微粒的表徵的製作方法
2023-06-08 01:41:51 2
微粒的表徵的製作方法
【專利摘要】一種確定至少一個測試微粒的電荷的方法，包括：在連接兩個腔室的孔洞兩端施加電流或電壓中的一個，從而用電解液至少部分地填充所述腔室，並且至少一種測試微粒懸浮於至少一個所述腔室的電解液中；測量孔洞兩端的電流或電壓中的另一個；改變兩個腔室之間的壓差；以及基於電流或電壓的測量來確定電荷。
【專利說明】微粒的表徵
【技術領域】
[0001]本發明涉及微粒的表徵以及微粒敏感或輻射敏感裝置和關聯方法。在W02006/063872中公開了這種裝置和相關方法的示例，為了全部目的將其合併在此。本發明至少一個方面的目的是開發這種裝置和方法，但是應該注意的是本發明及其申請不局限於W02006/063872中公開的裝置和方法。
【發明內容】
[0002]根據本發明的第一方面，提出了一種確定至少一個測試微粒的電荷的方法，包括:
[0003]在連接兩個腔室的孔洞兩端施加電流或電壓中的一個，從而用電解液至少部分地填充所述腔室，並且至少一個測試微粒懸浮於至少一個所述腔室的電解液中；
[0004]測量孔洞兩端的電流或電壓中的另一個；
[0005]改變兩個腔室之間的壓差；以及
[0006]基於電流或電壓的測量來確定電荷。
[0007]根據本發明中的另一個方面，提出了一種確定測試微粒穿過連接兩個腔室的孔洞的方向的方法，從而用電解液至少部分地填充所述腔室並且所述測試微粒懸浮於電解液中，所述方法包括:
[0008]在孔洞兩端施加電流或電壓中的一個；
[0009]監測孔洞兩端的電流或電壓中的另一個；以及
[0010]將監測的電流或電壓的不對稱性與孔洞的不對稱性相關。
[0011]根據本發明中的另一個方面，提出了一種確定測試微粒穿過連接兩個腔室的孔洞的速度，從而用電解液至少部分地填充所述腔室、並且測試微粒懸浮於電解液中，所述方法包括:
[0012]在孔洞兩端施加電流或電壓中的一個；
[0013]監測孔洞兩端的電流或電壓中的另一個；以及
[0014]基於所述監測的結果來確定所述速度。
[0015]根據本發明中的另一個方面，提出了一種確定至少一個測試微粒的電荷的方法，包括:
[0016]在連接兩個腔室的孔洞兩端施加電流或電壓中的一個，從而用電解液至少部分地填充所述腔室、並且至少一個測試微粒懸浮於至少一個所述腔室的電解液中；
[0017]監測所述孔洞兩端的電流或電壓中的另一個以便監測至少一個阻塞事件，所述阻塞事件由至少一個測試微粒穿過所述孔洞從而改變電流或電壓時所監測的電流或電壓的變化來表示；以及
[0018]基於對阻塞事件的持續時間或者監測的電流或電壓的變化速率加以表示的值來確定電荷。
[0019]根據本發明中的另一個方面，提出了一種方法，包括:[0020]在連接兩個腔室的孔洞兩端施加電流或電壓中的一個，從而用電解液至少部分地填充所述腔室，並且多個測試微粒懸浮於至少一個所述腔室的電解液中；
[0021]測量孔洞兩端的電流或電壓中的另一個；
[0022]改變兩個腔室之間的壓差；以及
[0023]監測所測量電流或電壓的變化，所述變化表示孔洞中測試微粒的個數或濃度的變化；以及
[0024]當發生所述變化時確定兩個腔室之間的壓差實質上為零。
[0025]根據本發明中的另一個方面，提出了一種方法，包括:
[0026]在連接兩個腔室的孔洞兩端施加電流或電壓中的一個，從而用電解液至少部分地填充所述腔室，並且多個測試微粒懸浮於至少一個所述腔室的電解液中；
[0027]監測孔洞兩端的電流或電壓中的另一個以便監測多個阻塞事件，所述阻塞事件由測試微粒穿過所述孔洞從而改變電流或電壓時所監測的電流或電壓的變化來表示；
[0028]監測至少兩個阻塞事件的特性；以及
[0029]基於所監測的特性導出對微粒的特徵的分布或變化加以表示的信息。
[0030]根據本發明中的另一個方面，提出了一種確定混合樣品中的不同微粒類型的電荷的方法，包括:
[0031]在連接兩個腔室的孔洞兩端施加電流或電壓中的一個，從而用電解液至少部分地填充所述腔室，並且多個測試微粒懸浮於至少一個所述腔室的電解液中；
[0032]在兩個腔室之間施加壓差以驅動測試微粒遠離所述孔洞；
[0033]隨後減小壓差或者將壓差設置為零，使得所述微粒在電泳下返回到所述孔洞；以及
[0034]確定測試微粒返回到孔洞並且穿過孔洞改變位置的速率作為相關電荷的指示。
[0035]根據本發明中的另一個方面，提出了一種系統，包括:
[0036]第一腔室，設置為暴露於第一壓力；
[0037]第二腔室，與導管的第一末端相連，其中導管的第二末端設置為至少部分地懸浮於流體中；
[0038]其中所述第一和第二腔室通過孔洞相連；以及
[0039]其中第二腔室中的壓力設置為通過改變導管的第二末端懸浮於流體中的量來改變。
[0040]根據本發明中的另一個方面，提出了一種方法，包括:
[0041]在連接兩個腔室的孔洞兩端施加電壓或電流中的一個，從而用電解液至少部分地填充所述腔室，並且多個測試微粒懸浮於至少一個所述腔室的電解液中；
[0042]測量通過所述孔洞的電壓或電流中的另一個；
[0043]改變兩個腔室之間的壓差和/或流經孔洞的電壓或電流；以及
[0044]確定由於所述電壓引起的測試微粒上的驅動力何時實質上平衡了由於兩個腔室之間的壓差引起的測試微粒上的驅動力。
[0045]根據本發明中的另一個方面，提出了一種確定至少一個測試微粒的電荷的設備，包括:
[0046]第一腔室和第二腔室，從而第一腔室和第二腔室通過孔洞相連；[0047]用於在孔洞兩端施加電流或電壓的裝置；
[0048]用於當電解液至少部分地填充所述腔室並且當至少一個測試微粒懸浮於至少一個所述腔室的電解液中時，測量所述孔洞兩端的電流和電壓中的另一個的裝置；
[0049]用於改變第一和第二腔室之間的壓差的裝置；以及
[0050]用於基於電流和/或電壓的測量來確定電荷的裝置。
[0051]根據本發明中的另一個方面，提出了一種確定測試微粒穿過孔洞的方向的設備，包括:
[0052]第一腔室和第二腔室，從而第一腔室和第二腔室通過孔洞相連；
[0053]用於在孔洞兩端施加電流或電壓中的一個的裝置；
[0054]用於當電解液至少部分地填充所述腔室時並且當測試微粒懸浮於電解液中時，監測孔洞兩端的電流或電壓中的另一個的裝置；以及
[0055]用於將監測的電流或電壓的不對稱性與孔洞的不對稱性相關的裝置。
[0056]根據本發明中的另一個方面，提出了一種確定測試微粒穿過孔洞的速度的設備，包括:
[0057]第一腔室和第二腔室，從而第一腔室和第二腔室通過孔洞相連；
[0058]用於在孔洞兩端施加電流或電壓中的一個的裝置；
[0059]用於當電解液至少部分地填充所述腔室、並且測試微粒懸浮於電解液中時，監測孔洞兩端的電流或電壓中的另一個的裝置；以及
[0060]用於基於所述監測的結果來確定所述速度的裝置。
[0061]根據本發明中的另一個方面，提出了一種確定至少一個微粒的電荷的設備，包括:
[0062]第一腔室和第二腔室，從而第一腔室和第二腔室通過孔洞相連；
[0063]用於在孔洞兩端施加電流或電壓中的一個的裝置；
[0064]用於當電解液至少部分地填充所述腔室、並且至少一個測試微粒懸浮於至少一個所述腔室的電解液中時，監測所述孔洞兩端的電流或電壓中的另一個以便監測至少一個阻塞事件的裝置，所述阻塞事件由至少一個測試微粒穿過所述孔洞從而改變電流或電壓時所監測的電流或電壓的變化來表示；以及
[0065]用於基於對阻塞事件的持續時間或者監測的電流或電壓的變化速率加以表示的值來確定電荷的裝置。
[0066]根據本發明中的另一個方面，提出了一種設備，包括:
[0067]第一腔室和第二腔室，從而第一腔室和第二腔室通過孔洞相連；
[0068]用於在孔洞兩端施加電流或電壓中的一個的裝置；
[0069]用於當電解液至少部分地填充所述腔室時、並且多個測試微粒懸浮於至少一個所述腔室的電解液中時，測量所述孔洞兩端的電流或電壓中的另一個的裝置；
[0070]用於改變兩個腔室之間的壓差的裝置；以及
[0071]用於監測所測量電流或電壓的變化的裝置，所述變化表示孔洞中測試微粒的個數或濃度的變化；以及
[0072]用於當發生所述變化時確定兩個腔室之間的壓差實質上為零的裝置。
[0073]根據本發明中的另一個方面，提出了一種設備，包括:[0074]第一腔室和第二腔室，從而第一腔室和第二腔室通過孔洞相連；
[0075]用於在孔洞兩端施加電流或電壓中的一個的裝置；
[0076]用於當電解液至少部分地填充所述腔室時、並且多個測試微粒懸浮於至少一個所述腔室的電解液中時，監測孔洞兩端的電流或電壓中的另一個以便監測多個阻塞事件的裝置，所述阻塞事件由測試微粒穿過所述孔洞從而改變電流或電壓時所監測的電流或電壓的變化來表示；
[0077]用於監測至少兩個阻塞事件的特性的裝置；以及
[0078]用於基於所監測的特性導出對微粒的特徵的分布或變化加以表示的信息的裝置。
[0079]根據本發明中的另一個方面，提出了一種確定混合樣品中不同微粒類型的電荷的設備，包括:
[0080]第一腔室和第二腔室，從而第一腔室和第二腔室通過孔洞相連；
[0081]用於當電解液至少部分地填充所述腔室、並且多個測試微粒懸浮於至少一個所述腔室的電解液中時，在孔洞兩端施加電流或電壓中的一個的裝置；
[0082]用於在兩個腔室之間施加壓差以驅動測試微粒遠離所述孔洞的裝置；
[0083]用於隨後減小壓差或者將壓差設置為零的裝置，使得所述微粒在電泳下返回到所述孔洞；以及
[0084]用於確定測試微粒返回到孔洞並且穿過孔洞改變位置的速率作為相關電荷的指示的裝置。
[0085]根據本發明中的另一個方面，提出了一種設備，包括:
[0086]第一腔室和第二腔室，從而第一腔室和第二腔室通過孔洞相連；
[0087]用於在孔洞兩端施加電壓或電流中的一個的裝置；
[0088]用於當電解液至少部分地填充所述腔室時、並且多個測試微粒懸浮於至少一個所述腔室的電解液中時，測量流經孔洞的電壓或電流中的另一個的裝置；
[0089]用於改變兩個腔室之間的壓差和/或通過孔洞的電壓或電流的裝置；以及
[0090]用於確定由於所述電壓引起的測試微粒上的驅動力何時實質上平衡了由於兩個腔室之間的壓差引起的測試微粒上的驅動力的裝置。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0091]現在將只作為示例並且參考附圖描述本發明的一些實施例，其中:
[0092]圖1是用於電泳測量的設備的示意圖；
[0093]圖2是在縱軸示出了測量電流並且在橫軸示出了時間的曲線圖；
[0094]圖3a是在橫軸示出了壓差並且在縱軸示出了計數率的曲線圖；
[0095]圖3b是在橫軸示出了壓差並且在縱軸示出了計數率的曲線圖；
[0096]圖4是在橫軸示出了施加的壓力並且在縱軸示出了計數的曲線圖；
[0097]圖5是在橫軸示出了壓差並且在縱軸示出了阻塞事件的寬度的曲線圖；
[0098]圖6是在橫軸示出了阻塞事件的持續時間並且在縱軸示出了計數的曲線圖；
[0099]圖7是在橫軸示出了時間並且在縱軸示出了測量電流的曲線圖；
[0100]圖8是在橫軸示出了時間並且在縱軸示出了測量電流的曲線圖；
[0101]圖9是用於電泳測量的設備的示意圖；[0102]圖10示出了四個曲線圖，在橫軸示出了時間並且縱軸示出了測量電流；
[0103]圖11是在橫軸示出了表面電荷密度並且在縱軸示出了拐點壓力的曲線圖。
【具體實施方式】
[0104]圖1示出了用於電泳測量的示例設備。設備具有兩個腔室14、15,兩個腔室14、15均用電解液至少部分地填充，所述電解液是包含溶解離子的流體。兩個腔室通過隔膜11分離。隔膜限定了孔隙(pore) 10 (或孔洞)，電解液可以通過所述孔隙從一個腔室移動到另一個腔室。可以控制隔膜兩端的壓力差。
[0105]電極12、13設置在每一個腔室14、15中，使得可以控制兩個腔室之間的電壓差。電壓差在電解液中產生了從一個電極到另一個電極的電流。這種電流可以通過電流計測量。備選地，可以控制所述電流，並且通過電壓計測量電壓。
[0106]微粒18可以懸浮於腔室中的一個或兩者的電解液中，並且所述設備可以用於對那些微粒的性質加以表徵。微粒的濃度可以是在每一個腔室中相同，或者可以是不同的。所述設備可以適用於測量微粒的電荷、尺寸、濃度、形狀、柔性、擴散、分散或聚集。
[0107]孔隙可以是柔性的，並且可以在測量期間或者在測量之間改變形狀，或者孔隙可以是剛性的、並且在尺寸和形狀上是固定的。孔隙的尺寸通常大於微粒的尺寸，但是典型地，與微粒的尺寸具有相同量級。
[0108]可以通過腔室之間以及孔隙兩端的壓差和/或電壓差來驅動微粒。當微粒通過孔隙時，通過微粒臨時地阻擋了通過電解液的電流的至少一些部分。通過電流計將阻塞事件記錄為電流的臨時降低。
[0109]如在本說明書中使用的，術語「阻塞事件」、「阻塞」或「事件」可以指的是在孔隙中或附近的微粒存在，並且因此指的是阻擋電流(的一部分)通過孔隙，或者可以指的是將與此相關的測量(通常是電流隨時間的變化)進行記錄或者可視化。這根據上下文將是清楚的。類似地，術語「阻塞的寬度」可以指的是這種測量(通常是電流隨時間的變化)的可視化覽度。
[0110]孔隙的形狀可以是截頭錐形的。電流的阻塞測量隨時間的形狀在那種情況下是不對稱的，因為當微粒通過錐形物的窄部分(朝著錐形物的尖端)，將比微粒通過錐形物的較寬部分(朝著錐形物的底部)時阻塞更多的電流。在圖2中示出了一系列阻塞事件的電流測量的說明。圖2中的背景信號示出為平坦信號，但是在實際測量中，信噪比將是有限的。從圖2中可以看出，記錄的事件是不對稱的，並且具有比其他邊緣更加陡峭的邊緣，與孔隙的不對稱形狀相對應。兩個邊緣相遇的點是「最深」的點，其中針對所述事件阻塞最大的電流，但是最深的點不必與通過孔隙的最窄部分的微粒相對應。如果孔隙的定向是已知的，則測量的阻塞事件的形狀示出了微粒已經穿過孔隙的方向。作為示例，如果圖2的測量的孔隙定位為孔隙的較窄部分向上並且孔隙的較寬部分向下，那麼根據圖2的測量，微粒從頂部移動到底部貯液器。
[0111]可以通過幾種機制驅動通過孔隙傳輸微粒。第一種機制是電泳，由電解液中的電場與微粒的電荷之間的電磁相互作用引起電泳。分散的微粒具有電學表面電荷，所述電學表面電荷是在微粒表面和周圍電解液之間的界面處存在的電荷，並且電場在表面電荷上施加了靜電庫侖力。庫侖力驅動微粒通過電解液。[0112]第二種機制是電滲透。孔隙中的電滲透可以在電場的影響下引起與帶電孔隙壁相鄰的液體的移動。對於帶負電荷的孔隙表面，在相鄰液體中存在過量的正離子，並且當離子在電場下移動時它們將與離子一起拖動液體，引起栓塞流和電滲透壓力。栓塞流是流體機制中用於描述流體在管道中流動的模型。電滲透壓力隨著孔隙直徑的減小而增加。
[0113]第三種機制是通過兩個腔室之間的壓差的傳輸。可以通過外部控制器施加壓力，並且將微粒從具有較高壓力的貯液器驅動至具有較低壓力的貯液器。在設備的特定實施例中，定向貯液器，使得一個貯液器位於另一個貯液器上方。如果沒有附加的壓力施加至腔室的任一個，則上部貯液器中的電解液將被重力驅動至下部貯液器。作為示例，頂部貯液器中的孔隙正上方約5至IOmm的電解液層足以驅動微粒通過孔隙。由於頂部腔室中的流體層的重量引起的這種壓力也稱作排出壓力(head pressure)。小的靜態排出壓力(例如在Izon科學有限公司提供的單元情況下是4.7mm)可以在大納米孔隙中產生的較大的流體流量。同樣施加的壓力將引起不同尺寸孔隙中的截然不同的流量。可能要求非常精細的壓力調節裝置以允許對I微米及以上微粒的電荷測量。
[0114]第四種機制是電解液中微粒的擴散，但是這種機制典型地對微粒的傳輸比上述討論的機制貢獻少得多，因此省略其描述。
[0115]使用能斯託-普朗克方法可以將通過孔隙的總微粒傳輸總結為:
[0116]
【權利要求】
1.一種確定至少一個測試微粒的電荷的方法，包括: 在連接兩個腔室的孔洞兩端施加電流或電壓中的一個，從而用電解液至少部分地填充所述腔室，並且至少一種測試微粒懸浮於至少一個所述腔室的電解液中； 測量孔洞兩端的電流或電壓中的另一個； 改變兩個腔室之間的壓差；以及 基於電流或電壓的測量來確定電荷。
2.根據權利要求1所述的方法，還包括:確定平衡壓差，在所述平衡壓差處，由於壓差引起的至少一個測試微粒上的力實質上與由於孔洞兩端的電壓引起的力相等並相反。
3.根據權利要求2所述的方法，還包括:針對至少一個微粒上的重力和/或針對由於所述腔室的至少一個中的彎液面引起的至少一個微粒上的力和/或由於電滲透引起的至少一個微粒上的力，來校正壓差。
4.根據權利要求1或2所述的方法，其中通過將壓差和至少一個測試微粒的傳輸速率之間的線性關係外推來確定傳輸速率實質上為零的壓差，從而確定平衡壓差。
5.根據權利要求1所述的方法，其中所述方法包括:改變壓差，使得將多個測試微粒通過孔洞的傳輸方向反轉，以確定傳輸速率實質上為零的壓差。
6.根據權利要求5所述的方法，還包括:根據壓差來確定通過孔洞傳輸的微粒總數。
7.根據任一前述權利要求所述的方法，還包括:根據壓差來確定微粒橫貫孔洞所需的時間，以便估計傳輸速率實質上為零的壓差。
8.根據權利要求4至7中任一項所述的方法，還包括:使用具有已知電荷的至少一個校準微粒，對至少一個微粒的電荷和`壓差之間的定量關係進行校準。
9.根據權利要求8所述的方法，其中對所述定量關係進行校準包括:對傳輸速率實質上為零的所述定量關係進行校準。
10.根據權利要求1所述的方法，還包括:將腔室之間的壓差設置為實質上為零，使得實質上僅通過電泳驅動所述至少一個微粒。
11.根據權利要求10所述的方法，還包括:根據電壓來確定微粒橫貫孔洞所需的時間，以便估計微粒的電荷。
12.根據權利要求10所述的方法，還包括:基於根據壓差測量電解液中的背景電流來估計腔室之間的壓差何時實質上為零。
13.一種確定測試微粒穿過連接兩個腔室的孔洞的方向的方法，從而用電解液至少部分地填充所述腔室，並且所述測試微粒懸浮於電解液中，所述方法包括: 在孔洞兩端施加電流或電壓中的一個； 監測孔洞兩端的電流或電壓中的另一個；以及 將監測的電流或電壓的不對稱性與孔洞的不對稱性相關。
14.一種確定測試微粒穿過連接兩個腔室的孔洞的速度的方法，從而用電解液至少部分地填充所述腔室，並且測試微粒懸浮於電解液中，所述方法包括: 在孔洞兩端施加電流或電壓中的一個； 監測孔洞兩端的電流或電壓中的另一個；以及 基於所述監測的結果來確定所述速度。
15.根據權利要求14所述的方法，其中當測試微粒穿過孔洞時，所述測試微粒趨向於阻擋所述電流的至少一部分，所述方法還包括:估計對電流阻塞的寬度或持續時間加以表示的值，以便確定所述速度。
16.根據權利要求14所述的方法，其中當測試微粒穿過孔洞時，所述測試微粒趨向於阻擋所述電流的至少一部分，所述方法還包括:估計對在電流阻塞期間電流的變化率加以表示的值，以便確定所述速度。
17.—種確定至少一個測試微粒的電荷的方法,包括: 在連接兩個腔室的孔洞兩端施加電流或電壓中的一個，從而用電解液至少部分地填充所述腔室、並且至少一個測試微粒懸浮於至少一個所述腔室的電解液中； 監測所述孔洞兩端的電流或電壓中的另一個以便監測至少一個阻塞事件，所述阻塞事件由至少一個測試微粒穿過所述孔洞從而改變電流或電壓時所監測的電流或電壓的變化來表示；以及 基於對阻塞事件的持續時間或者所監測的電流或電壓的變化率加以表示的值來確定電荷。
18.—種方法,包括: 在連接兩個腔室的孔洞兩端施加電流或電壓中的一個，從而用電解液至少部分地填充所述腔室，並且多個測試微粒懸浮於至少一個所述腔室的電解液中； 測量孔洞兩端的電流或電壓中的另一個； 改變兩個腔室之間的壓差；以及 監測所測量電流或電壓的變化，所述變化表示孔洞中測試微粒的個數或濃度的變化；`以及 當發生所述變化時確定兩個腔室之間的壓差實質上為零。
19.一種方法,包括: 在連接兩個腔室的孔洞兩端施加電流或電壓中的一個，從而用電解液至少部分地填充所述腔室，並且多個測試微粒懸浮於至少一個所述腔室的電解液中； 監測孔洞兩端的電流或電壓中的另一個以便監測多個阻塞事件，所述多個阻塞事件由測試微粒穿過所述孔洞從而改變電流或電壓時所監測的電流或電壓的變化來表示； 監測至少兩個阻塞事件的特性；以及 基於所監測的特性導出對微粒的特徵的分布或變化加以表示的信息。
20.—種確定混合樣品中的不同微粒類型的電荷的方法,包括: 在連接兩個腔室的孔洞兩端施加電流或電壓中的一個，從而用電解液至少部分地填充所述腔室，並且多個測試微粒懸浮於至少一個所述腔室的電解液中； 在兩個腔室之間施加壓差以驅動測試微粒遠離所述孔洞； 隨後減小壓差或者將壓差設置為零，使得所述微粒在電泳下返回到所述孔洞；以及 確定測試微粒返回到孔洞並且穿過孔洞改變位置的速率作為相關電荷的指示。
21.—種系統,包括: 第一腔室，設置為暴露於第一壓力； 第二腔室，與導管的第一末端相連，其中導管的第二末端設置為至少部分地懸浮於流體中； 其中所述第一和第二腔室通過孔洞相連；以及其中第二腔室中的壓力設置為通過改變導管的第二末端懸浮於流體中的量來變化。
22.—種方法,包括: 在連接兩個腔室的孔洞兩端施加電壓或電流中的一個，從而用電解液至少部分地填充所述腔室，並且多個測試微粒懸浮於至少一個所述腔室的電解液中； 測量流經所述孔洞的電壓或電流中的另一個； 改變兩個腔室之間的壓差和/或流經孔洞的電壓或電流；以及確定由於所述電壓引起的測試微粒上的驅動力何時實質上平衡了由於兩個腔室之間的壓差引起的測試微粒上的驅動力。
23.—種確定至少一個測試微粒的電荷的設備,包括: 第一腔室和第二腔室，從而第一腔室和第二腔室通過孔洞相連； 用於在孔洞兩端施加電流或電壓的裝置； 用於當電解液至少部分地填充所述腔室並且當至少一個測試微粒懸浮於至少一個所述腔室的電解液中時，測量所述孔洞兩端的電流和電壓中的另一個的裝置； 用於改變第一和第二腔室之間的壓差的裝置；以及 用於基於電流和/或電壓的測量來確定電荷的裝置。
24.一種確定測試微粒穿過孔洞的方向的設備，包括: 第一腔室和第二腔室，從而第一腔室和`第二腔室通過孔洞相連； 用於在孔洞兩端施加電流或電壓中的一個的裝置； 用於當電解液至少部分地填充所述腔室時並且當測試微粒懸浮於電解液中時，監測孔洞兩端的電流或電壓中的另一個的裝置；以及 用於將所監測的電流或電壓的不對稱性與孔洞的不對稱性相關的裝置。
25.一種確定測試微粒穿過孔洞的速度的設備，包括: 第一腔室和第二腔室，從而第一腔室和第二腔室通過孔洞相連； 用於在孔洞兩端施加電流或電壓中的一個的裝置； 用於當電解液至少部分地填充所述腔室時並且當測試微粒懸浮於電解液中時，監測孔洞兩端的電流或電壓中的另一個的裝置；以及 用於基於所述監測的結果來確定所述速度的裝置。
26.—種確定至少一個微粒的電荷的設備,包括: 第一腔室和第二腔室，從而第一腔室和第二腔室通過孔洞相連； 用於在孔洞兩端施加電流或電壓中的一個的裝置； 用於當電解液至少部分地填充所述腔室時並且當至少一個測試微粒懸浮於至少一個所述腔室的電解液中時，監測所述孔洞兩端的電流或電壓中的另一個以便監測至少一個阻塞事件的裝置，所述阻塞事件由至少一個測試微粒穿過所述孔洞從而改變電流或電壓時所監測的電流或電壓的變化來表示；以及 用於基於對阻塞事件的持續時間或者所監測的電流或電壓的變化率加以表示的值來確定電荷的裝置。
27.—種設備,包括: 第一腔室和第二腔室，從而第一腔室和第二腔室通過孔洞相連； 用於在孔洞兩端施加電流或電壓中的一個的裝置；用於當電解液至少部分地填充所述腔室時並且當多個測試微粒懸浮於至少一個所述腔室的電解液中時，測量所述孔洞兩端的電流或電壓中的另一個的裝置； 用於改變兩個腔室之間的壓差的裝置；以及 用於監測所測量電流或電壓的變化的裝置，所述變化表示孔洞中測試微粒的個數或濃度的變化；以及 用於當發生所述變化時確定兩個腔室之間的壓差實質上為零的裝置。
28.—種設備,包括: 第一腔室和第二腔室，從而第一腔室和第二腔室通過孔洞相連； 用於在孔洞兩端施加電流或電壓中的一個的裝置； 用於當電解液至少部分地填充所述腔室時並且當多個測試微粒懸浮於至少一個所述腔室的電解液中時，監測孔洞兩端的電流或電壓中的另一個以便監測多個阻塞事件的裝置，所述阻塞事件由測試微粒穿過所述孔洞從而改變電流或電壓時所監測的電流或電壓的變化來表示； 用於監測至少兩個阻塞事件的特性的裝置；以及 用於基於所監測的特性導出對微粒的特徵的分布或變化加以表示的信息的裝置。
29.—種確定混合樣品中的不同微粒類型的電荷的設備,包括: 第一腔室和第二腔室，從而第一腔室和第二腔室通過孔洞相連； 用於當電解液至少部分`地填充所述腔室時並且當多個測試微粒懸浮於至少一個所述腔室的電解液中時，在孔洞兩端施加電流或電壓中的一個的裝置； 用於在兩個腔室之間施加壓差以驅動測試微粒遠離所述孔洞的裝置； 用於隨後減小壓差或者將壓差設置為零的裝置，使得所述微粒在電泳下返回到所述孔洞；以及 用於確定測試微粒返回到孔洞並且穿過孔洞改變位置的速率作為相關電荷的指示的>j-U ρ?α裝直。
30.一種設備,包括: 第一腔室和第二腔室，從而第一腔室和第二腔室通過孔洞相連； 用於在孔洞兩端施加電壓或電流中的一個的裝置； 用於當電解液至少部分地填充所述腔室時並且當多個測試微粒懸浮於至少一個所述腔室的電解液中時，測量流經孔洞的電壓或電流中的另一個的裝置； 用於改變兩個腔室之間的壓差和/或流經孔洞的電壓或電流的裝置；以及用於確定由於所述電壓引起的測試微粒上的驅動力何時實質上平衡了由於兩個腔室之間的壓差引起的測試微粒上的驅動力的裝置。
【文檔編號】G01N15/12GK103874914SQ201280048595
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2012年8月2日 優先權日:2011年8月2日
【發明者】約翰·亞德裡納·凡德伏恩, 羅伯特·沃格, 班傑明·馬克·格洛索普 申請人:Izon科技有限公司