CN103167909A - 具有rfid标签和射流元件的设备 - Google Patents

Abstract

一种诸如一次性试剂盒的设备具有带天线（10）的RFID标签（30）和射流元件（20，160），所述天线的形状至少部分地包围某个区域，所述射流元件的至少部分位于该区域内。通过具有这样的结构，能够使所述设备更加紧凑或者能够使所述天线更大，因而能够降低获得既定性能的成本或者能够降低既定数量的设备的存放空间。

Description

具有RFID标签和射流元件的设备

技术领域

本发明涉及具有RFID标签的设备、具有这样的设备的***以及采用或者制造所述设备的方法，特别针对生物传感器或者生物医学或生物化学传感器。

背景技术

已知RFID（射频识别）标签用于很多应用。如US2009209904中所解释，常规RFID标签***包括RFID标签，该RFID标签发射由RFID读取器（又称为探询器）接收的数据。在典型的RFID***中，个体对象（例如，商店商品）装备有相对较小的含有应答器的标签。所述应答器具有被指定了唯一电子产品代码的存储器芯片。RFID读取器通过采用通信协议发射激活标签内的应答器的信号。相应地，RFID读取器能够向标签读写数据。此外，RFID标签读取器根据RFID标签***应用对数据进行处理。当前有无源型和有源型RFID标签。无源型RFID标签不含有内部电源，而是靠从RFID读取器接收的射频信号供电。作为另一种选择的有源型RFID标签含有能够使有源型RFID标签拥有更大的传输范围和存储容量的内部电源。采用无源标签还是有源标签取决于具体的应用。因此，已经在多种应用中使用RFID标签。RFID标签***应用包括动物识别、运输当中的物品跟踪、医院中的药物识别或者诸如血液的实验室样本识别。

已知用于这样的RFID标签的各种不同的天线构造。在一个范例中，贴片天线要么由薄的柔性金属膜构成，例如，其为铝或者采用掺杂墨水印刷的材料，要么由其他柔性高导电性材料构成，例如，导电聚合物。可以将所述天线按照一定的图样印刷到标签的外表面上，从而覆盖所述标签的指定区域。通常天线的面积越大，无线电接收或发射就越好。

发明内容

本发明的目的在于提供改进的设备和方法。根据第一方面，本发明提供了：

一种具有射流元件和RFID标签的设备，所述RFID标签包括天线，所述天线的形状包围某个区域的至少部分，其中，所述射流元件的至少部分定位于所述区域内。换言之，所述天线可以和某空间的表面相交，而所述射流元件则至少部分位于该空间内。更具体而言，这一表面可以是所述空间的主表面，“主表面”是指，所述空间主要在这一表面上延伸，因而相对于其他两个维度具有相对较薄的厚度。

“包围”一词是指，所述天线至少围绕所述区域的部分，这意味着其包围了所述区域的50%以上，任选地60%或更高，任选地75%或更高，任选地90%或更高，任选地100%。在后一种情况下，RFID标签完全围绕所述区域。

任选地，所述射流元件（例如，样本过滤器）完全位于所述空间内。

这一构造能够避免设备粗笨，从而使其紧凑，并且能够将通信功能（通过RFID标签）和射流功能（例如，过滤，样本接收）主要包含到同一区域内或表面上（或者同一空间内），尤其是在射流元件和天线以相对较薄的厚度主要通过单个平面延伸（共平面）的情况下。

例如，所述标签可以是生物传感器或者生物医学或生物化学传感器的部分。

通过具有这样的结构，所述设备能够具有以下优点中的至少一个：所述设备可以是供单次使用的一次性试剂盒，从而避免了由于频繁的重复使用和清洁而造成的污染。

可以提供诸如存储器的存储设备来存储与所述设备相关的数据或者与所述设备保存的流体样本相关的数据，所述数据可以由标签读取器访问。这一点可能对允许在测试时读取的与测试相关的数据有用。

所述天线可以是围绕所述空间的周界延伸的环形天线，或者可以是节省设备上的空间的任何其他天线。所述天线优选地适于在10到15MHz的范围和860-960MHz的范围中的任一范围内的频率工作，因为这些频率是RFID的常用频率。

所述射流元件可以包括与流体的测试相关的任何部件，例如用于储存流体样本的贮存器、用于接收流体样本的通道和用于对流体样本进行过滤的过滤器。其他元件可以包括，例如，用于清洁/清洗所述设备的通道或者用于接收血滴形式的样本并且用于混合预先加载的磁颗粒从而使其结合至该血滴内的蛋白质的孔隙。

其能够制造得更加紧凑，并且/或者RFID标签的天线能够制做的更大，并且/或者能够降低获得既定性能的成本，并且/或者能够降低既定数量的设备的存放空间。.

本发明的其他方面包括用于测试所述设备保存的实验室样本以及读取所述标签存储的数据的***和方法。在所述***或方法中，要读取的数据可以是与用于测试流体样本的测试材料相关的校准信息。任选地，所述校准信息可以存储在RFID标签上的存储器件内。可以根据所述设备的组装和所述设备的使用之间的时间长度调整所述校准信息。为了安全起见，也可以存储过期时间，所述过期时间之后所述设备将不再能够使用。

另一方面提供了制造这样的具有RFID标签的设备的相应方法。本发明的实施例可以具有任何添加至上述方面或者为上述方面所放弃的额外特征，一些这样的额外特征在从属权利要求中得到了阐述，并且将在下文中得到更加详细的描述。

可以将所述额外特征当中的任何特征组合到一起，并且可以将其与所述方面中的任何方面相组合。其他优点对于本领域技术人员而言是显而易见的，尤其是相对于现有技术而言。在不背离本发明的权利要求的情况下可以做出很多变型和修改。因此，应当清楚地理解，本发明的形式只是示范性的，而非旨在限制本发明的范围。

在权利要求2到15中能够找到本发明的其他可能特征或选择。

附图说明

现在将参考附图通过示例的方式描述如何将本发明付诸实践，其中：

图1示出了根据第一实施例的标签的示意图，

图2示出了根据实施例的测试方法中的步骤，

图3示出了组装之前的分成几部分的实施例的截面图，

图4示出了图3的实施例组装之后的截面图，

图5示出了在根据实施例的设备中使用的具有环形天线的标签的平面图，

图6示出了根据另一实施例的设备的标签的平面图，

图7示出了另一实施例的平面图，

图8示出了另一实施例的示意图，以及

图9示出的示范性测试***具有根据采用磁颗粒标记和磁激励的实施例的设备和读取器，该***采用光学感测。

具体实施方式

将关于具体实施例并参考特定附图描述本发明，但是本发明不限于此，其仅由权利要求限定。所描述的附图只是示意性的，而非限制性的。在附图中，出于举例说明的目的，可以增大某些元件的尺寸，这些元件并非按比例绘制。在因涉及单数名词而采用了诸如“一”、“所述”、“该”的不定冠词和定冠词的情况下，这包括该名词的复数形式，除非明确陈述了其他情况。

权利要求中采用的“包括”一词不应被解读为局限于其后列举的项；其不排除其他元件或步骤。因而，表述“一种包括器件A和B的设备”的范围不应限于仅由部件A和B构成的设备。其意味着，关于本发明，只有A和B是所述设备的相关的部件。

此外，出现在说明书和权利要求中的第一、第二、第三等词语只是用于区分类似的元件，而未必用于规定次序或时间顺序。应当理解，在适当的情况下，所采用的所述词语是可以互换的，而且本文中描述的本发明的实施例可以按照本文中描述的或图示的以外的其他顺序操作。

此外，说明书和权利要求中的顶部、底部、上、下等词语都是描述性的，而未必用于规定相对位置。应当理解，在适当的情况下，所采用的所述词语是可以互换的，而且文中描述的本发明的实施例可以按照文中描述或图示的以外的其他取向操作。

在本说明书中所有引用“一个实施例”或“实施例”是指在结合所述实施例描述的特定特征、结构或特性包括在发明的至少一个实施例中。因而，在本说明书的不同位置出现的词组“在一个实施例中”或“在实施例中”未必都是指同一实施例，但可以指同一实施例。此外，可以在一个或更多实施例中通过任何适当的方式组合所述特定特征、结构或特性，通过本公开，这对本领域普通技术人员是显而易见的。

类似地，应当认识到，在本发明的示范性实施例的描述当中，有时在单个实施例、附图或对其的描述中将本发明的实施例的各种特征归成一组，其目的在于简化本公开，并且帮助理解本发明的各发明点中的一个或多个。但是，不应将这种公开方法解读为反映了这样的意图：所要求保护的本发明所需要的特征比每一权利要求中明确叙述的特征更多。相反，如下述权利要求所反映的，发明点存在于所公开的前述单个实施例的所有特征中的部分特征中。因而，在此将具体实施方式后给出的权利要求明确地并入到所述具体实施方式中，每一权利要求其本身都代表着本发明的独立实施例。

此外，尽管本文中描述的一些实施例包括其他实施例所包含的某些特征，但不包括其他实施例所包含的其他特征，但是本领域其他技术人员将理解，目的是，不同实施例的特征的组合落到本发明的范围内，并且形成不同的实施例。例如，在下文的权利要求中，能够以任意组合使用所要求保护的实施例中的任何实施例。此外，本文中将一些实施例描述为一种能够通过计算机***的处理器或者其他能够执行所述功能的器件实施的方法或者方法的要素的组合。因而，具有用于执行这样的方法或者方法要素的必要指令的处理器构成了用于执行所述方法或者方法的要素的器件。此外，文中描述为装置型实施例的要素只是出于实现本发明的目的而执行所述要素所执行的功能的器件的范例。如果提及到信号，那么可以包含任何媒介中的任何种类的信号，因而可以包含（例如）电信号、光信号或无线信号，或者其他信号。如果提及到分析，那么可以包含为了导出或者强化有关样本的信息而做的任何方式的信号处理。如果提及到处理器，那么可以包含用于处理任何形式的信号或数据的任何器件，因而其可以包括（例如）个人计算机、微处理器、模拟电路、专用集成电路、用于相同目的的软件等等。

如果提及试剂盒，那么其可以包含任何尺寸或者形状的由塑料或者任何材料构成的用于保存一种或很多种样本的试剂盒。在文中提供的说明中，将阐述大量的具体细节。然而，应当理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践本发明的实施例。在其他情况下，没有详细示出公知的方法、结构和技术，从而避免模糊对描述的理解。

在下文中，将把血液样本作为参考。然而，在所有提及血液的情况下，都应当将其理解为涵盖“流体样本”。也可以替代地使用其他有待测试的材料，例如，所述材料优选是水性溶液，更优选是生物学相关流体，例如，血浆、血清、唾液、尿液、缓冲剂等，但是也能够测试有机流体。

实施例特征的介绍

根据本发明的实施例的具有RFID标签的设备可以具有大的天线，与典型的现有试剂盒相比，其增大了一次性试剂盒的尺寸。此外，所述标签的天线的金属可能是相当脆弱的，通常需要保护层，这增加了一次性用品的成本。

对于医疗或者其他测试设备的开发而言，集成具有支持所要执行的测试的典型特性的信息载体是有用的，这时将在组合的设备中对样本进行测试，从而促进了快速、可靠的分析。将所述信息载体定义为RFID标签，其包括圆形天线设计。这一天线设计的中心具有非功能区域。通过将这一非功能区域制作到所述测试设备的功能区域内，能够有助于保持设备紧凑，允许采用单个外罩保护整个RFID标签，有助于实现RFID标签的不同预期特性之间的更好的折衷，例如，具有大的天线但是仍然具有紧凑的总尺寸，具有更多的功能但是不需要单独的保护罩。

图1，第一实施例

图1示出了根据本发明的实施例的具有RFID标签30的设备（例如，试剂盒）的范例。所述具有RFID标签30的设备可以是试剂盒，例如，一次性试剂盒。图1示出了具有天线10的RFID标签。天线10通常由能够形成（例如）环形天线的导线构成，例如，其采用闭环导线，所述闭环导线具有（例如）方形、圆形、卵形、椭圆形或者类似形状，但是所述天线也可以是不闭合的，而是一侧或多侧开放的，从而部分地或完全地包围RFID标签的空间或区域。例如，所述天线可以由诸如一条或多条导线的伸长导电材料构成，其完全围绕某个区域延伸，或者仅围绕所述区域的部分延伸，例如，围绕所述区域的50%或75%延伸，例如，在构成了所述设备的部分的部分20的三侧延伸，例如，所述设备是如将在下文描述的试剂盒。样本容器的这一部分可以含有一个或多个与生物学功能相关的元件，例如，血液过滤器。样本容器的其余部分未示出。例如，其可以在天线的下面延伸，以及在标签上的其他电路的下面延伸。所述天线可以与样本容器的至少部分共面，但是这一点并不是很关键，它们可以处于不同的平面内。根据本发明的实施例，采用作为所述设备的至少部分地被天线包围的内部未使用部分或“开放部分”的空间定位功能性射流元件，例如，设备的生物学相关元件，例如样本容器。所述功能性射流元件，例如，所述样本容器的生物学相关元件，未必准确地位于同一平面内，例如，所述层可以基本上共平面。将所述天线耦合至接收/发射电路40，所述接收/发射天线40耦合至数据50，所述数据可以是存储的，也可以是在需要发射时生成的。例如，可以通过微芯片提供数据存储，所述微芯片可以和用来实现所述接收/发射电路的芯片是同一芯片，或者其可以是不同的芯片。

由于所述天线至少围绕所述实验室样本容器的至少部分，例如，围绕所述部分的至少三个侧面延伸并将其包围，因而所述天线形状必然界定了一个内部空间，而在常规上这一内部空间是不使用的。可以设想很多不同的部分或者完全包围一个内部空间的天线图样。

任选地，所述天线能够完全包围这一空间，但是未完全包围的天线也包含在本发明的范围内。

一些额外的特征

一些额外的特征如下，可以设想其他特征：所述实验室样本容器可以具有透明层，从而使得所述样本可见，例如通过窗口，在将所述标签耦合至读取器的情况下以供测试。其能够有助于借助最少的样本操纵实现光学测试。

所述标签可以具有用于存储与实验室样本相关的数据的存储器，所述数据可由读取器访问。例如，这样的数据可以包括样本识别数据、板上测试结果或样本监测结果或者样本所经历的状态。优选地，所述设备具有用于存储与所述设备内存储的材料相关的信息的数据存储器。具体而言，在本发明的优选实施例中，所存储的数据涉及（例如）针对标签上采用的材料的校准数据。这一校准数据可以是在设备组装时生成并存储的。诸如抗体或抗体片段、试剂、DNA、RNA、脂肪、细胞、膜、细菌、病毒、蛋白质、酶、标签、缓冲剂等的生物材料的各个批次可能根据批次的不同而具有不同的活度。将校准信息存储到诸如固态存储器的存储器件内，并且可以在读出任何处理的结果时读出所述信息，例如，所述处理为由所述标签执行的诊断或样本测试。这一校准数据允许在读出设备中使所述结果标准化。所述存储器优选地是非易失性存储器。任选地，可以针对组装和使用之间的时间长度对所述校准进行调整，但是所述操作需要处理器，因而最好在读取器内完成。因而，组装的时间是一类能够存储的数据。也可以存储过期时间，所述过期时间之后将不再能够使用所述设备。

可以依照任何已知的措施对所述设备进行保护，例如，对天线和射流元件的部分都加以保护。

所述天线可以包括围绕实验室样本容器的部分的周界延伸的圆形天线。这是一种天线布置，其他的也是可行的。

所述天线可以具有适于在10到15MHz的频率范围内（例如，在13.56MHz的高频上）或者在860-960MHz的范围内的超高频上工作的形状和尺寸。

所述的射流元件的部分可以包括下述内容的任何一个或多个：用于储存实验室样本的贮存器、用于接收实验室样本的孔隙以及用于对流体样本进行过滤的过滤器，所述过滤器的一个范例是用于使血清与血液样本分离的过滤器。

所述设备可以具有用于接收血滴形式的样本的孔隙，并且具有用于混合试剂的区域，所述试剂例如预先加载的、将结合至该血滴中的蛋白质上的磁颗粒。如果所述标签能够实施这样的混合，那么这样的设置能够实现快速测试，并且能够有助于实现最少的样本操纵。所述设备可以具有任何试剂盒的形式，例如，其可以具有一次性试剂盒的形式。

图2，根据本发明的实施例的测试步骤

图2示出了测试具有RFID标签的设备所持有的流体样本的方法中的一些步骤。可以添加其他步骤。所述设备可以是任何形式的试剂盒，例如，其可以是一次性试剂盒。所述流体样本已经被加载到了所述设备上。在步骤100中，将所述设备耦合至读取器。在步骤110，对保存在标签中的样本进行测试。在步骤120中，通过天线从所述标签中读出与所述样本相关的数据。可以设想各种变型。在一些实施例中，与样本相关的所述数据可以是测试结果数据。在其他实施例中，例如，所述数据将能够识别出所述设备或流体样本。在这种情况下，通常能够按照颠倒的顺序执行步骤110和120：首先读出有关流体样本的信息，接下来执行测试，能够根据关于所述样本的信息对测试进行调整。

图3、4、5，本发明的实施例

图3示出了组装之前分成几个部分的实施例的截面图。所示出的样本容器具有适于通过毛细作用吸纳一滴流体的孔隙。在所述孔隙下面是射流元件，在本例中，其为过滤器160。接下来示出的是具有RFID标签的天线和电路的层170。其具有受到天线包围的空间。由样本反应板180形成了底座，其可以具有诸如腔、阀门等的其他射流元件。任选地，在样本反应板180和RFID标签170之间并且/或者在样本容器150和RFID标签170之间提供了层压箔层（未示出），但是其仍然提供允许输入样本的孔隙。所述箔可以是不透明的，也可以是透明的。

这一构造允许将RFID标签集成到一次性试剂盒内。箭头指示了在设备的使用过程中样本的流动，例如，为了（例如）实现样本测试。图4示出了组装之后的图3的实施例的截面图。其表面，过滤器160位于天线包围的空间内，因而其与RFID层的天线的主平面共平面。

图5示出了在根据实施例的在设备中使用的具有环形天线的标签的平面图。其能够构成图3和图4的层170，或者可以是其他实施例的部分。将天线10构造为基板上的金属层。将集成电路190耦合至所述天线，所述集成电路190能够提供发射和接收电路。可以提供单独的芯片200，以提供诸如存储器的其他电路。在芯片之间可能存在未示出的电连接。

可以将所述RFID标签有效地集成到一次性试剂盒内。例如，试剂盒底座可以具有某些射流元件，例如，贮存器、阀门和导管。在此之上，可以提供诸如层压箔240的层，以覆盖这些特征，但是其仍然提供了允许输入样本的孔隙。所述箔可以是不透明或者透明的。下一层可以是RFID层170，例如，其具有包括天线的印刷电路，并且根据需要具有集成或者焊接于其上的有源或无源电部件。可以在标签的这一层内提供孔洞，其为诸如膜的另一器件保留了空间，所述膜例如是用于血液分离或血清分离的过滤膜160。其可以与天线处于同一平面内，从而采用所述天线留下的空间。

这一实施例的值得注意之处如下：

-通过将处于RFID标签中间的无效空间用于诸如血液过滤器的过滤器160，能够保持小的试剂盒尺寸，其能够改进操作，并且能够降低一次性用品的成本。

-将所述RFID标签密封到所述设备的两个塑料片之间，这意味着在所述标签上不需要额外的保护层；其还有助于降低部件的数量，从而降低设备的成本，这对于所述设备为一次性的设备的情况尤为有用。

-所述RFID标签的集成避免了对其他部分，例如盒外的用于标签读取的电接触或条型码的需求，并且有助于使标签保持紧凑，并且有助于为试剂盒提供保护。

-这一设计的RFID标签的组装的优点在于对标签进行容易和准确的定位。

可以采用非易失性存储器存储所述标签上的信息。所述设备（例如一次性试剂盒）中采用的材料由于（例如）材料或制造容差的原因而可能在特性上存在变化。可以比对工厂中每一批次的校准参考对这些变化进行测量。例如，可以将测量结果转换为具有（例如）能够下载到读取器的总曲线的形式的结果。所述读取器能够从所述设备读出批次编号，并选择相应的总曲线，从而对流体样本的处理或测试进行调节或校准。任选地，可以针对组装和使用之间的时间长度内对所述校准进行调整，但是所述操作需要处理器，因而最好在读取器内完成。因而，组装的时间是另一条可能的将存储到标签上的与样本相关的数据。例如，也可以存储超过之后所述设备将不再能够使用的到期时间。

图6、7和8，其他实施例

图6示出了根据另一实施例的设备的标签的平面图。其示出了天线10的替代形状，所述形状也呈环形，这次其具有三角形的或者其他形状的部分，从而根据既定原理改变电特性。在所述环中的一点处示出了RFID电路44。所述环也提供了用于定位射流元件圈起的空间300，例如，所述射流元件为样本容器、传感器或滤波器。

图7示出了在根据实施例的设备中使用的另一天线的平面图。在这种情况下，如图所示，所述天线具有两个旋臂，这两个旋壁提供了用于设置设射流元件的圈起空间300。所示出的各个尺寸只是范例，其可能发生变化。

图8示出了另一实施例的示意图。天线10具有两个臂，这两个臂形成了部分包围射流元件的形状。这只是一个用于图示说明所述天线可以采取其他可以部分包围一定空间的形状的范例。

在任意实施例中，RFID都可以是无源的，或者是有源的。有源是指其具有其自身的本地能源，而无源器件是指通过在（例如）天线处接收RF功率之后存储到（例如）电容器内而由外部提供能量。

此外，在任意实施例中，所述设备可以是“一次性的”，也可以是可重复使用的。一次性是指其只能用一次，不能再次使用。其避免了测试结果的交叉污染。因而，在一些实施例中，所述设备优选适于单次使用操作。这一适配性可以具有提供仅够一次测试的试剂的形式，或者具有提供任何种类的能够在一次使用之后将该设备锁定的锁的形式。在一个范例中，无法再向所述设备写入新数据。同样或者替代地，能够使功能射流元件不重复工作。在一个范例中，所述锁将不会阻止在有必要时重复地读取识别样本或设备的存储数据。

图9，根据采用磁标记和激励的实施例的测试***。

图9示出了根据用于测试实验室样本的实施例的***的范例的示意图，所述***包括标签和用于测试所述标签内保存的实验室样本以及用于通过天线从标签中读出数据的读取器（未示出）。该图示出了所述设备保存的流体样本360，例如，其处于所述设备的两个层370和380之间，例如，设备（或试剂盒）基底和层压箔之间，如以上关于图3和图4所述，该图还示出了RFID标签390。所示的读取器的零件包括冲洗磁体320、结合磁体350、包括LED照明器340的光学感测设备以及光探测器和照相机330。其他的部分（例如，RFID读取器）未示出，所述部分可以根据惯例实施，因而这里没有必要对其更加详细地描述。现在将描述这样的***的操作。

这是一类采用磁纳米颗粒定性和定量识别目标分子的生物传感器平台。所述生物传感器平台适于使复杂的体外诊断性测试能够离开实验室在分散的设置内执行，包括在患者床边和家里执行。

在诸如血液和唾液的体液样本中检测疾病的分子“生物标记物”的体外诊断性测试是诊断疾病的重要工具。作为一个一般性的规律，这些测试的成本和复杂性将随着目标生物标记物的浓度的降低而提高。例如，为了辅助糖尿病的控制的对血液样本中的相对较高浓度的葡萄糖的测量已经被简化成了简单的针刺测试，患者可以在家里每天进行测试。作为测量标度的另一极端，用于诊断心血管疾病的对非常低的浓度（皮摩尔水平）的血液蛋白生物标记物的测量当前需要大的样本量以及数十分钟的获取结果时间。

这种类型的生物传感器是基于磁纳米微粒技术的，其能够大约在几分钟内方便地测出血液或者唾液中的特殊蛋白质的皮摩尔浓度。在集成到起着***到手持分析器内的一次性生物传感器试剂盒的作用的标签内之后，其能够实施敏感活体外诊断性蛋白质测试。所述标签可以是主要由塑料构成的一次性试剂盒，其自动地用单滴血液填充其自身。

可以使用磁标记和激励来替代现有的基于实验室的血液蛋白化验，所述现有化验通常涉及大量的流体操纵（例如，移液操作、试剂混合和离心过滤），从而导致设备设置相对复杂。此外，所需的血液量通常涉及熟练的抽血医师或护士从患者抽出整管注射器的血。

样本容器能够用单滴血液对其自身自动填充，因而一旦填充了之后，将不需要任何其他流体运动。通过从外部施加磁场控制试剂盒中的磁纳米颗粒的移动来执行试剂盒内的整个化验过程。在试剂盒的制造过程中将磁纳米颗粒预先加载到所述试剂盒内，在试剂盒填充了血液时，所述磁纳米颗粒将自动散布到所述样本内。它们在涂覆了适当的配位分子的情况下将与样本血液中的目标蛋白质分子结合。在通常为一分钟左右的短时间后，最终结果是，大部分目标蛋白质分子都结合至所述磁纳米颗粒的表面。

于是，位于试剂盒下面的小电磁体350将生成将所有的磁纳米颗粒都吸引至生物传感器的活性表面的磁场，所述活性表面涂覆有结合至目标蛋白质上的另一结合部位的配位分子。作为这一磁吸引的结果，目标蛋白质的表面浓度将显著增大，其加速了结合过程。最终结果是，目标蛋白质分子被锁定到一侧的活性表面和另一侧的附着纳米颗粒之间的夹持结构内。因此，经常将这种类型的化验称为“夹心法”。

之后，处于试剂盒上方的电磁体320将生成将未结合的磁纳米颗粒从所述活性表面拉开的磁场。通过这种方式，实现了结合的磁纳米颗粒和未结合的磁纳米颗粒之间的非常快速、精确控制的分离，其取代了传统的清洗步骤。由于仍然处于所述表面上的每一磁纳米颗粒都通过目标蛋白质分子而结合在了该处，因而仍然处于所述表面上的纳米颗粒的数量就是血液样本中的目标蛋白质浓度的度量。

在最终阶段，采用基于受抑全内反射的光学技术测量结合的纳米颗粒的数量。在以正确的角度照射的情况下，落到传感器的活性表面的下方的光在正常情况下将在不存在任何强度损失的情况下受到反射（全内反射）。然而，在纳米颗粒结合到所述表面的相对侧时，它们将散射和吸收所述光，从而降低了反射射束的强度。通过与数字照相机中采用的类似的CMOS图像传感器检测这些与结合的纳米颗粒的数量相对应的反射射束的强度变化。

所述试剂盒的样本容器可以完全由塑料部件构成，并且不具有移动的部分或者嵌入的电子器件，并且其可以是一次性的。其能够***到可以是手持单元的读取器内，其含有电磁体、光学检测***、控制电子设备、软件和读出显示器。

生物传感器的活性区域可以充分地大，从而能够采用针对几种不同蛋白质的配位体对其进行定点布置，从而开启了通过单一操作执行多重化验的可能性。除了上文所述的“夹心法”之外，所述技术还能够适于执行其他类型的化验，例如，“竞争化验”，其可以适于检测药物滥用以及体液样本中的其他小分子。

可以任选将所述***布置为，将测试结果通过所述RFID标签写到所述设备内，或者将测试结果存储到所述标签上。其能够有助于确保与正确的流体样本的实体关联，从而降低错误风险。

在权利要求的范围内还能够设想其他变化。

Claims (15)

1.一种具有射流元件（20，160）和RFID标签（30）的设备，所述RFID标签包括天线（10），所述天线的形状至少部分地包围某个区域，所述射流元件的至少部分位于该区域内。

2.如权利要求1所述的设备，所述设备是供单次使用的一次性试剂盒。

3.如权利要求1或2所述的设备，其具有用于存储与所述设备或者所述设备保存的流体样本相关的数据，所述数据能够由标签读取器访问。

4.如前述权利要求中任一项所述的设备，其具有保护所述天线和所述射流元件的所述部分两者的保护罩。

5.如前述权利要求中任一项所述的设备，所述天线包括围绕所述空间的周界延伸的环形天线。

6.如前述权利要求中任一项所述的设备，所述天线适于在10到15MHz的范围和860-960MHz的范围中的任一范围内的频率工作。

7.如前述权利要求中任一项所述的设备，所述射流元件包括以下中的任意一项或多项：用于储存流体样本的贮存器（160）、用于接收流体样本的通道（360）以及用于过滤流体样本的过滤器。

8.如前述权利要求中的任一项所述的设备，其具有孔隙（150，300），所述孔隙（150，300）用于接收血滴形式的样本并且用于使预先加载的磁颗粒与所述血滴内的蛋白质混合。

9.一种用于测试流体样本的***，所述***包括在前述权利要求中的任一项中所述的设备和读取器（320，330，340，350），所述读取器（320，330，340，350）用于测试所述设备中保存的流体样本（360）并且用于经由所述天线从所述RFID标签读出与所述流体样本相关的数据。

10.一种用于测试流体样本的、如权利要求9所述的***，要读取的数据包括与用于测试所述流体样本（360）的测试材料相关的校准信息。

11.根据权利要求10所述的***，其中，所述校准信息存储在所述RFID标签上的存储设备内。

12.根据权利要求10或11所述的***，还包括用于根据所述设备的组装和所述设备的使用之间的时间长度对所述校准信息进行调整的器件。

13.根据权利要求11或12所述的***，其中，存储过期时间，所述过期时间之后将不再能够使用所述设备。

14.一种用于测试由如权利要求1至8中任一项所述的设备保存的流体样本的方法，其具有如下的步骤：将所述设备耦合（100）至读取器、测试（110）所述设备内保存的所述流体样本以及经由天线从所述RFID标签读取（120）与所述设备或所述流体样本相关的数据。

15.如权利要求14所述的测试流体样本的方法，其中，读取数据包括根据与用于测试所述流体样本（360）的测试材料相关的校准信息调整所读取的数据。

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