[發明專利]用于樣品表征的介電感測

有效

• 申請號: 201780009585.5
• 申請日: 2017-01-17
• 公開（公告）號: CN108780056B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: M·蘇斯特;P·莫希尼;D·馬吉;E·斯塔夫羅;U·古爾干
• 申請（專利權）人: 凱斯西儲大學
• 主分類號: G01N27/22
• 分類號: G01N27/22;A61B5/0537;A61B5/145;G01N27/02;G01N27/06
• 代理公司: 北京市中倫律師事務所 11410
• 代理人: 楊黎峰;鐘錦舜

作為一個示例，流體監測裝置包括介電微傳感器，所述介電微傳感器包括集成到微流體通道中的電容感測結構。所述微流體通道包括流體輸入部以接收被測樣品(SUT)的樣品體積。發射器將輸入射頻(RF)信號提供到所述微傳感器的RF輸入。接收器從所述微傳感器接收輸出RF信號。計算設備計算基于所述輸出RF信號在時間間隔上變化的所述SUT的介電常數值。所述計算設備可以基于所述時間間隔的至少一部分上的所計算的介電常數值來確定至少一個介電常數參數。

相關申請的交叉引用

本申請要求2016年1月15日提交的題為“傳感器、裝置、系統及其制造方法”的美國臨時專利申請No.62/279467的權益，其全部內容通過引用并入本文。

技術領域

本公開涉及用于確定樣品的性質的介電感測。

背景技術

材料的復介電常數相對于頻率的定量測量(例如，介電譜，也稱為DS)可以是應用廣泛的強大監測技術。例如，DS可用于石油工業中的石油化學分析、用于安全或防御目的的物質分析、農業中的土壤水分監測、酒精飲料生產過程中的發酵監測、食品質量/安全監測和制藥業中的藥物開發。DS還可以用作生物醫學領域的分析工具，其作為一種無標記、非破壞性和實時的方法，用于在樣品制備最小化的情況下研究射頻(RF)/微波場與生物/生化樣品的相互作用。利用DS研究了生物材料的關鍵分子特征(諸如人體血液、脊髓液、乳房組織和皮膚)以用于疾病檢測和臨床診斷。典型的DS系統往往很大且昂貴，使得它們在某些情況下成本過高。

發明內容

本公開涉及傳感器系統、制造傳感器的方法和使用傳感器的方法。

作為一個示例，一種流體監測裝置，包括介電微傳感器，該介電微傳感器包括集成到微流體通道中的電容感測結構。該微流體通道包括流體輸入部以接收被測樣品(SUT)的樣品體積。發射器向微傳感器的RF輸入提供輸入射頻(RF)信號。接收器從微傳感器接收輸出RF信號。計算設備計算基于輸出RF信號在時間間隔上變化的SUT的介電常數值。計算設備可以基于在時間間隔的至少一部分上所計算的介電常數值來確定至少一個介電常數參數。

作為另一示例，一種系統包括傳感器接口，該傳感器接口包括：輸出，被配置為電連接到感測裝置的輸入；以及輸入，被配置為電連接到感測裝置的輸出。傳感器接口包括：發射器，用于向輸出提供輸入射頻(RF)信號；以及接收器，用于從輸入接收輸出RF信號，其中所述輸出RF信號提供感測裝置中的被測樣品(SUT)的介電常數的量度。計算設備計算基于輸出RF信號在時間間隔上變化的SUT的介電常數值。計算設備可以基于在時間間隔的至少一部分上所計算的介電常數值來確定至少一個介電常數參數。

作為另一示例，一種方法，包括向介電微傳感器提供輸入射頻(RF)信號。該方法還包括響應于輸入RF信號從介電微傳感器接收輸出RF信號。RF輸出信號表示設置在介電微傳感器中的被測樣品(SUT)的阻抗的量度。該方法還包括計算基于輸出RF信號在測量時間間隔上變化的SUT的介電常數值。該方法還包括分析在測量時間間隔的至少一部分上的SUT的介電常數值，以確定SUT的至少一個介電常數參數。

附圖說明

圖1描繪了樣品監測裝置的示例。

圖2描繪了介電微傳感器的示例的俯視圖。

圖3描繪了沿著3-3線截取的圖2的介電微傳感器的示例。

圖4是圖2的示例傳感器的組裝圖。

圖5描繪了另一介電微傳感器的示例。

圖6描繪了作為時間函數的標準化介電常數的示例，其示出了介電常數參數的示例。

圖7是多個不同樣品的作為時間函數的介電常數的曲線圖。

圖8描繪了表現出不同凝結性質的多個樣品的介電常數的示例。