專利名稱：分析讀數(shù)光學(xué)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于測(cè)量分析物的分析讀數(shù)裝置。尤其涉及利用光學(xué)方法測(cè)量的電子讀出器，其與分析測(cè)試條一起使用。
背景技術(shù)：
目前市場(chǎng)上廣泛供應(yīng)適合家庭測(cè)試分析物用的一次性分析裝置。在EP^1194中公開了 Unipath公司出售的商標(biāo)名為CLEARBLUE 的橫流式免疫分析裝置，其用于測(cè)量孕激素人絨毛膜促性腺激素(hCG)。EP^1194公開的免疫分析裝置包括多孔性載體，其含有顆粒標(biāo)記的分析物專用結(jié)合試劑，該試劑在潮濕的狀態(tài)下可自由移動(dòng)，以及未標(biāo)記的同一分析物專用結(jié)合試劑，該試劑固定在未標(biāo)記的專用結(jié)合試劑下游的檢測(cè)區(qū)或測(cè)試區(qū)。將可能含有分析物的液體樣品置于多孔性載體上，其與顆粒標(biāo)記的結(jié)合試劑發(fā)生反應(yīng)，從而形成分析物-結(jié)合配體復(fù)合體。 該顆粒標(biāo)記物是有顏色的，典型的是金或染色的聚合物，如乳膠或聚亞胺酯。之后該復(fù)合體移進(jìn)檢測(cè)區(qū)，與固定的未標(biāo)記的專用結(jié)合試劑形成另一復(fù)合體，從而能夠檢測(cè)當(dāng)前待觀察的分析物。然而，像上面披露的市售裝置需要用戶解釋得到的結(jié)果。這將引入一定程度的主觀性，是不合要求的。將電子讀出器與分析測(cè)試條結(jié)合起來(lái)用以檢測(cè)流體樣品中分析物的濃度和/或量是公知技術(shù)。EP653625就公開了這樣一種裝置，它利用光學(xué)方法獲得結(jié)果。將EP^1194 中公開的那種分析測(cè)試條插入讀出器，使測(cè)試條定位在讀出器內(nèi)的光學(xué)元件上。從光源如發(fā)光二極管發(fā)出的光照射測(cè)試條，并用光檢測(cè)器檢測(cè)反射光或透射光。典型地是，該讀出器至少含有一個(gè)發(fā)光二極管，并且每一個(gè)發(fā)光二極管都設(shè)有相應(yīng)的光檢測(cè)器。US5580794公開了一種完全一次性的一體化分析讀出器和橫流式分析測(cè)試條，憑借讀出器中的光學(xué)元件，通過測(cè)定反射光來(lái)獲得檢測(cè)結(jié)果。對(duì)于這種類型的分析讀數(shù)裝置，需要重點(diǎn)考慮的是將分析讀出器和測(cè)試條仔細(xì)定位。這是因?yàn)樵跈z測(cè)區(qū)(和控制區(qū)，如果存在)中形成的可見信號(hào)相當(dāng)弱，所以檢測(cè)或控制區(qū)對(duì)于相應(yīng)的光檢測(cè)器發(fā)生小位移就會(huì)顯著地影響光檢測(cè)器的讀數(shù)。另外，光檢測(cè)器要盡可能與測(cè)試條靠近也是相當(dāng)重要的，因?yàn)楣饷舳O管捕獲的光量相當(dāng)少，而且信號(hào)強(qiáng)度通常遵守平方反比律，因此它隨著測(cè)試條和光檢測(cè)器之間距離的增加而迅速減小。這樣一來(lái)， 需要用戶將測(cè)試棒和分析結(jié)果讀出器仔細(xì)定位，尤其是家用設(shè)備，這就會(huì)出現(xiàn)問題。US5580794提供了解決這個(gè)問題的一種方法，其中，分析測(cè)試條作為結(jié)果讀出器的一個(gè)組件，從而避免了需要用戶向讀出器中插入測(cè)試條。EP0833145給出了一種可供選擇的方法，它披露了一種測(cè)試條和分析結(jié)果讀出器結(jié)合在一起的裝置，只有測(cè)試條和讀出器三維地精密配合時(shí)，分析結(jié)果讀數(shù)裝置才成功地啟動(dòng)并進(jìn)行讀數(shù)，因此確保獲得準(zhǔn)確的定位。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開的是廉價(jià)的、典型的一次性分析讀出器，其要么與如EP^1194中公開的分析測(cè)試條一起使用，要么直接與分析測(cè)試條形成一體使用。光學(xué)元件配置緊湊，特別適合于如手持式裝置。該配置還在光源和光檢測(cè)器之間提供了一種最佳或接近最佳的路徑長(zhǎng)度，從而形成強(qiáng)信號(hào)。在一些實(shí)施例中，利用測(cè)試條完成分析操作的分析結(jié)果讀數(shù)裝置包括一個(gè)光源， 其能夠發(fā)出入射到測(cè)試條的至少兩個(gè)在空間上分離的區(qū)域上的光，及一個(gè)光檢測(cè)器，用于檢測(cè)從所述兩個(gè)區(qū)域中的每一個(gè)所發(fā)出的光。用來(lái)檢測(cè)由測(cè)試條的兩個(gè)不同區(qū)域所發(fā)射的光的光檢測(cè)器可稱為“共享”光檢測(cè)器。在一些實(shí)施例中，利用測(cè)試條完成分析操作的分析結(jié)果讀數(shù)裝置包括一個(gè)光源， 其能夠發(fā)出入射到測(cè)試條的一個(gè)區(qū)域上的光，和兩個(gè)光檢測(cè)器，二者都能檢測(cè)由光源照射的測(cè)試條區(qū)域中發(fā)出的光。像這樣用兩個(gè)或多個(gè)光檢測(cè)器讀數(shù)的區(qū)域可稱為“共同讀取”區(qū)域。在其它實(shí)施例中，本發(fā)明提供了根據(jù)上述實(shí)施例所述的利用測(cè)試條完成分析操作的結(jié)果讀數(shù)方法。


圖1是分析結(jié)果讀出器的透視圖；圖2用方塊圖示意性地解釋了圖1所述實(shí)施例中的讀數(shù)裝置的內(nèi)部組件；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的光學(xué)裝置的內(nèi)部組件的平面圖；圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的光學(xué)裝置中的擋光元件的平面配置圖；圖5顯示了裝置的一種實(shí)施例中內(nèi)部組件的正面視圖以及典型的光路；圖6是一種典型實(shí)施例中隔板元件和電路板的頂部剖視圖；圖7顯示了一種典型的隔板組件的頂部平面圖；圖8顯示了一種典型的隔板組件的底部透視圖；圖9顯示了一種典型的隔板組件的底部平面圖；圖10是沿圖7中的線10-10得到的側(cè)截面剖視圖，顯示了典型的隔板組件，電路板和測(cè)試條；以及圖11是沿圖10中的線11-11得到的橫截面圖，顯示了典型的隔板組件和測(cè)試條。
具體實(shí)施例方式這里所述的分析讀出器的光學(xué)配置簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)。若讀出器是一次性的，特別要重點(diǎn)考慮其制作成本；光檢測(cè)器本身是相對(duì)昂貴的組件，它占據(jù)了全部成本的絕大部分。這種配置的另一優(yōu)點(diǎn)是精確度更高，并減少了將測(cè)試條和相應(yīng)讀出器進(jìn)行精確地定位的要求。例如，假設(shè)測(cè)試條擁有兩個(gè)距離很近的單獨(dú)控制區(qū)和位于讀出器中的兩個(gè)控制區(qū)中間的光檢測(cè)器。如果測(cè)試條相對(duì)于分析讀數(shù)裝置輕微地橫向移動(dòng)，其中一個(gè)控制區(qū)的信號(hào)在所述區(qū)域遠(yuǎn)離光檢測(cè)器時(shí)強(qiáng)度會(huì)變小。但是，另一個(gè)控制區(qū)必將相應(yīng)地靠近光檢測(cè)器，并因此提供較強(qiáng)信號(hào)以補(bǔ)償另外區(qū)域的弱信號(hào)。此外，觀察到存在于特定區(qū)域的結(jié)合物的數(shù)量將在液體流動(dòng)方向上沿區(qū)域長(zhǎng)度而不同。分析物的優(yōu)先結(jié)合發(fā)生在前端的邊界邊緣，并且在液體流動(dòng)方向上沿區(qū)域長(zhǎng)度減少。這樣，如果以同種方式捕獲分析物，任何偏移將導(dǎo)致比預(yù)想的更要大的誤差。US5968839公開了一種和測(cè)試條一起使用的電子分析讀出器，其中通過在相應(yīng)的結(jié)合區(qū)內(nèi)提供沉積的大量固定捕獲劑來(lái)達(dá)到補(bǔ)償非均勻性結(jié)合的目的，沉積物的密度從區(qū)域的前端邊界到尾部邊緣增加。同樣地，這里所述的一些配置還減少了將測(cè)試條和分析結(jié)果讀數(shù)裝置進(jìn)行相對(duì)精密地定位的需求因?yàn)楣餐x數(shù)區(qū)遠(yuǎn)離一個(gè)光檢測(cè)器的相對(duì)運(yùn)動(dòng)(在某種范圍內(nèi))必然涉及向另一光檢測(cè)器移動(dòng)相應(yīng)的距離，對(duì)任何由兩個(gè)或多個(gè)光檢測(cè)器共同讀取的區(qū)域，通過內(nèi)置信號(hào)來(lái)補(bǔ)償測(cè)試條和分析結(jié)果讀出器之間的任何偏移。相應(yīng)地，從測(cè)試區(qū)發(fā)出的光，可能是測(cè)試條反射的光，或者，在測(cè)試條是透明或半透明的情況下(尤其是例如隨著液體樣品的加入而變濕的情況)，該光是測(cè)試條透射的光。為了詳細(xì)說(shuō)明，從光源發(fā)出的光入射到測(cè)試條的特定區(qū)域上，并且被測(cè)試條反射或透射的光可認(rèn)為是從測(cè)試條發(fā)出的，盡管該光當(dāng)然來(lái)自于光源。優(yōu)選的光源是發(fā)光二極管，并且優(yōu)選的光檢測(cè)器是光電二極管。反射光和/或透射光可以用光檢測(cè)器測(cè)量。為了這個(gè)目的，反射光指的是來(lái)自光源的光經(jīng)測(cè)試條反射后進(jìn)入光檢測(cè)器。在這種情形下，檢測(cè)器和光源通常被設(shè)置在測(cè)試條的同側(cè)。透射光指的是透過測(cè)試條的光，檢測(cè)器和光源通常被設(shè)置在測(cè)試條的兩側(cè)。為測(cè)量反射光，該測(cè)試條設(shè)有如白色反射MYLAR. 塑料層的襯板。這樣，從光源發(fā)出的光落在測(cè)試條上，一部分被其表面反射，一部分透過測(cè)試條并且在直到和包括反射層的任何深度上被反射。這樣一來(lái)，對(duì)反射光的測(cè)量實(shí)際上包含至少通過測(cè)試條一定厚度透射的光。通常情況下，優(yōu)先測(cè)定反射光。特別優(yōu)選的是，第二種情況的讀數(shù)裝置包含多個(gè)光源，每個(gè)光源入射到測(cè)試條上相應(yīng)的區(qū)域。理論上，本發(fā)明公開的分析結(jié)果讀數(shù)裝置可以包含任意數(shù)量的光源和任意數(shù)量的光檢測(cè)器。例如，在一個(gè)實(shí)施例中包含三個(gè)光源，每個(gè)光源照射測(cè)試條的一個(gè)相應(yīng)區(qū)域，并且三個(gè)區(qū)域共用一個(gè)光檢測(cè)器。實(shí)際上，三個(gè)以上區(qū)域共用一個(gè)光檢測(cè)器很困難，因?yàn)闄z測(cè)從那些最遠(yuǎn)區(qū)域來(lái)的足夠強(qiáng)的信號(hào)時(shí)，光檢測(cè)器會(huì)有困難。在優(yōu)選的實(shí)施例中，分析結(jié)果讀出器的特征在于既有“共享”光檢測(cè)器又有“共同讀取”區(qū)域；即，一個(gè)光檢測(cè)器可以接受至少一個(gè)區(qū)域發(fā)出的光，并且從一個(gè)區(qū)域發(fā)出的光至少被一個(gè)光檢測(cè)器接受。在這種情況下，讀出器通常包括多個(gè)光源和較少量的多個(gè)光檢測(cè)器。特別地，當(dāng)讀出器包含X個(gè)用于照射測(cè)試條的光源時(shí)，將包含X-I個(gè)光檢測(cè)器。通過將位于相應(yīng)光源間的光檢測(cè)器共享，例如可以用三個(gè)光檢測(cè)器檢測(cè)被五個(gè)光源照射的分析測(cè)試條發(fā)出的光，還可以進(jìn)一步減少所需檢測(cè)器的數(shù)量。更特殊地，優(yōu)選實(shí)施例中的分析結(jié)果讀出器包含第一、第二和第三光源，每個(gè)光源分別照射測(cè)試條的第一、第二和第三區(qū)域。為方便起見，第一光源照射測(cè)試區(qū)或檢測(cè)區(qū)；第二光源照射參比區(qū)；并且第三光源照射控制區(qū)。測(cè)試或檢測(cè)區(qū)是測(cè)試條中形成光信號(hào)的區(qū)域(如顆粒狀有色結(jié)合試劑的標(biāo)記物的堆積區(qū)或儲(chǔ)存區(qū))，表示是否存在待測(cè)分析物(順便解釋一下，在沒有待測(cè)分析物時(shí)，一些分析如取代分析可能會(huì)形成信號(hào))?？刂茀^(qū)是測(cè)試條上形成光信號(hào)的區(qū)域，用于顯示測(cè)試正確進(jìn)行和/或結(jié)合試劑是有作用的，與是否存在待測(cè)分析物無(wú)關(guān)。通常情況下，參比區(qū)域是只形成“背景”信號(hào)的區(qū)域，例如該信號(hào)可用于校準(zhǔn)分析結(jié)果讀數(shù)裝置和/或?yàn)闇y(cè)試信號(hào)提供可參考的背景信號(hào)。在特別優(yōu)選的實(shí)施例中，讀出器也包括兩個(gè)光檢測(cè)器。第一個(gè)光檢測(cè)器基本上鄰近或主要與第一光源關(guān)聯(lián)，目的是檢測(cè)被相應(yīng)光源照射的測(cè)試條區(qū)域中發(fā)出的光。但是，光檢測(cè)器定位成也能檢測(cè)被第二光源照射的測(cè)試條的第二區(qū)域中發(fā)出的部分光。第二個(gè)光檢測(cè)器基本上鄰近或主要與第三光源連接，目的是檢測(cè)被相應(yīng)光源照射的測(cè)試條區(qū)域中發(fā)出的光。但是，該光檢測(cè)器定位成也能檢測(cè)被第二光源照射的測(cè)試條的第二區(qū)域中發(fā)出的部分光。因此，本實(shí)施例的特征在于含有一個(gè)“共享”光檢測(cè)器，因?yàn)樗鄠€(gè)光源和一個(gè)光檢測(cè)器，該光檢測(cè)器可檢測(cè)測(cè)試條上至少兩個(gè)在空間上被分離的區(qū)域所發(fā)出的光。另外，本實(shí)施例具有“共同讀取”區(qū)域，因?yàn)樗瑑蓚€(gè)光檢測(cè)器，這兩個(gè)光檢測(cè)器都能檢測(cè)測(cè)試條的一個(gè)區(qū)域發(fā)出的部分光(在這種情況下，兩個(gè)光檢測(cè)器能檢測(cè)從測(cè)試條第二區(qū)域發(fā)出的光)。優(yōu)選地是，當(dāng)將分析條正確地插入讀取裝置時(shí)，“共同讀取”區(qū)域?qū)⑻幱趦蓚€(gè)光檢測(cè)器中間的位置上，因而遠(yuǎn)離其中一個(gè)光檢測(cè)器的橫向移動(dòng)(在某種限度內(nèi))將不可避免地涉及到相應(yīng)地向另一個(gè)光檢測(cè)器的橫向移動(dòng)，以得到所希望的信號(hào)補(bǔ)償效果。典型地，但不是主要地，當(dāng)測(cè)試條準(zhǔn)確地定位在讀出器內(nèi)時(shí)，該共同讀取區(qū)域與兩個(gè)光檢測(cè)器的距離大致相等。同樣優(yōu)選的是，當(dāng)分析結(jié)果讀數(shù)裝置包含多個(gè)光源時(shí)，將這些光源優(yōu)化設(shè)置，使得僅通過多個(gè)光源中的一個(gè)來(lái)照射特定的區(qū)域。例如，在光源間或其周圍設(shè)置光學(xué)隔板，以限制測(cè)試條上被每個(gè)光源照射的區(qū)域。為了消除疑慮，需要特別指出的是，除了上下文另有規(guī)定的以外，用“優(yōu)選的”、“預(yù)期的”、“方便的、“有利的”等詞語(yǔ)描述的任何特征均可與所述的其它任何特征一起用于分析結(jié)果讀取器的實(shí)施例中，亦可單獨(dú)使用。實(shí)例提供多種實(shí)例來(lái)闡明所公開主題精選的方面和實(shí)施方式。這些例子只是舉例說(shuō)明系統(tǒng)、裝置和/或方法，并非是限定本發(fā)明公開的范圍。實(shí)施例1圖1解釋說(shuō)明了既含有共享光檢測(cè)器又含有“共同讀取”區(qū)域的分析結(jié)果讀數(shù)裝置的一種實(shí)施例。該讀數(shù)裝置長(zhǎng)約12cm，寬約2cm，基本上如手指形狀或煙卷形狀。在優(yōu)選實(shí)施例中，外殼的長(zhǎng)度不超過大約12cm，寬度不超過大約2. 5cm，高度不超過大約2. 2cm。然而，可以采用任何適宜的形狀，如信用卡形狀的讀出器。該裝置包括由不透光的合成塑料(如聚碳酸酯、丙烯睛-丁二烯-苯乙烯、聚苯乙烯、高密度聚乙烯，或聚丙烯或含有適量遮光色素如碳的聚苯乙烯)制作的殼體2。在讀取裝置的一端有一個(gè)狹縫或孔4，測(cè)試條(未示出) 可以從這里插入讀出器。讀出器的上表面有兩個(gè)橢圓形孔。一個(gè)孔裝有液晶顯示屏6，例如以定性或定量的方式向用戶顯示分析結(jié)果信息。另一個(gè)孔裝有彈出機(jī)構(gòu)致動(dòng)器8 (按鈕形式)，當(dāng)它動(dòng)作時(shí)，強(qiáng)制彈出插入分析讀數(shù)裝置中的分析裝置。通常情況下，和讀數(shù)裝置一起使用的的測(cè)試條基本上是如在US6156271、US5504013、EP728309或EP782707中公開的那種常用的橫流式測(cè)試棒。測(cè)試條和可插入測(cè)試條的讀出器狹縫表面的形狀和尺寸使得該測(cè)試條恰好可以成功地插入到讀出器的正確位置。當(dāng)測(cè)試條正確地插進(jìn)讀出器時(shí)，閉合一個(gè)開關(guān)，使讀出器從“休眠”模式激活，休眠狀態(tài)是讀出器采用的常規(guī)狀態(tài)，以減少能量消耗。在讀出器的外殼內(nèi)部(因此在圖1中未示出)有許多其它組件，如圖2中方塊圖所示。參考圖2，讀出器包括三個(gè)發(fā)光二極管10a、b和C。當(dāng)測(cè)試條插進(jìn)讀出器時(shí)，每個(gè)發(fā)光二極管10對(duì)準(zhǔn)測(cè)試條中各自的區(qū)域。發(fā)光二極管IOa對(duì)準(zhǔn)測(cè)試區(qū)，發(fā)光二極管IOb對(duì)準(zhǔn)參比區(qū)和發(fā)光二極管IOc對(duì)準(zhǔn)控制區(qū)。兩個(gè)光電二極管12檢測(cè)從各個(gè)區(qū)域反射的光，并產(chǎn)生電流，該電流量正比于入射到光電二極管12上的光量。將電流轉(zhuǎn)換為電壓，經(jīng)緩沖器 14緩沖并反饋到模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC，16)。由微控制器18讀取所得數(shù)字信號(hào)。其中一個(gè)光電二極管檢測(cè)由測(cè)試區(qū)反射的光以及由參比區(qū)反射的部分光。另一個(gè)光電二極管12檢測(cè)由參比區(qū)反射的部分光以及由控制區(qū)反射的光。微控制器18每次接通一個(gè)發(fā)光二極管10，使得在任何給定的時(shí)間，三個(gè)區(qū)域中僅有一個(gè)被照射一通過這種方式從時(shí)間上區(qū)分由各個(gè)區(qū)域反射的光所產(chǎn)生的信號(hào)。圖2用方塊圖進(jìn)一步解釋了開關(guān)20，其由于將分析裝置插入讀出器而閉合，并激活微控制器18。盡管圖2沒有顯示，該裝置還包括電源(典型地為鈕扣電池)，以及對(duì)微控制器18的輸出進(jìn)行響應(yīng)的液晶顯示器。使用時(shí)，將干測(cè)試條(例如，在接觸試樣之前)插入讀出器，這將閉合開關(guān)20并啟動(dòng)讀取裝置，接著進(jìn)行初始校準(zhǔn)。不同發(fā)光二極管10所輸出的光量很少相同。同樣地，光電二極管12 —般不具有相同的靈敏度。由于這種差異會(huì)影響到實(shí)施初始校準(zhǔn)時(shí)的分析讀數(shù)，在該過程中，微控制器對(duì)三個(gè)發(fā)光二極管中每一個(gè)的照射時(shí)間進(jìn)行調(diào)節(jié)，以便使來(lái)自三個(gè)區(qū)域(測(cè)試，參比，控制)中每一個(gè)的測(cè)量信號(hào)大致相同，并處于系統(tǒng)響應(yīng)曲線的線性區(qū)域內(nèi)合適的工作狀態(tài)(這樣從不同區(qū)域反射的光強(qiáng)的變化直接正比于信號(hào)的變化)。初始校準(zhǔn)完成之后，裝置進(jìn)一步進(jìn)行更精確的校準(zhǔn)。這包含當(dāng)為干測(cè)試條時(shí)，測(cè)量每一區(qū)域的反射光強(qiáng)度(“校準(zhǔn)值”)——通過參照相應(yīng)區(qū)域的校準(zhǔn)值，使隨后的測(cè)量值 (“測(cè)試值”)歸一化(例如，歸一化值=測(cè)試值/校準(zhǔn)值)。為了進(jìn)行分析，測(cè)試條的樣品接受部接觸液樣。例如在使用尿樣的情況下，樣品接受部可處于尿流中，或?qū)⒛驑邮占谌萜髦胁悠方邮懿亢?jiǎn)短地浸入樣品中(大約5-10 秒)。取樣完成的同時(shí)將測(cè)試條插入讀出器中，或較少優(yōu)選地，將測(cè)試條簡(jiǎn)短地移出讀出器進(jìn)行取樣，接著再次插入讀出器。典型地，將測(cè)試條插入讀出器一定時(shí)間后，接著開始對(duì)來(lái)自一個(gè)或多個(gè)區(qū)域(優(yōu)選全部的三個(gè)區(qū)域)的反射光強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)量。在預(yù)期的規(guī)定間隔內(nèi) (例如，1-10秒內(nèi)，優(yōu)選在1-5秒內(nèi))進(jìn)行測(cè)量。區(qū)和區(qū)之間交錯(cuò)進(jìn)行測(cè)量，在短期內(nèi)(10 微妙或更少)按序多次讀數(shù)，從而將由于可透入讀出器殼體內(nèi)部的周圍光量的變化而產(chǎn)生的影響減到最少。實(shí)施例2本實(shí)施例更加詳細(xì)地描述了實(shí)施例1概述的發(fā)光二極管和光電二極管優(yōu)選配置的特征。圖3顯示了光學(xué)裝置的一個(gè)具體實(shí)施例的平面圖。在這個(gè)實(shí)施例中，光學(xué)裝置包括三個(gè)發(fā)光二極管和兩個(gè)光檢測(cè)器。光檢測(cè)器(PD)的有效面積㈧為1.5mmX 1.5mm。光學(xué)元件排列成發(fā)光二極管1和3的軸線對(duì)應(yīng)于PDl和PD2的軸線。這三個(gè)發(fā)光二極管和兩個(gè)光檢測(cè)器設(shè)置在大約不超過1平方厘米的面積內(nèi)，優(yōu)選不超過約0. 7平方厘米，特別是 IcmX0. 7cm。同時(shí)顯示了測(cè)試條30的位置，其位于發(fā)光二極管的上面。插入測(cè)試條，使測(cè)試和控制線32位于相應(yīng)的發(fā)光二極管1和3的上面。距離D，即PD和LED之間的距離，優(yōu)選足夠遠(yuǎn)，以防止由LED發(fā)射的光經(jīng)測(cè)試條表面鏡面反射后直接進(jìn)入PD。這個(gè)距離取決于如窗口大小以及窗口和LED之間的距離等多方面的因素，并且可以通過常規(guī)試驗(yàn)來(lái)測(cè)定最佳值。窗口位于相應(yīng)發(fā)光二極管的上面，有效地限定了光照射面積。在一個(gè)具體實(shí)施例中，窗口的尺寸為寬2mm，高2. 75mm。圖4是實(shí)施例1所述的含有3個(gè)發(fā)光二極管/2個(gè)光檢測(cè)器的光學(xué)系統(tǒng)的布局簡(jiǎn)圖。圖4描述了包含三個(gè)發(fā)光二極管(LED1、2和幻和兩個(gè)光檢測(cè)器(PDl和PD2)的分析結(jié)果讀數(shù)裝置中的擋光元件。從LEDl發(fā)出的光照射插入讀數(shù)器的測(cè)試條上的測(cè)試區(qū) (未示出)。經(jīng)測(cè)試區(qū)反射的光由PDl檢測(cè)。從LED3發(fā)出的光照射測(cè)試條上的控制區(qū)并通過PD2檢測(cè)其反射光。從LED2發(fā)出的光照射測(cè)試條的參比區(qū)。通過不透光的擋板40使每個(gè)LED在光學(xué)上隔離，這確保了每個(gè)LED只能照射測(cè)試條中與其對(duì)應(yīng)的區(qū)域。但是，擋板表面以一定角度面對(duì)LED2，以使PDl和PD2收集來(lái)自參比區(qū)最大面積的反射光。圖5顯示了 LED和光檢測(cè)器的空間關(guān)系。光檢測(cè)器位于足夠遠(yuǎn)的位置上以確保其不會(huì)接受到來(lái)自測(cè)試條30前蓋的鏡面反射。鏡面反射是一種直接反射。這樣，以角β射入測(cè)試條的任何光也將以同樣的角度被反射。因此，為了避免PD檢測(cè)到鏡面反射光，將其偏移。偏移的度數(shù)取決于高度D2和窗口開啟寬度Dl。支撐窗口的基底70由黑色塑料制作，并選為特定的角度Y。如果制作的塑料有水平頂蓋(如虛線60所示)，來(lái)自LED的光被水平頂蓋反射并到達(dá)PD。為了避免這種情況發(fā)生，傾斜基底以使射入傾斜部分的光直接被反射回來(lái)(如虛線62所示)。此外，該傾斜角度也取決于Dl，在裝置中參照實(shí)線64而言大約為40%。最后，坡形部件的高度選擇成使來(lái)自LED的光不直接射到PD。該坡形部件的高度決定于LED的高度。在一個(gè)具體實(shí)施例中，LED的高度為1. 5mm，坡形部件的高度為2mm。在優(yōu)選的實(shí)施例中，測(cè)試條包含一個(gè)如硝化纖維素的多孔載體層，其象三明治一樣夾在兩層如MYLAR 塑料中間。最接近光源的一層必須是可透光的，優(yōu)選透明的。當(dāng)PD 和LED位于測(cè)試條的同側(cè)時(shí)，位于光源末端的一層必須能反射光。為了增大對(duì)比度并因此增大信噪比，優(yōu)選該末端層為白色?？紤]到平方反比律，為了增加信號(hào)強(qiáng)度I，顯然通常優(yōu)選使光檢測(cè)器盡可能靠近測(cè)試條(如χ減少)。但是，只減少光檢測(cè)器和測(cè)試條之間的垂直分量y將增大角度Θ，減少 cos θ的值，因此傾向于減小信號(hào)強(qiáng)度。一種可選的增加信號(hào)強(qiáng)度的方法是將光檢測(cè)器重新設(shè)置得更靠近系統(tǒng)中心，這將同時(shí)減少反射距離和反射角度。但是，必須使該距離最小，以確保測(cè)試的光強(qiáng)度最大(強(qiáng)度遵循PD距測(cè)試條的的距離與反射角的函數(shù)關(guān)系而減小)。實(shí)施例3在一個(gè)具體實(shí)施例中，光檢測(cè)器的有效面積是2mmX2mm。光源提供光，至少部分光的波長(zhǎng)為635nm。測(cè)試條高出光源5. 5mm。隔開LED的壁高2. 7mm且壁的傾斜角度為30 度。塑料用的是黑尼龍。實(shí)施例4圖6-11舉例說(shuō)明了分析讀出器所含部件的一個(gè)具體實(shí)施例。 圖6是隔板組件100和容納隔板組件的印刷電路板(PCB) 102的剖面圖。隔板組件限定出三個(gè)窗口 104并包含一個(gè)定位零件110，其可以限定狹縫111或某個(gè)能與PCB上相應(yīng)零件112嚙合的其它零件。定位零件110的尺寸和形狀也使得當(dāng)測(cè)試條插進(jìn)隔板組件時(shí)，可以使其和測(cè)試條上的配套零件相嚙合(未示出)。這樣，在分析測(cè)量過程中，測(cè)試條可以被鎖定在合適位置內(nèi)。隔板組件也包含平行拱起的側(cè)壁114，其可以引導(dǎo)測(cè)試條進(jìn)入正確的位置，并確保測(cè)試條與定位零件嚙合以及正確地定位在窗口 104上而不歪斜。在其它未示出的部件中，PCB包括如發(fā)光二極管(LED) 106的光源和如光電二極管(PD)IOS的光檢測(cè)器。LED和PD可以安裝在同一個(gè)平面上并位于相應(yīng)的窗口 104下面，這樣從一個(gè)或多個(gè) LED發(fā)出的光能夠通過窗口到達(dá)測(cè)試條并被向下反射到一個(gè)或多個(gè)PD上。圖7顯示了隔板組件110的一個(gè)具體實(shí)施例的頂部平面圖，其中光源中心106a被設(shè)置在它們相應(yīng)的窗口 104下面。圖8提供了隔板組件100的下側(cè)視圖。該組件包括許多安裝銷118，以提供與PCB 的連接點(diǎn)(未示出)。限定窗口 104的是擋板116和側(cè)面隔板117，其具有如上所述的傾斜壁以屏蔽光。圖9顯示了隔板組件100的底部平面圖。如上所述，光源中心106a設(shè)置在窗口 104下面，并且光檢測(cè)器中心108a偏移設(shè)置以提供適當(dāng)?shù)娜肷浣恰D10描述了位于PCB102上的隔板組件100的縱向橫截面(沿圖7中的線10_10) 及隔板組件內(nèi)高出其正常位置的測(cè)試條。光源106位于它們相應(yīng)的窗口 104內(nèi)。圖11是橫向截面圖(沿圖10中的線11-11)，顯示了測(cè)試條120和隔板組件100 的相對(duì)位置。測(cè)試條包括多孔性載體膜122，在其內(nèi)部發(fā)生分析反應(yīng)。光源106發(fā)射的光撞擊膜，由光檢測(cè)器108檢測(cè)膜發(fā)射的光。隔離物124防止來(lái)自光源106的光直接照進(jìn)檢測(cè)器108中。實(shí)施例5根據(jù)本發(fā)明公開的分析結(jié)果讀出器，如果分析物測(cè)量信號(hào)超過上限值或低于下限值，讀出器也可以包括在完成分析之前公布分析結(jié)果的系統(tǒng)。這種系統(tǒng)在申請(qǐng)?zhí)枮?10/741416，申請(qǐng)日為2003年12月19日的美國(guó)專利申請(qǐng)中已有描述，以及在主張?jiān)撁绹?guó)申請(qǐng)優(yōu)先權(quán)的中國(guó)申請(qǐng)中也有描述，該中國(guó)申請(qǐng)的申請(qǐng)?zhí)枮?00410045273.4，申請(qǐng)日為2004 年6月4日。實(shí)施例6根據(jù)本發(fā)明公開的分析結(jié)果讀出器，也可以包括檢測(cè)流體樣品流速的系統(tǒng)，例如申請(qǐng)?zhí)枮?0/742459，申請(qǐng)日為2003年12月19日的美國(guó)專利申請(qǐng)中描述的系統(tǒng)，以及在主張?jiān)撁绹?guó)申請(qǐng)優(yōu)先權(quán)的中國(guó)申請(qǐng)中也有描述，該中國(guó)申請(qǐng)的申請(qǐng)?zhí)枮?00410045275. 3，申請(qǐng)日為2004年6月4日。實(shí)施例7根據(jù)本發(fā)明公開的分析結(jié)果讀出器，還可以包括在申請(qǐng)?zhí)枮?0/741416的美國(guó)專利申請(qǐng)中描述的早期公布系統(tǒng)和申請(qǐng)?zhí)枮?0/742459的美國(guó)專利申請(qǐng)中描述的流速檢測(cè)系統(tǒng)。這里提到的所有專利和專利申請(qǐng)全部作為參考引入本文，如同單獨(dú)特別地指明每個(gè)專利或申請(qǐng)作為參考引入本文一樣。萬(wàn)一發(fā)生沖突，用本申請(qǐng)文中所包含的定義進(jìn)行處理。
權(quán)利要求
1.一種分析結(jié)果讀數(shù)裝置，用于對(duì)采用測(cè)試條實(shí)施的分析結(jié)果進(jìn)行讀取， 該裝置包括三個(gè)光源，其能夠發(fā)出用于照射所述測(cè)試條上三個(gè)在空間上分離的區(qū)域上的光； 一個(gè)光檢測(cè)器，用于檢測(cè)從所述三個(gè)區(qū)域中的每一個(gè)發(fā)出的光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的讀數(shù)裝置，該裝置包括計(jì)算電路，響應(yīng)于由所述光檢測(cè)器產(chǎn)生的代表在所述至少一個(gè)區(qū)域內(nèi)是否存在流體樣品的信號(hào)來(lái)計(jì)算沿測(cè)試條流動(dòng)的流體的流速；將計(jì)算出的流速與上限值或下限值進(jìn)行比較；并且如果計(jì)算出的流速超出了上限值或低于下限值，舍棄該分析結(jié)果。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的讀數(shù)裝置，該裝置包括計(jì)算電路，響應(yīng)于代表測(cè)試條的至少一個(gè)區(qū)域中的分析物的量或分析物的累積速率的輸入信號(hào)來(lái)將該輸入信號(hào)與第一閾值或第二閾進(jìn)行比較；所述第二閾值小于第一閾值； 如果輸入信號(hào)大于第一閾值或輸入信號(hào)小于第二閾值，產(chǎn)生一個(gè)輸出信號(hào)，如果輸入信號(hào)大于第一閾值，該輸出信號(hào)指示第一種結(jié)果，或者，可供選擇地，如果輸入信號(hào)小于第二閾值，該輸出信號(hào)指示第二種結(jié)果；并且如果輸入信號(hào)大于第一閾值或小于第二閾值，則終止試驗(yàn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的讀數(shù)裝置，其中所述的測(cè)試條為橫流式測(cè)試棒。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的讀數(shù)裝置，其中所述的讀數(shù)裝置還包括一個(gè)顯示測(cè)試結(jié)果的顯示器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的讀數(shù)裝置，進(jìn)一步包括包圍所述光源和所述光檢測(cè)器的塑料外殼⑵。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的讀數(shù)裝置，所述測(cè)試條至少部分位于所述分結(jié)果讀數(shù)裝置的內(nèi)部。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的讀數(shù)裝置，所述從區(qū)域中發(fā)出的光是反射光、透射光中的一種或幾種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的讀數(shù)裝置，所述測(cè)試條上的區(qū)域包括檢測(cè)區(qū)，和控制區(qū)或參比區(qū)兩個(gè)區(qū)中的一個(gè)區(qū)。
全文摘要
本發(fā)明公開了對(duì)用測(cè)試條實(shí)施的分析結(jié)果進(jìn)行讀取的分析結(jié)果讀數(shù)裝置，該裝置包括三個(gè)光源，其能夠發(fā)出用于照射所述測(cè)試條上三個(gè)在空間上分離的區(qū)域上的光；一個(gè)光檢測(cè)器，用于檢測(cè)從所述三個(gè)區(qū)域中的每一個(gè)發(fā)出的光。
文檔編號(hào)G01N33/48GK102162789SQ20111004080
公開日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2004年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月4日
發(fā)明者A·P·菲蘭 申請(qǐng)人:阿萊瑞士股份有限公司