[发明专利]生物量浓度测量装置、方法以及电子芯片元件在测量所述生物量浓度上的使用

权利要求书

1.用于测量介质的生物量(5)浓度的装置，该装置包括用于测量由生物量(5)的存在所产生的电阻抗的改变的器件，以及用于根据这些用于测量阻抗的改变的器件确定生物量(5)浓度的处理和控制器件，其特征在于，所述的那些用于测量阻抗的改变的器件包括至少两个电极(2)，其具有合适的构造以允许测量由生物量(5)静电吸附所产生的电极/溶液界面的双电层(4)的电容的改变，并且其特征在于，所述处理和控制器件通过一个将所述电容改变值与生物量(5)浓度相关联的标定曲线来确定生物量(5)浓度。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少两个电极(2)被集成在材料衬底(3)中，集成在所述衬底(3)中的所述电极(2)构成一电子芯片元件(1)，该元件能够被浸没在于其内执行生物量(5)浓度测量的介质中。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述电子芯片元件(1)包括无线联接至所述处理和控制器件的器件。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于所述电子芯片元件(1)包括至少一个传感器，其用于测量于其内执行生物量(5)浓度测量的介质的参数。

5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于所述电极(2)以微型盘的形式被集成在衬底(3)中。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述电极(2)的材料是半导体材料。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述生物量(5)由一个或多个原核或真核细胞构成。

8.一种电子芯片元件(1)的用途，所述电子芯片元件(1)包括集成在同一材料衬底(3)中的至少两个电极(2)，其使用电化学阻抗谱来测量介质的生物量(5)浓度。

9.一种使用所述的要求保护的装置测量介质的生物量浓度的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

a)通过向所述的要求保护的装置的电极(2)施加一电势将所述介质极化，以便在所述电极(2)的表面上吸附生物量；

b)测量所述的被极化的方法的电阻抗的改变；

c)根据步骤b)的阻抗改变值确定电极/溶液界面的双电层(4)的电容改变值，所述电容改变值在与介质电学模型等效的电路中被确定；

d)使用将所述电容改变值与介质的生物量(5)浓度相关联的相应标定曲线，根据双电层(4)的电容改变值确定介质的生物量(5)浓度。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于等效电路的双电层(4)的电容近似于恒定相位元件，所述恒定相位元件的模块变化值在步骤c)中被确定。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于由步骤b)中的阻抗的测量而产生的电流的工作频率小于1MHZ。

12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于步骤d)的生物量浓度通过在确定时间段中的两次电容改变测量值的差值确定。

13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于在一确定的培养期中，在监控生物量(5)浓度之后，使用相应的生物量(5)增长曲线，间接确定所述介质的初始生物量(5)浓度。

14.根据权利要求9所述的方法，其特征在于所述生物量(5)由一个或多个真核或真核细胞构成。