(57)【要約】  本発明は、流体システムのセンサ部分内の内容物変化、特に液体前面を検出するための流体センサに関し、流体センサは、少なくとも１つのセンサ電極を含み、センサ電極は、電極電位と容量性挙動を有し、センサ電極は、すなわち、充電されている時にセンサ電極によって形成される電界内に電気エネルギを蓄積することができ、相応に電極電位を変化させ、センサ電極のキャパシタンス値は、内容物が変化する時に変化し、流体センサは、評価電子機器を含み、評価電子機器は、以下でＵＥＤと呼ぶ一方向電気デバイスとＡＣ電源とを含み、ＡＣ電源は、センサ電極を充電するためにＵＥＤを通じてセンサ電極に結合され、評価電子機器は、センサ電極を放電するためにセンサ電極に結合された放電経路を含む。本発明は、更に、そのような流体センサ及び処理を有するシステムに関連する。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体システム（１０３）のセンサ部分（１１６）内の内容物変化、特に液体前面（ＰＦ１、ＰＦ２）を検出するための流体センサ（２０６Ａ）であって、
流体センサ（２０６Ａ）が、少なくとも１つのセンサ電極（２１７）を含み、該センサ電極（２１７）は、電極電位（２１７Ａ）と容量性挙動とを有し、該センサ電極（２１７）は、すなわち、充電されている時に該センサ電極（２１７）によって形成される電界（２１７Ｂ）内に電気エネルギを蓄積することができ、相応に該電極電位（２１７Ａ）を変化させ、該センサ電極（２１７）のキャパシタンス値が、前記内容物が変化する時に変化し、
流体センサ（２０６Ａ）が、評価電子機器（２１６）を含み、該評価電子機器（２１６）は、以下でＵＥＤ（２１６Ａ）と呼ぶ一方向電気デバイス（２１６Ａ）とＡＣ電源（２１６Ｂ）とを含み、
前記ＡＣ電源（２１６Ｂ）は、前記センサ電極（２１７）を充電するために前記ＵＥＤ（２１６Ａ）を通じて前記センサ電極（２１７）に結合され、
前記評価電子機器（２１６）は、前記センサ電極（２０６Ａ）を放電するために前記センサ電極（２１７）に結合された放電経路（２１６Ｃ）、及び／又は該センサ電極（２１７）からの電荷がエネルギストレージと共有可能であるように該センサ電極に結合されたエネルギストレージ、特にコンデンサー（２１６Ｇ）を含む、
ことを特徴とする流体センサ（２０６Ａ）。
【請求項２】
前記ＵＥＤ（２１６Ａ）は、該ＵＥＤ（２１６Ａ）を通じて前記センサ電極（２０７）を充電することを可能にするように構成され、一方で該ＵＥＤ（２１６Ａ）は、該ＵＥＤ（２１６Ａ）を通じて該センサ電極（２０７）を放電することを阻止するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の流体センサ。
【請求項３】
前記放電経路（２１６Ｃ）は、前記電極電位（２１７Ａ）が基準電位（２１６Ｄ）と異なる時に前記センサ電極（２０７）が連続的に充電又は放電されて該電極電位（２１７Ａ）を該基準電位（２１６Ｄ）と近似させるように少なくとも第１の結合要素（２１６Ｅ）を通じて該センサ電極（２０７）を該基準電位（２１６Ｄ）と結合することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の流体センサ。
【請求項４】
流体センサ（２０６Ａ）が、電気フィルタ（２１６Ｆ）を含み、該電気フィルタ（２１６Ｆ）は、前記センサ電極（２０７）と電気的に結合され、前記電極電位（２１７Ａ）の進行に基づいて測定結果（２０６Ａ）を形成するように構成されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の流体センサ。
【請求項５】
前記電気フィルタ（２１６Ｆ）は、ローパスフィルタであり、及び／又は前記電極電位（２１７Ａ）の前記進行を平滑化するように構成されることを特徴とする請求項４に記載の流体センサ。
【請求項６】
前記電気フィルタ（２１６Ｆ）は、前記放電経路（２１６Ｃ）の前記第１の結合要素（２１６Ｅ）を通じて前記センサ電極（２１７）に電気的に結合されたコンデンサー（２１６Ｇ）を含むことを特徴とする請求項３及び請求項４に記載の流体センサ。
【請求項７】
前記放電経路（２１６Ｃ）は、前記コンデンサー（２１６Ｇ）と前記第１の結合要素（２１６Ｅ）とに共通ノード（２１６Ｊ）内で結合された第２の結合要素（２１６Ｈ）を含み、該第２の結合要素（２１６Ｈ）は、該第１の結合要素（２１６Ｅ）を基準電位（２１６Ｄ）にある基準ノード（２１６Ｋ）と結合することを特徴とする請求項６に記載の流体センサ。
【請求項８】
前記第１の結合要素は、オーム抵抗が大部分を形成するインピーダンスを有する抵抗器又はデバイスであることを特徴とする請求項３から請求項７のいずれか１項に記載の流体センサ。
【請求項９】
第２の結合要素が、オーム抵抗が大部分を形成するインピーダンスを有する抵抗器又はデバイスであることを特徴とする請求項６から請求項８のいずれか１項に記載の流体センサ。
【請求項１０】
前記ＵＥＤは、ダイオード又はダイオードとして挙動するデバイスであることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の流体センサ。
【請求項１１】
前記ＡＣ電源は、パルス電源であることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の流体センサ。
【請求項１２】
前記電気フィルタ（２１６Ｆ）は、好ましくは測定配置（２２３）を形成する演算増幅器（２１６Ｍ）を含む能動フィルタであり、該演算増幅器（２１６Ｍ）の反転入力（２１６Ｎ）が、前記第１の結合要素（２１６Ｅ）を通じて前記センサ電極（２１７）と結合され、該演算増幅器（２１６Ｍ）の出力（２１６Ｏ）が、並列に接続された前記コンデンサー（２１６Ｇ）と前記第２の結合要素（２１６Ｈ）とを通じて該反転入力（２１６Ｎ）にフィードバックされ、前記基準電位（２１６Ｄ）は、該演算増幅器（２１６Ｍ）の非反転入力（２１６Ｐ）に提供されることを特徴とする請求項７から請求項１１のいずれか１項に記載の流体センサ。
【請求項１３】
前記電気フィルタ（２１６Ｆ）は、受動フィルタであり、前記センサ電極（２１７）は、前記コンデンサー（２１６Ｇ）と前記第２の結合要素（２１６Ｈ）とに前記第１の結合要素（２１６Ｅ）を通じて結合され、該第２の接続要素（２１６Ｈ）は、該第１の結合要素（２１６Ｅ）を前記基準電位（２１６Ｄ）に接続することを特徴とする請求項７から請求項１２のいずれか１項に記載の流体センサ。
【請求項１４】
流体センサ（２０６Ａ）が、前記ＵＥＤ（２１６Ａ）を通じて前記ＡＣ電源（２１６Ｂ）を用いて前記センサ電極（２０７）を予め定められた電極電位（２１７Ａ）まで繰り返し充電し、そして毎回充電が終了した後に該電極電位（２１７Ａ）を近似する該予め定められた電極電位（２１７Ａ）から始めて前記基準電位（２１６Ｄ）まで前記放電経路（２１６Ｃ）を用いて該センサ電極（２０７）を自動的に放電するように構成されることを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の流体センサ。
【請求項１５】
流体センサ（２０６Ａ）が、放電の進行中に前記電極電位（２１７Ａ）の進行に基づいて出力信号（２１６Ｑ）を形成するように構成され、該出力信号（２１６Ｑ）は、前記センサ電極（２１７）の前記キャパシタンス値又は前記内容物変化を示す測定結果（７０６Ａ）に対する基準である又はそれを形成することを特徴とする請求項１４に記載の流体センサ。
【請求項１６】
流体センサ（２０６Ａ）が、前記センサ電極（２１７）との共通平面（２１７Ｄ）に対電極（２１７Ｃ）を含み、該センサ電極（２１７）及び該対電極（２１７Ｃ）は、内容物変化が該センサ電極（２１７）と該対電極（２１７Ｃ）の間に形成される容量の変化を用いて検出可能であるように、前記センサ部分（１１６）の近くに配置されるように構成されることを特徴とする請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載の流体センサ。
【請求項１７】
前記センサ電極（２１７）は、シールド電極（２１９）を有するセンサ線（２１８）を通じて接続され、該シールド電極（２１９）は、該シールド電極（２１９）と該センサ電極（２１７）の間に一定の既知の容量を引き起こすことを特徴とする請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の流体センサ。
【請求項１８】
特に生体サンプル（Ｂ）を検査するための分析システム（１）であって、
センサ部分（１１６）を有する流体システム（１０３）を含むカートリッジ（１００）を受け入れるための分析デバイス（２００）、
を含み、
前記分析デバイス（２００）は、前記センサ部分（１１６）内の内容物変化、特に液体前面（ＰＦ１、ＰＦ２）を検出するための請求項１から請求項１７のいずれか１項に記載の流体センサ（２０６Ａ）を含む、
ことを特徴とする分析システム（１）。
【請求項１９】
請求項１から請求項１７のいずれか１項に記載の流体センサ（２０６Ａ）を用いて流体システム（１０３）のセンサ部分（１１６）内の内容物変化、特に液体前面（ＰＦ１、ＰＦ２）を検出する方法であって、
前記流体センサ（２０６Ａ）の前記評価電子機器（２１６）は、前記ＵＥＤ（２１６Ａ）を通じて前記ＡＣ電源（２１６Ｂ）を用いて前記センサ電極（２０７）を予め定められた電極電位（２１７Ａ）まで繰り返し充電し、そして毎回充電が終了した後に該電極電位（２１７Ａ）を近似する該予め定められた電極電位（２１７Ａ）から始めて前記基準電位（２１６Ｄ）まで前記放電経路（２１６Ｃ）を用いて該センサ電極（２０７）を自動的に放電する及び／又は該センサ電極（２１７）の電荷をエネルギストレージと共有する、
ことを特徴とする方法。
【請求項２０】
前記流体センサ（２０６Ａ）は、放電の進行中に前記電極電位（２１７Ａ）の進行に基づいて出力信号（２１６Ｑ）を形成し、該出力信号（２１６Ｑ）は、前記センサ電極（２１７）の前記キャパシタンス値を示す測定結果（７０６Ａ）に対する基準である又はそれを形成することを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体センサ、分析システム、及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
好ましくは、本発明は、特に好ましくは例えば疾患及び／又は病原体の存在に関する分析及び診断のために、及び／又は血球数、抗体、ホルモン、又はステロイドなどを決定するために特にヒト又は動物からのサンプルを分析及び検査することに関する又はそれを説明するものである。従って、本発明は、特に生体分析法の分野にある。食品サンプル、環境サンプル、又は別のサンプルも、任意的に、特に環境分析法又は食品安全に関して及び／又は他の物質を検出するために検査することができる。
【０００３】
好ましくは、サンプルの少なくとも１つの検体（ターゲット検体）は、決定、識別、又は検出することができる。特に、サンプルは、例えば、疾患及び／又は病原体を検出又は識別することができるように、少なくとも１つの検体を定性的又は定量的に決定するために検査することができる。
【０００４】
本発明の意味では、検体は、特に核酸配置、特にＤＮＡ配置及び／又はＲＮＡ配置、及び／又は蛋白質、特に抗原及び／又は抗体である。特に、本発明を用いて、核酸配置は、サンプル検体として決定、識別、又は検出することができ、及び／又は蛋白質は、サンプル検体として決定、識別、又は検出することができる。特に好ましくは、本発明は、核酸配置を検出又は識別するための核酸アッセイ、及び／又は蛋白質を検出又は識別するための蛋白質アッセイを実施するためのシステム、デバイス、及び他の装置に関する。
【０００５】
本発明は、ポイントオブケアシステムとして公知であるもの、すなわち、特にモバイルシステム、デバイス、及び他の装置を特に取り扱い、そしてサンプリングサイトで及び／又は中央実験室とは独立に及び／又は離れた場所などでサンプルに対して検査を実行する方法を取り扱う。好ましくは、ポイントオブケアシステムは、電力を供給するための幹線網に関して自律的に及び／又はそれとは独立に作動させることができる。
【０００６】
ＵＳ  ５，０９６，６６９は、生体サンプル、特に血液サンプルを検査するためのポイントオブケアシステムを開示している。システムは、使い捨てカートリッジと分析デバイスを含む。サンプルを受け入れた状態で、カートリッジは、検査を実行するために分析デバイス内に挿入される。カートリッジは、マイクロフルイディックシステムと電極を含むセンサ装置とを含み、この装置は、較正液を用いて較正され、その後にサンプルを検査するのに使用される。
【０００７】
更に、ＷＯ  ２００６／１２５７６７  Ａ１は、使い捨てカートリッジと使い捨てカートリッジを使用する全自動処理及び評価分子診断分析のための分析デバイスとを含む統合及び自動式ＤＮＡ又は蛋白質分析のためのポイントオブケアシステムを開示している。カートリッジは、サンプル、特に血液を受け入れるように設計され、特に、結合されたＰＣＲ増幅生成物又は核配置を酸化還元サイクル処理として公知のものにおいてターゲット検体として検出することができるように細胞破壊と、ＰＣＲと、捕捉分子に結合されてラベル酵素が付与されたＰＣＲ増幅生成物の検出とを可能にする。２つの板を有する容量性レベルセンサが開示されている。しかし、より信頼性の高い検出又はそれ程複雑ではない構成をどのようにもたらすかに関する提案はない。
【０００８】
ＤＥ  １００  ５８  ３９４  Ｃ１は、互いに反応し合う物質を受け入れるためのものであり、供給空間を用いて相互接続した少なくとも２つの反応室を含む反応アレイを使用してサンプルを検査する方法を開示している。物質を測定するために、センサカバーを下げることによって物質の置換、従って、個々の反応室の間の化学的クロストークが防止される。このようにして、この方法の検出感度が高められる。
【０００９】
ＥＰ  ２  ３０５  ３８３  Ｂ１は、マイクロアレイ実験を実施して分析するための器具を開示している。特に、この文献は、マイクロタイター板内でプローブ分子とターゲット分子の間の特定の相互作用を検出するためにマイクロアレイ実験を並行して実施することを開示している。この場合に、物質ライブラリの形態にあるプローブが担体上に設けられ、従って、サンプルを複数のプローブ上で並行して同時に分析することができる。この種のマイクロアレイ実験の状況では、処理装置に対して望ましい作動モードを外部から、特にユーザによって指定することができることも開示されている。しかし、サンプルが中を通って流れることができるいずれのセンサ部分に関しても提案がなく、そのようなセンサ部分内の内容物変化を検出する段階をどのようにして改善するかの提案もない。
【００１０】
Ｌａｒｒｙ  Ｋ．Ｂａｘｔｅｒ著「容量性センサ：設計及び応用（Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ  Ｓｅｎｓｏｒｓ：  Ｄｅｓｉｇｎ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ）」、Ｗｉｌｅｙ−ＩＥＥＥ  Ｐｒｅｓｓ、１９９６年８月３１日は、１つが遮蔽目的で接地に接続された３つの電極を有する空気絶縁コンデンサーを２．３．２章「多極コンデンサー」に開示している。この章は、多極コンデンサー、すなわち、２よりも多いノードを有するものに関してコンデンサー電極を接続することに関する提案はない。更に、コンデンサー電極は、その全体が遮蔽され、従って、感知目的には適していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】ＵＳ  ５，０９６，６６９
【特許文献２】ＷＯ  ２００６／１２５７６７  Ａ１
【特許文献３】ＤＥ  １００  ５８  ３９４  Ｃ１
【特許文献４】ＥＰ  ２  ３０５  ３８３  Ｂ１
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】Ｌａｒｒｙ  Ｋ．Ｂａｘｔｅｒ著「容量性センサ：設計及び応用（Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ  Ｓｅｎｓｏｒｓ：  Ｄｅｓｉｇｎ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ）」、Ｗｉｌｅｙ−ＩＥＥＥ  Ｐｒｅｓｓ、１９９６年８月３１日、２．３．２章
【非特許文献２】ダイオードに関するウィキペディア記事、ｈｔｔｐｓ：／／ｅｎ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／ｄｉｏｄｅ  ａｎ￥ｄ  ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ  ｕｎｄｅｒ  ｈｔｔｐｓ：／／ｅｎ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の課題は、サンプルをより正確に又は確実に検査するための流体センサ、分析システム、及び方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述の課題は、請求項１に記載の流体センサ、請求項１４に記載の分析システム、又は請求項１５に記載の方法によって達成される。有利な実施形態は、従属請求項の主題である。
【００１５】
本発明は、第１の態様では、流体システムのセンサ部分内の内容物の変化、特に液体前面を検出するための流体センサに関する。そのような流体システムは、サンプルを受け入れるためのカートリッジの一部を形成することができ、カートリッジは、サンプルを誘導するための流体システムを含む。この流体システムは、液体が通って流れることができる流体システムの部分によって形成されたセンサ部分を有することができる。このセンサ部分が初期状態で空である又はガスで充填される場合に、センサ部分に流入する液体サンプルのような液体は、センサ部分の検出可能な内容物変化をもたらすことができる。
【００１６】
本発明による流体センサは、この内容物変化をセンサ部分の内容物の電気パラメータの変化に基づいて好ましくは検出する。特に好ましくは、流体センサは、センサ部分の内容物の（相対）誘電率の変化を検出するように構成された又は検出することができる容量性流体センサである。例えば、液体前面がセンサ部分に流入すると、異なる誘電率を有していたセンサ部分の前内容物を置換し、この誘電率変化を内容物変化として検出して解釈することができる。
【００１７】
流体センサは、電極電位を有する少なくとも１つのセンサ電極を含む。本発明による電極電位は、電極電位と異なる電位の間の差が電圧をもたらすという意味での電位である。以下では、電極電位と接地の間の差を電極電圧と呼ぶ。以下では、電極電位という用語と電極電圧という用語を交換可能に使用し、従って、電極電位という用語は、電極電圧という用語で置換することができ、又はその逆も同様である。より一般的に、以下では、本発明を一般的に電位を使用して説明するが、「電位」という用語は、一般的に「電圧」という用語で置換することができ、又はその逆も同様である。
【００１８】
更に、本発明によるセンサ電極は容量性挙動を有する。すなわち、センサ電極は、いずれかの形でコンデンサーを形成する。このコンデンサーは、センサ部分内の内容物変化が、センサ電極を用いて形成された又はそれによって形成されたコンデンサーの電気特性を変化させることができるように構成又は配置される。
【００１９】
容量性挙動に起因して、センサ電極は、センサ電極によって形成された電界内に電気エネルギを蓄積することができる。
【００２０】
電気エネルギは、センサ電極が充電された時に電界内に蓄積される。本発明の意味での充電は、電子のような電荷担体がセンサ電極に追加される又はそこから除去されることを意味する。この追加又は除去は、相応に電極電位を変化させる。
【００２１】
センサ電極はキャパシタンス値を有する。このキャパシタンス値は、単位ｐＦで指定することができる。電荷担体数と比較した電極電位の変化の程度がキャパシタンス値によって定められる。
【００２２】
センサ電極のキャパシタンス値は、センサ部分の内容物が異なる誘電率を有するものに変化する時に変化する。この目的のために、センサ部分は、使用配置では、キャパシタンス値がセンサ部分の内容物の誘電率と誘電率の変化をもたらす内容物変化とに依存し、それによってキャパシタンス値を変化させるようにセンサ電極の周囲区域に配置することができる。この変化は、好ましくは、流体センサによって決定される及び／又は出力信号及び／又は測定結果を生成するために流体センサによって使用される。
【００２３】
本発明による流体センサは評価電子機器を含む。これらの評価電子機器は、好ましくは、内容物変化が発生した時にセンサ部分の電気特性の変化をセンサ電極を使用して検出するように構成される。
【００２４】
本発明の第１の態様による評価電子機器は一方向電気デバイス（"uni-directional electrical device"）を含み、以下では、それに対して略記号ＵＥＤを使用する。ＵＥＤは、１つの方向に電流の流れを可能にし、異なる特に反対の方向に電流の流れを遮断するように構成される。最も一般的で好ましいＵＥＤはダイオードである。ＵＥＤの他の例は、サイリスタ又は類似の挙動をもたらす電気回路である。例えば、相応に切り換えられる時にはスイッチを使用することができる。
【００２５】
ＵＥＤの更に別の特性に関しては、ダイオードに関してｈｔｔｐｓ：／／ｅｎ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／ｄｉｏｄｅ、及び整流器に関してｈｔｔｐｓ：／／ｅｎ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／ｒｅｃｔｉｆｉｅｒの下でウィキペディア記事を参照されたい。
【００２６】
好ましくは、ＵＥＤは、一般的に、本質的にダイオード様の挙動を有する。すなわち、ＵＥＤは、好ましくは、ダイオードとしての挙動を示す。ダイオードである代わりに又はこれに加えて、ＵＥＤは、実質的に均等な挙動を有する回路によって実現することができる。
【００２７】
ＵＥＤは、好ましくは、自動的に及び／又は外部制御なく、２つのポートの間で一方の方向に電流の流れを可能にし、反対方向に電流の流れを遮断する。特に、これらのポートにわたる電圧は、ＵＥＤが開通するか又は遮断するかを制御する。
【００２８】
ＵＥＤは、それが電流の流れを可能にする方向に有意な電流の流れを開始するために到達又は超過しなければならない閾値電圧を有することができる。
【００２９】
ＵＥＤは、上記で議論した挙動に関係なく又は更に無視することができる寄生電流又は固有電流を有することができる。
【００３０】
言い換えれば、一方の方向に電流の流れを可能にし、他方の方向に電流の流れを遮断するＵＥＤの機能は、好ましくは、いずれの外部制御及び／又はＵＥＤの固有機能にも本質的に依存しない。
【００３１】
好ましくは、第１の特に正の符号を有するＵＥＤ又はそのポートにわたる電圧は、電流の流れを可能にし（例えば、一方の方向に及び／又は自動的に）、一方で反対の特に負の符号を有するＵＥＤ又はそのポートにわたる電圧は、電流の流れを遮断する段階をもたらす（例えば、異なる／反対の方向に及び／又は自動的に）。
【００３２】
ＵＥＤが、サイリスタのような少なくとも１つの制御ポートを有するデバイスによって実現される場合に、好ましくは、ＵＥＤの基本機能は、制御ポートに加えて設けられた２つのポートの間で不変のままに留まる。すなわち、そのようなデバイスは、特に、制御ポートを通して制御される場合又はそれに関係のない場合のいずれであっても、２つのポートの間で一方の方向（のみ）に電流の流れを（自動的に）可能にし、反対方向に電流の流れを遮断する。
【００３３】
上述した基本機能に加えて、例えばＵＥＤとしてサイリスタに言及すると、ＵＥＤが電流の流れを可能にする流れ方向には、制御ポートを用いて導電開始のための最小電圧を変更することができ、一方で反対方向の電流の流れは常に（自動的に）遮断される。
【００３４】
ＵＥＤとしてトランジスタに言及すると、そのようなトランジスタは、一方の方向にのみ電流を（自動的に）流し、他方の方向に電流を（自動的に）遮断するように構成される。特に、一方の方向の電流の流れが（自動的に）可能にされ、一方で他方（反対）の方向に電流の流れが遮断されるように接続されたＦＥＴと記す電界効果トランジスタ、特にＭＯＳＦＥＴを使用することができる。
【００３５】
ダイオード様挙動を有する回路によって形成されたＵＥＤに関する一例は、特質がダイオードと類似になり、すなわち、一方の方向に電流の流れを可能にし、異なる／反対の方向に電流の流れを遮断する（自動的に）ようにゲートがソース又はドレインに接続された（拡張モード）ＦＥＴ又はＭＯＳＦＥＴである。
【００３６】
従って、そのような場合に、ＦＥＴ又はＭＯＳＦＥＴは、少なくとも３つ又は基板接触を考慮する場合は４つのポートを有するが、そのようなＭＯＳＦＥＴ又は異なるトランジスタによって実現されるＵＥＤは、例えば、ゲートをソースに相応に接続することによって２つのポートに低減される。これら２つのポートにわたってＦＥＴ又はＭＯＳＦＥＴを用いて実現されたＵＥＤは、最終的に、好ましくはダイオード様挙動を有する。
【００３７】
バイポーラトランジスタが使用される場合に、ＵＥＤ又はダイオードの挙動が提供されるようにベースをエミッタ又はコレクターに接続することができる。
【００３８】
一般的には、ＵＥＤは、好ましくは少なくとも又は正確に２つのポートを有し、これらのポートにわたって電流が一方のポートから他方に流れることを（自動的に）可能にし、反対方向の電流を遮断し、これは、これらのポートにわたる電圧によって制御することができる。この制御は、更に、好ましくは、少なくとも使用時の構成においていずれの更に別の制御ポートにも関係がない。ＵＥＤは、好ましくは、上述の機能を外部制御なく又は外側制御を用いた状態の変化なく可能にするように構成される。
【００３９】
ＵＥＤは、任意的に整流器デバイスとするか又はそれを求めることができ、又はその逆も同様である。これは、整流デバイス又は整流器（回路）が、電流を一方の方向にのみ伝達し、他方の方向に電流を遮断し、それによってＡＣ電流に一方の方向にしか流れないＤＣ電流をもたらす一方向電子デバイスとして機能するという事実に起因する。これは、一般的に、大なり小なりパルス振動をする又はしない一方向電流をもたらす。
【００４０】
これに代えて又はこれに加えて、ＵＥＤは、一方向電流バルブとして機能するということができる。そのような一方向電流バルブは、チェックバルブと類似であるが電流に対して一方の方向に電流の流れを可能にし、反対方向に電流の流れを遮断する。
【００４１】
従って、以下では簡潔化の目的でＵＥＤしか使用しないが、「ＵＥＤ」、整流器デバイス、及び／又は一方向電流バルブ又は一方向電流チェックバルブという用語は、好ましくは、同義に使用され、交換可能である。
【００４２】
本発明による評価電子機器は、ＡＣ電源を更に含む。本発明によるＡＣ電源は、交替電圧又は交替電流又はその組合せを供給するように構成された電圧源又は電流源である。本発明による「ＡＣ電源」という用語は、正弦波の電圧又は電流を供給するための電源に限定されず、パルス、矩形波、三角形、又は可変形の電圧又は電流のような別途に成形された電圧又は電流も網羅する。本発明によるＡＣ電源は、好ましくは、パルス振動する出力電圧又は出力電流を供給する。
【００４３】
ＡＣ電源は、好ましくは、同じ電圧パターン又は電流パターンを複数回繰り返す。特に好ましくは、（それぞれの）パターンは、電圧パルス又は電流パルスで始まり、好ましくは、パルスのものよりも長い期間にわたってＡＣ電源が電流を供給しないか又は接地電圧又は基準電圧を供給する位相がそれに続く。
【００４４】
ＡＣ電源は、それを使用してセンサ電極を充電することができるようにＵＥＤを通してセンサ電極に結合される。ＵＥＤは少なくとも２つのポートを有し、ＵＥＤの第１のポートから第２のポートへの電流の流れを可能にし、一方で第２のポートから第１のポートに戻る電流の流れが遮断されるように構成される。従って、電流は、ＡＣ電源からＵＥＤを通ってセンサ電極に流れることができるが、好ましくは、戻らないように、ＡＣ電源がＵＥＤの第１のポートに結合され、センサ電極がＵＥＤの第２のポートに結合されることが好ましい。その結果、電荷担体をセンサ電極に追加する又はそこから除去することによってセンサ電極が充電され、すなわち、電極電位が変更される。
【００４５】
更に、本発明による評価電子機器は、好ましくは、センサ電極を放電するためにセンサ電極に結合された放電経路を含む。放電経路は、好ましくは、ＵＥＤ及びＡＣ電源とは明確に異なる。放電経路は、例えば、接地又は基準電位へのセンサ電極の結合によってセンサ電極から電荷担体を除去することを可能にする。
【００４６】
放電経路は、好ましくは、放電電流を制限するための少なくとも１つのインピーダンスを含む及び／又は電気的短絡ではない。放電経路は、好ましくは、センサ電極をある期間にわたって連続的に放電するように構成される。
【００４７】
これに代えて又はこれに加えて、評価電子機器は、電気エネルギを蓄積するためのエネルギストレージ、好ましくは、コンデンサーを含み、このエネルギストレージは、センサ電極からの電荷がこのエネルギストレージと共有されるようにセンサ電極と結合される又は結合することができる。エネルギストレージに結合されたセンサ電極は、センサ電極とエネルギストレージの間で少なくともある程度までの電荷均衡化をもたらす。
【００４８】
エネルギストレージは、好ましくは、センサ電極の電位を積分する（少なくともある程度まで）積分コンデンサーである。評価電子機器は、好ましくは、積分コンデンサーの電圧がセンサ電極のキャパシタンス値に依存するように構成される。センサ部分の内容物変化を検出又は解釈するためにキャパシタンス値変化を使用することができる。
【００４９】
公知の評価電子機器は、一般的に、充電挙動及び放電挙動の特性を測定するためにセンサ電極を充電及び放電するための又は測定結果を導出するためにコンデンサーを結合するためのスイッチを必要とするが、本発明の流体センサは、そのようなスイッチを必要とせず、外部から制御する必要がない又は制御することができないＵＥＤを使用して実現され、少ないデバイス数（材料数の勘定書）しか伴わない資源節約ソリューションをもたらす。
【００５０】
ＡＣ電源を用いてＵＥＤを通してセンサ電極を充電し、その後に放電経路を通してセンサ電極を放電することによって放電曲線を有する放電処理がもたらされ、及び／又はセンサ電極の電荷を電荷担体ストレージと共有することによってセンサ電極の容量又はキャパシタンス値及び／又は内容物変化を検出するのに使用又は解釈することができる結果的な電位がもたらされ、この方式は、比較的低い複雑度にも関わらず良好に機能することが見出されている。
【００５１】
特に好ましくは、評価電子機器は、放電経路とエネルギストレージの両方を含む。放電経路は、エネルギストレージを含むことができる。言い換えれば、エネルギストレージは、好ましくは、放電経路の一部を形成する。
【００５２】
更に好ましくは、エネルギストレージは、放電経路又はその一部を通して充電することができる。特に、放電経路の第１の結合要素、好ましくは、インピーダンス、特に抵抗器は、センサ電極をエネルギストレージと結合する。従って、ＵＥＤ及び／又はセンサ電極は、この第１の結合要素を用いてエネルギストレージから分離され、及び／又はエネルギストレージは、センサ電極から第１の結合要素を通してエネルギストレージに伝達された電荷担体で充電することができる。
【００５３】
これに代えて又はこれに加えて、（第２の）結合要素、好ましくは、インピーダンス、特に抵抗器は、第１の結合要素及び／又はエネルギストレージをシンク、基準電位、及び／又は接地に結合する。（第２の）結合要素は、センサ電極及び／又はエネルギストレージを好ましくは連続的に放電することを可能にする。この放電に起因して、センサ電極をエネルギストレージに結合するための又はエネルギストレージを放電するためのスイッチの使用を回避することができる。
【００５４】
１つの好ましい態様では、評価電子機器は、電極電位の進行をフィルタリングするための電気フィルタを含む。特に好ましくは、評価電子機器は、センサ部分内の内容物変化が、出力信号及び／又は測定結果に対する基準を形成するのに使用することができる又は形成する有意な電圧変化又は電流オフセットをフィルタの出力において可能にするようにＡＣ電源、特にその周期長又は周波数、及びフィルタのフィルタ特質が設計されるように構成される。電気フィルタは、エネルギストレージと結合要素のうちの一方又は両方とによって実現することができる。
【００５５】
第１及び／又は第２の結合要素は、好ましくは、オーム抵抗が主要部分を形成するインピーダンスを有する抵抗器又はデバイスである。
【００５６】
同じく独立に実現することができる本発明の更に別の態様では、本発明は、特に生体サンプルを検査するための分析システムに関連し、分析システムは、センサ部分を有する流体システムを含むカートリッジを受け入れるための分析デバイスを含み、分析デバイスは、センサ部分内の内容物変化、特に液体前面を検出するための先行請求項のいずれか１項に記載の流体センサを含む。
【００５７】
同じく独立に実現することができる本発明の更に別の態様は、本発明による流体センサを用いて流体システムのセンサ部分内の内容物変化を検出する方法に関する。この態様では、流体センサの評価電子機器は、ＡＣ電源を使用してセンサ電極を定められた電極電位までＵＥＤを通して繰り返し充電し、毎回充電が終了した後に、センサ電極を放電経路を用いて電極電位を近似する予め定められた電極電位から始めて基準電位まで自動的に放電する。
【００５８】
更に、流体センサは、センサ電極のキャパシタンス値を示す測定結果に対する基準である又はそれを形成する出力信号を放電の途中の電極電位の進行に基づいて形成することが好ましい。この測定結果は、センサ部分に到着する又はそれを通過する流体前面のような内容物変化を決定するのに使用することができる。
【００５９】
流体センサは、好ましくは、センサ部分の内容物の特性、特に誘電率及び／又は導電率、及び／又は誘電率に依存する電気変数、特に容量又は対応する尺度を特に測定結果として測定する。従って、言い換えれば、流体センサは、好ましくは、電気特性を変化させて検出することができるようにセンサ部分の内容物による影響を受けることができる。これは、センサ部分内容物自体が別の方式で導電性又は電気活性のものでなければならないこと、又は原理的には可能であるが電流が内容物を通って流れなければならないことを意味しない。
【００６０】
測定結果が変化する場合に、好ましくは、センサ部分内で内容物変化があったと結論付けられる。この結論は、測定結果を基準値と比較すること及び基準値を超えた場合の内容物変化を検出することによって引き出すことができる。従って、実際値は、好ましくは、望ましい値及び／又は変化と、及び／又は閾値と比較される。
【００６１】
流体センサは、好ましくは、分析システムの分析デバイスの一部を形成し、及び／又はこの分析デバイス及び／又はそれを用いた検査を制御するのに使用される。
【００６２】
「分析デバイス」という用語は、特に移動可能である及び／又は現場で使用することができ、及び／又はサンプル又はその成分を好ましくはカートリッジ内で及び／又はカートリッジを用いて化学的、生物学的、及び／又は物理的に検査及び／又は分析するように構成された器具を意味すると好ましくは理解される。特に、分析デバイスは、カートリッジでのサンプルの前処理及び／又は検査を制御する。この目的のために、分析デバイスは、特にサンプルがカートリッジ内に搬入されてそこで温度制御及び／又は測定されるようにカートリッジに対して作用することができる。
【００６３】
「カートリッジ」という用語は、サンプルの少なくとも１つの検体、特に蛋白質及び／又は核酸配置を検出又は決定することを好ましくは可能にするためにサンプルを受け入れる、貯留する、物理的、化学的、及び／又は生物学的に処理、調整、及び／又は測定するように設計された構造的な装置又はユニットを意味すると好ましくは理解される。
【００６４】
本発明の意味の範囲のカートリッジは、好ましくは、複数のチャネル、キャビティ、及び／又はこれらのチャネル及び／又はキャビティを通る流れを制御するためのバルブを有する流体システムを含む。
【００６５】
特に、本発明の意味では、カートリッジは、少なくとも実質的に平面及び／又はカード状であるように設計され、特に（マイクロ）フルイディックカードとして設計され、好ましくは、閉じることができる本体又は容器として設計され、及び／又はサンプルを含有する場合に本提案の分析デバイス内に挿入及び／又は差し込むことができる。
【００６６】
本明細書に使用する「検査」という用語は、検査手順、検査シーケンス、及び／又はアッセイを実施する段階、特に、サンプルの１又は２以上の検体を決定するためにアッセイを実施するための１つ、いくつか、又は全ての段階を好ましくは意味する。これらの段階は、分析システム、分析デバイス、及び／又はカートリッジによって又はこれらの内部で好ましくは実現される。
【００６７】
本発明による「アッセイ」は、好ましくは、サンプルのターゲットエンティティ又は検体の存在、量、及び／又は機能的活動を定性的及び／又は定量的に測定、検出、及び／又は識別するための調査手順である。検体は、例えば、生物サンプル又は有機サンプル内の薬物、生体物質、化学物質、及び／又は生化学物質、及び／又は細胞とすることができる。特に、検体は、分子、核酸配置、ＤＮＡ、ＲＮＡ、及び／又は蛋白質とすることができる。
【００６８】
好ましくは、本発明によるアッセイは、核酸配置を検出又は識別するための核酸アッセイ、及び／又は蛋白質を検出又は識別するための蛋白質アッセイである。
【００６９】
本発明によるアッセイ、検査、又は検査手順は、好ましくは、ポンプドライブ、温度制御装置、及びバルブアクチュエータのような分析デバイスのアクチュエータを制御する段階、カートリッジ又はサンプルに対して作用する段階、サンプルを処理する段階、サンプルを調製する段階、サンプルとの１又は２以上の混合処理及び／又は反応を実施する段階、サンプルを搬送する段階、サンプルの１又は２以上の特性をカートリッジのセンサ装置を用いて測定する段階のうちの少なくとも１つを相応に含む。本発明による流体センサは、上述の測定のうちの１又は２以上を開始する、停止する、これらの測定の特性及び／又は変化特性を定めるのに使用することができる。
【００７０】
本発明によるアッセイ、検査、又は検査手順は、分析デバイスがカートリッジ及び／又はサンプルに対して作用すること及び／又はこれらに対する処理を制御することによって好ましくは開始される又は始まる。特に、検査は、アクチュエータがカートリッジに対して作用することによって開始される又は始まる。例えば、検査は、サンプルをカートリッジ内に搬送することによって開始することができる。
【００７１】
分析デバイスの中への／それによるカートリッジの挿入又は受け入れの前に、及び／又はサンプルをこのカートリッジ内で搬送、処理、及び／又は調製する前に実施される方法及び／又は段階は、好ましくは、本発明によるアッセイ、検査、又は検査手順の一部ではない。
【００７２】
本発明の上記に言及した態様及び特徴及び特許請求の範囲及び以下の説明から明らかになる本発明の態様及び特徴は、原理的に互いに独立に実施することができるが、同じくあらゆる組合せ又は順序で実施することができる。
【００７３】
本発明の他の態様、利点、特徴、及び特性は、特許請求の範囲及び図面を参照する好ましい実施形態の以下の説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】提案するカートリッジが受け入れられた提案する分析デバイスの概略図である。
【図２】カートリッジの概略図である。
【図３】提案する分析システムの概略図である。
【図４】提案する流体センサの概略図である。
【図５】提案する流体センサを通る略断面図である。
【図６】提案する流体センサの代替実施形態を通る略断面図である。
【図７】図６による代替実施形態の略上面図である。
【図８】提案する流体センサの別の代替実施形態を通る略断面図である。
【図９】図８による提案する流体センサの別の代替実施形態の略上面図である。
【図１０】センサ電極と対電極とを有する提案する流体センサを通る略断面図である。
【図１１】図１０による流体センサのセンサ電極及び対電極の略上面図である。
【図１２】評価電子機器の回路の回路図である。
【図１３】評価電子機器の代替回路の回路図である。
【図１４】経時的なＡＣ電源の出力及び電極電位を示す図である。
【図１５】経時的なＡＣ電源の出力信号、そこからもたらされる電極電位、及びフィルタリングされたセンサ電位を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００７５】
概略的なものに過ぎず、かつ正確な縮尺ではないこれらの図では、同じ又は類似の部品及び構成要素に対して同じ参照記号を用い、対応する又は同等の特性及び利点は、これらを繰り返し説明しない場合であっても達成される。
【００７６】
図１は、特に生体サンプルＰを好ましくは装置又はカートリッジ１００を用いて又はそこで検査するための提案する分析システム１及び分析デバイス２００の非常に概略的な図である。
【００７７】
図２は、サンプルＰを検査するための提案する装置又はカートリッジ１００の好ましい実施形態の概略図である。装置又はカートリッジ１００は、特に手持ち式ユニットを形成し、以下ではこれを単にカートリッジと呼ぶ。
【００７８】
「サンプル」という用語は、特にヒト又は動物から採取された検査されるサンプル材料を意味すると好ましくは理解される。特に、本発明の意味では、サンプルは、好ましくは、ヒト又は動物からの唾液、血液、尿、又は別の液体のような流体又はその成分である。本発明の意味では、サンプルは、必要に応じて前処理又は調製されたものとすることができ、又は例えばヒト又は動物などから直接入手したものとすることができる。特に環境分析法、食品安全性に関して、及び／又は他の物質、好ましくは、天然物質であるが更に生物兵器剤又は化学兵器剤又は毒物などを検出するために食品サンプル、環境サンプル、又は別のサンプルも同じく任意的に検査することができる。
【００７９】
好ましくは、分析システム１及び／又は分析デバイス２００は、特にカートリッジ１００内又は上のサンプルＰの検査を制御する及び／又は検査を評価するのに及び／又は検査からの測定値を収集、処理、及び／又は格納するのに使用される。
【００８０】
分析システム１は、好ましくは、サンプルＰを受け入れるための１又は２以上のカートリッジ１００を含む。分析システム１は、好ましくは、カートリッジ１００を受け入れ、その後に、受け入れたカートリッジ１００を用いて検査を実行するための分析デバイス２００を含む。
【００８１】
提案する分析システム１、分析デバイス２００、及び／又はカートリッジ１００を使用する及び／又はサンプルＰ、好ましくは、その検体Ａを検査するための提案する方法を使用することにより、特に（ある一定の）核酸配置及び／又は（ある一定の）蛋白質、又は特に好ましくはサンプルＰの複数の検体Ａを決定、識別、又は検出することができる。特に、そのような検体Ａは、定性的だけではなく、特に好ましくは定量的にも検出、識別、及び／又は測定される。
【００８２】
従って、特に、サンプルＰは、例えば、疾患及び／又は病原体を検出すること、又は例えば診断に対して重要な他の値を決定することができるように少なくとも１つの検体Ａを定性的又は定量的に決定するように検査することができる。
【００８３】
特に好ましくは、分析システム１、分析デバイス２００、及び／又はカートリッジ１００を使用することで分子生物学的検査を可能にする。
【００８４】
特に好ましくは、核酸配置、特にＤＮＡ配置及び／又はＲＮＡ配置を検出するための核酸アッセイ、及び／又は蛋白質、特に抗原及び／又は抗体を検出するための蛋白質アッセイが可能にされる及び／又は実施される。
【００８５】
好ましくは、サンプルＰ又はその個々の成分又は検体Ａを必要に応じて特にＰＣＲを用いて増幅し、分析システム１、分析デバイス２００、及び／又はカートリッジ１００内で及び／又は核酸アッセイを実施するために検査、識別、又は検出することができる。従って、好ましくは、１又は複数の検体Ａの増幅生成物が生成される。
【００８６】
以下では、最初にカートリッジ１００の好ましい構成に対する更なる詳細を与え、特にいずれかの更に別の明示的な説明がない場合であっても、カートリッジ１００の特徴は、好ましくは、分析システム１の特徴を直接に表す。
【００８７】
カートリッジ１００は、好ましくは、少なくとも実質的に平面、平坦、板状、及び／又はカード状である。
【００８８】
カートリッジ１００は、特に少なくとも実質的に平面、平坦、板状、及び／又はカード状の本体又は支持体１０１を好ましくは含み、この本体又は支持体１０１は、特に可塑性材料、特に好ましくは、ポリプロピレンから製造及び／又は射出成形される。
【００８９】
図２に破線に示すように、カートリッジ１００は、本体１０１、及び／又はその中に少なくとも部分的に、特に前面上に形成されたキャビティ及び／又はチャネルを覆うための及び／又はバルブなどを形成するための少なくとも１つのフィルム又はカバー１０２を好ましくは含む。
【００９０】
分析システム１又はカートリッジ１００又はその本体１０１は、特にカバー１０２と共に、以下で流体システム１０３と呼ぶ流動システム１０３を好ましくは形成する及び／又は含む。
【００９１】
カートリッジ１００、本体１０１、及び／又は流体システム１０３は、図１に示すように、作動位置で及び／又は検査中に、特に分析デバイス２００内で好ましくは少なくとも実質的に垂直に向けられる。従って、特に、カートリッジ１００の主平面又は面の広がりは、作動位置で少なくとも実質的に垂直に延びる。
【００９２】
カートリッジ１００及び／又は流体システム１０３は、図１及び図２に示すように、特に複数のチャネル１１４によって好ましくは流体相互接続した複数のキャビティ、特に少なくとも１つの受け入れキャビティ１０４、少なくとも１つの計量キャビティ１０６Ａ−Ｇ、少なくとも１つの中間キャビティ１０６Ａ−Ｇ、少なくとも１つの混合キャビティ１０７、少なくとも１つのストレージキャビティ１０８、少なくとも１つの反応キャビティ１０９Ａ−Ｃ、少なくとも１つの中間温度制御キャビティ１１０、及び／又は少なくとも１つの回収キャビティ１１１を好ましくは含む。
【００９３】
カートリッジ１００及び／又は流体システム１０３は、好ましくは、少なくとも１つのポンプ装置１１２、及び／又は少なくとも１つのセンサ配置又はセンサ装置１１３を更に含む。
【００９４】
一般的に、分析デバイス２００、カートリッジ１００、又は特にセンサ装置１１３は、好ましくは、カートリッジ１００上及び／又はセンサ装置１１３内を用いて実施される特異的結合、特に捕捉分子、及び／又は酸化還元サイクルのような電気化学検出などを用いて１又は２以上の検体Ａを測定、検出、又は識別することができる。好ましくは、捕捉分子は、センサ装置１１３のセンサアレイ、センサフィールド、又は電極上に配置又は固定化される。特に、蛋白質を検出又は識別するためのイムノアッセイ又は蛋白質アッセイ、及び／又は核酸配置を検出又は識別するための核酸アッセイをもたらすことができる又はこれらのアッセイを提供する。
【００９５】
これに代えて又はこれに加えて、特異的結合を用いない及び／又は電気化学検出を用いない測定を好ましくは分析デバイス２００及び／又はカートリッジ１００内で又はこれらによって使用又は実施することができる。そのような測定は、光学測定、インピーダンス測定、キャパシタンス測定、分光測定、質量分析測定などを含むことができる。この目的のために、分析デバイス２００又はカートリッジ１００は、光学分光計を含む及び／又は処理された又は未処理のサンプルＰの光学測定を可能にすることができる。従って、サンプルＰの他の又は更に別の検体Ａ、化合物、材料特質などを例えばカートリッジ１００又はいずれかの他のサンプル担体内で測定、検出、又は識別することができる。これらの代わりの又は更に別の測定値は、説明するものと類似の方式で又は別途に使用、処理、及び／又は評価することができる。
【００９６】
キャビティの一部、殆ど、又は全ては、好ましくは、カートリッジ１００及び／又は本体１０１内のチャンバ及び／又はチャネル又は他の凹部によって形成され、カバー１０２によって特に好ましくは覆われる又は閉じられる。しかし、他の構造的ソリューションも可能である。
【００９７】
図示の例では、図２に示すように、カートリッジ１００又は流体システム１０３は、２つの計量キャビティ１０５、複数の中間キャビティ１０６Ａから１０６Ｇ、複数のストレージキャビティ１０８Ａから１０８Ｅ、及び／又は好ましくは互いに別個に装填することができる複数の反応キャビティ１０９Ａ−Ｃ、特に第１の反応キャビティ１０９Ａ、第２の反応キャビティ１０９Ｂ、及び任意的な第３の反応キャビティ１０９Ｃを好ましくは含む。
【００９８】
１又は複数の反応キャビティ１０９Ａ〜１０９Ｃは、特に、増幅反応、特にＰＣＲ、又はいくつかの好ましくは異なる増幅反応、特にＰＣＲを実施するのに使用される。いくつかの好ましくは異なるＰＣＲ、すなわち、異なるプライマー組合せ又はプライマー対を有するＰＣＲは、並列に、独立に、及び／又は異なる反応キャビティ１０９Ａ〜１０９Ｃ内を用いて実施することが好ましい。
【００９９】
核酸アッセイを実施するために、好ましくは、核酸配置がサンプルＰの検体として、特に、センサ配置又はセンサ装置１１３でのその後の検出に向けて増幅生成物を生成するために増幅反応を用いて１又は複数の反応キャビティ１０９Ａ〜１０９Ｃ内で増幅される。
【０１００】
本発明の意味では、増幅反応は、特に、検体Ａ、特に核酸配置が増幅／複製される及び／又は検体Ａの増幅生成物、特に核酸生成物が生成される分子生物学的反応である。特に好ましくは、ＰＣＲは、本発明の意味では増幅反応である。
【０１０１】
１又は２以上の反応キャビティ１０９Ａ〜１０９Ｃ内で生成されたサンプルＰの増幅生成物Ｖ及び／又は他の部分は、接続したセンサ配置又はセンサ装置１１３に特にポンプ装置１１２を用いて伝達する又は供給することができる。
【０１０２】
センサ装置１１３は、特に、サンプルＰの１又は複数の検体Ａ、この場合に特に好ましくは検体Ａとして核酸配置及び／又は蛋白質を検出するのに、特に好ましくは定性的及び／又は定量的に決定するのに使用される。しかし、これに代えて又はこれに加えて、他の値を収集及び／又は決定することができる。
【０１０３】
冒頭で上述したように、特に核酸配置、好ましくはＤＮＡ配置及び／又はＲＮＡ配置、及び／又は蛋白質、特に抗原及び／又は抗体は、サンプルＰの検体Ａとして好ましくは定性的及び／又は定量的に決定される。しかし、以下では、核酸配置と蛋白質の間、又は核酸配置を検出するための核酸アッセイと蛋白質を検出するための蛋白質アッセイとの間で区別しない。
【０１０４】
特に、ポンプ装置１１２は、図１に示すように、特に好ましくはカートリッジ１００の裏面上に特にフィルム又はカバー１０２を用いてチューブ状又はビーズ状隆起部分を含む又は形成する。しかし、ポンプ装置１１２は、別途に実現することもできる。
【０１０５】
カートリッジ１００、本体１０１、及び／又は流体システム１０３は、複数のチャネル１１４及び／又はバルブ１１５Ａ、１１５Ｂを好ましくは含む。
【０１０６】
チャネル１１４及び／又はバルブ１１５Ａ、１１５Ｂを使用することにより、キャビティ１０４から１１１、ポンプ装置１１２、及び／又はセンサ配置及び／又はセンサ装置１１３は、特にこれらが分析システム１又は分析デバイス２００によって制御されるように必要に応じて及び／又は任意的又は選択的に互いに一時的及び／又は永久的に流体相互接続する及び／又は流体分離することができる。
【０１０７】
キャビティ１０４から１１１は、好ましくは、各々が複数のチャネル１１４に流体連通又は流体相互接続される。特に好ましくは、流体がそれぞれのキャビティを必要に応じて充満する、流れ通る、及び／又はそれぞれのキャビティから排出されることを可能にするために、各キャビティは、少なくとも２つの関連チャネル１１４によってリンク又は接続される。
【０１０８】
流体搬送又は流体システム１０３は、好ましくは、毛管力に基づかず、又はこれらの力にだけに基づくわけではなく、特に、重力及び／又はポンプ又はポンプ装置１１２が特に好ましくは発生させるポンプ力、圧縮力、及び／又は吸引力の効果に基本的に基づいている。この場合に、流体の流動又は流体の搬送及び計量は、バルブ１１５Ａ、１１５Ｂを相応に開閉すること、及び／又は特に分析デバイス２００のポンプデバイス２０２を用いてポンプ又はポンプ装置１１２を相応に作動させることによって制御される。
【０１０９】
好ましくは、キャビティ１０４から１１０の各々は、作動位置でその上部に入口を有し、下部に出口を有する。従って、必要に応じて、それぞれのキャビティからの液体のみを出口を通して取り出すことができる。
【０１１０】
作動位置では、それぞれのキャビティからの液体は、各々下部にある出口を通して好ましくは取り出され、特に吸い出され、特にその上部の入口を通してそれぞれのキャビティ内にガス又は空気が流れ込む及び／又はこれらをポンピングすることが好ましくは可能である。特に、液体を給送する時にキャビティ内の関連の真空をこうして防止する又は少なくとも最小にすることができる。
【０１１１】
特に、キャビティ、特に好ましくは１又は複数のストレージキャビティ１０８、混合キャビティ１０７、及び／又は受け入れキャビティ１０４の各々は、通常作動位置でこれらのキャビティが液体で充填される時にガス泡又は空気泡が作動位置で上方の増大を潜在的に形成することができ、それによって液体が気泡を持たずに出口の上方に集まるように寸法決めされる及び／又は向けられる。しかし、この場合に、他のソリューションも可能である。
【０１１２】
受け入れキャビティ１０４は、サンプルＰを導入するための接続部１０４Ａを好ましくは含む。特に、サンプルＰは、例えば、ピペット、シリンジ、又は他の器具を用いて接続部１０４Ａを通して受け入れキャビティ１０４及び／又はカートリッジ１００内に導入することができる。
【０１１３】
受け入れキャビティ１０４は、入口１０４Ｂと出口１０４Ｃと任意的な中間接続部１０４Ｄとを好ましくは含み、サンプルＰ又はその一部分を出口１０４Ｃ及び／又は任意的な中間接続部１０４Ｄを通して取り出す及び／又は更に給送することが好ましくは可能である。上述のように、ガス、空気、又は別の流体が入口１０４Ｂを通って流入することができ、及び／又はこれらの流体を入口１０４Ｂを通してポンピングすることができる。
【０１１４】
好ましくは、任意的に及び／又は実施されるアッセイに基づいて、サンプルＰ又はその一部分を受け入れキャビティ１０４の出口１０４Ｃ又は任意的な中間接続部１０４Ｄを通して取り出すことができる。特に、血漿又は血清のようなサンプルＰの上澄みを特に蛋白質アッセイを実施するために任意的な中間接続部１０４Ｄを通して流し出す又は取り出すことができる。
【０１１５】
好ましくは、少なくとも１つのバルブ１１５Ａ、１１５Ｂが、各キャビティ、ポンプ装置１１２、及び／又はセンサ装置１１３に割り当てられ、及び／又はそれぞれの入口の上流及び／又はそれぞれの出口の下流に配置される。
【０１１６】
好ましくは、流体が例えば順番に又は連続して流れ抜けるキャビティ１０４から１１１又はキャビティ１０４から１１１までのシーケンスを選択的に解除することができ、割り当てバルブ１１５Ａ、１１５Ｂを作動することによって流体が選択的に流れ抜けることができ、及び／又はこれらのキャビティを流体システム１０３及び／又は他のキャビティに流体接続することができる。
【０１１７】
特に、バルブ１１５Ａ、１１５Ｂは、本体１０１とフィルム又はカバー１０２とによって形成され、及び／又は別の方式で、例えば、追加の層又は凹部などによって形成される。
【０１１８】
特に好ましくは、ストレージキャビティ１０８及び／又は流体システム１０３内の液体又は液体試薬を開いた受け入れキャビティ１０４から安定貯留方式で特に好ましくは密封するために、最初に又は貯留状態で特に好ましくは密封された１又は２以上のバルブ１１５Ａが設けられる。
【０１１９】
好ましくは、初期閉止バルブ１１５Ａは、各ストレージキャビティ１０８の上流及び下流に配置される。これらのバルブは、好ましくは、カートリッジ１００が実際に使用されている時にのみ、カートリッジ１００を分析デバイス２００内に挿入する間のみ、及び／又はアッセイを実施するためにのみ特に自動的に開かれる。
【０１２０】
この場合に、特に入口１０４Ｂ及び出口１０４Ｃに加えて中間接続部１０４Ｄが設けられる場合に、複数のバルブ１１５Ａ、特に３つのバルブが受け入れキャビティ１０４に好ましくは割り当てられる。用途に基づいて、入口１０４Ｂ上のバルブ１１５Ａに加えて、好ましくは、出口１０４Ｃ又は中間接続部１０４Ｄのいずれかにあるバルブ１１５Ａのみが更に開かれる。
【０１２１】
受け入れキャビティ１０４に割り当てられたバルブ１１５Ａは、サンプルＰが挿入されるまで、及び受け入れキャビティ１０４又は受け入れキャビティ１０４の接続部１０４Ａが閉められるまで、流体システム１０３及び／又はカートリッジ１００を特に流体的に及び／又は気密方式で密封する。
【０１２２】
バルブ１１５Ａ（初期閉止状態にある）の代わりとして又はこれに加えて、安定貯留方式で閉められておらず、最初に開いており、及び／又は作動によって閉じることができる１又は２以上のバルブ１１５Ｂが好ましくは設けられる。これらのバルブは、特に、検査中に流体の流れを制御するのに使用される。
【０１２３】
カートリッジ１００は、マイクロフルイディックカードとして好ましくは設計され、及び／又は流体システム１０３がマイクロフルイディックカードとして好ましくは設計される。本発明では、「マイクロフルイディック」という用語は、個々のキャビティ、キャビティの一部、又はキャビティ１０４から１１１及び／又はチャネル１１４の全てのもののそれぞれの容積が別個に又は蓄積的に５ｍｌ又は２ｍｌよりも小さく、特に好ましくは、１ｍｌ又は８００μｌよりも小さく、特に６００μｌ又は３００μｌよりも小さく、特に更に好ましくは、２００μｌ又は１００μｌよりも小さいことを意味すると好ましくは理解される。
【０１２４】
特に好ましくは、５ｍｌ，２ｍｌ、又は１ｍｌの最大容積を有するサンプルＰをカートリッジ１００及び／又は流体システム１０３、特に受け入れキャビティ１０４内に導入することができる。
【０１２５】
参照記号Ｆ１からＦ５及びＳ１からＳ１０によって図２の概略図に示すように、サンプルＰを検査するために、検査前に液体又は液体試薬Ｆとして液体形態で及び／又は乾燥試薬Ｓの形態で好ましくは導入又は供給される試薬及び液体が必要である。
【０１２６】
更に、検査、検出処理、及び／又は他の目的に対して、例えば、検出分子及び／又は酸化還元系を形成するために、特に洗浄緩衝液、乾燥試薬Ｓに対する溶剤、及び／又は基質の形態にある他の液体Ｆも好ましくは必要とされ、特にカートリッジ１００内で供給され、すなわち、同じく使用前、特に供給前に導入される。以下のいくつかの論点では、液体試薬と他の液体の間で区別せず、従って、それぞれの説明は、相応に互いにも当て嵌めることができる。
【０１２７】
分析システム１又はカートリッジ１００は、サンプルＰを前処理する及び／又は検査又はアッセイを実施するのに、特に１又は２以上の増幅反応又はＰＣＲを実施するのに必要とされる全ての試薬及び液体を含み、従って、特に好ましくは、任意的に前処理されたサンプルＰを受け入れることしか必要ではない。
【０１２８】
カートリッジ１００又は流体システム１０３は、必要に応じてサンプルＰ又はその成分を反応キャビティ１０９Ａ−Ｃを通り過ぎて、及び／又は任意的な中間温度制御キャビティ１１０を迂回することによってセンサ装置１１３に直接誘導する又は給送することができるように任意的に使用することができるバイパス１１４Ａを好ましくは含む。
【０１２９】
カートリッジ１００、流体システム１０３、及び／又はチャネル１１４は、特にサンプルＰの液体前面及び／又はセンサ部分１１６内へ、それを通る、及び／又はその外への流体の流れを検出するためのセンサ部分１１６又は他の装置を好ましくは含む。
【０１３０】
図２の様々な構成要素、例えば、チャネル１１４、バルブ１１５Ａ、１１５Ｂ、特に初期閉止状態にあるバルブ１１５Ａ、初期解除状態にあるバルブ１１５Ｂ、及びセンサ部分１１６は、明瞭化の理由から一部の場合にしかラベル付けしていないが、図２ではこれらの構成要素の各々に対して同じ記号を用いていることに注意されたい。
【０１３１】
回収キャビティ１１１は、余剰又は使用された試薬、液体、及びサンプル容積を受け入れるのに、及び／又は個々のキャビティ及び／又はチャネルを空にするためのガス又は空気を供給するのに好ましくは使用される。
【０１３２】
特に、回収キャビティ１１１は、個々のキャビティ及びチャネル又は他の装置から試薬及び液体を除去するために、及び／又はこれらの試薬及び液体をガス又は空気で置換するためにこれらのキャビティ、チャネル、又は他の装置に任意的に流体接続することができる。回収キャビティ１１１には、適切な大きい寸法が好ましくは与えられる。
【０１３３】
サンプルＰが受け入れキャビティ１０４内に導入され、接続部１０４Ａが閉じられた状態で、サンプルＰを検査するために、図１に示すようにカートリッジ１００を提案する分析デバイス２００内に挿入及び／又は受け入れることができる。これに代えて、サンプルＰは、後に供給することができる。
【０１３４】
図１は、カートリッジ１００内に受け入れられたサンプルＰに対して検査又はアッセイを実施する段階に対して使用待機状態にある分析システム１を示している。従って、この状態では、カートリッジ１００は、分析デバイス２００に接続され、それによって受け入れられ、及び／又はその中に挿入されている。
【０１３５】
以下では、最初に分析デバイス２００の一部の特徴及び態様を特に図１に基づいてより詳細に説明する。特にいずれかの更に別の明示的な説明がない場合であっても、このデバイスに関する特徴及び態様は、それ自体が好ましくは提案する分析システム１の特徴及び態様でもある。
【０１３６】
分析システム１又は分析デバイス２００は、カートリッジ１００を装着及び／又は受け入れるためのマウント又はレセプタクル２０１を好ましくは含む。
【０１３７】
好ましくは、カートリッジ１００は、分析デバイス２００から流体的に特に液圧的に分離又は隔離される。特に、カートリッジ１００は、サンプルＰ、試薬、及び他の液体に対して好ましくは独立した特に閉止又は密封された流動システム又は液圧システム１０３を形成する。こうして分析デバイス２００は、サンプルＰと直接に接触せず、特に最初に消毒及び／又は洗浄することなく別の検査のために再使用することができる。
【０１３８】
しかし、分析デバイス２００をカートリッジ１００に機械的、電気的、熱的、及び／又は空圧的に接続又は結合することができることが規定される。
【０１３９】
特に、分析デバイス２００は、特にポンプ装置１１２及び／又はバルブ１１５Ａ、１１５Ｂを作動するための機械的効果を有し、及び／又は特に１又は複数の反応キャビティ１０９Ａ−Ｃ及び／又は中間温度制御キャビティ１１０を温度制御するための熱効果を有するように設計される。
【０１４０】
更に、分析デバイス２００は、特に個々の装置を作動するためにカートリッジ１００に好ましくは空圧接続することができ、及び／又は特に例えばセンサ装置１１３及び／又はセンサ部分１１６からの測定値を収集及び／又は送信するためにカートリッジ１００に電気接続することができる。
【０１４１】
分析システム１又は分析デバイス２００は、特に、ポンプ装置１１２を機械的に作動するように設計されたポンプドライブ２０２を好ましくは含む。
【０１４２】
好ましくは、ポンプ装置１１２の好ましくはビーズ状の隆起部分を回転させながら軸線方向に押下するためにポンプドライブ２０２のヘッドを回転させることができる。特に好ましくは、ポンプドライブ２０２とポンプ装置１１２は、一緒に、特に流体システム１０３及び／又はカートリッジ１００に対するホースポンプ又は蠕動ポンプ及び／又は計量ポンプの方式のポンプを形成する。
【０１４３】
特に好ましくは、ポンプは、ＤＥ  １０  ２０１１  ０１５  １８４  Ｂ４に説明されているように構成される。しかし、他の構造的ソリューションも可能である。
【０１４４】
好ましくは、ポンプの容量及び／又は放出量を制御することができ、及び／又はポンプ及び／又はポンプドライブ２０２の給送方向を切り換えることができる。こうして好ましくは流体を必要に応じて順方向又は逆方向にポンプ給送することができる。
【０１４５】
分析システム１又は分析デバイス２００は、カートリッジ１００、及び／又はセンサ配置又はセンサ装置１１３を特に電気的及び／又は熱的に接続するための接続装置２０３を好ましくは含む。
【０１４６】
図１に示すように、接続装置２０３は、複数の電気接触要素２０３Ａを好ましくは含み、カートリッジ１００、特にセンサ配置又はセンサ装置１１３は、これらの接触要素２０３Ａによって分析デバイス２００に好ましくは電気接続され、又は電気接続可能である。
【０１４７】
分析システム１又は分析デバイス２００は、カートリッジ１００を温度制御するためのものであり、及び／又は特に加熱及び／又は冷却のためのカートリッジ１００に対する熱効果を有する１又は２以上の温度制御装置を好ましくは含み、温度制御装置は（各々）、加熱抵抗器又はペルチェ素子を好ましくは含む又はこれらによって形成される。
【０１４８】
個々の温度制御装置、これらの装置の一部、又はこれらの装置の全ては、好ましくは、カートリッジ１００、本体１０１、カバー１０２、センサ配置、センサ装置１１３、及び／又は個々のキャビティに当接するように配置する又は当接させることができ、これらに熱結合することができ、これらの中に組み込むことができ、及び／又は特に分析デバイス２００によって作動させる又は電気的に制御することができる。図示の例では、特に温度制御装置２０４Ａ〜２０４Ｃが設けられる。
【０１４９】
好ましくは、以下では反応温度制御装置２０４Ａと呼ぶ温度制御装置２０４Ａは、反応キャビティ１０９Ａ〜１０９Ｃのうちの１又は複数の反応キャビティ１０９Ａ〜１０９Ｃに、特に、これらの内部で１又は２以上の増幅反応を実施することができるように割り当てられる。
【０１５０】
これらの反応キャビティ１０９Ａ〜１０９Ｃは、特に１つの共通反応温度制御装置２０４Ａ又は２つの反応温度制御装置２０４Ａを用いて、好ましくは、同時に及び／又は均一に温度制御される。
【０１５１】
更に特に好ましくは、１又は複数の反応キャビティ１０９は、好ましくは、２つの異なる側から及び／又は反対側に配置された２つの又は当該反応温度制御装置２０４Ａを用いて温度制御することができる。
【０１５２】
これに代えて、各反応キャビティ１０９Ａ〜１０９Ｃを独立に及び／又は個々に温度制御することができる。
【０１５３】
以下では中間温度制御装置２０４Ｂと呼ぶ温度制御装置２０４Ｂは、好ましくは、中間温度制御キャビティ１１０に割り当てられ、及び／又は中間温度制御キャビティ１１０及び／又はその中にある流体、特に増幅生成物を予熱温度まで（能動的に）温度制御又は加熱するように設計される。
【０１５４】
中間温度制御キャビティ１１０及び／又は中間温度制御装置２０４Ｂは、特に、センサ配置又はセンサ装置１１３に供給される流体、特に検体Ａ及び／又は増幅生成物を特に好ましくはこれらの流体が供給される直前に望ましい方式で温度制御又は予熱することができるように、センサ配置又はセンサ装置１１３の上流又は（直）前に好ましくは配置される。
【０１５５】
特に好ましくは、中間温度制御キャビティ１１０又は中間温度制御装置２０４Ｂは、サンプルＰ、検体Ａ、及び／又は生成された増幅生成物Ｖを変性させるいずれかの二重鎖の検体Ａ又は増幅生成物を単鎖に分割し、及び／又は特に熱の追加による増幅生成物Ｖの時期尚早の結合又はハイブリダイゼーションを食い止めるように設計される又は設けられる。
【０１５６】
好ましくは、分析システム１、分析デバイス２００、及び／又はカートリッジ１００、及び／又は１又は２以上の各温度制御装置は、特に、温度を制御及び／又はフィードバック制御することを可能にするために温度検出器及び／又は温度センサ（図示せず）を含む。
【０１５７】
１又は２以上の温度センサは、例えば、センサ部分１１６及び／又は個々のチャネル部分又はキャビティに割り当てることができ、すなわち、これらに熱結合することができる。
【０１５８】
以下でセンサ温度制御装置２０４Ｃと呼ぶ温度制御装置２０４Ｃは、特にセンサ装置１１３に割り当てられ、及び／又はセンサ配置又はセンサ装置１１３内又は上の流体、特に検体Ａ、及び／又は増幅生成物又は試薬などを好ましくはハイブリダイゼーション温度まで望ましい方式で（能動的に）温度制御又は加熱するように設計される。
【０１５９】
センサ温度制御装置２０４Ｃは好ましくは平面であり、及び／又は接触面であり、好ましくは矩形であり、及び／又はセンサ配置又はセンサ装置１１３の寸法に対応し、センサ温度制御装置２０４Ｃとセンサ装置１１３の間の熱伝達を可能にする接触面を有する。
【０１６０】
好ましくは、分析デバイス２００はセンサ温度制御装置２０４Ｃを含む。しかし、センサ温度制御装置２０４Ｃがカートリッジ１００、特にセンサ配置又はセンサ装置１１３内に組み込まれる他の構造ソリューションも可能である。
【０１６１】
特に好ましくは、接続装置２０３は、センサ温度制御装置２０４Ｃを含む及び／又は接続装置２０３をセンサ温度制御装置２０４Ｃと合わせてカートリッジ１００、特にセンサ配置又はセンサ装置１１３に接続する、特に押圧することができる。
【０１６２】
更に特に好ましくは、分析デバイス２００をカートリッジ１００、特にセンサ配置又はセンサ装置１１３又はその支持体１１３Ｄに好ましくは電気結合し、それと共に熱結合するために、接続装置２０３とセンサ温度制御装置２０４Ｃとを（合わせて）カートリッジ１００、特にセンサ配置又はセンサ装置１１３に向けて及び／又はそれに対して移動することができ、及び／又はこのカートリッジに接するように配置することができる。
【０１６３】
好ましくは、センサ温度制御装置２０４Ｃは、接続装置２０３又はその支持体上で中心に配置される及び／又は接触要素２０３Ａの間に配置される。
【０１６４】
特に、接触要素２０３Ａは、接続装置２０３がセンサ装置１１３に中心で熱的にそして外側又は縁部領域内で電気的に好ましくは接続される又は接続可能であるように、接続装置２０３又はその支持体の縁部領域内又はセンサ温度制御装置２０４Ｃの周りに配置される。しかし、この場合に、他のソリューションも可能である。
【０１６５】
分析システム１又は分析デバイス２００は、好ましくは、バルブ１１５Ａ、１１５Ｂを作動するための１又は２以上のバルブアクチュエータ２０５Ａ、２０５Ｂを含む。特に好ましくは、様々な（タイプ又は群の）バルブ１１５Ａ及び１１５Ｂの各々をそれぞれ作動するために、これらのバルブに割り当てられた様々な（タイプ又は群の）バルブアクチュエータ２０５Ａ及び２０５Ｂが設けられる。
【０１６６】
分析システム１又は分析デバイス２００は、検査又はアッセイのシーケンスを制御するための及び／又は特にセンサ装置１１３から及び／又は検査結果及び／又は他のデータ又は値から測定値を収集、評価、及び／又は出力又は供給するための制御装置２０７を好ましくは含む。
【０１６７】
制御装置２０７は、検査のシーケンスを制御する又はそれを可能にし、及び／又は時間的に互いに続く又は長時間にわたって続く検査段階を制御装置２０７によって制御する又はそれを可能にする内部クロック又は時間基準を好ましくは含む。
【０１６８】
制御装置２０７は、検査を実行するためにカートリッジ１００に対して作用するように分析デバイス２００のアクチュエータを制御するように設計される。アクチュエータは、特に、ポンプドライブ２０２、温度制御装置、及び／又はバルブアクチュエータ２０５Ａ、２０５Ｂである。
【０１６９】
分析システム１又は分析デバイス２００は、好ましくは、１又は２以上のセンサ２０６Ａ〜２０６Ｈを含む。
【０１７０】
独立に実施することもできる本発明の一態様では、１又は２以上の流体センサ２０６Ａは、流体システム１０３内で液体前面ＰＦ１、ＰＦ２、及び／又は流体の流れを検出するように設計される、設けられる、又は意図される。
【０１７１】
特に好ましくは、流体センサ２０６Ａは、チャネル及び／又はキャビティ内、特に、流体システム１０３の特に平面チャネル部分及び／又は拡幅チャネル部分によって形成されたそれぞれ割り当てられたセンサ部分１１６内の流体の液体前面ＰＦ１、ＰＦ２、及び／又はその存在、速度、質量流量／容積流量、温度、及び／又は別の値を例えば光学的及び／又は容量的に測定又は検出するように設計される。
【０１７２】
１又は複数の流体センサ２０６Ａは、センサ部分１１６に流入する又はそこを流出する流体又は液体、及び／又はセンサ部分１１６内の内容物の変化又は流体の変化を好ましくは測定し、この処理においてセンサ部分１１６に流入する流体、そこを流出する流体、内容物変化、及び／又は流体変化に対応する測定結果７０６Ａを生成する。
【０１７３】
流体センサ２０６Ａからのこの測定結果７０６Ａは、制御装置２０７が検索し、及び／又は制御装置２０７に送信することができる。制御装置２０７は、流体センサ２０６Ａからの測定結果７０６Ａを好ましくは使用又は考慮して検査及び／又はアクチュエータを制御する又は制御するように設計される。しかし、測定結果２０６Ａに基づいて検査を制御する異なるソリューションが可能である。
【０１７４】
特に、センサ部分１１６内で内容物変化、流入流体、流出流体、及び／又は体液変化が検出された時に、特に液体前面ＰＦ１、ＰＦ２が検出された時に、制御装置２０７は、プログラムシーケンスに影響を及ぼす。この場合に、例えば、特にアクチュエータを特定の及び／又は異なる方式で作動することによって制御を実施することができ、又は検査のその後の段階を制御することができる。
【０１７５】
特に好ましくは、センサ部分１１６の各々は、特に、液体を正確に検出することを可能に又は容易にするために、カートリッジ１００の作動位置で流体がセンサ部分１１６を垂直方向に及び／又は下部から上部又はその逆方向に通って流れるように向けられる及び／又は流体システム１０３内に組み込まれ、及び／又は流体は、そのようにセンサ部分１１６に対して又はそこを通って流れる。
【０１７６】
これに代えて又はこれに加えて、分析デバイス２００は、測定結果７０６Ｂ〜７０６Ｈを好ましくは生成する又は生成するように設計された（異なる、他の、及び／又は更に別の）センサ２０６Ｂ〜２０６Ｈを好ましくは含む。
【０１７７】
センサ２０６Ｂは、（相対）空気圧を決定するための圧力センサとすることができる。
【０１７８】
これに代えて又はこれに加えて、内部温度及び／又は分析デバイス２００の内部空間２１２Ａ内の温度、特に内部空間２１２Ａ内の雰囲気の温度を検出するために１又は２以上の温度センサ２０６Ｃが設けられる。
【０１７９】
これに代えて又はこれに加えて、周囲温度、分析デバイス２００を取り囲む雰囲気の温度、及び／又は温度制御装置のうちの１又は２以上のものの温度を検出するために１又は２以上の温度センサ２０６Ｃが設けられる。
【０１８０】
分析デバイス２００は、それ自体及び／又はカートリッジ１００の傾き及び／又は向きを検出するための傾斜センサ２０６Ｄを好ましくは含む。
【０１８１】
分析デバイス２００は、加速度センサ２０６Ｅを含むことができる。加速度センサ２０６Ｅは、好ましくは、分析デバイス２００の加速度、特に作動位置に対して垂直及び／又は水平の方向の加速度を決定するように設計される。
【０１８２】
分析デバイス２００は、内部空間２１２Ａの内側又は内部、及び／又は分析デバイス２００の外側の雰囲気の（相対）雰囲気湿度及び／又は露点を決定するための湿度センサ２０６Ｆを含むことができる。
【０１８３】
分析デバイス２００は、位置又は場所を例えばＧＰＳセンサを用いて決定するための位置センサ２０６Ｇを含むことができる。位置センサ２０６Ｇは、好ましくは、空間内、特に地球の表面上での分析デバイスの場所、及び／又は分析デバイス２００の地理的位置、場所、及び／又は座標を出力するように設計される。
【０１８４】
分析デバイス２００は、それ自体内の又はそれ自体に対するカートリッジ１００の位置又は位置合わせを決定又は検査するためのカートリッジセンサ２０６Ｈを含むことができる。
【０１８５】
制御装置２０７は、センサ２０６Ａ〜２０６Ｈからの測定結果７０６Ａ〜７０６Ｈのうちの１又は２以上を好ましくは使用又は考慮して検査及び／又はアクチュエータを好ましくは制御する又は制御するように設計される。この場合に、制御装置２０７は、検査を実施するためにアクチュエータがカートリッジ１００に対して作用するようにアクチュエータを好ましくは制御又はフィードバック制御する。特に、制御装置２０７は、センサ２０６Ａ〜２０６Ｈのうちの１又は２以上からの測定値７０６Ａ〜７０６Ｈを考慮して又はこれらに依存してポンプドライブ２０２、温度制御装置２０４、及び／又はバルブアクチュエータ２０５を制御する。
【０１８６】
流体の流れは、特に、相応にポンプ又はポンプ装置１１２を作動し、更にバルブ１１５Ａ、１１５Ｂを作動することによって制御される。特に好ましくは、ポンプドライブ２０２は、ステッパモータ又は少なくとも原理的に適切な起動によって望ましい計量をもたらすことができるように別の方法で較正されたドライブを含む。
【０１８７】
これに加えて又はこれに代えて、ポンプ又はポンプ装置１１２を相応に制御し、バルブ１１５Ａ、１１５Ｂを相応に作動することによって望ましいシーケンス及び望ましい計量をもたらすために、流体センサ２０６Ａを特に割り当てセンサ部分１１６と協働するように使用して液体前面ＰＦ１、ＰＦ２又は流体の流れが検出される。
【０１８８】
任意的に、分析システム１又は分析デバイス２００は、キーボード又はタッチ画面のような入力装置２０８、及び／又は画面のような表示装置２０９を含む。
【０１８９】
分析システム１又は分析デバイス２００は、好ましくは、例えば測定データ又は検査結果を制御、通信、及び／又は出力するための及び／又はプリンタ又は外部電源のような他のデバイスにリンクするための少なくとも１つのインタフェース２１０を含む。このインタフェースは、特に有線又は無線のインタフェース２１０とすることができる。
【０１９０】
分析システム１又は分析デバイス２００は、好ましくは、電源２１１、好ましくは、特に組み込まれた及び／又は外部接続した又は外部接続可能なバッテリ又は蓄電池を含む。好ましくは、組み込み蓄電池は、電源２１１として設けられ、接続２１１Ａを通して外部充電デバイス（図示せず）によって（再）充電される及び／又は交換可能である。
【０１９１】
分析システム１又は分析デバイス２００は、全ての構成要素及び／又は装置の一部又は全てが好ましくは組み込まれたハウジング２１２を好ましくは含む。特に好ましくは、特に閉じることができるスロットのような開口部２１３を通してカートリッジ１００をハウジング２１２内に挿入又は滑入することができ、及び／又は分析デバイス２００が受け入れることができる。
【０１９２】
分析システム１又は分析デバイス２００は、好ましくは、携帯可能又は移動可能である。特に好ましくは、分析デバイス２００は、２５ｋｇよりも軽量又は２０ｋｇであり、特に好ましくは、１５ｋｇよりも軽量又は１０ｋｇであり、特に９ｋｇよりも軽量又は６ｋｇである。
【０１９３】
以下では、カートリッジ１００と分析デバイス２００の間の流体結合、特に空圧結合をより詳細に説明することにし、以下の態様は、上述の態様とは独立に実施することができる。
【０１９４】
上述のように、分析デバイス２００は、好ましくは、カートリッジ１００、特にセンサ配置又はセンサ装置１１３、及び／又はポンプ装置１１２に空圧接続することができる。
【０１９５】
特に好ましくは、分析デバイス２００は、カートリッジ１００、特にセンサ配置又はセンサ装置１１３、及び／又はポンプ装置１１２に作動媒体、特にガス又は空気を供給するように設計される。
【０１９６】
好ましくは、作動媒体は、分析デバイス２００内で又はそれを用いて圧縮及び／又は加圧することができる。
【０１９７】
好ましくは、分析デバイス２００は、この目的のために、作動媒体を好ましくは圧縮及び／又は加圧するために加圧ガス供給装置２１４、特に圧力発生器又は圧縮器を含む。
【０１９８】
加圧ガス供給装置２１４は、好ましくは、分析デバイス２００又はハウジング２１２内に組み込まれる及び／又は制御装置２０７を用いて制御又はフィードバック制御することができる。加圧ガス供給装置２１４は、少なくとも部分的にカートリッジ１００上に又はそれによって形成することができる。
【０１９９】
好ましくは、加圧ガス供給装置２１４は電気的に作動され、又は電力によって作動させることができる。特に、加圧ガス供給装置２１４には、電源２１１を用いて電力を供給することができる。
【０２００】
分析デバイス２００又は加圧ガス供給装置２１４は、好ましくは、１００ｋＰａよりも高く、特に好ましくは、１５０ｋＰａよりも高く又は２５０ｋＰａ、特に３００ｋＰａよりも高く又は３５０ｋＰａ、及び／又は１ＭＰａよりも低く、特に好ましくは、９００ｋＰａよりも低く又は８００ｋＰａ、特に７００ｋＰａよりも低い圧力まで作動媒体を圧縮し、及び／又はこの媒体を当該圧力でカートリッジ１００に供給するように設計される。
【０２０１】
好ましくは、分析デバイス２００又は加圧ガス供給装置２１４を用いて特に周囲から空気を作動媒体として吸い込むことができる。特に、分析デバイス２００又は加圧ガス供給装置２１４は、周囲を作動媒体又は空気に対するリザーバとして使用するように設計される。しかし、他のソリューション、特に、分析デバイス２００又は加圧ガス供給装置２１４が、作動媒体を含むタンク又は容器のような好ましくは閉じた又は境界が定められたリザーバを含む及び／又はそれに接続される又は接続可能であるものも可能である。
【０２０２】
好ましくは、分析デバイス２００又は加圧ガス供給装置２１４は入口を含み、作動媒体は、特に、入口を通して加圧ガス供給装置２１４内に引き込む及び／又は流し込むことができる。
【０２０３】
好ましくは、分析デバイス２００又は加圧ガス供給装置２１４はフィルタを含み、フィルタは、好ましくは、入口内に組み込まれ、好ましくは、フィルタを用いて作動媒体をフィルタリングすることが可能であり、及び／又は好ましくはフィルタを用いて作動媒体から粒子を分離することが可能である。
【０２０４】
フィルタは、好ましくは、マイクロフィルタ又は微粒子空気フィルタとして設計される。好ましくは、フィルタを用いて１０μｍよりも大きく、特に好ましくは、８μｍよりも大きく又は９μｍ、特に６μｍよりも大きく又は７μｍ、更に特に好ましくは、４μｍよりも大きく又は５μｍの粒径を有する粒子を分離することができ、粒径は、好ましくは、それぞれの粒子の最大直径又は平均直径である。これは、作動媒体を搬送するカートリッジ内のチャネル又はラインが汚染又は塞がれないこと、及び／又は望ましくない圧力損失が発生しないことを保証する。
【０２０５】
分析デバイス２００又は加圧ガス供給装置２１４は、好ましくは、特にそれ自体をカートリッジ１００に空圧接続するための接続要素２１４Ａを含む。
【０２０６】
図３は、カートリッジ１００を受け入れ、その後に、受け入れたカートリッジ１００を用いて検査を実行するための分析デバイス２００と、分析デバイス２００に対する作動器具４００とを含む特に生体サンプルＰを検査するための提案する分析システム１の概略図である。
【０２０７】
作動器具４００は、好ましくは、分析デバイス２００を制御するように設計される。これに代えて又はこれに加えて、作動器具４００は、分析デバイス２００から情報、特に測定値のような（測定）結果を受信又は検索することができる。特に、作動器具４００は、スマート電話又はタブレットのようなモバイル端末デバイスである。
【０２０８】
作動器具４００は、好ましくは、分析デバイス２００から物理的に分離されるように実施され、又は設けられる。好ましくは、作動器具４００は、分析デバイス２００から物理的に及び／又はデータ接続に関して好ましくは分離及び／又は切断することができる。
【０２０９】
作動器具４００は、好ましくは、分析デバイス２００に無線接続することができる。これは、分析デバイス２００と作動器具４００の間にデータ接続ＤＶＡを確立することができる。しかし、データ接続ＤＶＡは、原理的には別の方式、例えば、有線で確立することができる。
【０２１０】
作動器具４００が分析デバイス２００から分離又は切断された時でさえも、特に評価を実施するために又は他の目的に対して作動可能であることが好ましい。これに代えて又はこれに加えて、分析デバイス２００も、作動器具４００から分離又は切断された時に検査を続けるように作動可能である。
【０２１１】
特に好ましくは、作動器具４００は、データ接続ＤＶＡ、ＤＶＤを確立するためのインタフェース４３０を含む。インタフェース４３０及び／又は作動器具４００は、特に、分析デバイス２００への好ましくは無線のデータ接続ＤＶＡを確立するように設計された分析デバイスインタフェース４３１と呼ぶもことを含む。このインタフェースは、例えば、無線インタフェース、ＷＰＡＮインタフェース、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）インタフェース、及び／又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）モジュールなどとすることができる。
【０２１２】
分析デバイス２００のインタフェース２１０は、好ましくは、特に作動器具４００と分析デバイス２００の間のデータ接続ＤＶＡを確立することができるように作動器具４００のインタフェース４３０及び／又は分析デバイスインタフェース４３１に対応する。分析デバイス２００のインタフェース２１０と分析デバイスインタフェース４３１は、好ましくは、同じデータ送信方法及び／又は無線送信方法又は無線規格、特に、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＮＦＣ、又はＺｉｇｂｅｅ（登録商標）のようなＷＬＡＮ方法又はＷＰＡＮ方法をサポートする。
【０２１３】
特に好ましくは、分析デバイス２００のインタフェース２１０と分析デバイスインタフェース４３１は、アドホック接続として公知であるものを可能又は容易にする。この場合に、データ接続ＤＶＡは、好ましくは、デバイス、すなわち、作動器具４００と分析デバイス２００とが互いに定められた範囲にある時に自動的に確立される。
【０２１４】
検査を制御するために、制御を受ける分析デバイス２００とそれを制御する作動器具４００の間に厳密に１つのデータ接続ＤＶＡを設けること、及び／又は制御情報５１０が受信及び／又は受け入れられる又は受け入れ可能及び／又は受信可能であること、及び／又は測定結果７１３が、制御を受ける分析デバイス２００とそれを制御する作動器具４００の間の厳密に１つのデータ接続ＤＶＡによってのみ送信される又は送信可能であることが好ましい。
【０２１５】
分析システム１は、好ましくは、データベース５００を更に含み、又はデータベース５００が、分析システム１に割り当てられる。好ましくは、データベース５００は、作動器具４００及び／又は分析デバイス２００から物理的に分離されるように実施される又は設けられる外部データベース５００である。しかし、原理的には、データベース５００を特に作動器具４００に直接にリンクすることができるように設ける又は実施すること、又は作動器具４００によって設ける又は実施することも不可能ではない。
【０２１６】
作動器具４００は、データ接続ＤＶＤを通してデータベース５００にアクセス可能である。この目的のために、作動器具４００及び／又はインタフェース４３０は、データベース５００に特にネットワークＮを通してアクセスすることを可能にするデータベースインタフェース４３２を含むことができる。ネットワークＮは、インターネット又は別のデータネットワークとすることができる。作動器具４００は、データベース５００に無線インタフェース、特にＷＬＡＮ、ＷＰＡＮ、又はモバイル通信などを通してデータ接続ＤＶＤを確立することができることも好ましい。しかし、ここで原理的には他のソリューションも可能である。
【０２１７】
分析システム１、特にデータベース５００は、検査を実施するために分析デバイス２００を制御することを可能にする制御情報５１０を好ましくは含む。
【０２１８】
制御情報５１０は、サンプルＰがカートリッジ１００内で検査されるような特定の方式での分析デバイス２００のアクチュエータの作動を好ましくは定める。特に、検査を実施するためのアクチュエータは、カートリッジ１００及び／又はサンプルＰに対して作用するように制御情報５１０を用いて制御することができる又は制御される。これらのアクチュエータは、特にポンプドライブ２０２、１又は２以上の温度制御装置２０４、及び／又は１又は２以上のバルブアクチュエータ２０５である。制御情報５１０は、上述のサンプルＰを検査する方法の１又は２以上の段階を実施するためのパラメータ及び／又は命令を含む。
【０２１９】
これに代えて又はこれに加えて、制御情報５１０は、検査を実行するための実行情報５１１、特に、様々なアクチュエータを制御するためのシーケンスを含む。実行情報５１１は、制御情報５１０から分離することができ、データベース５００に格納することができ、及び／又は分析デバイス２００及び／又は作動器具４００に送信することができる。
【０２２０】
好ましくは、分析システム１は、データベース５００に格納することができる及び／又はデータベース５００から検索することができる較正情報５２０を含む。較正情報５２０は、好ましくは、特に、特定のカートリッジ１００、特定のカートリッジ１００のカートリッジバッチ、及び／又は特定の検査に依存してサンプルＰの検査に影響を及ぼす機能を有する。
【０２２１】
較正情報５２０は、特に、カートリッジ１００のセンサ装置１１３のようなセンサ、分析デバイス２００のセンサ２０６Ａ〜２０６Ｈのうちの１又は２以上、及び／又はアクチュエータのうちの１又は２以上に関するデフォルト設定又は基本設定、パラメータ、及び／又は閾値である。
【０２２２】
較正情報５２０は、検査を実行するために制御情報５１０に加えて使用することができ、較正情報５２０は、好ましくは、制御情報５１０に影響を及ぼす又はそれを指定する。較正情報５２０は、以下で明示的に述べない場合であっても、制御情報５１０又はその一部とすることができる又はそれを形成することができる。
【０２２３】
分析デバイス２００は、制御情報５１０の一部を形成することができる又は別個に与えることができる較正情報５２０によって較正及び／又は構成することができる。この目的のために、較正情報５２０は、作動器具４００を用いて決定、検索、及び／又は分析デバイス２００に送信することができる。
【０２２４】
一例では、流体センサ２０６Ａの設定及び／又は評価に影響を及ぼす流体センサ較正情報５２１が与えられる。流体センサ較正情報５２１は、実施される検査、検査のフェーズ、及び／又は検査シーケンス中に予想される流体センサ２０６Ａ上のセンサ部分１１６内の内容物の変化に好ましくは依存し、及び／又はこれらに依存する様々な仕様を含む。
【０２２５】
これに代えて又はこれに加えて、センサ傾斜較正情報５２４、好ましくは、１又は２以上の閾値５２５、特に、超えられた場合に検査の開始を阻止するための開始閾値５２６、及び／又は超えられた場合に検査を中断するための及び／又は誤差を処理するための中断閾値５２７を与えることができる。
【０２２６】
これに代えて又はこれに加えて、センサ配置１１３又はセンサ装置１１３の特性を設定する又は設定することを可能にするセンサ配置較正情報５２８を与えることができる。特に、センサ配置較正情報５２８は、分析デバイス２００によってセンサ配置１１３又はセンサ装置１１３に送信される又は送信することができるものとし、センサ配置１１３又はセンサ装置は、センサ配置較正情報５２８を考慮して測定を実施する又はそうするように設計される。
【０２２７】
提案する分析システム１は、好ましくは、データベース５００に格納された及び／又はデータベース５００から検索可能である又は検索することができる評価情報５３０を含む。評価情報５３０は、好ましくは、カートリッジ１００、特にセンサ装置１１３から発する測定結果７１３を解釈することができるように設計される。
【０２２８】
制御情報５１０及び／又は評価情報５３０は、好ましくは、アルゴリズムの形態にあり、及び／又は好ましくはプロセッサ又はコントローラ上で又はこれらを用いて処理を制御する命令を特に含む。命令は、好ましくは、分析デバイス２００及び／又は作動器具４００によって実施することができる又は実施されるモジュールを形成し、その結果、分析デバイス２００及び／又は作動器具４００の挙動を変更することができる又はそのような挙動が変更される。
【０２２９】
命令は、特に指令、機械コード、事前コンパイルされたソースコード、又はソースコードである。命令は、モジュール様のソフトウエアコンポーネント、特に接続を好ましくは形成する。命令は、作動器具４００及び／又は分析デバイス２００のモジュールを形成及び／又は置換するように設計することができる。この目的のために、制御情報５１０及び／又は評価情報５３０は、制御装置２０７及び／又は評価モジュール４４０による作動器具４００の結合又は実施のための（ソフトウエア）インタフェースを含むことができる。
【０２３０】
制御情報５１０は、好ましくは、ソフトウエアに関して交換することができる制御装置２０７のモジュールを特に好ましくは含む又は形成する。このモジュールは、特に、分析デバイス２００及び／又は制御装置２０７によって実行されるコンピュータプログラム又はコンピュータプログラム製品の形態にある検査を制御するための命令、例えば、論理部指令又はループなどを好ましくは含む。制御情報５１０は、特にプラグインとして制御装置２０７の交換可能部分とする又はそれを形成することができる。
【０２３１】
評価モジュール４４０は作動器具４００によって好ましくは形成され、又は作動器具４００が評価モジュール４４０を含む。評価モジュール４４０により、センサ装置１１３から読み出された測定結果７１３は、評価情報５３０を好ましくは用いて評価され、及び／又は評価モジュール４４０はこれを行うように設計される。
【０２３２】
評価情報５３０は、好ましくは、ソフトウエアに関して交換することができる評価装置４４０のモジュールを特に好ましくは含む又は形成する。このモジュールは、特に、作動器具４００及び／又は評価モジュール４４０によって実行されるコンピュータプログラム又はコンピュータプログラム製品の形態にある測定結果７１３の評価を制御するための命令、例えば、論理部指令又はループなどを好ましくは含む。評価情報５３０は、特にプラグインとして評価モジュール４４０の交換可能部分とする又はそれを形成することができる。
【０２３３】
これに代えて又はこれに加えて、命令は、制御装置２０７及び／又は評価モジュール４４０を構成するためのパラメータを含むことができる。これらのパラメータは、好ましくは、命令に加えて、例えば、分析デバイス２００に対して較正情報５２０の形態で又はそれを含んで与えられる。しかし、これに代えて、制御情報５１０及び／又は評価情報５３０は、制御及び／又は評価のためのパラメータ及び／又は他の情報のみを含む場合がある。
【０２３４】
データベース５００は、結果を内部に格納及び／又は保存することができる結果メモリ５５０を好ましくは含む。
【０２３５】
本発明の意味では、「データベース」という用語は、好ましくは広義の意味で理解しなければならず、特にマルチパートデータベースも含む。従って、原理的には、データベース５００は、異なる物理的ユニット内又は異なる場所に設けることができ、及び／又は複数のサブデータベースで構成することができる。
【０２３６】
作動器具４００は、データ接続に関して及び／又は物理的に分析デバイス２００から好ましくは分離及び／又は切断することができる。この目的のために、最初にデータ接続ＤＶＡを確立することによって分析デバイス２００を作動器具４００に接続することができる。
【０２３７】
検査及び／又は分析デバイス２００を制御するために、作動器具４００は、データベース５００から制御情報５１０を検索し、これらの情報を変更なしの又は変更を加えた形態で分析デバイス２００に送信することができる。
【０２３８】
作動器具４００は、サンプルＰが検査されている間にカートリッジ１００のセンサ装置１１３が好ましくは生成することができる測定結果７１３を評価するように好ましくは設計される。この目的のために、カートリッジ１００のセンサ装置１１３から発することができる及び／又は分析デバイス２００から作動器具４００に送信することができる測定結果７１３は、作動器具４００内で評価される又は評価することができるものとする。この目的のために、作動器具４００は、データベース５００から評価情報５３０を検索又は受信し、この評価情報５３０を用いて測定結果７１３を特に作動器具４００の評価モジュール４４０内で評価することができる。
【０２３９】
作動器具４００は、好ましくはメモリ４５０を含む。メモリ４５０は、制御情報５１０、較正情報５２０、及び／又は評価情報５３０を少なくとも一時的に格納するのに使用することができ、又は作動器具４００及びメモリ４５０は、これを行うように設計することができる。これに代えて又はこれに加えて、作動器具４００によって測定結果７１３から生成される又は生成することができる評価結果７４０は、メモリ４５０に格納することができる。
【０２４０】
一例では、作動器具４００は、出力装置４１０、好ましくは、特にタッチ感知性の画面又はディスプレイ４１１、及び／又はスピーカ４１２を含む。これに代えて又はこれに加えて、作動器具４００は、入力装置４２０、特に、カメラ４２１、タッチパッド４２２、マイクロフォン４２３、及び／又はキーボード４２４を含む。
【０２４１】
作動器具４００は、好ましくは、出力装置４１０、特に画面又はディスプレイ４１１を通して作動インタフェース又はユーザインタフェース上に表示するか、又は検査及び／又は分析デバイス２００を制御するための作動要素を別途提供するか、及び／又は検査に関するステータス又は他の情報を出力するように設計される。これに代えて又はこれに加えて、入力装置４２０によって指令を受け入れることができ、それを用いて作動器具４００は、サンプルＰの検査をこれらの指令に対応する方式で開始、構成、及び／又は制御する。
【０２４２】
好ましくは、分析デバイス２００への指令及び／又は情報の送信は、入力装置４２０を通じてトリガされる又は入力装置４２０によってトリガすることができる。
【０２４３】
特に、作動器具４００から分析デバイス２００への制御情報５１０の送信は、入力装置４２０によって開始又は制御することができる。これに代えて又はこれに加えて、カートリッジ１００を受け入れるために及び／又は検査を開始するために、入力装置４２０を通して受け入れられた制御情報５１０及び／又は指令を好ましくは用いて分析デバイス２００を制御することができる。
【０２４４】
作動器具４００は、カートリッジ１００を受け入れる又は放出するための制御情報５１０を分析デバイス２００に送信するように好ましくは設計される。この場合に、カートリッジ１００は、特に、作動器具４００が分析デバイス２００に接続されている時にのみ挿入することができ、その後に、作動器具４００は、カートリッジ１００を検証することができ、それを放出することができ、又は不適合性のようなエラーが検出された場合に検査を阻止することができる。
【０２４５】
これに代えて又はこれに加えて、作動器具４００は、検査を開始するための制御情報５１０を分析デバイス２００に送信するように設計される。この場合に、検査は、作動器具４００から発する指令によってのみ好ましくは開始される。分析デバイス２００自体は、開始指令を生成するための又は検査を開始するためのユーザインタフェースを好ましくは含まない。このタスクは、好ましくは、作動器具４００に対して予定される。
【０２４６】
カートリッジ１００は、好ましくは、それに及び／又はそれが関係するバッチに対応する少なくとも１つのカートリッジ識別子１００Ｃを含む。
【０２４７】
カートリッジ識別子１００Ｃは、特に関連するカートリッジ１００に独特のものであり、特に一意的であり、及び／又はカートリッジ１００を一意的に識別するように設計された１つの情報である例えば関連するカートリッジ１００に割り当てられて当該カートリッジを好ましくは独特な方式で識別することを可能にする識別コードである。
【０２４８】
これに代えて又はこれに加えて、カートリッジ識別子１００Ｃは、カートリッジ１００を生産サイクル及び／又は特定のカートリッジ１００のバッチに割り当てることを可能にする。バッチは、好ましくは、カートリッジ１００が同じ連続生産サイクル内で生産されること、及び／又は同じ構成要素、特に同じセンサ装置１１３及び／又は同じ試薬などを有するように生産されることで特徴付けられる。好ましくは、例えば、生産期間又は使用される出発原料のバッチなどに関して互いに異なる可能性がある好ましくは複数のバッチが存在する。
【０２４９】
カートリッジ識別子１００Ｃは、カートリッジ１００のメモリ手段１００Ｄに格納及び／又は保存することができる。メモリ手段１００Ｄは、センサ装置１１３内に設けられた、センサ装置１１３に接続された、又はセンサ装置１１３に割り当てられたバーコード１２４、ＮＦＣタグ、及び／又はメモリ、又はコードなどを格納するための別の装置とすることができる。
【０２５０】
カートリッジ識別子１００Ｃは、好ましくは、それぞれのカートリッジ１００に割り当てられる。特に、カートリッジ識別子１００Ｃは、カートリッジ１００によって形成される、それに接続される、及び／又はその上に配置される。
【０２５１】
分析システム１は、少なくとも１つのカートリッジ識別子１００Ｃを用いて各々を互いに区別することができる及び／又はバッチに割り当てられる複数のカートリッジ１００を含むことができる。
【０２５２】
これに代えて又はこれに加えて、同じカートリッジ１００は、各々がカートリッジ１００に対応する少なくとも２つのカートリッジ識別子１００Ｃを含むことができる。カートリッジ識別子１００Ｃは、異なる読み取り方法により、特に、光学的に、電波により、又は有線接続によるなどによって好ましくは読み取ることができる。
【０２５３】
それぞれのカートリッジ１００は、同じ又は対応するカートリッジ識別子１００Ｃを有する２つの異なるメモリ手段１００Ｄを含むことができる。メモリ手段１００Ｄは、好ましくは、互いに独立している及び／又は互いに物理的に分離される。メモリ手段１００Ｄは、好ましくは、異なる方法で、特に、一方では電気及び／又は電子接続により、他方では特に光及び／又は無線によって読み取ることができる。
【０２５４】
図４は、流体センサ２０６Ａの概略図及びセンサ部分１１６の領域内のカートリッジ１００の流体システム１０３の詳細図である。しかし、流体センサ２０６Ａは、流体システム１０３、分析デバイス２００、及びカートリッジ１００とは独立に実現することができる。
【０２５５】
センサ部分１１６は、図２に例示するように、流体システム１０３のチャネル１１４の断面拡幅によって形成することができる。特に、その内径は、カートリッジ１００の本体１０１の延びの主平面の方向に及び／又はセンサ部分１１６に割り当てられてセンサ部分１１６の入口と出口とを接続する流れ方向に対して横の方向に隣接チャネルのものよりも大きいと規定することができる。これは、隣接チャネル１１４と比較して広く、従って、より高度な検出可能性を有する液体前面ＰＦ１、ＰＦ２を形成することを可能にする。
【０２５６】
センサ部分１１６は、好ましくは、流れの分離及び／又は乱流を防止するのに好ましくは連続的及び／又は一様な断面拡幅及び／又は断面減幅を有する（正確に）１つの入口及び（正確に）１つの出口を含む。しかし、内容物の変化、特に液体前面ＰＦ１、ＰＦ２の特に高度な検出可能性に起因して本説明の構成が好ましいが、原理的にはセンサ部分１１６の他の構成も考えられる。
【０２５７】
図４では、流体システム１０３は、センサ部分１１６内にガス、特に（調整された）空気などを含む。更に、カートリッジ１００の流体システム１０３内に搬入することができるサンプルＰ又は別の液体は、流体システム１０３内の他のポイントに位置付けられる。このポイントに関する詳細に関しては、図１及び図２の説明を参照されたい。
【０２５８】
流体システム１０３内の及び／又は搬入することができるサンプルＰ又は別の液体は、好ましくは、境界層又は前面又は液体前面ＰＦ１を好ましくは流体システム１０３内の雰囲気又は別の流体との境界を形成する層において含む又は形成する。液体前面ＰＦ１は、好ましくは、流れ方向及び／又はセンサ部分１１６の縦の延びに対して少なくとも実質的に横の方向に延びる。
【０２５９】
液体前面ＰＦ１は、流体システム１０３内及び／又はセンサ部分１１６内で液体前面ＰＦ１を形成するサンプルＰ又は流体を搬送することによって移動することができる。図４によって示す例では、破線に示す液体前面ＰＦ２によって示すように、液体前面ＰＦ１は、サンプルＰ又は別の流体を搬送することによってセンサ部分１１６内に流入し、この処理においてそれまでセンサ部分１１６内にあったガス又は別の流体を変位させる。
【０２６０】
センサ部分１１６の内容物は、この変位によって変化する。センサ部分１１６内のこの内容物変化は、次いで、流体センサ２０６Ａによって検出することができる。
【０２６１】
液体前面ＰＦ１、ＰＦ２がセンサ部分１１６内でそこを通って連続的に移動することに起因して、好ましくは、流体センサ２０６Ａを使用して連続内容物変化を決定及び評価することができる。
【０２６２】
流体センサ２０６Ａは、好ましくは、電気的に作動する。この目的のために、流体センサ２０６Ａは、好ましくは、センサ電極２１７を含み、センサ電極２１７は、カートリッジ１００が装填された時に、好ましくは、センサ電極２１７の電気特性がセンサ部分１１６の内容物による影響を受ける又は受けることができるように分析デバイス２００内でセンサ部分１１６に隣接するように配置される。特に、液体又はサンプルＰがセンサ部分１１６に到達したことを識別することができるように、雰囲気を変位させ、それをサンプルＰ又は液体で置換することによって電気特性を変化させる又は変化させることができる。
【０２６３】
特に好ましくは、流体センサ２０６Ａは容量的に作動する。この目的のために、センサ電極２１７は、好ましくは、板状又は板形の構成を有し、その平坦側がセンサ部分１１６に対面する。センサ電極２１７がセンサ部分１１６に隣接するように配置されることに起因して、電荷を吸収して蓄積するこのセンサ電極２１７の機能は、カートリッジ１００の誘電率、特に相対誘電率に依存し、従って、センサ部分１１６の内容物にも依存する。従って、流体センサ２０６Ａは、センサ部分１１６内の内容物変化をセンサ部分１１６の内容物の誘電率変化からもたらされるセンサ電極２１７のキャパシタンス変化に好ましくは間接的に基づいて検出する。
【０２６４】
センサ電極２１７は、１つのみ又は正確に１つの極、特に正確に１つのセンサ板を任意的に含む。これは、専用対電極を使用する必要はないことで有利である。これは、特に、複雑なシステム内の流体センサ２０６Ａの構成及び配置が簡素化される。しかし、対電極を使用することもでき、後に議論する一部の実施形態では好ましく、対電極を追加することができる（図示せず）のでこの実施形態と組み合わせることができる。
【０２６５】
センサ電極２１７は、好ましくは、センサ部分１１６の内容物の電気特性に依存する電気変数、特にキャパシタンスを測定するように設計され、この電気特性は、好ましくは、センサ電極２１７の電気特性に影響を及ぼし、従って、測定結果７０６Ａに影響を及ぼし、好ましくはそれを変化させる内容物の誘電率、特に相対誘電率である。
【０２６６】
しかし、これに代えて又はこれに加えて、流体センサ２０６Ａがセンサ部分１１６の内容物の導電率を測定することも可能である。センサ部分１１６の内容物の導電率変化は、例えば、電界及び／又は磁界をセンサ部分１１６の内容物の中に結合することによって決定することができる。導電率に依存して電流が誘導され、導電率に依存する方式で熱に変換され、それを流体センサ２０６Ａによって特に損失として測定することができる。しかし、主としてセンサ電極２１７のキャパシタンスの変化に基づいて機能する流体センサ２０６Ａが好ましい。
【０２６７】
これに代えて又はこれに加えて、原理的には、流体センサ２０６Ａは、誘導的に作動させることができ、センサ部分１１６内の内容物変化は、好ましくは、いわゆる渦電流損失によって決定される。ここでもまた、センサ電極２１７の電気特性変化は、好ましくは、センサ部分１１６の内容物、特に導電率に依存して決定される。この処理は、好ましくは、センサ部分１１６の内容物の異なる導電率が異なる程度の渦電流誘導機能及び／又は異なる渦電流損失をもたらすことを利用する。
【０２６８】
「渦電流損失」という用語は、好ましくは、渦電流が誘導される時にセンサ部分１１６の内容物の有限の導電率又は電気抵抗に起因してエネルギが熱エネルギに変換され、流体センサ２０６Ａによって電気エネルギ損失として測定することができるという効果を表す。
【０２６９】
流体センサ２０６Ａは、好ましくは、特に、カートリッジ１００のセンサ部分１１６内の内容物変化を検出するための及び／又はセンサ電極２１７からの信号又は測定結果７０６Ａを評価するための評価電子機器２１６を有する。
【０２７０】
センサ電極２１７は、好ましくは、センサ線２１８を用いて評価電子機器２１６に接続される。
【０２７１】
評価電子機器２１６は、好ましくは、測定配置２２３を含む。測定配置２２３は、センサ部分１１６の内容物、特にセンサ電極２１７のキャパシタンスによる影響を受けることができる電気特性を測定するように設計することができる。特に好ましくは、測定配置２２３は、後にセンサ電極２１７の検出された電気特性変化をより高い精度で評価又は解釈することができるようにこの変化を増幅するように設計される。
【０２７２】
評価電子機器２１６、特に測定配置２２３は、好ましくは、ゼロ点調節又はオフセット調節として公知のものを実施するように設計される。この場合にカートリッジ１００が分析システム２００内に装填されると、センサ電極２１７及びセンサ線２１８を含む又はこれらによって形成された配置の電気特性、特にキャパシタンスが初期状態で決定及び／又は補償される。特に、この電気特性又はキャパシタンスは、評価電子機器２１６内で対抗手段によって相殺され、及び／又はセンサ電極２１７のごく僅かな電気特性変化を決定及び／又は出力することを可能にするための基準とするゼロ点として使用される。
【０２７３】
評価電子機器２１６は、好ましくは、Ａ／Ｄコンバータ２２４とも呼ぶアナログ／デジタルコンバータ２２４を含む。Ａ／Ｄコンバータ２２４は、好ましくは、最初にアナログ形態で存在してセンサ電極２１７の電気特性変化に対応し、間接的にセンサ部分１１６内の内容物変化に対応する測定信号（測定結果７０６Ａ）をデジタル信号に変換する。しかし、原理的にはＡ／Ｄコンバータ２２４を除外することができ、アナログ信号を使用して評価を実施することができる。
【０２７４】
分析デバイス２００は、好ましくは、センサ電極２１７の電気特性変化を検出するための検出装置２２５を含む。図示の例では、検出装置２２５は、評価電子機器２１６によって形成される又は評価電子機器２１６が検出装置２２５を含む。しかし、原理的には、検出装置２２５は、評価電子機器２１６から分離されるように及び／又は制御装置２０７の一部であるように形成することができる。
【０２７５】
検出装置２２５は、好ましくは、センサ部分１１６内の内容物変化を検出するために測定結果７０６Ａを評価するように設計される。特に好ましくは、検出装置２２５は、測定結果７０６Ａの進行又はプロファイル又は測定結果７０６Ａに関する曲線を分析し、及び／又は測定結果７０６Ａ又はその変化を基準値と比較する。
【０２７６】
評価電子機器２１６は、検出装置２２５による評価結果を制御装置２０７に好ましくは制御インタフェース２２６を通じて転送する。制御装置２０７は、サンプルＰを搬送するために、サンプルを温度制御するために、カートリッジ１００内でサンプルをある一定の方法で伝達させるために、及び／又はサンプルを分析するためにセンサ部分１１６内で検出されている内容物変化に依存する方式で検査を制御し、特にアクチュエータを起動することができる。
【０２７７】
予想される又は検査シーケンスでの予想に合致する内容物変化、特にセンサ部分１１６内の内容物変化が検出され次第、検出装置２２５が信号を制御装置２０７に制御インタフェース２２６を通して送信することを特に好ましくは規定することができる。
【０２７８】
制御情報５１０及び／又は実行情報５１１は、信号が送信される及び／又は内容物変化が識別される事象に依存する特定の方式で検査を制御するように設計された条件情報５１１Ｃを含むことができる。
【０２７９】
独立に実施することもできる本発明の一態様では、検査シーケンスにおいて予想される測定結果７０６Ａに依存して検出装置２２５が構成される及び／又は構成が変更されることが規定される。特に、検出装置２２５は、測定結果をカートリッジ１００、実施される検査、及び／又は検査のフェーズに依存する方式で設定される又はすることができる及び／又は指定される又はすることができる基準値及び／又は閾値５２２と比較する。この設定及び／又は指定は、基準値及び／又は閾値５２２を予想される又は予想されることになる内容物変化に対して固定する、定める、又は適応させることを可能にする。
【０２８０】
特に、分析システム１は、複数の異なるカートリッジ１００を含む複数の異なるカートリッジ１００をサポートする及び／又は複数の異なる検査をサポートする。同じ又は異なる検査、検査フェーズ、及び／又は検査段階では、様々な物質、好ましくは液体、特にサンプルＰ、洗浄緩衝液、試薬などが流体システム１０３内で搬送され、これらの物質がセンサ部分１１６に到達した時にセンサ電極２１７の電気特性に異なる方法で、特に時として有意に時として小幅に影響を及ぼすとすることができる。この影響は、特に好ましくは、様々な基準値及び／又は閾値５２２を使用すること、又は基準値及び／又は閾値５２２を変更する又は適応させることによって検出装置２２５が考慮することができる。
【０２８１】
検査中に、例えば、サンプルＰ、洗浄緩衝液、試薬、ガスのような様々な物質がセンサ部分１１６に交替して及び／又は連続して到着する時に同じカートリッジ１００を使用して様々な内容物変化を発生させることができる。
【０２８２】
従って、検査中に、少なくとも２つ、好ましくは、少なくとも３つ又はそれよりも多くの異なる測定結果７０６Ａが予想される。その結果、好ましくは、センサ部分１１６内で予想される内容物変化の各々を確実に及び／又は改善された精度で検出することができるように基準値及び／又は閾値５２２を固定する、定める、及び／又は適応させることができる。これは、この場合に、原理的に流体センサ２０６Ａは、センサ部分１１６の内容物を決定することができると考えられるが、そうすることを意味するわけではなく、内容物変化の確実な検出を改善するためにセンサ電極２１６に関する感度、閾値などを適応させることができることを意味する。
【０２８３】
基準値及び／又は閾値５２２の代わりとして又はこれらに加えて、測定配置２２３の利得５２３を設定、指定、及び／又は変更することができ、それに対する基準及び手順が基準値及び／又は閾値５２２の指定及び／又は適応に対応することができ、従って、対応する説明を参照されたい。
【０２８４】
流体センサ較正情報５２１は、好ましくは、基準値及び／又は閾値５２２、利得５２３、及び／又は図１２から図１５を参照して後に議論するＡＣ電源２１６Ｂの振幅、周波数、周期長、負荷サイクル、及びパルス長のうちの１又は２以上を含む。
【０２８５】
流体センサ２０６Ａが可変利得、可変閾値、及び／又は可変ＡＣ電源２１６Ｂを有することは必須ではない。しかし、流体センサ２０６Ａが、好ましくは、特に流体センサ較正情報５２１を用いて構成／較正することができる少なくとも１つの可変構成要素を有することが好ましい。図３に関して上述したように、流体センサ較正情報５２１、特に、基準値及び／又は閾値５２２、利得５２３、及び／又はＡＣ電源２１６Ｂの振幅、周波数、周期長、負荷サイクル、及びパルス長のうちの１又は２以上は、検索される及び／又は分析デバイス２００に送信する、特に送ることができる。この目的のために、流体センサ較正情報５２１をデータベース５００から検索し、及び／又は作動器具４００を用いて分析デバイス２００に送信することができる。
【０２８６】
この点に関して、特に作動器具４００が、カートリッジ１００のカートリッジ識別子１００Ｃを決定又は確立すること、特に、例えば、カートリッジ１００のバーコード１２４からカメラ４２１を使用してカートリッジ識別子１００Ｃを読み取ることが特に好ましい。
【０２８７】
カートリッジ識別子１００Ｃを使用して、作動器具４００及び／又はデータベース５００は、カートリッジ１００及び／又はそれを使用して実施することができる検査に対応する流体センサ較正情報５２１を識別し、この情報を分析デバイス２００に送信することができる。流体センサ較正情報５２１は、制御情報５１０及び／又は較正情報５２０の一部を形成することができる。
【０２８８】
従って、図３に関して上述したように、流体センサ較正情報５２１は、制御情報５１０の一部として検索又は送信することができる。しかし、原理的には、流体センサ較正情報５２１を制御情報５１０とは別個に処理することも考えられる。
【０２８９】
特に、制御情報５１０は、較正情報５２０、すなわち、特に流体センサ較正情報５２１を実行情報５１１の一部として含み、従って、検査が実施されている時に基準値及び／又は閾値５２２、利得５２３、及び／又はＡＣ電源２１６Ｂの振幅、周波数、周期長、負荷サイクル、及びパルス長のうちの１又は２以上を制御情報５１０に基づいて適応させることができる。
【０２９０】
従って、一般的には、特に、カートリッジ識別子１００Ｃに基づいて確立、決定、検索、及び／又は使用される較正情報５２０を使用して、複数のカートリッジ１００の候補のうちの１つの選択、特定の検査の選択、及び／又は検査シーケンスのフェーズに依存して評価電子機器２１６の感度を指定及び／又は変更することが好ましい。
【０２９１】
流体センサ２０６Ａは、較正することを必要とせず、及び／又は較正を受けることができることを必要としない。従って、較正機能を与える、組み合わせる、それを特に有利とすることができる場合であっても、必ずしも流体センサ２０６Ａの較正に関するとは限らない特に次の節で議論する本明細書に説明する態様は、較正とは独立に、すなわち、較正なしで実現することができる。
【０２９２】
図５は、流体センサ２０６Ａを通る略断面図及び流体システム１０３をこの場合はセンサ部分１１６の領域内に形成する本体１０１を含むカートリッジ１００の詳細図である。
【０２９３】
センサ電極２１７は、センサ部分１１６内の内容物又は内容物変化を流体センサ２０６Ａを用いて検出することができるようにセンサ部分１１６に隣接するように配置される。
【０２９４】
センサ電極２１７は、センサ線２１８を用いて評価電子機器２１６に接続される。
【０２９５】
好ましくは、１つのみのセンサ電極２１７、すなわち、対電極を含まないシングルエンド配置として公知のものが設けられる。原理的には、他のソリューションも可能である。好ましい代替形態では、対電極がセンサ電極２１７の隣に設けられる。
【０２９６】
センサ線２１８は、好ましくは、分析デバイス２００のプリント回路基板２２１内にビア２２０を含む。評価電子機器２１６は、好ましくは、プリント回路基板２２１のセンサ電極２１７から離れた側に配置される。この配置は、プリント回路基板２２１のカートリッジ１００に対面する側で少なくとも実質的に平坦又は平面である構成又は設計を可能にし、この構成は、プリント回路基板２２１をカートリッジ１００に対して平坦に位置決めすること、及び／又はカートリッジ１００へのセンサ電極２１７の有効な結合に関して有利である。
【０２９７】
評価電子機器２１６は、好ましくは、ハウジング内に、特に、２重インラインパッケージハウジング、ＳＭＤハウジング、及び／又はＢＧＡハウジング内に設けられる。この場合に、評価電子機器２１６は、ハウジングを含めて、プリント回路基板２２１のセンサ電極２１７から離れた側に配置される。この配置は、構成に関して評価電子機器２１６がセンサ電極２１７とカートリッジ１００の間の距離を増大させないことで有利である。
【０２９８】
センサ線２１８は、好ましくは、ビア２２０の領域内で誘電材料２２２によって囲まれる。誘電材料２２２は、センサ線２１８の隣に、好ましくは、その周りに特にスリーブ方式で配置する又は設けることができる。誘電材料２２２は、プリント回路基板２２１から分離することができ、及び／又はプリント回路基板２２１によって形成することができる。ビア２２０の誘電材料２２２は任意的であり、実現される又は実現されない場合がある。
【０２９９】
図６は、センサ線２１８にシールド電極２１９が割り当てられた提案する流体センサ２０６Ａの代替の好ましい実施形態を再度略断面図に示している。特に、シールド電極２１９は、センサ線２１８に隣接して延びる。これは、干渉信号がセンサ線２１８の中に結合されることを防止することを可能にする。
【０３００】
これに代えて又はこれに加えて、シールド電極２１９は、センサ線２１８の領域内でセンサ電極２１７及びセンサ線２１８によって形成されるキャパシタンス及び／又はコンデンサーの影響又は影響力を低減する。この低減は、シールド電極２１９がセンサ線２１８と共に少なくとも実質的に不変及び／又は一定の電気キャパシタンスを形成することによって実現することができる。すなわち、センサ線２１８とシールド電極２１９の間の距離よりも大きい距離で周囲の特性変化がある時にセンサ電極２１７とセンサ線２１８とで構成される配置のキャパシタンスの結果として不正な解釈を潜在的に招く可能性がある測定結果７０６Ａの評価に対する影響が防止される。
【０３０１】
シールド電極２１９は、好ましくは、評価電子機器２１６及び／又は接地に電気接続される。この電気接続は、例えば、プリント回路基板２２１上に設けられた線によって達成することができる。これに代えて又はこれに加えて、図７の非常に概略的な詳細図内に例示するように、ワイヤ、例えば、ボンディングワイヤを使用することができる。
【０３０２】
シールド電極２１９は、任意的に、ビア２２０の領域内で特にスリーブの方式でセンサ線２１８を取り囲むことができる。シールド電極２１９とセンサ線２１８の間の直接的な電気接触、すなわち、流電接触を防止するために、好ましくは、これらの間に誘電材料２２２が設けられる。従って、シールド電極２１９は、センサ線２１８から好ましくは常に絶縁される。ビア２２０の誘電材料２２２又はいずれかの遮蔽同軸シールド電極２１９は任意的であり、実現される又は実現されない場合がある。
【０３０３】
図６によるセンサ電極２１７は、プリント回路基板２２１上に直置きで配置される。特に、センサ電極２１７は、プリント回路基板２２１の金属積層体、特に銅積層体を構造化することによって形成及び／又は構造化される。これは、センサ電極２１７が平面構成を有することを可能にする。
【０３０４】
図８は、シールド電極２１９がカートリッジ１００に対面する側にあるセンサ電極２１７と平行に誘導される流体センサ２０６Ａの別の変形を示している。この場合に、センサ電極２１７は、好ましくは、多層構成を有し、センサ電極２１７は、特に、誘電材料２２２のカートリッジ１００に対面する側に設けられ、シールド電極２１９は、特に、誘電材料２２２のカートリッジ１００から離れた側に設けられる。ビア２２０の誘電材料２２２又はいずれかの遮蔽同軸シールド電極２１９は任意的であり、実現される又は実現されない場合がある。
【０３０５】
図９の非常に概略的な上面図に示すように、シールド電極２１９は、カートリッジ１００から離れた側でセンサ電極２１７を好ましくは少なくとも実質的に完全に及び／又は投影方式で覆うことができる。
【０３０６】
更に、シールド電極２１９は、好ましくは、プリント回路基板２２１上で特にセンサ線２１８から短い距離に及び／又はセンサ線２１８と少なくとも実質的に平行に誘導される。センサ線２１８は、好ましくは、プリント回路基板２２１上に導電トラックとして形成される。シールド電極２１９も、好ましくは、プリント回路基板２２１上に少なくとも部分的に形成される。この形成は、プリント回路基板２２１の金属の面又は積層体を対応する方式で構造化することによって達成することができる。
【０３０７】
センサ線２１８及びシールド電極２１９は、プリント回路基板２２１上、特にそのカートリッジ１００から離れた平坦な側で好ましくは同じ平面内で及び／又は互いに隣合って延びる。
【０３０８】
センサ線２１８とシールド電極２１９の間の流電接触を防止するために、シールド電極２１９は、ビア２２０の領域内でセンサ線２１８を取り囲むことができ、ビア２２０とセンサ電子機器２１６に対する接続点との間でセンサ線２１８に隣接する及び／又はそれと平行であるように好ましくは非中断方式で誘導することができる。
【０３０９】
ビア２２０の領域内では、シールド電極２１９は、好ましくは、センサ線２１８と同軸状に配置される。しかし、シールド電極２１９がセンサ線２１８を完全に取り囲むことは絶対に必要というわけではない。
【０３１０】
図１０は、流体センサ２０６Ａの概略図及びセンサ部分１１６の領域内のカートリッジ１００の流体システム１０３の詳細図である。重複を避けるために、以下では、これまでに説明された実施形態と比較して相違点及び更に別の態様に重点を置き、適切である限り、これまでに説明した実施形態に関する開示内容がこれに加えて適用され、その逆も同様である。
【０３１１】
センサ電極２１７は電極電位２１７Ａを有する。電極電位２１７Ａと接地電位の間の差を（センサ）電極電圧ＵSEと呼ぶ。接地電位は不変に留まるので、「電極電位」という用語と「電極電圧」という用語は同義的に使用され、互いに置換することができる。
【０３１２】
センサ電極２１７は、電界２１７Ｂを有する又は生成する又はそうするように構成される。電界２１７Ｂは、センサ電極２１７とセンサ部分１１６がそれらの作動位置で互いに対面している時にセンサ部分１１６を通過する。この作動位置は、この実施形態ではカートリッジ１００が分析デバイス２００内に受け入れられていることによって特徴付けられる。しかし、流体センサ２０６Ａは、様々な配置に使用することができる。従って、流体センサ２０６Ａは独立した態様を形成し、独立に実現することができるが、上述のように、カートリッジ１００を利用する分析システム１と有利に併用する又は組み合わせることができる。
【０３１３】
電界２１７Ｂは、センサ部分１１６の内容物の電気特性に依存する。特に、空のセンサ部分１１６又は空気、保護ガス、又は様々なガス状物質が充填されたセンサ部分は、電界２１７Ｂに対して水のような液体又はサンプルＰとは異なる影響をもたらす。
【０３１４】
図１０に示す例では、センサ電極２１７は、対電極２１７Ｃを電界２１７Ｂが主として又は少なくとも有意な程度までセンサ電極２１７と対電極２１７Ｃの間に配置又は生成されるように有する。しかし、センサ電極２１７の全キャパシタンス値の一部をもたらすシールド電極、接地平面、及び寄生キャパシタンスのうちの１つが存在する可能性もある。
【０３１５】
図１０に描かれている例では、センサ電極２１７と評価電子機器２１６の間にシールド及び／又は接地層２１９Ａが配置される。このシールド及び／又は接地層２１９Ａは、評価電子機器２１６又は他の潜在的な外乱源によって引き起こされる可能性がある電界からセンサ電極２１７を遮蔽することを可能にする。
【０３１６】
シールド及び／又は接地層２１９Ａは、センサ電極２１７又はその平面２１７Ｄから０．５ｍｍよりも大きく、好ましくは、０．８ｍｍよりも大きく、及び／又は２ｍｍよりも小さく、好ましくは、１．６ｍｍよりも小さく、特に好ましくは、１．２ｍｍよりも小さく距離を置いて配置することができる。
【０３１７】
シールド及び／又は接地層２１９Ａとセンサ電極２１７とは、好ましくは、プリント回路基板２２１の異なる側に配置される。この配置は、センサ電極２１７とシールド及び／又は接地層２１９Ａの間のキャパシタンスを低減し、それによってこれらの間のキャパシタンスが低減又は最小にされる。従って、固定されたセンサ電極２１７のキャパシタンス値の分配を最小にすることができ、及び／又はセンサ部分１１６の内容物の誘電率に依存して変化するセンサ電極２１７のキャパシタンス値の分配が最大にされる。これは、流体センサ２０６Ａの感度を改善することを可能にする。
【０３１８】
シールド及び／又は接地層２１９Ａは、多層プリント回路基板２２１の１つの層によって実現することができる。シールド及び／又は接地層２１９Ａは、好ましくは、接地平面である。ビア２２０は、好ましくは、シールド及び／又は接地層２１９Ａへの直接的な電気接触又は流電接触を持たずにシールド及び／又は接地層２１９Ａを通って延びる。
【０３１９】
図示の例では、シールド及び／又は接地層２１９Ａは、ビア２２０が貫通して延びる孔を含む。孔以外に、シールド及び／又は接地層２１９Ａは、好ましくは、センサ電極２１７とセンサ電子機器２１６の間の区域内に連続導電性層を形成する。
【０３２０】
シールド及び／又は接地層２１９Ａは、好ましくは接地に接続される。
【０３２１】
対電極２１７Ｃは、好ましくは、接地に接続され、及び／又は差動作動を形成するようにセンサ電極２１７の電位と相補的な挙動を有する電位に接続される。
【０３２２】
図示の例にある対電極２１７Ｃは、シールド及び／又は接地層２１９Ａに接続される。これに代えて又はこれに加えて、シールド及び／又は接地層２１９Ａが対電極２１７Ｃを形成する。
【０３２３】
図１０に示す実施形態のビア２２０は必須でなく、図示しない場合であっても図５から図９を参照して議論した１又は２以上の特徴を任意的に有することができる。
【０３２４】
好ましくは、センサ電極２１７と対電極２１７Ｃは、横並びに配置される。図１０に示す実施形態では、センサ電極２１７及び対電極２１７Ｃは、センサ部分１１６の進路か、又はセンサ部分１１６の形状によって定められる主流れ方向の進路かに対応する又はそれと平行である少なくとも本質的に平行な縁部を有する。従って、液体、特にサンプルＰがセンサ部分１１６に流入する時に、液体前面ＰＦ１、ＰＦ２は、少なくとも基本的にこの方向に沿って移動することになる。
【０３２５】
センサ電極２１７は、好ましくは、図１２及び図１３を参照して後に議論する評価電子機器２１６にシールド及び／又は接地層２１９Ａを通して直接に結合される。この接続をもたらすためにセンサ線２１８を設けることができる。センサ線２１８は、好ましくは、接地平面と平行に延びる及び／又は送電線を形成する好ましくは導電材料のストリップ、特にいわゆるマイクロストリップである。
【０３２６】
独立に実現することができる本発明の１つの更に別の態様では、対電極２１７Ｃは、センサ部分１１６の周囲区域に配置されたチャネル１１４からセンサ電極２１７を遮蔽するように機能することができる。特に、対電極２１７Ｃは、センサ部分１１６に最も近いカートリッジ１００のチャネル１１４に対向するように配置される。この配置は、最も近いチャネル１１４内で発生する事象からもたらされる電位外乱を回避することを支援する。
【０３２７】
センサ電極２１７と対電極２１７Ｃとを互いに分割する間隙２１７Ｅがセンサ部分１１６の上で中心に配置されるように、センサ電極２１７と対電極２１７Ｃは、好ましくは、横並びに配置される（本体１０１、カバー１０２、又は内部にチャネル１１４が配置された平面の延びに対して垂直であるセンサ部分１１６内の中心主流れ方向の投影の左右に１つずつ）。センサ部分１１６とは異なるどのチャネル１１４が間隙２１７Ｅに最も近いか、特にセンサ部分１１６の流れ方向と垂直に測定可能な最小距離を有するかを決定することができる。
【０３２８】
間隙２１７Ｅは、好ましくは、電極２１７、２１７Ｃの下の容積内で、すなわち、カートリッジ１００に対向する側又はプリント回路基板２２１から離れる側で電界を最大にするように構成される。この構成は、流体センサ２０６Ａの感度を改善する。
【０３２９】
図１１は、図１０の切断線ＸＩ−ＸＩに沿う図１０の流体センサ２０６Ａの断面図を示している。図１１では、センサ電極２１７及び対電極２１７Ｃが上面図に示されている。図示の例では、センサ電極２１７及び対電極２１７Ｃは、プリント回路基板２２１上に配置される。しかし、この配置は必須ではない。
【０３３０】
図示の例にあるセンサ電極２１７と対電極２１７Ｃは共通の平面２１７Ｄに配置される。この配置は、流体センサ２０６Ａの良好な感度を可能にし、同時にカートリッジ１００のセンサ電極２１７から離れる側に配置された異なる又は代替の対電極を必要としないことで好ましいが、これに代えて又はこれに加えて、この対電極を任意的に実現することができる。センサ電極２１７と対電極２１７Ｃとをカートリッジ１００の同じ側に互いに隣り合わせで配置することにより、カートリッジ１００の周り全体の長い信号路、従って、潜在的な寄生効果が回避され、非常に小型で信頼性の高い構造が与えられるという利点がもたらされる。
【０３３１】
図１１に見ることができるように、センサ電極２１７と対電極２１７Ｃは、同じ又は類似の延びを有する及び／又は少なくとも基本的に平行な類似の形態及び／又は細長形状を有する。
【０３３２】
電極２１７、２１７Ｃは、流れ方向に１ｍｍよりも長く、好ましくは２ｍｍよりも長く又は３ｍｍ、及び／又は２０ｍｍよりも短く、好ましくは１０又は１８ｍｍよりも短く、特に少なくとも本質的に５ｍｍ延びることができる。これに代えて又はこれに加えて、電極２１７、２１７Ｃは、好ましくは、少なくとも本質的に全体のセンサ部分１１６又はセンサ部分１１６を特徴付ける拡幅部に沿って延びる。これに代えて又はこれに加えて、電極２１７、２１７Ｃは、流れ方向と垂直に０．３ｍｍよりも長く、好ましくは、０．５ｍｍよりも長く又は０．８ｍｍ、及び／又は２ｍｍよりも短く、好ましくは、１．８ｍｍよりも短く又は１．４ｍｍ、特に少なくとも本質的に１ｍｍ延びることができる。この延びは、用途に依存して変更を受ける場合がある。
【０３３３】
センサ電極２１７と対電極２１７Ｃの間には間隙２１７Ｅが存在する。
【０３３４】
間隙２１７Ｃは、流れ方向と垂直に０．３ｍｍよりも長く、好ましくは、０．５ｍｍよりも長く又は０．８ｍｍ、及び／又は２ｍｍよりも短く、好ましくは１．８ｍｍよりも短く又は１．４ｍｍ、特に少なくとも本質的に１ｍｍ延びることができる。間隙２１７Ｃは、電極２１７、２１７Ｃのうちの１又は２以上と類似の延び及び／又は類似の形状を有することができる。
【０３３５】
間隙２１７Ｅは、好ましくは、寄生キャパシタンス及びシールド又は接地に対するキャパシタンスを除く電界２１７Ｂが、主として、センサ部分１１６を通ってセンサ部分１１６の断面の大部分、センサ部分１１６の幅及び／又は深さの大部分を通って延びる又は延びることができるように選択される。
【０３３６】
この間隙２１７Ｅは、好ましくは、センサ部分１１６の側壁の間の及び／又はセンサ部分１１６によって定められる流れ方向に対して垂直な純径間であるセンサ部分１１６の幅よりも小さい。好ましくは、間隙２１７Ｅは、センサ部分１１６の幅の半分よりも小さい。
【０３３７】
これに代えて又はこれに加えて、間隙２１７Ｅは、少なくともセンサ電極２１７、対電極２１７Ｃ、及び／又は間隙２１７Ｅが配置された平面２１７Ｄに対して垂直である液体及び／又はサンプルＰを誘導するためのセンサ部分の純径間であるセンサ部分１１６の高さの５０％よりも大きい及び／又は１５０％よりも小さい。
【０３３８】
しかし、別途に成形されたセンサ電極２１７及び／又は対電極２１７Ｃも可能である。
【０３３９】
センサ電極２１７は、測定配置２２３に接続される。センサ電極２１７と併せた測定配置２２３の好ましい回路図を図１２及び図１３に描いている。これらの測定配置２２３、及びそのようなセンサ配置２２３を有する流体センサ２０６Ａは、本発明の独立した発明概念を形成し、分析システム１、カートリッジ１００、及び分析デバイス２００とは独立に実現することができる。しかし、組合せが特に好ましくかつ有利である。
【０３４０】
この態様による流体センサ２０６Ａは、流体システム１０３又は図示しない異なる流体システムのセンサ部分１１６内の内容物変化を検出するように構成される。従って、上述の流体システム１０３を参照されたいが、この流体システム１０３は、流体センサ２０６Ａに対して必要というわけではない。
【０３４１】
流体センサ２０６Ａは、特に好ましくは、液体前面ＰＦ１、ＰＦ２がセンサ部分１１６に配置され、センサ部分１１６に流入し、センサ部分１１６を通過し、及び／又はセンサ部分１１６を流出し、それによってセンサ部分１１６の内容物及びその誘電率が変化する時にセンサ部分１１６内でそのような液体前面ＰＦ１、ＰＦ２を検出するように構成される。
【０３４２】
流体センサ２０６Ａは、上述のように、少なくともセンサ電極２１７を含み、好ましくは、対電極２１７Ｃを含む又は別途に実現される。
【０３４３】
センサ電極２１７のセンサ電位２１７Ａは、好ましくは、センサ部分１１６に対向するように配置されたセンサ電極２１７の面と直接に電気接続したノード２１６Ｉの電位である。
【０３４４】
センサ電極２１７は容量性挙動を有する。従って、センサ電極２１７は、充電される時に、すなわち、センサ電極２１７が電荷担体を受け入れる時に、センサ電極２１７によって形成される電界２１７Ｂ内に電気エネルギを蓄積することができ、相応に電界２１７Ｂを変化させる、電荷を変化させる、及び／又は電極電位２１７Ａ（センサ電極電圧ＵSE）を変化させる。
【０３４５】
センサ電極２１７は、ＡＣ電源２１６Ｂによって引き起こされる又は供給される電荷担体の流れによって充電される又は充電することができる。センサ電極２１７に電荷担体を加えることにより、相応に電荷及び／又は電極電位２１７Ａ（センサ電極電圧ＵSE）が変化する。ＡＣ電源２１６Ｂは、好ましくは、電圧源であるので、その電圧は、センサ電位２１７Ａ（センサ電極電圧）又はセンサ電位２１７Ａ（センサ電極電圧ＵSE）とＵＥＤ２１６Ａの電圧降下との和が、ＡＣ電源２１６Ｂのピークとも呼ぶ振幅ＵACに接近又は到達するまで電流を引き起こす。
【０３４６】
センサ電極２１７は、電荷担体を蓄積する機能を示すキャパシタンス値を有する。キャパシタンス値は、ｐＦを単位として表すことができる。キャパシタンス値は、電極電位２１７Ａ（センサ電圧ＵSE）の変化に対する電極電位２１７Ａの変化及び充電中にセンサ電極２１７に加えられる又はセンサ電極２１７から取り除かれる電荷の個数の比を定める。センサ部分１１６に対するセンサ電極２１７の作動位置でのこのキャパシタンス値は、センサ部分１１６の内容物に依存し、従って、内容物が異なる誘電率の内容物に変化する時に変化する。従って、本発明による流体センサ２０６Ａは、好ましくは、センサ部分１１６の誘電率変化を起こす内容物変化によって特にではあるが必ずというわけではなく引き起こされるセンサ部分１１６の誘電率変化を感知するように構成される。
【０３４７】
流体センサ２０６Ａ、特に評価電子機器２１６、より具体的には測定配置２２３は、以下でＵＥＤ２１６Ａと呼ぶ一方向電気デバイスを含む。このＵＥＤ２１６Ａは、特に好ましくは、ダイオードによって実現される。より一般的には、ＵＥＤ２１６Ａは、１つの方向に電流の流れを可能にし、反対方向に電流の流れを遮断するデバイス又は回路である。
【０３４８】
更に、流体センサ２０６Ａ、特に評価電子機器２１６、特に好ましくは、測定配置２２３は、ＡＣ電源２１６Ｂを更に含む。ＡＣ電源２１６Ｂは、好ましくは、電圧（振幅）ＵACを供給する。
【０３４９】
ＡＣ電源２１６Ｂは、特に好ましくは、パルス電源である。しかし、これに代えて又はこれに加えて、ＡＣ電源２１６Ｂは、交替する電圧又は電流、好ましくは、周期的なものを供給するための異なる電源とすることができる。
【０３５０】
ＡＣ電源２１６Ｂは、振幅、周波数、周期長、負荷サイクル、及びパルス長のうちの１又は２以上に関して可変とすることができる。ＡＣ電源２１６Ｂは、振幅、周波数、周期長、負荷サイクル、及びパルス長のうちの１又は２以上に関して好ましくは流体センサ較正情報５２１を用いて又は別途に構成可能とする又は構成することができる。
【０３５１】
これに代えて又はこれに加えて、Ａ／Ｄコンバータ２２４及び／又は検出装置２２５、特にその少なくとも１つの基準電圧及び／又は閾値は、好ましくは流体センサ較正情報５２１を用いて又は別途に構成可能とする又は構成することができる。
【０３５２】
ＡＣ電源２１６Ｂは、センサ電極２１７を充電するためにＵＥＤ２１６Ａを通してセンサ電極２１７に結合される。図１２に描かれている実施形態では、ＵＥＤ２１６Ａは、センサ電極２１７を充電するためにＡＣ電源２１６Ｂからの電荷担体をセンサ電極２１７に伝達することができるように、一方でセンサ電極２１７からＡＣ電源２１６Ｂに向けて戻る電荷担体の伝達を阻止するようにＡＣ電源２１６Ｂをセンサ電極２１７に接続する。言い換えれば、ＵＥＤ２１６Ａは、ＡＣ電源２１６Ｂからの電流の流れを可能にし、ＡＣ電源２１６Ｂに戻る電流の流れを遮断する。
【０３５３】
ＡＣ電源２１６Ｂは、好ましくは、センサ電位２１７Ａまでセンサ電極２１７を充電する又は充電するように構成され、この充電は、ＡＣ電源２１６Ｂの振幅（ピーク）ＵACよりも小さいＵＥＤの電圧降下、特にダイオード電圧降下である。
【０３５４】
更に、評価電子機器２１６は放電経路２１６Ｃを含む。放電経路２１６Ｃは、電極電位２１７Ａが変化するように電荷担体がセンサ電極２１７から流れる（流出する）ことを可能にする。
【０３５５】
この放電経路２１６Ｃは、好ましくは、ＡＣ電源２１６Ｂとは独立に実現される。従って、放電処理は、ＡＣ電源２１６Ｂが関与することなく放電経路２１６Ｃによって行われる。この放電処理は、この実施形態ではＵＥＤ２１６Ａを通して、従って、ＡＣ電源２１６Ｂを通じたセンサ電極２１７のいずれの放電も阻止するＵＥＤ２１６Ａによって実現される。
【０３５６】
結論として、ＵＥＤ２１６Ａは、センサ電極２１７をＵＥＤ２１６Ａを通して充電することを可能にするように構成され、一方でセンサ電極２１７をＵＥＤ２１６Ａを通して放電することを阻止するように構成される。
【０３５７】
ＵＥＤ２１６Ａの使用は、予想可能な方式での電極電位２１７Ａの進行が、電荷担体を蓄積するセンサ電極２１７の機能、すなわち、キャパシタンス値、従って、センサ部分１１６の内容物の誘電率に依存するようにセンサ電極２１７を放電経路２１７Ａを通して予想可能な方式で放電することを可能にする。
【０３５８】
ＡＣ電源２１６Ｂが、ＵＥＤ２１６Ａとの組合せでセンサ電極２１７を充電する目的のみの充電手段として機能するのに対して、放電経路２１６Ｃは、センサ部分１１６の内容物の（誘電率）又はその変化を示す電極電位２１７Ａの進行を実現するセンサ電極２１７のその後の放電を引き起こす。
【０３５９】
放電経路２１６Ｃは、好ましくは、センサ電極２０７を基準電位２１６Ｄと結合する。基準電位２１６Ｄは、電源によって接地に対して定めることができ、又は接地とすることができる。
【０３６０】
放電経路２１６Ｃは、好ましくは、センサ電極２１７を放電するためにセンサ電極２１７からの電荷担体が通って流れることができる第１の結合要素２１６Ｅ、好ましくは、抵抗器を含む。
【０３６１】
電極電位２１７Ａが基準電位２１６Ｄとは異なる時に、少なくとも第１の結合要素２１６Ｅを通してセンサ電極２０７が好ましくは連続的に充電され／充電可能であり、又は放電され／放電可能であり、それによって電極電位２１７Ａは基準電位２１６Ｄに近づく。この接近は、別途に実現することもでき、後に図１２及び図１３を参照して例を議論する。
【０３６２】
流体センサ２０６Ａは、好ましくは、電気フィルタ２１６Ｆを含む。電気フィルタ２１６Ｆは、特に好ましくは、ローパスフィルタである又はそれを含む。これに代えて又はこれに加えて、電気フィルタ２１６Ｆは、電極電位２１７Ａの進行を平滑化及び／又は積分するように構成される。電気フィルタ２１６Ｆは、この目的のために、好ましくは、センサ電極２１７に結合される。電気フィルタ２１６Ｆは、電極電位２１７Ａの進行に基づいて測定結果７０６Ａを形成するように構成される。
【０３６３】
図１２及び図１３に描かれている好ましい実施形態では、電気フィルタ２１６Ｆは、好ましくは、コンデンサー２１６Ｇとして実現される電荷担体ストレージを含む。この電荷担体ストレージ又はコンデンサー２１６Ｇは、第１の結合要素２１６Ｅを通してセンサ電極２１７に結合される。従って、第１の結合要素２１６Ｅは、放電経路２１６Ｃ又はその一部を形成し、それと共に電気フィルタ２１６Ｆのフィルタ機能を定める又はそれに影響を及ぼす。
【０３６４】
放電経路２１６Ｃは、好ましくは、第１の結合要素２１６Ｅ、及び好ましくはコンデンサー２１６Ｇと（直接に）結合された第２の結合要素２１６Ｈを含む。従って、第１の結合要素２１６Ｅと、第２の結合要素２１６Ｈと、電荷担体ストレージ／コンデンサー２１６Ｇとは、共通ノード２１６Ｊにおいて直接に結合される。第２の結合要素２１６Ｈは、第１の結合要素２１６Ｅを基準電位２１６Ｄにある基準ノード２１６Ｋと結合する。基準電位２１６Ｄは、接地とする又は異なる少なくとも本質的に一定の電位とすることができる。
【０３６５】
図１２に示す例にある流体センサ２０６Ａは、能動的に実現された電気フィルタ２１６Ｆを有する。図１２に示す実施形態での能動電気フィルタ２１６Ｆは、好ましくは、測定配置２２３を形成する演算増幅器２１６Ｍを含む。演算増幅器２１６Ｍは、好ましくは、ローパスフィルタを実現するように、及び電極電位２１７Ａと接地のような基準電圧の間の差であるセンサ電圧ＵSEの増幅を目的として配置される。
【０３６６】
図１２に示す実施形態では、演算増幅器２１６Ｍの反転入力２１６Ｎは、第１の結合要素２１６Ｅを通してセンサ電極２１７と結合される。演算増幅器２１６Ｍの反転入力２１６Ｎには、演算増幅器２１６Ｍの出力２１６Ｏが、コンデンサー２１６Ｇ及び第２の結合要素２１６Ｈを通してフィードバック（結合）され、電荷担体ストレージ／コンデンサー２１６Ｇと第２の結合要素とは並列接続される。基準電位２１６Ｄは、演算増幅器２１６Ｍの非反転入力２１６Ｐに供給される。
【０３６７】
演算増幅器２１６Ｍは、非反転入力２１６Ｐと反転入力２１６Ｎの間の差電圧を増幅するように当業技術で公知であるように作用する。演算増幅器２１６Ｍがフィードバックを受けると、入力電圧が少なくとも本質的にゼロになるように演算増幅器２１６Ｍによって出力が制御される。
【０３６８】
その結果、例えば、第１の結合要素２１６Ｅと第２の結合要素２１６Ｈの両方が好ましい抵抗器であり、基準電位が接地であるとすると、Ｒ2が第２の結合要素２１６Ｈの抵抗であり、Ｃがコンデンサー２１６Ｇの容量であり、Ｒ1が第１の結合要素２１６Ｅの抵抗である時に、１／（２πＲＣ）のカットオフ周波数及び／又はＲ2／Ｒ1の増幅を提供する。
【０３６９】
図１３の代替実施形態では、電気フィルタ２１６Ｆは、受動的に、すなわち、能動電子デバイスを用いずに実現される。上述の場合のように、センサ電極２１７は、第１の結合要素２１６Ｅ、及び好ましくは第２の結合要素２１６Ｈを通して基準電位２１６Ｄ、例えば、接地に至る放電経路２１６Ｃと結合される。更に、第１の結合要素２１６Ｅは、電荷担体ストレージ／コンデンサー２１６Ｇと共に、第２の結合要素２１６Ｈによって更に影響を及ぼすことができる電気フィルタ２１６Ｆのローパスフィルタ機能を実現する。
【０３７０】
電極電位２１７Ａのフィルタリングされた進行を増幅する追加の増幅器２１６Ｒを任意的に設けることができ、それを反映して図１３に破線を使用して描かれている。
【０３７１】
図４に関してかつ測定配置２２３を好ましくはその利得５２３に関して及び／又は較正情報５２１を用いて制御する可能性に関する議論を参照して、図１２に示す例では、ＡＣ電源２１６Ｂ又は第１の結合要素２１６Ｅ及び第２の結合要素２１６Ｈのうちの少なくとも一方を可変とし、相応に制御することができる。図１３の第２の実施形態を参照して、ＡＣ電源２１６Ｂ及び／又は増幅器２１６Ｒを制御することができる。更に、図１２の実施形態でも、図４を参照して議論したように制御可能である又はそうでない場合がある追加の増幅器２１６Ｒを図１３に示すものと同じ位置に設けることができる（図示せず）。
【０３７２】
放電経路２１６Ｃ及び／又は電気フィルタ２１６Ｆは、好ましくは、センサ電極２１７Ｓのキャパシタンス値を示すアナログ信号である出力信号２１６Ｑを出力する。
【０３７３】
出力信号２１６Ｑは、好ましくは、Ａ／Ｄコンバータ２２４を用いて任意的にデジタル化することができ、及び／又は先に議論したように制御インタフェース２２６を使用して又は別途に分析することができる。
【０３７４】
流体センサ２０６Ａを用いたセンサ部分１１６の内容物又は内容物変化の識別情報の検出に基づく又はそれを考慮する制御の更なる詳細に関しては前の議論も参照されたい。
【０３７５】
以下では、更に図１４及び図１５を参照して流体センサ２０６Ａの機能をより詳細に議論する。
【０３７６】
図１４は、ＡＣ電源２１６ＢによってＵＥＤ２１６Ａに供給することができるシーケンス２１６Ｓを第１（上側）の図に示している。特に、シーケンス２１６Ｓは、ＡＣ電源２１６Ｂの出力電圧ＵACに従う。
【０３７７】
好ましくは、ＡＣ電源２１６Ｂはパルス電源である。従って、図１４の第１の図は、振幅２１６Ｖを有するパルス幅２１６Ｕを含み、それに好ましくは遅延位相が続く周期時間幅２１６Ｔを有する周期信号を示しており、この場合にＡＣ電源２１６Ｂは、基準電位、図示の例では接地をＵＥＤ２１６Ａに供給する。
【０３７８】
図示の例では、ＡＣ電源２１６Ｂは、複数の周期を有するパルスシーケンスを供給する。パルス幅２１６Ｕは、好ましくは、周期２１６Ｔよりもかなり短く、特に、周期２１６Ｔの５０％よりも短く、更に好ましくは、４０％よりも短く、周期２１６Ｄの３０％、２０％、又はそれ未満である。
【０３７９】
図１４の第１の図に示すように、シーケンス２１６Ｓは、好ましくは、正方形パルスシーケンスである。しかし、これに代えて又はこれに加えて、パルス形態は、異なる、例えば、正弦半波、台形パルス、三角形パルスのような形状にあることが可能である。
【０３８０】
図１４の下側の図は、ＡＣ電源２１６Ｂの出力を示す上側の図に使用したものと同じ時間尺度を使用して経時的な電極電位２１７Ａを示している。
【０３８１】
図１３に示すように、ＡＣ電源２１６Ｂは、ＵＥＤ２１６Ａを通してセンサ電極２１７を充電する。ＵＥＤ２１６Ａは、ＡＣ電源２１６Ｂの出力とセンサ電極２１７の間に電圧降下を引き起こすことができ、又はＵＥＤ２１６Ａがダイオードである場合は確実に引き起こす。すなわち、電極電位２１７Ａは、ＵＥＤ２１６Ａによって引き起こされる電位電圧降下を除く、特にＵＥＤ２１６Ａがダイオードによって実現される場合はダイオード順電圧を除く図１４の上側の図に描かれているＡＣ電源２１６Ｂの出力電位又は出力電圧を辿ることができる。
【０３８２】
従って、センサ電極２０７は、ＡＣ電源２１６Ｂを用いてＵＥＤ２１６Ａを通して予め定められた電極電位２１７Ａまで充電される。この予め定められた電極電位２１７Ａは、好ましくは、ＡＣ電源２１６Ｂが供給する振幅２１６Ｖに依存する。
【０３８３】
その後に、センサ電極２０７は、予め定められた電極電位２１７Ａ及び電極電位２１７Ａの近くから始めて基準電位２１６Ｄまで放電経路２１６Ｃを用いて自動的に放電される。図１２の実施形態では、基準電位２１７Ａは、それを演算増幅器２１６Ｍが相応に制御するので、演算増幅器２１６Ｍの非反転入力２１６Ｐと直接に接続されたノード２１６Ｋのものである。図１３に示す他の実施形態では、基準電位２１６Ｄは接地であるが、これ代えて流体センサ２０６Ａ及び／又は評価電子機器２１６の更に別の構成要素によって要望又は要求される場合に異なる電位に設定することができる。
【０３８４】
放電経路２１６Ｃが不変のままに留まるとすると、センサ電極２１７の放電曲線は、流体センサ２０６Ａがセンサ部分１１６の近くに配置された場合にセンサ電極２１７のキャパシタンス値に依存し、従って、センサ部分１１６内の内容物又は内容物変化に依存して異なる。図１４の下側の図は、３つの例、すなわち、センサ電極２１７の最小キャパシタンス値を有する放電曲線２１７Ａ’、より高いキャパシタンス値からもたらされる第２の放電曲線２１７Ａ’’、及び更により高いキャパシタンス値からもたらされる第３の放電曲線２１７Ａ’’’での電極電位２１７Ａの進行を示している。この場合に、放電の曲線形状及び挙動はキャパシタンス値に依存し、従って、センサ部分１１６の内容物（センサ部分１１６の内容物の誘電率）に依存する。すなわち、放電曲線２１７Ａ’、２１７Ａ’’、２１７Ａ’’’は、キャパシタンス値及び／又は内容物変化に対するインジケータを決定することができ、好ましくは、そのために使用される。
【０３８５】
複数の周期２１６Ｔと、得られる放電曲線２１７Ａ’、２１７Ａ’’、２１７Ａ’’’とを図１５の第２の図でのものと同じ時間尺度に示す図１５の上の図のセクションであるシーケンス２１６Ｓの３つの周期２１６Ｔを示す図１４に示されるように、流体センサ２０６Ａがセンサ電極２１７を繰り返し充電し、その後に放電経路２１６Ｃを用いて放電することが特に好ましい。
【０３８６】
流体センサ２０６Ａは、好ましくは、放電の途中の電極電位２１７Ａの進行に基づいて出力信号２１６Ｑを形成し、出力信号２１６Ｑは、センサ電極２１７のキャパシタンス値を示す測定結果７０６Ａに対する基準である又はそれを形成する。
【０３８７】
好ましくは、電極電位２１７Ａの進行はローパスフィルタリング、平滑化、及び／又は積分され（少なくともある程度まで）、放電曲線２１７Ａ’、２１７Ａ’’、２１７Ａ’’’に基づく出力信号２１６Ｑ’、２１６Ｑ’’、２１６Ｑ’’’がもたらされる。図１５の下側の図に見ることができるように、残留リップルを除く出力信号２１６Ｑは、センサ電極２１７のキャパシタンス値に依存し、従って、それを示す出力信号２１６Ｑのオフセット電圧と呼ぶ場合もある一定の電位又は電圧に収束する。従って、センサ電極２１７の特定のキャパシタンス値又はその変化を検出するためにこの出力信号２１６Ｑのオフセットが調べられる又はそれを調べることができる。更に、これは、内容物変化を検出するのに使用することができる。
【０３８８】
出力信号２１６Ｑは、図４を参照して議論したように測定結果７０６Ａを形成することができる。特に、図４に示し、図１２及び図１３にオプションとして破線を使用して示すように、出力信号２１６Ｑは、Ａ／Ｄコンバータ２２４を使用してデジタル化することができ、及び／又は検出装置２２５を用いて内容物変化を検出するように解釈することができる。
【０３８９】
例えば、内容物変化を識別するために、出力信号レベル２１６Ｑは、基準値と比較することができ、又は出力信号レベル２１６Ｑの変化を検出することができる。
【０３９０】
出力信号２１６Ｑを生成するための処理は、内容物が変化し、それによって出力信号２１６Ｑが変化し、特にドリフトして離れ、好ましくは、強まるまで又は内容物変化として検出及び解釈することができるまで少なくとも本質的に（リップル又は他の外乱を除いて）不変である出力信号レベルをもたらす永続的な処理とすることができる。
【０３９１】
図示の実施形態での出力信号２１６Ｑは、電気フィルタ２１６Ｆ及び／又は放電経路２１６Ｃによって形成される。センサ電極２１７のキャパシタンス値は、放電経路２１６Ｃ及び／又は電気フィルタ２１６Ｆと共に、好ましくは、放電時定数τをもたらす。
【０３９２】
時定数τは、概算で、図１２に描かれている例の場合はセンサ電極２１７Ｃのキャパシタンス値と第１の結合要素２１６Ｅの抵抗との乗算により、図１３に描かれている例ではセンサ電極２１７Ｃのキャパシタンス値と、第１の結合要素２１６Ｅによって引き起こされる抵抗及び第２の結合要素２１６Ｈによって引き起こされる抵抗の和との乗算によって決定することができる。
【０３９３】
これに代えて又はこれに加えて、時定数τは、それを（ａ）、（ｂ）が以下の通りである場合に（ａ）と（ｂ）の間の時間差τ＝（ａ）−（ｂ）として決定することによってグラフィック的に決定することができる。
【０３９４】
ここで（ａ）は、ＡＣ電源２１６Ｂからの電流の流れが停止する時間及び／又はＡＣ電源２１６Ｂのパルスが終了する時間での放電経路２１６Ｃに対するタンジェントである仮想タンジェントが基準電位２１６Ｄ、特に接地のレベルに交わる時間である。
【０３９５】
そして（ｂ）は、ＡＣ電源２１６Ｂからの電流の流れが停止する時間及び／又はＡＣ電源２１６Ｂのパルスが終了する時間である。
【０３９６】
周期２１６Ｔは、好ましくは、１τよりも大きく、好ましくは、２τよりも大きく又は３τであり、及び／又は２０τよりも小さく、好ましくは、１５τよりも小さく１０τ、又は５τであるように選択される。
【０３９７】
τは、センサ部分１１６内に内容物がある場合又はない場合のいずれのキャパシタンス値が考慮されるかに依存するので、上記は、好ましくは、純水又は所期サンプルＰが充填されたセンサ部分１１６に対して適用される。
【０３９８】
測定処理は、特に要約することができ、流体センサ２０６Ａ又は評価電子機器２１６は、以下のように処理を実施するように配置することができる。
【０３９９】
１．センサ電極２１７（ノード２１６Ｉ）をセンサ電極電圧ＵSE＝ＵAC−ＶDまで又は対応する電極電位２１７Ａまで完全に充電することになる電圧ＵAC（振幅）を有する非常に短いパルスをＵＥＤ（ダイオード）２１６Ａに印加する。ＶDは、好ましくは、ダイオード２１６Ａの順電圧である。
【０４００】
２．第１の結合要素（抵抗器）２１６Ｅが短いパルスとの組合せでコンデンサー２１６Ｇが有意に充電されることを許さないことになる。
【０４０１】
すなわち、第１の結合要素２１６Ｅ及びコンデンサー２１６Ｇは、好ましくは、パルスがコンデンサー２１６Ｇを殆ど、例えば２０％よりも弱く、好ましくは１０％、特に５％しか充電することができないように構成される。
【０４０２】
コンデンサー２１６Ｇは、電極電位２１７Ａ及び／又はセンサ電圧ＵSEを少なくともある程度まで積分することで積分コンデンサーと呼ぶ場合がある。この点に関する積分は、広義に理解され、好ましくは、電位２１７Ａ及び／又はセンサ電圧ＵSEの軌跡の下の面積である又はそれに依存するあらゆるタイプの積分、累算、又は関数を網羅する。
【０４０３】
３．パルスと比較して長いＵAC＝０Ｖの期間が続く。この期間内では、センサ電極２１７内に蓄積されてきた電荷が、第１の結合要素２１６Ｅを通って流れることになり、コンデンサー２１６Ｇと分配されて電位を増大させることになる。
【０４０４】
４．少ない分量の電荷が、第２の結合要素２１６Ｈを通ってＧＮＤ（接地）に流れることになる。
【０４０５】
従って、第２の結合要素２１６Ｈは、第１の結合要素２１５Ｅを通ってコンデンサー２１６Ｇに流れるそのような少分量の電荷のみが第２の結合要素２１６Ｈを通ってＧＮＤ（接地）に流れることになるように構成される。コンデンサー２１６Ｇに流れる電荷の量、従って、電圧の増大は、センサ電極２１７の容量に比例することが可能である。
【０４０６】
５．次のパルス又は更に別のパルスでは、１から４で議論したこの処理が繰り返される。コンデンサー２１６Ｇ及び第２の結合要素２１６Ｈ上で増大した電圧により、より高い電荷が、第２の結合要素２１６Ｈを通ってＧＮＤ（接地）に流れる。特に、コンデンサー２１６Ｇ又はノード２１６Ｊでの電圧又は電位が増大し、それによってより高い電荷が第２の結合要素２１６Ｈを通ってＧＮＤ（接地）に流れる。
【０４０７】
ある一定の時点で、センサ電極２１７から第１の結合要素２１６Ｅを通してコンデンサー２１６Ｇに伝達される電荷の量は、第２の結合要素２１６Ｈを通ってＧＮＤ（接地）に流れる電荷の量に等しくなる。この場合に、出力電圧ＵOUT又は第２の結合要素２１６Ｈ、コンデンサー２１６Ｇ、及び／又は出力２１６Ｏでの対応する電位は、潜在的に残留するリップル又はそれが期間平均された場合に関係なく少なくとも本質的に一定に留まることになる平衡を有することになる。
【０４０８】
センサ電極２１６は、出力電圧ＵOUTの１０％よりも小さい変化が、潜在的に残留するリップル又はそれが期間平均された場合に関係なく１００回未満、好ましくは、５０回未満又は３０回の周期内で実現されるように構成することができる。周期は、１０μｓ超及び／又は１０００μｓ未満、好ましくは、約１００μｓを有することができる。これらの値は、用途分野に依存して変更を受ける場合がある。
【０４０９】
コンデンサー２１６Ｇは、好ましくは、平衡に達するのに少なくとも３回、好ましくは、１０回の周期が必要であるようなキャパシタンス値を有する。これに代えて又はこれに加えて、コンデンサー２１６Ｇのキャパシタンス値は、好ましくは、センサ電極２１７のキャパシタンス値よりも高い。特に、コンデンサー２１６Ｇのキャパシタンス値は、センサ電極２１７の作動位置で空の又はガスが充填されたセンサ部分１１６の場合にセンサ電極２１７の容量の２倍よりも大きい及び／又は５０倍よりも小さい又は２０倍である。
【０４１０】
センサ電極２１７のキャパシタンス値は、好ましくは、コンデンサー２１６Ｇのキャパシタンス値よりも小さい。
【０４１１】
第２の結合要素２１６Ｈ、コンデンサー２１６Ｇ、及び／又は出力２１６Ｏでの電位は、出力電圧ＵOUTを形成するために増幅器２１６Ｒを通してバッファに入ることができ、任意的にバッファに入れられる。
【０４１２】
第２の結合要素２１６Ｈの抵抗を第１の結合要素２１６Ｅの抵抗で割り算したものは、好ましくは、５よりも大きい及び／又は２０よりも小さい。これらの抵抗は、メガオーム範囲にあることが可能である。コンデンサー２１６Ｇは、ｎＦ範囲のキャパシタンス値を有することができる。これらの好ましい例示的な値は、用途分野に依存して変更を受ける。
【０４１３】
バッファ増幅器２１６Ｒは、好ましくは、センサ電極２１７、評価電子機器２１６、及び／又は流体センサ２０６Ａの直ぐ隣に配置され、流体センサ２０６Ａの一部を形成することができる。この配置は、歪みを回避する信頼性の高い測定を改善することを支援する。
【０４１４】
本発明の個々の態様及び特徴、並びに個々の方法段階及び／又は方法変形は、互いに独立に実施することができるが、同じくあらゆる望ましい組合せ及び／又は順序で実施することができる。
【０４１５】
参照符号のリスト
１  分析システム
１００  カートリッジ
１００Ｃ  カートリッジ識別子
１００Ｄ  メモリ手段
１０１  本体
１０２  カバー
１０３  流体システム
１０４  受け入れキャビティ
１０４Ａ  接続部
１０４Ｂ  入口
１０４Ｃ  出口
１０４Ｄ  中間接続部
１０５  計量キャビティ
１０６Ａ〜１０６Ｇ  中間キャビティ
１０７  混合キャビティ
１０８Ａ〜１０８Ｅ  ストレージキャビティ
１０９  反応キャビティ
１０９Ａ  第１の反応キャビティ
１０９Ｂ  第２の反応キャビティ
１０９Ｃ  第３の反応キャビティ
１１０  中間温度制御キャビティ
１１１  回収キャビティ
１１２  ポンプ装置
１１３  センサ装置
１１４  チャネル
１１４Ａ  バイパス
１１５Ａ  初期閉鎖バルブ
１１５Ｂ  初期解除バルブ
１１６  センサ部分
１２４  バーコード
２００  分析デバイス
２０１  レセプタクル
２０２  ポンプドライブ
２０３  接続装置
２０３Ａ  接触要素
２０４Ａ  反応温度制御装置
２０４Ｂ  中間温度制御装置
２０４Ｃ  センサ温度制御装置
２０５Ａ  １１５Ａに対する（バルブ）アクチュエータ
２０５Ｂ  １１５Ｂに対する（バルブ）アクチュエータ
２０６Ａ  流体センサ
２０６Ｂ  他のセンサ
２０６Ｃ  温度センサ
２０６Ｄ  傾斜センサ
２０６Ｅ  加速度センサ
２０６Ｆ  湿度センサ
２０６Ｇ  位置センサ
２０６Ｈ  カートリッジセンサ
２０７  制御装置
２０８  入力装置
２０９  表示装置
２１０  インタフェース
２１１  電源
２１１Ａ  接続部
２１２  ハウジング
２１２Ａ  内部空間
２１３  開口部
２１４  加圧ガス供給装置
２１４Ａ  接続要素
２１６  評価電子機器
２１６Ａ  ＵＥＤ
２１６Ｂ  ＡＣ電源
２１６Ｃ  放電経路
２１６Ｄ  基準電位
２１６Ｅ  第１の結合要素
２１６Ｆ  電気フィルタ
２１６Ｇ  コンデンサー
２１６Ｈ  第２の結合要素
２１６Ｉ、２１６Ｊ、２１６Ｋ  ノード
２１６Ｌ  出力ノード
２１６Ｍ  演算増幅器
２１６Ｎ  反転入力
２１６Ｏ  出力
２１６Ｐ  非反転入力
２１６Ｑ  出力信号
２１６Ｑ’  出力信号
２１６Ｑ’’  出力信号
２１６Ｑ’’’  出力信号
２１６Ｒ  増幅器
２１６Ｓ  シーケンス
２１６Ｔ  周期
２１６Ｕ  パルス幅
２１６Ｖ  振幅
２１６Ｗ  基準値
２１７  センサ電極
２１７Ａ  電極電位
２１７Ａ’  放電曲線
２１７Ａ’’  放電曲線
２１７Ａ’’’  放電曲線
２１７Ｂ  電界
２１７Ｃ  対電極
２１７Ｄ  平面
２１７Ｅ  間隙
２１８  センサ線
２１９  シールド電極
２１９Ａ  シールド及び／又は接地層
２２０  ビア
２２１  プリント回路基板
２２２  誘電材料
２２３  測定配置
２２４  Ａ／Ｄコンバータ
２２５  検出装置
２２６  制御インタフェース
４００  作動器具
４１０  出力装置
４１１  ディスプレイ
４１２  スピーカ
４２０  入力装置
４２１  カメラ
４２２  タッチパッド
４２３  マイクロフォン
４２４  キーボード
４３０  インタフェース
４３１  分析デバイスインタフェース
４３２  データベースインタフェース
４４０  評価モジュール
４５０  メモリ
５００  データベース
５１０  制御情報
５１１  実行情報
５１１Ｃ  条件情報
５２０  較正情報
５２１  流体センサ較正情報
５２２  閾値（流体センサ）
５２３  利得（流体センサ）
５２４  較正情報（傾斜センサ）
５２５  閾値（傾斜センサ）
５２６  開始閾値（傾斜センサ）
５２７  中断閾値（傾斜センサ）
５２８  較正情報（センサ配置）
５３０  評価情報
５５０  結果メモリ
７０６Ａ  流体センサからの測定結果
７０６Ｂ  他のセンサからの測定結果
７０６Ｃ  温度センサからの測定結果
７０６Ｄ  傾斜センサからの測定結果
７０６Ｅ  加速度センサからの測定結果
７０６Ｆ  湿度センサからの測定結果
７０６Ｇ  位置センサからの測定結果
７０６Ｈ  カートリッジセンサからの測定結果
７１３  センサ装置からの測定結果
７４０  評価結果
Ａ  検体
ＤＶＡ  データ接続分析デバイス−作動器具
ＤＶＤ  データ接続データベース−作動器具
Ｆ（１−５）  液体試薬
ＧＮＤ  接地
Ｎ  （データ）ネットワーク
Ｐ  サンプル
ＰＦ１  液体前面
ＰＦ２  液体前面
Ｓ（１〜１０）  乾燥試薬
ＵAC  ＡＣ電源電圧
ＵOUT  出力電圧
ＵSE  センサ電極電圧
τ  時定数
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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