JP2003501616A - 少量液体の測定装置 - Google Patents

少量液体の測定装置

Info

Publication number
JP2003501616A
JP2003501616A JP2001500822A JP2001500822A JP2003501616A JP 2003501616 A JP2003501616 A JP 2003501616A JP 2001500822 A JP2001500822 A JP 2001500822A JP 2001500822 A JP2001500822 A JP 2001500822A JP 2003501616 A JP2003501616 A JP 2003501616A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid
chamber
insulating layer
electrodes
electrode
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.)
Withdrawn
Application number
JP2001500822A
Other languages
English (en)
Inventor
ヨハネス ヴェレコープ，ミカエル
タパニ イェルト，カリ
ウィジナンド ルブキング，ゲリット
Original Assignee
テクニッシェ ユニバーシタイト デルフト
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 テクニッシェ ユニバーシタイト デルフト filed Critical テクニッシェ ユニバーシタイト デルフト
Publication of JP2003501616A publication Critical patent/JP2003501616A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/26—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields
    • G01F23/263—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields by measuring variations in capacitance of capacitors
    • G01F23/268—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields by measuring variations in capacitance of capacitors mounting arrangements of probes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/10—Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices
    • G01N35/1009—Characterised by arrangements for controlling the aspiration or dispense of liquids
    • G01N35/1016—Control of the volume dispensed or introduced

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 少量の液体の測定装置１が開示されている。この装置１は特に医療診断テスト用に使用される。装置１は少なくとも１体の液体受領チャンバー２を有している。チャンバー２は底部３、直立側壁４及び少なくとも２体の電極５を含んでいる。電極５は電源と測定システムとに電気接続されている。測定システムは電極間の電気インピーダンスを測定する。電極５はチャンバー２の底部３に提供され、測定対象液体自体の電気インピーダンスを測定させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する分野】
本願発明は液体の測定装置に関する。例えば、医療診断テスト用の少量液体の
測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この測定装置は、液体を受領する少なくとも１体のチャンバーを含んでいる。
このチャンバーは底部と、直立側壁と、少なくとも２体の電極とを具えている。
これら電極は電源と測定システムとに接続され、それら電極間の電気インピーダ
ンスが測定される。
【０００３】 同種の装置は国際公開特許願ＷＯ９６/２４０３０（ＰＣＴ/ＵＳ９６/００
６１１）に開示されている。この従来装置は電極が提供された側壁を具えたチャ
ンバーを有している。この従来装置の弱点は、例えば、血液等の医療テストに使
用するには液体受領用のチャンバーが大き過ぎることである。これは不都合であ
る。なぜなら、このような“大きな”チャンバーの装置は医療目的のみならず、
化学テストや薬品テストにも適用され、多量の液体を扱う。扱われる液体は、例
えば、生物化学リセプターであり、価格が高い。その結果、特にチャンバー容器
が小さな装置が望まれている。小さな容積であれば対象液体の反応が速いという
追加的な利点が提供される。従って、液体量を正確に測定する重要性が高まる。
なぜなら、非常に少量の場合にはテストの偏差がテスト結果の大きな誤差を招く
からである。チャンバーの小型化で電極を側壁に取り付けることも困難になる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本願発明の１目的は、低価格で自動的に液体量を正確に測定できる非常に小型
化された装置の提供である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】 この目的の達成のため、本願発明の装置では電極はチャンバーの底部に提供さ
れ、液体自体の電気インピーダンスを決定させる。
【０００６】 本願発明の装置を使用することで、チャンバー内の液体の非常に正確な測定が
可能であることが実証された。その際の液体の凹凸メニスカスの存在は測定の精
度にほとんど影響を及ぼさない。両者には互いに類似点が存在するものの、本願
発明の装置と方法はＷＯ９６/２４０３０にて開示された装置を使用した測定方
法とは全く異なる原理に基づく。先行技術の装置では、電極間に存在する液体に
よって影響を受ける電気移動並びに電極と液体との電気的カップリング現象の影
響のために容積は間接的に測定された。しかし、本願発明においては、液体自身
のインピーダンス測定が関与し、電極と液体との電気的カップリング現象は、チ
ャンバーに存在する液体量に関して不変である。
【０００７】 ＷＯ９８/０３８４１（ＰＣＴ/ＵＳ９７/１２８６６）では静電容量水レベル
測定器が紹介されている。これは２体の電極を底面に搭載している。しかし、こ
の国際公開は水容積の測定とは無関係であり、その装置を少量の液体の測定が不
可欠な医療診断テストのために採用することはできない。
【０００８】 本願発明の装置の第１利点は、チャンバーの底面がガラス基板で提供されてい
ることである。このため、基板に対して電極を電気絶縁する必要がない。好適に
は、電極はガラス基板上に提供され、ガラス基板上に提供される絶縁層内に埋設
される。
【０００９】 本願発明の装置の第２利点は、チャンバーの底面がシリコンウェハーで提供さ
れることである。そのため、本装置は安価に提供され、チャンバーの容積は精密
に測定される。さらに、適当な半導体技術によって自動測定システムとすること
ができる。
【００１０】 望ましくは、このシリコンウェハーには第１絶縁層、好適にはＳｉＯ2が提供
される。これでウェハーに対して電極を電気絶縁させることができ、電極のシリ
コンウェハーに対する不都合な静電容量カップリングの影響を低減させることが
できる。
【００１１】 電極をシリコンウェハーの第１絶縁層上に提供し、その上に提供される第２絶
縁層、好適にはＳｉxＮy内に埋設させることが望ましい。こうすれば電極がチャ
ンバー内の液体と電気的にカップリングすることを防止することができる。
【００１２】 本願発明のさらなる利点は、直立側壁が第２絶縁層上に提供される絶縁材料の
エッチング処理で提供されることである。この点に技術的問題はない。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本願発明の１実施例による装置は最大で２ナノリットルまでの液体を受領する
チャンバーを使用する。
【００１４】 加えて、本願発明の別実施例では、複数のチャンバーがアレイ形態にアレンジ
されている。この形態によって迅速なテスト作業が可能となる。
【００１５】 本願発明の別実施例においては、本願発明の装置を利用した液量測定方法が提
供される。利用される電源は少なくとも１５ｋＨｚの周波数である交流電圧を提
供する。この測定法の利点は電極と液体との間の静電容量カップリングの影響が
無視できる程度であり、測定精度が向上することである。
【００１６】 本願発明を図面を利用して解説する。
【００１７】 図１と図２において本装置は番号１で示されている。測定対象の液体は装置１
のチャンバー２内に導入される。このチャンバー２は底部３と直立側壁４とを含
んでいる。電極５がチャンバー２の底部３に搭載される。電極５は電源と測定シ
ステムとに電気接続される。電極は電極間の液体の電気インピーダンスを測定す
る。
【００１８】 本願発明の１実施例の装置を図１を利用して説明する。チャンバー２の底部３
はシリコンウェハー６で提供されている。シリコンウェハー６には第１絶縁層７
が提供されている。第１絶縁層７は好適にはＳｉＯ2である。電極５はシリコン
ウェハー６の第１絶縁層７上に提供され、第２絶縁層８に埋設される。好適には
第２絶縁層８はＳｉxＮyである。第２絶縁層８は第１絶縁層７の上に提供される
。直立側壁４は好適には第２絶縁層８に適用された絶縁材料のエッチング処理で
提供される。絶縁材料は、例えばＳｉＯ2である。
【００１９】 図２は本願発明の別実施例の装置を図示している。底部３の主要部分はガラス
基板である。電極５はガラス基板上に提供され、絶縁層１０に埋設される。どの
ような適当な材料、例えば、ＳｉxＮyでも絶縁層１０として利用できる。直立側
壁４は好適には絶縁層１０に適用された絶縁材料のエッチング処理で提供される
。
【００２０】 本願発明の説明のため、例示装置には１体のチャンバー２のみが採用されてい
るが、複数のアレイ状チャンバー２を採用することもできる。このチャンバーア
レイの１例は次の通りである。アレイのサイズは５ｍｍｘ５ｍｍであり、８ｘ１
２（=９６）体のチャンバー２で構成され、２００μｍｘ２００μｍｘ６〜４０
μｍ（幅ｘ長さｘ高さ）である。チャンバー２が収容することができる液体量は
約０.２〜１.５ナノリットルである。装置１の第１絶縁層７は、例えば、２μｍ
の厚みを有している。本例においては電極５は３００ナノメートルの厚みのアル
ミ製でよく、５００ナノメートルの厚みのＳｉxＮy層でカバーされている。
【００２１】 前述実施例の説明並びにサイズは本願発明を限定するものではない。本願発明
の保護範囲は「特許請求の範囲」によってのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の第１実施例による装置の概略断面図である。
【図２】は本願発明の第２実施例による装置の概略断面図である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年８月９日（２００１．８．９）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の詳細な説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の属する分野】 本願発明は液体の測定装置に関する。例えば、医療診断テスト用の液体の容量 の測定装置に関する。
【手続補正書】
【提出日】平成１４年１月２９日（２００２．１．２９）
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
【発明の属する分野】 本願発明は液体の測定装置に関する。例えば、医療診断テスト用の液体の容量 の測定装置に関する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ， ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ， ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，Ｋ Ｒ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ， ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，Ｓ Ｉ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ルブキング，ゲリット ウィジナンド オランダ国 シュプルイデン エヌエル 2636 イーケー ホリエルホエク 52 Ｆターム(参考） 2F014 AB02 EA00

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】医療診断テスト用に少量の液体を測定する装置（１）であって
    、対象の液体を受領する少なくとも１体のチャンバーを含んで構成され、該チャ
    ンバー（２）は底部（３）、直立側壁（４）及び少なくとも２体の電極（５）を
    含んでおり、該電極（５）は電源と測定システムとに電気接続されており、該測
    定システムは該電極（５）間の液体の電気インピーダンスを測定するものであり
    、該電極（５）は前記チャンバー（２）の前記底部（３）に提供されており、測
    定対象液体自体の電気インピーダンスの測定を可能にしていることを特徴とする
    装置。
  2. 【請求項２】チャンバー（２）の底部（３）はガラス基板（９）で提供され
    ていることを特徴とする請求項１記載の装置。
  3. 【請求項３】電極（５）はガラス基板上に提供され、該ガラス基板上に提供
    された絶縁層（１０）に埋設されていることを特徴とする請求項２記載の装置。
  4. 【請求項４】直立側壁（４）は絶縁層（１０）上に提供された絶縁材料のエ
    ッチング処理で提供されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記
    載の装置。
  5. 【請求項５】チャンバー（２）の底部（３）はシリコンウェハー（６）で提
    供されていることを特徴とする請求項１記載の装置。
  6. 【請求項６】シリコンウェハー（６）にはＳｉＯ2等の第１絶縁層（７）が
    提供されていることを特徴とする請求項５記載の装置。
  7. 【請求項７】電極（５）はシリコンウェハー（６）の第１絶縁層（７）上に
    提供され、該第１絶縁層（７）上に提供されたＳｉxＮy等の第２絶縁層（８）に
    埋設されていることを特徴とする請求項４から６のいずれかに記載の装置。
  8. 【請求項８】直立側壁（４）は第２絶縁層（８）上に提供された絶縁材料の
    エッチング処理で提供されることを特徴とする請求項４から７のいずれかに記載
    の装置。
  9. 【請求項９】チャンバー（２）は最大で２ナノリットルまでの液量を受領す
    るサイズに提供されていることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の
    装置。
  10. 【請求項１０】複数のチャンバー（２）で成るアレイを含んで構成されてい
    ることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の装置。
  11. 【請求項１１】請求項１から１０のいずれかに記載の装置を使用した液量測
    定方法であって、電源は少なくとも１５ｋＨｚの周波数の交流電源であることを
    特徴とする方法。
JP2001500822A 1999-05-31 2000-05-30 少量液体の測定装置 Withdrawn JP2003501616A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1012197 1999-05-31
NL1012197A NL1012197C2 (nl) 1999-05-31 1999-05-31 Inrichting voor het bepalen van een hoeveelheid van een vloeistof.
PCT/NL2000/000371 WO2000073746A1 (en) 1999-05-31 2000-05-30 Apparatus for measuring a small quantity of a liquid

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003501616A true JP2003501616A (ja) 2003-01-14

Family

ID=19769287

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001500822A Withdrawn JP2003501616A (ja) 1999-05-31 2000-05-30 少量液体の測定装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6796174B1 (ja)
EP (1) EP1181509A1 (ja)
JP (1) JP2003501616A (ja)
AU (1) AU5255600A (ja)
NL (1) NL1012197C2 (ja)
WO (1) WO2000073746A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6797150B2 (en) * 2001-10-10 2004-09-28 Lifescan, Inc. Determination of sample volume adequacy in biosensor devices

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT961071B (it) * 1971-09-04 1973-12-10 Cnen Sonda ed installazione per la misura di livelli di interfacce di fluidi e delle costanti dielettri che degli stessi
US4010650A (en) * 1974-12-26 1977-03-08 Ford Motor Company Apparatus for generating an electrical signal indicative of liquid level
GB8412461D0 (en) * 1984-05-16 1984-06-20 Schlumberger Electronics Uk Fluid level measurement system
US5092171A (en) * 1989-06-13 1992-03-03 Vdo Adolf Schindling Ag Acceleration sensor with differential capacitance
EP0447810B1 (de) 1990-03-07 1994-12-14 Hl Planartechnik Gmbh Elektrische Messanordnung zur Messung bzw. Berechnung des Füllstandes oder anderer mechanischer Daten einer elektrisch leitenden Flüssigkeit
US5585069A (en) * 1994-11-10 1996-12-17 David Sarnoff Research Center, Inc. Partitioned microelectronic and fluidic device array for clinical diagnostics and chemical synthesis
DE69623259T2 (de) * 1995-02-02 2003-05-28 Abbott Lab Volumenüberprüfungsverfahren und gerät
US5765434A (en) * 1996-07-18 1998-06-16 Scepter Scientific, Inc. Capacitive water height gauge and method
JP3158054B2 (ja) * 1996-07-19 2001-04-23 株式会社日立製作所 液体採取装置
DE19646505A1 (de) * 1996-11-12 1998-05-14 Itt Ind Gmbh Deutsche Vorrichtung zur Durchführung von Untersuchungen an Zellproben und dergleichen
JP5532177B1 (ja) 2013-06-19 2014-06-25 日本精工株式会社 モータ選定装置
US9712866B2 (en) 2015-04-16 2017-07-18 Comigo Ltd. Cancelling TV audio disturbance by set-top boxes in conferences

Also Published As

Publication number Publication date
WO2000073746A1 (en) 2000-12-07
EP1181509A1 (en) 2002-02-27
NL1012197C2 (nl) 2000-12-01
AU5255600A (en) 2000-12-18
US6796174B1 (en) 2004-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10151722B2 (en) Method of making a multi-electrode structure usable in molecular sensing devices
US4781798A (en) Transparent multi-oxygen sensor array and method of using same
TWI377933B (en) Method and apparatus for point of care osmolarity testing
JP4290460B2 (ja) 化学反応を検知するためのナノ熱量計
US20050123985A1 (en) Protein detecting device
KR100858080B1 (ko) 전기적 신호를 측정하는 ｐｃｒ 증폭 산물을 검출하는 방법
EP3446113A1 (en) Nanopore sensor, structure and device including the sensor, and methods of forming and using same
US9555114B2 (en) Methods for in vivo drug delivery with porous nanostructures
JP2016036035A (ja) 生化学的用途での超低電流測定のためのノイズ遮蔽技術
US20100273166A1 (en) biosensor device and method of sequencing biological particles
RU2232384C2 (ru) Способ исследования многокомпонентной жидкости
JP2000241343A (ja) 測定装置並びに該測定装置の製法
JP2001510892A (ja) 温度センサの校正装置
US8962305B2 (en) Biosensor chip with nanostructures
JP2003501616A (ja) 少量液体の測定装置
JP3933340B2 (ja) マルチチャンネルｑｃｍセンサデバイス
JPH05312756A (ja) 平行平板式誘電率測定装置
Menotta et al. Label-free quantification of activated NF-κB in biological samples by atomic force microscopy
Chilmonczyk et al. Dynamic mass spectrometry probe for electrospray ionization mass spectrometry monitoring of bioreactors for therapeutic cell manufacturing
US20050095624A1 (en) Micro PCR device, method of amplifying nucleic acid and method of measuring concentration of PCR product using the same
US6930365B2 (en) Biosensor matrix and method for making same
JP2002243607A (ja) 測定装置及び測定方法
CN107192747A (zh) 一种可变电容式微纳米生物检测芯片及其加工方法
CN107015030A (zh) 一种表面电势测量方法
EP0218694A1 (en) Transparent multi-oxygen sensor array

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070524

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20091015

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20091015

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20091119