分析物感测系统及其卡匣技术方案

本案公开了一种感测系统。感测系统包括感测器卡匣和读取装置。感测器卡匣包括感测装置和微流道结构。感测装置包括彼此以投影偏移方式布置的芯片元件和电极元件。式布置的芯片元件和电极元件。式布置的芯片元件和电极元件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】分析物感测系统及其卡匣
相关申请的交叉引用
[0001]本案主张2019年12月24日提交的美国临时专利申请号62/953,216的优先权，其通过引用并入本文并作为说明书的一部分。背景
1.

[0002]本案总体上涉及微型分析感测系统，并且更具体地，涉及使用感测卡匣作为样本介面以为待测目标物质定性或定量的感测系统。2.相关技术
[0003]定点照护(point
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of
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care,POC)技术的成熟可能会给现代医疗保健领域带来新的颠覆性发展浪潮。例如，在各种应用中越来越广泛的POC设备范围已经促进了医疗资源的分散化，并实现了更大的灵活性。随着各种技术学科的高度整合，现代医疗保健设备和应用稳步实现了可预测性、可靠性、快速性、便携性、和成本效益的多方面目标。例如，易于使用的微型形葡萄糖监测计使糖尿病患者能够在居家舒适的情况下即时并准确地监测他们的健康状况，从而节省了患者宝贵的时间和精力，同时节约了集中式医疗机构的可用医疗资源。
[0004]虽然适用于POC应用的小尺寸生物感测器的价值不断增长，但在设计和制造实用可靠且价格合理的感测器装置方面一直面临挑战。一方面，尽管许多研究工作者将研发重点集中在微观地改良微电子元件设备的制造上，但人们应该认识到，感测器封装组件的总体设计在制造可行性和设备可靠性方面具有同等重要的意义。附图的简要说明
[0005]为可仔细理解本案以上记载之特征，参照实施态样可提供简述如上之本案的更特定描述，一些实施态样系说明于随附图式中。然而，要注意的是，随附图式仅说明本案的典型实施态样并且因此不被视为限制本案的范围，因为本案可承认其他等效实施态样。
[0006]图1为本案的一些实施例的感测系统的应用情境示意图；
[0007]图2A和图2B为本案的一些实施例的感测系统的组件示意图；
[0008]图3为本案的一些实施例的感测系统的感测卡匣的外部透视示意图；
[0009]图4A和图4B为本案的一些实施例的感测卡匣的分解示意图；
[0010]图5为本案的一些实施例的感测卡匣的示例性部件的局部分解透视图；
[0011]图6为本案的一些实施例的感测卡匣的截面示意图；
[0012]图7为本案的一些实施例的感测卡匣的平面布局示意图；
[0013]图8为本案的一些实施例中，选择性地聚焦在感测卡匣的两个功能区域上的示意性平面图；
[0014]图9为本案的一些实施例的感测卡匣沿线A
‑
A'的截面示意图；
[0015]图10为本案的一些实施例的另一感测卡匣的截面示意图；
[0016]图11为本案的一些实施例的感测卡匣的主动腔室的截面示意图；
[0017]图12为本案的一些实施例的感测卡匣的微流体通道结构中的悬置区段的示意性
透视图；
[0018]图13为本案的一些实施例的感测卡匣的反应腔室的截面示意图；
[0019]图14为本案的一些实施例的在感测卡匣的流动路径中的示例性样本相互作用示意图；
[0020]图15为本案的一些实施例的在感测卡匣的流动路径中的示例性样本相互作用示意图；
[0021]图16为本案的一些实施例的在感测卡匣的流动路径中的示例性样本相互作用示意图。详细说明
[0022]以下描述将参考附图以更全面地描述本公开内容。附图中所示为本公开的示例性实施例。然而，本公开可以以许多不同的形式来实施，并且不应所述被解释为限于在此阐述的示例性实施例。提供这些示例性实施例是为了使本公开透彻和完整，并且将本公开的范围充分地传达给本领域技术人员。类似的附图标记表示相同或类似的元件。
[0023]本文使用的术语仅用于描述特定示例性实施例的目的，而不意图限制本公开。如本文所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一”，“一个”和“所述”旨在也包括复数形式。此外，当在本文中使用时，“包括”和/或“包含”或“包括”和/或“包括”或“具有”和/或“具有”，整数，步骤，操作，元件和/或组件，但不排除存在或添加一个或多个其它特征，区域，整数，步骤，操作，元件，组件和/或其群组。
[0024]除非另外定义，否则本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。此外，除非文中明确定义，诸如在通用字典中定义的那些术语应所述被解释为具有与其在相关技术和本公开内容中的含义一致的含义，并且将不被解释为理想化或过于正式的含义。
[0025]图1为本案的一些实施例的感测系统的应用情境示意图。
[0026]从插图的顶部开始，图1显示了样本收集过程的执行。样本采集过程可以在公共医疗机构或个人场所进行，例如，在患者家或庇所中。样本收集过程可能涉及侵入性技术，例如血液提取，或非侵入性方式，例如咽喉拭子，唾液或尿液收集。
[0027]然后，应用情境过程顺时针进行到样本输入阶段，其中将收集的样本(例如，生物流体的样本)提供给生物感测器系统的样本介面/接口部件(例如，感测器卡匣)。生物感测器系统的样本介面/接口部件可以结合生物流体通道结构，该生物流体通道结构被构造成将样本体液从样本入口引导至容纳在其中的嵌入式感测器部件。感测器装置设计者的其中一个目标是为生物感测器提供足够的灵敏度，以使其能够从少量的样本中可靠地提取生理信息。
[0028]前述操作流程移至图的底部至读取阶段，其中样本介面/接口部件被耦合至(例如插入)生物感测器系统的读取装置以提取检测结果。根据所采用的检测原理，生物感测器系统的读取装置通常具有较大的尺寸和复杂性。例如，基于光学的生物感测器通常需要具有高耗电量的大型读取设备。又如，基于振动的生物感测器(例如原子力显微镜/AFM，晶体石英微量天平/QCM)需要精密的振动隔离装置，因此不适合便携式应用。相比之下，结合了现代微电子感测器组件的生物感测器受益于微/奈米制造技术的不断进步，这不仅使生物感测器系统的样本介面/接口部件得以微型化、且也使得读取设备本身的外形尺寸均得以减
小。在一些应用中，如图所示，生物感测器系统的读取装置被整合到便携式单元中。
[0029]样本诊断过程接着进入结果生成阶段。随着微电子感测器组件集成技术的成熟，检测精度已得到提高以满足实际应用需求，并且结果周转时间已大大减少(例如，数小时左右)。此外，先进的微/奈米制造技术已能实行可预测且可靠的样本介面/接口部件的批量生产，从而有助于降低单位成本、并使一次性感测器组件(用完即丢)成为现实。由于感测器的使用具有一次性和动态性，因此根据实际应用的需要，诊断检验过程可以相对低成本地重复进行。
[0030]同时参考图2A和图2B，其为本案的一些实施例的感测系统的组件示意图。一方面，图2A为本案示例性生物感测器系统的硬件部件，而图2B为本案的一些实施例的感测系统的示例性功能组件的示意性方块图。
[0031]示例性感测系统包括感测器卡匣10和读取装置20。在一些实施例中，感测器卡匣10被配置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种感测卡匣，包括：一感测装置，包括：一芯片元件，包括一主动面，该主动面设置在一基板的一安装面上，该主动面定义有一第一采样区域；以及一电极元件，包括一捕获面，该捕获面定义有一第二采样区域；其中，该芯片元件的该主动面被布置成投影地偏移于该电极元件的该捕获面，其中，该第一采样区域的面积与该第二采样区域的面积之比率小于1；以及一微流道结构，其布置在该感测装置上方并被配置为将流体输送到该主动面以及该捕获面。2.如权利要求1所述的感测卡匣，其中，该第一采样面积与该第二采样面积之比率在约1
×
10^
‑
8到约1的范围。3.如权利要求1所述的感测卡匣，其中，该微流道结构接触于该芯片元件以及该电极元件，并与该芯片元件以及该电极元件形成液密的密封界面。4.如权利要求1所述的感测卡匣，其中，该电极元件与该基板是在结构上分离的构件。5.如权利要求4所述的感测卡匣，其中，该电极元件设置在该基板的该安装面之外。6.如权利要求4所述的感测卡匣，其中，相对于该基板的该安装面，该芯片元件的该主动面被布置在与该电极元件的该捕获面不同的高度处。7.如权利要求4所述的感测卡匣，其中，该电极元件还包括一基体，且该捕获面包括固定在该基体上的一探针阵列，其中，该基体包括电阻率大于10^
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6ΩM的材料。8.如权利要求4所述的感测卡匣，其中，该电极元件更包括一基体，且该捕获面包括固定在该基体的一涂层上的一探针阵列，其中该涂层的表面粗糙度小于10μm。9.如权利要求1所述的感测卡匣，其中，该微流道结构包括布置在该主动面和该捕获面之间的一悬置区段，其中，该微流道结构的该悬置区段被布置在比其紧邻的上游部分更高的高度处。10.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：林志成，简嘉男，吴荣信，黄琮智，瞿志豪，吴铁纲，萧圣谕，
申请(专利权)人：恒利医学科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：