[发明专利]电子流体指示器以及指示方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种装置，该装置展现信息作为对正暴露到装置的物理或化学现象的响应。更具体地，本发明涉及通过产生响应而对由现象导致的暴露做出响应的微流体装置，在暴露后指示其信息的指示器装置，以及检测这样的现象并且指示其信息的方法。

背景技术

包装的安全是重要的，因为产品伪造具有几十亿的市场并且商标拥有者每年都为假冒产品损失大量的金钱。例如，仅在美国，每年都售出一二十亿的DVD。在包装上，最普通的安全方案是全息照相，然而其也相对容易伪造。全息照相典型的应用领域是例如篡改证明、商标保护和认证。

对于易腐物品自身的安全监控同样重要。对于药物产品、食品、食品添加剂、化妆品、化学品或其它这样的产品的安全尤其重要，其中欧盟直接要求制造者在产品包装上注明产品使用的有效期，即，何时易腐产品的使用寿命到期。如果易腐产品实际暴露到高于/低于特定阈值的有害刺激（stimulus），其中刺激源于物理或化学现象，包括机械、辐射或者其它环境现象，在计算的产品到期日之前产品会质量降低或者变坏。例如，产品冷链管理需要对经由供应链暴露到有害刺激的实际实时检测，以指示产品可用或者不可用。

自从1970－1980，用于食品和药品包装应用的表面传感器指示器已经上市。已公知时间和时间－温度指示器，其由化学反应机制、扩散机制和毛细管驱动机制（例如流体或胶体通过芯吸（wick）的迁移）以指示时间的推移或者热暴露。已知时间和时间温度指示器通过材料通过微结构基底的通道的流动而运作。

基于液体的时间指示器用于控制产品的安全性和质量。贴在产品上的标签包含液体染料，当被激活时，其以恒定速率迁移穿过标签。通过挤压开始按钮将液体移动到与多孔膜（液体通过多孔膜扩散）直接接触而激活它们。标签可以定做成不同的时间周期。然而，基于液体的时间指示器仅能监视时间而不能直接产生掺杂（adelturation）。时间温度指示器可以通过化学反应、扩散或者毛细管驱动的流体芯吸机制操作。包括时间温度指示器的标签对温度变化和产品暴露到超出临界温度的温度的时间做出反应。在时间温度指示器中，两种反应物被稀释并且放入固定两种溶液的两个相邻的底盘（bed）上。在临界温度之上（冰冻溶液）固定溶液的结构被破坏并且在适宜的时间期间暴露到给定的温度（融化溶液），溶液不再固定并且它们会混合引起可见的反应。然而，时间温度指示器仅对在储存条件下的温度和时间的变化做出反应。

对使用温度测量探针和微控制器的电子装置的使用做出了尝试，以使得可以检测何时超过温度和多长时间。为了指示结果，还需要射频发送器或者光学发送器，例如RFID或者LED装置。然而，这样的电子装置系统地用在希望监视温度的所有产品项目上被证明很昂贵。还存在以下缺点，诸如传感器探针、微控制器和发送器的电子电路必须由电池供电，电池昂贵且难以在一次性产品标签中实现。