TWI676800B - 診斷晶片 - Google Patents

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曼尼許 吉里
Manish Giri
尙朵樂 伊莉莎白 多明戈
Chantelle Elizabeth DOMINGUE
尼可拉斯 馬修 庫柏 麥克甘尼斯
Nicholas Matthew Cooper MCGUINNESS
傑瑞米 賽爾斯
Jeremy Sells
芷怡 呂
Sirena Lu
瑪琳達Ｍ 瓦倫希亞
Melinda M. Alencia
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Abstract

一種微流體診斷晶片可包括一微流體通道；一在該微流體通道中的可官能化的酵素型感測器，該可官能化的酵素型感測器係包括一結合表面以與在一流體中的一生物標記結合；以及一微流體泵，其係使得該流體通過在該結合表面之上。一種微流體裝置可包括一些泵，其係用以泵送一流體通過該些微流體通道；以及一些微流體通道，其係包括至少一感測器以響應於該流體在該感測器上的存在來偵測在該流體的一化學特徵中的一改變。

Description

診斷晶片
本發明關於診斷晶片。
傳染性疾病以及其它醫學狀況係持續不斷地影響人類生活。許多的開發已經被完成來偵測在血液或是其它體液中的病原體的存在與否，以便於診斷病患的疾病。在某些情形中，一微流體裝置係被用來分析一分析物。
根據本發明之一個態樣，其提供一種微流體診斷晶片，其係包括：一微流體通道；一在該微流體通道中之可官能化的酵素型感測器，該可官能化的酵素型感測器係包括一結合表面以與在一流體中的一生物標記結合；以及一微流體泵，其係使得該流體通過在該結合表面之上。
根據本發明之一個態樣，其提供一種微流體裝置，其係包括：一些泵，其係泵送一流體通過該些微流體通道；以及一些微流體通道，其係包括至少一感測器以響應於該流體在該感測器上的存在來偵測在該流體的一化學特徵中的一改變。
根據本發明之一個態樣，其提供一種用於偵測在一流體中的一生物標記並且監測恆溫聚合酶連鎖反應之診斷工具，其係包括：至少一 微流體通道，其係包括：一用以與一抗體結合的官能化的結合表面；以及一些阻抗感測器，其係用以即時地偵測一指出在該流體內的恆溫聚合酶連鎖反應之阻抗信號的一改變；以及一些微流體泵，其係使得該流體通過在該官能化的結合表面之上，以識別在該流體內的該生物標記。
100‧‧‧微流體診斷晶片(MDC)
105‧‧‧匣
110‧‧‧電子裝置介面
115‧‧‧加料盤
120‧‧‧流體槽
125‧‧‧電性接觸點
205‧‧‧感測器
210‧‧‧電阻器
210-1‧‧‧微流體加熱器的電阻器
210-2‧‧‧微流體泵的電阻器
215‧‧‧鑽孔
220‧‧‧微流體通道
230‧‧‧入口
305‧‧‧酵素型感測器
310‧‧‧溫度感測器
400‧‧‧方法
405、410、415、420‧‧‧步驟
500‧‧‧微流體診斷晶片系統
505‧‧‧計算裝置
510‧‧‧處理器
515‧‧‧資料儲存裝置
520‧‧‧硬碟機(HDD)記憶體
525‧‧‧唯讀記憶體(ROM)
530‧‧‧隨機存取記憶體(RAM)
535‧‧‧週邊裝置轉接器
540‧‧‧網路轉接器
545‧‧‧顯示裝置
550‧‧‧匯流排
所附的圖式係描繪在此所述的原理的各種例子，並且是說明書的一部分。該些所描繪的例子僅僅是為了例證而給出的，因而並不限制申請專利範圍的範疇。
圖1是根據在此所述的原理的一個例子的一種被納入一用於分析一分析物的匣中之微流體診斷晶片的圖。
圖2是根據在此所述的原理的一個例子的一種微流體診斷晶片的圖。
圖3A及3B是展示根據在此所述的原理的兩個例子的一MDC(100)的一區段之方塊圖。
圖4是展示根據在此所述的原理的一個例子的一種偵測在一流體中的抗原之方法的流程圖。
圖5是根據在此所述的原理的一個例子的一種微流體診斷晶片系統的方塊圖。
在整個圖式中，相同的元件符號係指明類似、但不一定是相同的元件。
如同在以上所提及的，一種微流體裝置可被用來幫助偵測在人體中的病原體，並且診斷在一病患內的一疾病。一例如是微流體診斷晶片(MDC)的微流體裝置可以接收包含一分析物的一流體，並且為了嘗試診斷 在一病患內的一疾病、免疫分析、以及分子檢測之目的而分析其。在某些情形中，在無進一步於一完整的實驗室中進行的測試下，在該流體中的病原體可能是不容易偵測到的。因此，本說明書係描述包含一種系統及方法的例子，其係利用一MDC來偵測病原體，並且在去氧核糖核酸(DNA)擴增的濃度及分子量兩者之根據阻抗信號的即時的監測中，持續地監測恆溫聚合酶連鎖反應、或是在溫度修改下所進行的聚合酶連鎖反應。
本申請案係描述一種範例的微流體診斷晶片，其可包含在該微流體診斷晶片中的一微流體的通道中所界定的一可官能化的酵素型(enzymatic)感測器。該可官能化的酵素型感測器可包含一結合表面，以將一分析物(例如，一像是抗體的生物標記)結合至其。例如，可以經由一些微流體泵以使得流體通過在該可官能化的結合表面之上，以識別在該流體內的分析物(例如生物標記)。該分析物(例如，生物標記)的識別係發生在分析物結合到例如是一在該結合表面上的抗體時。該結合表面例如可以具有一塗層。
本說明書係進一步描述一種範例的微流體裝置，其係包含一些包含至少一感測器的微流體通道、以及用以泵送一流體通過該些微流體通道的一些泵，其中在該感測器上的流體的存在係偵測在該流體的化學特徵上的改變。
本說明書亦描述一種用於偵測在一流體中的生物標記並且監測恆溫聚合酶連鎖反應之範例的診斷工具，其係包含至少一微流體通道，該微流體通道係包含一具有一抗體之官能化的結合表面以及一些阻抗感測器，其中該流體係經由一些微流體泵而使其通過在該官能化的結合表 面之上，以識別在該流體內的一生物標記，並且其中該些阻抗感測器係即時地偵測指出在該流體內的恆溫聚合酶連鎖反應的阻抗信號的改變。
在本說明書中以及在所附的申請專利範圍中，該術語"流體"係意謂欲被廣泛地理解為任何在一所施加的剪應力下連續地變形(流動)的物質。在一例子中，一流體係包含一分析物。在另一例子中，一流體係包含一試劑或是反應物。在另一例子中，一流體係包含一分析物以及一試劑或是反應物。在又一例子中，一流體係包含一分析物、一試劑或是反應物、以及其它。
此外，在本說明書中以及在所附的申請專利範圍中，該術語"分析物"係意謂欲被理解為任何在一可被設置於一微流體診斷晶片(MDC)中的流體內的物質。在一例子中，該分析物可以是在一流體內的任何構成的物質，其例如但不限於動物或人類血液、動物或人類尿液、動物或人類糞便、動物或人類粘液、動物或人類唾液、酵母、或是抗原、以及其它。
再者，如同在本說明書中以及在所附的申請專利範圍中所用的，該術語"病原體"係意謂欲被理解為任何可能會產生一疾病的物質。在一例子中，該病原體可見於任何如上所述的流體中。
更進一步的是，在本說明書中以及在所附的申請專利範圍中，該術語"試劑"係意謂欲被理解為一種被添加到一系統以便於引起一化學反應、或是被添加以觀察一反應是否發生的物質或是化合物。一反應物係意謂欲被理解為一種在一化學反應的過程中被消耗的物質。
更甚者，如同在本說明書以及在所附的申請專利範圍中所用的，該術語"一些"或是類似的用語係意謂欲被廣泛地理解為任何包含1至無 窮大的正數。
在以下的說明中，為了解說的目的，許多特定的細節係被闡述以便於提供本系統及方法之徹底的理解。然而，對於熟習此項技術者而言將會明顯的是，本設備、系統及方法可以在無這些特定的細節下加以實施。在說明書中對於"一例子"或是類似的用語的參照係表示與該例子相關所敘述之一特定的特點、結構或是特徵係如所述地包含在內，但是在其它例子中則可能並未包含在內。
現在轉到該些圖式，圖1是根據在此所述的原理的一個例子的一種被納入一匣(105)中以用於分析一分析物之微流體診斷晶片(100)的圖。在圖1所示的例子中，該MDC(100)是該匣(105)的部分。該匣(105)進一步包含一電耦接至該MDC(100)的電子裝置介面(110)。該介面(110)可以容許該MDC(100)能夠從一例如是計算裝置的外部來源接收指令及電源。在此例子中，該MDC(100)是該匣(105)的接收一包含一分析物的流體之部分，而該匣(105)以及電子裝置介面(110)係分別提供容置該MDC的實體主體以及用來操作該MDC的電源及邏輯。
該匣(105)可以作為一殼體，該MDC(100)以及電子裝置介面(110)係被容納到其中，並且受到保護以免於污染及損壞。該匣(105)亦可以作為一結構，使用者可以施加壓力到其上以便於將該電子裝置介面(110)連接至一電子裝置，例如直接連接至一計算裝置、或是連接至一可以附接到一計算裝置的連接器。
該電子裝置介面(110)可包含任意數量的電性接觸點(125)，其可以和一電子裝置的一輸入/輸出埠介接。在一例子中，該電子裝置介面 (110)是一能夠電耦接至一電子裝置中的一USB埠之萬用串列匯流排(USB)介面。在其它例子中，該電子裝置介面(110)的電性接觸點(125)可以適用於一PCI匯流排、一PCIE匯流排、一SAS匯流排及一SATA匯流排、以及其它。在一例子中，該電子裝置介面(110)可包含和在一專用的計算裝置中的一專用的埠介接之電性接觸點(125)。
該MDC(100)可包含一加料盤(115)，而一包含一分析物的流體係被設置於其中。該加料盤(115)係導引該流體到該MDC(100)的一流體槽(120)中。在操作期間，該流體係被設置在該加料盤(115)中，並且通到該流體槽(120)中。當該流體是在該流體槽(120)中時，該MDC(100)係經由該電子裝置介面(110)從一電性裝置接收電源。如同將會在以下加以描述的，該MDC(100)可以進一步包含一將藉由一抗體而被官能化的抗體結合表面。在一例子中，該抗體結合表面可以是由金所做成的。在其它例子中，該抗體結合表面可以是由鉑、鉭、碳化矽、或矽氮化物、以及其它所做成的。
該MDC(100)可以進一步包含位在一些界定於該MDC(100)中的微流體通道中的一些感測器。在一例子中，該些感測器是阻抗感測器，其能夠在使得該流體通過在該感測器之上時量測包含一分析物的一流體的一阻抗值。在一例子中，這些感測器可以量測該流體隨著時間過去的阻抗。在另一例子中，該些感測器可以根據所要完成的分析，在任何時間點、在任意數量的間隔下、以及在任意長度的時間上量測該流體的阻抗。在其中一微流體泵係被用來泵送該流體通過該MDC(100)的一例子中，該些感測器可以在該泵並未泵送時量測該流體的阻抗。
圖2是根據在此所述的原理的一個例子的一種微流體診斷 晶片(100)的圖。該MDC(100)可包含一些感測器(205)。再者，該MDC(100)可包含一些電阻器(210)，其係根據被施加至該電阻器的電壓量而作為微流體加熱器的電阻器(210-1)以及微流體泵的電阻器(210-2)。該MDC(100)可以進一步包含一作用為孔洞的鑽孔(215)，在該MDC(100)中的一流體量係透過其而從一界定在該MDC(100)中的微流體通道(220)加以排出。在該MDC(100)的操作期間，一些流體可被引入一流體槽(120)中。該流體接著可以經由一些入口(230)而流入一些微流體通道(220)中。該流體進入這些微流體通道(220)的流動最初是經由毛細管作用，並且接著是透過作為一微流體泵(泵電阻器)的一電阻器(210)的使用來加以達成。在某些例子中，該流體可以和另一流體混合、反應、被加熱、泵送、以及再循環通過該流體槽(120)及微流體通道(220)、從該MDC(100)被排出、或是其之組合。
該些電阻器(210)可以是薄膜電阻器。該薄膜電阻器可以是由鉭或鉭鋁、鉑、金、碳化矽、矽氮化物、鎢、或是其之組合所做成的。在一例子中，該電阻器的厚度可以是大約500埃到5000埃。該電阻器可以利用一鈍化膜而被囊封，其接著係利用一空穴化(cavitation)膜而被囊封。在一例子中，該鈍化膜可以是由SiC或SiN所做成的，並且可以是大約500-2000埃厚的。在另一例子中，該空穴化膜可以是由鉭或鉑所做成的，並且可以是大約500-2000埃厚的。
圖3A是展示根據在此所述的原理的一個例子的一MDC(100)的一區段之方塊圖。圖3B是展示根據在此所述的原理的另一個例子的一MDC(100)的一區段之方塊圖。在圖3A及3B中所示的部分係包含一流體槽(120)以及一些微流體通道(220)，兩者都被界定在一界定該MDC(100)的矽基 板之上。該流體槽(120)係提供該流體在進入到該些微流體通道(220)內之前可加以保持的一池，而該些微流體通道(220)是該流體可以流動通過的導管，以便於使得該流體接觸到在該些微流體通道(220)之內的感測器(205)。儘管圖3A及3B係展示有關該些微流體通道(220)以及其它構件在該MDC(100)中的設置的細節，但是任何給定的構件的一般及特定的設置都意謂是代表一MDC(100)的一個例子。因此，該些個別的構件在該MDC(100)中的任何佈局都可被改變，因而本說明書係思及這些構件用各種其它的佈局的設置，而不超出在此所述的原理的範疇。
如同在以上所提及並且在圖3B中所示的，該些電阻器(210)可包含兩種類型的電阻器：一微流體加熱器的電阻器(210-1)及/或一微流體泵的電阻器(210-2)。任一種類的電阻器(210-1、210-2)都可被置放在該些微流體通道(220)的任何部分之內。在一例子中，單一電阻器(210-1、210-2)可以根據被施加至該電阻器(210-1、210-2)的電壓而作為一微流體加熱器的電阻器(210-1)以及一微流體泵的電阻器(210-2)。在某些例子中，當一小於會導致緊密接觸該電阻器的流體成核(nucleation)的電壓被施加至該電阻器時，一電阻器(210-1、210-2)係作用為一微流體加熱器的電阻器(210-1)。在一例子中，被施加至該電阻器以作用為一加熱器的電壓可以是小於5V。在另一例子中，被施加至該電阻器以作用為一加熱器的電壓可以是大於或小於5V，並且可以進一步根據該流體的性質以及在該電阻器與流體的介面所達到的溫度而定。在一微流體加熱器的電阻器(210-1)中，電壓施加的脈波時間可以根據欲被產生的熱量而變化。在此，該電壓被施加所在的脈波及頻率越長，則更多的熱係藉由該微流體加熱器的電阻器(210-1)而被施加，且反之亦然。 在一例子中，該微流體加熱器的電阻器(210-1)係具有約5到1000μm的一長度、以及約5到1000μm的一寬度。
在某些例子中，當一被施加至該電阻器(210-2)的電壓是大約5V或更高時，該電阻器(210-1、210-2)係作用為一微流體泵的電阻器(210-2)。在這些例子中，該電壓施加的脈波時間可被調整以改變當來自該微流體泵的電阻器(210-2)的熱是足以蒸發緊密接觸該微流體泵的電阻器(210-2)的液體時所產生的一驅動氣泡的尺寸。
該電阻器(210-1、210-2)本身可以是由鉭、鉑、金、碳化矽、矽氮化物、鎢、或是其之組合所做成。在一微流體泵的電阻器(210-2)的情形中，一種快速的焦耳加熱方法((V2t/R)；其中V是該電壓、R是該電阻並且t是時間)係被用來使得該流體過熱以產生該驅動氣泡，該驅動氣泡係在小於10μs內長大並且破裂。該快速的氣泡產生及破裂係造成流體在該微流體通道(220)內的淨流動。在一例子中，該微流體泵的電阻器(210-2)係具有約5到110μm的一長度以及約5到100μm的一寬度。在另一例子中，該微流體泵的電阻器(210-2)大約是25μm平方。
在圖3A及3B中所示的MDC(100)可以進一步包含一酵素型感測器(305)。該酵素型感測器(305)可包含一由金或是某種其它可官能化的材料所做成的電極。一種可官能化的材料是任何可以透過包含一抗體的一化學物質到該材料的表面之上的施加，藉此改變該材料的表面的化學特徵而使其成為官能化的材料。一些例子可包含鉑、鉭、碳化矽、以及矽氮化物。在一例子中，該金電極的阻抗可以在被官能化之前加以監測。接著，在該酵素型感測器(305)上的電極可以橫跨其來接收包含一抗體的一化學物 質，使得該抗體變成是化學結合到該電極的表面。該抗體可以在一載體流體中被傳遞，而且透過該流體槽(120)以及微流體通道(220)而被傳遞至該電極。該抗體接著可以利用一清洗溶液而從該MDC(100)加以沖洗出，該清洗溶液是針對於包含一例如是將在該MDC(100)中接收的一抗原的分析物的一流體所準備的。在此官能化過程期間，該酵素型感測器(305)係連續地被讀取，以得到在量化存在於沉積到該MDC(100)中的流體內的一抗原或生物標記的範圍之阻抗值上的變化。
如同將會在以下更詳細描述的，該流體可以使其通過在該酵素型感測器(305)之上，使得任何在該流體內的抗原化學結合至在該官能化的酵素型感測器(305)上的抗體。當該抗原化學結合至該抗體時，該酵素型感測器(305)的阻抗值的持續的監測可以藉由一在阻抗上的改變來加以指出。此在阻抗上的改變是較大的分子(抗體+抗原)被產生在該酵素型感測器(305)的表面上的結果。在該酵素型感測器(305)的表面上產生該抗體/抗原分子的過程可以進一步包含於一段足夠讓該抗原與該抗體結合之預設的時間期間再循環該流體通過該MDC(100)。該流體的再循環可以如上所述地藉由一微流體泵的電阻器(210-2)來將該流體以一給定的速率泵送在該電阻器之上來加以達成。因此，可以做成一項例如有關在一血液樣本中的一抗原的濃度的診斷，藉此容許醫師能夠適當地診斷一病患。其它分析亦可被進行，其包含但不限於甲狀腺特有的賀爾蒙、前列腺特有的抗原的偵測、例如是H1N1的傳染性疾病的偵測、以及其它。在一例子中，分析亦可以在非人類的相關的物質上進行。在此例子中，該酵素型感測器(305)可以利用一試劑而被官能化，使得一樣本到該MDC(100)中的引入將會與該試劑反應，藉此 造成在該酵素型感測器(305)的阻抗讀數上的一改變。因此，本說明書係思及在此所述的MDC(100)在其中一流體內的某些分析物可加以偵測的醫療以及非醫療的設定中的使用。
在圖3B所示的一例子中，該MDC(100)可以進一步包含一鑽孔(215)與一微流體泵的電阻器(210-2)合作，以將一個量的流體排出該MDC(100)。圖3B係展示彼此共面的一鑽孔(215)以及一微流體泵的電阻器(210-2)。在操作期間，該微流體泵的電阻器(210-2)可以如上所述地蒸發與其緊密接觸的液體。在該氣泡的產生期間，在該微流體通道(220)之內的一個量的流體(亦即，分析物、反應物、抗原、等等)係透過該鑽孔(215)而被排出，並且進入到一流體儲存槽中。該流體儲存槽可以是在該MDC(100)中或是在該匣(105)中之一專用的儲存槽，其係被用來接收從該鑽孔(215)排出的一個量的被除去的流體。利用此鑽孔(215)以及微流體泵的電阻器(210-2)，該MDC(100)可以如上所述地移除任何被置放在該MDC(100)中之過多的抗體、清洗溶液、抗原、或是其它流體。
該MDC(100)可以進一步包含一微流體加熱器的電阻器(210-1)，以改變在該MDC(100)中的流體的溫度、或是在一段時間期間改變在該MDC(100)中的流體的溫度。在一例子中，該微流體加熱器的電阻器(210-1)可被設置在該微流體通道(220)中。在另一例子中，該微流體加熱器的電阻器(210-1)可以沿著該微流體通道(220)或是在該基板中的另一位置被設置。一溫度感測器(310)可以內含在該微流體通道(220)中，以偵測其上產生該MDC(100)的基板的溫度。該感測到的溫度可被呈現給在經由該電子裝置介面(110)來電耦接至該MDC(100)的一計算裝置中的一處理器。根據利用該 MDC(100)所進行的分析類型，該處理器可以指示該計算裝置以經由該微流體加熱器的電阻器(210-1)來調大或是調小該加熱，以便於影響任何發生在該MDC(100)中的化學反應。該微流體加熱器的電阻器(210-1)以及溫度感測器(310)係產生一熱感測器回授迴路，其係產生該流體的一熱控制且閉迴路的分析。在此例子中，例如一些分子檢測可加以進行。在一例子中，藉由該熱感測器回授迴路所進行的熱控制且閉迴路的分析可被用來偵測、分析以及操控在包含一分析物的一流體之內的DNA。使用該微流體加熱器的電阻器(210-1)以及溫度感測器(310)以進行一熱控制且閉迴路的分析可以容許使用者能夠偵測例如來自HIV、H1N1的某些DNA樣本、或是能夠有用以偵測DNA以便於執行一分析的任何其它分析。
在另一例子中，包含一試劑的一流體可被引入該MDC(100)，並且被容許能夠蒸發。該流體的蒸發係使得該試劑留在該微流體通道(220)、感測器(205、305)、以及電阻器(210-1、210-2)的表面上。接著，包含一分析物的一流體可被引入該MDC(100)，並且被容許能夠與已經存在於該MDC(100)中的試劑反應。在此例子中，該反應可以藉由該些感測器持續地監測該流體在該反應已經發生之前、期間、以及之後的阻抗值來加以監測。此可以容許一些不同的分析能夠利用所述的反應物蒸發過程，針對於任意數量的分析物來加以進行。此外，該溫度感測器(310)以及微流體加熱器的電阻器(210-1)可以在其中任何特定的反應是熱敏感或熱感應的反應過程期間被用來監測及控制該溫度。
圖4是展示根據在此所述的原理的一個例子的一種偵測在一流體中的抗原的方法(400)之流程圖。該方法(400)可以開始於將一抗體結 合(405)到在一MDC(100)中的一酵素型感測器(305)的表面。如上所述，此可以藉由引入包含一抗體的一流體到該MDC(100)的一加料盤(115)中並且泵送該流體通過一微流體通道(220)而且到該酵素型感測器(305)之上來加以達成。在此過程期間，該抗體可以結合到該酵素型感測器(305)的表面。
該方法(400)可以繼續在該MDC(100)接收(410)包含一分析物的一流體。該流體可於其中包含一抗原。該流體接著可以橫跨該酵素型感測器(305)再循環(415)、或是被保持在該酵素型感測器(305)之上。在這些過程期間，經由該酵素型感測器(305)偵測到(420)的阻抗值係持續地加以偵測。在該阻抗值上的變化係被用來偵測一抗原在該流體中的存在與否，並且有助於進行一診斷。
該方法(400)亦可被使用作為一種進行一聚合酶連鎖反應(PCR)之方法，以便於橫跨數個數量級擴增DNA的單一複製或是一些複製。在此例子中，該微流體加熱器的電阻器(210-1)以及溫度感測器(310)係被使用作為一感測器回授迴路以提供在該MDC(100)中的溫度改變以及一溫度的維持，以完成該聚合酶連鎖反應(PCR)的過程。此方法(400)係使得該擴增是發生在該些微流體通道中的流體被再循環時。在該再循環期間，一例如是酵素型感測器(305)的阻抗感測器係持續監測該阻抗信號，使得該PCR產物的即時回授係加以獲得。
圖5是根據在此所述的原理的一個例子的一種微流體診斷晶片系統(500)的方塊圖。該系統(500)係包含一計算裝置(505)以及一選擇性地電耦接至該計算裝置(505)的匣(105)。如上相關圖1所述的，該匣(105)係包含一MDC(100)以及一電子裝置介面(110)。在一例子中，該匣(105)可以經 由一USB連接器來通訊地耦接至該計算裝置(505)。
該計算裝置(505)係包含各種的硬體構件。在這些硬體構件中可以是一些處理器(510)、一些資料儲存裝置(515)、一些週邊裝置轉接器(535)、以及一些網路轉接器(540)。這些硬體構件可以透過一些匯流排(550)及/或網路連接的使用來加以互連。在一例子中，該處理器(510)、資料儲存裝置(515)、週邊裝置轉接器(535)、以及網路轉接器(540)可以經由一匯流排(550)來加以通訊地耦接。
該處理器(510)可包含該硬體架構以從該資料儲存裝置(515)擷取可執行的碼，並且執行該可執行的碼。根據在此所述的本說明書的方法，當該可執行的碼藉由該處理器(510)執行時，其可以使得該處理器(510)至少實施從該MDC(100)經由該電子裝置介面(110)以及週邊裝置轉接器(535)接收一些電性信號的功能。在執行碼的過程中，該處理器(510)可以從一些其餘的硬體單元接收輸入，並且提供輸出至其。
該資料儲存裝置(515)可以儲存例如是可執行的程式碼的資料，該可執行的程式碼係藉由該處理器(510)或是其它處理裝置來加以執行。該資料儲存裝置(515)可以明確地儲存代表一些應用程式的電腦碼，該處理器(510)係執行該些應用程式以至少實施在此所述的功能。
該資料儲存裝置(515)可包含各種類型的記憶體模組，其包含揮發性及非揮發性記憶體。例如，本例子的資料儲存裝置(515)係包含隨機存取記憶體(RAM)(530)、唯讀記憶體(ROM)(525)、以及硬碟機(HDD)記憶體(520)。許多其它類型的記憶體亦可被利用，並且本說明書係思及可能適合在此所述的原理之一特定應用的許多變化的類型的記憶體使用在該資料 儲存裝置(515)中。在某些例子中，在該資料儲存裝置(515)中的不同類型的記憶體可被使用於不同的資料儲存需求。例如，在某些例子中，該處理器(510)可以從唯讀記憶體(ROM)(525)開機，在該硬碟機(HDD)記憶體(520)中維持非揮發性的儲存，並且執行被儲存在隨機存取記憶體(RAM)(530)中的程式碼。
一般而言，該資料儲存裝置(515)可包含一電腦可讀取的媒體、一電腦可讀取的儲存媒體、或是一非暫態的電腦可讀取的媒體、以及其它。例如，該資料儲存裝置(515)可以是(但不限於)一電子、磁性、光學、電磁、紅外線、或是半導體的系統、設備或裝置、或是前述的任何適當的組合。該電腦可讀取的儲存媒體之更特定的例子例如可包含以下：一具有一些線的電連接、一可攜式的電腦磁碟片、一硬碟、一隨機存取記憶體(RAM)、一唯讀記憶體(ROM)、一可抹除的可程式化唯讀記憶體(EPROM或快閃記憶體)、一可攜式光碟唯讀記憶體(CD-ROM)、一光學儲存裝置、一磁性儲存裝置、或是前述的任何適當的組合。在此文件的上下文中，一電腦可讀取的儲存媒體可以是任何實體的媒體，其可包含或是儲存供一指令執行系統、設備或裝置使用、或是與一指令執行系統、設備或裝置有關的電腦可用的程式碼。在另一例子中，一電腦可讀取的儲存媒體可以是任何非暫態的媒體，其可包含或是儲存供一指令執行系統、設備或裝置使用、或是與一指令執行系統、設備或裝置有關的一程式。
在該計算裝置(505)中的硬體轉接器(535、540)係使得該處理器(510)能夠和各種在該計算裝置(505)的外部及內部的其它硬體元件介接。例如，該些週邊裝置轉接器(535)可以提供一介面至例如是顯示裝置(545)、一滑鼠或是一鍵盤的輸入/輸出裝置。該些週邊裝置轉接器(535)亦可以提供 存取至其它外部的裝置，例如是一外部的儲存裝置、一些例如是伺服器、開關及路由器的網路裝置、客戶裝置、其它類型的計算裝置、以及其之組合。
該顯示裝置(545)可被設置以容許該計算裝置(505)的使用者能夠和該計算裝置(505)互動，並且實施該計算裝置(505)的功能。該些週邊裝置轉接器(535)亦可以在該處理器(510)與該顯示裝置(545)、一印表機或是其它媒體輸出裝置之間產生一介面。該網路轉接器(540)可以提供一介面至其它在例如是一網路之內的計算裝置，藉此致能在該計算裝置(505)與位在該網路之內的其它裝置之間的資料傳輸。
本說明書及圖式係描述一種可被用來識別在該流體內的一生物標記之診斷晶片。此診斷晶片例如可以容許在微流體的位準上偵測在一流體中的一抗原。在此種尺度上，如上所述偵測到的阻抗值可以是更加正確及精確的，此係導致對於一病患之更加正確的診斷。此外，上述的MDC在某些例子中可以不需要一昂貴的特殊訓練的技術員來操作，並且一醫療保健員工在某些例子中可以在無實驗室的延遲、或是在該MDC的操作中無需特殊訓練下，快速且輕易地診斷一病患。
前面的說明已經被呈現來描繪及敘述所述原理的例子。此說明並不欲是窮舉或是將這些原理限制到任何所揭露的精確形式。根據以上的教示，許多修改及變化都是可能的。

Claims (13)

  1. 一種微流體診斷晶片，其係包括：微流體通道；在該微流體通道中之可官能化的酵素型感測器，該可官能化的酵素型感測器係包括一用以與一抗體結合的結合表面以便識別在一流體中的生物標記；阻抗感測器，其係用以即時地偵測一指出在該流體內的恆溫聚合酶連鎖反應之阻抗信號的改變，其中藉由該阻抗感測器所偵測的在該阻抗信號上的改變係指出存在於該流體中的該生物標記的一個量；以及微流體泵，其係使得該流體通過在該結合表面之上。
  2. 如申請專利範圍第1項之微流體診斷晶片，其中該結合表面是金、鉑、鉭、碳化矽、或是矽氮化物中之一，並且藉由與該抗體結合而被官能化。
  3. 如申請專利範圍第1項之微流體診斷晶片，其中該抗體是用以存在於該微流體診斷晶片中一預設的時間期間，並且該微流體泵是用以利用一被加到該微流體診斷晶片的清洗溶液以從該微流體診斷晶片移除該抗體。
  4. 如申請專利範圍第3項之微流體診斷晶片，其中該阻抗感測器在該流體被加到該微流體診斷晶片之前、當該流體存在於該微流體診斷晶片中、當該清洗溶液被加到該微流體診斷晶片、以及在該清洗溶液被加到該微流體診斷晶片之後，監測在該微流體通道內的一阻抗值。
  5. 如申請專利範圍第1項之微流體診斷晶片，其進一步包括一些微流體再循環的通道以使得該流體曝露至該結合表面。
  6. 如申請專利範圍第1項之微流體診斷晶片，其進一步包括鑽孔以從該微流體診斷晶片移除該流體。
  7. 如申請專利範圍第1項之微流體診斷晶片，其進一步包括一熱感測器回授迴路，以產生該流體的熱控制且閉迴路的分析。
  8. 一種微流體裝置，其係包括：一些泵，其係泵送一流體通過一些微流體通道；以及該些微流體通道，其係包括：可官能化的酵素型感測器，其具有一用以與一抗體結合的官能化的結合表面以便識別在該流體中的生物標記；以及阻抗感測器，其係用以即時地偵測一指出在該流體內的恆溫聚合酶連鎖反應之阻抗信號的改變，其中藉由該阻抗感測器所偵測的在該阻抗信號上的改變係指出存在於該流體中的該生物標記的一個量。
  9. 如申請專利範圍第8項之微流體裝置，其進一步包括一熱感測器回授迴路，以產生該流體的熱控制且閉迴路的分析。
  10. 如申請專利範圍第8項之微流體裝置，其中該阻抗感測器在該流體被加到該微流體裝置之前、當該流體存在於該微流體裝置中、當一清洗溶液被加到該微流體裝置、以及在該清洗溶液被加到該微流體裝置之後，監測在該微流體通道內的阻抗值上的變化。
  11. 如申請專利範圍第10項之微流體裝置，其進一步包括一些微流體泵，該些微流體泵分別包含：一薄膜電阻器；一鈍化膜，其係囊封該薄膜電阻器；以及一空穴化膜，其係囊封該鈍化膜以及薄膜電阻器。
  12. 如申請專利範圍第8項之微流體裝置，其進一步包括一些微流體再循環的通道，以使得該流體曝露至該結合表面。
  13. 一種用於偵測在一流體中的生物標記並且監測恆溫聚合酶連鎖反應之診斷工具，其係包括：至少一微流體通道，其係包括：可官能化的酵素型感測器，其具有一用以與一抗體結合的官能化的結合表面；以及一些阻抗感測器，其係用以即時地偵測一指出在該流體內的恆溫聚合酶連鎖反應之阻抗信號的改變，其中藉由該些阻抗感測器所偵測的在該阻抗信號上的改變係指出存在於該流體中的該生物標記的一個量；以及一些微流體泵，其係使得該流體通過在該官能化的結合表面之上，以便識別在該流體內的該生物標記。
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