DE102009048811B4 - Biosensor device with self-test device - Google Patents
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Abstract
Biosensorvorrichtung (10) zur Detektion von biologischen Partikeln mit einer Fluidikvorrichtung (12) zur Leitung von Fluiden in der Biosensorvorrichtung (10) und einer Detektionseinrichtung (14) zur Detektion der biologischen Partikel, wobei die Fluidikvorrichtung (12) wenigstens ein Fluidikelement und die Detektionseinrichtung (14) wenigstens ein Detektorelement aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Selbsttesteinrichtung (56) zum automatischen Testen des wenigstens einen Fluidikelements und des wenigstens einen Detektorelements auf Funktionalität vorgesehen ist.A biosensor device (10) for detecting biological particles comprising a fluidic device (12) for conducting fluids in the biosensor device (10) and a detection device (14) for detecting the biological particles, wherein the fluidic device (12) comprises at least one fluidic element and the detection device (12). 14) has at least one detector element, characterized in that a self-test device (56) is provided for automatically testing the at least one fluidic element and the at least one detector element for functionality.
Description
Die Erfindung betrifft eine Biosensorvorrichtung zur Detektion von biologischen Partikeln, die eine Fluidikvorrichtung zur Leitung von Fluiden aufweist sowie eine Detektionseinrichtung zur Detektion der biologischen Partikel hat. Die Fluidikvorrichtung weist mehrere Fluidikelemente auf und die Detektionseinrichtung weist mehrere Detektorelemente auf.The invention relates to a biosensor device for detecting biological particles, which has a fluidic device for conducting fluids and has a detection device for detecting the biological particles. The fluidic device has a plurality of fluidic elements and the detection device has a plurality of detector elements.
Die Detektion von biologischen Partikeln, insbesondere von lebenden Bakterien, ist früher über eine zeitaufwändige Kultivierung der Mikroorganismen durchgeführt worden. Dazu waren geeignete biologische Laborräume sowie eine gewisse Zeit nötig, um die Detektion durchführen zu können.The detection of biological particles, in particular of living bacteria, has previously been carried out by means of a time-consuming cultivation of the microorganisms. For this purpose, suitable biological laboratory rooms and a certain amount of time were necessary to carry out the detection.
Um die Detektion von biologischen Partikeln schneller zu gestalten, wurden neue Methoden entwickelt, mit denen die Detektion schnell und auch ortsunabhängig durchgeführt werden kann.In order to make the detection of biological particles faster, new methods have been developed, with which the detection can be carried out quickly and also independently of location.
Ein solches Detektionsverfahren ist beispielsweise in der
Mit einem solchen Verfahren ist eine schnelle und ortsunabhängige Detektion der biologischen Partikel möglich. Vorzugsweise sollte das Detektionsverfahren automatisch durchgeführt werden. Zur automatischen Detektion sollten die einzelnen Bauelemente der Biosensorvorrichtung funktionstüchtig sein.With such a method, a rapid and location-independent detection of the biological particles is possible. Preferably, the detection method should be performed automatically. For automatic detection, the individual components of the biosensor device should be functional.
Die
In der
Die
Die
In der
In der
Die
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Biosensorvorrichtung zur Detektion von biologischen Partikeln zur Verfügung zu stellen, mit der eine automatische Detektion zuverlässig durchführbar ist.The object of the invention is therefore to provide a biosensor device for the detection of biological particles, with which an automatic detection can be performed reliably.
Diese Aufgabe wird mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.This object is achieved with the device according to the invention according to claim 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
Aufgrund des Wunsches nach einer automatischen Durchführung der Detektion ist es erfindungsgemäß bevorzugt, dass auch der Funktionstest automatisch durchgeführt werden kann.Due to the desire for automatic detection, it is preferred according to the invention that the functional test can also be carried out automatically.
Eine solche automatische Testeinrichtung ist im Stand der Technik bislang nicht bekannt. Dies führt dazu, dass die bisher bekannten Biosensorvorrichtungen entweder in regelmäßigen Abständen manuell gewartet werden müssen, oder dass sich die Anwender nicht wirklich sicher sein können, ob die von der Biosensorvorrichtung ausgegebenen Ergebnisse korrekt sind, da Fehlfunktionen in der Biosensorvorrichtung zur Verfälschung der Ergebnisse führen können. Such an automatic test device is not known in the prior art. As a result, biosensor devices known heretofore either have to be manually maintained at regular intervals, or users can not really be sure that the results output from the biosensor device are correct, as malfunctions in the biosensor device can lead to falsification of the results ,
Bei einer Biosensorvorrichtung, vor allem wenn sie zur Untersuchung von Trinkwasser herangezogen wird, ist eine Funktionsüberwachung wünschenswert. Weiter sollte bei einer Fehlfunktion das Trinkwasser nicht verunreinigt werden. Dies wird bei bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung erreicht.In a biosensor device, especially when it is used for the investigation of drinking water, a functional monitoring is desirable. Furthermore, the drinking water should not be contaminated in case of malfunction. This is achieved in a preferred embodiment of the invention.
Die erfindungsgemäße Biosensorvorrichtung weist vorzugsweise eine Fluidikvorrichtung auf, die in der Biosensorvorrichtung Fluide leitet und zu den vorgesehenen Stellen transportiert. Weiter weist die Biosensorvorrichtung vorteilhaft eine Detektionseinrichtung auf, in der die biologischen Partikel detektiert werden. Die Fluidikvorrichtung hat wenigstens ein Fluidikelement, bevorzugt mehrere Fluidikelemente, und die Detektionseinrichtung hat wenigstens ein Detektorelement, bevorzugt mehrere Detektorelemente. Um zu testen, ob die Fluidikelemente und/oder die Detektorelemente korrekt funktionieren, ist eine Selbsttesteinrichtung vorgesehen, die diese Bauelemente automatisch testet. Die Selbsttesteinrichtung verwendet vorzugsweise die in der Biosensorvorrichtung bereits vorhandenen Bauteile, um durch gezielte Ablaufprogramme den Zustand der Bauteile sowie des Gesamtsystems zu überwachen. Damit ist eine Überwachung des Systems möglich, wobei keine wesentliche Erweiterung des Systems durch zusätzliche Überwachungseinrichtungen erforderlich ist.The biosensor device according to the invention preferably has a fluidic device which conducts fluids in the biosensor device and transports them to the intended locations. Furthermore, the biosensor device advantageously has a detection device in which the biological particles are detected. The fluidic device has at least one fluidic element, preferably a plurality of fluidic elements, and the detection device has at least one detector element, preferably a plurality of detector elements. In order to test whether the fluidic elements and / or the detector elements function correctly, a self-test device is provided which automatically tests these components. The self-test device preferably uses the components already present in the biosensor device in order to monitor the state of the components as well as the overall system by means of specific sequence programs. Thus, a system monitoring is possible, with no significant expansion of the system is required by additional monitoring devices.
Vorteilhaft weist die Selbsttesteinrichtung wenigstens eine Testvorrichtung auf, die zum Testen der Fluidikelemente und/oder der Detektorelemente ausgebildet ist. Weiter vorzugsweise ist in der Selbsttesteinrichtung eine Auswerteeinrichtung vorgesehen, die Testsignale von der Testvorrichtung empfängt und diese auswerten, d. h. beurteilen kann.Advantageously, the self-test device has at least one test device which is designed for testing the fluidic elements and / or the detector elements. Further preferably, an evaluation device is provided in the self-test device, which receives test signals from the test device and evaluate them, d. H. can judge.
Bevorzugt ist wenigstens die Testvorrichtung und/oder wenigstens das Fluidikelement und/oder wenigstens das Detektorelement als USB-Bauelement (USB = universal serial bus) ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass die einzelnen Bauelemente im laufenden Betrieb miteinander verbunden werden können. Außerdem können ihre Eigenschaften automatisch erkannt werden.Preferably, at least the test device and / or at least the fluidic element and / or at least the detector element is designed as a USB component (USB = universal serial bus). This has the advantage that the individual components can be connected to each other during operation. In addition, their properties can be automatically detected.
Vorteilhaft sind die USB-Bauelemente über USB-Verbindungen mit der Auswerteeinrichtung verbunden. Somit kann die Auswerteeinrichtung Testsignale bzw. allgemeine Signale der Testvorrichtung und/oder der Fluidikelemente und/oder der Detektorelemente empfangen und weiterverarbeiten.Advantageously, the USB components are connected via USB connections to the evaluation device. Thus, the evaluation device can receive and further process test signals or general signals of the test device and / or the fluidic elements and / or the detector elements.
Weiter vorzugsweise ist die Auswerteeinrichtung durch eine Software ausgebildet, die in einer Rechnereinheit zu laden oder geladen ist. Die Software kann dann automatisch die Auswertung der von den USB-Bauelementen empfangenen Testsignalen mittels der Auswerteeinrichtung durchführen.Further preferably, the evaluation device is formed by software which is to be loaded or loaded in a computer unit. The software can then automatically carry out the evaluation of the test signals received by the USB components by means of the evaluation device.
Vorteilhaft wird die Selbsttesteinrichtung durch einen Initialisierungsschritt der Software gestartet. Da die Biosensorvorrichtung vorzugsweise zum eigenständigen Aufnehmen von Proben ausgebildet ist, ist es vorteilhaft, wenn die Selbsttesteinrichtung vor jeder einer solchen Probenaufnahme initialisiert wird, indem die Software der Rechnereinheit gestartet wird. Das bedeutet, z. B. bevor die Biosensorvorrichtung eine Probe aufnimmt und eine Messung startet, wird das Gesamtsystem über den Initialisierungsschritt der Software getestet. Während des Initialisierungsschrittes können die USB-Bauteile auf ihre Funktionalität getestet werden und ihre Betriebsbereitschaft bestätigen. Neben der Verwendung von USB-Anschlüssen können jedoch auch andere Schnittstellen verwendet werden.Advantageously, the self-test device is started by an initialization step of the software. Since the biosensor device is preferably designed for recording samples on its own, it is advantageous if the self-test device is initialized prior to each of such sample pick-ups by starting the software of the computer unit. This means, for. For example, before the biosensor device picks up a sample and starts a measurement, the entire system is tested via the initialization step of the software. During the initialization step, the USB components can be tested for their functionality and confirm their operational readiness. In addition to using USB ports, however, other interfaces may be used.
Vorteilhaft ist die Selbsttesteinrichtung dazu ausgebildet, eine Betriebsstörung wenigstens des einen Fluidikelements und/oder wenigstens des einen Detektorelementes feststellen zu können. Hat die Selbsttesteinrichtung eine Betriebsstörung bei einem der Bauelemente der Biosensorvorrichtung festgestellt, ist sie vorteilhaft dazu ausgebildet, die Biosensorvorrichtung abzuschalten. Damit kann eine weitere Beschädigung oder Störung der einzelnen Bauelemente vermieden und die Kontamination der Probenquelle verhindert werden.Advantageously, the self-test device is designed to be able to determine a malfunction of at least one fluidic element and / or at least one detector element. If the self-test device has detected a malfunction in one of the components of the biosensor device, it is advantageously designed to switch off the biosensor device. Thus, further damage or disturbance of the individual components can be avoided and the contamination of the sample source can be prevented.
Zum Durchführen der Detektion in der Biosensorvorrichtung und/oder zur Reinigung ist wenigstens ein Detektionsfluid und/oder Reinigunsfluid, vorzugsweise aber mehrere Detektions- und/oder Reinigungsfluide vorgesehen. In den Detektionsfluiden können beispielsweise die Sonden zur Markierung der biologischen Partikel vorhanden sein, die sich an den biologischen Partikeln anlagern, wenn das Detektionsfluid über den Filter, auf dem die biologischen Partikel immobilisiert sind, geleitet wird. Reinigungsfluide sind dazu vorgesehen, den Filter nach der Detektion zu reinigen, indem sie die biologischen Partikel, die dort immobilisiert worden sind, aus den Poren entfernen.For performing the detection in the biosensor device and / or for cleaning at least one detection fluid and / or cleaning fluid, but preferably a plurality of detection and / or cleaning fluids is provided. In the detection fluids, for example, the probes for labeling the biological particles may be present, which attach to the biological particles when the detection fluid is passed through the filter on which the biological particles are immobilized. Cleaning fluids are intended, the To clean filters after detection by removing the biological particles that have been immobilized there from the pores.
Welches der Fluide, ob Detetkionsfluid oder Reinigungsfluid, und welches der Detetkionsfluide bzw. welches der Reinigungsfluide gerade benötigt wird, kann vorteilhaft durch ein Anwahlventil ausgewählt werden. Dieses Anwahlventil ist vorteilhaft ein Achtwegeventil, mit den wenigstens acht verschiedene Detektions- und/oder Reinigungsfluide angewählt werden können. Durch ein solches Anwahlventil ergibt sich ein großer Spielraum der zur Verfügung stehenden Fluide.Which of the fluids, whether Detetkionsfluid or cleaning fluid, and which of the Detetkionsfluide or which of the cleaning fluids is currently needed, can be advantageously selected by a selection valve. This selection valve is advantageously an eight-way valve, with which at least eight different detection and / or cleaning fluids can be selected. Such a selection valve results in a large margin of the available fluids.
Vorteilhaft werden die Fluide, d. h. die Detektions- und/oder Reinigungsfluide über ein Fluidikelement in der Fluidikvorrichtung transportiert. Dieses Fluidikelement, das vorteilhaft eines von mehreren Fluidikelementen sein kann, ist vorzugsweise eine Pumpe, die die Detektions- und/oder Reinigungsfluide pumpt.Advantageously, the fluids, d. H. the detection and / or cleaning fluids transported via a fluidic element in the fluidic device. This fluidic element, which may advantageously be one of a plurality of fluidic elements, is preferably a pump that pumps the detection and / or cleaning fluids.
Vorzugsweise ist die Pumpe eine Präzisionsmikropumpe. Eine solche Pumpe ist insbesondere eine Pumpe mit reduzierter Baugröße, die für Mikrosysteme verwendet wird, aber ähnliche Förderleistungen wie die klassischen Pumpen aufweist. Insbesondere in portablen Geräten kann eine solche Mikropumpe bei dem reduzierten Bauraum, der zur Verfügung steht, leicht integriert werden. Da nur sehr geringe Volumina gepumpt werden, ist es vorteilhaft, wenn die Mikropumpe eine Präzisionsmikropumpe ist, um präzise sehr kleine Mengen pumpen zu können.Preferably, the pump is a precision micropump. In particular, such a pump is a reduced size pump used for microsystems but having similar flow rates as the classical pumps. Especially in portable devices such a micropump can be easily integrated in the reduced space available. Since only very small volumes are pumped, it is advantageous if the micropump is a precision micropump to accurately pump very small volumes.
Vorteilhaft verbindet das Anwahlventil, das vorzugsweise ein Mehrwegeventil, insbesondere ein Achtwegeventil ist, die Pumpe mit den Detektions- und/oder Reinigungsfluiden. Mit einer solchen Verbindung kann von der Pumpe genau das Detektions- und/oder Reinigungsfluid zu dem Filter hingepumpt werden, das gerade benötigt wird, sei es zur Detektion oder zur Reinigung.Advantageously, the selection valve, which is preferably a multi-way valve, in particular an eight-way valve, connects the pump with the detection and / or cleaning fluids. With such a connection, the pump can precisely pump the detection and / or cleaning fluid to the filter that is needed, be it for detection or for cleaning.
Vorteilhaft ist als Testvorrichtung in der Selbsttesteinrichtung oder als eine von mehreren Testvorrichtungen eine Fluididentifikationseinrichtung vorgesehen. Mit dieser Fluididentifikationseinrichtung ist es möglich, zu detektieren, um welches Detektions- und/oder Reinigungsfluid es sich handelt. Dazu weist die Fluididentifikationseinrichtung vorteilhaft z. B. wenigstens eine Leistungsmesseinrichtung auf, die die Leistung der Pumpe messen kann. Wenn die Fluididentifkationseinrichtung weiter vorteilhaft eine Drehgeschwindigkeitsmesseinrichtung der Pumpenmotorachse aufweist, und sie derart ausgebildet ist, dass sie eine Drehgeschwindigkeits-/Leistungsverbrauchscharakteristik erstellen und auswerten kann, kann sie aus dieser Charakteristik berechnen, welche Viskosität das betreffende Fluid hat. Dadurch kann identifiziert werden, welches Fluid von den Detektions- und/oder Reinigungsfluiden gerade von der Pumpe gepumpt wird.Advantageously, a fluid identification device is provided as a test device in the self-test device or as one of a plurality of test devices. With this fluid identification device, it is possible to detect which detection and / or cleaning fluid is involved. For this purpose, the fluid identification device advantageously z. B. at least one power measuring device that can measure the performance of the pump. If the fluid identification device further advantageously comprises a rotational speed measuring device of the pump motor axis, and is designed such that it can create and evaluate a rotational speed / power consumption characteristic, it can calculate from this characteristic what viscosity the relevant fluid has. Thereby it can be identified which fluid is being pumped by the detection and / or cleaning fluids just from the pump.
Bevorzugt verbindet das Anwahlventil, d. h. z. B. das Mehrwegeventil wie z. B. das Achtwegeventil, die unterschiedlichen Prozessfluide mit der Pumpe. Zum Beispiel, je nach dem Schritt, der in der Biosensorvorrichtung gerade durchgeführt wird, wird ein bestimmtes Detektions- und/oder Reinigungsfluid in die Biosensorvorrichtung eingebracht. Dies kann beispielsweise eine Pufferlösung oder eine Reinigungslösung oder ähnliches sein. Wenn das Mehrwegeventil, z. B. das Achtwegeventil, ein USB-Bauelement ist, verursacht es einen Softwarefehler, falls es nicht funktionsbereit ist oder nicht mit Energie versorgt wird. Während der Initialisierung der Software sollte sich das Anwahlventil vorzugsweise erfolgreich sequentiell mit allen (z. B. acht) Eingangskanälen verbinden.Preferably, the selection valve, d. H. z. B. the multi-way valve such. As the eight-way valve, the different process fluids with the pump. For example, depending on the step being performed in the biosensor device, a particular detection and / or cleaning fluid is introduced into the biosensor device. This may be, for example, a buffer solution or a cleaning solution or the like. If the multi-way valve, z. For example, if the eight-way valve is a USB device, it will cause a software failure if it is not operational or is not powered. During initialization of the software, the selection valve should preferably successfully sequentially connect to all (eg, eight) input channels.
Im Falle eines Stoßes oder eines Stromausfalls kann das Anwahlventil die Information verlieren, welchen Kanal es gerade anwählt, d. h. die Kanalnummer entspricht nicht dem eigentlichen angewählten Kanal. Deshalb ist es vorteilhaft, wenn festgestellt werden kann, welches Fluid gerade von dem Anwahlventil angewählt worden ist.In the event of a shock or power failure, the selector valve may lose the information as to which channel it is currently dialing; H. the channel number does not correspond to the actual selected channel. Therefore, it is advantageous if it can be determined which fluid has just been selected by the selection valve.
Die unterschiedlichen Prozessfluide weisen unterschiedliche physikalische und chemische Eigenschaften auf. Daher ist es möglich, den tatsächlich angewählten Kanal über beispielsweise die Viskosität des Prozessfluides zu bestimmen. Wird die Viskosität von zwei oder mehreren Kanälen verglichen, kann die korrekte Information des angewählten Kanals identifiziert werden. Wie oben beschrieben, kann die Viskosität eines Fluides aus der Drehgeschwindigkeit der Pumpe und ihrem Leistungsverbrauch berechnet werden. Das Fördern von Flüssigkeiten mit höheren Viskositäten erfordert einen höheren Leistungsverbrauch bei gleichen Drehgeschwindigkeiten. Für diesen Viskositätstest kann die bereits in der Biosensorvorrichtung vorgesehene Pumpe verwendet werden. Weitere Sensoren werden dafür nicht benötigt.The different process fluids have different physical and chemical properties. Therefore, it is possible to determine the actually selected channel via, for example, the viscosity of the process fluid. If the viscosity of two or more channels is compared, the correct information of the selected channel can be identified. As described above, the viscosity of a fluid can be calculated from the rotational speed of the pump and its power consumption. The delivery of liquids with higher viscosities requires a higher power consumption at the same rotational speeds. For this viscosity test, the pump already provided in the biosensor device can be used. Additional sensors are not needed for this.
Zur Identifikation des gepumpten Fluides können auch andere physikalische und chemische Eigenschaften des Prozessfluides herangezogen werden. Vorteilhaft kann die Leitfähigkeit, die eine leicht zu messende Größe ist, zur Identifikation herangezogen werden. Weiter vorteilhaft weist demnach die Fluididentifikationseinrichtung alternativ oder zusätzlich eine Leitfähigkeitsmesseinrichtung auf. Daher kann auch ein Leitfähigkeitstest zur Identifikation des angewählten Ventilkanals verwendet werden, wenn dazu zusätzlich oder alternativ eine Leitfähigkeitsmesseinrichtung vorgesehen ist.For identification of the pumped fluid, other physical and chemical properties of the process fluid can be used. Advantageously, the conductivity, which is an easy to measuring size is to be used for identification. Further advantageously, therefore, the fluid identification device alternatively or additionally on a conductivity measuring device. Therefore, a conductivity test can be used to identify the selected valve channel, if additionally or alternatively, a conductivity measuring device is provided.
Vorzugsweise weist die Fluid identifikationseinrichtung alternativ oder zusätzlich eine pH-Wertmesseinrichtung zum Messen des pH-Wertes auf. Die pH-Werte der Prozessfluide unterscheiden sich und dadurch, dass eine pH-Wertmesseinrichtung vorgesehen ist, kann der angewählte Ventilkanal bestimmt werden. Dazu muss lediglich der pH-Wert des Detektions- und/oder Reinigungsfluides gemessen werden.Preferably, the fluid identification device alternatively or additionally to a pH value measuring device for measuring the pH on. The pH values of the process fluids differ and the fact that a pH value measuring device is provided, the selected valve channel can be determined. For this purpose, only the pH of the detection and / or cleaning fluid must be measured.
Vorzugsweise ist in der Fluididentifikationseinrichtung alternativ oder zusätzlich eine optische Detektionseinheit vorgesehen. Mit einer solchen optischen Detektionseinheit kann die optische Dichte des Detektions- und/oder Reinigungsfluides gemessen werden. Da die unterschiedlichen Prozessfluide unterschiedliche optische Dichten aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung aufweisen, kann eine optische Detektioneinheit die optische Dichte messen und damit den richtigen angewählten Kanal identifizieren.Preferably, an optical detection unit is alternatively or additionally provided in the fluid identification device. With such an optical detection unit, the optical density of the detection and / or cleaning fluid can be measured. Since the different process fluids have different optical densities due to their chemical composition, an optical detection unit can measure the optical density and thus identify the correct selected channel.
Weiter vorteilhaft ist als Fluidikelement bzw. als eines von mehreren Fluidikelementen wenigstens ein Gefäß vorgesehen. In diesem Gefäß oder in diesen Gefäßen können die Detektion- und/oder Reinigungsfluide gelagert werden, damit sie für den Detetkionsprozess und/oder für den Reinigungsprozess jederzeit zur Verfügung stehen.Further advantageously, at least one vessel is provided as the fluidic element or as one of a plurality of fluidic elements. In this vessel or in these vessels, the detection and / or cleaning fluids can be stored so that they are always available for the Detetkionsprozess and / or for the cleaning process.
Wenn vorzugsweise die Fluidikidentifikationseinrichtung wenigstens eine Druck- und/oder Füllstandsmesseinrichtung aufweist, kann der Druck- und/oder Füllstand in dem Gefäß nachgemessen werden. Mit einem solchen Aufbau ist es möglich, den angewählten Kanal zu bestimmen, da die Druck- und/oder Füllstandsmesseinrichtung eine Änderung des Druckes und/oder des Füllstandes aufzeigt, wenn das Anwahlventil das Gefäß mit den Druck- und/oder Füllstandsmesseinrichtung anwählt und so Fluid daraus entnommen wird.If the fluidic identification device preferably has at least one pressure and / or level measuring device, the pressure and / or level in the vessel can be measured. With such a structure, it is possible to determine the selected channel, since the pressure and / or level measuring device indicates a change in pressure and / or level when the selection valve selects the vessel with the pressure and / or level gauge and so fluid is taken from it.
Vorteilhaft ist die Fluididentifikationseinrichtung derart ausgebildet, dass sie das Testsignal der Druck- und/oder Füllstandsmesseinrichtung speichert. Damit kann auch bei mehreren Entnahmeschritten aus den Gefäßen bestimmt werden, wo gerade ein Fluid entnommen wird. Es ist immer genau das Gefäß angewählt, bei dem sich der Druck- und/oder Füllstand verändert. Um eine Änderung detektieren zu können, muss der vorherige Zustand bekannt sein, was über ein Speichern des vorhergegangenen Testsignals möglich ist.Advantageously, the fluid identification device is designed such that it stores the test signal of the pressure and / or level measuring device. This can be determined from the vessels even at several sampling steps, where just a fluid is removed. It is always selected exactly the vessel in which the pressure and / or level changes. In order to detect a change, the previous state must be known, which is possible via a storage of the previous test signal.
Vorteilhaft ist als Testvorrichtung oder als eine von mehreren Testvorrichtungen eine Pumpenfunktionsüberwachungseinrichtung vorgesehen. Die Präzisionsmikropumpe ist verantwortlich für den Transport der Prozessfluide durch die Biosensorvorrichtung. Sie ist vorzugsweise ein USB-Bauelement und bewirkt dann einen Softwarefehler, wenn ihre Steuerung nicht initialisiert werden kann und gibt nach einer gewissen Zeit ein Signal aus, wenn die Steuerung die Pumpe nicht erkennt. Mögliche Fehler der Präzisionsmikropumpe sind eine unterbrochene Verbindung oder ein verklemmter Rotor bzw. sonstiger Pumpenaktuator.Advantageously, a pump function monitoring device is provided as a test device or as one of several test devices. The precision micropump is responsible for transporting the process fluids through the biosensor device. It is preferably a USB device and then causes a software error if its control can not be initialized and after a certain time issues a signal if the controller does not recognize the pump. Possible errors of the precision micropump are a broken connection or a jammed rotor or other pump actuator.
Vorteilhaft weist die Pumpenfunktionsüberwachungseinrichtung die Durchflussmesseinrichtung oder wenigstens eine von mehreren Durchflussmesseinrichtungen auf. Weist die Pumpenfunktionsüberwachungseinrichtung weiter vorzugsweise die Leistungsmesseinrichtung auf, ist es möglich eine Leistungsverbrauch-/Durchflussmengencharakteristik zu erfassen und auszuwerten. Damit trägt die Präzisionsmikropumpe ihr eigenes Selbsttestverfahren in ihrer Funktionalität.Advantageously, the pump function monitoring device has the flow measuring device or at least one of a plurality of flow measuring devices. If the pump function monitoring device further preferably has the power measuring device, it is possible to detect and evaluate a power consumption / flow rate characteristic. Thus, the precision micropump carries its own self-test procedure in its functionality.
Weiter vorteilhaft weist die Pumpenfunktionsüberwachungseinrichtung eine Drehgeschwindigkeitsmesseinrichtung der Motorachse auf, so dass sie zum Erfassen und Auswerten einer Drehgeschwindigkeits-/Durchflussmengencharakteristik ausgebildet ist. Alternativ kann sie auch eine Drehgeschwindigkeits-/Leistungsverbrauchscharakteristik auswerten.Further advantageously, the pump function monitoring device has a rotational speed measuring device of the motor axis, so that it is designed for detecting and evaluating a rotational speed / flow rate characteristic. Alternatively, it may also evaluate a rotational speed / power consumption characteristic.
Weiter vorteilhaft weist die Pumpenfunktionsüberwachungseinrichtung wenigstens eine Druckmesseinrichtung auf. Damit ist sie dazu ausgebildet, eine Leistungsverbrauchs-/Druckcharakteristik und/oder auch eine Drehgeschwindigkeits-/Druckcharakteristik zu erfassen und auszuwerten. Durch die Beobachtung dieser Charakteristiken ist es möglich, die Funktionalität der Mikropumpe zu überprüfen. Da die Durchflussmengenmesseinrichtung und die Druckmesseinrichtung beide Teil der Biosensorvorrichtung sind, werden keine zusätzlichen Sensoren benötigt. Vorteilhaft kann eine Kombination der Charakteristika, beispielsweise Drehgeschwindigkeit gegen Durchfluss und Druck zur besseren Überwachung der Pumpe verwendet werden.Further advantageously, the pump function monitoring device has at least one pressure measuring device. Thus, it is designed to detect and evaluate a power consumption / pressure characteristic and / or a rotational speed / pressure characteristic. By observing these characteristics, it is possible to check the functionality of the micropump. Since the flow rate measuring device and the pressure measuring device are both part of the biosensor device, no additional sensors are needed. Advantageously, a combination of the characteristics, for example, rotational speed against flow and pressure for better monitoring of the pump can be used.
Die Durchflussmesseinrichtung erzeugt Informationen über die Durchflussrate (Volumen pro Zeit) des Prozessfluides. Während der Inititalisierung der Software muss der Wert der Durchflussmesseinrichtung 0 sein. Ist dies nicht der Fall, arbeitet die Durchflussmesseinrichtung nicht korrekt. Mögliche Fehler dafür können ein beschädigtes Kabel oder eine fehlende Stromversorgung sein. The flow meter generates information about the flow rate (volume per time) of the process fluid. During the initialization of the software, the value of the flow meter must be 0. If this is not the case, the flow measuring device does not work correctly. Possible errors can be a damaged cable or a missing power supply.
Der Durchfluss verändert seinen Wert abhängig von den folgenden Parametern: Drehgeschwindigkeit der Pumpe, Leistungsverbrauch der Pumpe, Viskosität des Prozessfluides bei einer vorbestimmten Pumpendrehgeschwindigkeit, Druck in dem System bei einer vorgegebenen Pumpendrehgeschwindigkeit. Der Funktionalitätstest der Durchflussmesseinrichtung ist vorteilhaft derart ausgestaltet, dass die Abhängigkeit eines der erwähnten Parameter mit dem Signal der Durchflussmesseinrichtung in Abhängigkeit gesetzt wird, d. h. beispielsweise die Drehgeschwindigkeit der Pumpe gegenüber der Durchflussmenge. Die Funktionalität der Durchflussmesseinrichtung kann derart bestimmt werden. Eine Kombination der angesprochenen Testwerte ist dabei vorteilhaft.The flow changes its value depending on the following parameters: rotational speed of the pump, power consumption of the pump, viscosity of the process fluid at a predetermined pump rotational speed, pressure in the system at a given pump rotational speed. The functionality test of the flow measuring device is advantageously configured in such a way that the dependence of one of the mentioned parameters on the signal of the flow measuring device is dependent on d. H. For example, the rotational speed of the pump relative to the flow rate. The functionality of the flow measuring device can be determined in this way. A combination of the mentioned test values is advantageous.
Die Detektionseinrichtung weist wenigstens einen Einlasskanal auf, durch den vorteilhaft die Prozessfluide, d. h. die Detektions- und/oder Reinigungsfluide in die Detektionseinrichtung eingelassen werden können. Besonders vorzugsweise weist die Detektionseinrichtung dazu zwei Einlasskanäle auf. Weiter vorzugsweise ist an der Detektionseinrichtung wenigstens ein Auslasskanal vorgesehen, insbesondere sind mehrere, z. B. vier Auslasskanäle vorgesehen. Vorzugsweise ist dabei als Detektorelement oder als eines von mehreren Detektorelementen ein Anwahlventil zum Verbinden des wenigstens einen Auslasskanals mit dem wenigstens einen Einlasskanal vorgesehen; insbesondere ist eine Mehrwege-Anwahlventil, insbesondere ein Vierwege-Doppelanwahlventil vorgesehen, das zum Verbinden der mehreren, z. B. zwei, Einlasskanälen mit den mehreren, z. b. vier Auslasskanälen ausgebildet ist. Je nach Stellung des Anwahlventils wird einer der (z. B. beiden) Einlasskanäle und einer der (z. B. vier) Auslasskanäle angewählt. Je nach der Stellung des Anwahlventils wird das eindringende Fluid auf unterschiedlichen Wegen durch die Detektionseinrichtung geleitet. Das Anwahlventil, z. B. das Vierwege-Doppelanwahlventil ist vorzugsweise ein USB-Bauelement und bewirkt einen Softwarefehler, wenn es nicht funktionsbereit ist oder wenn es keine Stromzufuhr hat. Während der Initialisierung der Software muss sich das Anwahlventil sequentiell erfolgreich mit allen (z. B. vier) Auslasskanälen und allen (z. B. zwei) Einlasskanälen verbinden.The detection device has at least one inlet channel through which advantageously the process fluids, i. H. the detection and / or cleaning fluids can be introduced into the detection device. Particularly preferably, the detection device has two inlet channels for this purpose. Further preferably, at least one outlet channel is provided on the detection device, in particular a plurality, for. B. four outlet channels provided. Preferably, a selection valve for connecting the at least one outlet channel to the at least one inlet channel is provided as the detector element or as one of a plurality of detector elements; In particular, a multi-way selector valve, in particular a four-way double selection valve is provided, which is for connecting the plurality, for. B. two, inlet channels with the plurality, z. b. four outlet channels is formed. Depending on the position of the selection valve, one of the (eg two) inlet channels and one of the (eg four) outlet channels are selected. Depending on the position of the selection valve, the penetrating fluid is passed through the detection device in different ways. The selection valve, z. For example, the four-way dual port valve is preferably a USB device and will cause a software failure if it is not operational or if it has no power. During software initialization, the selector valve must sequentially successfully connect to all (eg, four) exhaust ports and all (eg, two) intake ports.
Im Falle eines Stoßes oder eines Stromausfalles kann es möglich sein, dass das Anwahlventil seine Kanalinformation verliert, d. h. die Nummer des Einlasskanals bzw. des Auslasskanals stimmt nicht mehr mit der Nummer des Kanals ein, der angewählt ist. Daher ist es vorteilhaft, wenn identifiziert werden kann, in welcher Stellung sich das Anwahlventil, z. B. das Vierwege-Doppelanwahlventil, gerade befindet. Dazu ist vorzugsweise eine Stellungsidentifikationsvorrichtung als Testvorrichtung oder als eine von mehreren Testvorrichtungen vorgesehen. Sie kann die Stellung des Anwahlventils, z. B. des Vierwege-Doppelanwahlventils, identifizieren.In the event of a shock or power failure, it may be possible for the selector valve to lose its channel information, i. H. the number of the inlet channel or the outlet channel no longer matches the number of the channel that is selected. Therefore, it is advantageous if it can be identified in which position the selector valve, z. B. the four-way double selection valve, currently. For this purpose, a position identification device is preferably provided as a test device or as one of a plurality of test devices. You can change the position of the selection valve, z. B. the four-way double selection valve identify.
Als Detektorelement oder als eines von mehreren Detektorelementen ist vorzugsweise ein Filter vorgesehen, der die biologischen Partikel aus der Probe zwecks Detektion herausfiltert. So werden die biologischen Partikel immobilisiert und für die Detektion bereitgestellt.As a detector element or as one of a plurality of detector elements, a filter is preferably provided which filters out the biological particles from the sample for the purpose of detection. Thus, the biological particles are immobilized and provided for detection.
Vorteilhaft weist die Selbsttesteinrichtung eine Filterfunktionsüberwachungseinrichtung auf, die den Filter überwacht. Dazu weist die Selbsttesteinrichtung vorteilhaft wenigstens eine Differenzdruckeinrichtung auf, die den Differenzdruck vor und hinter einem zu überwachenden Element, wie beispielsweise dem Filter, misst.Advantageously, the self-test device has a filter function monitoring device which monitors the filter. For this purpose, the self-test device advantageously has at least one differential pressure device which measures the differential pressure in front of and behind an element to be monitored, such as the filter.
Durch die Messung des Differenzdruckes zwischen dem Bereich vor dem Filter und dem Bereich hinter dem Filter, die durch den Filter voneinander getrennt sind, kann über die Differenzdruckmesseinrichtung vorteilhaft die Stellung des Anwahlventils identifiziert werden.By measuring the differential pressure between the area in front of the filter and the area behind the filter, which are separated from each other by the filter, the position of the selection valve can advantageously be identified via the differential pressure measuring device.
Dazu weist die Differenzdruckmesseinrichtung vorzugsweise wenigstens einen ersten Drucksensor auf, der zum Messen eines Druckes P1 über dem Filter ausgebildet ist, noch bevorzugter weist die Differenzdruckmesseinrichtung zwei Drucksensoren auf, wobei der zweite Drucksensor zum Messen eines zweiten Druckes P2 über dem Filter ausgebildet ist. Dabei ist der Drucksensor P1 im Fluidiksystem vor dem Filter angeordnet und der Drucksensor P2 im Fluidiksystem nach dem Filter.For this purpose, the differential pressure measuring device preferably has at least one first pressure sensor which is designed to measure a pressure P1 above the filter, more preferably the differential pressure measuring device has two pressure sensors, wherein the second pressure sensor is designed to measure a second pressure P2 over the filter. In this case, the pressure sensor P1 is arranged in front of the filter in the fluidic system and the pressure sensor P2 in the fluidic system downstream of the filter.
Vorteilhaft umfasst die Stellungsidentifikationsvorrichtung den Druck P1 des ersten Drucksensors und/oder den Druck den zweiten Drucksensors und kann vorteilhaft daraus den Differenzdruck über dem Filter berechnen und diesen Differenzdruck speichern.Advantageously, the position identification device comprises the pressure P1 of the first pressure sensor and / or the pressure of the second pressure sensor and can advantageously calculate therefrom the differential pressure across the filter and store this differential pressure.
Wird das Vierwege-Doppelanwahlventil verwendet, können z. B. folgende vier Wege eines Fluidtransports möglich sein:
- 1. Der Transfer des Fluides direkt in einen Abfall, beispielsweise über einen Bypass.
- 2. Transport des Fluides zu dem Filter über Drucksensor 1, über den Filter,
über Drucksensor 2, in den Abfall. - 3. Transport des Fluides zu dem Filter über Drucksensor 1, tangential zu dem Filter und in den Abfall.
- 4. Transport des Fluides zu dem
Filter über Drucksensor 2, über den Filter in gegenläufigerRichtung wie unter 2. und über Drucksensor 1 in den Abfall.
- 1. The transfer of the fluid directly into a waste, for example via a bypass.
- 2. Transport of the fluid to the filter via pressure sensor 1, via the filter, via
pressure sensor 2, into the waste. - 3. Transport the fluid to the filter via pressure sensor 1, tangential to the filter and into the waste.
- 4. Transport of the fluid to the filter via
pressure sensor 2, over the filter in the opposite direction as under 2. and via pressure sensor 1 in the waste.
Abhängig von der ausgewählten Anwahlventilstellung, ergeben sich unterschiedliche Druckwerte an dem ersten und dem zweiten Drucksensor.Depending on the selected selection valve position, different pressure values result at the first and the second pressure sensor.
Da die Auswerteeinrichtung vorzugsweise zum Erfassen und Auswerten einer Differenzdruck-/Ventilstellungscharakteristik ausgebildet ist, ist es möglich, aus der Druckdifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Drucksensor zu ermitteln, in welcher Stellung sich das Anwahlventil gerade befindet.Since the evaluation device is preferably designed for detecting and evaluating a differential pressure / valve position characteristic, it is possible to determine from the pressure difference between the first and the second pressure sensor in which position the selection valve is currently located.
Damit sich die beiden Drucksensoren besonders nahe an dem Filter befinden, ist es vorteilhaft, wenn sie in eine Detektionskammer integriert sind, in der sich der Filter befindet. Während der Initialisierung der Software sollte der Wert der Drucksensoren 0 sein. Ist dies nicht der Fall, arbeiten sie nicht korrekt. Ein möglicher Fehler könnte eine fehlende Stromversorgung oder ein defektes Kabel sein.In order for the two pressure sensors to be located particularly close to the filter, it is advantageous if they are integrated in a detection chamber in which the filter is located. During initialization of the software, the value of the pressure sensors should be 0. If this is not the case, they will not work correctly. A potential error could be a missing power supply or a faulty cable.
Je nach Stellung des Anwahlventils können an den beiden Drucksensoren unterschiedliche Drücke anliegen. Die Funktionalität der Drucksensoren kann überwacht werden, indem die Werte verglichen werden, während die Stellung des Anwahlventils verändert wird und Fluide durch die Biosensorvorrichtung gepumpt werden. Weiter ist es möglich, die Durchflussrate abhängig vom Druck aufzunehmen, oder auch mit unterschiedlichen Viskositäten und Anwahlventilstellungen in Abhängigkeit zu setzen. Die Ergebnisse zeigen, ob die Drucksensoren korrekt funktionieren.Depending on the position of the selection valve, different pressures may be applied to the two pressure sensors. The functionality of the pressure sensors can be monitored by comparing the values while changing the position of the selection valve and pumping fluids through the biosensor device. It is also possible to record the flow rate as a function of the pressure, or to set it with different viscosities and selection valve positions depending on. The results show if the pressure sensors are working properly.
Vorteilhaft ist als Detektorelement oder als eines von mehreren Detektorelementen wenigstens eine optische Detektionsvorrichtung vorgesehen. Diese weist vorzugsweise eine Lichtquelle, insbesondere eine lichtemittierende Diode (LED) auf. Ein möglicher Fehler der lichtemittierenden Diode kann durch eine fehlende Stromversorgung oder ein defektes Kabel begründet werden. Daher ist als Testvorrichtung oder als eine von mehreren Testvorrichtungen vorzugsweise eine Lichtfunktionsüberwachungseinrichtung zum Testen der Lichtquelle auf Funktion vorgesehen.Advantageously, at least one optical detection device is provided as the detector element or as one of a plurality of detector elements. This preferably has a light source, in particular a light emitting diode (LED). A possible fault of the light emitting diode may be due to a missing power supply or a defective cable. Therefore, as a test device or as one of a plurality of test devices, it is preferable to provide a light function monitor for testing the light source on function.
Diese Lichtfunktionsüberwachungseinrichtung weist vorteilhaft eine Energieverbrauchsmesseinrichtung auf, die den Energieverbrauch der Lichtquelle misst. Dadurch kann überwacht werden, ob die LED elektrisch funktioniert. Ist die LED ausgeschaltet oder defekt, so ist ihr Energieverbrauch gleich null. Bei funktionierender LED muss der Energieverbrauch in dem vom Hersteller angegebenen Bereich liegen. Es ist jedoch auch von Interesse, wie die Leuchteigenschaften der LED sind.This light-function monitoring device advantageously has an energy meter that measures the energy consumption of the light source. This can be used to monitor whether the LED is working electrically. If the LED is off or defective, its energy consumption is zero. If the LED is working, the energy consumption must be within the range specified by the manufacturer. However, it is also of interest how the light characteristics of the LED are.
Daher weist die Lichtfunktionsüberwachungseinrichtung vorteilhaft wenigstens eine Lichterfassungseinrichtung auf, die insbesondere als Photomultiplier (PMT) ausgestaltet ist.Therefore, the light-function monitoring device advantageously has at least one light-detecting device, which is configured in particular as a photomultiplier tube (PMT).
Die Lichtfunktionsüberwachungseinrichtung ist vorteilhaft derart ausgestaltet, dass sie den Energieverbrauch der Lichtquelle mit einem Testsignal der Lichterfassungseinrichtung in Abhängigkeit setzt und/oder die ermittelten Daten speichern kann.The light-function monitoring device is advantageously designed such that it sets the energy consumption of the light source with a test signal of the light-detecting device in dependence and / or can store the determined data.
Bei einem Selbsttest werden z. B. die durch die Lichterfassungseinrichtung detektierten Testsignale bei eingeschalteter und ausgeschalteter LED verglichen. Ist die LED eingeschaltet, sollte die Lichterfassungseinrichtung illuminiert sein, ist sie ausgeschaltet, sollte sie sich im Dunkeln befinden. Diese Werte der Lichtsignale können zur Bestimmung der Funktionalität der LED herangezogen werden. Werden die ermittelten Daten gespeichert und damit eine Historie erstellt, können außerdem die Sensitivitätseigenschaften der Lichterfassungseinrichtung beobachtet werden. Diese Information kann weiter verwendet werden für andere Selbsttests oder für statistische Auswertungen.In a self-test z. For example, the test signals detected by the light detecting means are compared with the LED turned on and off. If the LED is on, the light detector should be illuminated, if it is off, it should be in the dark. These values of the light signals can be used to determine the functionality of the LED. If the determined data are stored and thus a history is created, the sensitivity properties of the light detection device can also be observed. This information can be further used for other self-tests or for statistical evaluations.
Ein Fehler der Lichterfassungseinrichtung, insbesondere des Photomultipliers, kann eine fehlende Stromversorgung oder ein zerstörtes Kabel sein. Seine Funktionalität wird auf die selbe Weise wie die Funktionalität der LED getestet.An error of the light detecting device, in particular of the photomultiplier, may be a missing power supply or a broken cable. Its functionality is tested in the same way as the functionality of the LED.
Vorteilhaft weist die Biosensorvorrichtung wenigstens eine Probenaufnahmevorrichtung auf, mit der aus Trinkwasserleitungen Proben aufgenommen werden können. Um ein Kontamination des Trinkwassers zu vermeiden, weist diese Probenaufnahmevorrichtung vorteilhaft wenigstens eine Sicherheitseinrichtung auf. Diese Sicherheitseinrichtung ist vorzugsweise ein Rückschlagventil. Damit wird vermieden, dass bereits entnommenes Trinkwasser wieder zurück in die Trinkwasserleitung treten kann und damit das Trinkwasser mit eventuell bereits eingesetzten Prozessfluiden verunreinigt. Advantageously, the biosensor device has at least one sample receiving device, with which samples can be taken from drinking water pipes. In order to avoid contamination of the drinking water, this sample receiving device advantageously has at least one safety device. This safety device is preferably a check valve. This prevents that already taken drinking water can return to the drinking water pipe and thus pollutes the drinking water with possibly already used process fluids.
Weiter vorteilhaft weist die Selbsttesteinrichtung wenigstens eine Temperaturüberwachungseinrichtung auf. Damit kann die Temperatur in der Biosensorvorrichtung überwacht werden. Es ist insbesondere deshalb vorteilhaft, da die Detektion von biologischen Artikeln in nur einem recht engen Temperaturbereich durchführbar ist. Bei zu niedrigen oder zu hohen Temperaturen können die funktionellen Gruppen, an denen die Sonden sich zur Markierung anlagern, degenerieren und nicht mehr vorhanden sein. Dann ist eine Detektion der biologischen Partikeln nicht mehr möglich.Further advantageously, the self-test device has at least one temperature monitoring device. Thus, the temperature in the biosensor device can be monitored. It is particularly advantageous because the detection of biological articles in only a fairly narrow temperature range is feasible. If the temperatures are too low or too high, the functional groups on which the probes attach to the marking can degenerate and no longer exist. Then a detection of the biological particles is no longer possible.
Daher ist vorzugsweise auch eine Temperaturreguliereinrichtung vorgesehen, die die Temperatur in der Biosensorvorrichtung reguliert. Misst die Temperaturüberwachungseinrichtung eine zu niedrige Temperatur in der Biosensorvorrichtung, ist es vorteilhaft, wenn die Temperaturreguliereinrichtung eine Heizeinrichtung aufweist, die die Biosensorvorrichtung auf die gewünschte Temperatur aufheizt. Weist die Biosensorvorrichtung dagegen im umgekehrten Fall eine zu hohe Temperatur auf, ist es vorteilhaft, wenn die Temperaturreguliereinrichtung auch eine Kühleinrichtung aufweist, die die Biosensorvorrichtung auf die gewünschte Temperatur abkühlt.Therefore, it is also preferable to provide a temperature regulating means which regulates the temperature in the biosensor device. If the temperature monitoring device measures too low a temperature in the biosensor device, it is advantageous if the temperature regulating device has a heating device which heats the biosensor device to the desired temperature. If, on the other hand, the biosensor device has too high a temperature, it is advantageous if the temperature regulating device also has a cooling device which cools the biosensor device to the desired temperature.
Weiter vorteilhaft weist die Selbsttesteinrichtung eine Leckerkennungseinrichtung auf. Damit können Beschädigungen in der Fluidikvorrichtung direkt erkannt werden, und die notwendige Reparatur durch ein Signal angezeigt werden. Von Vorteil ist es, wenn die Leckerkennungseinrichtung eine Leitfähigkeitseinrichtung aufweist. Durch die Messung der Leitfähigkeit der austretenden Fluide ist es möglich, zu erkennen, wo genau sich gerade ein Leck befindet.Further advantageously, the self-test device has a leak detection device. Thus, damage in the fluidic device can be detected directly, and the necessary repair can be indicated by a signal. It is advantageous if the leak detection device has a conductivity device. By measuring the conductivity of the exiting fluids, it is possible to detect exactly where a leak is located.
Die Fluidikvorrichtung insgesamt kann zwei mögliche Fehler aufweisen, entweder hat sie ein Leck oder sie ist verstopft. Hat sie ein Leck, wird Fluid austreten, das durch die Leckerkennungseinrichtung detektiert werden kann. Eine Verstopfung dagegen kann, je nach der Position der Verstopfung in der Fluidikvorrichtung, über die Selbsttests und dem Vergleich aller Selbsttests der einzelnen Bauelemente der Biosensorvorrichtung erkannt werden.The overall fluidic device may have two possible failures, either it has a leak or it is clogged. If it has a leak, fluid will escape, which can be detected by the leak detection device. Conversely, depending on the position of the obstruction in the fluidic device, obstruction can be detected via the self-tests and comparison of all self-tests of the individual components of the biosensor device.
Vorzugsweise weist die Selbsttesteinrichtung eine Datenerfassung auf, insbesondere eine elektronische Datenerfassung, die alle Daten und Testsignale, die in dem Selbsttest regeneriert werden, erfasst. Die Datenerfassung ist das Herz der elektronischen Signalverarbeitung. Sie sammelt vorzugsweise alle Informationen der einzelnen Bauelemente und liefert sie zu einer Prozesseinheit (CPU). Die Datenerfassung ist vorzugsweise ein USB-Bauteil und verursacht einen Softwarefehler, wenn sie nicht bereit ist oder wenn bei der Initialisierung keine Stromversorgung zur Verfügung steht. Wenn die Datenerfassung nicht korrekt arbeitet, ist auch die Biosensorvorrichtung nicht betriebsbereit.The self-test device preferably has a data acquisition, in particular electronic data acquisition, which records all data and test signals that are regenerated in the self-test. Data acquisition is the heart of electronic signal processing. It preferably collects all the information of the individual components and delivers them to a process unit (CPU). The data acquisition is preferably a USB device and will cause a software error if it is not ready or if power is not available during initialization. If the data acquisition is not working properly, the biosensor device will not be ready.
Vor Inbetriebnahme des Septums wird ein Selbsttestlauf durchgeführt. Nachdem alle Testsignale in einer Selbsttestmatrix gesammelt wurden, ist die Biosensorvorrichtung dazu fähig, eine Verstopfung in der Fluidikvorrichtung sowie die Position der Verstopfung eigenständig zu erkennen.Before commissioning the septum, a self-test run is performed. After all the test signals have been collected in a self-test matrix, the biosensor device is capable of self-detecting blockage in the fluidic device as well as the position of the blockage.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert:In the following the invention is explained in more detail with reference to the attached drawing:
Die Biosensorvorrichtung
Zur Detektion wird zunächst eine Probe aus einer Leitung
Die Probe wird von einer Pumpe
Damit die Erfassung der biologischen Partikel auch quantitativ erfolgen kann, ist in der Fluidikvorrichtung
Um eine genauere quantitative Analyse sicher zu stellen, ist weiter ein Luftblasensensor
Durch die Pumpe
Zur Detektion der biologischen Partikel ist in der Detektionseinrichtung
Die Fluide können in dem Vierwege-Doppelanwahlventil
Da die Reaktion der markierenden Sonde mit den biologischen Partikeln bei einer ganz bestimmten Temperatur bevorzugt stattfindet, weist die Biosensorvorrichtung
Weiter ist in der Biosensorvorrichtung
Um zu überwachen, ob die einzelnen Bauelemente der Biosensorvorrichtung
Die Auswerteeinrichtung
Mit einer Fluididentifikationseinrichtung
Eine Leitfähigkeitsmesseinrichtung
Weiter ist eine pH-Wert-Messeinrichtung
Weiter ist in jedem Gefäß
Über verschiedene Messeinrichtungen, die eine Pumpenfunktionsüberwachungseinrichtung
Es ist weiter auch möglich, über eine Stellungsidentifikationsvorrichtung
Das Testverfahren zu Identifizierung des Stellung des Vierwege-Doppelanwahlventils
Vier mögliche Transportwege für die Fluide sind möglich:
- 1. Das Fluid wird direkt in
den Abfall 46 geleitet. - 2. Das Fluid wird über den ersten Drucksensor
34 (P1) ineine den Filter 38 und Differenzdruckmesseinrichtung32 aufweisende Detektionskammer88 geleitet, fließt dannüber den Filter 38 , und schließlich über den zweiten Drucksensor36 (P2) inden Abfall 46 . - 3. Das Fluid wird über den ersten Drucksensor
34 (P1) in die Detektionskammer88 geleitet, fließt tangentialüber den Filter 38 und dann inden Abfall 46. - 4. Das Fluid wird über den zweiten Drucksensor
36 (P2) in die Detektionskammer88 geleitet, fließt überden Filter 38 inGegenrichtung zu 2. und dann über den ersten Drucksensor34 (P1) inden Abfall 46 .
Four possible transport routes for the fluids are possible:
- 1. The fluid is directly in the
waste 46 directed. - 2. The fluid is passing through the first pressure sensor
34 (P1) into afilter 38 and differential pressure measuring device32 having detection chamber88 passed, then flows through thefilter 38 , and finally on the second pressure sensor36 (P2) in thewaste 46 , - 3. The fluid is passing through the first pressure sensor
34 (P1) into the detection chamber88 passed, flows tangentially across thefilter 38 and then into the garbage46th - 4. The fluid is via the second pressure sensor
36 (P2) into the detection chamber88 passed, flows through thefilter 38 in the opposite direction to 2. and then over the first pressure sensor34 (P1) in thewaste 46 ,
Je nach angewählter Stellung des Vierwege-Doppelanwahlventils
Wird die Stellung des Vierwege-Doppelanwahlventils
Gleichzeitig kann über einen solchen Druckvergleich auch die Funktionstüchtigkeit des ersten Drucksensors
Auch die Lichtquelle
Um allgemein die Temperatur in der Biosensorvorrichtung
Die Fluidikvorrichtung
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Biosensorvorrichtungbiosensor
- 1212
- Fluidikvorrichtungfluidic
- 1414
- Detektionseinrichtungdetection device
- 1616
- Leitungmanagement
- 1818
- Rückschlagventilcheck valve
- 2020
- Pumpepump
- 2222
- AchtwegeventilEight-way valve
- 2424
- Gefäßevessels
- 2626
- DurchflussmesseinrichtungFlow meter
- 2828
- LuftblasensensorBubble sensor
- 3030
- Vierwege-DoppelanwahlventilFour-way double valve selection
- 3232
- DifferenzdruckmesseinrichtungDifferential pressure measuring device
- 3434
- erster Drucksensorfirst pressure sensor
- 3636
- zweiter Drucksensorsecond pressure sensor
- 3838
- Filterfilter
- 4040
- optische Detektionsvorrichtungoptical detection device
- 4242
- Lichtquellelight source
- 4444
- LichterfassungseinrichtungLight detecting means
- 4646
- Abfallwaste
- 4848
- Temperaturreguliereinrichtungtemperature regulating
- 5050
- Heizeinrichtungheater
- 5252
- Kühleinrichtungcooling device
- 5454
- Datenerfassungdata collection
- 5656
- SelbsttesteinrichtungSelf-testing device
- 5858
- Auswerteeinrichtungevaluation
- 6060
- Softwaresoftware
- 6262
- FluididentifikationseinrichtungFluid identification device
- 6464
- LeistungsmesseinrichtungPower measurement device
- 6666
- DrehgeschwindigkeitsmesseinrichtungRotation speed measuring device
- 6868
- LeitfähigkeitsmesseinritchtungLeitfähigkeitsmesseinritchtung
- 7070
- pH-Wert-MesseinrichtungpH measuring device
- 7272
- optische Detektionseinheitoptical detection unit
- 7474
- DruckmesseinrichtungPressure measuring device
- 7676
- FüllstandsmesseinrichtungLevel measuring device
- 7878
- PumpenfunktionsüberwachungseinrichtungPump function monitoring device
- 8080
- DurchflussmesseinrichtungFlow meter
- 8282
- DruckmesseinrichtungPressure measuring device
- 8484
- StellungsidentifikationseinrichtungPosition identification device
- 8686
- FilterfunktionsüberwachungseinrichtungFilter function monitoring device
- 8888
- Detektionskammerdetection chamber
- 9090
- LichtfunktionsüberwachungseinrichtungLight function monitoring device
- 9292
- EnergieverbrauchsmesseinrichtungEnergy consumption measuring device
- 9494
- TemperaturüberwachungseinrichtungTemperature monitoring device
- 9696
- LeckerkennungseinrichtungLeak detection device
Claims (18)
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---|---|---|---|
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---|---|
DE (1) | DE102009048811B4 (en) |
WO (1) | WO2011042253A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102015121034A1 (en) | 2015-12-03 | 2017-06-08 | Airbus Defence and Space GmbH | Method and device for enriching biological particles |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102012108989B3 (en) | 2012-09-24 | 2014-01-23 | Eads Deutschland Gmbh | Detection device and method for the automatic detection of particles |
DE102012109026A1 (en) | 2012-09-25 | 2014-03-27 | Eads Deutschland Gmbh | Detection device and detection method for the automatic determination of biomass |
CN113317265B (en) * | 2021-05-28 | 2022-05-20 | 重庆工商大学 | Intelligent control system for recirculating aquaculture |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10018433A1 (en) * | 2000-04-14 | 2001-10-25 | Inst Zelltechnologie E V | Sensor system used for determining the quality of tap water, comprises a chamber having an inlet and an outlet, a substrate on which algae is grown, oxygen sensors, pH sensors, and optionally temperature sensors |
EP1462807A1 (en) * | 2003-03-27 | 2004-09-29 | Delphi Technologies, Inc. | Method and device for self-testing a microsensor |
US20050268718A1 (en) * | 2004-06-02 | 2005-12-08 | Harald Emmerich | Micromechanical sensor having fault identification |
EP1666841A1 (en) * | 2004-12-02 | 2006-06-07 | Robert Bosch Gmbh | Self testing sensor |
DE69636947T2 (en) * | 1995-09-25 | 2007-11-29 | Bayer Corp. | Apparatus and method for marking predetermined events with a biosensor |
DE102007021387A1 (en) * | 2007-05-04 | 2008-11-06 | Eads Deutschland Gmbh | Detection device for the detection of biological microparticles such as bacteria, viruses, spores, pollen or biological toxins, and detection methods |
US20090099787A1 (en) * | 2006-05-08 | 2009-04-16 | Bayer Healthcare Llc | Abnormal Output Detection System For A Biosensor |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20010055812A1 (en) * | 1995-12-05 | 2001-12-27 | Alec Mian | Devices and method for using centripetal acceleration to drive fluid movement in a microfluidics system with on-board informatics |
WO2004059324A1 (en) * | 2002-12-31 | 2004-07-15 | Telaura Inc. | System and method for real-time detection and remote monitoring of pathogens |
US7104116B2 (en) * | 2003-09-25 | 2006-09-12 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Fluid sensor fixture for dynamic fluid testing |
US7581434B1 (en) * | 2003-09-25 | 2009-09-01 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Intelligent fluid sensor for machinery diagnostics, prognostics, and control |
US8323564B2 (en) * | 2004-05-14 | 2012-12-04 | Honeywell International Inc. | Portable sample analyzer system |
US20070116607A1 (en) * | 2005-11-23 | 2007-05-24 | Pharmacom Microlelectronics, Inc. | Microsystems that integrate three-dimensional microarray and multi-layer microfluidics for combinatorial detection of bioagent at single molecule level |
WO2007131036A1 (en) * | 2006-05-03 | 2007-11-15 | Bayer Healthcare Llc | Underfill detection system for an electrochemical biosensor |
US20080087554A1 (en) * | 2006-05-24 | 2008-04-17 | Antara Biosciences Inc. | Electrochemical detection device |
-
2009
- 2009-10-08 DE DE200910048811 patent/DE102009048811B4/en not_active Expired - Fee Related
-
2010
- 2010-08-26 WO PCT/EP2010/062480 patent/WO2011042253A1/en active Application Filing
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE69636947T2 (en) * | 1995-09-25 | 2007-11-29 | Bayer Corp. | Apparatus and method for marking predetermined events with a biosensor |
DE10018433A1 (en) * | 2000-04-14 | 2001-10-25 | Inst Zelltechnologie E V | Sensor system used for determining the quality of tap water, comprises a chamber having an inlet and an outlet, a substrate on which algae is grown, oxygen sensors, pH sensors, and optionally temperature sensors |
EP1462807A1 (en) * | 2003-03-27 | 2004-09-29 | Delphi Technologies, Inc. | Method and device for self-testing a microsensor |
US20050268718A1 (en) * | 2004-06-02 | 2005-12-08 | Harald Emmerich | Micromechanical sensor having fault identification |
EP1666841A1 (en) * | 2004-12-02 | 2006-06-07 | Robert Bosch Gmbh | Self testing sensor |
US20090099787A1 (en) * | 2006-05-08 | 2009-04-16 | Bayer Healthcare Llc | Abnormal Output Detection System For A Biosensor |
DE102007021387A1 (en) * | 2007-05-04 | 2008-11-06 | Eads Deutschland Gmbh | Detection device for the detection of biological microparticles such as bacteria, viruses, spores, pollen or biological toxins, and detection methods |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102015121034A1 (en) | 2015-12-03 | 2017-06-08 | Airbus Defence and Space GmbH | Method and device for enriching biological particles |
DE102015121034B4 (en) | 2015-12-03 | 2022-06-23 | Airbus Defence and Space GmbH | Process and device for the enrichment of biological particles |
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---|---|
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