TWI631069B - 微流體感測系統、方法及相關之非暫態的電腦可讀取媒體 - Google Patents

微流體感測系統、方法及相關之非暫態的電腦可讀取媒體 Download PDF

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Abstract

範例的實施方式係有關於一種微流體感測系統。例如，一種微流體感測系統可包含一用以執行一微流體應用程式的可攜式計算裝置、一耦接至該可攜式計算裝置的微流體的晶片，該微流體的晶片係包含一微流體的泵送及感測區域以在一生物的樣本上執行一檢驗、以及一在一微流體的讀取器上的印刷電路板(PCB)，其係根據一從該微流體應用程式接收到的命令來指示該微流體的泵送及感測區域以執行該檢驗。

Description

微流體感測系統、方法及相關之非暫態的電腦可讀取媒體
本發明關於微流體感測系統。
微流體是一種橫跨包含工程、物理學、化學、微技術以及生物技術的各種學科的應用之技術。微流體係牽涉到小量的流體的研究、以及在各種的微流體的系統以及例如是微流體的晶片之裝置中如何操縱、控制及使用此種小量的流體。例如，微流體的生物晶片(被稱為"晶片上實驗室")係被使用在分子生物學的領域中，以整合為了例如是分析酵素及DNA、偵測生化毒素及病原體、診斷疾病、等等之目的之化驗的操作。
根據本發明之一個態樣，其提供一種微流體感測系統，其係包括：一可攜式計算裝置，其係用以執行一微流體應用程式；一微流體的晶片，其係耦接至該可攜式計算裝置，該微流體的晶片係包含一微流體的泵送及感測區域以在一生物的樣本上執行一檢驗；以及一印刷電路板(PCB)，其係在一微流體的讀取器上以根據一從該微流體應用程式接收到的命令，來指示該微流體的泵送及感測區域以執行該檢驗。
根據本發明之一個態樣，其提供一種非暫態的電腦可讀取媒體，其係儲存可藉由一處理資源執行的指令以：調用一和在一微流體的讀 取器上的一印刷電路板(PCB)通訊之應用程式介面(API)，該微流體的讀取器係連接至一微流體的晶片，該微流體的晶片係包含：一表面，其係用以接收一生物的樣本；以及一微流體的泵送及感測區域，其係用以在該生物的樣本上執行一檢驗；以及從該API傳送一命令至在該微流體的讀取器上的PCB，其係指示該微流體的泵送及感測區域以在該生物的樣本上執行該檢驗。
根據本發明之一個態樣，其提供一種微流體的感測之方法，其係包括：藉由一微流體的應用程式來調用一應用程式介面(API)；經由該API以傳送一命令至一微流體的讀取器，該命令係指明將在一微流體的晶片上被執行的一檢驗；以及利用在該微流體的晶片上之一微流體的泵送及感測區域，以在該微流體的晶片上執行該檢驗。
100‧‧‧微流體感測系統
101‧‧‧可攜式計算裝置
103‧‧‧微流體應用程式
104‧‧‧微流體的讀取器
105‧‧‧微流體的晶片
107‧‧‧微流體的泵送及感測區域
109‧‧‧印刷電路板(PCB)
200‧‧‧微流體感測系統
201‧‧‧可攜式計算裝置
202‧‧‧流體貯存器
203‧‧‧微流體應用程式
204‧‧‧微流體的讀取器
205‧‧‧微流體的晶片
206‧‧‧中央處理單元(CPU)
208‧‧‧支援電路
210‧‧‧記憶體
212‧‧‧輸入/輸出(I/O)電路
214‧‧‧外部的介面
216‧‧‧通訊媒介
218‧‧‧卡匣
220‧‧‧作業系統(OS)
222‧‧‧驅動程式
224‧‧‧顯示器
226‧‧‧使用者介面(UI)
228‧‧‧微流體的通道
230‧‧‧入口/出口室
232‧‧‧致動器
234‧‧‧微流體的過濾器
236‧‧‧電性介面
238‧‧‧感測器
240‧‧‧控制器
242‧‧‧I/O電路
244‧‧‧記憶體
246‧‧‧指令
248‧‧‧電源供應器
307‧‧‧微流體的泵送及感測區域
328‧‧‧微流體的通道
332‧‧‧致動器
338‧‧‧感測器
350‧‧‧流體樣本
351‧‧‧入口
352‧‧‧噴嘴
460‧‧‧計算裝置
461‧‧‧處理資源
462‧‧‧連線
463‧‧‧記憶體資源
464‧‧‧API調用模組
465‧‧‧命令傳送模組
570‧‧‧微流體的感測之方法
571、572、573‧‧‧步驟
圖1是描繪根據本揭露內容的一種微流體感測系統的一個例子；圖2係描繪根據本揭露內容的一種微流體感測系統的一個例子；圖3係描繪根據本揭露內容的一微流體的泵送及感測區域的一部分的一個例子之概要圖；圖4係描繪一用於操作根據本揭露內容的一種微流體感測系統之計算裝置的一個例子；以及圖5係描繪根據本揭露內容的一種微流體的感測之方法的一個例子。
微流體的晶片可以在重點照護的檢驗中被採用，以在和一待 被檢驗的個人相關的一位置處致能化驗的操作。例如，在各種的重點照護的方法中，微流體的檢驗一樣本可以藉由在微流體的檢驗裝置中的一感測器來加以分析，以給予一疾病狀態以及其它可能的狀況的一項指示。
一活細胞是生物的基本結構及功能的單元。大多數的動物及植物細胞的尺寸範圍是從1到100微米，而且包含重要的健康資訊。細胞為基礎的診斷可被使用於偵測傳染性疾病(HIV、瘧疾、結核病)、以及慢性疾病(癌症、心血管疾病、自體免疫性疾病)。傳統的細胞層級的診斷工具例如可能是昂貴的、牽涉到專門的訓練來操作、並且可能無法總是被配置在重點照護的環境中。再者，醫療保健正逐漸地從集中化的醫院轉移到一更為分散且/或家中的環境中。儘管是具有一較小且較可攜式的形式，此轉變例如仍然可能牽涉到提供和在醫院中利用複雜的機器所完成的檢驗相同程度的效能及功能之技術的使用。
根據本揭露內容的一種微流體感測系統例如可以在一居家及/或一遠端的環境的便利性下，提供實驗室等級的診斷效能。如同在此進一步所述的，一檢驗可以在一可攜式的計算裝置上，藉由一微流體應用程式而被起始、供電及驅動。該微流體應用程式可以指示一具有內嵌的泵、液滴噴出器、阻抗感測器及/或熱感測器、以及其它構件之微流體的晶片，以在一生物的樣本上執行一檢驗。根據本揭露內容的微流體感測系統可以容許數位資料能夠在一可攜式的計算裝置上被捕捉及分析，並且可以容許結果能夠在一較短的時間期間內，而且在相較於醫院的診斷檢驗之較低的成本下，被提供至醫療保健的提供者、患者、及/或其他的使用者。
為了此揭露內容的目的，該術語"微流體"係指和分別具有在 "微"範圍(微升或微米)內的量、或是帶有在"微"範圍(微升或微米)內的尺寸的微粒之流體相互作用的裝置及/或通道。為了此揭露內容的目的，該術語"微粒"係包含任何微小的片、片段或是量，其包含但不限於一生物細胞、或是生物細胞的群組。一"流體"可包括一液體、一氣體、或是其之混合物。此外，一"生物的樣本"係指一包含血液及/或例如是血漿及/或血清的血液成分的溶液、以及一包含並非從血液導出的生物標記，例如是細菌、酵母、真菌及病毒、以及其它成分的溶液。
圖1是描繪根據本揭露內容的一種微流體感測系統100的一個例子。如同在圖1中所繪，該微流體感測系統100可包含一可攜式計算裝置101，以執行一微流體應用程式103。如同在此所用的，一微流體應用程式可以是指一具有指令以執行特定工作的程式。此外，該微流體感測系統100可包含一耦接至該可攜式計算裝置101的微流體的晶片105。該微流體的晶片105係包含一微流體的泵送及感測區域107，以在一生物的樣本(例如，一在該微流體的晶片105上接收到的流體樣本)上執行一檢驗。如同在此所用的，一微流體的泵送及感測區域係指該微流體的晶片105的一專門的部分，其係被配置以利用專門的泵來導向該流體樣本在一系列的感測器之上的流動。此外，該微流體的晶片105可以耦接至一微流體的讀取器104，該微流體的讀取器104可包含一印刷電路板(PCB)109，其係用以根據從該微流體應用程式103接收到的一命令來指示該微流體的泵送及感測區域107以執行該檢驗。例如，該微流體應用程式103可以提供指令至該微流體的讀取器104，該微流體的讀取器104接著可以提供指令至該微流體晶片105以執行一熱感測檢驗。儘管圖1是將該微流體的讀取器104以及微流體的晶 片105描繪為個別且獨立的構件，但是例子並非限於此的。在某些例子中，該微流體的晶片105可以是在該PCB 109上，並且該PCB 109可以直接連接至該可攜式計算裝置101(例如，經由一萬用串列匯流排(USB)電纜線)。額外及/或替代的是，該微流體的讀取器104可以是該可攜式計算裝置101的一部分，並且該可攜式計算裝置101可被配置以接收該微流體的晶片105(及/或如同相關於圖2所論述的卡匣)。
該微流體感測系統100亦可包含一和該PCB 109通訊的應用程式介面(API)，其可以從該微流體應用程式接收指令，以在該生物的樣本上執行該檢驗。譬如，使用者可以在該可攜式計算裝置101上起始該微流體應用程式103。響應於該微流體應用程式103的起始，該API可以被調用(invoked)。譬如，可以存在於該可攜式計算裝置101上的微流體應用程式103可以執行一作業系統(OS)，即如同進一步相關於圖2所論述者。該微流體應用程式103可以是一安卓應用程式、一視窗應用程式、以及一iOS程式、以及其它類型的應用程式。該微流體應用程式103可被微流體應用程式103的使用者選擇、開啟、啟動、及/或起始，其接著可以調用用於一特定所關注的檢驗的API。該API接著可以利用在該PCB 109上的指令來和硬體通訊，該PCB 109接著可以傳送信號至該微流體的晶片以執行各種的檢驗。以此種方式，該微流體應用程式可以利用在該微流體的讀取器上的指令來提供指令至硬體，以執行該檢驗。該微流體的晶片105亦可以是與標準的介面插接相容的。譬如，該微流體的讀取器104以及可攜式計算裝置101可以包含可耦接至該微流體的晶片105之任何標準的介面。
在某些例子中，該微流體的晶片105可以藉由該可攜式計算 裝置101來加以供電。例如，如同相關於圖2所論述的，該微流體的晶片105可以包含一可從該可攜式計算裝置101接收電力的電性介面。在某些例子中，該微流體晶片105可以經由一微流體的讀取器、USB裝置、及/或其它能夠發送電力及/或資訊的裝置，以從該可攜式計算裝置101接收電力。從該可攜式計算裝置101接收到的電力可以供電一正在該微流體的晶片105上被執行的檢驗，該檢驗可以在一小於15V的電壓下加以執行。然而例子並非限於此的，並且檢驗可以在大於及小於15V的電壓下，在該微流體的晶片105上加以執行。
圖2係描繪根據本揭露內容的一種微流體感測系統200的一個例子。如同在圖2中所繪，該微流體的感測系統200係包含一微流體的晶片205、一流體貯存器202、一微流體的讀取器204、以及一可攜式計算裝置201。一般而言，一流體的樣本可被置放在該流體貯存器202中。該流體可以是一具有微粒的基質流體(例如，一血液樣本、一包含顏料/微粒的墨水、或類似者)。如同在此進一步論述的，該流體可以在該微流體的讀取器204以及可攜式計算裝置201的控制下，透過在該微流體的晶片205上的微流體來加以處理，並且施加至一在該微流體的晶片205中的感測器。該微流體的晶片205可以提供一代表感測出的資料之電性輸出信號至該微流體的讀取器204。
如同在此進一步論述的，該微流體的讀取器204可以是受到該可攜式計算裝置201的控制。該可攜式計算裝置201可以往返於該微流體的讀取器204來傳送及接收資料，其包含用於控制該微流體的晶片205的命令資訊、以及從該微流體的晶片205獲得的感測器資料。
該可攜式計算裝置201大致係包含一中央處理單元(CPU)206、各種的支援電路208、記憶體210、各種的輸入/輸出(I/O)電路212、以及一外部的介面214。如同相關於圖1所論述的，一微流體應用程式203可被安裝在該可攜式計算裝置201上。如同在此所用的，一微流體應用程式是指藉由一處理資源所執行的指令，其係指示該處理資源以執行一微流體感測檢驗。例如，該微流體應用程式203係包含藉由該微流體的讀取器204以及微流體的晶片205所執行的指令，以執行一微流體感測檢驗。該些支援電路208可包含快取、電源供應器、時脈電路、資料暫存器、與類似者。該記憶體210可包含隨機存取記憶體、唯讀記憶體、快取記憶體、磁性讀取/寫入記憶體、及/或此種記憶體裝置的任意組合。該I/O電路212可以與該外部的介面214合作，以使得在一通訊媒介216上和該微流體的讀取器204通訊變得容易。該通訊媒介216可以是任意類型的傳輸路徑，除了別的類型之外，其係包含一電性、光學、及/或射頻(RF)路徑。
該外部的介面214可包含一萬用串列匯流排(USB)控制器，其係能夠在一USB電纜線上傳送及接收資料至該微流體的讀取器204，並且提供電力至該微流體的讀取器204。然而，例子並非限於此的，並且該微流體的讀取器204可以從一內部的電源供應器248接收電力，即如同在此進一步論述者。在某些例子中，該微流體的讀取器204可被稱為一連接棒(dongle)，並且可包含一些使得該可攜式計算裝置201能夠利用該微流體的晶片205來傳送、收集、並且接收資料之構件。再者，該微流體的讀取器204可被配置以接收一耦接至該微流體的晶片205之卡匣218。例如，該微流體的晶片205可以被機械式插入到該卡匣218中，並且該卡匣218(具有耦 接的微流體的晶片205)可被插入到該微流體的讀取器204中。
該記憶體210可以儲存一作業系統(OS)220以及一驅動程式222。該OS 220以及驅動程式222可以包含可藉由該CPU 206執行的指令，以用於透過該外部的介面214來控制該可攜式計算裝置201以及微流體的讀取器204。該驅動程式222可以在該OS 220與微流體的讀取器204之間提供一介面。於是，該可攜式計算裝置201可包括一可程式化的裝置，其係包含以軟體模組的形式而例如被儲存在非暫態的處理器/電腦可讀取的媒體(例如，該記憶體)上之機器可讀取的指令。
該可攜式計算裝置201可以進一步包含一顯示器224，該OS 220可以透過顯示器224以提供一使用者介面(UI)226。使用者可以使用該UI 226以和該OS 220以及驅動程式222互動，來控制該可攜式計算裝置201、微流體的讀取器204、及/或該微流體的晶片205。例如，使用者可以使用該UI 226以起始微流體應用程式203，並且選擇一檢驗以在一生物的樣本上利用該微流體的晶片205來加以執行。如同在此所用的，使用者可以是有關一醫療保健的專業人士及/或一病患。然而，例子並非限於此的，並且使用者可以是指除了醫療保健的專業人士及患者之外的任意類型的使用者。
該可攜式計算裝置201亦可以顯示從該微流體的讀取器204接收到的資料。譬如，該可攜式計算裝置201可以顯示一和該微流體應用程式203相關的圖形使用者介面、以及藉由該微流體的晶片205及/或微流體的讀取器204所收集、顯示、及/或分析的資料。在某些例子中，顯示在該可攜式計算裝置201的UI 226之上的資料可包含一項診斷，例如是糖尿 病、人類免疫缺陷病毒(HIV)以及膀胱癌及其它之一特定的疾病狀態的診斷。額外及/或替代的是，顯示在該可攜式計算裝置201的UI 226之上的資料可包含一描述利用該微流體的晶片102所收集的資料的圖形、表格、及/或其它的概要。例如，該可攜式計算裝置201的UI 226可以顯示指出一血液樣本的凝結速率、在一特定的血液樣本中之特定的抗體的存在與否、及/或血糖程度、以及其它之資料。然而，例子並非限於此的，並且該可攜式計算裝置201的UI 226可以顯示利用該微流體的晶片205及/或微流體的讀取器204所收集的其它形式的資料。在某些例子中，該可攜式計算裝置201可以是一例如是"智慧型手機"、平板電腦、或是其它裝置的裝置。
該流體貯存器202可以是和該微流體的晶片205流體連通的。在某些例子中，該流體貯存器202是一外部的流體貯存器，此係表示該流體貯存器202是在該微流體的晶片205的外部。譬如，該流體貯存器202可以是在被配置以接收該微流體的晶片205的卡匣218上。然而，例子並非限於此的，並且該流體貯存器202及/或流體貯存器202的一部分可以是位在該微流體的晶片205本身上(例如，並非在該卡匣218上)。譬如，該流體貯存器202的一下方的部分可以是位在該微流體的晶片205上，而該流體貯存器202的一上方的部分可以是位在該卡匣218上。
在某些例子中，該流體貯存器202可被配置以保持及供應流體的成分/樣本及/或溶液至該微流體的晶片205。該微流體的晶片205的各種例子係在此進一步加以描述，並且一般可以包含入口/出口室230、微流體的通道228、致動器232、微流體的過濾器234、感測器238、以及一電性介面236。如同相關於圖1所敘述的，該微流體的讀取器204可以耦接至該 電性介面236，並且可以提供電力(經由該可攜式計算裝置201)至該致動器232及/或感測器238。一般而言，該微流體的晶片205的結構及構件可以利用習知的積體電路的微製造技術來加以製造，例如是薄膜沉積、電鑄、雷射剝蝕、非等向性蝕刻、濺鍍、乾式及濕式蝕刻、微影、鑄造、模製、沖壓、加工、旋轉塗覆、疊層、等等。再者，該微流體的晶片205可以是由一些材料所構成的。譬如，該微流體的晶片205可包含一矽塊材基板，該矽塊材基板係被微製造以形成該微流體的通道228及/或感測器238。此外，該微流體的晶片205可包含由一例如是SU-8的光可成像的聚合物所形成的微流體的通道228。
如同相關於圖1所敘述的，該微流體的晶片205可包含一微流體的泵送及感測區域。如同在此所用的，該微流體的泵送及感測區域(例如，在圖1中所描繪的107)可包含該微流體的通道228、入口/出口室230、致動器232、過濾器234、電性介面236、及/或感測器238。
該微流體的讀取器204可以耦接至該微流體的晶片205，並且可以致能在該可攜式計算裝置201與微流體的晶片205之間的資訊及電力的發送。在某些例子中，該微流體的讀取器204可包含一控制器240、I/O電路242、以及一記憶體244。再者，該微流體的讀取器204可以例如是透過一USB電纜線來從該可攜式計算裝置201接收電力。然而，例子並非限於此的，並且該微流體的讀取器204可包含一電源供應器248。
該記憶體244可以儲存和硬體一起的指令246，其可以包含可藉由該控制器240執行的指令，以用於控制該微流體的晶片205並且和該可攜式計算裝置201通訊。例如，該些和硬體一起的指令246可以包含可藉 由該控制器240執行的指令，以用於控制在該微流體的晶片205上的感測器238。於是，該微流體的讀取器204可包括一可程式化的裝置，其係包含例如是在非暫態的處理器/電腦可讀取的媒體(例如，該記憶體)上之機器可讀取的指令。該微流體的讀取器204的全部或是一部分可以利用一可程式化的邏輯裝置(PLD)、特殊應用積體電路(ASIC)、或類似者來加以實施。
在某些例子中，該微流體的晶片205可包含複數個感測器238。譬如，該微流體的晶片205可包含單一感測器238、或是超過一個感測器238。再者，該微流體的晶片205可包含複數種類型的感測器238。例如，該感測器238可以是熱感測器，其可以偵測及/或報告該微流體的晶片205的一溫度至該微流體的讀取器204。在另一例子中，該感測器238可以是電化學感測器，其可以量測在一特定的時間點，在一流體樣本中的一化合物的量。在又一例子中，該感測器238可以是抗體偵測感測器，其可以量測在一特定的時間點，在一流體樣本中的一抗原量。再者，該感測器238可以是凝結感測器，其可以量測在一特定的時間點，在一流體樣本中的血栓成分的量。
在一例子中，該感測器238可被設置在該通道228中的靠近通道228的入口處(例如，比該致動器232較靠近該流體貯存器202)。在另一例子中，該感測器238可被設置在該通道228的入口處。該感測器238可以是一利用各種的半導體形成技術所形成的阻抗感測器。該感測器238可以偵測當在該流體樣本中的微粒通過在該感測器238上且/或接近該感測器238時的阻抗改變。然而，例子並非限於此的，並且該感測器238可以是轉換光線成為一電性信號的光學感測器、及/或能夠在該流體樣本上執行一特 定的檢驗的其它類型的感測器。
再者，該致動器232可被設置在接近該通道228的在該感測器238下游的一封閉端之處。該致動器232可以利用適合透過該通道228來連通一流體樣本的廣泛而多樣的結構來加以實施。例如，該致動器232可以是一熱敏電阻，其係產生汽泡以在該通道228之內產生該流體樣本的流體位移。致動器232亦可被實施為壓電元件(例如，PZT)，其之電性感應的偏轉係在該通道228之內產生流體位移。其它藉由電性、磁性以及其它力所啟動之偏轉的薄膜元件亦可以用於實施該致動器232。該經位移的流體樣本可以從在該微流體的晶片205上的噴嘴而被排出。一噴嘴可以是指一適合用於致動器232的排出噴嘴。再者，該噴嘴可以是在該通道228中、或是沿著該通道228來加以設置。例如，噴嘴228可以是相鄰在該通道228中的感測器238。
在某些實例中，該微流體的晶片205可以是一專門的微流體的晶片，其中該微流體的晶片205係包含微流體的通道228以及感測器238以執行一特定的檢驗。例如，該微流體的晶片205可以是專門用於執行抗原偵測，並且可包含一被塗覆能夠結合到一指定的抗原之一特定的抗體的表面。在此種例子中，該感測器238可以是被設計來偵測特定的抗原-抗體的結合物的存在與否之專門的感測器。在另一例子中，該微流體的晶片205可以是專門用於執行一凝結檢驗，並且可包含被設計以偵測存在於一血栓連鎖反應中的各種成分之存在與否的感測器238。
在某些例子中，該微流體的讀取器204可以偵測(例如，經由該卡匣218)耦接至微流體的讀取器204之一種類型的微流體的晶片205， 並且可以依此來指示該微流體的應用程式203。譬如，該微流體的讀取器204可以經由該可攜式計算裝置201來傳送資訊至該微流體的應用程式203，其係指出一血糖晶片已經耦接至該微流體的讀取器204，並且該微流體的應用程式203應該被組態設定以用於血糖檢驗。在另一例子中，該微流體的讀取器204可以經由該可攜式計算裝置201來傳送資訊至該微流體的應用程式203，其係指出一凝結晶片已經耦接至該微流體的讀取器204，並且該微流體的應用程式203應該被組態設定以用於凝結檢驗。然而，例子並非限於此的，並且該微流體的應用程式203可以從使用者接收輸入，其係指示一種將藉由該微流體的晶片205執行的檢驗類型。譬如，該微流體應用程式203可以提供指令至該微流體的讀取器204及/或微流體的晶片205，其係識別將被執行的一特定的檢驗。譬如，該可攜式計算裝置201的使用者可以利用該微流體應用程式203來選擇將被執行的一特定的檢驗(例如，凝結感測)。響應於使用者選擇將在該微流體的晶片205上被執行之特定的檢驗，該可攜式計算裝置201以及微流體的讀取器204可以指示該微流體的晶片205以執行該特定的檢驗(例如，凝結感測)。
在某些例子中，該微流體的晶片205可包含複數個微流體的通道228以及複數種類型的感測器238。譬如，該微流體的晶片205可包含用以執行熱感測檢驗的感測器238、以及用以執行凝結檢驗的感測器238。
儘管上述的元件及配置係被描繪在圖2中，但是本揭露內容並非限於此的。而是，如同在此所述的，較多或較少的構件可以內含在該微流體的感測系統200中、在該微流體的晶片205、一微流體的讀取器204、以及一可攜式計算裝置201中，且/或以各種的配置來加以配置。此外，儘 管一特定數量的元件係被描繪(例如，單一通道228)，但是依據該微流體的感測系統200的一所要的應用，可以有較多(例如，兩個或多個通道228)及/或較少的各種的元件，例如是該流體貯存器202、通道228、致動器232、過濾器234、電性介面236、感測器238、等等。
圖3係描繪根據本揭露內容的一微流體的泵送及感測區域307的一部分的一個例子之概要圖。該微流體的泵送及感測區域307的部分係包含一通道328(亦即，一微流體的通道)、一致動器332、一感測器338、一用以接收一流體樣本350的入口351、以及一噴嘴352(例如，一離開該通道328的出口)。在一例子中，一過濾器(例如，一網格過濾器)可被設置以用於過濾在所施加的流體樣本中的微粒。儘管該流體通道328的形狀係被展示為"u形"，但是此並不欲作為在該通道328的形狀上之限制。因此，該通道328的形狀可包含其它形狀，例如是彎曲的形狀、蛇形的形狀、具有角落的形狀、其之組合、等等。再者，該通道328並未被展示成任何特定的刻度或比例。被製造在一裝置上的通道328的寬度可以與在此揭露內容的圖式中所展示的任何刻度或比例不同。在該通道中的箭頭是指出一流體樣本通過該通道328的流體流動的方向的一個例子。
該入口351可以提供一用於該通道328的開口，以接收該流體樣本。在某些例子中，該入口351可以具有比該通道328大的寬度及容量。換言之，該入口351的容量可以是大於該通道328的容量。
在某些例子中，該感測器338係被設置在該通道328中。該感測器338可以是一利用各種的半導體技術所形成的阻抗感測器。該感測器338可以偵測當在該流體樣本中的微粒通過該感測器338上時的阻抗變 化。
該致動器332可被設置在接近該通道328的在該感測器338的下游之一封閉端之處。該致動器332可以是一流體的慣性的致動器，其可以利用廣泛而多樣的結構來加以實施。例如，該致動器332可以是一熱敏電阻，其係產生汽泡以在該通道328之內產生流體位移。該經位移的流體樣本可以從該噴嘴352而被排出。
圖4係描繪一用於操作根據本揭露內容的一種微流體感測系統之計算裝置460的一個例子。該微流體感測系統可包含一處理資源461經由一連線462來連接至一記憶體資源463，例如是一電腦可讀取的媒體(CRM)、機器可讀取的媒體(MRM)、資料庫、等等。在某些例子中，記憶體資源463可以是一非暫態的儲存媒體及/或一非暫態的機器可讀取的媒體，其中該術語"非暫態的"並不涵蓋暫態的傳遞信號。
該記憶體資源463可包含複數個計算模組。如同在此所用的，一計算模組可包含電腦可執行的指令、硬體構件(例如，各種形式的電晶體邏輯、特殊應用積體電路(ASIC)、等等)、或是其之一組合。然而，一計算模組係至少包含可藉由該處理資源執行的指令(例如，具有模組的形式)，以執行在此相關於圖1-3更詳細敘述的特定的動作、工作、以及檢驗。
在某些例子中，該記憶體資源463可包含一API調用模組464。該API調用模組464可包含指令，當該些指令藉由該處理資源461執行時，其可以調用和在一微流體的讀取器上的一PCB通訊之一API。譬如，該記憶體資源463可包含指令，當該些指令藉由該處理資源461執行時，其可以調用和在圖1中所描繪的微流體的讀取器104以及在圖2中所描繪的微 流體的讀取器204上的一PCB通訊之一API。響應於從該API接收命令，在該微流體的讀取器上的PCB可以傳送信號至該微流體的晶片，以於其上執行各種的檢驗。如同相關於圖1及2所敘述的，該微流體的晶片可包含一用以接收一生物的樣本之表面、以及一用以在該生物的樣本上執行一檢驗之微流體的泵送及感測區域(例如，在圖1中所描繪的微流體的泵送及感測區域107)。
再者，該記憶體資源463可包含一命令傳送模組465。該命令傳送模組465可包含指令，當該些指令藉由該處理資源461執行時，其可以從該API傳送一命令至在該微流體的讀取器(例如，在圖1中的微流體的讀取器104、以及在圖2中的微流體的讀取器204)上的PCB，並且從該微流體的讀取器傳送至該微流體的晶片，其係指示在該微流體的晶片上之微流體的泵送及感測區域以在該生物的樣本上執行該檢驗。
在一例子中，該命令傳送模組465可包含指令，當該些指令藉由該處理資源461執行時，其可以從該API傳送一命令至在該微流體的讀取器上的PCB，以及從該微流體的讀取器傳送至該微流體的晶片，其係指示該微流體的晶片以在該生物的樣本上執行一凝結檢驗。然而，例子並非限於此的，並且該命令傳送模組465可包含可以指示該微流體的晶片以執行一些其它檢驗。例如，該命令傳送模組465可包含指令，當該些指令藉由該處理資源461執行時，其可以從該API傳送一命令至在該微流體的讀取器上的PCB，以及從該微流體的讀取器傳送至該微流體的晶片，其係指示在該微流體的晶片上之微流體的泵送及感測區域以執行一流體的泵送測試。如同在此所用的，一流體的泵送測試係指執行特定的測試，以用於 操作在該微流體的晶片內之微流體的通道、噴嘴、及/或致動器。
在另一例子中，該命令傳送模組465可包含指令，當該些指令藉由該處理資源461執行時，其可以從該API傳送一命令至在該微流體的讀取器上的PCB，以及從該微流體的讀取器傳送至該微流體的晶片，其係指示在該微流體的晶片上之微流體的泵送及感測區域以執行一流體排出測試。如同在此所用的，一流體排出測試係指從在該微流體的晶片中的噴嘴排出一生物的樣本。
在又一例子中，該命令傳送模組465可包含指令，當該些指令藉由該處理資源461執行時，其可以從該API傳送一命令至在該微流體的讀取器上的PCB，以及從該微流體的讀取器傳送至該微流體的晶片，其係指示在該微流體的晶片上之微流體的泵送及感測區域以執行一阻抗感測檢驗。如同在此所用的，一阻抗感測檢驗是指響應於在該些感測器上的一樣本的通過，利用在該微流體的晶片中的感測器來感測在阻抗上的改變，即如同相關於圖3所敘述者。
類似地，該命令傳送模組465可包含指令，當該些指令藉由該處理資源461執行時，其可以從該API傳送一命令至在該微流體的讀取器上的PCB，以及從該微流體的讀取器傳送至該微流體的晶片，其係指示在該微流體的晶片上之微流體的泵送及感測區域以執行一熱控制檢驗。如同在此所用的，一熱控制檢驗係指偵測及/或調節該微流體的晶片的溫度。
此外，該命令傳送模組465可包含指令，當該些指令藉由該處理資源461執行時，其可以從該API傳送一命令至該PCB，其係指示微流體的泵送及感測區域以執行一混合檢驗以及一培養檢驗中的至少一個。 如同在此所用的，一混合檢驗是指混合一生物的樣本以及一特定的成分及/或混合物(例如一抗體標籤)，以用於執行一特定的化驗。再者，如同在此所用的，一培養檢驗係指容許具有或是不具有混合的生物的樣本能夠在該微流體的晶片的通道中培養一界定的時間期間。
儘管在此給予的例子是界定不同的檢驗將被執行在該微流體的晶片上，但是例子並非限於此的。譬如，該命令傳送模組465可包含指令，當該些指令藉由該處理資源461執行時，其可以從該API傳送一命令至在該微流體的讀取器上的PCB，以及從該微流體的讀取器傳送至該微流體的晶片，其係指示該微流體的晶片以執行檢驗的一組合，例如是流體的泵送、流體排出、阻抗感測、以及其它的組合。
圖5係描繪根據本揭露內容的一種微流體的感測之方法570的一個例子。在571之處，該方法570可包含藉由一微流體的應用程式來調用一API。例如，如同相關於圖2所論述的，該微流體的應用程式203可以調用該API。
在572之處，該方法570可包含經由該API來傳送一命令至一微流體的讀取器，該命令係指明一將在該微流體的晶片上被執行的檢驗。譬如，該API可以利用在該微流體的讀取器(例如，在圖2中所描繪的微流體的讀取器204)上的指令來和該硬體通訊，其可以控制該微流體的晶片。該API可以傳送該命令至該微流體的讀取器，其係指明一將被執行的特定的檢驗(例如，凝結檢驗)及/或將被執行的檢驗的一組合(例如，混合及培養的檢驗)。
在573之處，該方法570可包含利用一在該微流體的晶片上 之微流體的泵送及感測區域，以在該微流體的晶片上執行該檢驗。例如，如同相關於圖1、2及3所論述的，該微流體的晶片之微流體的泵送及感測區域是指該微流體的晶片的部分，其係包含該微流體的通道、入口/出口室、致動器、過濾器、感測器、以及噴嘴。響應於從該微流體的應用程式(例如，在圖2中所描繪的微流體的應用程式203)接收指令，該微流體的泵送及感測區域可以執行所指明的檢驗。在某些例子中，如同在此進一步論述的，該檢驗及/或多個檢驗可以在一低電壓下，譬如是在一介於5V到15V之間的電壓下加以執行。
在本揭露內容中係參考到構成其之一部分的所附的圖式，並且在圖式中係藉由舉例來展示該揭露內容的一些例子是如何能夠加以實施。這些例子係以充分的細節來加以描述，以使得該項技術中具有通常技能者能夠實施此揭露內容的例子，並且將瞭解到的是，其它例子亦可以是能夠被利用，並且可以能夠做成製程、電性、及/或結構的改變，而不脫離本揭露內容的範疇。
該些圖在此是依循一種編號的習慣，其中第一位數是對應於圖號，並且其餘的位數是識別在該圖中的一元件或構件。在此的各種圖中所展示的元件可以能夠予以增加、交換、及/或消除，以便於提供本揭露內容的一些額外的例子。此外，在圖式中所提供的元件的比例以及相對的刻度係欲描繪本揭露內容的例子，因而不應該以限制性的意思視之。
再者，如同在此所用的，"一"或是"一些"某事物可以是指一或多個此種事物。例如，"一些小部件"可以是指一或多個小部件。再者，如同在此所用的，"複數個"某事物可以是指超過一個的此種事物。
以上的說明書、例子以及資料係提供本揭露內容的方法及應用、以及系統及方法的用途之說明。由於許多例子可以是能夠在不脫離本揭露內容的系統及方法的精神及範疇下加以完成，因而此說明書僅僅是闡述許多可能的範例配置以及實施方式中的某些個而已。

Claims (15)

  1. 一種微流體感測系統，其係包括：一可攜式計算裝置，其係用以執行一微流體應用程式；一微流體的晶片，其係耦接至該可攜式計算裝置，該微流體的晶片係包含一微流體的泵送及感測區域以在一生物的樣本上執行一檢驗；以及一印刷電路板(PCB)，其係在一微流體的讀取器上以根據一從該微流體應用程式接收到的命令，來指示該微流體的泵送及感測區域以執行該檢驗。
  2. 如申請專利範圍第1項之微流體感測系統，其進一步包括一和該PCB通訊的應用程式介面(API)，該API係用以從該微流體應用程式接收指令，以在該生物的樣本上執行該檢驗。
  3. 如申請專利範圍第1項之微流體感測系統，其進一步包括該微流體應用程式以利用在該微流體的讀取器上的指令，以提供指令至硬體來執行該檢驗。
  4. 如申請專利範圍第1項之微流體感測系統，其中該可攜式計算裝置係藉由該微流體的讀取器來耦接至該微流體的晶片。
  5. 如申請專利範圍第1項之微流體感測系統，其中該微流體的晶片係藉由該可攜式計算裝置所供電。
  6. 如申請專利範圍第1項之微流體感測系統，其中該檢驗係在一小於15V的電壓下加以執行。
  7. 一種非暫態的電腦可讀取媒體，其係儲存可藉由一處理資源執行的指令以：調用一和在一微流體的讀取器上的一印刷電路板(PCB)通訊之應用程 式介面(API)，該微流體的讀取器係連接至一微流體的晶片，該微流體的晶片係包含：一表面，其係用以接收一生物的樣本；以及一微流體的泵送及感測區域，其係用以在該生物的樣本上執行一檢驗；以及從該API傳送一命令至在該微流體的讀取器上的PCB，其係指示該微流體的泵送及感測區域以在該生物的樣本上執行該檢驗。
  8. 如申請專利範圍第7項之媒體，其中該命令係指示該微流體的泵送及感測區域以執行一流體的泵送檢驗。
  9. 如申請專利範圍第7項之媒體，其中該命令係指示該微流體的泵送及感測區域以執行一流體排出測試。
  10. 如申請專利範圍第7項之媒體，其中該命令係指示該微流體的泵送及感測區域以執行一阻抗感測檢驗。
  11. 如申請專利範圍第7項之媒體，其中該命令係指示該微流體的泵送及感測區域以執行一熱控制檢驗。
  12. 如申請專利範圍第7項之媒體，其中該命令係指示該微流體的泵送及感測區域以執行一混合檢驗以及一培養檢驗中的至少一個。
  13. 一種微流體的感測之方法，其係包括：藉由一微流體的應用程式來調用一應用程式介面(API)；經由該API以傳送一命令至一微流體的讀取器，該命令係指明將在一微流體的晶片上被執行的一檢驗；以及利用在該微流體的晶片上之一微流體的泵送及感測區域，以在該微流 體的晶片上執行該檢驗。
  14. 如申請專利範圍第13項之方法，其進一步包括在一介於5V到15V之間的電壓下執行該檢驗。
  15. 如申請專利範圍第13項之方法，其中該檢驗係包含下列中的至少一個：一流體的泵送檢驗、一流體排出測試、一阻抗感測檢驗、一熱控制檢驗、一混合檢驗、以及一培養檢驗。
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