具有交流电频率控制的阻抗测试制造技术

控制器输出控制信号，所述控制信号控制频率源来在不同时间向微流体通道内的电传感器施加交流电的不同非零频率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求享有Nicholas McGuinness等人在2014年1月30日提交的题为“MICROFLUIDIC SENSING DEVICE”的共同未决PCT/US2014/13748的优先权，在此通过引用将其整个公开内容并入本文。
技术介绍
诸如血液样本等流体样本被频繁采集并分析，用于临床诊断，以识别疾病和其它健康相关的问题。为了进行这样的诊断，对流体进行很多不同测试，需要多种不同流体样本。例如，这样的流体测试常常涉及识别细胞或颗粒的尺寸以及识别这种细胞或颗粒的数量。为了执行很多不同测试，常常需要多个不同的流体测试系统。这样的现有流体测试系统(例如台式测试系统)很大、笨重且难以使用。附图说明图1是示例性流体测试系统的示意图。图2是图1的流体测试系统的示例性电传感器的示意图。图3是用于流体测试的示例性方法的流程图。图4是另一示例性流体测试系统的示意图。图5是用于流体测试的另一示例性方法的流程图。图6A是用于流体测试的另一示例性方法的流程图。图6B是示出了示例性连续交替频率扫描曲线的示图。图6C是示出了示例性间歇式交替频率扫描曲线的示图。图7是另一示例性流体测试系统的示意图。图8是示例性测试盒(cassette)的透视图。图9A是具有修改的外部的图8的测试盒的截面图。图9B是部分被省略或被示为透明的图9A的测试盒的透视图。图9C是部分被省略或被示为透明的图9A的测试盒的顶视图。图10A是支撑示例性微流体测试盒和漏斗的示例性测试盒板的顶视图。图10B是图10A的测试盒板的底视图。图11是图10A的测试盒板的一部分的片断截面图。图12是图8和9A的测试盒的微流体芯片的另一示例的顶视图。图13是图12的微流体芯片的示例性感测区域的放大的片断顶视图。图14是示例性微流体芯片的片断顶视图，示出了示例性微流体通道之内的示例性电传感器。图15是示出微流体通道相对于示例性细胞的示例性收缩的体积的示图。图16是包括示例性电传感器的示例性微流体通道的示图，示出了电场的创建以及要通过电场的细胞的相对尺寸。图17是图8和9A的测试盒中可用的另一示例性微流体芯片的片断顶视图。图18是图8和9A的测试盒中可用的另一示例性微流体芯片的片断顶视图，示出了示例性微流体通道部分。图19是图18的微流体芯片的片断顶视图，示出了微流体通道部分之内的示例性泵和传感器。图20是图8和9A的测试盒中可用的另一示例性微流体芯片的片断顶视图。图21是示例性阻抗感测电路的示意图。图22是示出由图7的流体测试系统实施的示例性多线程方法的示图。具体实施方式图1示意性地示出了示例性流体测试系统20。如此后将要描述的，流体测试系统20提供了单一平台以对单一流体样本执行多种不同测试。因为测试系统20使用单一流体样本针对被测试流体的多个不同特性或参数产生数据，所以系统20允许利用单一测试系统进行这样的测试和诊断。此外，测试系统20减少了必须要采集的流体样本或血液样本的数量，并且减少了这种测试所导致的潜在危险医疗废品的量。流体测试系统20包括基板32、微流体通道36、电传感器38、频率源62和频率控制器64。通道36包括流体通道或通路，以引导并指引被测试的流体样本的流体。在一种实施方式中，通道36形成于微流体芯片的基板之内，并从入口(未示出)延伸以引导流体样本的部分穿过电传感器38。在一种实施方式中，通道36引导流体回到微流体芯片的贮存器以使流体循环。在另一实施方式中，微流体通道36引导流体回到排放贮存器或排放口。在又一实施方式中，通道36延伸至其它流体目的地。电传感器38包括在通道36之内的基板32之上形成的微制造的装置。在例示的示例中，传感器38包括被设计成输出电信号或导致电信号发生变化的微装置，所述变化指示并测量通过通道36的流体和/或流体的细胞/颗粒的性质、参数或特性。在例示的示例中，传感器38被用作电传感器。电传感器输出信号，该信号基于电信号的变化直接反映由流经通道的不同尺寸的颗粒或细胞带来的电阻抗。在一种实施方式中，传感器38包括形成于或集成于通道36的表面之内的带电电极和电接地电极。在一种实施方式中，电传感器38输出指示在任何时刻与传感器38相对或通过传感器38的细胞或颗粒的数量或量的信号，电传感器38输出指示这种个体细胞或颗粒的特性(例如细胞或颗粒的尺寸等)的信号。频率源62包括交流电的不同非零频率的至少一个源。在一种实施方式中，频率源62包括个体电传感器38专用的个体频率源。在另一实施方式中，频率源62包括单一频率源，其有选择地向不同电传感器38施加交流电的不同非零频率，或者同时向不同的电传感器38供应交流电的不同非零频率。在一种实施方式中，频率源62包括直接数字合成器，其包括频率基准，例如晶体或表面声波(SAW)振荡器、数字控制振荡器和数模转换器。在另一实施方式中，频率源62包括模拟或锁相环(PLL)频率源。在一种实施方式中，频率源62被设计成向电传感器38施加交流电的第一较低非零频率以便于确定个体细胞的尺寸，并被设计成向电传感器38施加交流电的第二较高非零频率以便于确定其它性质。在一种实施方式中，频率源62被设计成施加不同的非零频率，以便于统计通过传感器38中的每个传感器的细胞或颗粒的数量。频率控制器64控制向电传感器38施加交流电的不同非零频率。在一种实施方式中，频率控制器64便于用户对施加到电传感器38的交流电的不同非零频率进行选择。频率控制器64包括处理单元66和存储器68。处理单元遵循存储器68中包含的指令以输出引导频率源62的操作的控制信号。出于本申请的目的，术语“处理单元”应当表示当前开发或将来开发的处理单元，其执行存储器中包含的指令序列。执行指令序列使得处理单元执行诸如生成控制信号等动作。可以在随机存取存储器(RAM)中加载来自只读存储器(ROM)、大容量存储装置、或包含程序逻辑或逻辑编码的一些其它持久性储存器或非暂态计算机可读介质的指令，以用于由处理单元执行。在其它实施方式中，可以使用硬布线电路替代机器可读指令或与之组合，以实现所述功能。例如，控制器64可以体现为专用集成电路(ASIC)的部分。除非另行具体指出，控制器64不限于硬件电路和机器可读指令的任何特定组合，也不限于由处理单元执行的指令的任何特定源。在一种实施方式中，控制器64基于电传感器38的实时且正在进行的性能而自动动态调节施加于电传感器38的交流电的频率，以改善系统20的性能。例如，在一种实施方式中，控制器64输出向电传感器38施加交流电的第一非零频率的控制信号。基于在施加交流电的第一非零频率期间从电传感器38接收的信号，控制器64调节接下来施加于电传感器38的交流电的频率的值。控制器64输出控制信号，使得频率源62向电传感器38施加交流电的第二非零频率，其中频率源62向电传感器38施加的交流电的第二非零频率的值基于在施加交流电的第一非零频率期间从电传感器38接收的信号。在一种实施方式中，控制器64选择性地施加交流电的不同非零频率以对流体样本执行不同的测试。由于控制器64令频率源62向电传感器38施加交流电的不同非零频率，电传感器38执行不同测试，输出可以指示流体或其中包含的细胞的不同性质或特性的不同信号。这种不同的测试是在单本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，包括：微流体通道；所述微流体通道内的电传感器，所述电传感器在所述微流体通道内形成电场并输出指示所述微流体通道内的所述电场内的流体的阻抗的信号；频率源；以及控制器，所述控制器输出控制信号，所述控制信号控制所述频率源以在不同时间向所述电传感器选择性地施加交流电的不同非零频率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.30 US PCT/US2014/0137481.一种设备，包括：微流体通道；所述微流体通道内的电传感器，所述电传感器在所述微流体通道内形成电场并输出指示所述微流体通道内的所述电场内的流体的阻抗的信号；频率源；以及控制器，所述控制器输出控制信号，所述控制信号控制所述频率源以在不同时间向所述电传感器选择性地施加交流电的不同非零频率。2.根据权利要求1所述的设备，其中，要由所述控制器输出的所述控制信号向所述电传感器施加交流电的第一非零频率并向所述电传感器施加交流电的第二非零频率，其中，向所述电传感器施加的交流电的所述第二非零频率的值基于在施加交流电的所述第一非零频率期间从所述电传感器接收的信号。3.根据权利要求1所述的设备，其中，要由所述控制器输出的所述控制信号向所述电传感器施加交流电的第一非零频率并向所述电传感器施加交流电的第二非零频率，其中，所述第一非零频率包括基于用于第一流体测试的第一频率的信噪比性能而为所述第一流体测试选择的频率，并且其中，所述第二非零频率包括基于用于不同于所述第一流体测试的第二流体测试的第二频率的信噪比性能而为所述第二流体测试选择的频率。4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述控制器在向所述电传感器施加第一多个非零频率时跨一频率范围进行扫描。5.根据权利要求4所述的设备，其中，所述控制器在向所述电传感器施加所述第一多个非零频率时多次跨一频率范围进行扫描。6.根据权利要求4所述的设备，其中，所述控制器在向所述电传感器施加所述第一多个非零频率时跨所述频率范围进行连续扫描。7.根据权利要求4所述的设备，其中，所述控制器在向所述电传感器施加所述第一多个非零频率时跨所述频率范围进行间断性扫描。8.一种方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·C·陆，M·M·巴伦西亚，J·塞尔斯，M·吉里，
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