能器以及能夠?qū)⒎禽椛渌p產(chǎn)生的 能量轉(zhuǎn)換為電信號的電極；以及檢測器，其能夠檢測由換能器產(chǎn)生的電信號。
[0056] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明使用的裝置1，其依賴在用電磁輻射照射粒子2(粒子在換 能器表面上示出）時在粒子2(本文為分析標(biāo)記的碳粒子）中的產(chǎn)生熱。為簡單起見，圖1 中僅示出了粒子（裝置的剩余組件將在下文中進(jìn)一步詳細(xì)描述）。圖1示出了粒子2存在 時的裝置1。裝置1包括具有電極涂層4, 5的熱電或壓電換能器3。換能器3優(yōu)選地為極化 聚偏二氟乙烯膜或VDF-三氟乙烯共聚物膜。電極涂層4, 5優(yōu)選地為透明的并且最優(yōu)選地 由氧化銦錫形成，但任何透明的或半透明的電極材料都滿足要求，例如PEDOT (聚（3, 4-亞 乙二氧基噻吩））。電極優(yōu)選地具有約35nm的厚度，但從lnm下限到100nm上限的幾乎任何 厚度都是可行的，低于lnm則電導(dǎo)率太低，而高于100nm則光透過率太低（不應(yīng)低于80% T)。在特別優(yōu)選的實施例中，換能器為氧化銦錫涂覆的聚偏二氟乙烯膜?？稍趽Q能器3上 施加附加層，諸如聚對二甲苯聚合物層，以用于將試劑被動吸附至傳感器。優(yōu)選的實施例是 聚對二甲苯層隨后涂覆在聚合鏈霉親和素層中。
[0057] 粒子2示出鄰近換能器3。本發(fā)明中使用的碳粒子的固有特征是，當(dāng)粒子2受到 電磁輻射源（通常稱為"光"，優(yōu)選可見光）6照射時產(chǎn)生熱。光源可為例如LED。光源6用 合適波長的光照射粒子2。雖然不希望受到理論束縛，據(jù)信粒子2吸收光以產(chǎn)生激發(fā)態(tài)，然 后發(fā)生非輻射衰減從而產(chǎn)生能量，如圖1中的曲線所示。該能量主要為熱形式（即環(huán)境中 的熱運動），但也可產(chǎn)生其他形式的能量（主要為沖擊波）。然而，該能量由換能器檢測并 轉(zhuǎn)換成電信號。該裝置針對特定的待測粒子進(jìn)行校準(zhǔn)，因此不需要確定由非輻射衰減產(chǎn)生 的能量的精確形式。除非另外指明，否則本文中使用的術(shù)語"熱"為由非輻射衰減產(chǎn)生的能 量。將光源6定位以照射粒子2。優(yōu)選地，光源6與換能器3和電極4, 5位置相對，并且通 過換能器3和電極4, 5照射粒子2。光源可為在換能器內(nèi)的內(nèi)部光源，其中該光源為導(dǎo)波系 統(tǒng)。波導(dǎo)可為換能器本身或波導(dǎo)可為附著在換能器上的附加層。照射波長取決于所用粒子 的精確性質(zhì)。
[0058] 粒子2產(chǎn)生的能量由換能器3檢測并轉(zhuǎn)換成電信號。電信號由檢測器7檢測。光 源6和檢測器7均由控制器8控制。光源6產(chǎn)生一系列光脈沖，其被稱為"斷續(xù)光"。原則 上，光閃一下，即一個電磁輻射脈沖，就足以從換能器3產(chǎn)生信號。然而，為了獲得可再現(xiàn)的 信號，使用光的頻閃，這在實施過程中需要斷續(xù)光。所施加的電磁輻射脈沖的頻率可變化。 在下限處，脈沖之間的時間延遲對于各脈沖和待檢測的電信號的產(chǎn)生之間的時間延遲必須 是足夠的。在上限處，各脈沖之間的時間延遲不能太大，使得用于記錄數(shù)據(jù)的時間段變得被 不合理地延長。優(yōu)選地，脈沖的頻率為l-50Hz，更優(yōu)選地為1-lOHz并且最優(yōu)選地為2Hz。 這分別對應(yīng)于20-1，000ms、100-1，000ms和500ms的脈沖之間的時間延遲。此外，所謂"脈 沖間隔（mark-space) "比率，即開信號與關(guān)信號的比率優(yōu)選地為1，但也可使用其他比率而 無不利影響。為了在下一脈沖擾動系統(tǒng)前使系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，使用較短的開脈沖以及較長 的關(guān)信號有一些好處。產(chǎn)生具有不同斷續(xù)頻率的斷續(xù)光或不同脈沖間隔比率的電磁輻射源 在本領(lǐng)域中是已知的。檢測器7確定來自光源6的各光脈沖和由檢測器7檢測到的來自換 能器3的相應(yīng)電信號之間的時間延遲。時間延遲是距離d的函數(shù)。當(dāng)粒子直接結(jié)合在表面 上時，優(yōu)選地測量2-7ms的信號。為了通過室的深度測量粒子，使用更長的時間延遲，例如 10-50ms。系統(tǒng)還可被配置成測量信號中的最大峰值，其時間延遲可在整個測量過程中變 化。
[0059] 可使用提供可再現(xiàn)結(jié)果的確定各光脈沖和相應(yīng)的電信號之間的時間延遲的任何 方法。
[0060] 應(yīng)當(dāng)指出的是，粒子2可與換能器表面分開并且仍能檢測到信號。此外，不僅可檢 測通過中間介質(zhì)的信號，而且可區(qū)分不同距離d(這已被稱為"深度剖析"）并且接收到的信 號的強(qiáng)度與距換能器3表面特定距離d的粒子2的濃度成比例。此外，據(jù)發(fā)現(xiàn)介質(zhì)本身的 性質(zhì)影響時間延遲和給定時間延遲下的信號量級。
[0061] 粒子的目的是吸收由輻射源產(chǎn)生的電磁輻射從而通過非輻射衰減產(chǎn)生能量。然 后，通過換能器將輻射衰減轉(zhuǎn)換為電信號。電磁輻射的波長為使得粒子吸收所述輻射，從而 通過非輻射衰減產(chǎn)生能量。輻射的波長優(yōu)選地為300-1，OOOnm。
[0062] 紅細(xì)胞存在于血液樣品中，S卩（未分離的）全血。隨時間推移這些細(xì)胞在諸如試 管或容器的靜態(tài)系統(tǒng)中趨于沉淀，因為其密度大于它們所分散的周圍血漿。通常建立在 TO 2004/090512中所述的系統(tǒng)，以通過使用使來自紅細(xì)胞的信號最小化的光波長（大約 690nm)，并且還通過在光脈沖之后幾毫秒測量信號來使來自紅細(xì)胞的信號最小化，從而將 輸出限定為靠近換能器產(chǎn)生的熱。
[0063] 樣品將通常為大約幾微升（例如1-100 y L，優(yōu)選的1-30 y L)。為了保持流體樣品， 換能器優(yōu)選地位于樣品室中，樣品室具有一個或多個側(cè)壁、上表面和下表面。因此，換能器 優(yōu)選地位于樣品室內(nèi)以保持樣品與換能器接觸。優(yōu)選地，換能器與樣品室為一體的，即換能 器形成限定樣品室的側(cè)壁、或上表面或下表面中的一者。在優(yōu)選的實施例中，樣品室具有上 表面和下表面并且換能器形成上表面。樣品可僅由表面張力來保持，例如在毛細(xì)管通道內(nèi)。 樣品室的深度通常為50 ym至lcm，優(yōu)選地150-250 ym。
[0064] 本發(fā)明的裝置可包括優(yōu)選地流體連通的多個樣品室。該裝置優(yōu)選地還包括細(xì)長的 樣品采集通道，該通道具有與裝置外部接觸的樣品采集端和與一個或多個樣品室流體連通 的樣品遞送端，如圖2中的芯21所示。參見W0 2011/027147獲取更多細(xì)節(jié)。
[0065] 在優(yōu)選的實施例中，該裝置還包括細(xì)長的樣品采集通道，該通道具有開口端并且 被布置用于通過毛細(xì)管作用將流體引入通道中，其中該通道具有采集端和遞送端并且遞送 端與樣品室流體連通。該通道可沿著其長度的第一部分設(shè)置涂覆有抗凝劑的區(qū)域。這種布 置方式允許樣品與抗凝劑接觸從而防止在采集通道中凝血。
[0066] 該裝置可采用獨立的讀取器和盒的形式，或為一體式裝置。在前一種情況中，該裝 置由讀取器和盒形成，其中盒可釋放地與讀取器接合，并且其中讀取器包括輻射源和檢測 器，并且盒包括換能器和樣品室。讀取器優(yōu)選地為便攜式讀取器。盒優(yōu)選地為一次性盒。
[0067] 本發(fā)明現(xiàn)將結(jié)合下列實例進(jìn)行描述，所述實例并非旨在限制。
[0068] 實例
[0069]實例 1
[0070]PVDF膜傳感器
[0071] 在氧化銦錫中涂布的極化壓電/熱電聚偏二氟乙烯（PVDF)雙壓電晶片膜在以下 實例中用作感測裝置。氧化錫銦表面通過氣相氣體沉積工藝涂覆有聚對二甲苯層（大約厚 度1微米）。該方法涉及二聚對二甲苯前體的升華和后續(xù)的熱解，然后在表面上進(jìn)行自由 基聚合反應(yīng)。參見W0 2009/141637獲取更多細(xì)節(jié)。然后，所得的膜通過在室溫下溫育過夜 在聚鏈霉親和素溶液（PBS中200 y g/mL，其中PBS是包含2. 7mmol/L KCl、137mmol/L NaCl 和0.05%吐溫的10111111〇1/1磷酸鹽緩沖液）中涂布。聚鏈霉親和素如118(*61'等人卬3 5, 061，640)所述進(jìn)行制備。聚鏈霉親和素提供了通用結(jié)合傳感器，其他分子可通過高親和 力生物素-鏈霉親和素反應(yīng)附接到該傳感器。
[0072]實例 2
[0073] 盒的制備
[0074] 如圖2所示，制造盒14以進(jìn)行測量。盒14由增強(qiáng)板16上支承的壓電/熱電膜15 制成。將用于沖切形成3個樣品室18的壓敏粘結(jié)劑涂覆的聚酯膜17施加至表面。進(jìn)行準(zhǔn) 備以允許電連接至壓電/熱電膜15的頂部表面和底部表面，從而檢測產(chǎn)生的電荷。然后， 通過將上述組件夾在頂蓋19 (標(biāo)記20施加至其）和芯21、密封件22和底蓋23之間而形成 盒14。
[0075] 通過將樣品裝入樣品室進(jìn)行測量。通過頂蓋19中的孔用斷續(xù)的LED光依次用LED 照射壓電/熱電膜15。對每個LED脈沖而言，使用放大器和模擬數(shù)字（ADC)轉(zhuǎn)化器測量壓 電/熱電膜15兩端的電壓。隨時間推移，繪制時間分辨的ADC信號。
[0076]實例 3-13
[0077] 在以下實例中，使用陽性和陰性對照進(jìn)行分析以提高測量的準(zhǔn)確性和精確性。兩 個對照中，一個限定在擴(kuò)散控制下期望的最大結(jié)合率，另一個限定在不存在信號的情況下 期望的最小信號（一般由于粒子沉淀而呈弱陰性）。信號輸出由這兩個對照按比例限定。
[0078]實例 3
[0079] 通過被動吸附制備碳抗-cTnl膠體（碳綴合物1)
[0080] 在2mL 10mM磷酸鉀緩沖液（pH 7. 2)中制備400 y g抗心肌肌鈣蛋白I小鼠單克 隆抗體克隆
[0081] 560 (芬蘭 Hytest 公司（Hy