CN117480380A - 用于分析存在于流体中的分析物的包括传感器的电子设备以及用于更换传感器的方法 - Google Patents

用于分析存在于流体中的分析物的包括传感器的电子设备以及用于更换传感器的方法 Download PDF

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CN117480380A CN202280042331.4A CN202280042331A CN117480380A CN 117480380 A CN117480380 A CN 117480380A CN 202280042331 A CN202280042331 A CN 202280042331A CN 117480380 A CN117480380 A CN 117480380A
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Abstract

本发明涉及一种用于分析存在于流体中的分析物(2)的电子设备(1)，所述电子设备包含：‑传感器(10)，其包含光子芯片(12)，该光子芯片包含光导(13)，在该光导中布置有能够与存在于流体中的分析物相互作用的受体(14)，该相互作用引起局部性质变化，以及‑传感器支撑件(50)；‑封闭元件(60)；‑局部性质变化转换器，其能够将该局部性质变化转换成表示该局部性质变化的电子信号，该转换器包含：‑光源(130)；‑光学检测器(131)，该光导包含干涉臂(134)，所得光束被引导至该干涉臂中，其中引导至该干涉臂中的所得光束的辐射功率等于或大于0.2μW。

Description

用于分析存在于流体中的分析物的包括传感器的电子设备以 及用于更换传感器的方法
技术领域
本发明的领域是测量及物理分析技术领域，具体是电子测量及物理分析技术领域。更具体地，本发明是指用于分析存在于流体中的分析物的电子设备，电子分析设备具有传感器。本发明还涉及一种用于更换传感器的方法。
背景技术
已知的电子分析设备能够检测到存在于诸如气体或液体等流体中的分析物、待识别的分析物以及可能的待测量的流体中的分析物的浓度。该分析物可以是目标化合物的组合，例如可产生气味的VOC(挥发性有机化合物)的混合物。这是这些设备有时根据其是用于气体还是液体而被归类为电子鼻或电子舌的原因。
这些设备中的检测原理可基于被整合至传感器中的受体与分析物之间的相互作用。这些相互作用基于受体与分析物之间、尤其是受体与分析物的目标化合物之间的物理化学亲和性的性质。这些相互作用导致一个或更多个局部性质的变化，以揭露分析物的存在或甚至所存在分析物的量。
受体可选自适合于构成用于目标化合物的临时配体(temporary ligand)的各种化合物或材料。可列举但不限于：特定分子、肽、聚合物、生物标记物、纳米粒子、纳米碳管。讨论中的结合力通常是弱力(凡得瓦尔(Van Der Waals)型力)。
转换器通常用以将该局部性质变化转换为表示此局部性质变化的多维电子信号。针对每一受体产生电子信号。一组电子信号构成多维电子信号。借助于处理及分析该多维电子信号，可以对存在于被分析流体中的分析物进行定性或甚至定量的确定。
一些电子分析设备使得能够通过使用光干涉来检测局部性质变化。电子分析设备因此包含：传感器，其包含具有光导的光子芯片；转换器，其包含用以将相干光束发射至光导中的相干光源；以及光学检测器，其用以测量光导的出口处的光束的至少一个光学参数。
光导被成形以使得能够形成光干涉，且受体被整合至光导中。由分析物与光导中的受体之间的相互作用所产生的局部性质变化产生光干涉。因此，该光干涉取决于分析物与受体之间的相互作用，且因此对于被分析的分析物是特定的。
所产生的光干涉修改由光学检测器测量到的光学参数。因此，根据由光学检测器测量到的光学参数，转换器能够产生表示局部性质变化的电子信号，且因此揭露分析物。
为了使光学检测器正确地测量光束的光学参数，光源及光导必须对准。该对准使得进入光导的光的量可以足以使光学检测器检测到光导的出口处的光束的光学参数，且因此使得由转换器产生的电子信号表示局部性质变化，且使得转换器能够检测到分析物的存在。因此，光源与光导之间的对准对于对存在于被分析流体中的分析物的定性或甚至定量的确定而言极为重要。
然而，用以与分析物相互作用的受体是临时受体，即，这些受体相比于设备的其他组件具有更有限的寿命。实际上，受体与分析物之间的相互作用可引起受体饱和。当受体饱和时，其不能再与流体中的分析物适当地相互作用。随后必须更换整合了受体的传感器。
这些受体也可对于所希望检测到的类型的分析物是特定的。实际上，受体可呈现与给定类型的分析物的特定亲和性。因此，若希望改变待检测的分析物的类型，则可能需要用另一具有适合于检测希望检测到的新类型的分析物的受体的传感器来更换该传感器。
因此，应理解，当临时受体不再起作用时或当希望检测到另一分析物时，为了限制成本，优选的是更换设备中的传感器而非必须改变整个设备。
当更换传感器时，必须确保新传感器的光导与设备的光源对准。对于更换传感器的使用者，确保光源与光导入口的适当对准是耗时且乏味的。
US20120214707A1是公开一种用于检测流体(蒸气、气体§[0002])的样品SAM中的分析物的方法及测量系统的专利申请。该系统包含干涉传感器，其中源自激光LSO的光束耦接至光学(通道)波导结构WGS。波导结构WGS由三个层构成，即，基板SUB、芯层COR及覆盖层COV(图1A及图1B)。(生物)传感器设备包含(携带型)测量系统POD及芯片实验室(LOC)系统。LOC包含：入口INL、流体供应部((微)流体试管FCV)、包含测量区域(预涂布有受体REC)及参考区域的检测部件SRG以及在将样本馈入检测部件之后排出液体或空气或另一气体的出口OTL。该系统可为可互换的。与LOC系统的流体连接可被布置以允许快速互换性，例如其可被配置为能够在LOC系统插入POD系统期间快速定位的模块化单元。该系统可优选地与自动对准方法组合以在将LOC系统插入至POD系统中之后，使得(激光)光束能够更快且更好地耦接至光波导芯片中。另外，用以预涂覆芯片的受体REC层可更好地保存于此类整合及封闭系统中。此类封闭系统可保护诸如抗体等受体免于(快速)恶化(deterioration)，且也可防止在预涂覆程序之后及在施加分析物样本之前污染检测区域/窗口。用于保护受体REC的该封闭系统由POD形成。包括在POD中(且并非在POD上)的检测器(例如CCD摄影机)使得能够读取源自干涉传感器的光学测量信号。
EP2327955A1描述一种用于无标记高敏感度生物测定的光学检测系统，其包含光学测量系统(100)以及用于接收具有多种分析物的流体的元件(200)，该元件包含多个生物敏感单元(201)。光学测量系统(100)包含：至少一个激发源(101)、被布置以分析所述生物敏感单元中的每个及其所含的分析物的光学头部(optical head)(103、103a、103b)以及用于检测源自所述光学头部(103、103a、103b)的信号的光学设备(102)。每个生物敏感性单元包含：基板(55)；多个共振腔(53)，每一个腔由微柱之一界定，这些微柱的基座搁置于该基板上，使得微柱之间的空间接收待分析的流体；多个布拉格(Bragg)反射器，每各共振腔(53)至少两个布拉格反射器，分别位于微柱的每一端处；以及多个分子受体(54)，所述多个分子受体(54)附接至微柱的侧表面以便与流体接触。该无标记生物检测系统通过组合几个检测方法(在D2的第[0001]段中，“由组合新颖光子结构的干涉测量及共振优势与光学询问技术，诸如光谱测定法以及椭圆偏振法[……]询问程序”)尤其包括垂直光学询问技术而旨在在工业商业化、敏感度、测量步调、鲁棒性及成本方面具竞争性，。
因此，本发明的一个目标是提供一种紧密且整合的电子分析设备，其中传感器是可消耗的且可互换的，且其中，光源与光导入口之间的对准并不留给更换传感器的使用者。
本发明的另一目标是提供一种紧密且整合的电子分析设备，其最小化或甚至阻止对存在于被分析流体中的分析物的不正确的定性或甚至定量的测定。
本发明的另一目标是提供一种紧密且整合的电子分析设备，其中保证由检测器对由受体与分析物之间的相互作用产生的局部性质变化的检测，以使得由转换器产生的电子信号对应于受体与分析物之间的实际相互作用。
本发明的另一目标是保证由光学检测器测量的光束的光学参数能够揭露局部性质变化。
发明内容
本发明旨在解决上文所提及的需求。
为此目的，根据第一方面，本发明提供一种用于分析存在于流体中的分析物的电子设备，其特征在于，所述电子设备包含：
-可消耗的且可互换的传感器，其包含
i)光子芯片，其包含至少一个测量腔室，所述至少一个测量腔室包含光导，所述光导中布置有能够与存在于所述流体中的分析物相互作用的临时受体，所述相互作用引起局部性质变化，所述光导包含光入口及光出口，以及
ii)盖，其与所述光子芯片成一体且包含开口，所述开口适合于容许流体进入测量腔室中和从测量腔室排出流体；
-传感器支撑件，其包含壳体，所述传感器旨在以可逆的方式置于该壳体中；
-封闭元件，其与所述传感器支撑件协作以封装所述传感器；
-局部性质变化转换器，变化由受体与分析物之间的相互作用引起，所述局部性质变化转换器能够将局部性质变化转换成表示所述局部性质变化的电子信号，所述转换器包含：
-相干光源，其一方面其能够将相干光束发射至所述光子芯片的光导中，且另一方面定位于所述传感器的盖上或封闭元件上；
-光学检测器，其面向所述光导的光出口布置且能够测量所述光导的出口处的光束的根据局部性质变化的光学参数。
该传感器为可消耗的且被可逆地放置。因此，可更换该传感器而无需更换该设备的所有其他组件。
另外，由于光源定位在传感器的盖上或在封闭元件上，因此更换传感器的使用者不必在更换传感器时将光源与光导的入口对准。
实际上，当光源定位于传感器的盖上时，在更换传感器期间，光源与传感器一起被移除，然后盖在该新传感器被整合至传感器支撑件的壳体中时，位于新传感器的盖上的新光源被引入至设备中。因此，光源与光导的光入口之间的对准是传感器制造商的职责，传感器制造商将光源定位于盖上。
因此，根据本发明的第一实施例，其中光源定位于传感器的盖上，光源与光导的光入口之间的对准在制造根据本发明的设备时执行。
另外，根据本发明的第二实施例，其中光源位于封闭元件上，光源与光导的入口之间的对准是通过将传感器放置在支撑壳体中以及在封装该传感器时封闭元件与支撑件之间的协作来实现的。因此，当更换传感器时，光源保持在封闭元件上，且光源与光导的光入口之间的对准通过制造商设计的封闭元件相对于传感器支撑件的分度(indexing)来保证。
根据变体，所述光导包含至少一个分支，所述至少一个分支包含参考臂和测量臂，在所述参考臂中，由所述光源发射的光束的一部分旨在提供全内反射被引导；在所述测量臂中，由所述光源发射的光束的另一部分旨在通过全内反射被引导，且所述受体被布置在所述测量臂中，所述参考臂及所述测量臂被重组为干涉臂，通过对被引导至所述参考臂中的光束的一部分与被引导至所述测量臂中的光束的另一部分的重组而产生的所得光束旨在被引导至所述干涉臂中，并且
其中，引导至所述干涉臂中的所得光束的辐射功率等于或大于0.2μW。
将该所得光束的最小功率限制在0.2μW确保足量的光进入光导中，使得检测器能够测量光导的出口处的光束的光学参数。
另外，该所得光束的此最小功率保证，当光束的光学参数由于局部性质变化而修改时，该修改可由光学检测器测量。具体的，光学检测器因此对由局部性质变化引起的光学参数的值的变化敏感，且因此对分析物的存在敏感。因此，由转换器产生的电子信号明确地表现局部性质变化。对存在于被分析流体中的分析物的定性或甚至定量的确定被适当地执行。
根据变体，该电子分析设备包含多个分支，每一个分支包含重组为干涉臂的参考臂及测量臂。例如，该电子分析设备包含64个分支。由于测量到每个分支的所得光束，因此分析物测定的检测准确度被提高。每个分支提供其自身检测，且光学检测器所测量的引导件的出口处的光束受每个分支的影响。
根据变体，每个分支的干涉臂具有连接至参考臂及测量臂的第一端，以及旨在通过其发出所得光束的第二端。第二端因此形成光导的光出口。当光导包含几个分支时，光导的光出口由每个干涉臂的第二端形成。因此，光导出口处的光束由引导至干涉臂中的所有所得光束形成。
根据变体，每一个分支的干涉臂在其第二端被划分成三个子臂，所得光束被分离且被引导至这三个子臂中的每一个中，且所述三个子臂被配置以使所得光束的相位在所述子臂中的每一个之间偏移120°。换言之，该干涉臂划分成：第一子臂，其接收所得光束的第一部分且被配置以使所得光束的第一部分的相位相对于所得光束偏移0°，即，不使该所得光束的该第一部分的该相位偏移，第二子臂，其接收所得光束的第二部分且被配置以使所得光束的第二部分的相位相对于所得光束偏移120°，以及第三子臂，其接收所得光束的第三部分且被配置以使所得光束的第三部分的相位相对于所得光束偏移240°。
随后由所有三个子臂形成光导的光出口。所得光束的辐射功率因此对应于所述三个子臂中的每一个的出口处的辐射功率的总和，即来自所得光束的第一部分、来自所得光束的第二部分以及来自所得光束的第三部分的辐射功率的总和。
当光导包含几个分支时，光导的光出口由每个干涉臂的所有三个子臂形成。因此，光导的出口处的光束由引导至每个干涉臂的子臂中的所得光束的所有部分形成。
根据变体，盖包含面向封闭元件布置的上表面，且由光源发射的光束具有基本上平行于盖的上表面的发射轴线。
光束在盖的上表面处的垂直入射促进将光源整合至电子分析设备，特别是在光源位于盖上时。此外，这有助于光源与光导的入口之间的对准。因此，缩减电子分析设备的制造成本。
根据变体，测量腔室的受体选自分子、肽、聚合物、生物标记物、纳米粒子或纳米碳管。
根据变体，分析物是流体中所含的例如挥发性有机化合物的目标化合物的组合；优选地，该分析物是挥发性有机化合物的混合物，其特征在于该流体中所含的气味。
根据变体，光学检测器位于封闭元件上。
因此便于光学检测器的电力供应的连接。
根据第一替代方案，光源位于传感器的盖上，且电子分析设备包含
-电子迹线，其蚀刻于所述盖上，并且所述电子迹线上布置有光源盖，
-封闭元件上电子电路，以及
-电接触器，其使得所述电子迹线能够连接至所述电子电路以便向该光源供应电力。
因此，可易于经由电子电路及电子迹线向光源供应电力。
例如，电连接器是引脚。
根据第二替代方案，光源位于封闭元件上，且电子分析设备包含光学系统，光学系统优选地包含至少一个透镜，所述至少一个透镜旨在准直所述光束。
因此，更好地控制光束在光导的入口处的入射角。
根据变体，所述传感器包含对所述临时受体的保护，对所述临时受体的保护被配置为在所述传感器被放置于所述传感器支撑件的壳体中之前是激活的，并且通过将所述传感器放置至所述传感器支撑件的壳体中而被去激活。
形成设备的敏感部分的临时受体因此受该保护装置的保护。因此，临时受体在传感器置于传感器支撑件中之前与外部环境分离，且在用于设备中之前不变更。此保护装置正好在制造之后定位，因此在传感器的储存期间且在传感器被整合至电子分析设备中之前处于适当位置，其中这些临时受体不再有经受外源性污染的风险。在不损害易于将传感器置放在设备中且自设备移除传感器或不损害分析的质量的情况下，获得对临时受体的保护。
此外，当传感器置于传感器支撑件的壳体中时，临时受体保护装置与传感器支撑件之间的协作使得临时受体的保护能够被去激活。流体可因此在传感器的测量腔室中循环，且可到达临时受体。因此，该保护的去激活保证传感器及临时受体的最佳使用。
根据变体，该临时受体保护装置包含保护性包封，其被配置以：
-在将传感器置于传感器支撑件的壳体中之前封闭盖开口，以及
-与封闭元件协作，以便在传感器置被放至传感器支撑件的壳体中时面向盖开口被穿透。
根据变体，封闭元件包含与传感器支撑件可逆地配合在一起的周边壁。
周边壁与传感器支撑件之间的这种布置优化了封闭元件与传感器支撑件之间的对准。当光源位于封闭元件上时，封闭元件的周边壁与传感器支撑件之间的配合保证光源与光导的入口之间的对准。
根据一个变体，该封闭元件包含与盖开口流体连通的连接部，以容许流体进入测量腔室中及从测量腔室排出。
因此，流体可通过连接部被封闭元件接纳。
根据变体，盖开口包含被配置以容许流体进入测量腔室中的引入开口以及被配置以从测量腔室排出流体的排出开口。
因此在测量期间，待分析的流体可以在引入开口与排出开口之间流通。
根据变体，封闭元件的连接包含与盖的引入开口流体连通的流体引入导管以及与盖的排出开口流体连通的流体排出导管。
根据变体，引入导管或排出导管包含基座，该基座具有面向引入开口或排出开口布置的接触表面，该接触表面在引入开口或排出开口的两侧上延伸，以便保证测量腔室的密封性。
该基座确保引入导管、排出导管与测量腔室之间的良好接触，以便保证引入导管及排出导管与传感器的盖之间的密封性。另外，其一方面便于引入导管与引入开口之间的对准，且另一方面便于排出导管与排出开口之间的对准。
根据变体，局部性质变化是传感器中的光学指数变化。
根据变体，光学参数是光强度或辐射功率。
根据第二方面，本发明提供一种更换根据本发明的该第一方面的电子分析设备的传感器的方法，其中
-从所述传感器支撑件的壳体移除所述传感器，
-将新传感器定位至所述传感器支撑件的壳体中。
附图说明
在阅读以下详细描述且分析附图之后，其他特征、细节及优点将变得显而易见，在附图中：
图1表示根据本发明的第一实施例的电子分析设备，其包含传感器、传感器支撑件、封闭元件及转换器。
图2表示图1的电子分析设备沿纵向平面的截面图。
图3表示图1中所表示的电子分析设备的传感器的光子芯片的俯视图，其包含测量腔室，该测量腔室包含光导。
图4示出图3中的标记为IV的区域的放大视图，其表示光导的位于该光导的光入口附近的一部分。
图5示出图4中的标记为V的区域的放大视图，其表示光导的具有参考臂及测量臂的分支。
图6示意性地示出光导的具有参考臂及其中整合有受体的测量臂的分支。
图7示意性地示出受体与待分析的分析物之间的反应。
图8示出图3中标记为VIII的区域的放大视图，其表示光导的光出口的一部分。
图9表示根据第一实施例配置的图1的电子分析设备的沿纵向平面的示意性横截面视图，其中转换器的光源定位于传感器的盖上。
图10表示图9中标记为X的区域的放大视图，其包含光源。
图11表示根据第二实施例配置的电子分析设备的与图9类似的示意性横截面视图，其中转换器的光源定位于封闭元件上。
图12表示由转换器的光学检测器形成的图像。
图13表示示出由转换器形成的电子信号的图形。
图14在由转换器的光学检测器形成的图像上示出根据本发明的第3校准方法。
图15在由转换器的光学检测器形成的图像上示出根据本发明的第3校准方法的变体。
图16表示由转换器的光学检测器形成的未按照根据本发明的第1校准方法、第2校准方法及第3校准方法来校准的图像。
图17表示由转换器的光学检测器形成的按照根据本发明的第1校准方法、第2校准方法及第3校准方法来校准的图像。
图18表示根据变体实施例配置的电子分析设备的与图9或图11类似的示意性横截面视图，其中界定测量腔室的盖布置在光子芯片下方。
具体实施方式
在附图中，相同附图标记指代相同或类似的元件。
图1表示根据本发明的第一实施例的电子分析设备1。电子分析设备1的沿图1中所描绘的纵向平面B的横截面视图也在图2中表示，且电子分析设备1的沿图1中所描绘的纵向平面B的示意性横截面视图也在图9中表示。
电子分析设备1包含可消耗的且可互换的传感器10，且允许对分析物2进行分析，该分析物在待分析的流体中的存在由传感器10展现。因此，电子分析设备1使得可以检测在待分析的流体中分析物2的存在，或甚至确定在待分析的流体中分析物2的量。
该流体可为气体或液体。分析物2可为目标化合物(例如流体中所含的挥发性有机化合物)的组合。特别地，分析物2可以是特征在于流体中所含的气味的挥发性有机化合物的混合物。
电子分析设备1也包含传感器支撑件50及封闭元件60，该传感器支撑件包含传感器10可逆地置于其中的壳体51。具体的，传感器支撑件50包含形成壳体51的凹部。封闭元件60与传感器支撑件50协作以封装传感器10。传感器10因此受到传感器支撑件50及封闭元件60护。
在所示的示例中，封闭元件60由面向传感器10布置的上部部分62及面向传感器支撑件50布置的下部部分形成。上部部分62及下部部分63由铰链64连接。封闭元件60因此能够保护传感器10。替代地，封闭元件60可仅由上部部分62形成。
传感器10包含图2及图9中可见的光子芯片12，其俯视图如图3所示。光子芯片12包含使得可以展现在待分析的流体中分析物2的存在的测量腔室11。其中布置有受体14的光导13位于测量腔室11中、在光子芯片12的表面12°上，面向测量腔室11。由此通过受体14具有功能活性的表面12°可与待分析的流体中存在的分析物2相互作用。受体14与分析物2之间的相互作用引起局部性质变化。因此，当受体14存在于分析物2中时，其中定位有受体14的介质的至少一个局部性质被修改。在所示出的示例中，局部性质是介质基质的光学指数。
受体14可选自分子、肽、聚合物、生物标记物、纳米粒子或碳纳米管。受体14是临时受体。其相比于电子分析设备1的其他组件具有更有限的寿命。实际上，受体14可通过受体14与分析物2之间的相互作用而饱和。另外，它们特定于一个类型的分析物的检测且在待检测的分析物改变时必须改变。
光导13包含光入口135及光出口136。
如表示图3中标记为IV的区域的放大视图的示出光导13的位于光入口135附近的一部分的图4以及如表示图4中标记为V的区域的放大视图的图5中可见，光导13被划分成多个分支137，每个分支137被划分成参考臂132及测量臂133，受体14被布置在该测量臂中。参考臂132及测量臂133重组为干涉臂134。
图6示意性地表示光导13的分支137，受体14被布置在测量臂133中，且与分析物2相互作用。
为了形成分支137，光导13从光入口135开始被连续划分。具体的，如图3及图4中可见，光导13被划分成构成光导13的第一级的两个相同长度的第一排部分13a、13b，然后这些第一排部分13a、13b中的每一个又被划分成两个，以形成构成光导13的第二级的四个相同长度的第二排部分13aa、13ab、13ba、13bb。每个第二排部分13aa、13ab、13ba、13bb又被划分成两个，以形成构成光导13的第三级的八个相同长度的第三排部分，且接着每个第三排部分又被划分成两个，以形成构成光导13的第四级的十六个相同长度的第四排部分，且接着每一个第四排部分又被划分成两个，以形成构成光导13的第五级的三十二个相同长度的第五排部分，且接着每一个第五排部分又被划分成两个，以形成构成光导13的第六级的六十四个第六排部分。这些六十四个第六排部分各自形成一个分支137。
光导的这些连续划分使得可以增加将能够揭露分析物2的存在的分支137的数量。光导13可包含比所描绘的示例中多或少的分支137。因此，光导13可包含比所描绘的示例中多或少的级。例如，光导13可包含五级，第五级因此包含各自形成分支的三十二个第五排部分；或包含七级，第七级因此包含各自形成分支的一百二十八个第七排部分。
如图5中所表示，每个分支137的干涉臂134具有连接至参考臂132且连接至测量臂133的第一端1341，以及第二端1342。光导13的光出口136由每个分支137的干涉臂134的第二端1342形成。
在所描绘的示例中，每个分支137的干涉臂134在其第二端1342处被划分成第一子臂134a、第二子臂134b及第三子臂134c。如图3及表示图3中标记为VIII的区域的放大视图的图8中所描绘，光导13的光出口136因此由分支137中的每一个的所有三个子臂134a、134b、134c形成。
传感器10也可包含与光子芯片12成一体的盖15。盖15包含面向封闭元件60布置的上表面15a。盖15也包含使得可以容许待分析的流体进入测量腔室11中的引入开口16a，以及使得可以从测量腔室11排出流体的排出开口16b。流体可因此自引入开口16a循环至排出开口16b。
引入开口16a定位于测量腔室11的第一端附近，排出开口16b定位于测量腔室11的第二端附近，由此保证流体在受体14处通过。在未示出的变体中，盖15可包含使得可以既容许待分析的流体进入测量腔室11中和从测量腔室11排出该流体的单个开口。
封闭元件60包含与盖开口流体连通的连接部57a、57b以容许流体进入测量腔室中及从测量腔室排出。封闭元件60的连接部57a、57b包含与盖15的引入开口16a流体连通的流体引入导管57a以及与盖15的排出开口16b流体连通的流体排出导管57b。因此，待分析的流体可由引入导管57a引入至引入开口16a中且可由排出导管57b从排出开口16b排出。
引入导管57a和排出导管57b分别包含基座55，该基座具有分别面向引入开口16a和排出开口16b布置的接触表面，该接触表面分别在引入开口16a和排出开口16b的两侧上延伸，以便保证测量腔室11的密封性。基座55一方面确保引入导管57a与排出导管57b之间的良好接触，另一方面确保与测量腔室11之间的良好接触，以便保证引入导管57a及排出导管57b与传感器10的盖15之间的密封性。另外，基座55一方面便于引入导管57a与引入开口16a之间的对准，且另一方面便于排出导管57b与排出开口16b之间的对准。
电子分析设备1也包含用于由临时受体14与分析物2之间的相互作用引起的局部性质变化的转换器。此转换器使得可以将局部性质变化转换成表现局部性质变化的电子信号。
转换器包含相干光源130及光学检测器131。光源130可为例如激光二极管。光源130与光入口135对准，使得光源130能够将相干光束129发射至光子芯片12的光导13中。由光源130发射的光束129具有基本上垂直于盖15的上表面15a的发射轴线A。因此便于光源130与光导13的光入口135之间的对准。
替代地，光束129的发射轴线A可与垂直于盖15的上表面15a的轴线形成非零角度。例如，该角度可小于5°，或甚至小于1°。
光学检测器131定位成面向光导13的光出口136且可以测量光导13的出口处的光束129的根据局部性质变化的光学参数。例如，光学检测器131可测量光导13的出口处的光束129的光强度，或光导13的出口处的光束129的辐射功率。光学检测器131位于封闭元件60上。
在图1、图2及图9中所表示的第一实施例中，光源130定位于传感器10的盖15上。由于传感器10为可消耗的、可互换的且可逆地置于传感器支撑件50的壳体51中，因此传感器10可易于更换，而不必改变设备的其他部件。仅定位在传感器10的盖15上的光源130与传感器10同时改变。
当传感器10更换为新传感器时，新传感器在盖上也包含光源。执行该更换的使用者接着不必处理光源130与光导13的光入口135之间的对准，因为该对准将由新传感器的制造商执行。因此，在更换传感器10之后电子分析设备1的操作得到确保。
在第一实施例中，光源130被布置在蚀刻在盖15上的电子迹线128(图10中可见)上，且封闭元件60包含电子电路127。电接触器126使得可以将电子迹线128连接至电子电路127以便向光源130供应电力。例如，电连接器127是引脚。
根据图11中所示的第二实施例，光源130定位于封闭元件60上。由于传感器10为可消耗的、可互换的且可逆地置于传感器支撑件50的壳体51中，因此传感器10可易于更换，而不必改变设备的其他部件。不同于第一实施例，当传感器10改变时，光源130亦可保持原状。
另外，当传感器10更换为新传感器时，由传感器支撑件50及封闭元件60之间的协作来确保光源130与新传感器的光导入口135之间的对准。实际上，新传感器定位于传感器支撑件50的壳体51中，且封闭元件60也相对于传感器支撑件50而被分度。因此，由于传感器支撑件50及封闭元件60的设计，光源130与光导13的光入口135之间的对准得到确保。光源130与光导13的光入口135之间的对准是设备的制造商的职责而非执行更换的使用者的职责。
光学系统125被布置成面向光源130以便准直由光源130发射的光束129。例如，光学系统125包含至少一个透镜。在变体中，电子分析设备1可不具有光学系统，且由光源130发射的光束129可直接发送至光导13的光入口135中。
在此第二实施例中，光源130由封闭元件60的电子电路127直接供应能量。
该第二实施例与第一实施例的不同的处仅在于：光源130电子分析设备1中的定位，以及光源130的能量供应。电子分析设备1的其他特征与第一实施例的特征相同。
在第一实施例及第二实施例中的每一个中，为了更换传感器10，首先从传感器支撑件50的壳体51移除传感器10，接着将新传感器定位至传感器支撑件50的壳体51中。
另外，在第一实施例及第二实施例中的每一个中，封闭元件60包含与传感器支撑件50可逆地配合在一起的周边壁61，该使得能够容易接近传感器10。另外，该配合有助于封闭元件60与传感器支撑件50的适当对准，且因此，对于第二实施例，有助于光源130与光导13的光入口135之间的适当对准。
另外，传感器10包含对临时受体14的保护，所述保护被配置以在该传感器置于传感器支撑件50的壳体51中之前启动且由将传感器10置放至传感器支撑件50的壳体51中而停用。
对临时受体14的这种保护在图9及图11中可见，且包括在传感器10置放至传感器支撑件50的壳体51中之前封闭盖15的引入开口16a及排出开口16b的保护性包封18。当传感器10置放至传感器支撑件50的壳体51中时，保护性包封18与封闭元件60协作，以便面向盖15的引入开口16a及排出开口16b被穿透。
本说明书的剩余部分描述由光源130发射的光束129在电子分析设备1中，且尤其在光导13中的传播。该传播对于已描述的所有实施例是相同的。
一旦光束129由光源130发射，光束129便经由光入口135进入光导13。
例如，光束129在光导的入口处的辐射功率等于或大于1mW。
光束129接着被引导至光导13中。具体的，光束129在光导13的每一级处被划分以传播至构成该级的部分中的每一个中。光束因此传播至光导13的分支137中的每一个中。
在光导13的每个分支137中，光束的一部分由参考臂132中的全内反射引导，且光束的另一部分由测量臂133中的全内反射引导。“由全内反射引导”应理解为当光束传播至光导13中且与遇到光导13的表面时，光束的任何部分都不折射：光束被完全反射。
光束的引导至参考臂132中的一部分与光束的引导至测量臂133中的另一部分重组而产生的所得光束被引导至干涉臂134中。
光导130的每个分支137形成干涉计，使得可以检测到流体中分析物2的存在。实际上，当待分析的流体进入测量腔室11时，存在于光导13的分支137的测量臂133的每一个中的临时受体14将与分析物2相互作用。如图7中可见，分析物2将例如与受体14结合。然后，受体14与分析物2之间的相互作用将修改测量臂133中的光学指数。测量臂133中的光学指数的此修改将在引导至测量臂133中的光束中产生相位延迟，而引导至参考臂132中的光束的相位未被修改。
当从测量臂133发出的光束与从参考臂132发出的光束在干涉臂134中重组且形成所得光束时，在所得光束中形成来自由引导至测量臂133中的光束所产生的相位延迟的特定干涉。这些干涉负责特定光强度分布。该特定光强度分布接着被光学检测器131检测到。
一般而言，在根据本发明的设备中，所得光束由分支的干涉臂134发出，这些干涉臂有可能至少一次被划分成子臂，在光学检测器中产生特定光强度分布(点)(下文称为“分布”)的矩阵，每个分布优选地由灰度中的光斑表示。此分布矩阵包含于优选地为矩形的图像中，诸如图12中所表示的图像，以示出下文所描述的检测示例。
在所描绘的示例中，每一个分支137的所得光束被分离且被引导至形成干涉臂134的第二端的三个子臂134a、134b、134c的每一个中。这三个子臂中的每一个使所得光束的相位偏移，使得每一个子臂之间的相移等于120°。换言之，第一子臂134a接收所得光束的第一部分，并且使所得光束的第一部分的相位相对于所得光束偏移0°，即，第一子臂134a的相位并未被所得光束的第一部分偏移，第二子臂134b接收所得光束的第二部分，并且使所得光束的第二部分的相位相对于所得光束偏移120°，且第三子臂134c接收所得光束的第三部分且使所得光束的第三部分的相位相对于所得光束偏移240°。
使所得光束的相位偏移成所得光束的相移120°三个部分，使得光学检测器131可以获得关于形成在所得光束中的干涉的更高准确度。特别地，光学检测器131因此能够检测测量臂133中的光束的相移的符号。因此，由于该相移是由于受体14与分析物2之间的相互作用，因此获得相移的符号使得能够更好地检测分析物2。
引导至每个分支137的干涉臂134中的所得光束的辐射功率等于或大于0.2μW，这使得光学检测器131能够检测到在每个分支137的所得光束中产生的特定强度分布。
所得光束的辐射功率对应于干涉臂134的子臂134a、134b、134c中的每一个的出口处的辐射功率的总和。换言之，所得光束的辐射功率对应于来自所得光束的第一部分、所得光束的第二部分以及来自所得光束的第三部分的辐射功率的总和。
由光学检测器131执行的检测的示例呈现于图12中。对于光导13的每个分支137，且更具体地，对于每个分支137的干涉臂134的每个子臂134a、134b、134c，光学检测器131接收特定的光强度分布。每个特定的光强度分布由灰度级中的光斑1314a、1314b、1314c表示。对于每个分支137，第一子臂134a的特定光强度分布由光斑1314a表示，第二子臂134b的特定光强度分布由光斑1314b表示，且第三子臂134c的特定光强度分布由光斑1314c表示。
每个所得光束的辐射功率对应于所述三个光斑1314a、1314b、1314c的辐射功率，所述三个光斑分别表示所得光束的第一部分的特定光强度分布、所得光束的第二部分的特定光强度分布以及所得光束的第三部分的特定光强度分布。
每个光斑1314a、1314b、1314c的灰度级可为0至255。灰度级越高，光斑越亮。
为了优化由光学检测器131执行的检测，检测器优选地在传感器10的第一次使用期间被校准。
校准光学检测器的几个方法在本发明的范围中、尤其对于本公开内容中所描述的根据本发明的设备的所有实施例是可以的，且其中构成光学检测器中的图像的每一光强度分布由灰度级的光斑表示。借助于示例，下文描述了参考具有最高灰度级的光斑的第1校准方法、考虑光源130与光导13的光入口135之间的对准质量的第2校准方法，以及用于定位由光导13发射的光强度分布(点)的第3校准方法。
参考具有最高灰度级的光斑的校准光学检测器的第1方法
该校准有利地在第一检测之前进行，但优选地可接着用于所有传感器采集。该校准也可被自动化系统或用户在任何时间调取以调整输出值。
优选的，传感器并不饱和，但其仍可检测到特定的光强度分布。因此，至少在光学检测器131的第一检测期间，将具有最高级灰度的光斑1314视为参考，且修改光学检测器131的曝光时间，即光学检测器131测量特定光强度分布的持续时间，使得每个参考光斑1314具有预定的灰度级或包括在预定灰度范围内。
换言之，至少在第一检测期间有利地由计算机实施的此第1校准方法主要包括：
(i.1)识别由包含在光学检测器中形成的图像中的灰度级的光斑制成的分布(点)的矩阵中的具有最高灰度级的光斑；
(ii.1)将该光斑作为参考；
(iii.1)调整光学检测器的曝光时间，即光学检测器测量特定光强度分布的持续时间，使得参考光斑具有至少等于预定灰度级Ng°或包括在灰度级范围[Ng1_-Ng2]内的灰度级Ng。
本发明的另一目标是一种用于分析存在于流体中的分析物的电子设备，该设备配备有使得该第1校准方法能够在分析期间执行的装置。
例如，若参考光斑1314的灰度级小于预定灰度级Ng°或小于预定灰度级范围[Ng1至Ng2]的最低值Ng1，则光学检测器131的曝光时间将增加，使得光学检测器131能够在测量期间接收较多的光。另一方面，若参考光斑1314的灰度大于预定灰度Ng°或大于预定灰度范围[Ng1至Ng2]的最高值Ng2，则光学检测器131的曝光时间将减少，使得光学检测器131能够在测量期间接收较少的光。
然而，优选地，光学检测器131的曝光时间不超过最大曝光时间，诸如1000μs。实际上，超出最大曝光时间，用于执行测量的时间过长而无法具有足够检测准确度。
所得光束的辐射功率越接近0.2μW，同时保持在0.2μW以上，曝光时间越长，使得光学检测器131能够正确地检测所得光束的特定光强度分布。
若所得光束的辐射功率小于0.2μW，则变得难以正确地校准光学检测器131以使得能够对所得光束的特定光强度分布进行良好检测。实际上，使得光学传感器131能够捕获所得光束的曝光时间变得大于最大曝光时间，具体的，曝光时间变成大于1000μs。
根据本发明的一个值得注意的可能性，灰度级Ng°、Ng1及Ng2被编码为8位，且因此具有能够在0至255之间变化的值。例如，Ng°＝150；Ng1＝140；Ng2＝160。
参考该“具有最高灰度级的光斑的光学检测器的第1校准方法”，本发明的另一目标涉及一种有利地由计算机实施的借助于根据本发明的设备来分析存在于流体中的分析物的方法的第1实施例。该第1实施例的特征在于其包含校准光学检测器的第1方法。
由计算机实施的分析方法的该第1实施例能够由包含根据本发明的设备及该设备的中央处理单元的系统来实施，该中央处理单元优选地形成设备的整体部分(“固件”)。
考虑光源130与光导13的光入口135之间的对准质量的第2校准方法
入射在光学检测器的表面上的有用辐射功率尤其取决于光源与光导的入口的对准质量。
根据本发明的第2校准方法是校准光学检测器131的曝光时间，以便在适当时根据光源与光导的入口之间的对准/未对准(尤其在更换根据本发明的设备中的传感器之后)，来校正所得光束的测量。
该校准有利地在第一检测之前进行，但优选地可接着用于所有传感器采集。该校准也可被自动化系统或用户在任何时间调取以调整输出值。
换言之，至少在第一检测期间有利地由计算机实施的该第2校准方法主要包括：
(i.2)识别由包含在光学检测器中形成的图像中的灰度级的光斑制成的分布(点)的矩阵中的具有最高灰度级的光斑；
(ii.2)将该光斑作为参考；
(iii.2)调整光学检测器的曝光时间，即光学检测器测量特定光强度分布的持续时间，以使得参考光斑具有至少等于预定灰度级Ngmax的灰度级Ng，预定灰度级Ngmax对应于灰度范围[Ng10；Ng20]的上限。
(iv.2)并且当Ng＝Ngmax时，重复相同检测(即相同测量)几次以获得包含在(x)图像中的光强度分布(点)的几个矩阵；
(v.2)测量这些(x)图像中的每一个中的Ng；
(vi.2)若在这些(x)图像的所有或部分中，优选地在所有这些(x)图像中Ng＝Ngmax＝Ngx，则保存相应的曝光时间以用于后续测量。
因此，本发明的另一目标是一种用于分析存在于流体中的分析物的电子设备，该设备配备有使得能够在分析期间执行该第2校准方法的装置。
该第2校准方法可以尤其经由其步骤(iv.2)消除由于几个图像上的噪声导致的任何可能的变化。
有利地，(x)为1至30，优选地为2至20。
有利地，曝光时间为25μs至10000μs，优选地为500μs至5000μs。
有利地，[Ng10；Ng20]被定义为如下[16；150]。
参考该第2校准方法，为了考虑光源130与光导13″的光入口135之间的对准质量，本发明的另一目标涉及一种有利地由计算机实施的借助于根据本发明的设备来分析存在于流体中的分析物的方法的第2实施例。该第2实施例的特征在于其包含光学检测器的第2校准方法。
由计算机实施的分析方法的该第2实施例能够由包含根据本发明的设备及该设备的中央处理单元的系统来实施，该中央处理单元优选地形成设备的整体部分(“固件”)。
用于定位由光导13发射的光强度分布(点)的第3校准方法
增强根据本发明的设备的性能涉及在形成在光学检测器中的图像中所含的特定光强度分布(点)矩阵中定位由光导13发射的光强度分布(点)。定位这些分布使得系统能够根据反映所测量的分析物的可靠信息来适当地构建所测量的分析信号(例如气味)。
该校准有利地在第一检测之前进行，但优选地可接着用于所有传感器采集。该校准也可被自动化系统或用户在任何时间调取以调整输出值。
至少在第一检测期间有利地由计算机实施的该第3校准方法主要包括：
(i.3)在原点是图像中的给定点的坐标系XY中，借助于光斑的中心识别及定位构成包含在光学检测器中形成的图像(优选地为具有矩形形状的图像)的分布(点)的矩阵的每一个光斑，优选地，在图像为矩形的情况下，所述原点是该图像的一个角，因此该矩阵由Xn排的Ym个光斑构成；
(ii.3)识别该图像的第Xn＝b*排中的最亮光斑Tl；
(iii.3)描绘穿过该最亮光斑的中心同时也平行于Y轴的扫描线；
(iv.3)在该扫描线处，通过围绕该最亮光斑的中心旋转+α/-α角度来进行角扫描，形成包含平行于该Y轴的线的角扇区；
(v.3)获得该扫描线与第Xn＝b*排的Ym-1个光斑相交的旋转角度(αC)；
(vi.3)对于Xn-1排的Ym个光斑中的每一个，
****(vi.3.1)在每一排Xn≠b*中识别该排的最亮光斑，
****(vi.3.2)描绘穿过该最亮光斑的中心同时也平行于Y轴的扫描线，
****(vi.3.3)在该扫描线处，根据该角度(αC)，通过围绕该最亮光斑的中心旋转而进行角扫描，以便找到与第Xn≠b*排的Ym-1光斑相交的线，且更具体地，以找到第Xn≠b*排的这些Ym-1个光斑；
(vii.3)获得构成包含于在光学检测器中形成的图像中的矩阵的[Xn×Ym]个光斑的坐标(X,Y)；
(viii.3)将这些坐标储存于存储器中；
(ix.3)以及在根据本发明的分析存在于流体中的分析物的方法的上下文中，借助于根据本发明的设备使用这些坐标来来读取所得光束。
因此，本发明的另一目标是一种用于分析存在于流体中的分析物的电子设备，该设备配备有使得能够在分析期间执行该第3校准方法的装置。
有利地，|α|角度(以度为单位)为1至10，优选地为2至8且更优选地为3至7。
附图14描绘该第3校准方法。在此图中，能够看见包括在矩形图像201中的矩阵200。矩阵200由光斑202形成。最亮光斑表示为202*。图14也示出α扫描角度。
在该第3校准方法的有利变体中，图像具有矩形形状且包含界定其周边的框架的情况下，提供额外程序，其包含以下基本步骤：
(ic.3)沿与X或Y轴形成β角度的方向而扫描图像，从该图像的帧的角中的至少一个，优选地从图像的至少2个角地相对的角，且另外更优选地从每一个图像的右下角及左下角开始；
(iic.3)一旦在扫描期间检测到等于或大于Pc的辐射功率/值，则该功率/值被认为是图像的角处的对应光斑，且相关光斑相应地被识别。
有利地，|β|角度(以度为单位)为30至80，优选地为40至50且另外更优选地为约45。
附图15示出第3校准方法的变体。在该图中，能够看见包括在矩形图像201中的矩阵200。矩阵图像200由光斑202形成。分别源自图像201的右上角及左下角的扫描线203及204与X轴及Y轴形成45°角度。
图16及图17分别展示：第一，未经校准矩阵/图像200，和第二，根据按照上文所描述的本发明的第1、第2及第3方法校准的矩阵200。
参考用于定位由光导13发射的光强度分布(点)的第3校准方法，本发明的另一目标涉及一种有利地由计算机实施的借助于根据本发明的诸如本公开中所描述的设备来分析存在于流体中的分析物的方法的第3实施例。该第3实施例的特征在于其包含校准光学检测器的第3方法。
由计算机实施的分析方法的的第3实施例能够由包含根据本发明的设备及该设备的中央处理单元的系统来实施，该中央处理单元优选地形成设备的整体部分(“固件”)。
在检测期间，分析物2由引入开口16a引入至测量腔室11中，且接着通过排出开口16b从测量腔室11排出。因此，分析物2在测量腔室11中流通。受体14与分析物2之间的相互作用因此随时间而改变。每个分支137的所得光束中形成的干涉也随时间而改变，这意味着每个分支137的所得光束的特定光强度分布随时间而改变。因此，每个光斑1314a、1314b、1314c的灰度值随时间而改变。
对于每个所得光束，且因此对于每个所得光束的第一部分、第二部分及第三部分，由光学检测器131将灰度值的变化变换成电子信号。因此产生的所有电子信号形成多维电子信号31。由光学检测器131产生的多维电子信号31的示例在图13中呈现。
针对每一个分支137，电子信号表示在测量臂133中引导的光束相较于在参考臂132中引导的光束的相位延迟，且因此表示测量臂133中的光学指数变化，即分析物2与临时受体14之间的相互作用。因此，由于光源130、光导13及光学检测器131，可以检测到由分析物2与临时受体14之间的相互作用产生的光学指数变化，并因此检测到分析物2在被分析流体中的存在。
图13表示对应于所得光束的电子信号S1、S2、S3。因此，观测到三条曲线，分别表示所得光束的第一部分的光斑1314a的灰度值随时间的变化、所得光束的第二部分的光斑1314b的灰度值随时间的变化，以及所得光束的第三部分的光斑1314c的灰度值随时间的变化。
在时间段Tb期间，将已知参考流体引入至测量腔室11中。多维电子信号31呈现参考值。在时间段Ti期间，将待分析的流体引入至测量腔室11中。接着观测到多维电子信号31中的改变。此改变表征分析物2与受体14之间的相互作用。在时段Tp期间，再次将参考流体引入至测量腔室中。多维电子信号31随后被改变直至其返回至其参考值为止。此时间段Tp使得可以净化测量腔室11，且使得已与受体14相互作用的分析物2也能够离开测量腔室11。在时段Tp结束时，测量腔室11准备好接收待分析的新流体，且受体14准备好接收待分析的新流体的分析物2。
然而，可能出现被分析流体的一些分析物2残留在临时受体14上。多维电子信号接着不返回至其准确参考值，而是返回至接近于此参考值的值。若此值太远离参考值，则必须更改临时受体14。必须更换传感器10。
例如，临时受体14可在任何使用之前在环境空气中进行测试。接着获得多维电子信号31的初始参考值。若在时段Tp期间，多维电子信号31的值为与初始参考值偏差小于10％的值，则可维持临时受体14且能够保持传感器10。
另一方面，若在时间段Tp期间，多维电子信号31的值与为初始参考值偏差大于10％的值，则必须更改临时受体14且必须更换传感器10或电子分析设备1。
在根据本发明的设备的第一实施例和第二实施例中，如上文所描述且在图9及图11中所示出，光子芯片12在其面向测量腔室11的功能活性上表面处呈现光导13及旨在与分析物2反应的受体14。界定测量腔室11的盖15以及由引入导管57a及排出导管57b穿过的封闭元件60被布置在光子芯片12上方且，具体的，被布置在光子芯片12的活性上表面上方。
根据图18中所示出的根据本发明的设备的变体实施例，界定测量腔室110的盖150被布置在光子芯片120下方，特别地，被布置在光子芯片120的面向测量腔室110的功能活性下表面121下方。
有利地，封闭元件600也可被布置在光子芯片120下方，特别地，布置在光子芯片120的功能活性下表面121下方。
表面121包含光导130及旨在与分析物200(图18中不可见)反应的受体140。
封闭元件600由下部件630以及上部件620构成，下部件630被引入导管570a及排出导管570b穿过。下部件630及上部件620通过铰链640彼此连接，在图18中未表示。
根据本发明的设备的此变体实施例提供以下优点：测量腔室110中存在的可能的污损700由于重力而搁置在测量腔室110的底部上。该底部由盖150的基座形成。
该有利形式限制污染的风险，这对于测量的可靠性和增加光子芯片的寿命而言尤其是积极的。
该图18的附图标记指代与设备的前两个实施例的元件等同的元件，它们由相同附图标记乘以10来标识。

Claims (14)

1.一种用于分析存在于流体中的分析物(2)的电子设备(1)，其特征在于，所述电子设备包含：
可消耗的且可互换的传感器(10)，其包含：
i)光子芯片(12)，其包含至少一个测量腔室(11)，所述至少一个测量腔室包含光导(13)，所述光导中布置有能够与存在于所述流体中的分析物相互作用的临时受体(14)，所述相互作用引起局部性质变化，所述光导(13)包含光入口(135)及光出口(136)，以及
ii)盖(15)，其与所述光子芯片成一体且包含开口(16a、16b)，所述开口适合于容许流体进入测量腔室中和从测量腔室排出流体；
传感器支撑件(50)，其包含壳体(51)，所述传感器旨在以可逆的方式置于所述壳体中；
封闭元件(60)，其与所述传感器支撑件协作以封装所述传感器；
局部性质变化转换器，变化由受体与分析物之间的相互作用引起，所述局部性质变化转换器能够将局部性质变化转换成表示所述局部性质变化的电子信号，该转换器包含：
相干光源(130)，其一方面能够将相干光束(129)发射至所述光子芯片的光导中，并且另一方面被定位在所述传感器的盖上或封闭元件上；
光学检测器(131)，其面向所述光导的光出口布置且能够测量所述光导的出口处的光束的随局部性质变化的光学参数。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述光导(13)包含至少一个分支(137)，所述至少一个分支(137)包含参考臂(132)和测量臂(133)，在所述参考臂中，由所述光源发射的光束的一部分旨在通过全内反射被引导；在所述测量臂中，由所述光源发射的光束的另一部分旨在通过全内反射被引导，且所述受体(14)被布置在所述测量臂中，所述参考臂(132)及所述测量臂(133)被重组为干涉臂(134)，通过对被引导至所述参考臂中的光束的一部分与被引导至所述测量臂中的光束的另一部分的重组而产生的所得光束旨在被引导至所述干涉臂中，并且
其中，引导至所述干涉臂(134)中的所得光束的辐射功率等于或大于0.2μW。
3.根据权利要求2所述的设备，其中，所得光束由所述分支的干涉臂发出，这些干涉臂可能被至少一次划分成子臂，在所述光学检测器中产生特定光强度分布(点)(下文称为“分布”)的矩阵，每个分布优选地由灰度级的光斑表示。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其中，所述光源位于所述传感器的盖上且所述电子设备包含：
电子迹线(128)，其蚀刻于所述盖上，并且所述电子迹线(128)上布置有所述光源，
所述封闭元件上的电子电路(127)，以及
电接触器(126)，其使得所述电子迹线能够连接至所述电子电路，以便向所述光源供应电力。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的设备，其中，所述光源位于所述封闭元件上，且所述设备包含光学系统，所述光学系统优选地包含至少一个透镜，所述至少一个透镜旨在准直所述光束。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，其中，所述传感器包含对所述临时受体的保护，对所述临时受体的保护被配置为在所述传感器被放置于所述传感器支撑件的壳体中之前被激活，并且通过将所述传感器放置至所述传感器支撑件的壳体中而被去激活。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其中界定所述测量腔室110的盖150被布置在所述光子芯片120下方，并且，特别地，布置在其面向所述测量腔室110的功能活性下表面121下方。
8.根据权利要求3至7中至少一项所述的设备，其配备有使得能够至少在第一检测期间执行第1校准方法的装置，所述第1校准方法有利地由计算机实施，该第1校准方法主要包括：
(i.1)识别由包含在所述光学检测器中形成的图像中的灰度级的光斑制成的分布(点)的矩阵上的具有最高灰度级的光斑；
(ii.1)将此光斑作为参考；
(iii.1)调整所述光学检测器的曝光时间，即所述光学检测器测量所述特定光强度分布的持续时间，使得参考光斑的灰度级Ng至少等于预定灰度级Ng°或包括在灰度级范围[Ng1至Ng2]内。
9.根据权利要求3至8中至少一项所述的设备，其配备有使得能够至少在第一检测期间执行第2校准方法的装置，所述第2校准方法有利地由计算机实施，该第2校准方法主要包括：
(i.2)识别由包含在所述光学检测器中形成的图像中的灰度级的光斑制成的分布(点)的矩阵中的具有最高灰度级的光斑；
(ii.2)将此光斑作为参考；
(iii.2)调整所述光学检测器的曝光时间，即所述光学检测器测量所述特定光强度分布的持续时间，使得参考光斑的灰度级Ng至少等于预定灰度级Ngmax，所述预定灰度级Ngmax对应于灰度级范围[Ng10至Ng20]的上限；
(iv.2)并且当Ng＝Ngmax时，重复相同检测即相同测量几次，以获得包含在(x)图像中的光强度分布(点)的几个矩阵；
(v.2)测量这些(x)图像的每一个中的Ng；
(vi.2)若在这些(x)图像中Ng＝Ngmax＝Ngx，则保存相应的曝光时间以用于后续测量。
10.根据权利要求3至9中至少一项所述的设备，其配备有使得能够至少在第一检测期间执行第3校准方法的装置，所述第3校准方法有利地由计算机实施，此第3校准方法主要包括：
(i.3)在原点是所述图像中的给定点的坐标系XY中，借助于所述光斑的中心来识别及定位构成包含在所述光学检测器中形成的图像中的矩阵的每个光斑，所述图像优选地为矩形，优选地，在所述图像为矩形的情况下，所述原点是所述图像的角之一，因此所述矩阵由Xn排的Ym个光斑构成；
(ii.3)识别所述图像的第Xn＝b*排中的最亮光斑Tl；
(iii.3)在具有矩形形状的图像中，描绘穿过该最亮光斑的中心同时也平行于Y轴的扫描线；
(iv.3)在该扫描线处，通过围绕所述最亮光斑的中心旋转+α/-α角度来进行角扫描，形成包含平行于所述Y轴的线的角扇区；
(v.3)获得其中所述扫描线与第Xn＝b*排的Ym-1个光斑相交的旋转角度(αC)；
(vi.3)对于Xn-1排的Ym个光斑中的每一个，
___(vi.3.1)在每一排Xn≠b*中识别该排的最亮光斑，___(vi.3.2)在具有矩形形状的图像中，描绘穿过该最亮光斑的中心同时也平行于Y轴的扫描线，
___(vi.3.3)在所述扫描线处，通过围绕该最亮光斑的中心旋转角度(αC)而进行角扫描，以便找到与第Xn≠b*排的Ym-1个光斑相交的线，更具体地，以找到第Xn≠b*排的这些Ym-1个光斑；
(vii.3)获得构成所述矩阵且包含在在所述光学检测器中形成的图像中的[Xn×Ym]个光斑的坐标(X,Y)；
(viii.3)将这些坐标储存于存储器中；
(ix.3)以及在根据本发明的分析存在于流体中的分析物的方法的上下文中，借助于根据本发明的设备使用这些坐标来读取所得光束。
11.一种借助于根据权利要求1至10中至少一项所述的设备来分析存在于流体中的分析物的方法，其特征在于，在第一实施例中，所述方法包含如权利要求8中所定义的用于光学检测器的第1校准方法，所述第1校准方法有利地由计算机实施。
12.一种借助于根据权利要求1至10中至少一项所述的设备来分析存在于流体中的分析物的方法，其特征在于，在第二实施例中，所述方法包含如权利要求9中所定义的用于光学检测器的第2校准方法，所述第2校准方法有利地由计算机实施。
13.一种借助于根据权利要求1至10中至少一项所述的设备来分析存在于流体中的分析物的方法，其特征在于，在第三实施例中，所述方法包含如权利要求10中所定义的用于光学检测器的第3校准方法，所述第3校准方法有利地由计算机实施。
14.一种更换根据权利要求1至10中任一项所述的电子分析设备(1)的传感器(10)的方法，其中
从所述传感器支撑件的壳体移除所述传感器，
将新传感器定位在所述传感器支撑件的壳体中。
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