TW202041840A - 流體管理系統和方法 - Google Patents

Abstract

一種流體檢測系統包括芯吸材料，以吸收流體遠離第一位置，該第一位置具有空間限制並靠近流體裝置或流體接口。芯吸材料將流體吸收到在第二位置處的遠程流體指示器。流體和遠程流體指示器之間的接觸產生遠程流體指示器的可檢測的變化，並且非接觸光學感測器檢測該變化。

Description

流體管理系統和方法

本申請案涉及流體管理系統和方法。

相關申請的交叉引用

本申請案主張於2019年1月7日提交的且標題為「FLUID MANAGEMENT SYSTEM AND METHOD」的第62/789,283號美國臨時專利申請案的優先權，該美國臨時專利申請案的全部內容通過引用以其整體併入本文。

由流體洩漏導致的儀器可靠性差會導致效率降低且成本增加，例如維修儀器和更換損壞部件的成本增加。然而，傳統的流體感測器系統不能緊鄰具有空間限制的洩漏源使用，並且將流體感測器遠離這種洩漏源定位會導致檢測速度較慢、檢測前被洩漏的流體體積較大，且從而對流體敏感部件造成更大的損壞。此外，空間限制給重置或更換感測器系統帶來困難，尤其是給重置或更換依賴與流體物理接觸的感測器系統帶來困難。

例如，浮標感測器可能使用大量流體來啟動浮力。電阻抗感測器和光學彎月面（meniscus）感測器可以被定位成使感測器和流體之間有接觸，且因此需要重新設置清洗，特別是對於蒸發後可能留下殘留物的鹽水流體來說。電容式感測器可以使用複雜的驅動電路系統，並且被定位成緊靠流體。另外，空間限制可能會妨礙在小空間中使用感測器，諸如帶式指示器（tape indicator），該感測器利用感測器的視覺檢查。

因此，需要一種能夠在小空間內有效地檢測靠近流體敏感部件洩漏的少量流體的流體檢測系統和方法，並且需要這種系統被包含在可消耗部件中。還需要也將減輕對流體敏感部件的損壞的這樣的系統和方法。

下面給出簡化概述，以便提供對本文所述的一些方面的基本理解。本概述並非所要求保護的主題的廣泛綜述。這既不旨在識別所要求保護的主題的關鍵或重要元素，也不旨在描述其範圍。概述的唯一目的是以簡化的形式呈現一些概念作為稍後給出的更詳細的描述的前序。

本公開的態樣包括一種用於檢測流體的系統。該系統包括芯吸材料，以將流體從第一位置吸收到遠離第一位置的第二位置，其中，芯吸材料從第一位置延伸到第二位置，並且其中，第一位置被設置成靠近流體保持（fluid retention）邊界，以便暴露於溢出流體保持邊界的流體。例如，第一位置可以被設置成靠近可能失效的流體裝置，或靠近連接兩個或更多個流體流動裝置或在兩個流體裝置之間的流體接口（interface）。該系統還包括位於第二位置處的遠程流體指示器，其中，遠程流體指示器在第二位置處接觸芯吸材料的一部分，其中，當流體接觸遠程流體指示器時，產生遠程流體指示器的可檢測的變化。該系統還包括檢測該可檢測的變化的光學感測器，其中，光學感測器不與遠程流體指示器物理接觸。

本公開的態樣包括一種檢測流體的方法。該方法包括在流體已經溢出流體保持邊界的第一位置處使流體與芯吸材料接觸，其中，芯吸材料從第一位置延伸到遠離第一位置的第二位置。例如，第一位置可以被設置成靠近可能失效的流體裝置，或靠近連接兩個或更多個流體流動裝置或在兩個流體裝置之間的流體接口。該方法還包括通過芯吸材料將流體從第一位置吸收到第二位置。該方法還包括使流體與在第二位置處與芯吸材料接觸的遠程流體指示器接觸，其中，在流體和遠程流體指示器之間的接觸產生遠程流體指示器的可檢測的變化。該方法還包括通過光學感測器檢測可檢測的變化，該光學感測器可操作地與遠程流體指示器相關聯，其中，光學感測器不與遠程流體指示器物理接觸。

在一些示例中，遠程流體指示器包括帶式指示器，可檢測的變化包括顏色變化，和/或光學感測器包括比色反射光學感測器。在一些示例中，芯吸材料包括編織材料或尼龍網纖維材料。在一些示例中，芯吸材料藉由親水性粘合劑附著到在第一位置處的表面，並且芯吸材料和親水性粘合劑在第一位置處可以具有大約120µm的最大組合厚度。在一些示例中，在第一位置處的芯吸材料靠近流體敏感元件，例如，距離光學物鏡約100µm至約1000µm的成像或觀察表面。該系統還可以包括耦合到光學感測器的通信部件，以在光學感測器檢測到可檢測的變化時產生信號。在一些示例中，接觸芯吸材料的流體具有約1µL至約500µL的體積。

本公開的態樣包括流體分析系統。該系統包括射流（fluidic）裝置，其中射流裝置的一部分被設置在第一位置處。該系統還包括從第一位置延伸到遠離第一位置的第二位置的芯吸材料。該系統還包括在第二位置處的遠程流體指示器，其中，遠程流體指示器在第二位置處接觸芯吸材料的一部分，其中，當流體接觸遠程流體指示器時，產生遠程流體指示器的可檢測的變化。該系統還包括檢測該可檢測的變化的光學感測器，其中，光學感測器不與遠程流體指示器物理接觸。

在一些示例中，系統還包括具有流體通道的流體盒，其中，射流裝置被設置在流體盒內並在第一位置處被連接到流體通道，並且其中，芯吸材料和第二位置被設置在流體盒內。在一些示例中，該系統還包括光學物鏡，以用於光學分析在射流裝置內的流體，其中，光學物鏡被定位成距離射流裝置的成像或觀察表面約100µm至約1000µm。該系統還可以包括圍繞射流裝置的第二芯吸材料，其中，遠程流體指示器在第二位置處接觸第二芯吸材料的一部分。在一些示例中，流體通道的鄰近第一位置的一部分朝向第一位置傾斜。

在參考附圖考慮以下描述和所附申請專利範圍時，本公開的主題的其他特徵和特性、以及操作方法、結構的相關元件的功能和部件的組合、以及製造的經濟性將變得更加明顯，所有這些都形成了本說明書的一部分，其中相似的參考數字在各個圖中表示相對應的部件。

雖然本公開的主題的各態樣可以以各種形式體現，但是以下描述和附圖僅僅意欲公開這些形式中的一些作為主題的具體示例。因此，本公開的主題並沒有被規定為限於如此描述和示出的形式或示例。

除非另有限定，否則在本文中使用的所有技術術語、符號和其他技術術語或措辭具有與本公開所屬的領域中的普通技術人員通常所理解的含義相同的含義。本文提到的所有專利、申請案、所公佈的申請案和其他出版物通過引用以其整體併入。如果在該章節中闡述的定義與在通過引用併入本文的專利、申請案、所公佈的申請案、和其他出版物中闡述的定義相反或在其他方面不一致，那麼相比於通過引用併入本文的定義，以在該章節中闡述的定義為准。

除非另有指示或上下文暗示另外的情況，否則如在本文所使用的「一個（a）」或「一個（an）」意指「至少一個」或「一個或更多個」。

該描述在描述部件、設備、位置、特徵、或其一部分的定位和/或定向時可以使用相對空間和/或定向術語。除非特別說明或者通過描述的上下文另有規定，否則這樣的術語（沒有限制地包括頂部、底部、在...上方、在...下方、在...之下、在...的頂部上、上部、下部、在...左邊、在...右邊、在...前面、在...後面、在...旁邊、相鄰、在...之間、水平、垂直、對角線、縱向、橫向、徑向、軸向等）在圖式中提到這種部件、設備、位置、特徵、或其一部分時是為了方便而被使用，且沒有被規定為限制性的。

此外，除非另有說明，否則在本說明書中提到的任何特定尺寸僅代表體現本公開的各方面的裝置的示例實現，且並沒有被規定為限制性的。

術語「大約」的使用適用於本文中指定的所有數值，無論是否明確地指示。該術語通常指一數字範圍，本領域中的普通技術人員在本公開的上下文中將該數字範圍視為與所列舉的數值有合理的偏差量（即，具有等效功能或結果）。例如且不意在限制性的，該術語可被解釋為包括給定數值的±10%的偏差，而這種偏差不改變該值的最終功能或結果。因此，在一些情況下，如本領域中的普通技術人員將認識到的，約1%的值可以被解釋為範圍在0.9%至1.1%。

如本文使用的，術語「相鄰（adjacent）」指接近或鄰接。相鄰對象可以彼此間隔開，或者可以彼此實際接觸或直接接觸。在一些實例中，相鄰對象可以彼此耦合，或者可以彼此整體地形成。

如本文所使用的，術語「靠近（proximate）」是指接近、鄰接、或分開相對小的或功能上小的距離或空間。例如，根據本公開，靠近第二對象的第一對象可以與第二對象接觸，或者可以在第二對象的一定距離內，使得從第一對象到第二對象的距離或空間允許這兩個對象依據此距離而提供它們各自的功能或展現它們各自的特性。

如本文所使用的，術語「實質上地」和「實質的」指相當大的程度或限度。當與例如事件、情況、特性或屬性結合使用時，這些術語可以指事件、情況、特性或屬性精確地出現於其中的實例，以及事件、情況、特性或屬性非常近似地出現於其中的實例，例如考慮到本文描述的示例的典型容差水平或可變性。

如本文所使用的，術語「可選的」和「可選地」意指隨後描述的部件、結構、元件、事件、情況、特性、屬性等可以或可以不被包括或出現，以及該描述包括部件、結構、元素、事件、情況、特性、屬性等被包括或出現的實例以及它們不被包括或出現的實例。

根據各種示例，如本文所述的組件和裝置可以與可包括一個或更多個流體處理通路的流體盒結合來使用，流體處理通路包括一個或更多個元件，例如一個或更多個通道、分支通道、閥、分流器、通風口、端口、存取區域、通孔、珠、含珠的試劑、覆蓋層、反應部件、其任何組合或類似者。任何元件可以與另一元件流體連通。

在說明書中描述的或申請專利範圍中列舉的元件和部件的所有可能組合都被設想和考慮為本公開的一部分。應當認識到，前面的概念和下面更詳細討論的另外的概念的所有組合（假設這些概念不相互矛盾）都被設想為本文公開的創造性主題的一部分。特別是，出現在本公開結尾處的主張保護的主題的所有組合都被設想為本文公開的創造性主題的一部分。

在所附申請專利範圍中，術語「包括（including）」用作相應術語「包括（comprising）」的簡明英語等效形式。術語「包括（comprising）」和「包括（including）」在本文中預期是開放式的，不僅僅包括列舉的要素，還包含任何另外的要素。此外，在所附的申請專利範圍中，術語「第一」、「第二」和「第三」等僅僅用作標籤，且並不意欲在它們的對象上強加數字要求。

術語「流體連通」意指直接流體連通，例如，兩個區域可以經由連接這兩個區域的暢通無阻的流體處理通路而彼此流體連通，或者可以能夠處於流體連通中，例如，當兩個區域經由流體處理通路而被連接時，這兩個區域可以能夠彼此流體連通，該流體處理通路可以包括佈置在其中的閥，其中，可以在例如藉由溶解可溶解閥、使可爆裂閥爆裂或以其他方式打開設置在流體處理通路中的閥，而於致動閥時在兩個區域之間建立流體連通。

需要一種改進的流體管理系統，其能夠在小空間中，特別是在具有敏感部件或靠近敏感部件的空間中，檢測流體（例如已經溢出流體保持邊界的洩漏流體）的存在。流體保持邊界可以包括通道、容器、腔室、隔室、或接收器（receptacle）、或者它們的某種組合，或者在任何兩個或更多個流體通道、容器、腔室、隔室、或接收器之間的接口，並且可以是射流裝置（例如流體被容納在其中和/或流體在其中流動或流過的裝置）的一部分。本公開的態樣包括藉由經由至少一種芯吸材料將流體從第一位置吸收到第二位置來檢測這種流體並保護這樣的部件的系統、方法、和設備，其中遠程流體指示器被定位於第二位置處或其附近。

在一些示例中，第一位置在與流體相關的部件處或其附近。在一些示例中，第一位置靠近一個或更多個流體流動或流體保持裝置，例如流體通道、流體端口、流體容器、或其他射流裝置。在一些示例中，第一位置靠近兩個或更多個流體流動或流體保持裝置之間的流體接口。這些流體相關的部件（例如流體裝置和流體接口）包括流體保持邊界，並且從流體保持邊界溢出的流體構成洩漏的流體。因此，這種流體裝置和流體接口可能是潛在的流體洩漏的來源，例如，由於滲漏、堵塞、腐蝕、變質、壓力、溫度、組件故障、機械應力、或其他可能導致流體洩漏的條件引起的流體洩漏。例如，流體洩漏可能是由流體相關的部件（例如流體端口和/或通道之間的密封或連接）的損壞、故障、或其他變化的條件造成的。

在一些示例中，第一位置在一個或更多個敏感部件處或其附近。在一些示例中，敏感部件是流體敏感部件，例如當暴露於流體時會經歷效能降低、故障、遭受損壞、或使其他部件受到損壞的部件。在一些示例中，敏感部件是沉積物敏感部件，例如由於暴露於流體而殘留在部件上的沉積物而導致經歷效能降低、故障、遭受損壞、或使其他部件受到損壞的部件。在一些示例中，第一位置在成像或觀察系統部件處或其附近，該成像或觀察系統部件例如，物鏡或透鏡、照明器或發光元件（例如，用於流體系統內光學測量的雷射二極體光源）、光圈、聚光器（condenser）、成像或觀察表面、熱元件（例如熱循環器）、濾光器、反射鏡、相機、線性定位台、致動器、或其他光學元件。在一些示例中，第一位置靠近電源單元、電腦/電路板/晶片、馬達、齒輪、軸承、或其他動力傳輸元件。在一些示例中，敏感部件是電氣部件。

在一些示例中，第一位置展現空間限制。例如，第一位置可以包括相鄰部件或單個部件的相鄰部分之間的小間隙、凹陷、或孔。空間限制可以靠近流體裝置、流體接口、和/或敏感部件中的一個或更多個。空間限制可以涉及在流體裝置、流體接口、和/或敏感部件中的一者或更多者之間的空間。例如，空間限制可以涉及成像或觀察表面和光學物鏡之間的空間。在一些示例中，空間限制可以涉及小間隙，例如小於2500µm的間隙或者在大約50µm到大約2500µm之間的間隙。在一些示例中，空間限制可以涉及超過2500µm的間隙。在一些示例中，空間限制包括約100µm至約2500µm、約100µm至約2000µm、約100µm至約1500µm、約100µm至約1000µm、約100µm至約700µm、約100µm至約350µm、約100µm至約240µm、約100µm至約180µm、或約50µm至約100µm的寬度。在一些示例中，空間限制包括約2500µm、約2000µm、約1500µm、約1000µm、約700µm、約500µm、約350µm、約300µm、約250µm、約200µm、約150µm、約100µm、或約50µm的最大寬度。

在一些示例中，芯吸材料包括編織材料和/或非編織材料。在一些示例中，芯吸材料包括水纏結材料（hydro-entangled material）。在一些示例中，芯吸材料包括疏水性材料和/或親水性材料。在一些示例中，芯吸材料包括尼龍網纖維材料。在一些示例中，芯吸材料可以包括孔隙（pore），諸如尺寸被設計成增加或優化芯吸材料的芯吸性能的孔隙，以及這樣的孔隙可以以pm、nm、µm、或mm的尺度定尺寸。例如，芯吸材料可以包括約0.01µm、約0.1µm、約0.25µm、約0.5µm、約0.75µm、約1µm、約5µm、約10µm、約20µm、約40µm、約60µm、約80µm、約100µm、約125µm、約150µm、約175µm、約200µm、約225µm、約250µm、約300µm、約400µm、約500µm、約600µm、約700µm、約800µm、約1000µm的孔隙。例如，尼龍網纖維芯吸材料可以包括大約80 µm的孔隙。在一些示例中，芯吸材料包括一種材料或兩種或更多種材料的組合。例如，芯吸材料可以包括以下材料中的一種或更多種：聚酯、纖維素、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚四氟乙烯（PTFE）、聚醚（PES）、和/或尼龍。在一些示例中，芯吸材料包括第一材料和第二材料，其量分別為約90%和約10%、約80%和約20%、約70%和約30%、約60%和約40%、約50%和約50%、約40%和約60%、約30%和約70%、約20%和約80%、或約10%和約90%。例如，芯吸材料可以包括聚酯和/或纖維素，例如約50%聚酯和約50%纖維素。例如，芯吸材料可以包括由Texwipe®製造的TechniCloth® TX604潔淨室擦拭布。在一些示例中，芯吸材料可以包括液相色譜紙。芯吸材料可以被設計成脫落極少量的顆粒，包括在芯吸材料施加到粘合劑或表面期間或者在芯吸材料潤濕期間脫落這些顆粒。在一些示例中，芯吸材料不會因暴露於流體、高溫或低溫、濕度、或腐蝕性化學物質而受損。在一些示例中，芯吸材料包括一種以上的芯吸材料，並且該一種以上的芯吸材料可以是相鄰的或分層的。

在一些示例中，第二位置可以遠離第一位置。例如，第二位置可以與第一位置分開至少大約0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、3mm、4mm、5mm、7.5mm、10mm、25mm、50mm、75mm、100mm、150mm、200mm、250mm、300mm、350mm、400mm、450mm或500mm的距離。在一些示例中，第二位置可以不靠近在第一位置處或靠近第一位置的一個或更多個敏感部件和/或流體部件。例如，不靠近第二位置或部件的位置或部件可以與第二位置或部件分開以下距離：大約0.01mm、大約0.05mm、大約0.1mm、大約0.25mm、大約0.5mm、大約0.75mm、大約1mm、大約1.5mm、大約2mm、大約3mm、大約4mm、大約5mm、大約7.5mm、大約10mm、大約25mm、大約50mm、大約75mm、大約100mm、大約150mm、大約200mm、大約250 mm、大約300mm、大約350mm、大約400mm、大約450mm、大約500mm、或500mm以上。

在一些示例中，第二位置可能不展現出由第一位置展現出的空間限制，或者第二位置可能比第一位置展現出更少的空間限制。例如，第二位置可以展現出比第一位置展現出的一個或更多個寬度更大的一個或更多個寬度。在一些示例中，第二位置的尺寸可以被設計成容納由於空間限制而不適合第一位置的部件，例如諸如液體指示器和/或感測器部件的部件。

在一些示例中，遠程流體指示器可以在第二位置處或其附近。例如，遠程流體指示器可以附接到在第二位置處的表面。在一些示例中，遠程流體指示器和流體之間的接觸可以產生或導致產生遠程流體指示器的一個或更多個可檢測的變化。例如，可檢測的變化可以是遠程流體指示器的某種質量或特性的變化。例如，可檢測的變化可以是顏色、尺寸、導電性、電阻率、或其他光學、電氣、機械、電磁、磁性、靜電、電感、電容、或熱特性的變化。在一些示例中，在流體接觸遠程流體指示器之後在小於約120秒、約100秒、約80秒、約60秒、約40秒、約20秒、約10秒、約5秒、約1秒、約0.5秒、約0.25秒、約0.1秒、約0.05秒、或約0.01秒內可檢測的變化發生或基本完成。在一些示例中，可檢測的變化可能是不可逆的。帶式指示器是遠程流體指示器的一個示例。在一些示例中，遠程流體指示器可能對高溫或低溫和/或濕度不敏感。

一種或更多種芯吸材料可以從第一位置延伸到第二位置。芯吸材料可以直接在兩個位置之間延伸，或者可以間接在兩個位置之間延伸，例如，使得芯吸材料的至少一部分最初遠離第一位置延伸，並且不是在第二位置的方向上延伸。在一些示例中，一種或更多種芯吸材料從第一位置延伸到除第二位置之外的位置。在一些示例中，第一芯吸材料從第一位置延伸到第二芯吸材料，並且第二芯吸材料可以延伸到第二位置。

芯吸材料的一部分可以被設置在鄰近或靠近一個或更多個流體裝置或流體接口的第一位置處。芯吸材料的一部分可以被設置在鄰近或靠近一個或更多個敏感部件的第一位置處。在一些示例中，芯吸材料的一部分可以被設置在流體裝置、流體接口、和/或敏感部件中的一者或更多者之間、鄰近該一者或更多者、或靠近該一者或更多者的空間中的第一位置處，並且該空間可以展現如上所述的空間限制，例如如上所述的寬度。在一些示例中，芯吸材料的一部分可以位於第一位置，使得來自流體裝置或流體接口的流體（例如從流體裝置或流體接口洩漏的流體）接觸芯吸材料。

芯吸材料的一部分可以被設置在鄰近或靠近一個或更多個遠程流體指示器的第二位置處。例如，在第二位置處的芯吸材料的一部分可以在遠程流體指示器下方或上方延伸，和/或可以鄰接遠程流體指示器的側面。在一些示例中，芯吸材料的一部分可以被定位於第二位置處，使得芯吸材料中或其上的流體接觸遠程流體指示器。

在一些示例中，芯吸材料可以藉由一種或更多種粘合劑附著到表面。例如，一種或更多種粘合劑可以將芯吸材料附著到第一位置處的表面、附著到第二位置處的表面、和/或附著到從第一位置延伸到第二位置的表面。在一些示例中，本文所述的其他部件（例如流體裝置或遠程流體指示器）藉由一種或更多種粘合劑附接到一個或更多個表面。在一些示例中，粘合劑可以是親水性的。在一些示例中，粘合劑不會因暴露於流體、高溫或低溫、濕度、或腐蝕性化學物質而受損。在一些示例中，粘合劑可以是雙面膠帶或單層傳送帶。例如，合適的粘合劑可以包括由Adhesives Research®製造的ARflow® 93049親水性壓敏粘合劑。在一些示例中，單層傳送帶粘合劑將芯吸材料的一部分附著到第一位置處的表面，並且該表面可以展現如上所述的空間限制，例如如上所述的寬度。

在一些示例中，芯吸材料展現出的厚度小於約1000µm，例如約500µm、約450µm、約400µm、約350µm、約300µm、約250µm、約200µm、約150µm、約120µm、約100µm、約80µm、約50µm、約25µm、或約10µm。在一些示例中，粘合劑展現出的厚度小於約1000µm、約500µm、約450µm、約400µm、約350µm、約300µm、約250µm、約200µm、約150µm、約120µm、約100µm、約80µm、約50µm、約25µm、或約10µm。在一些示例中，芯吸材料和粘合劑的組合厚度展現出的厚度小於約1000µm，例如約750µm、約600µm、約500µm、約450µm、約400µm、約350µm、約300µm、約250µm、約200µm、約150µm、約120µm、約100µm、約80µm、或約50µm。

在一些示例中，第一位置處的最小量的流體可以足以通過芯吸材料被吸收到第二位置，以接觸遠程流體指示器，從而產生可檢測的變化。在一些示例中，流體的最小量可以是大約500µL、大約450µL、大約400µL、大約350µL、大約300µL、大約250µL、大約200µL、大約150µL、大約100µL、大約80µL、大約60µL、大約40µL、大約20µL、大約10µL、或大約1µL。在一些示例中，接觸芯吸材料的流體的量具有約1µL、約50µL、約100µL、約250µL、約500µL、約1000µL、約1500µL、約2000µL、約3000µL、約4000µL、約5000µL、或大於約5000µL的體積。在一些示例中，接觸芯吸材料（例如，接觸在第一位置處的芯吸材料）的流體的量具有約1µL至約1000µL、約1µL至約500µL、約1µL至約450µL、約1µL至約400µL、約1µL至約350µL、約1µL至約300µL、約1µL至約250µL、約1µL至約200µL、約1µL至約150µL、或約1µL至約100µL的體積。

在一些示例中，感測器可以可操作地與遠程流體指示器相關聯。例如，感測器可以檢測遠程流體指示器的可檢測的變化。在一些示例中，感測器不與遠程流體指示器物理接觸。在一些示例中，感測器可以是光學感測器、光電感測器、或電感測器。在一些示例中，諸如光學感測器的感測器可以通過光纖與遠程流體指示器可操作地相關聯。在一些示例中，感測器可以是水蒸氣或濕度感測器、電容感測器、或電感感測器。在一些示例中，感測器可以是比色反射光學感測器。比色反射光學感測器可以包括被安裝在電路板上的光源和光學顏色檢測器。

在一些示例中，通信部件可以被耦合到感測器。例如，通信部件可以通過有線連接或無線連接與感測器可操作地相關聯。當光學感測器檢測到可檢測的變化時，通信部件可以產生信號。在一些示例中，該信號可以是電子信號，並且該電子信號可以被發送到系統部件，該系統部件能夠觸發對流體的檢測的功能響應，例如啟動警報、停止流體流向第一位置處的流體裝置、和/或從第一位置處的流體裝置移除流體。在一些示例中，通信部件可以包括或連接到電腦或處理系統，例如流體分析設備中的電腦或處理系統。通信部件可以通過一個或更多個邏輯元件（例如電腦、嵌入式控制器、專用積體電路等）來實現，並且可以包括或存取數據儲存記憶體，數據儲存記憶體可以包括隨機存取記憶體（RAM）、唯讀記憶體（ROM）、快閃存憶體、以及現在已知的或以後開發的其他類型的記憶體。

本公開的各態樣還包括可消耗的盒或承載板，其可以安裝在流體分析設備中，並且包括上述系統的一個或更多個部件。在一些示例中，流體分析設備可以是用於光學分析（例如，成像）或化學分析的設備。在一些示例中，下列項中的一個或更多個可以被設置在盒或承載板中：流體裝置或流體裝置的一部分；兩個或更多個流體裝置之間的接口；第一位置；第二位置和遠程流體指示器；芯吸材料或芯吸材料的一部分；和/或感測器。在一些示例中，盒包括流體裝置、在流體接口處連接到流體裝置的至少一個流體通道或流體端口、靠近在流體裝置和流體通道之間的流體接口的第一位置、盒中遠離第一位置的第二位置處的遠程流體指示器、以及從第一位置延伸到第二位置的芯吸材料。在一些示例中，流體分析設備包括可操作地與遠程流體指示器相關聯的感測器，該遠程流體指示器位於可以被安裝在設備中的盒中，並且該感測器可以被安裝在盒外部的設備中和/或被定位成使得該感測器不接觸遠程流體指示器。在一些示例中，在安裝在設備中的盒中發生或檢測到洩漏（例如，流體接觸設置在盒中的芯吸材料和/或遠程流體指示器）之後，則可以從設備中移除盒，並用沒有發生或檢測到洩漏的類似盒來進行更換，並且感測器可以保留在原位以重複使用，例如不需要清潔感測器。

本公開的各態樣還包括與上述系統相關的方法。在一些示例中，在流體從第一位置處的流體保持邊界溢出（例如，流體從流體流動或流體保持裝置洩漏，或者在兩個或更多個流體裝置之間的接口處洩漏）之後，流體可以與第一位置處或靠近第一位置的芯吸材料的一部分接觸。芯吸材料可以從第一位置延伸到第二位置，並且流體可以通過芯吸材料從第一位置吸收到第二位置。在一些示例中，流體然後與遠程流體指示器接觸，該遠程流體指示器與在第二位置的芯吸材料接觸。然後，由於流體與遠程流體指示器接觸，因而可以產生遠程流體指示器的可檢測的變化。在一些示例中，可檢測的變化然後可以由與遠程流體指示器可操作地相關聯的光學感測器檢測。

如圖1所示，用於流體分析設備的示例盒200包括流體部件，例如經由第一流體端口206連接到射流裝置210的第一流體通道204和經由第二流體端口209連接到射流裝置210的第二流體通道207。例如，流體可以流動通過第一流體通道204、通過第一流體端口206流入射流裝置210、通過第二流體端口209流入並流經第二流體通道207。第一流體通道204和第二流體通道207形成在包圍流體通道的通道疊層（channel laminate）216內。盒200還包括承載板202，並且射流裝置210可以被定位在承載板202上。第一流體通道204和第二流體通道207與射流裝置210之間的連接包括通道疊層216的延伸跨過射流裝置210的部分218，並在射流裝置210內的流體通道與第一流體通道204和第二流體通道207之間形成流體接口（包括例如第一流體端口206和第二流體端口209）。

在一個示例中，盒200可以被放置在處理儀器中，例如盒接口模組（例如，具有與盒射流系統連接的自動馬達、齒輪、和接口的組件）。這種模組內的馬達和軸承可以包括用於致動盒內功能或操縱盒的動力傳輸元件。

儘管並不旨在限制性的，但是與本公開相關，「第一位置」包括可以是（1）靠近芯吸材料的一部分的位置、（2）靠近流體裝置、流體接口、和/或敏感部件中的一個或更多個的位置、和（3）遠離遠程流體指示器的位置。如圖2-圖6所示，「第一位置」可以是（1）靠近芯吸材料的一部分（例如芯吸材料220、220’、和/或226）的位置；（2）靠近通道疊層216的部分218的位置，通道疊層216包括第一流體通道204的連接到射流裝置210的一部分、第一流體端口206、第二流體通道207的連接到射流裝置210的一部分、第二流體端口209、和/或射流裝置210的連接到第一流體通道204的一部分或連接到第二流體通道207的一部分；和（3）遠離遠程流體指示器228的位置。通常，術語「第一位置」和「第二位置」旨在傳達物理上彼此遠離（例如，彼此不直接物理接觸）的兩個不同位置。

如圖2所示，盒200包括第一芯吸材料220。第一芯吸材料220從靠近流體通道204、207和射流裝置210之間的流體接口（包括第一流體端口206和第二流體端口209）的第一位置延伸到遠離第一位置的第二位置。遠程流體指示器228可以被定位於第二位置處，並在第二位置處接觸第一芯吸材料220的一部分。靠近第一位置從例如第一流體通道204、第二流體通道207、射流裝置210、或這些流體部件之間的接口（包括第一流體端口206和第二流體端口209）洩漏的流體在第一位置處接觸第一芯吸材料220，該第一芯吸材料將流體從第一位置吸收到第二位置，在第二位置處流體接觸遠程流體指示器228。在所示的實現方式中，遠程流體指示器228可以是變色的帶式指示器，其在與流體接觸時不可逆地使顏色變化，但是也可以使用能夠可逆地或不可逆地變化的其他遠程流體指示器228。

如圖2所示，盒200還包括第二芯吸材料226。第二芯吸材料226可以被設置在承載板202上圍繞射流裝置210，包括靠近射流裝置210的連接到第一流體通道204和第二流體通道207的部分。第二芯吸材料226也可以被設置在第二位置處並接觸遠程流體指示器228。靠近第一位置洩漏的流體或者從射流裝置210洩漏的流體在承載板202上的任何地方接觸第二芯吸材料226，第二芯吸材料226將流體吸收到遠程流體指示器228。

如圖2所示，在一個示例中，芯吸材料220處於具有橫向段221和縱向段222的「T」構型。橫向段221的一端從通道疊層216的部分218延伸到射流裝置210的一側之外，到達遠程流體指示器228，以便於在第一位置處檢測流體洩漏。橫向段221的相反端從通道疊層216的部分218延伸到射流裝置210的與在第二位置處的遠程流體指示器228相對的相對側之外，並且接觸第二芯吸材料226的一部分，以幫助吸收流體遠離第一位置處的洩漏源，且從而保護流體敏感部件。

如圖1和圖2所示，在一個示例中，通道疊層216包括第一通道疊層傾斜部分205和第二通道疊層傾斜部分208，它們遠離射流裝置210、通道疊層216的部分218和承載板202而向下傾斜。從第一位置洩漏的流體可以沿著第一通道疊層傾斜部分205和第二通道疊層傾斜部分208遠離第一位置、射流裝置210和承載板202向下流動，並向下流入盒200的下部部分，在盒200的下部部分，流體可以被可選的吸收墊214吸收，該吸收墊214可以包括被設計成吸收和保持流體的材料。

如圖2所示，第一芯吸材料220可以包括縱向段222。縱向段222向下延伸並遠離承載板202以及在第一流體通道204和第二流體通道207與射流裝置210之間的連接。縱向段222遠離承載板202向下延伸到盒200的下部部分，並且可以接觸吸收墊214。縱向段222覆蓋第一通道疊層傾斜部分205和第二通道疊層傾斜部分208。縱向段222將從第一位置、射流裝置210和/或承載板202洩漏的流體向下芯吸到盒200的下部部分，在盒200的下部部分，洩漏的流體可以被吸收墊214吸收和/或以其他方式遠離第一位置和相對應的部件。

如圖2所示，除了吸收墊214之外或者代替吸收墊214，盒200可以包括至少一個排放孔212。盒200中的多餘流體（例如未被第一芯吸材料220、第二芯吸材料226、和/或吸收墊214吸收的流體）可以通過排放孔212從盒200排出。在一些示例中，排放盤（drain pan）（未示出）可以被定位（例如，定位在盒200下方），以接收通過排放孔212從盒200排出的流體或者從盒接口模組的其他部件洩漏的流體。這種排放盤可以包括芯吸材料、遠程流體指示器、感測器和/或吸收墊。盒200還可以包括至少一個銷孔213，該至少一個銷孔213與銷（未示出）（例如盒接口模組中的加載銷或基準銷）對齊，並且在一些示例中，銷可以是敏感部件。

圖3示出了類似於圖2中的系統的洩漏檢測系統沿著圖2中的線A-A截取的剖視圖。如圖3所示，第一位置可以靠近射流裝置210的一部分、第一流體通道204和第二流體通道207的連接到射流裝置210的部分、通道疊層216的部分218、和/或物鏡240，並且第一位置可以在物鏡240的底部和通道疊層216的部分218的頂部之間展現空間限制。第一芯吸材料220’從第一位置延伸到遠離第一位置的第二位置處的遠程流體指示器228，該第一位置包括第一位置的呈現空間限制的部分。圖3的第一芯吸材料220’不包括橫向段221或縱向段222，該橫向段221延伸到射流裝置210的與遠程流體指示器228相對的相對側之外。第二位置不展現出在物鏡240和通道疊層216的部分218之間展現的空間限制。靠近第一位置洩漏的流體——包括在第一位置的展現空間限制的部分中洩漏的流體——被第一芯吸材料220’吸收到第二位置，在第二位置處流體接觸遠程流體指示器228，然後該遠程流體指示器發生其特性的可檢測的變化。第二芯吸材料226可以被設置在承載板202上圍繞射流裝置210，並延伸到在第二位置處的遠程流體指示器228。靠近第一位置洩漏的流體、在射流裝置210周圍洩漏的流體、和/或第一芯吸材料220’中的流體接觸第二芯吸材料226，第二芯吸材料226將流體吸收到第二位置，在第二位置處流體接觸遠程流體指示器228，然後遠程流體指示器經歷其特性的可檢測的變化。

如圖3所示，光學感測器250包括連接到印刷電路板255的光源254（例如，LED）和顏色感測器252（例如，光電二極體）。當遠程流體指示器228的顏色變化時，來自光源254的入射光被不同地吸收或反射，並且反射光的差異被顏色感測器252檢測到。光學感測器250不接觸遠程流體指示器228。

圖4-圖6示出了類似於圖2中系統的洩漏檢測系統。如圖4和圖6所示，第一流體通道204和第二流體通道207連接到射流裝置210，射流裝置210被定位在承載板202上。為了清楚起見，圖4和圖5僅描繪了盒200的一部分，移除了其他部分。在承載板202之下和盒200的外部是熱元件244，例如帕耳帖（Peltier）熱電冷卻器，其可以是流體分析設備的一部分。在其他實現方式中，熱元件244可以被包含在盒200內，並且響應於盒200被安裝或插入到流體分析設備中而受流體分析設備控制。示例流體分析設備包括光學物鏡240，其可以安裝在盒200的外部，並且可以被定位在射流裝置210頂部的成像或觀察表面部分上方。此外，雖然僅示出了物鏡240和熱元件244，但是流體分析設備可以包括用於分析射流裝置210內的材料的若干其他部件。第一芯吸材料220’從第一位置延伸到遠離第一位置的第二位置處的遠程流體指示器228，該第一位置例如靠近射流裝置210的一部分、第一流體通道204和第二流體通道207的連接到射流裝置210的一部分、射流裝置210與第一流體通道204和第二流體通道207之間的流體接口（包括在圖4或圖6中未標記的第一流體端口206和第二流體端口209）、和/或物鏡240中的一者或更多者。在圖4-圖6的示例中，第一芯吸材料220’不包括延伸到射流裝置210的與遠程流體指示器228相對的相對側之外的橫向段221，並且第一芯吸材料220’不包括被設置在第一通道疊層傾斜部分205和第二通道疊層傾斜部分208上方的縱向段，例如圖2中的縱向段222。第二芯吸材料226可以被設置在承載板202上圍繞射流裝置210，並且延伸到在第二位置處的遠程流體指示器228。第一芯吸材料220’和第二芯吸材料226將流體從第一位置和從射流裝置210周圍吸收到遠程流體指示器228，使得在洩漏的流體接觸或損壞敏感部件之前可以檢測到洩漏，敏感部件例如物鏡240、射流裝置210頂部的成像或觀察表面部分、或熱元件244。此外，通過吸收洩漏的流體遠離例如物鏡240和射流裝置210的頂部的成像或觀察表面部分之敏感部件，例如第一芯吸材料220’之芯吸材料被動地保護敏感部件免受洩漏的流體的影響。在一些示例中，未被芯吸材料吸收或使芯吸材料過飽和的洩漏流體，可以沿著通道疊層216的第一通道疊層傾斜部分205和第二通道疊層傾斜部分208向下流動，並流動遠離第一位置和承載板202。

如圖4和圖5所示，光學感測器250可以靠近遠程流體指示器228，但是不接觸遠程流體指示器228。光學感測器250可以被安裝在盒200外部的流體分析設備中。

圖5示出了圖4中洩漏檢測系統沿圖4中線C-C截取的局部剖視圖。如圖5所示，第一位置可以靠近射流裝置210的一部分、第二流體通道207的一部分、在射流裝置210和第二流體通道207之間的流體接口（包括第二流體端口209）、和/或物鏡240，並且第一位置展現在物鏡240的底部和第二流體通道207的頂部之間的空間限制。第一芯吸材料220’從第一位置延伸到遠離第一位置的第二位置處的遠程流體指示器228，該第一位置包括第一位置的展現空間限制的部分。第二位置不展現在物鏡240和第二流體通道207之間的空間限制。靠近第一位置洩漏的流體，包括在第一位置的展現空間限制的部分中洩漏的流體，被第一芯吸材料220’吸收到第二位置，在第二位置流體接觸遠程流體指示器228，然後該遠程流體指示器的特性發生可檢測的變化。第二芯吸材料226可以被設置在承載板202上圍繞射流裝置210，並延伸到在第二位置處的遠程流體指示器228。靠近第一位置洩漏的流體、在射流裝置210周圍洩漏的流體、和/或第一芯吸材料220’中的流體接觸第二芯吸材料226，第二芯吸材料226將流體吸收到第二位置，在第二位置流體接觸遠程流體指示器228，然後遠程流體指示器228的特性發生可檢測的變化。光學感測器250可以可操作地與遠程流體指示器228相關聯，並檢測遠程流體指示器228何時變化顏色。

第一芯吸材料220’可以是尼龍網材料，並且可以藉由粘合劑（例如親水性單層傳送帶）附著到第二流體通道207的頂表面和附著到第二芯吸材料226。第二芯吸材料226可以是聚酯和纖維素的50%/50%混合物，並且可以藉由粘合劑附著到承載板202的頂表面。射流裝置210可以藉由粘合劑附著到承載板202的頂表面。

第一芯吸材料220’及其相關粘合劑的厚度[D]可小於約200µm，例如約100µm。第二芯吸材料226及其相關粘合劑的厚度[C]可小於約500µm，例如約350µm。在一些實現方式中，第一芯吸材料220’和第二芯吸材料226以及兩種相關粘合劑的組合厚度[B]可小於約500µm，例如約450µm。從物鏡240的底部到承載板202的頂表面的空間的寬度[A]可以小於約2500µm。從物鏡240的底部到成像或觀察表面242（即射流裝置210的頂表面）的空間的寬度[G]可以小於約1000µm。（被包圍在疊層中的）第二流體通道207的厚度[H]可以小於約500µm，例如約400µm，且在物鏡240的底部到第二流體通道207的頂表面之間的空間限制的寬度可以小於約500µm，例如約340µm。因此，當第一芯吸材料220’及其相關粘合劑延伸到第一位置的展現在物鏡240和第二流體通道207之間的空間限制的部分時，在物鏡240的底部和第一芯吸材料220’的頂部之間的間隙[F]可以小於約250µm，例如約240µm。

應當認識到，所有前述尺寸都是示例和說明性的，而不是限制性的。

應當認識到，前面的概念和下面更詳細討論的另外的概念的所有組合（假設這些概念不相互矛盾）都被設想為本文公開的創造性主題的一部分。特別是，出現在本公開結尾處的要求保護的主題的所有組合都被設想為本文公開的創造性主題的一部分。還應當認識到，也可能出現在通過引用併入的任何公開中的在本文中明確地使用的術語應當被賦予與本文公開的特定概念最一致的含義。

雖然已經參考某些說明性示例（包括特徵的各種組合和子組合）相當詳細地描述和示出了本公開的主題，但是本領域中的技術人員將容易認識到被包含在本公開的範圍內的其他示例及其變化和修改。此外，這樣的示例、組合和子組合的描述並不意欲傳達所要求保護的主題需要除了在申請專利範圍中明確列舉的特徵或特徵的組合之外的特徵或特徵的組合。因此，本公開的範圍旨在包括被包含在所附申請專利範圍的精神和範圍內的所有修改和變化。

200:盒 202:承載板 204:第一流體通道/流體通道 205:第一通道疊層傾斜部分 206:第一流體端口 207:第二流體通道/流體通道 208:第二通道疊層傾斜部分 209:第二流體端口 210:射流裝置 212:排放孔 213:銷孔 214:吸收墊 216:通道疊層 218:部分 220:第一芯吸材料/芯吸材料 220’:第一芯吸材料 221:橫向段 222:縱向段 226:第二芯吸材料 228:遠程流體指示器 240:物鏡 242:表面 244:熱元件 250:光學感測器 252:顏色感測器 254:光源 255:印刷電路板 A:寬度 B:厚度 C:厚度 D:厚度 G:寬度 F:間隙 H:厚度 A-A:線 C-C:線

被合併在本文中並形成說明書的一部分的附圖示出了本公開的主題的各種示例。在附圖中，相似的參考數字指示相同的或在功能上類似的元件。

[圖1]是用於流體分析設備的盒的透視圖。

[圖2]是具有用於流體分析設備的流體檢測系統的盒的透視圖。

[圖3]是類似於圖2中用於流體分析設備的系統的流體檢測系統沿著圖2中的線A-A截取的剖視圖。

[圖4]是用於流體分析設備的流體檢測系統的透視圖。

[圖5]是圖4中用於流體分析設備的流體檢測系統沿著圖4中的線C-C截取的局部剖視圖。

[圖6]是具有在圖4中的用於流體分析設備的流體檢測系統的盒的透視圖。

200:盒

202:承載板

204:第一流體通道/流體通道

205:第一通道疊層傾斜部分

206:第一流體端口

207:第二流體通道/流體通道

208:第二通道疊層傾斜部分

209:第二流體端口

210:射流裝置

212:排放孔

213:銷孔

214:吸收墊

216:通道疊層

218:部分

220:第一芯吸材料/芯吸材料

221:橫向段

222:縱向段

226:第二芯吸材料

228:遠程流體指示器

A-A:線

Claims (23)

1. 一種用於檢測流體的系統，所述系統包括： 芯吸材料，所述芯吸材料用於將流體從第一位置吸收到遠離所述第一位置的第二位置，其中，所述芯吸材料從所述第一位置延伸到所述第二位置，並且其中，所述第一位置被設置成靠近流體保持邊界，以便暴露於溢出所述流體保持邊界的流體； 遠程流體指示器，所述遠程流體指示器位於所述第二位置處，其中，所述遠程流體指示器在所述第二位置處接觸所述芯吸材料的一部分，其中，當流體接觸所述遠程流體指示器時，產生所述遠程流體指示器的可檢測的變化；以及 光學感測器，所述光學感測器用於檢測所述可檢測的變化，其中，所述光學感測器不與所述遠程流體指示器物理接觸。
2. 根據請求項1所述的系統，其中，所述可檢測的變化包括顏色變化。
3. 根據請求項1或2所述的系統，其中，所述遠程流體指示器包括帶式指示器。
4. 根據請求項1或2所述的系統，其中，所述光學感測器包括比色反射光學感測器。
5. 根據請求項1或2所述的系統，其中，所述芯吸材料包括編織材料。
6. 根據請求項1或2所述的系統，其中，所述芯吸材料包括尼龍網纖維材料。
7. 根據請求項1或2所述的系統，其中，所述芯吸材料通過親水性粘合劑附著到所述第一位置處的表面。
8. 根據請求項7所述的系統，其中，所述芯吸材料和所述親水性粘合劑在所述第一位置處具有約120µm的最大組合厚度。
9. 根據請求項1或2所述的系統，其中，在所述第一位置處的所述芯吸材料靠近流體敏感元件。
10. 根據請求項1或2所述的系統，還包括通信部件，所述通信部件耦合到所述光學感測器，以在所述光學感測器檢測到所述可檢測的變化時產生信號。
11. 一種檢測流體的方法，包括： 在流體已經溢出流體保持邊界的第一位置處，使所述流體與芯吸材料接觸，其中，所述芯吸材料從所述第一位置延伸到遠離所述第一位置的第二位置； 經由所述芯吸材料將所述流體從所述第一位置吸收到所述第二位置； 使所述流體與遠程流體指示器接觸，所述遠程流體指示器在所述第二位置處與所述芯吸材料接觸，其中，在所述流體和所述遠程流體指示器之間的接觸產生所述遠程流體指示器的可檢測的變化；以及 通過操作性地與所述遠程流體指示器相關聯的光學感測器檢測所述可檢測的變化，其中，所述光學感測器不與所述遠程流體指示器物理接觸。
12. 根據請求項11所述的方法，其中，接觸所述芯吸材料的所述流體具有約1µL至約500µL的體積。
13. 根據請求項11或12所述的方法，其中，所述遠程流體指示器包括帶式指示器。
14. 根據請求項11或12所述的方法，其中，所述可檢測的變化包括顏色變化，並且所述光學感測器包括比色反射光學感測器。
15. 根據請求項11或12所述的方法，其中，所述芯吸材料包括編織材料。
16. 根據請求項11或12所述的方法，其中，所述芯吸材料通過親水性粘合劑附著到在所述第一位置處的表面，其中，所述芯吸材料和所述親水性粘合劑在所述第一位置處具有大約120µm的最大組合厚度。
17. 一種流體分析系統，包括： 射流裝置，其中，所述射流裝置的一部分被設置在第一位置處； 芯吸材料，所述芯吸材料從所述第一位置延伸到遠離所述第一位置的第二位置； 遠程流體指示器，所述遠程流體指示器在所述第二位置處，其中，所述遠程流體指示器在所述第二位置處接觸所述芯吸材料的一部分，其中，當流體接觸所述遠程流體指示器時，產生所述遠程流體指示器的可檢測的變化；以及 光學感測器，所述光學感測器用於檢測所述可檢測的變化，其中，所述光學感測器不與所述遠程流體指示器物理接觸。
18. 根據請求項17所述的系統，還包括具有流體通道的流體盒，其中，所述射流裝置被設置在所述流體盒內並且在所述第一位置處連接到所述流體通道，並且其中，所述芯吸材料和所述第二位置被設置在所述流體盒內。
19. 根據請求項17或18所述的系統，還包括光學物鏡，以用於光學分析在所述射流裝置內的流體，其中，所述光學物鏡被定位成距離所述射流裝置的觀察表面約100µm至約1000µm。
20. 根據請求項17或18所述的系統，其中，所述遠程流體指示器包括帶式指示器。
21. 根據請求項17或18所述的系統，其中，所述可檢測的變化包括顏色變化，並且所述光學感測器包括比色反射光學感測器。
22. 根據請求項17或18所述的系統，其中，所述芯吸材料包括編織材料。
23. 根據請求項17或18所述的系統，還包括第二芯吸材料，所述第二芯吸材料圍繞所述射流裝置，其中，所述遠程流體指示器在所述第二位置處接觸所述第二芯吸材料的一部分。

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