[发明专利]具有变换器刚性元件的分析装置

说明书

技术领域

本发明涉及分析装置，其包括热电或压电变换器或者传感器。这样的装置可以例如用来进行多种医学病症或疾病的体外诊断(IVD)。更具体地(但是非排它地)，本发明涉及这样的装置，其使用试剂，该试剂在存在被分析物时经受色彩变化，通过用合适波长的电磁辐射辐照该试剂来检测这种变化，然后随着变换器微观加热而检测辐射吸收。本发明还涉及这样的装置，其中通过分析样品的辐照与接下来的变换器的微观加热之间的时间延迟可以检测有色物质朝向变换器的迁移。

本发明还涉及制造具有热电或压电变换器的分析装置的方法。

背景技术

应用广泛的诊断和其它生物化学测试采用试剂，该试剂在存在被分析物的情况下经受可检测到的色彩变化。试剂通常便利地承载在测试带上。可以设置有光学结构来辅助将观察到的色彩变化与标准色彩表进行比较。或者，可以以一个或多个选择的波长来测量光学吸收。

例如，在免疫测定法的特定领域中，使用内部反射光谱。根据这种技术，在透明光学元件的表面上形成薄的样品材料层，并且在与样品的界面处测量光的内部反射。

许多已知分析技术的缺陷在于，它们依赖于发射的、反射的或传递的光或荧光的光学检测，随后的信号处理提供所需的吸收测量。据信，这已经妨碍了敏感的、紧凑的和不平的分析设备的发展。在某些情况下，例如被分析物可能是毒性的或具有微生物污染或健康风险的情况下，还期望的是具有在每次分析之后可以被处理掉的分析设备。

美国专利no.5,622,868公开了生物化学分析装置，其包括为带形式的热电变换器。该变换器设置有薄膜电极，一种或多种试剂设置在变换器表面上。当试剂与正被检测的被分析物接触时，试剂经受色度变化。然后，分析装置通常插入到测试设备中，并且通过提供预定波长的光的发光二极管照射该试剂。随着在变换器的表面处的微观加热而检测试剂对光的吸收，并且从变换器输出的电信号被处理，以得到正被检测的被分析物的浓度。压电变换器也可以用于分析装置。

WO2004/090512A1公开了一种类似的分析装置，其中通过分析电磁辐射对样品的脉冲辐照与接下来由有色物质的辐射吸收引起的变换器的微观加热之间的时间延迟可以检测有色物质朝向变换器表面的迁移。

美国专利no.5,622,868和WO2004/090512A1的生物化学分析装置避免了需要复杂的光学检测系统和信号处理电子器件，并且由此能够制造为单次使用的一次性形式。然而，与包括热电和压电变换器的生物化学分析装置相关的明显问题在于，变换器对于机械运动和振动非常敏感，环境的影响将在电子输出信号中导致高水平的噪声。

因此，需要一种分析装置，其包括热电或压电变换器，降低由环境影响引起的噪声。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种用于外部测试设备以检测测试样品中被分析物的存在的分析装置，该装置包括：

变换器，其由夹在第一和第二电极层之间的热电或压电材料层形成，该变换器布置成响应于热电或压电材料层的加热或应变而横跨电极层产生电压；以及

第一和第二刚性元件，其用于变换器，该变换器夹在刚性元件之间，刚性元件中的每一个都限定了用于将变换器保持在平的条件下的平表面，

其中刚性元件中的每一个都暴露变换器的相应的电极层的一部分，以用于将变换器电连接到外部测试设备，暴露的部分彼此侧向地偏移，使得该暴露的部分均在其整个区域上由变换器的相对侧上的刚性元件支撑。

本发明已经公开了，通过将热电或压电变换器夹在平面刚性元件之间，可以降低环境影响引起的噪声。发明人还提出了尤其有效的装置，其用于支撑具有刚性元件的变换器，同时使得能够触及变换器的电极层，以用于进行电连接。

在具有变换器的已知分析装置中，变换器的一部分通常暴露为使得弹簧触点能够回弹性地抵靠相对的电极层。发明人已经发现，未被支撑的变换器被夹在面对的弹簧触点之间的这种布置能够进行振动或者甚至谐振，由此引起高水平的噪声。根据本发明，变换器的连接部分侧向地偏移，并且均由刚性元件支撑在一侧上，由此降低噪声。

这种新型的布置不仅在整个电极层的电连接部分上机械地支撑变换器，而且方便了在侧向地偏移的位置处进行电连接。已经发现的是，这些特征均显著地降低由环境因素引起的噪声。在本文中，术语“侧向地”指的是与变换器的平面平行的方向。