[发明专利]用于微型流体处理系统的传感器无效
申请号: | 00809968.5 | 申请日: | 2000-05-03 |
公开(公告)号: | CN1360521A | 公开(公告)日: | 2002-07-24 |
发明(设计)人: | 哈辛·弗兰斯瓦斯·德·钱莫伊·格雷;托弗·玛莉亚·亨里特·詹森纽斯;雅各布·泰森;安尼亚·博伊森 | 申请(专利权)人: | 坎森有限公司 |
主分类号: | B01L3/00 | 分类号: | B01L3/00 |
代理公司: | 中国专利代理(香港)有限公司 | 代理人: | 罗朋,梁永 |
地址: | 丹麦布*** | 国省代码: | 暂无信息 |
权利要求书: | 查看更多 | 说明书: | 查看更多 |
摘要: | |||
搜索关键词: | 用于 微型 流体 处理 系统 传感器 | ||
发明领域
本发明涉及一种包含有集成到微型腔室内的例如微型悬臂梁、微型电桥或微型膜片等挠性微观机械结构的传感器。特别地,本发明涉及一种用于测量所述腔室内流体的生化特性的传感器。
技术背景
微型通道内流体特性的测量在微型液体处理系统领域是非常重要的,所述处理系统包含用于测量下述内容的装置:
1)例如流速、粘度及局部温度等物理特性
2)例如PH及化学组成等的化学特性
3)例如流体中所包含的DNA片断、蛋白质及完整生物细胞等有机成份的识别等生物特性
微型流体处理系统通常包含有利用微型制造技术在例如硅、玻璃或塑料等材料所制成的薄晶片表面上刻成或压成的宽为100微米级、深为100微米级、的狭窄通道。为了封闭通道,通常将包含有通道的表面与另一个表面连接起来。泵过最后得到的通道的流体通常以一种完全分层的方式流动。因此,几种不同的流体可以分层的支流形式同时流过所述微型系统而不会明显地混合。
微型流体处理系统的一个重要优点是可以受控方式将非常少量的流体引导到系统的不同部分中,从而在系统的这些部分中可使用不同的分析技术来确定流体特性。例如可使用光学检测等外部分析技术。可使用处于微型通道外部或与微型通道集成在一起的泵及阀系统来获得受控液流。
微型悬臂梁是指通过测量微型悬臂梁机械特性的变化来检测微型悬臂梁所处环境变化的装置。微型悬臂梁通常尺寸为:长100微米数量级、宽10微米数量级、厚1微米数量级。微型悬臂梁是利用微型制造技术对例如硅、氮化硅、玻璃、金属等材料加工制成的。机械特性的改变例如可以是在微型悬臂梁中应力的生成,这是由于微型悬臂梁表面应力的变化而引起的。应力的形成也可能是由微型悬臂梁温度改变所引发的双态效应引起的,由不同热膨胀系数的两种材料所制成的微型悬臂梁就会发生双态效应。可通过各种方式来检测微型悬臂梁中所形成的应力。通常应力形成将引起微型悬臂梁发生变形。这些情况下,可通过检测通过微型悬臂梁反射表面的激光束所发生的偏移来检测微型悬臂梁所发生的变形。另一种检测方式是检测集成到微型悬臂梁上的压敏电阻的电阻特性的改变,这种检测方法的优点是不依赖于微型悬臂梁的变形,也不需要到达微型悬臂梁的光学路径。
共振频率的改变是机械特性发生变化的另一个例子。由于有材料结合到了微型悬臂梁上而引起的微型悬臂梁质量变化将会造成微型悬臂梁共振频率发生改变。这可通过以接近微型悬臂梁共振频率的频率来激励微型悬臂梁,并利用前述的用于检测应力形成的类似方法来检测所造成的微型悬臂梁动态弯曲幅度的变化。
利用微型悬臂梁的这些机械特性可检测发生在微型悬臂梁表面上的气相或液相的化学反应。对于气相试验而言,检测可在气室中进行,可利用光学方法来检测微型悬臂梁的弯曲情况。具有集成压敏电阻式读取器的微型悬臂梁已用于空气的热重量分析中。在外界情况下,以微型悬臂梁为基础的检测技术已被证明是非常灵敏的。已证明可检测出低于0.5ng的质量变化及低于约10-5℃的温度变化。而且也可检测出10-5N/m级的表面应力的变化。对于液相试验而言,J.Chen(J.Chen,Ph.D thesis Simon Fraiser University(1995))已报道了用于检测质量变化的压敏电阻式微型悬臂梁。在设置有微型悬臂梁的3水槽中可实施聚苯乙烯的检测。通过振动微型悬臂梁可监测微型悬臂梁共振频率及其质量变化。通过集成的压敏电阻式读取器来监测微型悬臂梁的变形。
于1999年7月29日公开的第W09938007号PCT专利申请中描述了一种利用设置在管中的微型悬臂梁来检测液体中被分析物的系统。微型悬臂梁的弯曲是由微型悬臂梁一侧上所发生的分子反应所诱导的。然后通过激光在微型悬臂梁端部上的反射来检测其变形情况。申请中的实施例包含有涂金微型悬臂梁上的自装配单层(SAM’s)烷基膦的形成及低密度脂蛋白的部分可逆吸收。申请中也提到了检测多种被分析物的可能性。并且还提出了一个用于产生参比信号的方案:引发微型悬臂梁扭转且从弯曲运动中识别出扭转。为了避免引起微型悬臂梁发生微动,建议采用低流速。这对于具有肉眼可见尺寸的流动系统而言是显而易见的。
该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于坎森有限公司,未经坎森有限公司许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服】
本文链接:http://www.vipzhuanli.com/pat/books/00809968.5/2.html,转载请声明来源钻瓜专利网。