基于非平面结构的响应来表征流体样本制造技术

本文公开了与基于非平面结构的响应来表征流体样本相关联的装置、方法和存储介质。在实施例中，装置可包括非平面结构，该非平面结构具有外表(例如，弯曲外表)和核心，核心具有响应于将流体样本施加于该非平面结构而改变(例如，通过渗透)的内容物。该装置可包括用于基于测量结果来标识指示流体特征的值的一个或多个处理器、设备和/或电路。可公开或要求保护其它实施例。

【技术实现步骤摘要】
基于非平面结构的响应来表征流体样本
本公开涉及流体样本测试并且更具体地涉及基于非平面结构的响应(例如，通过渗透)来表征流体样本。
技术介绍
本文中所提供的背景描述用于总地呈现本公开的上下文的目的。除非在本文中另有指示，本部分中描述的材料不是本申请中的权利要求的现有技术，并且不因为包含在本部分中而被承认为现有技术。用于化学分析的设备可包括形成在半导体衬底上的薄膜。该薄膜可提供对流体(例如，液体或气体)中物质的浓度的指示。例如，在血糖监测中，可将一滴血置于与数字血糖仪对接的一次性试纸条上。血糖水平可在该数字血糖仪的显示器上被示出。为了减少成本，提高精确度，提高速度，扩大可被测量的材料的范围，和/或为了其他原因，需要对于使用形成在半导体衬底上的薄膜的化学分析的替代方案。附图简述通过下列具体实施方式连同附图，将容易理解实施例。为了便于该描述，相同的附图标记指示相同的结构元件。在附图中，通过示例而非限制地说明实施例。图1例示出根据各个实施例的配备有用于基于非平面结构的响应来表征流体样本的技术的示例系统。图2例示出根据各个实施例的配备有用于基于非平面结构的响应来表征流体样本的技术的另一示例系统的截面图。图3是示出形成图2的系统的过程的流程图。图4是使用本文所描述的系统中的任一个来标识指示流体样本的特征的值的过程的流程图。图5示出了根据各个实施例的可采用本文中所描述的装置和/或方法的示例计算设备。具体实施方式本文公开了与基于非平面结构的响应(例如，通过渗透)来表征流体样本相关联的装置、方法和存储介质。在实施例中，装置可包括非平面结构，该非平面结构具有外表(例如，弯曲外表)和核心，核心具有响应于将流体样本施加于该非平面结构而改变(例如，通过渗透)的内容物。该装置可包括用于基于测量结果来标识指示流体特征的值的一个或多个处理器、设备和/或电路。在以下详细描述中，参考形成本文一部分的附图，其中相同的标记指示全文中相同的部分，并且其中通过说明示出了可以实现的实施例。应理解，可利用其它实施例并作出结构或逻辑改变而不背离本公开的范围。因此，以下详细描述不旨在作为限制，并且实施例的范围由所附权利要求及其等效方案来限定。所附说明书公开了公开的方面。可以设计本公开的替代实施例及其等效物而不背离本公开的精神或范围。应当注意，下文公开的相同的元件由附图中相同的附图标记指示。可以将各操作描述为多个分立动作或操作，进而按照在理解要求保护的主题时最有帮助的方式来描述各操作。然而，不应将描述的顺序解释为意味着这些操作必然取决于顺序。具体而言，可以不按照呈现的顺序执行这些操作。可以以不同于描述的实施例的顺序执行描述的操作。在附加的实施例中，可以执行各种附加操作和/或可以省略描述的操作。对于本公开的目的，短语“A和/或B”意思是(A)、(B)或(A和B)。对于本公开的目的，短语“A、B和/或C”意思是(A)、(B)、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)或(A、B和C)。说明书可使用短语“在一个实施例中”或“在多个实施例中”，其每一个可指代相同或不同实施例中的一个或多个。此外，相对于本公开的实施例使用的术语“包含”、“包括”、“具有”等是同义的。如本文中所使用的，术语“电路”可指代一部分或包括专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享的、专用的、或组)和/或存储器(共享的、专用的、或组)、组合逻辑电路和/或提供所描述的功能的其他合适的部件。芯片实验室(LOC)是用于执行传统过程中可在实验室中完成的一个或多个测量过程的微技术，并且将这些一个或多个测量过程缩小到芯片(例如，单芯片)中。LOC的优点可包括显著地降低成本、减少得到结果的时间以及减少对专业劳动的需要。本文所公开的一些实施例包括用于测量流体环境中各种改变的装置和/或方法。一些实施例利用三维结构，例如，非平面结构，诸如珠子。这些珠子是能够基于对分子的吸收或排出来改变其属性的小型吸收结构。这些珠子可具有各种形状、尺寸、内部成分和涂层，并且可基于渗透而在尺寸上增大或缩小。珠子的示例可包括超吸收性聚合物(SAP)结构、聚丙烯酰胺结构、水合水凝胶结构、水珠等等。一些珠子可包括选择性半透膜(为了暗示珠子的选择性质量和/或用于使用珠子来识别流体样本的特征的过程，该珠子可被称作“智能珠”)。智能珠可包括以下所述的一个或多个属性。·可包括可通过体积膨胀或收缩来对渗透度改变作出响应的有机聚合物材料。·所选择的物质(例如，所选择的分子，诸如H2O)能够通过扩散、促进扩散、被动或主动传输等或其组合来传递。·可基于珠子的成分来控制膨胀的速率。·膨胀的速率可由液体的水/电解质含量来确定。·珠子可通过渗透来将水/离子缓慢地释放回它们的环境中。·渗透可仅允许所选择的材料(例如，不含盐或其他污染物的水)扩散通过。·可利用逆渗透来传递选择性化合物，如电解质(Na+，Cl-,K+,HCO3-)。·可以是具有各种形状和尺寸的珠子。珠子不必是完美的球体或者甚至不必是球体。不同的珠子可被“调谐”为不同的吸收性以表征给定的流体样本(例如，可使用，假定，具有不同吸收性和/或膨胀属性的十六个不同珠子来表征流体样本)。·珠子可由稳定的聚合物材料组成以在膨胀或收缩时保持其形状。·可使用以下各项来调制珠子的固有属性以使它们对不同化合物或者化合物比率敏感：内侧上的材料、外壳上的材料、外壳上的表面涂层等等，或其组合。·电组件可被嵌入至珠子中或连接至珠子的表面。这些电组件可包括传感器、导电涂层等等，或其组合。对于珠子的尺寸可能存在限制；然而，(在一些示例中)，一些珠子可具有一毫米或更小的尺寸(例如，直径、长度、宽度、高度等等)。然而，珠子也可以更大，而这种范围广泛的尺寸可允许可扩展性。可使用各种样本体积尺寸和具有相同或不同选择性的一个或多个珠子来执行测试。珠子的属性可在珠子暴露于流体样本时改变。本文所公开的一些实施例使用多个过程来检测诸如以下各项的珠子属性的一者或多者中的改变：尺寸、表面张力、粘度、密度、导电性、电容、光谱图案(光吸收、光透射、光学透明度等等)等或其组合。一些实施例可测量暴露于诸如以下各项的流体的属性的改变：体液(血液、唾液、尿液等)、水样、饮料、清洁液、溶剂等等，或其组合。变化的属性的一个示例是体积改变。当珠子吸收流体时，它可增大，其中该增大可取决于流体的成分(例如，H2O的百分比)。一些实施例可使用以下所述系统中的一者或多者。·在一个系统中，珠子可被定位于离包括(例如，基于微机电系统(MEM)的)小板的探测元件的预定距离处使得珠子的一侧可在增大过程中推动板，这会导致可使用探测元件的电路来测量的电特征(例如，电容)的改变(基于板与电容器之间的距离)。在其他示例中，板的移动可改变电路的不同电特征(诸如，电路是断开还是闭合)，这些电特征可由探测元件来测量(例如，确定电路是断开还是闭合)。处理器可基于该测量结果来计算指示流体成分的值。·在另一个系统中，珠子可被定位于离(例如，基于MEM的)板的预定距离处，板被定位于探测元件的小型激光器和检测器的路径中。当板在增大过程中在光束路径中进一步移动时，可测量到在检测器处接收到的光量的减少。在其他示例中，板可以是铰接板，光束可被引导至该铰接板，且传本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置，包括：衬底；形成于衬底上的非平面结构，所述非平面结构具有半透膜以及可由所述半透膜限定的核心，所述半透膜用于将物质渗透到所述核心或从所述核心向外渗透，其中所述非平面结构的特征将响应于通过所述半透膜的所述物质的渗透而改变；以及形成于所述衬底上的传感器，所述传感器用于响应于所述非平面结构对流体样本的暴露来获得测量结果；以及电路，用于基于所述测量结果来标识指示所述流体样本的特征的值。

【技术特征摘要】
2017.03.30 US 15/474,5301.一种装置，包括：衬底；形成于衬底上的非平面结构，所述非平面结构具有半透膜以及可由所述半透膜限定的核心，所述半透膜用于将物质渗透到所述核心或从所述核心向外渗透，其中所述非平面结构的特征将响应于通过所述半透膜的所述物质的渗透而改变；以及形成于所述衬底上的传感器，所述传感器用于响应于所述非平面结构对流体样本的暴露来获得测量结果；以及电路，用于基于所述测量结果来标识指示所述流体样本的特征的值。2.如权利要求1所述的装置，进一步包括致动器，用于执行以下各项的至少一者：将电流施加到所述非平面结构以使用所述传感器获得所述测量结果，将光投射于所述非平面结构上以使用所述传感器获得所述测量结果，将机械应力施加于所述半透膜的外表面以使用所述传感器获得所述测量结果，或将气压变化施加于所述半透膜的所述外表面以使用所述传感器获得所述测量结果。3.如权利要求2所述的装置，其中所述致动器包括以下各项中的至少一者：可见光谱光源，UV(紫外线)光谱光源，或者红外线光谱光源。4.如权利要求2所述的装置，其中所述光包括激光束。5.如权利要求1所述的装置，其中所述传感器用于响应于所述流体通过所述半透膜的所述渗透来测量流体地耦合至所述非平面结构的储器的容积。6.如权利要求1所述的装置，其中所述非平面结构形成于所述衬底的表面上的开口中。7.如权利要求1所述的装置，其中所述半透膜将从所述表面突出。8.如权利要求1所述的装置，其中所述非平面结构完全形成于所述衬底的表面上的开口内。9.如权利要求1所述的装置，其中所述非平面结构将响应于所述流体样本的吸收或排出而膨胀或收缩。10.如权利要求1-9中任一项所述的装置，其中所述非平面结构的形状包括以下各项的至少一个：球体、椭球体、半球体、截球体或截椭球体。11.一种装置，包括：衬底；形成于所述衬底上的非平面结构，所述非平面结构具有弯曲外表以及由所述弯曲外表限定的核心，其中所述核心的内容物将响应于将流体样本施加于所述非平面结构而通过渗透来改变；以及形成于所述衬底上的模块，用于响应于将所述流体样本施加于所述非平面结构来标识所述非平面结构的特征的改变，所标识的改变指示所述流体样本的属性。12.如权利要求11所述的装置，其中所述模块包括处理器，用于：响应于所述非平面结构的体积变化来标识对电容、电阻或电感中的至少一者上的改变的测量结果；以及基于所述测量结果来计算指示所述流体样本的所述属性的值。13.如权利要求11所述的装置，其中所述模块包括处理器，用于：响应于施加于所述弯曲外表的不同位置的力来标识对所述弯曲外表的部分的位置的改变的测量结果；以及基于所述测量结果来计算指示所述流体样本的所述属性的值。14.如权利要求11所述的装置，其中所述模块包括处理器，用于：响应于施加于所述非平面...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·曼纳波，H·考尔，Y·I·克里蒙，D·I·颇斯纳，A·K·艾纳曼德拉姆，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国,US