微流体系统技术方案

本文提供了使用微流体设备的系统和方法。该系统包括：多个泵和多个传感器；第一通信线路，用于从多个泵中选择泵并从多个传感器中选择传感器；第二通信线路，选择性地连接到所选择的泵；以及第三通信线路，选择性地连接到所选择的传感器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】微流体系统
技术介绍
微流体测试方法正在日益发展以提供护理点(POC)测试。护理点关注在样本采集现场提供诊断或其他测试服务。对于医学测试，这允许在医务人员和患者仍然在一起时就提供检测结果，避免二次访问并允许立即开始适当的治疗。这避免了等待测试结果的延迟或在没有诊断的情况下开始可能的错误治疗的风险。附图说明附图示出了本文描述的原理的各种示例并且是说明书的一部分。所示的示例旨在用于说明示例，并不限制权利要求的范围。相似的附图标记表示相似但不一定相同的元件。图1示出了符合本说明书的示例性系统。图2示出了符合本说明书的示例性系统。图3示出了符合本说明书的示例性系统。图4示出了符合本说明书的示例性方法。图5示出了符合本说明书的示例性系统。具体实施方式护理点测试面临着高于基于实验室的测试的额外要求。在POC测试中，组分可能需要耐储存。相反，实验室可以使用利用制冷、冷冻或其他特殊储存条件的试剂。POC测试设备可能需要是便携式的。相反，实验室设备可能更大。理想情况下，测试可用于相同数量的患者，这反过来意味着与单个实验室设置相比更多的测试设备。可能需要简化测试过程，以允许患者与医工联系，以可靠和可再现地获得结果。相反，实验室通常会聘请专家来执行测试。POC测试具有的一个优点是样本采集和测试之间的时间经常很短。这可以避免需要专门的处理和运输过程(例如冰袋)以避免样品劣化。POC样品在处理期间也可以不易受到污染或混淆，因为样品可以由同一人采集并处理，而无需附近的其他样品。然而，尽管有这些优点，但基于传统实验室的方法的技术和经济优势对新的POC测试来说仍代表着一个重大挑战。因此，POC设备和测试方法的开发集中于开发可在护理点以合理成本执行的可靠且稳健的测试。最后，POC方法高于基于实验室测试的成本增加与医疗服务提供商获得结果所需的时间减少的医疗收益的益处相平衡。微流体测试通常是指对小体积流体执行测试，通常在纳升(nl)级至皮升(pi)级范围内。通常从较大的样品(例如在微升(μl)级或毫升(ml)级范围内)中提取测试样品。对于医学测试，通常可以以较少的疼痛和/或对患者的伤害获取小样本。小样本体积还允许对单个样本执行多个测试。在某些情况下，这些包括在微流体设备上同时或顺序执行的不同种类的测试。在其他情况下，它们包括复制品，包括真正的复制品和按时间顺序的复制品。所涉及的硬件的小尺寸经常使得在无需额外材料或时间成本的情况下执行重复测量切实可行。这可以通过平均多次运行的结果来提高测试的可靠性。如下面所讨论的，本说明书中描述的方法可以便于使用单个芯片和/或盒(cartridge)执行多次测试，而不会显著影响芯片/盒费用。尽管存在用于执行微流体测试的各种不同模型，但一种模型可以提供一些优点。在这个模型中，测试系统分为两个部件，即设备和盒。该设备是一个可重复使用的部件，用于多次测试。设备通常比盒大数倍。设备可以包括处理器和其他电子部件以控制和调节盒上的活动。设备可以包括存储器和通信端口或系统。在一些示例中，设备是手持式的。在大多数示例中，设备小巧便携。设备可被认为是耐用的医疗设备。盒是用于支持或使设备能够执行期望的测试的部件。该设备可以支持多种盒或单一类型。盒通常是一次性的。但是，取决于相对于制造新盒的再利用的经济性和医疗保健安全性，盒可以被回收、翻新、修复和/或重新加载。盒与设备接口连接。虽然这通常采用与电触点的物理连接的形式，但也可以使用无线连接(例如蓝牙、Wi-Fi或其他本地通信方法)来执行。盒的目标是降低盒的成本，同时使盒能够实现所期望的微流体方法。这降低了每次测试的成本。因此，盒可以具有最少数量的电子部件，尤其是当那些功能可以由设备提供时。相反，盒通常确实包含用于执行特定测试的材料，例如试剂或其他材料，而不是作为测试过程的一部分尝试将这些材料从设备移动到盒。虽然盒可以采取各种不同的物理形式，但是精密电子制造技术以及相关的微机电系统(MEMS)领域的发展已经提供了支持相对低成本、大容量、精密微制造的工具。因此，许多盒包括MEMS作为盒的“内胆”。盒可以包括额外的部件，包括使用MEMS制造技术形成更难或更不经济的储存器、电池和电子部件。MEMS可以构建在基板上，并且尽管硅晶圆和类似的半导体基板是可用的，但是可以使用各种各样的基板。因此，除其他示例外，本说明书描述了一种微流体系统。该系统包括：多个泵和多个传感器；第一通信线路，用于从所述多个泵中选择泵并从所述多个传感器中选择传感器；选择性地连接到所选择的泵的第二通信线路；以及选择性地连接到所选择的传感器的第三通信线路。本说明书还描述了一种进行微流体测量的方法。该方法包括：使用单条通信线路，从多个传感器中选择传感器，并从多个泵中选择泵；启动所选择的泵；以及在启动所选择的泵期间从所选择的传感器获得传感器测量结果。本说明书还描述了一种微流体测量系统。该微流体测量系统包括：基板；多个晶体管，安装在所述基板上；多个泵，安装在基板上，每个泵具有相关联的晶体管，其中，相关联的晶体管的状态控制是否选择相对应的泵；多个传感器，安装在基板上，每个传感器具有相关联的晶体管，其中，相关联的晶体管的状态确定是否选择相对应的传感器；一系列触发器，其中，所述多个晶体管中的每个晶体管具有控制相对应的晶体管的状态的相关联的触发器；数据线路，向所述一系列触发器中的第一触发器提供状态；泵启动线路，选择性地电连接到所选择的泵；传感器线路，选择性地电连接到所选择的传感器；以及信号线路，用于向所述一系列触发器提供信号，在信号线路上接收到所述信号时，将所述一系列触发器中的触发器的状态传送到所述一系列触发器中的下一个触发器。现在转到附图：图1示出了符合本说明书的系统。系统(100)包括具有多个泵(170)和多个传感器(160)的基板(110)。虽然可以在基板(110)上制造任何数量的泵(170)和传感器(160)，但为了清楚起见在图中仅示出了有限数量的泵(170)和传感器(160)。系统(100)包括多条通信线路，这些通信线路允许基板上的部件发送和接收来自外部源的信号。通信线路连接到提供与外部部件的接触的焊盘(120、130、140、150)。每个泵(170)和每个传感器(160)都具有与其关联的晶体管(180)。当晶体管(180)处于第一状态时，相关联的泵(170)和/或传感器(160)与外部通信焊盘(120、130)连接。当晶体管处于第二状态时，相关联的泵(170)和/或传感器(160)不与外部通信焊盘(120、130)连接。晶体管(180)由一系列触发器(190)控制，使得每次通过信号焊盘(150)将信号提供给系统时，就将晶体管(180)中的值传播到链中的下一个晶体管(180)。因此，通过在数据焊盘(140)上提供适当的状态序列并且通过在信号焊盘(150)上施加一系列信号使沿着触发器(190)链和相关联的晶体管(140)向下推进状态，可以将整个X晶体管链设置为适当的状态。与第一外部通信焊盘(120)相关联的线路是泵启动线路(122)。与第二外部通信焊盘(130)相关联的线路是传感器线路(132)。与数据焊盘(140)相关联的线路是数据线路(142)。与信号焊盘(150)相关联的线路是信号线路(152)。这种方法的一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微流体系统，所述系统包括：多个泵和多个传感器；第一通信线路，用于从所述多个泵中选择泵并从所述多个传感器中选择传感器；第二通信线路，选择性地连接到所选择的泵；以及第三通信线路，选择性地连接到所选择的传感器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种微流体系统，所述系统包括：多个泵和多个传感器；第一通信线路，用于从所述多个泵中选择泵并从所述多个传感器中选择传感器；第二通信线路，选择性地连接到所选择的泵；以及第三通信线路，选择性地连接到所选择的传感器。2.根据权利要求1所述的系统，还包括：一系列晶体管，其中，每个泵和每个传感器具有所述多个晶体管中的相关联的晶体管，其中，所述晶体管的状态确定哪个泵与所述第二通信线路电连接，以及哪个传感器与所述第三通信线路电连接。3.根据权利要求2所述的系统，其中，在接收到时钟信号时，晶体管的状态转移到所述一系列晶体管中的下一个晶体管。4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述多个晶体管中的第一晶体管将泵与所述第二通信线路电连接并将传感器与所述第三通信线路电连接。5.根据权利要求3所述的系统，其中，所述一系列晶体管中的第二晶体管不具有相关联的泵并且不具有相关联的传感器。6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一通信线路从所述多个泵中选择多个泵。7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第三通信线路提供信号以将晶体管的状态推进到所述一系列晶体管中的下一个晶体管。8.一种进行微流体测量的方法，所述方法包括：使用单条通信线路，从多个传感器中选择传感器，并从多个泵中选择泵；启动所选择的泵；以及在启动所选择的泵期间从所选择的传感器获得传感器测量结果。9.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·D·史密斯，M·吉里，C·多明格，
申请(专利权)人：惠普发展公司，有限责任合伙企业，
类型：发明
国别省市：美国,US