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CN101657150B - 用于分析系统的传感器 - Google Patents

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CN101657150B CN2008800030654A CN200880003065A CN101657150B CN 101657150 B CN101657150 B CN 101657150B CN 2008800030654 A CN2008800030654 A CN 2008800030654A CN 200880003065 A CN200880003065 A CN 200880003065A CN 101657150 B CN101657150 B CN 101657150B
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Abstract

本发明涉及一种用于分析流体的系统的分析单元，分析单元包括用于使流体与基站连通的第一流体连通线路，用于使流体与物质收集装置连通的第二流体连通线路，和传感装置，其适于提供表示物质在流体中含量的数据。

Description

用于分析系统的传感器
技术领域
本发明涉及一种用于分析流体的系统，具体地，测定流体中物质的含量。该系统包括分析单元和物质收集装置。
背景技术
上述类型的系统可以用于测量物质在流体中的浓度，例如测量体液中的物质，例如测量葡萄糖。
在医疗技术或科学领域中，比如化学过程的监视，能够精确并连续地测量在诸如组织的物质中或者比如体液的一些流体中物质的浓度的重要性已众所周知。一种重要的医学应用是监测生物环境中化学物质的浓度，像监测血液中的葡萄糖水平。
对于糖尿病患者而言，监测葡萄糖水平是至关重要的，因为血液中葡萄糖水平的提高表示诸如由于胰岛素产生或利用不够而导致的高血糖症或者糖尿的情况。或者，不正常的低葡萄糖浓度会是胰岛素过剩的信号。因此，血糖浓度的测量是诊断、治疗或控制各种失调的重要工具，其中在所述失调中，已知葡萄糖浓度是情况存在或严重程度的指示。因而存在以下紧急情况，即现有胰岛素量是超过还是少于在任意时刻处理特定血糖水平所需要的量。当糖尿病个体在这种应激情况下、诸如手术或者分娩期间，这种情形尤其严重。
不仅是糖尿病患者，对于非糖尿病患者也会需要监测他们的血糖水平，比如用药理剂量的皮质类固醇治疗的急性病人。
在生物技术中，其它感兴趣的应用是维持和控制细胞培养反应器中营养剂、诸如葡萄糖的比浓度水平，其中需要长期稳定以提供控制计算机化供药系统所需的反馈信息，从而可以将特定的化学药品维持在预设限度内。
测量溶液中特定化学物质、诸如葡萄糖的浓度的实例在许多文件中已说明，诸如WO9939629A1和US4452887。后者描述了一种测定方法，其中使用氧化酶氧化测试材料或其反应产物，且与氧化同时形成的过氧化氢通过各种方法确定。这最近变得很重要。原因是，过氧化氢的测定可以在使用过氧化物酶的生色反应(dye-forming reaction)之后通过比色法精确测定，或者通过电极反应。根据US4452887，已知基于前述原理使用Trinder试剂的比色法。采用此方法，氧化物酶反应形成的过氧化氢与过氧化物酶反应，以催化氨基安体比林和苯酚的氧化耦合反应，由此形成的染色通过比色法测定。反应系统的价值在于相同检测系统可以用于不同种的氧化酶，且系统对各种分析的应用正在研究中。这些氧化酶中，尤其是临床化学中的重要酶有葡糖氧化酶、胆固醇氧化酶、尿酸酶、甘油氧化酶、磷酸葡糖氧化酶等。
为了改进系统，可以引进增强子，诸如在WO9105872A1中描述的，其描述了一种增强的化学发光化验法，其中诸如鲁米诺(luminol)试剂的DPD(dihydrophthalazinedione)、诸如HRP的过氧化物酶和诸如H2O2的氧化剂在存在诸如(p)-碘苯酚的情况下共同反应。增强子通过正增强子(pro-enhancer)的酶催化反应产生，例如(p)-碘苯酚由碱性磷酸酶(alkalinephosphatase)分解，使该酶能够被化验而非过氧化物酶。可选择地，添加增强子，诸如(p)-硝基酚的反增强子(anti-enhancer)由诸如pNPP(p-NitrophenolPhosphate)的正-反-增强子的酶促反应产生，且发光发射的减少被测量。
该化学发光化验在以下意义上被描述为“增强”：反应的总发光量和/或信号/背景比大于在无增强剂情况下执行的相同反应所获得的总发光量和信号/背景比。
已知一般病人监视系统，如US3972320中描述了这样一种监视系统，当监视站监测到的情况超过预定界限时，其在中央站产生警报。该监视系统尤其适于监视医院中多个病人的重要机能，因此一个值班员会被警告是否有任何病人需要紧急处理。监视单元可由病人携带，合适地以手腕配件的形式，适合无线电传输的通信线路设置用于从监视站到中央站的单向传输。每一个监视站发展并处理数据，以确定监视的情况是否有值超过限定界限；如果有，确认信号被传输到中央站，以发出监视站存在紧急情况的信号。每一监视站都包括编有程序的数据处理器，从而不需要将可变数据传输到中央站。为了确认监视站的目的，仅固定或存储的数据被传输。处理器电子元件被合适地安装在大型集成电路中。
多种系统已被开发用于这种连续的物质测量，比如WO99/39629描述了一种具有长期稳定性的可植入传感结构。该传感结构利用微透析采样技术，并包括微流储存部，其使试剂与目标化学物质反应，和连接到微流储存部的传感器，其用于探测试剂和目标化学物质的反应。传感器可包括温差电堆或者光学电池(optical cell)。
在一个传感器结构中，发明包括：(i)光学电池和(ii)微透析输液管。该传感结构将微透析采样技术与利用光学电池的微流系统相结合，以产生能够精确测量带蛋白质的多元溶液中葡萄糖和其它化学物质的浓度的系统。在该文件所述实施例中，生化传感系统包括具有用于保持试剂、校准溶液和扫描溶液(sweep solution)的收缩袋的加压容器。它们的流动由阻力管调节，如前所述，该阻力管的直径和长度可选择，以实现典型地每分钟次微升方式的流率。
扫描溶液由连接管、典型地微孔管引导到微透析纤维，该微透析纤维与试验环境、例如生物反应器灌注环路扩散接触(diffusive contact)。以大致300nl/min的速率以及大约2分钟的停滞时间通过大约10到2000mm的微透析纤维，扫描流体中的目标化学物质浓度可以达到与试验环境扩散平衡。返回的透析液(即，包括目标化学物质的扫描流体)然后与特定试剂混合。混合溶液沿单管或毛细管移动，其中试剂与葡萄糖的化学反应进行，且光学变化产生，即试剂-透析液混合容积。流动流对稳定颜色的化学敏感染料的吸收由具有发光二极管和微型二极管光电探测器的光学电池(optical cell)测量。产生的光电探测器信号由微控制器关于葡萄糖浓度校准。
与试验溶液接触的微透析、也称为膜中空纤维由可渗透葡萄糖的材料制成，但不包括大分子量材料。典型地，微透析输液管由以下材料制成，诸如醋酸纤维素、聚砜和聚丙烯腈，通常形式为直径200微米级的中空管。选择与扫描流体相混合的试剂，从而它们的颜色或者荧光具有对于要求的生化物质的特殊的响应，如本领域已知的。
在混合试剂流的接收端处的光学电池测量颜色或者荧光变化，且从其获得的信号由微控制器与化学物质浓度相关联。
微流试剂储存部可以远离传感器并通过包含微孔管(microbore tubing)的导管连接到传感器。典型的实施例是，含有酶或化学系统的储存部远离传感器，并通过具有微孔管和电导线的合适长度的导管连接到传感器。该系统的形式也可以是小存储的储存部，可能是起搏器的大小和形状，其包含用于穿过容器中隔膜的注射器针头再填充的装置。该系统可以通过与可植入给药系统相类似的方式再填充，由此隔膜由通过皮肤的注射器针头刺穿。
然而当多个试剂流体混合到扫描流体，或者样本流体时，该系统不是非常合适。如果在添加第二反应液体之前、第一流体需要已与扫描流体充分混合，尤其是这种情况。原因在于，对于扫描流体和每一个不同试剂流体都需要连接管，且在每一混合之后需要另外的管，以在添加新试剂流体之前使得反应时间完全。这将需要多个不同管的连接，由此增加多个制造步骤，以及损伤小且相对易碎的管中的一个的可能性。进一步，考虑到管的微小尺寸，可能难以将它们正确并平衡地对齐，因此待混合的流体以预定的层和设计方式分层并混合。
使流以每分钟微升量级连通的其它方法包括以硅或玻璃形成的微通道，用于化学分析。一个实例是，用于US5,644,395中所述的注入流分析的系统，其中少量化学试剂和样本相互混合并在这种流动系统中反应，其中尺寸确保毛细管流动，且反应产物被光学地、电学地或者其它方式探测到。为调节流动，微阀被安装在表面上。毛细管通道包括用于使流体混合的部分，用于发生需要反应的部分，和探测部分。
也已知使用微透析领域中的利用化学反应来分析的技术，来持续地监测物质、比如葡萄糖在组织中的浓度。在US5,640,954，微透析探针植入组织中，并由灌注流体给送，该灌注流体在富含来自组织的物质后被移除作为样本。流体引导通过管系统，其中酶被添加且电化学传感器记录可测量的化学反应。系统中的流率相当小，其范围为0.1微升每分钟到15微升每分钟。为产生流动，引入第一和第二传输装置，优选地以旋转或活塞泵，其中紧凑设置将使用单极泵(single pump)并通过使用不同直径的管控制流率。
在另一个US6,572,566的专利中，使流动在槽中的想法与体液的直接分析相结合。系统包含连接到槽的集成储存部，和交换区域，从围绕体液通过交换区域的物质会进入槽，例如通过透析膜。为了传送流体，泵送系统推荐基于压力容器，填充有加压气体的压力容器与由柔性部件分成两个部分的第二容器接触。第一部分包含液体，且第二部分容纳加压气体，使柔性部件位移，并将液体挤入槽系统。限流器在泵送系统下游，以限制从储存部出现的液体量，并使流量恒定。
文件WO2005111629描述了一种用于利用流体介质分析物种的微分析系统，所述系统包含用于从介质收集物种的传感装置，所述传感装置具有入口和出口，包含槽的分析装置，所述槽限定用于混合的至少一部分，用于反应的至少一部分，和用于测量探测结构以测定在所述测量部分处物种浓度的至少一部分，保持载液的第一流体储存部，和保持试剂流体的至少一个第二流体储存部，连接装置，其包括用于第一流体储存部和分析装置之间的流体连接的第一连接装置，和用于第二流体存储部和传感装置的入口之间的流体连接的第二连接装置，和用于传感装置的出口和分析装置之间的流体连接的第三连接装置，所述第一连接装置包括至少一个第一限流装置且所述第二连接装置包括至少一个第二限流装置，其特征在于所述微分析系统进一步包括具有所述第一流体储存部和所述第二流体存储部的存储装置，所述存储装置在下游与用于对所述流体储存部加压的装置流体连接，所述存储装置和所述加压装置与所述分析装置分离。
然而，在该文件中，分析装置(50)是分析系统(200)的集成部分，还包括储存部(12-15)和加压装置(1)。因此，考虑到：例如系统运行以监测病人的生理情况，该系统不能结合以下：病人不必戴上整个分析系统(200)的方便性、通过采用短管将样本装置(60)连接到分析系统(200)的短响应时间，和这种短管将给病人带来的降低的可移动性。
发明内容
本发明的目的是改进上述系统，并实现这样的系统，其中流体中的物质被连续地测量，且该系统具有易于制造的廉价且容易互换的单独使用部分。
因此本发明涉及一种用于分析流体的系统，该系统包括优选的可重复使用的基站、优选的远离基站的廉价的一次性使用(single-use)的分析单元，及远离基站并远离分析单元的优选的廉价的一次性使用物质收集装置、用于在基站和分析单元之间连通流体的第一流体连通线路、和用于在分析单元和物质收集装置之间连通流体的第二流体连通线路，其中分析单元包括传感装置，所述传感装置适于提供表示流体中物质含量的数据，且其中基站包括数据处理装置，该数据处理装置适于处理提供关于流体中物质含量的信息的数据。
第一流体连通线路具有比第二流体连通线路更小的流阻，且为了确保缩短物质收集装置收集物质样本的响应时间，第二流体连通线路比第一流体连通线路更短，这也是引入远程分析单元的理由。
基站包括计算装置，和廉价的一次性使用的储存系统，该储存系统通过第一流体连通线路连接到分析单元，且其中储存系统可从计算装置拆卸。基站进一步包括泵送装置，该泵送装置可从储存系统拆卸并由此从分析单元拆卸。该可重复使用的基站从一次性使用的储存系统、分析单元和物质收集装置(统称为湿部)的分离使得容易以消毒包装中的新的湿部替换用过的湿部。
为了传输数据和/或能量，分析单元与计算装置电气连通。
为了确保没有外部物质污染储存系统中的流体，储存系统包括至少一个与压力室压力连通的柔性储存部，该泵送装置以空气或者流体填充压力室，由此将流体挤出储存系统，且始终不与流体直接接触。
该测量基于将流体添加到样本流体，以产生表示调查物质浓度的光学变化，因此分析单元包括布置成与微流体芯片光学连通的光学传感器。
优选地，至少分析单元和物质收集装置由允许核磁共振扫描的材料整体制成。
分析单元用于分析流体中的物质含量，并因此包括传感装置，其适于提供表示流体中物质含量的数据，其中传感装置包括：
-具有至少一个分析槽的分析微流体芯片；和
-光学传感器。
得到光学变化的反应在分析微流体芯片中进行，且为了确保流体的充分混合，分析微流体芯片的至少一个分析槽包括迂回部分。
为了确保光学传感器能够观察到光学变化，该至少一个分析槽的至少部分由透明顶部覆盖。
为了将流体分配到分析微流体芯片，其与集流微流体芯片的至少一个集流芯片槽流体连通。
为了确保没有不希望的元素或颗粒物进入分析微流体芯片，然后过滤器被布置在集流微流体芯片和分析微流体芯片。
为了调节流体在系统中的流动，分析微流体芯片和集流微流体芯片中的至少一个包括至少一个槽，其具有提供增大的流阻的槽部分。
优选地，增大的流阻由一根布置在槽中的毛细管提供。
由于测量基于光学探测，因此重要的是确保没有外部光源进入分析单元，因此支撑结构布置在光学传感器和分析微流体芯片之间，支撑结构包括第一窗，所述第一窗布置成有助于光学传感器和分析微流体芯片之间的光学连通。
为确保稳定性，光学传感器布置在下陷部中，而该下陷部设置在支撑结构的第一侧，光学传感器固定在包括第二窗的壳中，该壳和传感器定位在下陷部中，从而第一窗与第二窗对齐。
为确保分析微流体芯片和光学传感器之间的自由光学连通，并确保得到光学可探测效果的反应具有足够时间，分析微流体芯片包括覆盖至少一个迂回部分的透明顶部，顶部与第一窗对齐。
为了使储存部容易构造，其包括：
-压力侧元件，其具有形成通到第一组腔的开口的内表面；
-流体侧元件，其具有形成通到第二组腔的开口的内表面；和
-柔性或可变形膜，
压力侧元件和流体侧元件布置成相反的内表面在膜的相反侧上，因此通到膜的一侧上的腔的开口与通到膜的相反侧上的腔的开口对齐，且膜使膜一侧上的腔与膜相反侧上的腔分开，压力侧元件的内表面包括第一图案凹部，与膜一起，该第一图案凹部形成第一组腔的腔和外部之间的流体连通。
为确保储存部中流体的流体出口，流体侧元件的内表面包括第二图案凹部，该第二图案凹部与膜一起形成第二组腔的腔和外部之间的流体连通。为进一步确保膜绝不阻塞流体出口，第一和第二图案凹部中的至少一个延伸到腔中。
为从第一和第二图案凹部形成槽，元件中的至少一个连接到膜，优选地通过焊接，诸如激光焊接或超声波焊接。
为了确保膜两侧的压力梯度能够将流体挤出储存部，在第一实施例中，膜包括柔性部分，其比膜的其它部分更具有弹性，柔性部分位于对齐的腔之间，且其中柔性部分适于完全变形成柔性部分每一侧上的两个腔中的至少一个的形状。
在第二实施例中，膜部分的形状为至少大致配合两个对齐腔中的至少一个的内部形状。
为密封流体侧元件的腔，膜围绕第二组腔的边缘部分并围绕第二图案凹部的凹部连接到流体侧元件。
同样，为了密封压力侧元件的腔，膜围绕第一组腔的边缘部分并围绕第一图案凹部的凹部连接到压力侧元件。
为防止使用前流体的流动，流体侧元件包括阀通孔，其中膜围绕阀通孔对连接到流体侧元件，因此每一阀通孔与流体侧元件的内表面上的至少一个另一阀通孔由接合区域围绕，沿着所述接合区域，膜和流体侧元件连接。然后，可移除阀部分定位成第一端在柔性膜上以将柔性膜按压到流体侧元件上，由此阻塞任何穿过阀通孔的流体入口。
为了实现每一对阀通孔的两个阀通孔之间的流体连通，流体侧元件连接到具有集流凹部的集流元件，该集流凹部形成集流元件内表面中的内部几何结构。集流元件连接到流体侧元件，其中内表面朝向流体侧元件的外表面，外表面与流体侧元件的内表面相反。
第二图案凹部通过储存通孔与集流凹部流体连通，集流凹部由此产生第二图案凹部和阀通孔之间的流体连通。
为了安全地储存从分析单元返回的废液，在储存部中引入废料室，其与形成在流体侧元件内表面中的凹部的第一部分流体连通，凹部的第一部分与第一止回阀通孔流体连通，且凹部的第二部分与第二止回阀通孔流体连通，其中止回阀通孔中的每一个都与布置有止回阀的集流元件的止回阀几何结构的内部流体连通，确保第一和第二止回阀通孔之间经由止回阀的流体连通。
废料室至少部分地由设置在流体侧元件的内表面中的废料腔形成。
如果集流元件到流体侧元件的连接不是流体密封，为确保没有流体的混合发生在集流凹部中，排出槽布置在任意两个相邻集流凹部之间，排水槽平行于任意两个相邻的集流凹部。
为确保泵送装置和储存系统之间的简单并快速的可连接及可拆卸连接，连接设有阳性连接器，和密封部件，该密封部件固定在阳性连接器的凹槽中，阴性连接器形成容纳阳性连接器的腔，且密封部件略大于腔，因此当阳性连接器容纳在阴性连接器中时，密封部件接合腔的内壁。
附图说明
图1显示了整个系统；
图2显示了整个微透析探针；
图3A&3B显示了整个微流体芯片；
图4A&4B显示了与微流体芯片中的通道流体连接的管；
图5显示了包括流体的储存系统；
图6显示了储存系统的底部和集流元件；
图7显示了流体储存部的简单示意图；
图8A-8C显示了流体储存部，空间、满的及在系统运行期间的；
图9A&9B显示了废液室的两种形式；
图10显示了基站的框图；
图11显示了排水通道的特征；
图12显示了泵连接；
图13显示了分析单元系统；
图14显示了分析微流体芯片；
图15显示了集流微流体芯片；
图16显示了过滤凹部中的过滤器；
图17显示了节流器集合；
图18显示了插入通道中的节流器；
图19A和19B显示了储存系统的集流元件的另一选择；和
图20A和20B显示了阀的另一选择。
具体实施方式
以下是本发明的优选实施例的详细说明。
图1显示了用于测量诸如气体或流体的介质中的关注物质的系统(1)，其中在更多特定例子中，所述介质是血液或者身体组织。在本发明的优选实施例中，系统(1)包括基站(2)，该基站(2)包含具有流体的可互换流体部件并选择性地具有泵装置，和电子部件，该电子部件包括用于储存并可能处理数据的计算机和用于显示测量值的显示器。系统优选地连接到市电，或者选择性地，尤其是便携式电脑，包括其自己的电源、诸如电池或者燃料电池。
基站(2)通过第一流体连通线路(4)与分析单元(3)流体连通，该第一流体连通线路(fluid communication link)(4)优选地是医疗注入系统领域中所通常使用类型的可购得的柔性管。分析单元(3)优选地缚到监视下的病人的手臂或者手腕，可能通过膏贴，并包含用于执行物质浓度分析的传感装置。用于从组织(6)收集物质的物质收集装置(5)通过第二流体连通线路(7)与分析单元(3)流体连通。电连接线路(8)确保将分析单元与电源相连接的一个或多个操作，并将测量的数字或模拟数据从分析单元传输到基站和/或从基站。在本发明的特殊实施例中，这可以由无线通信替代。
流体连通线路(4)包括在共同包覆中的多个单管(408)的集合，如稍后将说明。
物质收集装置(5)是能够从介质(6)收集关注物质的任何类型的结构，但在本发明的优选实施例中，是可购得的微透析探针，或者是这样一种的探针，其中：灌注液被传输到半渗透膜的第一侧且该半渗透膜的第二侧与介质(6)相接触。当灌注液沿膜流动时，由于它们从介质(6)扩散穿过膜，因此其收集相关物质，该富含物质流体的灌注液、现在称为样本流体，然后从膜取出用于进一步分析。WO9413195A1中描述了这种探针的典型实施例。
图2显示了这种探针(5)的简单视图，其中管状半渗透膜(10)的末端(11)封闭，近端(12)围绕连接前方流体导管(13)和后方流体导管(14)。灌注流体通过前方流体导管被供应到膜内部(15)，并通过后方流体导管流出。由于灌注流体从前方(13)传送到后方(14)流体导管，其收集从周围介质(6)透过膜扩散的物质。因而，富含物质的灌注流体、称为样本流体，通过后方流体导管(14)离开。
导管(13、14)优选地是标准的可购得的流体迁移管，其尺寸在微米级，像镀膜玻璃管，内径范围在5-50μm而外径范围在500-1000μm。然而，也可以应用其它材料。导管(13、14)可以布置成单独管，或者包括并排的两个导管(13、14)的单管，或者可以是一个导管在另一个内的同心系统。
代替管状膜(10)，可以采用在一个导管(13、14)中开窗。
图3A显示了整体微流体芯片(20)，其中基板(21)在一个表面具有槽，形成流径(22)。虽然其被称为板，可以采用具有至少一个适于形成流径的表面的任意形状。
基板(21)优选地是其中形成流径的基底。其可以由聚合体材料制成，包括但不限于，聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PETG)、环烯烃共聚物(COC)，和/或任意合适聚合体材料。选择性地，基板可以由非聚合体的其它合适材料制成。可以使用任意合适种类技术在基板中形成流径，诸如蚀刻或者热压成型，或者可以使用注塑模制技术制造基板，在此情况下，在制造过程期间在基板中形成流径。选择性地，可以使用现有技术中本身已知的任何其它合适技术来形成第一流径。流径将正常地形成在基板的表面部分中。
通过利用顶板(23)覆盖基板(21)，使流径(22)流体密封，其中第一顶板可以是尺寸与基板(21)的尺寸相似的板，或者薄箔，并且与基板(21)对齐，由此使流径(22)形成为通道(26)。顶板可以是与第一基板相同的材料，或者是其它合适材料，像上述一样，并且在优选实施例中，其具有大致平面且光滑的表面，可能具有与流径(22)对齐的通孔(25)，实现通道(26)到外界的通路。
优选地，顶板通过激光焊接、超声波焊接、热焊接或者任意其它焊接方法连接到基板，但可以使用任意其它方法，如通过任意已知方式胶接或粘接。其可以连接到基板没有流径的整个表面区域，或者仅围绕流径的边缘。
图3B显示了相似整体微流体芯片(20)的特殊实施例，其中顶板(23)是基板(21)的镜像，也包括流径(22b)，因此当两个板(21、23)连接时，顶板中的流径与基板(21)的流径(22a)对齐，形成的通道(26)部分地在基板(21)中，部分地在顶板(23)中。
图4A图示说明了整体芯片(20)的侧视图，其中孔(30)穿透基板(21)的侧面，孔(31)穿透基板(21)的底部，而孔(32)和图3A上的孔(25)穿透顶板(23)。以下，任何此类产生从通道(26)到外界的通路的、穿透基板(21)或者顶板(23)或者两者的孔(30、31、32)统称为开口。
像形成第一流体连通线路(4)的管通过以下方式连接到开口：将它们朝顶板(23)或者基板(23)按压，像管(33)被分别地朝向基板(21)的侧面按压，使内部流动通道与开口(30)对齐。一些流体密封材料也可以插在管和基板或者顶板之间，以产生从管内部到通道(22)的密封流体连接。选择性地，管部分地或者完全地穿透开口，像管(35)穿过开口(32)或者管(34)插入开口(31)的加宽部(36)中。
图4B显示了将多腔管(37)连接到微流体芯片(20)的方法，如俯视图可见具有两个通道，其中至少一个腔的端部-开口(38)流体地连接到微流体芯片(20)的第一通道，且其它腔的至少一个通过在管(37)的一侧的开口连接到第二通道，但可能利用一些塞(40)在端部-开口处封闭。
图5显示了包括加压结构(100)的储存系统。加压结构(100)的主要部件是上元件(或者压力侧元件)(100a)，下元件(或者流体侧元件)(100b)，箔或者膜(120)及集流元件(130)。
压力侧元件(100a)具有第一组形状或几何结构(101-105)，且流体侧元件(100b)具有第二组形状或者几何结构(111-115)，第一和第二组几何结构在构成主体(100a、100b)的板中呈向外外形，上主体的第一组几何结构在尺寸和形状上与下主体的第二组几何结构大致成镜像。第一组几何结构(101)的内体积与第一组几何结构(102-105)的组合内部体积大致相同，并且对应地，第二组几何结构(111)的内部体积与第二组几何结构(112-115)的组合内部体积大致相同。
压力侧元件(100a)具有内部第一图案凹部(141、见例如图7)，将第一组几何结构(101-105)的内部连接到泵连接(310)的连接器(311)，见图12。这些凹部可以单独地连接到连接器(311)，但优选地，仅一个第一组几何结构(101-105)直接连接到连接器(311)，第一组几何结构通过第一图案凹部彼此连接。
柔性材料的箔或者膜(120)已定位在压力侧元件(100a)和流体侧元件(100b)之间，其中柔性理解为：材料能够容易地弯曲而无损伤，但不必具有任何明显的弹性。膜(120)具有部分(121-125)，其形状配合到第一组和第二组几何结构(101-105、111-115)，其中形状优选地通过真空模塑和/或冲压或冲模形成。
选择性地，为确保膜两侧的压力梯度可将流体挤出储存部分，在另一实施例中，膜(120)可以包括柔性部分，其比膜的其它部分更具有弹性，柔性部分位于对齐的腔室之间，且其中柔性部分适于实质变形成位于柔性部分每一侧上的两个腔室中的至少一个。
元件(100b、120)优选地通过将箔或者膜(120)热焊接到流体侧元件(100b)上而围绕第二组几何结构(111-115)和膜部分(121-125)的边缘连接。但可以应用任意其它连接方式，像粘接、激光焊或者超声波焊接。
优选地，压力侧元件(100a)也连接到膜(120)，在其与连接到流体侧元件(100b)的表面相对的表面处，这优选地通过围绕边缘(106、107)的超声波焊接实现，但也可应用任意其它连接元件的方法，像粘接或激光焊接。
优选地，所有流体侧几何结构(112-115)装有第二图案的凹部(117)，该凹部(117)具有穿透压力侧元件(100b)的储存部通孔(119)，其中至少部分的第二图案凹部(117)与边缘(107)中的凸出(127)对齐，且部分的第二图案凹部(117)位于第二组几何结构(112-115)内侧，如图上可见。第二组几何结构(111)具有与边缘凸出(126)对齐的废料凹部(116)，其中该废料凹部(116)具有两个单独的部分，第一部分废料凹部具有第一止回阀通孔(118a)，而第二部分废料凹部具有第二止回阀通孔(118b)。
边缘凸出(126)围绕废料凹部(116)，第一和第二止回阀通孔(118a、118b)，且多个阀通孔(128)还穿透流体侧元件(100b)，其方式为：边缘凸出(126)包含覆盖第二通孔(128)的柔性膜(120)的自由岛状部或者连接部(108)，每一连接部(108)覆盖一对阀通孔(128)，其方式为：每一个阀通孔(128)与阀通孔(128)的另一个成对，连接部(108)在它们之间产生流体连通。
集流元件(130)在与膜(120)相反的表面处连接到压力侧元件(100b)。集流元件(130)具有形成在表面中的第一集流凹部图案(131)和第二集流凹部(133)，其中第一集流凹部(131)连接到储存部通孔(119)和阀通孔(128)。凹部(131、133)可以在流体侧元件(100b)的表面中具有镜像的凹部，当集流元件(130)和流体侧元件(100b)连接时，形成通道。第一和第二止回阀通孔(118a、118b)与其中布置有止回阀(142)的止回阀几何结构(143)的内部(132)流体连通。
由于第一集流凹部图案(131)连接到阀通孔(128)，因此建立了第二组几何结构(112-115)的内部和第二集流凹部(133)之间的流体连接。以相同方式，废料凹部(116)的第二部分连接到第二通孔(128)中的一个，建立第二图案几何形状(110)的内部和第二集流凹部(133)中的一个之间的流体连接。
两个元件(130、100b)优选地通过超声波焊接、激光焊接连接，或者以任意其它已知方式来连接两个目标物。第一集流凹部(133)包括流体开口(134)，或者在元件(100b)和/或(130)的侧面，如图上所见，或者通过元件(100b)或(130)中一个的上表面或下表面中的一个。
阀(135)定位成第一端(136)向下按压柔性膜(120)的连接部(108)到下元件(100b)上，由此阻止任何通过阀通过孔(128)的流体进入。阀(135)的第二端(137)穿过切口(138)。阀(135)优选地由某些大体柔软的材料制成，像橡胶。当系统设定成工作时，阀(135)被移除，优选地不可逆地移除，由此释放通过阀通过孔(128)的流体的进入。
压力侧元件(100a)、流体侧元件(100b)和集流元件(130)优选地装备有销和孔，当元件(100a、100b)连接时，销配合入对应的孔，从而确保元件的充分对齐，并得到稳定的连接。
图6显示了连接到膜(120)和流体侧元件(100b)的集流元件(130)和压力侧元件(100a)。
两个止回阀通孔(118a)和(118b)之间的流体连通通过止回阀(142)实现，其确保流动仅能从止回阀通过孔(118b)到(118a)，而不能反过来。止回阀(142)优选地是标准的市场上可买到的鸭嘴阀，但也可使用任意其它止回阀。止回阀(142)布置在止回阀形状或几何结构(143)内，其具有内部(132)与止回阀通过孔(118a、118b)流体联通，且止回阀(142)定位在止回阀几何结构(143)中，其方式为：流体仅可以从止回阀通孔(118b)经过止回阀(142)流到止回阀通孔(118b)。
如果管、像单独管(408、见例如图15)将插入例如凹部(133)，然后选择性地可以引入通孔(144)，其中可以填入通过胶水或其它粘着材料以将管固定在凹部中。
图7显示了压力侧元件(100a)、流体元件(100b)和膜(120)的组合系统的侧视图。当元件(100a、100b)连接时，第一组几何结构(101-105)与第二组几何结构(111-115)对齐，形成分隔室(231-235)(在图9A和9B上可见分隔室(231))。膜部分(122-125)将分隔室(232-235)分隔成上(或者压力)腔(242-245)和下(或者流体)腔(252-255)，且膜部分(122-125)采用气密或流体密封的方式使压力腔(242-245)与流体腔(252-255)密封。
流体通过入口(未显示)被给送到流体腔(252-255)的内部，其中入口是进入第一组几何结构(102-105)、得到与外界的流体连接的开口。入口优选地装有旋转锁定螺纹(lure lock taps)，用于将输送流体的装置连接到流体室(252-255)。随后，入口被封闭，优选地通过利用热焊接熔化旋转锁定螺纹，或者以封闭这种开口的任意其它方式密封它们。
图8A是侧视图，图示说明了由第一组几何结构(102)和第二组几何结构(112)形成的分隔室(232)中的一个，该图也显示了第一和第二图案凹部(117、141)。柔性膜(120)夹在两个元件(100a、100b)之间，从而膜部分(122)将分隔室(232)分成两个腔(242)和(252)，如上所述，每一个腔具有通向外界的入口，也如同以上所述，腔(242)通过压力侧元件(100a)表面中的第一图案凹部(141)，而腔(252)通过流体侧元件(100b)表面中的第二图案凹部(117)。
在图8B中，分隔室(232)显示为其充有流体，该流体在由膜部分(122)和形状(112)限定的流体腔(252)内。像空气的气体，或者一些流体通过第一图案凹部(141)给送入压力腔(242)，使膜部分(122)两侧的压力梯度上升，所述压力梯度确保流体腔(252)内的流体被挤出第二图案凹部(117)。
图8C显示了相同的分隔室(232)，其中由于气体或液体已充入压力室(242)中，因此大量流体已被挤出流体腔(252)。
图9A显示了用于贮存废液的废料分隔室(231)，其采用与第一组几何结构(101)和第二组几何结构(111)的分隔室(232-235)相似的方式设计，废料分隔室由膜部分(121)分隔成两个室，废料室(241)和虚室(dummychambe)(251)。优选地，废液通过废料凹部(116)导入废料室(251)，如本发明所示实施例中一样，然而，也可以应用相反的情形。虚室(241)然后是“虚拟的”，在膜部分(121)上不产生明显的反压力。
优选地，通过第一组几何结构(101)中的空气孔(260)而具有到外部大气压力的自由接触，确保虚室(241)处于比废料室(251)更低的内部压力下。在本实施例中，膜部分(121)确保废料室(251)中没有流体通过空气孔(260)泄露到环境中，因为其使废料室(251)与虚室(241)相对密封。可选择地，通过利用流体密封但可透过空气的膜(261)密封任意此类空气孔(260)，可以避免膜部分(121)，如图9B中所示。
在本发明的特定实施例中，“虚”室将用于调节系统中的压力，由此调节流率。通过以某种方式对第二室加压，可以实现其。止回阀(142)确保没有回流从废料室(251)返回到第二集流凹部(133)中。
图10显示了基站(2)的简单图示，其包括加压结构(100)、泵送装置(202)、电子件(201)、监视装置(204)和选择性的能源(205)，像电池或者燃料电池。然而，在本发明优选的实施例中，从市电获得能源。
可互换流体部分、也称为湿部(200)，构成加压结构(100)、分析单元(3)、探针(5)，和第一和第二流体连通线路(4)和(8)，但在本发明的特定实施例中，也包括尤其泵送装置(202)和/或能源(205)。
电子件(201)首先是计算机(203)和监视装置(204)。计算机主要用于存储和处理测量数据，但另外可以执行其它可能任务，如存储系统的设定信息和监视目的、例如病人的信息。监视装置(204)优选地是可能具有触摸屏的标准监视器。
基站进一步包括所有电子装置领域技术人员已知的、在这种电气装置中所需要的电子和机械装置。
泵送装置优选地是以某可调节固定速率和压力将空气或者一些其它气体或者液体泵送入压力室(242-245)中的压缩机。任意其它可想像的泵送方式也可应用到系统，像将流体(气体或者液体)挤出柔性容器到压力室(242-245)中的机械或电气系统。
湿部(200)以本领域技术人员已知的任意方式连接到或插入基站(2)中，像将其放入基站(2)的外壳(或盒)内的空腔中，其中空腔的形状设计成以固定并稳固的方式容纳连接的上元件(100a)和下元件(100b)。
本系统的一个重要方面是其提供以下可能：例如，装有湿部(200)的病人可以在插入湿部(200)的数个基站(2)之间转移，且监测开始或者继续。当从一个地点移动到另一个地点时，病人不会感到拔出探针(5)又插入新探针的痛苦，而可以保持相同的探针(5)及剩余的湿部(200)。有利地，湿部(200)还可以包括用于存储诸如已获得的测量结果和/或系统的设定信息的数据的装置，其中该装置有利地是数字微芯片。可选择地，这种数据可以在单个的基站之间直接无线地传输。
本发明的另一主要方面是湿部(200)的部件不包括金属、或者至少是少量的金属，其不与例如MRI-扫描产生干扰。
图11显示了尤其用于集流元件(130)的特征，但其也可应用于压力侧和流体侧元件(100a、100b)。集流元件(130)通过以下方式焊接到流体侧元件(100b)：任意两个相邻的第一集流凹部(131)被双面焊(double welding)分开，因为这在单面焊不能流体密封的情况下提供额外的安全性。然后仍存在第二焊接将防止第一集流凹部(131)中的流体混合的机会。
进一步的安全特征被引入系统的优选实施例，如其在图上所示，其中排液槽(300)沿第一集流凹部(131)的侧面形成。图显示了集流元件(130)的横截面，显示了两个第一集流凹部(131)，它们之间具有排液槽(300)，下元件(100b)在槽(131)和排液槽(300)之间的区域焊接(301)到集流元件(130)，或以一些其它方式连接。
排液槽(300)确保通过不紧密焊接泄漏的流体会被排液槽(300)“俘获”，并在其泄漏入相邻第一集流凹部(131)之前以可观察的方式移走，可能通过将其从系统排出到外界。由此可以察觉在集流元件(130)中出现的泄漏，并检测湿部(200)被替换。
图12显示了到湿部(200)的泵连接(310)，其中空气是优选的给送到压力室(242-245)内的加压物质，但也可采用任意气体或液体。泵连接(310)显示为两部分系统，其中阳性连接器(311)装有O形圈(312)，该O形圈(312)通过以下方式固定在裂口(313)中：O形圈的部分在裂口(313)上方且其直径略大于阴性连接器(314)的内径。当阳性连接器(311)位于阴性连接器(314)内部时，O形圈相对于阴性连接器(314)的内壁的摩擦确保充分稳定和流体密封的连接，由此实现压力管(315)和压力入口(316)之间的流体连接，空气入口与凹部(141)流体连通并通过那里到图8A-8C所见的压力室(242-245)。阳性连接器(311)可以是元件(100a、100b、130)中的一个的集成的部分，但优选地是连接到压力元件(100a)的单独的部件。
一个优点是保持分析装置靠近病人或者调查的介质，其中分析装置包括分析单元(3)、第二流体连通线路(7)和物质收集装置(5)。这是由于需要使系统在测量期间的响应时间最小化，并由于一般病人的舒适度，其中仅该分析部分连接到病人，运动的自由度仅受第一流体连通线路(4)和电气连通线路(8)的长度限制。
图13显示了分析单元的设计的优选实施例，其中分析单元外壳(330)由三个部分构成，分析单元外壳底部(330a)、分析单元外壳顶部(330b)，和分析单元支撑结构(330c)。系统以以下原理工作：将试剂添加到包括相关物质的样本流体，以产生一些可检测的效果，因而分析单元包括分析微流体芯片(331)，也称为微实验室，其中试剂流体混合到样本以得到表征一些物质在流体中浓度的可观察并可测量的效果，其中在优选实施例中效果是光学可探测的。
集流微流体芯片(332)在系统中分配流体，诸如将试剂流体给送到分析微流体芯片(331)，并选择性地，将废液从分析单元排出。在优选实施例中，集流微流体芯片也将灌注流体给送到物质收集装置(5)的向内导管(13)，并从向后流体导管(14)接收样本流体，将其分配到分析微流体芯片(331)。
分析单元支撑结构(330c)位于分析单元外壳顶部(330b)和分析单元外壳底部(330a)之间，并设计有加深部(337)。传感器外壳(336)包括传感器外壳底部(336a)和传感器外壳顶部(336b)，并位于加深部(337)中。分析单元支撑结构(330c)的与加深部(337)的内侧相反的表面朝分析单元外壳底部(330a)按压流体部分(331)和(332)，保持其固定，有利地，使用流体部分(331、332)，分析单元支撑结构(330c)和/或分析单元外壳底部(330a)之间的大致柔软的部件(可以是橡胶垫、橡胶垫圈或泡沫)。
分析单元支撑结构(330c)和传感器外壳底部(336a)装备有窗，分析单元支撑结构(330c)中的第一窗(339)，和传感器外壳底部(336a)中的第二窗(338)，定位成：当分析单元被合在一起时，两个窗对齐。垫圈、衬垫或泡沫(341)，优选地橡胶或者弹性体的，被在分析单元支撑结构(330c)和传感器外壳底部(336a)之间，围绕窗(338、339)以相对尤其外部光源密封。由此被包围在传感器外壳底部(336a)和传感器外壳顶部(336b)之间的传感器(333)仅接收穿过窗(338、339)的光。透明片或板(350)可以位于窗内。
三个分析单元外壳部分(330a、330b、330c)优选地沿边缘通过超声波焊接连接，但也可以采用任意其它方法，如粘接这些部件。同样地，两个传感器外壳部件(336a、336b)优选地沿边缘通过超声波焊接连接，但也可采用任意其它方法，像粘接这些部件。
如上在优选实施例中所述，物质的测量是根据光学探测，因此重要的是没有外部光源透过微流体芯片(331、332)或者放置传感器的传感器外壳(336)内部。因此，外壳(330)设计成从外界到内部流体部分(331、332)的仅有的流体连接是通过第一流体连通线路(4)。仅有的到外界的其它连接是将传感器(333)连接到基站(2)的导电连通线路(8)。第一和第二流体连通线路(4、7)和电气连通线路(8)分别装备有插头(343、344、345)，用于密封入口(346、347、348)。
分析单元的主要部分中的一个是微流体芯片，其执行得到表征某物质在流体中的浓度的可观察并可测量的光学效果的化学反应。
图14显示了分析微流体芯片(331)的优选设计，该设计与一般微流体芯片(20)的设计相同，具有分析基板(370)和分析顶板(371)，其间包围有分析槽系统(372、375、377、379、381、382)。在图中，两个部分(370、371)未被连接。灌注流体通过分析顶板(371)中的分析芯片开口(373)进入分析槽(372)。第一试剂流体通过分析顶板(371)中的分析芯片开口(374)进入分析槽部分(375)，并与灌注流体在混合点(376)处混合。分析槽(372)延伸到第一迂回部(377)，在该处混合的流体有时间相互混合，并在其到达第二混合点(378)之前反应，并与从分析槽部分(379)和分析芯片开口(380)进入的第二试剂流体混合。分析槽(372)延伸到第二迂回部(381)中，在该处混合的流体有时间相互混合，并在它们到达第三迂回部(382)之前反应，该第三迂回部(382)与窗(339、338)对齐，因此传感器(333)具有观察在第三迂回部发生的光学可探测反应的视角。第一顶板(371)因此至少在其覆盖该第三迂回部的区域是透明的。流体、目前是废液，通过分析开口(383)离开分析微芯片(331)。
图15显示了集流微流体芯片(332)的优选实施例，其采用与一般微流体芯片(20)相同的方式设计，包括集流基板(400)和集流顶板(401)，图中该两个板(400、401)未连接。多个集流槽(402-407)与单管(408)流体连接。集流槽(402-407)又与一组集流芯片开口(411-413)流体连接。在本发明的所示实施例中，集流槽(406)中的一个将单管(408)中的一个连接到连通灌注流体的物质收集装置(5)的向前流体导管(13)。选择地，灌注流体都绕过分析单元，管(408)中的一个直接连接到向前流体导管(13)。
通过集流芯片开口(410)和分析芯片开口(373)，所示实例中的集流槽(407)在物质收集装置(5)的向后流体导管(14)和分析微流体芯片(331)中的分析槽(372)之间产生流体连接。
集流槽(402-407)优选地由集流基板(400)中的流径构成，如上所述地，该流径与集流顶板(401)中的镜像流径对齐。
选择性地，物质收集装置(5)的向前流体导管(13)和/或向后流体导管(14)直接地连接到分析微流体芯片(331)，其中集流微流体芯片(332)将灌注和样本流体分配到分析微流体芯片(331)和从分析微流体芯片(331)分配。
两个微流体芯片(331、332)与它们之间的过滤器(420，图16中可见)一起连接，其方式为：开口对齐，以在两个微流体芯片的槽之间产生流体连通。图中的示例系统然后使集流芯片开口(410)与分析芯片开口(373)对齐，集流芯片开口(411)与分析芯片开口(374)对齐，集流芯片开口(412)与分析芯片开口(380)对齐，且集流芯片开口(413)与分析芯片开口(383)对齐。
过滤器可以选择地定位，诸如参照流动方向，恰在集流微流体芯片(332)前或可能恰在第二集流凹部(133)之后，优选地其须插在限流器(501)之前，以下描述限流器(501)。
两个微流体芯片优选地以底对顶的方式连接，其中分析基板(370)相对集流顶板(401)定位，但选择性地，其可以为底对底方式，其中分析和集流基板(370、400)相对彼此定位，或者顶对顶方式，其中分析和集流顶板(371、401)相对彼此定位，或者顶对底方式，其中分析顶板(371)相对集流基板(400)定位。
两个微流体芯片(331、332)通过超声波焊接、热焊接、胶接或者连接两个元件的任意其它方式连接。
图16显示了两个开口(421、422)的一个连接，其中集流基板(400)相对分析顶板(371)定位，且过滤器凹部或者下陷部(423、424)围绕开口(421、422)形成并对齐。过滤器(420)定位在过滤下陷部(423、424)和两个微流体芯片(331、332)之间，用于清除流体中的脏物、污染物、微生物和可能存在的其它材料。两个过滤器下陷部(423、424)增加了过滤器的工作区域。过滤材料优选地是微孔PES，但也可以应用任意合适过滤器。
调节系统的单个流率的优选方式是在系统中引入限流器或者流限制元件，其中限流器有利地可以是内横截面积明显小于单管(408)、第一和第二集流凹部(131-133)、集流微流体芯片(132)和分析微流体芯片(131)的集流芯片和分析芯片槽(402-407、372、375、377-379、381、382)的管部分。这种限流元件的自然选择可以是标准的市场上可购得的硅基微孔管，或者毛细管，毛细管具有以下性质：对于任意给定的压差，通过选择合适长度和直径的毛细管，可以将流率固定在要求值。
插入限流器的多种不同实施例是可能的，比如将它们导入第一或者第二集流凹部(131-133)中、或者如图17所示，将限制集合(500)引入第一流体连通线路(4)，其中限流器(501)插入每一个单管(408)，增加单管(408)的总流阻，由此降低流率。然而，本发明的优选实施例是，将限流器(501)插入集流微芯片(332)的槽中，或者插入分析微流体芯片(331)的槽中，如显示微流体芯片(502)和槽(503)的俯视图的图18中所见，其中限流器(501)位于槽(503)中并通过一个或多个一些粘性材料插头(504)固定，插头(504)也用于密封槽中流动的流体，强迫其通过限流器(501)。
优选实施例中的系统采用以下方式工作：灌注流体从基站(2)中的容器通过第一流体连通线路(4)中的一个单管(408)到探针(5)的向前流体导管(13)，选择地通过微流体芯片(331)或(332)中的一个。在探针(5)中，当相关物质透过膜(10)扩散时，它们被样本流体收集。该富含物质的灌注流体、现在是样本流体，进入分析微流体芯片(331)的第一迂回槽(372)，如前所述，选择地，首先通过集流微流体芯片(332)的槽中的一个。
随后样本流体与多种试剂流体相混合。试剂流体从基站(2)通过第一流体连通线路(4)中的一些单管(408)，通过像(374、380)的开口和像(375、377)的槽部分，进入分析微流体芯片，并在像(376、378)的混合点与样本流体混合。迂回的反应部分(377、381)确保反应流体有时间与样本流体充分混合并反应。
最后的迂回部分(382)在可探测的光学效果由传感器(333)通过窗(338)探测的位置。传感器发送测量的数据到基站(2)，优选地通过电气连通线路(8)或者通过无线传输。
样本流体、目前为废液，通过开口(383)离开分析微流体芯片(331)，优选地通过集流微流体芯片(332)和流体连通线路(4)的管中的一个，回到基站(2)，在该处其被存储在某包、容器或者室(231)中。选择性地，废液直接导出系统。
基站(2)包括能够处理并存储数据的计算机，优选地还包括用于显示数据的监视器。计算机装置(2)也能够采用一些方法控制传感器(333)和/或流率。
流体的流动由包含在基站(2)中的泵送装置(202)产生，其中优选实施例中的泵送装置是流体存储在流体袋或室(252-255)中的类型，每一个所述流体袋或室(252-255)都具有至少一个柔性侧或壁，与压力室(232-235)中的一个压力连通。选择性地，所有流体室(252-255)定位在一个共同的压力室中。压力室的内部然后填充如气体的加压物质，由此当加压物质使柔性侧或壁相对流体挤压时，流体室内的流体被挤入到流体连通线路(4)中。
第一流体连通线路(4)优选地是多个单个柔性管(408、见图15)，如医疗灌注系统领域已知的，并且优选地，由像PE、PUR、PA等材料构成。单管(408)组装在由像PVC、橡胶、PUR等材料制成的共同的封套或外壳中。为了确保管的正确安装，尤其是在系统安装期间，单管优选地可以涂上不同的颜色，可能还具有不同的外径，以确保管的仅一种安装排列组合是可能的。
图19A显示了例如图5和6中所见的加压结构的选择性形式，其中集流元件(130)被管(600)及保护管(600)的保护性罩(601)所替代，可能地，所述保护性罩(601)将管固定到压力侧元件(100b)。管替代至少第一和第二集流凹部(131、133)，并流体连接到储存通孔(119)。在优选所示实施例中，管(600)是从共同封套延伸到储存通孔(119)的单个柔性管(408)。
在本实施例中，包括止回阀结构(143)的阀罩元件(602)连接到压力侧元件(100b)。阀罩元件(602)和压力侧元件(100b)的系统可以具有凹部(116、133)、开口(134)和通孔(118)，像图5和6中所见的实施例的系统，并以相同方式工作。
图19B图示说明了图19A以俯视图显示的相同系统，其中虚线表示具有管(600)和保护性罩(601)的系统的后侧。视图的上前侧包括第二组几何结构(111-115)，第一图案凹部(117)，其产生从第二组几何结构(112-115)内部通过储存通孔(119)到管(600)的流体连通，废料凹部(116)和具有止回阀结构(143)的阀罩元件(602)。
图20A和20B显示了阀(135)的选择形式，尤其适于图19A和B中所见的实施例。包括两个腿部(651)和具有按压元件(653)的枢转元件(652)的夹紧元件(650)，可释放地连接到管(600)没有保护性罩(601)处的结构(654)。结构(654)位于管下，并包括匹配部分(655)以容纳和配合按压元件(653)的端部(656)。两个腿部(651)中的每一个都包括将夹紧元件(650)紧固到结构(654)的部分(657)，且当夹紧元件(650)固定到结构(654)时，管(600)被夹挤在端部(656)和匹配部分(655)之间，以防止任何通过管(600)的流体连通。当系统被设定为工作时，两个腿部(651)绕枢转部件(652)被按压在一起，如图20B中箭头(658)所示，以将它们从结构(653)释放，且夹紧元件(650)然后移除，由此释放管(600)中的流体连通。

Claims (16)

1.一种用于分析流体的系统(1)的分析单元(3)，所述分析单元(3)包括用于与基站(2)中的加压结构(100)连通流体的第一流体连通线路(4)，与物质收集装置(5)连通流体的第二流体连通线路(7)，和传感装置，所述传感装置适于提供表示流体中物质含量的数据，其中，分析单元外壳(330)罩封所述分析单元(3)，所述分析单元(3)和所述分析单元外壳(330)处于基站(2)外部，其中，所述分析单元外壳(330)罩封所述传感装置，所述传感装置在其中包括分析微流体芯片(331)和光学传感器(333)，所述分析微流体芯片(331)具有包括至少一个分析槽(372、375、377、379、381、382)的分析槽系统，并且其中，所述分析微流体芯片(331)的至少一个分析槽(372)包括迂回部分(377、381、382)。
2.根据权利要求1所述的分析单元，其中，所述第一流体连通线路(4)具有的流阻小于所述第二流体连通线路(7)。
3.根据权利要求1所述的分析单元，其中，所述第一流体连通线路(4)短于所述第二流体连通线路(7)。
4.根据权利要求1所述的分析单元，其中，所述分析槽系统(372、375、377、379、381、382)的至少一部分(382)由透明顶部(371)覆盖。
5.根据权利要求1所述的分析单元，进一步包括位于分析单元外壳(330)内的集流微流体芯片(332)，所述集流微流体芯片(332)具有集流芯片槽(402-407)。
6.根据权利要求5所述的分析单元，其中，所述集流芯片槽(402-407)中的至少一个与所述第一流体连通线路(4)流体连通。
7.根据权利要求5或6所述的分析单元，其中，所述集流芯片槽(402-407)中的至少一个与所述分析微流体芯片(331)的至少一个分析槽(372、375、377、379、381、382)流体连通。
8.根据权利要求7所述的分析单元，其中，所述集流微流体芯片(332)包括至少一个集流芯片开口(410-413)，所述至少一个集流芯片开口(410-413)与所述分析微流体芯片(331)的至少一个分析芯片开口(373、374、380、383)对齐，由此提供芯片中槽之间的流体连通。
9.根据权利要求8所述的分析单元，进一步包括布置在所述集流微流体芯片(332)和所述分析微流体芯片(331)之间的过滤器(420)。
10.根据权利要求8或9所述的分析单元，其中，所述集流芯片开口(410-413、373、374、380、383)中的至少一个具有下陷部(424)。
11.根据权利要求8所述的分析单元，其中，所述分析微流体芯片(331)和所述集流微流体芯片(332)中的至少一个包括至少一个槽(402-407、372、375、377、379、381、382)，所述至少一个槽具有提供增大的流阻的槽部分。
12.根据权利要求11所述的分析单元，其中，所述增大的流阻由一根毛细管(501)提供，所述毛细管(501)布置在所述至少一个槽(402-407、372、375、377、379、381、382)的一个中。
13.根据权利要求1所述的分析单元，其中，所述第一和第二流体连通线路(4、7)中的至少一个提供所述分析单元(3)到所述基站(2)和/或到所述物质收集装置(5)的可拆卸连接。
14.根据权利要求1所述的分析单元，其适于经由所述第一流体连通线路(4)接收加压流体。
15.根据权利要求1所述的分析单元，其由允许核磁共振成像扫描的一种或多种材料整体制成。
16.根据权利要求1所述的分析单元，进一步包括数据处理装置(203)，所述数据处理装置适于处理数据以提供关于流体中物质含量的信息。
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