分析讀數(shù)光學(xué)裝置的制作方法

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)明涉及用于測量分析物的分析讀數(shù)裝置。尤其涉及利用光學(xué)方法測量的電子讀出器，其與分析測試條一起使用。
背景技術(shù)：
目前市場上廣泛供應(yīng)適合家庭測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)合試劑下游的檢測區(qū)或測試區(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試條結(jié)合起來用以檢測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試條插入讀出器，使測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)出的光照射測試條，并用光檢測器檢測反射光或透射光。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試條，憑借讀出器中的光學(xué)元件，通過測定反射光來獲得檢測結(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試條仔細(xì)定位。這是因?yàn)樵跈z測區(qū)(和控制區(qū)，如果存在)中形成的可見信號(hào)相當(dāng)弱，所以檢測或控制區(qū)對(duì)于相應(yīng)的光檢測器發(fā)生小位移就會(huì)顯著地影響光檢測器的讀數(shù)。另外，光檢測器要盡可能與測試條靠近也是相當(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，因此它隨著測試條和光檢測器之間距離的增加而迅速減小。這樣一來， 需要用戶將測試棒和分析結(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試條。EP0833145給出了一種可供選擇的方法，它披露了一種測試條和分析結(jié)果讀出器結(jié)合在一起的裝置，只有測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中公開的分析測試條一起使用，要么直接與分析測試條形成一體使用。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器之間提供了一種最佳或接近最佳的路徑長度，從而形成強(qiáng)信號(hào)。在一些實(shí)施例中，利用測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)光檢測器，用于檢測從所述兩個(gè)區(qū)域中的每一個(gè)所發(fā)出的光。用來檢測由測試條的兩個(gè)不同區(qū)域所發(fā)射的光的光檢測器可稱為“共享”光檢測器。在一些實(shí)施例中，利用測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)出入射到測試條的一個(gè)區(qū)域上的光，和兩個(gè)光檢測器，二者都能檢測由光源照射的測試條區(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)中間的光檢測器。如果測試條相對(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)光檢測器共同讀取的區(qū)域，通過內(nèi)置信號(hào)來補(bǔ)償測試條和分析結(jié)果讀出器之間的任何偏移。相應(yīng)地，從測試區(qū)發(fā)出的光，可能是測試條反射的光，或者，在測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)，該光是測試條透射的光。為了詳細(xì)說明，從光源發(fā)出的光入射到測試條的特定區(qū)域上，并且被測試條反射或透射的光可認(rèn)為是從測試條發(fā)出的，盡管該光當(dāng)然來自于光源。優(yōu)選的光源是發(fā)光二極管，并且優(yōu)選的光檢測器是光電二極管。反射光和/或透射光可以用光檢測器測量。為了這個(gè)目的，反射光指的是來自光源的光經(jīng)測試條反射后進(jìn)入光檢測器。在這種情形下，檢測器和光源通常被設(shè)置在測試條的同側(cè)。透射光指的是透過測試條的光，檢測器和光源通常被設(shè)置在測試條的兩側(cè)。為測量反射光，該測試條設(shè)有如白色反射MYLAR 塑料層的襯板。這樣，從光源發(fā)出的光落在測試條上，一部分被其表面反射，一部分透過測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，對(duì)反射光的測量實(shí)際上包含至少通過測試條一定厚度透射的光。通常情況下，優(yōu)先測定反射光。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)光檢測器。實(shí)際上，三個(gè)以上區(qū)域共用一個(gè)光檢測器很困難，因?yàn)闄z測從那些最遠(yuǎn)區(qū)域來的足夠強(qiáng)的信號(hào)時(shí)，光檢測器會(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”光檢測器又有“共同讀取”區(qū)域；即，一個(gè)光檢測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)光檢測器。特別地，當(dāng)讀出器包含X個(gè)用于照射測試條的光源時(shí)，將包含X-I個(gè)光檢測器。通過將位于相應(yīng)光源間的光檢測器共享，例如可以用三個(gè)光檢測器檢測被五個(gè)光源照射的分析測試條發(fā)出的光，還可以進(jìn)一步減少所需檢測器的數(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，第一光源照射測試區(qū)或檢測區(qū)；第二光源照射參比區(qū)；并且第三光源照射控制區(qū)。測試或檢測區(qū)是測試條中形成光信號(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))，表示是否存在待測分析物(順便解釋一下，在沒有待測分析物時(shí)，一些分析如取代分析可能會(huì)形成信號(hào))。控制區(qū)是測試條上形成光信號(hào)的區(qū)域，用于顯示測試正確進(jìn)行和/或結(jié)合試劑是有作用的，與是否存在待測分析物無關(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)光檢測器。第一個(gè)光檢測器基本上鄰近或主要與第一光源關(guān)聯(lián)，目的是檢測被相應(yīng)光源照射的測試條區(qū)域中發(fā)出的光。但是，光檢測器定位成也能檢測被第二光源照射的測試條的第二區(qū)域中發(fā)出的部分光。第二個(gè)光檢測器基本上鄰近或主要與第三光源連接，目的是檢測被相應(yīng)光源照射的測試條區(qū)域中發(fā)出的光。但是，該光檢測器定位成也能檢測被第二光源照射的測試條的第二區(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”光檢測器，因?yàn)樗鄠€(gè)光源和一個(gè)光檢測器，該光檢測器可檢測測試條上至少兩個(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)光檢測器，這兩個(gè)光檢測器都能檢測測試條的一個(gè)區(qū)域發(fā)出的部分光(在這種情況下，兩個(gè)光檢測器能檢測從測試條第二區(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)光檢測器中間的位置上，因而遠(yuǎn)離其中一個(gè)光檢測器的橫向移動(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解釋說明了既含有共享光檢測器又含有“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試棒。測試條和可插入測試條的讀出器狹縫表面的形狀和尺寸使得該測試條恰好可以成功地插入到讀出器的正確位置。當(dāng)測試條正確地插進(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)測試條中各自的區(qū)域。發(fā)光二極管IOa對(duì)準(zhǔn)測試區(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)光電二極管檢測由測試區(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)，以便使來自三個(gè)區(qū)域(測試，參比，控制)中每一個(gè)的測量信號(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)為干測試條時(shí)，測量每一區(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，使隨后的測量值 (“測試值”)歸一化(例如，歸一化值=測試值/校準(zhǔn)值)。為了進(jìn)行分析，測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悠方邮懿亢喍痰亟霕悠分?大約5-10 秒)。取樣完成的同時(shí)將測試條插入讀出器中，或較少優(yōu)選地，將測試條簡短地移出讀出器進(jìn)行取樣，接著再次插入讀出器。典型地，將測試條插入讀出器一定時(shí)間后，接著開始對(duì)來自一個(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)行測量。區(qū)和區(qū)之間交錯(cuò)進(jìn)行測量，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)光檢測器。光檢測器(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)顯示了測試條30的位置，其位于發(fā)光二極管的上面。插入測試條，使測試和控制線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)來測定最佳值。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)光檢測器的光學(xué)系統(tǒng)的布局簡圖。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)器的測試條上的測試區(qū) (未示出)。經(jīng)測試區(qū)反射的光由PDl檢測。從LED3發(fā)出的光照射測試條上的控制區(qū)并通過PD2檢測其反射光。從LED2發(fā)出的光照射測試條的參比區(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收集來自參比區(qū)最大面積的反射光。圖5顯示了 LED和光檢測器的空間關(guān)系。光檢測器位于足夠遠(yuǎn)的位置上以確保其不會(huì)接受到來自測試條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(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)選使光檢測器盡可能靠近測試條(如χ減少)。但是，只減少光檢測器和測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，以確保測試的光強(qiáng)度最大(強(qiáng)度遵循PD距測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，光檢測器的有效面積是2mmX2mm。光源提供光，至少部分光的波長為635nm。測試條高出光源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)測試條插進(jìn)隔板組件時(shí)，可以使其和測試條上的配套零件相嚙合(未示出)。這樣，在分析測量過程中，測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)測試條進(jìn)入正確的位置，并確保測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)，顯示了測試條120和隔板組件100 的相對(duì)位置。測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，由光檢測器108檢測膜發(fā)射的光。隔離物124防止來自光源106的光直接照進(jìn)檢測器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日的美國專利申請(qǐng)中已有描述，以及在主張?jiān)撁绹暾?qǐng)優(yōu)先權(quán)的中國申請(qǐng)中也有描述，該中國申請(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日的美國專利申請(qǐng)中描述的系統(tǒng)，以及在主張?jiān)撁绹暾?qǐng)優(yōu)先權(quán)的中國申請(qǐng)中也有描述，該中國申請(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的美國專利申請(qǐng)中描述的流速檢測系統(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.讀數(shù)裝置，該裝置包括計(jì)算電路，響應(yīng)于代表測試條的至少一個(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)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的讀數(shù)裝置，其中所述的測試條為橫流式測試棒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的讀數(shù)裝置，其中所述的讀數(shù)裝置還包括一個(gè)顯示測試結(jié)果的顯不器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的讀數(shù)裝置，進(jìn)一步包括包圍所述光源和所述光檢測器的塑料外殼(2)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的讀數(shù)裝置，所述測試條至少部分位于所述分結(jié)果讀數(shù)裝置的內(nèi)部。
6.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。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的讀數(shù)裝置，所述測試條上的區(qū)域包括檢測區(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，該裝置包括計(jì)算電路，響應(yīng)于代表測試條的至少一個(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)。
文檔編號(hào)G01N21/59GK102162790SQ20111004081
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