微流體感測(cè)裝置的制造方法
【專利摘要】一種微流體感測(cè)裝置，包括通道以及在通道之內(nèi)的阻抗傳感器。阻抗傳感器包括在通道內(nèi)的本地接地和電極。本地接地和電極用于形成沿通道延長(zhǎng)的電場(chǎng)區(qū)域。
【專利說(shuō)明】
微流體感測(cè)裝置
【背景技術(shù)】
[0001]—些微流體感測(cè)裝置采用阻抗傳感器來(lái)區(qū)分流式細(xì)胞計(jì)量應(yīng)用中細(xì)胞或顆粒的尺寸。阻抗傳感器依賴于信號(hào)幅度。當(dāng)細(xì)胞或顆粒受損時(shí)，其介電性質(zhì)可能會(huì)變化，降低了這種微流體感測(cè)裝置的精確度。
【附圖說(shuō)明】
[0002]圖1是示例性微流體感測(cè)系統(tǒng)的頂視圖。
[0003]圖2是另一種示例性微流體感測(cè)系統(tǒng)的頂視圖。
[0004]圖3是可以由圖1的系統(tǒng)或圖2的系統(tǒng)執(zhí)行的示例性方法的流程圖。
[0005]圖4是另一種示例性微流體感測(cè)系統(tǒng)的頂視圖。
[0006]圖5是另一種示例性微流體感測(cè)系統(tǒng)的頂視圖。
[0007]圖6是圖5的微流體感測(cè)系統(tǒng)的透視圖。
[0008]圖7是另一種示例性微流體感測(cè)系統(tǒng)的頂視圖。
[0009]圖8是另一種示例性微流體感測(cè)系統(tǒng)的頂視圖。
[0010]圖9是另一種示例性微流體感測(cè)系統(tǒng)的頂視圖。
[0011 ]圖10是另一種示例性微流體感測(cè)系統(tǒng)的頂視圖。
[0012]圖11是另一種示例性微流體感測(cè)系統(tǒng)的頂視圖。
[0013]圖12是另一種示例性微流體感測(cè)系統(tǒng)的頂視圖。
[0014]圖13是另一種示例性微流體感測(cè)系統(tǒng)的頂視圖。
[0015]圖14是另一種示例性微流體感測(cè)系統(tǒng)的頂視圖。
[0016]圖15是另一種示例性微流體感測(cè)系統(tǒng)的透視圖。
[0017]圖16是圖15的微流體感測(cè)系統(tǒng)的側(cè)視圖。
[0018]圖17是圖15的微流體感測(cè)系統(tǒng)的側(cè)視圖，示出了通過(guò)顆粒對(duì)電場(chǎng)區(qū)域的阻礙。
[0019]圖18是顆粒通過(guò)圖15的微流體感測(cè)系統(tǒng)期間阻抗隨時(shí)間變化的曲線圖。
[0020]圖19是圖2、圖5、圖8、圖9、圖12、圖13和圖14的微流體感測(cè)系統(tǒng)的阻抗相對(duì)于B位移的曲線圖。
[0021 ]圖20是另一種示例性微流體感測(cè)系統(tǒng)的頂視圖。
[0022]圖21是另一種示例性微流體感測(cè)系統(tǒng)的頂視圖。
[0023]圖22是另一種示例性微流體感測(cè)系統(tǒng)的頂視圖。
[0024]圖23是另一種示例性微流體感測(cè)系統(tǒng)的頂視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]圖1示出了示例性微流體感測(cè)系統(tǒng)20。微流體感測(cè)系統(tǒng)20利用阻抗傳感器來(lái)檢測(cè)流過(guò)阻抗傳感器的顆粒的一個(gè)或多個(gè)特性。如下文將要描述的，微流體感測(cè)系統(tǒng)20提供了增強(qiáng)的感測(cè)精確度。
[0026]微流體感測(cè)系統(tǒng)20包括通道22和阻抗傳感器24。通道22包括微流體通路，流體26通過(guò)其傳送一個(gè)或多個(gè)顆粒28。出于本公開(kāi)內(nèi)容的目的，術(shù)語(yǔ)“微流體”是指與具有尺度在“微”范圍(為微升)內(nèi)的體積或傳送尺度在“微”范圍(為微米)內(nèi)的顆粒的流體進(jìn)行交互的裝置和/或通路。出于本公開(kāi)內(nèi)容的目的，術(shù)語(yǔ)“顆?！焙w任何小的微片、碎片或量，包括但不限于生物細(xì)胞或生物細(xì)胞的組?！傲黧w”可以包括液體、氣體或其混合物。通道22導(dǎo)引流體26或顆粒28流動(dòng)穿過(guò)或通過(guò)由阻抗傳感器24在通道22之內(nèi)形成的電場(chǎng)區(qū)域30(示意性示出)。含顆粒的流體的示例包括但不限于血液樣本以及包含顏料/顆粒的墨水等。
[0027]阻抗傳感器24在通道22之內(nèi)形成電場(chǎng)區(qū)域30。阻抗傳感器24包括局部電氣接地32和電極34，它們協(xié)作以形成在通道22區(qū)域之內(nèi)延伸的電場(chǎng)線的區(qū)域30。電氣接地32和電極34兩者都是“本地”的，因?yàn)殡姎饨拥?2和電極34是由與通道22的內(nèi)部相鄰或與通道22的內(nèi)部相對(duì)緊密鄰近(例如，僅僅在通道22的內(nèi)部表面或表層下方或后方)的導(dǎo)電接觸部提供的。與位于通道22或遠(yuǎn)通道22外部的遠(yuǎn)程接地相反，接地32與電極34之間的電場(chǎng)區(qū)域30的絕大部分(如果不是全部)都包含在通道22的內(nèi)部。結(jié)果，接地32與電極34之間的電場(chǎng)線延伸的距離沒(méi)有長(zhǎng)到使信號(hào)強(qiáng)度減小或減弱至顯著地削弱系統(tǒng)20的精確度的點(diǎn)。
[0028]當(dāng)顆粒28通過(guò)電場(chǎng)區(qū)域30時(shí)，區(qū)域30的電場(chǎng)線至少部分地受到顆粒28的阻礙，而使得區(qū)域30的電場(chǎng)線被改變并圍繞顆粒28行進(jìn)。因必須圍繞顆粒28行進(jìn)而造成區(qū)域30的電場(chǎng)線的長(zhǎng)度增大，這增大或提高了在電極34處可以檢測(cè)到的電阻抗。結(jié)果，因顆粒28對(duì)電場(chǎng)區(qū)域30的阻礙而導(dǎo)致的阻抗增大充當(dāng)著顆粒28的一個(gè)或多個(gè)特性的指示符，例如顆粒28的尺寸。
[0029]布置或以其它方式配置阻抗傳感器24的接地32和電極34，以使得電場(chǎng)區(qū)域30沿著通道22并在通道22之內(nèi)延長(zhǎng)。換言之，電場(chǎng)區(qū)域30在沿著或平行于通道22的方向且平行于流體26流過(guò)通道22的方向的方向延伸，使得顆粒28打斷或阻礙電場(chǎng)區(qū)域30的電場(chǎng)線較長(zhǎng)或延長(zhǎng)的時(shí)間段。結(jié)果，表示當(dāng)顆粒28的一部分流過(guò)電場(chǎng)區(qū)域30時(shí)的阻抗變化的電信號(hào)具有特征性的較長(zhǎng)斜升和斜降，有助于增大對(duì)顆粒28的尺寸感測(cè)的精確度。
[0030]圖1示出了用于形成沿通道22延長(zhǎng)的電場(chǎng)區(qū)域30的接地32和電極34的兩種替代布置。在第一布置中，如實(shí)線所示，接地32和電極34之一或兩者具有沿平行于通道22的通道22的側(cè)面延伸的主要維度，長(zhǎng)度L。在一個(gè)實(shí)施方式中，在通道22的側(cè)壁中形成接地32和電極34。在另一個(gè)實(shí)施方式中，接地32和電極34都形成于通道22的一個(gè)面或表面中，沿著或平行于通道22的側(cè)壁而延伸。例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，接地32和電極34兩者都形成于通道22的底面中，接地32和電極34的每一個(gè)都沿著或相鄰于通道22的側(cè)壁而延伸。
[0031]在第二布置中，如虛線所示，接地32’和電極34’在沿通道32的方向上彼此間隔開(kāi)。由于接地32’與電極34’的上游-下游間距，所以電場(chǎng)區(qū)域30是延長(zhǎng)的。在一個(gè)實(shí)施方式中，接地32’和電極34’兩者都形成于通道22的內(nèi)部的同一面或表面上。在其它實(shí)施方式中，接地32’和電極34’形成于沿通道22的不同表面上。盡管接地32’被示為處于電極34’的下游，但這一關(guān)系可以是相反的。
[0032]圖2是示出了微流體感測(cè)系統(tǒng)120的圖示，即微流體感測(cè)系統(tǒng)20的特定實(shí)施方式。如微流體感測(cè)系統(tǒng)20那樣，微流體感測(cè)系統(tǒng)120利用阻抗傳感器，該阻抗傳感器沿通道產(chǎn)生延長(zhǎng)的電場(chǎng)區(qū)域，以檢測(cè)通過(guò)電場(chǎng)區(qū)域的顆粒或細(xì)胞的特性。微流體感測(cè)系統(tǒng)120包括源貯存器200、栗202、熱傳感器203、通道122、接收貯存器204、阻抗傳感器124、控制器206和輸出208。源貯存器200包括用于接收包含有顆粒28的流體26的供給的結(jié)構(gòu)。源貯存器200與通道122相通，以供給流體26和顆粒28，其被驅(qū)動(dòng)或汲取(drawn)而通過(guò)跨阻抗傳感器124的通道122。
[0033]栗202包括使流體26和顆粒28移動(dòng)通過(guò)阻抗傳感器124的機(jī)構(gòu)。在例示的示例中，栗202驅(qū)動(dòng)流體26和顆粒28，以從源貯存器200沿著通道122并穿過(guò)阻抗傳感器124而向著接收貯存器204。在另一個(gè)實(shí)施方式中，栗202或者可以位于接收貯存器204之內(nèi)，以便從源貯存器200沿著通道122并穿過(guò)阻抗傳感器124而汲取流體26和顆粒28。盡管例示了一個(gè)栗，在其它實(shí)施方式中，系統(tǒng)120可以包括超過(guò)一個(gè)栗。
[0034]在一個(gè)實(shí)施方式中，栗202包括氣泡噴射栗，也稱為電阻式或熱噴墨(TIJ)栗，其中使電阻器加熱到一定溫度，以便蒸發(fā)液體的一部分來(lái)形成氣泡，該氣泡驅(qū)動(dòng)周圍的液體和顆粒。在這樣的實(shí)施方式中，充當(dāng)栗202的TIJ電阻器可以另外地充當(dāng)加熱設(shè)備以將系統(tǒng)120加熱到規(guī)定溫度。在其它實(shí)施方式中，栗202可以包括諸如壓電元件(PZT)栗之類的其它類型的栗，或者具有電力地、磁性地或機(jī)械地激活的偏轉(zhuǎn)膜(deflective membrane)的其它栗O
[0035]溫度傳感器203包括一個(gè)或多個(gè)溫度或熱感測(cè)裝置，以檢測(cè)還充當(dāng)加熱設(shè)備的TIJ電阻器或獨(dú)立于栗202的另一加熱設(shè)備或部件已經(jīng)將系統(tǒng)120加熱到的溫度。溫度傳感器203與控制器206進(jìn)行通信，并提供關(guān)于由充當(dāng)栗202的TIJ電阻加熱器或獨(dú)立加熱部件對(duì)系統(tǒng)120的加熱的閉環(huán)反饋。
[0036]通道122將流體26和顆粒28從源貯存器200導(dǎo)引到接收貯存器204。在顆粒20 8/2通過(guò)阻抗貯存器124之后，接收貯存器204接收流體26和顆粒28。在一些實(shí)施方式中，接收貯存器204連接到源貯存器200，有助于流體26和顆粒28的循環(huán)。在一些實(shí)施方式中，通道122可以另外包括一個(gè)或多個(gè)濾波器或其它結(jié)構(gòu)，當(dāng)流體26從貯存器200到達(dá)貯存器204時(shí)將流過(guò)該一個(gè)或多個(gè)濾波器或其它結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施方式中，系統(tǒng)120可以包括多個(gè)不同尺寸的通道，其中不同尺寸的通道用于對(duì)不同尺寸的顆粒28進(jìn)行分類和分離。
[0037]阻抗傳感器124與阻抗傳感器24相類似。阻抗傳感器124包括本地接地(localgrOUnd)132和電極134。接地32和電極34具有主要維度(長(zhǎng)度L)，其沿著通道122的側(cè)面平行于通道122延伸。在例示的示例中，接地132和電極134兩者都形成于通道22的一個(gè)面或表面中，沿著或平行于通道122的側(cè)壁而延伸。在例示的示例中，接地132和電極134兩者都形成于通道22的底面中，接地32和電極34的每一個(gè)沿著或相鄰于通道122的側(cè)壁而延伸。因?yàn)榻拥?32和電極134兩者都形成于通道122的底面中，所以制造和形成具有接地132和電極134的通道可能較為不復(fù)雜且成本較低。接地132和電極134沿通道122產(chǎn)生延長(zhǎng)的電場(chǎng)區(qū)域，以提高檢測(cè)通過(guò)電場(chǎng)區(qū)域130的顆粒28特性的精確度。
[0038]控制器206控制阻抗傳感器124的操作?？刂破?06調(diào)節(jié)向電極134的電荷的供給，并通過(guò)傳感器124控制對(duì)阻抗的檢測(cè)。在一個(gè)實(shí)施方式中，控制器206還控制一個(gè)或多個(gè)栗(例如，栗202)的操作，以控制流體26和顆粒28沿著通道122的流動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施方式中，控制器206另外通過(guò)栗202的TIJ電阻器或獨(dú)立加熱部件來(lái)控制對(duì)系統(tǒng)120的加熱?？刂破?06包括處理單元210和存儲(chǔ)器212。出于本申請(qǐng)的目的，術(shù)語(yǔ)“處理單元”應(yīng)當(dāng)表示當(dāng)前開(kāi)發(fā)或?qū)?lái)開(kāi)發(fā)的處理單元，其執(zhí)行非暫時(shí)性存儲(chǔ)器或永久性存儲(chǔ)裝置(例如，存儲(chǔ)器212)中包含的指令序列。執(zhí)行指令序列使得處理單元執(zhí)行諸如產(chǎn)生控制信號(hào)之類的步驟?？梢栽陔S機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)中加載該指令，以由只讀存儲(chǔ)器(ROM)、大容量存儲(chǔ)裝置或某種其它永久性存儲(chǔ)裝置中的處理單元來(lái)執(zhí)行。在其它實(shí)施例中，可以使用硬布線電路替代軟件指令或與之組合，以實(shí)施所述功能。例如，控制器206可以被具體化為一個(gè)或多個(gè)專用集成電路(ASIC)的一部分。除非另外特別指出，控制器不限于硬件電路和軟件的任何特定組合，也不限于由處理單元執(zhí)行的指令的任何特定源。
[0039]輸出208包括用以呈現(xiàn)來(lái)自阻抗傳感器124的結(jié)果或以其它方式使其可用或用于分析顆粒28的裝置。在一個(gè)實(shí)施方式中，輸出208包括端口、信號(hào)發(fā)送接觸部或無(wú)線收發(fā)器或發(fā)射機(jī)，通過(guò)其可以使表示傳感器124所檢測(cè)到的阻抗變化的電信號(hào)可供外部裝置在識(shí)別與顆粒28相關(guān)聯(lián)的特性時(shí)進(jìn)行分析和使用。例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，輸出208可以包括通用串行總線端口，通過(guò)其可以將阻抗信號(hào)發(fā)送到外部計(jì)算裝置或其它主機(jī)裝置(例如，智能電話、平板計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)等)，以用于確定顆粒28的特性，例如顆粒28的尺寸。在一個(gè)實(shí)施方式中，來(lái)自阻抗傳感器124所產(chǎn)生的信號(hào)的結(jié)果被存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器212中，以供主機(jī)裝置隨后檢索和分析。
[0040]在另一個(gè)實(shí)施方式中，存儲(chǔ)器212包含計(jì)算機(jī)可讀指令，其用于指示處理器210根據(jù)阻抗傳感器124所產(chǎn)生的阻抗信號(hào)來(lái)確定現(xiàn)場(chǎng)的一個(gè)或多個(gè)特性。例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，存儲(chǔ)器212可以包含代碼或指令，用于在顆粒28通過(guò)電場(chǎng)區(qū)域130時(shí)，指示處理器210基于來(lái)自傳感器124的阻抗信號(hào)來(lái)確定或估計(jì)顆粒28的尺寸。在這樣的實(shí)施方式中，輸出208包括視覺(jué)顯示器或聽(tīng)覺(jué)裝置，以指示所確定的顆粒28的特性，例如，所確定的顆粒28的尺寸。在一些實(shí)施方式中，輸出208可以另外地有助于與系統(tǒng)120的用戶進(jìn)行通信，以提供用于操作系統(tǒng)120的指令或提供關(guān)于正確使用系統(tǒng)120或完成測(cè)試的確認(rèn)或反饋。
[0041]在一個(gè)實(shí)施方式中，系統(tǒng)120被實(shí)施為單個(gè)平臺(tái)216上支持的基于芯片的裝置。在一個(gè)實(shí)施方式中，平臺(tái)216可以是手持式平臺(tái)。結(jié)果，系統(tǒng)120可以提供微流體診斷系統(tǒng)，其為醫(yī)療點(diǎn)健康診斷(例如，基于細(xì)胞的診斷)提供可配置和可移動(dòng)平臺(tái)，以用于檢測(cè)傳染病和慢性病。
[0042]在一個(gè)實(shí)施方式中，平臺(tái)216包括硅基板，在其上提供阻抗測(cè)量電路，以用于操作和/或控制電極134來(lái)產(chǎn)生用于阻抗感測(cè)的電場(chǎng)區(qū)域130。在一個(gè)實(shí)施方式中，平臺(tái)216的硅基板還支撐著用于分析第二阻抗信號(hào)以識(shí)別顆粒28的一個(gè)或多個(gè)特性的電路。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，充當(dāng)平臺(tái)216的娃基板包括尺寸介于0.5mm2到5mm2之間的娃芯片，其中娃基板支撐著充當(dāng)栗202和加熱器兩者的一個(gè)或多個(gè)TIJ電阻器中的每個(gè)TIJ電阻器、一個(gè)或多個(gè)阻抗傳感器電極134(和相關(guān)聯(lián)的接地132)，以及一個(gè)或多個(gè)熱傳感器203，它們?cè)诰哂邢嚓P(guān)聯(lián)的電路的基板上彼此緊密鄰近。在一個(gè)實(shí)施方式中，硅基板支撐著充當(dāng)栗202和加熱器兩者的一個(gè)或多個(gè)TI J電阻器中的每個(gè)TI J電阻器、一個(gè)或多個(gè)阻抗傳感器電極134 (和相關(guān)聯(lián)的接地132)以及一個(gè)或多個(gè)熱傳感器203，它們彼此的間距小于或等于5mm，彼此的標(biāo)稱間距小于或等于0.5mm ο
[0043]在一個(gè)實(shí)施方式中，平臺(tái)216包括電源。在另一個(gè)實(shí)施方式中，平臺(tái)216被配置成連接到遠(yuǎn)程電源。在一個(gè)實(shí)施方式中，系統(tǒng)120的部件和平臺(tái)216是一次性使用的。在這樣的實(shí)施方式中，可以使用集成電路微制造技術(shù)來(lái)制造系統(tǒng)120的結(jié)構(gòu)和部件，該集成電路微制造技術(shù)例如是電鑄、激光燒蝕、各向異性蝕刻、濺射、干法蝕刻和濕法蝕刻、光刻、澆鑄、模制、壓印、加工、旋涂、層壓等等。
[0044]圖3是用于進(jìn)行感測(cè)以基于阻抗變化來(lái)確定顆粒特性的示例方法300的流程圖。可以由阻抗感測(cè)系統(tǒng)20或120中的任一個(gè)來(lái)執(zhí)行方法300 ο如步驟310所指示的，電極34、34 ’、134是被充電，以便分別與本地接地32、32’和132協(xié)作來(lái)形成沿通道22、122延長(zhǎng)的電場(chǎng)區(qū)域30、130。如步驟312所指示的，控制器206在包含有顆粒28的流體26在通道22、122之內(nèi)流動(dòng)期間，感測(cè)電場(chǎng)區(qū)域30、130中的阻抗變化。如步驟314所指示的，控制器206或遠(yuǎn)程主機(jī)裝置利用感測(cè)到的阻抗變化來(lái)識(shí)別顆粒28的一個(gè)或多個(gè)特性，例如顆粒28的尺寸。因?yàn)殡妶?chǎng)區(qū)域30、130沿著通道122延長(zhǎng)，所以延長(zhǎng)了顆粒28駐留在電場(chǎng)區(qū)域30、130之內(nèi)的時(shí)間，增強(qiáng)了信號(hào)可靠性和檢測(cè)精確度。
[0045]圖4是微流體感測(cè)系統(tǒng)320的頂視圖，該微流體感測(cè)系統(tǒng)320是微流體感測(cè)系統(tǒng)20的示例性實(shí)施方式。微流體感測(cè)系統(tǒng)320類似于微流體感測(cè)系統(tǒng)120，在于這樣的系統(tǒng)320也包括通道122以及源貯存器200、栗202、接收貯存器204、控制器206、輸出208和平臺(tái)216，上文結(jié)合系統(tǒng)120示出和描述了其中的每一者。與微流體感測(cè)系統(tǒng)120相比，微流體感測(cè)系統(tǒng)320包括阻抗傳感器324A、324B、324C、324D、324E、324F(統(tǒng)稱為阻抗傳感器324)。阻抗傳感器324的每一個(gè)都類似于阻抗傳感器124，而形成沿通道122延長(zhǎng)的電場(chǎng)區(qū)域。在例示的示例中，阻抗傳感器324沿通道122形成不同尺寸或形狀的電場(chǎng)區(qū)域330。在例示的示例中，阻抗傳感器324D形成的電場(chǎng)區(qū)域330大于分別由阻抗傳感器324A、324B、324E、和324F形成的電場(chǎng)區(qū)域330A、330B、330E、和330F。阻抗傳感器324C形成的電場(chǎng)區(qū)域330C大于電場(chǎng)區(qū)域330D。在例示的示例中，由較大電極134提供較大電場(chǎng)區(qū)域。在其它實(shí)施方式中，可以由較大的本地接地132或者較大的本地接地132和較大電極134兩者來(lái)提供較大電場(chǎng)。沿通道122定位的多個(gè)阻抗傳感器324在顆粒28每次通過(guò)阻抗傳感器324中的每個(gè)時(shí)會(huì)產(chǎn)生具有阻抗尖峰的信號(hào)。對(duì)由多個(gè)阻抗傳感器324所產(chǎn)生的差異信號(hào)進(jìn)行比較和統(tǒng)計(jì)分析，以識(shí)別顆粒28的尺寸。例如，可以根據(jù)來(lái)自多個(gè)阻抗傳感器324的信號(hào)來(lái)確定平均值或中值，以估計(jì)顆粒28的尺寸。
[0046]在所示的其中電場(chǎng)區(qū)域330中的一些被提供具有不同尺寸的示例中，增強(qiáng)了顆粒之間的尺寸區(qū)分。足夠大的顆粒，即大于電場(chǎng)區(qū)域的顆粒，可以使電場(chǎng)區(qū)域330飽和。同時(shí)，相對(duì)于電場(chǎng)區(qū)域330較小的顆粒不會(huì)產(chǎn)生用于確定阻抗變化的強(qiáng)信號(hào)。因?yàn)橄到y(tǒng)320形成了不同尺寸的電場(chǎng)區(qū)域330，所以定制了電場(chǎng)區(qū)域的尺寸以適應(yīng)較小尺寸的顆粒和較大尺寸的顆粒兩者，同時(shí)減小由于阻抗傳感器的大顆粒飽和以及小顆粒弱信號(hào)強(qiáng)度引起的不精確性。
[0047]在一個(gè)實(shí)施方式中，控制器206被配置成選擇性且獨(dú)立地改變操作兩個(gè)或更多個(gè)阻抗傳感器324的頻率。例如，可以以第一頻率操作阻抗傳感器324D，同時(shí)以第二不同頻率來(lái)操作阻抗傳感器324E。通過(guò)在不同阻抗傳感器324之間改變頻率，系統(tǒng)320可以分析顆粒28的另外的特性。例如，對(duì)于生物細(xì)胞而言，不同頻率可以用于不同地激勵(lì)細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)或細(xì)胞膜。這種對(duì)細(xì)胞的不同部分的不同激勵(lì)可以產(chǎn)生邏輯信號(hào)，以用于識(shí)別與細(xì)胞或顆粒28相關(guān)聯(lián)的另外的特性。
[0048]圖5和6示出了微流體感測(cè)系統(tǒng)420，即微流體感測(cè)系統(tǒng)20的示例性實(shí)施方式。微流體感測(cè)系統(tǒng)420類似于微流體感測(cè)系統(tǒng)120，在于系統(tǒng)420也包括通道122以及源貯存器200、栗202、接收貯存器204、控制器206、輸出208和平臺(tái)216，上文結(jié)合系統(tǒng)120示出和描述了其中每一者。與微流體感測(cè)系統(tǒng)120相比，微流體感測(cè)系統(tǒng)420包括阻抗傳感器424。阻抗傳感器424形成跨通道122的聚焦電場(chǎng)區(qū)域430。阻抗傳感器424包括本地接地432和電極434。本地接地432和電極434沿著通道122相對(duì)表面延伸并且被尺寸變化的間隙436分離開(kāi)。術(shù)語(yǔ)“尺寸變化的間隙”是指跨越本地接地432和相對(duì)的對(duì)應(yīng)電極434的相對(duì)表面或面并在其之間的距離，其中間隙的距離或尺寸隨著沿通道122向上游或向下游行進(jìn)而變化。尺寸改變的間隙436導(dǎo)致形成具有聚焦中心或核心區(qū)域438的電場(chǎng)430，該聚焦中心或核心區(qū)域438在間隙的最窄部分之內(nèi)具有較高密度的電場(chǎng)線。結(jié)果，當(dāng)顆粒28通過(guò)電場(chǎng)區(qū)域430時(shí)由傳感器424產(chǎn)生的電阻抗信號(hào)具有較大且較為尖銳的信號(hào)尖峰，指示顆粒28阻擋或阻礙電場(chǎng)區(qū)域430的程度。由顆粒28穿過(guò)聚焦場(chǎng)區(qū)域430而產(chǎn)生的較大或較為尖銳的信號(hào)尖峰有助于對(duì)顆粒尺寸的更為可靠的感測(cè)。
[0049]在例示的示例中，間隙436具有基本上等于通道122的寬度的最大寬度，以及對(duì)應(yīng)于接地432和電極434的相對(duì)點(diǎn)440的間隔的最小寬度W。點(diǎn)440提供了在其間延伸的電場(chǎng)線的增強(qiáng)聚焦。在一個(gè)實(shí)施方式中，點(diǎn)440之間的寬度W被調(diào)諧，以適應(yīng)將穿過(guò)電場(chǎng)區(qū)域430的顆粒28的最大預(yù)期尺寸。盡管間隙436的最大寬度對(duì)應(yīng)于通道122的寬度，但在其它實(shí)施方式中，間隙436的最大寬度或者也可以小于通道122的寬度。
[0050]盡管接地432和電極434中的每個(gè)都被例示為均為突出的，但在其它實(shí)施方式中，接地432和電極434其中之一或者可以包括具有平行于通道122側(cè)面的表面的扁條。盡管接地432和電極434中的每個(gè)都被例示為具有居中的點(diǎn)440，但在其它實(shí)施方式中，接地432和電極434可以具有非對(duì)稱的點(diǎn)440。例如，接地432和電極434其中之一或兩者或者可以具有以下構(gòu)造:提供一間隙，該間隙在最靠近源貯存器200處最寬，在最靠近接收貯存器204處最窄。盡管接地432和電極434中的每個(gè)都被例示為具有彼此相對(duì)的單個(gè)點(diǎn)440，但在其它實(shí)施方式中，接地432和電極434其中之一或兩者或者可以具有沿通道122的一系列點(diǎn)或鋸齒，或者可以具有沿通道122凸出或凹入的曲面。
[0051]如圖6所示，沿著通道122的單個(gè)表面或面形成接地432和電極434。在例示的示例中，接地432和電極434兩者都沿著通道122的底面442形成，從或相鄰于通道122的相對(duì)側(cè)壁444、446延伸。因?yàn)榻拥?32和電極434是沿著通道122的同一面(例如，底面442)形成的，所以有助于在制造期間精確地且可靠地控制點(diǎn)440與間隙436的間距。此外，接地432和電極434不妨礙通道122的橫截面區(qū)域和流體26的流動(dòng)。在其它實(shí)施方式中，接地432和電極434沿著通道122之內(nèi)的相對(duì)表面形成并從其突出。
[0052]圖7示出了微流體感測(cè)系統(tǒng)520，即微流體感測(cè)系統(tǒng)20的另一個(gè)示例性實(shí)施方式。微流體感測(cè)系統(tǒng)520類似于微流體感測(cè)系統(tǒng)420，除了微流體感測(cè)系統(tǒng)520包括阻抗傳感器524而非阻抗傳感器424之外。系統(tǒng)520的這些其余部件在圖7中被類似地編號(hào)或在圖2中示出。
[0053]阻抗傳感器524類似于阻抗傳感器424，除了阻抗傳感器524包括接地532和電極534之外，它們協(xié)作以形成電場(chǎng)區(qū)域530。接地532和電極534類似于接地432和電極434，除了接地532和電極534沿著通道122彼此間隔開(kāi)。換言之，接地532和電極534其中之一位于接地532和電極534中的另一個(gè)的上游。結(jié)果，并非通常地跨越通道122垂直地延伸，電場(chǎng)區(qū)域530而是跨越通道122傾斜地或?qū)堑匮由?。傾斜取向的電場(chǎng)區(qū)域530增加了通過(guò)電場(chǎng)區(qū)域530的顆粒28阻礙電場(chǎng)區(qū)域530的時(shí)間。結(jié)果，這種對(duì)電場(chǎng)區(qū)域530的阻礙導(dǎo)致電阻抗信號(hào)較長(zhǎng)的斜升時(shí)間和斜降時(shí)間，有助于對(duì)顆粒28的尺寸可靠而精確的檢測(cè)。如阻抗傳感器424那樣，本地接地532和電極534被跨越通道1222的尺寸變化的間隙分離開(kāi)，形成電場(chǎng)線的聚焦區(qū)域538，其產(chǎn)生較為尖銳的阻抗信號(hào)尖峰，進(jìn)一步有助于增強(qiáng)顆粒尺寸檢測(cè)。
[0054]圖7示出了微流體感測(cè)系統(tǒng)620，即微流體感測(cè)系統(tǒng)20的另一個(gè)示例性實(shí)施方式。微流體感測(cè)系統(tǒng)620類似于微流體感測(cè)系統(tǒng)120，在于系統(tǒng)620也包括通道122以及源貯存器200、栗202、接收貯存器204、控制器206、輸出208和平臺(tái)216，上文結(jié)合系統(tǒng)120示出和描述了其中每一者。與微流體感測(cè)系統(tǒng)120相比，微流體感測(cè)系統(tǒng)620包括阻抗傳感器624，該阻抗傳感器624通過(guò)沿通道122將本地接地632與電極634間隔開(kāi)而沿通道122形成延長(zhǎng)的電場(chǎng)區(qū)域。在一個(gè)實(shí)施方式中，本地接地632和電極634具有2μ到5μ之間的間距S，以提供增強(qiáng)的信號(hào)強(qiáng)度。在其它實(shí)施方式中，接地632、電極64可以具有其它間距。
[0055]在例示的示例中，本地接地632和電極634包括完全跨越通道122與通道122的側(cè)面正交而延伸的導(dǎo)電表面或?qū)щ姉l。例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，本地接地632和電極634包括暴露出的鉭條。在其它實(shí)施方式中，接地632和電極634可以由其它暴露出的或薄膜覆蓋的導(dǎo)電材料或金屬形成。在其它實(shí)施方式中，本地接地632和電極634其中之一或兩者可以交替地部分跨越通道122而延伸。盡管接地632被示為處在電極634的下游，但在其它實(shí)施方式中，這種關(guān)系可以是相反的。
[0056]圖8示出了微流體感測(cè)系統(tǒng)720，即微流體感測(cè)系統(tǒng)20的另一個(gè)實(shí)施方式。微流體感測(cè)系統(tǒng)720類似于微流體感測(cè)系統(tǒng)620，除了系統(tǒng)720包括阻抗傳感器724而非阻抗傳感器624之外。阻抗傳感器724包括本地接地732和電極734，其類似于傳感器624的接地632和電極634，除了接地732和電極734傾斜地跨越通道122或?qū)堑乜缭酵ǖ?22而延伸之外。結(jié)果，當(dāng)電極734被充電時(shí)，由接地732和電極734形成的延長(zhǎng)的電場(chǎng)區(qū)域跨越通道122而傾斜地延伸。結(jié)果，顆粒28對(duì)電場(chǎng)區(qū)域的阻礙導(dǎo)致電阻抗信號(hào)的較長(zhǎng)斜升時(shí)間和斜降時(shí)間，有助于對(duì)顆粒28的尺寸可靠而精確的檢測(cè)。
[0057]圖9示出了微流體感測(cè)系統(tǒng)820，即微流體感測(cè)系統(tǒng)20的另一個(gè)實(shí)施方式。微流體感測(cè)系統(tǒng)820類似于微流體感測(cè)系統(tǒng)120，在于系統(tǒng)820也包括通道122以及源貯存器200、栗202、接收貯存器204、控制器206、輸出208和平臺(tái)216，上文結(jié)合系統(tǒng)120示出和描述了其中每一者。與微流體感測(cè)系統(tǒng)120相比，微流體感測(cè)系統(tǒng)820包括沿著通道122間隔開(kāi)的多個(gè)阻抗傳感器824Α和824Β(統(tǒng)稱為阻抗傳感器824)。因?yàn)橄到y(tǒng)820包括多個(gè)阻抗傳感器824，系統(tǒng)820可以利用多個(gè)信號(hào)來(lái)確定顆粒28的尺寸，可以對(duì)該多個(gè)信號(hào)進(jìn)行比較和統(tǒng)計(jì)分析以提供對(duì)顆粒28的尺寸檢測(cè)的增強(qiáng)精確度。
[0058]阻抗傳感器824Α包括本地接地832和電極834Α。接地832和電極834Α沿通道1222的相對(duì)側(cè)延伸而形成對(duì)角地延伸的電場(chǎng)區(qū)域830Α。阻抗傳感器824Β包括本地接地832和電極834Β。接地832和電極834沿著通道122的相對(duì)側(cè)延伸，從而在阻抗傳感器824Α所提供的電場(chǎng)區(qū)域830Α下游形成對(duì)角地延伸的電場(chǎng)區(qū)域830Β。如圖9所示，傳感器824共享單個(gè)接地832，降低了制造的復(fù)雜度。此外，對(duì)角延伸的電場(chǎng)8304可以在顆粒28通過(guò)電場(chǎng)區(qū)域830時(shí)使傳感器824提供較長(zhǎng)的斜升信號(hào)和斜降信號(hào)，提高顆粒28的尺寸檢測(cè)精確度。
[0059]在例示的示例中，阻抗傳感器824沿通道122形成不同尺寸或形狀的電場(chǎng)區(qū)域830。在例示的示例中，阻抗傳感器824Β具有較長(zhǎng)的電極834Β，從而形成與由阻抗傳感器824Α形成的電場(chǎng)區(qū)域830Α相比較大的電場(chǎng)區(qū)域830Β。結(jié)果，增強(qiáng)了顆粒之間的尺寸區(qū)分。足夠大的顆粒(即，大于電場(chǎng)區(qū)域的顆粒)可以使電場(chǎng)區(qū)域830飽和。同時(shí)，相對(duì)于電場(chǎng)區(qū)域830而言小的顆粒不會(huì)產(chǎn)生用于確定阻抗變化的強(qiáng)信號(hào)。因?yàn)橄到y(tǒng)820形成了不同尺寸的電場(chǎng)區(qū)域830A、830B，所以定制了電場(chǎng)區(qū)域的尺寸以適應(yīng)較小尺寸的顆粒和較大尺寸的顆粒兩者，同時(shí)減小由于阻抗傳感器的大顆粒飽和以及小顆粒弱信號(hào)強(qiáng)度引起的不精確性。
[0060]在一個(gè)實(shí)施方式中，控制器206(圖2中所示)被配置成選擇性且獨(dú)立地改變操作兩個(gè)或更多阻抗傳感器824的頻率。例如，可以以第一頻率操作阻抗傳感器824A，而以第二不同頻率操作阻抗傳感器824B。通過(guò)在不同阻抗傳感器324之間改變頻率，系統(tǒng)820可以分析顆粒28的另外的特性。例如，對(duì)于生物細(xì)胞而言，可以利用不同頻率來(lái)不同地激勵(lì)細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)或細(xì)胞膜。這種對(duì)細(xì)胞的不同部分的不同激勵(lì)可以產(chǎn)生邏輯信號(hào)，以用于識(shí)別與細(xì)胞或顆粒28相關(guān)聯(lián)的另外的特性。
[0061 ]盡管阻抗傳感器824被例示為包括一對(duì)共享單個(gè)本地接地832的電極834，但在其它實(shí)施方式中，傳感器824或者也可以包括共享單個(gè)電極834的一對(duì)本地接地832。盡管本地接地832和電極834被例示為沿通道122在通道122的底面上形成，但在其它實(shí)施方式中，本地接地832和電極834(或電極834和本地接地832)可以形成于通道122的側(cè)壁上或通道122的底面和側(cè)壁兩者上。
[0062]圖10示出了微流體感測(cè)系統(tǒng)920，即微流體感測(cè)系統(tǒng)20的另一個(gè)實(shí)施方式。微流體感測(cè)系統(tǒng)820類似于微流體感測(cè)系統(tǒng)620，在于系統(tǒng)920也包括通道122以及源貯存器200、栗202、接收貯存器204、控制器206、輸出208和平臺(tái)216，上文結(jié)合系統(tǒng)120示出和描述了其中每一者。與微流體感測(cè)系統(tǒng)120相比，微流體感測(cè)系統(tǒng)820包括沿著通道122間隔開(kāi)的多個(gè)阻抗傳感器924A和924B(統(tǒng)稱為阻抗傳感器824)。因?yàn)橄到y(tǒng)920包括多個(gè)阻抗傳感器924，系統(tǒng)920可以利用多個(gè)信號(hào)來(lái)確定顆粒28的尺寸，可以對(duì)該多個(gè)信號(hào)進(jìn)行比較和統(tǒng)計(jì)分析以提供對(duì)顆粒28的尺寸檢測(cè)或估計(jì)的增強(qiáng)精確度。
[0063]阻抗傳感器924A包括本地接地932和電極934A。接地932和電極934A沿著通道122上游或下游而彼此間隔開(kāi)。阻抗傳感器924B包括本地接地932和電極934B。接地932和電極934B沿著通道122延伸，以在阻抗傳感器924A所提供的電場(chǎng)930A的下游形成電場(chǎng)930B。如圖10所示，傳感器924共享單個(gè)接地932，降低了制造的復(fù)雜度。
[0064]在一個(gè)實(shí)施方式中，電極934A與電極934B相比較為鄰近接地932，以使得阻抗傳感器924所形成的電場(chǎng)區(qū)域930尺寸不同。結(jié)果，通過(guò)這種不同電場(chǎng)區(qū)域930的顆粒28可以產(chǎn)生不同的阻抗信號(hào)，可以對(duì)該不同的阻抗信號(hào)進(jìn)行比較和分析以增強(qiáng)顆粒28的尺寸檢測(cè)精確度。
[0065]圖11示出了微流體感測(cè)系統(tǒng)1020，即微流體感測(cè)系統(tǒng)20的另一個(gè)實(shí)施方式。微流體感測(cè)系統(tǒng)1020類似于微流體感測(cè)系統(tǒng)120，在于系統(tǒng)920也包括通道122以及源貯存器200、栗202、接收貯存器204、控制器206、輸出208和平臺(tái)216，上文結(jié)合系統(tǒng)120示出和描述了其中每一者。微流體感測(cè)系統(tǒng)1020也類似于微流體感測(cè)系統(tǒng)920，除了夾置地的一對(duì)接地電極對(duì)角地跨越通道122而延伸。
[0066]如圖11所示，微流體感測(cè)系統(tǒng)1020包括由接地1032和電極1034A形成的阻抗傳感器1024A，以及由接地1032和電極1034B形成的阻抗傳感器1024B。電極1034A和接地1032形成電場(chǎng)區(qū)域1030A，而電極1034B和接地1032形成電場(chǎng)區(qū)域1030B。電場(chǎng)區(qū)域1030跨越通道122沿對(duì)角延伸。結(jié)果，因顆粒28通過(guò)電場(chǎng)區(qū)域1030而產(chǎn)生的阻抗信號(hào)具有較長(zhǎng)的斜升時(shí)間和斜降時(shí)間，有助于增強(qiáng)顆粒28的尺寸檢測(cè)精確度。在一個(gè)實(shí)施方式中，接地1032與電極1034是等距離間隔開(kāi)的。在另一個(gè)實(shí)施方式中，接地1032與電極10342間隔開(kāi)不同的距離，形成不同尺寸的電場(chǎng)區(qū)域1030，以增強(qiáng)尺寸檢測(cè)精確度。
[0067]圖12示出了微流體感測(cè)系統(tǒng)1120，即微流體感測(cè)系統(tǒng)20的另一個(gè)實(shí)施方式。微流體感測(cè)系統(tǒng)1120類似于微流體感測(cè)系統(tǒng)120，在于系統(tǒng)1120也包括通道122以及源貯存器200、栗202、接收貯存器204、控制器206、輸出208和平臺(tái)216，上文結(jié)合系統(tǒng)120示出和描述了其中每一者。微流體感測(cè)系統(tǒng)1120沿著通道122包括許多阻抗傳感器11244、11248、1124〇和1124D (統(tǒng)稱為傳感器1124)。傳感器1124A、1124B、1124C和1124D共享單個(gè)本地接地1132，并且分別包括電極1134A、1134B、1134C和1134D(統(tǒng)稱為電極1134)。
[0068]電極1134在接地1132的一側(cè)上延伸，并且與接地1132間隔開(kāi)不同距離。此外，電極1134中的每一個(gè)都與相鄰的電極1134隔開(kāi)不同的間距。例如，電極1134A和電極1134B沿著通道122互相隔開(kāi)第一距離，而電極1134B和電極1134C沿著通道122互相隔開(kāi)較大的第二距離。電極1134之間不同的間距提供了另外的區(qū)分的第一信號(hào)的比較，以確定通過(guò)傳感器1124所形成的電場(chǎng)區(qū)域的顆粒28的尺寸。在另一個(gè)實(shí)施方式中，電極1134可以與接地1132等距離隔開(kāi)。
[0069]電極1134與本地接地1132協(xié)作以形成尺寸不同的交疊電場(chǎng)區(qū)域。傳感器1124所提供的不同尺寸的電場(chǎng)區(qū)域適應(yīng)不同尺寸的顆粒28，維持了信號(hào)強(qiáng)度或減小了由于較大尺寸的顆粒28造成的飽和而導(dǎo)致的精確度的可能性。盡管接地1132被示為處在電極1134的上游，但在其它實(shí)施方式中，接地1132可以形成于電極1134的下游。在一些實(shí)施方式中，電極1134中的一些或另外的電極1134可以被提供于接地1132的上游，以提供另外的電場(chǎng)區(qū)域。
[0070]圖13示出了微流體感測(cè)系統(tǒng)1220，即微流體感測(cè)系統(tǒng)20的另一個(gè)實(shí)施方式。微流體感測(cè)系統(tǒng)1220類似于微流體感測(cè)系統(tǒng)120，在于系統(tǒng)1220也包括通道122以及源貯存器200、栗202、接收貯存器204、控制器206、輸出208和平臺(tái)216，上文結(jié)合系統(tǒng)120示出和描述了其中每一者。微流體感測(cè)系統(tǒng)1220類似于微流體感測(cè)系統(tǒng)920，除了微流體感測(cè)系統(tǒng)1220包括夾置并共享中間本地接地的不同尺寸的電極之外。微流體感測(cè)系統(tǒng)1220包括阻抗傳感器1224A和1224B。
[0071]阻抗傳感器1224A包括本地接地1232和電極1234A。接地1232和電極1234A沿著通道122上游或下游相互間隔開(kāi)。阻抗傳感器1224B包括本地接地1232和電極1234B。接地1232和電極234B沿著通道122延伸，以在阻抗傳感器1224A所提供的電場(chǎng)區(qū)域1230A的下游形成電場(chǎng)區(qū)域1230B。如圖13所示，傳感器1224共享單個(gè)本地接地1232，降低了制造復(fù)雜度。
[0072]如圖13進(jìn)一步所示，電極1234A具有與電極1234B相比較短的長(zhǎng)度，跨越通道122的較小部分延伸。電極1134與本地接地1132協(xié)作以形成尺寸不同的電場(chǎng)區(qū)域。傳感器1224所提供的不同尺寸的電場(chǎng)區(qū)域適應(yīng)不同尺寸的顆粒28，維持了信號(hào)強(qiáng)度或減小了因較大尺寸的顆粒28造成的飽和而導(dǎo)致的精確度。盡管電極1234被示為與接地1232等間距間隔開(kāi)，但在其它實(shí)施方式中，電極1234中的每個(gè)都相對(duì)于接地1232被間隔開(kāi)不同距離。
[0073]圖14、圖15、圖16和圖17示出了微流體感測(cè)系統(tǒng)1320及其操作。微流體感測(cè)系統(tǒng)1320類似于上述微流體感測(cè)系統(tǒng)1220，除了以下這一點(diǎn)之外:通過(guò)通道122的流動(dòng)方向相反，其中阻抗傳感器1324B及其電極1334B在阻抗傳感器1324A及其電極1334A的上游。圖14和15示出了在不存在顆粒28的阻礙的情況下，分別由阻抗傳感器1324A和1324B產(chǎn)生的電場(chǎng)區(qū)域1330A和1330B。圖16示出了由流體26所傳送的顆粒28對(duì)電場(chǎng)區(qū)域1334A的示例性阻礙。圖16示出了電場(chǎng)線如何必須圍繞顆粒28行進(jìn)，增大了阻抗。
[0074]圖17為曲線圖，示出了微流體感測(cè)系統(tǒng)1320在顆粒28相繼流過(guò)阻抗傳感器1324B的電場(chǎng)區(qū)域1330B和阻抗傳感器1324A的電場(chǎng)區(qū)域1330A時(shí)呈現(xiàn)出的阻抗信號(hào)隨時(shí)間的變化。如圖17所示，由于顆粒28阻礙較大的電場(chǎng)區(qū)域1230B至第一程度，所以阻抗信號(hào)產(chǎn)生第一尖峰1341。隨著顆粒28繼續(xù)流過(guò)較小的電場(chǎng)區(qū)域1230A時(shí)，由于其相對(duì)于電場(chǎng)區(qū)域1230A尺寸較大，所以顆粒28阻礙電場(chǎng)區(qū)域1230A至較大的第二程度。結(jié)果，阻抗信號(hào)產(chǎn)生大于第一尖峰1341的第二尖峰1343。可以比較并分析不同大小的阻抗信號(hào)尖峰，以確定或估計(jì)顆粒28的對(duì)應(yīng)尺寸。
[0075]圖18是曲線圖，其比較了由上述不同的微流體感測(cè)系統(tǒng)在單一尺寸的顆粒流過(guò)每個(gè)感測(cè)系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)阻抗傳感器時(shí)所產(chǎn)生的阻抗信號(hào)。如圖18所示，微流體感測(cè)系統(tǒng)420產(chǎn)生最強(qiáng)或最大的阻抗信號(hào)。微流體感測(cè)系統(tǒng)120產(chǎn)生次最大的阻抗信號(hào)。
[0076]圖19示出了微流體感測(cè)系統(tǒng)1420，即微流體感測(cè)系統(tǒng)20的另一個(gè)實(shí)施方式。微流體感測(cè)系統(tǒng)1420類似于微流體感測(cè)系統(tǒng)120，在于系統(tǒng)1120也包括源貯存器200、栗202、接收貯存器204、控制器206、輸出208和平臺(tái)216，上文結(jié)合系統(tǒng)120示出和描述了其中每一者。微流體感測(cè)系統(tǒng)1420還包括通道1422和阻抗傳感器1424。通道122包括從源貯存器200(圖2中所示)延伸的第一部分1426、延伸到接收貯存器204(圖2中所示)的第二部分1427，以及連接部分1426和部分1427的中間彎曲部分1428。
[0077]阻抗傳感器1424包括被定位成形成電場(chǎng)區(qū)域1430的本地接地1432和電極1434，電場(chǎng)區(qū)域1430在彎曲部分1428之內(nèi)和周圍延伸。當(dāng)顆粒28通過(guò)彎曲部分1428時(shí)，延長(zhǎng)的電場(chǎng)區(qū)域1430被阻礙，并產(chǎn)生用于確定顆粒28的尺寸的阻抗信號(hào)。盡管接地1432被示為處在電極1434的上游，但在其它實(shí)施方式中，這種關(guān)系可以是相反的。
[0078]圖20示出了微流體感測(cè)系統(tǒng)1520，即微流體感測(cè)系統(tǒng)20的另一個(gè)實(shí)施方式。微流體感測(cè)系統(tǒng)1520類似于微流體感測(cè)系統(tǒng)1420，除了微流體感測(cè)系統(tǒng)1520包括阻抗傳感器1524A和1524B(統(tǒng)稱為阻抗傳感器1524)之外。阻抗傳感器1524包括本地接地1532和電極1534A。阻抗傳感器1524B包括本地接地1532和電極1534B。阻抗傳感器1524共享單個(gè)接地1532并分別形成延長(zhǎng)的電場(chǎng)區(qū)域1530A和1530B。系統(tǒng)1520所提供的多個(gè)阻抗傳感器提供被通過(guò)其的顆粒28阻礙的多個(gè)電場(chǎng)區(qū)域，可以對(duì)其進(jìn)行比較和分析以便有助于增強(qiáng)對(duì)顆粒28的尺寸檢測(cè)。盡管傳感器1524A和1524B被描述成共享單個(gè)接地1532，但在其它實(shí)施方式中，傳感器1524均具有專用的本地接地。在又一實(shí)施方式中，感測(cè)系統(tǒng)1520或者可以包括具有不同的本地接地的阻抗傳感器，其共享其間在彎曲部分1428之內(nèi)的單個(gè)電極。
[0079]圖21示出了微流體感測(cè)系統(tǒng)1620，即微流體感測(cè)系統(tǒng)20的另一個(gè)實(shí)施方式。微流體感測(cè)系統(tǒng)820類似于微流體感測(cè)系統(tǒng)120，在于系統(tǒng)1620也包括通道122以及源貯存器200、栗202、接收貯存器204、控制器206、輸出208和平臺(tái)216，上文結(jié)合系統(tǒng)120示出和描述了其中每一者。與微流體感測(cè)系統(tǒng)120相比，微流體感測(cè)系統(tǒng)1620包括跨越并沿著通道122布置的阻抗傳感器陣列，以用于檢測(cè)流體26所傳送的流過(guò)通道122的顆粒28的尺寸。
[0080]如圖21所示，微流體感測(cè)系統(tǒng)1620包括本地接地1632A、1632B(統(tǒng)稱為本地接地1632)以及電極163441、1634々2、163481和163482(統(tǒng)稱為電極1634)。接地1632和電極1634與一者時(shí)鐘并列(clock rate with one)以形成跨越通道122并沿著通道122的電場(chǎng)區(qū)域陣列，其中因個(gè)體電場(chǎng)區(qū)域的阻礙而產(chǎn)生的阻抗信號(hào)還有助于對(duì)顆粒28的尺寸的確定或估
i+o[0081 ] 在例示的示例中，本地接地1632A以及由本地接地1632A、電極1634A1和1634A1共享的電極具有第一尺寸，形成第一尺寸的電場(chǎng)區(qū)域。本地接地1632B以及由本地接地1632B、電極1634B1和1634B2共享的電極具有較小的尺寸，形成較小的第二尺寸的電場(chǎng)區(qū)域。不同尺寸的電場(chǎng)區(qū)域以及跨越通道122并沿通道122的通道122之內(nèi)的電場(chǎng)區(qū)域的不同位置提高了對(duì)顆粒28的尺寸的估計(jì)的精確度，適應(yīng)了不同尺寸的顆粒28，同時(shí)維持了信號(hào)強(qiáng)度并減小了由大顆粒28造成電場(chǎng)區(qū)域的飽和的影響。
[0082]盡管微流體感測(cè)系統(tǒng)1620被示為包括2X 2的阻抗傳感器1524陣列，但在其它實(shí)施方式中，微流體感測(cè)系統(tǒng)六和28包括較大的阻抗傳感器陣列。在一些實(shí)施方式中，該陣列可以包括由相對(duì)于本地接地下游和/或?qū)堑碾姌O共享的本地接地，形成用于檢測(cè)顆粒28的對(duì)角電場(chǎng)區(qū)域。在其它實(shí)施方式中，系統(tǒng)1620可以具有類似構(gòu)造，但其中在多個(gè)間隔開(kāi)的本地接地之間共享電極，而非本地接地，而形成阻抗傳感器陣列。
[0083]圖22示出了微流體感測(cè)系統(tǒng)1720，即微流體感測(cè)系統(tǒng)20的另一個(gè)實(shí)施方式。微流體感測(cè)系統(tǒng)類似于微流體感測(cè)系統(tǒng)120，在于系統(tǒng)1720也包括源貯存器200、栗202、接收貯存器204、控制器206、輸出208和平臺(tái)216，上文結(jié)合系統(tǒng)120示出和描述了其中每一者。微流體感測(cè)系統(tǒng)1720類似于感測(cè)系統(tǒng)1420，在于系統(tǒng)1720包括通道1422。微流體感測(cè)系統(tǒng)1720類似于微流體感測(cè)系統(tǒng)1620，但取而代之的是1720包括阻抗傳感器1724的陣列1723。
[0084]如圖22所示，阻抗傳感器1724形成于通道1422的底面中、彎曲部分1428之內(nèi)。在例示的示例中，阻抗傳感器1724包括共享的單個(gè)本地接地1732和圍繞本地接地1372間隔開(kāi)的電極 1734A、1374B、1374C 和 1374D，分別形成阻抗傳感器 1724A、1724B、1724C 和 1724D。類似于系統(tǒng)1620的阻抗傳感器，阻抗傳感器1724形成電場(chǎng)區(qū)域的陣列，電場(chǎng)區(qū)域可以受到通過(guò)的顆粒28的不同阻礙，以產(chǎn)生阻抗信號(hào)，可以分析該阻抗信號(hào)以確定顆粒28的尺寸的相應(yīng)估計(jì)值。
[0085]除了有助于檢測(cè)顆粒28的尺寸之外，微流體感測(cè)系統(tǒng)1720還可以用于促進(jìn)對(duì)顆粒28的質(zhì)量和密度的檢測(cè)。因?yàn)樵趶澢糠?428周圍流動(dòng)的顆粒動(dòng)量可能會(huì)影響被顆粒28阻礙的電場(chǎng)區(qū)域，所以對(duì)被顆粒28阻礙的個(gè)體電場(chǎng)區(qū)域1428的識(shí)別可以進(jìn)一步指示顆粒28的質(zhì)量，因此指示其密度。較重的顆粒傾向于流向彎曲部分1428的外部，而較輕的顆粒傾向于流向彎曲部分1428的內(nèi)部。例如，較重或較為致密的顆粒28可以以較大動(dòng)量流過(guò)彎曲部分1428，使得與這些顆粒阻礙阻抗傳感器1724D的電場(chǎng)區(qū)域的程度，產(chǎn)生較小幅度的電阻抗信號(hào)或尖峰相比，這些顆粒28阻礙阻抗傳感器1724B的電場(chǎng)區(qū)域至較大程度，產(chǎn)生較大幅度的電阻抗信號(hào)或尖峰。
[0086]盡管已經(jīng)參考示例性實(shí)施例描述了本公開(kāi)內(nèi)容，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，可以在形式和細(xì)節(jié)上做出許多改變而不脫離所主張的主題的精神和范圍。例如，盡管可能將不同的示例性實(shí)施例描述為包括提供一個(gè)或多個(gè)益處的一個(gè)或多個(gè)特征，但設(shè)想到可以在所述示例性實(shí)施例中或在其它替代實(shí)施例中將所述特征彼此互換或者彼此組合。因?yàn)楸竟_(kāi)內(nèi)容的技術(shù)相對(duì)復(fù)雜，所以不能預(yù)見(jiàn)到技術(shù)中的所有變化。參考示例性實(shí)施例描述并在所附權(quán)利要求中闡述的本公開(kāi)內(nèi)容明確地旨在盡可能地寬泛。例如，除非另外特別指出，援引單個(gè)特定元素的權(quán)利要求也涵蓋多個(gè)這樣特定的元素。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種微流體感測(cè)裝置，包括: 通道；以及 阻抗傳感器，所述阻抗傳感器位于所述通道之內(nèi)，所述阻抗傳感器包括: 本地接地，所述本地接地位于所述通道之內(nèi)；以及 電極，所述電極位于所述通道之內(nèi)，其中，所述本地接地和所述電極用于形成沿所述通道延長(zhǎng)的電場(chǎng)區(qū)域。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微流體感測(cè)裝置，其中，所述電極在沿所述通道的方向上與所述本地接地間隔開(kāi)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微流體感測(cè)裝置，其中，所述電極和所述本地接地的至少其中之一具有沿所述通道的主要維度。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微流體感測(cè)裝置，其中，所述電極傾斜地面向所述通道。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微流體感測(cè)裝置，還包括位于所述通道之內(nèi)、所述阻抗傳感器下游的第二阻抗傳感器。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的微流體感測(cè)裝置，其中，所述第二阻抗傳感器包括第二電極和所述本地接地。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的微流體感測(cè)裝置，其中，所述電極與所述本地接地間隔開(kāi)第一距離，并且其中，所述第二電極與所述本地接地間隔開(kāi)第二距離，所述第二距離不同于所述第一距離。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的微流體感測(cè)裝置，其中，所述阻抗傳感器和所述第二阻抗傳感器具有不同尺寸的電場(chǎng)區(qū)域。9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的微流體感測(cè)裝置，其中，所述通道包括包含有所述電極的第一部分、包含有所述本地接地的第二部分以及連接所述第一部分和所述第二部分的彎曲部分，所述彎曲部分包含所述本地接地。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微流體感測(cè)裝置，還包括所述通道之內(nèi)的相對(duì)于所述阻抗傳感器橫向設(shè)置的第二阻抗傳感器。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微流體感測(cè)裝置，還包括: 平臺(tái)，所述平臺(tái)支撐所述通道以及所述阻抗傳感器的所述電極和所述本地接地； 電路，所述電路被支撐在所述平臺(tái)之上，以使用所述阻抗傳感器的所述電極和所述本地接地來(lái)產(chǎn)生電場(chǎng)區(qū)域； 熱噴墨(TIJ)電阻器，所述熱噴墨(TIJ)電阻器被支撐在所述平臺(tái)之上、所述阻抗傳感器的5mm之內(nèi)；以及 熱傳感器，所述熱傳感器被支撐在所述平臺(tái)之上、所述阻抗傳感器和所述TIJ電阻器的5mm之內(nèi)。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微流體感測(cè)裝置，其中，所述電極和所述本地接地被跨越所述通道的尺寸變化的間隙分離開(kāi)。13.一種方法，包括: 在通道之內(nèi)形成第一電場(chǎng)區(qū)域； 在所述通道之內(nèi)形成第二電場(chǎng)區(qū)域； 在包含顆粒的流體在所述通道之內(nèi)流動(dòng)期間，對(duì)所述第一電場(chǎng)區(qū)域和所述第二電場(chǎng)區(qū)域中的阻抗變化進(jìn)行感測(cè)；以及 基于所感測(cè)到的阻抗變化來(lái)識(shí)別顆粒特性。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述第一電場(chǎng)區(qū)域和所述第二電場(chǎng)區(qū)域具有不同的尺寸。15.一種微流體感測(cè)裝置，包括: 通道；以及 阻抗傳感器，所述阻抗傳感器位于所述通道之內(nèi)，所述阻抗傳感器包括本地接地和電極，其中，所述電極和所述本地接地被跨越所述通道的尺寸變化的間隙分離開(kāi)。
【文檔編號(hào)】G01N33/50GK105992946SQ201480074478
【公開(kāi)日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2014年1月30日
【發(fā)明人】N·M·C·麥吉尼斯, M·M·巴倫西亞, M·吉里, C·E·多明格, J·塞爾斯, M·D·史密斯
【申請(qǐng)人】惠普發(fā)展公司，有限責(zé)任合伙企業(yè)