[发明专利]通过测量电信号检测溶液中电活性物质的存在或流动

说明书

电化学传感器可以使用传感器测量溶液中的离子和/或电化学物质的流动，由于电活性物质不断与电极接触，通过扩散和对流的组合可以把电活性物质带到电极从而产生电信号。测量的电信号将随着离子和/或电化学物质的浓度和流量而变化。如果离子和/或电化学物质的浓度是已知的，则可以测量流量；相反，如果流量是已知的，则可以测量离子和/或电化学物质的浓度。传感器也可用于确认含有离子和/或电化学物质的流体输送。

技术领域

本发明涉及以流动溶液中的电化学物质测量溶液的流量或溶液中电化学物质的浓度。

现有技术

在本部分背景技术中提到的参考文献不应被认为是关于本发明的现有技术。

第一个例子是US 6,695,958。该设计与本发明近似，但涉及基于一个具有底部的圆柱形空腔。检测流过或沉积在空腔顶部的溶液。底板不允许可检测物质流过圆柱形空腔。而本发明的一个关键点是溶液可以很容易地流过嵌在管腔壁中的电极。

以下一个例子是US 7,067,351。该专利描述了“形成具有交替导体层和绝缘层的纳米叠层结构的方法”。该方法的规模和生产与本发明并不相同。此外，该发明并未指定使用液体流过电极来进行电化学感测，而这正是本发明的一个关键点所在。

最后一个例子是US 7,703,336。该发明是一种电化学流量传感器，其中第一组电极用于改变溶液的化学性质以产生可检测的物质，并在下游用第二组电极来进一步检测。所产生物质的飞行时间可以用于确定流量。本发明使用单组电极来测量由固有电化学物质的流动引起的电化学信号的变化。本发明不需要改变溶液的化学性质。

发明内容

本发明涉及一种电化学传感器。该传感器通过测量当具有电活性物质的溶液以不同速率流动时产生的电化学信号的变化来操作。如果已知电活性物质的浓度，则该传感器可以测量流量。如果已知流量，则该传感器可用于测量电活性物质的浓度。

用于测量流量时，该传感器比当前用于药物泵送的堵塞传感器更为先进，因为该传感器能够立即检测到由堵塞、泄漏、药物供应耗尽以及任何机械或电气故障导致的流量变化或流量中断。在一些实施例中，该传感器便宜、坚固且小巧，并且可以检测纳升至微升范围内的体积。

为了完善对优选实施例和所附权利要求的详细描述，以及更好地理解本发明的上述特征、其他特征、以及目的和优点，本发明附有如下所述的附图。

附图说明

图1A示出的曲线图是根据本发明的一个实施例使用计算机模拟得出流过阶梯壁电化学传感器的塞流特性的结果。

图1B示出的曲线图是根据本发明的一个实施例使用计算机模拟得出流过光滑壁电化学传感器的塞流特性的结果。

图2是根据本发明的一个实施例的电极组件的侧视图。

图3A，图3B和图3C示出了根据本发明的一个实施例中的低温共烧陶瓷(LowTemperature Co-fired Ceramic，LTCC)陶瓷生片层上的环形电极的掩模设计。

图4是根据本发明的一个实施例的电化学传感器中的管腔中心的剖视图。

图5A的示意图示出了根据本发明的一个实施例的流式传感器的配置。

图5B示出的曲线图是根据图5A中所描述的配置，用计时电流法扫描两种六铵合钌浓度所获取的数据。

图6的曲线图是根据本发明的一个实施例，在低流量下通过计时电流法所测量的电流。

图7A的曲线图是根据本发明的一个实施例中，电流相对于泵送速率的变化。

图7B的曲线图是根据本发明的一个实施例中，在两种可能的溶液中多次运行，所得平均电流相对于流量的曲线图。