用于光学检查湿润表面的微电子传感器件制造技术

本申请涉及用于在载体（１０）的接触表面（１２）处的研究区域（１３）中进行光学检查的微电子传感器件和方法，其中输入光束（Ｌ１，Ｌ１′）从光源（２０）发送到研究区域（１３），并且其中来自研究区域（１３）的输出光束（Ｌ２，Ｌ２′）由光检测器（３０）检测。耦合到光检测器（３０）的评估单元（５０）适于根据输出光束（Ｌ２，Ｌ２′）的特性参数（例如其强度）确定研究区域（１３）的湿润等级。在一个优选的实施例中，评估单元（５０）适于确定接触所述接触表面（１２）的液体引起的光强的变化。特别地，可以检测测试区域（１４）中的湿润等级，所述测试区域位于研究区域（１３）的邻近并且具有比研究区域（１３）更高的粗糙度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于光学检查湿润表面的微电子传感器件本专利技术涉及用于载体接触表面处的研究区域中的光学检查的微电 子传感器件和方法，其包括将光发射到研究区域中并且观察来自研究区US2005/0048599AP^开了一种用于研究微生物的方法，所述微生物 用粒子标记，从而可以对其施加(例如f兹)力。在该方法的一个实施例 中，通过透明材料将光束定向到其中它发生全内反射的表面。作为倏逝 波离开透明材料的该束光被表面处的微生物和/或其他成分散射并且然 后被光电检测器检测或者用来照明微生物以便进行目视观察。该方法以 及类似的测量原理的问题在于，它们对于操作条件的干扰和变化非常敏 感，所述干扰和变化在手工交换一次性载体和/或在交换样本流体的情况 下通常会出现。基于这种情形，本专利技术的目的是提供用于包含例如生物样本的研究 区域中的光学检查的装置。特别地，希望这些装置相对于通过样本和/ 或样本载体的交换引入的变化和干扰是鲁棒的。这个目的分别通过依照权利要求l的微电子传感器件、依照权利要 求13和14的载体、依照权利要求15的方法以及依照权利要求16的用途来 实现。从属权利要求中公开了优选的实施例。究区域中进行光学检查(其;、^究区域和载体不必属于所述器件、)。'在 这方面，术语"检查"应当从广义上来理解，包括光的任何种类的操作 和Z或光与研究区域中的某个实体(例如与待检测的生物分子)的任何种 类的交互。研究区域典型地为(优选地透明的)载体的接触表面处的小 体积，其中可以提供待检查的样本材料。术语"接触表面"主要选择成 载体表面的特定部分的唯一参考，并且虽然样本的目标成分在许多应用 中实际上接触且结合到所述表面，但是情况不必如此。所述微电子传感 器件包括以下部件a)光源，其用于朝接触表面发射光束，该光束在下文中称为"输入光束"。光源可以例如为激光器或者发光二极管(LED),其可选地设有用于定形和定向输入光束的一定光学器件。b) 光检测器，其用于确定光束的特性参数，其中所述光束来自接 触表面并且将在下文中称为"输出光束"。该输出光束通常将包括与输 入光束有关的光，例如由输入光束激励的荧光或反射的输入光，其中该 成分通常携带人们感兴趣的某些信息。光检测器可以包括任何适当的传 感器单元或多个传感器单元，通过所述传感器单元可以检测所述特性参 数，其例如光电二极管、光敏电阻器、光电池或者光电倍增管。c) 评估单元，其用于根据输出光束的确定的特性参数检测研究区 域的湿润等级。该评估单元可以由专用模拟电子硬件、带有相关软件的 数字数据处理硬件和/或两者的混合物来实现。"湿润等级"反映了研究 区域中有多少接触表面实际上被特定样本流体接触("湿润")以及有多 少未被接触("未湿润")。接触研究区域的未湿润部分的介质原则上可 以是任何固体材料、与样本流体不同的液体或气体或者真空。在介质为 气体的实际相关的情况下，湿润等级为气泡附接到接触表面的程度的指 示。在最简单的情况下，它可以只有代表"湿润"和"未湿润，，(干燥) 状态的两个值。然而， 一般说来，湿润等级将具有与湿润的不同程度相 应的多个值或者甚至可能例如代表接触表面的湿润部分(即由样本流体 接触的所考虑区域的百分数)的连续值。所描述的微电子传感器件具有以下优点它允许考虑发生光学检查 所在的表面的湿润等级。因此，可以大大地提高检查的鲁棒性和精度， 因为湿润等级被证明是关键的工作条件。由于例如接触表面处的气泡引 起的降低的湿润程度可能例如导致感兴趣的目标成分浓度的严重低估。 而且，所述传感器件具有从输出光束光学地导出湿润等级的优点。因此， 大部分必要的硬件通常已经存在于潜在的光学检查过程的设置中。存在限定由光检测器确定的输出光束的"特性参数"的许多可能性。 特性参数的一个实际重要的实例包括输出光束的光量，其中所述量典型 地表示为参考区域中的(平均)光强。在许多应用中，输出光束中的光 量包括人们感兴趣的信息，例如有关研究区域中的目标成分的浓度的信 息，并且因而将已经在光学检查的过程中进行了测量。因此，湿润等级 的确定可以作为副效应而实现。在本专利技术的一个特定实施例中，评估单元适于分别确定和比较流体施加到接触表面之前和之后测量的特性参数，其中流体的施加可以例如 为将样本流体引入到起初干燥的样本室中或者反之亦然。因此，湿润等 级的确定可以基于测量的特性参数的变化，其通常比仅根据绝对值的确 定更少依赖于特定的测量条件。在本专利技术的优选地可以与前面的实施例相结合的另 一个实施例中， 评估单元适于接收来自流体控制器(例如阀、泵或者拭子-挤压器(swab-squeezer ))的触发信号，所述流体控制器控制将流体施加到接 触表面。该流体控制器可以看作微电子传感器件的部件或者外部的单独 的器件；在后一种情况下，应当明确地定义触发信号的协议以便允许评 估单元与不同类型的这样的流体控制器的安全通信。借助于触发信号，可以例如向评估单元告警将发生或者已经发生流体插入到样本室中。这 允许比较邻近接触表面的介质的交换之前、期间和/或之后的确定状态下 的特性参数测量值。此外，流体检测允许微电子传感器件在预定义时间 启动测定-设备方法(assay-device method )(例如在执行磁性标签测定时 的磁驱动)。此外，它允许微电子传感器件在不同的模式(例如仅检测 流体的低功率模式和对研究区域进行完整评估的高功率模式)之间切 换。所述评估单元可选地可以适于确定和比较在将载体置于输入光束 的到达范围(reach)内之前和之后的特性参数。通过这种方式，该评估 单元此外还可以用来检验载体在读取器件中的正确放置，这有助于避免 由于例如手工操作失误造成的错误。在本专利技术的进一步的改进中，光源包括用于至少暂时将输入光束发 射到研究区域的周围环境中的光束调节器。因此，可以检测所述周围环 境中的湿润等级，其可以假定为与研究区域本身内部的湿润等级近似相 同。这种间接检测的优点在于，载体可以最优地设计用于(研究区域中 的)光学检查以及也用于检测(周围环境中的)湿润等级。玻璃载体的 表面可以例如^皮制成在研究区域内部是平滑的，而在周围环境中是粗糙 的，以实现对气泡的改善的检测。所述微电子传感器件可选地可以包括用于移动单个光束的扫描单束的宽度的准直器单^元。、所有这些设计允许使用两;或多个不同的光 束，其中这些光束之一可以对于潜在的光学检查是最优的，而其他光束最适用于检测湿润状态。特别地，所述光束之一可以是仅到达研究区域 的受限输入光束，而其他光束为像上面提到的、到达研究区域的周围环 境的光束那样的输入光束。所述光检测器可选地可以包括多个与输出光束的不同成分关联的 不同传感器单元。特别地，这些不同的传感器单元可以与输出光束的空 间不同的成分关联，例如与仅包括来自研究区域的光的中心成分或者与 包括来自研究区域的周围环境的光的外围成分关联。于是，可以同时进 行研究区域中的光学检查及其周围环境中的湿润等级的检测。优选地，所述微电子传感器件包括用于(例如从声学上或从光学上) 向用户指示研究区域的湿润等级的信令单元。于是，用户可以采取适当的措施，例如交换载体和/或样本流体，以避免在错误的工作条件下进行检查。在另一个实施例中，所述微电子传感器件包括用于调节研究区域的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微电子传感器件，用于载体（１０）的接触表面（１２）处的研究区域（１３）中的光学检查，包括：　ａ）光源（２０），其用于朝接触表面（１２）发射输入光束（Ｌ１，Ｌ１′）；　ｂ）光检测器（３０），其用于确定来自接触表面（１２）的输出光束（Ｌ ２，Ｌ２′）的特性参数；　ｃ）评估单元（５０），其用于根据确定的特性参数检测研究区域（１３）的湿润等级。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：CA弗舒伦，AHJ英明克，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]