许流体迅速停止。因此，一些这样的公开的方法可以包括以下步骤：监测位于流体通道内的电导率传感器；以第一流速在第一方向上开始流体通道内的液体的流动；监测电导率通道处的电阻的减小；停止流体通道内液体的流动，并使流体通道通气。
在一些实施例中，可以利用包括电导率传感器的系统来估计一部分流体通道中的一段流体的总量。当应用诸如上述(或另一种)量计量方法时，通常保证在计量停止处(电导率传感器，疏水阀或其他)流体的存在，并假设流体在计量通道中是连续的。
电导率传感器可以用来确认流体在计量通道中是连续的并估计总量。可以将计量的流体段驱动通过电导率传感器，并且可以通过使用的流体驱动方法估算流体段的量。例如，可以使用正排量泵以特定的流速驱动流体。然后，在电导率传感器上观察到液体的总时间可以用于基于流速估算流体的量。因此，一些这样的公开方法可以包括以下步骤：监测位于流体通道内的电导率传感器，开始流体通道内的液体的流动，确定将电阻保持在基本恒定值的时间，以及根据电阻保持在基本恒定值的时间和液体的流速，确定至少一部分流体通道中的流体量。
压力数据还可以用于通过在流体流速不处于稳定状态时补偿实际流体流速来改善估计。因此，一些这样的公开的方法可以包括以下步骤：监测位于流体通道内的电导率传感器，监测流体通道内的压力，开始流体通道内的液体的流动，确定将电阻保持在基本恒定值的时间，以及基于电阻保持在基本恒定值的时间、液体的流速以及流体通道内的压力来确定至少一部分流体通道内的流体量。
对于如何估计流体量，不同的泵送方法可以规定不同的方法。这样的样本量估计可用于肯定地确认是否存在足够的样本，并确定样本量太少的情况。如果采用的计量方法超时错误，则仅计量方法(例如上述方法)可能无法识别任何样本。
公开的系统也可以用于控制样本和试剂的混合，或其任何组合。通常，计量流体需要与其他流体混合才能进行反应。混合物中的最终浓度对测试报告的分析结果的准确性非常重要。例如，要在两种试剂的最终混合物中获取准确和精确的浓度，一种方法是从过量试剂一中计量出试剂一，然后将其添加到已经准确/精确量的试剂二中(在生产时)。在一些这样的方法中，确定流体通道中的液体量的任何上述方法可以与将液体量添加到已知量的第二液体中的步骤组合。在一些方法中，第一液体可以是样本，第二液体可以是试剂，第一液体可以是试剂，第二液体可以是样本，第一液体可以是试剂，第二液体可以是试剂，第一液体可以是样本，第二液体可以是样本的稀释剂，或其任何组合。在一些实施例中，可以将试剂多次计量到已经精确/精确量的试剂二中。
这种方法的潜在问题是流体装置中的量计量方法取决于精确的通道几何形状以及装配公差。由同一型腔生产的注塑零件具有足够的一致性，可以使用此方法获取良好的精度。但是，由于工具的变化，由多个型腔生产的零件可能不够一致。
可选择地，可以使用比例计量方法在最终混合物中获取准确和精确的浓度。此处，试剂一是从过量试剂一中计量的(例如，一种方法包括：监测位于流体通道内的电导率传感器，开始流体通道内的液体的流动，监测电导率通道处的电阻减小，以及停止流体通道中的液体的流动)。使用相同的计量方法从过量试剂二中计量出试剂二。然后将两个计量的量混合。现在，以精确和精确的浓度获取了1：1的混合物，但最终量可能不准确。如果混合物总量的精度对最终测试结果不重要，则该方法避免了多腔工具问题，增加了两个计量步骤的费用。应当注意的是，该比例不限于1：1。例如，可以对第一液体(和/或第二液体)进行多次计量(固定容积计量装置)以实现不同的混合比。可变容积计量的方法当然也不受限制。
如果需要知道的话，可以使用许多因素来估算比例法中的液体量，这些因素包括例如使用通道的几何形状的流体通道中的流体容积、流体通道中的压力、流体的流速，流体电阻，流体移动的时间或它们的某种组合。
第二部分
公开的总成还包括第二部分。第二部分可以包括至少一个加样孔。图1描绘了包括多个加样孔122的示例性第二部分120。公开的总成的第二部分可以包括任何数量的加样孔。在一些实施例中，第二部分可以包括至少一个(1)、至少三个(3)或至少五个(5)加样孔。在一些实施例中，第二部分可以包括九个(9)加样孔，其中一个是样本加样孔。加样孔可以以线性的任何配置存在(如图1所示，圆形或其他形式)。
第二部分内的加样孔可以配置为包含相同或不同的量。在一些实施例中，加样孔的大小可以包含至少10μL。在一些实施例中，加样孔的大小可以例如包含50μL至150μL。在一些实施例中，加样孔的大小可以例如包含约100μL。在一些实施例中，加样孔的总量可以大于其设计容纳的量。例如，一个加样孔的总量为200μL，以容纳100μL的量。加样孔可以具有各种构造，包括例如角、平底和圆底。加样孔可以具有各种形状，例如，它们可以是圆柱形、球形，六边形或其他形状。第二部分内的加样孔可以包含各种材料或可以是空的。在一些实施例中，第二部分可以包括至少一个空的加样孔。在一些实施例中，第二部分可以包括至少一个样本加样孔。在使用总成之前，样本加样孔通常可以是空的。在这样的实施例中，样本加样孔可用于容纳通过样本引入路径从样本引入室转移的至少一部分样本。在一些实施例中，样本加样孔可以包括一种或一种以上材料，一旦样本引入样本加样孔即与上述材料合并。
加样孔中包含的材料可以是液体或固体。加样孔中包含的材料也可以称为试剂、稀释剂、洗涤液、缓冲液或其他此类术语。在一些实施例中，加样孔内的材料可以是在室温下为液体的单一物质、包含多于一种物质的溶液、或包含分散在另一种物质中的一种物质的分散体。在一些实施例中，加样孔内的材料可以是固体。可以相对于其他加样孔中的材料独立选择单个加样孔中的材料。在一些实施例中，加样孔内的材料被选择以执行特定的测试方案。
第二部分也可以包括密封件。通常，密封件起将材料容纳于加样孔内的作用。在一些实施例中，密封件可以是整体元件，而在一些实施例中，密封件可以由一个以上的元件组成。例如，如图1所示，在一些实施例中，单个元件可以覆盖所有的加样孔122。而在一些其他实施例中，每个加样孔122可以由单个元件覆盖，所有的元件构成密封件。密封件可以由任何材料制成，这些材料可以起到将加样孔中的内容物保持在加样孔中的作用，但也允许导引器接近加样孔中的材料。示例性材料可以包括例如金属箔这样的箔，其可通过粘合剂或热封密封至第二部分(或第二部分的部分)；塑料薄膜；或其他此类材料。在一些实施例中，密封件由金属箔制成并且覆盖整个第二部分。
第二部分还可以包括直接或间接地引入来自使用者的样本的方式。例如，在一些实施例中，第二部分可以包括空加样孔，其密封件可被所公开的总成的一部分或使用者刺穿(如果被密封)，以引入待由传感器总成测试的样本。该加样孔可以称为样本加样孔。在一些实施例中，样本加样孔未被密封件覆盖。在一些样本被使用者直接引入第二部分的实施例中，可以通过注射器、移液管或其他类似的仪器将其添加到样本加样孔中。在一些实施例中，可以通过例如样本引入路径将样本添加到样本加样孔中。
用途
本文所述的装置、系统和方法可用于检测样本中的目标分析物。该装置可用于许多化学、环境、食品安全或中间应用。举例来说，待测样本可以是或可以来源于血液、血清、血浆、脑脊髓液、唾液、尿液等。不是流体成分的其他测试成分可以溶解或悬浮在适当的溶液或溶剂中进行分析。
目标分析物的非限制性实例包括核酸、蛋白质、肽、抗体、酶、碳水化合物、化学化合物或传染性物种(例如细菌、真菌、原生动物、病毒、杀虫剂等)。在某些应用中，目标分析物能够结合不止一种分子识别组分。
通过以下实施例说明本公开。应当理解的是，将根据本文阐述的本公开的范围和精神来广义地解释特定示例、假设、建模和过程。
因此，公开了包括电导率传感器的流体通道及其使用方法的实施例。上述实施方式和其他实施方式在所附权利要求的范围内。本领域的技术人员将理解，可以用除了所公开的实施例之外的实施例来实践本公开。呈现所公开的实施例是出于说明而非限制的目的。

Claims (20)

1.一种装置，包含：
第一部分，所述第一部分包含：
至少一个流体通道；
流体致动器；
分析传感器，所述分析传感器布置在所述流体通道内；
电导率传感器，所述电导率传感器布置于所述流体通道内；以及
导引器；
第二部分，所述第二部分包含：
至少一加样孔，所述加样孔包含至少一种材料，
其中所述第一部分或所述第二部分中的一个相对于另一个可移动，其中所述导引器配置为从所述至少一个加样孔中获取至少一部分材料并将其输送到所述流体通道，并且其中所述流体致动器配置为使所述至少一部分材料在所述流体通道中移动。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述分析传感器是谐振器传感器。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述谐振传感器是体声波(BAW)传感器。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，所述电导率传感器位于所述分析传感器的上游。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，所述电导率传感器包括两个电极。
6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述两个电极包括金。
7.一种使用系统的方法，所述系统包含：
第一部分，第一部分包括：
至少一个流体通道；
流体致动器；
分析传感器，所述分析传感器布置在所述流体通道内；
电导率传感器，所述电导率传感器布置于所述流体通道内；以及
导引器；
第二部分，所述第二部分包含：
至少一加样孔，所述加样孔包含至少一种材料，
其中所述第一部分或所述第二部分中的一个相对于另一个可移动，其中所述导引器配置为从所述至少一个加样孔中获取至少一部分材料并将其输送到所述流体通道，并且其中所述流体致动器配置为使所述至少一部分材料在所述流体通道中移动，
所述方法包括：
监测所述电导率传感器的电阻；
移动所述流体通道内的液体；以及
监测所述电导率传感器的电阻变化。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，移动所述流体通道内的液体的步骤包括开始所述流体通道内的液体的流动。
9.根据权利要求7或8中的一项所述的方法，其中，监测所述电导率传感器的电阻变化包括监测所述电导率传感器的电阻的减小。
10.根据权利要求9所述的方法，还包括：一旦监测到所述电阻的减小，就停止所述流体通道中所述液体的流动。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，移动所述流体通道中的所述液体的步骤具有第一流速，并且所述方法还包括：在监测到所述电阻的减小之后，使所述流通道中的流体以第二流速反向流动，其中所述第二流速比所述第一流速慢。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，还包括一旦流体的流动停止，就使所述流体通道通气。
13.一种利用系统的方法，该系统包括：
第一部分，第一部分包括：
至少一个流体通道；
流体致动器；
分析传感器，所述分析传感器布置在所述流体通道内；
电导率传感器，所述电导率传感器布置于所述流体通道内；以及
导引器；
第二部分，所述第二部分包含：
至少一加样孔，所述加样孔包含至少一种材料，
其中所述第一部分或所述第二部分中的一个相对于另一个可移动，其中所述导引器配置为从所述至少一个加样孔中获取至少一部分材料并将其输送到所述流体通道，并且其中所述流体致动器配置为使所述至少一部分材料在所述流体通道中移动，
所述方法包括：
监测所述电导率传感器的电阻；
开始所述流体通道内的液体的流动，所述流动具有流速；
确定电阻保持在基本恒定值的时间；以及
至少基于所述电阻保持在基本恒定值的时间和所述液体的所述流速来确定至少部分流体通道中的流体的量。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括监测所述流体通道内的压力。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，确定流体的量的步骤还基于所述流体通道内的压力数据。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的方法，还包括将一定量的流体添加到已知量的第二流体中。
17.根据权利要求13至15中任一项所述的方法，还包括：重复监测步骤，开始第二液体的流动，重复确定所述电阻保持在基本恒定值的时间并至少基于所述时间和所述第二液体的流速确定所述第二液体的量的步骤。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，将所述第二液体与所述第一液体混合。
19.根据权利要求18所述的方法，还包括使用所述通道的几何形状、所述通道中的压力、所述流体的流速、所述流体的电阻、所述流体移动的时间或其某种组合来估计所述第一液体和所述第二液体的量。
20.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，还包括重复以下步骤：监测所述电阻，开始液体的流动并至少确定一次量，以便将两等分的第一液体添加到所述已知量的第二液体中。
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