检测流体状态的传感器和方法以及控制样品制备的系统技术方案

本申请公开了一种用于检测微流体板(120)内的流体状态的传感器(100)。该传感器(100)至少包括第一平面电极(102)和第二平面电极(104)，所述第一平面电极(102)和第二平面电极(104)彼此平行布置以形成电容器(106)。第一平面电极(102)和第二平面电极(104)被配置为在流体内产生电场(114)，其中传感器(100)被配置成通过电容器(106)的电容来检测流体的状态。此外，本申请还公开了一种用于控制包含流体的样品的制备的系统(116)。还公开了一种用于检测微流体板(120)内的流体状态的方法。

【技术实现步骤摘要】
检测流体状态的传感器和方法以及控制样品制备的系统
本专利技术涉及流体样品处理领域，更具体地说，涉及用于检测微流体板内的流体状态的传感器，用于控制包含流体的样品的制备的系统和用于检测微流体板内的流体状态的方法。
技术介绍
考虑到在测定中化学、生物化学和遗传分析不断增加的事实，可以看到强烈需要检测分析中使用的流体(如液体样品)的状态。过去试图通过诸如光栅、折射率、相机系统等光学传感器监视分离过程。光学检测对于在该过程中使用的一次性物品的复杂性和成本有很大的影响，并且会不利地影响检测仪器的成本。已知的还有使用电容式传感器来测量夹层结构中的垂直填充水平。WO1987/006009A1描述了一种电容式化学传感器，用于检测液体介质中某些包括烃的分析物的浓度。该设备使用包含有源层的平面或“开放”电容器。响应于液体介质中选定的分析物，有源层导致电容随着分析物浓度增加而降低。然而，有源层的存在不允许检测流体的状态。
技术实现思路
所公开的传感器、系统和方法的实施例其目的是允许检测流体的状态。本申请公开了一种用于检测微流体板内的流体的状态的传感器，一种用于控制包含流体的样品的制备的系统和一种用于检测微流体板内的流体的状态的方法。所公开的用于检测微流体板内的流体的状态的传感器、用于控制包含流体的样品的制备的系统以及用于检测微流体板内的流体的状态的方法的实施例具有独立权利要求的特征。在从属权利要求中公开了可以以孤立的方式或任何任意组合实现的本专利技术的其它实施例。下文中所使用的术语“具有”、“包括”或“包含”或其任意语法变体以非排他性的方式使用。因此，这些术语既可以指除了通过这些术语引入的特征之外在该情景下描述的实体中不存在其它特征的情况，也可以指存在一个以上另外的特征的情况。例如，表达“A具有B”、“A包括B”和“A包含B”都可以指除了B之外A中没有其他元素存在的情况(即，A仅由且完全由B组成的情况)，也可以指除了B之外在实体A中还存在一个以上另外的组成部分，例如，组成部分C、组成部分C和D或甚至其它组成部分的情况。此外，应当注意，术语“至少一个”、“一个以上”或类似表达指出特征或组成部分可能有一个或多于一个，该术语只是在引入相应特征或组成部分时使用一次。在下文中，在大多数情况下，当谈到相应的特征或组成部分时，将不重复表达“至少一个”或“一个以上”，这与相应特征或组成部分可能存在一次或多于一次的事实并不冲突。此外，在下文中所使用的术语“特别是”、“更特别的是”、“具体地说”、“更具体地说”或类似的术语，是与补充/替代特征结合使用，而不是限制替代可能性。因此，这些术语引入的特征是补充/替代特征，绝不是为了限制权利要求的范围。如本领域技术人员将认识到的，本专利技术可以通过使用替代特征来执行。类似地，通过“在本专利技术的一个实施例中”或类似表达方式中引入的特征，是为了作为补充/替代特征，对本专利技术的替代实施例没有任何限制，对本专利技术的范围没有任何限制，并且对将以这种方式引入的特征与本专利技术的其它补充/替代或非补充/替代特征组合的可能性没有任何限制。本申请所公开的用于检测微流体板内的流体状态的传感器至少包括第一平面电极和第二平面电极，第一平面电极和第二平面电极彼此平行地布置，形成电容器。第一平面电极和第二平面电极被配置为在流体内产生电场。传感器被配置为通过电容器的电容来检测流体的状态。该传感器是基于这样的发现：通过这种特殊布置，电极得到优化，使得大部分电场将流过微流体板中作为流体的目标位置的那一部分。存在于该部分中的流体改变电场，并且可以评估电容变化，从而能够检测出流体的状态。电极的平面形几何形状是有利的，因为电场的灵敏度正好位于微流体板中作为流体的目标位置的那部分，而微流体板上部的厚度和/或位置的可能不准确性不会产生巨大的偏移。本申请所用的术语“微流体板”是指被配置为永久地或临时地存储少量流体的任何板状装置。该情景下的“少量”应理解为流体量在nl至ml范围内，例如，10nl至100ml，优选0.1μl至10ml，更优选0.1μl至5ml。基本上讲，微流体板的设计取决于微流体板的相应应用。因此，微流体板可以被设计为用于存储单个流体样品或多个流体样品的装置。类似地，微流体板的相应存储区域的几何形状取决于微流体板的相应应用。因此，存储区域可以被设计为孔、通道、凹陷、凹部等。本申请所用的术语“平面”是指高度显著小于长度和宽度的装置三维设计。“显著小于”意味着小至少3倍，优选至少5倍，更优选至少10倍。第一平面电极和第二平面电极可以布置在一个共同平面内。因此，第一和第二电极以平坦构型布置，允许甚至在小空间中布置传感器。传感器可以被配置为使第一平面电极和第二平面电极平行于微流体板布置。因此，传感器可以以与微流板成某种堆叠构型的方式布置，从而可以得到紧凑的布置。传感器可以被配置为相对于重力方向布置在微流体板的上方或下方。因此，因为大部分电场流经微流体板中的流体的目标位置，所以可以精确地检测流体的状态，。传感器还可以包括被配置为向第一平面电极和第二平面电极施加交流电的电源。因此，电极可以用交流信号供电，交流信号的频率和/或功率对于检测结果不是很重要。因此，为传感器提供了稳定且可靠的构造。第一平面电极和第二平面电极可以布置在印刷电路板上。因此，提供了紧凑的构造，允许以良好建立的且简单的方式电接触电极。传感器可以被配置为在第一平面电极和第二平面电极与流体间隔开的情况下检测流体的状态。因此，电极不接触流体，这样可以防止电极损坏。而且，电极的这种布置允许可靠地检测流体的状态。流体的状态包括由以下状态组成的组中的至少一个组成部分：存在流体，不存在流体，流体与不同于该流体的至少一个组分的预定的混合，存在流体的封装件，不存在流体的封装件，流体的填充水平，流体的流速。本申请所用的术语“存在流体”是指在传感器的检测范围内至少部分存在流体。类似地，本申请所用的术语“不存在流体”是指在传感器的检测范围内至少部分不存在流体。因此，传感器可以检测在目标位置处是否存在目标量的流体。本申请所用的术语“预定的混合”是指流体与至少一种其它或另外的组分的目标混合级别。因此，可以检测流体是否已被正确地混合。本申请所使用的术语“流体的封装件”是指存储流体的任何装置。本申请所使用的术语“存在封装件”是指至少部分存在存储流体的装置的任何部分，存储流体的装置包括但不限于盖、器皿、容器等。类似地，本申请所使用的术语“不存在封装件”是指至少部分不存在存储流体的装置的任何部分，存储流体的装置包括但不限于盖、器皿、容器等。因此，传感器可以检测流体是否被完全且正确地封装。本申请所用的术语“填充水平”是指流体的目标量，并且以pl、μl、ml、μg、mg或适合于限定流体量的任何其它单位定义。本申请所用的术语“流速”是指单位时间量流体的体积流量或质量流量。传感器还可以被配置为检测微流体板的存在或不存在。因此，传感器可以检测微流体板是否预备或准备好检测流体的状态。传感器可以被进一步配置为检测流体的标识特征。因此，传感器适合于检测微流体板中是否存在正确的或目标流体。流体可以是液体，特别是生物液体。因此，传感器被配置为检测各种样品的状态。本申请所公开的用于控制包含流体的样品的制备的系统包括多个如上所述的传感器。因此，可以在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种传感器(100)，用于检测微流体板(120)内的流体状态，所述传感器(100)至少包括第一平面电极(102)和第二平面电极(104)，所述第一平面电极(102)和所述第二平面电极(104)彼此平行地布置，形成电容器(106)，其中，所述第一平面电极(102)和所述第二平面电极(104)被配置为在所述流体内产生电场(114)，其中，所述传感器(100)被配置为通过所述电容器(106)的电容来检测所述流体的状态。

【技术特征摘要】
2016.09.30 EP 16191811.51.一种传感器(100)，用于检测微流体板(120)内的流体状态，所述传感器(100)至少包括第一平面电极(102)和第二平面电极(104)，所述第一平面电极(102)和所述第二平面电极(104)彼此平行地布置，形成电容器(106)，其中，所述第一平面电极(102)和所述第二平面电极(104)被配置为在所述流体内产生电场(114)，其中，所述传感器(100)被配置为通过所述电容器(106)的电容来检测所述流体的状态。2.根据权利要求1所述的传感器(100)，其中，所述第一平面电极(102)和所述第二平面电极(104)布置在一个公共平面(108)内。3.根据权利要求1或2所述的传感器(100)，其中，所述传感器(100)被配置成按照所述第一平面电极(102)和所述第二平面电极(104)平行于所述微流体板(120)的方式布置。4.根据权利要求1至3中任一项所述的传感器(100)，其中，所述传感器(100)被配置为相对于重力方向布置在所述微流体板(120)的上方或下方。5.根据权利要求1至4中任一项所述的传感器(100)，还包括电源(112)，所述电源(112)被配置为向所述第一平面电极(102)和所述第二平面电极(104)施加交流电。6.根据权利要求1至5中任一项所述的传感器(100)，其中，所述第一平面电极(102)和所述第二平面电极(104)布置在印刷电路板(110)上。7.根据权利要求1至6中任一项所述的传感器(100)，其中，所述传感器(100)被配置为在所述第一平面电极(102)和所述第二平面电极(104)与所述流体隔开的情况下检测所述流体的状态。...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·凯鲁比尼，P·费德勒，L·施耐德，T·科恩，M·多布任斯基，
申请(专利权)人：豪夫迈·罗氏有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH