固态离子选择性电极的制作方法

固态离子选择性电极


背景技术：

1.通过对患者的微生物体或“微生物(microbes)”的分析，可以进行与患者诊断和治疗相关的各种类型的检测。微生物是用显微镜可见的生物体比如细菌、真菌或病毒，其可以是单细胞的或是多细胞的。包含患者的微生物体的生物样本可以从患者的感染、体液或脓肿中获取，并且可以被置于检测板或检测阵列中、与各种试剂结合、培养和分析，以帮助患者的治疗。已开发出下述自动化生化分析仪或生物检测系统：其满足卫生保健设施和其他机构的需求，便于患者样本的分析，并且与使用人工操作的分析相比，提高化验结果的准确性和可靠性，并且帮助确定各种抗菌药物的有效性。
2.这样的生物检测系统可以包括使用离子选择性电极来确定生物样本内的离子浓度。这可以包括将样本流体泵送通过靠近或穿过离子选择性电极的通道，以便感测元件暴露于样本流体。感测元件与流体样本相互作用并且产生电压，可以测量该电压以确定样本流体中特定物质(例如，钠、钾、氯化物)的浓度。
3.这些电极和相应的系统通常很昂贵、具有长的响应时间并且/或者需要大的样本量。另外，许多离子选择性电极在传导芯与离子选择性膜之间可以具有不充分的密封。这可能会产生通常称为“残留”的事件，在该事件中，在分析后样本仍留在仪器内，使得后续的其他样本的分析不准确且不可靠。
附图说明
4.尽管说明书以特别指出和清楚地要求保护本发明的权利要求作出结论，但认为通过以下结合附图的对某些示例的描述将更好地理解本发明，在附图中，相同的附图标记标识相同的元件，并且在附图中：
5.图1是示例性生物检测系统的示意图；
6.图2是其中电极组件被移除的示例性离子选择性电极组件的立体图；
7.图3是离子选择性电极组件的沿着图2的线a-a截取的横截面图；
8.图4是图2的离子选择性电极组件的俯视图；
9.图5是图2的离子选择性电极组件的替代立体图；
10.图6a是能够与图2的离子选择性电极组件一起使用的示例性换能器组件的立体图；
11.图6b是图6a的换能器组件的替代立体图；
12.图7是图6a的换能器组件的示例性换能器的立体图；
13.图8是包括图6的换能器组件的离子选择性电极组件的沿着图2的线a-a截取的横截面图；
14.图9是示例性参比电极的示意图；
15.图10是图9的参比电极的其中示出了内部细节的示意图；
16.图11是示例性并行检测组件的立体图；
17.图12是图11的并行检测组件的分解立体图；
18.图13是图11的并行检测组件的其中省略了示例性壳体的部分以示出内部细节的示意图；
19.图14是其中电极组件被移除的并行检测组件的沿着图11的线b-b截取的横截面图；
20.图15是示出了流体流动通过并行检测组件的样本路径的流程图；
21.图16是示例性匣盒组件的立体图；
22.图17是图16的匣盒组件的仰视图；
23.图18是匣盒组件的沿着图16的线c-c截取的横截面图的示意图；以及
24.图19是能够与图16的匣盒组件一起使用的替代示例性生物检测系统的示意图。
25.附图不旨在以任何方式进行限制，并且预期本发明的各种实施方式可以以包括不一定在附图中描绘的方式在内的各种其他方式来实施。并入说明书中并且形成说明书的一部分的附图图示了本发明的几个方面，并且与描述一起用于解释本发明的原理；然而，应当理解，本发明不限于所示的精确的布置结构。
具体实施方式
26.以下对本发明的某些示例的描述不应用来限制本发明的范围。本发明的其他示例、特征、方面、实施方式和优点对于本领域技术人员而言将根据以下描述而变得明显，作为说明，以下描述是预期用于实施本发明的最佳模式之一。如将意识到的，本发明能够具有其他不同的和明显的方面，所有这些方面都不背离本发明。因此，附图和描述应被视为本质上是说明性的而不是限制性的。
27.应当理解，本文描述的教示、表达、版本、示例等中的任何一者或更多者可以与本文中描述的其他教示、表达、版本、示例等中的任何一者或更多者组合。因此，不应相对于彼此孤立地看待以下描述的教示、表达、版本、示例等。鉴于本文中的教示，可以将本文中的教示组合的各种合适的方式对于本领域普通技术人员而言将是明显的。这样的改型和变型旨在包括在权利要求的范围内。
28.如已经描述的，由于各种因素，许多常规的离子选择性电极(“ise”)是不利的。一些常规的ise相对复杂，这会影响成本和可靠性。一些常规的ise还可以使用粘合剂来固定或密封各种部件，这会污染样本流体并导致错误的测量，或者会随着时间的推移而劣化并且限制保存期限或增加残留的风险。许多常规的离子选择性电极也可能遭受慢的响应时间的影响，并且可能需要暴露于相对大量的样本以提供准确的结果。本文中公开的实现方式及其变型提供了许多优于常规ise的优点。
29.i.示例性离子选择性电极组件
30.图1是示例性生物检测系统(10)的示意图。生物检测系统(10)包括处理器(12)，该处理器(12)构造成操作生物检测系统(10)的各种部件，并且还构造成接收和产生与生物检测结果相关联的数据。样本源(14)可由处理器(12)操作以提供样本流体流，该样本流体流行进通过样本路径(18)并且在样本处理(16)处离开。样本流体可以包含生物样本、试剂和其他流体，并且可以在被引入生物检测系统(10)之前进行制备，或者在一些实现方式中，可以由生物检测系统(10)的部件混合和制备。样本源(14)和样本处理(16)中的一者两者可以包括阀、泵和其他流体控制部件，或者可以由样本路径(18)上游或下游的装置提供正/负流
体压力。
31.样本路径(18)是具有取决于生物检测系统(10)的特定实现方式的不同长度、路径和特性的流体通道。例如，在一些实现方式中，样本路径(18)可以是经由或通过一个或更多个感测元件(20)输送样本流体的单个路径。在一些实现方式中，样本路径(18)可以将样本流体流分离或分散至一个或更多个路径。感测元件(20)沿着样本路径(18)定位，以在样本流体流经样本路径(18)时接触样本流体并确定样本流体的一个或更多个特性。这可以包括，例如，穿过感测元件(20)的样本流体，或突出到样本路径(18)中的感测元件(20)。样本流体特性的确定可以以各种方式进行，并且在ise的情况下，可以包括对由于样本流体接触感测元件(20)的操作部分而产生的电压或其他特性的测量。
32.在一些实现方式中，处理器(12)可以操作样本源(14)和/或样本处理(16)以控制样本流体沿着样本路径(18)的流动。当样本流体接触感测元件(20)时，电压产生并由感测元件(20)接收。产生的电压可以传送至处理器(12)，或者指示电压的数据可以传送至处理器(12)，并且可以由处理器(12)使用以产生指示样本流体中的离子(例如钠、钾、氯化物)的浓度的结果。然后，这些结果可以传送至另一设备，储存在存储器上，显示在显示设备上，或者由处理器(12)以其他方式使用，根据本公开，这对于本领域普通技术人员将是明显的。
33.图2是其中换能器组件被移除(例如，如图6a和图6b所示的换能器组件(122))的示例性离子选择性电极(“ise”)组件(100)的立体图。完整的ise组件(100)可以作为感测元件(20)与生物检测系统(10)一起使用。ise组件(100)可以安装在生物检测系统(10)内，使得样本路径(18)穿过ise组件(100)。ise组件(100)包括壳体(102)，壳体(102)定形状并适应成配装在生物检测系统(10)的接收器部分内，以将ise组件(100)与样本路径(18)结合。壳体(102)可以包括帮助安置的特征，比如可以对齐并且插入到附近结构中的适当尺寸的空隙中的一组安装凸片(108)。壳体(102)本身也可以包括带轮廓边缘、凹槽和其他帮助安置和定位的外部特征。
34.样本输入部(104)在壳体(102)上定位成使得样本输入部(104)在ise组件(100)与生物检测系统(10)联接时与样本流体源(例如，比如样本源(14))对准。样本路径密封部(110)环绕样本输入部(104)，并且当ise组件(100)安装在生物检测系统(10)中时可以与相对的结构联接，以帮助样本源(14)与样本输入部(104)之间的密封。类似于安装凸片(108)，样本路径密封部(110)也可以帮助ise组件(100)的正确安装。如下文将更详细描述的，换能器组件插口(106)延伸到壳体(102)中并且定形状并适应成接收换能器组件(122)。
35.图3是离子选择性电极组件(100)的沿着图2的线a-a截取的横截面图。在该视图中，可以看出样本输入部(104)穿过壳体(102)并且在样本输出部(112)处离开，从而限定了在壳体(102)内的样本路径(120)。换能器组件插口(106)示出为螺纹腔并且可以看出终止于换能器接收部(114)处。换能器接收部包括换能器密封部(118)，该换能器密封部(118)环绕检测部分(116)，该检测部分(116)也可以称为感测孔。检测部分(116)是壳体(102)内的其中换能器接收部(114)和样本路径(120)相交的区域。如下文将进一步详细解释的，当换能器组件(122)安装在壳体(102)中时，换能器组件(122)的操作部分可以在检测部分(116)处与样本路径(120)内的样本流体接触。
36.在图3的视图中，可以看出，提供给样本输入部(104)的样本流体将水平移动穿过壳体(102)，竖向移动到检测部分(116)中然后离开检测部分(116)，并且然后竖向移动穿过
壳体(102)直到样本流体离开样本输出部(112)。
37.图4和图5各自示出了ise组件(100)的替代视图。在图4中，再次示出了其中换能器组件(122)被移除的ise组件(100)，其中，并且可以看到换能器接收部(114)的包括换能器密封部(118)和检测部分(116)的区域。图4示出了壳体(102)的其他细节，包括带轮廓部分(103)，该带轮廓部分可以定形状并适应成帮助ise组件(100)在生物检测系统(10)内的定位。
38.图6a和图6b各自示出了换能器组件(122)的立体图。换能器组件(122)包括换能器(126)、螺纹部分(128)、安装螺母(130)和探针(124)。探针(124)终止于连接器(132)处并且在螺纹部分(128)内传导性地联接至换能器(126)。当换能器(126)接触流体样本时，产生电压并且经由探针(124)将电压传输至连接器(132)，该连接器(132)本身适于在ise组件(100)安装在生物检测系统(10)内时与处理器(12)联接。螺纹部分(128)容纳探针(124)的与换能器(126)传导性地联接并且还旋入到换能器接收部(114)中的一部分。安装螺母(130)固定至螺纹部分(128)并且可以在安装螺纹部分(128)时用工具夹紧以允许换能器组件(122)牢固地安装在换能器组件插口(106)中。
39.图7示出了换能器(126)的立体图。换能器(126)包括本体(127)和膜(129)。膜(129)可以由聚合物、玻璃、晶体或其他合适的膜材料形成，并且可以通过浇注或以其他方式联接至本体(127)。本体(127)可以由传导性材料形成。例如，在一些实现方式中，本体(127)可以由固体石墨材料形成，膜(129)直接浇注到本体(127)的表面上。
40.可以改变膜(129)的组成和结构以产生能够测量各种物质的换能器，根据本公开，这对于本领域普通技术人员将是明显的。例如，膜(129)的孔隙率或厚度可以根据特定膜是要测量钠还是要测量钾而变化。膜(129)除了允许对物质的测量之外，膜(129)还是挠性的并且在换能器组件(122)安装于ise组件(100)中时帮助密封样本路径(120)。
41.图8是离子选择性电极的沿着图2的线a-a截取的横截面图。图8图示了完全组装的ise组件(100)和膜(129)的密封功能两者。在该图中，可以看到，换能器组件(122)位于换能器组件插口(106)内。尽管螺纹部分(128)和换能器组件插口(128)示出为螺纹螺旋式组件，但应该理解换能器组件(122)可以以其他方式固定在壳体内(102)，比如通过例如摩擦配合、机械闩锁和弹簧释放闩锁。
42.在螺纹部分(128)下方，可以看到换能器(126)在换能器接收部(114)内坐置成使得换能器密封部(118)与换能器(126)的膜(129)接触。ise组件(100)可以以所示的方式通过例如将换能器(126)置于换能器接收部(114)中然后通过旋转安装螺母(130)将螺纹部分(128)旋入到换能器组件插口(106)中而组装。随着螺纹部分(128)推进，螺纹部分(128)将接触换能器(126)的背面并且将换能器(126)压入到换能器密封部(118)中。膜(129)将在其压靠在换能器密封部(118)上时弯曲，并且对样本路径(120)形成压力密封。螺纹部分(128)和安装螺母(130)可以适于(例如，通过改变螺纹部分(128)和安装螺母(130)的尺寸或位置)控制螺纹部分(128)可以被推进的深度，以允许合适的压力来形成密封，同时防止可能损坏膜(129)的过度拧紧。除了这种结构限制之外，还可以实现其他压力限制特征，比如通过在安装螺母(130)中包括扭矩激活的滑动特征、在换能器密封部(118)与换能器(126)的一部分之间提供非挠性的结构接触或者提供根据本公开对本领域普通技术人员将是明显的其他特征而实现其他压力限制特征。
43.当如图8中所示的那样组装时，可以看出，换能器(126)的膜(129)的一部分暴露于样本路径(120)内的检测部分(116)。当样本流体流经样本路径(120)时，样本流体将接触允许对样本流体的分析的膜(129)。这种构型提供了许多优点。例如，膜(129)表面直接与样本路径(120)结合，从而提供了用于接触样本流体并且防止样本流体在各检测之间的残留或滞留的均匀的表面。另外，样本路径(120)与换能器组件插口(106)之间的密封由螺纹部分(128)相对于换能器(126)的机械力来提供，这意味着不需要粘合剂、密封剂或单独的密封特征。因此，不存在由粘合剂造成污染的风险，并且也不存在劣化中的粘合剂或密封剂最终失效并缩短ise组件(100)的保存期限的风险。由螺纹部分(128)提供的压力密封是有效永久的，从而允许延长保存期限，并且可以在使用之前或使用期间容易地检查或用安装螺母(130)拧紧。
44.在一些实现方式中，壳体(102)和换能器组件插口(106)可以由塑料或聚合物形成，而螺纹部分(128)可以是类似的材料。可以选择此类材料以帮助实现部件之间的密封、防止对换能器(126)的过度拧紧、避免与换能器(126)的传导性、或在各种保存条件下的长保存期限期间内保持部件之间的密封(例如，因为变化的温度可能导致一些材料的材料膨胀和收缩)，根据本公开，这种选择对于本领域普通技术人员而言是明显的。
45.作为另外的优点，换能器(126)可以直接安置到换能器接收部(114)中并且通过安置螺纹部分(128)并且拧紧安装螺母(130)来密封。由于膜(129)可以直接浇注到本体(127)上，并且由于ise组件(100)可以在没有粘合剂或其他步骤的情况下完全组装，所以可以使人与膜(129)的接触最小化或完全避免人与膜(129)的接触。由于与膜(129)的接触会导致多孔特征被碎屑堵塞，因此使这种接触最小化并且提供如图8所图示的ise组件(100)的简单组件可以减少误差并且提高检测结果的准确性。作为额外的优点，这样的实现方式提供了可以在ise组件(100)的简单性、可靠性、耐用性、易组装性和易用性方面提供益处的固态换能器(126)和膜(129)。也可以减少ise组件(100)所需的维护的频率和程度，因为无需检查粘合剂或密封物或者清洁或冲洗来自腔的残留污染物，并且与使用膜涂层样品路径的ise相比，减少了全面检查样本路径的需要。
46.ise组件(100)的不同的实现方式将在膜(129)与样本路径(120)之间提供不同的接触表面积。例如，一些实现方式可以具有0.006平方英寸的接触表面积，从而允许根据需要减小ise组件(100)的整体尺寸。通过这种接触表面积可以实现准确测量，这是由于下述因素：比如换能器(126)的固态设计、膜(129)在样本路径(120)内的位置、没有粘合剂、溶剂和密封剂、或可能损害膜(129)的其他污染物，以及其他因素。测量响应时间也可以减少至一秒或更短，并且可以用更少量的样本流体进行，这部分地归因于减小的接触表面积和膜(129)可以提供结果的准确度。
47.如已经讨论的，ise组件(100)可以构造成通过改变膜(129)的特性来检测特定物质(例如，钠、钾、氯化物)的浓度。在一些实现方式中，每个ise组件(100)可以检测单一物质，使得在每个ise组件(100)构造成提供不同的测量的情况下，图1的样本路径(18)可以穿过多个ise组件(100)。样本路径(18)可以按顺序穿过ise组件(100)，或者可以分支并且并行地穿过ise组件(100)。存在ise组件(100)的其他特征、变型和优点，并且随着一些这样的变型在下文中被进一步详细地公开和描述，ise组件(100)的其他特征、变型和优点对于根据本公开的领域的普通技术人员将是明显的。
48.ii.示例性参比电极
49.如已经描述的，像ise组件(100)这样的ise基于接触期间产生的电压测量样本流体中的物质浓度。由ise组件(100)提供的电压测量的解释通常需要参比电压。在一些实现方式中，参比电压可以由参比电极提供。图9示出了使用ise组件(100)的一些特征来实现和组装的示例性参比电极(200)的示意图。参比电极(200)在几个方面与其他ise不同，不同之处包括：参比电极(200)在检测期间提供恒定电压测量以及参比电极(200)的感测元件不直接接触样本路径(18)。
50.如图9所示，参比电极(200)包括壳体(202)，该壳体(202)具有样本输入部(204)。探针(216)部分地从壳体(202)延伸并且包括位于远端端部处的连接器(220)，该连接器(220)与处理器(12)联接以提供指示所测量的电压的数据或信号。图10是图示了参比电极(200)的壳体(202)内的部件的示意图。当参比电极(200)置于样本路径(18)中时，样本输入部(204)接收样本流体。样本流体行进通过样本路径(212)并且经由样本输出部(未图示)离开参比电极(200)，如在ise组件(100)的上下文中类似地描述。流动通过样本路径(212)的样本流体将接触换能器(215)。换能器(215)通过推进到插口(210)中的螺纹部分(214)而被相对于样本路径(212)密封，如在ise组件(100)的上下文中类似地描述。
51.壳体(202)还包括储液器(206)，该储液器可以填充有传导性电解质流体并且通过覆盖件(208)密封在壳体(202)内。该覆盖件(208)可以通过将覆盖件(208)附接至插口(210)或螺纹部分(214)的螺钉或其他紧固件而加压密封到壳体(202)上。位于探针(216)的近端端部处的探针梢部(218)接近于换能器(215)但不与换能器(215)接触。以这种方式组装，当样本流体接触换能器(215)时，参比电极(200)可以经由连接器(220)向处理器(12)提供恒定的参比电压。当在生物检测系统(10)中使用时，参比电极(200)可以与一个或更多个ise组件(100)配对(例如，按顺序地或并行地，沿着样本路径(18))以提供可用于确定样本流体中离子浓度的参比电压。
52.iii.示例性并行检测组件
53.如已经描述的，生物检测系统(10)可以包括几个电极组件(例如，参比电极(200)、一个或更多个ise组件(100))。在可以有利于生物检测的生物检测系统(10)的实现方式中，可以包括专用的ise组件(100)以用于几种特定的离子浓度的测量，例如钠、钾和氯化物。这种系统的一些实现方式可以包括沿着样本路径(18)与三个ise组件(100)按顺序定位的参比电极(200)，每个ise组件(100)具有专用的测量构型。
54.在生物检测系统(10)的一些实现方式中，感测元件(20)可以实现为置于样本路径(18)内并且包括多个功能的单个组件。作为示例，图11示出了示例性并行检测组件(300)的立体图。并行检测组件(300)接收和检测与在ise组件(100)和参比电极(200)的上下文中描述的类似的样本流体，其中，所提供的样本流体流入到并行检测组件(300)中，沿着样本路径流动，沿着样本路径接触感测元件，并且然后离开并行检测组件(300)。
55.然而，在使用并行检测组件(300)时，可以提供多个感测功能，并且样本流体测量可以在大致相同的时间范围内并行地进行，而不是按顺序地流动通过多个ise组件(100)。结果，可以减少流体样本的总体检测时间。
56.图1的并行检测组件(300)包括壳体(302)，该壳体(302)包括样本输入部(312)，该样本输入部(312)接收样本流体并且将样本流体传送到穿过壳体(302)的样本路径上。通过
并行检测组件(300)的样本流体可以由参比电极(304)、第一电极(306)、第二电极(308)和第三电极(310)并行地检测而不是按顺序检测。因此，在对样本流体内三种物质(例如钠、钾、氯化物)的浓度进行检测的生物检测系统(10)的实现方式中，并行检测组件(300)可以用来代替四个单独的组件，并且通过并行地执行测量，还可以有利地增加样本流体通过量和检测的速度。
57.尽管并行检测组件(300)包括几个具有与ise组件(100)中使用的部件相似的特征和功能的部件，但为了配装在单个壳体(302)内，这些部件的布置有所不同。为了说明，图12示出了并行检测组件(300)的分解立体图。参比电极(304)示出为从覆盖件(320)并从壳体(302)内的储液器(318)内取出。如参比电极(200)的上下文中所述，储液器(318)可以填充有传导性电解质流体以帮助参比电压的测量。一旦填充，储液器被覆盖件(320)密封并且参比电极(304)穿过覆盖件(320)，使得探针梢部(322)在储液器(318)内搁置成接近于参比换能器(316)但不与参比换能器(316)接触。参比换能器(316)与换能器(215)类似，并且通过插入参比插口(336)内并被推进到参比插口(336)中的螺纹部分(314)按压而被加压密封在壳体(302)内。
58.第一电极(306)包括螺纹部分(324)和换能器(326)，类似于ise组件(100)的换能器(126)和螺纹部分(128)。换能器(326)可以置于第一电极插口(338)中并且通过将螺纹部分(324)推进到第一电极插口(338)中而被加压密封在壳体(302)内。与换能器组件(122)一样，在换能器处产生的电压(326)沿着电极(306)的长度传导性地传送至处理器(12)。第二电极(308)包括可以压装到第二电极插口(340)中的螺纹部分(332)和换能器(334)，其中，各个部件具有与第一电极(306)的对应部件类似的功能和特征。第三电极(310)包括可以压装到第三电极插口(342)中的螺纹部分(328)和换能器(330)，其中，各个部件具有与第一电极(306)的对应部件类似的功能和特征。
59.如所示布置，并行检测组件(300)可以构造成使得每个电极提供对样本流体的不同测量。作为示例，(例如，基于换能器(326)的膜的特性，)第一电极(304)可以构造成测量样本流体中的钠含量；第二电极(308)可以构造成测量样本流体中的钾含量；并且第三电极(310)可以构造成测量样本流体中的氯化物含量。由于参比电极(304)为这种构型提供参比电压测量，并行检测组件(300)可以代替可以在生物检测系统(10)内按顺序布置的几个分立部件，同时拥有与ise组件(100)和参比电极(200)相同的优点(例如，相对于歧管(129)的加压密封，不需要粘合剂、密封剂或溶剂，增加耐用性和保存期限，以及上述其他改进)。
60.在图13中可以看到完全组装的并行检测组件(300)中的壳体内的电极的布置的模拟视图，该模拟视图示出了并行检测组件(300)的示意图，其中，为了可见性而省略了几个部分。在该图中，可以看到第一电极(306)的螺纹部分(324)推进到第一电极插口(338)中，可以看到第二电极(308)的螺纹部分(332)推进到第二电极插口(340)中，并且可以看到第三电极(310)的螺纹部分(328)推进到第三电极插口(342)中。类似地，可以看到参比电极(304)的螺纹部分(314)推进到参比插口(336)中。通过这种布置，参比换能器(316)和第一电极(306)的换能器(326)、第二电极(308)的换能器(334)以及第三电极(310)的换能器(330)全部在壳体(302)内定位并且密封成接近于并行检测组件(300)的样本输入部(312)的位置。在图13中还可以看到储液器(318)和探针梢部(322)在储液器(318)内相对于参比换能器(316)的位置。
61.在图13中不可见的一种结构是下述通道结构：这些通道结构将样本流体转移至换能器中的每个换能器，以便可以在换能器之间没有任何串扰(例如，电压或其他特性的错误的检测)的情况下检测流体。这种结构在图14中部分地示出，图14是并行检测组件(300)的沿着图11的线b-b截取的横截面图，其中，第一电极(306)、第二电极(308)和第三电极(310)从壳体(302)移除。在该图中，壳体(302)的内部结构是可见的，并且可以看出，样本输入部(312)通向一组通道，所述一组通道穿过壳体(302)并且经由限定样本路径(346)的样本输出部(344)离开。样本路径(346)在壳体(302)内被限定成使得样本流体流将分离并且流向壳体内的每个螺纹部分的换能器接收部(347)以接触定位在相应的换能器接收部(347)内的换能器，如在ise组件(100)的换能器接收部(114)的上下文中类似地公开的。在通过每个换能器接收部(347)之后，样本流体的发散流重新混合并且经由样本输出部(344)离开壳体(302)。
62.为了另外说明由壳体(302)的结构限定的样本路径(346)，图15示出了说明流体流动穿过并行检测组件(300)的流程图。流体的流动在样本输入部(312)处开始并且沿由箭头指示的方向行进。在到达样本分离部(354)时，流体流分离到四个单独的通道中，每个单独的通道是部分样本输入部(348)，并且由相应的检测部分接收，如在ise组件(100)的检测部分(116)的上下文中类似地描述的。
63.相对于图15中所示的图像，可以看出，一部分流体沿着部分样本输入部(348)向右行进进入到检测部分(350a)中，然后流经检测部分(350a)进入到部分样本输出部(352)中。随后，来自部分样本输出部(352)的流体在发散的样本流重新混合的样本混合部(356)处被接收，然后经由样本输出部(344)离开。类似地，一部分流体从样本分离部(354)向上行进进入到检测部分(350d)中，并且然后流经检测部分(350d)向下流向样本混合部(356)，这一部分流体在样本混合部(356)中与其他样本流体重新混合，并且经由样本输出部(344)离开。如将明显的，一部分流体还从样本分离部(354)向左行进进入到检测部分(350c)中，并且然后流经检测部分(350c)流向样本混合部(356)，在样本混合部(356)中，这一部分流体与其他样本流体重新混合。最后，一部分流体还从样本分离部(354)向下行进进入到检测部分(350b)中，然后流经检测部分(350b)并且返回到样本混合部(356)，在样本混合部(356)中，这一部分流体与其他样本流体重新混合。样本流体的分离和合并可以通过使限定样本路径(346)的结构定形状和定轮廓来实现、可以通过对样本流体输入的加压来实现或者可以通过前述两者来实现，根据本公开，这对于本领域的普通技术人员而言将是明显的。
64.如可以明显的，图15中所示的检测部分中的每个检测部分对应于换能器接收部比如换能器接收部(347)以及坐置在换能器接收部中的电极。例如，检测部分(350c)对应于第一电极(306)并且接触换能器(326)，检测部分(350a)对应于第二电极(308)并且接触换能器(334)，检测部分(350b)对应于第三电极(310)并且接触换能器(330)，并且检测部分(350d)对应于参比电极(304)并且接触参比换能器(316)。以这种方式，可以看出，每个换能器可以接触流经样本通道(346)的样本流体，同时还彼此隔离，从而防止电串扰。
65.由于在ise组件(100)和参比电极(200)的上下文中给出的原因，以及由于并行检测的其他优势和实际上增加的流体样本吞吐量，可以有利地实现并行检测组件(300)。例如，在生物检测系统(10)包括并行检测组件(300)的情况下，样本路径(18)的总长度可以减少。参照图15来解释，任何一部分样本流体可以通过样本路径(346)行进的最长距离大约是
样本流体可以通过四个按顺序布置的部件行进的最长距离的四分之一，因为样本流体被分离并且沿着每个分支并行地行进。通过减少样本路径(18)的总长度，生物检测系统(10)可以检测样本，进行任何检测内维护，并且然后更快地检测第二个样本。并行检测组件(300)还在可用性和维护方面提供了额外的优势，因为单个组件可以比多个组件更容易安装和更换。根据本公开，存在并行检测组件(300)的其他特征、优点和变型并且其对于本领域技术人员而言将是明显的。
66.iv.示例性匣盒组件
67.如已经讨论过的，生物检测系统(10)提供了样本路径(18)，样本流体流经该样本路径(18)并且接触一个或更多个感测元件(20)。尽管这样的系统可以有利地与诸如ise组件(100)、参比电极(200)和并行组件(300)的组件一起使用，但是可以基于本公开实现其他类型的生物检测系统。作为示例，生物检测系统和ise组件的一些实现方式可以不需要流动路径，并且可以提供几个优点。
68.作为示例，图16是示例性匣盒组件(400)的立体图。匣盒组件(400)包括本体(402)，该本体是平坦的并且包括倾斜边缘和倒圆拐角。取决于特定的实现方式，本体(402)的长度可以在大约0.5cm与大约2cm之间，宽度在大约0.35cm与大约1.5cm之间，并且深度可以在大约0.1cm与大约0.4cm之间。本体(402)定尺寸和定形状为可用作便携式匣盒式组件，该便携式匣盒式组件可以插入到生物检测系统(22)中或从生物检测系统(22)中移除，比如图19中所示的系统。生物检测系统(22)包括处理器(12)，并且还包括匣盒接收器(24)。匣盒接收器(24)构造成：接收匣盒组件(400)并且与匣盒组件(400)传导性地联接，在对提供给匣盒组件(400)的样本流体进行检测期间提供任何必要的电输出，接收检测输出(例如，数据、电信号或其他指示电压的信息)，并且将检测输出提供给处理器(12)以进行如在图1的上下文中所描述的处理和解释。匣盒组件(400)的尺寸和形状可以基于匣盒接收器(24)的特性、基于可用性的因素(例如，特别小的尺寸可能难以处理和安置于匣盒接收器(400)中)、并且基于其他因素而变化，根据本公开，这对于本领域普通技术人员之一将是明显的。
69.匣盒(400)包括样品槽(410)，该样品槽(410)作为下降到本体(402)中的浅凹部。样本槽(410)包括参比换能器(404)、第一换能器(406)、第二换能器(408)和第三换能器(412)。样本槽(410)的每个换能器类似于ise组件(100)的换能器(126)发挥功能，因为这些换能器响应于接触样本流体而产生电压，该电压是参比电压或指示样本流体中物质的浓度的电压，这取决于换能器的类型和特性(例如，换能器的膜的特性的变化，如在膜(129)的上下文中所述的)。
70.当使用匣盒组件(400)时，流体可以直接置于样本槽(410)中并且被保持在样本槽(410)中(例如，通过表面张力的作用，或者通过在样品槽(410)上应用覆盖件或密封件，或者两者兼而有之)。当匣盒组件(400)未连接至生物检测系统(22)时，不执行样本的分析。然而，当匣盒组件(400)联接至匣盒接收器(24)时，换能器起作用并且将感测与所得电压相关的信息并且将该信息传输至处理器(12)，如已经描述的。
71.如在图17中所可以看到的，向处理器传输电压信息是由本体(402)的下侧上的一组连接器来完成的。在该图中，可以看到第一连接器(414)、第二连接器(420)和第三连接器(422)从样本槽(410)下方的本体(402)的下侧延伸。连接器中的每个连接器传导性地联接至相应的换能器并且定位成在插入时与匣盒接收器(24)和处理器(12)传导性地联接。还可
以看到储液器(418)，储液器(418)具有从储液器(418)延伸的参比连接器(416)，参比连接器(416)以类似于储液器(206)和探针(216)的方式布置(例如，参比连接器(416)延伸到储液器(418)中)，该储液器(418)可以填充有传导性流体，并且近端梢部定位成接近于参比换能器(404)但不与参比换能器(404)接触。通过这样的布置，每个换能器嵌入本体(402)内并且联接至换能器的下侧上的相应连接器。
72.图18是示出了这种布置的示例的示意图。图18模拟了沿着图18的线c-c截取的横截面图，在该图中，可以看到样本槽(410)延伸到本体(402)中。可以看到，第二换能器(408)嵌入本体(402)内，并且可以看到，当插入匣盒组件(400)时，第二连接器(420)与第二换能器(408)的下侧接触并且从本体(402)向外延伸以与匣盒接收器(24)联接。还可以看到参比换能器(404)嵌入本体(402)内。参比换能器(404)的下侧向储液器(418)敞开并且将接触置于储液器(418)中的流体。参比连接器(416)延伸穿过储存器(418)的壁并且参比连接器(416)的近端端部定位成接近于参比换能器(404)的下侧但相隔一段距离(424)。
73.匣盒组件(400)与并行检测组件(300)具有的一些相似之处在于，样本槽(410)包含四个换能器，所述四个换能器可以支持包括参比测量换能器、钠浓度传感器、钾浓度传感器和氯化物浓度换能器的构型。然而，匣盒组件(400)没有样本路径或通过该组件的流体流动，而是在样本槽(410)中接收流体。通过减少对样本流体进行加压或使样本流体移动的需要、减少对样本路径的通道进行清洁和冲洗的需要以及防止样本之间的残留(例如，当匣盒组件(400)在使用后被处理或清洗)，没有样本路径的实现方式可以是有利的。
74.匣盒组件(400)的优点包括，匣盒组件(400)适合在护理点处使用并且还可以在使用后处理或清洗并且重新使用。作为示例，直接向患者提供护理的医生可以通过从匣盒组件(400)的包装中取出匣盒组件(400)并且移除贴纸或密封物以暴露样本槽(410)来准备匣盒组件(400)。可以收集患者生物样本并且将患者生物样本直接滴入到样本槽(410)中(例如，比如血滴)，或者可以收集并且单独制备患者生物样本(例如，通过添加试剂、溶剂和其他物质或与试剂、溶剂和其他物质混合)并且直接滴入到样本槽(410)中。然后，通过密封样本槽(410)以防止样本在运输期间溢出或被污染，可以使匣盒组件(400)准备好运输。然后可以将匣盒组件(400)运送到生物检测系统(22)的位置，该位置可能与上述医生在同一建筑物或设施中，或者可能位于较远地方以向许多护理提供者提供服务。匣盒组件(400)可以插入到匣盒接收器(24)中，并且结果可以由处理器(12)捕获并且保存、显示或传输给接收者(例如，比过经由网站、web界面、电子信息或其他通信提供检测结果)。一旦检测完成，匣盒接收器(24)可以自动地处理匣盒组件(400)，或者匣盒组件(400)可以被手动移除和处理以便为随后的匣盒准备匣盒接收器(24)。
75.生物检测系统(22)可以有利地用于这样的场景中，因为生物检测系统(22)可以在匣盒组件(400)被接收时快速检测样本，同时生物检测系统(22)还由于没有共用的样本路径或流体传输系统，因此具有较低的维护要求和较低的残留可能性。
76.v.示例性组合
77.以下示例涉及可以组合或应用本文中的教示的各种非穷举方式。应当理解，以下示例并非旨在限制可能在本技术或本技术的后续文件中随时提出的任何权利要求的覆盖范围。没有免责声明。提供以下示例无非仅用于说明目的。预期本文中的各种教示可以以许多其他方式安排和应用。还设想到，一些变型可以省略下面示例中提到的某些特征。因此，
除非发明人或与发明人有利益关系的后继者在以后的时期另行明确地指示，否则下面提及的任何方面或特征均不应被视为是关键的。如果在本技术或与本技术相关的后续文件中提出了包括以下提及的特征之外的附加特征的任何权利要求，则这些附加特征不应被认为是出于与可专利性相关的任何原因而添加的。
78.示例1
79.一种离子选择性电极，包括：(a)壳体，所述壳体包括：(i)穿过所述壳体的样本路径，所述样本路径包括感测孔，(ii)电极插口，所述电极插口由所述壳体中的开口限定，所述电极插口包括位于壳体内且能够从所述开口进入的腔，以及(iii)换能器接收部，所述换能器接收部定位在所述腔内并且经由所述感测孔连接至所述样本路径；(b)传感器，该传感器包括膜结构和膜，其中，(i)所述膜结构构造成当所述传感器安置于所述换能器接收部中时将所述膜定位在所述感测孔处，以便穿过所述样本路径的流体溶液接触所述膜，并且(ii)所述膜构造成基于与所述流体溶液的接触而产生电势；(c)插口插头，所述插口插头适于与所述电极插口配装并且使所述膜偏置抵靠所述感测孔；以及(d)电触头，所述电触头穿过所述插口插头并且与所述传感器联接，其中，所述电触头能够用于从所述壳体的外部测量所述电势。
80.示例2
81.根据示例1所述的离子选择性电极，其中，所述电触头包括内部触头和外部触头，并且其中：(i)所述插口插头构造成当与所述电极插口联接时将所述内部触头安置成抵靠所述膜结构，(ii)所述外部触头从所述电触头延伸至所述壳体的外部，并且(ii)所述内部触头与所述外部触头联接并且构造成将所述电势从所述膜结构转移至所述外部触头。
82.示例3
83.根据示例1至示例2中的任一项或更多项所述的离子选择性电极，其中，所述插口插头包括螺纹，所述螺纹构造成当所述插口插头推进到所述电极插口中时将所述插口插头与所述电极插口联接并且使所述膜偏置抵靠所述感测孔。
84.示例4
85.根据示例3所述的离子选择性电极，其中，所述插口插头构造成在旋入到所述电极插口中时与所述膜结构接触并且导致所述膜抵靠所述感测孔压缩并且形成所述膜与所述感测孔之间的流体不可渗透的密封。
86.示例5
87.根据示例4所述的离子选择性电极，其中，所述插口插头构造成在旋入到所述电极插口中时形成所述插口插头与所述电极插口之间的流体不可渗透的密封。
88.示例6
89.根据示例1至示例5中的任一项或更多项所述的离子选择性电极，其中，所述膜结构包括传导性石墨。
90.示例7
91.根据示例6所述的离子选择性电极，其中，所述膜包括固态离子选择性膜。
92.示例8
93.根据示例7所述的离子选择性电极，其中，所述固态离子选择性膜直接浇注到所述传导性石墨上。
94.示例9
95.根据示例1至示例8中的任一项或更多项所述的离子选择性电极，其中，由所述膜的暴露于所述样本路径的部分所限定的接触表面积为约0.006平方英寸。
96.示例10
97.根据示例1至示例9中的任一项或更多项所述的离子选择性电极，其中，当所述电触头与所述电极插口联接时，所述传感器相对于所述感测孔自密封。
98.示例11
99.根据示例11所述的离子选择性电极，其中，所述传感器和所述感测孔不包括任何其他密封特征或粘合剂。
100.示例12
101.根据示例1至示例11中的任一项或更多项所述的离子选择性电极，其中，所述传感器基本上由所述膜结构和所述膜组成。
102.示例13
103.根据示例1至示例12中的任一项或更多项所述的离子选择性电极，其中，所述膜构造成基于所述流体溶液中离子的离子浓度产生所述电势，并且其中，所述离子选自由钾、钠和氯化物组成的组。
104.示例14
105.一种组装离子选择性电极的方法，包括：(a)制造壳体，所述壳体的尺寸选择成适合期望应用，其中，所述壳体包括：(i)样本路径，所述样本路径穿过壳体，所述样本路径包括感测孔，(ii)电极插口，该电极插口由所述壳体中的开口限定，所述电极插口包括位于所述壳体内且能够从所述开口进入的腔，以及(iii)换能器接收部，所述换能器接收部定位在所述腔内并且经由所述感测孔连接至所述样本路径；(b)通过形成膜结构并且将膜直接浇注到所述膜结构上来制造传感器，所述膜结构的尺寸选择成配装在所述换能器接收部内，其中，(i)所述膜结构构造成当所述传感器与所述换能器接收部联接时将所述膜定位在所述感测口处，以便穿过所述样本路径的流体溶液接触所述膜，并且(ii)所述膜构造成基于与所述流体溶液的接触而产生电势；(c)将所述传感器安置于所述换能器接收部中；(d)将插口插头推进到所述电极插口中以使所述膜偏置抵靠所述感测孔；(e)将电触头与所述传感器联接，其中，所述电触头能够用于从所述壳体的外部测量所述电势。
106.示例15
107.根据示例14所述的方法，还包括将所述膜构造成基于流体溶液中离子的离子浓度产生所述电势，其中，所述离子选自由钾、钠和氯化物组成的组。
108.示例16
109.根据示例14至示例15中的任一项或更多项所述的方法，其中，所述膜结构包括传导性石墨，并且其中，所述膜包括固态离子选择性膜，所述方法还包括：在制造所述传感器之后，防止与所述膜的任何直接物理接触，直到所述传感器安置于所述换能器接收部内。
110.示例17
111.根据示例14至示例15中的任一项或更多项所述的方法，作为通过将所述插口插头旋入到所述电极插口中而将所述电触头与所述电极插口联接的结果，还包括：(a)在所述插口插头与所述电极插口之间形成流体不可渗透的密封；以及(b)在所述膜与所述感测孔之
间形成流体不可渗透的密封。
112.示例18
113.根据示例17所述的方法，还包括制造所述传感器以及在所述传感器和所述感测孔中不包括任何粘合剂且不包括任何其他密封特征的情况下于所述膜与所述感测孔之间形成所述流体不可渗透的密封。
114.示例19
115.一种参比电极，包括：(a)壳体，所述壳体包括：(i)样本路径，所述样本路径穿过所述壳体，所述样本路径包括感测孔，(ii)储液器和覆盖件，所述储液器位于所述壳体内，所述覆盖件适于密封所述储液器，(iii)电极插口，所述电极插口位于所述储液器内，以及(iv)换能器接收部，所述换能器接收部定位在所述电极插口内并且经由所述感测孔连接至所述样本路径；(b)传感器，所述传感器包括膜结构和膜，其中，(i)所述膜结构构造成当所述传感器安置于所述换能器接收部中时将所述膜定位在所述感测孔处，以便穿过所述样本路径的流体溶液接触所述膜，并且(ii)所述膜构造成基于与所述流体溶液的接触而产生电势；(c)插口插头，所述插口插头适于与所述电极插口配装并且使所述膜偏置抵靠所述感测孔；以及(d)电触头，所述电触头穿过所述壳体进入到所述储液器中并且穿过所述电极插口，使得所述电触头的近端梢部接近于所述传感器的插口插头，其中，所述电触头构造成将根据流体所得的电势在所述近端梢部处传递至所述壳体外部的远端梢部。
116.示例20
117.根据示例19所述的参比电极，其中，所述插口插头包括螺纹，所述螺纹构造成在所述插口插头推进到所述电极插口中时将所述插口插头与所述电极插口联接并且使所述膜偏置抵靠所述感测孔。
118.示例21
119.根据示例20所述的参比电极，其中，所述插口插头构造成在旋入到所述电极插口中时与所述膜结构接触并且导致所述膜抵靠所述感测孔压缩并且在所述膜与所述感测孔之间形成流体不可渗透的密封。
120.示例22
121.一种并行检测组件，包括：(a)壳体，所述壳体包括：(i)样本路径，所述样本路径穿过所述壳体，所述样本路径包括位于入口侧的流体分离部和位于输出侧的流体混合部，其中，所述流体分离部适于将流体分离到两个或更多个路径中，并且所述流体混合部适于将来自所述两个或更多个路径的流体混合到单个路径中，(ii)两个或更多个电极插口，所述两个或更多个电极插口由所述壳体中的开口限定，其中，每个电极插口包括腔，所述腔位于所述壳体内，所述腔能够从连接至所述两个或更多个路径中的路径的所述开口进入，以及(iii)储液器，所述储液器位于所述壳体内，所述储液器通向所述两个或更多个电极插口中的参比电极插口；(b)参比电极，所述参比电极定位在所述参比电极插口内并且将参比换能器的参比膜相对于所述两个或更多个路径中的参比路径密封；(c)参比探针，所述参比探针具有近端端部和远端端部，所述近端端部在所述储液器内定位成接近于所述参比电极，所述远端端部定位在所述壳体的外部；以及(d)一个或更多个离子选择性电极，所述一个或更多个离子选择性电极定位在所述两个或更多个电极插口内，所述离子选择性电极中的每个离子选择性电极将换能器相对于所述两个或更多个路径中的路径密封。
122.示例23
123.根据示例22所述的并行检测组件，其中，所述样本路径适于：(i)在所述入口侧处接收样本流体，(ii)将所述样本流体的各部分在所述样本分离部处转移至所述两个或更多个路径中的每个路径，(iii)使所述样本流体的各部分与所述参比换能器和所述一个或更多个离子选择性电极中的每个离子选择性电极的所述换能器接触，以及(iv)在所述样本混合部处接收所述样本流体的所述各部分并且将所述样本流体在所述输出侧处输送出所述壳体。
124.示例24
125.根据示例22至示例23中的任一项或更多项所述的并行检测组件，其中：(i)所述参比换能器构造成产生参比电势，(ii)所述一个或更多个离子选择性电极的第一换能器构造成产生指示钠浓度的电势，(iii)所述一个或更多个离子选择性电极的第二换能器构造成产生指示钾浓度的电势，并且(iv)所述一个或更多个离子选择性电极的第三换能器构造成产生指示氯化物浓度的电势。
126.示例25
127.根据示例22至示例24中的任一项或更多项所述的并行检测组件，其中：(i)所述参比电极旋入到所述参比电极插口中，以将所述参比膜相对于所述参比路径密封，(ii)所述一个或更多个离子选择性电极中的每个离子选择性电极旋入到所述两个或更多个电极插口中的相应电极插口中，以将相应的膜相对于所述两个或更多个路径中的相应路径密封。
128.示例26
129.一种匣盒组件，包括：(a)壳体，所述壳体适于配装在生物检测系统的匣盒接收器内；(b)样本槽，所述样本槽由所述壳体顶部表面内的凹部限定；(c)参比换能器，所述参比换能器定位在所述样本槽内并且嵌入所述壳体中，其中，所述参比换能器构造成基于与所述样本槽中的样本流体的接触而产生参比电势；(d)参比流体的储液器，所述参比流体的所述储液器位于所述壳体内并且与所述参比换能器接触，其中，所述参比电势在所述储液器内产生；(e)一个或更多个换能器，所述一个或更多个换能器定位在所述样本槽内并且嵌入所述壳体中，其中，所述一个或更多个换能器中的每个换能器构造成基于与所述样本槽中的所述样本流体的接触而产生电势；(f)一组连接器，所述一组连接器位于所述壳体的底部表面上，其中，(i)所述一组连接器中的参比连接器从所述壳体的外部进入到所述储液器中，使得所述参比连接器的近端端部接近于所述参比换能器并且所述参比连接器的远端端部定位在所述壳体的外部，(ii)所述一组连接器中的一个或更多个连接器的近端端部联接至所述壳体内的所述一个或更多个换能器，并且所述一个或更多个连接器的远端端部定位在所述壳体的外部，其中，所述一组连接器构造成当所述匣盒组件安置于所述匣盒接收器中时将所述参比电势和所述一个或更多个换能器的所述电势传输至所述生物检测系统的处理器。
130.示例27
131.根据示例26所述的匣盒组件，其中，所述一个或更多个换能器包括：(i)第一换能器，所述第一换能器构造成产生指示所述样本流体中钠浓度的电势，(ii)第一换能器，所述第一换能器构造成产生指示所述样本流体中钾浓度的电势，以及(iii)第一换能器，所述第一换能器构造成产生指示所述样本流体中氯化物浓度的电势。
132.示例28
133.根据示例26至示例27中的任一项或更多项所述的匣盒组件，其中，由于表面张力的作用，所述样本槽适于保持所述样本流体。
134.示例29
135.根据示例26至示例28中的任一项或更多项所述的匣盒组件，还包括覆盖件，所述该覆盖件适于当安置于所述匣盒组件上时将所述样本流体密封在所述样本槽内。
136.示例30
137.根据示例26至示例29中的任一项或更多项所述的匣盒组件，其中，所述壳体的长度在大约0.5cm与大约2cm之间，宽度在大约0.35cm与大约1.5cm之间，并且深度在大约0.1cm与大约0.4cm之间。
138.vi.其他事项
139.应当理解，本文中描述的示例中的任何示例可以包括除了上述特征之外或代替上述特征的各种其他特征。仅以示例的方式，本文中描述的示例中的任何示例还可以包括通过参引并入本文中的任何各种参考文献中公开的各种特征中的一个或多个特征。
140.应当理解，本文中描述的教示、表达、实施方式、示例等中的任何一者或更多者可以与本文中描述的其他教示、表达、实施方式、示例等中的任何一者或更多者组合。因此，以上描述的教示、表述、实施方式、示例等不应当相对于彼此被孤立地看待。鉴于本文中的观点，本文中的教示可以结合的各种合适的方式对于本领域普通技术人员而言将是明显的。这样的改型和变型旨在包括于权利要求的范围内。
141.应当理解，被描述为通过参引并入本文中的任何专利、出版物或其他公开材料仅在所并入的材料与本公开中阐述的现有定义、声明或其他公开材料不相冲突的情况下全部地或部分地并入本文中。因此，在必要的情况下，本文中明确地阐述的公开内容取代通过参引并入本文中的任何冲突材料。被描述为通过参引并入本文中但与本文中阐述的现有定义、陈述或其他公开材料相冲突的任何材料或其部分将仅在所并入的材料与现有公开材料之间不发生冲突的情况下并入。
142.已经示出和描述了本发明的各种方案，在不偏离本发明的范围的情况下，本领域普通技术人员可以通过适当修改来完成对本文中描述的方法和系统的进一步调整。已经提到了几种这样的潜在修改，并且其他的潜在修改对于本领域技术人员而言将是明显的。例如，上面讨论的示例、方案、几何形状、材料、尺寸、比率、步骤等是说明性的并且不是必需的。因此，本发明的范围应根据以下权利要求进行考虑，并且应理解为不限于在说明书和附图中示出和描述的结构和操作的细节。