CN117309756A - 用于样品测试的装置、***和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了与样品测试设备相关联的方法、装置和***。
Description
相关申请的交叉引用
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本申请还是2022年9月29日提交的美国专利申请号17/936,764的部分继续申请，该美国专利申请的内容全文以引用的方式并入。美国专利申请号17/936,764要求2021年10月4日提交的美国临时专利申请号63/262,076的优先权和权益，该美国临时专利申请的内容全文以引用的方式并入。美国专利申请号17/936,764还要求2021年11月3日提交的美国临时专利申请号63/263,481的优先权和权益，该美国临时专利申请的内容全文以引用的方式并入。美国专利申请号17/936,764还是2021年5月5日提交的美国专利申请号17/302,536的部分继续申请，该美国专利申请的内容全文以引用的方式并入。美国专利申请号17/302,536要求美国专利申请号63/021,416(于2020年5月7日提交)、美国专利申请号63/198,609(于2020年10月29日提交)和美国专利申请号63/154,476(于2021年2月26日提交)的优先权和权益，这些美国专利申请的全部内容以引用的方式并入本申请中。
本申请还是2021年5月5日提交的美国专利申请号17/302,536的部分继续申请，该美国专利申请的内容全文以引用的方式并入。美国专利申请号17/302,536要求美国专利申请号63/021,416(于2020年5月7日提交)、美国专利申请号63/198,609(于2020年10月29日提交)和美国专利申请号63/154,476(于2021年2月26日提交)的优先权和权益，这些美国专利申请的全部内容以引用的方式并入本申请中。
背景技术
现有方法、装置和***受到挑战和限制的困扰。例如，许多设备的效率和/或准确度可能由于诸如结构限制、环境温度、污染等各种因素而受到影响。
发明内容
根据本公开的各种示例，提供了用于样品测试的各种示例性方法、装置和***。在一些实施方案中，示例性方法、装置和***可利用干涉测量法来检测收集的样品中病毒和/或其他蛋白质含量的病毒指示物的存在。
在一些示例中，样品测试设备可包括波导和集成光学部件。在一些示例中，集成光学部件可耦合到波导。在一些示例中，集成光学部件可包括准直器和分束器。
在一些示例中，分束器可包括第一棱镜和第二棱镜。在一些示例中，第二棱镜可附接到第一棱镜的第一倾斜表面。在一些示例中，第一棱镜和第二棱镜形成立方体形状。
在一些示例中，分束器可包括偏振分束器。
在一些示例中，准直器可附接到第一棱镜的第二倾斜表面。
在一些示例中，样品测试设备可包括耦合到集成光学部件的光源。在一些示例中，光源可被配置为发射激光光束。
在一些示例中，波导可包括波导层和具有样品开口的界面层。在一些示例中，界面层可设置在波导层的顶表面上。
在一些示例中，集成光学部件可设置在波导层的顶表面上。
在一些示例中，样品测试设备可包括定位在界面层上方的透镜部件。在一些示例中，透镜部件可在输出光方向上与界面层的输出开口至少部分地重叠。
在一些示例中，样品测试设备可包括设置在透镜部件的顶表面上的成像部件。
在一些示例中，成像部件可被配置为检测干涉条纹图案。
在一些示例中，样品测试设备可包括具有第一表面的波导和设置在第一表面上的透镜阵列。在一些示例中，透镜阵列包括至少一个光学透镜。
在一些示例中，透镜阵列可包括至少一个微透镜阵列。在一些示例中，微透镜阵列的第一光学透镜的第一形状可不同于微透镜阵列的第二光学透镜的第二形状。在一些示例中，至少一个光学透镜可包括至少一个棱镜透镜。
在一些示例中，在波导光传输方向上，第一光学透镜的第一表面曲率可不同于第二光学透镜的第二表面曲率。
在一些示例中，样品测试设备可包括通过透镜阵列耦合到波导的集成光学部件。
在一些示例中，样品测试设备可包括通过透镜阵列耦合到波导的成像部件。
在一些示例中，样品测试设备可包括波导，该波导具有在第一表面上的样品开口和设置在第一表面上的开口层。在一些示例中，开口层可包括与样品开口至少部分地重叠的第一开口。
在一些示例中，样品测试设备还可包括经由至少一个滑动机构耦合到波导的覆盖层。在一些示例中，覆盖层可包括第二开口。
在一些示例中，覆盖层可定位在开口层的顶部上并且可在第一位置与第二位置之间移动。
在一些示例中，当覆盖层可处于第一位置时，第二开口与第一开口重叠。
在一些示例中，当覆盖层处于第二位置时，第二开口不与第一开口重叠。
在一些示例中，样品测试设备可包括具有顶表面和底表面的波导，以及被配置为经由波导的底表面将光耦合到样品测试设备中的光源。
在一些示例中，光源可被配置为通过波导的顶表面发射光束。
在一些示例中，样品测试设备可包括具有顶表面和底表面的波导。在一些示例中，波导的顶表面可被配置为与用户计算设备集成。
在一些示例中，波导的厚度可在5毫米至7毫米的范围内。
在一些示例中，用户计算设备部件可被配置为由样品测试设备共同使用。
在一些示例中，样品测试设备可包括波导和设置在波导的至少一个表面上的绝缘层。
在一些示例中，样品测试设备还可包括至少一个传感器，该至少一个传感器被配置为控制绝缘层的温度。
在一些示例中，样品测试设备可包括波导和包封波导的热控波导外壳。
在一些示例中，样品测试设备可包括波导，该波导至少包括：衬底层，该衬底层限定样品测试设备的底表面；波导层，该波导层沉积在衬底层上，被配置为将光从波导的输入侧侧向地耦合到波导的输出侧；和界面层，该界面层限定样品测试设备的顶表面。
在一些示例中，衬底层可包括集成电路。
在一些示例中，波导层还可包括至少一个参考通道和至少一个样品通道。
在一些示例中，该至少一个参考通道可与界面层中的参考窗口相关联，并且该至少一个样品通道与界面层中的至少一个样品窗口相关联。
在一些示例中，提供了一种计算机实现的方法。该计算机实现的方法可包括：接收针对未标识样品介质的第一干涉条纹数据，该第一干涉条纹数据与第一波长相关联；接收针对未标识样品介质的第二干涉条纹数据，该第二干涉条纹数据与第二波长相关联；基于与第一波长相关联的第一干涉条纹数据和与第二波长相关联的第二干涉条纹数据导出折射率曲线数据；以及基于折射率曲线数据来确定样品标识数据。
在一些示例中，该计算机实现的方法还包括：触发光源生成(i)第一波长的第一投射光，其中第一投射光表示第一干涉条纹图案，以及(ii)第二波长的第二投射光，其中第二投射光表示第二干涉条纹图案，其中接收第一干涉条纹数据包括使用成像部件捕获表示与第一波长相关联的第一干涉条纹图案的第一干涉条纹数据，并且其中接收第二干涉条纹数据包括使用成像部件捕获表示与第二波长相关联的第二干涉条纹图案的第二干涉条纹数据。
在一些示例中，该计算机实现的方法还包括：触发第一光源生成第一波长的第一投射光，其中第一投射光表示第一干涉条纹图案；以及触发第二光源生成第一波长的第二投射光，其中第二投射光表示第二干涉条纹图案，其中接收第一干涉条纹数据包括使用成像部件捕获表示与第一波长相关联的第一干涉条纹图案的第一干涉条纹数据，并且其中接收第二干涉条纹数据包括使用成像部件捕获表示与第二波长相关联的第二干涉条纹图案的第二干涉条纹数据。
在一些示例中，基于折射率曲线数据来确定样品标识数据包括：基于折射率曲线数据来查询样品标识数据的折射率数据库，其中样品标识数据对应于该折射率数据库中与该折射率曲线数据最匹配的存储的折射率曲线。
在一些示例中，该计算机实现的方法还包括：确定与未标识样品介质相关联的操作温度，其中至少基于折射率曲线数据和操作温度来查询折射率数据库以确定样品标识数据。
在一些示例中，其中折射率数据库可被配置为存储与多个已标识样品相关联的多个已知折射率曲线数据，该多个已标识样品与多个已知样品标识数据相关联。
在一些示例中，折射率数据库还被配置为存储与多个温度数据相关联的多个已知折射率曲线数据。
在一些示例中，提供了一种计算机实现的方法。该计算机实现的方法可包括：触发与光源相关联的光源校准事件；捕获表示样品环境中的参考干涉条纹图案的参考干涉条纹数据，该参考干涉图案是经由波导的参考通道投射的；将参考干涉条纹数据与存储的校准干涉仪数据进行比较，以确定该参考干涉条纹数据与该存储的校准干涉数据之间的折射率偏移；以及基于折射率偏移来调谐光源。
在一些示例中，基于折射率偏移来调谐光源包括调节施加到光源的电压水平以调节与光源相关联的光波长。
在一些示例中，基于折射率偏移来调谐光源包括调节施加到光源的电流水平以调节与光源相关联的光波长。
在一些示例中，该计算机实现的方法还包括：调节温度控制，其中调节温度控制将样品环境设置为经调谐的操作温度，并且其中经调谐的操作温度在期望的操作温度的阈值范围内。
在一些示例中，该计算机实现的方法还包括：发起与光源相关联的校准设置事件；在经校准环境中捕获表示经校准干涉条纹图案的经校准参考干涉条纹数据，该经校准干涉条纹图案是经由波导的参考通道投射的；以及将经校准参考干涉条纹数据存储在本地存储器中作为存储的校准干涉条纹数据。
在一些示例中，经校准环境包括具有已知操作温度的环境。
在一些示例中，提供了一种计算机实现的方法。该计算机实现的方法包括：接收针对未标识样品介质的样品干涉条纹数据，该样品干涉条纹数据与可确定波长相关联；向经训练样品标识模型提供至少样品干涉条纹数据；以及从经训练的样品标识模型接收与样品干涉条纹数据相关联的样品标识数据相关联的样品标识数据。
在一些示例中，接收用于未标识样品介质的样品干涉条纹数据包括：触发光源生成可确定波长的投射光，其中该投射光与样品干涉条纹图案相关联；使用成像部件捕获表示样品干涉条纹图案的样品干涉条纹数据。
在一些示例中，样品标识数据包括样品标识标签。
在一些示例中，样品标识数据包括与多个样品标识标签相关联的多个置信度得分。
在一些示例中，经训练的样品标识模型包括经训练的深度学习模型或经训练的统计模型。
在一些示例中，该计算机实现的方法还包括：确定与样品环境相关联的操作温度；以及向经训练样品标识模型提供操作温度和样品干涉条纹数据，其中响应于该操作温度和样品干涉条纹数据而接收到样品标识数据。在一些示例中，该计算机实现的方法还包括：收集多个干涉条纹数据，该多个干涉条纹数据与多个已知样品标识标签相关联；在训练数据库中存储具有该多个已知样品标识标签的该多个干涉条纹数据中的每个干涉条纹数据；以及从训练数据库中训练经训练样品标识模型。
在一些示例中，样品测试设备可包括：衬底；波导，该波导设置在衬底上；和透镜阵列，该透镜阵列设置在衬底上。在一些实施方案中，透镜阵列可被配置为将光引导到波导的输入边缘。
在一些实施方案中，透镜阵列可包括复合抛物面聚光器(CPC)透镜阵列。
在一些实施方案中，透镜阵列可包括微CPC透镜阵列。
在一些实施方案中，透镜阵列可包括非对称CPC透镜阵列。
在一些实施方案中，透镜阵列可包括非对称微CPC透镜阵列。
在一些实施方案中，波导可包括至少一个参考通道和至少一个样品通道。
在一些实施方案中，透镜阵列可被配置为将光引导到该至少一个参考通道的第一输入边缘并且引导到该至少一个样品通道的第二输入边缘。
在一些实施方案中，样品测试设备可包括：耦合到透镜阵列的集成光学部件，其中该集成光学部件可包括准直器和分束器。
在一些实施方案中，波导可包括：波导内的多个光学通道，其中该多个光学通道中的每个光学通道限定光学路径；和输入边缘，该输入边缘包括多个输入开口，其中该多个输入开口中的每个输入开口对应于该多个光学通道中的一个光学通道。
在一些实施方案中，输入边缘可被配置为接收光。
在一些实施方案中，该多个输入开口中的每个输入开口可被配置为接收光。
在一些实施方案中，该多个光学通道中的每个光学通道可被配置为引导来自对应输入开口的光通过对应光学通道。
在一些实施方案中，该多个光学通道中的每个光学通道可包括弯曲部分和笔直部分。
在一些实施方案中，提供了用于制造波导的方法。该方法可包括：将中间层附接在衬底层上；将波导层附接在中间层上；以及蚀刻中间层的第一边缘、波导层的第一边缘、中间层的第二边缘和波导层的第二边缘。
在一些实施方案中，波导层的第一边缘可包括输入开口，其中波导层的第二边缘可包括输出开口。
在一些实施方案中，波导层的第一边缘可包括凹陷的光学边缘。
在一些实施方案中，波导层的第二边缘可包括凹陷的光学边缘。
在一些实施方案中，该方法可包括将光源耦合到波导层的第一边缘。
在一些实施方案中，一种用于制造的方法可包括：产生具有芯片上射流的波导；以及将覆盖玻璃部件附接到具有芯片上射流的波导。
在一些实施方案中，产生具有芯片上射流的波导可包括：产生波导层；产生芯片上射流层；以及将芯片上射流层附接到波导层的顶表面。
在一些实施方案中，附接覆盖玻璃部件可包括：产生粘合剂层；将粘合剂层附接在具有芯片上射流的波导的顶表面上；以及将覆盖玻璃层附接在粘合剂层的顶表面上。
在一些实施方案中，样品测试设备可包括：波导保持器部件，其中该波导保持器的第一表面包括至少一个对准特征；和波导，该波导包括至少一个蚀刻边缘，其中该至少一个蚀刻边缘在对准布置中与波导保持器部件的该至少一个对准特征接触。
在一些实施方案中，该至少一个对准特征可包括在波导保持器部件的第一表面上的至少一个突出部，其中当在对准布置中时，该至少一个蚀刻边缘与该至少一个突出部接触。
在一些实施方案中，波导保持器部件可包括：保持器覆盖元件；和流体垫圈元件，该流体垫圈元件被固定到保持器覆盖元件，其中流体垫圈元件定位在保持器覆盖元件与波导之间。
在一些实施方案中，保持器覆盖元件可包括在保持器覆盖元件的顶表面上的多个输入开口，其中流体垫圈元件可包括从流体垫圈元件的顶表面突出的多个入口。
在一些实施方案中，样品测试设备还包括设置在波导的底表面上的热垫部件。
在一些实施方案中，提供了一种方法。该方法可包括通过样品测试设备的样品通道施加抗体溶液；以及通过样品通道注射样品介质。
在一些实施方案中，在注射样品介质之前，该方法可包括：在施加抗体溶液之后的孵育时间段后，通过样品通道施加缓冲溶液。
在一些实施方案中，在注射样品介质之后，该方法可包括：通过样品通道施加清洁溶液。
在一些实施方案中，提供了一种计算机实现的方法。该方法可包括：接收针对未标识样品介质的第一干涉条纹数据；基于第一干涉条纹数据来计算至少一个统计度量；将该至少一个统计度量和与一个或多个已标识介质相关联的一个或多个统计度量进行比较；以及基于该至少一个统计度量和该一个或多个统计度量来确定样品标识数据。
在一些实施方案中，该至少一个统计度量可包括以下中的一者或多者：与第一干涉条纹数据相关联的和、与第一干涉条纹数据相关联的均值、与第一干涉条纹数据相关联的标准偏差、与第一干涉条纹数据相关联的偏度(skewness)或与第一干涉条纹数据相关联的峰度值(Kurtosis value)。
在一些实施方案中，该计算机实现的方法可包括：接收针对已标识参考介质的第二干涉条纹数据；基于第二干涉条纹数据来计算多个统计度量；以及将该多个统计度量存储在数据库中。
在一些实施方案中，将该至少一个统计度量与该一个或多个统计度量进行比较可包括：确定该至少一个统计度量与该一个或多个统计度量之间的差是否满足阈值。
在一些实施方案中，该计算机实现的方法可包括：响应于确定该至少一个统计度量与该一个或多个统计度量之间的差满足阈值，基于与该一个或多个统计度量相关联的已标识参考介质的标识数据来确定样品标识数据。
在一些实施方案中，样品测试设备可包括：分析器装置，该分析器装置包括槽基部和至少一个光学窗口；和传感器盒，该传感器盒固定在槽基部上，其中该至少一个光学窗口与传感器盒的输入窗口或传感器盒的输出窗口中的一者对准。在一些实施方案中，传感器盒包括本文所述的衬底层和波导。
在一些实施方案中，传感器盒可包括：衬底层；波导，该波导设置在衬底层的顶表面上；和覆盖层，该覆盖层设置在波导的顶表面上。
在一些实施方案中，波导可包括在波导的顶表面上的至少一个开口。
在一些实施方案中，覆盖层可包括至少一个开口。
在一些实施方案中，覆盖层可以可滑动地附接到波导。
在一些实施方案中，样品测试设备可包括：波导；和采样器部件，该采样器部件设置在波导的顶表面上，其中该采样器部件可包括阳极元件。
在一些实施方案中，波导的顶表面可包括接地网格层。
在一些实施方案中，接地网格层可包括金属材料。
在一些实施方案中，接地网格层可连接到地。
在一些实施方案中，波导可包括设置在接地网格层下方的包覆窗口层。
在一些实施方案中，波导可包括设置在包覆窗口层下方的遮光层。
在一些实施方案中，波导可包括设置在遮光层下方的平面层。
在一些实施方案中，波导可包括设置在平面层下方的波导芯层。
在一些实施方案中，波导可包括设置在波导芯层下方的包覆层。
在一些实施方案中，波导可包括设置在包覆层下方的衬底层。
在一些实施方案中，样品测试设备可包括壳体部件，该壳体部件包括至少一个气流开口元件；和基部部件，该基部部件包括对应于该至少一个气流开口元件的鼓风机元件，其中该鼓风机元件被配置为将空气引导到波导。
在一些实施方案中，波导可设置在基部部件的内表面上。
在一些实施方案中，样品测试设备可包括：气溶胶采样器部件，该气溶胶采样器部件设置在基部部件的内表面上并将鼓风机元件与波导连接。
在一些实施方案中，基部部件可包括电源插头元件。
在一些实施方案中，样品测试设备包括：泵；第一阀，该第一阀连接到泵和第一流动通道；和缓冲回路，该缓冲回路连接到第一阀和第二阀。
在一些实施方案中，第一阀和第二阀是2配置6端口阀(2-configuration 6-portvalves)。在一些实施方案中，泵连接到第一阀的第五端口。在一些实施方案中，第一流动通道连接到第一阀的第六端口。
在一些实施方案中，当第一阀处于第一配置时，第一阀的第五端口连接到第一阀的第六端口。在一些实施方案中，当第一阀处于第一配置时，泵被配置为通过第一阀向第一流动通道提供缓冲溶液。
在一些实施方案中，当第一阀处于第二配置时，第一阀的第五端口连接到第一阀的第四端口。在一些实施方案中，第一阀的第四端口通过第一样品回路连接到第一阀的第一端口。
在一些实施方案中，第一样品回路包括第一流体。在一些实施方案中，当第一阀处于第二配置时，泵被配置为将第一流体注射到第一流动通道。
在一些实施方案中，第二阀连接到第二流动通道。在一些实施方案中，第二阀包括第二样品回路。在一些实施方案中，第二样品回路包括第二流体。在一些实施方案中，泵被配置为将第一测试液体注射到第一流动通道并且同时将第二测试液体注射到第二流动通道。
在一些实施方案中，样品测试设备还包括：处理器，该处理器被配置为通过使激光源或从其折射或反射的光学元件在竖直维度上移动直到检测到来自表面的背反射功率的变化，来将激光源与波导对准，其中将嵌入有波导的电介质的特征反射率用作指示激光何时入射到该膜上的信号；并且使激光源或从其折射或反射的光学元件在水平维度上沿由从形成在波导中的光栅衍射到目标区域的任一侧的光的图案所指示的方向移动，以耦合到主功能波导中，光栅的位置或空间频率在目标的一侧上不同于另一侧。在一些实施方案中，一种用于将激光源与波导对准的方法包括：将由激光源发射的激光束瞄准波导安装件；以及使激光源在竖直维度上向上移动，直到经由成像部件检测到由从波导中的光栅耦合器反射的激光束形成的至少一个光栅耦合器光斑。
在一些实施方案中，波导设置在波导安装件的顶表面上。在一些实施方案中，流体盖设置在波导的顶表面上。
在一些实施方案中，波导安装件的反射率比波导的反射率高。
在一些实施方案中，波导包括光学通道和多个对准通道。在一些实施方案中，该多个对准通道中的每个对准通道包括至少一个光栅耦合器。
在一些实施方案中，用于将激光源与波导对准的方法还包括：至少部分地基于与该至少一个光栅耦合器光斑相关联的空间频率，使得激光源在水平维度上移动。
在一些实施方案中，一种用于将激光源与波导对准的方法包括：将由激光源发射的激光束瞄准波导安装件；以及使激光源在竖直维度上向上移动，直到由光电二极管检测到的来自激光束的背反射信号功率满足阈值。
在一些实施方案中，波导被配置为接收包括生物成分(biological content)的非病毒指示物和生物成分的病毒指示物的样品介质。在一些实施方案中，样品测试设备还包括：处理器，该处理器被配置为确定生物成分的非病毒指示物的浓度水平是否满足阈值。在一些实施方案中，一种方法包括：检测生物成分的非病毒指示物的浓度水平；以及确定生物成分的非病毒指示物的浓度水平是否满足阈值。
在一些实施方案中，响应于确定生物成分的非病毒指示物的浓度水平满足阈值，该方法还包括检测生物成分的病毒指示物的浓度水平。
在一些实施方案中，响应于确定生物成分的非病毒指示物的浓度水平不满足阈值，该方法还包括传输警告信号。
在一些实施方案中，一种方法包括：检测生物成分的非病毒指示物的浓度水平，检测生物成分的病毒指示物的浓度水平，以及计算生物成分的病毒指示物的比较浓度水平。
在一些实施方案中，样品测试设备包括：波导平台；瞄准控制基部，该瞄准控制基部设置在波导平台的顶表面上；和波导基部，该波导基部设置在波导平台的顶表面上。
在一些实施方案中，波导基部包括波导。在一些实施方案中，瞄准控制基部包括激光源。在一些实施方案中，瞄准控制基部被配置为将激光源与波导的输入端对准。
在一些实施方案中，瞄准控制基座包括至少一个电磁致动器，该至少一个电磁致动器构造成控制瞄准控制基座的俯仰或滚动中的至少一个。
在一些实施方案中，瞄准控制基座包括扫描元件。
在一些实施方案中，波导盒包括波导、设置在波导的顶表面上的流动通道板、设置在流动通道板的顶表面上的盒主体、设置在盒主体的顶表面上的流体盖以及设置在流体盖的顶表面上的盒盖。
在一些实施方案中，盒主体包括设置在盒主体的底表面上的多个端口，其中多个端口中的每一个连接到由流动通道板限定的至少一个流动通道。
在一些实施方案中，盒主体包括缓冲贮存器、参考端口、样品端口和排气室。
在一些实施方案中，***包括蒸发器单元和冷凝器单元。在一些实施方案中，蒸发器单元包括连接到压缩机的蒸发器盘管和冷凝器单元的冷凝器盘管。在一些实施方案中，蒸发器单元包括定位在蒸发器盘管下方并且构造成接收冷凝液体的冷凝物盘。在一些实施方案中，冷凝器单元包括连接到冷凝物盘的样品收集装置。
在一些实施方案中，蒸发器盘管包括一个或多个疏水层。
在一些实施方案中，样品收集装置储存缓冲溶液。
根据本公开的各种实施方案，提供了一种计算机程序产品。在一些实施方案中，样品测试设备包括波导盒，所述波导盒包括波导，其中所述波导包括至少一个参考通道和至少一个样品通道；多端口阀，所述多端口阀连接到所述波导盒的入口并且被构造成提供多种构造，所述多种构造包括：第一构造，所述第一构造将所述波导盒的入口连接到所述波导盒的出口；第二构造，其将波导盒的入口连接到至少一个参考通道和至少一个样品通道。
在一些实施方案中，样品测试设备还包括可移除地连接到波导盒的入口的贮存器。
在一些实施方案中，储存器储存缓冲溶液。在一些实施方案中，所述样品测试设备还包括：泵，其连接到所述贮存器并且被配置为通过所述波导盒的所述入口注入所述缓冲溶液。
在一些实施方案中，样品测试设备还包括可移除地连接到波导盒的出口的废物收集器。
在一些实施方案中，波导盒还包括连接到至少一个参考通道的参考储器和连接到至少一个样品通道的样品储器。
在一些实施方案中，参考储器被配置为接收参考溶液。在一些实施方案中，样品储存器被配置成接收样品溶液。
在一些实施方案中，多端口阀被配置成提供将波导盒的入口连接到参考储器和样品储器的第三配置。
根据本公开的各种实施方案，提供了一种用于分析流体样品的方法。在一些实施方案中，所述方法包括将储器连接到所述样品测试设备的波导盒的入口，其中所述样品测试设备包括多端口阀，其中所述储器储存缓冲溶液并连接到泵；将多端口阀切换到第一配置以将波导盒的入口连接到波导盒的出口，其中出口连接到废物收集器；使泵将缓冲溶液注入到波导盒的入口；将多端口阀切换到第二配置，以将波导盒的入口连接到波导盒的波导的至少一个参考通道和至少一个样品通道；将所述多端口阀切换至第三构造，以将所述波导盒的所述入口连接至所述波导盒的参比池和样品池，其中所述参比池连接至所述至少一个参比通道，其中所述样品池连接至所述至少一个样品通道。
根据本公开的各种实施方案，提供了一种计算机程序产品。在一些实施方案中，所述样品测试设备包括波导，所述波导包括至少一个参考通道和至少一个样品通道；多端口阀包括至少一个缓冲溶液端口、参比溶液端口和样品溶液端口。在一些实施方案中，多端口阀被配置为提供多种配置，包括：第一配置，其将至少一个缓冲溶液端口连接到至少一个参考通道和至少一个样品通道；第二配置，其将所述参考溶液端口连接到所述至少一个参考通道并且将所述样品溶液端口连接到所述至少一个样品通道。
根据本公开的各种示例，提供了一种用于制造感测部件的方法。在一些实施方案中，所述方法包括：将抗体涂覆在样品测试设备的波导层的表面上，其中波导层的表面包括采样区域和非采样区域；用紫外线(UV)屏蔽掩模覆盖波导层的采样区域；将UV光投射到波导层的表面上；在将UV光投射到波导层的表面上之后，从波导层移除UV屏蔽掩模。
在一些实施方案中，UV屏蔽掩模的尺寸与采样区域的尺寸相同。
在一些实施方案中，UV光使未被UV屏蔽掩模覆盖的波导层表面上的抗体失活。
在一些实施方案中，UV光不会使被UV屏蔽掩模覆盖的波导层表面上的抗体失活。
在一些实施方案中，该方法还包括在从波导层移除UV屏蔽掩模之后，将流动通道板附接到波导层的表面上。
在一些实施方案中，流动通道板限定多个流动通道。在一些实施方案中，该方法还包括：将流动通道板的多个流动通道与波导层的表面上的采样区域对准。
根据本公开的各种实施方案，提供了一种计算机程序产品。在一些实施方案中，所述样品测试设备包括光源耦合器，所述光源耦合器包括光纤阵列和光纤保持器，其中所述光纤阵列固定在所述光纤保持器内；包括至少一个光学通道的波导，其中所述至少一个光学通道与光源耦合器对准。
在一些实施方案中，光源耦合器包括设置在光纤保持器的第一边缘表面上的微透镜阵列。
在一些实施方案中，微透镜阵列的微透镜与波导的至少一个光学通道对准。
在一些实施方案中，光纤保持器包括顶部保持器部件和底部保持器部件。在一些实施方案中，光纤阵列固定在顶部保持器部件和底部保持器部件之间。
在一些实施方案中，底部保持器部件包括V形槽阵列。在一些实施方案中，光纤阵列被紧固到V形槽阵列。
在一些实施方案中，顶部保持器部件和底部保持器部件形成光纤保持器的第一边缘表面。
在一些实施方案中，光纤阵列被配置为通过微透镜阵列将光重定向到波导的至少一个光学通道中。
在一些实施方案中，光纤阵列包括八个光纤。
根据本公开的各种实施方案，提供了一种用于校准包括多个样品通道的样品测试设备的计算机实现的方法。在一些实施方案中，所述计算机实现的方法包括：使与样品类型相关联的已知样品被提供到所述多个样品通道并且使至少一种对照物质被提供到至少一个对照通道，其中所述多个样品通道涂覆有用于检测多种样品类型的多种抗体；以及记录由成像部件检测的从所述多个样品通道接收的多个校准信号和从所述至少一个控制通道接收的至少一个控制信号；响应于确定所述至少一个控制信号在控制信号范围内，生成指示所述样品类型与所述多个校准信号之间的数据连接的数据集。
在一些实施方案中，多个样品通道中的每一个涂覆有与多个样品通道中的另一个的抗体不同的抗体。
在一些实施方案中，多个样品通道中的仅一个涂覆有用于检测与已知样品相关联的样品类型的抗体。
根据本公开的一些实施方案，提供了一种用于操作包括多个样品通道的样品测试设备的计算机实现的方法。在一些实施方案中，所述计算机实现的方法包括：使未知样品被提供到所述多个样品通道并且使至少一种对照物质被提供到至少一个对照通道，其中所述多个样品通道涂覆有用于检测多种样品类型的多种抗体；记录由成像部件检测到的从所述多个样品通道接收的多个样品信号和从所述至少一个控制通道接收的至少一个控制信号；响应于确定所述至少一个控制信号在控制信号范围内，检索指示所述多个样品类型与多个校准信号之间的多个数据连接的多个数据集；至少部分地基于所述多个数据集和所述多个样品信号确定所述未知样品的样品类型。
在一些实施方案中，多种样品类型中的每一种与来自多种校准信号的一组校准信号相关联。在一些实施方案中，当确定对应于未知样品的样品类型时，所述方法进一步包含：确定所述多个样品信号是否匹配与第一样品类型相关联的所述组校准信号。
在一些实施方案中，所述计算机实现的方法还包括：响应于确定所述多个样品信号匹配与所述第一样品类型相关联的所述组校准信号，确定对应于所述未知样品的所述样品类型是所述第一样品类型。
在一些实施方案中，计算机实现的方法还包括：响应于确定所述多个样品信号不匹配任何一组校准信号，确定对应于未知样品的样品类型不是所述多个样品类型中的任何样品类型。
根据本公开的各种实施方案，提供了一种用于分析流体样品的方法。在一些实施方案中，该方法使用包括多个样品通道和多个抗体收集物的波导来检测多种样品类型。在一些实施方案中，所述方法包括：使用所述多个抗体集合产生多个抗体混合物，其中所述多个抗体混合物中的每一个包含来自所述多个抗体集合的至少两种不同抗体；用所述多种抗体混合物涂覆所述多个样品通道，其中所述多个样品通道中的每一个用不同的抗体混合物涂覆；向所述多个样品通道提供样品以使所述多个样品通道产生多个测试信号；至少部分地基于所述多个测试信号从所述多个样品类型中确定对应于所述样品的样品类型。
在一些实施方案中，当产生多种抗体混合物时，所述方法还包括：确定所述多个样品通道的总数；至少部分地基于所述多个样品通道的总数从所述多个抗体集合中选择抗体集合的总数。
在一些实施方案中，所述多种抗体混合物的总数与所述多种样品通道的总数相同。
在一些实施方案中，多个样品通道的总数为n。在一些实施方案中，基于2n-1选择来自多个抗体集合的抗体集合的总数。
在一些实施方案中，当产生所述多种抗体混合物时，所述方法还包括：将来自抗体收集物的抗体仅添加至所述多种抗体混合物中的一种。
在一些实施方案中，当产生多种抗体混合物时，所述方法还包括：将来自抗体收集物的抗体添加到所有多种抗体混合物中。
在一些实施方案中，当产生所述多种抗体混合物时，所述方法还包括：将来自抗体收集物的抗体添加到所述多种抗体混合物中除一种之外的所有抗体混合物中。
根据本公开的各种实施方案，提供了一种用于验证打印标记的计算机实现的方法。在一些实施方案中，计算机实现的方法包括：从与样品相关联的多个样品通道接收多个测试信号，其中所述多个样品通道中的每一个涂覆有用于检测多种样品类型的抗体混合物；对于所述多个样品通道中的样品通道，确定来自所述样品通道的所述多个测试信号中的测试信号是否指示所述样品与所述多种样品类型中的至少一种相关，所述多种样品类型与涂覆在所述样品通道上的所述抗体混合物相关。
在一些实施方案中，计算机实现的方法还包括：响应于确定测试信号指示样品与多种样品类型中的至少一种相关联，添加多种样品类型作为与样品相关联的样品类型的样品类型/变体候选。
在一些实施方案中，计算机实现的方法还包括：响应于确定测试信号不指示样品与多种样品类型中的至少一种相关联，消除多种样品类型作为与样品相关联的样品类型的样品类型/变体候选。
根据本公开的一些实施方案，提供了一种示例性紧固组件。在一些实施方案中，样品测试设备包括：波导，其包括多个光学通道；设置在成像部件上的成像器挡板部件，其中所述成像器挡板部件包括多个光学狭缝，其中所述多个光学狭缝中的每一个与所述多个光学通道中的一个对准。
在一些实施方案中，成像器挡板部件包括具有第一表面和与第一表面相对的第二表面的玻璃衬底。
在一些实施方案中，成像器挡板部件还包括：设置在玻璃衬底的第一表面上的第一光学涂层和设置在玻璃衬底的第二表面上的第二光学涂层。
在一些实施方案中，第一光学涂层和第二光学涂层中的至少一个包括中性密度滤光器。
在一些实施方案中，第一光学涂层和第二光学涂层中的至少一个包括窄带通滤波器。
在一些实施方案中，成像仪挡板部件还包括：设置在第一光学涂层上的第一掩模图案；设置在所述第二光学涂层上的第二掩模图案。
在一些实施方案中，第一掩模图案印刷在第一光学涂层上。
在一些实施方案中，第二掩模图案被印刷在第二光学涂层上。
在一些实施方案中，在第一光学涂层上蚀刻第一掩模图案。
在一些实施方案中，在第二光学涂层上蚀刻第二掩模图案。
在一些实施方案中，第一掩模图案和第二掩模图案形成成像器挡板部件的多个光学槽。
根据本公开的一些实施方案，提供了一种用于确定关于样品测试设备的至少一个流体通道的故障状况的方法。在一些实施方案中，所述方法包括：监测样品测试设备泵或致动器的当前测量信号，所述样品测试设备泵或致动器可操作地联接到所述至少一个流体通道；响应于检测到高于阈值电流值或高于或低于目标电流范围的电流测量信号，提供故障状况的指示。
在一些实施方案中，高于阈值的电流值是120mA。
在一些实施方案中，标称电流测量信号在60-80mA之间。
在一些实施方案中，样品测试设备泵或致动器包括运动控制器和音圈致动器。
在一些实施方案中，监测电流输出包括经由安培计从样品测试设备的运动控制器内获得电流测量结果。
在一些示例中，至少部分地基于查找表来确定目标打印速度。
在一些实施方案中，至少部分地基于时间加权分析，利用机器学习技术来从真实障碍物识别力或压力的临时增加。
在一些实施方案中，提供故障状况的指示包括经由与样品测试设备电子通信的用户计算实体的用户接口生成用于呈现的警报。
根据本公开的各种实施方案，提供了一种用于分析流体样品的方法。在一些实施方案中，所述方法包括：使激光源发射激光束穿过波导的样品通道；以及使激光穿过波导的样品通道。将缓冲溶液第一次注入到波导的样品通道中；计算与所述样品通道相关联的折射率变化值；确定所述折射率变化值是否对应于预定折射率变化值。
在一些实施方案中，在引起缓冲溶液的第一次注射之前，所述方法还包括：从成像传感器接收第一成像数据。在一些实施方案中，在引起缓冲溶液的第一次注射之后，所述方法还包括：从成像传感器接收第二成像数据。
在一些实施方案中，激光源邻近样品通道的输入端定位。在一些实施方案中，成像传感器邻近样品通道的输出端定位。
在一些实施方案中，该方法还包括基于第一成像数据和第二成像数据计算折射率变化值。
在一些实施方案中，该方法还包括响应于确定折射率变化值对应于预定折射率变化值，使样品溶液第二次注入到波导的样品通道中。
在一些实施方案中，该方法还包括：响应于确定折射率变化值不对应于预定折射率变化值，使缓冲溶液继续注入到波导的样品通道中。
根据本公开的一些实施方案，提供了一种示例性紧固组件。在一些实施方案中，波长调节装置包括：外壳；光纤支撑基座，其固定在外壳内；以及压缩机，其定位在外壳内且在光纤支撑基座上方。在一些实施方案中，压缩机包括压电材料。
在一些实施方案中，所述波长调节装置还包括：可变电源，包括第一电极和第二电极。在一些实施方案中，第一电极连接到压电材料的第一侧。在一些实施方案中，第二电极连接到压电材料的第二侧。在一些实施方案中，可变电源在第一电极和第二电极之间施加电压。
在一些实施方案中，所述波长调节装置还包括：位于所述光纤支撑基座和所述压缩机之间的光纤。在一些实施方案中，压缩机响应于所施加的电压而在光纤上施加压力。
根据本公开的一些实施方案，提供了一种用于操作与成像部件电子通信的波长调节装置的方法。在一些实施方案中，该方法包括接收触发波长调节设备的连续波长扫描模式的用户输入；以及接收触发波长调节设备的连续波长扫描模式的用户输入。使施加到波长调整装置的压缩机的电压增加；从来自成像部件的测试信号中提取干涉条纹图案；更新电压相关性数据对象以指示所述电压与所述干涉条纹图案之间的数据相关性。
根据本发明的一些实施方案，提供一种用于操作波长调节装置以设定进入波导的样品通道的激光束的波长的方法。在一些实施方案中，所述方法包括：接收触发所述波长调节设备的直接波长设定模式的用户输入；检索与波导的样品通道相关联的电压相关数据对象；确定所述电压相关数据对象之间的重叠干涉条纹图案数据；确定与重叠干涉条纹图案数据相对应的电压；使所述电压施加到所述波长调整装置的压缩机。
根据本公开的各种实施方案，提供了一种用于分析流体样品的方法。在一些实施方案中，所述方法包括：使用多个样品抗体收集物产生多种抗体混合物；用所述多种抗体混合物涂覆多个样品通道；用至少一种参考结合物质涂覆至少一个阳性参考通道；使用参考物质和样品物质产生样品混合物；将样品混合物注入到多个样品通道和至少一个阳性参考通道中。
在一些实施方案中，该方法还包括接收来自多个样品通道的多个测试信号和来自至少一个阳性参考通道的至少一个参考信号；以及接收来自多个样品通道的多个测试信号和来自至少一个阳性参考通道的至少一个参考信号。从多个样品类型中确定与样品物质相关联的样品类型。
根据本公开的各种实施方案，提供了一种用于分析流体样品的方法。在一些实施方案中，所述方法包括将包含参比物质和样品物质的样品混合物注入到多个样品通道和至少一个正参比通道中；以及将包含参比物质和样品物质的样品混合物注入到正参比通道中。接收与所述多个样品通道相关的多个测试信号和来自所述至少一个阳性参考通道的至少一个参考信号；将至少一个参考信号记录为至少一个肯定指示基准；根据所述至少一个阳性指示基准确定每个测试信号是否提供阳性指示。
在一些实施方案中，所述方法还包括：响应于确定来自样品通道的测试信号提供阳性指示，生成包括与涂覆在样品通道上的抗体混合物相关的样品类型的候选数据集。
在一些实施方案中，所述方法还包括：响应于确定来自样品通道的测试信号不提供阳性指示，产生包括与涂覆在样品通道上的抗体混合物相关的样品类型的消除数据集。
在一些实施方案中，所述方法还包括：确定样品物质与在每个候选数据集中而不在任何消除数据集中的样品类型相关。
根据本公开的各种实施方案，提供了一种用于使用包括多个样品通道的样品测试设备确定已知病毒样品的最佳处理的计算机实现的方法。在一些实施方案中，所述计算机实现的方法包括：将所述已知病毒样品提供给所述多个样品通道，其中所述多个样品通道中的每一个包含与特定变体相关的抗体或纳米抗体；使用所述样品测试设备记录从所述多个样品通道接收的多个样品信号；响应于确定至少一个样品信号幅度满足预定阈值，至少部分地基于多个样品通道中的每一个的相对样品信号幅度来确定最佳处理。
在一些实施方案中，已知病毒样品是SARS-CoV2。
在一些实施方案中，每个样品信号大小与已知病毒样品的刺突蛋白变体相关。
在一些实施方案中，多个样品通道中的每一个包含对与每种变体相关的刺突蛋白具有选择性的抗体或纳米抗体。
在一些实施方案中，最佳治疗包括治疗性抗体混合物或治疗性纳米抗体混合物。
根据本公开的各种实施方案，提供了一种用于验证打印标记的计算机实现的方法。在一些实施方案中，该计算机实现的方法包括：接收与多个光相位和采样时间段相关联的多个干涉测量感测数据集；以及对于所述取样时间周期的取样时间区段：从所述多个干涉式感测数据集识别多个干涉式感测数据区段；计算与所述多个干涉式感测数据区段相关联的多个斜率；从所述多个干涉式感测数据区段中选择与所述多个斜率中的最高斜率相关联的干涉式感测数据区段；将所述干涉测量感测数据段添加到线性化的干涉测量感测数据集中。
在一些实施方案中，多个干涉测量感测数据段中的每一个与多个光相位中的一个相关联。
在一些实施方案中，从样品测试设备接收所述多个干涉式感测数据集。
在一些实施方案中，所述多个干涉式感测数据段指示多个光强度量值。
在一些实施方案中，所述多个光强度量值与从可调谐激光源发射且穿过波导的通道的光相关联。
在一些实施方案中，光的多个光相位包括0度、90度、180度和270度。
根据本公开的各种实施方案，提供了一种计算机程序产品。在一些实施方案中，样品测试设备包括：波导，其包括顶表面；设置在所述波导的所述顶表面上的流体盖，其中所述流体盖包括限定多个多项式曲线凹槽的内部底表面。
在一些实施方案中，流体盖还包括入口开口和出口开口。
在一些实施方案中，流体盖的内部底表面和波导的顶表面限定至少一个流体流动通道。
在一些实施方案中，内底表面限定多个多项式曲线凹槽中的多个圆形过渡部。
上述例示性发明内容以及本公开的其他示例性目的和/或优点以及实现这些目的和/或优点的方式在以下具体实施方式及其附图中进一步解释。
附图说明
可结合附图阅读例示性示例的描述。应当理解，为了说明的简单和清晰，除非另有说明，否则图中所示的部件和元件不一定按比例绘制。例如，除非另有说明，否则部件或元件中的一些部件或元件的尺寸可相对于其他元件被夸大。结合本公开的教导的示例相对于文中给出的附图示出和描述，其中：
图1示出了根据本公开的各种示例的示例性样品测试设备的示例性框图；
图2示出了根据本公开的各种示例的包括示例性波导的示例性样品测试设备；
图3示出了示出根据本公开的各种示例的消逝波的示例性变化的示例性图；
图4示出了根据本公开的各种示例的示例性样品测试设备的示例性透视图；
图5示出了根据本公开的各种示例的图4的示例性样品测试设备的示例性侧截面视图；
图6示出了根据本公开的各种示例的示例性样品测试设备的示例性透视图；
图7示出了根据本公开的各种示例的图6的示例性样品测试设备的示例性侧截面视图；
图8示出了根据本公开的各种示例的示例性透镜阵列的示例性图；
图9示出了根据本公开的各种示例的示例性透镜阵列的示例性图；
图10示出了根据本公开的各种示例的示例性样品测试设备的示例性透视图；
图11示出了根据本公开的各种示例的图10的示例性样品测试设备的示例性侧截面视图；
图12示出了根据本公开的各种示例的示例性样品测试设备的示例性透视图；
图13示出了根据本公开的各种示例的图12的示例性样品测试设备的示例性侧截面视图；
图14示出了根据本公开的各种示例的示例性样品测试设备的示例性透视图；
图15示出了根据本公开的各种示例的示例性样品测试设备的示例性侧截面视图；
图16A示出了根据本公开的各种示例的示例性移动即时检验(point-of-care)部件的示例性透视图；
图16B示出了根据本公开的各种示例的图16A的示例性移动即时检验部件的示例性顶视图；
图16C示出了根据本公开的各种示例的图16A的示例性移动即时检验部件的示例性侧截面视图；
图17示出了根据本公开的各种示例的示例性热控波导外壳的示例性透视图；
图18示出了根据本公开的各种示例的示例性热控波导外壳的示例性侧截面视图；
图19示出了根据本公开的各种示例的示例性波导的示例性透视图；
图20A示出了根据本公开的各种示例的示例性波导的示例性侧截面视图；
图20B示出了根据本公开的各种示例的示例性波导的示例性侧截面视图；
图21示出了根据本公开的各种示例的示例性波导的示例性透视图；
图22示出了根据本公开的各种示例的示例性波导的示例性顶视图；
图23示出了根据本公开的各种示例的示例性波导的示例性侧视图；
图24示出了根据本公开的各种示例的用于提供示例性波导的示例性方法；
图25示出了根据本公开的各种示例的示例性样品测试设备的一部分的示例性视图；
图26示出了根据本公开的各种示例的示例性样品测试设备的一部分的示例性视图；
图27示出了根据本公开的各种示例的示例性样品测试设备的一部分的示例性视图；
图28A示出了根据本公开的各种示例的示例性样品测试设备的示例性视图；
图28B示出了根据本公开的各种示例的示例性样品测试设备的示例性视图；
图29示出了根据本公开的各种示例的示例性样品测试设备的示例性视图；
图30示出了根据本公开的各种示例的示例性波导的一部分；
图31示出了根据本公开的各种示例的示例性波导的一部分；
图32示出了根据本公开的各种示例的示例性波导的一部分；
图33A示出了根据本公开的各种示例的示例性波导的一部分；
图33B示出了根据本公开的各种示例的示例性波导的一部分；
图34示出了根据本公开的各种示例的示例性样品测试设备；
图35A示出了根据本公开的各种示例的示例性样品测试设备；
图35B示出了根据本公开的各种示例的示例性样品测试设备；
图36示出了根据本公开的各种示例的示例性样品测试设备；
图37示出了根据本公开的各种示例的示例性样品测试设备；
图38示出了根据本公开的各种示例的示例性样品测试设备；
图39A示出了根据本公开的各种示例的示例性波导保持器部件；
图39B示出了根据本公开的各种示例的示例性波导保持器部件；
图39C示出了根据本公开的各种示例的示例性波导保持器部件；
图40A示出了根据本公开的各种示例的示例性波导；
图40B示出了根据本公开的各种示例的示例性波导；
图40C示出了根据本公开的各种示例的示例性波导；
图41A示出了根据本公开的各种示例的示例性样品测试设备；
图41B示出了根据本公开的各种示例的示例性样品测试设备；
图42A示出了根据本公开的各种示例的示例性波导；
图42B示出了根据本公开的各种示例的示例性波导；
图42C示出了根据本公开的各种示例的示例性波导；
图42D示出了根据本公开的各种示例的示例性波导；
图43示出了根据本公开的各种示例的示例性图形可视化；
图44示出了根据本公开的各种示例的示例性图形可视化；
图45示出了根据本公开的各种示例的用于感测和/或处理的示例性装置的示例性框图；
图46示出了根据本公开的各种示例的用于感测和/或处理的示例性装置的示例性框图；
图47示出了示出根据本公开的各种示例的示例性操作的示例性流程图；
图48示出了示出根据本公开的各种示例的示例性操作的示例性流程图；
图49示出了示出根据本公开的各种示例的示例性操作的示例性流程图；
图50示出了示出根据本公开的各种示例的示例性操作的示例性流程图；
图51示出了示出根据本公开的各种示例的示例性操作的示例性流程图；
图52示出了示出根据本公开的各种示例的示例性操作的示例性流程图；
图53示出了示出根据本公开的各种示例的示例性操作的示例性流程图；
图54示出了示出根据本公开的各种示例的示例性操作的示例性流程图；
图55示出了根据本公开的各种示例的示例性基础设施；
图56示出了根据本公开的各种示例的示例性流程图；
图57示出了根据本公开的各种示例的示例性流程图；
图58示出了根据本公开的各种示例的示例性流程图；
图59示出了根据本公开的各种示例的示例性传感器盒的示例性分解图；
图60A示出了根据本公开的各种示例的示例性传感器盒的示例性视图；
图60B示出了根据本公开的各种示例的示例性传感器盒的示例性视图；
图61A示出了根据本公开的各种示例的示例性传感器盒的示例性视图；
图61B示出了根据本公开的各种示例的示例性传感器盒的示例性视图；
图62示出了根据本公开的各种示例的示例性样品测试设备；
图63A示出了根据本公开的各种示例的示例性样品测试设备；
图63B示出了根据本公开的各种示例的示例性样品测试设备；
图63C示出了根据本公开的各种示例的示例性样品测试设备；
图64A示出了根据本公开的各种示例的示例性样品测试设备；
图64B示出了根据本公开的各种示例的示例性样品测试设备；
图64C示出了根据本公开的各种示例的示例性样品测试设备；
图65A示出了根据本公开的各种示例的示例性样品测试设备的一部分；
图65B示出了根据本公开的各种示例的示例性样品测试设备的一部分；
图66A示出了根据本公开的各种示例的示例性样品测试设备；
图66B示出了根据本公开的各种示例的示例性样品测试设备；
图66C示出了根据本公开的各种示例的示例性样品测试设备；
图66D示出了根据本公开的各种示例的示例性样品测试设备；
图67A示出了根据本公开的各种示例的与示例性样品测试设备相关联的示例性部件；
图67B示出了根据本公开的各种示例的与示例性样品测试设备相关联的示例性部件；
图68示出了示出根据本公开的各种示例的示例性样品测试设备的示例性图；
图69A示出了根据本公开的各种示例的与示例性样品测试设备相关联的示例性透视图；
图69B示出了根据本公开的各种示例的与示例性样品测试设备相关联的示例性分解图；
图70A示出了根据本公开的各种示例的与示例性样品测试设备相关联的示例性部件的示例性透视图；
图70B示出了根据本公开的各种示例的与示例性样品测试设备相关联的示例性部件的示例性顶视图；
图70C示出了根据本公开的各种示例的与示例性样品测试设备相关联的示例性部件的示例性侧视图；
图70D示出了根据本公开的各种示例的与示例性样品测试设备相关联的示例性部件的示例性侧视图；
图71示出了示出根据本公开的各种示例的来自示例性样品测试设备的示例性原始响应信号的示例性图；
图72示出了示出根据本公开的各种示例的来自示例性样品测试设备的示例性归一化响应信号的示例性图；
图73A示出了与根据本公开的各种示例的示例性样品测试设备和示例性激光对准设备的至少一部分相关联的示例性横截面侧视图；
图73B示出了与根据本公开的各种示例的示例性样品测试设备和示例性激光对准设备的至少一部分相关联的示例性横截面侧视图；
图73C示出了与根据本公开的各种示例的示例性样品测试设备和示例性激光对准设备的至少一部分相关联的示例性横截面侧视图；
图74示出了与根据本公开的各种示例的示例性样品测试设备的至少一部分相关联的示例性顶视图；
图75A示出了与根据本公开的各种示例的示例性样品测试设备和示例性激光对准设备的至少一部分相关联的示例性顶视图；
图75B示出了与根据本公开的各种示例的示例性样品测试设备和示例性激光对准设备的至少一部分相关联的示例性顶视图；
图76A示出了与根据本公开的各种示例的示例性样品测试设备和示例性激光对准设备的至少一部分相关联的示例性横截面侧视图；
图76B示出了与根据本公开的各种示例的示例性样品测试设备和示例性激光对准设备的至少一部分相关联的示例性横截面侧视图；
图76C示出了与根据本公开的各种示例的示例性样品测试设备和示例性激光对准设备的至少一部分相关联的示例性横截面侧视图；
图77示出了示出根据本公开的各种示例的来自示例性激光对准设备的示例性信号的示例性图；
图78示出了与根据本公开的各种示例的示例性样品测试设备的至少一部分相关联的示例性顶视图；
图79A示出了与根据本公开的各种示例的示例性样品测试设备和示例性激光对准设备的至少一部分相关联的示例性顶视图；
图79B示出了与根据本公开的各种示例的示例性样品测试设备和示例性激光对准设备的至少一部分相关联的示例性顶视图；
图80示出了示出根据本公开的各个示例的示例性流动通道以及生物成分的示例性非病毒指示物和生物成分的示例性病毒指示物的示例性图；
图81示出了示出根据本公开的各种示例的示例性方法的示例性图；
图82示出了示出根据本公开的各种示例的示例性方法的示例性图；
图83A示出了根据本公开的各种示例的样品测试设备的示例性透视图；
图83B示出了根据本公开的各种示例的样品测试设备的另一个示例性透视图；
图83C示出了根据本公开的各种示例的样品测试设备的示例性侧视图；
图83D示出了根据本公开的各种示例的样品测试设备的示例性顶视图；
图83E示出了根据本公开的各种示例的样品测试设备的示例性横截面视图；
图84A示出了根据本公开的各种示例的瞄准控制基部的示例性透视图；
图84B示出了根据本公开的各种示例的瞄准控制基部的另一个示例性透视图；
图84C示出了根据本公开的各种示例的瞄准控制基部的示例性侧视图；
图84D示出了根据本公开的各种示例的瞄准控制基部的示例性顶视图；
图85A示出了根据本公开的各种示例的扫描元件的示例性透视图；
图85B示出了根据本公开的各种示例的扫描元件的另一个示例性分解图；
图85C示出了根据本公开的各种示例的扫描元件的另一个示例性分解图；
图85D示出了根据本公开的各种示例的扫描元件的示例性侧视图；
图85E示出了根据本公开的各种示例的共振弯曲部件的示例性透视图；
图86A示出了根据本公开的各种示例的波导盒的示例性透视图；
图86B示出了根据本公开的各种示例的波导盒的示例性透视图；
图86C示出了根据本公开的各种示例的波导盒的示例性分解图；
图86D示出了根据本公开的各种示例的波导盒的示例性顶视图；
图86E示出了根据本公开的各种示例的波导盒的示例性侧视图；
图86F示出了根据本公开的各种示例的波导盒的示例性底视图；
图87A示出了根据本公开的各种示例的波导的示例性透视图；
图87B示出了根据本公开的各种示例的波导的示例性顶视图；
图87C示出了根据本公开的各种示例的波导的示例性侧视图；
图88A示出了根据本公开的各种示例的流动通道板的示例性透视图；
图88B示出了根据本公开的各种示例的流动通道板的示例性顶视图；
图88C示出了根据本公开的各种示例的流动通道板的示例性横截面视图；
图88D示出了根据本公开的各种示例的流动通道板的示例性侧视图；
图89A示出了根据本公开的各种示例的盒主体的示例性透视图；
图89B示出了根据本公开的各种示例的盒主体8900的示例性透视图；
图89C示出了根据本公开的各种示例的盒主体的示例性顶视图；
图89D示出了根据本公开的各种示例的盒主体的示例性底视图；
图89E示出了根据本公开的各种示例的盒主体的示例性侧视图；
图90A示出了根据本公开的各种示例的流体盖的示例性透视图；
图90B示出了根据本公开的各种示例的流体盖的示例性透视图；
图90C示出了根据本公开的各种示例的流体盖的示例性顶视图；
图90D示出了根据本公开的各种示例的流体盖的示例性侧视图；
图90E示出了根据本公开的各种示例的流体盖的示例性底视图；
图91A示出了根据本公开的各种示例的排气过滤器的示例性透视图；
图91B示出了根据本公开的各种示例的排气过滤器的示例性侧视图；
图91C示出了根据本公开的各种示例的排气过滤器的示例性底视图；
图92A示出了根据本公开的各种示例的盒盖的示例性透视图；
图92B示出了根据本公开的各种示例的盒盖的示例性顶视图；
图92C示出了根据本公开的各种示例的盒盖的示例性侧视图；
图93A示出了根据本公开的各种示例的示例性***的示例性框图；
图93B示出了根据本公开的各种示例的示例性***的示例性框图；
图94A、图94B、图94C、图94D和图94E示出了根据本公开的各种实施方案的示例性样品测试设备9400；
图95A、图95B、图95C、图95D、图95E、图95F、图95G、图95H、图95I和图95J示出了根据本公开的各种实施方案的示例性样品测试设备；
图96A、图96B和图96C示出了根据本公开的各种实施方案的示例性多端口阀；
图97A和图97B示出了根据本公开的各种实施方案的示例性样品测试设备；
图98A、图98B和图98C示出了根据本公开的各种实施方案的示例性多端口阀；
图99A和图99B示出了根据本公开的各种实施方案的示例性阀；
图100A、图100B和图100C示出了根据本公开的各种实施方案的用于制造样品测试设备的示例性方法；
图101示出了根据本公开的各种实施方案的示例性样品测试设备；
图102A、图102B、图102C、图102D和图102E示出了根据本公开的各种实施方案的示例性波导；
图103A、图103B、图103C和图103D示出了示例性波导；
图104A、图104B和图104C示出了根据本公开的各种实施方案的示例性样品测试设备；
图105A、图105B、图105C、图105D示出了根据本公开的各种实施方案的示例性光源耦合器；
图106A和图106B示出了根据本公开的各种实施方案的示例性光纤保持器；
图107示出了根据本公开的各种实施方案的示例性波片；
图108示出了根据本公开的各种实施方案的示例性光源耦合器；
图109A、图109B和图109C示出了根据本公开的各种实施方案的示例性微透镜阵列；
图110示出了根据本公开的各种实施方案的示例性方法；
图111示出了根据本公开的各种实施方案的示例性方法；
图112A和图112B提供了根据本公开的各种实施方案的示例性波导的示例性图；
图113A和图113B提供了示出根据本公开的各种实施方案的来自示例性波导中的通道的示例性信号幅度的示例性图；
图114A和图114B提供了示出根据本公开的各种实施方案的来自示例性波导中的通道的示例性信号幅度的示例性图；
图115A、图115B和图115C提供了示出根据本公开的各种实施方案的来自示例性波导中的通道的示例性信号幅度的示例性图；
图116提供了示出根据本公开的各种实施方案的来自示例性波导中的通道的示例性信号幅度的示例性图；
图117提供了示出根据本公开的各种实施方案的来自示例性波导中的通道的示例性信号幅度的示例性图；
图118提供了示出根据本公开的各种实施方案的来自示例性波导中的通道的示例性信号幅度的示例性图；
图119提供了示出根据本公开的各种实施方案的来自示例性波导中的通道的示例性信号幅度的示例性图；
图120提供了示出根据本公开的各种实施方案的来自示例性波导中的通道的示例性信号幅度的示例性图；
图121提供了示出根据本公开的各种实施方案的来自示例性波导中的通道的示例性信号幅度的示例性图；
图122示出了根据本公开的各种实施方案的示例性方法；
图123示出了根据本公开的各种实施方案的示例性方法；
图124A、图124B和图124C示出了根据本公开的各种实施方案的示例性样品测试设备的示例性视图；
图125A和图125B示出了根据本公开的各种实施方案的示例性成像器挡板部件的示例性视图；
图126A、图126B和图126C示出了根据本公开的各种实施方案的示例性成像器挡板部件的示例性视图；
图127示出了根据本公开的各种实施方案的示例性样品测试设备；
图128示出了根据本公开的各种实施方案的示例性***；
图129示出了根据本公开的各种实施方案的示例性控制器；
图130示出了根据本公开的各种实施方案的示例性方法；
图131示出了根据本公开的各种实施方案的示例性曲线图；
图132示出了根据本公开的各种实施方案的示例性方法；
图133A、图133B和图133C示出了根据本公开的各种实施方案的示例性方法；
图134A示出了根据本公开的各种实施方案的示例性样品测试设备；
图134B示出了根据本公开的各种实施方案的示例性样品测试设备；
图135A示出了根据本公开的各种实施方案的具有示例性波长调节设备的示例性样品测试设备的示例性侧视图；
图135B示出了根据本公开的各种实施方案的示例性示例性波长调节设备的示例性横截面视图；
图136示出了根据本公开的各种实施方案的与波长调节设备和成像不见相关联的示例性部件的示例性框图；
图137A和图137B示出了根据本公开的一些实施方案的在连续波长扫描模式下操作波长调节设备的示例性方法；
图138示出了根据本公开的各种实施方案的在直接波长设置模式下操作波长调节设备的示例性方法；
图139示出了示出根据本公开的各种实施方案的示例电压相关性数据对象的电压值数据与波长值数据之间的数据相关性的示例性曲线图；
图140示出了根据本公开的各种实施方案的确定样品混合物中的样品的样品类型的示例性方法；
图141示出了示出根据本公开的各种实施方案的样品类型确定设备的示例性部件的示例性框图；
图142A和图142B示出了根据本公开的各种实施方案的确定与样品相关联的样品类型的示例性方法；
图143A示出了根据本公开的各种实施方案的示例性波导的示例性透视图；
图143B示出了根据本公开的各种实施方案的示例性波导的至少一部分的示例性放大视图；
图144A示出了根据本公开的各种实施方案的示例性波导盒的示例性分解图；
图144B示出了根据本公开的各种实施方案的示例性波导盒的另一个示例性分解图；
图144C示出了根据本公开的各种实施方案的示例性波导盒的示例性顶视图；
图144D示出了根据本公开的各种实施方案的示例性波导盒的示例性侧视图；
图144E示出了根据本公开的各种实施方案的示例性波导盒的示例性底视图；
图144F示出了根据本公开的各种实施方案的示例性波导盒的示例性透视图；
图144G示出了根据本公开的各种实施方案的示例性波导盒的示例性左视图；
图145A示出了根据本公开的各种实施方案的示例性盒主体的示例性顶视图；
图145B示出了根据本公开的各种实施方案的示例性盒主体的示例性底视图；
图145C示出了根据本公开的各种实施方案的示例性盒主体的示例性横截面视图；
图145D示出了根据本公开的各种实施方案的示例性盒主体的示例性透视图；
图145E示出了根据本公开的各种实施方案的示例性盒主体的示例性透视图；
图145F示出了根据本公开的各种实施方案的示例性盒主体的示例性左视图；
图146A示出了根据本公开的各种实施方案的示例性样品测试设备的示例性透视图；
图146B示出了根据本公开的各种实施方案的示例性样品测试设备的至少一部分的示例性放大视图；
图146C示出了根据本公开的各种实施方案的示例性样品测试设备的示例性侧视图；
图146D示出了根据本公开的各种实施方案的示例性样品测试设备的至少一部分的另一个示例性放大视图；
图147A示出了根据本公开的各种实施方案的示例性场透镜(field lens)的示例性透视图；
图147B示出了根据本公开的各种实施方案的示例性场透镜的示例性侧视图；
图148提供了示出根据本公开的各种实施方案的示例性波导的示例性示意图；
图149提供了示出根据本公开的各种实施方案的来自示例性波导中的通道的示例性信号幅度的示例性示意图；
图150提供了示出根据本公开的各种实施方案的来自示例性波导中的通道的示例性信号幅度的另一个示例性图；
图151提供了示出根据本公开的各种实施方案的来自示例性波导中的通道的示例性信号幅度的又一个示例性图；
图152示出了根据本公开的各种实施方案的示例性方法；
图153是示出根据本公开的一些实施方案的被建模为示例正弦波的示例性干涉测量感测数据的示例性图；
图154是示出根据本公开的一些实施方案的示例性干涉测量感测数据集的示例性图；
图155是示出根据本公开的一些实施方案的示例性干涉测量感测数据集的示例性图；
图156是示出根据本公开的一些实施方案的示例性干涉测量感测数据集的示例性图；
图157示出了根据本公开的一些实施方案的示例性方法；
图158提供了根据本公开的一些实施方案的示例性干涉测量感测数据集和示例性线性化干涉测量感测数据集的示例性图；
图159A、图159B和图159C示出了示例性流体盖；
图160A、图160B和图160C示出了根据本公开的一些实施方案的示例性流体盖；
图161A、图161B和图161C示出了根据本公开的一些实施方案的与示例性流体盖相关联的流速；并且
图162A、图162B、图162C、图162D、图162E和图162F示出了根据本公开的一些实施方案的与示例性样品测试设备相关联的示例性部件。
具体实施方式
在下文中将参考附图更全面地描述本公开的一些示例，附图中示出了本公开的一些示例，但未示出全部示例。实际上，这些公开内容可以许多不同的形式体现，并且不应被解释为限于本文所阐述的示例；相反，提供这些示例是为了使本公开满足适用的法律要求。在全篇内容中，类似的标号指代类似的元件。
短语“在一个示例中”、“根据一个示例”、“在一些示例中”等一般意指跟在该短语后的特定特征、结构或特性可包括在本公开的至少一个示例中，并且可包括在本公开的不止一个示例中(重要的是，这类短语不一定是指相同的示例)。
如果说明书陈述了部件或特征“可以”、“能够”、“能”、“应当”、“将”、“优选地”、“有可能地”、“通常”、“任选地”、“例如”、“作为示例”、“在一些示例中”、“经常”或“可能”(或其他此类语言)被包括或具有特性，则具体部件或特征不是必须被包括或具有该特性。此类部件或特征可任选地包括在一些示例中，或可排除在外。
词语“示例”或“示例性”在本文中用于意指“用作示例、实例或说明”。本文中描述为“示例性”的任何具体实施不一定被解释为比其他具体实施优选或有利。
本公开中的术语“电耦合”、“与...通信”、“与...电子通信”或“连接”是指通过有线装置和/或无线装置连接的两个或更多个元件或部件，使得信号、电压/电流、数据和/或信息可被传输到这些元件或部件和/或从这些元件或部件接收。
干涉测量法是指可使一个或多个波、光束、信号等(包括但不限于光学光束、电磁波、声波等)彼此重叠、叠加和/或干涉的机制和/或技术。干涉测量法可为用于感测(包括但不限于检测、测量和/或识别)对象、物质、生物体、化学和/或生物溶液等的各种方法、装置和***提供基础。
根据本公开的示例，用于感测(包括但不限于检测、测量和/或识别)对象、物质、生物体、化学和/或生物溶液、化合物等的各种方法、装置和***可基于干涉测量法。例如，“基于干涉测量法的样品测试设备”或“样品测试设备”可以是可基于可例如发射能量(包括但不限于光学光束、电磁波、声波等)的两个或更多个波、光束、信号等的干涉、叠加和/或重叠来输出一个或多个测量结果的仪器。
在一些示例中，基于干涉测量法的样品测试设备可比较、对比和/或区分两个或更多个对象、物质、生物体、化学和/或生物溶液、化合物等的位置或表面结构。现在参见图1，示出了示出示例性样品测试设备100的示例性框图。在一些示例中，示例性样品测试设备100可以是基于干涉测量法的样品测试设备，诸如但不限于振幅干涉仪。
在图1所示的示例中，样品测试设备100可包括光源101、分束器103、参考表面部件105、样品表面部件107和/或成像部件109。
在一些示例中，光源101可被配置为产生、生成、发射光和/或触发光的产生、生成和/或发射。示例性光源101可包括但不限于激光二极管(例如，紫光激光二极管、可视激光二极管、边缘发射激光二极管、表面发射激光二极管等)。另外或可替代地，光源101可包括但不限于基于白炽灯的光源(诸如但不限于卤素灯、能斯脱灯)、基于发光的光源(诸如但不限于荧光灯)、基于燃烧的光源(诸如但不限于碳化物灯、乙炔气体灯)、基于电弧的光源(诸如但不限于碳弧灯)、基于气体放电的光源(诸如但不限于氙气灯、氖灯)、基于高强度放电的光源(HID)(诸如但不限于水银石英碘化(HQI)灯、金属卤化物灯)。另外或可替代地，光源101可包括一个或多个发光二极管(LED)。另外或可替代地，光源101可包括一种或多种其他形式的天然和/或人造光源。
在一些示例中，光源101可被配置为生成具有在预先确定的阈值内的光谱纯度的光。例如，光源101可包括可生成单频激光束的激光二极管。另外或可替代地，光源101可被配置为生成具有光谱纯度差异的光。例如，光源101可包括可生成波长可调谐激光束的激光二极管。在一些示例中，光源101可被配置为生成具有宽光谱的光。
在图1所示的示例中，由光源101生成、发射和/或触发的光可行进通过光学路径并且到达分束器103。在一些示例中，分束器103可包括一个或多个光学元件，该一个或多个光学元件可被配置为将光划分、分割和/或分离成两个或更多个分部、部分和/或光束。例如，分束器103可包括平板分束器。平板分束器可包括玻璃板。平坦的玻璃板的一个或多个表面可涂覆有一个或多个化学涂层。例如，玻璃板可涂覆有化学涂层，使得光的至少一部分可从玻璃板反射并且光的至少另一部分可透射通过玻璃板。在一些示例中，平板分束器可相对于输入光的角度成45度角定位。在一些示例中，平板分束器可以其他角度定位。
虽然以上描述提供了分束器103的示例，但是需注意，本公开的范围不限于以上描述。在一些示例中，示例性分束器103可包括一个或多个附加的和/或另选的元件。例如，分束器103可包括立方体分束器元件。在该示例中，立方体分束器元件可包括彼此附接的两个直角棱镜。例如，一个直角棱镜的一个侧向表面或倾斜表面可附接到另一个直角棱镜的一个侧向表面或倾斜表面上。在一些示例中，这两个直角棱镜可形成立方体形状。另外或可替代地，分束器103可包括其他元件。
虽然以上描述提供了用于分束器103的示例性材料，但是需注意，本公开的范围不限于以上描述。在一些示例中，示例性分束器103可包括一种或多种附加的和/或另选的材料，诸如但不限于透明塑料、光纤材料等。另外或可替代地，分束器103可包括其他材料。
在图1所示的示例中，分束器103可将从光源101接收的光分割成至少两个部分。例如，可从分束器103反射的光的第一部分可到达参考表面部件105。光的第二部分可透射穿过分束器103并且到达样品表面部件107。
在本公开中，术语“表面部件”是指可被配置为允许其接收到的波、光束、信号等的至少一部分穿过和/或反射其接收到的波、光束、信号等的至少一部分的物理结构。在一些示例中，示例性表面部件可包括一个或多个光学部件，包括一个或多个反射光学部件和/或一个或多个投射光学部件。例如，示例性表面部件可包括反射镜、回射器等。另外或可替代地，表面部件可包括一个或多个透镜、滤光器、窗口、光学平面、棱镜、偏光器、分束器、波片等。
在图1所示的示例中，示例性样品测试设备可包括两个表面部件：参考表面部件105和样品表面部件107。在一些示例中，参考表面部件105和/或样品表面部件107可包括一个或多个光学部件，诸如但不限于上文所描述的那些光学部件。如本文将详细描述的，参考介质可与参考表面部件105的表面的至少一部分接触，并且/或者样品介质可与样品表面部件107的表面的至少一部分接触。
在图1所示的示例中，参考表面部件105和样品表面部件107各自将光的至少一个光束反射回分束器103。例如，参考表面部件105可将光的第一部分的至少一个光束反射回分束器103。样品表面部件107可将光的第二部分的至少一个光束反射回分束器103。
在一些示例中，从参考表面部件105反射的光束和从样品表面部件107反射的光束可在分束器103处至少部分地重新组合和/或重新聚合。
例如，参考表面部件105和样品表面部件107可彼此垂直布置(诸如图1所示的示例)。在这种示例中，从参考表面部件105反射的光束和从样品表面部件107反射的光束可被分束器103重新组合成可朝向成像部件109行进的至少一个光束。另外或可替代地，分束器103可将来自参考表面部件105的光束和来自样品表面部件107的光束中的至少一些反射回光源101。
在一些示例中，光束的重新组合可发生在不同于分束器103的位置处。例如，分束器103可包括一个或多个回射器。在这种示例中，分束器103可将来自参考表面部件105和样品表面部件107的光重新组合成两个或更多个光束。
在一些示例中，观察到的重新组合的光束的强度根据从参考表面部件105反射的光束与从样品表面部件107反射的光束之间的振幅和相位差而变化。
例如，当光束沿着光学路径的不同长度和/或方向行进时，从参考表面部件105反射的光束与从样品表面部件107反射的光束之间的相位差可能出现，这可能是由于例如参考表面部件105和/或样品表面部件107之间的形式、纹理、形状、倾斜度和/或折射率的差异。如本文进一步描述的，折射率可由于例如参考表面部件105和/或样品表面部件107上的一个或多个对象、物质、生物体、化学和/或生物溶液、化合物等的存在而改变。
在一些示例中，如果从参考表面部件105反射的光束和从样品表面部件107反射的光束在它们被重新组合时正好异相，则这两个光束可彼此抵消，并且所得到的强度可为0。这也被称为“相消干涉”。
在一些示例中，如果从参考表面部件105反射的光束和从样品表面部件107反射的光束在强度上相等并且在它们被重新组合时正好同相，则所得到的强度可以是任一光束单独的强度的四倍。这也被称为“相长干涉”。
另外或可替代地，如果从参考表面部件105反射的光束和从样品表面部件107反射的光束在空间上延伸，则在包括两个光束的波前的相对相位中的表面区域上可能存在变动。例如，相长干涉和相消干涉的交替区域可产生交替的亮带和暗带，从而产生干涉条纹图案。干涉条纹图案的示例性细节在本文中进一步描述和说明。
在图1所示的示例中，示例性样品测试设备100可包括成像部件109，该成像部件可被配置为检测、测量和/或识别干涉条纹图案。例如，成像部件109可定位在来自分束器103的重新组合的光束的行进路径上。
在本公开中，术语“成像部件”是指可被配置为检测、测量、捕获和/或识别图像和/或与图像相关联的信息的设备、仪器和/或装置。在一些示例中，成像部件可包括一个或多个成像器和/或图像传感器(诸如集成的1D、2D或3D图像传感器)。图像传感器的各种示例可包括但不限于接触图像传感器(CIS)、电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器、光电检测器、一个或多个光学部件(例如，一个或多个透镜、滤光器、反射镜、分束器、偏光器等)、自动聚焦电路、运动跟踪电路、计算机视觉电路、图像处理电路(例如，被配置为处理图像以改进图像质量、减小图像大小、增加图像传输位速率等的一个或多个数字信号处理器)、检验器、扫描仪、相机、任何其他合适的成像电路或它们的任何组合。
在图1所示的示例中，成像部件109可在重新组合的光束从分束器103行进时接收重新组合的光束。在一些示例中，成像部件109可被配置为生成与接收到的光束相关联的成像数据。在一些示例中，处理部件可电耦合到成像部件109，并且可被配置为分析成像数据以确定例如但不限于与参考表面部件105和/或样品表面部件107相关联的折射率的变化，其示例性细节在本文中描述。
另外或可替代地，基于由成像部件109生成的成像数据，可生成与参考表面部件105和/或样品表面部件107相关联的二维和/或三维形貌图像。例如，成像数据可对应于由成像部件109接收到的干涉条纹图案，其示例性细节在本文中描述。
另外或可替代地，基于由成像部件109生成的成像数据，处理部件可确定第一光学路径长度(样品表面部件107与分束器103之间)与第二光学路径长度(参考表面部件105与分束器103之间)之间的差异。例如，如上所述，当在从参考表面部件105反射的光束与从样品表面部件107反射的光束之间存在至少部分相位差时，可能出现干涉条纹图案。当光束以不同的光学路径长度和/或方向行进时，可能出现相位差，这可能部分地是由于参考表面部件105和/或样品表面部件107之间的形式、纹理、形状、倾斜度和/或折射率的差异。这样，通过分析干涉条纹图案，处理部件可确定相位差。基于相位差，处理部件可基于例如以下公式来确定第一光学路径长度与第二光学路径长度之间的路径长度差：
其中对应于相位差，L对应于路径长度差，n对应于折射率，并且λ对应于波长。
虽然以上描述提供了基于干涉测量法的样品测试设备的示例，但是需注意，本公开的范围不限于以上描述。在一些示例中，示例性样品测试设备可包括一个或多个附加的和/或另选的元件，并且/或者这些元件可与以上所示的那些元件不同地布置和/或定位。
在一些示例中，示例性样品测试设备可包括平行表面部件。例如，参考表面部件和样品表面部件可以彼此平行的布置定位，使得光束可在参考表面部件与样品表面部件之间反射。例如，光束可从参考表面部件反射到样品表面部件，然后该光束继而可从样品表面部件反射到参考表面部件。在一些示例中，样品表面部件和参考表面部件中的一者或两者可在一侧或两侧上涂覆有反射涂层。在一些示例中，参考表面部件和样品表面部件中的一者或两者可具有以一个或多个特定光学频率为目标的透射率。例如，样品表面部件可允许光学频率内的光穿过样品表面部件并且到达成像部件。基于与光学频率内的光相关联的干涉条纹图案，样品测试设备可检测、测量和/或识别参考表面部件和/或样品表面部件之间的形式、纹理、形状、倾斜度和/或折射率的变化。
在一些示例中，示例性样品测试设备可利用反向传播光束。例如，来自光源的光束可被分束器分割成两个光束，这两个光束可沿着公共光学路径以相反方向行进。在一些示例中，一个或多个表面部件可被定位成使得两个光束形成闭环。例如，示例性样品测试设备可包括三个表面元件。三个表面元件和分束器可各自定位在正方形形状的拐角处，使得光束的光学路径可形成正方形形状。在一些示例中，样品测试设备可提供不同的偏振状态。
在一些示例中，另外或可替代地，示例性样品测试设备可在分束器中包括一个或多个光纤。在一些示例中，示例性样品测试设备可包括呈光纤耦合器形式的光纤。例如，示例性样品测试设备可包括光纤偏振控制器，以在光行进通过光纤耦合器时控制光的偏振状态。另外或可替代地，样品测试设备可包括呈偏振保持光纤形式的光纤。
在一些示例中，示例性样品测试设备可包括两个或更多个单独的分束器。例如，第一分束器可将光束分割成两个或更多个部分，并且第二分束器可将光束的两个或更多个部分组合成单个光束。在这种示例中，样品测试设备可产生两个或更多个干涉条纹图案，并且分束器中的一个分束器可将这两个或更多个干涉条纹图案引导到一个或更多个成像部件。在一些示例中，参考表面部件与分束器之间的距离和样品表面部件与分束器之间的距离可不同。在一些示例中，参考表面部件与分束器之间的距离和样品表面部件与分束器之间的距离可相同。
例如，样品测试设备可包括Mach–Zehnder干涉仪。在这种示例中，Mach–Zehnder干涉仪的两个臂中的光学路径长度可以是相同的，或者可以是不同的(例如，具有额外的延迟线)。在一些示例中，在Mach–Zehnder干涉仪的两个输出端处的光功率的分布可取决于光学臂长度的差异以及波长(或光学频率)，其可被调节(例如，通过略微改变样品表面部件和/或参考表面部件的位置)。
在一些示例中，样品测试设备可包括Fabry–Pérot干涉仪。在一些示例中，样品测试设备可包括Gires–Tournois干涉仪。在一些示例中，样品测试设备可包括Michelson干涉仪。在一些示例中，样品测试设备可包括Sagnac干涉仪。在一些示例中，样品测试设备可包括Sagnac干涉仪。另外或可替代地，样品测试设备可包括其他类型和/或形式的干涉仪。
根据本公开的示例的示例性样品测试设备可在一个或多个环境、用例、应用和/或目的中实施。如上所述，相位差、路径长度差L、折射率n和波长λ之间的关系可由以下公式概括：
在一些示例中，根据本公开的示例的示例性样品测试设备可被实施来测量光学***性能、表面粗糙度和/或表面接触条件变化(例如，湿表面)。另外或可替代地，根据本公开的示例的示例性样品测试设备可被实施来测量光学表面的偏差和/或平坦度。
在一些示例中，根据本公开的示例的示例性样品测试设备可用于测量距离、位置变化和/或位移。在一些示例中，根据本公开的示例的示例性样品测试设备可被实施来计算旋转角度。
在一些示例中，根据本公开的示例的示例性样品测试设备可用于测量光源的波长和/或光源的波长分量。例如，示例性样品测试设备可被配置为用于测量激光束的波长的波长计。在一些示例中，根据本公开的示例的示例性样品测试设备可被实施来监测光学波长或频率的变化。另外或可替代地，根据本公开的示例的示例性样品测试设备可被实施来测量激光器的线宽。
在一些示例中，根据本公开的示例的示例性样品测试设备可被实施来调制激光束的功率或相位。在一些示例中，根据本公开的示例的示例性样品测试设备可被实现来测量作为滤光器的光学部件的色散。
在一些示例中，根据本公开的示例的示例性样品测试设备可被实施来确定表面部件的折射率的变化。现在参见图2，示出了示出示例性样品测试设备200的示例性图。在一些示例中，示例性样品测试设备200可被实施来检测、测量和/或识别折射率变动和/或变化。在一些示例中，示例性样品测试设备200可以是基于干涉测量法的样品测试设备。
在图2所示的示例中，示例性样品测试设备200可包括波导202。如本文所使用的，术语“波导”、“波导设备”、“波导部件”可互换地用于指可引导波、光束、信号等(包括但不限于光学光束、电磁波、声波等)的物理结构。本文示出了波导的示例性结构。
在一些示例中，波导202可包括一个或多个层。例如，波导202可包括界面层208、波导层206和衬底层204。
在一些示例中，界面层208可包括材料诸如但不限于玻璃、氧化硅、聚合物等。在一些示例中，在一些示例中，界面层208可通过各种方式设置在波导层206的顶部上，包括但不限于机械方式(例如，紧固夹)和/或化学方式(诸如，使用粘合材料(例如，胶))。
在一些示例中，波导层206可包括可在导波、光束、信号等传播通过波导层206时引导它们的材料，诸如但不限于氧化硅、氮化硅、聚合物、玻璃、光纤和/或等。在一些示例中，波导层206可为传播提供物理约束，使得实现最小的能量损失。在一些示例中，波导层206可通过各种方式设置在衬底层204的顶部上，包括但不限于机械方式(例如，紧固夹)和/或化学方式(诸如，使用粘合材料(例如，胶))。
在一些示例中，衬底层204可为波导层206和界面层208提供机械支撑。例如，衬底层204可包括材料诸如但不限于玻璃、氧化硅和聚合物。
在图2所示的示例中，光(例如，来自光源诸如上文结合图1所示的光源的光)可被引导到波导202、通过波导发射，并且/或者以其他方式进入波导。
在一些示例中，光可通过波导202的侧表面进入波导202。例如，如图2所示，光可在光学方向210上通过侧表面进入波导202，并且光的光学路径可与该侧表面垂直布置。在一些示例中，光源可通过一个或多个紧固机构和/或附接机构耦合到波导202的侧表面，包括但不限于化学方式(例如，粘合材料诸如胶)、机械方式(例如，一个或多个机械紧固件或方法，诸如焊接、卡扣配合、永久和/或非永久紧固件)、磁性方式(例如，通过使用磁体)和/或合适的方式。
虽然以上描述提供了光可进入波导202的方向的示例，但是需注意，本公开的范围不限于以上描述。在一些示例中，光可另外或可替代地在不同表面和/或在不同方向进入波导202。例如，光可从波导202的顶表面进入波导202。另外或可替代地，光可从波导202的底表面进入波导202。本文描述了附加的细节。
重新参见图2，波导202可包括第一波导部分212。
在一些示例中，第一波导部分212可被配置为当光行进通过第一波导部分212时提供、支持和/或引起光的单横向模式。如本文所使用的，术语“横模”、“横向模式”或“竖直模式”是指可处于与波、光束和/或信号的传播方向垂直的平面或布置中的波、光束和/或信号的图案。例如，该图案可与沿着由垂直于光的传播方向的平面和/或垂直于第一波导部分212的平面形成的线测量的光辐射的强度图案相关联。在一些示例中，横模可被分类为包括但不限于横向电磁(TEM)模式、横向电(TE)模式和横向磁(TM)模式。例如，在TEM模式中，在光传播方向上既没有电场也没有磁场。在TE模式中，在光传播方向上没有电场。在TM模式中，在光传播方向上没有磁场。
例如，当激光行进通过受限通道(诸如但不限于第一波导部分212)时，该激光可形成一种或多种模式。例如，激光可形成峰值模式0。在一些示例中，激光可形成除了峰值模式0之外的模式。在一些示例中，波导或波导部分的尺寸和厚度可在激光传播通过波导或波导部分时影响激光的模式数量。
在一些示例中，第一波导部分212可具有比行进通过第一波导部分212的光的光学波长小的厚度。在一些示例中，第一波导部分212可具有为该波长的四分之一的厚度。在一些示例中，第一波导部分212可具有0.1μm至0.2μm之间的厚度，这可将光限制为仅一个单模。在一些示例中，第一波导部分212的厚度可以是其他值。
虽然以上描述提供了与横模相关联的第一波导部分212的示例性特性，但是需注意，本公开的范围不限于以上描述。在一些示例中，第一波导部分212可被配置为当光行进通过第一波导部分212时提供、支持和/或引起两种或更多种横向模式。另外或可替代地，第一波导部分212可被配置为提供、支持和/或引起一种或多种纵向模式。如本文所使用的，术语“纵向模式”或“水平模式”是指可处于与波、光束和/或信号的传播方向平行的平面或布置中的波、光束和/或信号的图案。例如，该图案可与沿着由平行于光的传播方向的平面和/或垂直于第一波导部分212的平面形成的线测量的光辐射的强度图案相关联。在一些示例中，可将纵向模式分类为不同类型。
重新参见图2，波导202可包括阶梯部分214和/或第二波导部分216。在一些示例中，阶梯部分214可对应于波导202的具有增加厚度的部分。例如，波导202的厚度可从第一波导部分212的厚度增加到第二波导部分216的厚度。
在一些示例中，第二波导部分216的厚度可以是第一波导部分212的厚度的两倍。在一些示例中，第一波导部分212的厚度与第二波导部分216的厚度之间的比率可以是其他值。
在图2所示的示例中，阶梯部分214可包括从第一波导部分212的顶表面突出并且垂直于该顶表面设置的竖直表面。需注意，本公开的范围不仅限于该示例。在一些示例中，阶梯部分214可包括弯曲表面。另外或可替代地，阶梯部分214可包括其他形状和/或呈其他形式。
如上所述，波导或波导部分的尺寸和厚度可在激光传播通过波导或波导部分时影响激光的模式数量。在一些示例中，由于从第一波导部分212到第二波导部分216的厚度增加(例如，竖直不对称)，从第一波导部分212行进到第二波导部分216的激光的模式可改变。例如，第一波导部分212可被配置为当光行进通过第一波导部分212时提供、支持和/或引起光的单横向模式，并且第二波导部分216可被配置为当光行进通过第二波导部分216时提供、支持和/或引起光的两种横向模式。
在一些示例中，第二波导部分216的厚度可比第一波导部分212的厚度更大。这样，第二波导部分216可允许多于一个单模，如上所述。
虽然以上描述提供了波导202的示例性结构，但是需注意，本公开的范围不限于以上描述。例如，波导层206可包括第一波导子层和第二波导子层。第二波导子层可设置在第一波导子层的顶表面上，并且第二波导子层的长度可比第一波导子层的长度更短。在这种示例中，长度差可增加阶梯部分214，这可将波导层206的厚度从第一波导子层的厚度增加到第一波导子层和第二第一波导子层的组合厚度。
虽然以上描述提供了将模式从单横模改变成两种模式的示例，但是需注意，本公开的范围不限于以上描述。例如，与第一波导部分212相关联的模式数量可多于一个，并且与第二波导部分216相关联的模式数量可为大于或小于与第一波导部分212相关联的模式数量的任何值。
继续上述示例，两种模式的光束可通过第二波导部分216传播。例如，第一模式的光束可具有与第二模式的光束不同的速度。在一些示例中，第一模式的光束和第二模式的光束可彼此干涉(例如，模式干涉)。在一些示例中，当两种模式的光束在光学方向220上离开波导202时，它们可产生干涉条纹图案，类似于上文结合图1所描述的那些。
如结合图1所描述的，干涉条纹图案的变化可能是由于光束的相位差变化而引起的。继续上述示例，第一模式的光和第二模式的光的干涉条纹图案的变化可能是由于第一模式的光与第二模式的光之间的相位差变化而引起的，这继而可能是由于第一模式的光与第二模式的光之间的光学路径长度变化而引起的。
在一些示例中，光学路径长度变化可能是由于与波导202相关联的物理结构、参数和/或特性的变化(诸如但不限于与波导202的表面相关联的折射率的变化)而引起的。
例如，与通过界面层208的样品开口222暴露的波导层206的表面相关联的折射率可由于例如但不限于消逝波的变化而变化。现在参见图3，示出了示出这种变化的示例性图。
在图3所示的示例中，示例性样品测试设备300可包括波导301，类似于上文结合图2所描述的波导202。例如，波导202可包括衬底层303、波导层305和界面层307，类似于上文结合图2所描述的衬底层204、波导层206和界面层208。
在一些示例中，样品介质可被放置在通过界面层307的样品开口暴露的波导层305的表面上并且/或者可与波导层305的表面接触。如本文所使用的，术语“样品介质”是指根据本公开的示例的样品测试设备可被配置为检测、测量和/或识别的对象、物质、生物体、化学和/或生物溶液、分子等。例如，样品介质可包括分析物(例如，呈生化样品的形式)，并且样品测试设备300可被配置为检测、测量和/或识别该分析物是否包括特定物质或生物体。
在一些示例中，样品介质可经由物理和/或化学吸引(诸如但不限于，通过本文所描述的流动通道、重力、表面张力、化学键合等)放置在波导层305的表面上。例如，样品测试设备300可被配置为检测样品介质中一种或多种特定病毒(例如，冠状病毒诸如严重急性呼吸综合症冠状病毒2(SARS-CoV-2))的存在。在一些示例中，样品测试设备300可包括附接到波导层305的表面的抗体，并且这些抗体可对应于样品测试设备300被配置为检测的一种或多种特定病毒。抗体与病毒之间的化学或生物反应可引起消逝波的变化，这继而可改变与波导层305(例如但不限于，界面层307)的表面接触的化学物质的折射率。
继续上述SARS-CoV-2示例，SARS-CoV-2的抗体(例如但不限于SARS-CoV多克隆抗体)可通过物理和/或化学吸引(诸如但不限于，重力、表面张力、化学键合等)附接到波导层305的表面。当样品介质通过界面层307的开口放置在波导层305的表面上时，SARS-CoV-2的抗体可吸引SARS-CoV-2病毒的分子(如果样品介质中存在的话)。
在SARS-CoV-2病毒的分子存在于样品介质中的情况下，SARS-CoV-2的抗体可将分子拉向波导层305的表面。如上所述，抗体与病毒之间的化学和/或生物反应可引起消逝波的变化，这继而可改变与波导层305(例如但不限于，界面层307)的表面接触的化学物质的折射率。
在样品介质中不存在SARS-CoV-2病毒的分子的情况下，在抗体与病毒之间可能不存在任何化学和/或生物反应，因此消逝波和接近波导层305(例如但不限于，界面层307)的表面的化学物质的折射率可能不改变。
如上所述，当光传播通过波导层305时，与波导层305(例如但不限于，界面层307)的表面接触的化学物质的折射率的变化可导致光的光学路径长度的变化。此外，类似于上文结合图2所描述的那些，离开波导层305的光可包括两种(或更多种)模式并且可创建干涉条纹图案。因此，干涉条纹图案的变化可指示折射率的变化，这继而可指示样品测试设备300被配置为检测、测量和/或识别的对象、物质、生物体、化学和/或生物溶液(例如，SARS-CoV-2病毒)的存在。
本公开的一些示例可克服各种技术挑战。例如，示例性样品测试设备可包括集成光学部件。现在参见图4和图5，示出了根据本公开的示例的示例性样品测试设备800的示例性视图。在一些示例中，示例性样品测试设备800可以是基于干涉测量法的样品测试设备。
在图4和图5所示的示例中，示例性样品测试设备800可包括光源820、波导802和/或集成光学部件804。
类似于上文结合图1所描述的光源101，样品测试设备800的光源820可被配置为产生、生成、发射光(包括但不限于激光光束)和/或触发光的产生、生成和/或发射。示例性光源820可包括但不限于激光二极管(例如，紫光激光二极管、可视激光二极管、边缘发射激光二极管、表面发射激光二极管等)。另外或可替代地，光源820可包括但不限于基于白炽灯的光源(诸如但不限于卤素灯、能斯脱灯)、基于发光的光源(诸如但不限于荧光灯)、基于燃烧的光源(诸如但不限于碳化物灯、乙炔气体灯)、基于电弧的光源(诸如但不限于碳弧灯)、基于气体放电的光源(诸如但不限于氙气灯、氖灯)、基于高强度放电的光源(HID)(诸如但不限于水银石英碘化(HQI)灯、金属卤化物灯)。另外或可替代地，光源820可包括一个或多个发光二极管(LED)。另外或可替代地，光源820可包括一种或多种其他形式的天然和/或人造光源。
重新参见图4和图5，由光源820生成的光可沿着光学路径行进并且到达集成光学部件804。在一些示例中，集成光学部件804可将光准直、偏振和/或耦合到波导802中。例如，集成光学部件804可以是集成准直器、偏光器和耦合器。
现在参见图5，示出了集成光学部件804的示例性结构。在图5所示的示例中，集成光学部件804可包括准直器816和分束器818。
在一些示例中，准直器816可包括一个或多个光学部件以重新引导和/或调节其接收到的光的方向。例如，这些光学部件可包括一个或多个光学准直透镜和/或成像透镜，诸如但不限于具有球面的一个或多个透镜、具有抛物面的一个或多个透镜等。例如，光学部件可包括硅弯月形透镜。
例如，由准直器816接收到的光束可各自沿着可不与另一光束或光的光学方向平行的光学方向行进。当光束行进通过准直器816时，准直器816可将光束准直成平行或近似平行的光束。另外或可替代地，准直器816可通过使光束的方向变得在规范方向上更加对准以及/或者使光束的空间横截面变得更小来使光束变窄。
重新参见图4和图5，准直器816可附接到分束器818的倾斜表面。
类似于上文结合图1所描述的分束器103，示例性样品测试设备800的分束器818可包括一个或多个光学元件，该一个或多个光学元件可被配置为将光划分、分割和/或分离成两个或更多个分部、部分和/或光束。
在图5所示的示例中，分束器818可包括第一棱镜812和第二棱镜814。在一些示例中，第一棱镜812和第二棱镜814中的每个棱镜可以是直角棱镜。
在一些示例中，第二棱镜814可通过各种方式附接到第一棱镜812的第一倾斜表面，包括但不限于机械方式和/或化学方式。例如，可在第一棱镜812的第一倾斜表面上施加粘合材料(诸如胶)，使得第一棱镜812可与第二棱镜814结合。另外或可替代地，第二棱镜814可与第一棱镜812黏结在一起。
在一些示例中，准直器816可通过各种方式附接到第一棱镜812的第二倾斜表面，包括但不限于机械方式和/或化学方式。例如，可在第一棱镜812的第二倾斜表面上施加粘合材料(诸如胶)，使得准直器816可与第一棱镜812结合。另外或可替代地，准直器816可与第一棱镜812黏结在一起。
如上所述，准直器816可将光束准直成平行或近似平行的光束，该平行或近似平行的光束继而可由分束器818接收。在一些示例中，由分束器818接收到的光在其行进通过第一棱镜812的倾斜表面时可被分割成两个或更多个部分。例如，第一棱镜812的倾斜表面可反射一部分光并且可允许另一部分光穿过。在一些示例中，第一棱镜812和/或第二棱镜814的斜边表面可包括化学涂层。在一些示例中，第一棱镜812和第二棱镜814可一起形成立方体形状。
在一些示例中，分束器818可为偏振分束器。如本文所使用的，偏振分束器可将光分割成一个或多个部分，并且每个部分可具有不同的偏振。在一些示例中，通过实施偏振分束器，可将具有选定偏振的一个(或，在一些示例中，两个或更多个)光束透射到波导802中。这样，分束器818可用作偏光器。
在一些示例中，基于直接进入波导802的光的接受效率，可计算第一棱镜812和第二棱镜814的角度，以将光重新引导到波导中。例如，第一棱镜812和第二棱镜814可各自与波导802成45度角布置，如图5所示。另外或可替代地，第一棱镜812和第二棱镜814的角度可基于其他值来布置以提高接受效率。
虽然以上描述提供了分束器818的示例，但是需注意，本公开的范围不限于以上描述。在一些示例中，示例性分束器818可包括一个或多个附加的和/或另选的元件。例如，分束器103可包括平板分束器，其类似于上文结合图1的分束器103所述的那些。
在一些示例中，分束器818的尺寸(例如，宽度、长度和/或高度)可以是5毫米。在一些示例中，分束器818的尺寸可以是其他值。
重新参见图4和图5，集成光学部件804可耦合到波导802。例如，集成光学部件804的表面可通过各种方式附接到波导802的表面，包括但不限于机械方式和/或化学方式。例如，可在波导802的表面上和/或在集成光学部件804的表面上施加粘合材料(诸如胶)，使得波导802可与集成光学部件804结合。另外或可替代地，波导802可与集成光学部件804黏结在一起。
在一些示例中，波导802可包括一个或多个层。例如，波导802可包括界面层806、波导层808和衬底层810，类似于上文结合图2所描述的界面层208、波导层206和衬底层204。例如，界面层806可设置在波导层808的顶表面上。
在一些示例中，界面层208可包括用于接收波导802的开口。例如，界面层208的开口可对应于集成光学部件804的形状。在一些示例中，集成光学部件804可通过界面层208的开口牢固地定位在波导层808的顶表面上，使得集成光学部件804可与波导层808直接接触。在一些示例中，可在集成光学部件804与波导层808之间实施层(例如，耦合器层)。
在图4和图5所示的示例中，界面层806可包括样品开口822。类似于上文结合图2所描述的那些，样品开口822可接收样品介质。在一些示例中，集成光学部件804可设置在界面层806的顶表面上并且/或者附接到该顶表面，输入光可通过界面层806提供给波导层808。在这种示例中，输入光可被提供给波导802的顶表面(而不通过侧表面)。
在一些示例中，界面层806可包括输出开口824。在一些示例中，输出开口824可允许光离开波导802。类似于结合图2所描述的那些，波导802可使两种模式的光离开波导802，从而产生干涉条纹图案。
重新参见图4和图5，示例性样品测试设备800可包括设置在界面层806的顶表面上的透镜部件826。例如，透镜部件826可至少部分地与界面层806的输出开口824重叠，使得离开波导802的光可穿过透镜部件826。
在一些示例中，透镜部件826可包括一个或多个光学成像透镜，诸如但不限于具有球面的一个或多个透镜、具有抛物面的一个或多个透镜等。在一些示例中，透镜部件826可朝向成像部件828重新引导和/或调节从波导802离开的光的方向。在一些示例中，成像部件828可设置在透镜部件826的顶表面上。
在一些示例中，透镜部件826可定位在距输出开口824一定距离处。例如，透镜部件826可由支撑结构(例如，支撑层)牢固地支撑，使得其定位在输出开口824的顶部上并且不与输出开口824接触。在一些示例中，透镜部件826可在输出光方向上至少部分地与界面层806的输出开口824重叠，使得从波导802输出的光可行进通过透镜部件826。
在一些示例中，成像部件828可定位在距透镜部件826一定距离处。例如，成像部件828和/或透镜部件826可各自由支撑结构(例如，支撑层)牢固地支撑，使得成像部件828定位在透镜部件826的顶部上并且不与透镜部件826接触。在一些示例中，成像部件828可在输出光方向上至少部分地与透镜部件826重叠，使得从波导802输出的光可行进通过透镜部件826并且到达成像部件828。
类似于上文结合图1所描述的成像部件109，成像部件828可被配置为检测干涉条纹图案。例如，成像部件109可包括一个或多个成像器和/或图像传感器(诸如集成的1D、2D或3D图像传感器)。图像传感器的各种示例可包括但不限于接触图像传感器(CIS)、电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器、光电检测器、一个或多个光学部件(例如，一个或多个透镜、滤光器、反射镜、分束器、偏光器等)、自动聚焦电路、运动跟踪电路、计算机视觉电路、图像处理电路(例如，被配置为处理图像以改进图像质量、减小图像大小、增加图像传输位速率等的一个或多个数字信号处理器)、检验器、扫描仪、相机、任何其他合适的成像电路或它们的任何组合。
在图4和图5所示的示例中，集成光学部件804可向波导802的顶表面提供输入光，并且在光行进通过波导802之后，该输入光可从波导802的顶表面离开。通过经由界面层806的开口直接耦合到波导层808的表面和/或与其间的最佳匹配耦合器层接触将输入光的光学路径引导到波导802和引导来自波导的输出光，可提高光效率和条纹计算准确度，这可提高样品测试设备800的性能并且减小样品测试设备800的尺寸。
在一些示例中，基于干涉测量法的样品测试设备可使用耦合器或光栅机构来耦合光源和波导。然而，耦合器或光栅机构的使用可能不利地影响从光源行进到波导的光的光效率。另外，实施耦合器或光栅机构来将光源耦合到波导可能需要附加的制造工艺，增加与制造样品测试设备相关联的成本，并且增加样品测试设备的尺寸。
本公开的一些示例可克服各种技术挑战。例如，示例性样品测试设备可包括透镜阵列。现在参见图6和图7，示出了示例性样品测试设备900。
在图6和图7所示的示例中，示例性样品测试设备900可包括光源901、波导905和/或集成光学部件903，类似于上文结合图4和图5所描述的光源820、波导802和集成光学部件804。
例如，光源901可被配置为产生、生成、发射光和/或触发光的产生、生成和/或发射。光可由集成光学部件903接收，该集成光学部件可将光引导到波导905。例如，集成光学部件903可包括至少一个准直器和至少一个分束器，类似于上文结合图4和图5所描述的集成光学部件804。
重新参见图6和图7，波导905可使得两种模式的光离开波导905并且被成像部件907接收，类似于上文结合图4和图5所描述的那些。例如，成像部件907可包括互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器，该传感器可检测从波导905离开的光的干涉条纹图案。
类似于上文结合图4和图5所描述的样品测试设备800，图6和图7中所示的样品测试设备900可通过波导905的顶表面向波导905引导输入光的光学路径并且引导从波导输出的光。在图4和图5中，光源820可在平行于波导802的顶表面的光学方向上发射光。在图6和图7中，光源901可在垂直于波导905的顶表面的光学方向上发射光。不管由光源发射的光的方向如何，集成光学部件都可通过波导的顶表面将输入光引导到波导。
在一些示例中，集成光学部件903和/或成像部件907可通过耦合器或光栅机构耦合到波导905。然而，如上所述，耦合器和光栅机构可能需要附加的制造工艺，增加与制造样品测试设备相关联的成本，并且增加样品测试设备的尺寸。在一些示例中，集成光学部件903和/或成像部件907可通过透镜阵列耦合到波导905。现在参见图8，示出了示出示例性透镜阵列的示例性图。
在图8所示的示例中，示例性样品测试设备可包括通过示例性透镜阵列1008耦合到波导1006的示例性集成光学部件1004。在一些示例中，透镜阵列1008可将从集成光学部件1004接收到的光引导到波导1006。在一些示例中，集成光学部件1004可与上文结合图8所描述的集成光学部件804相同或类似。例如，集成光学部件1004可包括一个或多个准直器和/或偏光器。
在一些示例中，透镜阵列1008可包括至少一个微透镜阵列。如本文所使用的，术语“微透镜”是指具有小于预先确定的值的直径的透射光学器件(例如，光学透镜)。例如，示例性微透镜可具有小于1毫米(例如，10微米)的直径。微透镜的小尺寸可提供提高光学质量的技术益处。
如本文所使用的，术语“微透镜阵列”是指经布置的微透镜集合。例如，经布置的微透镜集合可形成一维或二维阵列图案。阵列图案中的每个微透镜可用于聚焦和聚集光，从而可提高光效率。本公开的示例可涵盖各种类型的微透镜阵列，其细节在本文中描述。
在一些示例中，微透镜阵列可以最佳效率将光重新引导和/或耦合到波导905中。重新参见图8，示例性透镜阵列1008可包括至少一个光学透镜。在一些示例中，透镜阵列1008中的每个光学透镜可具有类似于棱镜形状的形状。例如，透镜阵列1008中的每个光学透镜可以是直角棱镜透镜。在这种示例中，这些光学透镜中的每个光学透镜可与另一个光学透镜平行布置而没有重叠或间隙。
在一些示例中，透镜阵列1008可在两个或更多个方向上包括具有不同形状和/或节距的透镜。例如，微透镜阵列的第一光学透镜的第一形状可不同于微透镜阵列的第二光学透镜的第二形状。
例如，沿着透射通过波导905的光的方向，透镜阵列1008中的透镜可具有棱镜的表面形状，并且每个透镜的间距可基于例如微透镜高度和棱镜角度来确定。例如，沿着另一个方向(例如，横向于透射通过波导905的光的方向的方向)，透镜阵列1008的表面可弯曲以将光会聚到波导的中心区域中，这可提高收集效率。在该示例中，可基于微透镜的高度和与透镜相关联的表面曲率来确定该方向上的间距。
在一些示例中，微透镜阵列可沿着波导光传输方向具有不同的布置以实现光均匀性。在一些示例中，在波导光传输方向上，第一光学透镜的第一表面曲率可不同于第二光学透镜的第二表面曲率。例如，微透镜阵列中的透镜的表面曲率之间的差异可产生不同的透镜光焦度。在一些示例中，透镜光焦度差异继而可改变光收集效率。例如，利用不同的微透镜表面曲率，可改变光收集效率。在一些示例中，均匀表面曲率微透镜可沿着例如光透射通过波导时的方向产生均匀的光收集效率。在一些示例中，不同微透镜光焦度布置可产生非均匀光收集效率，以补偿由于例如沿着波导的能量损失而引起的光强度变化。在一些示例中，对于均匀高度的微透镜阵列，不同表面光焦度可产生不同节距。
虽然以上描述提供了微透镜阵列的示例性形状和节距，但是需注意，本公开的范围不限于以上描述。在一些示例中，示例性微透镜阵列可包括一个或多个形状和/或节距。
虽然以上描述提供了示例性微透镜阵列的示例性图案，但是需注意，本公开的范围不限于以上描述。在一些示例中，示例性微透镜阵列可包括一个或多个附加的和/或另选的元件。例如，微透镜阵列中的一个或多个光学透镜可以是不同于棱镜形状的形状。另外或可替代地，微透镜阵列中的一个或多个光学透镜可放置成六边形阵列。
在一些示例中，透镜阵列1008可通过晶片工艺设置在波导1006的第一表面上，该晶片工艺利用直接蚀刻或具有后热成形的蚀刻。例如，利用灰度掩模的直接蚀刻可产生具有任何表面形状的微透镜，诸如球面透镜或微棱镜。另外或可替代地，热成形可形成球面透镜。另外或可替代地，可针对设置在波导1006的表面上的所设置透镜阵列实施其他制造工艺和/或技术。
虽然以上描述提供了集成光学部件1004与波导1006之间的耦合机构的示例，但是需注意，本公开的范围不限于以上描述。在一些示例中，可实施一个或多个附加的和/或另选的元件来提供耦合机构。例如，可实施单个微透镜来将集成光学部件1004与波导1006耦合。
现在参见图9，示出了示出示例性透镜阵列的示例性图。具体地，示例性样品测试设备可包括通过示例性透镜阵列1103耦合到波导1105的示例性成像部件1101。在一些示例中，透镜阵列1103可将从波导1006接收到的光引导到成像部件1101。
类似于上文结合图8所描述的示例性透镜阵列1008，示例性透镜阵列1103可包括至少一个光学透镜。在一些示例中，透镜阵列1103中的每个光学透镜可具有类似于棱镜形状的形状。例如，透镜阵列1103中的每个光学透镜可以是直角棱镜透镜。在这种示例中，这些光学透镜中的每个光学透镜可与另一个光学透镜平行布置而没有重叠或间隙。
在一些示例中，透镜部件(例如，上文结合图8所描述的透镜部件826)可定位在透镜阵列1103(例如，微透镜阵列)与成像部件1101之间。
虽然以上描述提供了示例性微透镜阵列的示例性图案，但是需注意，本公开的范围不限于以上描述。在一些示例中，示例性微透镜阵列可包括一个或多个附加的和/或另选的元件。例如，微透镜阵列中的一个或多个光学透镜可以是不同于棱镜形状的形状。另外或可替代地，微透镜阵列中的一个或多个光学透镜可放置成六边形阵列。
在一些示例中，透镜阵列1103可通过晶片工艺设置在波导1105的第一表面上，该晶片工艺利用直接蚀刻或具有后热成形的蚀刻。例如，利用灰度掩模的直接蚀刻可产生具有任何表面形状的微透镜，诸如球面透镜或微棱镜。另外或可替代地，热成形可形成球面透镜。另外或可替代地，可针对设置在波导1105的表面上的所设置透镜阵列实施其他制造工艺和/或技术。
虽然以上描述提供了示例性成像部件1101与波导1105之间的耦合机构的示例，但是需注意，本公开的范围不限于以上描述。在一些示例中，可实施一个或多个附加的和/或另选的元件来提供耦合机构。例如，可实施单个微透镜来将示例性成像部件1101与波导1105耦合。
在一些示例中，基于干涉测量法的样品测试设备的样品开口可小于0.1毫米。因此，通过样品开口将样品介质递送到波导层在技术上可能是具有挑战性的。
本公开的一些示例可克服各种技术挑战。例如，示例性样品测试设备可包括开口层和/或覆盖层。现在参见图10和图11，示出了根据本公开的示例的示例性样品测试设备1200的示例性视图。
在图10和图11所示的示例中，示例性样品测试设备1200可包括波导。在一些示例中，波导可包括一个或多个层，诸如衬底层1202、波导层1204和界面层1206，类似于上文结合图2所描述的界面层208、波导层206和衬底层204。
在一些示例中，波导可在第一表面上具有样品开口。例如，如图10和图11所示，波导的界面层1206可包括样品开口1216。类似于上文结合图2所描述的样品开口222，样品开口1216可被配置为接收样品介质。
在一些示例中，样品测试设备1200可包括设置在波导的第一表面上的开口层。例如，如图10和图11所示，开口层1208可被设置在波导的界面层1206的顶表面上。
在一些示例中，开口层1208可包括第一开口1214。在一些示例中，第一开口1214可至少部分地与界面层1206的样品开口1216重叠。例如，如图11所示，开口层1208的第一开口1214可覆盖界面层1206的样品开口1216。在一些示例中，开口层1208的第一开口1214的直径可大于界面层1206的样品开口1216的直径。
在一些示例中，开口层1208可用硅晶片工艺形成作为附加氧化物层。在一些示例中，第一开口1214可以是蚀刻的。
在图10和图11所示的示例中，示例性样品测试设备1200可包括覆盖层1210。
在一些示例中，覆盖层1210可在利用聚合物成型诸如PMMA的封装工艺中被放置在样品测试设备上。
在一些示例中，覆盖层1210可耦合到样品测试设备1200的波导。在一些示例中，覆盖层1210与波导之间的耦合可经由至少一个滑动机构来实施。例如，覆盖层1210的横截面可以是类似于字母“n”的形状。滑动防护件可附接到覆盖层1210的每个支腿的内表面，并且对应的导轨可附接到波导的一个或多个侧表面(例如，界面层1206的侧表面)上。因此，覆盖层1210可在由滑动防护件和导轨限定的第一位置与第二位置之间滑动。
虽然以上描述提供了滑动机构的示例，但是需注意，本公开的范围不限于以上描述。在一些示例中，示例性滑动机构可包括一个或多个附加的和/或另选的元件和/或结构。例如，覆盖层1210可包括设置在覆盖层1210的底表面上的t形槽滑块，并且界面层1206可包括设置在界面层1206的顶表面上的对应t形槽轨道。
在一些示例中，滑动机构可与衬底层1202和/或界面层1206接触，使得其可不与波导层1204接触。在一些示例中，由于添加了滑动机构，波导层1204将不存在光学特性变化。
在一些示例中，覆盖层1210可包括第二开口1212。在一些示例中，覆盖层1210的第二开口1212可以是圆形形状。在一些示例中，覆盖层1210的第二开口1212可以是其他形状。
在一些示例中，第二开口1212的尺寸(例如，直径或宽度)可在0.5毫米至2.5毫米之间。相比之下，样品开口1216的尺寸(例如，直径或宽度)可小于0.1毫米。在一些示例中，第二开口1212的尺寸和/或样品开口1216的尺寸可具有其他值。
如上所述，覆盖层1210可经由至少一个滑动机构耦合到样品测试设备1200的波导。在这种示例中，覆盖层1210可定位在开口层1208的顶部上，并且可在第一位置与第二位置之间移动。
图10和图11示出了覆盖层1210处于第一位置的示例。如图所示，当覆盖层1210处于第一位置时，覆盖层1210的第二开口1212可与开口层1208的第一开口1214重叠。
现在参见图12和图13，示出了根据本公开的示例的示例性样品测试设备1300的示例性视图。
在图12和图13所示的示例中，示例性样品测试设备1300可包括波导。在一些示例中，波导可包括一个或多个层，诸如衬底层1301、波导层1303和界面层1305，类似于上文结合图10和图11所描述的衬底层1202、波导层1204和界面层1206。
在一些示例中，波导可在第一表面上具有样品开口。例如，如图12和图13所示，波导的界面层1305可包括样品开口1315。类似于上文结合图10和图11所描述的样品开口1216，样品开口1315可被配置为接收样品介质。
在一些示例中，样品测试设备1300可包括设置在波导的第一表面上的开口层。例如，如图12和图13所示，开口层1307可被设置在波导的界面层1305的顶表面上。
在一些示例中，开口层1307可包括第一开口1313。在一些示例中，第一开口1313可至少部分地与界面层1305的样品开口1315重叠。例如，如图13所示，开口层1307的第一开口1313可覆盖界面层1305的样品开口1315。在一些示例中，开口层1307的第一开口1313的直径可大于界面层1305的样品开口1315的直径。
在图12和图13所示的示例中，示例性样品测试设备1300可包括覆盖层1309，类似于上文结合图10和图11所述的覆盖层1210。
在一些示例中，覆盖层1309可耦合到样品测试设备1300的波导。在一些示例中，覆盖层1309与波导之间的耦合可经由至少一个滑动机构来实现，类似于结合图10和图11、结合覆盖层1210所描述的那些。
在一些示例中，覆盖层1309可包括第二开口1311。在一些示例中，覆盖层1309的第二开口1311可包括圆形形状。在一些示例中，覆盖层1309的第二开口1311可包括其他形状。
如上所述，覆盖层1309可经由至少一个滑动机构耦合到样品测试设备1300的波导。在这种示例中，覆盖层1309可定位在开口层1307的顶部上，并且可在第一位置与第二位置之间移动。
图12和图13示出了覆盖层1309处于第二位置的示例。如图所示，当覆盖层1309处于第二位置时，覆盖层1309的第二开口1311可不与开口层1307的第一开口1313重叠。
在一些示例中，可实施附加的闩锁或栓扣特征来将覆盖层1309固定到第一位置或第二位置。例如，可滑动闩锁条可附接到覆盖层1309的侧表面，并且波导可在波导的侧表面上包括第一凹陷部分部分和第二凹陷部分部分。在一些示例中，当第一凹陷部分接收可滑动闩锁条时，覆盖层1309可被固定到第一位置。在一些示例中，当第二凹陷部分接收可滑动闩锁条时，覆盖层1309可被固定到第二位置。
虽然以上描述提供了闩锁或栓扣特征的示例，但是需注意，本公开的范围不限于以上描述。在一些示例中，示例性闩锁或栓扣特征可包括一个或多个附加的和/或另选的元件。
在一些示例中，基于干涉测量法的样品测试设备(例如但不限于，基于双模波导干涉仪的样品测试设备)可能需要用于成像部件(包括例如成像部件和透镜部件)的附加空间。然而，减小样品测试设备的尺寸(例如但不限于，芯片尺寸)的能力可能受到限制。因此，样品测试设备可能需要用于输出条纹成像功能的额外空间。
本公开的一些示例可克服各种技术挑战。例如，通过引入背面照射和成像，输出条纹区域可与采样区域共享以减小样品测试设备/传感器芯片的尺寸。可降低样品测试设备的成本，并且可减小产品尺寸并且/或者降低产品成本。
根据本公开的各种示例，双面(例如但不限于，两面)波导样品测试设备可基于以下来提供：例如但不限于，利用背面照射图像传感器技术，例如，样品测试设备的第一表面(例如但不限于，上表面或顶表面)可用作样品区域，并且第二表面(例如但不限于，背面或底表面)可用于照射和成像。
在一些示例中，在示例性制造工艺期间，在制造硅晶片之后，波导(例如，如上所述的波导层)可被转移到玻璃晶片上。在一些示例中，硅基底(例如，如上所述的衬底层)可被修改为允许背面进入样品测试设备。例如，可通过蚀刻工艺在样品测试设备的背面上形成附加开口。
虽然以上描述提供了用于制造样品测试设备的示例性工艺，但是需注意，本公开的范围不限于以上描述。在一些示例中，示例性工艺可包括一个或多个附加的和/或另选的步骤和/或元素。例如，可添加附加层以进一步提高样品测试设备的输入和输出的光耦合效率。
在各种示例中，成像部件、透镜部件和/或光源可以各种配置和布置与样品测试设备固定地和/或可移除地集成(例如但不限于，界接、连接等)。成像部件、透镜部件和/或光源可经由样品测试设备的任何可用表面集成。例如，成像部件和透镜部件可经由样品测试设备的侧向端处的一个或多个孔、配件和/或连接器与样品测试设备固定地和/或可移除地集成。在其他示例中，成像部件、透镜部件和/或光源可经由样品测试设备的底表面(例如但不限于，背面)或上表面上的一个或多个孔、配件和/或连接器与样品测试设备集成。
图14示出了根据本公开的各种示例的示例性样品测试设备1400的透视图。在一些示例中，示例性样品测试设备1400可包括可替代地配置的成像部件1407、透镜部件1405和/或光源1401。
在图14所示的示例中，光源1401可经由到集成光学部件1403的连接与样品测试设备1400的底表面(例如但不限于，背面)固定地和/或可移除地集成(例如但不限于，界接、连接等)。集成光学部件1403可经由孔、配件、连接器和/或它们的组合固定地和/或可移除地集成。另外，成像部件1407和透镜部件1405可经由不同的孔、配件、连接器和/或它们的组合与样品测试设备1400的底表面(例如但不限于，背面)直接地和/或可移除地集成(例如但不限于，界接、连接等)。
在一些示例中，成像部件1407和透镜部件1405可包括直接集成在样品测试设备1400的衬底层或任何其他层中的微透镜阵列。在成像部件1407、透镜部件1405和光源1401经由样品测试设备1400的底表面(例如但不限于，背面)集成的示例中，用户可与样品测试设备1400的顶表面交互、抓持和/或握持该顶表面。另外，样品测试设备1400的顶表面可提供支撑和/或稳定样品测试设备1400。在一些示例中，可在顶表面上提供附接件以改善对样品测试设备1400的握持。在各种示例中，将部件(例如但不限于，成像部件1407和透镜部件1405)与样品测试设备1400固定地和/或可移除地集成减小了样品测试设备1400的空间要求，从而提供紧凑且高效的解决方案。
因此，光可经由光源1401通过样品测试设备1400的底表面(例如但不限于，背面)耦合到样品测试设备1400中。在一些示例中，光可进入位于样品测试设备1400的顶表面与样品测试设备1400的底表面(例如但不限于，背面)之间的波导1409，并且可从与光源1401/集成光学部件1403相邻的进入点(例如但不限于，经由一个或多个光学通道)侧向地行进通过波导1409。在一些示例中，光可朝向样品测试设备1400的相对端处的成像部件1407/透镜部件1405行进。在一些示例中，如将在本文中进一步详细描述的，处理部件(例如，处理器)可电耦合到成像部件1407，并且可被配置为分析成像数据(例如，条纹数据)以确定例如但不限于波导1409内的折射率的变化。
图15示出了图14的具有可替代地配置的成像部件1508、透镜部件1506和光源1502的可替代地配置的示例性样品测试设备。如图所示，光源1502可经由到集成光学部件1504的连接与样品测试设备1500的底表面(例如但不限于，背面)固定地和/或可移除地集成(例如但不限于，界接、连接等)。集成光学部件1504可经由孔、配件、连接器和/或它们的组合直接地和/或可移除地集成。另外或可替代地，成像部件1508和透镜部件1506可经由不同的孔、配件、连接器和/或它们的组合与样品测试设备1500的底表面直接地和/或可移除地集成(例如但不限于，界接、连接等)。
在一些示例中，成像部件1508和透镜部件1506可包括直接集成在样品测试设备1500的衬底层或任何其他层中的微透镜阵列。在成像部件1508、透镜部件1506和光源1502经由样品测试设备1500的底表面(例如但不限于，背面)集成的示例中，用户可与样品测试设备1500的顶表面交互、抓持和/或握持该顶表面。另外或可替代地，样品测试设备1500的顶表面可提供支撑和/或稳定样品测试设备1500。在一些示例中，样品测试设备1400可在其上包括用于安装/支撑波导1409的支撑结构。示例性支撑结构可包括与波导1409的至少一个表面(例如，侧表面)相邻地设置的结构。
因此，光可经由光源1502通过样品测试设备1500的底表面(例如但不限于，背面)耦合到样品测试设备1500中。光进入位于样品测试设备1500的顶表面与样品测试设备1500的底表面(例如但不限于，背面)之间的波导1510，并且从与光源1502/集成光学部件1504相邻的进入点(例如但不限于，经由一个或多个光学通道)朝向样品测试设备1500的相对端处的成像部件1508/透镜部件1506侧向地行进通过波导1510。
在各种示例中，本文所描述的基于干涉测量法的样品测试设备(例如但不限于，基于双模波导干涉仪的样品测试设备)可提供用于移动应用的“芯片实验室”解决方案。然而，实际集成可能受到光源和成像(例如但不限于，条纹检测)能力的限制。例如，技术挑战可包括设计能够与用户计算设备(例如但不限于，移动应用)形状因子集成的简单设备。
本公开的一些示例可克服各种技术挑战。例如，尺寸减小与背面照射和感测相结合可有效地减小芯片传感器尺寸和/或支撑部件尺寸。在一些示例中，尺寸减小的矮型传感器模块可与移动设备(诸如用于移动即时检验应用的移动终端)集成。在一些示例中，具有集成的输入光源和直接成像传感器的基于背面照射和干涉测量法的样品测试设备可实现低于6毫米的总模块高度，并且因此可使得能够集成到设备诸如移动电话中。例如，示例性双模波导干涉仪样品测试设备可与移动设备集成，以提供即时检验应用，快速筛选具有可靠结果的病毒。
在各种示例中，样品测试设备可包括移动即时检验部件。移动即时检验部件可包括被配置为接收用户计算设备(例如但不限于，移动设备、手持终端、PDA等)的附接件，该用户计算设备被配置为附接到样品测试设备。例如，移动即时检验部件可以是移动电话兼容的形状因子解决方案。样品测试设备可包括被配置为与类似于销售点产品和设备的用户计算设备(例如但不限于，移动设备、手持终端、PDA、平板电脑等)兼容的集成和/或小型化的部件封装。
图16A至图16C示出了可适用于将样品测试设备与用户计算设备集成(例如但不限于，附接)的示例性移动即时检验部件1600的各种视图。具体地，图16A示出了移动即时检验部件1600的示例性轮廓视图，图16B示出了该移动即时检验部件的示例性顶视图，图16B示出了该移动即时检验部件的示例性侧视图。在一些示例中，移动即时检验部件1600的上表面可被配置为与用户计算设备可移除地集成。例如，用户计算设备(例如，移动设备)可滑动/***到移动即时检验部件1600的附接件中或与该移动即时检验部件的表面相邻。
如图16B中所示，移动即时检验部件1600的轮廓可具有大约20毫米的长度和大约10毫米的宽度，从而对应于示例用户计算设备(例如但不限于，移动设备)的形状因子。移动即时检验部件1600可经由光源1602/集成光学部件1604与样品测试设备固定地或可移除地集成。例如，移动即时检验部件1600可经由孔、配件、连接器和/或它们的组合与样品测试设备集成。
如图16C所示，移动即时检验部件1600的轮廓高度“T”可为大约6毫米，适用于与各种常规尺寸的用户计算设备兼容。如图所示，样品测试设备可定位在移动即时检验部件1600下方，与集成光学部件相邻。可实现其他配置。
虽然以上描述提供了移动即时检验部件的示例性测量值，但是需注意，本公开的范围不限于以上描述。在一些示例中，示例性移动即时检验部件具有可小于或大于上述那些值的一个或多个测量值。
在一些示例中，光源1602和集成光学部件1604可集成到移动即时检验部件1600组件、用户计算设备组件等中。来自光源1602/集成光学部件1604的输出可被直接传输到用户计算设备的一个或多个处理器(例如，移动设备备用相机端口)。
在一些示例中，移动即时检验部件1600可集成样品测试设备和用户计算设备，使得硬件部件可在它们之间共享。例如，样品测试设备和用户计算设备可利用相同的传感器、光学部件等来减少样品测试设备中的硬件部件的数量。在一些示例中，用户计算设备底盘(例如但不限于，移动设备底盘)可使用紧固件、保持器、支架、连接器、电缆等定位在移动即时检验部件1600上或定位成与该移动即时检验部件相邻。
另外，移动即时检验部件1600可包括用于提供各种用户计算设备功能的附加用户设备计算硬件和/或其他子***(未描绘)。例如，示例性用户计算设备底盘(例如但不限于，移动设备底盘)可定位在移动即时检验部件1600的顶部上，使得用户界面被提供(例如但不限于，是可访问的)，以接收用户输入。在一些示例中，移动即时检验部件1600可包括硬件和软件以使得能够与样品测试设备集成。在一些示例中，样品测试设备可包括处理装置以使得能够与计算设备/实体进行无线通信(例如，能够将数据无线地传输到计算设备/实体)。在一些实施方案中，样品测试设备可通过有线或无线方式将数据(例如，图像)传输到用户计算实体(例如，移动设备)。例如，样品测试设备可使用MIPI串行成像数据连接经由移动设备处理器相机端口传输图像。
在一些示例中，应当理解，用户计算设备(例如，但不限于移动设备)可与移动即时检验部件1600和样品测试设备集成以用作面向后的装置。在这种示例中，通常可使用用户计算设备光学部件、传感器等。例如，用户计算设备可与移动即时检验部件1600所容纳的附加定制电路和/或计算硬件(未描绘)集成，并且/或者与用户计算设备的处理电路和/或常规计算硬件(例如但不限于，经由总线与CPU和/或存储器)集成，以用于进一步处理来自样品测试设备的捕获和/或经处理的数据。
在一些示例中，双模波导干涉仪生物传感器可在样品折射率测量中表现出高灵敏度。另外，结果也可能对环境温度高度敏感。因此，需要在操作期间保持稳定的温度。
本公开的一些示例可克服各种技术挑战。在一些示例中，本文所描述的所提出的热控波导干涉仪样品测试设备可保持恒定温度(例如，在温度范围内)以确保传感器输出准确度。
在一些示例中，可提供加热/冷却部件(例如但不限于，加热和/或冷却元件、板、垫等)来调节波导样品测试设备的温度。在一些示例中，芯片上温度传感器可用于监测样品测试设备/芯片温度。在一些示例中，多点温度传感器可布置在样品测试设备衬底层的每个拐角处，以监测均匀性并确认热平衡。
在一些示例中，绝缘外罩可用于将传感器芯片与周围环境隔离，仅留下用于样品开口(或样品窗口)和光输入/输出的有限的进入和/或开口区域。可将附加的加热/冷却部件(例如但不限于，加热和/或冷却垫)添加到波导样品测试设备的一个或多个表面(例如但不限于，上表面)，以进一步改善温度均匀性。示例性样品测试设备可包括电阻加热垫、内置导电涂层、附加的Peltier冷却板等。
在一些示例中，多点温度传感器可被布置来提高温度测量准确度。在一些示例中，可通过将温度控制设置为不同值来实现在不同温度条件下的样品测试。在一些示例中，可收集关于样品结果和温度的数据。在一些示例中，测试可由于最小的加热质量而得以促进。
在一些示例中，样品测试设备可包括热控波导外壳，该热控波导外壳被配置为相对于波导保持恒定温度。热控波导外壳可以是或包括外罩或套管。热控波导外壳可包括加热和/或冷却垫和/或绝缘外罩。在一些示例中，衬底层中的该一个或多个传感器可在操作期间监测和调节波导的温度。例如，温度可被限制在合适的范围内(例如但不限于，10摄氏度-40摄氏度之间)。
图17示出了包封示例性波导1700(例如但不限于，体现为集成芯片)的示例热控波导外壳1710。波导1700(包括热控波导外壳)可具有范围在1毫米至3毫米之间的厚度。热控波导外壳1710可小于0.2毫米厚。可使用封装工艺(例如，聚合物包复成型)来制造示例性热控波导外壳1710。在另一示例中，示例性热控波导外壳可包括样品测试设备的一个或多个直接涂覆表面。
虽然以上描述提供了波导1700和热控波导外壳1710的示例性测量，但是需注意，本公开的范围不限于以上描述。在一些示例中，示例性波导1700和热控波导外壳1710可具有其他值。
在一些示例中，热控波导外壳1710可包括隔热半导体材料、导热聚合物、陶瓷、硅等。另外和/或可替代地，热控波导外壳1710可以是或包括薄膜和/或涂层，例如硅或二氧化硅聚合物。波导1700可表现出低热质量，使得波导1700的温度可在短时间内被控制到精确水平(例如但不限于，在1摄氏度的精度内)。例如，波导1700的温度可在小于10秒内被调制/校准。
虽然以上描述提供了波导1700和热控波导外壳1710的示例性材料和/或特性，但是需注意，本公开的范围不限于以上描述。在一些示例中，示例波导1700和热控波导外壳1710可包括其他材料和/或具有其他特性。
图18示出了示例性波导1800和热控波导外壳1810的侧视图。另外和/或可替代地，热控波导外壳1810可包括一个或多个附加层。例如，热控波导外壳1810可包括中间层1811以提供绝缘和/或促进电隔离。另外和/或可替代地，中间层1811可包括如上文结合图17所描述的加热/冷却垫。
在一些示例中，热控波导外壳1810可使用半导体/集成电路封装技术/工艺(例如但不限于，隔热聚合物包复成型技术/工艺)来形成。热控波导外壳1810可包括隔热化合物或材料。热控波导外壳1810可包括一个或多个孔，该一个或多个孔提供用于进入波导1800和/或与该波导界接的开口。例如，孔可提供进入热控波导外壳1810内的界面层(未描绘)的通道。如图所示，波导1800可包括第二孔，光源1802和集成光学部件1804可通过该第二孔与波导1800界接(例如但不限于，连接)。另外，波导1800可包括第三孔，成像部件1806和透镜部件1808可通过该第三孔与波导1800界接(例如但不限于，连接)。在一些示例示例中，可使用硅工艺将一个或多个薄膜和/或涂层施加到波导1800或热控波导外壳1810。在一些示例中，薄膜和/或涂层可仅施加到波导1800和/或热控波导外壳1810的上表面和底表面。在这种示例中，由于波导1800的厚度相对于其长度和宽度可较小，所以薄边缘泄漏可忽略不计。
在一些示例中，从波导获得准确的测试结果可能需要周围环境(例如但不限于，整个实验室、医疗设施等)中的受控温度以减少或消除对测试结果的温度干扰。示例性热控波导外壳1810可使用集成在衬底层内的一个或多个温度传感器(例如但不限于，多点温度传感器)来促进波导的单独的电平控制。例如，感测二极管可集成(例如但不限于，结合)在包括硅的衬底层内。在一些示例中，感测二极管可集成(例如，但不限于，结合)到不同的波导层。在一些示例中，可监测通过感测二极管的电流，以便增加或降低与波导1800衬底层相关联的温度，使得波导1800可保持恒定温度以确保传感器输出准确度以及测试稳定性和准确度。在一些示例中，波导可覆盖大约0.5平方英寸的面积。可连续地监测和控制波导/样品测试设备的温度。例如，示例性芯片中的控制算法可连续地监视温度数据并且响应于任何温度变动而提供优化控制。
虽然以上描述提供了控制与波导相关联的温度的示例，但是需注意，本公开的范围不限于以上描述。在一些示例中，温度控制可通过其他方式和/或经由其他设备来实现。
在一些示例中，双模波导干涉仪可在生物化学折射率测试条件下表现出高灵敏度。然而，结果可能对温度高度敏感。例如，为了达到所需水平的测试准确度，温度稳定性要求可能是0.001摄氏度，这可能在现实世界应用中带来技术挑战。
本公开的一些示例可克服各种技术挑战。在一些示例中，通过引入内置参考通道，可自校准与与温度相关的测量变动，以消除与温度相关的测量误差。例如，片上实验室样品测试设备可由具有用于参考的另外两个相邻通道的双模波导干涉仪组成。紧密布置的相同结构(例如但不限于，SiO2)的包覆参考通道可消除对与温度相关的精确控制和补偿的需要。另外或可替代地，封闭参考单元可被包括在参考通道中，该参考通道填充有已知的参考生物化学溶液以进一步提高准确度。生物化学溶液可包括纯水、已知的病毒等。温度控制可经由传感器与加热/冷却和温度感测组合，以收集在不同温度条件下的样品测试结果。在一些示例中，温度精度要求仅需要在1摄氏度水平内。
在各种示例中，样品测试设备可包括波导，该波导被配置为利用各种方法诸如衍射光栅、端射、直接耦合、棱镜耦合与光源耦合和/或从光源接收输入。波导可以是或包括集成芯片。
在一些示例中，波导可以是或包括三维平面波导干涉仪，该三维平面波导干涉仪包括多个层。在一些示例中，波导可至少包括其上沉积有波导层的衬底层(其限定样品测试设备的底部)。另外和/或可替代地，可在波导层上或上方沉积界面层。可根据类似于半导体制造技术的技术将波导制造为整体式主体或部件。在一些示例中，可提供附加的中间层。
图19示出了示例性波导1900，其包括衬底层1920、限定波导1900的顶表面的界面层1924，以及它们之间的波导层1922。在一些实施方案中，流动通道板可定位在波导1900的顶表面上，其细节在本文中描述。
波导层1922自身可包括一个或多个层和/或区域(例如但不限于，透明电介质材料的膜，诸如硝酸硅)。波导层1922可包括透明介质，该透明介质被配置为从波导层1922的第一/输入端侧向地接收光，并将该光耦合到波导层1922的相对端/远端。波导层1922可被配置为实现多种传播模式，例如，零阶模式和一阶模式。例如，具有阶梯式轮廓的波导层1922可对应于零阶模式和一阶模式。
如图19所示，波导层1922可包括具有第一区域和第二区域的整体式主体，第一区域具有第一宽度/厚度(对应于当在图19中观看波导时的x方向)，第二区域具有第二宽度/厚度，第二宽度/厚度不同于第一区域的宽度/厚度。如图所示，波导层1922可限定阶梯式轮廓，其中第一区域对应于第一/较矮轮廓，第二区域对应于第二/较高轮廓。每个波导层区域可对应于其中的光/能量的不同色散，并且因此可对应于与波导1900中的其他区域和层不同的折射率。
在操作期间，当光耦合到波导1900中并且从对应于波导层的第一/较矮轮廓的第一区域行进到对应于第二/较高轮廓的第二区域时，第一区域的折射率与第二区域的折射率之间的差异引起对应于第一区域中的零阶模式和第二区域中的一阶模式的光的不同色散。如上所述，零阶模式和一阶模式对应于两个不同光束，这两个不同光束具有对应于不同干涉条纹图案的不同光学路径长度。例如，如上所述，当在从对应于零阶模式的区域和对应于一阶模式的区域反射的光束之间存在至少部分相位差时，可能出现干涉条纹图案。当行进的光束到达两个不同区域之间的交叉点(即，阶梯部分)时，具有阶梯式轮廓的示例性波导可表现出相位差。例如，与零阶模式相关联的干涉条纹图案可以是由暗淡边缘包围的单个亮斑，而与一阶模式相关联的干涉条纹图案可以是各自由暗淡边缘包围的多于一个亮斑(例如但不限于，两个亮斑)。
在一些示例中，可包括具有不同宽度/厚度的附加区域以提供附加阶模式。
光的色散和对应的干涉条纹图案可在样品测试设备的感测层/环境中被检测和测量，例如在衬底层中被检测和测量(例如但不限于，使用衬底层中的一个或多个传感器)。另外地或可替代地，当样品测试设备的顶表面处(例如界面层中)的表面条件变化时(例如但不限于，当其上沉积有介质时)，这种表面状况变化可引起波导的表面正上方测得的折射率和/或消逝波的变化。可测量、检测和/或监测干涉条纹图案的对应变化。在一些示例中，波导层上方的界面层可包括一个或多个样品开口(或样品窗口)和/或被配置为在其上接收介质(例如但不限于，液体、分子和/或它们的组合)的开口/窗口。因此，来自波导层的输出可响应于位于界面层上方的介质而改变。
如图19所示以及如上所述，波导层1922可限定阶梯式轮廓。如图所示，波导层1922的第二区域(对应于较高的轮廓/阶梯)的厚度/宽度可大于第一区域(对应于较矮的轮廓/阶梯)的厚度/宽度。在一些示例中，第二区域的厚度/宽度可以是第一区域的宽度的至少两倍。
当在测试应用中使用时，具有单个光学通道/光学路径的波导可能带来技术挑战。例如，这种***可能对环境条件的变化(例如但不限于，温度变化)敏感，环境条件的变化可能会使测试结果(例如但不限于，干涉条纹图案)模糊。这些挑战可通过在波导中包括至少一个参考通道并且在操作期间确保波导内的环境条件相同来解决。
示例性波导可包括至少一个测试光学通道(也称为样品通道)和一个参考通道，每个通道包括被配置为限制光侧向地通过波导中的波导层的光学路径。可在操作期间独立地测量和/或监测每个测试/参考通道的输出，以确保可能导致结果不准确的测试和环境条件的一致性(例如但不限于，由环境条件导致干涉条纹图案不准确)。光源可被配置为均匀地照射波导中的所有测试/参考通道。
对于该多个光学通道中的每个光学通道，可独立地测量和测试(例如但不限于，在衬底层中)小的折射率变动和/或引起的折射率变化(例如但不限于，沿着对应光学路径的光的色散的变化)，以识别与每个光学通道相关联的对应输出(例如但不限于，干涉条纹图案)。可捕获描述输出的数据并传输该数据，以用于进一步的操作，诸如存储、分析、测试等。
在一些示例中，衬底层可用作样品测试设备的感测层/环境。衬底层可以是或包括半导体集成电路/芯片(例如但不限于，氧化硅芯片或晶片)。示例集成电路/芯片可包括多个传感器、晶体管、电阻器、二极管、电容器等。衬底层可具有比上述波导层更低的折射率。衬底层可包括保护性密封膜，该保护性密封膜消除了其中对感测环境的变化的敏感性。
界面层可包括耦合到波导层并直接位于波导层上方的光学透明材料诸如玻璃或透明聚合物。介质在界面层的表面上的沉积可引起下面的光学通道/波导层中的折射率的变化。
与参考通道相关联的参考窗口可被包覆、密封，或可进入以用于在其上接收参考介质的沉积物(例如但不限于，空气、水、已知的生化样品等)。
样品窗口可被配置为接收用于测试的样品介质(例如但不限于，分子、液体和/或它们的组合)。在一些示例中，沉积在样品窗口上的样品介质(例如但不限于，生物化学样品)可与表面和/或表面上的介质相互作用。例如，通过物理吸引(例如但不限于，表面张力)或化学反应(例如但不限于，化学键合、抗体反应等)。样品窗口的表面可被配置为与特定类型的介质或介质中特定类型的分子相互作用。在一些实施方案中，可将样品介质提供给定位在样品窗口上的流动通道，其细节在本文中描述。
图20A和图20B示出了波导中的光学通道的示例性配置的侧截面视图。如图所示，每个波导2000A/2000B包括衬底层2020A/2020B、波导层2022A/2022B和界面层2024A/2024B。
参见图20A，波导层2022A可包括与界面层2024A中的样品窗口2002A相关联的第一样品通道2010A、第一参考通道2008A和第二参考通道2012A。如图所示，出于测试目的，第一参考通道2008A和第二参考通道2012A可被包覆(例如但不限于，其中没有参考介质的氧化硅包覆参考)。
参见图20B，波导层2022B可包括与界面层2024B中的样品窗口2002B相关联的第一样品通道2010B、与界面层2024B中的第一参考窗口2004B相关联的第一参考通道2008B，以及与界面层2024B中的第二参考窗口2006B相关联的第二参考通道2012B。出于测试目的，每个参考窗口2004B、2006B可以是密封的并且包含相同或不同的参考介质(例如但不限于，空气、水、生化样品等)。可替代地，在一些示例中，一个参考通道可被包覆，并且第二光学通道可用在相关联参考窗口中的介质密封在其中。
虽然以上描述提供了一些示例性配置，但是需注意，本公开的范围不限于以上描述。在一些示例中，示例可包括一个或多个附加的和/或另选的元件。例如，可实施少于两个或多于两个参考通道。
重新参见图20A和图20B，样品窗口2002A/2002B可以被配置为接收样品介质(例如，但不限于，分子、生化样品、病毒和/或类似物)在界面层的表面上的沉积。示例性样品测试设备部件可以是可重复使用的、一次性的和/或包括可重复使用部分和一次性部分的组合。在一些实施方案中，样品窗口2002A/2002B可包括设置在表面上的一个或多个生物或化学元素(例如，抗体)，以附接用于测试的样品介质中的某些分子，类似于上文所述的那些。在一些实施方案中，样品窗口2002A/2000B可以在每次使用之后被清洁(例如，使用蒸馏水、异丙醇和/或类似物)。在一些实施方案中，样品介质可经由流动通道接收，其细节在本文中描述。
衬底层(例如，但不限于，波导的衬底层中的一个或多个传感器)可以检测和测量由对应于沉积在样品窗口2002A/2002B上的不同样品介质的光的行进方向的变化的不同样品介质对应的光的行进方向的变化引起的。
波导层可以包括多个样品通道、参考通道、样品窗口和/或其组合。波导层中的样品通道和参考通道可以基本上彼此平行，并且还与上面的界面层中的开口/窗口相关联。
图21至图23示出可根据类似于半导体制造技术且如本文所述的方法制造的示例性波导的各种视图。
现在参考图21，示例波导2100包括多个样品窗口2102、2104、2106，每个样品窗口与多个光学通道(未示出)相关联。
图22示出包括多个样品窗口2202、2204、2206的示例波导2200的顶视图，每个样品窗口与多个埋入式光学通道2208、2210、2212相关联。每个示例性光学通道2208、2210、2212可以具有小于50nm的宽度、范围在1-5毫米之间的长度以及小于1微米的深度，例如在0.1-0.3微米之间。每一光学通道2208、2210、2212可与相邻/相邻光学通道横向间隔约0.1毫米。
图23示出了宽度大约小于1毫米厚(例如但不限于0.2-0.3毫米之间)的示例性波导2300的侧视图。
虽然以上描述提供了加热元件的一些示例，但是应当注意，本公开的范围不限于以上描述。在一些示例中，示例可以包括具有与上述测量不同的测量的一个或多个元素。
在一些示例中，可以使用与用于半导体和集成电路制造的制造技术和/或工艺类似的制造技术和/或工艺来形成波导。
图24示出了根据本公开的示例的加热元件的示例性配置；多个层/部件可以在合适的实验室条件下耦合在一起/分层以提供波导2400。如图所示，衬底层2402、中间层2404、多个波导层2406、2408、2410和界面层2412可以耦合在一起以产生波导2400。在示例性制造过程中，在制造硅晶片之后，波导层2406、2408、2410可以被转移到玻璃晶片上。
“边缘发射”是指通过波导的侧表面(例如“边缘”)将光引导到波导中的机制。边缘发射波导面临许多技术难题，包括将波导正确地对准光源。这可能由多种因素引起。例如，波导横截面的亚微米级可能导致光学对准要求超出批量生产产品的能力。例如，芯片上光栅耦合器在对准时可能经历晶片工艺困难。
根据本公开的一些示例，芯片上微型CPC(复合抛物面聚光器)透镜阵列可以将光学对准要求减少十倍以上以允许大规模生产。例如，可以用硅晶片工艺精确地生产微透镜阵列。在一些实施方案中，单个芯片、直接边缘发射波导(没有附加的耦合器)可以允许波导感测产品具有减小的尺寸和/或较低的生产成本。
在一些实施方案中，微CPC透镜阵列可布置在波导的输入边缘处。微CPC透镜阵列的每个聚光透镜的输出端可以与一个波导通道对准。每个聚光透镜的输入端每个聚光透镜的输入端可以覆盖输入区域。在一些实施方案中，可以用硅工艺以高精度生产芯片上微透镜。
在一些实施方案中，单个芯片、直接边缘发射波导(没有额外的耦合器)可以降低应用仪器的复杂性和成本，同时仅需要最小的部件计数。在一些实施方案中，微CPC透镜阵列可以将光输入面积增加超过3700倍。在一些实施方案中，光源可以用准直模块来简化以进一步减小产品尺寸和成本。
现在参考图25，示出了示例性流量传感器装置3700的横截面。在图25所示的示例中，示例性样品测试设备3700包括基板3701、设置在基板3701上的波导3703以及设置在基板3701上的透镜阵列3705。
类似于上述衬底层，基底3701可为样品测试设备的各种部件提供机械支撑。例如，衬底3701可以为波导3703和透镜阵列3705提供机械支撑。
在一些实施方案中，衬底3701包括材料，诸如但不限于玻璃、金属等。
在一些示例中，波导3703和/或透镜阵列3705可以通过各种手段设置在衬底3701的顶部上，这些手段包括但不限于机械手段(例如，装订夹)和/或化学手段(诸如使用粘合材料(例如，胶))。
在一些实施方案中，透镜阵列3705被配置为将光引导到波导3703的输入边缘(例如，图25中所示的输入边缘3707)。
在一些实施方案中，透镜阵列3705包括复合抛物面聚光器(CPC)透镜阵列。例如，复合抛物面聚光器(CPC)透镜阵列包括多个聚光器透镜(例如，聚光器透镜3705A、聚光器透镜3705B)。在图25所示的示例中，每个聚光透镜的输出端与波导3703的光学通道(例如，对应光学通道的输入开口)对准，并且每个聚光透镜的输入端与输入光源对准，这里描述其细节。
在一些实施方案中，透镜阵列3705包括微CPC透镜阵列。在一些实施方案中，透镜阵列3705包括非对称CPC透镜阵列。在一些实施方案中，透镜阵列3705包括非对称微CPC透镜阵列。
现在参照图26，示出了示例性样品测试设备3800的俯视图的一部分。在图26所示的示例中，示例性样品测试设备3800可包括透镜阵列，该透镜阵列包括例如但不限于聚光透镜3804。示例性样品测试设备3800还可包括波导，该波导可包括例如但不限于光学通道3802。如上文所描述且将在本文中更详细地描述，光可行进穿过波导的光学通道(例如，光学通道3802)。
在图26所示的示例中，聚光透镜3804的输出端与光学通道3802的输入边缘对准。这样，透镜阵列可以提高将光引导到波导中的精度。
现在参照图27，示出了示例性样品测试设备3900的俯视图的一部分。在图27所示的示例中，示例性样品测试设备3900的示例性波导3917可包括多个光学通道。例如，波导3917可以包括参考通道3901、参考通道3903、样品通道3907、样品通道3909、参考通道3913和参考通道3915。在一些实施方案中，示例性波导3917可包括一个或多个埋入的光学通道，其中透镜阵列不将光引导到烧光通道中。例如，示例性波导3917可以包括掩埋参考通道3905和掩埋参考通道3911。
如本文将更详细描述的，样品通道3907和/或样品通道3909可各自包括或共享用于接收待测试样品的样品窗口。参考通道3901、参考通道3903、参考通道3913、参考通道3915、埋入的参考通道3905和/或埋入的参考通道3911可以是密封的并且包含用于测试目的的相同或不同的参考介质(例如但不限于空气、水、生化样品等)。另外地或可替代地，在一些示例中，参考通道中的一个或多个可以被包覆并且参考通道中的一个或多个可以在相关联的参考窗口中用介质密封。
参照图28A和图28B，示出了示例性样品测试设备4000。类似于上文结合图25、图26和图27所述的那些，示例性样品测试设备4000可包括基底4002、波导4004和透镜阵列4006。在一些实施方案中，波导4004可以包括一个或多个光学通道(例如，参考通道4008)。在一些实施方案中，透镜阵列4006可包括一个或多个聚光透镜(例如，聚光透镜4010)。
在一些实施方案中，透镜阵列4006被配置为将光引导到波导4004的输入边缘。例如，聚光透镜中的每一个被配置成将光引导到波导4004的光学通道的输入边缘中。如图28A和图28B的示例中所示，聚光透镜4010的输出边缘耦合到参考通道4008的输入边缘并与其对准。
在一些实施方案中，透镜阵列4006也与光源对准。例如，可以实现一个或多个光学元件以将光引导到透镜阵列中(例如，引导到每个聚光透镜的输入边缘)。
现在参见图29，示出了示例性气体检测器4100。与上述类似，示例性样品测试设备4100可包括基底4101、波导4103和透镜阵列4105。透镜阵列4105可被配置为将光引导到波导4103的输入边缘，类似于上文所描述的那些。
在图29所示的示例中，打印介质验证模块可包括UV光源4107和光传感器4109。
与上述类似，光源4107可以被配置为产生、产生、发射和/或触发光(包括但不限于激光光束)的产生、产生和/或发射。光源4107可以耦合到集成光学部件4109，并且光可以从光源4107行进到集成光学部件4109。与上述类似，集成光学部件4109可以将光准直、偏振和/或耦合到透镜阵列4105。
类似于上文所述，透镜阵列4105可被配置为将光引导到波导4103的输入边缘。例如，透镜阵列4105的每个聚光透镜被配置成将光引导到波导的光学通道(例如，参考通道或样品通道)的输入边缘中。光行进通过相应的参考通道或相应的样品通道，并且可以由成像部件4111检测。在一些实施方案中，成像部件4111可以设置在波导4103的输出边缘上以收集干涉测量数据。
注意，本公开的范围不限于本文的示例。在本公开的一些实施方案中，来自各个附图的特征可以被替换和/或组合。例如，虽然图25、图26、图27、图28A、图28B和图29示出了用于将光引导到样品通道或参考通道的开口的示例性透镜阵列，但是可以实现一个或多个附加的或可替换的光学元件以将光引导到样品通道或参考通道的开口，包括但不限于上述图4中所示的集成光学部件804。
多通道波导(例如，包括多个光学通道的波导)可包括一个或多个分束器分束器部件(诸如Y分束器、U分束器和/或S分束器)以照射多个光学通道。然而，由于硅晶片工艺，许多分束器可能面临技术限制、困难和/或应用约束。
例如，图30示出了波导的示例性俯视图的一部分。在图30所示的示例中，波导可以包括一个或多个Y型分束器。例如，波导可以包括示例Y型分束器4200。
Y型分束器4200的形状可以类似于字母“Y”，并且将一个光束分成两个光束。例如，光可以从“Y”的底部行进到“Y”的两个顶部分支。参照图30所示的Y分束器4200，光可以行进到输入边缘4203中，被分成两部分，并且从输出边缘4205和4207离开。
在一些实施方案中，一个或多个Y分离器可以并联连接，使得光可以离开一个Y分离器的输出边缘并且进入另一个Y分离器的输入边缘。在图30所示的示例中，可以连接多个Y分离器，以便提供在此描述的多个光通道(例如，样品通道和/或参考通道)。
然而，Y分离器在提供均匀的光分离结构方面可能面临生产限制。另外，对于多于两个光学通道，可能需要多个Y分路器，并且可能需要过量的轴向芯片空间。
作为另一示例，图31说明波导的示例性俯视图的一部分。在图31所示的示例中，波导可以包括一个或多个U形分离器。例如，波导可以包括示例U型分路器4300。
U形分束器4300的形状可以类似于字母“U”，并且将一个光束分成两个光束。举例来说，光可从“U”的底部行进到“U”的两个顶部分支，参看图31中所说明的U***器4300，光可行进到输入边缘4302中，***为两个，且从输出边缘4304和分支4306离开。
在一些实施方案中，一个或多个U分离器可以并联连接，使得光可以离开一个U分离器的输出边缘并且进入另一个U分离器的输入边缘。在图31所示的示例中，多个U形分路器可以被连接以便提供在此描述的多个光通道(例如，样品通道和/或参考通道)。
类似于上述Y分路器示例，U分路器在提供均匀光分路结构方面可能面临生产限制。U型分路器还可以在光通道之间提供更窄的间隔，这可能导致光通道之间的光干涉。
作为另一示例，图32示出了波导的示例顶视图的一部分。在图32所示的示例中，波导可以包括一个或多个S分离器。例如，波导可以包括示例S分离器4400。
S分束器4400可以将一个光束分成两个光束。参照图32所示的S分束器4400，光可以行进到输入边缘4401中，被分成两个，并且从输出边缘4403和4405出射。
在一些实施方案中，一个或多个S分离器可以并联连接，使得光可以离开一个S分离器的输出边缘并且进入另一个S分离器的输入边缘。在图32所示的示例中，多个S分离器可以被连接以便提供在此描述的多个光通道(例如，样品通道和/或参考通道)。
类似于上述Y分离器示例和U分离器示例，S分离器在提供均匀的光分离结构方面可能面临生产限制。S分离器还可能需要用于S过渡的额外轴向芯片空间，并且可能面临沿着S分离器之间的辐射段角度引导光的限制。
如上所述，在一些实施方案中，微CPC透镜阵列可以布置在波导的输入边缘处。微CPC透镜阵列的每个聚光透镜的输出端可以与一个光学通道对准。每个聚光透镜的输入端可以覆盖用于高耦合效率的输入区域。在一些实施方案中，可以用硅工艺以高精度生产芯片上微透镜。
这样，根据本公开的各种示例，通过利用穿过微CPC透镜阵列的直接端射对多通道进行泛光照射，泛光照射多通道波导可以消除分束器。在一些实施方案中，过大尺寸的激光源可以将光提供到微CPC透镜阵列中。在一些实施方案中，照明波导中的光可以通过弯曲光学通道被引导到感测部分，并且光学通道的弯曲部分可以以最小芯片空间要求来补偿和优化光的均匀性。
现在参考图33A和图33B，示出了示例性流量感测装置4502的至少一部分的示例性视图。特别地，图33B放大并示出了图33A所示的顶视图的一部分(其为光学通道4504)。
在一些实施方案中，示例性波导4502可以是泛光照射的多通道波导。
在图33A所示的示例中，波导4502可以包括用于接收来自光源的光的输入边缘4506。波导4502的输入边缘4506可包括多个多通道输入波导开口(本文中也称为“输入开口”)，且所述多个输入开口中的每一者对应于用于接收输入光的光学通道的开口。例如，输入边缘4506可包括输入开口4508。
在一些实施方案中，波导的输入边缘被配置为接收光。在一些实施方案中，所述多个输入开口中的每一者被配置为接收光。举例来说，光可行进到输入边缘4506上，且输入边缘4506可被配置为接收光。如上所述，输入边缘4506可包括输入开口4508。这样，输入开口4508可以被配置为接收光。光可以行进通过对应的光学通道4504。在一些实施方案中，所述多个光学通道(包括光学通道4504)各自被配置为引导来自对应输入开口的光穿过对应光学通道。
在一些实施方案中，多个光学通道的输入开口可以具有相同的宽度。在一些实施方案中，多个光学通道的输入开口可以具有不同的宽度。例如，输入开口的不同宽度可以平衡在单个高斯分布照明下在光学通道之间接收的能量。
在一些实施方案中，光学通道的输入开口可以垂直于波导的输入边缘。在一些实施方案中，光学通道的输入开口可不垂直于波导的输入边缘，这可(例如)消除其他分路器(例如，S分路器)中所需的弯曲空间。
在一些实施方案中，多个光学通道中的每一个包括弯曲部分和笔直部分。例如，在图33A和图33B所示的示例中，光学通道4504可以包括弯曲部分4510和直线部分4512。在一些实施方案中，笔直部分4512连接到弯曲部分4510，从而允许光从光学通道的输入开口行进到光学通道的输出开口。
在图33A和图33B所示的示例中，弯曲部分4510可以逐渐偏离输入开口4508，并且可以提供用于引导光通过光学通道4504的会聚角。当光到达弯曲部分4510的末端时，光可以行进到笔直部分4512并且最终离开光学通道4504。这样，弯曲部分4510可以提供多项式曲线以通过重定向和补偿以最佳均匀性将光束耦合到传感器波导部分中。
如图33A和图33B所示，光学通道的直线部分可以彼此分离，因此在光学通道的端部之间产生分离。光学通道的末端之间的分离距离可基于处理能力来确定。例如，小间隔可以在泛光照明中具有较少的能量损失。在一些实施方案中，在波导输入处具有尺寸过大的照明光点(例如，尺寸过大的激光源)的泛光照明可以由于慢的光束会聚角而降低对准要求。例如，未对准灵敏度可以比未实现本公开的示例的端射波导照明小十倍以上。虽然可能存在来自过大尺寸照射的能量损失和输入端之间的间隙能量损失，但是本公开的示例可以为具有高信噪比的低功率二极管激光器输入和成像部件输出提供足够的光耦合效率。
现在参见图34，示出了示例性气体检测器4600。与上述类似，示例性样品测试设备4600可包括光源4601、集成光学部件4603、波导4605和成像部件4607。
与上述类似，光源4601可以被配置为产生、产生、发射和/或触发光(包括但不限于激光光束)的产生、产生和/或发射。光源4601可以耦合到集成光学部件4603，并且光可以从光源4601行进到集成光学部件4603。与上述类似，集成光学部件4603可以将光准直、偏振和/或耦合到波导4605。例如，集成光学部件4603可以将光准直、偏振和/或耦合到波导4605内的多个光学通道的每个输入开口。光行进通过多个光学通道(例如，参考通道和/或样品通道)，并且可以由成像部件4607检测。在一些实施方案中，成像部件4607可以设置在波导4605的输出边缘上以收集干涉测量数据。
在图34所示的示例中，波导4605可以包括在波导4605的顶表面上的感测部分4609。感测部分4609可包括例如用于接收待测试样品的样品通道的一个或多个样品窗口，和/或用于存储用于测试目的的相同或不同参考介质(例如但不限于空气、水、生化样品等)的参考通道的一个或多个参考窗口。
在一些实施方案中，一个或多个光学通道可以共享样品窗口，因此形成联合样品通道。在一些实施方案中，一个或多个光通道可以共享参考窗口，从而形成联合参考通道。在一些实施方案中，感测部分4609可以对应于光学通道的笔直部分(例如，没有任何弯曲部分)。
注意，本公开的范围不限于本文的示例。在本公开的一些实施方案中，来自各个附图的特征可以被替换和/或组合。例如，如上所述，上述多个光学通道可以在波导中实现，以创建一个或多个样品通道和一个或多个参考通道，如在其他附图中所述。
波导边缘输入和输出可能需要添加到波导的耦合部件(例如但不限于棱镜或光栅)。在一些实施方案中，棱镜可能需要额外的空间。在一些实施方案中，光栅可能面临波长依赖性问题。棱镜和光栅都不能支持宽带，并且可能遭受效率损失。
可实施直接边缘耦合以将棱镜或光栅耦合到波导。然而，与抛光后边缘的直接边缘耦合可在制造过程期间引起生产困难，且可导致波导(例如，封装为波导芯片)的大量生产中的高成本。因此，需要在直接边缘耦合上的设计和/或机制，其克服这些困难并且允许波导芯片的大规模生产。
根据本公开的各种示例，提供了另一种打印装置。在一些实施方案中，样品测试设备可包括可实现光学边缘质量的直接边缘耦合机构。例如，在制造过程期间，波导的边缘可以被蚀刻以产生凹陷的光学界面边缘，使得波导在切割(例如，完成的芯片)之后维持选定边缘处的光输入和输出表面的光学质量。通过消除后抛光工艺，可以利用硅晶片工艺保证边缘表面的光学表面质量。这样，波导可以以最高效率大量生产(例如，作为芯片上实验室产品)。
在一些实施方案中，光学界面边缘的表面可以在波导的逐层制造过程结束时通过蚀刻来实现。光学界面边缘的表面可以被蚀刻穿过所有层，并且可以具有光学清晰的质量以允许光以最小损耗直接进入和离开波导。换句话说，光学界面边缘允许聚焦光从光源直接进入波导以及直接离开波导到达成像部件(例如，光传感器)。在一些实施方案中，可添加光学部件(例如透镜)以进一步改善耦合效率。
现在参考图35A和图35B，示出了示例性样品测试设备4700。特别地，示例性样品测试设备4700可通过本文所述的各种示例性过程制造。
在图35A所示的示例中，示例性样品测试设备4700可包括多个层。例如，示例性样品测试设备4700可包括衬底层4701、中间层4703、波导层4705和界面层4707，类似于上述的那些。
例如，衬底层4701可包括诸如但不限于玻璃、氧化硅和聚合物的材料。中间层4703可通过更多的扣紧机制和/或附接机制附接到衬底层4701，包括但不限于化学手段(例如，粘合剂材料如胶)、机械手段(例如，一种或多种机械扣件或方法如焊接、卡扣配合、永久和/或非渗透性扣件)和/或合适的手段。
在一些实施方案中，波导层4705包括波导(例如，包括一个或多个光学通道的波导)。例如，样品测试设备的波导层可以包括包含SiO2的层、包含Si3N4的层和包含SiO2的层。在一些实施方案中，波导层4705可以通过更多的紧固机构和/或附接机构附接到中间层4703，包括但不限于化学手段(例如，诸如胶之类的粘合剂材料)、机械手段(例如，诸如焊接、卡扣配合、永久和/或非渗透紧固件之类的一个或多个机械紧固件或方法)和/或适当手段。
在一些实施方案中，界面层4707可包括一个或多个界面元件，例如但不限于类似于上述那些的一个或多个样品窗口和/或一个或多个参考窗口。在一些实施方案中，界面层4707可以通过更多的紧固机构和/或附接机构附接到波导层4705，包括但不限于化学手段(例如，诸如胶之类的粘合材料)、机械手段(例如，诸如焊接、卡扣配合、永久和/或非渗透紧固件之类的一个或多个机械紧固件或方法)和/或适当手段。
在一些实施方案中，为了实现光学边缘质量，可以在该方法期间蚀刻中间层的第一边缘、波导层的第一边缘、中间层的第二边缘以及波导层的第二边缘。现在参照图35B，示出了各种蚀刻边缘。
在一些实施方案中，流动顶盖部件4703可包括第一开口4709和第二开口4711。在一些实施方案中，光可通过第一边缘4709进入中间层4703。在一些实施方案中，光可通过第二边缘4711离开中间层4703。
在一些实施方案中，流动顶盖部件4705可包括第一开口4713和第二开口4715。在一些实施方案中，光可以通过第一边缘4713进入波导层4705。在一些实施方案中，光可以通过第二边缘4715离开波导层4705。
在一些实施方案中，流动顶盖部件4707可包括第一开口4717和第二开口4719。在一些实施方案中，光可以通过第一边缘4717进入界面层4707。在一些实施方案中，光可以通过第二边缘4719离开界面层4707。
在用于样品测试设备4700的方法期间，在附接各层之后，中间层4703的第一边缘4709、波导层4705的第一边缘4713和界面层4707的第一边缘4717可一起蚀刻，使得中间层4703的第一边缘4709、波导层4705的第一边缘4713和界面层4707的第一边缘4717可从衬底层4701的边缘凹陷。如图35B所示，光可以通过波导层4705的输入开口4721行进到波导层4705中。这样，波导层4705的蚀刻的第一边缘4709可以变成凹进的光学边缘，该凹进的光学边缘可以以更少的光损失提供改善的光学质量。
类似地，在用于样品测试设备4700的方法期间，在附接各层之后，中间层4703的第二边缘4711、波导层4705的第二边缘4715和界面层4707的第二边缘4719可一起蚀刻，使得中间层4703的第二边缘4711、波导层4705的第二边缘4715和界面层4707的第二边缘4719可从衬底层4701的边缘凹陷。如图35B所示，光可以通过波导层4705的输出开口4723传播出波导层4705。这样，波导层4705的蚀刻的第二边缘4715可以变成凹进的光学边缘，该凹进的光学边缘可以以更少的光损失提供改善的光学质量。
在一些实施方案中，在蚀刻中间层4703的第一边缘4709、波导层4705的第一边缘4713和界面层4707的第一边缘4717之后，该方法还可以包括将光源耦合到波导层4705的第一边缘4713。在一些实施方案中，在蚀刻中间层4703的第二边缘4711、波导层4705的第二边缘4715和界面层4707的第二边缘4719之后，该方法还可以包括将成像部件耦合到波导层4705的第二边缘4715。
光源可以被配置为产生、产生、发射和/或触发光(包括但不限于激光光束)的产生、产生和/或发射。照明源的一些示例可包括但不限于激光二极管(例如，紫光激光二极管、可见光激光二极管、边缘发射激光二极管、表面发射激光二极管等)。如上所述，光可从光源发出并通过波导层4705的第一边缘4713上的输入开口4721进入样品测试设备4700。由于在该方法期间已经蚀刻了第一边缘4713，所以光可以以较少的损耗进入波导层4705。如上所述，光可以通过波导层4705的第二边缘4715上的输出开口4723离开样品测试设备4700。由于在该方法期间已经蚀刻了第二边缘4715，所以光可以以较少的损耗离开波导层4705。
因此，样品测试设备4700可被设计成具有用于光学输入和输出的凹陷边缘(例如，作为直接边缘耦合波导芯片)。在一些实施方案中，可在蚀刻工艺期间实施安全裕度以确保光学界面边缘的质量，而不会在工艺和处理中造成损坏。
在一些实施方案中，样品测试设备4700的一个或多个层(例如，中间层4703、波导层4705和/或界面层4707，一起作为直接边缘光学耦合组件)可以与基板层4701的表面配准以用于高精度对准。
在一些实施方案中，可将折射率匹配流体施加到各种边缘以允许高数值孔径光学应用以实现高耦合效率。例如，可以在第一边缘4713和/或第二边缘4715上施加具有与波导层4705的折射率匹配的折射率的流体。另外地或可替代地，具有与中间层4703的折射率匹配的折射率的流体可以被施加在第一边缘4709和/或第二边缘4711上。另外地或可替代地，具有与界面层4707的折射率匹配的折射率的流体可以被施加在第一边缘4717和/或第二边缘4719上。
在本公开的各种实施方案中，示例性样品测试设备可以是芯片实验室(LOC)装置的形式，其包括微传感器芯片(例如，波导层)和芯芯片上微流体(例如，芯芯片上射流层)。在制造具有小型化的附加微流体中存在技术困难，并且当用微流体封装微芯片时，其在技术上可能是有挑战性的。
在一些实施方案中，通过在芯片级传感器封装工艺中添加具有内置流体输入开口(或入口)和输出开口(或出口)的覆盖玻璃，可以利用硅晶片工艺精确地形成具有芯片上微流体的光学病毒传感器。晶片处理的微流体可以降低与添加精确模制的流体相关的成本，并且芯片级封装可以消除组装精确模制的流体的过程。
因此，本公开的各种实施方案可提供具有高精度和低成本、用于小型化仪器集成的最小传感器尺寸、具有快速且容易的连接和密封的玻璃表面流体界面、和/或直接边缘光学输入和输出以简化光学组装的晶片级封装工艺。
现在参见图36，示出了示例性方法4800。在一些实施方案中，示例性装置4800可以是具有芯片上射流的波导，其可以根据本公开的实施方案制造。
在图36所示的示例中，为了制造示例装置4800，示例方法可以包括产生波导层4801和产生芯片上射流层4803。如本文所述，芯片上射流层(或用于提供芯片上射流的部件)也可称为“流动通道板”。
在本公开的各种实施方案中，波导层4801可以根据本文描述的各种示例来制造或制造。例如，根据本公开的实施方案，波导层4801可以提供包括光学通道(例如，光学通道4811)的一个或多个波导。
如图36所示，芯片上射流层4803可包括为样品介质提供流动路径的多个流动通道。在图36所示的示例中，芯片上射流层4803可包括流动通道4805、流动通道4807和流动通道4809。流动通道4805、流动通道4807和流动通道4809中的每一个可以是将输入孔连接到输出孔的间隙的形式。
在一些实施方案中，密封层4803可包括有机硅材料。另外和/或可替代地，流体成像室4803可以包含其他材料。
在一些实施方案中，示例性方法可以包括将芯片上射流层4803附接到波导层4801的顶表面。特别地，芯片上射流层4803的多个流动通道(例如，流动通道4805、流动通道4807和流动通道4809)可以在波导层4801的光学通道的顶部上对准(例如，流动通道4807可以在光学通道4811的顶部上对准)。
现在参见图37，示出了示例性方法4900。特别地，可以根据本公开的实施方案制造示例性装置。
在图37所示的示例中，为了制造示例装置4900，示例方法可以包括：产生粘合剂层4906；将粘合剂层4906附接在装置4800的顶表面上；以及将盖玻璃层4908附接在粘合剂层4906的顶表面上。在一些实施方案中，装置4800可以是根据本文描述的各种示例制造的具有芯片上射流层的波导。
粘合剂层4906可包括合适的材料，例如但不限于硅。在一些实施方案中，粘合剂材料可设置在粘合剂层4906的顶表面和/或粘合剂层4906的底表面上，例如但不限于化学胶。
如图37所示，粘合剂层4906可包括为样品介质提供流动路径的多个流动通道。在图37所示的示例中，粘合剂层4906可包括流动通道4910、流动通道4912和流动通道4914。流动通道4910、流动通道4912和流动通道4914中的每一个可以是将输入孔连接到输出孔的间隙的形式。
在一些实施方案中，粘合剂层4906的多个流动通道可与如上所述的设备4800的芯片上射流层的多个流动通道对准和/或重叠。如上所述，装置4800可以包括在顶表面上的芯片上射流层。在将粘合剂层4906附接在设备4800的顶表面上之后，粘合剂层4906的流动通道中的每一个可以与设备4800的芯片上射流层的流动通道中的一个对齐和/或重叠。
重新参见图37，盖玻璃层4908可包括诸如玻璃材料的材料。
盖玻璃层4908可包括一个或多个输入开口和一个或多个输出开口。例如，盖玻璃层4908可包括输入开口4916、输入开口4918和输入开口4920。样品介质可以通过输入开口4916、输入开口4918和输入开口4920进入。盖玻璃层4908可包括输出开口4922、输出开口4924和输出开口4926。样品介质可以通过输出开口4922、输出开口4924和输出开口4926离开。
在一些实施方案中，盖玻璃层4908的输入开口和输出开口可与粘合剂层4906中的流动通道的输入孔口和输出孔口对准和/或重叠。如上所述，粘合剂层4906中的每个流动通道可以将输入孔与输出孔连接。在将盖玻璃层4908附接到粘合剂层4906的顶部表面上之后，盖玻璃层4908的输入开口中的每一者可与粘合剂层4906的输入孔口中的一者对准及/或重叠，且盖玻璃层4908的输出开口中的每一者可与粘合剂层4906的输出孔口中的一者对准及/或重叠。
现在参见图38，示出了示例性方法5000。特别地，示例装置5000可以根据本公开的实施方案制造。
在图38所示的示例中，为了制造示例装置5000，示例方法可以包括生产装置4800，以及将盖玻璃部件5001附接到装置4800。在一些示例中，装置4800可以是根据本文描述的各种示例制造的具有芯片上射流的波导。在一些示例中，盖玻璃部件5001可包括根据本文所述的各种示例制造的盖玻璃层和粘合剂层。
在一些实施方案中，示例性装置5000可以被切割成附接有保护膜的单个传感器。
在本公开的各种示例中，光子集成电路可能需要光输入和输出之间的精确对准，这可能限制其在大规模生产和大规模部署中的应用。例如，片上实验室光子集成电路器件可能需要现场可用解决方案并且需要精确对准，这可能限制其应用。
如上所述，本公开的各种示例可提供包括波导(例如，波导干涉仪传感器)的样品测试设备。在许多应用中，波导在X方向(沿着波导表面)、Y方向(垂直于波导表面)和Z方向(从光源到波导输入端的距离)只能容忍<+/-5微米、<+/-2微米、<+/-10微米的对准误差。然而，许多传感器封装工艺只能实现+/-25微米的管芯放置精度。因此，尽最大努力的主动对准放置工艺可能在有限的批量生产能力的情况下不满足该要求，并且需要用于对准中的现场可维修应用的有效解决方案。
根据本发明的各种示例，可使用深硅边缘蚀刻技术，如上所述。蚀刻边缘还可提供对准表面特征以将波导装置直接对准到微米和亚微米水平。在一些实施方案中，直接对准装置可在无需对准调整的情况下用于大量生产中且可实现高生产效率。此外，当替换波导而不需要特殊工具时，也可以使用直接***组装工艺。
在本公开的各种示例中，可以在硅波导的衬底边缘上实施深蚀刻技术，以在X和Z方向上提供具有高达硅晶片处理特征尺寸水平的相对对准精度的对准特征，硅晶片处理特征尺寸可以小于十分之一微米。在一些实施方案中，Z方向上的对准特征可以使用硅顶表面作为参考，具有相对于硅晶片膜层厚度水平的相对精度，硅晶片膜层厚度水平可以小于百分之一微米。
在一些实施方案中，用于以对准布置对准波导的装配机构可以包括推动波导以直接接触抵靠对准特征弹性地定位。在一些实施方案中，最终的集成对准误差是对准特征误差和波导与对准特征之间的接触间隙的组合，这可以实现具有清洁接触表面的亚微米级。
在一些实施方案中，芯片级封装可以与凹陷的覆盖玻璃一起使用以暴露对准特征。例如，弹簧加载的安置接口可以设计成相对于对准特征表面固定波导。在一些实施方案中，流体垫圈部件(例如，有机硅流体垫圈)和热垫可提供压缩力以用于接触对准而无需额外机构。
现在参见图39A、图39B和图39C，示出了与示例性打印装置6100的示例性部分相关联的各种示例性图。特别地，图39A示出了示例性镜筒透镜部件5100的示例性顶视图，图39B示出了示例性镜筒透镜部件5100的示例性前视图，并且图39C示出了示例性镜筒透镜部件5100的示例性侧视图。
重新参见图39A，示例性波导保持器5100可以包括支架盖元件5101和流体垫圈元件5103。
在一些实施方案中，保持器覆盖元件5101可包括在保持器覆盖元件5101的顶表面上的一个或多个开口。例如，保持器覆盖元件5101可包括输入开口5105、输入开口5107和输入开口5109。当示例性波导保持器5100在使用中时，样品或参考介质可以行进通过输入开口5105、输入开口5107和/或输入开口5109并且可以进入波导中。保持器覆盖元件5101可包括输出开口5111、输出开口5113和输出开口5115。当示例性波导保持器5100在使用中时，样品可以行进通过输出开口5111、输出开口5113和/或输出开口5115，并且可以从波导离开。
在一些实施方案中，保持件覆盖元件5101可以包括在侧表面上的用于对准光源的一个或多个对准特征。例如，一个或多个对准特征可以是表面凹陷的形式(例如，图39A中示出的表面凹陷5117和表面凹陷5119)。当光源耦合到波导以提供输入光时，光源可以在其侧表面上包括突起，该突起可以对应于表面凹陷5117和表面凹陷5119，因此使得光源能够与波导正确地对准。
重新参见图39A，流体垫圈元件5103可包括从流体垫圈元件5103的顶表面突出的一个或多个通道或入口/出口。例如，流体垫圈元件5103可包括入口5121、入口5123和入口5125。入口5121可联接到保持器覆盖元件5101的输入开口5107。入口5123可联接到保持器覆盖元件5101的输入开口5109。入口5125可联接到保持器覆盖元件5101的输入开口5105。当示例性波导保持器5100在使用中时，样品或参考介质可以穿过输入开口5107行进到入口5121，穿过输入开口5109行进到入口5123，和/或穿过输入开口5105行进到入口5125，并且可以进入波导。在图39A所示的示例中，流体垫圈元件5103可包括出口5131、出口5127和出口5129。出口5131可联接到保持器覆盖元件5101的输出开口5111。出口5127可联接到保持器覆盖元件5101的输出开口5113。出口5129可联接到保持器覆盖元件5101的输出开口5115。当示例性波导保持器5100在使用中时，样品或参考介质可以穿过出口5131行进到输出开口5111，穿过出口5127行进到输出开口5113，和/或穿过出口5127行进到输出开口5115，并且可以从波导离开。
这样，入口5121、入口5123、入口5125、出口5131、出口5127和/或出口5129可以使得流体垫圈元件5103能够固定到保持器覆盖元件5101，同时允许样品或参考介质行进通过。当使用时，流体垫圈元件5103可定位在保持器覆盖元件5101和波导之间。
在一些实施方案中，流体垫圈元件5103可在波导上提供压缩力以接触波导保持器部件5100的对准特征(例如，导致波导的蚀刻边缘抵靠对准特征，其细节在本文中描述)。
现在参考图39B和图39C，示出了与波导保持器5100相关联的各种示例性对准特征。
例如，波导保持器5100可以至少包括对准特征5133和对准特征5135。特别地，对准特征5133和对准特征5135可以是从波导保持器5100的内侧表面突出的形式。在一些实施方案中，对准特征5133和对准特征5135可以被称为X方向对准特征，因为它们被配置成在X方向(例如，与波导中的光学通道的方向平行的方向)上对准波导。例如，波导可以包括一个或多个蚀刻的和/或凹陷的边缘(其细节在本文中描述)，并且蚀刻的和/或凹陷的边缘可以被推靠在对准布置中的波导保持器部件5100的对准特征件5133和/或对准特征件5135(其可以弹性地收缩)上，以便在X方向上牢固且正确地对准波导。
另外和/或可替代地，波导保持器5100可以至少包括对准特征5137和对准特征5139。特别地，对准特征5137和对准特征5139可以是波导保持器5100的内表面上的凹槽的形式。在一些实施方案中，对准特征5133和对准特征5135可被称为Y方向对准特征，因为它们被配置成在Y方向(例如，与波导中的光学通道的方向垂直的方向)上对准波导，其细节在本文中描述。例如，波导可以包括一个或多个蚀刻的和/或凹陷的边缘(其细节在本文中描述)，并且蚀刻的和/或凹陷的边缘可以被推靠在对准布置中的波导保持器部件5100的对准特征件5133和/或对准特征件5135(其可以弹性地收缩)上，以便在Y方向上牢固且正确地对准波导。
另外和/或可替代地，波导保持器5100可以包括至少一个对准特征5141。特别地，对准特征5141可以是波导保持器5100的内侧表面上的突起的形式。在一些实施方案中，对准特征5141可以被称为Z方向对准特征，因为它被配置成在Z方向(例如，从光源到波导的输入端的方向)上对准波导。例如，波导可以包括一个或多个蚀刻的和/或凹陷的边缘(其细节在本文中描述)，并且蚀刻的和/或凹陷的边缘可以在对准布置中被推靠在波导保持器部件5100的对准特征5141上，以便在Z方向上牢固且正确地对准波导。
现在参照图40A、图40B和图40C，示出了示例性波导5200。在各种实施方案中，示例性波导5200可包括波导层元件5202和设置在波导层元件5202的顶表面上的盖玻璃层5204。
在一些示例中，窗透镜部件5204可包括透明材料，诸如但不限于玻璃。在一些实施方案中，可编程处理器5204可包括一个或多个处理器。例如，盖玻璃层5204可以包括输入开口5208、输入开口5206和/或输入开口5210，并且样品可以通过输入开口5208、输入开口5206和/或输入开口5210进入波导5200。盖玻璃层5204可以包括输出开口5218、输出开口5220和/或输出开口5222，并且样品可以通过输出开口5218、输出开口5220和/或输出开口5222离开波导5200。
在一些实施方案中，通道可将输入开口与输出开口连接。例如，样品或参考介质可以通过输入开口5208进入，行进通过通道5212，并且从输出开口5218离开。另外地或可替代地，样品或参考介质可以通过输入开口5206进入，行进通过通道5214，并且从输出开口5220离开。另外地或可替代地，样品或参考介质可以通过输入开口5210进入，行进通过通道5216，并且从输出开口5222离开。
在一些实施方案中，盖玻璃层5204可包括至少一个凹陷边缘。现在参考图40B和图40C，覆盖玻璃层5204的边缘5224可以从波导层元件5202的边缘凹陷。可通过(例如但不限于)上文所描述的示例性蚀刻工艺来制造凹进边缘5224。在一些实施方案中，盖玻璃层5204的凹陷边缘5224可支撑并引导波导5200的正确对准。
例如，如图39B和图39C所示，当波导5200在X方向上与波导保持器5100正确地对准时，凹进边缘5224可以被推靠在对准特征5133和波导保持器5100的对准特征5135上。
在一些实施方案中，波导层元件5202可以包括一个或多个波导层和衬底层。如上所述，波导层元件5202的波导层的边缘可以被蚀刻。
例如，在图40B所示的示例中，波导层的边缘5226可以被蚀刻并且变成凹陷边缘。在一些实施方案中，所产生的波导层元件5202的波导层的凹陷边缘可以支持和引导波导5200的正确对准。例如，当波导5200在Y方向上与波导保持器部件5100正确地对准时，蚀刻边缘5226可以被推靠在图39B和图39C中所示的波导保持器部件5100的对准特征5133和对准特征5135上。
另外和/或可替代地，如上所述，波导层的输入边缘5228可以被蚀刻并且变成凹陷边缘。在一些实施方案中，所产生的波导层元件5202的波导层的凹陷边缘可以支持和引导波导5200的正确对准。例如，当波导5200在Z方向上与波导保持器部件5100正确地对准时，蚀刻边缘5228可以被推靠在图39B和图39C中所示的波导保持器部件5100的对准特征5141上。
现在参考图41A和图41B，示出了示例性流量感测装置5300的至少一部分的示例性视图。特别地，示例性样品测试设备5300可包括波导保持器部件5301、波导5303和热垫5305。
在一些实施方案中，波导保持器5301可类似于上文结合图39A、图39B和图39C描述的波导保持器5100。例如，波导保持器5301可以包括至少一个对准特征。在一些实施方案中，至少一个对准特征可以支撑和引导波导5303的对准。在一些实施方案中，波导5303的至少一个蚀刻边缘可以在对准布置中被推靠在波导保持器的至少一个对准特征上。
在一些实施方案中，导热垫5305可被配置为提供对波导5303的热控制。在一些实施方案中，热垫5305可向波导5303的顶表面提供压缩力以用于精确对准。
基于免疫测定的传感器可能仅适合于一次性使用。例如，妊娠试验是一次性横向免疫测定装置，并且与生产妊娠试验相关的低成本可以证明这种测试的一次性性质是正确的。然而，在许多应用中，一次性传感器可能导致材料浪费以及处理可能的生物危害方面的挑战。需要一种可在现场更新的可重复使用的传感器。
根据本公开的各种实施方案，光学免疫测定传感器(例如本文所述的各种样品测试设备)可提供气载气溶胶或呼吸呼气和鼻拭子或唾液中的病毒的实时连续检测和监测。
在一些实施方案中，可更新的光学免疫测定传感器可包括在氧化硅缓冲的硅衬底上具有氮化硅波导的波导(例如，波导渐逝传感器)。可在波导中的氧化硅涂覆的氮化硅顶部上添加硅烷层以供抗体附接。具有从抗体顶部到氮化硅顶部的最佳距离的波导使得对于由抗体诱导的病毒结合活性的最佳检测灵敏度成为可能。
在一些实施方案中，波导可以用来自光输入端的激光照射。消逝波中的折射率变化可在输出场中引入干涉图案变化，其可由成像部件捕获。然后处理来自成像部件的数据，并与病毒检测结果一起报告。
在一些实施方案中，可通过本文所述的示例性样品测试设备的样品通道施加抗体溶液。在温育时间后，将蒸馏水或缓冲溶液递送通过样品通道以洗去未附接的抗体，在传感表面上留下均匀的抗体层。例如，缓冲溶液可以是水溶液的形式，当酸性或碱性(例如，来自样品)被添加到缓冲溶液中时，其可以抵抗pH变化。例如，缓冲溶液可包含弱酸及其共轭碱的混合物，或反之亦然。在测试期间，通过样品通道供给样品介质。特异性靶向的病毒可以被捕获并且在传感表面上形成结合且固定的病毒层。然后，样品测试设备可以检测病毒的存在及其浓度水平。
在一些实施方案中，在特定病毒的阳性检测之后，可以将清洁流体冲洗通过样品通道以清洁感测表面。清洁后，通过样品通道再施加抗体溶液，并且波导准备用于另一测试。
如上所述，微流体(例如，芯片上射流层)可以设置在波导的顶表面上，这可以允许流体(诸如样品介质和参考介质)以用于病毒检测的最优流速和浓度在感测区域的顶部上流动并且施加到感测区域，以及提供优化的清洁和更新。
现在参考图42A、图42B、图42C和图42D，示出了示例性波导5400和相关方法。
在图42A、图42B、图42C和图42D所示的示例中，示例波导5400可以是根据本公开的各种示例的示例性样品测试设备。例如，波导5400可以包括包含Si的衬底层。波导5400可以包括设置在衬底层顶部上的波导层，并且可以包括SiO2层、设置在SiO2层顶部上的Si3N4层以及设置在SiO2层顶部上的一个或多个SiO2层。波导5400还可包括SiH4层，如图42A所示。
在一些实施方案中，波导5400可以包括设置在波导5400的顶表面上的流体部件5401。例如，流体部件5401可以是本文所述的芯片上射流层。
现在参考图42A，抗体溶液5403可以通过流体部件5401和/或波导5400的样品通道施加。例如，抗体溶液5403可以通过样品通道的输入开口注入并且从样品通道的输出开口离开。在一些实施方案中，抗体溶液5403可包含基于待检测病毒的合适抗体。在一些实施方案中，波导5400可以包括添加在氧化硅涂覆的氮化硅顶部上的硅烷层，用于抗体附接。
在施加抗体溶液之后，存在用于抗体附接的孵育时间段。在经过孵育时间段之后，可以通过样品通道递送缓冲溶液(例如蒸馏水)以洗去未附接的抗体。
现在参考图42B，可以通过流体部件5401和/或波导5400的样品通道施加水5407形式的缓冲溶液。例如，水5407可以通过样品通道的输入开口注入并且从样品通道的输出开口离开。水5407可以从样品通道洗掉未附接的抗体，在感测表面上留下均匀的抗体层5405。
虽然以上描述提供了流体样品的示例，但是需注意，本公开的范围不限于以上描述。在一些示例中，示例性方法可包括一个或多个附加和/或另选的步骤/操作。
现在参考图42C，在测试期间，可以通过流体部件5401和/或波导5400的样品通道施加样品介质。例如，样品介质可以通过样品通道的输入开口注入并从样品通道的输出开口离开。在一些实施方案中，可以将样品进料到缓冲溶液5409中。特异性靶向病毒可以被抗体5405捕获，其可以在感测表面上形成结合且固定的病毒层。然后，样品测试设备可以检测病毒的存在及其浓度水平。
现在参考图42D，可以将清洁溶液5411冲洗通过样品通道以清洁感测表面(例如，在病毒的阳性检测之后)。在一些实施方案中，清洁溶液5411可以从感测表面去除病毒和/或抗体。在一些实施方案中，清洁溶液5411可包含合适的化学品和/或化合物，包括但不限于乙醇。在清洁之后，如图42A所示，通过样品通道再次施加抗体溶液5403，并且波导准备用于另一测试。
实施方案设备可执行用于本文中所描述的高级感测和处理的各种过程、方法和/或计算机实现的方法中的任一者，例如，如本文中关于本文中的各种图式所描述。在一些情境中，一个或多个实施方案可配置有以硬件、软件、固件或其组合体现的额外和/或替代模块，以用于执行此类方法中的全部或一些。例如，一个或多个实施方案包括附加的和/或可替换的硬件、软件和/或固件，其被配置为执行用于处理体现干涉条纹图案的干涉条纹数据的一个或多个或分类未标识的样品介质的目的的一个或多个过程。就这一点而言，样品测试设备(例如本文所讨论的且包括但不限于干涉仪的那些)可包括以硬件、软件、固件和/或其组合体现的额外模块或以其他方式与所述额外模块通信链接，以用于执行此类额外或替代处理操作。应当理解，在一些实施方案中，以硬件、软件、固件和/或其组合体现的这样的附加模块可以另外和/或可替代地执行关于样品测试设备的功能的一个或多个核心操作，例如激活和/或调整一个或多个光源、激活和/或调整一个或多个成像部件。在至少一个示例上下文中，以硬件、软件、固件和/或其任何组合体现的此类附加和/或替换模块可被配置成执行以下关于本文各附图描述的过程的操作，这些操作可单独执行或结合样品测试设备的硬件、软件和/或固件来执行，或结合感测设备的一个或多个硬件、软件和/或固件模块来执行。
虽然针对功能限制描述了各部件，但应当理解，特定的具体实施必定包括使用特定硬件。还应当理解，本文所述的某些部件可包括类似或常见的硬件。例如，两个模块均可使用相同的处理器、网络接口、存储介质等以执行其相关联的功能，使得每个模块均不需要重复的硬件。因此，应当理解，如本文相对于装置200的部件所用的术语“模块”和/或术语“电路”的使用包括被配置为执行与本文所述的特定模块相关联的功能的特定硬件。
另外和/或可替代地，术语“模块”和“电路”应被广义地理解为包括硬件，并且在一些实施方案中，包括用于配置硬件的软件和/或固件。例如，在一些实施方案中，“模块”和“电路”可以包括处理电路、存储介质、网络接口、输入/输出设备、用于与一个或多个其他硬件、软件和/或固件模块接口的支持模块等。在一些实施方案中，装置200的其他元件可提供或补充特定模块的功能。例如，处理器(或多个处理器)可以执行一个或多个操作和/或向一个或多个相关联的模块提供处理功能，存储器(或多个存储器)可以为一个或多个相关联的模块提供存储功能，等等。在一些实施方案中，一个或多个处理器和/或一个或多个存储器被专门配置为彼此结合地进行通信，以用于执行本文所描述的操作中的一个或多个，例如如本文关于本文的各个附图所描述的。
图45示出了根据本公开的至少一些示例性实施方案的可被特别构造的示例性装置的框图；在这点上，如所描绘的装置2700可被配置成执行本文公开的方法中的一个、一些或全部。在至少一个示例性实施方案中，装置2700体现了被配置为执行本文描述的干涉测量过程的高级干涉测量装置以及本文关于各个附图描述的高级感测和/或处理方法中的一个或多个。
如图所示，设备2700包括样品测试设备2706。样品测试设备可包括和/或体现为一个或多个装置，其体现为硬件、软件、固件或其组合，用于投射与未标识的样品介质相关联的一个或多个干涉条纹图案，和/或捕获表示用于处理的干涉条纹图案的样品干涉条纹数据。在一些实施方案中，例如，样品测试设备2706包括一个或多个干涉测量装置和/或其部件(例如，至少一个波导、至少一个光源、至少一个成像部件、用于这些部件的支持硬件和/或类似物)或以其他方式体现为一个或多个干涉测量装置和/或其部件。在至少一个示例性实施方案中，样品测试设备2706由本文描述的一个或多个设备(例如关于本文的各个附图)和/或其部件来体现。例如，在一些实施方案中，样品测试设备体现为如本文关于这些附图所述配置的干涉测量设备。
装置2700还包括处理器2702和存储器2704。在一些实施方案中，处理器2702(和/或协处理器或协助该处理器或以其他方式与该处理器相关联的任何其他处理电路***)可经由总线与存储器2704通信，以用于在装置的部件之间传递信息。存储器2704可为非暂态的，并且可包括例如一个或多个易失性和/或非易失性存储器。换句话讲，例如，存储器2704可为电子存储设备(例如，计算机可读存储介质)。存储器2704可被配置为存储用于使得装置2700能够执行根据本公开的示例性实施方案的各种功能的信息、数据、内容、应用程序、指令等。就这一点而言，存储器2704可被预先配置为包括计算机编码指令(例如，计算机程序代码)，并且/或者被动态地配置为存储此类计算机编码指令以供处理器2702执行。
处理器2702可以以多种不同的方式体现。在一个或多个实施方案中，例如，处理器2702包括被配置为独立执行的一个或多个处理设备、处理电路等。另外和/或可替代地，在一些实施方案中，处理器2702可包含被配置为串联操作的一个或多个处理装置、处理电路及/或其类似者。在一些示例中，处理器2702可包括经由总线串联配置的一个或多个处理器，以实现对指令、流水线和/或多线程的独立执行。替代地或另外地，在一些实施方案中，处理器2702完全由专门设计用于执行本文描述的操作的电子硬件电路体现。术语“处理器”、“处理模块”或“处理电路”的使用可以理解为包括单核处理器、多核处理器、装置内部的多个处理器、其他中央处理单元(“CPU”)、微处理器、集成电路、和/或远程或“云”处理器。
在示例性实施方案中，处理器2702可被配置为执行存储在诸如存储器2704的一个或多个存储器中，该存储器能够由该处理器2702访问。另外和/或可替代地，处理器2702可被配置为执行硬编码功能。因此，无论通过硬件方法或软件方法配置，还是通过它们的组合配置，处理器2702均可表示能够根据本公开的实施方案执行操作同时进行相应配置的实体(例如，以电路形式物理地体现)。另选地，又如，当处理器体现为软件指令的执行器时，指令可将处理器2702专门配置为在执行指令时执行本文所述的算法和/或操作。
在至少一个示例性实施方案中，处理器2702单独地或结合存储器2704被配置为提供光源调谐功能，如本文所述。在至少一个示例上下文中，处理器2702被配置成执行本文关于图50和图51描述的操作中的一个或多个。例如，在至少一个示例性实施方案中，处理器2702被配置为调整温度控制以影响感测环境。另外和/或可替代地，在至少一个示例实施方案中，处理器2702被配置为起始与光源相关联的校准设置事件。另外和/或可替代地，在至少一个示例性实施方案中，处理器2702被配置为捕获表示校准环境中的校准干涉条纹图案的参考干涉条纹数据，例如经由波导的参考通道投射的参考干涉条纹数据。另外地或可替代地，在至少一个示例性实施方案中，处理器2702被配置为将参考干涉条纹数据与存储的校准干涉仪数据进行比较，例如以确定参考干涉条纹数据与存储的校准干涉数据之间的折射率偏移。另外和/或可替代地，在至少一个示例性实施方案中，处理器2702被配置为基于折射率偏移来调谐光源。在一个或多个实施方案中，处理器2702被配置为调整施加到光源的电压水平以调整与光源相关联的光波长，和/或被配置为调整施加到光源的电流水平以调整与光源相关联的光波长。在一些实施方案中，处理器2702可以包括支持硬件或与支持硬件相关联，支持硬件用于调整样品测试设备的一个或多个部件，例如调整用于一个或多个光源的驱动电流和/或电压、激活一个或多个成像部件和/或以其他方式接收由成像部件捕获的图像数据(例如，干涉条纹数据)。
另外和/或可替代地，在至少一个示例性实施方案中，处理器2702单独地或结合存储器2704被配置为提供折射率处理功能，诸如处理数据和确定一个或多个折射率曲线，如本文所述。在至少一个示例上下文中，处理器2702被配置成执行本文关于各个附图所描述的操作中的一个或多个。例如，在至少一个示例性实施方案中，处理器2702被配置为接收未标识样品介质的并且与第一波长相关联的第一干涉条纹数据。另外和/或可替代地，在至少一个示例性实施方案中，处理器2702被配置为接收用于未标识样品介质并且与第二波长相关联的第二干涉条纹数据。另外和/或可替代地，在至少一个示例性实施方案中，处理器2702被配置为基于第一干涉条纹数据和第二干涉条纹数据导出折射率曲线数据。另外或可替代地，在至少一个示例性实施方案中，处理器2702被配置为基于折射率曲线数据确定样品标识数据。在一些实施方案中，为了接收第一干涉条纹数据和第二干涉条纹数据，处理器2702被配置为触发光源以生成第一波长的第一投射光和第二波长的第二投射光，并且从第一波长的第一投射光捕获表示第一干涉条纹图案的第一干涉条纹数据，并且基于第二波长的第二投射光捕获表示第二干涉条纹图案的第二干涉条纹数据。在一些实施方案中，为了基于折射率曲线确定样品标识数据，处理器2702被配置为基于折射率曲线和/或折射率曲线和样品温度来查询折射率数据，例如其中样品标识数据对应于与折射率曲线数据最佳匹配的存储的折射率曲线。
另外和/或可替代地，在至少一个示例性实施方案中，处理器2702单独地或结合存储器2704被配置成提供干涉条纹数据处理功能，诸如处理干涉条纹数据并且基于这样的处理来识别和/或分类样品，如本文中所描述的。在至少一个示例上下文中，处理器2702被配置成执行本文关于各个附图所描述的操作中的一个或多个。例如，在至少一个示例性实施方案中，处理器2702被配置为接收未标识样品介质的样品干涉条纹数据。另外地或可替代地，在至少一个示例性实施方案中，处理器2702被配置为将至少样品干涉条纹数据提供给训练的样品标识模型。另外和/或可替代地，在至少一个示例性实施方案中，处理器2702被配置为从样品标识模型接收与样品干涉条纹数据相关联的样品标识数据。在一些这样的实施方案中，另外地或可替代地，处理器2702被配置为收集与多个已知身份标签相关联的多个干涉条纹数据。在一些这样的实施方案中，另外和/或可替代地，处理器2702被配置为在训练数据库中存储具有多个已知样品标识标签的多个干涉条纹数据中的每个干涉条纹数据。在一些此类实施方案中，另外和/或可替代地，处理器2702被配置成从训练数据库训练经训练的样品标识模型。另外和/或可替代地，在一些实施方案中，处理器2702被配置成确定与样品环境相关联的操作温度，并且将操作温度和样品干涉条纹数据提供给经训练的样品标识模型以接收样品标识数据。在一些实施方案中，为了接收未标识样品介质的样品干涉条纹数据，处理器2702被配置为触发光源以生成可确定波长的投射光，并且使用成像部件捕获表示与投射光相关联的样品干涉条纹图案的样品干涉仪数据。
在至少一个示例性实施方案中，处理器2702包括第一子处理器和第二子处理器，第一子处理器被配置用于控制样品测试设备2706的一些或全部部件，第二子处理器用于处理由样品测试设备2706捕获的干涉条纹数据和/或调整样品测试设备2706的一个或多个部件(例如，调整用于光源的驱动电流和/或驱动电压)。在一些此类实施方案中，第一子处理器可位于样品测试设备2706内以用于控制本文中所描述的各种部件，且第二子处理器可与样品测试设备2706分开定位但以通信方式链接以实现本文中所描述的操作。
图46示出了根据本公开的至少一个示例性实施方案的示例性偏轴瞄准器成像装置的框图；在这点上，如所描绘的装置2800可被配置成执行本文公开的方法中的一个、一些或全部。在至少一个示例性实施方案中，装置2800体现了被配置为执行本文描述的干涉测量过程的高级干涉测量装置以及本文关于各个附图描述的高级感测和/或处理方法中的一个或多个。
装置2800可以包括各种部件，诸如一个或多个成像部件2806、一个或多个光源2808、一个或多个感测光学器件2810、处理器2802、存储器2804、折射率处理模块2812、光源校准模块2814和条纹数据识别模块2816。在一些实施方案中，一个或多个部件完全是可选的(例如，折射率处理模块、光源校准模块、条纹数据识别模块等)，和/或一个或多个部件可以部分地或完全地由与装置2800相关联的另一部件和/或模块(例如，与处理器组合的折射率处理模块、光源校准模块、和/或条纹数据识别模块)体现。与关于图45所描述的那些部件类似命名的部件(诸如处理器2802和/或存储器2804)可以与关于图45的类似命名的部件所描述的类似地配置。类似地，成像部件2806可以体现和/或类似地配置为如本文关于各个附图所描述的那些类似命名的部件，光源2808可以体现和/或类似地配置为如本文关于各个附图所描述的那些类似命名的部件，和/或感测光学器件2810可以体现和/或类似地配置为如本文关于各个附图所描述的那些类似命名的部件。
如图所示，装置2800包括折射率处理模块2812。在一些实施方案中，折射率处理模块2812单独地或与诸如处理器2802和/或存储器2804之类的一个或多个其他部件来提供如本文所描述的光源调谐功能。在至少一个示例上下文中，折射率处理模块2812被配置成执行本文关于图50和图51描述的操作中的一个或多个。例如，在至少一个示例性实施方案中，折射率处理模块2812被配置为调整温度控制以影响感测环境。另外和/或可替代地，在至少一个示例性实施方案中，折射率处理模块2812被配置为发起与光源相关联的校准设置事件。另外和/或可替代地，在至少一个示例性实施方案中，折射率处理模块2812被配置为捕获参考干涉条纹数据，该参考干涉条纹数据表示校准环境中的校准干涉条纹图案，例如经由波导的参考通道投射。如本文所述，参考通道可包括与一个或多个波长和/或操作温度的已知和/或可确定折射率相关联的已知材料。另外地或可替代地，在至少一个示例性实施方案中，折射率处理模块2812被配置为将参考干涉条纹数据与存储的校准干涉仪数据进行比较，例如以确定参考干涉条纹数据与存储的校准干涉数据之间的折射率偏移。另外和/或可替代地，在至少一个示例性实施方案中，折射率处理模块2812被配置为基于折射率偏移来调谐光源。在一个或多个实施方案中，折射率处理模块2812被配置为调整施加到光源的电压水平以调整与光源相关联的光波长，和/或被配置为调整施加到光源的电流水平以调整与光源相关联的光波长。在一些实施方案中，折射率处理模块2812可包括支持硬件或与支持硬件相关联，支持硬件用于调整样品测试设备的一个或多个部件，例如调整用于一个或多个光源的驱动电流和/或电压、激活一个或多个成像部件和/或以其他方式接收由成像部件捕获的图像数据。
如图所示，装置2800还包括光源校准模块2814。另外和/或可替代地，在至少一个示例性实施方案中，光源校准模块2814单独地或结合一个或多个其他部件(诸如处理器2802和/或存储器2804)被配置成提供折射率处理功能，诸如处理数据并确定一个或多个折射率曲线，如本文所述。在至少一个示例上下文中，光源校准模块2814被配置成执行本文关于图47至图49描述的操作中的一个或多个。例如，在至少一个示例性实施方案中，光源校准模块2814被配置为接收用于未标识样品介质并且与第一波长相关联的第一干涉条纹数据。另外地或可替代地，在至少一个示例性实施方案中，光源校准模块2814被配置为接收用于未标识样品介质并且与第二波长相关联的第二干涉条纹数据。另外和/或可替代地，在至少一个示例性实施方案中，光源校准模块2814被配置为基于第一干涉条纹数据和第二干涉条纹数据导出折射率曲线数据。另外或可替代地，在至少一个示例性实施方案中，光源校准模块2814被配置为基于折射率曲线数据来确定样品标识数据。在一些实施方案中，为了接收第一干涉条纹数据和第二干涉条纹数据，光源校准模块2814被配置为触发光源以生成第一波长的第一投射光和第二波长的第二投射光，并且从第一波长的第一投射光捕获表示第一干涉条纹图案的第一干涉条纹数据，并且基于第二波长的第二投射光捕获表示第二干涉条纹图案的第二干涉条纹数据。在一些实施方案中，为了基于折射率曲线确定样品标识数据，光源校准模块2814被配置为基于折射率曲线和/或折射率曲线和样品温度查询折射率数据，例如其中样品标识数据对应于与折射率曲线数据最佳匹配的所存储的折射率曲线。
如图所示，装置2800还包括边缘数据识别模块2816。另外和/或可替代地，在至少一个示例性实施方案中，条纹数据识别模块2816单独地或与一个或多个诸如处理器2802和/或存储器2804和/或存储器)被配置为提供干涉条纹数据处理功能，诸如处理干涉条纹数据并且基于这样的处理来识别和/或分类样品，如本文所描述的。在至少一个示例上下文中，边缘数据识别模块2816被配置为执行本文关于图52至图54描述的操作中的一个或多个。例如，在至少一个示例性实施方案中，条纹数据识别模块2816被配置为接收未标识样品介质的样品干涉条纹数据。另外和/或可替代地，在至少一个示例性实施方案中，条纹数据识别模块2816被配置为将至少样品干涉条纹数据提供给训练样品标识模型。另外和/或可替代地，在至少一个示例性实施方案中，条纹数据识别模块2816被配置为从样品标识模型接收与样品干涉条纹数据相关联的样品标识数据。在一些这样的实施方案中，另外和/或可替代地，条纹数据识别模块2816被配置为收集与多个已知身份标签相关联的多个干涉条纹数据。在一些这样的实施方案中，另外和/或可替代地，条纹数据识别模块2816被配置为在训练数据库中存储具有多个已知样品标识标签的多个干涉条纹数据中的每个干涉条纹数据。在一些这样的实施方案中，另外和/或可替代地，边缘数据识别模块2816被配置为从训练数据库训练经训练的样品标识模型。另外和/或可替代地，在一些实施方案中，条纹数据识别模块2816被配置成确定与样品环境相关联的操作温度，并且将操作温度和样品干涉条纹数据提供给经训练的样品标识模型以接收样品标识数据。在一些实施方案中，为了接收未标识样品介质的样品干涉条纹数据，条纹数据识别模块2816被配置为触发光源以生成可确定波长的投射光，并且使用成像部件捕获表示与投射光相关联的样品干涉条纹图案的样品干涉仪数据。应当理解，在一些实施方案中，量子位指令处理模块2816可包括单独的处理器、专门配置的现场可编程门阵列(FPGA)或专门配置的专用集成电路(ASIC)。
在一些实施方案中，前述部件中的一个或多个部件被组合以形成单个模块。单个组合模块可被配置为执行上文相对于各个模块所述的功能中的一些或全部功能。例如，在至少一个实施方案中，折射率处理模块2812、光源校准模块2814和/或条纹数据识别模块2816以及处理器2802由单个模块实现。另外和/或可替代地，在一些实施方案中，上文所述的模块中的一个或多个模块可被配置为执行相对于其他模块中的一个或多个模块所述的动作中的一个或多个动作。
本文提供的一些实施方案被配置用于折射率处理功能，诸如处理数据并确定与如本文所述的未标识的样品介质相关联的一个或多个折射率曲线。在此方面，常规实施方案未能使用个别折射率确定来准确地执行样品分类和/或识别。因此，用于样品分类和识别的常规实施方案相对于利用折射率处理对未标识样品执行此类分类和/或识别是有缺陷的。在这点上，提供了一个或多个实施方案，其被配置为确定与未标识的样品介质相关联的折射率曲线，和/或利用所确定的折射率曲线来识别和/或以其他方式分类未标识的样品介质。例如，在至少一个示例上下文中，装置2700和/或2800被配置为基于表示投影干涉条纹图案的捕获数据来执行这样的功能。应当理解，关于图45至图54描述的示例干涉条纹图案可以以类似于本文关于各个附图描述的方式来体现。
图43描绘了多个导出的折射率曲线的示例性图形可视化。出于说明性和说明性目的，所描绘的折射率曲线可以与水样品相关联。在这一点上，折射率曲线可以从通过样品投射的捕获干涉条纹数据确定。如本文所述，在一些实施方案中，与特定介质(例如，已知样品介质或未标识样品介质)相关联的折射率曲线可基于与特定介质相关联的任何数目的数据点(例如，任何数目的干涉条纹数据点)导出。例如，可以使用一种或多种算法(例如，数学计算)、内插等从相关联的数据点导出与识别的样品介质或未标识的样品介质相关联的折射率曲线。
如所描绘，各种折射率曲线进一步与各种操作温度相关联。例如，在5摄氏度(C)的操作温度下描绘样品的第一折射率曲线，在10C的操作温度下描绘样品的第二折射率曲线，在20C的第三操作温度下描绘样品的第三折射率曲线，并且在30C的第四操作温度下描绘样品的第四折射率曲线。应当理解，对于给定的样品，可以针对各种操作温度导出任意数量的折射率曲线。例如，在至少一个示例性情况下，在单个操作温度下得到样品的单个折射率曲线。在另一示例背景下，针对多个操作温度下的样品导出多个折射率曲线。
在一些实施方案中，每个折射率曲线从体现由具有各种波长的光产生的干涉条纹图案的捕获表示的多个干涉条纹数据导出。例如，诸如设备2700和/或2800的设备可以被配置为投射第一波长的第一光束以产生用于捕获和处理的第一干涉条纹图案。该装置还可捕获表示与第一波长相关的第一干涉条纹图案的第一干涉条纹数据，并由此导出与第一波长相关的第一折射率。在一些实施方案中，该装置还可以将第一折射率与第一波长和工作温度两者相关联。就这一点而言，第一波长可以是预定义的、由该装置驱动并且可由其确定(例如，从存储器)，和/或可通过与产生第一波长的光的一个或多个光源的通信来确定。
该设备还可以被配置为投射第二波长的第二光束以产生用于捕获和处理的第二干涉条纹图案。在这点上，由于用于投射第二干涉条纹图案的光的波长的变化，第二干涉条纹图案可以表示不同的干涉图案。在这一点上，该设备还可以捕获表示与第二波长相关联的第二干涉条纹图案的第二干涉条纹数据，并且由此导出与第二波长相关联的第二折射率。在一些实施方案中，该设备还可以将第二折射率与第二波长和操作温度两者相关联。就这一点而言，第二波长可以是预定义的、由该设备驱动并且由此可确定的、和/或通过与产生第二波长的光的一个或多个光源通信可确定的。
在一些实施方案中，该装置可以类似地导出与任何数量的波长相关联的任何数量的附加折射率。在这方面，每个导出的折射率用作与特定操作温度下的给定波长相关联的导出折射率曲线的数据点。因此，在一些此类实施方案中，给定操作温度的折射率曲线可从各种折射率导出，例如通过算法计算和/或所确定的表示沿折射率曲线的数据点的折射率之间的内插。就这一点而言，与特定操作温度相关联的每个折射率可以用作沿着对应于该操作温度的折射率曲线的数据点。因此，在一些示例情况下，可以生成与给定样品介质的多个操作温度相关联的多个折射率曲线，其中可以基于多个干涉条纹数据来确定每个折射率曲线，每个干涉条纹数据表示给定样品、光波长和操作温度的单独折射率数据点。
在一些实施方案中，该设备可以包括和/或以其他方式访问折射率数据库，该折射率数据库存储干涉条纹数据和/或从其导出的表示特定样品、操作温度和波长的折射率数据点的数据(例如，调制、频率和相位)。在这点上，折射率数据库可填充有与给定样品的已知身份标签相关联的数据点。此外，基于与每个样品相关的干涉条纹数据，可以类似地确定一个或多个折射率曲线并将其与已知的样品标识标签相关联。例如，数据库可以用于检索与每个样品标识标签和操作温度相关的数据，并且基于与每个样品标识标签和操作温度相关的干涉条纹数据，可以导出相应的折射率曲线。因此，可以将与未标识样品介质和已知操作温度相关联的新导出的折射率曲线与针对数据库中的已知样品标识标签的样品导出的折射率曲线进行比较，以确定与未标识样品介质相关联的样品标识数据，诸如样品标识标签。例如，该装置可以将未标识样品介质的新导出的折射率曲线与已知样品标签的折射率曲线进行比较(例如，其中已知身份标签的折射率曲线被存储在折射率数据库中或从存储在其中的信息导出)。此外，在一些实施方案中，设备可以被配置为确定在特定操作温度下的折射率曲线，在该特定操作温度下，针对未标识的样品介质捕获干涉条纹数据，该折射率曲线匹配和/或最佳匹配针对未标识的样品介质在该操作温度下的新导出的折射率曲线。在一些实施方案中，例如，基于与最匹配未标识样品介质的折射率曲线的折射率曲线相关联的样品标识数据(例如，样品标识标签)来识别和/或分类未标识样品介质。应当理解，与未标识样品介质的折射率曲线匹配和/或最佳匹配的曲线可以利用多种误差计算算法、距离算法等中的任何一种和/或用于比较两条曲线的相似性的其他定制算法来确定。
图47图示了根据本公开的至少一个示例实施方案的包括用于折射率处理的示例过程2900的示例操作的流程图，具体地用于识别与未标识的样品介质相关联的样品标识数据。应当理解，各种操作形成可经由体现于硬件、软件和/或固件中的一个或多个计算装置和/或模块(例如，计算机实现的方法)执行的过程。在一些实施方案中，过程2900由一个或多个设备(例如，如本文中所描述的设备2700和/或2800)执行。就此而言，该装置可包括或以其他方式配置有其上存储有计算机编码指令的一个或多个存储器设备、和/或被配置成执行计算机编码指令并执行所描绘的操作的一个或多个处理器(例如，处理模块)。另外地或替代地，在一些实施方案中，用于执行关于过程2900描绘和描述的操作的计算机程序代码可以被存储在计算机程序产品的一个或多个非暂时性计算机可读存储介质上，例如用于经由与计算机程序产品的非暂时性计算机可读存储介质相关联或以其他方式与计算机程序产品的非暂时性计算机可读存储介质一起执行的一个或多个处理器来执行。
过程2900在框2902处开始。在框2902处，过程2900包括接收用于未标识样品介质的第一干涉条纹数据，其中第一干涉条纹数据与第一波长相关联。在一些这样的实施方案中，第一干涉条纹数据体现由第一波长的光(例如经由波导)产生的干涉条纹图案的捕获表示。在一些这样的实施方案中，第一干涉条纹数据由与投影的第一干涉条纹图案相关联的一个或多个成像部件捕获。另外地或可替代地，在一些实施方案中，从另一个相关联的***接收第一干涉条纹数据，从体现在本地和/或远程存储器设备上的数据库加载第一干涉条纹数据，等等。在一些实施方案中，在捕获第一干涉条纹数据期间，第一干涉条纹数据类似地与波导和/或未标识样品介质的操作温度相关联。在一些实施方案中，第一干涉条纹数据可用于导出与第一波长和操作温度相关联的未标识样品介质的第一干涉仪折射率。
在一些实施方案中，干涉条纹数据表示由于将样品介质引入流动通道中而导致的折射率变化。在这点上，可以计算由于样品介质的引入而引起的折射率之间的分离。例如，在改变量是干涉条纹图案的原始间隔的k倍的情况下，光程差可以等于2kπ。在一些实施方案中，关于流动通道的已知几何形状，折射率变化可计算为ΔnL的路径光学差异，其中Δn为折射率变化且L为与流动通道相关联的光学路径的等效物理长度。
在框2904处，过程2900还包括接收未标识样品介质的第二干涉条纹数据，其中第二干涉仪数据与第二波长相关联。在这点上，在一些实施方案中，第二干涉条纹数据体现由第二波长的光(例如经由波导)产生的第二干涉条纹图案的捕获表示。在一些实施方案中，可以激活第二光源以产生第二光。在其他实施方案中，例如通过将到光源的驱动电流和/或驱动电压从与第一波长相关联的第一值调节到与第二波长相关联的第二值，来调节同一光源以产生与第一干涉条纹数据相关联的第一光和与第二干涉条纹数据相关联的第二光两者。在一些实施方案中，第二干涉条纹数据类似地与在捕获第二干涉条纹数据期间波导和/或未标识样品介质的操作温度相关联，该操作温度可以与捕获第一干涉条纹数据期间的操作温度相同或几乎相同(例如，在预定阈值内)。在一些实施方案中，第二干涉条纹数据可用于导出未标识样品介质的第二干涉仪折射率，其中第二干涉仪折射率与第二波长和操作温度相关联。
应当理解，过程2900还可以包括接收与无数波长相关联的任何数量的附加干涉条纹数据。例如，可以接收与第三波长相关联的第三干涉条纹数据，和/或可以接收与第四波长相关联的第四干涉条纹数据。任何这样的附加干涉条纹数据可以以类似于以上关于框2902和/或2904描述的第一和/或第二干涉条纹数据的方式被接收。
在框2906处，过程2900还包括基于(i)与第一波长相关联的第一干涉条纹数据和(ii)与第二波长相关联的第二干涉条纹数据导出折射率曲线数据。在一些此类实施方案中，例如，从第一干涉条纹数据导出第一折射率，并且从第二干涉条纹数据导出第二折射率。第一和第二折射率可用于导出与未标识样品介质相关联的折射率曲线数据。在一些实施方案中，使用一种或多种算法和/或数学计算从第一和第二干涉条纹数据导出折射率曲线数据。作为另外一种选择或除此之外，在一些实施方案中，基于折射率之间的插值来导出折射率曲线数据。应当理解，在接收到一个或多个附加干涉条纹数据的情况下，还可以基于第一干涉条纹数据、第二干涉条纹数据和一个或多个附加干涉条纹数据来导出折射率曲线数据。
在框2908处，过程2900还包括基于折射率曲线数据确定样品标识数据。在一些实施方案中，通过确定在操作温度下最接近地匹配与已知样品标识数据相关联的样品的已知折射率曲线数据的折射率曲线数据来确定样品标识数据。例如，如果样品折射率曲线数据最接近地对应于与已知样品标识标签(例如，蒸馏水)相关联的已知折射率曲线数据，则样品折射率曲线数据可类似地被确定为体现相同的已知样品标识标签(例如，代表蒸馏水)。在样品折射率曲线数据可以匹配多于一个已知折射率曲线数据的情况下，所确定的样品同一性数据可以体现基于样品折射率曲线数据与每个已知折射率曲线数据之间的相似性的统计数据。本文关于图49描述用于基于折射率曲线数据确定样品标识数据的示例实施方案。
图48图示了根据本公开的至少一个示例实施方案的包括用于折射率处理的示例过程3000的附加示例操作的流程图，具体地用于接收未标识样品介质的与第一波长相关联的至少第一干涉条纹数据和与第二波长相关联的第二干涉条纹数据。应当理解，各种操作形成可经由体现于硬件、软件和/或固件中的一个或多个计算装置和/或模块(例如，计算机实现的方法)执行的过程。在一些实施方案中，过程3000由一个或多个设备(例如，如本文中所描述的设备2700和/或2800)执行。就此而言，该装置可包括或以其他方式配置有其上存储有计算机编码指令的一个或多个存储器设备、和/或被配置成执行计算机编码指令并执行所描绘的操作的一个或多个处理器(例如，处理模块)。另外地或替代地，在一些实施方案中，用于执行关于过程3000描绘和描述的操作的计算机程序代码可以被存储在计算机程序产品的一个或多个非暂时性计算机可读存储介质上，例如用于经由与计算机程序产品的非暂时性计算机可读存储介质相关联或以其他方式与计算机程序产品的非暂时性计算机可读存储介质一起执行的一个或多个处理器来执行。
如所说明，过程3000在框3002或框3004处开始。在一些实施方案中，过程1500在另一个过程的一个或多个操作(诸如所描绘和描述的过程2900的操作90)之后开始。另外和/或可替代地，在至少一个实施方案中，在完成关于过程3000所说明的过程后，流程返回到另一过程(例如过程2900)的一个或多个操作。例如，如图所示，在一些实施方案中，当完成块3010时，流程返回到块2906。
在一些实施方案中，过程3000在框3002处开始，例如在利用单个光源产生与多个波长相关联的多个干涉条纹图案的情况下。在框3002处，过程3000包括触发光源以生成(i)第一波长的第一投射光，其中第一投射光与第一干涉仪条纹图案相关联，以及(ii)第二波长的第二投射光，其中第二投射光与第二干涉仪条纹图案相关联。在这点上，光源可以首先用与第一波长相关联的第一驱动电流或驱动电压来触发，并且随后用与第二波长相关联的第二驱动电流或驱动电压来触发。在其他实施方案中，光源可以生成单个光束，该单个光束被一个或多个光学部件分离和/或以其他方式操纵成两个子光束。可以操纵一个或多个子光束以匹配期望的第一和第二波长。应当理解，如本文所述，光源可以是如本文所述的样品测试设备、波导和/或类似设备的部件。
在其他实施方案中，过程3000在框3004处开始，例如在利用多个光源部件来产生与第一和第二干涉仪数据相关联的不同波长的光的情况下。在框3004处，过程3000包括触发第一光源以生成第一波长的第一投射光，其中第一投射光与第一干涉条纹图案相关联。在一些实施方案中，基于第一驱动电流或第一驱动电压来触发第一光源，以使得第一光源产生第一波长的第一光。在一些实施方案中，通过一个或多个光学部件(例如波导的部件)操纵第一投射光，以从第一投射光产生第一干涉条纹图案。在一些实施方案中，如本文中所描述的感测设备的处理器和/或相关联模块被配置为产生一个或多个信号以致使将第一光源触发到适当的第一波长。
在框3006处，过程3000还包括触发第二光源以生成第二波长的第二投射光，其中第二投射光与第二干涉条纹图案相关联。在这点上，在一些实施方案中，基于第二驱动电流或第二驱动电压来触发第二光源，以使得第二光源产生第二波长的第二光。在至少一些这样的实施方案中，第一驱动电流或电压不同于第二驱动电流或电压，使得由第一和第二光源产生的光具有不同的波长。在一些实施方案中，通过一个或多个光学部件(例如波导的部件)操纵第二投射光，以从第二投射光产生第二干涉条纹图案。在一些实施方案中，如本文中所描述的感测设备的处理器和/或相关联模块被配置为产生一个或多个信号以致使将第二光源触发到适当第二波长。
在完成框3004或3006时，流程进行到框3008。在框3008处，过程3000包括使用成像部件捕获表示与第一波长相关联的第一干涉条纹图案的第一干涉条纹数据。在这一点上，第一干涉条纹图案取决于第一波长，使得所捕获的数据表示针对每个不同波长的不同干涉图案。可以处理第一干涉条纹数据以确定与干涉图案相关联的折射率。在一些实施方案中，成像部件被包括在样品测试设备、波导和/或类似物中和/或以其他方式与样品测试设备、波导和/或类似物相关联，例如如本文所述。就这一点而言，成像部件可由一个或多个处理器和/或与其相关联的相关联模块触发，例如如本文所述。在至少一个实施方案中，成像部件由与用于处理此类所俘获图像数据的一个或多个硬件、软件和/或固件装置通信链接的单独设备或其子部件来体现。
在框3010处，过程3000包括使用成像部件捕获表示与第二波长相关联的第二干涉条纹图案的第二干涉条纹数据。在这点上，第二干涉条纹图案取决于第二波长，使得所捕获的数据表示与关联于第一波长的第一干涉仪图案不同的干涉图案。可以处理第二干涉条纹数据以确定与第二干涉图案相关联的第二折射率。在一些实施方案中，成像部件被包括在相同的样品测试设备、波导和/或类似物中和/或以其他方式与相同的样品测试设备、波导和/或类似物相关联，例如如本文所述。就这一点而言，成像部件可由一个或多个处理器和/或与其相关联的相关联模块触发，例如如本文所述。
在一些实施方案中，在触发第一波长的第一光的投射时捕获第一干涉条纹数据，并且在触发第二波长的第二光的投射时捕获第二干涉条纹数据。就这一点而言，在一些实施方案中，框3008可以与所描述的一个或多个操作并行地发生，例如在框3002或框3004处投射第一光时。类似地，在一些实施方案中，框3010可以与所描述的一个或多个操作并行地发生，例如在框3002或框3006处投射第一光时。
图49示出根据本公开的至少一个示例性实施方案的包括用于折射率处理、特别是用于基于折射率曲线数据确定样品标识数据的示例性过程3100的附加示例性操作的流程图。应当理解，各种操作形成可经由体现于硬件、软件和/或固件中的一个或多个计算装置和/或模块(例如，计算机实现的方法)执行的过程。在一些实施方案中，过程3100由一个或多个设备(例如，如本文中所描述的设备2700和/或2800)执行。就此而言，该装置可包括或以其他方式配置有其上存储有计算机编码指令的一个或多个存储器设备、和/或被配置成执行计算机编码指令并执行所描绘的操作的一个或多个处理器(例如，处理模块)。另外地或替代地，在一些实施方案中，用于执行关于过程3100描绘和描述的操作的计算机程序代码可以被存储在计算机程序产品的一个或多个非暂时性计算机可读存储介质上，例如用于经由与计算机程序产品的非暂时性计算机可读存储介质相关联或以其他方式与计算机程序产品的非暂时性计算机可读存储介质一起执行的一个或多个处理器来执行。
过程3100在框3102处开始。在一些实施方案中，过程1000在另一个过程的一个或多个操作(诸如所描绘和描述的过程2900的操作2906)之后开始。另外和/或可替代地，在至少一个实施方案中，在完成关于过程3100所说明的过程后，流程返回到另一过程(例如过程2900)的一个或多个操作。
在框3102处，过程3100包括基于折射率曲线数据来查询折射率数据库，其中样品标识数据对应于该折射率数据库中与该折射率曲线数据最匹配的存储的折射率曲线。在一些实施方案中，基于操作温度进一步查询折射率数据库，例如捕获表示未标识样品介质的干涉图案的第一和/或第二干涉条纹数据时的操作温度。在这点上，可以查询折射率数据库以识别与相同操作温度相关联的数据，并且进一步从其导出相关联的折射率曲线数据以用于与样品折射率曲线数据进行比较。样品折射率曲线数据可以与从数据库检索的和/或从从中检索的数据导出的存储的折射率曲线进行比较，以确定与样品折射率曲线数据的最佳匹配。例如，在一些实施方案中，可以利用一个或多个错误和/或距离算法来确定与未标识样品介质的折射率曲线最匹配的所存储的折射率曲线。以这种方式，通过确定与已知样品标识数据相关联的已知折射率曲线以及与样品折射率曲线的最佳匹配，与最接近的已知折射率曲线相关联的样品标识数据可以表示未标识样品介质的身份和/或分类，和/或与其相关联的统计信息。
本文提供的一些实施方案被配置用于微调光源，诸如以将由光源输出的光的波长细化到(或接近)期望波长。在这点上，可以微调光源以考虑环境影响，例如由于操作温度引起的偏移而导致的投射干涉图案的差异。在至少一个示例环境中，装置2700和/或2800被配置为执行这样的功能以微调光源的光输出。
图44描绘了用于对光源的输出进行微调的可变调整的示例图形可视化。在这点上，光源可以如可视化中所描绘的那样被调谐。例如，在至少一个示例性实施方式中，随着光源的输出功率增大，由光源产生的光的波长减小。在这点上，驱动电流可以被调整(例如，增加或减少)以将由光源产生的光的波长调整到或更接近(例如，在可接受的误差阈值内)期望的波长。例如，在样品环境的操作温度导致由光源产生的光的波长降低的情况下，可以调节到光源的驱动电流以降低光源的输出功率并且增加所产生的光的波长。光源调节光源，使得光源输出的光的波长接近和/或匹配期望的和/或校准的波长。应当理解，在其他实施方案中，可以调节施加到光源的驱动电压以实现光源的调节。在一些实施方案中，光源包括用于调整光源的支持硬件或以其他方式与支持硬件相关联，诸如通过调整驱动光源的电流。
图50图示根据本公开的至少一个示例实施方案的包括用于光源调谐的示例过程3200的示例操作的流程图，具体地用于微调由光源产生的光的波长以校准光源。应当理解，各种操作形成可经由体现于硬件、软件和/或固件中的一个或多个计算装置和/或模块(例如，计算机实现的方法)执行的过程。在一些实施方案中，过程3200由一个或多个设备(例如，如本文中所描述的设备2700和/或2800)执行。就此而言，该装置可包括或以其他方式配置有其上存储有计算机编码指令的一个或多个存储器设备、和/或被配置成执行计算机编码指令并执行所描绘的操作的一个或多个处理器(例如，处理模块)。另外地或替代地，在一些实施方案中，用于执行关于过程3200描绘和描述的操作的计算机程序代码可以被存储在计算机程序产品的一个或多个非暂时性计算机可读存储介质上，例如用于经由与计算机程序产品的非暂时性计算机可读存储介质相关联或以其他方式与计算机程序产品的非暂时性计算机可读存储介质一起执行的一个或多个处理器来执行。
过程3200在框3202处开始。在框3202处，过程3200还包括发起与光源相关联的校准设置事件。在这点上，校准设置事件可以触发参考通道的使用，该参考通道用于存储校准数据的数据，例如经校准的参考干扰数据，以供在一个或多个随后的校准操作中使用。在一些实施方案中，校准设置事件在设备、计算机程序产品等的工厂设置期间发起。作为另外一种选择或除此之外，在一些实施方案中，校准设置事件例如在装置2700和/或2800、样品测试设备和/或类似物启动时自动启动。可替代地或另外地，校准设置事件可以响应于用于确定与未标识的样品介质相关联的样品标识数据的操作的激活而被自动发起。替代地或另外地，在一个或多个实施方案中，校准设置事件可以响应于特别地指示校准设置事件的发起的用户交互而被发起，例如响应于与用于发起校准设置事件的一个或多个硬件、软件和/或固件部件的预定义用户交互。
在框3204处，过程3200还包括在经校准环境中捕获表示经校准干涉条纹图案的经校准参考干涉条纹数据，该经校准干涉条纹图案是经由波导的参考通道投射的。在这点上，经校准的干涉图案可以被投射通过位于参考通道中的参考介质(例如，SiO2)，该参考介质用于输出一个或多个参考干涉条纹图案以用于校准目的(例如，用于调谐和/或以其他方式校准由光源输出的波长)。在一些实施方案中，经校准环境包括经校准操作温度。就这一点而言，样品测试设备、波导和/或类似物可在较早的操作(例如在框3202处或在过程3200开始之前)进行校准。通过经由波导的参考通道投射干涉条纹图案，干涉条纹图案表示预校准结果，该预校准结果可以被捕获并且与未来情况进行比较以确定设备的一个或多个属性(例如，由光源产生的光的波长)是否已经改变。由于无数原因中的任何一个或多个，例如由于装置的一个或多个部件的劣化、操作环境的变化等，这样的特性可能随时间改变。
在框3206处，过程3200还包括将经校准的参考干涉条纹数据作为所存储的校准干涉条纹数据存储在本地存储器中。在这点上，可以从本地存储器检索所存储的校准干涉条纹数据以用于后续的校准操作。例如，如本文关于框3210-3216所描述的。例如，校准的参考干涉条纹数据可以包含用于与稍后捕获的干涉条纹数据进行比较的预校准干涉条纹数据，以确定如何调整一个或多个光源来重新校准或更好地校准由光源产生的光的波长。在一些实施方案中，例如，经校准的参考干涉条纹数据包括与投影的校准干涉条纹图案相关联的调制数据、频率数据、相位数据和/或其组合。应当理解，与校准干涉条纹图案相关联的折射率数据点和/或折射率曲线可以再次从所存储的校准参考干涉条纹数据确定。
在框3208处，过程3200进一步包括调整温度控制，其中调整温度将样品环境设定到经调谐操作温度，且其中经调谐操作温度在距所要操作温度的阈值范围内。温度控制可以是样品测试设备(例如干涉仪装置)、如本文所述的设备2700和/或设备2800和/或类似物的部件，其使得能够改变设备起作用的操作温度。就这一点而言，可以调节样品环境，使得通过样品介质(例如，在样品通道中)投射的光朝向期望的和/或校准的波长调节。例如，波导可以被校准以在特定的校准操作温度下操作。调谐的操作温度可以从对应于校准操作温度的期望操作温度粗略地调谐(例如，在阈值范围内)，使得不需要经由温度控制进行精确的温度调谐。
在框3210处，过程3200还包括触发与光源相关联的光源校准事件。在一些实施方案中，参考捕获的干涉条纹数据可以被监控以确定存储的数据和捕获的数据之间的差何时超过预定阈值(例如，折射率的偏移在校准发生之前超过预定最大偏移)。另外和/或可替代地，在至少一个实施方案中，在确定从设置事件和/或先前触发的光源校准事件已经过去预定长度的时间时触发光源校准事件。另外地或可替代地，在至少一个实施方案中，光源校准事件被自动地触发，例如在如本文所述的用于识别样品介质的操作开始时。另外或可替代地，在至少一个实施方案中，光源校准事件在预定和/或可变数量的样品介质识别事件被启动之后被启动。
在框3212处，过程3200还包括捕获表示样品环境中的参考干涉条纹图案的参考干涉条纹数据，该参考干涉图案是经由波导的参考通道投射的。参考干涉条纹数据可以类似于关于框3204所描述的经校准的参考干涉条纹数据来捕获。由于无数效应(时间流逝、经校准环境与样品环境之间的差异、一个或多个光学部件的降级及/或类似效应)中的任一者，所投影参考干涉图案可与不同于由所存储校准干涉数据表示的经预校准图案的折射率的折射率相关联。
在框3214处，过程3200还包括将参考干涉条纹数据与所存储的校准干涉数据进行比较以确定参考干涉条纹数据与所存储的校准干涉数据之间的折射率偏移。在一些实施方案中，例如，参考干涉条纹数据被处理以导出与由参考干涉条纹数据表示的第一干涉条纹图案相关联的第一折射率。类似地，例如在一些实施方案中，处理所存储的校准干涉数据以导出与由所存储的校准干涉条纹数据表示的第二干涉条纹图案相关联的第二折射率。在这点上，可以比较第一折射率和第二折射率以确定两个干涉条纹图案之间的折射率偏移。在一些这样的实施方案中，折射率偏移表示由于环境变化(例如，从校准温度到样品温度的操作温度变化)、一个或多个光学和/或硬件设备部件的劣化、由光源产生的光的波长的变化等而引起的投影参考图案的变化。
在这点上，在一些实施方案中，折射率偏移量是波导结构和热变化的结果。与折射率偏移相关联的等效长度变化可从其导出和/或以其他方式计算。因此，在一些实施方案中，等效长度变化的比例等于应经由如本文所述的光源的调谐来调整以补偿偏移的波长成比例变化的量。
在框3216处，过程3200还包括基于折射率偏移来调谐光源。在一些实施方案中，光源经调谐以调整由光产生部件输出的光的波长。例如，在至少一个实施方案中，基于参考干涉条纹数据与所存储的校准干涉数据之间的折射率偏移来调谐或以其他方式调整与操作光源相关联的一个或多个值。在这点上，通过调谐光源，经由参考通道产生的参考干涉条纹图案被调整为更紧密地匹配由存储的校准干涉数据表示的校准干涉条纹图案。本文关于图51进一步描述用于调谐光源的示例操作。
图51图示了根据本公开的至少一个示例实施方案的包括用于折射率处理、特别是用于调谐光源的示例过程3300的附加示例操作的流程图。应当理解，各种操作形成可经由体现于硬件、软件和/或固件中的一个或多个计算装置和/或模块(例如，计算机实现的方法)执行的过程。在一些实施方案中，过程3300由一个或多个设备(例如，如本文中所描述的设备2700和/或2800)执行。就此而言，该装置可包括或以其他方式配置有其上存储有计算机编码指令的一个或多个存储器设备、和/或被配置成执行计算机编码指令并执行所描绘的操作的一个或多个处理器(例如，处理模块)。另外地或替代地，在一些实施方案中，用于执行关于过程3300描绘和描述的操作的计算机程序代码可以被存储在计算机程序产品的一个或多个非暂时性计算机可读存储介质上，例如用于经由与计算机程序产品的非暂时性计算机可读存储介质相关联或以其他方式与计算机程序产品的非暂时性计算机可读存储介质一起执行的一个或多个处理器来执行。
过程3300在框3302和/或框3304处开始。在一些实施方案中，过程1000在另一个过程的一个或多个操作(诸如所描绘和描述的过程3200的操作3214)之后开始。另外和/或可替代地，在至少一个实施方案中，在完成关于过程3300所说明的过程后，流程返回到另一过程(例如过程3200)的一个或多个操作。
在框3302处，过程3300包括调整施加到光源的电压水平以调整与光源相关联的光波长。在这点上，通过调整施加到光源的电压水平，由光源产生的光可以类似地基于调整量而改变，例如如关于图44所描绘和描述的。在一些实施方案中，待施加到光源的电压水平存储在一个或多个部件中，例如存储在高速缓冲存储器、存储器装置和/或类似物中。可替代地或附加地，在一些实施方案中，处理器和/或相关联的模块向光源和/或支持硬件发送一个或多个信号以使得施加到光源的电压水平被调整。在一些此类实施方案中，基于参考干涉条纹数据与所存储的校准干涉数据之间的折射率偏移来确定调整值(例如，将施加到光源的电压水平调整多少)。在这一点上，两个数据之间的偏移越大(例如，由波导和/或相关联的部件的操作中的较大变化引起的)，将做出更大的调整以尝试重新校准设备。
或者或另外，在一些实施方案中，过程3300在框3304处开始。在框3304处，过程3300还包括调整施加到光源的电流水平以调整与光源相关联的光波长。在这点上，通过调整施加到光源的电流水平，由光源产生的光可以类似地基于调整量而改变，例如如关于图44所描绘和描述的。在一些实施方案中，要施加到光源的电流水平被存储在一个或多个部件中以用于光源的后续激活。在一些实施方案中，处理器和/或相关联的模块向光源和/或支持硬件发送一个或多个信号，以使得施加到光源的电流水平被调节。在一些此类实施方案中，基于折射率偏移来确定调整值(例如，调整施加到光源的电流水平多少)。在这一点上，两个数据之间的偏移越大(例如，由波导和/或相关联的部件的操作中的较大变化引起的)，将在尝试重新校准设备时做出的调整越大。应当理解，在一些实施方案中，包括硬件、软件和/或固件以驱动所施加的用于触发光源的电流水平，如优于诸如电压、电阻和/或诸如此类的其他特性。
应当理解，在一些实施方案中，电压和电流都被调节以实现与光源相关联的波长的改变。因此，在一些实施方案中，过程3300包括框3302和3304两者。在其他实施方案中，仅驱动对电压和/或电流中的一者的调整以实行光源的调谐。
本文提供的一些实施方案被配置用于处理干涉条纹数据以使得能够进行样品识别和/或分类，这利用与本文的至少一个示例实施方案相关联的一个或多个统计和/或机器学习模块。在这点上，可以通过一个或多个统计、机器学习和/或算法模型来处理表示所产生的干涉条纹图案的干涉条纹数据的特征。
通过利用统计、机器学习和/或算法模型，可利用此类模型确定未标识样品介质的样品标识数据(例如，样品标签数据和/或统计信息，诸如与其相关联的一个或多个置信度得分)。在这点上，即使在其他尝试的样品标识数据确定可能不成功的情况下，也可以利用这样的实现。例如，这种基于图像的分类和/或识别变化可能不足以识别这种样品标识数据的情况下，也可以利用这种基于图像的分类和/或识别。
应当理解，实施方案可以包括机器学习模型、统计模型和/或在无数类型的干涉条纹数据中的任何一个或多个上训练的其他模型。例如，在至少一个实施方案中，基于体现捕获的干涉图案的原始表示的干涉条纹数据来训练模型(例如，样品标识模型)。可替代地或另外地，在至少一个实施方案中，基于体现折射率数据的干涉条纹数据和/或与其相关联的数据(诸如调制、频率和/或相位)来训练模型。用于训练的数据类型可基于一个或多个因素来选择，诸如要执行的特定任务、可用训练数据等。就这一点而言，通过接收干涉条纹数据和/或相关联的输入数据(诸如操作温度)，模型可以基于对应于相同或相似操作温度的对应干涉条纹数据来提供指示与输入数据相关联的统计最接近匹配标签的数据。
在一些这样的实施方案中，样品测试设备(例如，波导)被配置为捕获与正被测试的样品介质相关联的干涉条纹数据，以便执行样品介质的识别和/或分类。捕获的干涉条纹数据还可以与已知的和/或可确定的操作温度和/或与由光源产生的光相关联的波长相关联。因此，捕获的干涉条纹数据和/或从其导出的数据可以单独地或与操作温度值和/或确定的波长一起被输入到训练的样品标识模型(例如，由一个或多个统计、算法和/或机器学习模型体现)中，以改进生成与样品介质相关联的样品标识数据。
在一些实施方案中，训练样品标识模型在与已知样品标识标签相关联的多个数据样品(例如，分类已知的样品)上训练。在这点上，训练数据库可以被构造为包括与任何数量的已知样品介质相关联的数据，诸如干涉条纹数据。在至少一个示例上下文中，训练数据库被配置为例如通过存储调制值、频率值和/或相位值来存储(一个或多个)干涉条纹图案的经处理的捕获表示，以最小化所需的存储空间，同时维持经由干涉条纹图案可获得的所有原始信息。在这点上，原始条纹数据然后可以被逆重建为采样区域中的测试样品有效温度-光谱折射指数分布。另外和/或可替代地，在一些实施方案中，训练数据库包括与在各种操作温度下和/或与各种波长相关联的或与各种波长相关的干涉条纹数据。在这点上，训练数据库可以用于训练样品标识模型以识别任何数量的样品介质，并且基于与变化的温度和/或波长相关联的干涉条纹数据进一步识别这样的样品介质。在其他实施方式中，训练数据库可以包括任何数量的附加数据类型，例如样品密度分布、颗粒计数、样品介质的平均大小和/或尺寸等。
在至少一个示例性情况下，本文所述的先进样品鉴定方法的干涉条纹数据处理可用于病毒鉴定，例如鉴定与其他病毒区分的新型COVID-19。在这点上，诸如本文所述的波导干涉仪生物传感器之类的感测装置可用于在各种光谱波长和温度条件下捕获与样品介质(例如，病毒样品)相关联的干涉条纹数据。所收集的病毒光谱折射率数据可以被收集并存储在训练数据库中，该训练数据库用于提炼和/或以其他方式训练一个或多个样品标识模型以识别具有高匹配准确度的不同样品身份(例如，病毒类型)，该高匹配准确度随着所收集的数据集扩展而提高。在这点上，可以构建逆变换算法以重建测试区域中的折射率变化曲线，并且样品标识模型(例如，神经网络)可以用于在经由所收集的训练数据库进行训练时进行分类以输出所确定的身份标签、与这样的标签相关联的置信度得分。与测试的未标识样品介质相关联的此类样品标识数据(例如，在一些实施方案中的身份标签和/或置信度得分)可显示给用户以供查看。
图52图示了根据本公开的至少一个示例实施方案的包括用于高级样品识别的干涉条纹数据处理的示例过程3400的示例操作的流程图，具体地使用训练的样品识别模块。应当理解，各种操作形成可经由体现于硬件、软件和/或固件中的一个或多个计算装置和/或模块(例如，计算机实现的方法)执行的过程。在一些实施方案中，过程3400由一个或多个设备(例如，如本文中所描述的设备2700和/或2800)执行。就此而言，该装置可包括或以其他方式配置有其上存储有计算机编码指令的一个或多个存储器设备、和/或被配置成执行计算机编码指令并执行所描绘的操作的一个或多个处理器(例如，处理模块)。另外地或替代地，在一些实施方案中，用于执行关于过程3400描绘和描述的操作的计算机程序代码可以被存储在计算机程序产品的一个或多个非暂时性计算机可读存储介质上，例如用于经由与计算机程序产品的非暂时性计算机可读存储介质相关联或以其他方式与计算机程序产品的非暂时性计算机可读存储介质一起执行的一个或多个处理器来执行。
过程3400在框3402处开始。在框3402处，过程3400包括收集多个干涉条纹数据，所述多个干涉条纹数据与多个已知身份标签相关联。在这点上，样品测试设备(例如本文所述的设备2700或2800)可用于产生具有已知身份(例如，与已知身份标签相关联)的样品介质的干涉条纹图案。所捕获的干涉条纹数据可以被本地存储，和/或通过有线和/或无线通信网络传输到另一***(诸如外部服务器)以用于数据的存储和/或处理。例如，在一些实施方案中，所捕获的干涉条纹数据通过样品测试设备可访问的无线通信网络(例如，互联网)传输，以与由用户提供的样品标识数据(例如，已知身份标签)一起存储在中央数据库服务器中。以这种方式，所收集的干涉条纹数据各自对应于用户知道是正确的样品标识数据，诸如已知身份标签。因此，这样的数据可以用于以统计确定性训练一个或多个模型的目的。中央数据库服务器还可被配置成基于此类数据来训练一个或多个模型，和/或与被配置成执行此类模型训练的另一服务器、设备、***等通信。执行模型训练的服务器、装置、***和/或类似物可另外和/或可替代地被配置为提供经训练模型以供样品测试设备和/或相关联的处理设备(例如，设备2700和/或2800)使用。应当理解，当收集的干涉条纹数据的数量增加时，在这种数据上训练的模型可能以改进的精度操作，这与利用小数据集训练相反。
在框3404处，过程3400还包括在训练数据库中存储具有多个已知样品标识标签的多个干涉条纹数据中的每一个。在这点上，每个干涉条纹数据和/或从其导出的数据(例如，其表示干涉条纹数据)可以与体现已知身份标签的附加数据值一起被存储到训练数据库。因此，存储在训练数据库中的每个数据记录可以与相关样品介质的相应正确身份标签一起被检索。在一些实施方案中，多个干涉条纹数据中的每一个还与用于生成相应干涉条纹图案的光的相应波长和/或干涉条纹图案的投影和随后的捕获发生时的样品温度一起存储。
在框3406，过程3400还包括从训练数据库训练经训练的样品标识模型。在这点上，训练可以包括将样品标识模型拟合到训练数据库中表示的数据。应当理解，这样的操作可以包括将训练数据库分割成一个或多个数据子分组，例如训练集和一个或多个测试集等。因此，在完成训练模型时，经训练的样品标识模型被配置为生成用于新提供的干涉条纹数据、波长和/或温度的身份标签数据，例如用于未标识的样品介质。经训练的样品标识模型可被存储在样品测试设备上和/或以其他方式使其可被样品测试设备访问，以用于对未标识的样品介质进行识别和/或以其他方式分类。
应当理解，框3402-3406体现了用于训练经训练的样品标识的子过程。因此，此类框可单独执行或结合关于过程3400所描绘和描述的其余框来执行。
在框3408处，过程3400还包括接收未标识样品介质的样品干涉条纹数据，该样品干涉条纹数据与可确定波长相关联。在一些此类实施方案中，干涉条纹数据体现由可确定波长的光(例如，经由波导和/或其他样品测试设备)产生的干涉条纹图案的所俘获表示。在一些实施方案中，可确定波长可以基于与光源和/或一个或多个相关联的部件(例如，被配置用于控制光源的处理器和/或相关联的模块)的通信来确定，如本文所描述的。如所描述的，在一些这样的实施方案中，干涉条纹数据由与投影的干涉条纹图案相关联的一个或多个成像部件捕获。另外和/或可替代地，在一些实施方案中，从另一个相关联的***接收干涉条纹数据，从体现在本地和/或远程存储器设备上的数据库加载干涉条纹数据，等等。在一些实施方案中，在捕捉干涉条纹数据期间，干涉条纹数据类似地与波导和/或未标识样品介质的操作温度相关联。
在框3410处，过程3400还包括将至少样品干涉条纹数据提供给经训练的样品标识模型。在框3412处，过程3400还包括从经训练的样品标识模型接收与未标识的样品介质相关联的样品标识数据。在这点上，训练样品标识模型被配置为基于处理样品干涉条纹数据来生成样品标识数据。应当理解，在这方面，经训练的样品标识模型可以分析在数据中体现的各种特征，并且确定样品标识数据和/或与之相关联的最可能用于未标识的样品的统计信息。例如，在至少一个示例性实施方案中，经训练的样品标识模型生成和/或以其他方式输出样品标识数据，该样品标识数据包括用于未标识的样品介质的最可能分类(例如，与最高统计概率相关联)的样品标识标签。在至少一个示例性实施方案中，经训练的样品标识模型生成和/或以其他方式输出表示未标识的样品介质对应于一个或多个样品识别标签中的每个的可能性的统计样品识别数据。例如，在病毒分类的情况下，统计样品标识数据可以包括基于对应的干涉条纹数据的病毒样品是流感病毒的第一可能性，而不是普通的冷病毒。应当理解，在一些实施方案中，经训练的样品标识模型被提供有样品干涉条纹数据和附加数据，例如如本文所述的操作温度数据。在至少一个示例实施方案中，训练样品标识模型包括深度神经网络。在一些示例实施方案中，训练样品标识模型包括卷积神经网络。
图53示出了根据本公开的至少一个示例性实施方案的流程图，其包括用于高级样品识别的干涉条纹数据处理的示例性过程3500的另外的示例性操作，特别是用于接收至少与未标识样品介质的可确定波长相关联的干涉条纹数据。应当理解，各种操作形成可经由体现于硬件、软件和/或固件中的一个或多个计算装置和/或模块(例如，计算机实现的方法)执行的过程。在一些实施方案中，过程3500由一个或多个设备(例如，如本文中所描述的设备2700和/或2800)执行。就此而言，该装置可包括或以其他方式配置有其上存储有计算机编码指令的一个或多个存储器设备、和/或被配置成执行计算机编码指令并执行所描绘的操作的一个或多个处理器(例如，处理模块)。另外地或替代地，在一些实施方案中，用于执行关于过程3500描绘和描述的操作的计算机程序代码可以被存储在计算机程序产品的一个或多个非暂时性计算机可读存储介质上，例如用于经由与计算机程序产品的非暂时性计算机可读存储介质相关联或以其他方式与计算机程序产品的非暂时性计算机可读存储介质一起执行的一个或多个处理器来执行。
过程3500在框3502处开始。在一些实施方案中，过程1000在另一个过程的一个或多个操作(诸如所描绘和描述的过程3400的操作3406)之后开始。另外和/或可替代地，在至少一个实施方案中，在完成关于过程3500所说明的过程后，流程返回到另一过程(例如过程3400)的一个或多个操作。例如，如图所示，在一些实施方案中，当完成块3504时，流程返回到块3410。
过程3500在框3502处开始。在框3502处，过程3500包括触发光源以生成可确定波长的投射光，其中该投射光与样品干涉条纹图案相关联。在这点上，样品干涉条纹图案与未标识样品相关联。在一些实施方案中，基于驱动电流或驱动电压来触发光源，以使光源产生可确定波长的光。在一些实施方案中，通过一个或多个光学部件(例如波导或其他样品测试设备的部件)操纵投射光，以从投射光产生样品干涉条纹图案。在一些实施方案中，如本文中所描述的感测设备的处理器和/或相关联模块被配置为产生一个或多个信号以致使将光源触发到适当可确定波长。
在框3504处，过程3500包括使用成像部件捕获表示与可确定波长相关联的样品干涉条纹图案的样品干涉条纹数据。在这点上，样品干涉条纹图案取决于可确定波长，使得所捕获的数据表示对应于可确定波长的特定干涉图案。在一些实施方案中，成像部件被包括在样品测试设备、波导和/或类似物中和/或以其他方式与样品测试设备、波导和/或类似物相关联，例如如本文所述。就这一点而言，成像部件可由一个或多个处理器和/或与其相关联的相关联模块触发，例如如本文所述。所捕获的样品干涉条纹数据可以随后被输入到经训练的样品识别模块中，以便识别和/或以其他方式对未标识的样品进行分类。
图54示出了根据本公开的至少一个示例性实施方案的包括示例性过程3600的附加示例性操作的流程图，该示例性过程用于高级样品识别的干涉条纹数据处理，特别是用于基于至少样品干涉条纹数据和操作温度生成样品标识数据。应当理解，各种操作形成可经由体现于硬件、软件和/或固件中的一个或多个计算装置和/或模块(例如，计算机实现的方法)执行的过程。在一些实施方案中，过程3600由一个或多个设备(例如，如本文中所描述的设备2700和/或2800)执行。就此而言，该装置可包括或以其他方式配置有其上存储有计算机编码指令的一个或多个存储器设备、和/或被配置成执行计算机编码指令并执行所描绘的操作的一个或多个处理器(例如，处理模块)。另外地或替代地，在一些实施方案中，用于执行关于过程3600描绘和描述的操作的计算机程序代码可以被存储在计算机程序产品的一个或多个非暂时性计算机可读存储介质上，例如用于经由与计算机程序产品的非暂时性计算机可读存储介质相关联或以其他方式与计算机程序产品的非暂时性计算机可读存储介质一起执行的一个或多个处理器来执行。
过程3600在框3602处开始。在一些实施方案中，过程1000在另一个过程的一个或多个操作(诸如所描绘和描述的过程3400的操作3408)之后开始。另外和/或可替代地，在至少一个实施方案中，在完成关于过程3600所说明的过程后，流程返回到另一过程(例如过程3400)的一个或多个操作。例如，如图所示，在一些实施方案中，当完成块3604时，流程返回到块3412。
过程3600在框3602处开始。在框3602处，过程3600包括确定与样品环境相关联的操作温度。在一些实施方案中，样品环境包括限定的样品通道，未标识的样品介质位于该样品通道内用于测试(例如，用于识别目的)，和/或光通过该样品通道投射。在一些实施方案中，使用温度监控装置(诸如一个或多个温度监控硬件装置)来监控和/或以其他方式确定操作温度。应当理解，在未标识样品介质的测试期间，出于确定与样品环境相关联和/或以其他方式与样品介质相关联的操作温度的目的，可以从这样的温度监测设备读取操作温度。在一些实施方案中，除数因子是预先确定的。在其他实施方案中，样品环境可包括与样品测试设备、波导、相关联的设备(诸如设备2700或2800)等的整体相关联的操作温度。应当理解，在一些实施方案中，与样品测试设备、波导和/或类似物相关联的温度传感器可用于监测和/或以其他方式控制用于测试样品介质的操作温度，如本文所述。
在框3604处，过程3600还包括将操作温度和样品干涉条纹数据提供给经训练的样品标识模型，其中响应于操作温度和样品干涉条纹数据来接收样品识别数据。在这点上，经训练的样品标识模型可以被配置为基于这样的输入数据生成和/或以其他方式输出未标识样品的样品标识数据。因此，经训练的样品标识模型被配置为针对各个未标识的样品介质准确地输出样品识别标签和/或与其相关联的统计信息，同时考虑与样品环境的操作温度的变化相关联的干涉条纹图案的偏移。在其他实施方案中，如本文所述，经训练的样品标识模型可经训练以进一步接收一个或多个额外输入数据元素，例如与样品干涉条纹数据相关联的波长及/或其类似者。
双模波导干涉仪传感器可以具有高灵敏度和低制造工艺要求的优点，并且可以实现硅晶片工艺以批量生产双模干涉仪传感器。然而，基于双模干涉仪传感器的许多双模干涉仪条纹分析可能具有局限性。例如，基于条纹移位比率的双模干涉仪条纹分析不能提供准确的结果。
根据本公开的各种实施方案，可以提供增强的双模波导干涉仪条纹图案分析过程，其中增强的分析过程可以包括额外的特征提取。例如，代替计算在条纹图案的两侧采样的振幅的比率，增强分析处理可以使用统计度量来提取图案振幅(总和)、图案中心偏移量(平均值)、图案分布宽度(标准偏差)、图案轮廓非对称性(偏度)和/或图案分布离群值(峰度)。增强的分析过程可以通过检测测试样品和参考介质之间的详细差异来增加双模干涉仪灵敏度。
现在参见图55，提供了示出示例性机械手臂5500的示例图。
在图55所示的示例中，光源5501可向样品测试设备5503提供光。在各种实施方案中，光源5501可被配置为产生、生成、发射光束和/或触发光束的产生、生成和/或发射。示例照明源部件5501可以包括但不限于激光二极管(例如，紫光激光二极管、可视激光二极管、边缘发射激光二极管、表面发射激光二极管等)。在一些示例中，光源5501可被配置为产生具有在预定阈值内的光谱纯度的光。例如，光源5501可以包括可以产生单频激光束的激光二极管。另外和/或可替代地，光源5501可以被配置为生成具有光谱纯度变化的光。例如，光源5501可包括可产生波长可调谐激光束的激光二极管。在一些示例中，光源5501可以被配置为生成具有宽光谱的光。
在一些实施方案中，样品测试设备5503可包括波导(例如，双模波导)。当光行进通过样品测试设备5503时，可在样品测试设备5503的输出端处产生干涉条纹图案，如本文所述。在图55所示的示例中，区域成像部件5505可以布置在样品测试设备5503的输出端处，以直接捕获干涉条纹图案的图像5507，从而生成干涉条纹数据。
根据本公开的各种示例，可以利用统计过程来分析干涉条纹数据和干涉条纹图案以获得一个或多个统计度量。示例统计度量可以包括但不限于与干涉条纹数据/干涉条纹图案相关联的总和、与干涉条纹数据/干涉条纹图案相关联的均值、与干涉条纹数据/干涉条纹图案相关联的标准偏差、与干涉条纹数据/干涉条纹图案相关联的偏度和/或与干涉条纹数据/干涉条纹图案相关联的峰度值。通过将与未标识的样品介质相关联的这些统计度量与与识别的参考介质相关联的统计度量进行比较，可以确定未标识的样品介质的身份，并且结果可以具有更高的准确性和更高的置信水平。
现在参见图56、图57和图58，示出了根据本公开的一些实施方案的示例性方法。
现在参见图56，示例性方法5600开始于步骤/操作5602。
在框5604处，过程5600可以包括接收所识别的参考介质的干涉条纹数据。
在一些实施方案中，干涉条纹数据体现由光产生并经由根据本公开的实施方案的样品测试设备(例如，波导)的干涉条纹图案的捕获表示。在一些实施方案中，条纹数据由与投影干涉条纹图案相关联的一个或多个成像部件捕获。另外和/或可替代地，在一些实施方案中，从另一个相关联的***接收干涉条纹数据，从体现在本地和/或远程存储器设备上的数据库加载干涉条纹数据，等等。
在一些实施方案中，干涉条纹数据可用于导出一个或多个统计度量，如本文所述。
在框5606，过程5600可以包括基于干涉条纹数据计算多个统计度量。
在一些实施方案中，过程5600可以包括计算与干涉条纹数据相关联的总和。该和可以表示图案分布下的面积(例如，作为光学效率的结果接收的总能量)。
在一些实施方案中，过程5600可以包括计算与干涉条纹数据相关联的平均值。该平均值可以表示图案的中心偏移。例如，该平均值可以表示由折射率变化引入的波导的两个模式之间的总路径长度差。
在一些实施方案中，过程5600可以包括计算与干涉条纹数据相关联的标准偏差。标准偏差可以表示图案的宽度，包括样品区域上折射率的变化。
在一些实施方案中，过程5600可以包括计算与干涉条纹数据相关联的偏斜度。偏斜度可表示图案的对称性，包括在波导的两个模式下的任何额外样品响应差。
在一些实施方案中，过程5600可以包括计算与干涉条纹数据相关联的峰度值。峰度值可以表示图案的形状并且识别样品响应的额外离群值(例如，形状为高或平坦的程度)。
在框5608处，过程5600可包括将多个统计度量存储在数据库中。
在框5610处，过程5600结束。
现在参见图57，示例性方法5700开始于步骤/操作5701。
在框5703处，过程5700可包括接收未标识样品介质的干涉条纹数据。
在一些实施方案中，干涉条纹数据体现由光产生并经由根据本公开的实施方案的样品测试设备(例如，波导)的干涉条纹图案的捕获表示。在一些实施方案中，条纹数据由与投影干涉条纹图案相关联的一个或多个成像部件捕获。另外和/或可替代地，在一些实施方案中，从另一个相关联的***接收干涉条纹数据，从体现在本地和/或远程存储器设备上的数据库加载干涉条纹数据，等等。
在框5705处，过程5700可以包括基于干涉条纹数据计算至少一个统计度量。
在一些实施方案中，过程5700可以包括计算与干涉条纹数据相关联的总和。该和可以表示图案分布下的面积(例如，作为光学效率的结果接收的总能量)。
在一些实施方案中，过程5700可以包括计算与干涉条纹数据相关联的平均值。该平均值可以表示图案的中心偏移。例如，该平均值可以表示由折射率变化引入的波导的两个模式之间的总路径长度差。
在一些实施方案中，过程5700可以包括计算与干涉条纹数据相关联的标准偏差。标准偏差可以表示图案的宽度，包括样品区域上折射率的变化。
在一些实施方案中，过程5700可以包括计算与干涉条纹数据相关联的偏斜度。偏斜度可表示图案的对称性，包括在波导的两个模式下的任何额外样品响应差。
在一些实施方案中，过程5700可以包括计算与干涉条纹数据相关联的峰度值。峰度值可以表示图案的形状并且识别样品响应的额外离群值(例如，形状为高或平坦的程度)。
在框5707处，过程5700可包括将所述至少一个统计度量与关联于一个或多个所识别媒体的一个或多个统计度量进行比较。
例如，过程5700可以包括将与未标识样品介质的干涉条纹数据相关联的总和与各自与识别参考介质的干涉条纹数据相关联的一个或多个总和进行比较，并且计算一个或多个差。过程5700可以包括确定每个差值是否满足阈值，其细节至少结合图58进行描述。
另外和/或可替代地，过程5700可以包括将与未标识的样品介质的干涉条纹数据相关联的均值与各自与识别的参考介质的干涉条纹数据相关联的一个或多个均值进行比较，并且计算一个或多个差。过程5700可以包括确定每个差值是否满足阈值，其细节至少结合图58进行描述。
另外地或可替代地，过程5700可以包括将与未标识的样品介质的干涉条纹数据相关联的标准偏差与一个或多个标准偏差进行比较，并且计算一个或多个差值，其中每个标准偏差与识别的参考介质的干涉条纹数据相关联。过程5700可以包括确定每个差值是否满足阈值，其细节至少结合图58进行描述。
另外和/或可替代地，过程5700可以包括将与未标识样品介质的干涉条纹数据相关联的偏斜度与一个或多个偏斜度(每个偏斜度与识别参考介质的干涉条纹数据相关联)进行比较，并且计算一个或多个差。过程5700可以包括确定每个差值是否满足阈值，其细节至少结合图58进行描述。
另外和/或可替代地，过程5700可以包括将与未标识样品介质的干涉条纹数据相关联的峰度值与一个或多个峰度值(每个峰度值与识别参考介质的干涉条纹数据相关联)进行比较，并且计算一个或多个差。过程5700可以包括确定每个差值是否满足阈值，其细节至少结合图58进行描述。
另外和/或可替代地，可以使用其他统计度量。
在框5709，过程5700可包括基于至少一个统计度量和一个或多个统计度量来确定样品标识数据。
在一些实施方案中，样品标识数据可以提供未标识的样品介质的身份(例如，样品介质中的病毒类型)。在一些实施方案中，样品标识数据可基于与未标识样品介质的干涉条纹数据相关联的统计度量和一个或多个统计度量之间的差值来确定，每个统计度量与识别参考介质的干涉条纹数据相关联，其细节至少结合图58描述。
在框5711处，过程5700结束。
现在参见图58，示例性方法5800开始于步骤/操作5802。
在框5804处，过程5800可包括确定所述至少一个统计度量与所述一个或多个统计度量之间的差是否满足阈值。
例如，过程5800可以包括确定与未标识的样品介质相关联的总和和与识别的参考介质相关联的总和之间的差是否满足阈值。例如，阈值可以是基于***的误差容限的预定值，并且当差小于阈值时差满足阈值。
另外和/或可替代地，过程5800可以包括确定与未标识的样品介质相关联的均值和与识别的参考介质相关联的均值之间的差是否满足阈值。例如，阈值可以是基于***的误差容限的预定值，并且当差小于阈值时差满足阈值。
另外地或可替代地，过程5800可以包括确定与未标识的样品介质相关联的标准偏差和与识别的参考介质相关联的标准偏差之间的差是否满足阈值。例如，阈值可以是基于***的误差容限的预定值，并且当差小于阈值时差满足阈值。
另外和/或可替代地，过程5800可以包括确定与未标识样品介质相关联的偏斜度和与识别参考介质相关联的偏斜度之间的差是否满足阈值。例如，阈值可以是基于***的误差容限的预定值，并且当差小于阈值时差满足阈值。
另外和/或可替代地，过程5800可以包括确定与未标识的样品介质相关联的峰度值和与识别的参考介质相关联的峰度值之间的差是否满足阈值。例如，阈值可以是基于***的误差容限的预定值，并且当差小于阈值时差满足阈值。
另外和/或可替代地，可以使用其他统计度量。
在框5806处，过程5800可包括响应于确定所述至少一个统计度量与所述一个或多个统计度量之间的差满足阈值而基于与所述一个或多个统计度量相关联的所识别参考介质的识别数据来确定样品标识数据。
例如，如果未标识样品介质的总和与参考介质A的总和之间的差满足其对应的阈值，则过程5800可以包括确定未标识样品介质与参考介质A相关联(例如，未标识样品介质具有与参考介质A相同类型的病毒)。
另外地或可替代地，如果未标识的样品介质的平均值与参考介质A的平均值之间的差值满足其对应的阈值，则过程5800可以包括确定未标识的样品介质与参考介质A相关联(例如，未标识的样品介质具有与参考介质A相同类型的病毒)。
另外地或可替代地，如果未标识的样品介质的标准偏差与参考介质A的标准偏差之间的差满足其对应的阈值，则过程5800可以包括确定未标识的样品介质与参考介质A相关联(例如，未标识的样品介质具有与参考介质A相同类型的病毒)。
另外和/或可替代地，如果未标识样品介质的偏斜度和参考介质A的偏斜度之间的差满足其对应的阈值，则过程5800可以包括确定未标识样品介质与参考介质A相关联(例如，未标识样品介质具有与参考介质A相同类型的病毒)。
另外地或可替代地，如果未标识的样品介质的峰度值与参考介质A的峰度值之间的差满足其对应的阈值，则过程5800可以包括确定未标识的样品介质与参考介质A相关联(例如，未标识的样品介质具有与参考介质A相同类型的病毒)。
在一些示例中，过程5800可以包括确定多于一个差异满足其对应的阈值。在这种示例中，过程5800可以基于与满足阈值的最大数量的统计度量相关联的参考介质来确定身份数据。例如，如果未标识样品介质的统计度量和参考介质A的统计度量之间的差中的三个满足它们对应的阈值，而未标识样品介质的统计度量和参考介质B的统计度量之间的差中的四个满足它们对应的阈值，则过程5800可以确定未标识样品介质与参考介质B相关联。
在框5808处，过程5800结束。
注意，本公开的范围不限于本文的示例。在本公开的一些实施方案中，来自各个附图的特征可以被替换和/或组合。例如，结合图55至图58描述的统计度量可以结合以上结合图47至图54描述的示例过程来使用。例如，统计度量可用于训练以上结合图52描述的样品标识模型。
流体病毒检测可能需要复杂的操作(例如实验室测试)或遭受缓慢的响应时间或有限的灵敏度(例如基于纸的测试)。需要一种简单、快速和准确的临床或公共使用的流体病毒传感器。
根据本公开的各种实施方案，提供了一种基于光束的传感器。通用流体病毒传感器可以基于免疫测定光学地感测流体折射率变化。具有一次性可重复使用的传感器盒的微型设备可以以分钟报告结果。
现在参见图59，提供了集成传感器装置5900的示例性透视顶视图。在图59所示的示例中，示例性打印装置5900可包括打印机盖5901和打印机主体5905。
类似于本文所述的各种示例，波导5903可包括第一表面上的样品开口5907。类似于在此描述的各种样品开口，样品开口5907可以被配置为接收样品介质。
类似于本文所述的各种示例，覆盖层5901可耦合到波导5903。在一些示例中，覆盖层5901和波导5903之间的耦合可以经由至少一个滑动机构来实现。例如，覆盖层5901的横截面可以是类似于字母“n”的形状。滑动防护件可以附接到覆盖层5901的每个支腿的内表面，并且对应的导轨轨道可以附接到波导5903的一个或多个侧表面上。因此，覆盖层5901可在由滑动防护件和导轨限定的第一位置和第二位置之间滑动，其细节在图60A、图60B、图61A和图61B中示出。
重新参见图59，波导5903可以牢固地紧固到衬底层5905。例如，波导5903可以包括输入窗口5909和输出窗口5911。输入窗口5909和输出窗口5911中的每一个都是从衬底层5905的表面突出的肋的形式。波导5903可以卡扣配合在输入窗口5909和输出窗口5911之间，并且光可以通过输入窗口5909行进到波导5903中并且从输出窗口5911离开。因此，输入窗口5909和输出窗口5911可各自提供光行进的光学畅通路径。
在一些实施方案中，衬底层5905可以包括用于温度感测和控制的导热材料。例如，衬底层5905可包括玻璃材料。另外和/或可替代地，流体成像室5905可以包含其他材料。
在一些实施方案中，示例性传感器盒5900可具有1.3英寸的长度、0.4英寸的宽度和0.1英寸的高度。在一些实施方案中，示例性传感器盒5900的尺寸可以是其他值。
现在参考图60A和图60B，提供了示例性传感器盒6000的示例性视图。特别地，示例性传感器盒6000包括覆盖层6006、波导6004和衬底层6002，类似于上述的那些。
在图60A和图60B所示的示例中，覆盖层6006处于第一位置(例如，“打开位置”)。如图所示，当覆盖层6006处于第一位置时，覆盖层6006的开口6008可以与波导6004的开口6010重叠。如上所述，波导6004可以包括用于吸引样品介质中的分子的抗体和/或包括用于温度控制的参考介质。开口6008接收待测试的样品介质，例如缓冲唾液、鼻拭子和咽喉拭子。
现在参考图61A和图61B，提供了示例性传感器盒6100的示例性视图。特别地，示例性传感器盒6100包括覆盖层6105、波导6103和衬底层6101，类似于上述的那些。
在图61A和图61B所示的示例中，覆盖层6105处于第二位置(例如，“关闭位置”)。如图所示，当覆盖层6105处于第二位置时，覆盖层6105的开口6107可以不与波导6103的开口6109重叠。
在一些实施方案中，处于关闭位置的示例性传感器盒6100可***到分析器装置的狭槽中，其细节在本文中描述。
现在参见图62，示出了示例性视图6200。特别地，示例性视图6200示出了示例性传感器盒6202和分析器装置6204。示例性传感器盒6202可类似于本文所述的各种示例性传感器盒。
分析器装置6204可包括用于将传感器盒6202牢固地紧固到分析器装置6204(例如，但不限于，通过卡扣配合机构)的狭槽基座6206。
在一些实施方案中，狭槽基座6206可包括提供温度感测能力的热垫(例如，热垫可包括嵌入其中的一个或多个温度传感器)。热垫可监测和控制传感器盒6202的温度以确保样品反射率的测量精度。
在一些实施方案中，分析器装置6204可包括一个或多个光学窗口(例如，光学窗口6208)，其与槽基底6206的表面垂直布置。当传感器盒6202被***到插槽底座6206上时，光学窗口(例如，光学窗口6208)可以与示例性传感器盒6202的输入窗口对准，使得分析器装置6204可以向示例性传感器盒6202提供光，和/或另一光学窗口(例如，光学窗口6208)可以与示例性传感器盒6202的输出窗口对准，使得分析器装置6204可以接收干涉破坏图案。
在图62所示的示例中，分析器装置6204可包括设置在表面上的光指示器6210，其可指示光学感测结果。例如，指示灯6210可基于分析器装置6204是否准备好、分析器装置6204是否繁忙、是否确定了病毒、是否存在错误等来调整其颜色和/或闪烁。
在一些实施方案中，分析器设备6204可包含安置于其内的多个电路。例如，分析器装置6204可以包括用于分析干涉破坏图案的处理电路。分析仪装置6204可包括用于经由有线或无线手段(诸如经由Wi-Fi、蓝牙和/或类似手段)将分析数据传输到其他装置(诸如移动电话或平板电脑)的通信电路。在一些实施方案中，电路可由适合于无线充电的一个或多个电池供电。
在一些实施方案中，分析器装置6204可被气密地密封，使得其是气密的。特别地，通过传感器盒6202和分析器装置6204之间的光学窗口的光学接口可以减少对有线连接的需要，同时使得分析器装置6204能够被气密地密封以便于灭菌。
在一些实施方案中，分析器装置6204可包括用于对分析器装置6204的表面进行灭菌的内置内部反射自动UV灭菌器。例如，UV灭菌器可设置在分析器装置6204内。如上所述，分析器装置6204可以无线地传送数据，因此提供非接触操作并且降低污染的风险。
现在参考图63A、图63B和图63C，示出了已经***到分析仪装置6303中的示例性传感器盒6301的示例性视图。特别地，图63A示出了示例性透视图，图63B示出了示例性俯视图，并且图63C示出了示例性侧视图。
在一些实施方案中，分析器设备6303可具有80毫米的长度、40毫米的宽度及10毫米的高度。在一些实施方案中，分析器设备6303的大小可具有其他值。
注意，本公开的范围不限于本文的示例。在本公开的一些实施方案中，来自各个附图的特征可以被替换和/或组合。例如，与包括如图10至图13所示的滑动盖(例如，滑动机构)的样品测试设备相关的各种特征可在上述示例性传感器盒中实施。
整合的空气传播病毒检测可以在现场提供早期警告。例如，集成的空气传播病毒检测***可以被集成到HVAC***或AC单元中。然而，由于空气中病毒的潜在低浓度水平，在检测空气传播病毒中存在技术挑战，并且具有高病毒检测灵敏度的高气溶胶取样效率的要求可能限制用于检测空气传播病毒的护理点装置的应用。因此，需要一种提供实时病毒检测能力的紧凑型气溶胶病毒检测装置。
一些静电除尘器气溶胶采样器可包括高压电极、栅极接地和液体收集器。由于电网接地要求，这样的采样器可能在实现中受到限制。在本公开的各种实施方案中，集成传感器可使用波导作为静电除尘器的一部分，以消除上述电除尘器中的接地栅格需求。例如，波导的金属顶部可以在没有液体收集器和/或流体***的情况下直接收集气溶胶颗粒以使收集效率最大化。
一些波导干涉仪可以具有非导电电介质顶表面，该非导电电介质顶表面具有用不透明氧化物掩蔽的非窗口区域，并且样品介质可以通过添加在波导干涉仪顶部上的流体来递送。在本公开的各种实施方案中，集成静电除尘器波导可在顶表面处包括用于非窗口区域屏蔽的金属层，而不需要额外的工艺。金属层可以连接到***地并且用作静电除尘器地。气溶胶样品可以直接沉积在感测表面上，而没有额外的空气-液体界面，从而最小化收集效率损失并且改善检测准确度。
因此，本公开的各种实施方案中的样品测试设备的直接接口设计可允许在单个芯片实验室结构上进行生物气溶胶颗粒收集、生化病毒结合和病毒检测。样品测试设备的空气流动隧道可以提供由波导的顶表面上的正电极和金属层(也称为接地网格层)形成的电场。静电沉淀可以将空气传播的生物气溶胶推到波导的顶表面。波导上的预涂抗体可以结合并固定特定病毒颗粒，并且波导可以基于折射率变化来检测病毒。
根据本公开的各种实施方案，示例性样品测试设备可包括波导(例如，双模波导干涉仪传感器)和采样器部件(例如，静电气溶胶采样器)。采样器部件可以提供静电流隧道，其可以将空气传播的病毒结合到波导的表面。在一些实施方案中，采样器部件可实现生物气溶胶的紧凑场收集。在一些实施方案中，波导可以提供芯片实验室结构，以基于由于空气传播的病毒引起的潜在折射率变化来检测病毒。
现在参考图64A、图64B和图64C，示出了示例性样品测试设备6400。
如图64A和图64B所示，示例性样品测试设备6400可包括波导6401和采样器部件6403。
在一些实施方案中，覆盖构件6403可设置在基底6401的第一表面305上。在一些示例中，采样器部件6403可以通过一个或多个紧固机构和/或附接机构设置在波导6401的顶表面上，包括但不限于化学手段(例如，诸如胶之类的粘合材料)、机械手段(例如，诸如焊接、卡扣配合、永久和/或非渗透紧固件之类的一个或多个机械紧固件或方法)和/或适当手段。
在图64A所示的示例中，采样器部件6403的横截面可以是类似于英文字母表中的倒置字母“U”的形状。这样，采样器部件6403可以提供允许空气流过的流动隧道6407。在一些实施方案中，流动隧道可以是静电流动隧道。现在参考图65A和图65B，示出了示例性流量感测装置6500的至少一部分的示例性视图。
图65A示出了沿着示例性样品测试设备6500的宽度的示例性样品测试设备6500的示例性横截面图。示例性样品测试设备6500可包括设置在波导6503的顶表面上的采样器部件6501。在图65A所示的示例中，激光安全壳体6501可包括安全盖6505。在一些实施方案中，阳极元件6505可呈可带正电的电极的形式。在一些实施方案中，波导6503的顶表面可以包括连接到地的层。这样，阳极元件6505和波导6503的顶表面可以在流动隧道中产生电场。
现在参考图65B，其示出了沿着示例性样品测试设备6500的长度的示例性样品测试设备6500的另一个示例性横截面图。当空气流过流动隧道时(例如，在箭头所示的方向上)，由阳极元件6505和波导6503的顶表面产生的电场可导致流动隧道内的气溶胶被吸引到或结合到波导6503的顶表面上。
重新参见图64A和图64B，采样器部件6403可包括类似于上述阳极元件6505的阳极元件6405。例如，阳极元件6405和波导6401的顶表面可以在采样器部件6403的流动隧道6407内产生电场，并且流动隧道6407中的气溶胶可以被吸引到或结合到波导6401的顶表面上。
在一些实施方案中，阳极元件6405可嵌入在取样器部件6403内。例如，阳极元件6405可以嵌入在采样器部件6403的中心中间部分中。在一些实施方案中，阳极元件6405可与流动隧道6407中的空气接触。
现在参见图64C，示出了示例性可变聚焦透镜装置6400的示例性侧视图。特别地，图64C示出了与波导6401相关联的各个层。
例如，波导6401可以包括硅衬底层6411。波导6401可包括设置在硅衬底层6411顶部上的SiO2包覆层6413。波导6401可包括设置在SiO2包覆层6413顶部上的Si3N4波导芯层6415(其可提供一个或多个波导元件)。波导6401可以包括设置在Si3N4波导芯层6415顶部上的SiO2平面层6417。波导6401可以包括设置在SiO2平面层6417的顶部上的多晶硅遮光层6419(其可以屏蔽杂散光)。波导6401可以包括设置在多晶硅遮光层6419顶部上的SiO2包覆层窗口层6421。波导6401可以包括设置在SiO2包覆窗口层6421的顶部上的铝网格层6423(其可以连接到地)。
为了保护飞机乘客免受空气传播病毒(例如但不限于SARS-COV-II)的侵害，需要提供对飞机机舱中的空气的有效、实时监测以检测空气传播病毒。
根据本公开的病毒实施方案，可以在对飞行操作具有最小影响的情况下在飞机机舱中部署空气传播生物气溶胶病毒传感器。在一些实施方案中，气载生物气溶胶病毒传感器可以是***式装置的形式，其可以被添加到AC出口(例如，靠近座椅底部的AC出口)以监测飞机机舱的空气中的生物气溶胶。这样，可以利用实时监视和控制来提高飞行安全性。
现在参考图66A、图66B、图66C和图66D，示出了示例性样品测试设备6600。特别地，示例性样品测试设备6600可提供上述气载生物气溶胶病毒传感器。
现在参考图66A，示例性样品测试设备6600可包括壳体部件6601。
在一些实施方案中，壳体部件6601可包括多个气流打开元件6605，从而允许空气循环到样品测试设备6600中，其细节在本文中描述。
在一些实施方案中，壳体部件6601可包括设置在前表面上的电源插座元件6607。如上所述，样品测试设备6600可***到AC插座中。当另一装置***到电源插座元件6607中时，电源插座元件6607可将电力从AC插座传递到另一装置。
现在参照图66B，示例性样品测试设备6600可包括基部部件6603。如图所示，壳体部件6601可以牢固地紧固到基部部件6603。
如上所述，示例性样品测试设备6600可***AC插座中。在图66B所示的示例中，基部部件6603可以包括电源插头元件6609。当电源插头元件6609***到AC插座中时，电力可从AC插座流到样品测试设备6600，并且可为样品测试设备6600供电。如上所述，壳体部件6601可包括设置在前表面上的电源插座元件6607。在这种示例中，示例性样品测试设备6600还可以将电流传递到***到电源插座元件6607中的另一设备。
现在参见图66C，示出了示例性可变聚焦透镜装置6600的示例性侧视图。
在一些实施方案中，示例性样品测试设备6600可包括设置在基部部件6603的内表面上的鼓风机元件6611。在一些实施方案中，鼓风机元件6611可包括产生气流的一个或多个装置，例如但不限于风扇。在一些实施方案中，送风机元件6611可以对应于壳体部件6601上的气流打开元件6605的位置定位在基部部件6603上。在这种示例中，当鼓风机元件6611通电并且在操作中时，鼓风机元件6611可以产生气流，其中空气可以通过气流打开元件6605流入样品测试设备6600中，在样品测试设备6600内行进(其细节在本文中描述)，并且通过开口(例如，通过气流打开元件6605和/或另一开口)从样品测试设备6600离开。
现在参见图66D，其示出了集成传感器装置6603的分解图。
如上所述，鼓风机元件6611可设置在基部部件6603的内表面上。气溶胶采样器部件6613可连接到鼓风机元件6611以从空气中采样气溶胶。
例如，气溶胶采样器部件6613可提供允许空气从鼓风机元件6611流到示例性波导6619上的通道。在一些实施方案中，气溶胶采样器部件6613可产生电场以将气溶胶结合或吸引到波导6619，类似于本文所述的那些。
在一些实施方案中，光源6615可以通过集成光学部件6617向波导6619提供输入光。
与上述类似，光源6615可以被配置为产生、产生、发射和/或触发光(包括但不限于激光光束)的产生、产生和/或发射。光源6615可以耦合到集成光学部件6617，并且光可以从光源6615行进到集成光学部件6617。与上述类似，集成光学部件6617可以将光准直、偏振和/或耦合到波导6619。例如，集成光学部件6617可以设置在波导6619的顶表面上，并且可以引导光通过波导6619的输入开口。
在一些实施方案中，样品测试设备6600可包括设置在波导6619的顶表面上的透镜部件6621。例如，透镜部件6621可以至少部分地与波导6619的输出开口重叠，使得从波导6619离开的光可以穿过透镜部件826。
在一些示例中，透镜部件6621可以包括一个或多个光学成像透镜，诸如但不限于具有球面的一个或多个透镜、具有抛物面的一个或多个透镜和/或类似物。在一些示例中，透镜部件6621可以朝向成像部件6623重新引导和/或调整从波导6619出射的光的方向。例如，感测隔膜6623可设置在第二构件6603的内表面上。
与上述类似，成像部件6623可以被配置为检测干涉条纹图案。例如，成像部件6623可以包括一个或多个成像器和/或图像传感器(诸如集成的1D、2D或3D图像传感器)。图像传感器的各种示例可包含(但不限于)接触图像传感器(CIS)、电荷耦合装置(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器、光电检测器、一个或多个光学部件(例如，一个或多个透镜、滤波器、反射镜、分束器、偏光器等)、自动聚焦电路、运动跟踪电路、计算机视觉电路、图像处理电路(例如，被配置为处理图像以用于改进的图像质量、减小的图像大小、增加的图像传输位速率等的一个或多个数字信号处理器)、检验器、扫描仪、相机、任何其他合适的成像电路或其任何组合。
在一些实施方案中，成像部件6623可以电耦合到传感器板元件6625。在一些实施方案中，传感器板元件6625可包括电路，诸如但不限于处理器电路、存储器电路和通信电路。
例如，处理器电路可以经由总线与存储器电路通信以传递数据/信息，包括由成像部件6623生成的数据。存储器203为非暂态的，并且可包括例如一个或多个易失性和/或非易失性存储器。处理器电路可以执行本文描述的一个或多个示例方法以基于由成像部件6623生成的数据来检测病毒的存在。
在一些实施方案中，当处理器电路确定空气中存在病毒时，处理器电路可以生成警告信号。处理器电路可以通过总线将警告信号传递到通信电路，并且通信电路可以经由有线或无线装置(例如，Wi-Fi)将警告信号发送到另一设备(例如，飞机上的中央控制器)。
在一些实施方案中，基于警告信号，可以采取一个或多个动作。例如，飞机上的中央控制器可以调节飞机中的气流以清除病毒。另外和/或可替代地，中央控制器可以在显示器上呈现警告消息，并且一个或多个机组人员可以开始消毒飞机和/或更换波导6619。
虽然以上描述提供了示例性控制器设备的示例，但是需注意，本公开的范围不限于以上描述。在一些示例中，示例性样品测试设备6600可在其他环境和/或情形中实现。
根据本公开的各种实施方案，多通道波导可同时测试多个流体样品以提供具有多个参考的准确结果，这可能需要将多个流体高度同步地递送和控制到流体盖中。然而，提供多种流体的同步输送和控制在技术上是有挑战性的。例如，一些***可以利用多个泵，其中每个泵被配置为将一种类型的流体(例如，用于测试的样品介质、用于参考的已知参考介质等)递送到一个流动通道中。为了同时将多种流体(例如样品介质和/或参考介质)递送到不同的通道，这样的***可能需要连接到泵的一个或多个分流器和/或缸。然而，实施多个分离器和/或缸的***可能导致通道之间的流体(诸如样品介质和/或参考介质)的非均匀递送，从而导致测试结果的差异并且为样品测试提供不可靠的解决方案。
根据本公开的各种实施方案，提供了一种用于分析流体样品的方法。在一些实施方案中，单个泵连续递送缓冲溶液，所述缓冲溶液连续流过多个流动通道。每个流动通道形成在流体盖、流动通道板和波导之间。在一些实施方案中，将多种流体(包括样品介质和参考介质)预加载和/或注入到单泵多通道流体学***的阀中。在一些实施方案中，当进行样品介质的测试时，切换阀以将流体(例如但不限于样品介质、参比介质和/或类似物)***通过流动通道的缓冲溶液流中。在一些实施方案中，基于用于切换不同阀的定时来预定阀与流动通道之间的管道长度，使得每个流动通道将同时接收流体，从而为测试和进一步分析提供更准确的结果。
因此，根据本公开的实施例，示例性单泵多通道流体学***可以在相同压力、相同温度下以相同流速向所有通道提供缓冲溶液。在一些实施方案中，可提供多个阀(每个阀通过缓冲回路连接到流动通道)以用于将流体(诸如但不限于样品介质、参考介质)注入到示例单泵多通道流体学***，该示例单泵多通道流体学***可保证所有注入流体的一致体积。在一些实施方案中，通过基于阀和流动通道之间的缓冲回路的长度来同步用于切换阀的定时，提供相同时间的流体感测和分析准确度。
现在参见图67A和图67B，示出了与示例性打印装置6700的示例性部分相关联的各种示例性图。在图67A和图67B所示的示例中，示例阀是2-配置6-端口阀。
特别地，图67A示出了处于第一配置的示例性阀6700，并且图67B示出了处于第二配置的示例性阀6700。在一些实施方案中，示例性阀6700可包括第一端口6701、第二端口6702、第三端口6703、第四端口6704、第五端口6705和第六端口6706。
在图67A所示的示例中，当处于第一配置时，第一端口6701和第二端口6702在示例性阀6700内连接。换句话说，当处于第一配置中时，流体可以通过第一端口6701流入示例性阀6700并且通过第二端口6702流出示例性阀6700，或者可以通过第二端口6702流入示例性阀6700并且通过第一端口6701流出示例性阀6700。
类似地，当在第一配置中时，第三端口6703和第四端口6704在示例性阀6700内连接。换句话说，当在第一配置中时，流体可以通过第三端口6703流入示例性阀6700中并且通过第四端口6703流出示例性阀6700，或者可以通过第四端口6704流入示例性阀6700中并且通过第三端口6704流出示例性阀6700。
类似地，当在第一配置中时，第五端口6705和第六端口6706在示例性阀6700内连接。换句话说，当在第一配置中时，流体可以通过第五端口6705流入示例性阀6700中并且通过第六端口6706流出示例性阀6700，或者可以通过第六端口6706流入示例性阀6700中并且通过第五端口6705流出示例性阀6700。
在图67B所示的示例中，当处于第二配置时，第一端口6701和第六端口6706在示例性阀6700内连接。换句话说，当处于第二配置中时，流体可以通过第一端口6701流入示例性阀6700并且通过第六端口6706流出示例性阀6700，或者可以通过第六端口6706流入示例性阀6700并且通过第一端口6701流出示例性阀6700。
类似地，当处于第二配置中时，第三端口6703和第二端口6702在示例性阀6700内连接。换句话说，当处于第二配置中时，流体可以通过第三端口6702流入示例性阀6700并且通过第二端口6702流出示例性阀6700，或者可以通过第二端口6703流入示例性阀6700并且通过第三端口6703流出示例性阀6700。
类似地，当处于第二配置中时，第五端口6705和第四端口6704在示例性阀6700内连接。换句话说，当处于第二配置中时，流体可以通过第五端口6705流入示例性阀6700中并且通过第四端口6704流出示例性阀6700，或者可以通过第四端口6704流入示例性阀6700中并且通过第五端口6705流出示例性阀6700。
在图67A和图67B所示的示例中，无论示例性阀6700处于第一配置(图67A)还是第二配置(图67B)，第一端口6701总是通过样品回路6708连接到第四端口6704。换句话说，当处于第一配置或第二配置时，流体可以流入第一端口6701，通过样品回路6708，并且流出第四端口6704，或者可以流入第四端口6704，通过样品回路6708，并且流出第一端口6701。
在一些实施方案中，示例性阀6700可通过第二端口6702接收流体。
例如，在图67A所示的第一配置中，第二端口6702可以连接到流体源，该流体源被配置成将流体(例如但不限于样品介质或参考介质)注入到示例性阀6700中。如上所述，在第一配置中，第二端口6702连接到第一端口6701，该第一端口又连接到样品环路6708。因此，流体可流过样品回路6708并到达第四端口6704。如上所述，在第一配置中，第四端口6704连接到第三端口6703。这样，流体可以通过第三端口6703离开阀6700。
在示例性流体被注入到第二端口6702和样品回路6708中同时示例性阀6700处于第一配置之后，示例性阀6700可以被切换到如图67B中所示的第二配置。如上所述，在第二配置中，第四端口6704连接到第五端口6705。在一些实施方案中，第五端口6705可通过缓冲回路从泵或从前一流动通道接收缓冲溶液，其细节在本文中描述。
如上所述，第五端口6705连接到第四端口6704，该第四端口又连接到样品环路6708。这样，在示例性阀6700切换到第二配置之后，从第五端口接收的缓冲溶液在第四端口6704处与样品回路6708中的示例性流体混合。如上所述，在第二配置中，第四端口6704连接到第五端口6705。这样，流体可以通过第六端口6706离开示例性阀6700，该第六端口可以连接到流动通道，其细节在本文中描述。
现在参考图68，示出了示例性单泵多通道流体学***6800。
在图68所示的示例中，示例性单泵多通道流体学***6800包括将缓冲溶液递送至一个或多个流动通道(包括但不限于第一流动通道6808、第二流动通道6816…最后的流动通道6824)的泵6802。在一些实施方案中，示例性单泵多通道流体学***6800的一个或多个流动通道串联连接。例如，第一流动通道6808通过第二阀6812连接到第二流动通道6816，如图68所示。在一些实施方案中，使用单个泵(代替多个泵)提供跨不同流动通道的相同流速的技术优点。
在一些实施方案中，示例性单泵多通道流体学***可包括一个或多个阀。在一些实施方案中，一个或多个阀中的每一个可以将流动通道连接到泵，或者可以连接两个流动通道。在图68所示的示例中，第一阀6804连接到泵6802和第一流动通道6808，第二阀6812连接到第一流动通道6808和第二流动通道6816等。
在一些实施方案中，为了操作图68中所示的示例性单泵多通道流体学***6800，缓冲溶液可通过泵6802被提供到一个或多个流动通道(例如，第一流动通道6808、第二流动通道6816…最后的流动通道6824)，并且示例流体(例如，但不限于，样品介质或参考介质)可通过一个或多个阀(例如，第一阀6804、第二阀6812…最后的阀6820)提供到一个或多个流动通道(例如，第一流动通道6808、第二流动通道6816…最后的流动通道6824)。
根据本公开的实施例，提供了操作示例性单泵多通道流体***6800的示例性方法。
在一些实施方案中，示例性方法可包括切换示例性单泵多通道流体学***6800的一个或多个阀(例如，第一阀6804、第二阀6812…最后的阀6820)至第一配置。如上所述，在第一配置中，阀的第五端口连接到阀的第六端口，而第一端口通过样品回路连接到第四端口。
在一些实施方案中，示例性方法可包括通过泵6802将缓冲溶液注入第一阀6804。在一些实施方案中，示例性泵6802连接到第一阀6804的第五端口。在一些实施方案中，第一阀6804的第六端口连接到第一流动通道6808。如上所述，在第一构造中，第一阀6804的第五端口连接到第一阀6804的第六端口。这样，缓冲溶液从示例性泵6802流过第一阀6804，并流到第一流动通道6808。
如上所述，第一流动通道6808经由一个或多个部件连接到第二流动通道6816。在图68所示的示例中，第一流动通道6808连接到第一缓冲回路6810，该第一缓冲回路又连接到第二阀6812，该第二阀又连接到第二流动通道6816。在一些实施方案中，第一缓冲回路6810的长度可基于将第二阀6812从第一配置切换到第二配置的定时来确定，其细节在本文中描述。
与上述类似，第二阀6812的第六端口连接到第二流动通道6816。如上所述，在第一构造中，第二阀6812的第五端口连接到第二阀6812的第六端口。这样，缓冲溶液从第一缓冲回路6810流过第二阀6812，并流到第二流动通道6816。
在一些实施方案中，一组或多组阀和流动通道可以串联连接，使得缓冲溶液可以从示例性泵6802通过各种流动通道流到最后的缓冲回路6818。与上述类似，最后一个缓冲回路6818连接到最后一个阀6820上，该阀又连接到最后一个流动通道6824上。在一些实施方案中，最后流动通道6824是示例性单泵多通道流体学***6800的一系列流动通道中的最后流动通道。
在一些实施方案中，当第一阀6804处于第一配置中时，示例性方法还包括通过第一阀6804的第二端口向第一阀6804提供第一流体(例如但不限于样品介质或参考介质)。如上所述，当第一阀6804处于第一配置时，第一阀6804的第二端口连接到第一阀6804的第一端口，并且第一阀6804的第一端口通过第一样品环路6806连接到第一阀6804的第四端口。因此，第一流体可流入第一样品回路6806中。
另外地或替代地，当第二阀6812处于第一配置中时，示例性方法还包括通过第二阀6812的第二端口向第二阀6812提供第二流体(例如但不限于样品介质或参考介质)。如上所述，当第二阀6812处于第一配置中时，第二阀6812的第二端口连接到第二阀6812的第一端口，并且第二阀6812的第一端口通过第二样品环路6814连接到第二阀6812的第四端口。这样，第二流体可流入第二样品环路6814中。
另外和/或可替代地，当最后一个阀6820处于第一配置时，示例性方法还包括通过最后一个阀6820的第二端口将最后一个流体(例如但不限于样品介质或参考介质)提供到最后一个阀6820。如上所述，当最后一个阀6820处于第一配置时，最后一个阀6820的第二端口连接到最后一个阀6820的第一端口，并且最后一个阀6820的第一端口通过最后一个采样回路6822连接到最后一个阀6820的第四端口。这样，最后的流体可以流入最后的样品回路6822中。
在一些实施方案中，示例性方法还包括将第一阀6804从第一配置切换到第二配置。如上所述，在第一阀6804从第一配置切换到第二配置之后，第一阀6804的第一端口不再连接到第一阀6804的第二端口。相反，当第一阀6804处于第二配置时，第一端口连接到第一阀6804的第六端口，并且第五端口连接到第一阀6804的第四端口。这样，在第一阀6804被切换到第二配置之后，缓冲溶液可以通过第五端口(当第一阀6804处于第二配置时，第五端口连接到第四端口)被连续地注入到第一阀6804。随后，缓冲溶液可离开第四端口并流过第一样品回路6806。
如上所述，第一样品环路6806连接到第一端口并且可以包含第一流体。缓冲溶液可与第一流体合并并流向第一端口。如上所述，当第一阀6804处于第二配置时，第一端口连接到第六端口，并且缓冲溶液可以通过第六端口离开第一阀6804。如上所述，第一阀6804的第六端口连接到第一流动通道6808，并且具有第一流体的缓冲溶液可以流过第一流动通道6808。
如上所述，在缓冲溶液离开第一流动通道6808之后，缓冲溶液可进一步流过第一缓冲回路6810。在一些实施方案中，示例性方法还包括将第二阀6812从第一配置切换到第二配置。
如上所述，在第二阀6812从第一配置切换到第二配置之后，第二阀6812的第一端口不再连接到第二阀6812的第二端口。相反，当第二阀6812处于第二配置时，第一端口连接到第二阀6812的第六端口，并且第五端口连接到第二阀6812的第四端口。这样，在第二阀6812切换到第二配置之后，缓冲溶液可以通过第五端口(当第二阀6812处于第二配置时，第五端口连接到第四端口)从第一缓冲回路6810流到第二阀6812。随后，缓冲溶液可离开第四端口并流过第二样品回路6814。
如上所述，第二样品环路6814连接到第一端口并且可以包含第二流体。缓冲溶液可与第二流体合并并流向第一端口。如上所述，当第二阀6812处于第二配置时，第一端口连接到第六端口，并且缓冲溶液可以通过第六端口离开第二阀6812。如上所述，第二阀6812的第六端口连接到第二流动通道6816，并且具有第二流体的缓冲溶液可以流过第二流动通道6816。
在一些实施方案中，第一缓冲回路6810可使得缓冲溶液和第一流体的混合物能够在缓冲溶液和第二流体的混合物进入第二流动通道6816的同时进入第一流动通道6808。在一些实施方案中，第一缓冲回路6810可防止第一流体与第二流体混合。为了实现上述目的，可以至少部分地基于将第一阀6804从第一配置切换到第二配置的时间与将第二阀6812从第一配置切换到第二配置的时间之间的时间段来计算第一缓冲回路6810的长度。例如，长度L第一缓冲器回路6810的可基于以下等式来计算：
在上述例子中T是第一阀6804从第一构造切换到第二构造的时刻与第二阀6812从第一构造切换到第二构造的时刻之间的时间段。Q是通过泵6802注入缓冲溶液的流速。r是第一缓冲回路6810的半径。如上述公式中所述，长度L在将第一阀6804从第一配置切换到第二配置的时间与将第二阀6812从第一配置切换到第二配置的时间之间的时间段期间，第一缓冲回路6810的体积等于流量除以第一缓冲回路6810的横截面积。在一些实施方案中，长度L在第二阀6812从第一配置切换到第二配置之后，第一缓冲回路6810的任一个防止已经与第一流体混合(并且离开第一流动通道6808)的缓冲溶液与第二流体相互作用，同时使得缓冲溶液和第一流体的混合物能够在缓冲溶液和第二流体的混合物进入第二流动通道6816的同时进入第一流动通道6808。
在一些实施方案中，示例性单泵多通道流体学***6800还包括串联连接的一个或多个附加阀，并且示例性方法还包括顺序地切换一个或多个附加阀中的每一个。
例如，如图68所示，示例性单泵多通道流体学***6800还包括最后缓冲回路6818。最后的缓冲回路6818将倒数第二个流动通道连接到最后的阀6820，并且最后的阀6820连接到最后的流动通道6824。在一些实施方案中，示例性方法还包括将最后一个阀6820从第一配置切换到第二配置。如上所述，在最后一个阀6820从第一配置切换到第二配置之后，最后一个阀6820的第一端口不再连接到最后一个阀6820的第二端口。相反，当最后一个阀6820处于第二配置时，第一端口连接到最后一个阀6820的第六端口，并且第五端口连接到最后一个阀6820的第四端口。这样，在最后一个阀6820被切换到第二配置之后，缓冲溶液可以从最后一个缓冲回路6818通过第五端口(当最后一个阀6820处于第二配置时，第五端口连接到第四端口)流到最后一个阀6820。随后，缓冲溶液可离开第四端口并流过最后的样品回路6822。如上所述，最后的样品环路6822连接到第一端口并且可以包含最后的流体。缓冲溶液可以与最后的流体合并，并流向第一端口。如上所述，当最后一个阀6820处于第二配置时，第一端口连接到第六端口，并且缓冲溶液可以通过第六端口离开最后一个阀6820。如上所述，最后的阀6820的第六端口连接到最后的流动通道6824，并且缓冲溶液可以流过最后的流动通道6824。
在一些实施方案中，最后缓冲回路6818可以使得缓冲溶液和倒数第二流体的混合物能够在缓冲溶液和倒数第二流体的混合物进入最后流动通道6824的同时进入倒数第二流动通道。在一些实施方案中，最后缓冲回路6818可防止倒数第二个流体与最后一个流体混合。为了实现上述目的，可以至少部分地基于将倒数第二个阀从第一配置切换到第二配置的时间与将倒数第二个阀6820从第一配置切换到第二配置的时间之间的时间段来计算最后一个缓冲回路6818的长度。例如，长度L最后一个缓冲器环路6818的可基于以上等式来计算。
因此，根据本公开的各种实施方案，示例单泵多通道流体学***6800使得能够将多种流体同步递送到它们对应的流动通道中。
现在参考图69A和图69B，示出了示例性流量感测装置6900的至少一部分的示例性视图。具体地说，图69A示出了示例性水平运输设备6900的示例性透视图，并且图69B示出了示例性水平运输设备6900的示例性俯视图。
如图69A和图69B所示，多通道波导装置6900可包括固定到多通道波导6905的流体盖6907。在一些实施方案中，多通道波导设备6900包括设置在隔热基部6903的顶表面上的多通道波导6905。在一些实施方案中，多通道波导6905基于上述波导的一个或多个示例。例如，多通道波导6905可包括一个或多个样品通道和/或一个或多个参考通道，类似于上述那些通道。在一些实施方案中，隔热基底6903防止环境温度干扰多通道波导6905，类似于上文描述的各种隔热部件。
在图69A和图69B所示的示例中，流体盖6907通过一个或多个螺钉(例如但不限于螺钉6909A、螺钉6909B、螺钉6909C、螺钉6909D)固定到多通道波导6905。例如，流体盖6907可包括一个或多个螺纹孔(诸如但不限于螺纹孔6913A、螺纹孔6913C、螺纹孔6913D)，并且一个或多个螺钉中的每一个可穿过一个或多个螺纹孔，其中螺纹孔内侧上的螺纹与螺钉的螺纹啮合。
在一些实施方案中，流动通道板6915可定位在流体盖6907与多通道波导6905之间。特别地，流动通道板6915可以包括蚀刻在流动通道板6915的表面上的一个或多个沟槽。当流动通道板6915定位在流体盖6907下面时，流体盖6907的底表面和一个或多个沟槽形成一个或多个流动通道。当流动通道板6915定位在多通道波导6905上时(例如，基于本文所述的一种或多种对准技术)，一个或多个流动通道中的每一个可定位在多通道波导6905的样品通道中的一个或参考通道中的一个的上方。在一些实施方案中，入口管和出口管可以连接到每个流动通道，使得样品介质、参考介质和/或缓冲溶液可以通过入口管流到每个流动通道并且通过出口管从每个流动通道离开。
例如，入口管6911A可以***穿过流体盖6907并且连接到流动通道板6915上的流动通道的第一端，并且出口管6911B可以***穿过流体盖6907并且连接到流动通道板6915上的流动通道的第二端。在该示例中，样品介质或参考介质可从入口管6911A流过流动通道，并从出口管6911B流出。在一些实施方案中，入口管6911A连接到阀的第六端口，类似于上文所述的那些。在一些实施方案中，出口管6911B连接到缓冲回路，类似于上文所描述的那些。
另外地或可替代地，入口管6911C可以***穿过流体盖6907并且连接到流动通道板6915上的流动通道的第一端，并且出口管6911D可以***穿过流体盖6907并且连接到流动通道板6915上的流动通道的第二端。在该示例中，样品介质或参考介质可从入口管6911C流过流动通道，并从出口管6911D流出。在一些实施方案中，入口管6911C连接到阀的第六端口，类似于上文所述的那些。在一些实施方案中，出口管6911D连接到缓冲回路，类似于上述缓冲回路。
另外地或可替代地，入口管6911E可以***穿过流体盖6907并且连接到流动通道板6915上的流动通道的第一端，并且出口管6911F可以***穿过流体盖6907并且连接到流动通道板6915上的流动通道的第二端。在该示例中，样品介质或参考介质可从入口管6911E流过流动通道，并从出口管6911F流出。在一些实施方案中，入口管6911E连接到阀的第六端口，类似于上文所描述的那些。在一些实施方案中，出口管6911F连接到缓冲回路，类似于上文所描述的那些。
现在参考图70A、图70B、图70C和图70D，示出了与示例性流动通道板7000相关联的示例性视图。特别地，图70A示出了流动通道板7000的示例性透视图，图70B示出了流动通道板7000的示例性俯视图，图70C示出了流动通道板7000的示例性侧视图，并且图70D示出了流动通道板7000的另一示例性侧视图。
在图70A、图70B、图70C和图70D所示的示例中，示例性流动通道板7000包括第一流动通道7002、第二流动通道7004和第三流动通道7006。如上所述，第一流动通道7002、第二流动通道7004和第三流动通道7006中的每一个都形成在流动通道板7000的表面上的蚀刻沟槽与流体盖的底表面(示例流动通道板7000定位在其下方)之间。
如图70B所示，在一些实施方案中，第一流动通道7002和/或第三流动通道7006可具有16厘米的长度L2。在一些实施方案中，第二流动通道7004可具有21厘米的长度L1。在一些实施方案中，示例性流动通道板7000可具有25.6厘米的长度L3。在一些实施方案中，示例性流动通道板7000可具有5.3厘米的宽度W2。在一些实施方案中，第一流动通道7002与第二流动通道7004之间的距离W1(和/或第二流动通道7004与第三流动通道7006之间的距离)为0.9厘米。在一些实施方案中，一个或多个上述测量值可以是其他值。
如图70C所示，在一些实施方案中，流动通道的端部的直径D3为0.6厘米。在一些实施方案中，直径D3可以是其他值。
如图70D中所示，在一些实施方案中，每个流动通道的蚀刻深度D1为0.2厘米。在一些实施方案中，示例性套筒构件7000的宽度为0.5毫米。在一些实施方案中，一个或多个上述测量值可以是其他值。
现在参考图71和图72，提供了图示示例测试结果的示例图。特别地，图71中示出的图7100图示了包含噪声的示例原始信号，并且图72中示出的图7200图示了已经去除噪声的示例经处理的信号。
如图71和图72所示，示出了来自三个流动通道的示例信号。例如，图71的曲线7101图示了由示例成像部件基于检测第一流动通道中的样品介质或参考介质而生成的示例原始信号，并且图72的曲线7202图示了基于来自第一流动通道的原始信号的示例经处理信号。作为另一示例，图71的曲线7103图示了由示例成像部件基于检测第二流动通道中的样品介质或参考介质而生成的示例原始信号，并且图72的曲线7204图示了基于来自第二流动通道的原始信号的示例经处理的信号。作为另一示例，图71的曲线7105图示了由示例成像部件基于检测第三流动通道中的样品介质或参考介质而生成的示例原始信号，并且图72的曲线7206图示了基于来自第三流动通道的原始信号的示例经处理的信号。
在图71和图72所示的示例中，三个通道的示例可允许使用至少第一参考介质作为负参考(例如，蒸馏水)和第二参考介质作为正参考(例如，靶向病毒替代物)来测试样品介质。例如，样品介质、第一参考介质和第二参考介质可以分别是第一流体、第二流体和第三流体，其可以分别注入到单泵多通道流体学***的第一阀、第二阀和第三阀。可使用泵将缓冲溶液注入单泵多通道流体***中。
在一些实施方案中，三种不同的流体(例如，一种样品介质和两种参考介质)可以在阀被切换之后行进通过三个流动通道。在一些实施方案中，来自三个流动通道的信号可用于基于使用阴性和阳性参考的处理来定量地提供测试结果。当在相同条件下执行多通道测试时，可通过处理来自不同通道的信号来消除共同噪声及变化(例如感测***热、结构改变及漂移)，如图72的图7200中所展示。
虽然以上描述提供了示例性流动通道的示例性尺寸，但是应当注意，本公开的范围不限于以上描述。例如，在一些实施方案中，单个流动通道可以在示例性流动通道板中实施，并且单个流动通道可以定位在波导的顶部上以覆盖波导中的一个或多个样品通道和/或一个或多个参考通道。在一些实施方案中，更多流动通道可与不同目标替代物一起布置以在一个测试中具有多个结果。在一些实施方案中，可以在每个通道中布置多个传感器以提供误差校正和噪声降低。在一些实施方案中，可添加掩埋感测区以提供绝对参考，从而利用来自周围环境的信号来补偿传感器信号变化。
如上所述，根据本公开的实施方案的示例性样品测试设备可以实现向波导发射激光光束的光源。注意到，基于光波导的器件在各种应用中得到使用，从生物传感到量子计算到通信和数据处理。在这些应用中的一些中，波导是***的永久部分。但是在其他应用中，特别是在生物传感应用中，它们可能需要是可移除的和一次性的，这提出了一些技术挑战，因为激光在其可以被使用之前通常必须被正确地耦合到波导中。将激光正确地耦合到波导通常需要将波导对准到激光的焦点(或对准到光纤或光已经被限制在其中的另一波导)到几微米内。这种要求可以超出机械部件的机加工或制造所能达到的公差。
因此，波导需要在其被******中之后主动地与光源对准。然而，手动对准可能是耗时的并且需要熟练的操作者。此外，与正常使用相关的各种冲击和振动(例如，将设备放置在桌子上，用肘部撞击它，在附近运行的响亮的机器)可能使波导相对于光源移动至少几微米，需要重复对准过程。
根据本公开的各种实施方案，提供了一种激光对准***，其提供激光到波导的自动对准。例如，本公开的各种实施方案可包括即使在激光源最初与波导严重未对准时也可向自动对准***提供信号的特征。本发明的各种实施方案可通过提供反馈信号(其可用于校正漂移)而允许在对准期间使用较低成本致动器(其可随时间漂移)。
本公开的各种实施方案可提供优于其他***的各种技术优点，包括但不限于即使当激光器与波导严重未对准时也提供反馈。本公开的各种实施方案与在连续主动伺服控制过程中使用的廉价、高漂移致动器兼容。
根据本公开的各种实施方案，提供了一种示例性装置。示例性方法可以包括在波导芯片上图案化至少一些光学特征，以及在波导芯片安装在其中的保持器上图案化一些光学特征。在一些实施方案中，当激光源在光学特征之一上发射激光时，光学特征可以引起激光的重定向(例如，仅高空间频率或低空间频率的光被重定向)和/或其特性的改变(例如，光强度的改变)。在一些实施方案中，如上所述的成像部件(诸如相机像素阵列或一个或多个光电二极管)可以定位在特定位置处以检测激光。在一些实施方案中，照相机像素阵列或一个或多个光电二极管可以将检测到的激光转换成信号，该信号可以被传输到处理器。基于该信号，处理器可以向致动器或马达发送控制信号以移动光源，使得光源与波导正确地对准(另外地或可替代地，移动波导，使得波导与光源正确地对准)。
例如，基于该信号，处理器可以向致动器或马达发送控制信号，指示光源应当在“水平”维度上(例如在波导芯片的平面中)沿哪个方向移动。在一些实施方案中，激光可从图案化到波导自身中的光栅耦合器重新引导，使得即使激光源最初在水平维度上远未对准，激光源也可重新对准到通向光栅耦合器的波导。在一些实施方案中，光栅耦合器可将这些激光垂直地重定向到相机像素阵列或一个或多个光电二极管上，且当激光源与波导芯片的一侧对准时所得信号与当激光源与波导芯片的另一侧对准时所得信号不同。这样，由照相机像素阵列或一个或多个光电二极管生成的信号可以指示激光源(或波导芯片)需要以哪种方式移动以正确地对准(例如，对准到被配置成接收激光并将其引导到波导芯片的输入耦合器)。
另外，或可替代地，在“垂直”维度上(例如，在垂直于波导芯片的平面中)，信号从芯片下方的底座的部分反射到一个或多个光电二极管或相机像素阵列上与从芯片上方的底座的部分反射到一个或多个光电二极管或相机像素阵列上不同。
现在参考图73A、图73B和图73C，示出了示例图，其示出了在垂直维度上将激光源与波导芯片对准的示例方法。特别地，图73A、图73B和图73C中示出的示例方法可以基于由相机像素阵列检测到的信号在垂直方向上将激光源与波导芯片对准。在一些实施方案中，本文中所说明的示例可提供许多技术优点，包含(但不限于)提供针对背景光污染的稳健对准、适应激光强度变化且避免来自杂散反射或散射的干扰。
在图73A、图73B和图73C所示的示例中，示出了波导安装件7301、包括多个层(例如，第一层7303和第二层7305)的波导芯片以及流体盖7307。在一些实施方案中，波导芯片安装在波导安装件7301的顶表面上。在一些实施方案中，流体盖7307安装在波导芯片的顶表面上。在一些实施方案中，第二层7305安装在第一层7303的顶表面上。
在一些实施方案中，波导安装座7301和波导芯片可具有反射激光的不同反射率。例如，波导安装座7301可以具有95％的反射率。另外和/或可替代地，波导芯片的第一层7303可以包括硅并且具有40％的反射率。另外，或者可替代地，波导芯片的第二层7305可以包括具有4％反射率的氧化硅。
现在参照图73A，在一些实施方案中，示例性方法可包括将激光源7309瞄准波导座7301。特别地，激光源7309可以发射激光，并且激光可以行进通过分束器7311和准直器7313，类似于以上描述的那些。由于激光源7309对准波导安装件7301，并且波导安装件7301具有95％的反射率，波导安装件7301可以将激光反射回分束器7311，并且分束器7311将激光在垂直维度上向上重新导向成像部件7317(例如，照相机像素阵列)。
在一些实施方案中，示例性方法可以包括基于倾斜和/或倾斜分束器7311来最大化由成像部件7317检测到的激光的亮度。
在一些实施方案中，示例性方法可以包括使激光源7309在竖直维度上向上移动。在图73A所示的示例中，激光源7309、分束器7311和准直器7313固定在激光器壳体7315内并且彼此对准。在一些实施方案中，激光器壳体7315可移动地定位在竖直支撑壁7321上。例如，激光器外壳7315可以附接到一个或多个滑动机构(例如，上述的滑动器/轨道机构)，并且激光器外壳7315在一个或多个滑动机构上的位置由一个或多个致动器或马达控制(例如，致动器或马达可以控制滑动器在轨道上的位置)。如上所述，致动器或马达由处理器控制，并且示例性方法可以包括将控制信号从处理器传输到致动器或马达，使得激光源7309在竖直维度上向上移动。
在一些实施方案中，一个或多个水平支撑壁(例如，水平支撑壁7319和水平支撑壁7323)设置在竖直支撑壁7321的内表面上。在图73A、图73B和图73C所示的示例中，成像部件7317安装在水平支撑壁7319上。
在一些实施方案中，示例性方法可包括通过处理器使激光源或从其折射或反射的光学元件在垂直维度上移动，直到检测到来自表面的背反射功率的变化。在一些实施方案中，波导嵌入其中的电介质的特征反射率可用作指示激光何时入射到该膜上的信号。例如，当激光源7309在垂直维度上继续向上移动时，由激光源7309发射的激光到达第一层7303。如上所述，与波导支架7301的95％的反射率相比，第一层7303具有40％的反射率。这样，当激光源7309在竖直维度上从瞄准波导安装件7301向上移动到瞄准第一层7303时，由成像部件7317接收的光变暗。
在一些实施方案中，当激光源7309继续在垂直维度上向上移动时，由激光源7309发射的激光到达第二层7305，如图73B所示。如上所述，与第一层7303的40％的反射率相比，第二层7305具有4％的反射率。这样，当激光源7309在垂直维度上从瞄准第一层7303到瞄准第二层7305向上移动时，由成像部件7317接收的光变暗。
在一些实施方案中，一旦由激光源7309发射的激光到达第二层7305，成像部件7317就可由于从在第二层7305处蚀刻的光栅耦合器反射的激光而检测光栅耦合器点。在一些实施方案中，从光栅耦合器反射的激光穿过安装在成像部件7317上的准直器7316，从而形成由成像部件7317检测到的一个或多个光栅耦合器光斑。
在一些实施方案中，一旦成像部件检测到一个或多个光栅耦合器点，示例性方法还包括使激光源7309的竖直运动停止，并且启动激光源7309的水平运动。在一些实施方案中，一旦一个或多个光栅耦合器点出现，处理器可以确定激光源7309在垂直维度上正确对准，并且可以开始激光源在水平维度上的对准。至少结合图74、图75A和图75B进一步描述与水平维度上的对准相关联的细节。
在一些实施方案中，当激光源7309在竖直维度上连续地向上移动时，激光源7309可能无意地从瞄准第二层7305移动到瞄准流体覆盖物7307，如图73C所示。在一些实施方案中，流体盖7307可包括在表面上的附加光栅。当激光源7309向流体盖7307发射激光时，成像部件7317可由于由流体盖7307的表面上的附加光栅重新引导的激光而检测附加光斑。在一些实施方案中，当激光瞄准第二层7305时，这些额外的光点出现在与由成像部件检测到的光栅耦合器光点不同且远离的位置处。基于这些位置，处理器可以确定激光源7309已经向上移动并且经过第二层7305，并且可以使得激光源7309在竖直维度上向下移动。
现在参见图2A，示出了示例性激光打印机7402的示例性框图。特别地，示例性俯视图7400示出了示例性波导芯片7402上的示例性光栅耦合器图案，其可以促进如上所述的激光源在水平维度上的对准。
在图74所示的示例中，示例性波导芯片7402可以包括光学通道7404，其对应于当激光源被正确地对准时激光源应当瞄准的正确通道(例如，波导的样品通道或参考通道)。在一些实施方案中，流体盖7405可设置在示例性波导芯片7402的顶表面上。
在一些实施方案中，示例性波导芯片7402可包括一个或多个附加的对准通道，诸如但不限于对准通道7406、对准通道7408、对准通道7410、对准通道7412、对准通道7414和对准通道7416。
在一些实施方案中，每个对准通道可包括蚀刻在对准通道上的一个或多个光栅耦合器(例如，对准通道7406的光栅耦合器7418)。在一些实施方案中，每个光栅耦合器以特定空间频率重新引导激光。如上所述，被重定向的激光还可以形成如成像部件所检测到的一个或多个光栅耦合器点。这样，基于检测到的光栅耦合器点的空间频率，处理器可以引起激光源在水平维度上的移动，使得激光源与波导芯片正确地对准。
在图74所示的示例中，光学通道7404可以将波导芯片7402划分为两侧：在光学通道7404的第一侧上蚀刻一个或多个对准通道(包括对准通道7406、对准通道7408、对准通道7410)，而在光学通道7404的第二侧上蚀刻一个或多个对准通道(包括对准通道7412、对准通道7414、对准通道7416)。在一些实施方案中，在光学通道7404的第一侧上蚀刻的对准通道可以包括光栅耦合器，该光栅耦合器以与来自在光学通道7404的第二侧上蚀刻的对准通道的光栅耦合器重定向激光的空间频率不同的空间频率重定向激光。
例如，对准通道7406、对准通道7408、对准通道7410可以包括以低空间频率重新引导激光的光栅耦合器，并且对准通道7412、对准通道7414、对准通道7416可以包括以高空间频率重新引导激光的光栅耦合器。
现在参考图75A和图75B，示出了示出在水平维度上将激光源与波导芯片对准的示例方法的示例图。特别地，图75A和图75B中示出的示例性方法可以基于由相机像素阵列检测到的信号在水平维度上将激光源与波导芯片对准。
类似于以上结合图74描述的波导芯片7402，图75A和图75B中示出的波导芯片7503可以包括光学通道7511，其对应于当激光源被正确地对准时激光源应当瞄准的正确通道(例如，波导的样品通道或参考通道)。示例性波导芯片7503可包括一个或多个附加的对准通道，例如但不限于定位在光学通道7511的第一侧上的对准通道7505、对准通道7507和对准通道7509，以及定位在光学通道7511的第二侧上的对准通道7513、对准通道7515和对准通道7517。
与上述类似，对准通道7505、对准通道7507和对准通道7509可以以高空间频率重新引导激光，而对准通道7513、对准通道7515和对准通道7517可以以低空间频率重新引导激光。在一些实施方案中，对准通道7505、对准通道7507和对准通道7509、对准通道7513、对准通道7515和对准通道7517中的每一个可以以不同的空间频率重新引导激光。
在一些实施方案中，示例性方法可包括使激光源或从其折射或反射的光学元件在由从形成在一个或多个波导中的光栅衍射的光的图案所指示的方向上在水平维度上移动到目标区域的任一侧以耦合到主功能波导或波导的主通道中。在一些实施方案中，如本文所述，在目标区域的一侧上的光栅的位置或空间频率不同于另一侧。例如，激光源7501可以通过致动器或马达在水平维度上移动，并且成像部件可以检测一个或多个光栅耦合器点，如上所述。例如，当成像部件检测到具有高空间频率的一个或多个光栅耦合器点时，处理器可以确定激光源7501已经向左侧移动得太远，并且可以使激光源7501向右侧移动，如图75A所示。如本文所使用的，“左”和“右”的相对侧是基于从激光从激光源7501朝向波导芯片7503的方向观察。作为另一示例，当成像部件检测到具有低空间频率的一个或多个光栅耦合器点时，处理器可以确定激光源7501已经向右侧移动得太远，并且可以使激光源7501向左侧移动，如图75B所示。在一些实施方案中，对准通道7505、对准通道7507和对准通道7509、对准通道7513、对准通道7515和对准通道7517中的每一个可以以不同的空间频率重新引导激光。在这样的实施方案中，处理器可以基于检测到的空间频率来确定激光源7501的位置，并且可以使激光源7501相应地移动。在一些实施方案中，处理器可使激光源在水平维度上连续移动，直到激光源7501在水平维度上正确地对准为止。
现在参考图76A、图76B和图76C，示出了示例图，其示出了在垂直维度上将激光源与波导芯片对准的示例方法。特别地，图76A、图76B和图76C中示出的示例性方法可以基于由一个或多个光电二极管检测到的信号在垂直方向上将激光源与波导芯片对准。
在图76A、图76B和图76C所示的示例中，示出了波导安装件7601、包括多个层(例如，第一层7603和第二层7605)的波导芯片以及流体盖7607。在一些实施方案中，波导芯片安装在波导安装件7601的顶表面上。在一些实施方案中，流体盖7607安装在波导芯片的顶表面上。在一些实施方案中，第二层7605安装在第一层7603的顶表面上。
在一些实施方案中，波导安装座7601和波导芯片可具有反射激光的不同反射率。例如，波导安装座7601可以具有95％的反射率。另外和/或可替代地，波导芯片的第一层7603可以包括硅并且具有40％的反射率。另外，或者可替代地，波导芯片的第二层7605可以包括具有4％反射率的氧化硅。
现在参考图76A，在一些实施方案中，示例性方法可以包括将激光源7609瞄准波导安装座7601。特别地，激光源7609可以发射激光，并且激光可以行进通过分束器，类似于上述那些分束器。由于激光源7609对准波导安装件7601，并且波导安装件7601具有95％的反射率，波导安装件7601可以基于分束器7611反射激光，并且分束器7611将激光在垂直维度上向上重定向到光电二极管7616。
在一些实施方案中，示例性方法可以包括使激光源7609在竖直维度上向上移动。在图76A所示的示例中，激光源7609和分束器7611固定在激光器外壳7615内并且彼此对准。在一些实施方案中，激光器壳体7615可移动地定位在竖直支撑壁7621上。例如，激光器外壳7615可以附接到一个或多个滑动机构(例如，上述的滑动器/轨道机构)，并且激光器外壳7615在一个或多个滑动机构上的位置由一个或多个致动器或马达控制(例如，致动器或马达可以控制滑动器在轨道上的位置)。如上所述，致动器或马达由处理器控制，并且示例性方法可以包括将控制信号从处理器传输到致动器或马达，使得激光源7609在竖直维度上向上移动。
在一些实施方案中，一个或多个水平支撑壁(例如，水平支撑壁7619和水平支撑壁7623)设置在竖直支撑壁7621的内表面上。在图76A、图76B和图76C所示的示例中，一个或多个光电二极管7614安装在水平支撑壁7619上。
在一些实施方案中，随着激光源7609在垂直维度上继续向上移动，由激光源7609发射的激光到达第一层7603。如上所述，第一层7603具有40％的反射率(与波导安装座7601的95％反射率相比)。这样，当激光源7609在竖直维度上从瞄准波导支架7601向上移动到瞄准第一层7603时，由光电二极管7616接收的光变得更暗。
在一些实施方案中，当激光源7609继续在垂直维度上向上移动时，由激光源7609发射的激光到达第二层7605，如图76B所示。如上所述，与第一层7603的40％的反射率相比，第二层7605具有4％的反射率。这样，当激光源7609在垂直维度上从瞄准第一层7603到瞄准第二层7605向上移动时，由光电二极管7616接收的光变暗。
在一些实施方案中，处理电路可基于检测到的反射率确定激光源7609正瞄准第二层7605。
现在参见图77，示出了示例性方法7700。特别地，示例图7700示出了反射回的信号功率(例如，如图76A至图76C中所示的光电二极管7616所检测到的)与激光源(例如，激光源7609)在垂直维度上的位置之间的示例关系。
在示例图7700中，背反射信号功率的示例阈值被设置为4％，其对应于第二层的反射率。在一些实施方案中，可通过将由光电二极管检测到的光信号的功率除以由激光源发射的光的功率来计算背反射信号功率。在一些实施方案中，实现功率监控二极管以区分激光功率变化和反射率变化。
在一些实施方案中，当检测到的背反射信号功率高于4％时，处理器可以使激光源在垂直维度上向上移动(如图76A所示)。当检测到的背反射信号功率低于4％时，处理器可以使激光源在垂直维度上向下移动(如至少结合图76C进一步详细描述的)。在一些实施方案中，当检测到的背反射信号功率为大约4％(例如，在15um内)时，处理器确定激光源在垂直方向上正确地对准。
重新参见图76B，在一些实施方案中，一旦处理器确定激光源7609正瞄准第二层7605，示例性方法还包括使激光源7609的竖直运动停止，并且启动激光源7609的水平运动。在一些实施方案中，处理器可确定激光源7609在垂直维度上正确对准，且可开始激光源在水平维度上的对准。至少结合图78、图79A和图79B进一步描述与水平维度上的对准相关联的细节。
在一些实施方案中，当激光源7609在竖直维度上连续地向上移动时，激光源7609可能无意地从瞄准第二层7605移动到瞄准流体覆盖物7607，如图76C所示。在一些实施方案中，流体盖7607可具有低反射率，并且光电二极管7616可检测很少至没有反射光，指示低于阈值的背反射信号功率，如图77中所示。在此示例中，处理器可确定激光源7609已过于向上移动且通过第二层7605，且可致使激光源7609在垂直维度上向下移动。
现在参见图78，示出了示例性激光打印机7802的示例性俯视图7800。特别地，示例性俯视图7800示出了示例性波导芯片7802上的示例性光栅耦合器图案，其可以促进如上所述的激光源在水平维度上的对准。
在图78所示的示例中，示例性波导芯片7802可以包括光学通道7804，其对应于当激光源被正确地对准时激光源应当瞄准的正确通道(例如，波导的样品通道或参考通道)。在一些实施方案中，流体盖7805可设置在示例性波导芯片7802的顶表面上。
在一些实施方案中，示例性波导芯片7802可包括一个或多个附加的对准通道，诸如但不限于对准通道7806、对准通道7808、对准通道7810、对准通道7812、对准通道7814和对准通道7816。在一些实施方案中，每个对准通道可包括蚀刻在对准通道上的一个或多个光栅耦合器(例如，对准通道7806的光栅耦合器7818)。
在图78所示的示例中，光学通道7804可以将波导芯片7802分成两侧：在光学通道7804的第一侧上蚀刻一个或多个对准通道(包括对准通道7806、对准通道7808、对准通道7810)，而在光学通道7804的第二侧上蚀刻一个或多个对准通道(包括对准通道7812、对准通道7814、对准通道7816)。在一些实施方案中，在光学通道7804的第一侧上蚀刻的对准通道可包括光栅耦合器，所述光栅耦合器以与在光学通道7804的第二侧上的对准通道中的光栅耦合器的相应位置不同的方式定位于其相应对准通道中。
例如，对准通道7806、对准通道7808和对准通道7810可以包括与对准通道7812、对准通道7814和对准通道7816中的光栅耦合器的位置相比更靠近激光源定位的光栅耦合器。如上所述，每个光栅耦合器可重定向激光(例如，在垂直维度上向上)。在一些实施方案中，一个或多个光电二极管被定位在每个光栅耦合器上方以接收从每个光栅耦合器反射的激光。在一些实施方案中，基于一个或多个光电二极管中的哪一个检测到反射的激光，处理器可以在水平维度上对准激光源。
现在参照图79A和图79B，示出了示出在水平维度上将激光源与波导芯片对准的示例方法的示例图。特别地，图79A和图79B中示出的示例性方法可以基于由一个或多个光电二极管检测到的信号在水平维度上将激光源与波导芯片对准。
类似于以上结合图78描述的波导芯片7802，图79A和图79B中示出的波导芯片7903可以包括光学通道7911，其对应于当激光源被正确地对准时激光源应当瞄准的正确通道(例如，波导的样品通道或参考通道)。示例性波导芯片7903可包括一个或多个附加的对准通道，例如但不限于定位在光学通道7911的第一侧上的对准通道7905、对准通道7907和对准通道7909，以及定位在光学通道7911的第二侧上的对准通道7913、对准通道7915和对准通道7917。
如图79A和图79B所示，与对准通道7913、对准通道7915和对准通道7917的光栅耦合器的位置相比，对准通道7905、对准通道7907和对准通道7909的光栅耦合器定位成更靠近激光源7901。在一些实施方案中，一个或多个光电二极管可以定位在对准通道7905、对准通道7907和对准通道7909的光栅耦合器上方，并且一个或多个光电二极管可以定位在对准通道7913、对准通道7915和对准通道7917的光栅耦合器上方。
在一些实施方案中，激光源7901可通过致动器或马达在水平维度上移动，并且一个或多个光电二极管可检测如上所述的一个或多个信号。例如，当定位在对准通道7907的光栅耦合器上方的一个或多个光电二极管检测到反射的激光时，处理器可以确定激光源7901已经向左侧移动得太远，并且可以使激光源7051向右侧移动，如图79A所示。如本文所使用的，“左”和“右”的相对侧是基于从激光从激光源7901朝向波导芯片7903的方向观察。作为另一示例，当定位在对准通道7913的光栅耦合器上方的一个或多个光电二极管检测到反射的激光时，处理器可以确定激光源7901已经向右侧移动得太远，并且可以使激光源7901向左侧移动，如图79B所示。在一些实施方案中，处理器可以使得激光源在水平维度上连续地移动，直到激光源7901基于没有光电二极管检测到任何反射激光而被正确地对准。
在一些实施方案中，提供了用于将激光源与波导芯片对准的示例方法。在一些实施方案中，当在垂直维度或水平维度上将激光源与波导对齐时，致动器或马达可以使得激光源在由处理器确定的方向上进行大约100um的移动步长，并且当基于上述示例满足阈值时(例如，当空间频率改变时或当光电二极管检测到反射光时)停止。在一些实施方案中，本发明的示例可接合精细控制马达。另外和/或可替代地，当在垂直维度或水平维度上将激光源与波导对齐时，致动器或马达可以使得激光源在由处理器确定的方向上连续地扫掠，直到越过目标阈值。一旦越过目标阈值，处理器可使激光源沿相反方向移动，直到再次越过目标阈值。可重复此过程以确定用于对准激光源的最佳位置(例如，越过目标阈值的确切位置)。
与样品测试(例如，当测试所收集样品中病毒的存在时)相关的许多技术挑战之一是假阴性或假阳性读数。例如，在抗原或分子测试中，需要鉴定和消除假阴性读数。当样品(例如，通过拭子或呼吸/气溶胶取样装置收集)的测试结果为阴性时，确定结果是否为阴性(因为所收集的样品中没有病毒含量)或确定结果是否为阴性(因为已收集的样品量不足)可能是具有挑战性的。
本公开的各种实施方案可克服上述技术挑战。例如，在用于病毒测试的呼吸气溶胶的样品收集期间，所收集的样品可包含一种或多种天然存在于呼吸气溶胶中的蛋白质、生物化学品或酶，而不管是否存在病毒含量(例如不管呼吸气溶胶是否与病毒接触)。可以分析所收集的样品中这些蛋白质、生物化学品和/或酶的浓度水平，这可以提供用于确定是否已经收集了足够量的样品的基础。因此，本公开的各种实施方案可减少或消除报告假阴性结果的可能性。
现在参见图80，示出了示例性方法8000。特别地，示例图8000示出了样品介质沿箭头8008所示的方向流过波导的流动通道8002。例如，波导可以被配置为接收包括生物内容物的非病毒指示物和生物内容物的病毒指示物的样品介质。
在一些实施方案中，所收集的样品介质可以包含生物成分的病毒指示物8004和生物成分的非病毒指示物8006两者。在本公开中，术语“生物成分的病毒指示物”是指所收集的样品中的蛋白质/生化品/酶，其指示所收集的样品中待由样品测试设备检测的生物成分的存在。生物成分的病毒指示物的示例可包括但不限于待由样品测试设备检测的病毒、与待由样品测试设备检测的病毒相关联的蛋白质片段和/或与病毒状态或状况相关联的生物标志物。术语“生物成分的非病毒指示物”是指总是存在于所收集的样品中的蛋白质/生物化学品/酶，而不管待由样品测试设备检测的生物成分是否存在于所收集的样品中。生物成分的非病毒指示物的示例可包括但不限于总是存在于呼气中的某些氨基酸、某些挥发性有机化合物和/或类似物。
现在参见图81，示出了示例性方法8100。特别地，示例性方法8100示出利用最小活浓度的蛋白质、生物化学品和/或酶来确定是否已经收集了足够量的样品。一旦在收集的样品中确认了最小浓度，就可以确定已经收集了足够量的样品用于精确测试。
示例方法8100在步骤/操作8101处开始并且进行到步骤/操作8103。在步骤/操作8103，示例性方法8100包括检测所收集的样品中的生物成分的非病毒指示物和/或确定所收集的样品中的生物成分的非病毒指示物的浓度水平。
在一些实施方案中，示例性方法8100可实施根据本公开的各种样品测试设备以检测所收集样品中的生物成分的非病毒指示物。例如，可将所收集的样品提供至本文所述的流动通道。在一些实施方案中，流动通道可以被配置为检测生物成分的非病毒指示物的浓度水平。作为一个示例，流动通道可以检测所收集的样品在所收集的样品中包含0.5质量/毫升的生物成分的非病毒指示物。
重新参见图81，在步骤/操作8105处，示例性方法8100包括确定生物成分的非病毒指示物的浓度水平是否满足阈值。
在一些实施方案中，可以基于待测试的生物成分的非病毒指标和/或生物成分的病毒指标来确定阈值。例如，如果生物成分的非病毒指示物的类型在采集的样品中通常具有1质量/毫升之间的浓度水平，则阈值可以被设定为1质量/毫升。作为另一个示例，如果检测生物成分的病毒指示物的类型需要生物成分的非病毒指示物处于至少2质量每毫升的浓度水平，则可以基于2质量每毫升的浓度水平来调整阈值。
在一些实施方案中，可基于收集多个样品并计算样品中生物成分的非病毒指示物的平均或平均浓度水平来确定阈值。在一些实施方案中，可在2维空间中确定物***置。
重新参见图81，如果在步骤/操作8105，生物成分的非病毒指示物的浓度水平满足阈值，则示例性方法8100进行到步骤/操作8107。在步骤/操作8107，示例性方法8100包括检测生物内容物的病毒指示物的量。
继续以上示例，如果阈值是0.2质量/毫升，并且在步骤/操作8103检测到的生物成分的非病毒指示物的浓度水平是0.5质量/毫升，则生物成分的非病毒指示物的浓度水平满足阈值。换句话说，已经收集了足够量的样品以确保精确的测试。
在一些实施方案中，示例性方法8100可实施根据本公开的各种样品测试设备以检测所收集的样品中生物成分的病毒指示物的量。例如，可将所收集的样品提供至本文所述的流动通道。在一些实施方案中，流动通道可以被配置为检测生物内容物的病毒指示物的浓度水平。
重新参见图81，如果在步骤/操作8105，生物成分的非病毒指标的量不满足阈值，则示例性方法8100进行到步骤/操作8109。在步骤/操作8109，示例性方法8100包括发送警告信号。
继续以上示例，如果阈值是每毫升1质量，并且在步骤/操作8103检测到的生物成分的非病毒指示物的浓度水平是每毫升0.5质量，则生物成分的非病毒指示物的浓度水平不满足阈值。换句话说，没有收集到足够量的样品。
在一些实施方案中，警告信号可由处理器产生并传输到显示装置(例如但不限于计算机显示器)。例如，警告信号可以使得显示装置呈现警告用户没有收集到足够量的样品和/或测试结果可能不准确的消息。在一些实施方案中，用户可以丢弃所收集的样品，并且可以启动新样品的收集。
重新参见图81，在步骤/操作8107和/或步骤/操作8109之后和/或响应于该步骤/操作，示例性方法8100前进至步骤/操作8111。
现在参见图82，示出了示例性方法8200。特别地，示例性方法8200示出了利用生物成分的非病毒指示物的浓度水平来促成不同收集的样品中生物成分的病毒指示物的比较浓度水平。
示例方法8200在步骤/操作8202处开始并且进行到步骤/操作8204。在步骤/操作8204处，示例性方法8200包括检测多个收集的样品中生物成分的非病毒指示物的浓度水平。
类似于上文结合图81的至少步骤/操作8103描述的那些，在一些实施方案中，示例性方法8200可实施根据本公开的各种样品测试设备以检测所收集的样品中的生物内容物的非病毒指示物的浓度水平。
例如，示例性方法8200可确定第一收集的样品包含0.8质量/毫升的生物成分的非病毒指示物，并且第二收集的样品包含1.8质量/毫升的生物成分的非病毒指示物。
在步骤/操作8206处，示例性方法8200包括检测多个收集的样品中生物成分的病毒指示物的浓度水平。
类似于上文结合图81的至少步骤/操作8107所描述的那些，在一些实施方案中，示例性方法8200可实施根据本公开的各种样品测试设备以检测所收集样品中生物内容物的病毒指示物的浓度水平。
例如，示例性方法8200可确定第一收集样品包含0.4质量/毫升的生物成分的病毒指示物，并且第二收集样品包含0.6质量/毫升的生物成分的病毒指示物。
重新参见图82，在步骤/操作8208处，示例性方法8200包括计算多个收集的样品中生物成分的病毒指示物的比较浓度水平。
在本公开中，术语“生物成分的病毒指示物的相对浓度水平”是指基于多个收集样品中的生物成分的非病毒指示物的浓度水平，多个收集样品中的收集样品中的生物成分的病毒指示物的归一化浓度水平。在一些实施方案中，生物成分的非病毒指示物的浓度水平可作为标准用于标准化不同收集的样品中生物成分的病毒指示物的浓度水平。在一些实施方案中，生物成分的病毒指示物的比较浓度水平可基于以下等式计算：
在上式中Cc代表生物成分的病毒指示物的相对浓度水平Cv代表生物成分的病毒指示物的浓度水平，和Cnv代表生物成分的非病毒指示物的浓度水平。
从上述示例继续，第一个收集的样品具有0.8质量/毫升的非病毒生物成分指示物和0.4质量/毫升的病毒生物成分指示物。因此，第一采集样品的生物成分的病毒指示物的比较浓度水平为0.5。第二个收集的样品具有1.8质量/毫升的非病毒生物成分指示物和0.6质量/毫升的病毒生物成分指示物。因此，第二收集样品的生物成分的病毒指示物的比较浓度水平为0.33。在这种示例中，第一收集的样品具有比第二收集的样品更高的生物成分的病毒指示物的相对浓度水平，这表明第一收集的样品可以比第二收集的样品更具传染性。
重新参见图82，在步骤/操作8208之后，示例性方法8100前进至步骤/操作8210。
许多多通道波导照明遭受技术挑战，诸如但不限于导致通道之间的非均匀性激光器的输入分束器、低光效率、高输入功率要求等。例如，信道数量越多，照亮这些信道所需的总输入功率就越高，并且所需的总输入功率可能太高而不实用。因此，需要一种用于多通道波导的替代光输入方法。
在本公开的各种实施方案中，样品测试设备(诸如多通道波导生物传感器)可同时检测多种病毒类型以有效地克服与检测病毒变体相关联的技术挑战。在一些实施方案中，示例性样品测试设备(诸如扫描多通道波导生物传感器)使用扫描通过每个波导通道的激光束，以向波导通道提供输入。利用扫描激光束输入，一次仅照射一个通道，这确保了激光束到波导中每个通道的输入功率是相同的。因此，本公开的各种实施方案提供了向多个通道提供具有相同功率的激光束输入的机制。在一些实施方案中，示例性样品测试设备(诸如扫描多通道波导生物传感器)可提供具有俯仰和滚动控制(可选地连同压电致动器)的线扫描，这可满足多通道波导输入对准要求。因此，本公开的各种实施方案提供了提供低成本解决方案的电磁扫描和对准控制。除了诸如输入功率效率之类的各种优点之外，一次向一个通道提供激光还消除了相邻通道之间的串扰和不想要的干扰，这提供了改善低浓度生物检测的灵敏度的干净信号。
现在参考图83A至图83E，图示了与样品测试设备8300相关联的各种示例视图。具体地，图83A示出了示例性打印装置8300的示例性透视图。
图83B示出了样品测试设备8300的另一个示例性透视图。图83C示出了示例性模块保持器8300的示例性侧视图。图83D示出了示例性模块保持器8300的示例性顶视图。图83E示出了沿着图83C中所示的线A-A'沿箭头所示的方向观察的样品测试设备8300的示例性横截面图。
现在参考图83A和图83B，示例性样品测试设备8300包括波导平台8301。在一些实施方案中，瞄准控制基座8303和波导基座8317设置在波导平台8301的顶表面上。在一些实施方案中，瞄准控制基座8303邻近波导基座8317设置。
在一些实施方案中，激光源8305设置在瞄准控制基座8303的顶表面上。在一些实施方案中，激光源8305可包括被配置成发射激光束的激光二极管，类似于本文所述的那些。在一些实施方案中，来自激光源8305的激光二极管的激光用准直透镜8307准直，如图83E中所示。在一些实施方案中，准直激光束被扫描元件8309(其可以包括电磁扫描镜)反射以形成线扫描激光束。在一些实施方案中，扫描激光束用各种透镜(例如f-θ透镜)重新聚焦。例如，如图83A、图83B、图83D和图83E所示，扫描激光束被聚焦透镜8311重新聚焦，随后被场镜8313重新聚焦。
在一些实施方案中，扫描元件8309安装在瞄准控制基座8303上。在一些实施方案中，瞄准控制基座8303可包括用于瞄准控制基座8303的俯仰控制和滚动控制的至少两个电磁致动器(诸如电磁致动器8327和电磁致动器8329)。在一些实施方案中，电磁致动器可调节瞄准控制基座8303的节距和滚动，使得从扫描元件8309反射的激光束可与波导8331的输入端对准。
例如，现在参照图83C，瞄准控制基座8303可包括***瞄准控制基座8303的顶部8337的底表面与瞄准控制基座8303的底部8339的顶表面之间的轴承球8335。在这种示例中，诸如激光源8305和扫描元件8309a的部件设置在瞄准控制基座8303的顶部8337的顶表面上。另外和/或可替代地，每个电磁致动器可以包括在顶部部分8337和底部部分8339之间的保持弹簧。在一些实施方案中，保持弹簧被配置成在给定位置处调节顶部部分8337与底部部分8339之间的距离。例如，(电磁致动器8329的)保持弹簧8341和(电磁致动器8327的)保持弹簧8345中的每一个可调节顶部部分8337与底部部分8339之间在其相应位置处的距离，从而调节瞄准控制基座8303的俯仰和滚动。
另外和/或可替代地，瞄准控制基座8303可包括一个或多个压电致动器，该一个或多个压电致动器被配置成调整瞄准控制基座8303相对于波导基座8317的位置。
在一些实施方案中，波导基底8317包括具有多个通道的波导8331。在一些实施方案中，多通道波导可包括多个通道，所述多个通道可被布置成用于负参考通道8333A、样品通道8333B和阳性参考通道8333C的三组。与上述类似，每一组包括开放窗口通道和/或埋入参考通道。例如，样品通道8333B可包括开口窗口通道，其涂覆有用于在一个测试中检测多种病毒变体的各种目标抗体。在一些实施方案中，负参考通道8333A和阳性参考通道8333C包括掩埋参考通道，其被预先布置以提供实时参考以消除可能导致波导信号变化和漂移的热干扰和结构干扰，从而确保低浓度病毒检测的高灵敏度，类似于上文所描述的那些。
在一些实施方案中，重新聚焦的扫描光束从通道到通道照射波导8331。在图83D所示的例子中，扫描光束可以照射通道8333A，然后照射通道8333B，然后照射通道8333C。在一些实施方案中，扫描元件8309被配置为调整来自激光源8305的激光束的角度以形成扫描光束，其细节在本文中描述。
在一些实施方案中，样品测试设备8300还包括流体盖8319。与上述类似，流体盖8319设置在波导基部8317的顶表面上，从而形成多个流动通道。在一些实施方案中，流动通道中的每一个可包括至少一个入口(例如，入口8321A)和至少一个出口(例如，出口8321B)，至少一个入口被配置成接收样品并将样品提供到流动通道，至少一个出口被配置成从流动通道排出样品。
在一些实施方案中，多个流动通道中的每一个设置在波导8331的通道(负参考通道、样品通道和/或阳性参考通道)中的至少一个的顶部上。例如，现在参考图83D，在一些实施方案中，负参考通道8333A覆盖有不具有来自对应流动通道的病毒的参考介质。在一些实施方案中，样品通道8333B覆盖有来自相应流动通道的用于检测的样品介质。在一些实施方案中，阳性参考通道8333C覆盖有来自对应流动通道的目标病毒替代物。
在一些实施方案中，样品测试设备8300还包括成像部件8347，其被配置为检测干涉条纹图案，类似于上述干涉条纹图案。
在一些实施方案中，样品测试设备8300还包括设置在波导平台8301与波导基座8317之间的隔热体8315。在一些实施方案中，隔热体8315包括可最小化或减小由温度波动引起的干涉条纹图案的影响的隔热材料。另外地或可替代地，样品测试设备8300包括与加热/冷却垫8323电子连通的热传感器8325。例如，基于由热传感器8325检测到的温度，处理器可以调节加热/冷却垫8323的温度以便最小化或减少由温度波动引起的干扰。
在一些实施方案中，样品测试设备8300的尺寸可基于***要求来设计。例如，图83D所示的样品测试设备8300可具有26毫米的宽度W和76毫米的长度L。在一些实施方案中，样品测试设备8300的宽度和/或长度可以是其他值。
现在参见图84A和图84D，示出了与示例性打印装置8400的示例性部分相关联的各种示例性图。具体地，图84A示出了示例性打印装置8400的示例性透视图。图84B示出瞄准控制基座8400的另一示例性透视图。图84C示出了示例性模块保持器8400的示例性侧视图。图84D示出了示例性模块保持器8400的示例性顶视图。
类似于以上结合图83A至图83E所描述的那些，瞄准控制基座8400可至少包括被配置成发射激光束的激光源8401。在一些实施方案中，激光束行进到扫描元件8403，其将租用光束重定向到聚焦透镜8405。在一些实施方案中，在穿过聚焦透镜8405之后，激光束进一步穿过场透镜8407且到达波导的输入端，类似于上文所描述的那些。
在一些实施方案中，瞄准控制基座8400可包括一个或多个电磁致动器(例如，电磁致动器8411和电磁致动器8409)。在图84C所示的示例中，瞄准控制基座可包括轴承滚珠8413，并且一个或多个电磁致动器中的每一个可包括一个或多个保持弹簧(例如，保持弹簧8415和保持弹簧8417)，该一个或多个保持弹簧被配置成在瞄准控制基座8400的一个或多个位置处调节瞄准控制基座8400的顶部部分8442与底部部分8444之间的距离，以便控制瞄准控制基座8400的滚动和俯仰，类似于上文所述的那些。
在一些实施方案中，瞄准控制基座8400的尺寸可基于***要求来设计。例如，如图84C所示，瞄准控制基座8400的高度H可以是13毫米。另外和/或可替代地，如图84D所示，瞄准控制基座8400的长度L可以是36毫米，和/或瞄准控制基座8400的宽度可以是26毫米。另外和/或可替代地，瞄准控制基座8400的高度、长度和/或宽度可以是其他值。
现在参考图85A至图85E，图示了与扫描元件8500相关联的各种示例视图。具体地，图85A示出了示例性打印装置8500的示例性透视图。图85B示出扫描元件8500的另一示例分解图。图85C示出扫描元件8500的另一示例分解图。图85D示出了示例性模块保持器8500的示例性侧视图。图85E示出扫描元件8500的共振柔性件8507的示例性透视图。
在图85A至图85E所示的示例中，示例扫描元件8500包括基板8501、线圈8503、磁体8505、共振柔性件8507、扫描镜8509和间隔件8511。
如图85A和图85B所示，线圈8503设置在基板8501的表面上。如图85B、图85C和图85D所示，磁体8505设置在谐振柔性电路8507的第一表面上，并且扫描镜8509设置在与第一表面相对的谐振柔性电路8507的第二表面上。在一些实施方案中，间隔件8511将基板8501附接至共振柔性件8507并且将磁体8505对准在由线圈8503形成的中心环内。
在一些实施方案中，当电流通过线圈8503时，形成电磁场，从而导致磁体8505朝向或远离线圈8503移动。在一些实施方案中，电磁场的强度由通过线圈8503的电流量来控制。这样，通过调节线圈8503中的电流，可以调节磁体8505的移动。因为磁体8505设置在共振柔性件8507上，共振柔性件又附接扫描镜8509，所以扫描镜8509的位置可以基于电磁场的强度来调节。这样，通过调节线圈8503中的电流，可以调节扫描镜8509的位置，这又引导激光束从通道扫描到通道，如上所述。
图85E示出了示例性谐振柔性件8507。在一些实施方案中，谐振回路8507的表面包括附接到间隔件8511的第一部分8513和附接到磁体8505的第三部分8517。在一些实施方案中，共振挠曲件8507包括在第一部分8513与第三部分8517之间的中间铰链8515。在一些实施方案中，中间铰链8515是柔性的。
在一些实施方案中，谐振柔性电路8507的尺寸可以基于***要求来设计。例如，谐振柔性电路8507可以具有11毫米的长度L和5.6毫米的宽度W。在一些实施方案中，长度L和/或宽度W可以是其他值。
在各种应用中，样品测试设备(例如波导病毒传感器)需要微流体以受控的流速和注射定时递送样品介质和参考介质。本发明的各种实施方案提供一种集成波导病毒传感器盒(也称为“波导盒”)，其包括波导、流动通道、盒主体和流体盖，所述流体盖被配置为提供样品介质和参考介质的受控流动速率和注射定时。在一些实施方案中，波导盒允许具有对准特征的快速***应用。在一些实施方案中，封闭和密封的波导盒根据生物危害控制协议是一次性的，以满足临床使用要求。
现在参考图86A至图86F，示出了示例性波导盒8600。特别地，图86A从顶部示出了波导盒8600的示例性透视图。图86B从底部示出了波导盒8600的示例性透视图。图86C示出了示例性波导盒8600的示例性顶视图。
图86D示出了示例性波导盒8600的示例性顶视图。图86E示出了示例性波导盒8600的示例性侧视图。图86F示出了示例性波导盒8600的示例性顶视图。在一些实施方案中，波导盒8600可以是单次使用的盒。在一些实施方案中，波导盒8600可与样品收集器一起实施并接收样品，诸如呼吸/呼吸气溶胶样品(例如，呼出气溶胶)和/或鼻拭子样品。
如图86C所示，示例性波导盒8600包括波导8601、流动通道板8603、盒主体8605、流体盖8607、排气过滤器8609和盒盖8611。在一些实施方案中，流动通道板8603可体现为根据本文所述的各种示例的流动垫圈。
在一些实施方案中，可实施一种或多种激光对准方法、装置和/或***以将波导8601和/或波导盒8600对准到激光源，以便减少***周转时间(例如，少于五分钟)。在一些实施方案中，通过实施本文所述的一种或多种温度控制技术，波导8601的温度可在整个样品测试期间保持均匀。在一些实施方案中，流动通道板8603的底表面设置在波导8601的顶表面上。在一些实施方案中，流动通道板8603中的流动通道中的每一个与波导8601中的样品通道或参考通道中的一个对齐，类似于上述那些。
在一些实施方案中，盒主体8605的底表面设置在流动通道板8603的顶表面上。如本文进一步所述，仓体8605的底表面包括多个入口端口和出口端口。在一些实施方案中，输出端口中的每一个向流动通道板8603中的流动通道中的一个提供样品介质或参考介质，并且输入端口中的每一个从流动通道板8603中的流动通道中的一个接收样品介质或参考介质，其细节在本文中描述。
在图86C所示的示例中，盒主体8605包括缓冲贮存器8613、参考端口8619、样品端口8625和排气室8631。
在一些实施方案中，流体盖8607设置在仓体8605的顶表面上。在一些实施方案中，流体盖8607包括致动器推动件8615、参考注入管8621和样品注入管8627。在一些实施方案中，致动器推动件8615在仓体8605的缓冲贮存器8613的顶部上对齐。在一些实施方案中，参考注入管8621对准在参考端口8619的顶部上。在一些实施方案中，样品注入管8627在样品端口8625的顶部上对准。
在一些实施方案中，排气过滤器8609设置在盒体8605的顶表面上。在一些实施方案中，排气过滤器8609被对准以覆盖盒体8605的排气室8631。
在一些实施方案中，筒盖8611设置在流体盖8607和/或排气过滤器8609的顶部上。在一些实施方案中，盒盖8611包括致动器开口8617、参考开口8623、样品开口8629和排出开口8633。在一些实施方案中，致动器开口8617对准在致动器推动件8615的顶部上。在一些实施方案中，基准开口8623对准在基准注入管8621的顶部上。在一些实施方案中，样品开口8629在样品注入管8627的顶部上对准。在一些实施方案中，排气开口8633对准在排气过滤器8609的顶部上。
在图86B所示的示例中，波导8601的角从盒主体8605暴露，这允许光学对准。在一些实施方案中，波导8601的底表面也被清除以接触用于温度控制的加热/冷却垫。
在一些实施方案中，在组装波导盒8600时可以实施仅具有局部加热的热熔接合方法，以防止对生物激活波导8601的损坏。另外和/或可替代地，在组装波导盒8600时可以实施其他方法。
例如，波导盒8600可与盒主体8605、流体盖8607、排气过滤器8609和盒盖8611预组装。通过热熔接进行最终组装，以固定生物活性波导8601并密封盒体8605和波导8601之间的流动通道板8603。在一些实施方案中，波导盒8600然后填充有PBS缓冲溶液(除了排气/废料室)，包括在缓冲贮存器8613中和在流动通道板8603的流动通道中。
当使用波导盒8600时，波导盒8600被放置在具有光学功能的读取仪器中，直接参照波导边缘特征。然后进行注射，通过参考端口8619注射参考介质，然后通过样品端口8625注射样品介质。在注射之后，可变形致动器推动件8615然后被向下推动，这又推动缓冲贮存器8613中的缓冲溶液移动通过流动通道。在图86A至图86F所示的三个通道的示例中，流动的顺序与PBS缓冲溶液、流体、然后PBS缓冲溶液的顺序相同。流体包括阳性参考通道中的靶替代物(例如，阳性参考介质)、阴性参考通道中的非病毒PBS(例如，阴性参考介质)和样品通道中的患者样品(例如，样品介质)。串行流动路径提供来自参考通道和样品通道的同步信号，以便准确地导出测试结果，其细节在本文中描述。
在一些实施方案中，波导盒8600的尺寸可基于***要求来设计。例如，如图86D所示的波导盒8600的宽度W可以是74毫米。另外和/或可替代地，如图86E所示的波导盒8600的高度H可以是68毫米。另外和/或可替代地，如图86E所示的波导盒8600的长度L可以是31毫米。另外和/或可替代地，波导8601的宽度W'可以是44毫米。另外和/或可替代地，宽度W、高度H、长度L和/或宽度W'可以是其他值。
现在参考图87A至图87C，示出了示例性波导8700。具体地，图87A示出了示例性波导8700的示例性透视图。图87B示出了示例性波导8700的示例性顶视图。图87C示出了示例性波导8700的示例性侧视图。
在图87A至图87C所示的示例中，示例性波导8700包括用于样品介质和参考介质的多个通道。例如，示例性波导8700可包括第一通道8701、第二通道8703和第三通道8705。在一些实施方案中，第一通道8701和第三通道8705是参考通道(例如，埋入通道)。在一些实施方案中，第二通道8703是样品通道(例如，开放通道)。例如，第二通道8703可以包括固定在表面上的生物测定试剂，以便检测和/或捕获样品中的病原体(例如SARS-CoV2病原体)，类似于上述那些。捕获indues折射率改变，其修改激光沿波导8700向下的传播，类似于上文所描述的那些。由于渐逝换能机制，使用示例波导8700测试样品需要非常少的样品制备。在一些实施方案中，第一通道8701和第三通道8705可提供平行的阳性和阴性对照测定，其允许实时消除噪音和定量样品中存在的病毒载量。由于渐逝转导机制，诊断需要非常少的样品制备。在一些实施方案中，示例性波导8700可包括少于三个或多于三个通道。例如，示例性波导8700可以包括在测试一个或多个样品时在使用中活动的八个光学通道。
如图87B和87C所示，在一些实施方案中，示例性波导8700的长度L1为31000微米。在一些实施方案中，示例性波导8700中的通道的总长度L2为30000微米。在一些实施方案中，每个通道的开口窗口部分的长度L3为15000微米。在一些实施方案中，每个通道的埋入部分的长度L4为8000微米。在一些实施方案中，示例性波导8700的宽度W为4400微米。在一些实施方案中，波导8700的高度H为400微米。在一些实施方案中，波导8700的一个或多个测量值可以是其他值。
现在参考图88A至图88D，示出了示例性流动通道板8800。具体地，图88A示出了示例性打印装置8800的示例性透视图。图88B示出了示例性模块保持器8800的示例性顶视图。图88C示出了从图88B中的A-A'切割并且从箭头方向观察的流动通道板8800的示例性截面图。图88D示出了示例性模块保持器8800的示例性侧视图。
在一些实施方案中，示例性流动通道板8800可通过PDMS模制工艺制造，该PDMS模制工艺在波导盒的顶表面和盒主体之间提供密封，从而形成多个流动通道。在图88A至图88D所示的示例中，示例性流动通道板8800包括第一流动通道8802、第二流动通道8804和第三流动通道8806。
在一些实施方案中，第一流动通道8802、第二流动通道8804和第三流动通道8806中的每一个可对应于波导盒的波导中的通道中的一个。例如，参照图87A至图87C所示的波导8700，示例性流动通道板8800的第一流动通道8802、第二流动通道8804和第三流动通道8806可以分别定位在第一通道8701、第二通道8703和第三通道8705的顶部上。在一些实施方案中，当波导8700定位在波导盒内时，波导盒提供到波导8700的入口和出口的光学通路，使得激光束可如本文所述通过波导发射。
在一些实施方案中，每个流动通道可从入口接收样品并通过出口排出样品。在图88C所示的示例中，样品可以从入口开口8808流过第二流动通道8804，并且通过出口开口8810从第二流动通道8804离开。在一些实施方案中，入口开口8808和出口开口8810中的每一个可连接到盒体的出口端口和入口端口，其细节在本文中描述。
现在参考图89A至图89E，示出了示例性盒主体8900。特别地，图89A从顶部示出了盒主体8900的示例性透视图。图89B从底部示出盒主体8900的示例性透视图。图89C示出了示例性盒主体8900的示例性顶视图。图89D示出了示例性盒主体8900的示例性顶视图。图89E示出了示例性盒主体8900的示例性侧视图。
在一些实施方案中，盒主体8900可以通过环烯烃共聚物(COC)注射成型工艺制造。在一些实施方案中，仓体8900可包括下壳体、设置在下壳体上的垫圈和设置在垫圈上的上壳体。在一些实施方案中，盒主体8900提供各种流体、缓冲贮存器8901、样品注射端口8921、样品回路8925、参考注射端口8905、参考回路8909和排气室8933。在一些实施方案中，盒主体8900中的各个回路和流动通道板中的各个通道串联连接以形成流动路径，从而确保样品介质和参考介质之间完全相同的流速，其细节在本文中描述。在一些实施方案中，仓体8900可包括诸如ABS的材料。
例如，现在参考图89C(示例性俯视图)和图89D(示例性仰视图)，端口8911(其是参考回路8909的末端端口)被连接并且向流动通道板中的第一流动通道提供输入流体。第一流动通道还连接到端口8913并且将流体输出到端口8913。如图89D所示，端口8913是缓冲回路8915的一端，而缓冲回路8915的另一端是端口8917，该端口被连接并向流动通道板中的第二流动通道提供输入流体。第二流动通道也连接到端口8919并且将流体输出到端口8919。如图89D所示，端口8919是样品回路8925的一端，而样品回路8925的另一端是端口8927，该端口被连接并向流动通道板中的第三流动通道提供输入流体。第三流动通道也连接到端口8929并且将流体输出到端口8929。
在一些实施方案中，缓冲溶液可以在连接到端口8903的缓冲贮存器8901中提供。在一些实施方案中，缓冲溶液已经脱气并且不含气泡。在一些实施方案中，缓冲贮存器8901中的缓冲溶液可具有大于95ml的体积。在一些实施方案中，缓冲贮存器8901中的缓冲溶液可具有其他值的体积。如上所述，端口8903连接到参考回路8909。如上所述，当向下推动波导盒的致动器推动时，致动器推动又推动缓冲贮存器8901中的缓冲溶液以移动通过流动通道。
在一些实施方案中，参考介质被提供到参考注射端口8905(例如，通过穿通注射)并且在波导盒的致动器推动被向下推动之后通过连接到参考注射端口8905的端口8907行进到参考回路8909。如上所述，参考回路8909的端部是连接到流动通道板的第一通道的端口8911。这样，基准介质行进通过流动通道板的第一通道。
如上所述，流动通道板的第一通道连接到端口8913。当参比介质行进通过第一通道时，其将第一通道中的缓冲溶液通过端口8913推向缓冲回路8915。如上所述，缓冲回路8915的末端是连接到第二通道的端口8917。这样，缓冲溶液行进通过第二流动通道并且在端口8919处离开，该端口连接到样品回路8925。
在一些实施方案中，样品介质被提供到样品注射端口8921(例如，通过穿通注射)并且在波导盒的致动器推动被向下推动之后通过连接到样品注射端口8921的端口8923行进到样品回路8925。如上所述，样品环路8925的末端8927连接到流动通道板的第三通道。这样，样品介质行进通过流动通道板的第三通道并且在端口8929处离开。
在一些实施方案中，端口8929通过端口8931连接到排气室8933。这样，样品可以被排放到排气室8933中。
在一些实施方案中，为了满足具有30mL样品注射的75mL总流量的要求，缓冲贮存器8901体积大于95mL，排气室体积大于110mL，并且样品回路和参考回路容量中的每一个大于35mL。在一些实施方案中，可提供5至15μL/min之间的稳定流速范围10至15分钟。在一些实施方案中，上述要求、流速和/或体积中的一个或多个可以是其他值。
在一些实施方案中，盒主体的尺寸可基于***要求来设计。例如，图89C所示的盒主体8900的宽度W可以是7.4毫米。图89E所示的盒主体8900的高度H可以是7.4毫米。图89E所示的盒主体8900的长度L可以是31毫米。在一些实施方案中，仓体8900的宽度W、高度H和/或长度L可为其他值。
现在参考图90A至图90E，示出了示例性流体盖9000。特别地，图90A从顶部示出了流体盖9000的示例性透视图。图90B从底部示出了流体盖9000的示例性透视图。图90C示出了示例性流体盖9000的示例性顶视图。
图90D示出了示例性流体盖9000的示例性侧视图。图90E示出了示例性流体盖9000的示例性顶视图。
在一些实施方案中，流体盖9000是可变形的并且可以作为具有致动器的泵起作用，该泵被配置为在精确位移控制下向下推动缓冲储器中的缓冲溶液。例如，流体盖9000可包括通过注射模制工艺形成的硅橡胶。在一些实施方案中，流体盖9000可包括诸如ABS的材料。
在图90A至图90E所示的示例中，示例性流体盖9000包括致动器推动件9006、参考注入管9004和样品注入管9002，类似于上文结合图86A至图86F所述的致动器推动件8615、参考注入管8621和样品注入管8627。
现在参考图91A至图91C，示出了排气过滤器9100。具体地，图91A示出了示例性排气过滤器9100的示例性透视图。图91B示出了示例性排气过滤器9100的示例性侧视图。图91C示出了示例性排气过滤器9100的示例性顶视图。
在一些实施方案中，排气过滤器9100可包括可透气PTFE过滤器排气，其允许气态物质从波导筒释放而不引起环境风险。
现在参考图92A至图92C，示出了示例性盒盖9200。具体地，图92A示出了示例性盒盖9200的示例性透视图。图92B示出了示例性盒盖9200的示例性顶视图。图92C示出了示例性模块保持器9200的示例性侧视图。
在一些实施方案中，示例性盒盖9200可以包括聚碳酸酯并且通过注射成型工艺制造。在一些实施方案中，示例性筒盖9200可包括一种或多种额外的或替代的材料，并且可通过一种或多种额外的或替代的工艺制造。在图92A至图92C所示的示例中，示例性盒盖9200包括致动器开口9202、基准开口9204、样品开口9206和排气开口9208，类似于上文结合图86A至图86F所述的致动器开口8617、基准开口8623、样品开口8629和排气开口8633。
许多传染性疾病/病原体通过气溶胶液滴传播，并且能够鉴定特定病原体(病毒、细菌等)的几乎每种生物测定都依赖于基于液体的免疫测定。与病毒检测相关的技术挑战之一是如何从大空气体积中有效地收集足够量的气溶胶用于随后的免疫测定。另一个技术挑战是在取样过程中保持病原体存活。
许多***集中于实现具有专用泵的采样器，该专用泵对空间内的较小百分比的空气进行采样。这些采样器中的许多也被设计用于鉴定病原体的RNA/DNA含量，因此没有被设计用于保持病原体存活(例如作为整体)。保持病原体完整对于评估气溶胶颗粒的传染性如何是至关重要的(例如，无活力的病毒不会感染其他病毒，但在RNA分析中仍显示阳性)。
根据本公开的各种实施方案，样品收集装置被集成到空调的冷凝器单元中。参见图93A和图93B，示出了根据本公开的一些实施方案的示例性方法9300。
在图93A和图93B所示的示例中，示例性***9300包括蒸发器单元9302和冷凝器单元9304，它们可以是空气吸收单元的一部分。在一些实施方案中，蒸发器单元9302包括蒸发器盘管9308和鼓风机9306。在一些实施方案中，冷凝器单元9304包括压缩机9318和冷凝器盘管9320，它们连接到蒸发器盘管9308。
在一些实施方案中，鼓风机9306构造成将空气抽吸到蒸发器单元9302中和/或将空气推出蒸发器单元9302。在一些实施方案中，空气行进通过蒸发器盘管9308。在一些实施方案中，低温的液体制冷剂循环通过蒸发器盘管9308。例如，冷凝器盘管9320可释放已循环通过蒸发器盘管9308的液体制冷剂所吸收的热量，并且压缩机9318可驱动冷凝器盘管9320与蒸发器盘管9308之间的循环。在一些实施方案中，当由鼓风机9306抽吸的空气到达蒸发器盘管9308时，由于空气与冷凝器盘管9320之间的温差，可能发生冷凝，并且液体可能形成在蒸发器盘管9308的外表面上。在一些实施方案中，在表面上形成的液体可以有效地从已经被鼓风机9306驱动到蒸发器单元9302中的空间中的大百分比的空气收集气溶胶颗粒。
在图93A所示的示例中，冷凝盘9310定位在蒸发器盘管9308下方以收集从蒸发器盘管9308滴下的冷凝液体9312。在一些实施方案中，样品收集装置9316通过导管9314连接到冷凝物盘9310。在一些实施方案中，样品收集装置9316可含有缓冲溶液以在进行免疫测定之前保持冷凝液9312中的病原体存活。例如，样品收集装置9316可包括类似于上述那些的容器、存储装置和/或盒。
另外和/或可替代地，冷凝物盘9310可定位在冷凝器单元9304中的冷凝器盘管9320下方以收集冷凝液体，并且样品收集装置9316连接到冷凝物盘9310(例如，通过导管)以接收冷凝液体。
在一些实施方案中，蒸发器盘管9308和/或冷凝器盘管9320被修改为更有效地和/或快速地收集冷凝液体。例如，本公开的各种实施方案可包括用一个或多个疏水层涂覆蒸发器盘管9308和/或冷凝器盘管9320以促进液滴形成和流体的基于重力的收集。
在一些实施方案中，冷凝液盘9310可直接增加以实现免疫测定。在一些实施方案中，冷凝液盘9310可包括光学表面、固定化抗体、转导机构和/或并入冷凝液盘9310的基底中的其他测试部件，例如(但不限于)本文所述的样品测试设备。另外地或可替代地，冷凝物盘9310可以包括具有缓冲溶液的单独的液体储存器，其可以与冷凝的气溶胶液体组合，并且具有缓冲溶液的冷凝的气溶胶液体可以被泵送到本文描述的样品测试设备(诸如波导)的通道中以用于执行免疫测定，类似于本文描述的各种示例。
如上所述，集成波导病毒传感器盒需要沿多个(例如，三个)单独通道在波导传感器上的精确量的流动，所有通道必须以相同速率流动。在设计集成波导病毒传感器盒时存在许多技术挑战和困难。例如，集成波导病毒传感器盒不能允许气泡流过波导，并且还必须允许多种流体以指定顺序流过波导。
现在参考图94A、图94B、图94C、图94D、图94E，提供了示例性样品测试设备9400。
现在参考图94A，示例性样品测试设备9400包括波导盒9402。波导盒9402包括具有第一参考通道9406、第二参考通道9408和样品通道9410的波导9404。波导盒9402还包括用于储存缓冲溶液的储存器9412和用于从波导盒9402排出溶液的废物收集器9418。特别地，储存器9412连接到第一参考通道9406。第1基准流路9406与第2基准流路9408连接。第二参考通道9408连接到样品通道9410。样品通道9410连接到废物收集器9418。
在一些实施方案中，作为组装波导盒9402的一部分，将缓冲溶液注入到第一参考通道9406、第二参考通道9408和样品通道9410中。在一些实施方案中，在组装期间从波导盒9402去除所有气泡，并且波导盒9402是除了用于接收参考溶液的参考储器9414和用于接收样品溶液的样品储器9416之外的封闭***。
图94B示出了将泵9420连接到贮存器9412的示例性步骤/操作，其从贮存器9412推动缓冲溶液以冲洗波导9404。特别地，缓冲溶液从贮存器9412行进至第一参考通道9406，然后行进至第二参考通道9408，然后行进至样品通道9410，然后行进至废物收集器9418。如图94B所示，第一参考通道9406连接到第二参考通道9408，第二参考通道又连接到样品通道9410。
在图94B所示的步骤/操作之后，图94C示出了将参比溶液注入参比池9414并将样品溶液注入样品池9416的示例性步骤/操作。泵9420继续将缓冲溶液推向废物收集器9418。
在图94C所示的步骤/操作之后，图94D示出了使泵9420将参比溶液从参比池9414推到第一参比通道9406并将样品溶液从样品池9416推到样品通道9410的示例性步骤/操作。
如图94D所示，参照储器9414连接在储器9412和第一参考通道9406之间，样品储器9416连接在第二参考通道9408和样品通道9410之间。当泵9420继续将缓冲溶液从贮存器9412推到波导盒9402时，缓冲溶液将参比溶液从参比贮存器9414推到第一参比通道9406，并将样品溶液从样品贮存器9416推到样品通道9410。
当样品溶液和参考溶液在波导9404上行进时，成像部件可以从波导9404捕获诸如干涉条纹图案的信号。
在图94D所示的步骤/操作之后，图94E示出了使泵9420将缓冲溶液从贮存器9412推到波导9404以便使参比溶液和样品溶液移动经过9404并且使缓冲溶液移动到废物收集器9418的示例性步骤/操作。在一些实施方案中，在成像部件如上所述捕获信号之后，根据生物危害安全处理程序丢弃波导盒9402。
如上所述，样品测试设备9400将不同的流体定位在串联路径中，其中单个泵沿着单个通道推动流体。这种设计需要在多个位置将精确量的流体注入到波导盒9402中，以便使串联流体流动路径在测试期间将流体定位在正确位置。这种精确量的流体使得该操作对于不熟练的操作者用手这样做而言在技术上是有挑战性的。因此，需要简化样品测试设备9400。
本公开的各种实施方案克服了这些技术挑战和困难，并且提供了各种技术改进和优点。
例如，本公开的各种实施方案使用单个流体源将流过波导的流体改变为平行流动路径，以推动流体通过***。在一些实施方案中，波导盒包含单个板载阀，该单个板载阀改变需要流过波导的每种类型流体的流动路径。本公开的各种实施方案使用缓冲溶液的贮存器，所述缓冲溶液的贮存器与波导端口连接。本公开的各种实施方案还具有与波导盒分离的单独的废物收集器，以收集被推动通过波导盒的流体。在一些实施方案中，波导盒包含用于注入样品和参考溶液的两个内部大腔(例如，样品储存器和参考储存器)。当流体被推动通过***时，阀打开和关闭以将精确量的流体从每个内腔朝向波导中的通道引导，并且流体的剩余部分与腔一起储存以供处置。
在一些实施方案中，波导盒具有连接到缓冲贮存器的单个端口和连接到废物收集器的单个端口。端口的类型可以是任何类型，包括快速连接端口、螺纹端口、可刺穿膜和/或其他类型的端口。样品储器和参比储器用可刺穿的膜密封，这允许流体由不熟练的操作者注入到波导盒中。
参照图95A至图95J，提供了示出示例性样品测试设备9500的示例图。图96A至图96C示出根据本公开的各种实施方案的可与图95A至图95J所示的示例性样品测试设备9500结合使用的示例性多端口阀9600。
现在参考图95A至图95J，提供了示例性样品测试设备9500和用于操作样品测试设备9500的示例性方法。
现在参考图95A，样品测试设备9500包括波导盒9501和多端口阀9529。在一些实施方案中，数据库9529是存储器9501的一部分。
在一些实施方案中，波导盒9501包括入口9511和出口9515。在一些实施方案中，入口9511被配置为从贮存器9513接收缓冲溶液，其细节在本文中描述。在一些实施方案中，出口9515被配置成将溶液从波导盒9501排放到废物收集器9517，其细节在本文中描述。
在图95A所示的示例中，在一些实施方案中，示例性样品测试设备9500包括贮存器9513，其可移除地连接到波导盒9501的入口9511。在一些实施方案中，贮存器9513储存类似于本文所述的缓冲溶液。在一些实施方案中，样品测试设备9500包括连接到贮存器9513的泵9523。在一些实施方案中，泵9523被配置为推动储存在储存器9513中的缓冲溶液通过储存器端口9525。当贮存器端口9525连接到波导盒9501的入口9511时，泵9523被构造成将缓冲溶液从贮存器9513通过贮存器9513的贮存器端口9525和入口9511注入到波导盒9501中。
在图95A所示的示例中，在一些实施方案中，示例性样品测试设备9500包括可移除地连接到波导盒9501的出口9515的废物收集器9517。例如，废物收集器9517包括可连接到波导盒9501的出口9515的废物收集器端口9527。
在一些实施方案中，波导盒9501包括类似于本文所述的各种波导的波导9503。在一些实施方案中，波导9503包括至少一个参考通道和至少一个样品通道。例如，波导9503包括第一参考通道9505、第二参考通道9507和样品通道9509。
在一些实施方案中，在样品测试操作之前的初始阶段(例如，当组装和/或递送波导盒9501时)，用缓冲溶液填充第一参考通道9505、第二参考通道9507和样品通道9509，并且在波导盒9501的组装期间去除所有气泡。
在一些实施方案中，当样品测试设备9500用于进行样品测试操作时，第一参考通道9505被配置为接收参考溶液，第二参考通道9507被配置为接收缓冲溶液，并且样品通道9509被配置为接收包含待测试样品的样品溶液。例如，在一些实施方案中，波导盒9501包括连接到至少一个参考通道(例如，第一参考通道9505)的参考储器9519。在一些实施方案中，参考储器9519被配置成接收参考溶液。另外，或可替代地，在一些实施方案中，波导盒9501包括连接到至少一个样品通道(诸如样品通道9509)的样品储存器9521。在一些实施方案中，样品储存器9521被配置成接收样品溶液。
在一些实施方案中，多端口阀9529的端口连接到波导盒9501的入口9511。在一些实施方案中，多端口阀9529的端口可连接到以下选项中的一者：(1)波导盒9501的出口9515，(2)波导9503的至少一个参考通道和至少一个样品通道，或(3)波导盒9501的参考储存器9519和样品储存器9521。
在一些实施方案中，多端口阀9529被配置成提供多种配置和/或在多种配置之间切换，所述多种配置至少包括：
(1)第一配置，其中多端口阀9529将波导盒9501的入口9511连接到波导盒9501的出口9515
(2)第二配置，其中多端口阀9529将波导盒9501的出口9515连接到波导9503的至少一个参考通道(例如，第一参考通道9505和第二参考通道9507)和至少一个样品通道(例如，样品通道9509)，和/或
(3)第三构造，其中多端口阀9529将波导盒9501的入口9511连接到波导盒9501的参比池9519和样品池9521，其细节在本文中描述。
现在参考图95B，示出了用于操作样品测试设备9500的示例性方法的示例性步骤/操作。在图95B所示的示例中，示例性步骤/操作包括将贮存器9513连接到样品测试设备9500的波导盒9501的入口9511。在一些实施方案中，波导盒9501的入口9511经由贮存器端口9525连接到贮存器9513，并且波导盒9501的出口9515经由废物收集器端口9527连接到废物收集器9517。
如上所述，在一些实施方案中，贮存器9513储存缓冲溶液并连接至泵9523。在一些实施方案中，样品测试设备9500包括多端口阀9529。
现在参照图95C，示出了用于在图95B所示的步骤/操作之后操作样品测试设备9500的示例性方法的示例性步骤/操作。在图95C所示的示例中，示例性步骤/操作包括将多端口阀9529切换到第一配置以将波导盒9501的入口9511连接到波导盒9501的出口9515。
在一些实施方案中，出口9515连接到废物收集器9517。在一些实施方案中，示例性方法还包括使泵9523将缓冲溶液从贮存器9513注入到波导盒9501的入口9511。这样，多端口阀9529将储存器9513连接到废物收集器9517，并且缓冲溶液被泵9523推动通过多端口阀9529，以便从样品测试设备9500清除任何空气。
现在参考图95D，示出了用于在图95C中所示的步骤/操作之后操作样品测试设备9500的示例性方法的示例性步骤/操作。在图95D所示的示例中，示例性步骤/操作包括将多端口阀9529切换到第二配置以将波导盒9501的入口9511连接到波导盒9501的波导9503的至少一个参考通道(例如，第一参考通道9505和第二参考通道9507)和至少一个样品通道(例如，样品通道9509)。
如上所述，开启泵9523以从贮存器9513中推出缓冲溶液。因为多端口阀9529处于第二配置，所以缓冲溶液从贮存器9513被推动通过第一参考通道9505、第二参考通道9507和样品通道9509。在一些实施方案中，第一参考通道9505、第二参考通道9507和样品通道9509各自连接到出口9515，并且缓冲溶液可以冲洗通过第一参考通道9505、第二参考通道9507和样品通道9509(例如，以从这些通道去除空气)并且从第一参考通道9505、第二参考通道9507和样品通道9509经由出口9515和废物收集器端口9527排放到废物收集器9517。
现在参考图95E，示出了用于在图95D中所示的步骤/操作之后操作样品测试设备9500的示例性方法的示例性步骤/操作。在图95E所示的示例中，示例性步骤/操作包括通过波导盒9501的参比池9519和波导盒9501的样品池9521释放参比溶液。
在一些实施方案中，样品储存器9521储存样品溶液并且用可刺穿的膜密封。当膜被刺穿时，样品溶液从样品储存器9521释放。类似地，参比储罐9519储存参比溶液并且用可刺穿的膜密封。当膜被刺穿时，参比溶液从参比池9519中释放。
在一些实施方案中，当波导盒9501在使用中时，样品溶液可被注入到样品贮存器9521中。类似地，当波导盒9501在使用中时，参比溶液注入参比池9519。
在一些实施方案中，储器9519连接到第一参考通道9505。当处于第一配置时，多端口阀9529也连接到第一参考通道9505。在一些实施方案中，多端口阀9529与第一参考通道9505之间的连接点沿流动方向定位在参考储器9519与第一参考通道9505之间的连接点之后，并且在波导9503之前。在图95E所示的示例中，当泵9523推动缓冲溶液通过多端口阀9529到达第一参考通道9505时，当多端口阀9529处于第一配置时，从参考储器9519释放或注射到参考储器102的参考溶液不行进到第一参考通道9505。
类似地，在一些实施方案中，样品储存器9521连接到样品通道9509。当处于第一配置时，多端口阀9529也连接到样品通道9509。在一些实施方案中，多端口阀9529与样品通道9509之间的连接点沿流动方向定位在样品储存器9521与样品通道9509之间的连接点之后，并且在波导9503之前。在图95E所示的示例中，因为泵9523推动缓冲溶液通过多端口阀9529到达样品通道9509，所以当多端口阀9529处于第一配置时，从样品储存器9521释放或注入到样品储存器150的样品溶液不行进到样品通道9509。
现在参考图95F，示出了用于在图95E中所示的步骤/操作之后操作样品测试设备9500的示例性方法的示例性步骤/操作。在图95F所示的示例中，示例性步骤/操作包括将多端口阀9529从第二配置切换到第三配置，以将波导盒9501的入口9511连接到波导盒9501的参比池9519和样品池9521。
如上所述，参比池9519与至少一个参比通道(例如，第一参比通道9505)连接，样品池与至少一个样品通道(例如，样品通道9509)连接。这样，通过将多端口阀9529从第二构造切换到第三构造，储存器9513连接到多端口阀9529，多端口阀又连接到基准储存器9519，基准储存器又连接到出口9515。同时，贮存器9513连接到多端口阀9529，该多端口阀又连接到第二参考通道9507，该第二参考通道又连接到出口9515。同时，储存器9513连接到多端口阀9529，多端口阀又连接到样品储存器9521，样品储存器又连接到样品通道9509，样品通道又连接到出口9515。
现在参考图95G，示出了用于在图95F中所示的步骤/操作之后操作样品测试设备9500的示例性方法的示例性步骤/操作。在图95G所示的示例中，示例性步骤/操作包括使泵9523同时将参比溶液从参比池9519推动通过第一参比通道9505，将缓冲溶液从池端口9525推动通过第二参比通道9507，以及将样品溶液从样品池9521推动通过样品通道9509。
类似于本文所述的各种实施方案，当样品溶液行进通过波导9503的样品通道9509(并且参考溶液行进通过波导9503的第一参考通道9505)时，成像部件可以从波导9503捕获诸如干涉条纹图案的信号。
在一些实施方式中，分别被推入第一参考通道9505和样品通道9509的参考溶液的量和样品溶液的量可以基于各种手段来控制。例如，样品池9521和参比池9519各自分别储存预定量的样品溶液和参比溶液，并且各自用可刺穿的膜密封。当膜被刺穿时(例如，结合图95E)，预定量的样品溶液和参比溶液被释放。
另外地或可替代地，可以基于多端口阀9529处于第三配置的时间量来控制参考溶液的量和样品溶液的量。例如，多端口阀9529从第二配置切换到第三配置的时间点(如图95F所示)和多端口阀9529从第三配置切换到第二配置的时间点(如将结合图95H所述)的持续时间基于进行精确测试所需的参考溶液/样品溶液的量来确定。
现在参考图95H，示出了用于在图95G中所示的步骤/操作之后操作样品测试设备9500的示例性方法的示例性步骤/操作。在图95H所示的示例中，示例性步骤/操作包括将多端口阀9529从第三配置切换回第二配置以将波导盒9501的入口9511连接到波导盒9501的波导9503的至少一个参考通道(例如，第一参考通道9505和第二参考通道9507)和至少一个样品通道(例如，样品通道9509)。
在一些实施方案中，在成像部件从波导9503捕获诸如干涉条纹图案之类的信号之后，多端口阀9529从第三配置切换回到第二配置。如图95H所示，在第三构造中，多端口阀9529绕过参比池9519和样品池9521，并且将池9513直接连接到第一参比通道9505和样品通道9509。
现在参考图95I，示出了用于在图95H中所示的步骤/操作之后操作样品测试设备9500的示例性方法的示例性步骤/操作。在图95I所示的示例中，示例性步骤/操作包括使泵9523推动缓冲溶液通过第一参考通道9505和样品通道9509。
如上所述，在第三构造中，多端口阀9529绕过参比池9519和样品池9521。这样，泵9523推动缓冲溶液通过第一参考通道9505和样品通道9509。当第一参考通道9505和样品通道9509连接到波导盒9501的出口9515(其连接到废物收集器9517)时，泵9523将第一参考通道9505中的参考溶液和样品通道9509中的样品溶液冲洗到废物收集器9517。
现在参考图95J，示出了用于在图95I所示的步骤/操作之后操作样品测试设备9500的示例性方法的示例性步骤/操作。在图95J所示的示例中，示例性步骤/操作包括将贮存器9513和废物收集器9517从波导盒9501断开。
在一些实施方案中，在完成样品测试灌注之后，波导盒9501的入口9511从贮存器9513的入口9511断开，并且波导盒9501的出口9515从贮存器9513的出口9515断开。在一些实施方案中，可根据生物危害安全处理程序丢弃波导盒9501。
现在参考图96A、图96B和图96C，示出了根据本公开的各种实施方案的可与图95A至图95J所示的示例性样品测试设备9500结合使用的示例性多端口阀9600。
如上所述，示例性样品测试设备9500的示例性多端口阀9529可提供三种不同的构造。因此，图96A示出示例性多端口阀9600的第一构造，图96B示出示例性多端口阀9600的第二构造，并且图96C示出示例性多端口阀9600的第三构造。
在图96A至图96C所示的示例中，示例性多端口阀9600包括阀壳体9602和可移动活塞9604。
在一些实施方案中，多个通道连接到阀壳体9602，包括多个入口通道和多个出口通道。在图96A～图96C所示的例子中，第一入口流路9612、第二入口流路9614、第三入口流路9616以及第四入口流路9618与阀壳9602连接。特别地，第一入口通道9612、第二入口通道9614、第三入口通道9616和第四入口通道9618中的每一个的第一端连接到阀壳体9602上的不同开口，而第一入口通道9612、第二入口通道9614、第三入口通道9616和第四入口通道9618中的每一个的第二端连接到相同的入口端口9620。在操作中，入口端口9620连接到泵。
另外，第一出口通道9624、第二出口通道9626、第三出口通道9628、第四出口通道9630、第五出口通道9632和第六出口通道9634连接到阀壳体9602。特别地，第一出口通道9624、第二出口通道9626、第三出口通道9628、第四出口通道9630、第五出口通道9632和第六出口通道9634的第一端连接到阀壳9602上的不同开口。第一出口通道9624的第二端连接到第一出口端口9636，该第一出口端口连接到废物收集器(例如，连接到波导盒的出口，该出口又连接到废物收集器)。第二出口通道9626、第三出口通道9628和第四出口通道9630的第二端连接到第二出口端口9638，该第二出口端口连接到波导(例如，它们中的每一个连接到波导上的不同通道)。第五出口通道9632和第六出口通道9634的第二端连接到第三出口端口9640，该第三出口端口连接到储器(例如，它们中的一个连接到样品储器并且另一个连接到参考储器)。
在一些实施方案中，可移动活塞9604定位在阀壳体9602内并且是可移动的。例如，多个滚珠(诸如滚珠9606)可定位在阀壳体9602的内表面与可移动活塞9604的外表面之间。
在一些实施方案中，可移动活塞9604的移动可由示例性多端口阀9600内或外的致动器控制。例如，可移动活塞9604可以直接连接到马达，该马达使得可移动活塞9604能够在两个不同方向上移动。另外和/或可替代地，致动器可以在一个方向上按压可移动活塞9604，并且弹簧(例如，位于波导盒内部)可以在相反方向上按压可移动活塞9604。另外和/或可替代地，致动器被定位在示例性多端口阀9600的每一侧上，并且每个致动器使得可移动活塞9604在相反方向上移动(例如，一个致动器使得可移动活塞9604在左方向上移动并且另一个致动器使得可移动活塞9604在右方向上移动)。虽然以上描述提供了高度限制器面板的示例性布置，但是需注意，本公开的范围不限于以上描述。在一些示例中，可移动活塞9604的移动可以其他方式控制。
在一些实施方案中，可移动活塞9604包括各种部分，包括连接部分(例如连接部分9608)和阻挡部分(例如阻挡部分9610)。在一些实施方案中，连接部分被配置为连接阀壳体9602上的两个开口，使得液体可以从一个开口从另一个开口流动。在一些实施方案中，阻塞部分被配置成断开或阻塞阀壳体9602上的两个开口，使得液体不能从一个开口从另一个开口流动。
如上所述，示例性多端口阀9600处于图96A中的第一构型。特别地，当在第一配置中时，可移动活塞9604在阀壳体9602内，使得第四入口通道9618通过可移动活塞9604的连接部分连接到第一出口通道9624，而第一入口通道9612、第二入口通道9614和第三入口通道9616由于可移动活塞9604的阻挡部分而不连接到任何出口通道。
在一些实施方案中，第四入口通道9618连接到入口端口9620，该入口端口又连接到泵和储存缓冲溶液的贮存器。第一出口通道9624连接到第一出口端口9636，该第一出口端口又连接到废物收集器。这样，当在第一配置中时，示例性多端口阀9600使得泵将缓冲溶液从贮存器推到废物收集器，同时从泵到波导和到贮存器的直接路径被密封。
如上所述，示例性多端口阀9600处于图96B中的第二配置。特别地，当处于第二配置中时，可移动活塞9604在阀壳体9602内移动，使得第三入口通道9616经由可移动活塞9604的连接部分连接到第二出口通道9626，第二入口通道9614经由可移动活塞9604的连接部分连接到第三出口通道9628，并且第一入口通道9612经由可移动活塞9604的连接部分连接到第四出口通道9630。第四入口通道9618不连接到任何出口通道。
在一些实施方案中，第一入口通道9612、第二入口通道9614和第三入口通道9616连接至入口端口9620，所述入口端口又连接至泵和储存缓冲溶液的贮存器。第二出口通道9626、第三出口通道9628和第四出口通道9630连接到波导(例如，它们中的每一个连接到波导的通道)。因此，当在第二配置中时，示例性多端口阀9600使得泵将缓冲溶液从贮存器推到波导上的通道(例如，结合图95A至图95J所示的至少一个样品通道和至少一个参考通道，诸如第一参考通道9505、第二参考通道9507和样品通道9509)，同时密封从泵到废物收集器和到贮存器的直接路径。
如上所述，示例性多端口阀9600处于图96C中的第三构造。特别地，当处于第三配置中时，可移动活塞9604在阀壳体9602内移动，使得第一入口通道9612经由可移动活塞9604的连接部分连接到第五出口通道9632，第二入口通道9614经由可移动活塞9604的连接部分连接到第三出口通道9628，并且第三入口通道9616经由可移动活塞9604的连接部分连接到第六出口通道9634。第四入口通道9618不连接到任何出口通道。
在一些实施方案中，第一入口通道9612、第二入口通道9614和第三入口通道9616连接至入口端口9620，所述入口端口又连接至泵和储存缓冲溶液的贮存器。第五出口通道9632和第六出口通道9634可连接到样品储存器或参考储存器中的一者，而第三出口通道9628可连接到波导上的参考通道中的一者(例如上文结合图95A到图95J所展示的第二参考通道9507)。)。这样，当处于第三构造中时，示例性多端口阀9600使得泵推动缓冲溶液通过样品储存器和参考储存器，同时从泵到废物收集器的直接路径被密封。
现在参照图97A和图97B，提供了示例性样品测试设备9700的示例图。图98A、图98B和图98C示出根据本公开的各种实施方案的可与图97A和图97B所示的示例性样品测试设备9700结合使用的示例性多端口阀9800。图99A和图99B示出根据本公开的各种实施方案的可与图97A和图97B所示的示例性样品测试设备9700结合使用的示例性阀9900。
现在参考图97A和图97B，示例性样品测试设备9700包括波导9701和多端口阀9709。
在一些实施方案中，波导9701包括至少一个参考通道和至少一个样品通道。在图97A和图97B所示的示例中，波导9701包括缓冲通道9703、参考通道9705和样品通道9707，类似于上述那些通道。
在一些实施方案中，多端口阀9709包括至少一个缓冲溶液端口(例如第一缓冲溶液端口9719、第二缓冲溶液端口9721和第三缓冲溶液端口9723)、至少一个参比溶液端口(例如第一参比溶液端口9711和第二参比溶液端口9731)和至少一个样品溶液端口(例如第一样品溶液端口9715和第二样品溶液端口9733)。
在一些实施方案中，缓冲贮存器9717存储缓冲溶液并且连接到多端口阀9709的第一缓冲溶液端口9719、第二缓冲溶液端口9721和第三缓冲溶液端口9723。在一些实施方案中，参比储罐9710储存参比溶液并连接到多端口阀9709的第一参比溶液端口9711和第二参比溶液端口9731。在一些实施方案中，样品储存器9713储存样品溶液并且连接到第一样品溶液端口9715和第二样品溶液端口9733。在一些实施方案中，废物收集器9753连接到多端口阀9709的第一废物端口9735和第二废物端口9737。在一些实施方案中，波导9701的缓冲通道9703连接到缓冲通道端口9725。在一些实施方案中，参考通道9705连接到第一参考通道端口9727和第二参考通道端口9739。在一些实施方案中，样品通道9707连接到第一样品通道端口9729和第二样品通道端口9741。
在一些实施方案中，多端口阀9709包括多个连接器，并且多端口阀9709被配置为提供多种配置，其中连接器连接不同配置中的不同端口。特别地，图97A示出第一构造，并且图97B示出第二构造。
现在参考图97A，在第一配置中，多端口阀9709将至少一个缓冲溶液端口连接到至少一个参考通道和至少一个样品通道。例如，多端口阀9709的连接器9743将第一缓冲溶液端口9719连接到缓冲通道端口9725。多端口阀9709的连接器9745将第二缓冲溶液端口9721连接到第一参考通道端口9727，多端口阀9709的连接器9747将第三缓冲溶液端口9723连接到第一样品通道端口9729。
在操作中，泵连接到缓冲液储器9717以将缓冲液从缓冲液储器9717推到缓冲液通道9703、参比通道9705和样品通道9707。缓冲溶液通过这些通道并被排放到废物收集器9753。
在第一配置中，多端口阀9709的连接器9749将第一废液端口9735连接到第一参考溶液端口9711，并且多端口阀9709的连接器9751将第二废液端口9737连接到第一样品溶液端口9715。这样，来自参比池9710的参比溶液流向废物收集器9753而不经过波导9701的任何通道，并且来自样品池9713的样品溶液流向废物收集器9753而不经过波导9701的任何通道。
现在参考图97B，在第二配置中，多端口阀9709将参考溶液端口连接到至少一个参考通道并且将样品溶液端口连接到至少一个样品通道。例如，多端口阀9709的连接器9743将第一缓冲溶液端口9719连接到缓冲通道端口9725，多端口阀9709的连接器9749将第一参考溶液端口9711连接到第二参考通道端口9739，并且多端口阀9709的连接器9751将第一样品溶液端口9715连接到第二样品通道端口9741。
此外，在第二构造中，多端口阀9709的连接器9745将第二缓冲液端口9721连接到第二参考溶液端口9731，并且多端口阀9709的连接器9747将第三缓冲液端口9723连接到第二样品溶液端口9733。在操作中，泵连接到缓冲贮存器9717，以将缓冲溶液从缓冲贮存器9717推到缓冲通道9703，然后推到废物收集器9753。泵将液体从缓冲贮存器9717推到参比贮存器9710(其储存参比溶液)，并且继而将参比溶液从参比贮存器9710经由第一参比溶液端口9711和第二参比通道端口9739推到参比通道9705。类似地，泵将液体从缓冲贮存器9717推到样品贮存器9713(其储存样品溶液)，并且继而将样品溶液从样品贮存器9713经由第一样品溶液端口9715和第二样品通道端口9741推到样品通道9707。随后，将参考溶液和样品溶液推至废物收集器9753。
现在参考图98A、图98B和图98C，示出了根据本公开的各种实施方案的可与图97A和图97B中所示的示例性样品测试设备9700结合使用的示例性多端口阀9800。
如上所述，示例性样品测试设备9700的示例性多端口阀9709可提供两种不同的配置。因此，图98B示出示例性多端口阀9800的第二构造，并且图96C示出示例性多端口阀9800的第一构造。图98A示出了与多端口阀9800相关联的示例性部件。
在一些实施方案中，多端口阀9800包括阀底座9804和限定流动通道的柔性膜9806。特别地，流动通道被构造成从缓冲剂入口9802接收缓冲剂溶液(例如，当通过泵从贮存器推动时)。
在一些实施方案中，多个出口通道连接到由阀座9804和柔性膜9806限定的通道。特别地，第一出口通道9808、第二出口通道9810、第三出口通道9812、第四出口通道9814、第五出口通道9816和第六出口通道9818连接到由阀座9804和柔性膜9806限定的流动通道(例如，连接到阀座9804的底表面)。
特别地，第一出口通道9808、第二出口通道9810、第三出口通道9812、第四出口通道9814、第五出口通道9816和第六出口通道9818的第一端连接到阀座9804上的不同开口。在一些实施方案中，第四出口通道9814的第二端经由出口端口9820连接到废物收集器(例如，连接到波导盒的出口，该波导盒又连接到废物收集器)。在一些实施方案中，第一出口通道9808、第二出口通道9810和第三出口通道9812的第二端经由出口端口9822连接到波导(例如，它们中的每一个连接到波导上的不同通道)。在一些实施方案中，第五出口通道9816和第六出口通道9818的第二端经由出口端口9824连接到储器(例如，它们中的一个连接到样品储器并且另一个连接到参考储器)。
在一些实施方案中，示例性多端口阀9800包括刚性块9826和刚性块9828。刚性块9826包括两个刚性杆，并且刚性块9828包括三个刚性杆。致动器可以在刚性块9826上和/或在柔性膜9806上的刚性块9826上施加竖直力，并且刚性块9826和/或刚性块9826关闭由柔性膜9806和阀座9804限定的流动通道的不同部分。在一些实施方案中，一个或多个致动器可以是多个螺线管，并且它们中的每一个推动刚性块9826或刚性块9826中的一个以打开/关闭由阀座9804和柔性膜9806限定的流动通道。在一些实施方案中，致动器可通过按压或旋转动作来按压刚性块9826和刚性块9826两者。
如图98B所示，当多端口阀9800处于第二配置时，致动器可将刚性块9828推到柔性膜9806上，并且刚性块9828的三个杆可阻塞由柔性膜9806和阀底座9804限定的流动通道的三个不同部分。
特别地，在刚性块9828被压到柔性膜9806上之后，刚性块9828的三个杆分别定位在用于第一出口通道9808的开口和用于第五出口通道9816的开口之间、用于第二出口通道9810的开口和用于第三出口通道9812的开口之间、以及用于第六出口通道9818的开口和用于第四出口通道9814的开口之间。这样，致动器将柔性膜9806压靠在阀座9804的底表面上以密封通向波导的路径(例如，阻止缓冲溶液行进通过第一出口通道9808、第二出口通道9810和第三出口通道9812)并且打开通向贮存器的路径(例如，使得缓冲溶液能够从缓冲剂入口9802行进到第五出口通道9816并且行进到第六出口通道9818)。
如图98C所示，当多端口阀9800处于第一配置时，致动器可将刚性块9826推到柔性膜9806上，并且刚性块9826的两个杆可阻塞由柔性膜9806和阀底座9804限定的流动通道的两个不同部分。
特别地，在刚性块9826被推到柔性膜9806上之后，刚性块9826的两个杆分别定位在用于第五出口通道9816的开口与用于第二出口通道9810的开口之间以及用于第三出口通道9812的开口与用于第六出口通道9818的开口之间。这样，致动器将柔性膜9806压靠在阀座9804的底表面上，以密封通向贮存器的路径(例如，阻止缓冲溶液行进通过第五出口通道9816并且到达第六出口通道9818)并且打开通向波导的路径(例如，使得缓冲溶液能够从第三出口通道9812行进到第一出口通道9808、第二出口通道9810并且到达第三出口通道9812)。
现在参见图99A和图99B，示出了示例性物体9900。特别地，示例阀9900可与图97A至图97B所示的示例性样品测试设备9700结合使用和/或提供根据本公开的各种实施方案的图98A至图98C所示的多端口阀9800。
在一些实施方案中，示例性阀9900包括定位在固定构件9902上的柔性构件9904。在一些实施方案中，柔性构件9904包括阻塞构件9906。在一些实施方案中，示例性阀9900被配置为基于阻塞构件9906的位置提供不同的配置。
在一些实施方案中，流动顶盖部件9902可包括第一开口9908和第二开口9910。在图99A所示的示例中，当向上的力施加在柔性构件9904上时(例如，经由致动器)，示例性阀9900处于第一配置。在第一配置中，溶液可以从第一开口9908或第二开口9910中的一个流出，并且从另一个开口流出，因为柔性构件9904的阻塞构件9906不阻塞溶液的流动。
在图99B所示的示例中，当向下的力施加在柔性构件9904上时(例如，经由致动器)，示例性阀9900处于第二配置。在第二配置中，阻塞构件9906阻塞第一开口9908或第二开口9910中的一个，这阻塞示例性阀9900中的溶液流动。
诸如波导病毒传感器之类的样品测试设备使用抗体来将特定病毒固定在波导感测表面上以检测目标病毒。许多波导中的样品通道具有4微米的有效宽度(例如有效感测区域的宽度)和250微米的节距(例如通道到通道距离)。因此，对于实施均匀涂覆抗体的许多波导而言，这些窄波导仅能感测到4/250＝1.6％的固定病毒颗粒。例如，因为不是有效区域的区域(例如，在样品通道外部的区域)可以被抗体涂覆，样品中的病毒可以被固定到这些无效感测区域。固定可发生在整个抗体包被的表面上，但仅可检测到狭窄有效传感区域上的病毒。因此，许多波导的病毒检测能力仅限于检测具有高浓度水平的病毒的样品。
为了解决由于较宽波导间距中的窄波导导致的固定病毒颗粒检测中的低效率问题，需要窄抗体涂层以紧密匹配波导感测宽度的宽度。因此，需要精确的窄抗体涂层以改善检测的极限。
本公开的各种实施方案克服了这些技术挑战和困难，并且提供了各种技术改进和优点。
例如，本公开的各种实施方案提供了精确的窄抗体涂层，与均匀涂覆的抗体相比，其可以将波导传感器的检测极限推至60倍。在一些实施方案中，在切割之后，首先将抗体均匀地涂覆在晶片环上的管芯的整个感测表面上。在一些实施方案中，然后使抗体涂层部分失活，仅匹配波导区域保持活性。在一些实施方案中，类似光刻的工艺可实现半导体工艺准确性以具有用于最佳检测效率的匹配抗体窄图案。
在一些实施方案中，光学去活化光源可以是UV、VIS或近IR。在一些实施方案中，类似照相平版印刷的方法使抗体在未暴露区域上存活以用于固定化病毒感测。另外，或可替代地，窄抗体图案可以用类似喷墨的方法直接印刷。另外地或可替代地，根据本公开的各种实施方案提供的精确抗体涂覆方法可以应用于除波导之外的传感器类型，例如侧流免疫测定以提高灵敏度。
因此，本公开的各种实施方案可以提供技术改进。例如，本公开的各种实施方案可以提供精确的窄抗体包被并且改善检测的限制。作为另一个示例，窄抗体涂层允许宽流体通道克服由于在制造和操作过程中窄流体通道导致的困难。另外，或可替代地，非平行流动方向需要在流体中实施以允许所有病毒颗粒的高固定效率。
现在参考图100A、图100B和图100C，提供了用于制造样品测试设备的示例性方法。特别地，图100A、图100B和图100C示出了抗体的精确涂覆的示例。
如图100A所示，示例性方法包括提供至少一个紫外线(UV)屏蔽掩模(例如UV屏蔽掩模10000A和UV屏蔽掩模10000B)。在一些实施方案中，UV屏蔽掩模包括阻挡UV光的材料。在一些实施方案中，UV屏蔽掩模的尺寸与波导的采样区域的尺寸相同。例如，UV屏蔽掩模10000A的宽度W为4um。在一些实施方案中，宽度W可以是其他值。
现在参考图100B，示例性方法包括在样品测试设备10002的波导层10004的表面上均匀涂覆抗体，用至少一个UV屏蔽掩模(例如，UV屏蔽掩模10000A和UV屏蔽掩模10000B)覆盖波导层的采样区域。
在各种实施方案中，感测元件10004可以是感测管芯。在一些实施方案中，在切割传感小片之后，可以用晶片环上的小片将抗体均匀地覆盖在整个传感表面上。
在一些实施方案中，UV屏蔽掩模10000A和UV屏蔽掩模10000B附接到波导层10004的表面的对应于感测区域的区域。例如，紫外线屏蔽掩模10000A与紫外线屏蔽掩模10000B之间的长度L可以为250μm。在一些实施方案中，长度L可以是其他值。
现在参考图100C，示例性方法包括将UV光投射到波导层10004的表面上，并且在将UV光投射到波导层10004的表面上之后，从波导层10004移除UV屏蔽掩模(例如，UV屏蔽掩模10000A和10000B)。
在一些实施方案中，当UV光被投射到波导层10004的表面上时，UV光使波导层10004的未被任何UV屏蔽掩模覆盖的表面上的抗体失活，诸如未被UV屏蔽掩模10000A或UV屏蔽掩模10000B覆盖的区域10006。在一些实施方案中，UV光不使被UV屏蔽掩模(其包括UV阻挡材料)覆盖的波导层10004的表面上的抗体失活，诸如区域10008A和区域10008B。
这样，波导层10004的表面包括包括区域10008A和区域10008B的采样区域以及包括区域10006的非采样区域。
在一些实施方案中，在从波导层10004移除UV屏蔽掩模之后，示例性方法包括将流动通道板附接到波导层的表面上。在一些实施方案中，流动通道板限定多个流动通道，并且示例性方法还包括将流动通道板的多个流动通道与波导层10004的表面上的采样区域(例如，区域10008A和区域10008B)对准。流动通道可以接收可能含有病毒的样品溶液。样品测试设备的波导层10004使得病毒的固定仅发生在匹配的窄区域(例如区域10008A和区域10008B)中，在该匹配的窄区域中所有结合的病毒颗粒都可以被检测到，因为其他区域(例如区域10006)上的抗体已经被UV光灭活。
虽然以上描述提供了一些控制可移动活塞9604的移动的示例性方式，但是需注意，本公开的范围不限于以上描述。在一些示例中，示例方法可以使用其他类型的光学去活化光源(诸如但不限于VIS或近IR)来去活化波导层表面上的抗体。在这样的实施方案中，示例方法可以实现包括用于阻挡来自相应光学去激活光源的光的材料的屏蔽掩模。
现在参见图101，示出了示例性打印机壳体10100。在图101所示的示例中，示例性样品测试设备10100包括多个层，例如但不限于衬底层10101、中间层10103、多个波导层10105、10107、10109和界面层10111，类似于上文所述的那些。
现在参考图102A至图102E，示出了示例性用户界面。
在图102A所示的示例中，示例性波导10200可包括用于接收溶液(例如，样品溶液、缓冲溶液、参考溶液等)的多个通道/窗口，诸如但不限于通道10202、通道10204和通道10206。在一些实施方案中，示例性波导10200可包括总共六个通道/窗口。在一些实施方案中，示例性波导10200可包括少于或多于六个通道/窗口。在一些实施方案中，标记验证器10200可包括图像传感器10222。
在一些实施方案中，每个通道可具有15mm的长度L1和50μm的宽度W1。在一些实施方案中，间距P1(例如，每个通道之间的距离)可以是250um。在一些实施方案中，L1、W1和/或P1可以是其他值。
在一些实施方案中，波导10200的边缘与通道的边缘之间的距离L2可以是8mm。在一些实施方案中，L2可以是其他值。
现在参考图102B、图102C和图102D，示出了波导10200的附加视图。特别地，图102B示出了从切割线A-A'并沿箭头所示的方向观察的波导10200的示例性截面图。图102C示出了从切割线B-B'并沿箭头所示的方向观察的波导10200的示例性截面图。图102C示出了从切割线C-C'并沿箭头所示的方向观察的波导10200的示例性截面图。
如图102B所示，波导10200可以包括多个层。例如，层10208可以包括蚀刻窗口和诸如SiO2之类的材料。层10208位于层10210的顶部，其可以包括蚀刻槽和诸如多晶硅的材料。层10210位于层10212的顶部，其可以包括蚀刻的槽和诸如SiO2的材料。层10212位于层10214的顶部，其可以包括蚀刻的肋和诸如Si3N4的材料。层10214位于层10216的顶部，该层可以包括诸如SiO2的材料。层10216位于层10218的顶部，该层可以包括诸如硅的材料。
在图102B所示的示例中，波导10200可以具有310mm的总长度L4。在一些实施方案中，总长度L4可以是其他值。
在图102B所示的示例中，层10214可以包括从波导10200的边缘凹陷的凹陷部分10220。在一些实施方案中，波导10200的边缘与凹陷部分的边缘之间的距离L3可以是75mm。在一些实施方案中，距离L3可以是其他值。
现在参照图102C，波导10200的宽度W2可以是4.4mm。在一些实施方案中，宽度W2可以是其他值。
现在参考图102D，输入区域10222的宽度W3可以是3.9mm。在一些实施方案中，宽度W3可以是其他值。
图102E示出了图102D中圈出的区域的放大视图。如图102E所示，波导10200可以包括总共六个未埋入通道，并且可以另外包括两个埋入通道。
现在参考图103A至图103D，示出了示例性用户界面。
如图103A所示，示出了示例性波导10300的示例性俯视图。在一些实施方案中，示例性波导10300的总顶部长度L1可以是31mm，并且示例性波导10300的宽度W1可以是4.46mm。在一些实施方案中，L1和/或W1可以是其他值。
在一些实施方案中，示例性波导10300可包括多个通道。在一些实施方案中，通道的长度L2可以是15mm。在一些实施方案中，通道的边缘与波导10300的边缘之间的距离L3可以是8mm。在一些实施方案中，L2和/或L3可以是其他值。
在一些实施方案中，示例性波导10300内的凹陷部分的宽度W2(例如，类似于以上结合至少图102B所描述的那些)可以是44mm。在一些实施方案中，W2可以是其他值。
现在参见图103B，示出了示例性压力感测组件10300的示例性剖视图。在图103B所示的示例中，示例波导10300可以具有31.06mm的总底部长度L4。在一些实施方案中，L4可以是其他值。
现在参考图103C，示出了图103A中圈出的部分的放大视图。特别地，图103C示出了示例性波导10300的输入边缘10303和输入区域10301。在一些实施方案中，示例性波导10300可包括非埋入通道和埋入通道，例如埋入通道10305和埋入通道10307。在一些实施方案中，每个通道可具有50μm的宽度W3，并且两个通道之间的距离W4为250μm。在一些实施方案中，W3和W4可以是其他值。
图5示出了示例性***件10300的透视图。
在许多情况下，由于芯片上分束器制造的困难可能限制多通道波导的应用，并且直接波导边缘耦合遭受诸如低效率和高散射的问题。
本公开的各种实施方案克服了这些技术挑战和问题。例如，本公开的各种实施方案提供了一种微透镜光纤阵列边缘发射波导传感器，其可以使用具有添加的匹配微透镜阵列的光纤阵列来实现高效率的直接边缘耦合。直接阵列边缘发射使得多通道波导传感器能够应用于具有通过不同通道的多个测试样品和参考的多病毒检测。
在一些实施方案中，单模激光二极管通过1×8光纤耦合器耦合到1×8微透镜光纤阵列。这样，聚焦的激光束阵列在波导的输入边缘处直接耦合到波导的多个通道中。在一些实施方案中，阵列光束穿过波导，其中顶部感测表面暴露于样品样品和参考。所产生的条纹图案在没有成像透镜的情况下由诸如图像传感器的成像部件直接捕获。在一些实施方案中，在波导传感器中实现直接边缘耦合和边缘成像需要最少的部件并且在低成本批量生产应用中提供容易的实现。
现在参照图104A、图104B和图104C，提供了样品测试设备10400。特别地，图104A示出了样品测试设备10400的示例性透视图，图104B示出了样品测试设备10400的示例性俯视图，并且图104C示出了样品测试设备10400的示例性侧视图。
在一些实施方案中，样品测试设备10400是包括光源耦合器10402、波导10404和成像部件10406的微透镜光纤阵列边缘发射波导传感器。
在一些实施方案中，光源耦合器10402包括光纤阵列10408和光纤保持器10410。在一些实施方案中，光纤阵列10408固定在光纤保持器10410内。
在一些实施方案中，光纤阵列10408包括八个光纤。在一些实施方案中，光纤阵列10408可包括少于或多于八个光纤。在一些实施方案中，每个光纤的端部连接到相同的激光源(诸如激光二极管)，并且光纤被配置成传送来自激光源的激光。
在一些实施方案中，波导10404包括至少一个光学通道10412。在一些实施方案中，至少一个光学通道10412与光源耦合器10402对准。例如，现在参考图104B，光源耦合器10402的光纤阵列10408中的每个光纤通过直接边缘耦合直接与波导10404的至少一个光学通道10412中的一个的输入边缘对准。这样，当由光纤阵列10408中的光纤引导时，激光可以行进到波导10404的至少一个光学通道10412上。
在一些实施方案中，光源耦合器10402包括设置在光纤保持器10410的第一边缘表面上的微透镜阵列10414。在一些实施方案中，光纤阵列10408中的每个光纤与微透镜阵列10414的一个微透镜对准，并且微透镜阵列10414的每个微透镜与波导10404的至少一个光学通道10412中的一个对准。这样，由激光源发射的激光可以行进通过光纤阵列10408中的光纤和微透镜阵列10414的微透镜，并且到达波导10404的至少一个光学通道10412。
现在参考图104C，在一些实施方案中，成像部件10406(诸如图像传感器)直接从波导10404的至少一个光学通道10412捕获多通道条纹图像，而不使用成像透镜。
现在参见图105A至图105D，示出了根据本公开的各种实施方案的示例性可变聚焦透镜装置10500。具体地，图105A示出了示例性打印装置10500的示例性透视图。图3D示出了示例性模块保持器10500的示例性顶视图。图105C示出了示例性模块保持器10500的示例性侧视图。图105D示出了示例性模块保持器10500的示例性顶视图。
如图105A、图105B、图105C和图105D中所示，在一些实施方案中，光纤保持器10502包括顶部保持器部件10505和底部保持器部件10503。在一些实施方案中，光纤阵列10501被固定在顶部保持器部件10505和底部保持器部件10503之间。
在一些实施方案中，底部保持器部件10503包括V形槽阵列。在一些实施方案中，光纤阵列10501被紧固到底部保持器部件10503的V形槽阵列，其另外的细节结合至少图106A和图106B被图示和描述。另外和/或可替代地，光纤阵列10501可以通过化学胶附接到底部保持器部件10503。例如，光纤阵列10501可以通过化学胶附接到底部保持器部件10503的未被顶部保持器部件10505覆盖的表面。
在一些实施方案中，顶部保持器部件10505的边缘表面和底部保持器部件10503的边缘表面一起形成光纤保持器10502的第一边缘表面，并且光纤阵列10501中的每个光纤的端部延伸到光纤保持器10502的第一边缘表面上。在一些实施方案中，微透镜阵列10507设置在光纤保持器10502的第一边缘表面上，并且光纤阵列10501中的光纤与微透镜阵列10507中的微透镜对准。在一些实施方案中，光纤阵列10501被配置为将来自激光源的光重新引导到穿过微透镜阵列10507的波导的至少一个光学通道中。
现在参见图106A和图106B，示出了根据本公开的各种实施方案的示例性打印装置5900的示例性部分。具体地说，图106A示出了示例性水平运输设备10600的示例性透视图，并且图106B示出了示例性水平运输设备10600的示例性俯视图。
在图106A中，从配置有微透镜阵列10602的端面观察光纤支架10600的例子。
如上所述，微透镜阵列10602包括至少一个微透镜10601。在一些实施方案中，至少一个微透镜10601的半径R1为0.24mm。在一些实施方案中，微透镜阵列10602中的微透镜之间的距离D1为0.25mm。在一些实施方案中，半径R1和/或距离D1可以是其他值。
在图106B中，从接收来自光纤阵列的光纤的边缘表面观看示例光纤保持器10600。
如上所述，光纤固定在示例光纤保持器10600的顶部保持器部件10604和底部保持器部件10606之间。在一些实施方案中，底部保持器部件10606包括V形槽阵列10608，并且光纤阵列放置在V形槽阵列10608上。
在一些实施方案中，v形凹槽阵列10608的两个v形凹槽之间的距离D2为0.25mm。在一些实施方案中，距离D2可以是其他值。
如图106B所示，在一些实施方案中，V形槽阵列与微透镜阵列10602对准。例如，V形槽阵列10608中的V形槽之间的距离与微透镜阵列10602中的微透镜之间的距离相同。这样，当光纤阵列放置在V形槽阵列10608上时，光纤阵列与微透镜阵列10602对准。
在一些实施方案中，光纤阵列中的光纤数量、V形槽阵列中的V形槽数量以及微透镜阵列中的微透镜数量是相同的。
现在参考图107，示出了根据本公开的各种实施方案的来自传送激光的示例光纤阵列的光纤的示例波片10700。特别地，光纤被定向成使得光纤的连接器键10701与波片10700的慢轴对准，并且波片10700的快轴与V形槽阵列的平面对准。
现在参见图108，其示出了根据本公开的各种实施方案的示例性装置的示例性视图。
特别地，图108示出示例光源耦合器10800的底部保持器部件10802具有长度L1。在一些实施方案中，长度L1可以是10mm。在一些实施方案中，长度L1可以是其他值。在一些实施方案中，光源耦合器10800可制造成具有0度D0抛光，使得光纤的快轴与V形槽阵列的平面对准，如上文结合至少图107所描述。
现在参见图109A至图109C，示出了根据本公开的各种实施方案的示例性可变聚焦透镜装置10900。特别地，图109A示出了示例性镜筒透镜组件10900的示例性分解图。图109B示出了示例性镜筒透镜组件10900的示例性前透视图。图2B示出了示例性镜筒透镜组件10900的示例性前透视图。
如图109A所示，示例性微透镜阵列10900可包括至少一个微透镜10903。如图109B所示，至少一个微透镜10903可以具有0.07mm的深度D1，并且微透镜阵列10900可以具有1mm的深度D2。在一些实施方案中，深度D1和/或深度D2可以是其他值。
如图109C所示，示例性微透镜阵列10900可以具有2.4mm的长度L1和1.8mm的高度H1。在一些实施方案中，长度L1和/或高度H1可以是其他值。至少一个微透镜10903可以具有0.24mm的半径R1，并且两个微透镜之间的距离D3可以是0.25mm。在一些实施方案中，R1和/或D3可以是其他值。
存在许多与同时定量感测多种物质相关的技术挑战和困难。例如，许多样品测试设备只能确定未知样品是否包含一种特定类型(和变体)的病毒。如果确定未知样品不包含这种特定类型(和变体)的病毒，则可能需要另一测试来确定未知样品是否包含另一类型(和变体)的病毒。例如，病毒可具有多种变体，并且可能需要针对所有变体测试未知样品。由于这些样品检测装置只能针对病毒的一种变体来检测样品，因此它们阻碍了样品检测的过程并且导致病毒检测的延迟。
本公开的各种实施方案克服了这些技术挑战和困难，并且提供了各种技术改进和优点。例如，本公开的各种实施方案可以使用标准线性代数方法(例如但不限于主成分分析(PCA))组合多个生物测定和多路校准，并且可以使用波导内的多个光学通道实现用于离散生物测定的多路测试。例如，本公开的各种实施方案可确定未知样品与特定类型的病毒(例如，SARS-CoV2)相关，但与未知变体相关。
现在参考图110，提供了用于校准样品测试设备的计算机实现的方法11000。在一些实施方案中，样品测试设备包括多个样品通道(例如，根据本文所述的各种示例的来自波导的多个样品通道)。
示例方法11000在步骤/操作11002处开始并且进行到步骤/操作11004。在步骤/操作11004，示例性方法11000包括使得与样品类型相关联的已知样品被提供到多个样品通道。在该示例中，已知样品与样品的已知类型和变体(例如，病毒的已知类型和变体)和/或样品的已知浓度水平(例如，病毒的已知浓度水平)相关联。
在一些实施方案中，多个样品通道中的每一个涂覆有用于检测多种样品类型的多种抗体。例如，现在参考图112A和图112B，提供了图示示例波导11200的示例图。
类似于以上提供的各种示例，示例波导11200包括多个样品通道，并且每个通道可以涂覆有多个抗体11202。在一些实施方案中，通过样品通道提供样品(例如，包含如图112A中所示的病毒11206'或如图112B中所示的病毒11206的样品，其在如箭头11204所示的方向上流过样品通道)，类似于上述各种实施方案。
在一些实施方案中，当与样品类型相关联的已知样品被提供到多个样品通道时，来自多个样品通道的干涉条纹图案可以改变。
例如，如果样品包含特定类型和变体的病毒，并且波导的样品通道的表面涂覆有针对该特定类型和变体的病毒的抗体，则当样品行进通过样品通道时，抗体与病毒强烈结合，将病毒保持在表面处。表面处病毒粒子数目的增加(由于抗体与病毒粒子之间的化学和/或生物反应)可引起波导的消逝波的变化，这又可改变来自波导的干涉条纹图案。
现在参照图112B，当包含病毒11206的样品被提供到涂覆有针对病毒11206的抗体11202的波导11200的样品通道时，抗体11202将病毒11206吸引到样品通道的表面，引起样品通道的折射率的变化。如图所示，当激光源11208向波导11200的样品通道发射激光时，病毒11206和抗体11202之间的相互作用引起来自波导11200的干涉条纹图案的变化，如成像部件11210所检测的。
现在参考图113A，示出了示例图，其示出了来自样品通道(标记为“测量”)和两个对照/参考通道(标记为“阴性对照”和“阳性对照”)的信号的示例信号幅度。如图113A所示，来自样品通道的信号幅度不在信号幅度范围的底端(例如，由于干涉条纹图案的变化)，这指示样品是样品通道被配置为检测的样品类型和变体(例如，病毒的类型和变体)。
如图114A中进一步所示，示出了来自用于测试SARS-Cov2的样品通道(标记为“SARS-Cov2测试通道”)和两个对照/参考通道(标记为阴性对照的“(-)对照通道”和阳性对照的“(+)对照通道”)的示例性信号幅度。如图114A所示，来自SARS-Cov2测试通道的信号幅度不在信号幅度范围的底端(例如，在相应测试通道的正信号范围内)，这表明样品包含SARS-Cov2测试通道被配置为检测的SARS-Cov2病毒(或其变体)。
在一些示例中，如果样品包含特定类型和变体的病毒，并且波导的样品通道的表面上涂覆有针对该piacular类型的抗体而不是针对该特定变体的抗体，则可能仍然存在改变来自波导的干涉条纹图案的一些化学和/或生物反应，尽管这种改变可能不像波导的样品通道的表面上涂覆有针对该特定变体的抗体的改变那样显著。
在一些示例中，如果样品包含特定类型和变体的病毒，并且波导的样品通道的表面涂覆有针对不同类型病毒的抗体，则可能不存在改变来自波导的干涉条纹图案的化学和/或生物反应。例如，在图112A所示的样品中，涂覆在波导11200的样品通道上的抗体11202不是针对流过样品通道的病毒11206'的类型，并且由成像部件11210检测到的来自波导11200的干涉条纹图案的变化是最小的或不存在。
现在参考图113B，示出了示例图，其示出了来自样品通道(标记为“测量”)和两个对照/参考通道(标记为“阴性对照”和“阳性对照”)的示例信号幅度。如图113B所示，来自样品通道的信号幅度处于信号幅度范围的底端，这表明样品不是样品通道被配置为检测的样品类型。
如图114B中进一步所示，示出了来自用于测试SARS-Cov2的样品通道(标记为“SARS-Cov2测试通道”)和两个对照/参考通道(标记为阴性对照的“(-)对照通道”和阳性对照的“(+)对照通道”)的示例性信号幅度。如图114B所示，来自SARS-Cov2测试通道的信号幅度处于信号幅度范围的底端(例如，在与相应测试通道相关的阳性信号范围之外)，这表明样品不包含SARS-Cov2测试通道被配置为检测的SARS-Cov2病毒(或其变体)。
在一些实施方案中，多个样品通道中的每一个涂覆有与多个样品通道中的另一个的抗体不同的抗体。例如，第一样品通道用抗体A1包被用于检测病毒T1的特定变体，第二样品通道用抗体A2包被用于检测病毒T2的特定变体，并且第三样品通道用抗体A3包被用于检测病毒T3的特定变体。在一些实施方案中，病毒T1、病毒T2和病毒T3是相同类型的病毒T的变体。
在一些实施方案中，多个样品通道中的仅一个涂覆有用于检测与已知样品相关联的样品类型和变体的抗体。例如，如果已知样品与病毒T1的特定类型和变体相关，则仅多个样品通道中的一个涂覆有用于检测病毒T1的特定类型和变体的抗体A1。
另外，重新参见图110，在一些实施方案中，示例方法11000的步骤/操作11002可以包括使得至少一种控制物质被提供给至少一个控制通道(或参考通道)。
如上所述，在一些实施方案中，至少一个控制通道(或参考通道)可以涂覆有与针对一个或多个波长和/或操作温度的已知和/或可确定折射率相关联的已知物质。在一些实施方案中，至少一个控制通道(或参考通道)可以不涂覆有任何物质。
在一些实施方案中，每当样品(无论是已知样品还是未知样品)被提供到波导中的样品通道时，至少一种对照物质也被提供到波导的对照通道(或参考通道)。至少一种控制物质可以包括已知物质，并且由已知物质与涂覆在控制/参考通道中的已知物质相互作用引起的折射率的变化是已知的和/或可确定的。
重新参见图110，在步骤/操作11004之后，示例性方法11000前进至步骤/操作11006。在步骤/操作11006，示例性方法11000包括记录从多个样品通道接收并由成像部件检测的多个校准信号。例如，可以记录与多个校准信号相关联的信号幅度。
如上所述，当已知样品行进通过多个样品通道时，来自多个样品通道的干涉条纹图案可以改变，这可以由成像部件(诸如图像传感器)检测和记录。干涉条纹图案可以用作与病毒的特定类型、变体和浓度水平的存在相关联的校准信号。例如，记录每个校准信号的信号幅度。
从以上示例继续，已知样品包含一种类型的病毒T1，并且波导包括涂覆有用于检测病毒T1的特定变体的抗体A1的第一样品通道、涂覆有用于检测病毒T2的特定变体的抗体A2的第二样品通道、以及涂覆有用于检测病毒T3的特定变体的抗体A3的第三样品通道。在该示例中，成像传感器记录来自第一样品通道、第二样品通道和第三样品通道的校准信号(例如干涉条纹图案)。由于第一样品通道涂覆有已知样品中病毒的特定变体的抗体，因此来自第一样品通道的干涉条纹图案的变化可能比来自第二样品通道和第三样品通道的干涉条纹图案的变化更显著。
现在参考图116、图117、图118、图119和图120，提供了图示来自示例波导的校准信号的示例信号幅度的示例图。
在图116、图117、图118、图119和图120所示的示例中，示例波导通道可以包括两个控制/参考通道，其包括(-)控制通道和(+)控制通道。示例性波导通道还可以包括四个样品通道，包括SARS-CoV2变体1测试通道、SARS-CoV2变体2测试通道、SARS-CoV2变体3测试通道和SARS-CoV2变体4测试通道。
例如，SARS-CoV2变体1测试通道可用抗体包被以检测SARS-CoV2变体1型。SARS-CoV2变体2测试通道可用抗体包被以检测SARS-CoV2变体2型。SARS-CoV2变体3测试通道可用抗体包被以检测SARS-CoV2变体3型。SARS-CoV2变体4测试通道可用抗体包被以检测SARS-CoV2变体4型。
现在参考图116和图117，提供了图示与已知样品相关联的校准信号的示例信号幅度的示例图。特别地，图116和图117说明了由于包含SARS-CoV2变体1型但处于不同浓度水平的样品而导致的不同信号幅度。
在图116所示的示例中，样品包含第一浓度水平的SARS-CoV2变体1型，使得来自SARS-CoV2变体1测试通道的校准信号的信号幅度位于来自SARS-CoV2变体1测试通道的校准信号的幅度范围内(例如，在该测试通道的正信号范围内)的中间部分。在图117所示的示例中，样品包含第二浓度水平的SARS-CoV2变体1型，使得来自SARS-CoV2变体1测试通道的校准信号的信号幅度接近来自SARS-CoV2变体1测试通道的校准信号的幅度范围的较高端(例如，在该测试通道的正信号范围内)。在一些实施方案中，第一浓度水平低于第二浓度水平。另外，因为样品不包含SARS-CoV2变体类型2、SARS-CoV2变体类型3和SARS-CoV2变体类型4，所以来自SARS-CoV2变体2测试通道、SARS-CoV2变体3测试通道和SARS-CoV2变体4的校准信号的信号幅度处于或接近它们相应的信号幅度范围的底端。
类似地，图118说明了与包含特定浓度水平的SARS-CoV2变体2型的已知样品相关的信号幅度。在图118中所示的示例中，样品使得来自SARS-CoV2变体2测试通道的校准信号的信号幅度处于来自SARS-CoV2变体2测试通道的校准信号的幅度范围内(例如，在该测试通道的正信号范围内)的中间部分。因为样品不包含SARS-CoV2变体1型、SARS-CoV2变体3型和SARS-CoV2变体4型，所以来自SARS-CoV2变体1测试通道、SARS-CoV2变体3测试通道和SARS-CoV2变体4测试通道的校准信号的信号幅度处于或接近其相应信号范围的底端(例如，在该测试通道的正信号范围之外)。
类似地，图119说明了与包含特定浓度水平的SARS-CoV2变体3型的已知样品相关的信号幅度。在图119所示的示例中，样品使得来自SARS-CoV2变体3测试通道的校准信号的信号幅度处于来自SARS-CoV2变体3测试通道的校准信号的幅度范围内(例如，在该测试通道的正信号范围内)的中间部分。因为样品不包含SARS-CoV2变体1型、SARS-CoV2变体2型和SARS-CoV2变体4型，所以来自SARS-CoV2变体1测试通道、SARS-CoV2变体2测试通道和SARS-CoV2变体4测试通道的校准信号的信号幅度处于或接近其相应信号范围的底端(例如，在该测试通道的正信号范围之外)。
类似地，图120显示了与包含特定浓度水平的SARS-CoV2变体4型的已知样品相关的信号幅度。在图120所示的示例中，样品使得来自SARS-CoV2变体4测试通道的校准信号的信号幅度处于来自SARS-CoV2变体4测试通道的校准信号的幅度范围内(例如，在该测试通道的正信号范围内)的中间部分。因为样品不包含SARS-CoV2变体1型、SARS-CoV2变体2型和SARS-CoV2变体3型，所以来自SARS-CoV2变体1测试通道、SARS-CoV2变体2测试通道和SARS-CoV2变体3测试通道的校准信号的信号幅度处于或接近其相应信号范围的底端(例如，在该测试通道的正信号范围之外)。
另外，在一些实施方案中，示例方法11000的步骤/操作11004可以包括记录从至少一个控制信道接收的至少一个控制信号。例如，可以在将至少一种控制物质提供给至少一个控制通道之后记录与至少一个控制信号相关联的至少一个信号幅度。在图116～图120所示的例子中，记录了来自负控制信道(“(-)控制信道")的控制信号的信号大小和来自正控制信道(“(+)控制信道")的控制信号的信号大小。
重新参见图110，在步骤/操作11006之后，示例性方法11000前进至步骤/操作11008。在步骤/操作11008处，示例方法11000包括确定至少一个控制信号是否在控制信号范围内。例如，示例方法11000可以确定至少一个控制信号的信号幅度是否在信号幅度的控制信号范围内。在一些实施方案中，可以基于放置波导的环境(例如，环境的温度)来确定控制信号范围。
现在参考图115A至图115C，示出了示例图，其示出了来自样品通道(标记为“SARS-CoV2测试通道”)和两个对照/参考通道(标记为“(-)对照通道”和“(+)对照通道”)的信号的示例信号幅度。
在图115A所示的示例中，来自“(-)控制信道”的控制信号的信号幅度高于“(-)控制信道”的信号幅度范围的控制信号范围，因此不在该信号幅度范围内。来自“(+)控制信道”的控制信号的信号幅度低于“(+)控制信道”的控制信号范围，因此不在信号幅度范围内。
在图115B所示的示例中，来自“(-)控制信道”的控制信号的信号幅度在“(-)控制信道”的信号幅度范围内。来自“(+)控制信道”的控制信号的信号幅度低于“(+)控制信道”的信号幅度范围，因此不在该信号幅度范围内。
在图115C所示的示例中，来自“(-)控制信道”的控制信号的信号幅度高于“(-)控制信道”的信号幅度范围，并且不在“(-)控制信道”的信号幅度范围内。来自“(+)控制信道”的控制信号的信号大小在“(+)控制信道”的信号大小范围内。
重新参见图110，如果在步骤/操作11008处，示例方法11000确定至少一个控制信号不在信号幅度的控制信号范围内，则示例方法11000进行到步骤/操作11012。在步骤/操作11012，示例方法11000包括生成错误消息。
举例来说，如果控制信号的信号量值中的任一者不在信号量值的对应控制信号范围内(举例来说，如图115A到图115C中所展示)，那么示例方法11000可包括产生指示校准无效的错误消息，且可将错误消息发射到客户端装置。
如果在步骤/操作11008，示例方法11000确定至少一个控制信号在信号幅度的控制信号范围内，则示例方法11000进行到步骤/操作11010。在步骤/操作11010，示例性方法11000包括生成指示样品类型、变体和/或浓度水平与多个校准信号之间的数据连接的数据集。
在一些实施方案中，处理器可以基于在步骤/操作11006处记录的校准信号生成数据集，并且可以建立在步骤/操作11004处提供到多个样品通道的样品的样品类型、变体和/或浓度水平与校准信号之间的数据连接。例如，处理器可以生成将来自一个样品通道的校准信号的信号幅度与(1)样品类型/变体和(2)与提供给该样品通道的样品相关联的浓度水平相关联的数据集。
从上面的例子继续，处理器可以产生包括从第一样品通道、第二样品通道和第三样品通道接收的校准信号的信号幅度的数据集，并且指示病毒类型/变体A1(和病毒类型/变体A1的浓度水平)与这些校准信号之间的数据连接。
重新参见图110，在步骤/操作11010之后，示例性方法11000前进至步骤/操作11014并结束。
在一些实施方案中，为了校准波导，可以通过向多个样品通道提供与相同类型的病毒的不同样品变体相关联的不同已知样品来重复示例方法11000。
从上述示例继续，可以将含有病毒T2的变体的已知样品提供给用抗体A1包被的用于检测病毒的特定变体T1的第一样品通道、用抗体A2包被的用于检测病毒的特定变体T2的第二样品通道和用抗体A3包被的用于检测病毒的特定变体T3的第三样品通道。记录从多个样品通道接收的多个校准信号，并且生成指示样品变体T2与这些多个校准信号之间的数据连接的数据集。另外，可以将含有病毒T3的变体的已知样品提供给用抗体A1包被的用于检测病毒的特定变体T1的第一样品通道、用抗体A2包被的用于检测病毒的特定变体T2的第二样品通道和用抗体A3包被的用于检测病毒的特定变体T3的第三样品通道。记录从多个样品通道接收的多个校准信号，并且生成指示样品变体T3与这些多个校准信号之间的数据连接的数据集。
在一些实施方案中，阳极11000可以是可溶的。在每次重复中，提供与不同样品类型或变体相关的已知样品，并且样品通道之一涂覆有针对该样品类型或变体的抗体。当涂覆在多个样品通道上的多种抗体可以检测到的所有样品类型和变体已经被提供到多个样品通道时，重复停止。通过该重复过程，处理器可以生成数据集的完整库，其指示来自不同通道、不同样品类型/变体/浓度水平的不同组校准信号之间的联系。
例如，现在参考图116，处理器可以生成数据集，该数据集将从SARS-CoV2变体1测试通道接收到的校准信号的信号幅度、从SARS-CoV2变体2测试通道接收到的校准信号的信号幅度、从SARS-CoV2变体3测试通道接收到的校准信号的信号幅度以及从SARS-CoV2变体4测试通道接收到的校准信号的信号幅度与SARS-CoV2变体1的样品类型以及基于提供给这些通道的已知样品的浓度水平相关。现在参考图118，处理器可以生成数据集，该数据集将从SARS-CoV2变体1测试通道接收到的校准信号的信号幅度、从SARS-CoV2变体2测试通道接收到的校准信号的信号幅度、从SARS-CoV2变体3测试通道接收到的校准信号的信号幅度以及从SARS-CoV2变体4测试通道接收到的校准信号的信号幅度与SARS-CoV2变体2的样品类型以及基于提供给这些通道的已知样品的浓度水平相关。现在参考图119，处理器可以生成数据集，该数据集将从SARS-CoV2变体1测试通道接收到的校准信号的信号幅度、从SARS-CoV2变体2测试通道接收到的校准信号的信号幅度、从SARS-CoV2变体3测试通道接收到的校准信号的信号幅度以及从SARS-CoV2变体4测试通道接收到的校准信号的信号幅度与SARS-CoV2变体3的样品类型以及基于提供给这些通道的已知样品的浓度水平相关。现在参考图120，处理器可以生成数据集，该数据集将从SARS-CoV2变体1测试通道接收到的校准信号的信号幅度、从SARS-CoV2变体2测试通道接收到的校准信号的信号幅度、从SARS-CoV2变体3测试通道接收到的校准信号的信号幅度以及从SARS-CoV2变体4测试通道接收到的校准信号的信号幅度与SARS-CoV2变体4的样品类型以及基于提供给这些通道的已知样品的浓度水平相关。
现在参考图111，提供了用于操作样品测试设备的计算机实现的方法11100。在一些实施方案中，样品测试设备包括多个样品通道(例如，根据本文所述的各种示例的来自波导的多个样品通道)。在一些实施方案中，样品测试设备包括至少一个控制通道(或参考通道)，类似于上文所述的那些。
示例方法11100在步骤/操作11101处开始并且进行到步骤/操作11103。在步骤/操作11103，示例性方法11100包括使未知样品被提供到多个样品通道。在该示例中，未知样品与未知类型的样品和/或未知浓度水平的样品相关联。
类似于以上描述的那些，多个样品通道涂覆有用于检测多种样品类型、变体、和/或浓度水平的多种抗体，类似于以上结合图110的至少步骤/操作11004描述的那些。例如，第一样品通道涂覆有用于检测病毒的特定类型/变体T1的抗体A1，第二样品通道涂覆有用于检测病毒的特定类型/变体T2的抗体A2，并且第三样品通道涂覆有用于检测病毒的特定类型/变体T3的抗体A3。在一些实施方案中，病毒T1、病毒T2和病毒T3是相同病毒T的变体。
在一些实施方案中，多个样品类型中的每一个与来自多个校准信号的一组校准信号相关联。例如，可以至少部分地基于以上结合图110描述的示例方法11000来记录与多个样品类型中的每一个相关联的该组校准信号。
继续上述示例，病毒类型/变体T1(及其浓度水平)可以与来自第一样品通道、第二样品通道和第三样品通道的第一组校准信号相关联。病毒类型/变体T2(及其浓度水平)可以与来自第一样品通道、第二样品通道和第三样品通道的第二组校准信号相关联。病毒类型/变体T3(及其浓度水平)可以与来自第一样品通道、第二样品通道和第三样品通道的第三组校准信号相关联。
在一些实施方案中，当向多个样品通道提供未知样品时，来自多个样品通道的干涉条纹图案可改变，类似于上文结合至少图110所述的那些干涉条纹图案。
另外，在一些实施方案中，示例方法11100的步骤/操作11103可以包括使得控制物质被提供给至少一个控制通道，类似于以上结合至少图110描述的那些控制通道。
重新参见图111，在步骤/操作11103之后，示例性方法11100前进至步骤/操作11105。在步骤/操作11105，示例性方法11100包括记录从多个样品通道接收并由成像部件检测的多个样品信号。在一些实施方案中，示例方法11100可以包括记录这些样品信号的信号幅度，类似于上述那些。
另外，在一些实施方案中，示例方法11100的步骤/操作11105可以包括记录从至少一个控制信道接收的至少一个控制信号，类似于以上描述的那些。在一些实施方案中，示例方法11100可以包括记录这些控制信号的信号幅度，类似于上述那些。
如上所述，当未知样品行进通过多个样品通道时，来自多个样品通道的样品信号(例如干涉条纹图案)可以改变，这可以由成像部件(诸如图像传感器)检测和记录。
从以上示例继续，未知样品行进穿过涂覆有用于检测病毒T1的特定类型/变体的抗体A1的第一样品通道、涂覆有用于检测病毒T2的特定类型/变体的抗体A2的第二样品通道、以及涂覆有用于检测病毒T3的特定类型/变体的抗体A3的第三样品通道。在该示例中，成像传感器记录来自第一样品通道、第二样品通道和第三样品通道的样品信号(例如，干涉条纹图案)。
重新参见图111，在步骤/操作11105之后，示例性方法11100前进至步骤/操作11107。在步骤/操作11107处，示例方法11100包括确定至少一个控制信号是否在控制信号范围内。
在一些实施方案中，示例方法11100可确定该至少一个控制信号是否在与以上结合以上图110的至少步骤/操作11008描述的那些控制信号范围类似的控制信号范围内。
重新参见图110，如果在步骤/操作11107处，示例方法11100确定至少一个控制信号不在信号幅度的控制信号范围内，则示例方法11100进行到步骤/操作11123。在步骤/操作11123，示例方法11100包括生成错误消息。
例如，示例方法11100图110的步骤/操作11012，示例方法可以包括生成指示测试无效的错误消息，并且可以向客户端设备发送该错误消息。
重新参见图111，如果在步骤/操作11107处，示例方法11100确定至少一个控制信号在信号幅度的控制信号范围内，则示例方法11100进行到步骤/操作11109。在步骤/操作11109，示例性方法11100包括检索指示多个样品类型/变体/浓度水平与多个校准信号之间的多个数据连接的多个数据集。
例如，可以从数据集库检索多个数据集，所述数据集库指示来自波导中的不同通道的不同组校准信号与不同样品类型/变体/浓度水平之间的连接。在一些实施方案中，可以至少部分地基于以上结合至少图110描述的示例方法11000来生成数据集库。
继续以上示例，处理器可检索指示病毒T1的病毒类型/变体/浓度水平与来自第一样品通道、第二样品通道和第三样品通道的校准信号之间的数据连接、病毒T2的病毒类型/变体/浓度水平与来自第一样品通道、第二样品通道和第三样品通道的校准信号之间的数据连接、以及病毒T3的病毒类型/变体/浓度水平与来自第一样品通道、第二样品通道和第三样品通道的校准信号之间的数据连接的多个数据集。
重新参见图111，在步骤/操作11109之后，示例性方法11100前进至步骤/操作11111。在步骤/操作11111，示例性方法11100包括确定在步骤/操作11105记录的样品信号是否对应于来自在步骤/操作11109检索的多个数据集的校准信号。
在一些实施方案中，处理器可以确定在步骤/操作11105记录的多个样品信号是否匹配与来自在步骤/操作11109检索的多个数据集的每个样品类型/变体相关联的一组校准信号。
重新参见图111，如果处理器确定在步骤/操作11105记录的样品信号对应于来自在步骤/操作11109检索的多个数据集的校准信号，则示例性方法11100进行到步骤/操作11115。在步骤/操作11115处，示例性方法11100包括报告未知样品的已知/校准变体的检查阳性，其对应于与匹配校准信号相关联的变体。
继续以上示例，处理元件确定多个样品信号(例如，来自第一样品通道、来自第二样品通道和来自第三样品通道)是否匹配与病毒类型A1相关联的校准信号组(例如，来自第一样品通道、来自第二样品通道和来自第三样品通道)。如果是，则处理器确定未知病毒与病毒类型A1相关联。如果否，则处理器确定未知病毒不与病毒类型A1相关联。
换句话说，当向这些通道提供未知样品时，处理器可以比较来自这些通道的信号幅度，并且可以确定这些信号幅度是否与数据集中记录的那些信号幅度匹配。例如，如上文结合图116至图120所述，示例性波导可包括SARS-CoV2变体1测试通道、SARS-CoV2变体2测试通道、SARS-CoV2变体3测试通道和SARS-CoV2变体4测试通道。处理器可以产生并存储将样品类型/变体(SARS-CoV2变体1、SARS-CoV2变体2、SARS-CoV2变体3或SARS-CoV2变体4)和浓度水平与来自这些通道的信号大小相关联的数据集。在一些实施方案中，当确定样品信号是否匹配校准信号时，处理器可以将多个样品信号与不同组的校准信号进行比较。
如果存在匹配，则处理器确定未知样品与记录在数据集中的样品类型和浓度水平相关联。例如，如果来自SARS-CoV2变体1测试通道、SARS-CoV2变体2测试通道、SARS-CoV2变体3测试通道和SARS-CoV2变体4测试通道的样品信号的信号幅值与图116中所示的那些匹配，则处理器基于与图116相关联地提供的已知样品确定未知样品与SARS-CoV2变体1和浓度水平相关联。
如上所述，波导的样品通道可以涂覆有用于与相同类型的病毒相关联的不同变体的不同抗体，并且可以生成将校准信号的信号幅度与每个变体类型/变体和浓度水平相关联的数据集，类似于以上结合至少图110所描述的那些。
在一些实施方案中，响应于在步骤/操作11111确定多个样品信号不匹配任何一组校准信号，示例方法11100进行到步骤/操作11113。作为步骤/操作11113，示例性方法11100确定从测试通道接收并在步骤/操作11105记录的样品信号中的至少一个的至少一个信号幅值是否在该测试通道的信号正范围内。
如上所述，来自每个测试通道的信号大小可以指示样品是否至少与对应于测试通道的变体相关联或相关。例如，如果从测试通道接收的样品信号的信号幅度处于幅度信号范围的底部(例如，0值)，则样品不与相应的测试通道被配置为检测的病毒(和变体)相关联或相关。如果从测试通道接收的样品信号的信号幅度处于幅度信号范围的中间或顶部(例如，正值)，则样品至少与相应测试通道被配置为检测的病毒(和变体)或多或少地相关或相关联。
重新参见图111，如果示例性方法11100确定来自测试通道的样品信号的至少一个信号幅值在该通道的正信号范围内，则示例性方法11100进行到步骤/操作11117。在步骤/操作11117处，示例方法11100报告未知变体的检查阳性结果。例如，示例方法11100报告未知样品与病毒的未知变体相关(例如，未知样品包括病毒的未知变体)。
在一些实施方案中，当向波导提供未知样品时，示例方法可以包括确定来自至少一个样品通道的样品信号的至少一个信号幅度不在样品范围的底部(例如，该通道的折射率存在变化)，这指示至少病毒的存在。然而，示例方法还可以包括确定采样信号的信号幅度的集合不匹配与数据集相关联的信号幅度中的任何信号幅度。例如，来自至少一个通道的样品信号与来自记录在数据集中的相应的至少一个通道的校准信号不匹配。在这种示例中，示例性方法还可包括确定未知样品与和涂覆在波导上的抗体可检测的病毒类型相同类型的病毒相关联，但与涂覆在波导上的抗体可检测的那些变体不同的、未知的病毒变体相关联。
参照图121，例如，将未知样品提供给包括SARS-CoV2变体1测试通道(涂覆有SARS-CoV2变体1的抗体)、SARS-CoV2变体2测试通道(涂覆有SARS-CoV2变体2的抗体)、SARS-CoV2变体3测试通道(涂覆有SARS-CoV2变体3的抗体)和SARS-CoV2变体4测试通道(涂覆有SARS-CoV2变体4的抗体)的波导。如图121所示，来自SARS-CoV2变异株1测试通道、SARS-CoV2变异株3测试通道和SARS-CoV2变异株4测试通道的样品信号的信号幅度不在它们相应的信号范围的底部，表明存在SARS-CoV2病毒。然而，来自这四个通道的采样信号的信号幅度组与来自图116至图119中任一个所示的这四个通道的校准信号的信号幅度不完全匹配。因此，该示例性方法确定样品包含SARS-CoV2型病毒，但不是变体1、变体2、变体3或变体4。
重新参见图111，如果示例性方法11100确定来自测试通道的样品信号的信号幅值中没有一个在这些通道的正信号范围内，则示例性方法11100进行到步骤/操作11119。在步骤/操作11119处，示例方法11100报告未知样品不与病毒相关联(例如，不包括病毒)的阴性测试结果。
例如，如果从测试通道接收的所有样品信号都是0(例如，不在正信号范围内)，则示例性方法11100确定未知样品不包括病毒。
重新参见图111，在步骤/操作11115、步骤/操作11117和/或步骤/操作11119之后和/或响应于该步骤/操作，示例性方法11100进行到步骤/操作11121并结束。
许多样品测试设备利用抗体固定测定来在病原体检测中检测靶病毒。限制在于该检测仅能在一次测试中检测一种特定病原菌，并且需要在一次测试中检测多于一种病原体。一个典型的例子是检测不同SARS-CoV2变体的试验。
根据本公开的各种实施方案，提供了一种计算机实现的方法。即时多病原体测试使用多通道病毒传感器以在使用单滴样品的单个测试中检测许多不同类型的病原体。在一些实施方案中，本测试以减少的测试时间和测试样品消除了多个测试。因此，本公开的各种实施方案提供了高效、高特异性的多病原体测试，其可以代替多个、单独的测试。
在一些实施方案中，对于包括n个样品通道(也称为测试通道)的波导，波导可以被配置为检测总共(2n-1)种类型的病毒。例如，八通道波导传感器可以包括六(6)个活动测试通道和两(2)个参考通道。六个活性测试通道可同时检测的病毒类型的数目可计算为：
26-1＝63
换句话说，六个有源测试通道可以检测总共63种类型的病毒，这足以覆盖样品测试中最感兴趣的病毒类型。
现在参考图122，提供了使用波导和用于检测多种样品类型的多个抗体集合进行样品测试的示例性方法12200。在一些实施方案中，ASRS包括多个存储架。
示例方法12200在步骤/操作12202处开始并且进行到步骤/操作12204。在步骤/操作12204处，示例性方法12200包括使用多个抗体集合产生多个抗体混合物。
在一些实施方案中，多个抗体集合中的每一个包含用于检测病毒的特定类型/变体的抗体。在一些实施方案中，多种抗体混合物中的每一种包含来自多种抗体集合的至少两种不同抗体。
在一些实施方案中，当产生多种抗体混合物时，该方法还包括确定波导的多个样品通道的总数，并且至少部分地基于多个样品通道的总数从多个抗体集合中选择抗体集合的总数。
在一些实施方案中，在步骤/操作12204产生的多种抗体混合物的总数与多个样品通道的总数相同。在这样的实施方案中，为波导中的多个样品通道中的每一个产生独特的抗体混合物。
在一些实施方案中，当样品通道的总数是n时，需要总数m＝2n-1的抗体收集物来产生抗体混合物。例如，如果有两个样品通道，则需要三个抗体收集来产生抗体混合物。如果有三个样品通道，则需要七个抗体收集来产生抗体混合物。如果有四个样品通道，则选择十五个抗体集合来产生抗体混合物。
在一些实施方案中，为了从总共m个不同的抗体集合产生要涂覆在总共n个样品通道上的总共n个抗体混合物，步骤/操作12204可以包括实施组合选择算法以将来自不同抗体集合的抗体添加到要涂覆在不同样品通道上的抗体混合物的不同组合。例如，可以将来自m个不同抗体集合中的每一个的抗体添加到n个抗体混合物中的一个、n个抗体混合物中的两个…或n个抗体混合物中的n个。特别地，与添加了来自其他抗体集合的其他抗体的抗体混合物的组合相比，将来自每个抗体集合的抗体添加到不同的抗体混合物组合中。换句话说，来自不同抗体集合的抗体被添加到抗体混合物的不同组合中，使得没有两个抗体集合被添加到抗体混合物的相同组合中。
例如，为了产生用于三个样品通道(例如，通道1、通道2和通道3)的总共三个抗体混合物，步骤/操作12204混合物，步骤/操作可以确定需要总共32-1＝7个抗体收集(例如，抗体收集A、B、C、D、E、F和G)。在这种示例中，来自抗体收集物A的抗体可以添加到仅用于通道1的抗体混合物中，来自抗体收集物B的抗体可以添加到仅用于通道2的抗体混合物中，来自抗体收集物C的抗体可以添加到仅用于通道3的抗体混合物中，来自抗体收集物E的抗体可以添加到用于通道1和通道3的抗体混合物中，来自抗体收集物F的抗体可以添加到用于通道2和通道3的抗体混合物中，并且来自抗体收集物G的抗体可以添加到用于通道1、通道2和通道3的抗体混合物中。
在一些实施方案中，步骤/操作12204可包括将来自抗体集合的抗体添加到多种抗体混合物中的仅一种。另外地或可替代地，步骤/操作12204可以包括将来自抗体集合的抗体添加到所有多种抗体混合物中。另外地或可替代地，步骤/操作12204可以包括将来自抗体集合的抗体添加到除了多种抗体混合物中的一种之外的所有抗体混合物中。
例如，如果波导包括两个样品通道，则可以产生以下两种抗体混合物：
在上述示例中，第一抗体混合物包含来自抗体集合A和抗体集合C的抗体，并且第二抗体混合物包含来自抗体集合B和抗体集合C的抗体。
作为另一示例，如果波导包含三个样品通道，则可产生以下三种抗体混合物：
作为另一示例，如果波导包含四个样品通道，则可产生以下四种抗体混合物：
重新参见图122，在步骤/操作12204之后，示例性方法12200前进至步骤/操作12206。在步骤/操作12206，示例性方法12200包括用多种抗体混合物涂覆多个样品通道。在一些实施方案中，多个样品通道中的每一个涂覆有不同的抗体混合物。
如上所述，多个样品通道中的每一个都涂覆有独特的抗体混合物，并且没有两个样品通道涂覆有相同的抗体混合物。
从上述3通道实施示例继续，产生总共(23-1＝7)种类型的抗体混合物，并以二元序列排列，其中每个通道包被的缀合抗体混合物：
重新参见图122，在步骤/操作12206之后，示例性方法12200前进至步骤/操作12208。在步骤/操作12208，示例性方法12200包括向多个样品通道提供样品以使多个样品通道产生多个测试信号。
如上所述，如果样品含有病毒，并且波导的样品通道的表面涂覆有针对该类型/变体病毒的抗体，则当样品行进通过样品通道时，抗体将病毒吸引向表面。抗体和病毒之间的化学和/或生物反应可以引起波导的消逝波的变化，这又可以改变来自波导的干涉条纹图案。在一些示例中，如果样品包含病毒，并且波导的样品通道的表面涂覆有针对该类型但不同的病毒变体的抗体，则仍可能存在改变来自波导的干涉条纹图案的一些化学和/或生物反应，尽管这种改变可能不如其中波导的样品通道的表面涂覆有针对该病毒的抗体的改变那么显著。在一些示例中，如果样品包含病毒，并且波导的样品通道的表面涂覆有针对不同类型的病毒的抗体，则可能没有化学和/或生物反应并且没有来自波导的干涉条纹图案的变化。
在一些实施方案中，多个测试信号(例如，干涉条纹图案)可以由成像部件检测，类似于上述那些。
重新参见图122，在步骤/操作12208之后，示例性方法12200前进至步骤/操作12210。在步骤/操作12210处，示例方法12200包括至少部分地基于多个测试信号从对应于样品的多个样品类型/变体确定样品类型/变体。
在一些实施方案中，来自样品通道的测试信号指示(1)来自包被在样品通道上的抗体混合物的抗体之一靶向样品内的病毒，或(2)来自包被在样品通道上的抗体混合物的抗体中没有一个靶向样品内的病毒(如果有的话)。在一些实施方案中，处理器可分析来自不同样品通道的测试信号以确定样品的样品类型/变体，其细节结合至少图123描述。
重新参见图122，在步骤/操作12210之后，示例性方法12200前进至步骤/操作12212并结束。
现在参考图123，提供了用于确定与样品相关联的样品类型的计算机实现的方法12300。
示例方法12300在步骤/操作12301处开始并且进行到步骤/操作12303。在步骤/操作12303，示例性方法12300包括从与样品相关联的多个样品通道接收多个测试信号。
在一些实施方案中，多个样品通道中的每一个涂覆有用于检测多种样品类型/变体的抗体混合物，类似于以上结合至少图122所描述的那些。
在一些实施方案中，多个测试信号中的每一个都是来自波导的样品通道的干涉条纹图案，其指示是否存在由于抗体混合物与样品之间的化学和/或生物反应而导致的波导的消逝波的变化，类似于上述那些。在一些实施方案中，处理器可以从成像部件接收多个测试信号。
重新参见图123，在步骤/操作12305之后，示例性方法12300前进至步骤/操作12305。在步骤/操作12305处，示例性方法12300包括针对多个样品通道中的样品通道确定来自样品通道的多个测试信号中的测试信号是否指示样品与与涂覆在样品通道上的抗体混合物相关联的多个样品类型中的至少一个相关联。
在一些实施方案中，处理器可以将测试信号与阈值信号进行比较，以确定测试信号是否指示涂覆在样品通道上的抗体混合物吸引样品中的病毒。如果测试信号满足阈值信号，则处理器确定涂覆在样品通道上的抗体混合物吸引样品中的病毒，并且样品与多种样品类型/变体中的至少一种相关，所述多种样品类型/变体与涂覆在样品通道上的抗体混合物相关。如果测试信号不满足阈值信号，则处理器确定涂覆在样品通道上的抗体混合物不吸引样品中的病毒(如果有的话)，并且样品不与与涂覆在样品通道上的抗体混合物相关联的多种样品类型/变体中的任何一种相关联。
重新参见图123，如果在步骤/操作12305处，示例方法12300确定测试信号与多个样品类型中的至少一个相关联，则示例方法12300进行到步骤/操作12307。在步骤/操作12307处，示例性方法12300包括响应于确定测试信号指示样品与多种样品类型中的至少一种相关联而添加多种样品类型/变体作为与样品相关联的样品类型/变体的样品类型/变体候选。
从上述3通道实施示例继续，可根据下表用抗体混合物涂覆三个通道：
例如，来自通道2的样品信号可以指示样品与和涂覆在通道2上的抗体相关联的多种样品类型/变体中的至少一种相关联。在这种示例中，处理器可以将样品类型/变体B、C、F和G添加到与样品相关联的样品类型/变体候选的池中。换句话说，处理器确定样品类型/变体是B、C、F和G之一。
在一些实施方案中，示例方法包括基于不同测试信号确定重叠样品类型/变体候选。例如，如果通道1、通道2和通道3都指示样品与和涂覆在通道1、通道2和通道3上的抗体相关联的多种样品类型中的至少一种相关联，则处理器基于来自通道1的测试信号将样品类型/变体A、C、E、G添加到样品类型/变体候选物的池中，基于来自通道2的测试信号将样品类型/变体B、C、F、G添加到样品类型/变体候选物的池中，并且基于来自通道3的测试信号将样品类型/变体D、E、F、G添加到样品类型/变体候选物的池中。处理器可以确定样品类型G是这些样品类型/变体候选中的重叠样品类型，并且可以将样品的样品类型/变体确定为样品类型/变体G。
重新参见图123，如果在步骤/操作12305处，示例方法12300确定测试信号不与多个样品类型中的至少一个相关联，则示例方法12300进行到步骤/操作12309。在步骤/操作12309处，示例性方法12300包括响应于确定测试信号不指示样品与多个样品类型/变体中的至少一个相关联而将多个样品类型/变体作为与样品相关联的样品类型/变体的样品类型/变体候选来消除。
从上述3通道实现示例继续，来自通道2的样品信号可以指示样品不与与涂覆在通道2上的抗体相关联的多种样品类型/变体中的任何一种相关联。在这种示例中，处理器可以从与样品相关联的样品类型/变体候选的池中消除样品类型/变体B、C、F和G。换句话说，处理器确定样品类型/变体不是B、C、F和G中的任何一个。
在一些实施方案中，处理器可以根据示例方法12300分析来自每个样品通道的每个测试信号，以向样品类型/变体候选添加样品类型/变体和/或从样品类型/变体候选消除样品类型/变体，直到仅保留一个样品类型。
从上述3通道实施示例继续，在测试时，一滴样品同时通过所有通道。3通道传感器输出信号提供在三个通道上固定有抗体的各种组合的测试样品的状态。然后通过对病毒类型A、B、C、D、E、F、G进行解码来导出测试结果，如在下表中所总结的(“0”指示该样品不与同涂覆在通道上的抗体相关联的多种样品类型中的任一种相关联，并且“1”指示该样品与同涂覆在通道上的抗体相关联的多种样品类型中的至少一种相关联)：
或者，可将3通道测试安排为三组以测试七种病毒类型。在此示例中，每一群组利用两个信道。在该实施方式中，每个组具有两个用相同的抗原混合物包被的并排通道。2的冗余增加了测试的准确性和置信水平。例如，在第一组中，两个通道用来自抗体集合的相同组合的抗体(例如，来自抗体集合A、C、E和G的抗体)包被。在第二组中，两个通道用来自抗体集合的相同组合的抗体(例如，来自抗体集合B、C、F、G的抗体)包被。在第三组中，两个通道用来自抗体集合的相同组合的抗体(例如，来自抗体集合D、E、F、G的抗体)包被。通道之间的左右变化可以提供测试结果的测试准确度/置信水平的指示。
如以上示例中所示，对于更高数目的类型的病毒检测，需要更少的信道。例如，12个活性测试通道可在单次测试中用一滴足以覆盖SARS-CoV2变体的样品检测多达(2^12–1)＝4095种类型的病毒。
在一些实施方案中，可以安排不同的抗体混合编码和结果解码以满足一些特殊要求和并发症，例如当抗体混合的某些组合可能不被允许时。
在一些实施方案中，编码混合测定还可应用于除多通道波导传感器以外的检测方法，例如侧向流免疫测定，以实现具有使用测试不同类型/变体的单滴样品的单个测试的目标。
在一些实施方案中，可将其他特殊布置添加到混合物列表中以引入用于传感器校准和误差校正的特定特征信号，例如正和负控制/参考，以及冗余以增加准确性和置信度的水平。
重新参见图123，在步骤/操作12307和/或步骤/操作12309之后，方法12300前进至框12311并结束。
在本公开的各种实施方案中，可以在没有成像透镜的情况下利用单个区域成像传感器直接捕获多通道干涉仪条纹图案。为了防止通道之间的光学串扰，本公开的各种实施方案提供成像器挡板部件。
特别地，在多通道干涉仪的通道之间可能存在串扰。例如，当光信号从波导离开时，来自一个通道的光信号(例如但不限于干涉仪条纹图案)可以与来自另一个光学通道的光信号(例如但不限于干涉仪条纹图案)重叠。特别地，来自波导的多通道输出有效地是来自多狭缝光栅或衍射光栅的光投射，这可能引入不想要的干涉图案。
在一些实施方案中，为了限制和/或避免在波导的通道之间的串扰和不想要的干扰，可以在波导的干涉仪输出边缘与成像部件之间添加成像器挡板部件(诸如多鳍片挡板和/或具有多个光学槽的挡板)。
在一些实施方案中，成像部件可以包括传感器盖玻璃和/或保护窗口，其可以防止和/或限制成像器挡板部件减少波导的通道之间的不期望的串扰。在这样的实施方案中，成像器挡板部件可以是集成挡板的形式，其与成像部件集成并且在保护窗口的两个表面上具有直接掩模图案标记。在本公开中，术语“成像器挡板部件”和术语“集成挡板”是可互换的。
现在参照图124A、图124B和图124C，提供了样品测试设备12400。特别地，图124A示出了样品测试设备12400的示例性俯视图，图124B示出了样品测试设备12400的示例性透视图，并且图124C示出了样品测试设备12400的至少一部分的示例性放大视图。
在图124A和图124B所示的示例中，样品测试设备12400包括光源耦合器12403、波导12408和成像部件12412，类似于以上结合至少图104A和图104B示出和描述的样品测试设备10400。
例如，光源耦合器12403包括光纤保持器12404，并且光纤阵列12402固定在光纤保持器12404内。在一些实施方案中，每个光纤的端部连接到相同的激光源(诸如激光二极管)，并且光纤被配置成传送来自激光源的激光，类似于以上结合至少图104A和图104B图示和描述的样品测试设备10400。
另外，在图124A所示的示例中，光源耦合器12403包括设置在光纤保持器12404的第一边缘表面上的微透镜阵列12406。在一些实施方案中，光纤阵列12402中的每个光纤与微透镜阵列12406的一个微透镜对准，并且微透镜阵列12406的每个微透镜与波导12408的至少一个光学通道中的一个(诸如但不限于光学通道12410)对准。这样，由激光源发射的激光可以行进通过光纤阵列12402中的光纤和微透镜阵列12406的微透镜，并且到达波导12408的至少一个光学通道。
在一些实施方案中，当激光行进通过波导12408的至少一个光学通道时，干涉条纹图案可以是来自至少一个光学通道的输出，并且这样的干涉条纹图案可以到达成像部件12412，如在图124A和图124B中图示的示例中所示。
现在参考图124C，示出了波导12408的一部分和成像部件12412的一部分的放大视图。
在图124C所示的示例中，波导12408包括多个光学通道，包括第一光学通道12410A和第二光学通道12410B。例如，第一光学通道12410A可以与第二光学通道12410B相邻，如图124C所示。在一些实施方案中，当激光行进通过第一光学通道12410A和第二光学通道12410B时，干涉条纹图案可以被产生并且分别从第一光学通道12410A和第二光学通道12410B离开。例如，当激光行进通过第一光学通道12410A时，第一干涉条纹图案12416A可以是来自第一光学通道12410A的输出。类似地，当激光行进通过第二光学通道12410B时，第二干涉条纹图案12416B可以是来自第二光学通道12410B的输出。
在一些实施方案中，成像部件12412定位在波导12408的光学通道的输出端处。例如，成像部件12412可以包括检测和/或接收类似于上述干涉条纹图案的干涉条纹图案的感测区域12414。
在图124C所示的示例中，由成像部件12412的感测区域12414接收的干涉条纹图案可以包括波导12408的不同光学通道之间和/或之中的噪声和/或串扰。例如，第一干涉条纹图案12416A和第二干涉条纹图案12416B可以在到达感测区域12414之前至少特别地彼此重叠和/或干涉，从而导致第一干涉条纹图案12416A和第二干涉条纹图案12416B之间的串扰。如图124C所示，感测区域12414可以接收串扰(例如，来自不同光学通道的干涉条纹图案彼此重叠的光学信号)。因此，测试结果的准确性可能受到影响。
如上所述，本公开的各种实施方案克服了上述挑战。例如，本公开的各种实施方案可以提供减少和/或消除不同通道之间的干涉条纹图案的串扰的成像器挡板部件。
现在参照图125A和图125B，示出了成像器挡板部件12500。具体地说，图125A示出了示例性水平运输设备12500的示例性透视图，并且图125B示出了示例性水平运输设备12500的示例性俯视图。
在图125A所示的示例中，成像器挡板部件12500可以是类似于长方体形状的形状。如本文进一步所述，成像器挡板部件12500可定位在波导的输出端与成像部件的感测区域之间。例如，成像器挡板部件12500可以设置在成像部件的感测区域上，其细节在本文中描述。
虽然以上描述提供了示例性控制器部件100，但是需注意，本公开的范围不限于以上描述。在一些示例中，示例流体样品可以包括一种或多种附加的和/或另选的流体。例如，成像器挡板部件可以是立方体形状、球体形状和/或类似形状。
在一些实施方案中，头戴式耳机12500可包括一个或多个控制按钮12501。现在参考图125B，每个光槽12501可以是开口的形式，其允许诸如干涉条纹图案的光信号行进通过。例如，光学狭槽12501中的每一个可以是矩形形状。在一些实施方案中，光学狭槽12501中的一个或多个可以是不同于矩形形状的形状。
在一些实施方案中，光学狭槽12501中的每一者与来自波导的光学通道中的一者的输出端对准。例如，当光学信号(诸如干涉条纹图案)从光学通道的输出端行进时，光学信号可以行进通过成像器挡板部件的光学槽。至少因为来自每一光学通道的光学信号(例如干涉条纹图案)行进穿过成像器挡板部件的个别对应槽，所以成像器挡板部件避免来自不同光学通道的光学信号彼此重叠或串扰，且因此改进测试结果的准确性。
在图125A和图125B所示的示例中，光学狭缝12501可以定位在成像器挡板部件12500的中心部分上。在一些实施方案中，光学狭槽可定位在成像器挡板部件12500的不同部分中。
现在参照图126A、图126B和图126C，示出了成像器挡板部件12600。特别地，图126A示出了成像器挡板部件12600的示例性俯视图，图126B示出了成像器挡板部件12600的示例性透视图，并且图126C示出了成像器挡板部件12600的示例性截面图。
如图126A所示，成像器挡板部件12600可以具有宽度W1和长度L1。在一些实施方案中，宽度L1在介于9毫米与13毫米之间的范围内。在一些实施方案中，阳极132可以是可溶的。在一些实施方案中，宽度W1在介于4.6毫米与8.6毫米之间的范围内。在一些实施方案中，宽度W1为6.6毫米。在一些实施方案中，光学狭槽12602的长度可以在成像器挡板部件12600的长度L1的五分之一和三分之一之间。例如，光学狭槽12602的长度可以是4毫米。
虽然以上描述提供了照明源部件12600与流体成像室12602之间的位置关系的示例，但是需注意，本公开的范围不限于以上描述。在一些示例中，示例成像器挡板部件12600的尺寸和/或光学狭槽12602的尺寸可以是其他值和/或在其他尺寸范围内。
现在参见图4，其示出了轮12600的详细剖视图，特别地，图126C示出了当通过A-A'线切割成像器挡板部件12600并且从由箭头示出的方向观看时的示例性截面图。
在图126C所示的示例中，成像器挡板部件12600可以包括一个或多个元件、层和/或涂层。
例如，成像器挡板部件12600可以包括玻璃衬底12604。在一些实施方式中，玻璃基材12604可具有第一表面和与第一表面相对的第二表面。例如，第一表面可以是长方体的矩形表面，并且第二表面可以是位于长方体的相对侧的矩形表面。
在一些实施方案中，成像器挡板部件包括第一光学涂层12606A和第二光学涂层12606B。例如，第一光学涂层12606A设置在玻璃基材12604的第一表面上，第二光学涂层12606B设置在玻璃基材12604的第二表面上。
在一些实施方案中，第一光学涂层12606A和/或第二光学涂层12606B中的至少一个包括一个或多个中性密度滤光器。在一些实施方案中，中性密度滤光器可以相等地减小或修改所有波长的光的强度和/或光的颜色，从而不引起光的颜色再现的色调的改变。在一些实施方案中，中性密度滤波器可以防止或减少不必要的光信号(例如，干涉条纹图案)的量进入成像部件。在一些实施方案中，可以在任一光学涂层(例如，第一光学涂层12606A和/或第二光学涂层12606B)内和/或在玻璃衬底12604内实施中性密度滤光器。
在一些实施方案中，第一光学涂层12606A和/或第二光学涂层12606B中的至少一个包括一个或多个窄带通滤光器和/或一个或多个抗反射(AR)滤光器。例如，窄带通滤波器可以隔离红外光谱的窄区域。
在一些实施方案中，成像器挡板部件12600包括设置在第一光学涂层12606A上的第一掩模图案12608A和/或设置在第二光学涂层12606B上的第二掩模图案12608B。
例如，在一些实施方案中，第一掩模图案12608A印刷在第一光学涂层12606A上。另外和/或可替代地，第二掩模图案12608B被印刷在第二光学涂层12606B上。例如，在光学涂层之后/之上，可以通过利用丝网印刷将掩模刻线图案直接添加到玻璃基板12604的两个表面(例如，第一光学涂层12606A和/或第二光学涂层12606B)上。
另外和/或可替代地，在一些实施方案中，在第一光学涂层12606A上蚀刻第一掩模图案12608A。另外和/或可替代地，在一些实施方案中，第二掩模图案12608B被蚀刻在第二光学涂层12606B上。例如，光化学蚀刻可实现精细掩模图案特征(例如，对于具有带有精细间距控制的光学通道的多通道波导)。在一些实施方案中，可在光学涂覆之前(例如，在玻璃衬底上)和/或在光学涂覆之后(例如，在光学涂层上)应用光化学蚀刻以产生第一掩模图案和/或第二掩模图案。
在一些实施方案中，第一掩模图案12608A和第二掩模图案12608B形成成像器挡板部件12600的多个光学狭槽12602。例如，通过如上所述的印刷和/或蚀刻，光学狭槽12602可以被形成为允许光学信号(诸如干涉条纹图案)单独地行进通过对应的光学狭槽而不彼此重叠，类似于如上所述的那些。
如图126C所示，成像器挡板部件12600可以具有在0.5毫米和1.5毫米之间的厚度T1。在一些实施方案中，成像器挡板部件12600可具有1毫米的厚度T1。在一些实施方案中，成像器挡板部件12600可具有在其他尺寸范围和/或其他尺寸内的厚度T1。
现在参见图127，提供了示例分拣装置12700。如图127的示例中所示，样品测试设备12700包括波导12707和成像器挡板部件12711。
在图127所示的示例中，样品测试设备12700包括光源耦合器12703，类似于上文结合至少图124所示和所述的样品测试设备12400。例如，光源耦合器12703包括光纤保持器12704，并且光纤阵列12701固定在光纤保持器12704内。在一些实施方案中，每个光纤的端部连接到相同的激光源(诸如激光二极管)，并且光纤被配置成传送来自激光源的激光，类似于以上结合至少图124示出和描述的样品测试设备12400。
另外，在图127所示的示例中，光源耦合器12703包括设置在光纤保持器12704的第一边缘表面上的微透镜阵列12705。在一些实施方案中，光纤阵列12701中的每个光纤与微透镜阵列12705的一个微透镜对准，并且微透镜阵列12705的每个微透镜与波导12707的至少一个光学通道中的一个(诸如但不限于光学通道12709)对准。这样，由激光源发射的激光可以行进通过光纤阵列12701中的光纤和微透镜阵列12705的微透镜，并且到达波导12707的至少一个光学通道。
在一些实施方案中，当激光行进通过波导12707的至少一个光学通道时，干涉条纹图案可以从至少一个光学通道离开。例如，在一些实施方案中，波导12707包括多个光学通道，诸如光学通道12709。在该示例中，干涉条纹图案可以是来自光学通道12709的输出。
在一些实施方案中，成像器挡板部件12711设置在成像部件12713上。例如，成像器挡板部件12711可以附接到成像部件12713和/或代替成像器挡板部件12711的保护窗口。
在一些实施方案中，成像器挡板部件12711包括多个光学槽，例如但不限于如图127所示的光学槽12717。在一些实施方案中，成像器挡板部件12711的多个光学狭槽中的每一个与波导12707的多个光学通道中的一个对准。在图127所示的示例中，波导12707的光学通道12709的通道输出端12715与成像器挡板部件12711的光学槽12717对准。在此示例中，当激光行进穿过光纤阵列12701且穿过光学通道12709时，可产生干涉条纹图案且其行进穿过光学通道12709的通道输出端12715。干涉条纹图案可以穿过成像器挡板部件12711的光学狭槽12717并且到达成像部件12713。当每个干涉条纹图案行进通过与来自其他光学通道的其他干涉条纹图案所行进通过的光学槽不同的单个光学槽时，可以减少和/或消除干涉条纹图案的重叠以及来自不同光学通道的光信号的串扰。
如上所述，成像器挡板部件12711可以是单元件集成成像器挡板的形式，其可以代替成像部件12713的保护窗口和/或滤光器并且可以用作成像器挡板，因此提高了测试结果的准确性并且减小了样品测试设备12700的尺寸。
在制造和使用样品测试设备方面存在许多技术挑战。例如，为了产生准确的测试结果，示例性样品测试设备的操作需要流体平滑流动(例如，以恒定或目标速度)通过样品测试设备的一个或多个流体通道。
作为示例，如上所述，图97A描绘了包括波导9701和多端口阀9709的示例性样品测试设备9700。在图97A所示的示例中，波导9701至少包括缓冲通道9703、参考通道9705和样品通道9707。如上所述，在操作期间，泵/致动器可操作地连接到缓冲贮存器9717以将缓冲溶液从缓冲贮存器9717推动(例如，输送)到缓冲通道9703、参考通道9705和样品通道9707。缓冲溶液穿过这些通道并被排放到废物收集器9753中。
因此，应当理解的是，示例性样品测试设备可以包括一个或多个流体通道，每个流体通道被配置成将流体输送通过其中并且进入废物收集器中。多个流体通道中的每一个可操作地联接至泵或活塞式致动器，该泵或活塞式致动器操作成便于流体以接近恒定的速度流过示例性样品测试设备，以便确保由示例性测试装置产生的测量结果是准确的。
在各种实施方案中，样品测试设备需要被构造成承受摩擦或力的变化，包括在操作期间由样品测试设备产生的背压。另外，在一些示例中，流体通道中的一个或多个可能被堵塞或阻塞(例如，由于剩余的患者样品、污染物或微观颗粒在操作期间被捕集在示例流体通道中)。在这种示例中，如果一个或多个流体通道的阻塞保持未被检测到，则示例性样品测试设备可能在使用期间产生不准确的测试结果(例如，假阴性或假阳性结果)。
提供了根据本公开的各种实施方案的用于确定关于样品测试设备的至少一个流体通道的故障状况的***和方法。在一些示例中，一种方法可以包括监测样品测试设备泵或致动器的当前测量信号，该样品测试设备泵或致动器可操作地联接至该至少一个流体通道。在一些示例中，该方法可以包括响应于检测到高于阈值电流值或高于或低于目标电流范围的电流测量信号，提供故障状况的指示。在一些示例中，上述阈值电流值是120mA。在一些示例中，标称电流测量信号在60-80mA之间。在一些示例中，样品测试设备泵或致动器包括运动控制器和音圈致动器。在一些示例中，监测电流输出包括经由安培计从样品测试设备的运动控制器内获得电流测量结果。在一些示例中，至少部分地基于查找表来确定目标打印速度。在一些示例中，机器学习技术被用于至少部分地基于时间加权分析来从真实障碍物识别力或压力的临时增加。在一些示例中，提供故障状况的指示包括经由与样品测试设备电子通信的用户计算实体的用户接口生成用于呈现的警报。
在一些实施方案中，为了至少部分地基于一个或多个检测到的参数(例如，检测到的负载、压力或力)维持流体通过示例性样品测试设备的适当流动，可操作地联接到泵/致动器的运动控制器可引起泵/致动器的当前输出的增大或减小，以便驱动泵/致动器以目标速度将流体(例如，测试液体)注入到示例性样品测试设备的一个或多个流动通道中。作为示例，示例性运动控制器可提供控制指示以使示例性泵/致动器响应于检测到与样品测试设备相关联的大量力或背压(例如，超过1磅)而供应更大量的电流。类似地，示例性运动控制器可提供控制指示以使示例性泵/致动器响应于检测到与样品测试设备相关联的少量力或背压(例如，在0.3和0.4磅之间)而供应更少量的电流。
现在参见图128，提供了根据本公开的各种实施方案的方法12800。如图128所示，示例性***12800包括控制器部件12801、一个或多个感测元件12802、泵/致动器12803和电流监测电路12805。示例性***12800可以是或包括样品测试设备的至少一部分。
如图128所示，示例性***12800包括控制器部件12801(例如，运动控制器)。在各种示例中，如所描绘的，示例控制器部件12801可操作地耦合到一个或多个感测元件12802和泵/致动器12803并且与其电子通信，使得它们可以彼此交换数据/信息。在一些实施方案中，至少部分地基于一个或多个检测到的参数，控制器部件12801可以操作(例如，提供控制指示)以控制泵/致动器12803的一个或多个操作。例如，控制器部件12801可以提供控制指示以便调节泵/致动器12803的当前输出。因此，控制器部件12801可确定与样品测试设备相关联的力或压力的量，并提供控制指示以使泵/致动器12803产生特定电流输出，以便以目标速度将流体注入示例性样品测试设备的一个或多个流动通道中。
如图128所示，示例性***12800包括一个或多个计算实体12802。在各种实施方案中，一个或多个感测元件12802可以是或包括压力传感器、载荷传感器、力传感器和/或被配置成确定关于样品测试设备的一个或多个参数(例如，检测到的载荷、压力或力)的类似物。因此，一个或多个感测元件12802可提供关于***/样品测试设备的当前状态的附加信息/数据，以便用于控制控制器部件12801(例如，运动控制器和/或泵或致动器)的操作。
如图128进一步所示，示例性***包括电流监视电路12805。在各种示例中，电流监视电路12805可操作地耦合到控制器部件12801和/或泵/致动器12803，并且被配置为监视泵/致动器12803的电流输出。在一些示例中，电流监视电路12805可被配置为经由安培计获得关于示例控制器部件(例如，运动控制器)的电流测量值，如下文所论述。
现在参见图129，提供了根据本公开的各种实施方案的方法12900。预热组件12900可与上文结合图128讨论的预热组件12800类似或相同。在各种实施方案中，如所描绘的，示例性***12900至少包括运动控制器12902和音圈致动器12904。在各种实施方案中，示例性运动控制器12902和音圈致动器12904可操作地彼此耦合并且彼此电子通信，使得它们可以彼此交换数据/信息。在各种示例中，运动控制器12902被配置为控制样品测试设备(例如，示例性样品测试设备的泵或音圈致动器12904)的一个或多个操作。
如图129所示，跟踪装置12900包括开关元件12902。运动控制器12902可以操作以控制样品测试设备的一个或多个操作，并且特别是样品测试设备的音圈致动器12904。如图129所示，运动控制器12902包括一个或多个电路(例如，处理元件、逻辑和/或类似物)。运动控制器12902可确定与示例性样品测试设备的一个或多个流动通道相关联的力或压力的量，并提供控制指示以使音圈致动器12904产生特定电流输出，以便以目标速度将流体注入示例性样品测试设备的一个或多个流动通道中。如图所示，运动控制器12902包括目标位置和/或速度确定电路12902A、位置控制电路12902B、速度控制电路12902C和电流控制电路12902D。另外，如图所示，运动控制器12902包括失速/阻塞逻辑/电路12902E，其被配置为从样品测试设备的运动控制器12902内获得电流测量结果(例如，经由安培计)。
如上所述，并且如图12900所示，示例性***12900包括可操作地耦合到运动控制器12902的音圈致动器12904。在各种实施方案中，音圈致动器12904包括一个或多个电路(例如，处理元件、逻辑和/或类似物)。如图所示，音圈致动器12904包括线性马达输出电路12904A和编码器12904B。在各种示例中，音圈致动器12904被配置成产生力以便推动缓冲溶液通过样品测试设备的一个或多个通道。所产生的力的量可与由运动控制器12902(例如，经由电流控制电路12902D)提供的电流量成比例。因此，音圈致动器12904可以操作以至少部分地基于由运动控制器12902提供的一个或多个控制指示以目标速度推动(例如，输送)缓冲溶液通过样品测试设备的一个或多个通道。另外，如所描绘的，音圈致动器12904可以向运动控制器12902提供反馈(例如，经由线性马达输出电路12904A和编码器12904B)，基于该反馈，运动控制器12902可以修改各种操作参数(例如，经由位置控制电路12902B和速度控制电路12902C的位置和/或速度控制)。
现在参见图130，提供了示出根据本公开的各种实施方案的示例性操作6800的流程图。应当理解，各种操作形成可经由体现于硬件、软件和/或固件中的一个或多个计算装置和/或模块(例如，计算机实现的方法)执行的过程。在一些实施方案中，过程13000由一个或多个设备(例如，如本文所述的样品测试设备)执行。就此而言，该装置可包括或以其他方式配置有其上存储有计算机编码指令的一个或多个存储器设备、和/或被配置成执行计算机编码指令并执行所描绘的操作的一个或多个处理器(例如，处理模块)。另外地或替代地，在一些实施方案中，用于执行关于过程13000描绘和描述的操作的计算机程序代码可以被存储在计算机程序产品的一个或多个非暂时性计算机可读存储介质上，例如用于经由与计算机程序产品的非暂时性计算机可读存储介质相关联或以其他方式与计算机程序产品的非暂时性计算机可读存储介质一起执行的一个或多个处理器来执行。
过程13000在框13002处开始。在框13002处，过程13000包括经由电流监视电路(诸如但不限于以上结合图128讨论的电流监视电路12805或以上结合图129讨论的失速/阻塞逻辑/电路12902E)监视样品测试设备泵/致动器的电流输出。
在框13004，该过程包括确定检测到的电流是否在目标电流范围内。在一些实施方案中，目标电流范围可以是或包括与样品测试设备泵/致动器相关联的操作电流范围(例如，60-80mA的标称范围，具有120mA的电流测量阈值/检测极限，指示异常高压)。在一些实施方案中，可利用机器学习技术来确定与样品测试设备泵/致动器相关联的目标参数(例如，标称电流范围以及控制上限和下限)，以便改进故障检测操作的准确性。在一些实施方案中，机器学习技术学习技术来使用时间加权分析从真实障碍物识别力(例如摩擦)的暂时增加。
在一些实施方案中，在检测到的电流具有目标电流范围的情况下，过程13000返回到框13002，其中继续监测样品测试设备泵/致动器的电流输出。
在一些实施方案中，在检测到的电流不在目标电流范围内的情况下，过程13000继续到框13006。
在框13006处，过程13000包括提供故障状况的指示。在一些示例中，提供故障的指示包括经由与样品测试设备电子通信的用户计算实体的用户接口生成用于呈现的警报。
现参看图131，提供描绘根据本发明的各种实施方案的示例设备(例如，泵或音圈致动器，例如可操作地耦合到运动控制器12902的音圈致动器12904)的示例测量结果的曲线图13100。
如图131所描绘，x轴表示多个时间实例。如所描绘的，y轴表示与示例性装置(例如，泵或音圈致动器)相关联的检测到的电流测量信号(例如，电流汲取)。
如图131中所描绘，电流测量信号在0秒与200秒之间的标称电流范围(例如，约60mA)内。在各种示例中，标称电流范围可以在60-80mA之间。另外，示例性装置可以与目标当前测量范围或当前测量阈值相关联。例如，如所描绘的，示例装置与120mA的当前测量阈值13102相关联。如进一步示出的，大约200秒，尖峰(指示故障或异常状况)发生。此后，在200秒与600秒之间，由线13101描绘的电流测量信号高于电流测量阈值13102(即，120mA)。在各种示例中，尖峰和/或高于阈值的电流测量信号/值可以指示示例性样品测试设备的一个或多个流动通道的异常高压条件、故障或阻塞等。响应于检测到高于阈值的电流测量信号/值，示例性样品测试设备可提供故障的指示(例如，经由与样品测试设备电子通信的用户计算实体的用户界面)。
因此，图131展示了与示例性设备(例如，泵或音圈致动器)相关联的检测到的电流测量信号可以被监测以便识别操作故障(例如，由于样品测试设备的一个或多个流动通道中的阻塞)。
物质/液体递送***是被配置成将物质和/或液体从一个位置递送到另一个位置的一类***。例如，物质/液体递送***可以是波导中的一个或多个样品通道的形式(如上所述)，其可以递送缓冲溶液和/或样品溶液。作为另一个示例，物质/液体递送***可以是例如但不限于管道、导管、管和/或被配置成将物质和/或液体从一个位置递送到另一个位置的类似物的形式。
存在许多与物质/液体输送***相关的技术挑战和困难。例如，许多物质/液体输送***需要在不同的时间点和/或根据输送顺序输送不同类型的物质/液体。例如，物质/液体输送***可以在输送序列开始时接收第一类型的物质/液体。一旦第一类型的液体已经完全通过输送***，物质/液体输送***可以接收和输送第二类型的物质/液体。
然而，如果物质/液体已经完全通过物质/液体输送***，则可能难以精确地预测。例如，现在参考图132，示出了示例性方法13200。特别地，图132示出了与波导的样品通道(即，物质/液体递送***)相关联的示例性递送序列。
示例性方法132在步骤/操作13202处开始。在步骤/操作13202之后和/或响应于该步骤/操作，示例性方法13200前进至步骤/操作13204。在步骤/操作13204，示例性方法13200引起缓冲溶液向波导的样品通道的第一次注射。
如上所述，波导的样品通道的表面可以涂覆有针对病毒的抗体。例如，根据本公开的各种实施方案，波导可以是被配置为检测和/或确定样品溶液(例如，从用户的呼吸捕获气溶胶的液体溶液)中病毒的存在的样品测试液体溶液)中病毒的存在。在样品溶液中存在病毒分子的情况下，涂覆在样品通道表面上的抗体可以将分子拉向样品通道的表面。
在一些实施方案中，一种或多种防腐剂化学品(例如但不限于糖)可涂覆在样品通道的表面上，以在波导被使用者使用之前将抗体保存在样品通道的表面上。例如，在制造样品测试设备(和波导)的时间与用户使用样品测试设备的时间之间存在时间间隙。在没有一种或多种防腐剂化学品的情况下，涂覆在样品通道表面上的抗体在暴露于空气时可能在该时间间隙期间变得无活性。一种或多种防腐剂化学品可覆盖样品通道表面上的抗体，保存这些抗体并延长样品测试设备的保存期限。
在一些实施方案中，当用户开始使用样品测试设备时，用户可将缓冲溶液注入或促使缓冲溶液注入样品通道。缓冲溶液的示例包括但不限于水。当缓冲溶液沿着样品通道行进时，缓冲溶液可以从样品通道的表面(以及从抗体)清除、去除和/或洗掉一种或多种防腐剂化学品，而不从样品通道的表面去除抗体。
在一些实施方案中，根据本文所述的各种实施方案，波导的样品通道可连接到泵，该泵被配置成将缓冲溶液注入到样品通道中。在此类实施方案中，泵可与处理器和/或控制器(如上所述)电子连通，使得处理器和/或控制器可将指令传输至泵并使缓冲溶液第一次注射至波导的样品通道。
重新参见图132，在步骤/操作13204之后和/或响应于该步骤/操作，示例性方法13200前进至步骤/操作13206。在步骤/操作13206处，示例性方法13200引起样品溶液到波导的样品通道的第二次注射。
在一些实施方案中，在将足够量的缓冲溶液注入到波导的样品通道中之后，从样品通道的表面清除、去除和/或洗掉所有的防腐化学品，从而暴露抗体。在一些实施方案中，示例性方法13200在步骤/操作13204处注入的缓冲溶液已经完全行进通过样品通道之后引起样品溶液的第二次注入。
在一些实施方案中，使用者可将样品溶液注入样品通道，并且样品测试设备可开始检测样品溶液是否包含抗体靶向的病毒。在一些实施方案中，根据本文所述的各种实施方案，处理器和/或控制器可通过泵引起样品溶液到样品通道的第二次注射。
重新参见图132，在步骤/操作13206之后和/或响应于该步骤/操作，示例性方法13200前进至步骤/操作13208并结束。
如以上示例中所示，重要的是确定何时一种或多种防腐剂化学品已经从样品通道的表面完全洗掉或清除和/或何时缓冲溶液已经完全行进通过样品通道，使得样品溶液可以被注入样品通道中。如果在一种或多种防腐剂化学品已经从表面完全洗掉或清除之前和/或在缓冲溶液已经完全行进通过样品通道之前将样品溶液注入样品通道中，则一种或多种防腐剂化学品和/或缓冲溶液可能导致由样品测试设备产生的结果的不准确(例如，一种或多种防腐剂化学品可以防止病毒结合到样品通道表面上的抗体)。
另外，如果在随后的操作(例如，但不限于，将样品溶液注入样品通道)可以开始之前必须实现物质/液体的特定浓度(例如，但不限于，样品通道中缓冲溶液的特定浓度)，则期望直接测量所讨论的物质/液体(例如，测量物质/液体的当前浓度水平)。
如上所述，许多***和方法不能精确地预测物质/液体是否完全通过物质/液体输送***。因此，需要更适当的解决方案来可靠地识别流体转变已经完成。
本公开的各种实施方案克服了这些技术挑战和困难，并且提供了各种技术改进和优点。现在参见图133A、图133B和图133C，示出了根据本公开的各种实施方案的用于感测压力和温度的示例性设备13300。
特别地，示例性方法13300示出了基于当一种或多种防腐剂化学品从样品通道和抗体被洗掉时的折射率变化来识别样品通道的“清除完成”状况的示例。例如，示例方法13300示出使用通过流体承载通道(诸如波导的样品通道)并且撞击在成像传感器上的激光束来确定折射率的变化。基于折射率，可以识别流体中的物质。如果在不同时间在观察区域中预期两种或更多种物质，则可以识别流体转变完成。因此，本公开的各种实施方案可优化循环时间和流体需求并测量洗涤过程中的变化。在一些实施方案中，缓冲剂和溶解的防腐剂的溶液具有与单独的缓冲溶液不同的折射率。这样，基于折射率的变化，可以观察到通道从被防腐剂覆盖的状态到“净化完成”状态的转变。类似地，当通道干燥时和当通道湿润时的折射率是不同的。这样，也可以基于折射率变化来观察通道中的干到湿的转变。
示例性方法13300在步骤/操作13302处开始。在步骤/操作13302之后和/或响应于该步骤/操作，示例性方法13300前进至步骤/操作13304。在步骤/操作13304，示例性方法13300使激光源发射激光束通过波导的样品通道。
在一些实施方案中，激光源可以被配置为产生、生成和/或发射激光束。照明源的一些示例可包括但不限于激光二极管(例如，紫光激光二极管、可见光激光二极管、边缘发射激光二极管、表面发射激光二极管等)。
现在参见图134A，示出了根据本公开的各种实施方案的示例性电路图300。特别地，示例性样品测试设备13400A包括激光源13401A、具有样品通道13403A的波导(例如，物质/液体递送***)和成像传感器13405A。
如图134A中所示的示例中所示，激光源13401A定位成邻近样品通道13403A的输入端，并且成像传感器13405A定位成邻近样品通道13403A的输出端。在一些实施方案中，缓冲溶液和/或样品溶液可以通过样品通道的输入端处的开口被注入样品通道，并且通过样品通道的输出端处的开口离开样品通道。
在一些实施方案中，用户可以打开激光源并且使激光源发射激光束通过样品通道。在一些实施方案中，处理器和/或控制器可以使激光源发射最后的光束。例如，激光源可以与样品通道的输入端对准，并且与处理器和/或控制器电子通信。处理器和/或控制器可以向激光源的致动器发送指令以使激光源发射激光束。
当激光源发射激光束通过波导的样品通道时，激光束可以行进通过样品通道(例如，通过样品通道中的空气)并且到达成像传感器13405A。在一些实施方案中，成像传感器13405A是根据本文提供的各种示例的成像部件。举例来说，成像传感器13405A可包含(但不限于)光电检测器、接触图像传感器(CIS)、电荷耦合装置(CCD)、互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器及/或其类似者。如图134A所示，在由激光源13401A发射的激光束行进通过样品通道13403A(例如，通过样品通道中的空气)之后，激光束到达成像传感器13405A的第一感测区域13407A(例如，激光束激活成像传感器13405A的第一感测区域13407A)。
重新参见图9，在步骤/操作13304之后和/或响应于该步骤/操作，示例性方法13300前进至步骤/操作13306。在步骤/操作13306，示例性方法13300从成像传感器接收第一成像数据。
例如，如图134A所示，在激光束到达成像传感器13405A的第一感测区域13407A之后，成像传感器13405A可以生成第一成像数据。在一些实施方案中，第一成像数据可以指示激光束到达/激活在成像传感器13405A上的第一感测区域13407A的位置。
在一些实施方案中，成像传感器13405A可将第一成像数据传输到处理器和/或控制器。
重新参见图9，在步骤/操作13306之后和/或响应于该步骤/操作，示例性方法13300前进至步骤/操作13310。在步骤/操作13310，示例性方法13300引起缓冲溶液到波导的样品通道的第一次注射。
例如，用户可以将缓冲溶液注入或促使缓冲溶液注入样品通道(例如，通过样品通道的输入端处的输入开口)。缓冲溶液的示例包括但不限于水。如上所述，一种或多种防腐剂化学品(例如但不限于糖)可涂覆在样品通道的表面上和/或抗体上，以在波导被使用者使用之前保存那些抗体。当缓冲溶液沿着样品通道行进时，缓冲溶液可以从样品通道的表面和从抗体清除、去除和/或洗掉一种或多种防腐剂化学品。
在一些实施方案中，波导可以连接到泵，该泵被配置成将缓冲溶液注入到波导的样品通道中，类似于上述那些。在此类实施方案中，泵可与如上所述的处理器和/或控制器电子连通，使得处理器和/或控制器可将指令传输至泵并使缓冲溶液第一次注射至波导的样品通道。
重新参见图133A，在步骤/操作13310之后和/或响应于该步骤/操作，示例方法13300进行到框A，该框连接图133A到图133B。重新参见图133B，在步骤/操作706和/或步骤/操作13310之后和/或响应于该步骤/操作，示例性方法700B前进至步骤/操作13314。在步骤/操作13314，示例性方法13300从成像传感器接收第二成像数据。在一些实施方案中，在步骤/操作13310处第一次注射缓冲溶液之后，从成像传感器接收第二成像数据。
例如，现在参考图134B，示出了根据本公开的各种实施方案的示例性样品测试设备13400B，类似于以上结合图134A示出的示例性样品测试设备13400A。特别地，示例性样品测试设备13400B包括激光源13401B、具有样品通道13403B的波导(例如，物质/液体递送***)和成像传感器13405B。
类似于以上结合图134A示出的示例性样品测试设备13400A，激光源13401B定位成邻近样品通道13403B的输入端，并且成像传感器13405B定位成邻近样品通道13403B的输出端。
在图134B所示的示例中，激光源通过波导的样品通道继续发射激光束，并且将缓冲溶液注入样品通道中。激光束可以行进通过样品通道(例如，通过已经注入到样品通道中的缓冲溶液)并且到达成像传感器13405B。在一些实施方案中，成像传感器13405B是类似于上文结合图134A所描述的成像传感器13405A的成像部件。如图134B中所示，在由激光源13401B发射的激光束行进通过样品通道13403B(例如，通过已经注入样品通道中的缓冲溶液)之后，激光束到达成像传感器13405B的第二感测区域13407B(例如，激光束激活成像传感器13405B的第二感测区域13407B)。
在激光束到达成像传感器13405B的第二感测区域13407B之后，成像传感器13405B可以生成第二成像数据。在一些实施方案中，第二成像数据可以指示激光束到达/激活在成像传感器13405B上的第二感测区域13407B的位置。
在一些实施方案中，成像传感器13405B可将第二成像数据传输到处理器和/或控制器。
重新参见图9，在步骤/操作13314之后和/或响应于该步骤/操作，示例性方法13300前进至步骤/操作13318。在步骤/操作13318，示例性方法13300基于第一成像数据和第二成像数据计算与样品通道相关联的折射率变化值。
例如，比较图134A与图134B，图134A中的第一感测区域13407A是成像传感器上的与图134B中的第二感测区域13407B不同的感测区域。在一些实施方案中，该差异是由于样品通道的折射率的变化。
在一些实施方案中，样品通道的折射率的变化可由缓冲溶液的注入引起。例如，当激光束首先行进通过样品通道时，样品通道中可能没有任何缓冲溶液。当激光束连续发射并且连续行进通过样品通道时，缓冲溶液被注入样品通道中，引起样品通道的折射率的变化，该变化被反映为由激光束激活的感测区域的变化。
另外地或可替代地，样品通道的折射率的变化可以由清洗/移除样品通道的表面上的一种或多种防腐剂化学品引起。如上所述，当缓冲溶液行进通过样品通道时，缓冲溶液可以从样品通道的表面清除和/或去除一种或多种防腐剂化学品。当激光束连续发射并行进通过样品通道时，缓冲溶液连续地从样品通道的表面洗掉一种或多种防腐剂化学品，并且样品通道的表面上的一种或多种防腐剂化学品的量的减少引起样品通道的折射率的变化，该变化反映为由激光束激活的感测区域的变化。
在一些实施方案中，可测量传感器的激活感测区域中的变化，并且可计算折射率的变化。从结合图134A和图134B描述的示例继续，可以基于第一感测区域13407A和第二感测区域13407B之间的距离来计算折射率变化值。例如，折射率变化值(即样品通道的折射率的变化)可以等于第一感测区13407A和第二感测区13407B之间的距离。
例如，基于在步骤/操作13306接收的第一成像数据和在步骤/操作13314接收的第二成像数据，处理器和/或控制器可以计算第一感测区域和第二感测区域之间的距离，并且可以将该距离指定为折射率变化值。
重新参见图11A，在步骤/操作13318之后和/或响应于该步骤/操作，示例方法13300进行到框A，该框连接图11A到图11B。重新参见图9，在步骤/操作909和/或步骤/操作13318之后和/或响应于这些步骤/操作，示例性方法13300前进至步骤/操作13320。在步骤/操作13320，示例性方法13300确定折射率变化值是否对应于预定折射率变化值。
在一些实施方案中，预定折射率变化值是当一种或多种防腐剂化学品已经从样品通道的表面完全洗掉或清除时和/或当缓冲溶液已经完全行进通过样品通道时样品通道的折射率变化值。
例如，本公开的各种实施方案可以通过实验来计算预定折射率变化值。例如，本公开的各种实施方案可以使激光源发射激光束通过样品通道。当样品通道中没有缓冲溶液时，激光源可以激活成像传感器的第一实验感测区域。当样品通道处于其中一种或多种防腐剂化学品已经从样品通道的表面完全洗掉或清除的确定条件时和/或当缓冲溶液已经完全行进通过样品通道时，激光源可以激活成像传感器的第二实验感测区域。在一些实施方案中，对应于第一实验感测区域与第二实验感测区域之间的距离来计算预定折射率变化值。
虽然以上描述提供了高度限制器面板的示例性布置，但是需注意，本公开的范围不限于以上描述。在一些示例中，示例预定折射率变化值可以对应于缓冲溶液的折射率值。
如上所述，本公开的各种实施方案可以基于确定样品通道的折射率存在变化来确定样品通道中的物质/液体/溶液的变化。另外和/或可替代地，基于折射率变化值和/或样品通道的折射率的变化，样品通道中的物质/液体/溶液(和/或样品通道中的物质/液体/溶液的浓度水平)可以是可识别的。
例如，本公开的示例性实施方案可以将在步骤/操作13318计算的折射率变化值与和已知物质/液体相关联的已知折射率变化值进行比较。如果在步骤/操作13318处计算的折射率变化值与已知折射率变化值之间存在匹配，则本公开的示例实施方案可以确定样品通道中的物质/液体是对应于已知折射率变化值的已知物质/液体。
另外和/或可替代地，本公开的示例实施方案可以将在步骤/操作13318处计算的折射率变化值与和物质/液体的已知浓度水平相关联的已知折射率变化值进行比较。如果在步骤/操作13318计算的折射率变化值与已知折射率变化值之间存在匹配，则本公开的示例实施方案可确定样品通道中的物质/液体具有对应于与已知折射率变化值相关联的已知浓度水平的浓度水平。
重新参见图133C，如果在步骤/操作13320处，示例方法13300确定折射率变化值对应于预定折射率变化值，则示例方法13300进行到步骤/操作13322。在步骤/操作13322处，示例性方法13300引起样品溶液到波导的样品通道的第二次注射。
在一些实施方案中，如果折射率变化值与预定折射率变化值匹配，则示例性方法13300确定一种或多种防腐剂化学品已经从样品通道的表面完全洗掉或清除和/或缓冲溶液已经完全行进通过样品通道。因此，示例性方法13300引起样品溶液的第二次注射。
例如，处理器和/或控制器可以确定在步骤/操作13318计算的折射率变化值是否与预定折射率变化值匹配，并且如果匹配，则向泵发送指令并且使得通过泵将样品溶液第二次注入样品通道。
如果在步骤/操作13320，示例方法13300确定折射率变化值不对应于预定折射率变化值，则示例方法13300进行到步骤/操作13324。在步骤/操作13324，示例性方法13300使得缓冲溶液连续注入到波导的样品通道中。
在一些实施方案中，如果折射率变化值与预定折射率变化值不匹配，则示例性方法13300确定一种或多种防腐剂化学品尚未从样品通道的表面完全洗掉或清除和/或缓冲溶液尚未完全行进通过样品通道。这样，示例性方法13300使得缓冲溶液连续注入到波导的样品通道中，使得一种或多种防腐剂化学品可以连续从样品通道的表面被洗掉或清除，和/或缓冲溶液可以连续行进通过样品通道。
例如，处理器和/或控制器可以确定在步骤/操作13318计算的折射率变化值是否与预定折射率变化值匹配，并且如果不匹配，则向泵发送指令并且使得通过泵将缓冲溶液继续注入到样品通道。
在一些实施方案中，在步骤/操作13324之后和/或响应于该步骤/操作，示例性方法13300前进至步骤/操作13314。在这样的实施方案中，当缓冲溶液继续从样品通道的表面洗掉一种或多种防腐剂化学品时，示例性方法13300可以从成像传感器接收另外的成像数据，基于第一成像数据和另外的成像数据计算与样品通道相关联的折射率变化值，并且确定折射率变化值是否对应于预定的折射率变化值。在一些实施方案中，可以重复该过程直到折射率变化值对应于预定折射率变化值。换句话说，本公开的示例性实施方案可以继续将缓冲溶液注入到波导的样品通道，直到折射率变化值指示一种或多种防腐剂化学品已经从样品通道的表面被完全洗掉或清除和/或缓冲溶液已经完全行进通过样品通道。
重新参见图14B，在步骤/操作13322和/或步骤/操作13324之后和/或响应于该步骤/操作，示例方法13300进行到步骤/操作13326并结束。
如上述示例方法中所示，本公开的各种实施方案克服了各种技术挑战和困难，并且提供了各种技术改进，包括但不限于准确地确定物质/液体是否已经完全行进通过液体输送***(诸如但不限于波导的样品通道)。例如，本公开的各种实施方案可以布置光源(例如但不限于发射激光束的激光源)或其他折射率捕获技术，使得一个或多个光束(在激光源的情况下)穿过流体承载通道(例如但不限于波导的样品通道)并且撞击在合适的传感器(例如但不限于光学成像传感器)上。当光束在空气中行进时，光束将激活传感器的一个或多个已知区域。在物质/液体被注入到流体承载通道中之后，一束或多束光束穿过流体承载通道中的物质/液体并且激活传感器的不同区域。在一些实施方案中，可测量传感器的激活区域中的此变化，且可计算折射率的变化。在一些实施方案中，基于折射率值和/或折射率的变化，流体承载通道中的物质/液体可以是可识别的。如果不可识别，则本公开的各种实施方案可识别物质的变化。在一些示例中，如果在不同时间在观察区域中预期两种或更多种物质，则本公开的各种实施方案可以可靠地识别转变已经完成(例如，物质/流体已经完全行进通过液体/物质递送***)。
虽然以上描述提供了流体样品的示例，但是需注意，本公开的范围不限于以上描述。与图133A至图134B相关联的各种实施方案可以在流体条件监测中提供广泛的应用，并且可以在从纳米到厘米的应用中和在各种流体中提供准确的结果。例如，与图133A至图134B相关联的各种实施方案可在医疗现场中实施以区分血液、盐水和甘油。作为另一示例，与图133A至图134B相关联的各种实施方案可在汽车中实施以指示流体状况(冷却、润滑等)。作为另一示例，与图133A到图134B相关联的各种实施方案可在管线应用中实施以指示石油制品运行的开始和结束。
如上所述，根据本公开的各种实施方案的样品测试设备可包括限定多个样品通道的多通道波导。在一些实施方案中，激光束可以被提供到样品通道的输入端并且可以从样品通道的输出端离开。在一些实施方案中，成像部件(例如，图像传感器)可以捕获从输出端射出的激光束并且生成测试信号。在一些实施方案中，当激光束行进通过样品通道时，测试信号可基于或指示来自样品通道的干涉条纹图案而产生。
在一些实施方案中，当向多个样品通道提供样品溶液时，干涉条纹图案可以改变，这可以通过测试信号的改变来指示或反映。例如，样品溶液可包含来自患者呼出气的气溶胶。样品溶液可以被注入到样品测试设备的多个样品通道中。在一些实施方案中，每个样品通道的表面可以涂覆有针对一种或多种特定类型的病毒的抗体。如果样品溶液(例如气溶胶)含有特定类型的病毒，并且样品通道的表面涂覆有针对该特定类型病毒的抗体，则该抗体与病毒结合，将病毒保持在表面处。表面处病毒体数量的增加(由于抗体和病毒体之间的化学和/或生物反应)可以引起波导的消逝波的变化，这又可以引起来自样品通道的干涉条纹图案的变化和由成像部件产生的测试信号的变化。这样，基于测试信号的变化，可以确定病毒的类型。例如，如果来自特定样品通道的特定测试信号指示干涉条纹图案的变化，则样品溶液可包含对应于涂覆在样品通道表面上的抗体的病毒。例如，如果样品通道的表面涂覆有针对SARS-CoV-2病毒的抗体，并且来自样品通道的测试信号指示干涉条纹图案的变化，则样品溶液包含SARS-CoV-2病毒。
然而，在实施用于样品测试的多通道波导方面存在许多技术挑战和困难。例如，多通道波导中的不同样品通道可具有热差异和/或结构差异。这些差异可能影响不同样品通道中的激光束的波长，从而导致来自不同通道的测试信号变化。
例如，不同的样品通道可能在它们的环境温度上具有差异或偏差。当激光束行进通过这些样品通道时，不同的环境温度可能不同地影响激光束的波长，并且可能导致干涉条纹图案和测试信号的变化。作为另一个示例，不同的样品通道可以在它们的光学结构中具有差异或偏差。当激光束行进通过这些样品通道时，不同的光学结构可能不同地影响激光束的波长，并且可能导致干涉条纹图案和测试信号的变化。样品测试设备可能错误地确定测试信号的这种变化(由热差异和/或结构差异引起)是样品溶液包含对应于涂覆在样品通道表面上的抗体的病毒的指示。
因此，多通道波导中的样品通道中的热差异和/或结构差异可导致来自不同样品通道的不同响应(例如，测试信号)，而在定量感测中重要的是使多通道波导中的所有通道产生相同的基线响应(例如，在将样品溶液注入样品通道之前)以便执行比较过程(例如，检测样品溶液是否包括将导致测试信号的差异的一种或多种物质，和/或检测来自不同通道的样品溶液与参考溶液之间的差异)。
本公开的各种实施方案克服了这些技术挑战和困难，并且提供了各种技术益处和改进。举例来说，由于干涉式波导传感器输出信号取决于输入激光束的波长，因此本发明的各种实施方案可改变输入激光束的波长以改变测试信号且补偿归因于不同样品通道之间的结构及热差异的波长改变。
在一些实施方案中，为了改变输入激光束的波长，本公开的各种实施方案可以(1)改变发射激光束以对多通道波导的通道进行采样的激光二极管的操作温度，(2)改变使得激光二极管发射激光束以对多通道波导的通道进行采样的激光二极管的驱动电流，或者(3)添加向光纤提供可变形光栅的波长调节装置，激光束通过该光纤行进到多通道波导的输入端。
在一些实施方案中，可实施激光二极管以将激光束发射到波导的样品通道中。在一些实施方案中，激光二极管的操作温度可对激光束的波长具有影响。例如，激光二极管的操作温度的增加可以导致由激光二极管发射的激光的波长的增加，而激光二极管的操作温度的降低可以导致由激光二极管发射的激光的波长的降低。这样，示例方法可以包括基于由激光二极管发射的激光束的波长来调整激光二极管的操作温度。例如，响应于确定激光束的波长低于期望波长，示例性方法可以增加激光二极管的操作温度(例如，通过增加激光二极管的电流)。响应于确定激光束的波长高于期望波长，示例性方法可以降低激光二极管的操作温度(例如，通过降低激光二极管的电流)。
在一些实施方案中，激光二极管可以包括激光二极管驱动器，该激光二极管驱动器向激光二极管提供使激光二极管发射激光束的电流。例如，激光二极管驱动器可以提供恒流源，该恒流源将驱动电流递送到激光二极管并且使得激光二极管发射激光束。当驱动电流增加时，由激光二极管产生的激光束的强度增加，这又增加了激光束的波长。随着驱动电流减小，由激光二极管产生的激光束的强度减小，这又减小了激光束的波长。这样，示例方法可以包括基于由激光二极管发射的激光束的波长来调整激光二极管的驱动电流。例如，响应于确定激光束的波长低于期望波长，示例性方法可以增加激光二极管的驱动电流。响应于确定激光束的波长高于期望波长，示例性方法可以减小激光二极管的驱动电流。
然而，在通过调节激光二极管的工作温度和/或驱动电流来调节激光器的波长方面存在技术挑战。例如，驱动器电流与激光二极管的操作温度相关。驱动电流越高，激光二极管的工作温度越高。因为激光二极管的工作温度和驱动电流都会影响激光束的波长，所以很难确定合适的工作温度和驱动电流工作温度和驱动电流。
根据本公开的各种实施方案，可以提供能够克服这些技术挑战和困难的波长调节装置。波长调节装置可以包括压电材料，该压电材料可以基于施加在压电材料上的电压而在波导的光纤上施加/强加可调节的压力。如上所述，激光束可以通过光纤传播到波导的输入端。当电压改变时，压电材料可以膨胀或收缩，并且因此可以增加或减少施加或在光纤上的压力。当压力增加时，光纤长度膨胀，这又增加了行进通过光纤的激光束的波长。当压力减小时，光纤的长度减小，这又减小了穿过光纤的激光束的波长。因此，本公开的各种实施方案可以提供一种可变波长波导，其可以利用多通道样品和参考实现定量感测。
参见图135A和图135B，示出了根据本公开的一些实施方案的示例性方法13500。样品测试设备13500包括示例性波长调节装置13501。特别地，图135A示出了根据本公开的各种实施方案的具有示例性波长调节装置13501的示例性样品测试设备13500的示例性侧视图。图135B示出了根据本公开的各种实施方案的示例性介质隔离室组件的示例性横截面图；
现在参考图135A，样品测试设备13500包括激光源13503、波长调节装置13501、光源耦合器13509、波导13515和成像部件13517。
在一些实施方案中，光源耦合器13509包括光纤阵列13507和光纤保持器13511。在一些实施方案中，光纤阵列13507固定在光纤保持器13511内。
在一些实施方案中，每个光纤的端部连接到激光源13503(诸如激光二极管)，并且每个光纤将激光束从激光源13503朝向波导13515的样品通道的输入端传送。在一些实施方案中，波导13515的样品通道与光源耦合器13509对准。例如，光源耦合器13509的光纤阵列13507中的每个光纤通过直接边缘耦合与波导13515的样品通道之一的输入边缘直接对准。这样，当被光纤阵列13507中的光纤引导时，激光束可以行进到波导13515的样品通道上。
在一些实施方案中，光源耦合器13509包括设置在光纤保持器13511的第一边缘表面上的微透镜阵列13513。在一些实施方案中，光纤阵列13507中的每个光纤与微透镜阵列13513的一个微透镜对准，并且微透镜阵列13513的每个微透镜与波导13515的样品通道之一对准。这样，由激光源13503发射的激光束可以行进通过光纤阵列13507中的光纤和微透镜阵列13513的微透镜，并且到达波导13515的样品通道的输入端。
如上所述，样品测试设备13500包括波长调节装置13501。在图135A所示的示例中，波长调节装置13501位于激光源13503和光源耦合器13509之间。特别地，光源耦合器13509(其连接到激光源13503)的光纤阵列13507穿过波长调节装置13501。
在一些实施方案中，激光源13503可以是半导体激光器的形式，其提供小范围可变波长的激光束并且没有任何复杂的可调谐结构。例如，激光源13503可以包括单模窄带宽二极管激光器。二极管激光器输出(例如租用光束)的波长在小范围内变化，例如+/-0.1nm。二极管激光器输出的波长的变化可以以多于两个周期的相位变化来改变来自波导的输出(例如，测试信号)。
如上所述，激光源13503可以连接到光纤阵列13507中的一个或多个光纤，并且光纤阵列13507中的一个或多个光纤可以将激光束从激光源13503传输到波导13515中的一个或多个样品通道的一个或多个输入端。在一些实施方案中，波长调节装置13501可以根据需要调节每个样品通道中的激光束的波长。例如，示例性波长调节装置13501包括一个或多个压缩机，并且所述一个或多个压缩机中的每一个在来自光纤阵列13507的光纤中的一个上施加压力，使得逐通道输出可以被修改并且来自波导的输出相位可以被同步，其细节在本文中描述。
特别地，现在参考图135B，示出了波长调节装置13501的示例性横截面视图。在图135B所示的示例中，波长调节装置13501包括壳体13521、固定在壳体13521内的光纤支撑基座13527、以及定位在壳体13521内且位于光纤支撑基座13527上方的压缩机13523。
在一些实施方案中，壳体13521提供壳或壳体，一个或多个压缩机(诸如压缩机13523)和光纤支撑基座13527可定位在壳或壳体内。在一些实施方案中，壳体13521可在壳体13521的第一侧和与第一侧相对的壳体13521的第二侧上提供开口。在一些实施方案中，光纤阵列13507的光纤可以通过外壳13521的第一侧上的开口进入外壳13521，穿过外壳13521，并且通过外壳13521的第二侧上的开口离开外壳13521。
如上所述，波长调节装置13501可包括一个或多个压缩机。在一些实施方案中，来自光纤阵列13507的每个光纤定位在光纤支撑基座13527与压缩机中的一者之间，使得波长调节设备13501可通过压缩机在来自光纤阵列13507的不同光纤上施加不同压力。在图135B所示的例子中，光纤13507A位于压缩机13523与光纤支撑台13527之间。
在一些实施方案中，反射器13523可包括反射镜。在本公开中，术语“压电材料”或“压电体”是指当对压电材料或压电体施加电压时能够膨胀或收缩的材料。压电材料的示例可以包括但不限于压电晶体、陶瓷、石英等。
例如，压缩机13523可包括压电晶体。在一些实施方案中，波长调节装置13501可包括将电压施加在压缩机13523上的可变电源13525。例如，可变电源13525可包括连接到压缩机13523的压电晶体的第一侧的第一电极13529A和连接到压缩机13523的压电晶体的第二侧的第二电极13529B。第一侧在来自第二侧的偏振方向上。这样，可变电源13525可以通过电极13529A和电极13529B在压缩机13523的极化方向上在其上提供电传导。
在此示例中，当可变电源13525在电极13529A与电极13529B之间施加电压时，压缩机13523可展现逆逆压电效应。特别地，在压电晶体的极化方向上施加的电压可导致压缩机13523变形或膨胀。在一些实施方案中，压缩机13523的变形或膨胀量与施加到压电晶体的电压量相关。例如，在压电晶体的极化方向上施加的电压越高，压电晶体膨胀得越多。
如上所述，光纤13507A位于压缩机13523与光纤支承台13527之间。当电压被施加到压缩机13523的压电晶体时，压电晶体响应于电压而膨胀并且在光纤13507A上施加压力。在一些实施方案中，光纤支撑基座13527固定到壳体13521的底表面。在一些实施方案中，压缩机13523施加在光纤13507A上的压力的量与压缩机13523的压电晶体的变形或膨胀的量相关。
当压缩机13523的压电晶体在光纤13507A上施加压力时，其导致光纤13507A伸长或拉伸。在一些实施方案中，光纤13507A伸长或拉伸的量与压缩机13523施加到光纤13507A上的压力的量相关，压力的量又与压缩机13523的变形或膨胀的量相关，变形或膨胀的量又与施加到压电晶体的电压的量相关。这样，施加到压电晶体的电压越高，光纤13507A的伸长越大。施加到压电晶体的电压越低，光纤13507A的伸长越小。
在一些实施方案中，光纤13507A的伸长导致光纤13507A的厚度变化。光纤13507A光纤A时，光纤13507A的厚度的变化可引起在光纤13507A内反射的激光束的波长的变化。例如，光纤13507A伸长或拉伸得越多，光纤13507A变得越细，并且在光纤13507A中反射的激光束的波长越高。如上所述，光纤13507A的伸长量与施加在压缩机13523上的电压量相关。这样，可以通过改变施加到压缩机13523的电压来调节光纤13507A中的激光束的波长。
如图135B所示的示例中所说明，波长调整装置13501可在光纤13507A上产生可调谐光栅，所述可调谐光栅可调整行进穿过光纤13507A的激光束的波长。在一些实施方案中，波长调节设备13501可包括用于每一个别光纤的压缩机，且可在不同压缩机上施加不同电压。当每个单独的光纤向波导的样品通道中的一个的输入端中的一个提供激光束时，波长调节装置13501可以通过调节施加在压缩机上的电压来调节到波导的样品通道的激光束的波长，使得所有激光束可以具有相同的波长或在窄的波长带内。因此，本公开的各种实施方案克服了由于波导的样品通道之间的热差异和/或结构差异而引起的技术挑战和困难，并且可以提供技术益处和改进。
现在参见图136，示出了根据本公开的各种实施方案的示例性电路图13600。具体而言，示例框图13600示出与波长调整设备13602和成像部件13620相关联的示例部件，以及示例波长调整设备13602与示例成像部件13620之间的示例数据通信。
在图136所示的示例中，波长调整设备13602可以包括可变电源13608、输入/输出电路13616、数据存储介质13610、处理电路13604和通信电路13612。虽然相对于功能限制描述了这些部件13608、13616、13610、13604和13612，但应当理解，特定的具体实施必定包括使用特定硬件。
在一些实施方案中，可变电源13608可在波长调节设备13602的压缩机上提供可调整电压。在一些实施方案中，可变电源13608可以是耦合到DC电压源的直流(DC)电压调节器(诸如但不限于LM317T)的形式。在此示例中，DC电压调节器可将来自DC电压源的可调整量的DC电压施加到压缩机。另外地或另选地，后线圈可变功率电路13608可以呈其他形式。在一些实施方案中，可变电源13608可提供可施加到波长调节设备的压缩机的最大电压以及可施加到波长调节设备的压缩机的最小电压(例如，0)。
在一些实施方案中，可变电源13608可以与处理电路13604电子通信。在一些实施方案中，处理电路13604可以向可变电源13608提供电压控制信号，该电压控制信号指示要施加到压缩机的电压量。
在一些实施方案中，处理器13604(和/或协处理器或协助该处理器或以其他方式与该处理器相关联的任何其他处理电路)可与存储器设备16(例如包括一个或多个易失性和/或非易失性存储器的非暂态存储器)通信。换句话讲，存储器可为电子存储设备(例如，计算机可读存储介质)。存储器204可被配置为存储用于使装置能够根据本发明的示例性实施方案执行各种功能的信息、数据、内容、应用、指令等。
在一些实施方案中，示例性可变聚焦透镜装置13602可包括输入/输出电路13616，该输入/输出电路可继而与处理电路13604通信以向用户提供输出，并且在一些实施方案中，接收用户输入的指示。输入/输出电路13616可包括用户接口电路并且可包括显示器，其可包括网页用户接口、移动应用、客户端设备、信息亭等。在一些实施方案中，输入/输出电路13616还可包括键盘、鼠标、操纵杆、触摸屏、触摸区域、软键、麦克风、扬声器或其他输入/输出机构。处理器和/或包括处理器的用户界面电路***可以被配置为通过存储在处理器可访问的存储器(例如，存储器3212等)上的计算机程序指令(例如，软件和/或固件)来控制一个或多个用户界面元素的一个或多个功能。
在各种实施方案中，处理电路13604可被配置为与湿度测量电路13610通信。在本公开的各种实施方案中，数据存储装置13610还可体现为一个或多个数据存储装置、一个或多个单独的数据库服务器或数据存储装置和单独的数据库服务器的组合。此外，在一些实施方案中，数据存储装置13610可体现为分布式储存库，使得所存储的信息/数据中的一些信息/数据集中存储在***内的位置中，并且其他信息/数据存储在一个或多个远程位置中。另选地，在一些实施方案中，分布式储存库可仅分布在多个远程存储位置上。更具体地，数据存储装置13610可包含被配置为存储在某些实施方案中可用的信息/数据的一个或多个数据存储区。
通信电路13612可为任何装置，诸如以硬件或者硬件和软件的组合体现的设备或电路，其被配置为从/向网络和/或与计算设备13602进行通信的任何其他设备、电路或模块接收和/或传输数据。就这一点而言，通信电路13612可包括例如用于实现与有线或无线通信网络的通信的网络接口。例如，通信电路13612可包括一个或多个网络接口卡、天线、总线、交换机、路由器、调制解调器和支持硬件和/或软件，或适用于经由网络实现通信的任何其他设备。另外和/或可替代地，通信电路13612可包括用于与天线相互作用的电路以使得信号经由天线传输或处理经由天线接收的信号接收。
如上所述，波长调整设备13602的通信电路13612可以与成像部件13620进行电子通信。特别地，成像部件13620可以包括图像感测电路13618和通信电路13622。虽然相对于功能限制描述了这些部件13618-13616，但应当理解，特定的具体实施必定包括使用特定硬件。
在一些实施方案中，图像感测电路13618可以包括可以检测来自波导的样品通道的输出端的干涉条纹图案并且可以基于检测到的干涉条纹图案生成测试信号的电路。图像传感器部件13618的各种示例可以包括但不限于电荷耦合设备(CCD)、互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器等。
在一些实施方案中，处理器部件13618与通信电路***13622电子通信。在一些实施方案中，图像感测电路13618可以生成测试信号，并且将测试信号提供给通信电路13622。在一些实施方案中，成像部件13620的通信电路13622类似于上述波长调节设备13602的通信电路13612。
在一些实施方案中，示例性波长调节装置可提供不同的模式，例如但不限于连续波长扫描模式和直接波长设定模式。现在参见图137A至图138，示出了根据本公开的各种实施方案的示例性方法。特别地，图137A和图137B示出了示例性方法13700，其中示例性波长调节装置以连续波长扫描模式操作。图138示出了示例性方法13800，其中示例性波长调节装置在直接波长设置模式下操作。
需注意，流程图中的每个框以及流程图中的各框的组合可以通过各种构件(诸如硬件、固件、电路***和/或与包括一个或多个计算机程序指令的软件的执行相关联的其他设备)来实现。例如，图137A至图138描述的方法中的一种或多种方法可由计算机程序指令体现，该计算机程序指令可由采用本公开的实施方案的装置的非暂态存储器来存储并且由该装置的处理器来执行。这些计算机程序指令可指示计算机或另一可编程装置以特定方式工作，使得存储在计算机可读存储存储器中的指令产生一种制品，该制品的执行实现流程图框中指定的功能。因此，实施方案可包括各种装置，这些装置包括完全硬件或者软件和硬件的任何组合。此外，实施方案可采取至少一个非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序产品的形式，该计算机程序产品具有体现在存储介质中的计算机可读程序指令(例如，计算机软件)。类似地，实施方案可以采取存储在至少一个非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序代码的形式。可利用任何合适的计算机可读存储介质，包括非暂态硬盘、CD-ROM、闪存存储器、光存储设备或磁存储设备。
现在参见图137A和图137B所示的示例，示出了示例性偏压机构13700。如上所述，示例方法13700示出了示例波长调节装置以连续波长扫描模式操作的示例。在连续波长扫描模式中，施加到压缩机的电压被连续调节，使得激光束在它们通过光纤进入样品通道的输入端时在波长变化范围上连续扫描。在一些实施方案中，来自波导中的样品通道的输出端的输出激光束可以由成像部件连续地检测，并且记录测试信号。在一些实施方案中，基于记录的测试信号，示例方法13700可以生成用于样品通道的电压相关性数据对象，该电压相关性数据对象指示施加到压缩机的电压与激光束的波长之间的数据相关性，其细节在本文中描述。
现在参考图137A，示例性方法13700开始于步骤/操作13702。在一些实施方案中，在步骤/操作13702之后，示例性方法13700前进至步骤/操作13704。在步骤/操作13704处，处理电路(例如但不限于以上结合图136描述的示例性可变聚焦透镜装置13602的处理电路13604)可接收指示镜筒透镜组件位置的用户输入。
例如，用户可通过以上结合图136描述的示例性可变聚焦透镜装置13602的输入/输出电路13616来提供用户输入。在一些实施方案中，用户输入可指示来自用户的触发波长调节设备以连续波长扫描模式操作的请求。
重新参见图9，在步骤/操作13704之后和/或响应于该步骤/操作，示例性方法13700前进至步骤/操作13706。在步骤/操作13706处，处理电路(例如但不限于以上结合图136描述的示例性可变聚焦透镜装置13602的处理电路13604)可引起前线圈电流的增加。
例如，在接收到触发波长调整设备以连续波长扫描模式操作的用户输入之后和/或响应于接收到触发波长调整设备以连续波长扫描模式操作的用户输入，处理电路13604可以向可变电源13608发送控制信号。在一些实施方案中，控制信号可触发可变电源13608以增加施加到波长调节设备的压缩机中的一者的电压(例如，增加施加到压电材料的电压)。在一些实施方案中，控制信号可指定待施加到波长调节设备的压缩机的电压。
在一些实施方案中，在从处理电路13604接收控制信号之后，可变电源13608可增加施加到波长调节设备的压缩机的电压。如上所述，每个压缩机可以在将激光束传送到波导的样品通道的光纤中的一个上施加压力。在一些实施方案中，电压的增加导致压缩机中的压电材料膨胀，这又导致施加在光纤上的压力的增加。这样，光纤变得更细长，这使得光纤将具有更高波长的激光束传送到波导的样品通道之一。
重新参见图9，在步骤/操作13706之后和/或响应于该步骤/操作，示例性方法13700前进至步骤/操作13708。在步骤/操作13708处，处理电路(例如但不限于以上结合图136描述的波长调整设备13602的处理电路13604)可以从接收自成像部件的测试信号提取干涉条纹图案。
如以上结合图136所述，成像部件13620可以包括图像感测电路13618，其检测来自样品通道的输出端的干涉条纹图案，并且基于所检测的干涉条纹图案生成测试信号。如上文结合图137A的步骤/操作13706所述，波长调节装置的压缩机可增加施加在将激光束递送到波导的样品通道的光纤上的压力。在一些实施方案中，成像部件可以检测来自与施加有所增加的压力的光纤相关联的样品通道的干涉条纹图案。
在一些实施方案中，成像部件可以生成指示检测到的干涉条纹图案的测试信号，并且可以将测试信号传输到波长调节装置。例如，成像部件13620的通信电路13622可以将测试信号发送到波长调整装置13602的通信电路13612。
在一些实施方案中，波长调节设备13602的处理电路13604可以从测试信号提取干涉条纹图案。如上所述，激光束的波长可以影响干涉条纹图案。这样，从测试信号提取的干涉条纹图案是激光束的波长的指标。
在一些实施方案中，处理电路13604还可以计算从样品通道的输出端离开的激光束的波长。例如，处理电路13604可以基于所提取的干涉条纹图案来计算波长，类似于以上结合至少图1所描述的那些干涉条纹图案。
虽然以上描述提供了高度限制器面板的示例性布置，但是需注意，本公开的范围不限于以上描述。在一些示例中，根据本公开的实施方案的示例方法可以通过一个或多个附加的和/或替代的方法来计算激光束输出的示例波长。
重新参见图9，在步骤/操作13708之后和/或响应于该步骤/操作，示例性方法13700前进至步骤/操作13710。在步骤/操作13710处，处理电路(例如但不限于上文结合图136描述的波长调整装置13602的处理电路13604)可更新电压相关性数据对象以指示电压与干涉条纹图案之间的数据相关性。
如上所述，波长调整设备13602的数据存储介质13610可以存储数据和/或信息。例如，数据存储介质13610可以存储多个电压相关数据对象。多个电压相关数据对象中的每一个可以对应于或关联于波导的样品通道中的一个。特别地，电压相关性数据对象可以指示施加到与波导的样品通道相关联的波长调节装置的压缩机的电压与来自波导的样品通道的输出端的干涉条纹图案之间的多个数据相关性。
如上所述，当施加到波长调节装置的压缩机的电压增加时，施加在光纤上的压力增加，这又导致光纤伸长并且通过光纤的激光束的波长增加。因为干涉条纹图案是激光束的波长的指标，所以处理电路可以确定在步骤/操作13706处施加到压缩机的电压与在步骤/操作13708处提取的干涉条纹图案之间的数据相关性。
在一些实施方案中，处理电路可以通过以下方式来更新存储在数据存储介质13610中的电压相关性数据对象：在步骤/操作13706处根据施加到压缩机的电压来添加电压值数据；在步骤/操作13708处根据所提取的干涉条纹图案来添加干涉条纹图案数据；以及添加指示电压值数据与干涉条纹图案数据之间的关联的数据相关性。
如上所述，处理电路可以计算从样品通道出射的激光束的波长。在一些实施方案中，处理电路可以通过以下方式来更新存储在数据存储介质13610中的电压相关性数据对象：在步骤/操作13706处根据施加到压缩机的电压来添加电压值数据；在步骤/操作13708处添加基于干涉条纹图案提取计算的波长值数据；以及添加指示电压值数据与波长数据之间的关联的数据相关性。
现在参考图139，提供了例示电压值数据、波长值数据以及示例电压相关性数据对象的电压值数据与波长值数据之间的数据相关性的示例曲线图13900。特别地，示例曲线图13900示出了电压值数据(x轴)和波长值数据(y轴)之间的数据相关性。如示例曲线图13900中所示，电压越高，波长越高。
重新参见图9，在步骤/操作13710之后和/或响应于该步骤/操作，示例性方法13700前进至步骤/操作13712。在步骤/操作13712处，处理电路(例如但不限于上文结合图136所描述的波长调整装置13602的处理电路13604)可确定施加到波长调整装置的压缩机的电压是否达到最大电压。
如上所述，波长调整装置13602的可变电源13608可以向波长调整装置的压缩机提供一定范围的电压。在一些实施方案中，波长调节设备的处理电路13604可确定在步骤/操作13706处施加到压缩机的电压是否达到最大电压。
如果在步骤/操作13712处，处理电路确定光强度指示满足光强度阈值，则方法13700前进至步骤/操作13706。在步骤/操作13706处，处理电路引起施加到波长调整装置的压缩机的电压的增加，类似于上文所描述的那些。
如果在步骤/操作13712处，处理电路确定所施加的电压达到最大电压，则示例方法13700进行到框A，框A将图137A连接到图137B。
现在参考图137B，在一些实施方案中，在框A之后和/或响应于框A(例如，在确定所施加的电压达到最大电压之后和/或响应于确定所施加的电压达到最大电压)，示例方法13700进行到步骤/操作13714。在步骤/操作13714处，处理电路(例如但不限于以上结合图136描述的示例性可变聚焦透镜装置13602的处理电路13604)可引起后线圈电流的减小。
例如，处理电路13604可以向可变电源13608发送控制信号。在一些实施方案中，控制信号可以触发可变电源13608以减小以上结合步骤/操作13706描述的施加到波长调节装置的压缩机的电压(例如，增加施加到压电材料的电压)。在一些实施方案中，控制信号可指定待施加到波长调节设备的压缩机的电压。
在一些实施方案中，在从处理电路13604接收控制信号之后，可变电源13608可减小施加到波长调节设备的压缩机的电压。如上所述，每个压缩机可以在将激光束传送到波导的样品通道的光纤中的一个上施加压力。在一些实施方案中，电压的降低导致压缩机中的压电材料收缩，这又导致施加在光纤上的压力的降低。这样，光纤变得不那么细长，这使得光纤将具有较低波长的激光束传送到波导的样品通道之一。
重新参见图9，在步骤/操作13714之后和/或响应于该步骤/操作，示例性方法13700前进至步骤/操作13716。在步骤/操作13716处，处理电路(例如但不限于以上结合图136描述的示例性可变聚焦透镜装置13602的处理电路13604)可确定前线圈电流和后线圈电流。
如以上结合图136所述，成像部件13620可以包括图像感测电路13618，其检测来自样品通道的输出端的干涉条纹图案，并且基于所检测的干涉条纹图案生成测试信号。如上文结合图137B的步骤/操作13714所述，波长调节装置的压缩机可减小施加在将激光束递送到波导的样品通道的光纤上的压力。在步骤/操作13716，成像部件可以检测来自与被施加减小的压力的光纤相关联的样品通道的干涉条纹图案。
在一些实施方案中，成像部件可以生成指示检测到的干涉条纹图案的测试信号，并且可以将测试信号传输到波长调节装置。例如，成像部件13620的通信电路13622可以将测试信号发送到波长调整装置13602的通信电路13612。
在一些实施方案中，波长调节设备13602的处理电路13604可以从测试信号提取干涉条纹图案。如上所述，激光束的波长可以影响干涉条纹图案。这样，从测试信号提取的干涉条纹图案是激光束的波长的指标。
在一些实施方案中，处理电路13604还可以计算从样品通道的输出端离开的激光束的波长。例如，处理电路13604可以基于所提取的干涉条纹来计算波长，类似于以上结合步骤/操作13708所描述的那些。
重新参见图9，在步骤/操作13716之后和/或响应于该步骤/操作，示例性方法13700前进至步骤/操作13718。在步骤/操作13718处，处理电路(例如但不限于上文结合图136描述的波长调整装置13602的处理电路13604)可更新电压相关性数据对象以指示电压与干涉条纹图案之间的数据相关性。
如上所述，波长调整设备13602的数据存储介质13610可以存储数据和/或信息。例如，数据存储介质13610可存储电压相关性数据对象，其指示施加到波长调节装置的压缩机的电压与来自波导的样品通道的输出端的干涉条纹图案之间的多个数据相关性。如上所述，当施加到波长调节装置的压缩机的电压降低时，施加在光纤上的压力降低，这又导致光纤缩短并且通过光纤的激光束的波长降低。因为干涉条纹图案是激光束的波长的指标，所以处理电路可以确定在步骤/操作13714处施加到压缩机的电压与在步骤/操作13716处提取的干涉条纹图案之间的数据相关性。
在一些实施方案中，处理电路可以通过以下方式来更新存储在数据存储介质13610中的电压相关性数据对象：在步骤/操作13714处根据施加到压缩机的电压来添加电压值数据；在步骤/操作13716处根据所提取的干涉条纹图案来添加干涉条纹图案数据；以及添加指示电压值数据与干涉条纹图案数据之间的关联的数据相关性。
如上所述，处理电路可以计算从样品通道出射的激光束的波长。在一些实施方案中，处理电路可以通过以下方式来更新存储在数据存储介质13610中的电压相关性数据对象：在步骤/操作13714处根据施加到压缩机的电压来添加电压值数据；在步骤/操作13716处添加基于干涉条纹图案提取计算的波长值数据；以及添加指示电压值数据与波长数据之间的关联的数据相关性。
重新参见图9，在步骤/操作13718之后和/或响应于该步骤/操作，示例性方法13700前进至步骤/操作13720。在步骤/操作13720处，处理电路(例如但不限于上文结合图136所描述的波长调整装置13602的处理电路13604)可确定施加到波长调整装置的压缩机的电压是否达到最小电压。
如上所述，波长调整装置13602的可变电源13608可以向波长调整装置的压缩机提供一定范围的电压。在一些实施方案中，波长调节设备的处理电路13604可确定在步骤/操作13706处施加到压缩机的电压是否达到最小电压。
如果在步骤/操作13720处，处理电路确定光强度指示满足光强度阈值，则方法13700前进至步骤/操作13714。在步骤/操作13714处，处理电路引起施加到波长调整装置的压缩机的电压的减小，类似于上文所描述的那些。
如果在步骤/操作13720处，处理电路确定所施加的电压达到最小电压，则示例性方法13700进行到步骤/操作13722并且结束。
在一些实施方案中，可以重复图137A和图137B中示出的示例方法13700，以生成/更新波导的所有样品通道的电压相关数据对象。
例如，如果在步骤/操作13720处，处理电路确定所施加的电压达到最小电压，则示例性方法13700可以继续确定已经生成/更新了波导的所有样品通道的电压相关数据对象。如果处理电路确定样品通道中的一个不与存储在数据存储介质13610中的电压相关性数据对象中的任何一个相关联，则示例性方法13700可以类似于上文所描述的那样继续为该样品通道生成/更新电压相关性数据对象。
例如，如果电压相关性数据对象不包括与波导的样品通道相关联的数据相关性，则处理电路可以引起施加到与将激光束递送到该样品通道的光纤接触的波长调节装置的压缩机的电压的增加或减少(例如，基于步骤/操作13706和步骤/操作13714)，这又引起光纤伸长或收缩。在一些实施方案中，处理电路可以从对应的样品通道提取干涉条纹图案，并且基于施加到压缩机的电压和干涉条纹图案(例如，基于步骤/操作13710和步骤/操作13718)生成/更新用于该样品通道的电压相关数据对象。另外和/或可替代地，处理电路可以基于干涉条纹图案计算激光束的波长，并且基于施加到压缩机的电压和激光束的波长生成/更新用于该样品通道的电压相关数据对象。
在一些实施方案中，处理电路可通过调整施加到波长调节设备的不同压缩机的电压且产生/更新波导的所有样品通道的电压相关数据对象来对波导的不同样品通道重复示例方法13700。这样，当波长调节装置以连续波长扫描模式操作时，波长调节装置可以生成/更新用于样品通道的电压相关数据对象，并且每个电压相关数据对象指示(1)施加到用于将激光束递送到对应样品通道的每个光纤的每个压缩机的电压与(2)来自样品通道的对应干涉条纹图案数据或从样品通道出射的激光束的对应波长数据之间的数据着色。在一些实施方案中，基于电压相关性数据对象，波长调节设备可以在直接波长设置模式下操作，该直接波长设置模式为每个样品通道中的激光束设置波长，其细节在本文中描述。
现在参见图138，示出了示例性方法13800。如上所述，示例方法13800示出了示例波长调节装置在直接波长设置模式下操作的示例。在波长设置模式中，每个通道的特征在于找到由施加在波长调节装置的压缩机上的电压触发的所需波长。这样，然后可以针对每个样品通道将样品通道的每个波长以具有匹配的波长或匹配的干涉条纹图案输出。在一些实施方案中，示例性方法13800可以在样品溶液被注入到任何样品通道之前执行，以便确保来自样品通道的基线输出是相同的。在一些实施方案中，同步基线输出可直接用于进一步分析(例如，在将样品溶液注入样品通道之后)。
在图138所示的示例中，示例性方法13800开始于步骤/操作13802。在一些实施方案中，在步骤/操作13802之后，示例性方法13800前进至步骤/操作13804。在步骤/操作13804处，处理电路(例如但不限于以上结合图136描述的示例性可变聚焦透镜装置13602的处理电路13604)可接收指示镜筒透镜组件位置的用户输入。
例如，用户可通过以上结合图136描述的示例性可变聚焦透镜装置13602的输入/输出电路13616来提供用户输入。在一些实施方案中，用户输入可指示来自用户的触发波长调节设备以直接波长设定模式操作的请求。
重新参见图138，在步骤/操作13804之后和/或响应于该步骤/操作，示例性方法13800前进至步骤/操作13806。在步骤/操作13806处，处理电路(例如但不限于上文结合图136描述的波长调整装置13602的处理电路13604)可检索与波导的样品通道相关联的电压相关数据对象。
如上所述，波长调整装置13602的数据存储介质13610可以存储多个电压相关数据对象。例如，波长调整设备13602的处理电路13604可以至少部分地基于以上结合图137A和图137B描述的示例方法13700来生成/更新多个电压相关数据对象，并且可以将多个电压相关数据对象存储在波长调整设备13602的数据存储介质13610中。
重新参见图138，在步骤/操作13806之后和/或响应于该步骤/操作，示例性方法13800返回到步骤/操作13808。在步骤/操作13808处，处理电路(例如但不限于上文结合图136描述的波长调整装置13602的处理电路13604)可确定电压相关数据对象之间的重叠干涉条纹图案数据。
如上所述，每个电压相关性数据对象与波导的样品通道相关联，并且指示与样品通道相关联的干涉条纹图案数据(例如，由施加到相应压缩机的不同电压触发)。在一些实施方案中，处理电路可以遍历来自与不同样品通道相关联的不同电压相关数据对象的干涉条纹图案数据，并且选择干涉条纹图案数据的至少一部分作为在与不同样品通道相关联的不同电压相关数据对象中相同的重叠干涉条纹图案数据。例如，处理电路可以选择在电压相关性数据对象之间共享的干涉条纹图案，其可以与不同电压相关性数据对象中的不同电压数据相关。
虽然上述示例示出了确定重叠干涉条纹图案数据的示例，但是注意，本公开的范围不限于上述示例。如上所述，每个电压相关数据对象可以指示与样品通道相关联的波长数据(例如，由施加到对应压缩机的不同电压触发)。在一些实施方案中，处理电路可以遍历来自与不同样品通道相关联的不同电压相关数据对象的波长数据，并且选择波长数据的至少一部分作为在与不同样品通道相关联的不同电压相关数据对象中相同的重叠波长数据。例如，处理电路可以选择在电压相关性数据对象之间共享的波长，该波长可以与不同电压相关性数据对象中的不同电压数据相关。
重新参见图138，在步骤/操作13808之后和/或响应于该步骤/操作，示例性方法13800返回到步骤/操作13810。在步骤/操作13810处，处理电路(例如但不限于以上结合图136描述的示例性可变聚焦透镜装置13602的处理电路13604)可确定前线圈电流和后线圈电流。
如上所述，每个电压相关性数据对象包括样品通道的电压数据和干涉条纹图案数据之间的多个数据相关性。在一些实施方案中，基于数据相关性，处理电路可确定对应于样品通道的重叠干涉条纹图案数据的电压或电压数据。例如，处理电路可以确定施加到波长调节装置的压缩机的电压，该电压触发来自样品通道的干涉条纹图案以匹配根据重叠干涉条纹图案数据的干涉条纹图案。处理电路可以针对波导的所有样品通道重复该过程，并且确定施加到每个压缩机的电压，使得来自所有样品通道的干涉条纹图案与根据重叠干涉条纹图案数据的干涉条纹图案匹配。
虽然上述示例示出了确定与重叠干涉条纹图案数据相对应的电压的示例，但是注意，本公开的范围不限于上述示例。如上文所描述，根据本发明的各种实施方案的示例方法可另外和/或可替代地确定重叠波长数据。在一些实施方案中，基于与样品通道相关联的电压相关性数据对象的数据相关性，处理电路可以确定对应于该样品通道的重叠波长数据的电压或电压数据。例如，处理电路可以确定施加到波长调节装置的压缩机的电压，该电压触发来自样品通道的激光束的波长以匹配根据重叠波长数据的波长。处理电路可以针对波导的所有样品通道重复该过程，并且确定施加到每个压缩机的电压，使得来自所有样品通道的波长与根据重叠波长数据的波长匹配。
重新参见图138，在步骤/操作13810之后和/或响应于该步骤/操作，示例性方法13800返回到步骤/操作13812。在步骤/操作13812处，处理电路(例如但不限于上文结合图136描述的波长调整装置13602的处理电路13604)可致使将在步骤/操作13810处确定的电压施加到波长调整装置的压缩机。
如上所述，在步骤/操作13810确定的电压使得来自不同样品通道的干涉条纹图案相同，和/或使得来自不同样品通道的激光束的波长相同。这样，在直接波长设定模式中，示例性波长调节装置使得波导中的样品通道能够通过去除由传感器热、结构、光学和电学不确定性引起的共模噪声和漂移来提供具有最高灵敏度的定量感测，从而最小化感测数据中的误差并且最大化传感器速度。
重新参见图138，在步骤/操作13812之后和/或响应于该步骤/操作，示例性方法13800前进至步骤/操作13814并结束。
许多病毒检测分析使用靶向特定病毒的特异性抗体来进行病毒检测。这样的病毒检测分析受到许多技术困难和挑战的困扰。例如，为了检测多种病毒类型或病毒变体，需要多个样品收集和多个抗原检查，这会限制临床应用中多病毒检测的速度。
本公开的各种实施方案克服了这些技术挑战和困难，并且提供了各种技术益处和改进。例如，本公开的各种实施方式提供了一种用于多病毒检测的测试方法，其通过利用用多个样品制备的生物化学融合，以及通过利用涂覆在样品通道上的多个抗原。该测试方法可以使用仅需要减少数量的通道的病毒传感器来进行，并且病毒类型/病毒变体可以在单次测试中使用单次样品收集来检测。
现在参见图140，示出了根据本公开的一些实施方案的示例性方法14000。特别地，示例方法14000根据本公开的各种实施方案确定样品混合物中的样品的样品类型。
在图140所示的示例中，示例性方法14000开始于步骤/操作14002。在步骤/操作14002之后和/或响应于该步骤/操作，示例性方法14000前进至步骤/操作14004。在步骤/操作14004处，示例性方法14000可以包括使用多个样品抗体集合产生多个抗体混合物。
根据本公开的各种实施方案，抗体混合物(也称为抗原融合物)可通过混合来自多个样品抗体集合的若干或许多所选抗体(也称为抗原)来实施。在一些实施方案中，多个样品抗体集合中的每一个可以包括针对病毒的特定类型/变体的抗体，其是被实施以检测的示例性方法14000。例如，如果实施示例性方法14000以检测病毒类型A、病毒类型B和病毒类型C，则示例性方法14000可包括产生包含用于检测病毒类型A的抗体的第一样品抗体集合、包含用于检测病毒类型B的抗体的第二样品抗体集合和包含用于检测病毒类型C的抗体的第三样品抗体集合。
在一些实施方案中，示例性方法14000可以确定将在步骤/操作14004产生的抗体混合物的总数n。在一些实施方案中，抗体混合物的总数n与样品通道的总数n相同。例如，如果示例性波导包括四个样品通道，则示例性方法14000产生四种抗体混合物。
在一些实施方案中，示例性方法14000可以确定用于产生抗体混合物的样品抗体集合的总数m。例如，当样品通道的总数(或抗体混合物的总数)是n时，基于m＝2n-1确定样品抗体收集的总数m。例如，如果有两个样品通道，则需要三个抗体收集来产生抗体混合物。如果有三个样品通道，则需要七个抗体收集来产生抗体混合物。如果有四个样品通道，则需要十五个抗体收集来产生抗体混合物。
在一些实施方案中，为了从总共m个不同的抗体集合产生要涂覆在总共n个样品通道上的总共n个抗体混合物，示例方法14000可以确定抗体混合物的不同组合(换言之，样品通道的不同组合)，并且将来自每个抗体集合的抗体添加到抗体混合物的组合中的一个。例如，可以将来自m个不同抗体集合中的每一个的抗体添加到n个抗体混合物中的一个、n个抗体混合物中的两个…或n个抗体混合物中的n个。在该实施例中，与添加了来自其他抗体集合的其他抗体的抗体混合物的组合相比，将来自每个抗体集合的抗体添加到不同的抗体混合物组合中。换句话说，来自不同抗体集合的抗体被添加到抗体混合物的不同组合中，使得没有两个抗体集合被添加到抗体混合物的相同组合中，类似于本文结合图122描述的各种示例。
例如，如果样品测试设备包括四个样品通道(例如，样品通道1、样品通道2、样品通道3和样品通道4)，则需要总共15个抗体集合来产生抗体混合物(例如，抗体集合A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L、M、N、O)以产生用于四个样品通道的抗体混合物(例如，抗体混合物1、抗体混合物2、抗体混合物3和抗体混合物4)。下表举例说明了在每种抗体混合物中来自不同抗体集合的抗体的示例：
重新参见图140，在步骤/操作14004之后和/或响应于该步骤/操作，示例性方法14000前进至步骤/操作14006。在步骤/操作14006，示例性方法14000可包括用多种抗体混合物涂覆多个样品通道。
在一些实施方案中，样品测试设备可包括波导，该波导包括多个样品通道，类似于本文所述的各种示例。在使用样品测试设备进行测试之前，以预定顺序用抗体混合物(也称为抗原混合物)涂覆波导的样品通道。在一些实施方案中，多个样品通道中的每一个涂覆有独特的抗体混合物，并且没有两个样品通道涂覆有相同的抗体混合物。
在一些实施方案中，为了将抗体混合物涂覆到样品通道，示例性方法14000可包括将抗体混合物施加到样品通道的表面(例如，在样品通道的底表面上)。从以上示例继续，示例性方法14000可以将抗体混合物1涂覆在样品通道1的表面上，将抗体混合物2涂覆在样品通道2的表面上，将抗体混合物3涂覆在样品通道3的表面上，并且将抗体混合物4涂覆在样品通道4的表面上。
重新参见图140，在步骤/操作14006之后和/或响应于该步骤/操作，示例性方法14000前进至步骤/操作14008。在步骤/操作14008，示例性方法14000可以包括用至少一种参考结合物质涂覆至少一个阳性参考通道。
在一些实施方案中，所述至少一种参考结合物质可以包括引起参考物质与所述至少一种参考结合物质结合的物质。例如，所述至少一种参考结合物质可以朝向所述至少一种参考结合物质吸引和吸引所述参考物质。例如，参照物质可以是病毒类型或变体的形式，并且至少一种参照结合物质可以包括针对该特定类型或变体的病毒的抗体。
另外，在上述说明中，以使用病毒作为基准物质、使用病毒抗体作为基准结合物质的例子进行了说明，但本发明的范围并不限定于上述说明。在一些示例中，示例参考物质和/或参考结合物质可以包括其他分子、化学物质、物质。
在一些实施方案中，除了样品通道之外，样品测试设备的波导还可包括至少一个阳性参考通道，并且至少一种参考结合物质可涂覆在至少一个阳性参考通道的表面上。例如，样品测试设备的波导可以包括两个阳性参考通道，并且两个阳性参考通道中的每一个可以涂覆有相同或不同的参考结合物质。
重新参见图140，在步骤/操作14008之后和/或响应于该步骤/操作，示例性方法14000前进至步骤/操作14010。在步骤/操作14010，示例性方法14000可包括使用参考物质和样品物质产生样品混合物。
如上所述，参比物质可以与包被在阳性参考通道上的参考结合物质结合。例如，参比物质可以包括已知病毒或良好控制的病毒替代物，并且阳性参考通道的表面可以涂覆有针对该已知病毒或良好控制的病毒替代物的抗体。
在一些实施方案中，样品物质可包括示例方法14000确定样品类型的样品。例如，样品物质可以包括未知病毒或未知样品，并且示例性方法14000可以确定未知病毒或未知样品的类型。
因此，在步骤/操作14010处，示例性方法14000可以通过将样品物质(例如，标本)与一种或多种参考物质(例如，控制良好的病毒替代物)混合来创建样品混合物(例如，样品融合物)作为测试中的结合参考，其细节在本文中描述。
重新参见图140，在步骤/操作14010之后和/或响应于该步骤/操作，示例性方法14000前进至步骤/操作14012。在步骤/操作14012处，示例性方法14000可以包括将样品混合物注入到多个样品通道和波导的至少一个阳性参考通道中。
在一些实施方案中，将在步骤/操作14010产生的样品混合物同时注入到波导的所有通道中。例如，将样品混合物注入波导的样品通道(在步骤/操作14006中已经涂覆有多种抗体混合物)中，以及注入至少一个阳性参考通道(在步骤/操作14008中已经涂覆有至少一种参考结合物质)中。
重新参见图140，在步骤/操作14012之后和/或响应于该步骤/操作，示例性方法14000前进至步骤/操作14014。在步骤/操作14014，示例性方法14000可包括接收来自多个样品通道的多个测试信号和来自至少一个阳性参考通道的至少一个参考信号。
在一些实施方案中，激光束可发射通过波导的多个样品通道和至少一个阳性参考通道以产生测试信号，类似于上文所述的那些。例如，波导可以是在激光束穿过波导通道时产生干涉条纹图案的双模波导的形式，并且成像部件可以检测干涉条纹图案。在一些实施方案中，在样品混合物被注入到多个样品通道和至少一个阳性参考通道之后，来自这些通道中的一个或多个的干涉条纹图案可以改变，并且成像部件可以基于检测到的干涉条纹图案生成测试信号。
重新参见图140，在步骤/操作14014之后，示例性方法14000前进至步骤/操作14016。在步骤/操作14016，示例性方法14000可以包括从与样品物质相关联的多个样品类型中确定样品类型。
在一些实施方案中，来自样品通道的测试信号可以基于来自至少一个阳性参考通道的至少一个参考信号而被归一化。如上所述，样品混合物包含参考物质，并且至少一个阳性参考通道涂覆有与参考物质结合的至少一种参考结合物质。因此，来自至少一个阳性参考通道的至少一个参考信号提供基准信号，该基准信号指示何时样品混合物包含涂覆在通道上的抗体之一被靶向的样品类型。在一些实施方案中，来自样品通道的每个测试信号可与至少一个参考信号比较以确定其是否提供肯定指示，其细节在本文中结合至少图142A至图142B描述。
重新参见图4，在步骤/操作14016之后，示例性方法14000前进至步骤/操作14018并结束。
根据本公开的一些实施方案，用于确定样品的样品类型的示例方法可以由包括一个或多个计算***的示例样品类型确定设备来执行，诸如图141中所示的样品类型确定设备14100。装置14100可包括处理器14101、数据存储装置14103、通信电路14105、输入/输出电路14107和/或显示器14109。装置14100可被配置为执行本文所述的操作。虽然针对功能限制描述了各部件，但应当理解，特定的具体实施必定包括使用特定硬件。还应当理解，本文所述的某些部件可包括类似或常见的硬件。例如，两组电路均可使用相同的处理器、网络接口、存储介质等以执行其相关联的功能，使得每组电路均不需要重复的硬件。因此，应当理解，如本文相对于装置的部件所用的术语“电路”的使用包括被配置为执行与本文所述的特定电路相关联的功能的特定硬件。
具体地，术语“电路”应被广义地理解为包括硬件，并且在一些实施方案中，包括用于配置硬件的软件。例如，在一些实施方案中，“电路”可包括处理电路、存储介质、网络接口、输入/输出设备等。在一些实施方案中，装置14100的其他元件可提供或补充特定电路的功能。例如，处理器14101可提供处理功能，存储器14103可提供存储功能，通信电路14105可提供网络接口功能等。
在一些实施方案中，处理器14101(和/或协处理器或协助该处理器或以其他方式与该处理器相关联的任何其他处理电路***)可经由总线与存储器14103通信，以用于在装置的部件之间传递信息。存储器14103可为非暂态的，并且可包括例如一个或多个易失性和/或非易失性存储器。换句话讲，例如，存储器14103可为电子存储设备(例如，计算机可读存储介质)。存储器14103可被配置为存储用于使计算设备14100能够根据本公开的示例性实施方案执行各种功能的信息、数据、内容、应用、指令等。
处理器14101可以多种不同的方式体现，并且可例如包括被配置为独立执行的一个或多个处理设备。另外和/或可替代地，处理器14101可包括经由总线串联配置的一个或多个处理器，以实现对指令、流水线和/或多线程的独立执行。术语“处理电路”的使用可以理解为包括单核处理器、多核处理器、装置内部的多个处理器、和/或远程或“云”处理器。
在示例性实施方案中，处理器14101可以被配置为执行存储在存储器14103中或能够以其他方式供该处理器访问的指令。另选地或除此之外，处理器14101可被配置为执行硬编码功能。因此，无论通过硬件方法或软件方法配置，还是通过它们的组合配置，处理器均可表示能够根据本公开的实施方案执行操作同时进行相应配置的实体(例如，以电路***形式物理地体现)。另选地，又如，当处理器14101体现为软件指令的执行器时，指令可将处理器专门配置为在执行指令时执行本文所述的算法和/或操作。
在一些实施方案中，装置14100可以包括输入/输出电路14107，该输入/输出电路可以继而与处理器14101通信以向用户提供输出，并且在一些实施方案中，接收用户输入的指示。输入/输出电路14107可包括接口、移动应用程序、信息亭等。在一些实施方案中，输入/输出电路14107还可包括键盘、鼠标、操纵杆、触摸屏、触摸区域、软键、麦克风、扬声器或其他输入/输出机构。处理器和/或包括处理器的用户界面电路***可以被配置为通过存储在处理器可访问的存储器(例如，存储器14103等)上的计算机程序指令(例如，软件和/或固件)来控制一个或多个用户界面元素的一个或多个功能。
在一些实施方案中，样品类型确定装置14100可包括显示器14109，其又可与处理器14101通信以显示用户界面渲染。在本公开的各种示例中，显示器14109可包括液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器、等离子体(PDP)显示器、量子点(QLED)显示器等。
通信电路14105可为任何装置，诸如以硬件或者硬件和软件的组合体现的设备或电路，其被配置为从/向网络和/或与计算设备14100进行通信的任何其他设备、电路或模块接收和/或传输数据。就这一点而言，通信电路14105可包括例如用于实现与有线或无线通信网络的通信的网络接口。例如，通信电路14105可包括一个或多个网络接口卡、天线、总线、交换机、路由器、调制解调器和支持硬件和/或软件，或适用于经由网络实现通信的任何其他设备。附加地或另选地，通信接口可包括用于与一个或多个天线交互的电路***以使得信号经由一个或多个天线传输或处理经由一个或多个天线接收的信号接收。
还需注意，本文所讨论的所有或一些信息可基于由装置14100的一个或多个部件接收、生成和/或维护的数据。在一些实施方案中，还可利用一个或多个外部***(诸如远程云计算和/或数据存储***)来提供本文所讨论的至少一些功能。
本文所述的各种方法(包括例如图142A至图142B中所示的示例性方法14200)可确定与来自多种样品类型的样品相关联的样品类型。
需注意，流程图中的每个框以及流程图中的各框的组合可以通过各种构件(诸如硬件、固件、电路***和/或与包括一个或多个计算机程序指令的软件的执行相关联的其他设备)来实现。例如，图142A至图142B描述的程序中的一个或多个程序可由计算机程序指令体现，这些计算机程序指令可由采用本公开的实施方案的装置的非暂态存储器来存储并且由该装置的处理器来执行。这些计算机程序指令可指示计算机或另一可编程装置以特定方式工作，使得存储在计算机可读存储存储器中的指令产生一种制品，该制品的执行实现流程图框中指定的功能。
如上所述并且基于本公开应当理解，本公开的实施方案可被配置为方法、移动设备、后端网络设备等。因此，实施方案可包括各种装置，这些装置包括完全硬件或者软件和硬件的任何组合。此外，实施方案可采取至少一个非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序产品的形式，该计算机程序产品具有体现在存储介质中的计算机可读程序指令(例如，计算机软件)。类似地，实施方案可以采取存储在至少一个非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序代码的形式。可利用任何合适的计算机可读存储介质，包括非暂态硬盘、CD-ROM、闪存存储器、光存储设备或磁存储设备。
图142A和图142B图示了根据本公开的各种实施方案的确定样品混合物中的样品的样品类型的示例方法。
现在参考图142A，示例性方法14200开始于步骤/操作14202。在步骤/操作14202之后和/或响应于该步骤/操作，示例性方法14200前进至步骤/操作14204。在步骤/操作14204处，处理电路(例如但不限于上文结合图141描述的样品类型确定装置14100的处理器14101)可接收与多个样品通道相关联的多个测试信号和来自至少一个参考通道的至少一个参考信号。
例如，类似于上述那些，成像部件可以基于从波导的样品通道的输出端检测到的干涉条纹图案生成多个测试信号，并且从波导的至少一个参考通道的输出端生成至少一个参考信号。
如上所述，如果通道的表面涂覆有针对病毒的特定类型/变体的抗体，并且样品物质包括病毒的该特定类型/变体，则抗体导致样品物质中的病毒结合到通道的表面，这在来自该通道的干涉条纹图案中产生变化。例如，干涉条纹图案的大小可以增加(例如，干涉条纹图案可以向上偏移)。在一些实施方案中，成像部件可以检测干涉条纹图案。在一些实施方案中，如果干涉条纹图案来自样品通道，则成像部件可以基于干涉条纹图案生成测试信号。在一些实施方案中，如果干涉条纹图案来自阳性参考通道，则成像部件可以基于干涉条纹图案生成参考信号。例如，测试信号或参考信号的信号幅度可以分别对应于来自样品通道或阳性参考通道的干涉条纹图案的幅度。
在一些实施方案中，成像部件可以基于来自多个样品通道的干涉条纹图案生成多个测试信号，并且基于来自至少一个参考通道的至少一个干涉条纹图案生成至少一个参考信号。在一些实施方案中，成像部件可以将多个测试信号和至少一个参考信号传输到样品类型确定装置。
重新参见图9，在步骤/操作14204之后和/或响应于该步骤/操作，示例性方法14200前进至步骤/操作14206。在步骤/操作14206处，处理电路(例如但不限于上文结合图141描述的样品类型确定装置14100的处理器14101)可将至少一个参考信号记录为至少一个正指示基准。
如上所述，样品混合物包含至少一种参考物质，并且至少一个阳性参考通道涂覆有结合或吸引至少一种参考物质的至少一种参考结合物质。例如，样品混合物中的参考物质可以是病毒类型或变体的形式，并且至少一种参考结合物质可以包括针对该特定类型或变体的病毒的抗体。这样，来自至少一个阳性参考通道的参考信号对应于指示通道表面涂覆有针对包含在样品混合物中的病毒的类型或变体的抗体的信号。
在一些实施方案中，处理电路可以将至少一个参考信号记录为至少一个肯定指示基准。例如，处理电路可以将至少一个参考信号的幅度记录为正基准幅度。在这种示例中，如果来自另一样品通道的测试信号的幅度与至少一个参考信号的幅度相同或大于至少一个参考信号的幅度，则测试信号指示样品通道涂覆有针对包含在样品混合物中的病毒的类型/变化的抗体。
重新参见图11A，在步骤/操作14204之后和/或响应于该步骤/操作，示例方法14200进行到框A，该框连接图11A到图142B。如图142B中所示，在框A之后和/或响应于框A(例如，在步骤/操作14206之后和/或响应于步骤/操作108)，示例方法14200进行到步骤/操作14208。在步骤/操作14208处，处理电路(例如但不限于上文结合图141描述的样品类型确定装置14100的处理器14101)可根据正指示基准确定来自样品通道的测试信号是否提供正指示。
如上所述，示例方法14200可以将来自正参考信道的至少一个参考信号记录为至少一个正指示基准。例如，至少一个参考信号可以与对应于干涉条纹图案的幅度的信号幅度相关联。
在一些实施方案中，为了确定来自样品通道的测试信号是否提供阳性指示，处理电路可以将测试信号与至少一个参考信号进行比较。例如，处理电路可以比较测试信号和至少一个参考信号之间的信号幅度。
如果来自样品通道的测试信号的信号幅度达到或高于来自至少一个阳性参考通道的至少一个参考信号的信号幅度，则处理电路可以确定测试信号提供正指示。在这种示例中，测试信号指示样品通道涂覆有与样品混合物中的样品物质中的病毒结合的抗体。与参考信号的信号幅度相比，测试信号的信号幅度越高，测试信号提供肯定指示的置信度越高。
如果信号幅度低于来自至少一个阳性参考通道的至少一个参考信号的信号幅度，则处理电路可以确定测试信号不提供正指示。在这种示例中，测试信号指示样品通道未涂覆有将与样品混合物中的样品物质中的病毒结合的抗体。与参考信号的信号幅度相比，测试信号的信号幅度越低，测试信号不提供肯定指示的置信度越高。
重新参见图142B，如果在步骤/操作14208处，示例方法14200根据肯定基准确定测试信号提供肯定指示，则示例方法14200进行到步骤/操作14210。在步骤/操作14210，处理电路(例如但不限于以上结合图141描述的样品类型确定设备14100的处理器14101)可以生成候选数据集，该候选数据集包括与涂覆在样品通道上的抗体混合物相关联的样品类型。
例如，样品通道可涂覆有包含针对A、E、F、G、L、M、N和O型病毒的抗体的抗体混合物。如果来自样品通道的测试信号提供阳性指示，则其显示样品混合物中的样品物质可包括A型病毒、E型病毒、F型病毒、G型病毒、L型病毒、M型病毒、N型病毒或O型病毒。在这种示例中，处理电路可以生成包括样品类型A、类型E、类型F、类型G、类型L、类型M、类型N和类型O的候选数据集。
重新参见图142B，如果在步骤/操作14208处，示例方法14200根据肯定基准确定测试信号不提供肯定指示，则示例方法14200进行到步骤/操作14212。在步骤/操作14212处，处理电路(例如但不限于以上结合图141描述的样品类型确定装置14100的处理器14101)可以生成包括与涂覆在样品通道上的抗体混合物相关联的样品类型的消除数据集。
例如，样品通道可以涂覆有包含针对A、E、F、G、L、M、N和O型病毒的抗体的抗体混合物。如果来自样品通道的测试信号不提供阳性指示，则其显示样品混合物中的样品物质不包含A型病毒、E型病毒、F型病毒、G型病毒、L型病毒、M型病毒、N型病毒和O型病毒。在这种示例中，处理电路可以生成包括样品类型A、类型E、类型F、类型G、类型L、类型M、类型N和类型O的消除数据集。
重新参见图9，在步骤/操作14210和/或步骤/操作14212之后和/或响应于这些步骤/操作，示例性方法14200前进至步骤/操作14214。在步骤/操作14214处，处理电路(例如但不限于上文结合图141描述的样品类型确定装置14100的处理器14101)可确定是否检查来自所有样品通道的测试信号。
例如，处理电路可以确定是否已经检查了来自波导的每个样品通道的测试信号以确定其是否提供肯定指示，类似于以上结合步骤/操作14208所描述的那些。
如果在步骤/操作14214处，处理电路确定来自至少一个样品通道的至少一个测试信号尚未被检查，则示例性方法14200进行到步骤/操作14208。在此示例中，处理电路可确定所述至少一个测试信号是否提供肯定指示，类似于上文所描述的那些指示。
如果在步骤/操作14214处，处理电路确定已经检查了来自所有样品通道的所有测试信号，则示例性方法14200进行到步骤/操作14216。在步骤/操作14216处，处理电路(例如但不限于上文结合图141描述的样品类型确定装置14100的处理器14101)可确定样品物质与在每一候选数据集中且不在任何消除数据集中的样品类型相关联。
如上所述，处理电路可以基于测试信号是否提供肯定指示来将样品类型添加到候选数据集或排除数据集。例如，示例波导可包括涂覆有如下表所示的抗体的不同组合的四个样品通道：
例如，处理电路电路可以确定来自样品通道1的测试信号提供肯定指示。在该示例中，处理电路可以生成包括类型A、类型E、类型F、类型G、类型L、类型M、类型N和类型O的第一候选数据集。
继续该示例，处理电路可确定来自样品通道2的测试信号不提供肯定指示。在该示例中，处理电路可以生成包括类型B、类型E、类型H、类型I、类型K、类型M、类型N和类型O的第一消除数据集。
继续该示例，处理电路可确定来自样品通道3的测试信号不提供肯定指示。在该示例中，处理电路可以生成包括类型C、类型F、类型H、类型J、类型K、类型L、类型N和类型O的第二消除数据集。
继续该示例，处理电路可确定来自样品通道4的测试信号提供肯定指示。在该示例中，处理电路可以生成包括类型D、类型G、类型I、类型J、类型K、类型L、类型M和类型O的第二候选数据集。
在一些实施方案中，处理电路可以比较第一候选数据集和第二候选数据集中的样品类型，并且确定第一候选数据集和第二候选数据集中的一个或多个重叠样品类型。如果样品类型不在第一候选数据集和第二候选数据集中，则样品类型不与样品物质相关联，因为与样品物质相关联的样品类型必须是每个候选数据集。在上述示例中，第一候选数据集包括类型A、类型E、类型F、类型G、类型L、类型M、类型N和类型O，并且第二候选数据集包括类型D、类型G、类型I、类型J、类型K、类型L、类型M和类型O。处理电路可以确定第一候选数据集和第二候选数据集之间的重叠样品类型包括类型G、类型M和类型O。
如上所述，与样品物质相关联的样品类型不在任何排除数据集中。在一些实施方案中，处理电路可以将候选数据集中的重叠样品类型与消除数据集中的样品类型进行比较，并且去除也在消除数据集中的任何重叠样品类型。继续以上示例，示例处理电路可以确定类型M和类型O在第一消除数据组中，并且可以确定样品与类型M或类型O不相关联。这样，处理电路可以确定与样品相关联的样品类型是类型G。
重新参见图7，在步骤/操作14216之后和/或响应于该步骤/操作，示例性方法14200前进至步骤/操作14218并结束。
现在参见图143A和图143B，示出了与示例性打印装置14300的示例性部分相关联的各种示例性图。图143A示出了根据本公开的各种实施方案的示例性装置的示例性视图；图143B示出了描绘根据本公开的各种实施方案的电池部件的至少一部分的示例性示意图；
在图143A所示的示例中，示例性波导14300可以在波导14303上限定多个通道14301。在一些实施方案中，多个通道14301可包括多个样品通道和一个或多个参考通道，其细节如图143B所示。
现在参考图143B，示出了示例性流量传感装置14300的至少一部分的示例性侧视图。
在一些实施方案中，示例性波导14300可包括总共八个通道，包括两个结合参考通道、四个样品通道和两个埋入参考通道。在图143B所示的示例中，示例波导14300可以包括以如下顺序布置的通道：结合参考通道14305A、样品通道14307A、埋入参考通道14309A、样品通道14307B、样品通道14307C、埋入参考通道14309B、样品通道14307D和结合参考通道14305B。
在一些实施方案中，样品通道14307A、样品通道14307B、样品通道14307C和样品通道14307D中的每一个可涂覆有样品混合物，类似于上文所述的那些。
在一些实施方案中，结合参考通道14305A和结合参考通道14305B可以包括(多个)阳性参考通道和/或(多个)负参考通道。例如，结合参考通道14305A和结合参考通道14305B中的一个或两个可以是包被有至少一种参考结合物质的阳性参考通道，类似于上述那些。另外和/或可替代地，绑定参考信道14305A和绑定参考信道14305B中的一者或两者可以是负参考信道。
在这种示例中，阴性参考通道可以涂覆有不结合或吸引来自样品混合物的任何物质的物质。例如，结合参考通道14305A和结合参考通道14305B可以涂覆有水。因为涂覆在阴性参考通道上的物质不结合或吸引来自样品混合物的任何物质，所以来自阴性参考通道的参考信号对应于指示通道的表面未涂覆有针对样品混合物中包含的病毒的类型或变化的任何抗体的信号。在一些实施方案中，处理电路可以将来自负参考通道的参考信号的幅度记录为负基准幅度。在这种示例中，如果来自另一个样品通道的测试信号的量值达到或低于来自负参考通道的至少一个参考信号的量值，则该测试信号指示该样品通道未涂覆有针对该样品混合物中所含的任何病毒的抗体。在一些实施方案中，处理电路可将来自负参考通道的至少一个参考信号的信号记录为至少一个负指示基准。
在一些实施方案中，来自负参考通道的参考信号可用作来自样品通道的测试信号的负基准。例如，除了以上结合图142B的步骤/操作14208描述的那些之外或作为其替代，处理电路可以根据负指示基准来确定测试信号是否提供负指示。
如果来自样品通道的测试信号的信号幅度等于或低于来自负参考通道的至少一个参考信号的信号幅度，则处理电路可以确定测试信号提供负指示。在这种示例中，测试信号指示样品通道未涂覆有与样品混合物中的样品物质中的病毒结合的抗体，并且处理电路可以生成包括与涂覆在样品通道上的抗体混合物相关联的样品类型的消除数据集，类似于以上结合至少步骤/操作14212所述的那些。与参考信号的信号幅度相比，测试信号的信号幅度越低，测试信号提供负指示的置信度越高。
如果信号幅度高于来自负参考通道的至少一个参考信号的信号幅度，则处理电路可以确定测试信号提供正指示。在这种示例中，测试信号指示样品通道涂覆有将与样品混合物中的样品物质中的病毒结合的抗体，并且处理电路可以生成包括与涂覆在样品通道上的抗体混合物相关联的样品类型的候选数据集，类似于以上结合步骤/操作14210所描述的那些。与参考信号的信号幅度相比，测试信号的信号幅度越高，测试信号提供肯定指示的置信度越高。
在一些实施方案中，掩埋参考通道14309A和掩埋参考通道14309B可以是密封的并且包含相同或不同的参考介质，类似于以上描述的那些。在一些实施方案中，隐埋参考通道14309A和隐埋参考通道14309B可提供隐埋感测区，可添加隐埋感测区以提供绝对参考来补偿来自周围环境的信号的传感器信号变化，类似于上文所述的那些。
这样，在图143B所示的示例中，来自样品通道14307A、样品通道14307B、样品通道14307C和样品通道14307D的测试信号可以基于来自掩埋参考通道的信号进行补偿，以消除由周围环境引起的信号噪声，并且可以根据正指示基准和/或负指示基准进行归一化，以便确定测试信号提供正指示还是负指示。
因此，本公开的各种实施方案可以克服与波导相关的技术挑战和困难。例如，本公开的各种实施方案提供具有受控结合参照融合的样品标本，其中将患者样品标本与一种或多种用于结合参照的良好受控的病毒替代物混合。本公开的各种实施方案可提供抗原组合融合，其中几种或许多抗原类型组合被确定用于多病毒固定并且被顺序地应用于感测通道。本公开的各种实施方案提供了多通道病毒传感器，其中少至8个通道可利用测试环境补偿和利用噪声消除的结合量化来检测多达15种类型的病毒。因此，本公开的各种实施方案提供了允许在单个样品集合中同时进行多病毒检测的多病毒感测机制。
在各种示例中，多通道病毒传感器需要所有通道中的均匀流动。然而，许多平行通道由于通道之间的变化而不能提供均匀的流动。
本公开的各种实施方案可提供一种样品测试设备，其通过单次注射提供样品溶液的连续流动，这解决了流动均匀性问题。在一些实施方案中，串行流的单次注入可简化样品测试设备中的流动***并提供各种技术益处和进步。例如，样品测试设备的减小的通道体积可最小化通道之间的检测延迟，以允许实时多通道检测和处理。
现在参考图144A、图144B、图144C、图144D、图144E、图144F和图144G，提供了根据本公开的各种实施方案的示例性波导盒14400的示例性视图。示例性波导盒14400可向多通道干涉病毒传感器提供来自单次注射的串行流。
具体地讲，图144A和图144B示出了示例性打印机主体14400的示例性部件。
在图144A所示的示例中，示例性波导盒14400可包括流体本体14414，其限定缓冲贮存器14408、注射端口14410和废物贮存器14412，类似于上文结合图86所述的那些。
在一些实施方案中，缓冲贮存器14408可以是流体本体14414的顶表面上的凹陷区域的形式，缓冲溶液可以储存在该凹陷区域中。例如，作为组装示例性波导盒14400的一部分，将缓冲溶液填充到缓冲贮存器14408中。磁性元件的示例可包括但不限于磁体。
在一些实施方案中，波导盒14400包括泵膜14406。在一些实施方案中，泵隔膜14406被对准以覆盖缓冲贮存器14408的顶部开口。例如，泵膜14406和缓冲贮存器14408可限定用于储存缓冲溶液的空间。
在一些实施方案中，隔膜14406可以包括诸如但不限于硅的材料。在一些实施方案中，当力施加在泵隔膜14406上时，泵隔膜14406可变形。例如，如本文详细描述的，缓冲贮存器14408可在缓冲贮存器14408的底表面上限定缓冲释放隧道。如上所述，泵隔膜14406可被对准以覆盖缓冲贮存器14408的顶部开口。当向下的力施加在泵膜14406上并朝向缓冲贮存器14408时，泵膜14406可变形，这推动储存在缓冲贮存器14408中的缓冲溶液通过缓冲贮存器14408的底表面上的缓冲释放隧道释放。
如本文进一步详细描述的，缓冲剂释放隧道可以连接到限定在流体本体14414的底表面上的串联流动通道的开始处。因此，通过推动泵膜14406，缓冲溶液可被释放到串联流动通道中，其细节在本文中描述。
在一些实施方案中，注入端口14410可以是流体本体14414的顶表面上的凹陷区域的形式。在一些实施方案中，样品溶液可通过注射端口14410被注射到波导盒14400中。
例如，波导盒14400包括注射隔膜14404。在一些实施方案中，注射隔膜14404被对准以覆盖注射端口14410的顶部开口。在一些实施方案中，隔膜14404可以包括诸如但不限于硅的材料。
在一些实施方案中，注射隔膜14404可限定连接到由注射端口14410限定的空间的通道。在一些实施方案中，中央通道的外开口由盖覆盖。在一些实施方案中，存储样品溶液的注射器装置(或其他合适的装置)可刺穿盖，并通过中心通道将样品溶液注入到注射端口14410中。
在一些实施方案中，注射端口14410可在注射端口14410的底表面上限定样品释放隧道。在一些实施方案中，由注射隔膜14404限定的通道连接到样品释放隧道。当样品溶液通过注入隔膜14404注入到注入端口14410中时，样品溶液通过缓冲贮存器14408的底表面上的样品释放通道释放。
如本文进一步详细描述的，样品释放隧道可以连接到限定在流体本体14414的底表面上的串联流动通道。这样，样品溶液可以通过注射端口14410的样品释放隧道释放到串联流动通道中，其细节在本文中描述。
在一些实施方案中，废物储存器14412可以是流体本体14414的顶表面上的凹陷区域的形式。在一些实施方案中，废物储存器14412可以在废物储存器14412的底表面上限定废物释放隧道。在一些实施方案中，废物释放隧道连接到限定在流体本体14414的底表面上的串联流动通道的端部，并且可以接收废溶液(例如，在它们行进通过串联流动通道之后的缓冲溶液和/或样品溶液)。在一些实施方案中，废液可储存在废液贮存器14412中。
在一些实施方案中，波导盒14400包括排气过滤器14402。在一些实施方案中，排放过滤器14402被对准以覆盖废物储存器14412的顶部开口。在一些实施方案中，排放过滤器14402可包括过滤材料，例如但不限于HEPA空气过滤器，其防止废溶液中的有害颗粒释放到环境中。
如图144A所示，流体本体14414定位在限定多个通道(例如，定位在两个参考通道之间的样品通道)的波导传感器14416上。在一些实施方案中，限定在流体本体14414的底表面上的串联流动通道的部分与波导传感器14416上的通道对准。例如，如图144B所示，示例性串联流动通道14418被限定在流体本体14414的底表面上。
在一些实施方案中，示例性串联流动通道14418可以是流体本体14414的底表面上的凹槽的形式。凹槽可包括多个连接部分，包括样品部分、串联流动通道部分和预洗部分，其细节在本文中描述。在一些实施方案中，串联流动通道区段可限定与波导传感器14416上的三个通道(例如，样品通道和两个参考通道)连接并对准的三个平行凹槽，其细节在本文中描述。
现在参见图144C，示出了示例性可变聚焦透镜装置14400的示例性顶视图。在一些实施方案中，示例性波导盒14400可具有10毫米的宽度W。在一些实施方案中，示例性波导盒14400可具有32毫米的长度L。
现在参见图144C，示出了示例性可变聚焦透镜装置14400的示例性侧视图。在一些实施方案中，示例性波导盒14400可具有6毫米的厚度T。
现在参见图144D，示出了示例性可变聚焦透镜装置14400的示例性顶视图。特别地，图144D示出波导传感器14416与限定在流体本体14414的底表面上的串联流动通道对准。
现在参见图144F，示出了示例性压力感测组件14400的示例性剖视图。特别地，图144F示出了泵隔膜14406被对准以覆盖缓冲贮存器14408，注入隔膜14404被对准以覆盖注入端口14410，并且排出过滤器14402被对准以覆盖废料贮存器14412。
现在参见图144G，示出了示例性压力感测组件14400的示例性剖视图。
现在参照图145A、图145B、图145C、图145D、图145E和图145F，提供了根据本公开的各种实施方案的示例盒体14500的示例视图。
具体地，图145A示出了示例性打印装置14500的示例性顶视图。图145B示出了示例性模块保持器14500的示例性后透视图。图145C示出了示例性模块保持器14500的示例性顶视图。
在图145A所示的示例中，示例性盒体14500可包括缓冲贮存器14505、注射端口14503和废料贮存器14501，类似于上文结合图144A所述的缓冲贮存器14408、注射端口14410和废料贮存器14412。
在一些实施方案中，缓冲贮存器14505可在缓冲贮存器14505的底表面上限定缓冲释放隧道14511的开口。类似地，注射端口14503可以在注射端口14503的底表面上限定样品释放隧道14509的开口。类似地，废物储存器14412可以在废物储存器14412的底表面上限定废物释放隧道14507的开口。
现在参考图145B，示出了限定在示例性盒体14500的底表面上的串联流动通道14513。在图145B所示的示例中，缓冲液释放隧道14511、样品释放隧道14509和废物释放隧道14507连接到串联流动通道14513。
如上所述，串联流动通道14513可包括多个区段。例如，串联流动通道14513可包括样品部分14515、预洗部分14517和串联流动部分14519。在一些实施方案中，样品部分14515连接到预洗涤部分14517，其又连接到串联流动部分14519。例如，流体可从样品部分14515流到预洗涤部分14517，然后流到串联流动部分14519。
在一些实施方案中，缓冲剂释放隧道14511连接到串联流动通道14513的样品区段14515的起点。这样，当缓冲溶液(例如水)从缓冲释放隧道14511释放时，缓冲溶液可以从样品部分14515流到预洗涤部分14517，流到串联流动部分14519，并且通过废物释放隧道14507从串联流动通道14513离开。
在一些实施方案中，样品释放隧道14509连接到串联流动通道14513的样品区段14515。特别地，样品释放通道14509在流动方向上连接到样品部分14515的开始点(缓冲液释放通道14511处)之后的点。这样，当样品溶液从样品释放隧道14509释放时，样品溶液可以从样品部分14515的至少一部分流动到预洗涤部分14517，流动到串联流动部分14519，并且通过废物释放隧道14507从串联流动通道14513离开。
在图145B所示的例子中，样品部分14515与预洗部分14517平行布置。例如，样品部分14515和预洗部分14517都可以沿着示例性盒体14500的底面的长边设置，并且通过沿着示例性盒体14500的底面的短边的串联流动通道14513的一部分连接。
在一些实施方案中，串联流动区段14519定位在样品区段14515与预洗区段14517之间。特别地，串联流动部分14519包括串联连接的三个平行凹槽。如上所述，串联流动区段14519的三个平行凹槽可与波导传感器上的三个通道对准。例如，串联流动部分14519的顶部凹槽可以与波导传感器的参考通道对准。串流部分14519的中间凹槽可与波导传感器的样品通道对准。串流部分14519的底部凹槽可与波导传感器的另一参考通道对准。
在一些实施方案中，串联流动区段14519的末端连接到废物释放隧道14507，类似于上文所描述的那些。
根据本公开的各种实施方案，提供了通过利用示例性盒体14500进行样品测试的示例性方法。
在一些实施方案中，示例性方法可包括使缓冲溶液通过缓冲液释放隧道14511注入到串联流动通道14513(例如，通过如上所述推动泵膜)。在一些实施方案中，缓冲溶液流过串联流动通道14513并通过废物释放隧道14507离开串联流动通道14513，类似于上述那些。因此，缓冲溶液可清洗串联流动通道14513并去除可能影响样品测试的任何灰尘、空气或颗粒。
在一些实施方案中，示例性方法可包括使样品溶液通过样品释放隧道14509(例如，通过如上所述的注射隔膜)注射到串联流动通道14513。在一些实施方案中，在将样品溶液注入串联流动通道14513中之后，泵膜继续推动缓冲溶液通过串联流动通道14513。因为样品释放隧道14509在连接缓冲液释放隧道14511的位置之后连接到串联流动通道14513，所以泵膜可以推动样品溶液通过串联流动通道14513。
例如，当泵膜继续推动样品溶液时，样品溶液可以行进通过预洗涤部分14517、串联流动部分14519的顶部凹槽，并且到达串联流动部分14519的中间凹槽。当样品溶液到达串联流动部分14519的中间凹槽时，串联流动部分14519的顶部凹槽和底部凹槽都充满缓冲溶液(例如水)。如上所述，串流部分14519的顶部凹槽可与波导传感器的参考通道对准，串流部分14519的中间凹槽可与波导传感器的样品通道对准，且串流部分14519的底部凹槽可与波导传感器的另一参考通道对准。因此，根据本文所述的各种实施例，波导传感器可以检测样品溶液的样品类型。
在一些实施方案中，注入到串联流动通道14513中的样品溶液的量可基于串联流动区段14519中的中间凹槽的长度。例如，如果串联流动区段14519中的中间凹槽的长度是一英寸，则样品溶液可以被注入到串联流动通道14513中，使得它填充该一英寸长度的中间凹槽。
虽然以上描述提供了高度限制器面板的示例性布置，但是需注意，本公开的范围不限于以上描述。在一些示例中，注入的样品溶液的体积可以高于串联流动区段14519中的中间凹槽，使得两个或更多个感测通道具有重叠的感测时间。例如，样品溶液的体积可以高于串联流动区段14519，使得波导传感器中的所有三个通道可以同时进行检测和参考以用于数据比较和噪声消除。
现在参考图145C，示出了示例性流量感测装置14500’的示例性透视剖视图。特别地，图145C示出了缓冲贮存器14505、注射端口14503和废物贮存器14501的横截面。
图145D和图145E示出了示例性盒体14500的示例性透视图。图145F示出了示例性模块保持器14500的示例性顶视图。
因此，本公开的各种实施方案提供了克服各种技术挑战和困难并且提供技术进步和改进的示例性波导盒14400。例如，本公开的各种实施方案提供了一种流体本体，该流体本体限定用于接收样品注射的注射端口。流体本体还提供定位到注射端口的前端的缓冲贮存器和定位到注射端口的后端的废料贮存器。
如上所述，缓冲溶液被预先填充在缓冲贮存器中并且沿着样品部分、预洗涤部分和串联流动通道的串联流动部分。在一些实施方案中，然后用注射器注射样品溶液以填充注射口并将一部分缓冲溶液推入串联流动通道的预洗部分。在一些实施方案中，在注入样品溶液后，泵膜推动缓冲溶液和样品溶液通过串联流动通道的串联流动区段以完成预洗涤、样品固定和后洗涤。
因此，根据本公开的实施方案的示例性波导盒可提供串行流动通道，该串行流动通道可递送洗涤前、样品流体测试、洗涤后功能。本公开的各种实施方案可减小串联流动通道中的区段的体积，所述区段以它们之间的最小连接体积布置以最小化通道之间的感测延迟。
在本公开的各种实施方案中，示例性样品测试设备不利用成像透镜，因为示例性样品测试设备不需要对输出进行成像，而是直接检测可能由波导的折射率变化(例如，当样品行进通过样品测试设备的样品通道时)引起的激光束从波导的输出端的位置偏移。这样，示例性样品测试设备可以将图像传感器定位在距波导的输出端预定距离处，并且图像传感器可以检测激光束从波导的输出端的位置偏移。
然而，当来自波导输出端的激光束在垂直方向上的位置改变时，激光束与图像传感器的检测表面之间的入射角可能改变。例如，当来自波导输出端的激光束向上偏移时，激光束与图像传感器的检测表面之间的入射角可能增大。当来自波导输出端的激光束向下移动时，激光束与图像传感器的检测表面之间的入射角会减小。激光束与图像传感器的检测表面之间的入射角的变化可能引起许多技术挑战和困难。
例如，入射角的变化可能影响由图像传感器检测到的激光的振幅。当入射角减小时(例如，当激光朝向图像传感器的中间偏移时)，激光的振幅增大(例如，由图像传感器检测到的激光变得更亮)。当入射角增大时(例如，当激光朝向图像传感器的顶部或底部偏移时)，激光的振幅减小(例如，由图像传感器检测到的激光变暗)。激光的振幅的变化可能导致信号损失并且在通过图像传感器检测激光的位置时产生偏差。例如，信号损失可以反映由图像传感器检测到的信号位置。例如，随着激光朝向图像传感器的顶部或底部偏移，激光的振幅和光强度减小，并且图像传感器可能不能检测最高/最低激光束的位置，并且可能不准确地检测激光已经偏移了多少。因此，干涉测量感测中的图像传感器遭受传感器角度响应问题。实际的条纹图案图像可能失真，并且条纹移位检测低于实际移位。
本公开的各种实施方案克服了上述技术挑战和困难，并且提供了各种技术益处和优点。举例来说，本发明的各种实施方案可在图像传感器的前方并入有场透镜。图像传感器可以将激光到图像传感器的入射角校正为法向角。在图像传感器的整个图像传感器区域上，入射到图像传感器的法向角度确保图像传感器能够提供具有无失真条纹图案感测的最高响应。
现在参见图146A、图146B、图146C和图146D，示出了根据本公开的一些实施方案的示例性模块保持器14600的示例性视图。具体地，图146A示出了示例性打印装置14600的示例性透视图。图146B示出了示例性流量感测装置14600的至少一部分的示例性顶视图。图146C示出了示例性模块保持器14600的示例性侧视图。图146D示出了示例性流量感测装置14600的至少一部分的示例性顶视图。
在图146A所示的示例中，示例性样品测试设备14600可包括多通道波导14602，类似于上述那些。
在一些实施方案中，示例性样品测试设备14600可包括类似于上述那些的纤维阵列14604。在一些实施方案中，光纤阵列14604可包括可接收激光束的光纤。在一些实施方案中，在光纤阵列14604接收激光束之后，可将激光束提供到多通道波导14602。例如，每个光纤阵列14604可以将激光束传送到多通道波导14602中的通道之一。
在一些实施方案中，在激光束行进通过多通道波导14602中的通道之后，激光束可从多通道波导14602的输出端离开。在一些实施方案中，来自多通道波导14602的输出端的激光束的位置可至少部分地基于多通道波导14602的折射率的改变而移位。例如，多通道波导14602的折射率的变化的变化可以在将样品溶液注入到多通道波导14602之后发生，并且多通道波导14602的折射率的变化量可以是样品溶液中的病毒分子与涂覆在多通道波导14602的表面上的抗体之间的结合的指标。
在一些实施方案中，图像传感器14606邻近多通道波导14602的输出端定位。如上所述，图像传感器14606可以检测来自多通道波导14602的输出激光束的垂直位置的偏移。
如上所述，当激光束沿垂直方向移动到不同位置时，激光束的入射角可能改变，这可能导致技术问题和困难。根据本公开的一些实施方案，示例性样品测试设备14600可包括场透镜14608。
现在参见图146B，示出了示例性压力感测组件14600的示例性剖视图。特别地，图146B示出了上文结合图146A示出的示例性样品测试设备14600的至少一部分的示例性放大视图。
如上所述，许多样品测试设备面临的技术问题之一是从多通道波导14602输出的激光之间的入射角。例如，图像传感器定位成离多通道波导14602的输出端越远，图像传感器可从多通道波导14602的输出端检测到的偏移就越多。入射角的另一问题是由该角度引起的信号/能量损失。仅直角位置将提供0能量损失和0定位损失。
本公开的各种实施方案克服了这些技术挑战和困难，并且提供了各种技术改进和优点。在图146B所示的示例中，示例性样品测试设备14600可以包括固定到图像传感器14606的成像表面的场透镜14608。在一些实施方案中，场透镜14608可经定位以接收从多通道波导14602输出的激光束。
在一些实施方案中，场透镜14608可定位于对应于图像传感器14606的总图像感测表面的图像场处或附近，使得光可进入图像传感器14606的图像感测表面而不穿过任何其它成像透镜。举例来说，场透镜14608可定位成紧密接近图像传感器14606的感测区域。另外和/或可替代地，场透镜14608可附接到图像传感器14606的感测区域。
在一些实施方案中，多通道波导14602的输出端与场透镜14608之间的固定距离可基于场透镜14608的焦距来确定。例如，从多通道波导14602的输出端到场透镜14608的距离可以与场透镜14608的焦距匹配。因此，场透镜14608可在其定位于距多通道波导14602的输出的此固定距离处时校正来自多通道波导14602的输出的入射角。在校正之后，光以法线角度进入图像传感器14606的感测表面。这样，各种实施方案可以在图像传感器14606的整个视场上归一化到传感器像素的入射角以生成非失真条纹图案图像，这可以增强图像传感器14606检测从多通道波导14602存在的激光束的灵敏度。
现在参考图146C和图146D，示出了根据本公开的一些实施方案的示例性样品测试设备14600的示例性侧视图和示例性放大视图。
如图146C和图146D所示，在场透镜14608就位的情况下，离开透镜并进入所示发送表面的所有光将平行于透镜光轴。因此，本公开的各种实施方案可以校正入射到图像传感器的光角度以获得均匀高效的光，并且校正在整个视场上垂直入射到传感器像素以获得无失真的条纹图案图像。
参见图147A和图147B，示出了根据本公开的一些实施方案的示例性方法14700。具体地说，图147A示出了示例性水平运输设备14700的示例性透视图，并且图147B示出了示例性水平运输设备14700的示例性俯视图。
在图147A和图147B所示的示例中，示例场透镜14700可以是平凸单透镜的形式。例如，示例性场透镜14700可包括提供正焦距的曲面。示例场透镜14700的曲率可使光的入射角弯曲，使得光以直角或接近直角进入图像传感器的感测区域，以便减少和/或消除由角度差引起的信号损失。
因此，图147A和图147B中所示的示例场透镜14700可校正进入图像传感器的光的入射角，且可提供本文中所描述的各种技术益处和改进。例如，如上所述，干涉测量感测可能遭受传感器角度响应问题，其中实际条纹图案图像被扭曲，并且条纹移位检测低于实际移位。因此，需要更适当的解决方案。通过将示例场透镜14700附接到图像传感器的感测表面，本发明的各种实施方案可使用图像传感器前方的示例场透镜14700来校正到图像传感器的光入射角，使得光将垂直于图像传感器。这里，场透镜的焦距与离光出射光瞳的距离匹配。
存在许多与治疗病毒相关的技术挑战和困难。例如，病毒可具有多种变体，每种变体可与特定的感染机制相关联，并且每种变体还可对不同的抗体和治疗(包括治疗性抗体混合物)有反应。刺突蛋白可能是病毒(例如冠状病毒，例如但不限于SARS-CoV-2病毒)进入宿主细胞的主要机制。治疗性抗体作为用于患有疾病的人的治疗选择已经得到普及。特别地，SARS-CoV2大流行已增加了康复期抗体治疗严重疾病和预防死亡的使用率。在许多示例中，治疗性抗体混合物可包含通常对特定变体半特异性的抗体。示例性治疗性抗体混合物可能是无效的，因为注射的抗体不具有与特定变体(例如，SARS-CoV-2病毒的变体)上的刺突蛋白的正确结合系数。然而，常规技术不使用给定病毒样品内的刺突蛋白的分析作为确定最佳治疗的基础。特别地，治疗性抗体可主要识别病毒外表面上的刺突蛋白/与之相互作用。然而，当病毒突变时，刺突蛋白可能不保守，因此早期变体的抗体可能对新变体无效。需要一种诊断引起感染的病毒内的刺突蛋白突变的类型和/或程度的快速，以促进最佳治疗的快速鉴定。
本公开的各种实施方案克服了这些技术挑战和困难，并且提供了各种技术改进和优点。例如，本公开的各种实施方案可便于使用波导内的多个光学通道作为离散测试通道来识别用于治疗病毒的特定变体的最佳治疗(例如，治疗性抗体混合物)。例如，本公开的各种实施方案可确定确认/阳性病毒样品(例如，特定患者的SARS-CoV2病毒样品)与至少一种已知变体或未知变体相关。在一些实施方案中，波导的多个通道可以用不同的抗体或纳米抗体处理或包被，所述抗体或纳米抗体已知对特定的刺突蛋白突变(在感受器结合结构域(RBD)中)具有高度选择性。使用这些波导获得的所得信号可用于鉴定可用于治疗特定感染/个体的治疗(例如，治疗性抗体或纳米抗体)。
在一些实施方案中，提供了一种用于使用包括多个样品通道的样品测试设备来确定已知病毒样品的最佳处理的计算机实现的方法。在一些示例中，所述计算机实现的方法包括使所述已知病毒样品被提供至所述多个样品通道，其中所述多个样品通道中的每一个包括与特定变体相关联的抗体或纳米抗体；以及使所述已知病毒样品被提供至所述多个样品通道。使用样品测试设备的成像部件记录从多个样品通道接收的多个样品信号；响应于确定至少一个样品信号幅度满足预定阈值，至少部分地基于多个样品通道中的每一个的相对样品信号幅度来确定最佳处理。在一些示例中，已知病毒样品是SARS-CoV2。在一些示例中，每个样品信号幅度与已知病毒样品的变体的浓缩量相关联。在一些示例中，多个样品通道中的每一个包含对与每种变体相关的刺突蛋白具有选择性的抗体或纳米抗体。在一些示例中，最佳治疗包括治疗性抗体混合物或治疗性纳米抗体混合物。
现在参见图148，提供了描绘根据本公开的各种实施方案的光学组件14800的示例性示意图。示例性波导14800可以与本文所讨论的示例性波导相似或相同。类似地，如图所示，示例性波导14800包括多个样品通道(例如，样品通道14802)。在不同的实施方案中，每个样品通道可以涂覆有与病毒的已知变体相关联的特定类型的抗体或纳米抗体。例如，第一样品通道可以涂覆有与病毒的第一已知变体(例如，SARS-CoV2病毒的“变体1”)相关联的抗体或纳米抗体，第二样品通道可以涂覆有与病毒的第二已知变体(例如，SARS-CoV2病毒的“变体2”)相关联的抗体或纳米抗体，等等。在各种实施例中，通过每个波导样品通道提供样品(例如，特定病毒的确认样品，例如但不限于SARS-CoV2病毒)。在一些实施方案中，通过样品通道提供样品。例如，图148中描绘的包含病毒14806的样品流过样品通道14802，类似于本文描述的各种实施例。
在各种实施方案中，当特定病毒的确认样品流过多个样品通道时，所述病毒样品可以与包被所述多个样品通道中的每一个的不同抗体或纳米抗体不同地相互作用，以针对每个相应的样品通道产生不同的信号幅度。在一些实施方案中，示例性波导内的多个光模式(例如，两个模式)的干涉调节以特定偏转角离开波导的光束。在各种示例中，跨多个波导通道的偏转角的相对大小对应于病毒样品内的特定刺突蛋白/变体。
在一些示例中，设置在样品通道内的抗体或纳米抗体可以对病毒样品的某些刺突蛋白特别敏感。例如，如果病毒样品包含病毒的特定类型和变体，并且多个样品通道的表面各自涂覆有用于特定已知变体的抗体或纳米抗体，则当病毒样品行进通过多个样品通道时，病毒可以与多个样品通道中的至少一个内的抗体或纳米抗体强结合和/或附接。因此，在至少一个样品通道的表面处的病毒体数量的增加(由于抗体/纳米抗体和病毒体之间的化学和/或生物反应)可以引起至少一个样品通道的折射率的变化，这被记录为离开波导的光的角度的变化。在各种示例中，当激光器14808在多个样品通道内发射激光光束时，病毒(例如，病毒14806)与涂覆至少一个通道(例如，第一样品通道14802)的抗体或纳米抗体之间的刺突蛋白相互作用可以产生可测量的信号/引起如由成像部件14801检测的离开波导14800的光的角度的变化。
现在参考图149，提供了示例示意图，其图示了使用根据本公开的各种实施方案的示例波导获得的来自多个样品通道的信号的示例信号幅度。如图149所示，通道包括负控制通道14902、正控制通道14904和多个样品通道。负控制通道14902和正控制通道14904的操作可类似于或等同于本文别处(例如，结合图11480、图111、图114A、图114B、图115A、图115B和图115C)描述的负控制通道和正控制通道的操作。
特别地，如图所示，多个样品通道包括第一样品通道14906(“变体1”)、第二样品通道14908(“变体2”)、第三样品通道14910(“变体3”)和第四样品通道14912(“变体4”)。在一些实施方案中，示例性波导可包括多于四个样品通道(例如，八个样品通道或十二个样品通道)。如上所述，可以向多个波导通道中的每一个提供已知的病毒样品(例如，确认的阳性样品)。在一些实施方案中，当已知病毒样品行进通过多个样品通道时，可相对于多个样品通道中的每一个产生可测量的电信号。在一些示例中，来自多个样品通道的干涉条纹图案可以改变，这可以由成像部件(诸如图像传感器)检测和记录。干涉条纹图案可以用作与病毒的特定类型、变体和浓度水平的存在相关联的校准信号。例如，可以记录每个校准信号的信号幅度。
在各种实施方案中，第一样品通道14906、第二样品通道14908、第三样品通道14910和第四样品通道14912中的每一个可以涂覆有与病毒的特定变体相关联的抗体或纳米抗体(例如，第一样品通道14906可以涂覆有对病毒的变体1敏感的抗体或纳米抗体)。病毒样品可以与多个波导样品通道中的每一个内的抗体或纳米抗体不同地相互作用。在各种示例中，成像传感器可以记录来自第一样品通道14906、第二样品通道14908、第三样品通道14910和第四样品通道14912的信号/干涉条纹图案。在一些示例中，病毒可以与布置在至少一个样品通道(例如，第一样品通道14906、第二样品通道14908、第三样品通道14910和/或第四样品通道14912)中的抗体或纳米抗体更充分地相互作用/结合，并且因此相对于至少一个样品通道产生更高的信号量值。
在图149所示的示例中，病毒样品与设置在第一样品通道14906中的抗体或纳米抗体更多地相互作用(“变体1”)，导致与第二样品通道14908、第三样品通道14910和第四样品通道14912相比第一样品通道14906的更强的信号幅度。在各种实施方案中，信号大小进一步指示病毒样品内每种变体的浓度量或值(例如，刺突蛋白的近似值/量)以及该变体与包被在该样品通道上的抗体/纳米抗体的结合系数。在各种示例中，信号大小可与变体/病毒的浓度和病毒与特异性抗体的结合动力学两者相关。
如图149所示，除了相对于第一样品通道14906产生的相对高的信号幅度之外，相对于第二样品通道14908、第三样品通道14910和第四样品通道14912产生非零信号幅度。0来自第一样品通道14906的干涉条纹图案的变化可能比来自第二样品通道14908、第三样品通道14910和第四样品通道14912的干涉条纹图案的变化更显著。因此，治疗性抗体混合物可以被设计/配制为至少部分地基于与病毒样品中的每个变体相关的所确定的浓度(例如，刺突蛋白的近似值/量)来包括针对存在于病毒样品中的每个变体(例如，变体1、变体2、变体3和变体4)的抗体或纳米抗体。
现在参考图150，提供了示出来自示例波导的校准信号的示例信号幅度的示例示意图。
在图150所示的示例中，示例波导通道包括两个控制/参考通道，包括(-)控制通道15002和(+)控制通道15004。示例性波导通道还包括四个样品通道，包括第一样品通道15006(例如，“变体1”或SARS-CoV2变体1测试通道)、第二样品通道15008(例如，“变体2”或SARS-CoV2变体2测试通道)、第三样品通道1501480(例如，“变体3”或SARS-CoV2变体3测试通道)和第四样品通道15012(例如，“变体4”或SARS-CoV2变体4测试通道)。第一样品通道15006、第二样品通道15008、第三样品通道15010和第四样品通道15012中的每一个可涂覆有对与其相关的变体具有特异性(例如，具有亲和性)的抗体或纳米抗体。
在图150所示的示例中，病毒样品(特别是其中包含的刺突蛋白)与布置在第四样品通道15012中的抗体或纳米抗体更多地相互作用(“变体4”)，导致与第一样品通道15006、第二样品通道15008和第三样品通道15010相比，第四样品通道15012的更强的信号幅度。每个通道内产生的信号幅度进一步指示病毒样品内每个变体的浓度(例如，刺突蛋白的近似值/量)。如图所示，除了相对于第四样品通道15012产生相对高的信号幅度之外，相对于第一样品通道15006和第三样品通道15010产生非0信号幅度。然而，相对于第二样品通道15008产生的信号幅度接近0。换句话说，来自第四样品通道15012的干涉条纹图案的变化比来自第一样品通道15006、第二样品通道15008和第三样品通道15010的干涉条纹图案的变化更显著。因此，治疗性抗体混合物可被设计成包括用于病毒样品中存在的每种变体(例如，变体1、变体3和变体4)的抗体或纳米抗体，其至少部分基于与病毒样品中每种变体相关的测定浓度(例如，刺突蛋白的近似值/量)。例如，治疗性抗体混合物可包含变体4的70％抗体/纳米抗体、变体1的15％抗体/纳米抗体和变体3的15％抗体/纳米抗体。
现在参考图151，提供了示出来自示例波导的校准信号的示例信号幅度的示例示意图。
在图151所示的示例中，示例波导通道包括两个控制/参考通道，包括(-)控制通道15102和(+)控制通道15104。示例性波导通道还包括四个样品通道，包括第一样品通道15106(例如，“变体1”或SARS-CoV2变体1测试通道)、第二样品通道15108(例如，“变体2”或SARS-CoV2变体2测试通道)、第三样品通道15110(例如，“变体3”或SARS-CoV2变体3测试通道)和第四样品通道15112(例如，“变体4”或SARS-CoV2变体4测试通道)。第一样品通道15106、第二样品通道15108、第三样品通道15110和第四样品通道15112中的每一个可以涂覆有对与其相关联的变体特异性的抗体或纳米抗体。
在图151所示的示例中，病毒样品(特别是其中所含的刺突蛋白)与设置在第一样品通道15106(“变体1”)和第四样品通道15112(“变体4”)中的抗体或纳米抗体相互作用更多，导致与第二样品通道15108和第三样品通道15110相比，第一样品通道15106和第四样品通道15112的信号幅度更强。每个通道内产生的信号幅度进一步指示病毒变体的浓度(例如，刺突蛋白的近似值/量)以及该变体与波导通道上的抗体/纳米抗体的相互作用的强度(例如，结合动力学)。如图所示，除了相对于第一样品通道15106和第四样品通道15112产生的相对高的信号幅度之外，相对于第三样品通道15110产生非零信号幅度，并且相对于第二样品通道15108产生接近0的信号幅度。0因此，来自第一样品通道15106和第四样品通道15112的干涉条纹图案的变化比来自第二样品通道15108和第三样品通道15110的干涉条纹图案的变化更显著。因此，治疗性抗体混合物可被设计/配制为至少部分地基于与病毒样品中每种变体相关的测定浓度(例如，刺突蛋白的近似值/量)包括针对存在于病毒样品中每种变体(例如，变体1、变体4和变体3)的抗体或纳米抗体。例如，治疗性抗体混合物可包含变体1的45％抗体/纳米抗体、变体4的45％抗体/纳米抗体和变体3的10％抗体/纳米抗体。应当理解，在其中多个波导通道的所有信号幅度接近0和/或每个信号幅度未能满足预定阈值的情况下，基于多个波导通道中的已知变体，可以推断对于被测试的病毒样品可能没有可行的治疗性抗体混合物。
现在参考图152，提供了用于使用样品测试设备确定最佳治疗(例如，治疗性抗体混合物)的计算机实现的方法15200。在一些实施方案中，样品测试设备是包括多个样品通道的波导。在一些实施方案中，样品测试设备还包括阳性对照通道和阴性对照通道。
在一些示例中，方法15200可以通过处理电路(例如但不限于专用集成电路(ASIC)或中央处理单元(CPU))执行。在一些示例中，处理电路可电耦接到示例性装置的其他电路和/或与这些其他电路进行电子通信，这些其他电路诸如但不限于感测元件、存储器(诸如例如，用于存储计算机程序指令的随机存取存储器(RAM))和/或显示电路(以用于在显示器上呈现读数)。
在一些示例中，在图152中描述的程序中的一个或多个程序可由计算机程序指令体现，这些计算机程序指令可由采用本公开的实施方案的***的存储器(诸如非暂态存储器)来存储并且由该***的处理电路(诸如处理器)来执行。这些计算机程序指令可指示***以特定方式工作，使得存储在存储器电路中的指令产生一种制品，其执行实现流程图步骤/操作中指定的功能。此外，该***可包括一个或多个其他电路。***的各种电路可电耦接在彼此之间和/或之中，以传输和/或接收能量、数据和/或信息。
在一些示例中，实施方案可采取存储计算机可读程序指令(例如，计算机软件)的非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序产品的形式。可利用任何合适的计算机可读存储介质，包括非暂态硬盘、CD-ROM、闪存存储器、光存储设备或磁存储设备。
示例性方法15200在步骤/操作15202处开始。在步骤/操作15202，方法15200包括使已知的病毒样品(例如，确认的/阳性的SARS-CoV2样品)被提供给多个样品通道。在一些实施方案中，多个样品通道中的每一个涂覆有与病毒的不同变体相关联(例如，对其敏感)的抗体或纳米抗体。例如，第一样品通道可以涂覆有与变体1相关联的抗体/纳米抗体A1，第二样品通道可以涂覆有与变体2相关联的抗体/纳米抗体A2，并且第三样品通道可以涂覆有与变体3相关联的抗体/纳米抗体A3。在一些实施方案中，变体1、变体2和变体3是相同病毒(例如SARS-CoV2)的变体。
在一些实施方案中，当将已知病毒样品提供给多个样品通道时，来自多个样品通道的干涉条纹图案可以改变。例如，SARS-CoV-2病毒内的刺突蛋白可与波导的至少一个样品通道中的抗体或纳米抗体更紧密地结合/附接，引起波导的消逝波的变化，这又可改变来自波导的干涉条纹图案。在一些示例中，如果病毒样品含有特定的变体，并且波导的样品通道的表面没有用针对该变体的抗体包被，则可能仍然存在最小的化学和/或生物反应(刺突蛋白与抗体或纳米抗体之间的相互作用)，其可能引起可检测/可测量的干涉条纹图案变化，其可能不如在样品通道的表面用针对该变体的抗体或纳米抗体包被时观察到的变化显著。
在步骤/操作15202之后，方法15200前进至步骤/操作15204。在步骤/操作15204处，示例性方法15200包括记录(例如，获得)从多个样品通道中的每一个接收的多个信号(例如，如由成像部件检测到的)。如上所述，当已知病毒样品行进通过多个样品通道时，来自多个样品通道的干涉条纹图案可基于可由成像部件(诸如图像传感器)检测和记录的浓度(例如，刺突蛋白的近似值/量)而改变。
在步骤/操作15204之后，方法15200前进至步骤/操作15206。在步骤/操作15206，方法15200包括确定至少一个信号大小是否满足预定阈值(例如，指示变体的浓度或刺突蛋白的量的值)。例如，信号幅度范围可以在0和1之间，并且示例预定阈值可以是0.5。因此，如果第一样品通道的记录信号幅度是0.7，则处理器可以确定样品通道的信号幅度满足预定阈值。相反，如果第二样品通道的记录信号幅度是0.2，则处理器可以确定第二样品通道的信号幅度不满足预定阈值。在一些示例中，每个样品通道(即，每个变体)可以与不同的预定阈值相关联。在一些实施方案中，步骤/操作15204包括比较从多个样品通道接收到的相对信号幅值。如上文结合图149、图150和图151所述，相对于每个样品通道检测的相对信号幅度可以对应于病毒样品中变体的浓度(例如，刺突蛋白的近似值或量)。
在步骤/操作15206之后，方法15200前进至步骤/操作15208。在步骤/操作15208，方法15200包括至少部分地基于满足预定阈值的相对信号幅度来确定最佳治疗(例如，治疗性抗体混合物)。例如，已知病毒样品可包含70％浓度量/值的变体1、15％浓度量/值的变体2和0％浓度的变体3(基于与每个样品通道相关/从每个样品通道获得的相对信号幅度)。在上述示例中，病毒样品的最佳疗法/抗体混合物可以是或包含70％变体1的抗体或纳米抗体和15％变体2的抗体或纳米抗体。
在另一个示例中，已知病毒样品可包含0％浓度量/值的变体1、1％浓度量/值的变体2和0％浓度量/值的变体3。在上述示例中，每个信号幅度也可能未能满足预定阈值。因此，处理器可确定没有最佳治疗(例如，治疗性抗体混合物)可用于病毒样品(即，病毒样品与一种或多种未知变体相关)。
在又一示例中，已知病毒样品可以仅包含70％浓度量/值的变体1(例如，其也可以是高于阈值的值)。因此，处理器可以确定用于病毒样品的最佳治疗/抗体混合物可以是用于变体1的100％抗体或纳米抗体。
如上所述，根据本公开的示例实施方案的样品测试设备可以基于干涉测量感测来确定与样品相关联的类型(例如，包含在样品中的病毒的类型)。例如，样品测试设备可以包括具有多个通道的波导，并且光源(例如但不限于激光二极管)可以通过多个通道发射光束，当光束从多个通道出射时形成干涉条纹图案。在一些实施方案中，可以将样品注入多个通道中，并且多个通道的一个或多个表面可以涂覆有针对一种或多种类型的病毒的一种或多种类型的抗体。如果样品含有病毒，并且样品通道的表面涂覆有针对该病毒类型/变体的抗体，则当样品行进通过通道时，抗体将病毒吸引向表面。抗体和病毒之间的化学和/或生物反应可以引起波导的消逝波的变化，这又可以改变来自波导的干涉条纹图案。
在一些实施方案中，样品测试设备包括成像部件(例如但不限于成像器和/或图像传感器)，其检测来自波导的干涉条纹图案并且基于检测到的干涉条纹图案生成干涉测量感测数据。在一些实施方案中，样品测试设备也被称为干涉测量传感器。
如以上示例中所说明，干涉式感测依赖于光源来产生干涉条纹图案。在一些实施方案中，由光源发射的光或光束可以被表示或建模为光波。在一些实施方案中，光波可被描述或建模为电磁波。例如，振荡电场产生振荡磁场，该振荡磁场又产生振荡电场并产生光。
在一些实施方案中，光源可以是发射激光束的激光源(例如但不限于激光二极管)的形式。在这种示例中，激光束可以被表示或建模为正弦形式的光波(也称为正弦光波)。在本公开中，术语“光相位”是指正弦光波的相位。在一些实施方案中，光相位是相对于正弦光波的完整周期的角度测量的形式。在这种示例中，当正弦光波中的两个点在正弦光波的完整周期内表示相同的角度测量时，它们可以具有相同的相位。在一些实施方案中，可以将正弦光波的相位表示为从正弦光波的初始相位偏移的角度值。
在一些实施方案中，正弦光的完整周期对应于产生光的电场的单个完整振荡周期。在这样的例子中，光相位指的是电场的振荡周期的相位。
如上所述，干涉测量感测可以检测小的物理变化，例如但不限于长度、材料折射率和/或类似物。干涉测量感测的输出是正弦曲线的形式。现参看图153，示例图15300说明示例干涉式感测数据15301。在一些实施方案中，示例性干涉测量感测数据指示来自光源的光的光相位(X轴)与来自干涉测量传感器的输出(Y轴)之间的相关性。
例如，如上所述，根据本公开的一些实施方案，光源可以是通过波导发射激光束的激光源(例如但不限于激光二极管)的形式。在一些实施方案中，波导包括类似于上述那些的第一波导部分和第二波导部分。在一些实施方案中，激光束通过波导传播并产生干涉条纹图案。
如上所述，干涉测量传感器可以包括检测干涉条纹图案的成像部件。在一些实施方案中，干涉测量传感器可以生成指示干涉条纹图案的光强度或条纹图案位移的输出(例如，通过成像部件)。在图153所示的例子中，当输出(Y轴)为1时，干涉条纹图案的光强度或条纹图案位移最高，当输出(Y轴)为-1时，干涉条纹图案的光强度或条纹图案位移最低。例如，干涉条纹图案包括多个亮斑/带和多个暗斑/带。当干涉条纹图案的光强度或条纹图案位移最高时(例如，当Y轴上的输出指示1时)，干涉条纹图案的多个亮点/带最亮，并且干涉条纹图案的多个暗点/带最暗。当干涉条纹图案的光强度或条纹图案位移最低时(例如，当Y轴上的输出指示-1时)，干涉条纹图案的多个亮斑/带是最暗的并且干涉条纹图案的多个暗斑/带是最亮的。换句话说，当Y轴的输出从1变为-1时，干涉条纹图案的亮点/带变为暗点/带，并且干涉条纹图案的暗点/带变为亮点/带，或者亮条纹图案位置移动暗条纹图案位置并且暗条纹图案位置移动到亮条纹图案位置。
图153中所示的示例图15300示出了来自光源的光的光相位(X轴)与来自干涉测量传感器的输出(Y轴)之间的相关性本质上是正弦的而非线性的。这样，输出(Y轴)的变化率随着光相位(X轴)的变化而波动。
例如，当光相位(X轴)开始于0度时，来自干涉测量传感器的输出可以提供近似线性响应。特别地，输出(Y轴)的变化率处于其峰值，如由来自干涉式传感器的输出的斜率处于最高值所指示的。当光相位(X轴)增加并接近90度时，输出(Y轴)的变化率减慢，如由来自干涉传感器的输出的斜率的减小所指示的。
当光相位(X轴)达到90度时，输出(Y轴)的变化率最低，如来自干涉式传感器的输出的斜率处于最低值所指示的。随着光相位(X轴)继续增加并接近180度，输出(Y轴)的变化率增加，如由来自干涉式传感器的输出的斜率的增加所指示。
当光相位(X轴)达到180度时，来自干涉式传感器的输出可提供近似线性响应。特别地，输出(Y轴)的变化率处于其峰值，如由来自干涉式传感器的输出的斜率处于最高值所指示的。随着光相位(X轴)继续增加并接近270度，输出(Y轴)的变化率减小，如由来自干涉式传感器的输出的斜率的减小所指示。
当光相位(X轴)达到270度时，输出(Y轴)的变化率最低，这由处于最低值的干涉测量传感器的输出的斜率表示。随着光相位(X轴)继续增加并接近360度，输出(Y轴)的变化率增加，如由来自干涉式传感器的输出的斜率的增加所指示。
当光相位(X轴)达到360度时，来自干涉传感器(Y轴)的输出的斜率再次处于最高值。
如以上示例中所说明，示例干涉式感测数据15301包括来自干涉式传感器的与正交点相关联的输出以及与极值点相关联的输出。在正交点(例如但不限于0、180、360度)处，结果具有最大和接近线性的响应度。在极值点(例如但不限于90度、270度)，结果由于符号变化而具有最小响应度。
在本发明中，术语“正交点”指代干涉式感测数据的区段或与干涉式感测数据相关联的点，其中输出响应对光相位为线性或接近线性的。特别地，当输出对于光相位是线性的或接近线性的时，输出的变化率是最高的，并且输出对于光相位改变是最敏感的(并且因此提供良好的响应)。例如，在正交点处或其附近的光相位的变化可以引起来自干涉测量传感器的输出的成比例变化。在图153中所示的示例中，示例干涉式感测资料15301的正交点包含(但不限于)0度光相、180度光相、360度光相和540度光相。例如，在0度处的输出可以被认为是线性的或接近线性的，并且在180度处的输出也可以被认为是线性的(但是与在0度处的输出相比具有相反的符号)。这样的点是良好且可使用的点。
在本发明中，术语“极值点”是指干涉式感测数据的片段或与干涉式感测数据相关联的点，其中输出响应对光相位来说不是线性的。特别地，当输出对于光相位不是线性的时，输出的变化率是最慢的，并且输出对于光相位改变是最不敏感的(并且因此提供差的响应)。例如，在极值点处或其附近的光相位的变化可能不会导致来自干涉测量传感器的输出的变化。在图153中所示的示例中，示例干涉式感测资料15301的正交点包含(但不限于)90度光相、270度光相、450度光相和630度光相。
如以上示例中所说明，基于正弦响应输出的干涉式感测面临许多技术问题。虽然与正交点相关联的干涉测量感测数据的部分可提供良好的、可使用的数据，因为输出响应对光相位的改变是线性的，但与极值点相关联的干涉测量感测数据的部分提供不良的、不可使用的数据，因为输出响应对光相位的改变是非线性的。虽然响应性可在线性点处(例如，在正交点处)达到峰值，但在非线性点处(例如，在极值点处)存在响应性损失。例如，在正交点(例如0度和180度)附近发生的光相位的变化可以引起输出的成比例变化，但是在极值点(例如90度和270度)附近发生的光相位的相同变化可能不引起相同量的变化。因此，与极值点相关联的输出不能用于反映由干涉式感测检测到的实际改变。
另外，非线性点(诸如极值点)也提出了技术挑战，诸如由于在极值点处发生的符号变化而导致的周期性模糊。举例来说，虽然来自干涉式传感器的输出可在光相位到达极值点之前增加，但来自干涉式传感器的输出可在光相位到达极值点之后开始减小。因此，当光相位通过极值点时来自干涉式传感器的输出的变化量不能准确地反映光相位的变化。例如，在45度光相位处的输出与在135度光相位处的输出相同，但是输出响应的变化(即，0)对于光相位的变化(即，90度)不是线性的。这样，输出数据仅相对于最近的极值点。例如，输出数据的值以每180度的符号变化来镜像输出数据的值，并且输出数据的值每360度重复。
现参看图154、图155和图156，提供说明示例干涉式感测数据集的示例图。特别地，图154、图155和图156展示了与分析和处理来自干涉测量传感器的输出相关联的各种示例技术挑战和困难。
在图154中所展示的示例中，示例图15400说明在取样时间周期内来自干涉式传感器的输出的理想响应性。特别地，示例图15400示出了理想情况，其中当检测到波导中的物理变化(例如，由于样品溶液的注入而引起的材料折射率的变化)时，来自干涉测量传感器的输出具有瞬时变化。
在一些实施方案中，在图154中所示的采样时间段15402之前，波导中仅存在一种液体(例如，缓冲溶液)。因此，来自干涉式传感器的输出可指示0。
在一些实施方案中，样品溶液可在样品时间段15402开始时注入到样品通道，从而导致来自干涉式传感器的输出增加(例如，反映来自波导的干涉条纹图案的变化)。在一些实施方案中，样品溶液可在样品时间段15402期间继续在波导的样品通道中流动，从而致使来自干涉式传感器的输出维持在高水平以指示样品溶液在波导中的存在。
在一些实施方案中，在样品时间段15402结束时，样品溶液的注入停止。在一些实施方案中，在取样时间段15402之后波导中仅存在一种液体，且来自干涉式传感器的输出返回到0。
如上所述，图154描述了输出完美地响应于输入的理想情况。因为干涉测量感测依赖于干涉条纹图案和光源，所以来自真实世界中的干涉测量传感器的输出并不完美地响应于样品溶液的注入。
在图155中所示的示例中，示例图15500说明基于在取样时间周期内来自干涉式传感器的输出的经线性化干涉式感测数据。特别地，示例图15500示出了当检测到波导中的物理变化(例如，由于样品溶液的注入而引起的材料折射率的变化)时来自干涉测量传感器的输出提供延迟但良好的响应的情况。
在一些实施方案中，在图155中所示的采样时间段15501之前，波导中仅存在一种液体(例如，缓冲溶液)。因此，来自干涉式传感器的输出可指示0。
在一些实施方案中，样品溶液可在样品时间段15501开始时注入样品通道。如图155所示，在注入样品溶液的时间与来自干涉传感器的输出增加到最大值的时间之间存在延迟。即使存在时间延迟，来自干涉式传感器的输出仍提供对样品溶液的注射的良好响应性。例如，如图155所示，随着样品溶液继续注入到波导中，来自干涉传感器的输出值继续增加。
在一些实施方案中，在样品时间段15501结束时，样品溶液的注入停止。在一些实施方案中，在取样时间段15501之后波导中仅存在一种液体，且来自干涉式传感器的输出返回到0。
如上所述，图155示出了输出对输入提供良好响应性的情况。虽然当检测到波导中的物理变化时图155中所示的示例图15500不提供输出的瞬时变化(如图154中所示的示例图15400中所示)，但是示例图15500图示了当样品溶液被注入时来自干涉测量传感器的输出的增加，以及当样品溶液的注入停止时来自干涉测量传感器的输出的减小。因此，图155中所展示的线性化干涉式感测数据可提供用于干涉式感测的足够响应性。
在图156中所展示的示例中，示例图15600说明基于在取样时间周期内来自干涉式传感器的输出的干涉式感测数据，且干涉式感测数据未经线性化。特定来说，示例图15600说明可受光相变影响的来自干涉式传感器的输出。
在一些实施方案中，在图156中所示的采样时间段15602之前，波导中仅存在一种液体(例如，缓冲溶液)。因此，来自干涉式传感器的输出可指示0。
在一些实施方案中，样品溶液可在样品时间段15602开始时注入到样品通道，从而导致来自干涉式传感器的输出增加(例如，反映来自波导的干涉条纹图案的变化)。类似于上文结合图155所描述的那些，在注入样品溶液的时间与来自干涉式传感器的输出增加到最大值的时间之间存在延迟。
然而，在光相位到达极值点(例如90度)之后，即使样品溶液被连续地注入到波导中，输出也由于符号变化而开始减小。在光相位经过另一个极值点(例如270度)之后，输出由于另一个符号变化而开始增加。因此，来自干涉测量传感器的输出不反映波导的实际状态。
在一些实施方案中，当样品溶液被连续地注入到波导的样品通道中时，波导中样品溶液的浓度水平可以改变。样品溶液的浓度水平的变化又可影响来自干涉测量传感器的输出。例如，如示例图15600中所示，样品溶液的浓度水平的变化可导致来自干涉测量传感器的输出的振幅的变化。
在一些实施方案中，在样品时间段15602结束时，样品溶液的注入停止。如图156的示例图15600中所示，在样品溶液的注入停止的时间与来自干涉传感器的输出返回到0的时间之间存在延迟。例如，即使样品溶液的注入停止，来自干涉测量传感器的输出也可能由于光相改变的符号而继续增加。
因此，图156中所示的示例图15600说明其中光相变影响来自干涉式传感器的输出的示例。例如，在样品溶液的注入开始之后，即使样品溶液正被注入到波导中，光相的符号变化也导致来自干涉传感器的输出减小。作为另一示例，在样品溶液的注入停止之后，即使样品溶液的注入已经停止，光相的另一符号变化也导致来自干涉测量传感器的输出增加。
因此，需要以正弦形式优化来自干涉式传感器的输出以获得连续线性响应结果。本公开的各种实施方案克服了这些技术挑战和困难，并且提供了各种技术益处和改进。例如，本公开的各种实施方案利用多波长感测来捕获具有不同初始相位的结果，并且组合具有不同初始相位的结果以消除与接近极值点相关联的数据并且用与接近正交点相关联的数据来替换与接近极值点相关联的数据。在一些实施方案中，线性化干涉测量感测数据可确保最佳感测性能，而无需对传感器和仪器进行复杂修改。
特别地，示例多波长干涉测量传感器可以包括可调谐激光源以提供多个波长或初始光相位的输入光，并且可以感测波导的物理变化，诸如长度或折射率变化。在操作期间，可调谐激光源可以扫描多个波长，并且传感器结果被记录在与不同波长相关联的多个数据集中。在一些实施方案中，具有不同波长的不同数据集具有不同的初始相位。在一些实施方案中，最终输出数据是对来自扫描多个波长的多个干涉测量感测数据集进行分类、搜索、线性化和组合的结果，其细节在本文中描述。例如，干涉测量感测数据通过逐段搜索、线性化和组合来重建，其细节在本文中描述。
在一些实施方案中，由于模式跳变和激光稳定性，可调谐激光源只能提供某些有限的波长。在此些实施方案中，可对干涉式感测数据进行分类，且可确定实际可用数据范围。举例来说，本发明的示例实施方案可基于识别具有满足预定阈值/范围的斜率的干涉式感测数据集且选择与这些干涉式感测数据集相关联的波长范围来选择与激光相关联的波长范围(或初始光相位)。在一些实施方案中，数据范围中的重叠可经布置以充分利用数据的可用范围来减少转变错误。在一些实施方案中，可以通过对数据进行平均和/或滤波来减少过渡噪声。例如，当存在具有满足预定阈值/范围的斜率的多个干涉测量感测数据集时，本公开的示例实施方案可以对这些干涉测量感测数据集进行平均和/或滤波。
现在参见图157，示出了根据本公开的一些实施方案的示例性方法15700。特定来说，示例方法15700线性化并恢复来自示例干涉式传感器的干涉式感测数据，其中干涉式感测数据呈正弦形式。
在图157所示的示例中，示例性方法15700开始于步骤/操作15701。在一些实施方案中，在步骤/操作15701之后和/或响应于该步骤/操作，示例性方法15700前进至步骤/操作15703。在步骤/操作15703处，处理器(例如(但不限于)上文结合图45所描述的处理器2702、上文结合图46所描述的处理器2802及/或其类似者)接收多个干涉式感测数据集。
在一些实施方案中，从样品测试设备(例如，包含本文中所描述的可调谐激光源的示例干涉式传感器)接收所述多个干涉式感测数据集。在一些实施方案中，所述多个干涉式感测数据集包括由示例干涉式传感器俘获的输出数据。举例来说，所述多个干涉式感测数据集可指示来自波导的干涉条纹图案的光强度量值或条纹图案位移量值，类似于上文所描述的那些。
在一些实施方案中，所述多个干涉式感测数据集与多个光相位及取样时间周期相关联。
举例来说，所述多个干涉式感测数据集是基于在取样时间周期内收集的输出数据。在一些实施方案中，样品溶液在样品时间段期间被注入到波导中。例如，干涉测量感测数据集可以包括在注入样品溶液之前、在注入样品溶液期间以及在注入样品溶液之后的输出数据。
在一些实施方案中，所述多个干涉式感测数据集与多个光波长/初始光相位相关联。例如，多个干涉测量感测数据集中的每一个与多个初始光相位中的一个相关联。如上所述，产生干涉条纹图案的光源可以是可调谐激光源，其可以产生不同波长和/或初始相位的激光。在一些实施方案中，可调谐激光源可以在采样时间段期间在不同波长和/或初始相位之间/之中连续地切换。
例如，多个轻相位包括0度、90度、180度和270度。在这种示例中，可调谐激光源可以在采样时间段开始时通过波导发射具有0度初始相位的激光。在发射具有0度初始相位的激光10毫秒之后，可调谐激光源停止发射具有0度初始相位的激光并且开始发射具有90度初始相位的激光。在发射具有90度初始相位的激光10毫秒之后，可调谐激光源停止发射具有90度初始相位的激光并且开始发射具有180度初始相位的激光。在发射具有180度初始相位的激光10毫秒之后，可调谐激光源停止发射具有180度初始相位的激光并且开始发射具有270度初始相位的激光。在发射具有270度初始相位的激光10毫秒之后，可调谐激光源停止发射具有270度初始相位的激光并且开始发射具有0度初始相位的激光。在此示例中，所述多个干涉式感测数据集包括与具有0度初始相位的激光相关联的干涉式感测数据集、与具有90度初始相位的激光相关联的干涉式感测数据集、与具有180度初始相位的激光相关联的干涉式感测数据集，以及与具有270度初始相位的激光相关联的干涉式感测数据集。
虽然以上描述提供了每10毫秒切换激光的初始光相位的示例，但是注意，本公开的范围不仅仅限于该示例。在一些示例中，切换可调谐激光源的初始光相位的频率可以基于不同样品溶液被注入到波导的频率来确定。在一些实施方案中，可调谐激光源的切换频率是样品溶液至波导的切换频率的10至100倍。例如，如果样品溶液在另一样品溶液波导之前将样品溶液注入波导10秒，则可调谐激光源可以在发射与另一初始相相关的激光之前发射与一个初始相相关的激光1或0.1秒，以便提供技术益处和优点。
虽然以上描述提供了高度限制器面板的示例性布置，但是需注意，本公开的范围不限于以上描述。在一些示例中，示例方法可以切换具有不同波长的激光。
现参看图158，提供说明根据本发明的一些实施方案的多个干涉式感测数据集15818以及示例线性化干涉式感测数据集15816的示例图。
在图158中所示的示例中，可使用具有0度初始光相位的激光来俘获示例干涉式感测数据集15802。可基于使用具有90度初始光相位的激光来俘获示例干涉式感测数据集15804。可使用具有180度初始光相位的激光来俘获示例干涉式感测数据集15806。可使用具有270度初始光相位的激光来俘获示例干涉式感测数据集15808。
重新参见图157，在步骤/操作15703之后和/或响应于该步骤/操作，示例性方法15700前进至步骤/操作15705。在步骤/操作15705处，处理器(例如(但不限于)上文结合图45所描述的处理器2702、上文结合图46所描述的处理器2802及/或其类似者)从所述多个干涉式感测数据集中识别干涉式感测数据段。
在一些实施方案中，将上文结合步骤/操作15703所描述的取样时间周期划分成多个取样时间区段，且处理器可从每一干涉式感测数据集中识别对应于每一取样时间区段的区段。
例如，采样时间段可以被划分为1秒采样时间段(其中每个采样时间段持续1秒)。在一些实施方案中，所述处理器从所述多个干涉式感测数据集中识别在所述1秒中俘获数据的干涉式感测数据片段。
作为结合图158的示例，处理器可确定来自干涉式感测数据集15802的基于在200秒时间与201秒时间之间收集的输出数据的干涉式感测数据区段、来自干涉式感测数据集15804的基于在200秒时间与201秒时间之间收集的输出数据的干涉式感测数据区段、来自干涉式感测数据集15806的基于在200秒时间与201秒时间之间收集的输出数据的干涉式感测数据区段，以及来自干涉式感测数据集15808的基于在200秒时间与201秒时间之间收集的输出数据的干涉式感测数据区段。
虽然以上描述提供了信号调节元件的示例，但是应当注意，本公开的范围不限于以上描述。在一些示例中，示例采样时间段可以小于或大于1秒。
重新参见图157，在步骤/操作15705之后和/或响应于该步骤/操作，示例性方法15700前进至步骤/操作15707。在步骤/操作15707处，处理器(例如(但不限于)上文结合图45所描述的处理器2702、上文结合图46所描述的处理器2802及/或其类似者)计算与步骤/操作15705中所识别的多个干涉式感测数据区段相关联的斜率。
在一些实施方案中，多个干涉测量感测数据段指示通过与不同初始光相位/不同波长相关联的激光产生的干涉条纹图案的多个光强度量值(或多个条纹图案位移量值)。例如，所述多个光强度大小与从可调谐激光源发射并穿过波导通道的光相关联，类似于上述那些。
在一些实施方案中，所述处理器计算与所述多个干涉式感测数据区段相关联的斜率。在一些实施方案中，干涉测量感测数据区段的斜率指示干涉式感测数据区段(例如，光强度量值)对波导的物理改变的敏感/响应程度。
从以上结合图158的示例继续，处理器可基于在200秒时间与201秒时间之间收集的输出数据从干涉式感测数据集15802计算干涉式感测数据片段的斜率速率。在此示例中，斜率可指示来自干涉式感测数据集15802的干涉式感测数据段在200秒时间与201秒时间之间的响应程度。类似地，处理器可基于在200秒时间与201秒时间之间收集的输出数据从干涉式感测数据集15804计算干涉式感测数据片段的斜率速率。在此示例中，斜率可指示来自干涉式感测数据集15804的干涉式感测数据段在200秒时间与201秒时间之间的响应程度。类似地，处理器可基于在200秒时间与201秒时间之间收集的输出数据从干涉式感测数据集15806计算干涉式感测数据片段的斜率速率。在此示例中，斜率可指示干涉式感测数据区段在200秒时间与201秒时间之间如何响应于来自干涉式感测数据集15806。类似地，处理器可基于在200秒时间与201秒时间之间收集的输出数据从干涉式感测数据集15808计算干涉式感测数据片段的斜率速率。在此示例中，斜率可指示来自干涉式感测数据集15808的干涉式感测数据段在200秒时间与201秒时间之间的响应程度。
重新参见图157，在步骤/操作15707之后和/或响应于该步骤/操作，示例性方法15700前进至步骤/操作15709。在步骤/操作15709处，处理器(例如(但不限于)上文结合图45所描述的处理器2702、上文结合图46所描述的处理器2802及/或其类似者)基于斜率选择干涉式感测数据片段。
在一些实施方案中，处理器基于与在步骤/操作15707处计算的多个斜率中的最高斜率相关联的干涉测量感测数据段，从在步骤/操作15707处识别的多个干涉测量感测数据段中选择干涉测量感测数据段。
如上文所描述，斜率指示干涉式感测数据区段的响应程度。如果斜率低，则干涉测量感测数据段不响应于波导的物理变化(例如，当光相位处于或接近如上所述的极值点时)。作为另一示例，如果斜率高，那么干涉式感测数据区段响应于波导的物理变化(例如，当光相位处于或接近如上文所描述的正交点时)。这样，处理器从多个干涉测量感测数据段中选择对波导的物理变化最敏感的干涉测量感测数据段。
继续上文结合图158所描述的示例，处理器可针对样品时间区段15810从干涉式感测数据集15802选择干涉式感测数据区段，因为其在样品时间区段15810期间具有最高斜率速率。处理器可针对样品时间区段15812从干涉式感测数据集15804选择干涉式感测数据区段，因为其在样品时间区段15812期间具有最高斜率速率。处理器可针对样品时间区段15814从干涉式感测数据集15806选择干涉式感测数据区段，因为其在样品时间区段15814期间具有最高斜率速率。
重新参见图157，在步骤/操作15709之后和/或响应于该步骤/操作，示例性方法15700前进至步骤/操作15711。在步骤/操作15711处，处理器(例如(但不限于)上文结合图45所描述的处理器2702、上文结合图46所描述的处理器2802及/或其类似者)将干涉式感测数据区段添加到线性化干涉式感测数据集中。
在一些实施方案中，处理器将在步骤/操作15709处经选择为在取样时间区段期间具有最高斜率速率的干涉式感测数据区段添加到经线性化干涉式感测数据集。
继续上文结合图158所描述的示例，处理器可将来自取样时间区段15810的干涉式感测数据集15802的干涉式感测数据区段添加到经线性化的干涉式感测数据集15816。处理器可将来自取样时间区段15812的干涉式感测数据集15804的干涉式感测数据区段添加到经线性化的干涉式感测数据集15816。处理器可将来自取样时间区段15814的干涉式感测数据集15806的干涉式感测数据区段添加到经线性化的干涉式感测数据集15816。
重新参见图157，在步骤/操作15711之后和/或响应于该步骤/操作，示例性方法15700前进至步骤/操作15713。在步骤/操作15713处，处理器(例如(但不限于)上文结合图45所描述的处理器2702、上文结合图46所描述的处理器2802及/或其类似者)确定是否已检验与每一样品时间片段相关联的干涉式感测数据。
例如，在步骤/操作15713处，处理器确定线性化的干涉测量感测数据组是否包括来自采样时间段的所有采样时间段的干涉测量感测数据段。如果所述干涉式感测数据集不包含来自至少一个样品时间区段的至少一个干涉式感测数据区段，那么所述处理器确定并非每一样品时间区段均已被检验。如果干涉式感测数据集包含来自所有取样时间区段的所有干涉式感测数据区段，那么处理器确定已检查每一取样时间区段。
如果在步骤/操作15713处处理器确定尚未检验与至少一个样品时间区段相关联的干涉式感测数据，那么示例方法15700返回到步骤/操作15705，其中示例方法对与尚未检验的样品时间区段相关联的多个干涉式感测数据集的区段重复步骤/操作15705、步骤/操作15707、步骤/操作15709及步骤/操作15711。
在步骤/操作15713处，如果处理器确定第二解码数据串满足该至少一个特性要求，则示例性方法15700进行到步骤/操作15715。在步骤/操作15715处，处理器(例如但不限于上文结合图45所描述的处理器2702、上文结合图46所描述的处理器2802及/或其类似者)输出经线性化的干涉式感测数据集。
在一些实施方案中，所述处理器可客户端装置的显示器上再现的用户接口上输出经线性化的干涉式感测数据集。举例来说，处理器可在客户端装置的显示器上再现图158中所示的经线性化干涉式感测数据集15816。
重新参见图157，在步骤/操作15715之后和/或响应于该步骤/操作，示例性方法15700前进至步骤/操作15717并结束。
在图157中说明的示例中，本发明的各种实施方案通过捕获具有多个初始阶段的数据、分类、搜索、线性化和组合所述数据来线性化和恢复正弦传感器输出数据，从而克服与处理来自干涉式传感器的输出相关联的各种技术挑战和困难。
在本公开的各种实施方案中，流体通道(例如，样品通道)可以被限定为生物传感器芯片(例如，波导)的顶表面与流体盖的底表面之间的空间。在一些实施方案中，生物传感器芯片的生物感测灵敏度可受到流体通道中的流体的流动动力的影响或贡献。
例如，流体可以以层流的形式在流体通道内流动。在这种示例中，流体中的颗粒可以在层中遵循平滑路径，其中每一层平滑地移动经过相邻层而几乎没有或没有混合。因此，层流中的流体在生物传感芯片的传感表面处可具有低流动接触效率。
在一些示例中，流体盖可以在流体盖的底表面上包括人字形图案凹槽以增加接触效率，使得流体中的更多颗粒可以接触生物传感器芯片的顶表面。然而，这种流体盖可能面临许多技术挑战和困难。
现在参照图159A、图159B和图159C，示出了示例性流体盖15900。具体地，图159A示出了示例性打印装置15900的示例性透视图。图159B示出了示例性模块保持器15900的示例性顶视图。图159C示出了示例性模块保持器15900的示例性顶视图。
在一些实施方案中，示例性流体盖15900设置在生物传感芯片的顶表面上以产生流体通道。特别地，示例性流体盖15900可包括入口开口15901，其中流体可进入流体盖15900的底表面15905和生物传感芯片的顶表面之间的流体通道。流体可以流过流体通道，并且通过流体盖15900的出口开口15903离开流体通道。
在一些实施方案中，流体盖15900的底表面15905可包括多个人字形图案凹槽15907。例如，多个人字形图案凹槽15907包括多行平行凹槽，其中每个平行凹槽包括两个连接的凹槽部分，这两个连接的凹槽部分具有在相反方向上的斜率。如图159B所示，多个人字形图案凹槽15907中的每一个可以是类似于箭头形状的形状。
图159A至图159C中所示的示例人字形图案凹槽15907可引起许多技术挑战和困难。例如，人字形图案凹槽15907的尖锐边缘和拐角可产生制造困难和缺陷。作为另一示例，人字形图案凹槽15907可产生非连续轮廓特征和引起流动空隙和气泡的突然表面变化。
因此，需要一种增强的流体通道，其优化感测表面以改善流体的反应灵敏度，同时最小化由生物感测芯片进行的生物感测中的流速变化和气泡相关噪声。本公开的各种实施方案克服了这些技术挑战和困难，并且提供了各种技术改进和优点。
现在参见图160A至图160C，示出了根据本公开的各种实施方案的示例性可变聚焦透镜装置16000。具体地，图160A示出了示例性打印装置16000的示例性透视图。图160B示出了示例性模块保持器16000的示例性顶视图。图160C示出了示例性模块保持器16000的示例性顶视图。
在一些实施方案中，示例性流体盖16000设置在生物传感芯片的顶表面上以产生流体通道。特别地，示例性流体盖16000可包括入口开口16002，其中流体可进入流体盖16000的底表面16008和生物传感芯片的顶表面之间的流体通道。流体可以流过流体通道，并且通过流体盖16000的出口开口16004离开流体通道。
在一些实施方案中，流体盖16000的底表面16008可包括多个多项式曲线凹槽16006。
特别地，多个多项式曲线凹槽16006包括一系列3D曲线凹槽，这些3D曲线凹槽可以使流体的层流偏离以增加在流体通道的底部处(例如，在流体与生物感测芯片的顶表面之间)的感测表面接触的效率。在一些实施方案中，多个多项式曲线凹槽16006包括由多项式形式限定的曲面，多项式形式的系数被优化以提供最高的接触表面生物反应效率。在一些实施方案中，多个多项式曲线凹槽16006可包括与平滑圆形过渡连续连接的自由形式表面，以防止流动空隙和气泡。
例如，以上结合图159A、图159B和图159C示出的多个人字形图案凹槽15907中的每一个包括以锐角连接的两个凹槽部分。相反，图160A、图160B和图160C中所示的多个多项式曲线凹槽16006中的每一个在两个连接的凹槽部分之间提供多个圆形过渡。
现在参见图161A图161B和图161C，示出了根据本公开的一些实施方案的示例性模块保持器16100的示例性视图。特别地，图161A从示例性流体盖16100的示例性角度视图示出了示例性流速。图161B示出了来自示例性流体盖16100的示例性俯视图的示例性流速。图161C示出了来自示例性流体盖16100的示例性侧视图的示例性流速。
在一些实施方案中，示例性集管构件16100类似于上文结合图160A和图160C描述的示例性集管构件16000。例如，示例性流体盖16100设置在生物传感芯片的顶表面上以产生流体通道。特别地，示例性流体盖16100可以包括入口开口16101，其中流体可以进入流体盖16100的底表面和生物传感芯片的顶表面之间的流体通道。流体可以流过流体通道，并且通过流体盖16100的出口开口16103离开流体通道。在一些实施方案中，流体盖16100的底表面可包括多个多项式曲线凹槽16105。
如图161A至图161C所示，示例性流体盖16100提供自由形式的流体流动。示例性流体盖16100是上文结合图159A至图159C描述的人字形流体盖的替代物，并且实现感测表面上的高生物反应效率，同时消除非连续流动和气泡相关的感测噪声。高信噪比提高了生物传感器灵敏度，并实现了生物传感***中样品检测的最佳极限。因此，示例性流体盖16100使得能够进行具有自由形式的增强流动的生物感测，这导致在许多病毒感测/检测应用中的高灵敏度。
现在参见图162A至图162F，示出了与根据本公开的一些实施方案的示例性镜筒透镜部件16200相关联的示例性视图。
特别地，图162A示出了示例性镜筒透镜组件16200的示例性分解图。在图162A所示的示例中，示例性样品测试设备16200包括流体盖16202和生物传感芯片16204。在一些实施方案中，流体盖16202设置在生物传感芯片16204的顶表面上，如图162B所示。
现在参见图162C，示出了根据本公开的一些实施方案的示例性可变聚焦透镜装置16200的示例性剖视图。在一些实施方案中，流体盖16202限定入口开口16206和出口开口16208。在一些实施方案中，流体(例如但不限于样品溶液)通过入口开口16206注入。在一些实施方案中，流体盖16202的底表面和生物传感芯片16204的顶表面限定流体通道，并且流体流过该流体通道。在一些实施方案中，流体通过出口开口16208从流体通道释放。
现在参照图162D至图162E，图162D示出了流体盖16202的示例性倾斜视图，图162E示出了流体盖16202的示例性仰视图，并且图162F示出了流体盖16202的示例性剖视图。
如图162D至图162F所示，流体盖16202的底面可以包括多个多项式曲线槽16210。
类似于以上结合图160A至图160C描述的那些，多个多项式曲线凹槽16210包括一系列3D曲线凹槽，这些3D曲线凹槽可以使流体的层流偏离以增加在流体通道的底部处(例如，在流体与生物感测芯片的顶表面之间)的感测表面接触的效率。在一些实施方案中，多个多项式曲线凹槽16210包括由多项式形式限定的曲面，其中多项式形式的系数被优化以提供接触表面的最高生物反应效率。在一些实施方案中，多个多项式曲线凹槽16210可包括与平滑圆形过渡连续连接的自由形式表面，以防止流动空隙和气泡。
与人字槽图案相比，自由形式的流体通道顶部流体盖可以用注射成型工艺制造，具有一致的质量和微米级表面精度。在一些实施方案中，多项式曲线凹槽的优化的流动设计还确保了最小的流动摩擦并且进一步提高了流速精度。在一些实施方案中，多个多项式曲线凹槽16210的平滑连续表面轮廓防止不期望地捕获流体中的颗粒，并且进一步改进生物颗粒检测。
应当理解，本公开不限于所公开的特定示例，并且修改和其他示例旨在包括在所附权利要求的范围内。尽管本文采用了特定术语，但是除非另有说明，否则它们仅以一般性和描述性意义使用，而不是出于限制的目的。
Claims (10)
1.一种用于使用包括多个样品通道的样品测试设备来针对已知病毒样品确定最佳治疗的计算机实现的方法，所述计算机实现的方法包括：
使得所述已知病毒样品被提供给所述多个样品通道，其中所述多个样品通道中的每个样品通道包括与特定变体相关联的抗体或纳米抗体；
使用所述样品测试设备记录从所述多个样品通道接收到的多个样品信号；以及
响应于确定至少一个样品信号幅度满足预先确定的阈值，
至少部分地基于所述多个样品通道中的每个样品通道的相对样品信号幅度来确定所述最佳治疗。
2.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述已知病毒样品是SARS-CoV2。
3.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中每个样品信号幅度与所述已知病毒样品的刺突蛋白变体相关联。
4.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述多个样品通道中的每个样品通道包括抗体或纳米抗体，所述抗体或纳米抗体对于与每种变体相关联的刺突蛋白具有选择性。
5.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述最佳治疗包括治疗性抗体混合物或治疗性纳米抗体混合物。
6.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，还包括：
接收与多个光相位和采样时间段相关联的多个干涉测量感测数据集；
对于所述采样时间段的采样时间片段：
(a)从所述多个干涉测量感测数据集中识别多个干涉测量感测数据片段；
(b)计算与所述多个干涉测量感测数据片段相关联的多个斜率；
(c)从所述多个干涉测量感测数据片段中选择与所述多个斜率中的最高斜率相关联的干涉测量感测数据片段；以及
将所述干涉测量感测数据片段添加到线性化的干涉测量感测数据集。
7.根据权利要求6所述的计算机实现的方法，其中所述多个干涉测量感测数据片段中的每个干涉测量感测数据片段与所述多个光相位中的一个光相位相关联。
8.根据权利要求6所述的计算机实现的方法，其中所述多个干涉测量感测数据集是从样品测试设备接收到的。
9.根据权利要求8所述的计算机实现的方法，其中所述多个干涉测量感测数据片段指示多个光强度量值。
10.根据权利要求9所述的计算机实现的方法，其中所述多个光强度量值与从可调谐激光源发射并且穿过波导的通道的光相关联。
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