高靈敏度多通道檢測(cè)設(shè)備的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及待檢驗(yàn)的樣本的檢測(cè)設(shè)備(1)，包括：處理模塊(2)；連接到所述處理模塊(2)的檢測(cè)模塊(3)；支承件(7)，其中可以放置所述待檢驗(yàn)的樣本，所述支承件(7)包括多個(gè)傳感器，優(yōu)選為生物傳感器和/或納米傳感器，并且可插入在所述檢測(cè)模塊(3)內(nèi)；以及封閉殼(11)，其包括被布置在所述處理模塊(2)內(nèi)的主體(12)，以及傳感器部分(13)，其中布置檢測(cè)模塊(3)，其特征在于，所述處理模塊(2)包括具有多個(gè)處理通道(5)和處理器(6)的處理單元(4)，所述處理通道(5)中的每一個(gè)被連接到所述傳感器中的相應(yīng)的一個(gè)并且適用于放大且濾波所述傳感器的信號(hào)，所述處理器(6)處理由所述處理通道(5)放大且濾波的所述信號(hào)。
【專利說(shuō)明】高靈敏度多通道檢測(cè)設(shè)備
[0001]本發(fā)明涉及高靈敏度多通道檢測(cè)設(shè)備。
[0002]更具體地，本發(fā)明涉及以上類型的裝置，該裝置被完全封閉在具有電磁保護(hù)功能的緊湊金屬殼體中，被設(shè)計(jì)為容納含有傳感器(或生物傳感器)的卡，通過(guò)該裝置有可能進(jìn)行觀察或測(cè)量。
[0003]在下文中，將針對(duì)離子通道的檢測(cè)進(jìn)行描述，但應(yīng)該清楚的是其不應(yīng)該被認(rèn)為限于這種特定的使用。
[0004]正如當(dāng)前眾所周知的，離子通道負(fù)責(zé)用于細(xì)胞內(nèi)環(huán)境和細(xì)胞外環(huán)境之間的跨膜蛋白的交換。離子通道在許多的生物過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用，并且它們的功能障礙與許多的疾病或嚴(yán)重的疾病有關(guān)。
[0005]因此，為了許多的藥類化合物的實(shí)現(xiàn)和制備，離子通道正在研究中。
[0006]離子通道響應(yīng)于不同的化學(xué)物理刺激的能力已刺激了混合傳感器的設(shè)計(jì)，其中它們被采用為檢測(cè)單元。這種方法已經(jīng)用于溶液中分子的檢測(cè)以及用于DNA測(cè)序。
[0007]出于生物學(xué)目的，以高準(zhǔn)確度和精確度來(lái)表征離子通道的電特性是必要的。
[0008]這通過(guò)低噪聲采集設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)，該低噪聲采集設(shè)備能夠放大皮安的量級(jí)的離子通道的電流。
[0009]當(dāng)前市場(chǎng)上可得的能夠檢測(cè)離子通道的響應(yīng)的放大器提供笨重的儀器，并且在同時(shí)由于離散電子結(jié)構(gòu)的限制所同時(shí)獲得的通道數(shù)量上受限，利用該離散電子結(jié)構(gòu)來(lái)制造放大器。
[0010]在使用效率以及商業(yè)方面，明顯的是這個(gè)過(guò)程是如何昂貴的。
[0011]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，便攜式檢測(cè)設(shè)備的另一個(gè)問(wèn)題通過(guò)待測(cè)試的液體和溶液向電子元件的滲透來(lái)給出，其組裝在其上有電子元件的印刷電路上。這極大地限制了它們的擴(kuò)散。
[0012]根據(jù)上文，因此，本發(fā)明的目的是提出一種高靈敏度多通道檢測(cè)系統(tǒng)，其呈現(xiàn)了縮小的尺寸，以便允許可攜帶性，并且能進(jìn)行正確的多通道測(cè)量。
[0013]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供封裝，其允許測(cè)量的簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)，以及印刷電路與待檢驗(yàn)的液體溶液的滲透的最佳隔離。
[0014]這些目的通過(guò)緊湊的多通道系統(tǒng)的組合獲得，以用于讀取來(lái)自耦合到要求使用流體的裝置的傳感器的納安或皮安(PA或nA)量級(jí)的信號(hào)。這暗示了檢測(cè)系統(tǒng)的“濕”部分與電子器件的分隔，以及電磁屏蔽(屏蔽)的適當(dāng)措施以便優(yōu)化信噪比。
[0015]因此，本發(fā)明的特定對(duì)象是待檢驗(yàn)的樣本的檢測(cè)設(shè)備，其包括:處理模塊;檢測(cè)模塊，其連接到所述處理模塊;支承件，其中可以放置所述待檢驗(yàn)的樣本，所述支承件包括多個(gè)傳感器(優(yōu)選為生物傳感器和/或納米傳感器)，并且可插入在所述檢測(cè)模塊內(nèi)；以及封閉殼，其包括被布置在所述處理模塊內(nèi)的主體以及傳感器部分，所述檢測(cè)模塊被布置在該傳感器部分中，其特征在于，所述處理模塊包括具有處理器和多個(gè)處理通道的處理單元，所述處理通道中的每一個(gè)被連接到所述傳感器的相應(yīng)的一個(gè)并且適用于放大且濾波所述傳感器的信號(hào)，所述處理器處理由所述處理通道放大且濾波的所述信號(hào)。
[0016]始終根據(jù)本發(fā)明，所述處理模塊可以被放置在所述封閉殼的所述主體中，可以具備印刷電路板以及輸出連接器(優(yōu)選為USB類型)，在印刷電路板中布置輸入連接器，該輸入連接器具有多個(gè)端子(優(yōu)選為彈簧類型)，該輸出連接器被連接到所述處理器以用于到個(gè)人電腦或處理器的連接，所述封閉殼優(yōu)選地由導(dǎo)電材料制成(如，金屬等)。
[0017]仍然根據(jù)本發(fā)明，所述處理通道中的每一個(gè)可以包括模擬部分以及數(shù)字部分，該模擬部分包括具有連接到所述輸入連接器的輸入端的放大器、被插入在所述放大器和微分器或有源高通濾波器之間的加法器，該數(shù)字部分包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器，該模數(shù)轉(zhuǎn)換器具有連接到所述處理器的輸出端，該第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器具有其連接到所述處理器的輸入端，以及連接到所述加法器以及所述放大器的輸入端的輸出端，以便實(shí)現(xiàn)施加到輸入連接器的電位的控制系統(tǒng)。
[0018]還根據(jù)本發(fā)明，所述處理通道(優(yōu)選為四個(gè))可以被集成到一個(gè)或多個(gè)電子設(shè)備中，該電子設(shè)備在ASIC(專用集成電路)中實(shí)現(xiàn)，并且所述處理器是FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列)。
[0019]根據(jù)本發(fā)明有利的是，所述封閉殼的所述傳感器部分可以包括耦合或鉸接到所述封閉殼的門(mén)，該門(mén)可以被打開(kāi)或關(guān)閉。
[0020]始終根據(jù)本發(fā)明，所述傳感器模塊可以包括基座以及阻擋元件，該基座部分地被布置在所述印刷電路板下面、對(duì)應(yīng)于所述輸入連接器，在所述基座上設(shè)置有導(dǎo)槽，該導(dǎo)槽可插入在所述支承件中，該阻擋元件與該基座一起形成外殼(35)，在該外殼中放置所述輸入連接器。
[0021]仍然根據(jù)本發(fā)明，所述檢測(cè)模塊的所述基座可以具有旨在容納第一密封件的第一縱向槽，該第一密封件被布置為與所述印刷電路板的第一面接觸，以及所述檢測(cè)模塊的所述阻擋元件可以具有旨在容納第二密封件的第二縱向槽，該第二密封件被布置為與相對(duì)于所述印刷電路板的所述第一面的第二面接觸。
[0022]還根據(jù)本發(fā)明，所述基座和/或所述阻擋元件可以由疏水性塑料材料組成。
[0023]根據(jù)本發(fā)明有利的是，所述封閉殼可具有至少一個(gè)檢查開(kāi)口，用于光學(xué)控制的顯微鏡可適用于該檢查開(kāi)口和/或通過(guò)該檢查開(kāi)口能夠提供用于執(zhí)行實(shí)驗(yàn)和測(cè)量的溶液。
[0024]始終根據(jù)本發(fā)明，所述檢查開(kāi)口可以在所述基座之下、在所述傳感器部分中獲得，并且所述基座還可以具有布置為對(duì)應(yīng)于所述檢查開(kāi)口的開(kāi)口。
[0025]仍然根據(jù)本發(fā)明，所述支承件可以是雙層類型，其包括上層和下層，該上層具有多個(gè)主孔、公共孔及一系列的表面接觸件，在該下層上布置多個(gè)電極，每個(gè)電極被布置在所述上層的各自主孔中，所述電極中的每一個(gè)被連接到所述傳感器的相應(yīng)的一個(gè)，以及另一個(gè)公共電極被布置為對(duì)應(yīng)于所述公共孔，所述電極和所述公共電極被連接到所述表面接觸件。
[0026]根據(jù)本發(fā)明有利的是，當(dāng)所述支承件被插入在所述基座的所述導(dǎo)槽中時(shí)，所述表面接觸件中的每一個(gè)可以與所述輸入連接器的對(duì)應(yīng)的端子接觸。
[0027]還根據(jù)本發(fā)明，所述檢測(cè)設(shè)備可包括電磁屏蔽裝置。
[0028]始終根據(jù)本發(fā)明，所述屏蔽裝置可以靠近所述一個(gè)或多個(gè)電子設(shè)備或者在所述一個(gè)或多個(gè)電子設(shè)備上被布置，并且被連接到不同于模擬接地和/或數(shù)字接地的公共電位，優(yōu)選地，所述公共電位被包括在I伏特和2伏特之間，更優(yōu)選地等于大約1.65伏特，以便將屏蔽效應(yīng)最大化，所述公共電位在內(nèi)部用于所述處理通道被集成在其中的所述一個(gè)或多個(gè)電子設(shè)備，用作所述檢測(cè)設(shè)備的所有其它電壓的參考。
[0029]仍然根據(jù)本發(fā)明，所述處理模塊可包括模擬接地和數(shù)字接地。
[0030]還根據(jù)本發(fā)明，所述電磁屏蔽裝置可包括用于所述模擬接地和所述數(shù)字接地之間的連接的鐵氧體，所述封閉殼被連接到所述模擬接地。
[0031]根據(jù)本發(fā)明有利的是，所述輸入連接器和所述處理通道的所述模擬部分可以由所述印刷電路板的內(nèi)層上的模擬接地平面封閉，該模擬接地平面構(gòu)成所述模擬接地或者被連接到公共電位，以及所述屏蔽裝置包括第一金屬或法拉第籠，以及所述處理通道的數(shù)字部分和所述處理器可以由印刷電路板內(nèi)的數(shù)字接地平面封閉，該數(shù)字接地平面構(gòu)成所述數(shù)字接地，以及所述屏蔽裝置包括在所述印刷電路板的上面和下面的第二法拉第籠。
[0032]本發(fā)明現(xiàn)在將根據(jù)其優(yōu)選的實(shí)施方案、特別參考所附附圖中的附圖進(jìn)行描述，以用于說(shuō)明性而不是限制性目的，其中:
[0033]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的高靈敏度多通道檢測(cè)設(shè)備的整體透視圖；
[0034]圖2示出了根據(jù)圖1的裝置的透明的透視圖；以及
[0035]圖3示出了用于在根據(jù)圖1的裝置中待檢驗(yàn)的樣本的插入的座；
[0036]圖4示出了根據(jù)圖1的裝置的電連接器的細(xì)節(jié)；
[0037]圖5示出根據(jù)本發(fā)明的檢測(cè)設(shè)備的電路圖；
[0038]圖6和圖7示出了用于將待分析的樣本的支承件插入在根據(jù)本發(fā)明的多通道檢測(cè)設(shè)備中的步驟；
[0039]圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的高靈敏度多通道檢測(cè)設(shè)備的第二實(shí)施方案的透視裝配圖；
[0040]圖9示出了檢測(cè)設(shè)備，待分析的樣本的支承件被插入到該檢測(cè)設(shè)備中；
[0041]圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的高靈敏度多通道檢測(cè)設(shè)備的第三實(shí)施方案的透視裝配圖；以及
[0042]圖11示出了根據(jù)圖10的檢測(cè)設(shè)備的細(xì)節(jié)的透明的視圖。
[0043]在各個(gè)附圖中，相似的部件將由相同的參考數(shù)字表示。
[0044]參考圖1-4，看到的是根據(jù)本發(fā)明的高靈敏度多通道檢測(cè)設(shè)備I，其基本包括處理模塊2及連接到所述處理模塊2的檢測(cè)模塊3，兩者均被布置在封閉殼11中。所述封閉殼11優(yōu)選地由金屬制成并且具有主體12和傳感器部分13，其提供與所述封閉殼11耦合且可能與其鉸接的門(mén)14。
[0045]處理模塊2包括放置在所述封閉殼11的主體12中的處理單元4，其具備印刷電路41，其中布置了輸入連接器42。所述輸入連接器42依次具備多個(gè)彈簧類型的端子42’。所述處理單元4還包括USB類型的輸出連接器43，用于裝置I到個(gè)人電腦或處理器的連接。
[0046]所述處理單元4(其處理電路圖在圖5中示出)還包括四個(gè)處理通道5(在圖5中，示出單個(gè)處理通道5的圖)以及處理器6，該處理器6連接在所述輸出連接器43的輸出端中。
[0047]所述處理通道5中的每一個(gè)包括放大器51、加法器52和微分器53，該放大器51優(yōu)選為具有連接到所述輸入連接器42的其反相輸入端的運(yùn)算放大器，該加法器52被插入在所述放大器51和微分器53或高通有源濾波器之間。連接到所述微分器53，所述處理通道5包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器54，該模數(shù)轉(zhuǎn)換器54具有其連接到所述處理器6的輸出端。最后，所述處理通道5中的每一個(gè)包括第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器55，該數(shù)模轉(zhuǎn)換器55具有輸入端輸出端，該輸入端被連接到所述處理器6，該輸出端連接到所述加法器52的反相端子中以及連接到所述放大器51的輸入端中的非反相端子。
[0048]處理通道5在四個(gè)的情況下被集成到單個(gè)電子設(shè)備中，該電子設(shè)備被制成為ASIC(專用集成電路)，同時(shí)所述處理器6是FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列)，即，集成電路的特征是由軟件可編程。
[0049]圖5還示出了法拉第籠8的示意性布置(看虛線)，該法拉第籠8保護(hù)檢測(cè)設(shè)備I的四個(gè)處理通道5。
[0050]以上實(shí)現(xiàn)了最小化來(lái)自外面的干擾及來(lái)自處理器6的數(shù)字電路的干擾。換言之，法拉第籠8允許獲得對(duì)區(qū)分由噪聲另外隱藏的信號(hào)適當(dāng)且必要的信噪比(S/N)。
[0051]在優(yōu)選的實(shí)施方案中，檢測(cè)設(shè)備I包括屏蔽裝置，并且提供用于模擬接地和數(shù)字接地之間的分隔，通過(guò)鐵氧體磁芯(未在圖中示出)相互連接在一起。此外，外部的封閉殼11被連接到模擬接地。
[0052]具有彈簧類型的端子42’的輸入連接器42和模擬處理通道5的元件(S卩，放大器51、加法器52及微分器53)被模擬接地平面封閉在其中安裝電子器件的印刷電路41的內(nèi)層上。還提供了以上的金屬籠(即，上述的法拉第籠8)，以便利用對(duì)模擬接地的屏蔽體來(lái)完全封閉敏感部件。更具體地，所述法拉第籠可以被連接到不同于所述模擬接地的公共固定電位和/或數(shù)字塊(mass)，優(yōu)選地被包括在I伏特和2伏特之間，更優(yōu)選地等于大約1.65伏特。連接到所述法拉第籠的所述公共電位在所述處理通道5被集成在其中的電子設(shè)備的內(nèi)部使用，且用作檢測(cè)設(shè)備I的所有其它電壓的參考。所選擇的指示1.65伏特的值等于Vdd/2，即，所述電子設(shè)備的電源電位的一半。
[0053]處理通道5的數(shù)字部分的全部(S卩，模數(shù)轉(zhuǎn)換器54和第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器55)和所述處理器6以相似的方式從數(shù)字接地平面被連接到印刷電路41。
[0054]考慮的是，對(duì)于讀取這么小強(qiáng)度的信號(hào)，采取這樣屏蔽的特殊技術(shù)(屏蔽)是必要的，物體的簡(jiǎn)單分隔(接地)是不足夠的。
[0055]在實(shí)驗(yàn)上，實(shí)際觀察到的是，只有對(duì)屏蔽進(jìn)行優(yōu)化，才能獲得對(duì)于這種類型的系統(tǒng)(低噪聲讀出)所要求的性能。特別地，通過(guò)將所述法拉第籠8適當(dāng)?shù)胤胖贸膳c所述電子設(shè)備(以ASIC技術(shù)制成)直接接觸，獲得期望的信噪比特性。
[0056]此外，這種特定的屏蔽結(jié)果是在不同于兩個(gè)塊(模擬和數(shù)字兩者)中的一個(gè)的模擬點(diǎn)位處。這區(qū)分了涉及常規(guī)接地系統(tǒng)的系統(tǒng)。這種屏蔽技術(shù)可擴(kuò)展到使用具有混合信號(hào)(混合的模擬/數(shù)字信號(hào))的低噪聲讀出芯片的所有應(yīng)用。
[0057]傳感模塊3被布置在封閉殼11的傳感器13的部分中，對(duì)應(yīng)于所述門(mén)14，并且在內(nèi)部包括基座31以及部分重疊在所述基座31上的阻擋元件34，該基座31在所述輸入連接器42處部分地布置在所述印刷電路板41下面，該阻擋元件34與基座一起形成外殼35，所述輸入連接器42被放置到該外殼35中。
[0058]在所述基座31上獲得導(dǎo)槽32，該導(dǎo)槽32可插入在用于待分析的樣本的雙層支承件7中。所述雙層支承件7包括上層，其具有四個(gè)主孔71、公共孔72以及一組表面接觸件73;以及下層，在其上布置四個(gè)電極(未在圖中示出)，每個(gè)電極對(duì)應(yīng)于各自的主孔71布置，并且另一個(gè)公共電極(未在圖中示出)對(duì)應(yīng)于所述公共孔72布置。
[0059]上面提到的電極的陣列分別被連接到傳感器或生物傳感器和/或納米傳感器的陣列，由于布置在相同的待檢驗(yàn)的樣本(未在圖中示出)的所述雙層支承件7上，該電極的陣列也可能以液體形式或在溶液中與待檢驗(yàn)或測(cè)量的樣本接觸。
[0060]自然地，所述電極被連接到對(duì)應(yīng)的表面接觸件73。當(dāng)雙層支承件7被完全插入到所述導(dǎo)槽32中時(shí)，表面接觸件73中的每一個(gè)與所述輸入連接器42的對(duì)應(yīng)的端子42 ’接觸。
[0061]以上描述的高靈敏度多通道檢測(cè)設(shè)備I的操作如下。
[0062]初步地，有必要進(jìn)行分析的幾滴溶液(如，含有特定單分子種類或感興趣的藥物的溶液)被放置在所述雙層支承件7上。以這種方式，由于微流體現(xiàn)象(例如，通過(guò)毛細(xì)管作用)，所述溶液經(jīng)過(guò)傳感器或納米傳感器或者與傳感器或納米傳感器接觸，諸如，蛋白質(zhì)、離子通道、細(xì)胞等。因此，在對(duì)應(yīng)于孔71和孔72的電極上以及因此在所述表面接觸件73上可檢測(cè)到適當(dāng)?shù)碾娦盘?hào)。
[0063]當(dāng)雙層支承件7被插入到導(dǎo)槽32中時(shí)(還參見(jiàn)圖6和圖7)，在打開(kāi)所述門(mén)14之后，電極被插入在所述輸入連接器42的下面，使得所述端子42 ’可以與所述表面接觸件73接觸。
[0064]隨后，關(guān)閉所述門(mén)14以便保護(hù)樣本免受周圍電磁環(huán)境影響。
[0065]輸入連接器42的所述端子42’的檢測(cè)到的信號(hào)通過(guò)所述放大器51放大，通過(guò)所述微分器53濾波，并且通過(guò)所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器54轉(zhuǎn)換，隨后將通過(guò)所述處理器6處理。一旦進(jìn)行不同的(在四個(gè)的該情況中)測(cè)量且獲得每個(gè)生物傳感器的特征響應(yīng)，則結(jié)果信號(hào)可以容易地由所述輸出連接器43檢測(cè)到。
[0066]圖8和圖9示出了檢測(cè)設(shè)備I的第二實(shí)施方案，其中封閉殼11具有在基座31之下的、在傳感器13的部分中獲得的圓形開(kāi)口 15。另外，基座31也具有對(duì)應(yīng)于所述開(kāi)口 15布置的圓形開(kāi)口 33。
[0067]這些孔15和33允許通過(guò)顯微鏡查看，其允許具有小系統(tǒng)(并且因此容易地與不同的實(shí)驗(yàn)設(shè)置相互作用)，該小系統(tǒng)允許通過(guò)同時(shí)對(duì)研究的可能的生物傳感器對(duì)象的電氣性質(zhì)和光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行分析的雙重調(diào)查。
[0068]現(xiàn)在參考圖10和圖11，示出了高靈敏度多通道檢測(cè)設(shè)備I，其中存在旨在防止放置在雙層支承件7上的試驗(yàn)溶液的滲透的特定結(jié)構(gòu)。
[0069]特別地，所述檢測(cè)模塊3的基座31具有旨在容納對(duì)應(yīng)的第一絕緣密封件36(優(yōu)選為由橡膠制成)的第一縱向槽31’，該第一絕緣密封件36與所述印刷電路板41的下表面接觸，同時(shí)阻擋元件34反過(guò)來(lái)具有旨在容納對(duì)應(yīng)的第二絕緣密封件37(也優(yōu)選為由橡膠制成)的第二縱向槽34’，該第二絕緣密封件37與所述印刷電路板41的上表面接觸。
[0070]所述第一縱向槽31’和所述第二縱向槽34’可以有可能地平行且重疊地布置。
[0071]除了其他方面，所述基座31和所述阻擋元件34由疏水性塑料材料制成，以便防止任何滲透。
[0072]使用描述的組件，存在沉積在所述雙層支承件7上的液體和溶液向安裝在印刷電路支柱41上的電子元件的滲透的高度預(yù)防。
[0073]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于在由ASIC技術(shù)制成的單芯片中的處理通道5的電路的集成連同法拉第籠的存在允許獲得非常高水平的靈敏度的儀器。
[0074]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于所描述的配置允許支承件在非常小的空間中具有多于一個(gè)傳感器，從而將在測(cè)量線路上的寄生電容并且因此成比例的測(cè)量噪聲進(jìn)行最小化。
[0075]除了更現(xiàn)代的措施和在實(shí)時(shí)中的可能性之外，本發(fā)明還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是在輸入線路上的寄生電容的最小化，以便讀取來(lái)自不同類型的傳感器的PA(或nA)量級(jí)的信號(hào)。
[0076]除了不需要外部電源和使用具有不同的傳感器系統(tǒng)還可互換的相同裝置之外，本發(fā)明的再一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)設(shè)備的可攜帶性。
[0077]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，出于說(shuō)明性而不是限制性目的已經(jīng)描述了本發(fā)明，但應(yīng)該理解的是，可以由本領(lǐng)域的技術(shù)人員引入修改和/或變更而不偏離如所附權(quán)利要求中定義的相關(guān)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種待檢驗(yàn)的樣本的檢測(cè)設(shè)備(I)，包括 處理模塊(2)， 檢測(cè)模塊(3)，其被連接到所述處理模塊(2)， 支承件(7)，所述待檢驗(yàn)的樣本能夠被放置在所述支承件(7)中，所述支承件(7)包括多個(gè)傳感器，優(yōu)選為生物傳感器和/或納米傳感器，并且能插入到所述檢測(cè)模塊(3)內(nèi)，以及封閉殼(U)，其包括主體(12)以及傳感器部分(13)，所述主體(12)被布置在所述處理模塊(2)內(nèi)，所述檢測(cè)模塊(3)布置在所述傳感器部分(13)中， 其特征在于，所述處理模塊(2)包括處理單元(4)，所述處理單元(4)具有處理器(6)和多個(gè)處理通道(5)，所述處理通道(5)中的每一個(gè)被連接到所述傳感器中的相應(yīng)的一個(gè)，并且適用于放大和濾波所述傳感器的信號(hào)，所述處理器(6)對(duì)由所述處理通道(5)放大且濾波的所述信號(hào)進(jìn)行處理。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)設(shè)備(I)，其特征在于，所述處理模塊(2)被放置在所述封閉殼(11)的所述主體(12)中，具備印刷電路板(41)以及輸出連接器(43)，在所述印刷電路板(41)中布置輸入連接器(42)，所述輸入連接器(42)具有多個(gè)端子(42’)，優(yōu)選為彈簧類型，所述輸出連接器(43)優(yōu)選為USB類型，被連接到所述處理器(6)，用于到個(gè)人電腦或處理器的連接，所述封閉殼(11)優(yōu)選地由導(dǎo)電材料制成，諸如金屬等。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的檢測(cè)設(shè)備(I)，其特征在于，所述處理通道(5)中的每一個(gè)包括 模擬部分，其包括具有連接到所述輸入連接器(42)的輸入端的放大器(51)、插入在所述放大器(51)和微分器(53)或有源高通濾波器之間的加法器(52)，以及 數(shù)字部分，其包括具有使其輸出端連接到所述處理器(6)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(54)以及第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器(55)，所述第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器(55)使其輸入端連接到所述處理器(6)，并使輸出端連接到所述加法器(52)和所述放大器(51)的輸入端兩者，以便實(shí)現(xiàn)施加到所述輸入連接器的電位的控制系統(tǒng)。4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的檢測(cè)設(shè)備(I)，其特征在于，所述處理通道(5)優(yōu)選為四個(gè)，被集成到一個(gè)或多個(gè)電子設(shè)備中，在ASIC(專用集成電路)中實(shí)現(xiàn)，并且特征在于所述處理器(6)是FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列)。5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的檢測(cè)設(shè)備(I)，其特征在于，所述封閉殼(11)的所述傳感器部分(13)包括耦合或鉸接到所述封閉殼(11)的門(mén)(14)，所述門(mén)(14)能夠被打開(kāi)或關(guān)閉。6.根據(jù)權(quán)利要求2-5中任一項(xiàng)所述的檢測(cè)設(shè)備(I)，其特征在于，所述傳感器模塊(3)包括 基座(31)，其部分地被布置在所述印刷電路板(41)下面，對(duì)應(yīng)于所述輸入連接器(42)，在所述基座(31)上設(shè)置有導(dǎo)槽(32)，所述導(dǎo)槽(32)可插入到所述支承件(7)中，以及 阻擋元件(34)，其與后者一起形成外殼(35)，所述輸入連接器(42)被放置在所述外殼(35)中。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的檢測(cè)設(shè)備(I)，其特征在于， 所述檢測(cè)模塊(3)的所述基座(31)具有旨在容納第一密封件(36)的第一縱向槽(31’)，所述第一密封件(36)被布置為與所述印刷電路板(41)的第一面接觸，以及 所述檢測(cè)模塊(3)的所述阻擋元件(34)具有旨在容納第二密封件(37)的第二縱向槽(34’)，所述第二密封件(37)被布置為與相對(duì)于所述印刷電路板(41)的所述第一面的第二面接觸。8.根據(jù)權(quán)利要求6或7中的任一項(xiàng)所述的檢測(cè)設(shè)備(I)，其特征在于，所述基座(31)和/或所述阻擋元件(34)由疏水性塑料材料制成。9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的檢測(cè)設(shè)備(I)，其特征在于，所述封閉殼(11)具有至少一個(gè)檢查開(kāi)口，用于光學(xué)控制的顯微鏡可應(yīng)用于所述檢查開(kāi)口和/或通過(guò)所述檢查開(kāi)口能夠提供用于執(zhí)行實(shí)驗(yàn)和測(cè)量的溶液。10.根據(jù)在從屬于權(quán)利要求6-8中任一項(xiàng)時(shí)的權(quán)利要求9所述的檢測(cè)設(shè)備(I)，其特征在于，所述檢查開(kāi)口(15)在所述基座(31)之下、設(shè)置在所述傳感器部分(13)中，以及所述基座(31)具有對(duì)應(yīng)于所述檢查開(kāi)口( 15)布置的另一個(gè)開(kāi)口(33)。11.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的檢測(cè)設(shè)備(I)，其特征在于，所述支承件(7)是雙層類型，包括 上層，其具有多個(gè)主孔(71)、公共孔(72)以及一系列的表面接觸件(73)，以及 下層，在所述下層上布置有多個(gè)電極，每個(gè)電極被布置在所述上層的各自的主孔(71)中，所述電極中的每一個(gè)被連接到所述傳感器中的相應(yīng)的一個(gè)，以及另一個(gè)公共電極被布置為對(duì)應(yīng)于所述公共孔(72)，所述電極和所述公共電極被連接到所述表面接觸件(73)。12.根據(jù)在從屬于權(quán)利要求6-11中任一項(xiàng)時(shí)的權(quán)利要求11所述的檢測(cè)設(shè)備(I)，其特征在于，當(dāng)所述支承件(7)被插入到所述基座(31)的所述導(dǎo)槽(32)中時(shí)，所述表面接觸件(73)中的每一個(gè)與所述輸入連接器(42)的對(duì)應(yīng)的端子(42’)接觸。13.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的檢測(cè)設(shè)備(I)，其特征在于，所述檢測(cè)設(shè)備(I)包括電磁屏蔽裝置(8)。14.根據(jù)在從屬于權(quán)利要求4時(shí)的權(quán)利要求13所述的檢測(cè)設(shè)備(I)，其特征在于，所述屏蔽裝置靠近所述一個(gè)或多個(gè)電子設(shè)備或者在所述一個(gè)或多個(gè)電子設(shè)備上布置，并且被連接到不同于所述模擬接地和/或所述數(shù)字接地的公共電位，優(yōu)選地，所述公共電位被包括在I伏特和2伏特之間，更優(yōu)選地等于大約1.65伏特，以便將屏蔽效應(yīng)最大化，所述公共電位內(nèi)部地用于所述處理通道(5)被集成在其中的所述一個(gè)或多個(gè)電子設(shè)備，用作所述檢測(cè)設(shè)備(I)的所有其它電壓的參考。15.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的檢測(cè)設(shè)備(I)，其特征在于，所述處理模塊(2)包括模擬接地和數(shù)字接地。16.根據(jù)在從屬于權(quán)利要求13或14中任一項(xiàng)時(shí)的權(quán)利要求15所述的檢測(cè)設(shè)備(I)，其特征在于，所述電磁屏蔽裝置(8)包括用于所述模擬接地和所述數(shù)字接地之間的連接的鐵氧體，所述封閉殼(11)被連接到所述模擬接地。17.根據(jù)在從屬于權(quán)利要求2時(shí)的權(quán)利要求13至16中任一項(xiàng)所述的檢測(cè)設(shè)備(I)，其特征在于， 所述輸入連接器(42)和所述處理通道(5)的所述模擬部分通過(guò)所述印刷電路板(41)的內(nèi)層上的模擬接地平面來(lái)封閉，所述模擬接地平面構(gòu)成所述模擬接地或者被連接到公共電位，以及所述屏蔽裝置(8)包括第一金屬或法拉第籠(8)，以及 所述處理通道(5)的數(shù)字部分和所述處理器(6)通過(guò)所述印刷電路板(41)內(nèi)的數(shù)字接地平面來(lái)封閉，所述數(shù)字接地平面構(gòu)成所述數(shù)字接地，以及所述屏蔽裝置(8)包括在所述印 刷電路板(41)的上面和下面的第二法拉第籠。
【文檔編號(hào)】B01L9/00GK106062547SQ201580008404
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2015年2月13日
【發(fā)明人】費(fèi)德里科·泰, 米歇爾·羅西, 馬可·本納蒂, 弗朗西斯卡·曼佐尼
【申請(qǐng)人】艾樂(lè)蒙茨有限責(zé)任公司