采用熒光標記的測定裝置的制造方法
【專利說明】采用熒光標記的測定裝置
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2013年6月19日提交的澳大利亞臨時專利申請第2013902222號的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本公開內(nèi)容的領(lǐng)域涉及用于確定人體或動物體內(nèi)的生物實體的存在、不存在或數(shù)量的裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0004]存在用于識別人或動物內(nèi)的目標分析物以及目標醫(yī)療狀況的許多種類型的診斷裝置。越來越多的這些裝置被設計成供家庭使用。裝置對由人或動物提供的生物樣本(例如尿液樣本、血液樣本等)進行分析，并且識別樣本中為目標狀況提供標識的分析物。
[0005]對本說明書中已經(jīng)包括的文檔、動作、材料、裝置、物品等的任何討論不應當被視為這些事物中的任何事物或所有事物形成現(xiàn)有技術(shù)基礎的一部分，或者是如在本申請的每條權(quán)利要求的優(yōu)先權(quán)日期之前就存在的與本公開內(nèi)容有關(guān)的領(lǐng)域中的公知常識。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)第一方面，本公開內(nèi)容提供了一種測定裝置，該測定裝置包括:
[0007]殼體；以及
[0008]分別至少部分地位于殼體中的測試部、電子電路和光學組件；其中
[0009]測試部包括一個或多個測試區(qū)，一個或多個測試區(qū)適于接收分析物以及與該分析物關(guān)聯(lián)的熒光標記，熒光標記能夠被激勵光激勵并且適于在被激勵光激勵時發(fā)出發(fā)射光；
[0010]電子電路包括一個或多個光源以及一個或多個光檢測器；以及
[0011]光學組件包括一個或多個激勵光引導件以及/或者一個或多個發(fā)射光引導件，一個或多個激勵光引導件適于將來自一個或多個光源的激勵光引導至一個或多個測試區(qū)，一個或多個發(fā)射光引導件適于將來自一個或多個測試區(qū)的發(fā)射光引導至一個或多個光檢測器。
[0012]在一種實施方式中，光學組件包括一個或多個激勵光引導件以及一個或多個發(fā)射光引導件。
[0013]激勵光引導件和發(fā)射光引導件可以執(zhí)行多種功能。除了將光引導至測試區(qū)以及引導來自測試區(qū)的光之外，光引導件還可以具有光譜濾波功能并且可以對光進行聚焦、準直和/或發(fā)散。
[0014]激勵光引導件中的一個或多個激勵光引導件可以適于引導(傳送)具有激勵波段內(nèi)的波長的激勵光并且基本上阻擋具有激勵波段之外的波長的光。另外或可替選地，一個或多個發(fā)射光引導件可以適于引導(傳送)具有發(fā)射波段內(nèi)的波長的發(fā)射光并且基本上阻擋具有發(fā)射波段之外的波長的光。
[0015]為了實現(xiàn)該光譜濾波，激勵光引導件和發(fā)射光引導件中的一個或多個可以包括浸滲有濾波材料(例如光譜濾波染料)的光透射材料?？梢栽诠庖龑Ъ囊粋€或多個光引導件中采用單種染料或染料的混合物(復合染料)，以實現(xiàn)所期望的光譜濾波特性。然而，可以例如通過在光引導件上使用另外的濾波元件、濾波涂層和/或分色鏡等來采用光譜濾波的可替選方法。
[0016]通常，激勵波段可以具有相對短的波長并且發(fā)射波段可以具有相對長的波長。因此，在一種實施方式中，激勵光引導件可以提供短通濾波器，并且發(fā)射光引導件可以提供長通濾波器。總體上，在不同的光引導件的傳輸帶的中心波長之間設置相對大的差異可以確保在光譜濾波期間在激勵光與發(fā)射光之間可以存在較高的區(qū)分性。更顯著地，可以使得可以入射在光檢測器上的激勵光的量顯著地減少。可以確保的是，最大可能僅入射在光檢測器上的光是從測試區(qū)的熒光標記發(fā)射的光。
[0017]通過采用熒光標記，可以在測定中更通常采用的標記(例如金納米粒子(膠體金))中實現(xiàn)靈敏度增益。另外，可以通過采用表現(xiàn)出相對大的斯托克斯位移(Strokesshift)的熒光標記來實現(xiàn)靈敏度增益。例如，激勵波段和發(fā)射波段可以具有相隔至少200納米、或者相隔至少250納米、或者相隔至少300納米、或者相隔至少350納米等的中心波長或峰值波長。例如，激勵波段可以具有在325納米與500納米之間的峰值波長，并且發(fā)射波段可以具有在650納米與850納米之間的峰值波長。在一種實施方式中，激勵波段具有約420納米的峰值波長，并且發(fā)射波段具有約800納米的峰值波長?？梢员憩F(xiàn)出相對大的斯托克斯位移(例如，大于250納米的位移、或大于300納米的位移或大于350納米的位移)的熒光團的示例為量子點。通常，因此，量子點可以用作本公開內(nèi)容的裝置中的熒光標記。然而，可以使用其他類型的熒光標記。
[0018]已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，具有較高的峰值激勵波長的量子點通常表現(xiàn)出較大的斯托克斯位移。例如，表現(xiàn)出相對大的斯托克斯位移的量子點可以具有例如大于600納米、大于650納米、大于700納米、或大于750納米或約800納米的峰值激勵波長。通過采用具有相對大的斯托克斯位移以及/或者具有相對高的峰值發(fā)射波長的熒光標記，可以使得與自發(fā)熒光有關(guān)的問題最小化。自發(fā)熒光可以在測定裝置的各種物質(zhì)(例如背襯層和測試條的基板等)內(nèi)發(fā)生。通常，自發(fā)熒光在激勵波長和發(fā)射波長低于約650納米的情況下發(fā)生。因此，通過采用表現(xiàn)出相對大的斯托克斯位移和/或在例如650納米以上發(fā)熒光的熒光標記，可以更明確地實現(xiàn)將任何自發(fā)焚光發(fā)射光從焚光標記發(fā)射光(例如，關(guān)注的發(fā)射光)分隔開/濾除。另外，當峰值波長為例如650納米以上時，濾波可以僅需要阻擋熒光標記的峰值波長以下的波長，這是因為自發(fā)熒光可能基本上僅在熒光標記的峰值波長以下的波長處發(fā)生。反之，如果采用例如銪(Europium)的熒光標記，其例如具有約615納米的峰值發(fā)射波長，則自發(fā)熒光的光的濾除可能產(chǎn)生更多應當考慮的問題。
[0019]可以采用的用于使自發(fā)熒光的影響最小化的可替選方法為時間分辨熒光(TimeResolved Fluorescence)。然而，雖然這有效于減少自發(fā)焚光背景，但是其具有與例如下述有關(guān)的若干主要缺點:執(zhí)行該技術(shù)所需要的電子器件的復雜性以及最大程度地隨時間整合信號的能力。
[0020]根據(jù)第二方面，本公開內(nèi)容提供了一種測定裝置，該測定裝置包括:
[0021]殼體；以及
[0022]分別至少部分地位于殼體中的測試部、電子電路和光學組件；其中
[0023]測試部包括:
[0024]多個熒光量子點，多個熒光量子點適于與至少一種分析物關(guān)聯(lián)，量子點被配置成發(fā)射峰值波長為650納米或更大的熒光發(fā)射光，以及
[0025]一個或多個測試區(qū)，
[0026]其中，
[0027]—個或多個測試區(qū)適于接收分析物以及與該分析物關(guān)聯(lián)的熒光量子點；
[0028]電子電路包括一個或多個光源以及一個或多個光檢測器，一個或多個光源用于對一個或多個測試區(qū)提供激勵光，一個或多個光檢測器用于檢測來自一個或多個測試區(qū)處的量子點的焚光發(fā)射光；以及
[0029]光學組件包括一個或多個激勵光引導件以及/或者一個或多個發(fā)射光引導件，一個或多個激勵光引導件適于將來自一個或多個光源的激勵光引導至一個或多個測試區(qū)，一個或多個發(fā)射光引導件適于將來自一個或多個測試區(qū)的發(fā)射光引導至一個或多個光檢測器。
[0030]第二方面的測定裝置可以具有針對第一方面描述的測定裝置的任一特征或多個特征。如以上所指示，已經(jīng)確定，具有較高的峰值發(fā)射波長的量子點表現(xiàn)出較大的斯托克斯位移，因此可以減少與自發(fā)熒光有關(guān)的問題。因此，通過采用適于發(fā)射峰值波長為650納米或更大的發(fā)射光的量子點，可以提高測定裝置的靈敏度。如以上所指示，量子點可以具有大于650納米、大于700納米、大于750納米或約800納米等的峰值發(fā)射波長。
[0031]在本文中所公開的方面中的任何方面中，為了進一步減少入射在光檢測器上的激勵光或其他非發(fā)射光的量，測定裝置可以包括一個或多個遮光板。遮光板可以用于遮蔽來自測定裝置的不同部分的光。測定裝置可以包括殼體并且遮光板可以形成殼體的一部分。遮光板可以位于光源與光檢測器之間以及/或者激勵光引導件與發(fā)射光引導件之間。
[0032]可以例如取決于其中浸滲的任何光譜濾波染料的光譜吸收率和濃度來選擇通過光引導件的光路長度，以確保光路足夠長以發(fā)生足夠量的光譜濾波，以及確保光路長度足夠短以避免由于高于預期的吸收而引起的過度光損失。取決于光從光引導件的可能的入射點和出射點，在同一光引導件中可以存在各種不同的光路長度。然而，光引導件可以被配置成使得存在相當窄的可能光路長度分布。
[0033]一個或多個激勵光引導件可以包括與光源中的至少一個光源相鄰的光準直透鏡，以便使得從光源到達的光準直進入激勵光引導件中。一個或多個激勵光引導件還可以包括折射表面和/或反射表面。一個或多個激勵光引導件可以包括光出射面。一個或多個測試區(qū)可以位于基板上，例如橫向流測試條，并且光出射面可以延伸經(jīng)過基本上與基板的測試區(qū)所處的平面垂直的平面。至少一個折射表面和/或反射表面可以被設置在光引導件的與光出射面基本上相對的一側(cè)。至少一個折射表面和/或反射表面可以是彎曲的。延伸經(jīng)過彎曲表面的最佳擬合平面與光出射面的平面可以具有一定角度。該角度可以在約20度與70度之間或者在30與45度之間等。彎曲表面可以沿電子電路與測試部之間的方向大致延伸光引導件的整個長度。通常，包括折射表面和/或反射表面的激勵光引導件可以在光源與測試區(qū)之間有效地路由激勵光。折射表面和/或反射表面可以作用為組合的折疊式反射鏡和透鏡，從而對激勵光提供光功率。
[0034]—個或多個發(fā)射光引導件在光引導件的一端或兩端處可以包括彎曲的折射表面。例如，在光引導件的一端或兩端處，可以設置有透鏡，例如，球透鏡、半球透鏡或平凸透鏡。透鏡之間可以設置有間隔物。間隔物可以為圓柱形間隔物。間隔物可以在兩個透鏡之間設置全內(nèi)反射集中器。
[0035]一個或多個測試區(qū)可以至少包括第一測試區(qū)和第二測試區(qū)。光學組件可以至少包括第一激勵光引導件和第二激勵光引導件以及第一發(fā)射光引導件和第二發(fā)射光引導件。第一激勵光引導件可以適于將來自至少一個光源的光引導至第一測試區(qū)，并且第一發(fā)射光引導件可以適于將來自第一測試區(qū)的光引導至至少一個光檢測器。第二激勵光引導件可以適于將來自至少一個光源的光引導至第二測試區(qū)，并且第二發(fā)射光引導件可以適于將來自第二測試區(qū)的光引導至至少一個光檢測器。
[0036]通過設置至少兩個測試區(qū)，該裝置可以用于測試生物樣本中不同的分析物的存在。例如，第一測試區(qū)可以適于接收第一分析物并且第二測試區(qū)可以適于接收第二分析物。在一種實施方式中，第一分析物可以為A型流感(例如，A型流感的核蛋白)，并且第二分析物可以為B型流感(例如，B型流感的核蛋白)。然而，可以使用根據(jù)本公開內(nèi)容的裝置來測試各種不同的分析物。
[0037]雖然設置至少兩個測試區(qū)可以使得能夠測試不同分析物的存在，作為可替選的方法，可以將測試區(qū)中的一個測試區(qū)設置為控制區(qū)。在要檢測例如A型流感和B型流感的目標分析物的情況下，由于體內(nèi)的這些分析物之一