CN102782475A - 检测器模块、检测器模块的控制方法以及检测系统 - Google Patents

Abstract

根据本发明的各实施例，提供了一种检测器模块。该检测器模块包括：芯片，其配置为接收至少一个试样；第一发光二极管，其配置为照射至少一个试样；以及第一光检测器，其配置为检测从至少一个被照射的试样发出的光。根据其它各实施例，提供了一种检测系统。该检测系统包括：检测器模块；控制模块，其与检测器模块进行电通信；以及泵模块，其配置为采集样本并将样本传送给检测器模块的芯片。

Description

检测器模块、检测器模块的控制方法以及检测系统

相关申请的交叉引用

本申请要求于2009年12月14提交的新加坡专利申请200908314-8号的优先权，为所有目的而将其全部内容通过引用并入此处。

技术领域

各种实施例涉及一种检测器模块、一种检测器模块的控制方法以及一种检测系统。

背景技术

目前，对荧光检测系统的需求正在不断增长，荧光检测系统具体为基于荧光的生物检测系统。一般来说，有两种荧光检测方法。一种方法为所谓的纸带技术，另一方法为荧光分析方法。前一种方法进行定性测试，而后一种方法是基于定量分析。

通常，在医院或临床实验室中为分析和检测目的而使用荧光分析仪。然而，这些分析仪通常非常昂贵且体积庞大，并且对样本的分析很费时。这些分析仪还要求受过培训的人员进行人工操作。因此，这些分析仪不适于家庭终端用户。

此外，一般来说，荧光分析仪使用例如钨灯或氙灯等白光源以作为激发光。白光源向所有方向发光并且涵盖了包括可见光波长的相对宽的波长范围。白光源的效率低。

发明内容

根据一个实施例，提供了一种检测器模块。所述检测器模块可包括：芯片，其配置为接收至少一个试样；第一发光二极管，其配置为照射至少一个试样；以及第一光检测器，其配置为检测从至少一个被照射的试样发出的光。

根据一个实施例，提供了一种检测器模块。所述检测器模块可包括：接收部，其配置为接收芯片，该芯片配置为接收至少一个试样；第一发光二极管，其配置为在接收部接收到芯片的情况下照射至少一个试样；以及第一光检测器，其配置为在接收部接收到芯片的情况下检测从至少一个被照射的试样发出的光。

根据另一实施例，提供了一种检测系统。所述检测系统可包括：检测器模块；控制模块，其与检测器模块进行电通信；以及泵模块，其配置为采集样本并将所述样本传送给检测器模块的芯片。检测器模块可包括：芯片，其配置为接收至少一个试样；第一发光二极管，其配置为照射至少一个试样；以及第一光检测器，其配置为检测从至少一个被照射的试样发出的光。

根据另一实施例，提供了一种检测器模块的控制方法。所述方法可包括：在芯片中接收至少一个试样；以发光二极管照射至少一个试样；并且以光检测器检测从至少一个被照射的试样发出的光。

附图说明

在附图中，一般来说，以类似的附图标记指代各个不同附图中的相同部件。对附图不必需按比例画出，而是将重点放在对各个实施例的原理的说明上。在以下说明中，参照下列附图来描述本发明的各个实施例，所述附图中：

图1A~1C表示根据各种实施例的检测器模块的示意性框图。

图1D表示根据一个实施例的检测器模块的立体图。

图1E表示根据另一实施例的检测器模块的立体图。

图1F表示图1D的实施例中的检测器模块的简化示意图。

图1G表示根据一个实施例的检测器模块的简化示意图。

图1H表示根据一个实施例的检测器模块的简化示意图。

图1I表示根据一个实施例的检测器模块的简化示意图。

图2表示根据一个实施例的控制模块的示意图。

图3表示根据一个实施例的泵模块的示意图。

图4A表示根据一个实施例的自动检测系统的示意图。

图4B表示根据一个实施例的便携式检测系统的示意图。

图4C表示根据一个实施例的便携式检测系统的示意图。

图5为表示根据各种实施例的检测器模块的控制方法的流程图。

图6表示根据一个实施例的自动采样系统的立体图。

图7表示根据一个实施例的自动采样多路检测系统的示意图。

图8表示根据一个实施例的采用检测系统的马桶座圈的立体图。

图9表示根据一个实施例的染料与分析物反应以形成荧光体的示意图。

图10表示根据各种实施例的荧光检测与分析系统的示意图。

图11表示根据各种实施例的信息系统的示意图。

图12表示根据各种实施例的蛋白质浓度与荧光强度的绘图。

图13表示根据各种实施例的蛋白质浓度与电压的绘图。

具体实施方式

下面，参照附图进行详述，所述附图通过图示以表示实施本发明的具体细节和实施例。充分详细地说明这些实施例以使本领域技术人员能够实施本发明。在不脱离本发明的范围内，可利用其它实施例，并且可进行构造、逻辑及电学上的变化。各种实施例不必相互排他，这是因为一些实施例可与一个以上其它实施例相结合以形成新的实施例。

各种实施例可提供一种检测器模块，该检测器模块用于接收至少一个试样、激发所述至少一个试样并检测从所述至少一个被激发的试样发出的荧光。

图1A表示根据一个实施例的检测器模块10的示意性框图。检测器模块10可包括：芯片，其配置为接收至少一个试样；第一发光二极管14，其配置为照射所述至少一个试样；以及第一光检测器16，其配置为检测从所述至少一个被照射的试样发出的光。在各种实施例中，照射所述至少一个试样可使所述至少一个试样被激发。因此，处于被激发态下的至少一个被照射的试样可发出荧光且发光(例如荧光)。在各种实施例中，第一发光二极管14可与第一光检测器16至少基本上对准。

图1B表示根据一个实施例的检测器模块20的示意性框图。检测器模块20可包括芯片22，芯片22配置为接收至少一个试样。所述至少一个试样可以为多个试样，例如为两个试样、三个试样或任意数量的试样。芯片22可包括至少一个室或多个室以接收至少一个试样。所述多个室可包括配置为接收至少一个试样的第一室24a、第二室24b或第任意个室24c，或者其中，第一室24a、第二室24b或第任意个室24c中的每个室配置为接收所述至少一个试样中的各个试样。第一室24a、第二室24b或第任意个室24c中的各个试样可以为相同的试样或者可以为不同的试样。

检测器模块20可包括配置为照射至少一个试样的第一发光二极管(LED)26a、第二LED 26b、第三LED 26c以及第任意个LED 26d。第一LED26a可配置为照射至少一个试样中的第一试样，第二LED 26b可配置为照射至少一个试样中的第二试样，且第三LED 26c可配置为照射至少一个试样中的第三试样。第一试样、第二试样以及第三试样可以为相同的试样或不同的试样。

检测器模块20可包括第一光检测器28a、第二光检测器28b以及第任意个光检测器28c，第一光检测器28a、第二光检测器28b以及第任意个光检测器28c配置为检测从至少一个被照射的试样发出的光。第一光检测器28a可配置为检测从至少一个被照射的试样中的第一试样发出的光，且第二光检测器28b可配置为检测从至少一个被照射的试样中的第二试样发出的光。

虽然图IB中未图示，但应当理解，各个第一LED 26a、第二LED 26b、第三LED 26c以及第任意个LED 26d可与各个第一光检测器28a、第二光检测器28b以及第任意个光检测器28c对准。

图1C表示根据一个实施例的检测器模块30的示意性框图。检测器模块30可包括：接收部32，其配置为接收芯片，该芯片用于接收至少一个试样；第一发光二极管34，其配置为在接收部32接收到芯片的情况下照射至少一个试样；以及第一光检测器36，其配置为在接收部32接收到芯片的情况下检测从至少一个被照射的试样发出的光。在各种实施例中，第一发光二极管34可与第一光检测器36至少基本上对准。

应当理解，检测器模块30可包括与图1B所示的实施例的配置基本上类似的任意数量的发光二极管(LED)和/或任意数量的光检测器。

在各种实施例中，检测器模块10、20、30可与例如控制模块和/或泵模块等其它模块一体集成并包含在检测系统中，检测器模块10、20、30用于检测样本进而试样中的一个分析物或多个分析物。

各种实施例可提供一种诸如生物传感系统的检测系统，该检测系统对例如尿样等样本进行定量分析以用作预警与监测系统，从而为终端用户、具体为家庭终端用户早期检测并监控特定病症与疾病。这可便于病症与疾病的早期诊断、监测与及时治疗。此外，各种实施例可使终端用户比去医院诊治省时省钱。

各种实施例可为例如家庭终端用户提供一种自动的电池供电且/或便携式检测或生物传感检测系统，以便快速识别测定样本中的特定靶分析物或生物标志物的量，所述特定靶分析物或生物标志物例如是尿中的蛋白质，这可用作诸如肾功能衰竭等特定疾病存在的指标。

各种实施例可通过用检测系统进行筛选试验以便于病症与疾病的早期诊断、监测与及时治疗。可采用的筛选试验之一为尿分析，该尿分析检查尿中的痕量蛋白质并确定存在的蛋白质的量。这种试验可用作潜在的肾脏问题的预警机制以及慢性病人的监测系统。

一般来说，在尿(蛋白尿)中出现蛋白质可以为肾(肾脏)损害的早期征象。因为血清蛋白易于从尿中重吸收，故过量蛋白质的出现表明吸收不足或滤过受损。蛋白尿的最常见诱因为糖尿病。然而，蛋白尿还可发生在下列情况之一中：肾病综合症(即内在肾功能衰竭)；先兆子痫；子痫；中毒性肾脏病变；胶原血管病(例如全身性红斑狼疮)；脱水；肾小球疾病，诸如膜性肾小球肾炎、局灶性节段性肾小球肾炎、微小病变疾病(脂性肾病)、局灶性节段性肾小球硬化症(FSGS)、IgA肾病(即Berger病)、IgM肾病、膜性增生性肾小球性肾炎、膜性肾病；结节病；Alport综合征；Fabry病；氨基酸尿症；范科尼综合征；高血压性肾硬化；间质性肾炎；镰状细胞性贫血；血红素尿症；多发性骨髓瘤；肌红蛋白尿；器官排斥；埃博拉出血热；韦格纳肉芽肿病；类风湿性关节炎；糖原沉积病以及古德帕斯丘综合征。

蛋白尿的另一诱因为病毒或细菌感染，诸如HIV、梅毒、肝炎以及链球菌感染。

例如，链球菌属可使人发生急性肾衰竭或者使慢性肾脏问题转化为急性肾衰竭。当存在诱发因子时，有稳定性肾脏疾病的人可能突然恶化。即使健康人被感染后，由于血液中存在链球菌属，也可发生肾衰竭。病人在早期通常没有临床症状。然而，为避免永久性损伤，关键是应尽快识别出潜在状况。通过采用适当的筛选试验，各种实施例的检测系统可为用户提供各自状况的早期诊断。

各种实施例可提供具有两种不同配置的多路检测系统或多路检测生物传感系统。该系统的用户可选择采用自动采样系统以采集例如尿等样本并自动完成筛选试验，或者使用一次性芯片以人工采集或吸收例如尿等样本。

各种实施例还可包含嵌入式信息系统，从而可将试验结果以无线方式发送或传送给私人医生、临床中心、数据库和/或例如为用于检测系统的手持单元或遥控器的远程设备、显示单元、处理单元、存储单元或上述单元设备的组合。在各种实施例中，嵌入式信息系统还可以无线方式接收通信响应。

各种实施例可提供一种具有自动样本采集、射流控制系统、光源、荧光检测模块以及控制与信息系统的检测系统。

各种实施例可提供一种具有光源的检测系统，所述光源包含一个以上发光二极管(LED)。LED可发射具有特定发射波长或特定发射波长范围的光。此外，LED以特定方向发光。换言之，LED提供定向输出或光发射。在各种实施例中，来自LED或多个LED的定向光发射可覆盖例如在约10°~约90°之间的宽范围的发射角，所述宽范围的发射角例如在约10°~约70°之间、在约10°~约50°之间、在约30°~约90°之间、在约30°~约70°之间或在约15°~约30°之间，从而发射角可以为约15°、约20°、约30°、约45°、约60°或约90°。

在一个实施例中，光源可包括一个LED。在其它实施例中，光源可包括多个LED，例如，两个LED、三个LED、四个LED或五个LED或者任意数量的LED。各LED可具有相同的发射波长或不同的发射波长。在其它各实施例中，各LED可以为可调的。例如，各LED可具有相对宽的发射波长，从而可在任意时刻调节各LED，以提供特定发射波长，该特定发射波长是相对宽的发射波长的一部分。

在各种实施例中，蓝光二极管、发射波长范围约为340nm-380nm的紫外光(UV)二极管以及白光二极管可用作光源或激发光源。应当理解，根据筛选试验的类型、样本或样本中的分析物或者使用的染料以及从而形成的荧光体，可使用具有特定发射波长范围的任何发光二极管。例如，发射波长范围约为405±10nm的紧凑型蓝色激光二极管可用作激发光源，该激发光源从荧光胺与伯胺间形成的反应产物或荧光体中诱发荧光。

在各种实施例中，所用光源可取决于使用的染料及因而从被照射的试样中发出的荧光或光。在采用有机染料的情况下，激发波长和发射波长可在约400nm-700nm的波长范围内彼此大致接近。例如，花青染料、Cy3要求在约550nm处进行激发，并且在约570nm处实现发射。因此，可能难以区分激发光与发射光，从而提供光学系统以区分这两种发射。

因此，在各种实施例中，可将光源选择为使得在光源的发射波长范围的中心位置和从被照射的试样发出的光的波长范围的中心位置之间设置至少40nm的差，以使串扰最小化，并且区分用于照射试样的激发光与来自被照射的试样的发射光。

在各种实施例中，在各种实施例的检测系统中使用的染料可以为量子点(QD)染料。QD染料可以为可调的，并且该染料的激发波长为400nm以下，且发射波长在约500nm-680nm的范围内。在各种实施例中，QD染料可以为硒化镉(CdSe)、碲化镉(CdTe)、硒化锌(ZnSe)、磷化铟(InP)、硫化铅(PbS)以及硒化铅(PbSe)。

在各种实施例中，任何光源均可用作激发光源。各光源可引入特定噪声模式，因此要求可定制的光学系统以降低与光源相关的噪声。

在各种实施例中，可提供一个LED以照射试样。LED可对试样进行均匀照射。在芯片中接收所述试样。可设置LED以使其光发射方向朝向芯片且至少基本上垂直于芯片。在各种实施例中，从LED发射至芯片上的用于照射试样的光可与芯片成90°角。然而，应当理解，光发射还可与芯片成90°以外的角。

在各种实施例中，可设有多个LED、例如两个LED以照射多个试样，例如照射两个或三个试样。多个LED可对多个试样进行均匀照射。可在芯片中接收所述多个试样。可将两个LED布置为使它们的光发射方向至少基本上彼此面对，并且至少基本上平行于芯片。而且，在这种布置中，从两个LED发射的光可投射于芯片上，从而以约15°~30°的角度照射多个试样。

在各种实施例中，可设有多个LED以照射多个试样、例如照射两个或三个试样，以便将每个LED设置为照射每个试样。可在芯片中接收所述多个试样。可将多个LED各布置为使它们的光发射方向朝向芯片且至少基本上垂直于芯片。在各种实施例中，从所述多个LED中的每个发射至芯片上的用于照射每个试样的光可与芯片成90°角。然而，应当理解，光发射还可与芯片成90°以外的角。

各种实施例可提供一种自动采样检测系统或自动检测系统，所述自动采样检测系统或自动检测系统包括用于采集样本的自动采样系统。然后，所述检测系统的不同模块可自动进行筛选试验。例如，检测系统可包括泵模块，该泵模块将例如缓冲溶液和检测试剂自动提供给样本，以形成用于检测和试验目的的试样。

各种实施例可提供一种多路检测系统或多路检测生物传感系统，所述多路检测系统或多路检测生物传感系统包括用于采集样本的自动采样系统和用于检测荧光的检测器模块。检测器模块还可将光信号(荧光)变换为电信号。例如，检测器模块中的光检测器可将从至少一个被照射的试样发射且被光检测器接收的光变换为电信号。多路检测系统或多路检测生物传感系统的各种实施例还可包括泵模块，该泵模块将样本与检测试剂混合，以便当与分析物接触时形成可检测物。在各种实施例中，检测试剂可以为诸如荧光染料等染料，以便与所采集的样本形成试样。染料可与样本中的特定分析物反应以形成荧光加合物(例如荧光体)。荧光体为在激发态下能够呈现荧光的任何分子。因此，染料与分析物间的反应形成的荧光体可使各种实施例的检测系统可以分析染料与样本中的分析物之间的化学反应。

在各种实施例中，染料可以为量子点(QD)染料。QD染料可以为CdSe、CdTe、ZnSe、InP、PbS以及PbSe。QD染料可通过与样本中的相关抗原(Ag)结合的抗体(Ab)而与特定分析物结合。QD染料为在暴露于紫外光时可呈现光致发光的处于激发态下的任何分子。光致发光强度与样本中的Ag的浓度成比例，因此，染料与分析物间的反应形成的荧光使各种实施例的检测系统能够分析染料与样本中的分析物之间的化学反应。

在各种实施例中，可提供特定抗体以与例如癌症指标等特定分析物结合，所述癌症指标例如为循环肿瘤细胞(CTC)。

检测到的荧光可识别特定分析物的存在。多路检测系统或多路检测生物传感系统的各种实施例还可包括控制模块，该控制模块用于控制检测系统、进行数据处理并且与临床中心、数据库和/或例如为各种实施例的检测系统的手持单元或遥控器的远程设备、显示单元、处理单元、存储单元或上述各单元设备的组合交换数据或信息。在各种实施例中，数据处理可包括数据操作、数据分析、数据绘图等。

在各种实施例中，样本在检测器系统或检测器系统的任何模块中的流动可基于流体运动。

在各种实施例中，多路检测系统或多路检测生物传感系统中使用的检测试剂可以为染料，例如为如荧光胺的显色或荧光染料。使用荧光染料有这样的优点，即，仅在存在的分析物中形成可检测物，于是避免了错误的阳性结果并提高了化验的灵敏度。荧光胺为无荧光试剂，该无荧光试剂在温和条件下易于与肽中的伯胺反应以形成稳定且相对高荧光的化合物。因此，荧光胺可适用于蛋白质的荧光测定。作为荧光胺与伯胺间的反应产物的氨基酸衍生物或荧光产物的激发波长约为390nm。该激发波长与约为405±10nm的紧凑型蓝色激光二极管的发射波长或输出波长基本重叠，因此，该紧凑型蓝色激光二极管可用作激发光源。

荧光胺在数秒内与硼酸盐缓冲液中的氨基酸反应以生成荧光产物或荧光体，所述荧光产物或荧光体发射波长约为460-485nm的蓝绿色荧光。在各种实施例中，荧光的波长可约为485nm。任何未反应的荧光胺可在水中水解以生成无荧光产物，因此，不会影响氨基酸的定量。相比于使用荧光分子，荧光胺还可提高检出限并且降低了可能发生的检测误差风险。

在各种实施例中，可使用与伯胺反应以形成荧光产物的其它荧光染料。这些荧光染料包括但不限于邻苯二甲醛(OPA)、epicocconone、5,5'-二硫代双-(2-硝基苯甲酸)(DNTB)以及萘-2,3-二甲醛(NDA)。

通常，在具有β-巯基乙醇(HOCH2CH2SH)的硼酸盐缓冲液中进行与OPA的反应，并且荧光产物的激发波长约为350nm。

与NDA的反应要求存在氰化钾(KCN)，并且需要将NDA逐渐添加至伯胺中以防止沉淀。所生成的荧光产物的激发波长约为445nm。

在各种实施例中，来自LED的激发波长或发射波长范围可基本上以约380nm为中心，而从被照射的试样发出的光的波长范围可基本上以约480nm为中心。在各种实施例中，来自LED的发射波长范围的中心位置与从被照射的试样发出的光的波长范围的中心位置之差可以为至少40nm，以使串扰最小化。

在各种实施例中，可设有一个以上LED，其中，每个所述一个以上LED的发射波长范围可以为可调整的或可调的，以实现激发波长的选择灵活性。

在各种实施例中，由于使用直接化学反应以标记病人的样本中的分析物，故各种实施例的检测系统的选择性可以很精确，并且灵敏度高。此外，由于反应时间和分析时间为几秒的数量级，故各种实施例的检测系统可实现快速分析，并且可实现在家中检测病人的样本中的分析物，从而迎合家庭护理市场的需要。相比于临床筛选试验，各种实施例的检测系统例如可通过浸入试带法以实现例如在0.01mg/dl等级下的蛋白质的检测，这样可提供0.15mg/ml(+)~0.3mg/ml(++)的读数。因此，各种实施例的检测系统可用作预警与监测系统，以便为终端用户、具体为家庭终端用户早期发现并监测特定病症与疾病。

各种实施例可提供一种用于在家中预警、检测和监测不同病症与疾病的具有灵活的诊断平台的多路检测系统或多路检测生物传感系统。所述检测系统可对相同疾病或不同疾病的多个分析物进行多点定量分析。可对多个分析物同时进行这种多点定量分析。

此外，各种实施例的检测系统可通过置换试剂盒或芯片并/或使用不同的用户标识(用户ID)和口令以登录检测系统，从而对不同病人的样本进行多点定量分析。

而且，各种实施例的检测系统可适于分析诸如血样和尿样等不同的样本并且检测不同的疾病。在各种实施例的上下文中，术语“样本”可指物质的等分试样，所述物质通常为生物样本、由生物材料得到的水溶液或水悬浮液。例如，通过本发明的检测系统以化验出存在分析物的样本包括：细胞、组织、匀浆、裂解液、提取物、纯化或部分纯化蛋白质、其它生物分子以及上述物质的混合物。本发明的方法中通常使用的样本的非限定性例子包括：人和动物的体液，例如，全血、血清、血浆、脑脊液、痰、支气管冲洗液、支气管吸出物、尿、精液、淋巴液以及呼吸道与肠道及泌尿生殖道的各种外分泌物、泪液、唾液、乳汁、白细胞、骨髓瘤等；生物体液，例如细胞培养上清液；可固定或可不固定的组织标本；以及可固定或可不固定的细胞标本。从细胞或样本中制备蛋白质提取物的方法是本领域公知的，并且可修改所述方法以获得与本发明的检测系统兼容的样本。

在各种实施例中，样本为尿。

在各种实施例中，待检测的分析物为蛋白质。

特定试剂盒或芯片可用于特定种类的样本，从而检测系统可利用不同的试剂盒或芯片以对不同种类的样本进行不同的筛选试验。因此，各种实施例的检测系统可利用相同的平台或检测系统而采用适于特定种类样本的不同芯片以进行不同的筛选试验，以便检测特定种类的分析物或检测某种病症或疾病。以此方式，各种实施例的检测系统可在进行不同的筛选试验时提供灵活性。若/当研发出新的或改进的试剂盒或芯片以筛查新型疾病或者特定分析物或生物标志物时，还可利用各种实施例的检测系统以进行新的筛选试验。

例如，为分析血样以检测特定疾病，可研发出用于血检的特定试剂盒或芯片且并入检测系统中，因此，可利用相同的平台以进行血检。

为便于分析不同种类的样本或分析物或疾病，各种实施例的检测系统可配置为使得试剂盒或芯片可拆卸地布置于检测系统中。

在各种实施例的上下文中，术语“分析物”可表示待分析的物质或成分。分析物可包括生物标志物。生物标志物可以为胺，例如，伯胺。在各种实施例中，分析物为蛋白质或肽。在其它实施例中，分析物可以为核酸、半抗原、碳水化合物、脂质、细胞或者任何其它多种生物分子或非生物分子、上述物质的络合物或组合物。一般来说，分析物可以为源自诸如细菌、真菌、病毒、植物或动物样本等生物源的蛋白质、肽、碳水化合物或脂质。但此外，靶物质还可以为小的有机化合物，诸如药物、药物代谢物、染料或样本中存在的其它小分子。

在各种实施例的上下文中，术语“芯片”可表示配置为接收至少一个试样的容器或构件。芯片可包括试剂盒或生物芯片。芯片可接收用于试验目的的至少一个试样。在各种实施例中，芯片可包括一个以上室以接收至少一个试样。所述一个以上室中的每个可保持相同的试样或不同的试样。所述一个以上室中的每个可保持样本或试样，所述样本或试样具有相同的分析物或相同的多个分析物，或者具有不同的分析物或不同的多个分析物。

在各种实施例中，芯片可以为一次性的。使用一次性芯片的方法可实现多个用户共享各种实施例的检测系统。这可通过创建并管理不同用户的档案和ID以实现。

在各种实施例的上下文中，术语“光检测器”可表示光或其它电磁能的检测器或传感器。在各种实施例中，光检测器例如可以为本领域公知的任何光电二极管、雪崩光电二极管、光电倍增管、光伏电池、光敏电阻或光电导管。

在各种实施例的上下文中，术语“室”可表示其中溶液可流过或通过的室或通道，或者，溶液可保留所述室或通道中。在各种实施例中，室可以为其中可发生化学反应的反应室。例如，包含样本和染料的试样可设置于所述室中，样本和染料之间的反应可发生在所述室中。

在各种实施例的上下文中，术语“试样”可表示样本与任何辅助或补充物质、溶液或试剂的混合物。辅助或补充物质、溶液或试剂例如可以为缓冲溶液或检测试剂。在各种实施例中，试样例如可包括样本与检测试剂，或者包括样本、缓冲溶液和检测试剂。在各种实施例中，检测试剂可以为染料。

检测系统、检测系统的模块以及各种实施例的试剂盒或芯片不仅适用于医疗诊断，还可适用于环境监测以及其它工业，例如，食品饮料工业、制药工业以及化学工业等。

多路检测系统或多路检测生物传感系统的各种实施例可包括相互间实现流体连通和/或电通信的一个以上模块，每个模块执行特定功能。各个模块可以为检测器模块、控制模块以及泵模块。然而，应当理解，一个以上其它模块可并入各种实施例的检测系统中，以便若/当必需进行所要求的筛选试验时执行特定功能。

为使本发明易于理解且可投入实际应用，下面，参照附图，通过示例且非限定性地说明各个特定实施例。

图1D表示根据一个实施例的检测器模块100的立体图。检测器模块100包括光源102、滤光器104、芯片106以及检测部件108。在各种实施例中，光源102、滤光器104、芯片106和检测部件108相互间基本上平行地对准布置。

在各种实施例中，芯片106可接收待试验的试样，光源102可包括发光二极管(LED)以照射试样，并且检测部件108可包括光检测器以检测从被照射的试样发出的光或荧光。

在各种实施例中，光源102可包括用作激发光源的一个以上发光二极管(LED)，例如，一个LED、两个LED、三个LED、四个LED或五个LED或任意数量的LED。应当理解，根据筛选试验的类型、样本或样本中的分析物、使用的染料及从而形成的荧光体，可使用任何具有特定发射波长范围的发光二极管。例如，发射波长范围约为405±10nm的紧凑型蓝色激光二极管可用作激发光源，该激发光源从荧光胺与伯胺间形成的反应产物或荧光体中诱发荧光。

在图1D所示的实施例中，光源102包括第一LED 103a和第二LED103b。第一LED 103a和第二LED 103b可具有基本近似的发射波长或不同的发射波长。第一LED 103a和第二LED 103b可各经由电互连线(例如导线)而与例如电源和/或控制电路实现电通信。例如，第一LED 103a可具有对应的第一电互连线‘E1’，而第二LED 103b可具有对应的第二电互连线‘E2’。

检测器模块100还可包括滤光器104，滤光器104布置于光源102前面，以允许与第一LED 103a和第二LED 103b的发射波长范围具有对应的波长范围的光通过，同时遮挡不然会干扰筛选试验的诸如背景光或杂散光的其余光。在其它各实施例中，滤光器104只允许来自第一LED 103a和第二LED 103b的发射波长的部分波长范围通过。在各种实施例中，滤光器104可以为本领域公知的任何滤光器。

在各种实施例中，芯片106可包括一个以上室以接收试样。一个以上室各自可接收具有相同荧光体(即基于相同的分析物)或不同荧光体(即基于不同的分析物)的试样。例如，通过对每个不同的室提供具有补充染料的特定分析物的不同的试样、或者对每个不同的室提供相同的试样并且在每个不同的室中提供对有待检测的试样中存在的某种类型的分析物进行补充的不同的染料，可实现在每个室中提供不同类型的荧光体。

在各种实施例中，对各个不同的室提供相同的荧光体可实现对各荧光体发出的荧光的平均读数的测定，从而实现各室中的各特定分析物的平均浓度的指示。

在各种实施例中，对每个不同的室提供不同类型的荧光体可实现对各不同荧光体的同时检测。

在图1D所示的实施例中，芯片106包括第一室107a、第二室107b以及第三室107c。第一室107a、第二室107b以及第三室107c各具有入口，其中，试样例如可经由与各个第一室107a、第二室107b和第三室107c的各自的入口连接的第一管互连线‘1’、第二管互连线‘2’以及第三管互连线‘3’而提供给芯片106。此外，第一室107a、第二室107b以及第三室107c各具有出口，其中，可从芯片106中例如经由与各个第一室107a、第二室107b和第三室107c的各出口连接的第一管互连线‘X’、第二管互连线‘Y’和第三管互连线‘Z’而移除试样。

应当理解，芯片106可具有任意数量个室。例如，芯片106可具有1~8个室，例如，一个室、两个室、四个室、六个室或八个室。在各种实施例中，芯片106中室的数量可对应于待检测的分析物的种类数。例如，如果待检测五种不同类型的分析物，则可在芯片中设有五个室。因此，可从所述五个室中的每一个中检测出五种不同的分析物中的每一种。设有多个室便于同时检测不同的分析物。

在各种实施例中，检测器模块100可包括检测部件108，检测部件108用于检测从第一室107a、第二室107b和第三室107c的各荧光体中发出的荧光或光。在图1D所示的实施例中，检测部件108包括第一光检测器‘A1’、第二光检测器‘B1’以及第三光检测器‘C1’。第一光检测器‘A1’、第二光检测器‘B1’或第三光检测器‘C1’可各自与芯片106的各个第一室107a、第二室107b和第三室107c对准，以检测从各个第一室107a、第二室107b和第三室107c中的各荧光体中发出的荧光。在这样的布置中，具有第一光检测器‘A1’、第二光检测器‘B1’和第三光检测器‘C1’的检测系统可检测分别来自第一室107a、第二室107b和第三室107c的各荧光体的荧光。

应当理解，检测器模块100可具有任意数量的光检测器，例如，具有1~8个光检测器，如，一个光检测器、两个光检测器、四个光检测器、六个光检测器或八个光检测器。在各种实施例中，检测器模块100中的光检测器的数量可对应于芯片106中的室的数量。例如，如果在芯片106中设有五个室，则在检测器模块100中可设有五个光检测器，从而五个不同的光检测器各与五个不同的室中的每个对准以检测从各室中发出的荧光。

在各种实施例中，检测器模块100还可包括滤光器，该滤光器置于检测部件108前面，以允许与从被照射的试样发出的光具有对应波长范围的光通过，同时遮挡诸如背景光或杂散光或激发光等其余光，以使不然会干扰筛选试验的串扰最小化。此外，该滤光器可仅允许从被照射的试样发出的光的部分波长范围通过。

在各种实施例中，第一光检测器‘A1’、第二光检测器‘B1’以及第三光检测器‘C1’可接收或检测从被照射的试样发出的以荧光形式的光信号或光，并且将从被照射的试样发出的光信号或光转换为电信号以进一步处理。

图1E表示根据另一实施例的检测器模块110的立体图。检测器模块110包括光源112、滤光器114、芯片116以及检测部件118。在各种实施例中，光源112、滤光器114、芯片116以及检测部件118相互间基本上平行地对准布置。由于检测器模块110中的滤光器114与检测器模块100中的对应的滤光器104基本类似且执行基本相同的功能，且由于对滤光器104的说明此处可类似地适用于滤光器114，故此处不再说明滤光器114的功能、操作和各种实施例。

在图1E所示的实施例中，光源112包括第一LED 113a和第二LED113b。第一LED 113a和第二LED 113b可具有基本近似的发射波长或不同的发射波长。第一LED 113a和第二LED 113b可各自经由电互连线(例如导线)而与例如电源和/或控制电路实现电通信。例如，第一LED 113a可具有对应的第一电互连线‘E1’，而第二LED 113b可具有对应的第二电互连线‘E2’。由于光源112的配置和功能基本类似于检测器模块100中的光源102，且由于对光源102的说明此处可类似地适用于光源112，故此处不再说明光源112的功能、操作和各种实施例。

在图1E所示的实施例中，芯片116包括第一室120a、第二室120b以及第三室120c。类似于对检测器模块100的芯片106的说明，第一室120a、第二室120b以及第三室120c各具有入口和出口。在各种实施例中，芯片116可以可拆卸地布置于检测器模块110中。例如，例如为了遗弃而从检测器模块110中移除芯片116，或者为测试和检测目的而将芯片116置为与光源112、滤光器114和检测部件118基本上对准。

在各种实施例中，检测器模块110可包括检测部件118，检测部件118用于检测从荧光体发出的荧光。在图1E所示的实施例中，检测部件118包括第一光检测器‘Α2’、第二光检测器‘B2’以及第三光检测器‘C2’。由于检测部件118的配置和功能基本类似于检测器模块100中的检测部件108，且由于对检测部件108的说明此处可类似地适用于检测部件118，故此处不再说明检测部件118的功能、操作和各种实施例。

应当理解，对检测器模块100及其相应部件或特征或各种实施例的说明可类似地适用于检测器模块110的对应的类似部件或特征。

图1F表示图1D的实施例中的检测器模块100的简化示意图。为易于表示及清楚起见，未图示滤光器104、芯片106的第一室107a与第二室107b及第三室107c以及检测部件108的第一光检测器‘A1’、第二光检测器‘B1’及第三光检测器‘C1’。

如图1F所示，第一LED 103a发射具有由箭头130表示的发射角的光，光发射的边界由虚线132a、132b表示。类似地，第二LED 103b发射具有由箭头134表示的发射角的光，光发射的边界由虚线136a、136b表示。因此，第一LED 103a和第二LED 103b布置为使得它们的发射角基本上彼此面对，并且从第一LED 103a发射的光与从第二LED 103b发射的光基本重叠。而且，这种布置使得第一LED 103a和第二LED 103b的光发射方向至少基本上彼此面对且至少基本上平行于芯片106。进而，在这种布置中，从第一LED 103a和第二LED 103b发射的光可投射于芯片106上，从而以约15°~30°的角度照射试样或各个试样。这种布置可以对芯片106中的试样或多个试样沿芯片106长度的主要部分提供基本均匀的照射。

虽然基于图1D的实施例中的检测器模块100说明了图1F所示的实施例，但应当理解，对图1F所示的实施例的说明可类似地适用于图1E的实施例中的检测器模块110。

图1G表示根据一个实施例的检测器模块140的简化示意图。检测器模块140包括相互间基本上平行地对准布置的光源142、芯片144以及检测部件146。基本类似于图1D和图1E中的各实施例的配置，检测器模块140可包括置于光源142和芯片144之间的滤光器，并且芯片144可包括一个以上室。然而，为易于表示及清楚起见，图1G中未图示这些器件。

光源142包括一个LED 148，LED 148用作激发光源以照射芯片144中接收的试样或各个试样。LED 148可布置为使其光发射方向朝向芯片144且至少基本垂直于芯片144。在各种实施例中，从LED 148发射至芯片144上以照射试样或各个试样的光可与芯片144成90°角。然而，应当理解，光发射还可与芯片144成90°以外的角。LED 148可经由电互连线‘E1’(例如导线)而与例如电源和/或控制电路实现电通信。LED 148发射具有由箭头150表示的发射角的光，光发射的边界由虚线152a、152b表示。由箭头150表示的发射角可以相对地大，以向沿芯片144长度的主要部分提供照射。LED 148可置于光源142的任何部分中，优选地置于光源142的大致中心位置处。应当理解，LED 148可具有任何发射波长范围和/或发射角。

检测部件146包括光检测器154，光检测器154配置为检测从被照射的试样中发出的光。光检测器154可置于检测部件146的任何部分中，优选地置于检测部件146的大致中心位置处。LED 148可至少基本上对准光检测器154。

在各种实施例中，检测器模块可包括第二LED，其中，该第二LED和LED 148可布置为使它们的光发射方向朝向芯片144且至少基本垂直于芯片144，以便沿芯片144长度的主要部分而对芯片144中的试样或各个试样提供基本均匀的照射。然而，应当理解，光发射还可与芯片144成90°以外的角。

图1H表示根据一个实施例的检测器模块160的简化示意图。检测器模块160包括相互间基本上平行地对准布置的光源162、芯片164以及检测部件166。类似于图1D和图IE中的各实施例的布置，检测器模块160可包括置于光源162和芯片164之间的滤光器，但为易于表示及清楚起见而未图示于图1H中。为便于图示，芯片164包括第一室168a、第二室168b以及第三室168c。

光源162包括一个LED 170，LED 170用作激发光源以对芯片164或芯片164的第一室168a、第二室168b和第三室168c中接收的试样或各个试样进行照射。LED 170可设置为使其光发射方向朝向芯片164且至少基本垂直于芯片164。在各种实施例中，从LED 170发射至芯片164上以照射试样或各个试样的光可与芯片164成90°角。然而，应当理解，光发射还可与芯片164成90°以外的角。LED 170可经由电互连线‘E1’(例如导线)而与例如电源和/或控制电路实现电通信。LED 170发射由箭头172表示的发射角的光。由箭头172表示的发射角可足以对一个室、例如图1H所示的第二室168b中的试样提供照射。在各种实施例中，在图1H所示的光源162中，LED 170可活动地布置于光源162中的例如位置171a、171b的其它位置，从而对第一室168a或第三室168c中的试样提供照射。这使得LED 170可相对于芯片164和/或光检测器174而例如以与芯片164和/或光检测器174基本平行的方向移动。因此，LED 170可配置为依次照射芯片164的第一室168a、第二室168b和第三室168c中的各试样。应当理解，第一室168a、第二室168b和第三室168c可接收同一试样，或者第一室168a可接收第一试样、第二室168b可接收第二试样且第三室168c可接收第三试样。第一试样、第二试样和第三试样可以为不同的试样。

检测部件166包括一个光检测器174，光检测器174用于检测从一个室、例如图1H所示的第二室168b中的被照射的试样中发出的荧光或光。在各种实施例中，在图1H所示的检测部件166中，光检测器174可活动地布置于检测部件166中的例如位置175a、175b的其它位置，从而检测从第一室168a或第三室168c中的各被照射的试样发出的荧光或光。这使得光检测器174可相对于芯片164和/或LED 170而例如以与芯片164和/或LED170基本平行的方向移动。因此，光检测器174可配置为依次检测从芯片164的第一室168a、第二室168b和第三室168c中的各被照射的试样中发出的光。应当理解，第一室168a、第二室168b和第三室168c可接收同一试样，或者第一室168a可接收第一试样、第二室168b可接收第二试样且第三室168c可接收第三试样。第一试样、第二试样和第三试样可以为不同的试样。

在各种实施例中，为使LED 170依次照射芯片164的第一室168a、第二室168b和第三室168c中的各试样，并且/或者使光检测器174依次检测从芯片164的第一室168a、第二室168b和第三室168c中的各被照射的试样中发出的光，芯片164可配置为相对于LED 170和/或光检测器174而例如以与LED 170和/或光检测器174基本平行的方向移动。

在各种实施例中，活动芯片164、活动LED 170和活动光检测器174相对于彼此的任意组合可设置于检测器模块160中。

在各种实施例中，固定芯片164或活动芯片164、固定LED 170或活动LED 170以及固定光检测器174或活动光检测器174的任意组合可设置于检测器模块160中。

在各种实施例中，LED 170的由箭头172表示的发射角可以相对地大，以便对两个室提供照射。在其它各实施例中，光检测器174可检测从两个室中的被照射的试样或各个试样中发出的光。

图1I表示根据一个实施例的检测器模块180的简化示意图。检测器模块180包括相互间基本上平行地对准布置的光源182、芯片184以及检测部件186。类似于图1D和图IE的各实施例的布置，检测器模块180可包括置于光源182和芯片184之间的滤光器，但为易于表示及清楚起见而未图示于图1I中。为便于图示，芯片184包括第一室188a、第二室188b和第三室188c。

光源182包括第一LED 190a、第二LED 190b和第三LED 190c，第一LED 190a、第二LED 190b和第三LED 190c用作激发光源以照射芯片184中接收的试样或各个试样。在各种实施例中，第一LED 190a、第二LED190b和第三LED 190c可布置为使它们的光发射方向朝向芯片184且至少基本垂直于芯片184。在各种实施例中，从第一LED 190a、第二LED 190b和第三LED 190c发射至芯片184上以照射试样或各个试样的光可与芯片184成90°角。然而，应当理解，光发射还可与芯片184成90°以外的角。第一LED 190a、第二LED 190b和第三LED 190c可分别经由第一电互连线(例如导线)‘E1’、第二电互连线‘E2’和第三电互连线‘E3’而与例如电源和/或控制电路实现电通信。

第一LED 190a、第二LED 190b和第三LED 190c可各与芯片184的第一室188a、第二室188b和第三室188c中的每个对准，从而分别照射第一室188a、第二室188b和第三室188c中的各试样。如图1I所示，第一LED190a、第二LED 190b和第三LED 190c各发出光，所述光的发射角足以对一个室中的试样提供照射。因此，可对芯片184的第一室188a、第二室188b和第三室188c中的各试样同时进行照射。应当理解，第一室188a、第二室188b和第三室188c可接收同一试样，或者第一室188a可接收第一试样、第二室188b可接收第二试样且第三室188c可接收第三试样。第一试样、第二试样和第三试样可以为不同的试样。

检测部件186包括第一光检测器192a、第二光检测器192b和第三光检测器192c，第一光检测器192a、第二光检测器192b和第三光检测器192c分别检测从第一室188a、第二室188b和第三室188c中的各被照射的试样发出的荧光或光。如图1I所示，第一光检测器192a、第二光检测器192b和第三光检测器192c可各与芯片184的第一室188a、第二室188b和第三室188c中的每个对准，以分别检测从第一室188a、第二室188b和第三室188c中的各被照射的试样发出的光。因此，可同时检测从芯片184的第一室188a、第二室188b和第三室188c中的各被照射的试样发出的光。应当理解，第一室188a、第二室188b和第三室188c可接收同一试样，或者第一室188a可接收第一试样、第二室188b可接收第二试样且第三室188c可接收第三试样。第一试样、第二试样和第三试样可以为不同的试样。

应当理解，图1F~图1I所示的各实施例可相互结合以提供其它各实施例。例如，在一个实施例中，活动地布置于光源中的LED可设置为依次照射多个室中的各试样，而多个光检测器中的每个光检测器与多个室中的每个对准，这样设置可以检测从各室中的被照射的试样发出的光。

此外，应当理解，图1F~图1I中的各实施例所示的配置或所述配置的任意组合可与图1D和图1E中的各实施例结合。

图2表示根据一个实施例的控制模块200的示意图。控制模块200包括微控制器单元(MCU)202。控制模块200还可包括各种部件或模块，例如，图形液晶显示器(LCD)204、无线模块206、由块208表示的多个传感器和发光二极管(LED)以及电流驱动器210。图形液晶显示器(LCD)204、无线模块206、由块208表示的多个传感器和发光二极管(LED)以及电流驱动器210经由例如由212表示的各个电互连线(例如各导线)而与MCU202实现电通信，其中，MCU 202可控制这些部件或模块的操作。

在各种实施例中，图形液晶显示器(LCD)204例如可用于显示信息。控制模块200中的无线模块206可用于通过无线通信协议以便于信息到达和/或来自控制模块200以进行交换。

在各种实施例中，由块208表示的多个传感器和发光二极管(LED)可对各种实施例的检测器模块、设有控制模块200的附加外部设备或者外围设备(未图示)的各个传感器、光检测器或LED提供接口。例如，可为指示LED设有所述接口，所述指示LED例如用于指示功率、数据传输、数据处理等。

电流驱动器210用于对例如检测器模块100、110(图1D和图1E)中的光源和LED提供电流。因此，在采用检测器模块100(图1D)的情况下，MCU202通过电流驱动器210经由第一电互连线‘E1’和第二电互连线‘E2’以控制激发光源102的第一LED 103a和第二LED 103b，或者在采用检测器模块110(图1E)的情况下，经由第一电互连线‘E1’和第二电互连线‘E2’以控制激发光源112的第一LED 113a和第二LED 113b。这使得第一LED103a、113a和第二LED 103b、113b发出具有期望的波长或波长范围和强度的光，以投射于各室上，该光可激发各室中的荧光体以发出荧光。在各种实施例中，电流驱动器210可以为恒流驱动器。

控制模块200还可包括开关电路S 212，开关电路S 212与检测器模块100(图1D)的第一光检测器‘A1’、第二光检测器‘Bl’和第三光检测器‘C1’或者检测器模块110(图1E)的第一光检测器‘A2’、第二光检测器‘B2’和第三光检测器‘C2’进行电通信，以便接收由光检测器检测到的荧光形式的光信号所转换成的电信号。因此，控制模块200与检测器模块100、110进行电通信以接收电信号。为保持相对低的背景噪声并提高系统灵敏度，可通过适当的特定波长的激发光滤光器和发射光滤光器对光信号进行提纯或细化，并且通过耦合器将激发光滤光器、发射光滤光器耦合于光检测器。

在各种实施例中，控制模块200随后处理接收到的电信号。例如，放大器214可对电信号进行放大，接着，电信号通过低通滤波器(LPF)216并由模数转换器(ADC)218转换为数字信号，以便在提供相对高的信噪比的同时实现充分放大以确保稳定的结果。

图3表示根据一个实施例的泵模块300的示意图。泵模块300可包括样本收集器302以采集并保持样本。泵模块300可包括供给的缓冲溶液304，泵306可将缓冲溶液304经由第一阀308a、第二阀308b和例如由310表示的管互连线而泵送至样本收集器302中的样本。提供缓冲溶液304以为样本收集器302中采集的样本保持配伍环境（compatible environment）。缓冲溶液304还可用作样本的稀释剂。在一个实施例中，缓冲溶液304可以为硼酸盐缓冲液。在另一实施例中，缓冲溶液304可以为磷酸盐缓冲液(PBS)。

在各种实施例中，可对样本收集器302提供特定量的缓冲溶液304，以生成样本与缓冲溶液304的约1：1的特定比率的混合物，从而形成试样。然后，泵306将试样经由第一阀308a、第二阀308b和例如由310表示的传输用管互连线且经由分别与各室的各自入口连接的第一管互连线‘1’、第二管互连线‘2’和第三管互连线‘3’而泵送至例如检测器模块100(图1D)的芯片106中的第一室107a、第二室107b和第三室107c或者检测器模块110(图1E)的芯片116中的第一室120a、第二室120b和第三室120c。

为测试并/或检测不同的分析物或生物标志物或疾病，可提供不同的染料以与样本中的分析物形成不同的荧光体。在采用图1D中的包含第一室107a、第二室107b和第三室107c的芯片106的实施例且将图3用作非限定性示例的情况下，为测试3种不同的疾病或分析物，可提供3种不同的染料。参照图3的泵模块300，泵306可将供给的第一染料312、第二染料314和第三染料316经由第一阀308a、第二阀308b和例如由310表示的管互连线而依次泵送至第一室107a、第二室107b和第三室107c中的各试样。因此，每次试验可通过使用单个样本以实现不同分析物或生物标志物或疾病的多检测。

在各种实施例中，第一染料312、第二染料314和第三染料316可各为荧光染料。荧光染料可以为荧光胺、epicocconone、邻苯二甲醛(OPA)、5,5'-二硫代双-(2-硝基苯甲酸)(DNTB)或萘-2,3-二甲醛(NDA)。

应当理解，泵模块300根据待检测的分析物数量可具有任意数量的供给染料。例如，泵模块300可包括1~8个供给染料，从而所提供的不同染料的数量可以为一个、两个、四个、六个或八个染料。在各种实施例中，泵模块300中提供的不同染料的数量可对应于检测器模块的芯片中的室的数量，其中，在每个室中检测出一种不同的分析物。例如，如果同时检测五种不同的分析物，则可在芯片中设有五个室，并且可从泵模块300向芯片提供五种不同的染料。

在各种实施例中，可对不同的室提供不同的染料。在其它各实施例中，可对每个室依次或同时提供所有染料。在其它各实施例中，可对例如一个室或两个室提供例如两种或三种不同染料的染料组合，并且可对另一室提供所述染料的不同组合。应当理解，可对各室的任意组合提供各种染料的任意组合。

在各种实施例中，还可经由管318以对泵模块300设有进气口。一般来说，从泵模块提供或传送给检测器模块的样本、缓冲液或染料的量会小，从而设置进气口以促使这种从泵模块至检测器模块的传送。

在各种实施例中，泵模块300还可包括第二泵320，例如在完成试验后，第二泵320从各室(例如，如图1D所示的第一室107a、第二室107b和第三室107c或者如图1E所示的第一室120a、第二室120b和第三室120c)经由阀322以及分别与各室的各自出口连接的第一管互连线‘X’、第二管互连线‘Y’和第三管互连线‘Z’以移除缓冲溶液、具有分析物或生物标志物的样本和染料的混合物(即试样)。随后，将混合物经由例如324表示的管互连线而泵送至废物收集器326。

在各种实施例中，第一泵306和第二泵320可以为微泵。

在各种实施例中，图3所示的箭头表示流动方向。

在各种实施例中，由328所示的箭头表示提供给样本收集器302的缓冲溶液304的流动方向。可对样本收集器302提供缓冲溶液304，以便在试验序列前为样本收集器302中采集的样本保持配伍环境，并且还在试验序列后清洗样本收集器302。

在各种实施例中，可设置检测器模块100、110(图1D和图IE)、控制模块200(图2)和泵模块300(图3)的各实施例以提供自动检测系统或便携式检测系统。

图4A表示根据一个实施例的自动检测系统400的示意图。作为非限定性示例，自动检测系统400可包括检测器模块100(图1D)、控制模块200(图2)以及泵模块300(图3)。

图4B表示根据一个实施例的便携式检测系统402的示意图。作为非限定性示例，便携式检测系统402可包括检测器模块110(图1E)和控制模块200(图2)。

图4C表示根据一个实施例的便携式检测系统404的示意图。作为非限定性示例，便携式检测系统404可包括检测器模块110(图1E)、控制模块200(图2)以及泵模块300(图3)。

应当理解，根据检测系统的应用场合，可从自动检测系统400、便携式检测系统402或便携式检测系统404中移除任何一个或若干个模块。此外，不同模块中的一个以上部件可被移除(即未设置在不同模块中)，或设置在单独的模块中。而且，可设置一个以上模块或者不同模块中的一个以上部件。

应当理解，虽然图4A的实施例可包括检测器模块100，且图4B和图4C的各实施例可包括检测器模块110，但是图1F~图1I的各实施例中所示的各配置或各配置的任意组合可与图4A~图4C的各实施例合并。

图5为表示根据各种实施例的用于控制检测器模块的方法的流程图500。

在502中，在芯片中接收至少一个试样。

在504中，以发光二极管照射至少一个试样。

在506中，用光检测器检测从至少一个被照射的试样发出的光。

在各种实施例中，诸如自动化的自动采样系统等采样系统例如可与泵模块300(图3)集成以采集样本。在各种实施例中，例如与泵模块300(图3)集成的自动采样系统还可与例如检测器模块100(图1A)的检测器模块和例如控制模块200(图2)的控制模块进行通信。图6表示根据一个实施例的自动采样系统600的立体图。自动采样系统600可包括可延伸且可收缩的伸缩臂602。伸缩臂602的一端可包括样本保持器604以采集样本，而伸缩臂602的另一端耦接于机体606。样本保持器604可以为特定尺寸以采集特定量的样本。在各种实施例中，样本保持器604的容积可约为300μl。

在各种实施例中，伸缩臂602可向外延伸至预定位置以采集诸如尿等样本。此外，伸缩臂602可向内收缩至例如在自动采样系统600的机体606内部设有的臂座中的存储位置，以使污染最小化。

在各种实施例中，伸缩臂602可包括伸缩臂602内部的聚四氟乙烯管。聚四氟乙烯管的直径可约为2mm。在各种实施例中，聚四氟乙烯管可连接至样本保持器604，从而聚四氟乙烯管与样本保持器604实现流体连通。随后，例如，泵306可将样本经由第一阀308a、第二阀308b(图3)和例如由310表示的管互连线且经由分别与各第一室107a、第二室107b和第三室107c的各自入口连接的第一管互连线‘1’、第二管互连线‘2’和第三管互连线‘3’而泵送至检测器模块100(图1A)的芯片106或者芯片106中的第一室107a、第二室107b和第三室107c。因此，还可认为聚四氟乙烯管与各室进行流体连通，所述各室例如为检测器模块100(图1A)的芯片106中的第一室107a、第二室107b和第三室107c。

在各种实施例中，机体606可包括电机和/或齿轮系统，所述电机和/或齿轮系统驱动伸缩臂602以使伸缩臂602延伸或收缩。齿轮系统可以为塑料齿轮系统。在各种实施例中，例如控制模块200(图2)的MCU202(图2)的微控制器单元可经由符合ZigBee规范的无线模块206(图2)、通过无线信号或命令以控制电机和/或齿轮系统。

在各种实施例中，当使用自动采样系统600与各种实施例的检测系统时，样本保持器604可相当于例如泵模块300中所示的样本收集器302。

在各种实施例中，为提供例如以自动采样多路检测系统为形式的基本上自动化的系统，作为非限定性示例，图7所示的自动采样多路检测系统700可包括自动检测系统400(图4A)和自动采样系统600(图6)。自动采样多路检测系统700可设有或集成有用于采集样本的装置或设备。例如，图8表示根据一个实施例的采用具备自动采样系统600(图6)的自动采样多路检测系统700的马桶座圈800的立体图。在此情况下，自动采样多路检测系统700用作自动采样多路检测生物传感系统。如图8所示，在工作时，伸缩臂602可向外自动延伸至预定位置以采集样本以进行测试或处理，该样本在此情况中为尿。自动采样多路检测系统700可用于检测诸如蛋白质、葡萄糖以及生物标志物等感兴趣的分析物。可通过改变泵模块300(图3)中的染料以实现不同分析物的检测。

应当理解，根据检测系统的应用场合，可从自动采样多路检测系统700中移除任何一个或若干个模块。此外，可移除不同模块中的一个以上部件(即未设置在不同模块中)，或者所述一个以上部件可设置在单独的模块中。而且，可设置一个以上模块或不同模块中的一个以上部件。例如，对于自动采样多路检测系统700，还可在控制模块200中设有电路以控制自动采样系统600的操作，例如，驱动自动采样系统600中的电机以使伸缩臂602延伸和收缩。

下面，参照图1D、图2-3、图4A和图6-8，通过非限定性示例、基于图8所示的实施例以说明集成有马桶座圈800的自动采样多路检测系统700的操作。

在各种实施例中，还可设有控制器以控制自动采样多路检测系统700。控制器可通过无线通信或有线通信而与自动采样多路检测系统700进行通信。控制器例如可以为以远程手持单元为形式的遥控器，或者为设有或集成有马桶座圈800的控制器单元。

以远程手持单元为例，为开始测试，用户按下远程手持单元上的按钮(例如‘启动’按钮)以启动测试。这样，通过对控制模块200无线发送指令或命令以发起试验序列。当控制模块200接收到命令时，控制模块200可通过无线协议将命令发送给自动采样系统600以接通自动采样系统600中的电机，从而使包含样本保持器604的伸缩臂602向外延伸至预定位置以采集样本(即尿)。

当用户开始排尿时，在样本保持器604中采集固定量的尿。在本例中，样本保持器604相当于泵模块300中所示的样本收集器302。

泵306将特定量的缓冲溶液304经由第一阀308a、第二阀308b和例如由310表示的管互连线而泵送至样本收集器302中的样本(即尿)中，从而以例如比率1：1的预定比率生成尿与缓冲溶液304的试样。随后，泵306将试样经由第一阀308a、第二阀308b和例如由310表示的管互连线且经由分别与各第一室107a、第二室107b和第三室107c的各自入口连接的第一管互连线‘1’、第二管互连线‘2’和第三管互连线‘3’而泵送至检测器模块100的芯片106或者芯片106中的第一室107a、第二室107b和第三室107c。

为检测3种不同的分析物，可提供3种不同的检测试剂，例如提供3种不同的染料。在各种实施例中，泵306将第一染料312、第二染料314和第三染料316经由第一阀308a、第二阀308b和例如由310表示的管互连线而依次泵送至芯片106的各试样中或者第一室107a、第二室107b和第三室107c的各试样中。

当已将第一染料312、第二染料314和第三染料316泵送至第一室107a、第二室107b和第三室107c中时，第一染料312、第二染料314和第三染料316各与特定分析物结合以形成荧光体，该特定分析物例如为尿样中存在的伯胺。在各种实施例中，可将第一染料312、第二染料314和第三染料316提供给各第一室107a、第二室107b和第三室107c。在各种实施例中，可将第一染料312提供给第一室107a，可将第二染料314提供给第二室107b且可将第三染料316提供给第三室107c。

在各种实施例中，泵模块可将样本、缓冲溶液及各检测试剂作为各自的至少一个试样以提供给检测器模块的芯片中的至少一个室中的每个。例如，泵模块可将包含样本、缓冲溶液和第一检测试剂(例如第一染料)的第一试样提供给芯片的第一室，并且可将包含样本、缓冲溶液和第二检测试剂(例如第二染料)的第二试样提供给芯片的第二室，等等。

图9表示根据一个实施例的染料900与分析物902反应以形成荧光体904的示意图。染料900可以为荧光胺，该荧光胺本身无荧光。分析物902可以为伯胺。当以适当激发波长的光进行照射和激发时，荧光体904发出荧光。在各种实施例中，第一室107a、第二室107b和第三室107c促使从荧光体904发出的荧光强度最大化。

为激发荧光体，MCU 202通过恒流驱动器210、分别经由第一电互连线‘E1’和第二电互连线‘E2’以控制并使第一LED 103a和第二LED 103b发出激发光。将具有特定波长或波长范围及强度的激发光投射于芯片106的第一室107a、第二室107b和第三室107c。

当在尿样中出现待检测的特定分析物902时，分析物902会与染料900结合以形成荧光体904，并且当受到激发光照射时，诱发荧光体以发发射出具有不同波长或波长范围的荧光。所发射的荧光的波长反映出分析物902的特性。所发射的荧光的强度与样本中的相应靶分析物的浓度成比例。

检测部件108的第一光检测器‘A1’、第二光检测器‘B1’和第三光检测器‘C1’采集从第一室107a、第二室107b和第三室107c发出的荧光。第一光检测器‘A1’、第二光检测器‘B1’和第三光检测器‘C1’可以为光电二极管(PD)。在各种实施例中，通过适当的特定波长的激发光滤光器和发射光滤光器以提纯或细化荧光信号，从而获得相对较高的信噪比(S/N)，随后将荧光信号变换为电信号(例如电流)。然后，通过在分别与第一光检测器‘A1’、第二光检测器‘B1’和第三光检测器‘C1’连接的第一电互连线‘Α’、第二电互连线‘B’和第三电互连线‘C’之间进行切换，与检测器模块100电通信的控制模块200从各个第一光检测器‘A1’、第二光检测器‘B1’和第三光检测器‘C1’经由开关电路212以接收电信号。接下来，在光电系统中，所述信号被放大器214放大、通过低通滤波器(LPF)216并被模数转换器(ADC)218数字化为等效电流。

放大器214可以为跨阻抗放大器(TIA)，而LPF 216可以为八阶椭圆低通滤波器。ADC 218可以为16位Δ-ΣADC，该ADC将从第一光检测器‘A1’、第二光检测器‘B1’和第三光检测器‘C1’接收的电流变换为充分放大的数字化电平，从而在实现相对高的信噪比的同时提供相对稳定的电信号或结果。随后，MCU 202对电信号进行处理，并且/或者在控制模块200的LCD 204上显示所述电信号。

在各种实施例中，第一光检测器‘A1’、第二光检测器‘B1’和第三光检测器‘C1’配置为光伏(PV)模式，从而不会引入任何噪声电流。然而，如果需要高速响应，则第一光检测器‘A1’、第二光检测器‘B1’和第三光检测器‘C1’可配置为光导(PC)模式。本领域中已知这种光伏(PV)模式和光导(PC)模式，此处不再说明。

在各种实施例中，控制模块200还可设有无线模块206。无线模块206可符合ZigBee规范。在各种实施例中，控制模块200能够采用无线模块206、通过无线协议将电信号或命令无线发射给自动采样系统600的伸缩臂602以例如采集尿样，或者无线发射给检测器模块100以启动试验序列。在各种实施例中，控制模块200能够利用无线模块206以将例如试验结果等信息通过无线协议、经由互联网或移动电话而无线发射给处理单元(例如PC)、临床中心(例如医院)或医护人员(例如医生)。此外，控制模块200能够利用无线模块206将由MCU 202处理过且/或由ADC 218数字化后的电信号通过无线协议而无线发射给远程设备，例如用于检测系统的手持单元或遥控器、显示单元、处理单元、存储单元或上述单元设备的组合。

在各种实施例中，远程设备可以为诸如远程手持单元的用于自动采样多路检测系统700的遥控器，或者诸如监视器的显示单元、诸如计算机的处理单元、存储单元或上述单元设备的组合，其中，用户或医疗从业者能够例如通过互联网查看试验结果以进一步处理、存储、绘制趋势图和/或显示。在各种实施例中，自动采样多路检测系统700可链接至保健系统或临床中心的数据库，其中，例如家庭医生等授权人员可通过互联网以口令识别访问试验结果。

在各种实施例中，当完成尿采样且试验结束时，MCU 202可将命令通过无线协议而发送给自动采样系统600以启动自动采样系统600中的电机，从而使包含样本保持器604的伸缩臂602向内收缩至例如自动采样系统600的机体606内部设有的臂座中的存储位置，以使污染最小化。接下来，泵306将缓冲溶液304经由第一阀308a、第二阀308b和例如由310表示的管互连线而泵送至样本收集器302，以清洗样本收集器302。随后，泵306为清洗目的以将样本收集器302中的缓冲溶液304经由第一阀308a、第二阀308b和例如由310表示的管互连线且经由分别与各第一室107a、第二室107b和第三室107c的各自入口连接的第一管互连线‘1’、第二管互连线‘2’和第三管互连线‘3’而泵送至芯片106中的第一室107a、第二室107b和第三室107c。在清洗了第一室107a、第二室107b和第三室107c后，接着，泵320将缓冲溶液作为废物经由阀322以及分别与各第一室107a、第二室107b和第三室107c的各自出口连接的第一管互连线‘X’、第二管互连线‘Y’和第三管互连线‘Z’而泵出第一室107a、第二室107b和第三室107c。随后，泵320将废物经由例如由324表示的管互连线而泵送至废物收集器632。因此，清洗了自动采样多路检测系统700，且为下一次试验做好准备。自动采样多路检测系统700本身即可自动控制并完成整个处理。

图10表示根据各种实施例的基于作为非限定性示例的自动采样多路检测系统700的检测与分析系统1000的简化示意图。系统1000包括激发系统1002，激发系统1002用于照射包含荧光体化合物1004的试样并从荧光体化合物1004中诱发荧光。荧光体化合物1004可由染料与分析物间的反应形成。随后，光学系统1006检测到所发出的荧光。随后，光电系统1008将荧光信号转换为电信号，接着传送给信号处理器1010。信号处理器1010可设置于控制模块中。信号处理器1010可传送接收到的原始数据或电信号或者处理电信号，随后将处理后的信号传送给LCD 1012以进行显示，并且/或者传送给计算机1014以进行处理或存储。信号处理器1010可将接收到或处理后的电信号通过无线协议以无线方式或者通过有线连接以传送给LCD 1012和/或计算机1014。

在各种实施例中，为了提供例如以便携多路检测系统为形式的便携系统，便携式检测系统402(图4B)可包括检测器模块110(图1E)和控制模块200(图2)。便携式检测系统402(图4B)和自动采样多路检测系统700(图7)中存在的各类似部件、特征或模块的操作基本类似，且由于对自动采样多路检测系统700(图7)中存在的各类似部件、特征或模块的说明此处可类似地适用于便携式检测系统402(图4B)，因此，此处不再说明。

用户可在家、在办公室或在旅行期间随处便利地使用便携式检测系统402。用户首先可在一次性容器中提供诸如尿的样本。在此情况下，便携多路检测系统用作便携多路检测式生物传感系统以检测尿样中的分析物。在各种实施例中，用户随后可利用便携系统402将样本吸收至芯片116(图1E)中。然后，将芯片116布置于检测器模块110(图1E)中，接着可进行测试。芯片116可以为一次性芯片或一次性生物芯片。

在一个实施例中，可将一种以上染料手动地提供给芯片116。在另一实施例中，芯片116可预涂敷有一种以上染料以检测不同分析物。在各种实施例中，例如，当芯片116用于检测诸如循环肿瘤细胞(CTC)等癌症指标时，芯片116可预涂敷有抗体以与特定分析物结合。

在其它各实施例中，图4C表示例如以便携多路检测系统形式的便携式检测系统404，便携式检测系统404包括检测器模块110(图1E)、控制模块200(图2)以及泵模块300(图3)。便携式检测系统404(图4C)和自动采样多路检测系统700(图7)中存在的各类似部件、特征或模块的操作基本类似，且由于对自动采样多路检测系统700(图7)中存在的各类似部件、特征或模块的说明此处可类似地适用于便携式检测系统404(图4C)，因此，此处不再说明。

用户可在家、在办公室或在旅行期间随处便利地使用便携式检测系统404。在一个实施例中，用户首先可在一次性容器中提供诸如尿等样本。接着，用户可将样本吸收至芯片116(图1E)中。然后，将芯片116布置于检测器模块110(图1E)中。芯片116可以为一次性芯片或一次性生物芯片。接下来，可自动进行例如从泵模块300向芯片116提供一种以上染料等随后的处理以及试验序列。

在另一实施例中，便携式检测系统404还可包括自动采样系统600(图6)，自动采样系统600集成有泵模块300以提供自动化的便携式检测系统。在本实施例中，自动采样系统600可采集样本，接着，泵模块300将所述样本传送给芯片116(图1E)。芯片116可以为一次性芯片或一次性生物芯片。

应当理解，各种实施例的检测系统可由电池供电或以市电工作。

图11表示根据各种实施例的信息系统1100的示意图。信息系统1100可以为无线的口令安全信息系统，并且可用于信号处理、显示、存储、传播以及试验结果的访问。信息系统1100可用于控制各种实施例的检测系统并与所述检测系统通信，所述检测系统例如为电池供电式生物传感检测系统。

作为非限定性示例，电池供电式生物传感检测系统根据用途与应用场合可包括下列部件和特征中的一个以上：

·自动采样系统

·微射流控制系统

·激发光模块

·光电转换模块

·用于采集原始数据并分析所述数据的微控制器

·字母数字段LCD显示板

·用于导航控制(例如用于操作/构成检测系统)的4路方向键盘

·允许用户选择诊断档案和用户名

·快速测试一次触摸操作

·用于指示获取样本、诊断结果、完成试验等的操作或处理、用于如电源指示等各种指示的通用LED

在各种实施例中，信息系统1100可包括具有适当的图形用户界面(GUI)的计算机或膝上电脑1102、用于与膝上电脑1102通信或连接的XBeePro模块1104以及具有嵌入式XBee Pro模块1108的便携式手持单元或遥控器1106，所述便携式手持单元或遥控器1106通过XBee Pro模块1104与膝上电脑1102无线连接或通信。

在各种实施例中，XBee Pro模块1104可嵌入膝上电脑1102中。在其它各实施例中，XBee Pro模块1104可以为与膝上电脑1102通信的独立模块。如箭头1110所示的膝上电脑1102和XBee Pro模块1104之间的通信可通过无线协议实现，或者通过以串行接口或通用串行总线(USB)连接至膝上电脑1102而实现。在各种实施例中，由箭头1112表示的嵌入式XBee Pro模块1108和便携式手持单元1106之间的通信可通过通用异步接收器/发射器(UART)接口实现。

在各种实施例中，由箭头1114表示的XBee Pro模块1104和XBee Pro模块1108之间的通信可通过与基于IEEE 802.15.4标准的ZigBee规范兼容的无线协议完成，从而实现膝上电脑1102和便携式手持单元1106之间的无线数据传输。

在各种实施例中，便携式手持单元1106可用于提供用户界面、采集数据、存储数据、显示数据并且/或者作为收发单元。

在各种实施例中，用于计算机或膝上电脑1102的软件或程序可包括下列特征中的一个以上：

·用户友好图形用户界面(GUI)。

·允许创建并编辑多个用户名。可创建一个、两个、三个、四个、五个、六个以上用户名。可为每个用户名设有口令识别。

·允许通过符合ZigBee规范的通信协议以将用户名下载至远程设备(例如遥控器1106)。

·允许为每个用户创建并编辑新的诊断档案。

·允许通过符合ZigBee规范的通信协议以将诊断档案下载至远程设备(例如遥控器1106)。

·允许通过符合ZigBee规范的通信协议从远程设备(例如遥控器1106)上载诊断结果和/或诊断档案。

·允许从数据库访问用户名、诊断档案和诊断结果或者将用户名、诊断档案和诊断结果存储于数据库中。

·进行趋势和统计分析。

·通过警报日志系统对用户发出警报。

·例如通过串行通信端口与XBee Pro模块(例如XBee Pro模块1104)实现直接通信。

·适当地组织试验报告或试验结果，以便相对容易地以口令控制进行访问和/或上载至位于服务器中的数据库。这种访问可以为远程访问。

在各种实施例中，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)可用于存储用户的试验结果和试验记录。EEPROM可嵌入膝上电脑1102、遥控器1106中，或者可以为外部EEPROM。

在各种实施例中，每个试验记录可要求10个字节以实现存储。表1表示用于存储不同数据的10个字节的用途分解表。

表1：试验记录的存储

在各种实施例中，基于表1概括的所存储的试验记录，对EEPROM的要求如下：

·1条记录要求10个字节。

·诸如球蛋白试验等特定试验可要求每个用户每4个小时进行试验，这相当于每天总计6条记录。这解释为每天每个试验序列最多60个字节。

·假设每个用户每天可进行3种不同类型的试验序列，则每个用户每天要求180个字节(3×60字节)量。

·假设每个家庭(例如祖父母、父母和2个孩子)可有6个用户，则要求每天存储1080个字节(6×180字节)量。

·假设进行一周的趋势监测，则总计要求7560个字节(7×1080字节)。

因此，在各种实施例中，可提供8kB的EEPROM。然而，应当理解，可提供更大量的存储以满足扩容，例如，可容纳更多的用户或待进行的更多试验或更长时间的趋势监测。

在一个实施例中，所用的EEPROM可以为采用微芯片技术的具有内部集成电路(I²C)接口的‘24AA1025’CMOS EEPROM。‘24AA1025’EEPROM的密度为1024k比特且时钟频率为400kHz。

在各种实施例中，各种实施例的检测系统提供的MCU可具有如表2所示的下列引脚要求。

表2：MCU的引脚要求

在各种实施例中，各种实施例的检测系统提供的MCU还可具有下列特征中的一个以上：

·用于数据通信的1个UART接口。

·用于模数转换器的1个A/D引脚。

·用于显示单元(例如LCD)的1个LCD驱动器。

·用于与设备和/或外围设备(例如，用于按钮、通用LED、电源控制、I²C接口、传感器等)实现接口的13个通用输入/输出(GPIO)。

在一个实施例中，所用的MCU可以为德州仪器(Texas Instruments)公司的‘MSP430F4794’微型计算机，所述MCU具有下列特征：

·60KB+256B快闪(Flash)程序存储器。

·2.5KB RAM。

·16位精简指令集计算(RISC)架构。

·四个独立的16位Δ-Σ模数(A/D)转换器。

·两个16位定时器。

·一个160段LCD驱动器。

·两个通用同步/异步、接收器/发射器(USART)接口。

·两个串行外围接口/通用异步接收器/发射器(SPI/UART)接口。

·最多为72个输入/输出(I/O)引脚的100个引脚。

可根据表3所示的引脚要求以分配‘MSP430F4794’微型计算机的引脚。

表3：MCU引脚分配

因为有33个可用空闲引脚，故这些空闲引脚中的一些可用于GPIO。例如，根据以上概括的要求，这些引脚中的13个可用于GPIO。

利用各种实施例的检测系统以测量并记录由包含分析物的不同浓度的溶液发出的荧光。所有测量结果制作为一式三份。

图12表示根据各种实施例的蛋白质浓度(在此情况下为牛血清白蛋白(BSA))和荧光强度的绘图1200。绘图1200表示荧光强度1202随着BSA浓度1204在约0.01mg/ml~约0.3mg/ml范围内的变化。图12中的结果表示强度1202随着BSA浓度1204的增大而增大。

线1206代表经过例如由1208所代表的四个数据点的各数据点的线性拟合，并且可表示为这样的线性关系，即，经验公式为y=113635x+498.74，且相关系数的平方R²的值为0.9906，从而表明了线性关系的良好线性可信度。

荧光强度1202和BSA浓度1204之间的线性关系表明，测定的荧光信号起因于染料(在此情况下为荧光胺)与BSA的特定相互作用。

图12还表示对于低至约0.015mg/ml的浓度水平还可以进行检测，该浓度比足以进行常规临床筛选试验的约0.15mg/ml的靶浓度低一个数量级。

此外，观察到的结果还表示荧光强度随着激发光源功率的增加而线性增加，从而提高了检测系统的灵敏度。

图13表示根据各种实施例的蛋白质浓度(在此情况下为牛血清白蛋白(BSA))和电压的绘图1300。绘图1300表示电压1302随着BSA浓度1304在约0.0mg/ml~约0.8mg/ml范围内的变化，电压1302为由各种实施例的检测系统中的光检测器将光检测器所接收到的荧光转换成的电信号。

在各种实施例中，由于各种实施例的检测器系统中的光检测器可将接收到的荧光转换为电信号(例如电压)，故电压1302的大小可指示荧光强度的大小。由光检测器检测并接收到的高的荧光强度可对应于高的电压1302。

图13表示使用常规光度计(◆数据点，例如由1306代表一个这种数据点)以及使用各种实施例的以约5mA(■数据点，例如由1308代表一个这种数据点)、约10mA(▲数据点，例如由1310代表一个这种数据点)、约20mA(·数据点，例如由1312代表一个这种数据点)和约25mA(×数据点，例如由1314代表一个这种数据点)来驱动激发光源(例如LED)的检测系统所获得的结果。各个线性拟合表示为对各数据点的引导。

图13的结果表示电压1302进而荧光强度随着各种实施例的检测系统中的激发光源的电流进而功率的增大而增大。因此，图13的结果还表明各种实施例的检测器系统的灵敏度与激发光源(例如LED)的强度成比例。

在各种实施例中，相对高的信噪比或者高灵敏度为优选的，于是，可以相对高的精度分辨出生物样本的荧光的相对小的变化。

虽然本发明参照上述实施例进行了具体图示和说明，但本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明的精神和由所附的权利要求书所限定的范围的情况下，可作出各种形式和细节上的变化。因此本发明的范围由所附的权利要求所限定，并包括落入权利要求的等同物的意义和范围内的所有变化。

Claims (37)

1.一种检测器模块，其包括：

芯片，其配置为接收至少一个试样；

第一发光二极管，其配置为照射所述至少一个试样；以及

第一光检测器，其配置为检测从至少一个被照射的所述试样发出的光。

2.如权利要求1所述的检测器模块，其中，所述芯片可拆卸地布置于所述检测器模块中。

3.如权利要求1或2所述的检测器模块，其中，所述芯片包括至少一个室，所述室配置为接收所述至少一个试样。

4.如权利要求1~3之任一项所述的检测器模块，其中，所述芯片包括多个室，其中，所述多个室中的每个室配置为接收所述至少一个试样。

5.如权利要求1~3之任一项所述的检测器模块，其中，所述芯片包括多个室，并且其中，所述多个室中的每个室配置为接收所述至少一个试样中的各个试样。

6.如权利要求4或5所述的检测器模块，其中，所述第一发光二极管配置为依次照射所述芯片的多个室中的所述至少一个试样。

7.如权利要求4~6之任一项所述的检测器模块，其中，所述第一光检测器配置为依次检测从所述芯片的多个室中的所述至少一个被照射的试样发出的光。

8.如权利要求1~7之任一项所述的检测器模块，其中，所述芯片可相对于所述第一发光二极管和/或所述第一光检测器移动。

9.如权利要求1~8之任一项所述的检测器模块，其中，所述第一发光二极管可相对于所述芯片和/或所述第一光检测器移动。

10.如权利要求1~9之任一项所述的检测器模块，其中，所述第一光检测器可相对于所述芯片和/或所述第一发光二极管移动。

11.如权利要求1~10之任一项所述的检测器模块，其中，所述第一发光二极管至少基本上对准所述第一光检测器。

12.如权利要求1~11之任一项所述的检测器模块，其中，所述检测器模块还包括第二发光二极管，该第二发光二极管配置为照射所述至少一个试样。

13.如权利要求12所述的检测器模块，其中，所述第一发光二级管和所述第二发光二极管布置为使它们的光发射方向至少基本上垂直于所述芯片。

14.如权利要求12或13所述的检测器模块，其中，所述第一发光二极管配置为照射所述至少一个试样中的第一试样，并且第二发光二极管配置为照射所述至少一个试样中的第二试样。

15.如权利要求12所述的检测器模块，其中，所述第一发光二级管和所述第二发光二极管布置为使它们的光发射方向至少基本上彼此面对且至少基本上平行于所述芯片。

16.如权利要求12~14之任一项所述的检测器模块，其中，所述检测器模块还包括第三个或者更多个发光二极管，所述第三个或者更多个发光二极管配置为照射所述至少一个试样。

17.如权利要求1~16之任一项所述的检测器模块，其中，所述检测器模块还包括第二个或者更多个光检测器，所述第二个或者更多个光检测器配置为检测从所述至少一个被照射的试样发出的光。

18.如权利要求17所述的检测器模块，其中，所述第一光检测器配置为检测从所述至少一个被照射的试样中的第一试样发出的光，并且第二光检测器配置为检测从所述至少一个被照射的试样中的第二试样发出的光。

19.如权利要求1~18之任一项所述的检测器模块，其中，每个光检测器配置为将从所述至少一个被照射的试样发出且被所述光检测器接收到的光转换为电信号。

20.一种检测系统，其包括：

如权利要求19所述的检测器模块；和

控制模块，其与所述检测器模块进行电通信，其中，所述控制模块配置为接收所述电信号。

21.如权利要求20所述的检测系统，其中，所述控制模块配置为将所述电信号无线发射至远程设备。

22.如权利要求20所述的检测系统，其中，所述控制模块配置为处理所述电信号。

23.如权利要求22所述的检测系统，其中，所述控制模块配置为将处理后的电信号无线发射至远程设备。

24.如权利要求20~23之任一项所述的检测系统，还包括配置为采集样本的泵模块。

25.如权利要求24所述的检测系统，还包括集成有所述泵模块的采样系统，其中，所述采样系统配置为采集所述样本。

26.如权利要求24或25所述的检测系统，其中，所述泵模块配置为将所述样本传送给所述检测器模块的所述芯片。

27.如权利要求24~26之任一项所述的检测系统，其中，所述泵模块还配置为对所述芯片提供缓冲溶液。

28.如权利要求24~27之任一项所述的检测系统，其中，所述泵模块还配置为对所述芯片提供检测试剂。

29.如权利要求28所述的检测系统，其中，所述检测试剂为染料。

30.如权利要求29所述的检测系统，其中，所述染料包括荧光染料。

31.如权利要求30所述的检测系统，其中，所述荧光染料包括荧光胺、epicocconone、邻苯二甲醛(OPA)、5,5'-二硫代双-(2-硝基苯甲酸)或者萘-2,3-二甲醛(NDA)。

32.如权利要求29所述的检测系统，其中，所述染料包括量子点染料。

33.如权利要求30所述的检测系统，其中，所述量子点染料包括硒化镉(CdSe)、碲化镉(CdTe)、硒化锌(ZnSe)、磷化铟(InP)、硫化铅(PbS)或硒化铅(PbSe)。

34.如权利要求28~33之任一项所述的检测系统，其中，所述泵模块还配置为对所述芯片提供第二或者更多检测试剂。

35.如权利要求24所述的检测系统，其中，所述芯片包括配置为接收至少一个试样的至少一个室，并且其中，所述泵模块还配置为对所述检测器模块的芯片的所述至少一个室中的每个提供所述样本、缓冲溶液和各自的检测试剂以作为各自的所述至少一个试样。

36.一种检测器模块，其包括：

接收部，其配置为接收芯片，该芯片配置为接收至少一个试样；

第一发光二极管，其配置为在所述接收部中接收到所述芯片的情况下照射所述至少一个试样；以及

第一光检测器，其配置为在所述接收部中接收到所述芯片的情况下检测从至少一个被照射的所述试样发出的光。

37.一种检测器模块的控制方法，所述方法包括：

在芯片中接收至少一个试样；

以发光二极管照射所述至少一个试样；并且

以光检测器检测从至少一个被照射的所述试样发出的光。

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