CN103543102A - 测试装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于检测微流体装置的检测对象的测试装置及其控制方法。该测试装置包括：光发射元件，配置为发射光到微流体装置上；光接收元件，配置为通过从光发射元件发射的光来捕获检测对象的图像；以及控制器，配置为确定检测对象的图像的预定区域的信号值，并根据信号值和预定目标值之间的差异来调节光接收元件的曝光量级。

Description

测试装置及其控制方法
技术领域
根据示范性实施例的装置和方法涉及利用微流体装置进行用于生物分子的测试的测试装置及其控制方法。
背景技术
微流体装置被用于通过操作少量的流体进行生物或化学反应。
提供于微流体装置中以执行独立功能的微流体结构通常包括容纳流体的腔室、允许流体经其流动的通道以及控制流体的流动的构件（例如阀门）。腔室、通道和阀门可以以各种配置设置在平台中。微流体结构可以包括腔室、通道和阀门的不同组合。通过在芯片形状的基板上设置这样的微流体结构以通过多步的处理和操作在小芯片上执行包括免疫血清反应或生化反应的测试的装置被称为“芯片上实验室”。
为了转移微流体结构中的流体，需要驱动压力。毛细压力或通过单独的泵产生的压力可以被用作驱动压力。近来，已经提出盘型微流体装置，其具有布置在盘形的平台上的微流体结构以利用离心力移动流体从而执行一系列操作。此器件被称为“实验室CD”或“CD上实验室”。
微流体装置可以包括用于检测分析物或测试材料的腔室和检测对象诸如试纸。
测试装置是被提供有光发射元件和光接收元件以检测微流体装置的检测对象并因此检测在检测对象内发生的生化反应的结果的设备。
取决于试纸的条件、类型和颜色，被光接收元件捕获的检测对象的图像的亮度可以改变。这会导致试验结果的变化，并降低这种试验结果的可靠性。
因此，为了减少试验结果的变化并因此提高试验结果的可靠性，当捕获检测的图像时，需要均匀的亮度而与检测对象的条件无关。
发明内容
示范性实施例提供一种测试装置及其控制方法，在该测试装置中，通过将检测对象的图像的信号值与预定目标值相比较来控制光接收元件的曝光量级，可以获得检测对象的图像而同时保持其均匀的亮度。
根据示范性实施例的方面，提供了一种用于检测微流体装置的检测对象的测试装置，包括：光发射元件，配置为发射光到微流体装置上；光接收元件，配置为通过从光发射元件发射的光来捕获检测对象的图像；以及控制器，配置为确定对于由光接收元件捕获的检测对象的图像的预定区域的信号值并根据信号值和预定目标值之间的差异来调节光接收元件的曝光量级。
如果信号值大于预定目标值，则控制器可减小光接收元件的曝光量级。
如果信号值小于预定目标值，则控制器可增大光接收元件的曝光量级。
控制器可以通过控制光接收元件的快门速度和光圈开口中的至少一个来调节光接收元件的曝光量级。
检测对象可以包括试纸，在该试纸上执行生物材料的预定生化反应，其中控制器可以确定由光接收元件捕获的试纸的图像上的至少一个预定区域的信号值。
信号值可以包括RGB信号值、YCbCr信号值或灰度信号值。
如果信号值大于预定目标值，并且信号值和预定目标值之间的差异大于或等于预定标准值，控制器可以减少从光发射元件发射的光而使得该差异减小到标准值以下，当该差异小于标准值时，控制器可以降低光接收元件的曝光量级。
如果信号值小于预定目标值，并且信号值和预定目标值之间的差异大于或等于预定标准值，控制器可以增加从光发射元件发射的光而使得该差异减小到标准值以下，当该差异小于标准值时，控制器可以增加光接收元件的曝光量级。
光发射元件可以包括背光单元作为面光源。
光接收元件可以包括电荷耦合器件（CCD）图像传感器或互补金属氧化物半导体（CMOS）图像传感器。
根据另一个示范性实施例的方面，提供一种测试装置的控制方法，该控制方法包括：利用光接收元件捕获微流体装置的检测对象的第一图像；确定对于检测对象的被捕获图像上的预定区域的信号值；根据信号值与预定目标值之间的差异调节光接收元件的曝光量级；以及捕获检测对象的第二图像。
该调节可以包括：如果信号值大于预定目标值，减小光接收元件的曝光量级并捕获检测对象的图像。
该调节可以包括：如果信号值小于预定目标值，增大光接收元件的曝光量级并捕获检测对象的图像。
光接收元件的曝光量级可以通过控制光接收元件的快门速度和光圈开口中的至少一个来调节。
检测对象可以包括试纸，在该试纸上执行生物材料的预定生化反应，其中该确定可以包括确定对于试纸的被捕获图像上的至少一个预定区域的信号值。
信号值可以包括RGB信号值、YCbCr信号值或灰度信号值。
该调节可以包括：如果信号值大于预定目标值并且信号值和预定目标值之间的差异大于或等于预定标准值，减少从光发射元件发射的光而使得该差异减小到标准值以下，当该差异小于标准值时，减少光接收元件的曝光量级。
该调节可以包括：如果信号值小于预定目标值并且信号值和预定目标值之间的差异大于或等于预定标准值，增加从光发射元件发射的光而使得该差异减小到标准值以下，一旦该差异小于标准值，增加光接收元件的曝光量级。
附图说明
从以下接合附图对示范性实施例的描述，以上和/或其他的方面将变得明显并更易于理解，附图中：
图1是示意地示出根据示范性实施例的微流体装置的结构的透视图；
图2A至图2C是详细地示出根据示范性实施例的微流体装置的结构的平面图；
图3是示意地示出根据示范性实施例的微流体装置中在各个流体转移操作期间平台的旋转速度的图形；
图4A至图4E是示出根据示范性实施例的微流体装置中流体的流动的平面图；
图5是根据示范性实施例的测试装置的功能方框图；
图6是示出根据示范性实施例的处于打开状态的托盘的平面图；
图7是示出根据示范性实施例的处于关闭状态的托盘的平面图；
图8是示出根据示范性实施例的上壳体的底表面的平面图；
图9是示出根据示范性实施例的微流体装置的视图，其反常地耦接到旋转驱动单元和夹持器；
图10是示出根据示范性实施例的微流体装置的视图，其与旋转驱动单元和夹持器分离；
图11是示出根据示范性实施例的微流体装置的视图，其正常地耦接到旋转驱动单元和夹持器；
图12是示出根据示范性实施例的测试装置的控制方法的流程图；
图13是示出根据另一个实施例的测试装置的控制方法的流程图；
图14是示出根据另一个实施例的测试装置的控制方法的流程图；
图15是示出根据示范性实施例的测试装置的配置的方框图；
图16是示出根据示范性实施例的测试装置的配置的概念侧视图；
图17和18是示出从顶部观看的根据示范性实施例的检测模块的径向移动的视图；
图19至图21是示出从顶部观看的在根据示范性实施例的测试装置中通过检测模块的移动和微流体装置的转动使检测对象移动到面对检测模块的光接收元件的位置的视图；
图22是示出根据另一个示范性实施例的测试装置的配置的方框图；
图23是示出根据另一个示范性实施例的测试装置的配置的概念侧视图；
图24和图25是示出根据另一个示范性实施例的检测模块的径向移动的视图；
图26至图28是示出在根据另一个示范性实施例的测试装置中通过检测模块的移动和微流体装置的转动使检测对象移动到面对检测模块的光接收元件的位置的视图；
图29是示出根据示范性实施例的测试装置的控制方法的流程图；
图30是示出根据另一个示范性实施例的测试装置的控制方法的流程图；
图31是示意地示出根据示范性实施例的用作测试装置的检测对象的示例的试纸的视图；以及
图32是示出根据示范性实施例的用于捕获检测对象的图像而保持试纸的均匀亮度的测试装置的控制方法的流程图。
具体实施方式
现在将详细参照示范性实施例，其示例在附图中示出，其中相同的附图标记始终指代相同的元件。
将首先描述根据示范性实施例的微流体装置，然后将给出用于检测在微流体装置的检测对象上发生的生化反应的结果的测试装置诸如血液测试装置的描述。
对于测试装置，将首先描述测试装置中安置微流体装置的结构和控制方法，并且将描述用于检测位于微流体装置上的不同半径处的检测对象的检测模块，最后将给出检测检测对象而同时保持检测对象的均匀亮度以减少检测对象的检测结果的变化的方法的描述。
以下将参照图1至图4（即图4A至图4E）描述根据示范性实施例的微流体装置。
图1是示意地示出根据示范性实施例的微流体装置的透视图。
参照图1，根据示出的实施例的微流体装置10包括平台100，一个或多个微流体结构形成在平台100上或平台100内。微流体结构包括容纳流体的多个腔室和连接所述腔室的通道。
这里，微流体结构不限于具有特定形状的结构，而是广泛地指代形成在微流体装置上或微流体装置内、尤其在微流体装置的平台上以允许流体的流动的结构，其包括将腔室彼此连接的通道。微流体结构可以执行不同的功能，取决于腔室和通道的布置和容纳在腔室中或在通道内流动的流体的种类。
平台100可以由各种材料包括塑料（诸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA）、聚二甲基硅氧烷(PDMS）、聚碳酸酯（PC）、聚丙烯、聚乙烯醇和聚乙烯)、玻璃、云母、硅石和硅晶片制成，它们容易加工并且其表面在生物学上是非活性的。以上材料仅仅是可用于平台100的材料的示例，这里描述的示范性实施例不限于此。具有合适的化学和生物学稳定性、光学透明性和机械可加工性的任何材料可以被用作平台100的材料。
平台100可以形成为多层的板。平台100内的容纳流体的空间和允许流体经其流动的通道可以通过在两个板的接触面上形成对应于微流体结构诸如腔室和通道的凹刻结构、然后将所述板接合来提供。接合两个板可以利用不同的技术诸如用粘合剂或双面胶带结合、超声波焊接和激光焊接来实施。
图1的示出的示范性实施例采用了圆板形状的盘型平台100，但是在示出的实施例中使用的平台100可以具有可旋转的完整圆板的形状，可以是在可旋转的框架中当安置于其上时可旋转的扇形，或者它可以具有任何多边形状，只要它是可旋转的。
平台100可以提供有一个测试单元。然而，为了加快测试和成本效率，平台100可以被分成多个部分，每个部分可以被提供有可独立于其它微流体结构操作的微流体结构。微流体结构可以被分派给不同的测试并可以同时执行几个测试。备选地，可以提供执行相同的测试的多个测试单元。为了示出的示范性实施例的描述方便，在下文将假设，从样品供应室接收样品的腔室和连接到该腔室的通道形成单个单元。因此，如果样品供应室是不同的，则对应的单元将被认为是不同的单元。
由于根据示出的示范性实施例的微流体装置10利用离心力引起流体移动，所以接收流体的腔室130设置在比供应流体的腔室120的位置更加远离平台100的中心C的位置，如图1所示。
两个腔室通过通道125连接，在示出的实施例的微流体装置10中，虹吸通道可以被用作通道125以控制经其流动的流体。
当在这里使用时，术语“虹吸通道”表示利用压力差引起流体移动的通道。在微流体装置10中，利用毛细压力和通过平台100的旋转产生的离心力来控制流体经虹吸通道的流动，该毛细压力强制使流体经过具有极小截面面积的管向上移动。也就是，虹吸通道的具有极小截面面积的入口连接到其中容纳流体的腔室120，虹吸通道的出口连接到流体被转移到其的另一个腔室130。如所示的，虹吸通道中的弯曲、即虹吸通道的顶点应该比容纳在腔室120中的流体的水平面高。此外，由于定位得比虹吸通道的入口更靠近平台100的外边缘的流体没有被转移，所以虹吸通道的入口的定位将取决于要被转移的流体的量。当虹吸通道通过虹吸通道的毛细压力而被流体填充时，填充虹吸通道的流体通过离心力而被转移到下一个腔室。
在下文，将参照图2（即图2A至图2C）至图4详细描述根据示出的示范性实施例的微流体装置的结构和操作。
图2是具体地示出根据示范性实施例的微流体装置的结构的平面图。在下文，将参照图2详细描述微流体装置10的结构。
如上所述，平台100可以形成为不同的形状，包括圆形、扇形和多边形，在示出的实施例中，平台100具有圆形形状。此外，如图2A至2C所示，第一腔室中的至少一个可以连接到分配通道。为了描述的方便，在示出的实施例中，将假设三个第一腔室120、即腔室120-1、120-2和120-3并联连接到分配通道115并且三个第二腔室130-1、130-2和130-3连接到各自的第一腔室120，如图2C所示。
样品供应室110形成在靠近旋转中心C的位置以容纳从外部供应的样品。样品供应室110容纳流体的样品，诸如血液。
样品引入口111被提供在样品供应室110的一侧，工具诸如吸液管可以被用于经样品引入口111将血液引入到样品供应室110中。血液可能在血液的引入期间在样品引入口111附近流出，或者血液可能在平台100的转动期间经样品引入口111向后流动。为了防止微流体装置10由于这样的事件而被污染，回流收集腔室112可以形成在微流体装置10的邻近于样品引入口111的上表面上以容纳在样品的引入期间任何流出的样品或任何向后流动的样品。
在另一个示范性实施例中，为了防止被引入到样品供应室110中的血液的回流，用作毛细管阀门的结构可以形成在样品供应室110中。这样的毛细管阀门仅在施加了大于或等于预定水平的压力时允许样品通过。
在另一个示范性实施例中，为了防止被引入到样品供应室110中的血液的回流，肋形的回流防止器件可以形成在样品供应室110中。这种肋形的回流防止装置可以包括形成在样品供应室110的表面上的一个或多个突出物。在与样品从样品引入口111流动到样品排出口的方向交叉的方向上布置回流防止器件可以产生对样品流动的阻力，从而防止样品朝向样品引入口111流动。
样品供应室110可以形成为具有从样品引入口111到样品排出口113逐渐增大的宽度，以便促进容纳在其中的样品经过样品排出口113排出。换句话说，样品供应室110的至少一个侧壁的曲率半径可以从样品引入口111到样品排出口113逐渐地增大。
样品供应室110的样品排出口113连接到在平台100的圆周方向上形成在平台100上的分配通道115。因此，分配通道115随着其逆时针方向延伸而顺序地连接到第“1-1”腔室120-1、第“1-2”腔室120-2和第“1-3”腔室120-3。指示样品的供应完成的量控制（QC）室128和容纳在样品的供应之后剩余的任何过量样品的过量室180可以连接到分配通道115的端部。
第一腔室120（即120-1、120-2和120-3）可以容纳从样品供应室110供应的样品并通过离心力使样品分离成上层清液和沉淀物。由于在示出的实施例中使用的示范性样品是血液，所以血液可以在第一腔室120中分离成包括血清和血浆的上层清液以及包括血球的沉淀物。
第一腔室120-1、120-2和120-3的每个连接到对应的虹吸通道125-1、125-2和125-3。如上所述，虹吸通道125的顶点（即，弯曲）应该比容纳在第一腔室120中的流体的最高水平面高。为了保证高度差，第“1-2”腔室120-2位于比第“1-1”腔室120-1所在的圆周更远离旋转中心C的圆周上或更大半径的圆周上，第“1-3”腔室120-3位于比第“1-2”腔室120-2所在的圆周更远离旋转中心C的圆周上或更大半径的圆周上。
在此布置中，沿着分配通道115的流动方向更远离样品排出口113定位的腔室120将在径向方向上具有更短的总长度。因此，如果第一腔室120被设定为具有相同的体积，则更远离样品排出口113定位的相继的第一腔室120的每个可以在圆周方向上具有更大的宽度，如图2所示。
如上所述，虹吸通道125-1、125-2和125-3的入口与第一腔室120-1、120-2和120-3的出口相交的位置可以根据要被转移的流体的量而变化。因此，当样品是血液时，如示出的示范性实施例中，通常仅对上层清液执行测试，因此第一腔室120的出口可以布置在第一腔室120的上层清液所在的上部（即，中间部分的上方）处。此外，连接到虹吸通道125-1、125-2和125-3的一个或多个突出物可以被提供在第一腔室120的出口处以促进流体的流动。然而，应当理解，当样品不是血液或者将对除上层清液之外的沉淀物执行测试时，出口可以被提供在第一腔室120的下部处。
虹吸通道125-1、125-2和125-3的出口连接到各自的第二腔室130-1、130-2和130-3。第二腔室130可以仅容纳样品（例如，血液），或者可以具有在其中预存的反应物或者试剂。试剂或者反应物可以被用于例如执行血液的预处理或第一级反应，或者执行主要测试之前的简单测试。在示出的示范性实施例中，分析物和第一标记结合物之间的结合发生在第二腔室130-1、130-2和130-3中的至少一个中。
具体地，第一标记结合物可以以液相或固相保留在第二腔室130中。当标记结合物以固相保留时，第二腔室130的内壁可以被涂覆有标记结合物，或者标记结合物可以暂时地固定在其中设置的多孔衬垫上。
第一标记结合物是通过将标记物和与样品中的分析物特定地反应的捕获材料结合而形成的合成物。例如，如果分析物是抗原Q，则第一标记结合物可以为标记物和与抗原Q特定地反应的抗体Q的结合物。
示范性标记物包括但不限于乳胶珠、包括金胶体和银胶体的金属胶体、包括过氧化物酶的酶、荧光材料、发光材料、超顺磁材料、包含镧（III）螯合物的材料和放射性同位素。
此外，如果其上发生色谱分析反应的试纸被插入到反应室150中，如下所述，与第二捕获材料结合的第二标记结合物可以固定在试纸的控制线上以确认反应的可靠性。在不同的示范性实施例中，第二标记结合物也可以处于液相或者固相，当它处于固相时，第二腔室130的内壁可以被涂覆有第二标记结合物，或者第二标记结合物可以暂时地固定在其中设置的多孔衬垫上。
第二标记结合物是标记物和与固定在控制线上的第二捕获材料特定地反应的材料的结合物。标记物可以是上述的示范性材料中的一种。如果固定在控制线上的第二捕获材料是生物素，则抗生物素蛋白链菌素和标记物的结合物可以暂时地固定在第二腔室130中。
因此，当血液流入第二腔室130中时，存在于血液中的抗原Q随血液的流动被排出到第三腔室140，与具有抗体Q的第一标记结合物结合。此时，具有抗生物素蛋白链菌素的第二标记结合物也被排出。
第二腔室130-1、130-2和130-3连接到各自的第三腔室140-1、140-2和140-3，在示出的示范性实施例中，第三腔室140被用作计量室。计量室140用于计量容纳在第二腔室130中的定量的样品（例如，血液）并将定量的血液供应到各自的第四腔室150（150-1、150-2和150-3）。以下将参照图4描述计量室的计量操作。
计量室140中的没有被供应到第四腔室150的残余物被转移到各自的废物室170（170-1、170-2和170-3)。
第三腔室140-1、140-2和140-3连接到作为第四腔室的反应室150-1、150-2和150-3。反应可以以不同的方式发生在反应室150中。例如，在示出的实施例中，基于毛细压力的色谱法被用于反应室150-1、150-2和150-3中的至少一个中。为此，反应室150包括试纸型检测对象20以通过色谱法检测分析物的存在。
反应室150-1、150-2和150-3连接到各自的第五腔室，即废物室170-1、170-2和170-3。废物室170-1、170-2和170-3容纳来自反应室150-1、150-2和150-3的废弃杂质。
除其中容纳样品或者残余物或者发生反应的腔室之外，平台100可以被提供有设置在磁体容纳室160-1、160-2、160-3和160-4内以用于位置识别的一个或多个磁体。磁体容纳室160-1、160-2、160-3和160-4容纳磁性材料，其可以由铁磁材料诸如铁、钴和镍（其具有高磁化强度并且适合于形成像永磁铁一样的强磁铁（magnet））或者顺磁材料诸如铬、铂、锰和铝（其具有低磁化强度，因此它们自身不形成磁铁，但是可以在磁铁靠近时变得被磁化而增大其磁化强度）形成。
图3是示意地示出根据示范性实施例的微流体装置中在各个流体转移操作期间平台100的旋转速度的图形，图4A至图4E是示出根据示范性实施例的微流体装置中流体的流动的平面图。图4的微流体装置具有与图2所示的微流体装置相同的结构。
参照图3，微流体装置10中转移流体的操作可以概括地分成：引入样品（A）、分配样品（B）、浸湿虹吸通道（C）和转移样品（D）。这里，浸湿指的是允许流体填充虹吸通道125的操作。在下文，通过将图3的图形与图4的示出各个操作的平面图相匹配来描述微流体装置的操作。
图4A是处于引入样品的操作（A）中的微流体装置10的平面图。当平台100处于静止（rpm=0）时，样品经由样品引入口111被引入到样品供应室110中。在本示范性实施例中，血液样品被引入。由于回流收集腔室112被布置在邻近于样品引入口111的部分处，在引入样品的操作期间可以防止由于血液滴落在除了样品引入口111之外的地方而引起微流体装置10的污染。
图4B是处于分配样品的操作（B）中的微流体装置的平面图。当完成样品的引入时，开始将样品分配至第一腔室120。此时，平台100开始旋转并且其旋转速度（rpm）增大。如果如示出的示范性实施例中对血液样品执行测试，则可以随样品的分配而执行离心分离。通过离心分离，血液可以被分离成上层清液和沉淀物。上层清液包括血清和血浆，沉淀物包括血球。在这里描述的测试中实质上使用的样品的部分是上层清液。
如图3所示，旋转速度增加至v1以利用离心力将容纳在样品供应室110中的血液分配到第“1-1”腔室120-1、第“1-2”腔室120-2和第“1-3”腔室120-3。此后，旋转速度增加到v2以允许在每个腔室内发生离心分离。当对于容纳在每个腔室中的血液发生离心分离时，上层清液聚集在靠近旋转中心的位置，而沉淀物聚集在远离旋转中心的位置。在图4中所示的示范性实施例中，第一腔室120形成为容纳相同体积的样品。然而，第一腔室120可以形成为不同的尺寸，取决于分配到其的流体的量。
当完成血液至第“1-1”腔室120-1、第“1-2”腔室120-2和第“1-3”腔室120-3的供应时，没有供应到第一腔室120的任何过量血液经由分配通道115流入QC室128。此外，没有流入QC室128的任何过量血液流入过量室180中。
如图4B所示，磁体容纳室160-4形成在邻近于QC室128的位置。因而，检测模块内的磁铁可以使QC室128面对检测模块的光接收元件1411，如以下所论述的。因此，当光接收元件1411面对QC室128时，它可以测量QC室128的透射率并确定是否已经完成血液至第一腔室120的供应。
图4C是处于浸湿虹吸通道的操作（C）中的微流体装置的平面图。当完成血液的分配和离心分离时，平台100停止（rpm=0），从而允许容纳在第一腔室120-1、120-2和120-3中的血液通过毛细压力填充虹吸通道125-1、125-2和125-3。
图4D是处于转移样品至第二腔室130的操作（D）中的微流体装置的平面图。当完成虹吸通道125的浸湿时，平台100再次旋转以允许填充虹吸通道125-1、125-2和125-3的血液流入第二腔室130-1、130-2和130-3。如图4D所示，由于虹吸通道125-1、125-2和125-3的入口连接到第一腔室120-1、120-2和120-3的上部（靠近旋转中心的部分），所以血液样品的上层清液经由虹吸通道125-1、125-2和125-3流入第二腔室130-1、130-2和130-3。
第二腔室130可以只是用来暂时容纳其中流动的血液，或者如上所述，允许血液中的特定抗原和预先提供于第二腔室130中的标记结合物之间的结合发生。
图4E是处于转移样品到计量室140的操作（D）中的微流体装置的平面图。流入第二腔室130-1、130-2和130-3中的血液然后通过离心力被引入到第三腔室、即计量室140-1、140-2和140-3中。通过离心力，计量室140-1、140-2和140-3被来自第二腔室130的下部、即来自远离旋转中心的部分的血液填充。在计量室140-1、140-2和140-3被血液填充直到其出口之后，后续被引入到计量室140-1、140-2和140-3中的血液经由计量室140-1、140-2和140-3的出口流入反应室150-1、150-2和150-3中。因此，计量室140的出口的位置可以被调节以将定量的血液供应到反应室150。
在反应室150中发生的反应可以是通过免疫色谱法的反应或者与捕获抗原或者捕获抗体的结合反应，如上所述。
如图4E所示，如果磁体容纳室160-1、160-2和160-3形成在邻近于对应的反应室150-1、150-2和150-3的位置，则反应室150-1、150-2和150-3的位置可以通过检测模块内的磁铁来识别，如下所述。
在下文，将给出根据示范性实施例的测试装置的详细描述。
将参照图5至图14描述与安置微流体装置以用于旋转的相关组件。
图5是根据示范性实施例的测试装置的功能方框图，图6是示出根据示范性实施例的处于打开状态的托盘的平面图，图7是示出根据示范性实施例的处于关闭状态的托盘的平面图，图8是示出根据示范性实施例的上壳体的底表面的平面图。
如图5至图8所示，测试装置1000包括：输入单元1100，允许用户通过其从外部输入命令；控制器1200，根据来自输入单元1100的命令控制测试装置1000的总体操作和功能；开关驱动单元1300，根据来自控制器1200的命令来驱动垂直移动部件1310或者托盘1320；检测模块驱动单元1400，根据来自控制器1200的命令来驱动检测模块1410。
控制器1200控制与测试装置1000的旋转驱动单元1340（图9）有关的操作，并控制托盘1320和垂直移动部件1310的操作以将微流体装置10安装在测试装置1000上。此外，控制器1200控制检测模块1410的操作以执行与微流体装置10中的检测对象20的检测有关的功能。
旋转驱动单元1340利用主轴马达（spindle motor）来旋转微流体装置10。旋转驱动单元1340可以接收从控制器1200输出的信号以重复旋转和停止的操作，从而产生离心力以转移微流体装置10内的流体或者将微流体装置10中的不同结构移动到期望的位置。此外，旋转驱动单元1340可以包括马达驱动器（motor drive）以控制微流体装置10的角度位置。例如，马达驱动器可以采用步进马达或者直流（DC）马达。
微流体装置10被安置于托盘1320上。托盘1320可以移动到其中托盘1320位于测试装置1000的外部（即，打开）的第一状态和其中托盘1320位于测试装置1000的内部（即，关闭）的第二状态。
垂直移动部件1310可以执行第一移动和第二移动，在第一移动期间垂直移动部件1310移动到上侧（托盘1320被布置在该上侧），第二移动在与第一移动相反的方向上执行。通过垂直移动部件1310的移动，微流体装置10可以被正确地安置在托盘1320上。此外，通过在位于壳体1010上的夹持器1330和旋转驱动单元1340之间作用的力，夹持器1330可以挤压微流体装置10。例如，在夹持器1330和旋转驱动单元1340之间作用的力可以为磁力。因此，微流体装置10可以被安置在测试装置1000上的设定位置处，从而可以防止由于没有将微流体装置10安置在设定位置处而引起的测试错误诸如不能执行测试。此外，由于微流体装置10被夹持器1330挤压，所以在测试装置1000的操作期间可以防止微流体装置10从托盘1320偏移。
微流体装置10可以被装载到托盘1320上，微流体结构和磁体161可以位于微流体装置10中。检测对象20位于微流体结构中的至少一个中。对于磁体161，可以使用铁磁材料或者顺磁材料。检测对象20可以是分析点（assaysite）或者试纸。微流体装置10的平台100可以是非光学生物盘或光学生物盘。
检测模块1410可以包括光接收元件1411。此外，检测模块1410可以包括至少一个磁铁1413以将微流体装置10引导到其正确的位置。此外，检测模块1410可以在测试装置1000的壳体1010内移动。检测模块1410在托盘1320被容纳在壳体1010中的方向上执行的移动被定义为第三移动，其在与第三移动相反的方向上执行的移动被定义为第四移动。也就是说，当微流体装置10被安置于托盘1320上时，相对于微流体装置10在径向方向上执行第三移动和第四移动。因而，通过检测模块1410的移动，光接收元件1411可以移动以在不同的位置进行检测。此外，微流体装置10可以通过在检测模块1410内的磁铁1413和微流体装置10内的磁体161之间产生的吸引力而被安置在设定位置处。
测试装置1000包括：壳体1010，形成其外观；托盘1320，其上装载微流体装置10；以及垂直移动部件1310，位于壳体1010的内部并耦接到微流体装置10以旋转微流体装置10。
壳体1010可以包括上壳体和下壳体。在示范性实施例中，光发射元件1333可以位于上壳体处，垂直移动部件1310可以位于下壳体处。垂直移动部件1310可以布置在托盘1320的下侧。当处于第二状态（即在关闭位置）时，托盘1320可以被容纳在下壳体中。检测模块1410可以布置在垂直移动部件1310处。由于检测模块1410被提供有光接收元件1411，光发射元件1333和光接收元件1411可以布置为使得微流体装置10被置于两者之间。
托盘1320可以被提供有其上安置微流体装置10的安置面1321。安置面1321形成为与微流体装置10的形状相应的形状以稳定地支撑微流体装置10。托盘1320可以通过位于托盘1320下侧的开关驱动单元1300而移动到第一状态（即，打开位置）和第二状态（即，关闭位置）。托盘1320可以被控制器1200控制以被打开或关闭。备选地，代替控制器1200，托盘1320可以通过专门的开／关按钮的控制而被打开和关闭。
垂直移动部件1310可以被提供有经由托盘1320的开口被插入到微流体装置10的通孔中的旋转驱动单元1340。旋转驱动单元1340耦接到微流体装置10以旋转微流体装置10。耦接到微流体装置10的头部1311被提供在旋转驱动单元1340的上侧。头部1311可以被提供有被插入到微流体装置10的通孔中的插入部分1312和当旋转驱动单元1340被完全地插入到通孔中时适于接触微流体装置10的下表面的支撑部分1313。当微流体装置10被安装到托盘1320时，旋转驱动单元1340移动到耦接在微流体装置10的通孔中的位置。在旋转驱动单元1340被耦接在通孔中之后，旋转驱动单元1340旋转微流体装置10。
垂直移动部件1310可以被用于通过开关驱动单元1300执行朝向托盘1320的位置移动的第一移动以及在与第一移动相反的方向上进行的第二移动。因此，旋转驱动单元1340按照垂直移动部件1310而移动。垂直移动部件1310可以通过位于托盘1320的下侧的开关驱动单元1300移动。
开关驱动单元1300包括驱动马达1301。驱动马达1301耦接到齿轮（未示出），其进而耦接到主动轮1302。主动轮1302将动力传输到从动轮1303。从动轮1303耦接到托盘1320而使得托盘1320移动到第一状态和第二状态。根据示出的实施例，当托盘1320移动到第二状态时，垂直移动部件1310自动地进行朝向托盘1320的第一移动。
检测模块1410安装在垂直移动部件1310的一侧。检测模块1410可以包括检测微流体装置10的检测对象20的元件。检测模块1410可以包括该元件位于其上的板1416。检测模块1410可以通过提供在垂直移动部件1310处的引导构件1420而可滑动地移动。引导构件1420包括一个或多个杆状的支撑杆1422和突出到板1416的上侧的一个或多个耦接部分1421。板1416可以耦接到支撑杆1422，以沿着支撑杆1422在壳体1010内相对于旋转驱动单元1340从内圆周移动到外圆周。耦接部分1421可滑动地安装到支撑杆1422以支撑检测模块1410并同时允许检测模块1410沿着支撑杆1422移动。
上壳体1010位于托盘1320的上侧。上壳体1010被提供有将微流体装置10固定到旋转驱动单元1340的夹持器1330。夹持器1330可以包括容纳旋转驱动单元1340的容纳部分1331和突出物1332，突出物1332突出以在微流体装置10被装载到托盘1320上时形成朝向微流体装置10的表面突出的外圆周，以稳固地耦接到旋转驱动单元1340。夹持器1330可以布置为相对于上壳体1010进行运动。
夹持器1330的容纳部分1331可以被提供有磁体，并且磁铁可以被提供在旋转驱动单元1340的上部。备选地，夹持器1330的容纳部分1331可以被提供有磁铁，并且磁体可以被提供在旋转驱动单元1340的上部。
当装载到托盘1320上的微流体装置10的通孔被安置于旋转驱动单元1340上时，利用在夹持器1330与旋转驱动单元1340之间产生的磁力来使夹持器1330挤压微流体装置10。因此，在微流体装置10的操作期间可以避免微流体装置10的摇动，微流体装置10的通孔可以保持安置于旋转驱动单元1340上，甚至在吸引力作用在安装到检测模块1410的磁铁1413与微流体装置10的磁体161之间时。为此，夹持器1330与旋转驱动单元1430之间的磁力被设定为比安装到微流体装置10的磁体161与安装到检测模块1410的磁铁1413之间的磁力强。
图9是示出根据示范性实施例的反常地耦接到旋转驱动单元1340和夹持器1330的微流体装置10的视图，图10是示出根据示范性实施例的与旋转驱动单元和夹持器分离的微流体装置的视图，图11是示出根据示范性实施例的正常地耦接到旋转驱动单元和夹持器的微流体装置的视图。
如图9至图11所示，旋转驱动单元1340可垂直地移动。独立于旋转驱动单元1340，检测模块1410在壳体1010内可移动。旋转驱动单元1340通过开关驱动单元1300移动，而检测模块1410通过检测模块驱动单元1400移动。
微流体装置10的通孔被安置在旋转驱动单元1340上。旋转驱动单元1340可以执行第一移动和第二移动至少一次。因此，如果旋转驱动单元1340如图9所示反常地耦接到夹持器1330，旋转驱动单元1340可以执行第二移动。通过旋转驱动单元1340的第二移动，旋转驱动单元1340和夹持器1330如图10所示彼此分离。由于微流体装置10与夹持器1330的分离使得托盘1320被打开，所以旋转驱动单元1340进行第二移动而仅达到旋转驱动单元1340不与微流体装置10分离的程度。此后，当旋转驱动单元1340在第二移动之后进行第一移动时，旋转驱动单元1340通过微流体装置10和托盘1320耦接到夹持器1330，如图11所示。
旋转驱动单元1340可以通过垂直移动部件1310的移动而移动。由检测模块驱动单元1400产生的动力通过动力传输部件1401传输到检测模块1410以允许检测模块1410相对于微流体装置10在径向方向上移动。因此，如果旋转驱动单元1340反常地耦接到夹持器1330，则错误可以被校正而无需用户的单独操作。
通常，如果布置在上壳体1010处的夹持器1330被反常地安置于微流体装置10和上壳体1010之间，则微流体装置10不能旋转。然而，在示出的示范性实施例中，通过旋转驱动单元1340的第二移动在旋转驱动单元1340和夹持器1330之间产生间隙。因而，即使在夹持器1330被反常地安置时，通过允许夹持器1330被正常地安置而使错误被校正。
图12是示出根据示范性实施例的测试装置的控制方法的流程图。
如图12所示，测试装置1000的控制方法包括：将微流体装置10装载到托盘1320上（200）、将微流体装置10的中心安置在旋转驱动单元1340上（220）以及通过旋转驱动单元1340进行垂直移动至少一次（230）。
首先，微流体装置10被装载到托盘1320上（200）。托盘1320移动到第二状态，其中托盘1320被容纳在壳体1010中并被关闭（210）。当托盘1320被关闭时，旋转驱动单元1340耦接到微流体装置10的通孔，从而将微流体装置10安置在旋转驱动单元1340上（220）。旋转驱动单元1340可以移动以能够正常耦接到夹持器1330而使得微流体装置10耦接到夹持器1330（230）。根据示出的实施例，即使当旋转驱动单元1340的第一移动执行一次并允许旋转驱动单元1340耦接到微流体装置10时，旋转驱动单元1340可以进行第二移动，然后在需要时重复第一移动。因而，旋转驱动单元1340可以执行第一移动和第二移动至少一次。因此，在旋转驱动单元1340的第一移动之后，在夹持器1330被不正确地耦接到旋转驱动单元1340时，通过执行旋转驱动单元1340的第二移动、然后再次重复第一移动而可以校正夹持器1330的位置。当旋转驱动单元1340耦接到垂直移动部件1310时，如示出的示范性实施例中，垂直移动部件1310可以执行第一移动和第二移动以移动旋转驱动单元1340。
控制器1200控制由旋转驱动单元1340和/或垂直移动部件1310进行的第二移动而使得微流体装置10在移动期间不与旋转驱动单元1340分离。这是因为随着垂直移动部件1310和托盘1320被开关驱动单元1300移动，旋转驱动单元1340超过特定距离的移动会使得托盘1320被打开。由于旋转驱动单元1340需要移动不使托盘1320被打开的距离，所以旋转驱动单元1340被移动达到不使微流体装置10从旋转驱动单元1340偏移的程度。一旦微流体装置10通过以上操作而被正常地安置在旋转驱动单元1340上，微流体装置10开始旋转（240）。
图13是示出根据另一个示范性实施例的测试装置的控制方法的流程图。
根据图13所示的示出的示范性实施例，除旋转驱动单元1340的移动（330）之外，检测模块1410也可以移动（340）。与旋转驱动单元1340相比，检测模块1410可以进行第三移动和第四移动，在第三移动期间检测模块1410移动到壳体1010的一侧，第四移动在与第三移动相反的方向上执行。由于检测模块1410的至少一个磁铁1413和微流体装置10的磁体161，检测模块1410可以移动以使得微流体装置10被稳定地安置。通过检测模块1410的移动，当微流体装置10被安置时，执行微流体装置10的位置的精细调节。
当微流体装置10耦接到夹持器1330时，检测模块1410可以移动到壳体1010内最外面的位置（即，超过微流体装置10的外圆周）。这旨在在利用微流体装置10进行分析期间防止磁铁1413影响微流体装置10的旋转。
在传统情形下，检测模块1410的移动促使微流体装置10移动并妨碍正常旋转。然而，在示出的示范性实施例中，微流体装置10的安置不仅通过检测模块1410的移动控制，而且通过旋转驱动单元1340的移动控制。因此，可以避免由检测模块1410的移动引起的操作错误。
图14是示出根据另一个示范性实施例的测试装置的控制方法的流程图。
根据图14所示的示出的示范性实施例，在旋转驱动单元1340移动之后，控制器1200可以确定微流体装置10是否被适当地耦接到旋转驱动单元1340和夹持器1330（355）。例如，可以通过旋转驱动单元1340和夹持器1330的条件来检查耦接。如果旋转驱动单元1340和夹持器1330被适当地耦接，则在夹持器1330和旋转驱动单元1340之间产生磁力。基于此磁力，可以确定微流体装置10是否被适当地安置在旋转驱动单元1340上。如果确定微流体装置10被正常地安置，则微流体装置10开始旋转（356）。如果微流体装置10没有被适当地安置，则旋转驱动单元1340的第一移动和第二移动被再次进行（354）。
在下文，将参照图15至图28给出根据示范性实施例的测试装置的详细描述。
图15是示出根据示范性实施例的测试装置的配置的方框图，图16是示出根据示范性实施例的测试装置的配置的概念侧视图。
根据示出的示范性实施例，测试装置1000包括：旋转驱动单元1340，旋转微流体装置10；光发射元件1333，发射光到微流体装置10；检测模块1410，被提供有通过从光发射元件1333发射的光来检测检测对象20的光接收元件1411和感测检测对象20的温度的温度传感器1412；检测模块驱动单元1400，相对于微流体装置10在径向方向上移动检测模块1410；输入单元1100，允许用户经其从外部输入命令；以及控制器1200，根据经由输入单元1100输入的命令来控制测试装置1000的总体操作和功能。
本示范性实施例的微流体装置10与以上参照图1至图4描述的微流体装置10相同，因此将省略其详细描述。
当微流体装置10被装载时，旋转驱动单元1340（其可以包括主轴马达）被控制器1200控制以旋转微流体装置10。旋转驱动单元1340可以接收从控制器1200输出的信号并重复旋转和停止的操作，从而产生离心力以转移微流体装置10内的流体或者将微流体装置10上的不同结构移动到期望的位置。
此外，旋转驱动单元1340可以包括马达驱动器以控制微流体装置10的角度位置。例如，马达驱动器可以采用步进马达或者DC马达。
光发射元件1333可以是面光源，该面光源具有大的光发射面积以均匀地发射光到微流体装置10的特定区域。例如，背光单元可以被用作光发射元件1333。
光发射元件1333可以布置为与光接收元件1411面对相同的方向，或者光发射元件1333可以布置为面对光接收元件1411，如图23所示。图23示出光发射元件1333位于微流体装置10的上表面上方并且光接收元件1411位于微流体装置10的下表面下方，使得微流体装置10位于光发射元件1333和光接收元件1411之间。然而，光发射元件1333和光接收元件1411的位置可以变化。光发射元件1333可以被控制器1200控制以调节从其发射的光的量。
在光从光发射元件1333发射之后，光接收元件1411接收从检测对象20反射或者透射穿过检测对象20的光，从而检测检测对象20。光接收元件1411可以是互补金属氧化物半导体（CMOS）图像传感器或者电荷耦合器件（CCD）图像传感器。
当光接收元件1411接收从检测对象20反射或透射穿过检测对象20的光并获得检测对象20的图像时，控制器1200利用该图像来检测检测对象20的存在，例如试纸中的分析物和分析物的浓度。
根据示出的示范性实施例，测试装置1000具有安装在检测模块1410（其微在径向方向上可移动的机构）处的一个光接收元件1411，使得光接收元件1411可以检测被提供于微流体装置10中的多个检测对象20。
图17和图18是示出从顶部观看的根据示范性实施例的检测模块1410的径向移动的视图。
参照图17和图18，检测模块1410可以通过从检测模块驱动单元1400供应的驱动力而在径向方向上移动。检测模块驱动单元1400可以是进给马达或步进马达。
检测模块1410的行进距离可以长于微流体装置10的半径。如果检测模块1410能够从微流体装置10的外圆周以外移动到微流体装置10的中心附近的位置，则行进距离是足够的。
检测模块1410可以包括其上安装部件诸如光接收元件1411和/或温度传感器1412的板1416。检测模块1410可以沿着提供其稳定的径向移动的两个引导构件1420而可滑动地移动。引导构件1420可以为杆形，板1416可以耦接到引导构件1420以允许沿着引导构件1420的稳定移动。
此外，检测模块1410安装在动力传输部件1401上，使得由检测模块驱动单元1400产生的动力可以被传输到检测模块1410以在径向方向上移动检测模块1410。也就是，当检测模块驱动单元1400被开动并且其动力通过动力传输部件1401被传输到检测模块1410时，检测模块1410沿着动力传输部件1401和引导构件1420在径向方向上移动。
如以上所论述的，图16示出检测模块1410位于微流体装置10下面并且光发射元件1333位于微流体装置10上方。然而，此配置仅仅是示例，检测模块1410和光发射元件1333的位置可以改变。
温度传感器1412可以安装在检测模块1410上以检测布置在微流体装置10的不同半径上的检测对象20的温度。
对于温度传感器1412，可以使用无接触温度传感器诸如红外温度传感器、或者接触温度传感器诸如热敏电阻、电阻式温度检测器和热电偶。在检测对象20的温度需要保持恒定的情形下，可以使用无接触温度传感器来以无接触方式测量检测对象20的温度。
图19至图21是示出从顶部观看的根据示范性实施例的测试装置1000中通过检测模块1410的移动和微流体装置10的旋转而使检测对象20移动到面对检测模块1410的光接收元件1411的位置的视图。
位于检测模块1410上方的微流体装置10被以虚线示出，以更清楚地示出位于微流体装置10下面并且以实线示出的检测模块1410的移动。
图19示出随着微流体装置10中的反应完成而已经停止旋转的微流体装置10。在图19中，检测模块1410位于微流体装置10下面，超出微流体装置10的外圆周。为了描述的方便，没有示出微流体装置10中的其他结构，仅示出一个检测对象20。
这里，检测对象20可以是微流体装置10的反应室150中包括的试纸，如上所述，以通过色谱法检测分析物的存在。
当微流体装置10中的反应完成并且微流体装置10的旋转停止时，控制器1200控制检测模块驱动单元1400以在径向方向上移动检测模块1410，使得检测模块1410位于要被检测的检测对象20所在的半径R处。
图20示出，在径向方向上朝向微流体装置10的中心移动检测模块1410之后，检测模块1410的光接收元件1411已经到达微流体装置10的检测对象20所安装的半径R处。
关于被提供在微流体装置10中的检测对象20所安装的半径的信息可以预先存储在控制器1200中。当开动检测模块驱动单元1400时，控制器1200利用该信息控制检测模块驱动单元1400，使得检测模块1410的光接收元件1411移动到要被检测的检测对象20所安装的半径R。
一旦检测模块1410的光接收元件1411位于半径R处，则控制器1200控制旋转驱动单元1340以旋转微流体装置10，使得微流体装置10的检测对象20移动到面对检测模块1410的光接收元件1411的位置。
控制器1200可以然后确定微流体装置10的检测对象20的位置和检测模块1410的光接收元件1411的位置之间的角度A，并控制旋转驱动单元1340以使微流体装置10旋转角度A。
图21示出已经旋转之后的微流体装置10，使得微流体装置10的检测对象20面对检测模块1410的光接收元件1411。
在微流体装置10的检测对象20已经移动到面对检测模块1410的光接收元件1411的位置之后，光发射元件1333被控制器1200控制以发射光到检测对象20。光接收元件1411然后利用从光发射元件1333发射的光（其透射穿过检测对象20）来创建检测对象20的图像。
控制器1200通过分析所创建的检测对象20的图像来计算分析物的存在和/或浓度。
图22是示出根据另一个示范性实施例的测试装置1000的配置的方框图，图23是示出根据示范性实施例的测试装置1000的配置的概念侧视图。
参照图22，测试装置1000包括：旋转驱动单元1340，旋转微流体装置10；光发射元件1333，发射光到微流体装置10；检测模块1410，被提供有通过从光发射元件1333发射的光来检测检测对象20的光接收元件1411、施加吸引力到微流体装置10的磁体161的至少一个磁铁1413和感测检测对象20的温度的温度传感器1412；检测模块驱动单元1400，在径向方向上移动检测模块1410；输入单元1100，允许用户经其从外部输入命令；以及控制器1200，根据经由输入单元1100输入的命令来控制测试装置1000的总体操作和功能。
在示出的示范性实施例中，除了检测模块1410中包括磁铁1413之外的所有细节与图15至图21中示出的上述示范性实施例的细节相同，因此将省略其描述，将详细描述具有安装到其的磁铁1413的检测模块1410。
在根据示出的示范性实施例的测试装置1000中，检测模块1410可以包括至少一个磁铁1413，如图23所示。
提供于检测模块1410中的磁铁1413施加吸引力到形成在邻近检测对象20的区域中的磁体容纳室160内的磁体161，以识别微流体装置10的检测对象20的位置。在示出的示范性实施例中，磁铁被容纳在检测模块1410中，并且磁性材料被容纳在微流体装置的磁体容纳室中。然而，本发明的实施例不限于此，磁性材料可以被容纳在检测模块中，而磁铁被容纳在微流体装置10的磁体容纳室中。
当检测模块1410的磁铁1413和微流体装置10的磁体161彼此面对时，通过磁铁1413将吸引力施加到磁体161，从而保持微流体装置10在适当的位置，只要没有对其施加超过该吸引力的力。
如图28所示，当微流体装置10的磁体161位于面对磁铁1413的位置并且其位置被吸引力固定时，检测模块1410中的磁铁1413布置在使检测对象20面对检测模块1410的光接收元件1411的位置。
因而，通过安装在检测模块1410上的磁铁1413，当磁体161通过微流体装置10朝向光接收元件1411的旋转而靠近磁铁1413移动以检测检测对象20时，磁体161被磁铁1413的吸引力固定，从而微流体装置10停止移动，而检测对象20面对光接收元件1411。
因此，检测对象20可以被稳定地检测。例如，在检测对象20的检测期间从外部传送到检测对象20的冲击会干扰检测对象20的准确检测。然而，在磁铁1413和磁体161之间作用以稳定地固定微流体装置10的吸引力确保了检测对象20的稳定检测。
在图23至图28中，检测模块1410被提供有两个磁铁1413。然而，磁铁的数目不限于此，因为磁体161通过微流体装置10的旋转可移动，而检测模块1410相对于微流体装置10在径向方向上可移动。因此，磁体161可从微流体装置10上的任何位置移动到面对检测模块1410的磁铁1413的位置。
然而，在示出的示范性实施例中，检测模块1410被提供有两个磁铁1413，因为两个或更多磁铁1413允许在微流体装置10上的不同半径处的其他的检测对象20进行较短的移动以面对光接收元件1411，这与当仅提供一个磁铁1413时相反。
图24和图25是示出根据示范性实施例的检测模块1410的径向移动的视图，其中从顶部观看检测模块1410。
检测模块1410的配置和操作与图17和图18的检测模块1410相同，除了增加安装在其上的磁铁1413之外，因此将省略其描述。
图26至图28是示出在根据另一个示范性实施例的测试装置1000中通过检测模块1410的移动和微流体装置10的旋转使检测对象20移动到面对检测模块1410的光接收元件1411的位置的视图。
位于检测模块1410上方的微流体装置10被以虚线示出，以更清楚地示出位于微流体装置10下面并以实线示出的检测模块1410的移动。
图26示出随着微流体装置10中的反应完成而已经停止旋转的微流体装置10。在图26中，检测模块1410位于微流体装置10下面，并超出微流体装置10的外圆周。为了描述和示出的方便，微流体装置10中的其他结构没有示出，仅示出一个检测对象20和一个磁体161以识别检测对象20的位置。
在微流体装置10中的反应完成并且微流体装置10的旋转停止之后，控制器1200控制检测模块驱动单元1400以在径向方向（由箭头表示）上移动检测模块1410，使得检测模块1410的磁铁1413中的一个位于微流体装置10的半径L处，磁体161设置于该半径L处。磁体161位于邻近要被检测的检测对象20的区域中。
图27示出检测模块1410的磁铁1413通过在径向方向上朝向微流体装置10的中心移动而已经到达微流体装置10的半径L。
关于提供于微流体装置10中的磁体161所安装的半径的信息可以预先存储在控制器1200中。因此，控制器1200利用该信息控制检测模块驱动单元1400以使检测模块1410的磁铁1413位于半径L处。
在使检测模块1410的磁铁1413位于半径L处之后，控制器1200控制旋转驱动单元1340以旋转微流体装置10，使得微流体装置10的磁体161移动到面对检测模块1410的磁铁1413的位置。
当磁体161接近检测模块1410的磁铁1413时，磁体161被磁铁1413施加到磁体161的吸引力固定在面对磁铁1413的位置。从而，微流体装置10停止，而微流体装置10的检测对象20面对检测模块1410的光接收元件1411。
图28示出微流体装置10的磁体161通过微流体装置10的旋转已经移动到面对检测模块1410的磁铁1413的位置。
控制器1200可以确定微流体装置10的磁体161和检测模块1410的磁铁1413之间的角度B并控制旋转驱动单元1340以使微流体装置10旋转角度B（图27）。
在微流体装置10的磁体161移动到面对检测模块1410的磁铁1413的位置并且微流体装置10停止旋转之后，光发射元件1333被控制器1200控制以发射光到检测对象20。然后，光接收元件1411利用从光发射元件1333发射并透射穿过检测对象20的光来创建检测对象20的图像。
控制器1200然后通过分析所创建的检测对象20的图像来确定分析物的存在和/或浓度。
图29是示出根据示范性实施例的测试装置1000的控制方法的流程图。
参照图29，控制器1200首先开动检测模块驱动单元1400（400），并在径向方向上移动检测模块1410（410）。
在微流体装置10中的反应完成并且微流体装置10的旋转停止之后，控制器1200控制检测模块驱动单元1400以在径向方向上移动检测模块1410，使得检测模块1410的光接收元件1411位于要被检测的检测对象20所安装的半径处。
控制器1200确定检测模块1410的光接收元件1411是否已经到达预定半径（420），如果检测模块1410的光接收元件1411已经到达预定半径，则控制器1200停止开动检测模块驱动单元1400（430）。
这里，预定半径表示微流体装置10上的被提供于微流体装置中的检测对象20所安装的半径R。关于提供于微流体装置10中的检测对象20所安装的半径的信息可以预先存储在控制器1200中。当开动检测模块驱动单元1400时，控制器1200利用该信息控制检测模块驱动单元1400，使得检测模块1410的光接收元件1411移动到半径R以能够检测检测对象20。
当检测模块1410的光接收元件1411位于半径R处并且检测模块驱动单元1400停止时，控制器1200开动旋转驱动单元1340（440），从而旋转微流体装置10（450）。
也就是，控制器1200控制旋转驱动单元1340以旋转微流体装置10，使得微流体装置10的检测对象20移动到面对检测模块1410的光接收元件1411的位置。
控制器1200确定微流体装置10的检测对象20的位置和检测模块1410的光接收元件1411的位置之间的角度A，并控制旋转驱动单元1340以使微流体装置10旋转角度A。
控制器1200确定微流体装置10的检测对象20是否已经到达面对检测模块1410的光接收元件1411的位置（460），如果检测对象20已经到达面对检测模块1410的光接收元件1411的位置，则控制器1200停止旋转驱动单元1340的开动（470）。
在检测对象20到达面对检测模块1410的光接收元件1411的位置并且控制器1200停止开动旋转驱动单元1340之后，微流体装置10停止移动，而微流体装置10的检测对象20面对检测模块1410的光接收元件1411。
当微流体装置10的检测对象20到达面对检测模块1410的光接收元件1411的位置并且随着旋转驱动单元1340的开动被停止而微流体装置10停止旋转时，控制器1200启动光发射元件1333以检测微流体装置10的检测对象20（480）。
控制器1200驱动光发射元件1333以发射光到检测对象20上，光接收元件1411利用从光发射元件1333发射并透射穿过检测对象20的光来创建检测对象20的图像。控制器1200然后通过分析所创建的检测对象20的图像来确定分析物的存在和/或浓度。
图30是示出根据示范性实施例的测试装置1000的控制方法的流程图。
参照图30，控制器1200首先开动检测模块驱动单元1400（500），并在径向方向上移动检测模块1410（510）。
在微流体装置10中的反应完成并且微流体装置10的旋转停止之后，控制器1200控制检测模块驱动单元1400以在径向方向上移动检测模块1410，使得检测模块1410的磁铁1413中的一个位于微流体装置10的半径L处。半径L表示安装在邻近要被检测的检测对象20的区域中的磁体161位于微流体装置10上的位置。
控制器1200确定检测模块1410的磁铁1413是否已经到达预定半径（520），如果检测模块1410的磁铁1413已经到达预定半径，则控制器1200停止检测模块驱动单元1400的开动（530）。
如上所述，预定半径表示微流体装置10上的被提供于微流体装置10中的磁体161所安装的半径L。关于提供在微流体装置10中的磁体161所安装的半径的信息可以预先存储在控制器1200中。控制器1200利用该信息控制检测模块驱动单元1400，使得检测模块1410的磁铁1413移动到对应于半径L的位置以能够检测检测对象20。
在检测模块1410的磁铁1413位于半径L处并且检测模块驱动单元1400停止之后，控制器1200开动旋转驱动单元1340（540），以旋转微流体装置10（550）。
也就是，控制器1200控制旋转驱动单元1340以旋转微流体装置10，使得微流体装置10的磁体161移动到面对检测模块1410的磁铁1413的位置。控制器1200可以确定微流体装置10的磁体161的位置和检测模块1410的磁铁1413的位置之间的角度B，并控制旋转驱动单元1340以使微流体装置10旋转角度B。
控制器1200确定微流体装置10的磁体161是否已经到达面对检测模块1410的磁铁1413的位置（560），如果磁体161已经到达面对检测模块1410的磁铁1413的位置，则控制器1200停止开动旋转驱动单元1340（570）。
在磁体161到达面对检测模块1410的磁铁1413的位置并且控制器1200停止开动旋转驱动单元1340之后，磁体161通过磁铁1413施加到磁体161的吸引力而固定在面对磁铁1413的位置。因此，微流体装置10停止，而微流体装置10的检测对象20面对检测模块1410的光接收元件1411。
当微流体装置10的磁体161到达面对检测模块1410的磁铁1413的位置并且旋转驱动单元1340的开动被停止以停止微流体装置10的旋转时，控制器1200驱动光发射元件1333以检测微流体装置10的检测对象20（580）。
光发射元件1333被控制器1200控制以发射光到检测对象20上，光接收元件1411利用从光发射元件1333发射并透射穿过检测对象20的光来创建检测对象20的图像。控制器1200然后通过分析所创建的检测对象20的图像来确定分析物的存在和/或浓度。
图31是示意地示出根据示范性实施例的用作测试装置的检测对象20的示例的试纸的视图。
检测对象20包括由微孔、微柱或薄多孔膜诸如纤维素形成的试纸型对象，从而允许毛细压力起作用。参照图31，其上施加样品的样品垫22形成在检测对象20的一端，其上固定用于检测分析物的第一捕获材料24a的测试线24也被提供。
当生物样品诸如血液或尿滴落在样品垫22上时，生物样品由于毛细压力而流向相反侧。例如，如果分析物是抗原Q并且分析物和第一标记结合物之间的结合发生在第二腔室130中，则生物样品将包含抗原Q和第一标记结合物的结合物。
在分析物是抗原Q的情形下，固定在测试线24上的捕获材料24a可以是抗体Q。当根据毛细压力流动的生物样品到达测试线24时，抗原Ｑ和第一标记结合物的结合物与抗体Q结合，从而形成三明治结合物。因此，如果在生物样品包含分析物中，则它可以通过测试线24上的标记物检测。
如果样品的量小或者样品被污染，则经常由于各种原因而使标准测试失败。因此，为了确定是否已经适当地执行测试，检测对象20被提供有控制线25，控制线25上固定第二捕获材料25a，第二捕获材料25a与样品中包含的材料特定地反应，而无关于分析物的存在。如以上参照图2所述，已经经过第二腔室130的样品包含具有特定材料的第二标记结合物，该特定材料与第二捕获材料25a特定地反应。因此，如果样品已经在检测对象20上适当地流动，则第二标记结合物将与控制线25上的第二捕获材料25a结合，并且所述结合将通过标记物而标记出来。
对于固定在控制线25上的第二捕获材料25a，可以使用生物素，因此第二腔室130中被样品携带的第二标记结合物可以是抗生物素蛋白链菌素标记结合物，其对于生物素具有高亲合性。
如果样品通过渗透压力正常地移动到相反侧，则第二标记结合物也随样品移动。因此，无关于样品中分析物的存在，结合物通过第二标记结合物和第二捕获材料25a之间的结合而形成，并且通过标记物而标记在控制线25上。
换句话说，如果标记物的标记出现在控制线25和测试线24两者上，样品将被确定为阳性的，其指示分析物存在于样品中。如果标记仅出现在控制线25上，样品将确定为阴性的，其指示分析物不存在于样品中。相反地，如果标记没有出现在控制线25上，则可以确定没有正常地执行测试。
光接收元件1411通过从光发射元件1333发射的光捕获如上所述的试纸的图像。测试线24的信号值可以从被捕获的图像获得以检测分析物的存在和/或浓度。
取决于试纸的条件，试纸的亮度可以由于不同的测试而改变。这会导致分析结果的变化，因此需要保持试纸的均匀亮度。
图32是示出根据示范性实施例的用于捕获检测对象20、即试纸的图像而保持测试装置1000中试纸的均匀亮度的测试装置1000的控制方法的流程图。
参照图32，光接收元件1411首先捕获微流体装置10的检测对象20、即试纸的图像（600）。光接收元件1411将被捕获的图像传输到控制器1200。
控制器1200计算对于检测对象20的预定区域的信号值（610）。
也就是，控制器1200从由光接收元件1411传输的试纸的图像来计算对于预定区域的信号值。
这里，如图31所示，预定区域可以包括测试线24和控制线25之间的区域（第一区域26）或控制线25以外的区域（第二区域27）。
然而，这些示范性实施例不限于此，可以对于试纸上的不同区域计算信号值。应当理解，测试线24和控制线25的信号值对于反应结果的分析是重要的，因此可以对于测试线24和控制线25之间的区域（第一区域26）或控制线25以外的区域（第二区域27）计算信号值。
这里，对于信号值，可使用RGB信号值、YCbCr信号值或灰度信号值。
在信号值被计算之后，控制器1200确定计算的信号值是否等于预定目标值（620）。这里，第一区域26的信号值和第二区域27的信号值中的一个可以与目标值相比较，或第一区域26和第二区域27的信号值的平均值可以与目标值相比较。在下文，为了说明的目的，将给出第一区域26的信号值与目标值相比的情形的描述。
这里，目标值，其是计算的信号值应该遵循的值，反映了在捕获试纸的图像中作为目标的最优亮度。目标值可以通过重复的实验确定并预先存储在控制器1200中。
控制器1200将计算的信号值与目标值相比较，并且取决于比较的结果，控制器1200控制光接收元件1411和/或光发射元件1333以调节试纸的亮度，从而保证试纸的图像被以均匀的亮度捕获。
如果信号值等于目标值，则终止控制操作，因为不需要单独调节亮度。
如果信号值不同于目标值，则控制器1200确定是否信号值超过目标值（630）。如果信号值超过目标值，则控制器1200确定试纸的亮度高于最优亮度并执行控制操作以捕获试纸的较暗图像。
也就是，如果信号值大于目标值，则控制器1200确定信号值和目标值之间的差异是否大于或等于预定标准值（640）。
如果信号值和目标值之间的差异大于或等于预定标准值，则控制器1200控制光发射元件1333以降低从光发射元件1333发射的光的强度（650）。
当信号值和目标值之间的差异通过此操作而降低到预定标准值以下时，控制器1200可以减小光接收元件1411的曝光量级以捕获检测对象20的较暗图像（660）。
如果信号值大于目标值，这表明试纸的亮度高于以目标值反映的最优亮度，因此为了获得具有降低的亮度变化的检测结果，需要捕获试纸的较暗图像。
如果信号值大于目标值并且两者之间的差异大于或等于预定标准值，则控制器1200确定信号值和目标值之间的差异大。
也就是，控制器1200确定，在通过控制光接收元件1411的曝光量级来精细调节亮度之前，需要执行控制操作以将从光发射元件1333发射的光的强度降低至特定水平。
这里，标准值是反映信号值和目标值之间的差异为大的值，从而在通过控制光接收元件1411的曝光量级来调节图像的亮度之前，需要降低光发射元件1333的光强度。标准值可以在重复的实验中确定并预先存储在控制器1200中。
如上所述，如果信号值大于目标值并且两者之间的差异大于或等于标准值，控制器1200能够将从光发射元件1333发射的光强度降低至特定水平。一旦信号值和目标值之间的差异下降到标准值以下，控制器1200降低光接收元件1411的曝光量级，并捕获检测对象20的图像。
控制器1200可以控制光接收元件1411的快门速度和光圈开口（irisopening）中的至少一个以降低光接收元件1411的曝光量级，即降低从光接收元件1411接收的光的强度，从而捕获检测对象20的图像。
光接收元件1411的曝光量级的变化和信号值的改变之间的关系可以预先创建并预先存储在控制器1200中。因此，参照此关系，控制器1200能够计算光接收元件1411的曝光量级（其中信号值被设定为等于目标值），从而降低光接收元件1411的曝光量级。
在操作630中，如果信号值小于目标值，则控制器1200确定试纸的亮度低于最优亮度，并执行控制操作以捕获试纸的较亮图像。
也就是，如果信号值小于目标值，则控制器1200确定目标值和信号值之间的差异是否大于或等于预定标准值（670）。
如果目标值和信号值之间的差异大于或等于预定标准值，则控制器1200控制光发射元件1333以增加从光发射元件1333发射的光的强度（680）。
一旦目标值和信号值之间的差异下降到预定标准值以下，控制器1200增大光接收元件1411的曝光量级，并捕获检测对象20的较亮图像（690）。
如果信号值小于目标值，这表明试纸的亮度低于以目标值反映的最优亮度，因此为了获得具有降低的亮度变化的检测结果，需要捕获试纸的较亮图像。
如果信号值小于目标值并且目标值和信号值之间的差异大于或等于预定标准值，则控制器1200确定信号值和目标值之间的差异大。
也就是，控制器1200确定，在通过控制光接收元件1411的曝光量级来精细调节亮度之前，需要执行控制操作以将从光发射元件1333发射的光的强度增加至特定水平。
这里，标准值是反映信号值和目标值之间的差异为大的值，从而在通过控制光接收元件1411的曝光量级来调节试纸的图像的亮度之前，需要增加光发射元件1333的光强度。标准值可以在重复的实验中确定并预先存储在控制器1200中。操作670的标准值可以设定为等于操作640的标准值。
如上所述，如果信号值小于目标值并且两者之间的差异大于或等于标准值，控制器1200将从光发射元件1333发射的光的强度增加至特定水平。一旦目标值和信号值之间的差异下降到标准值以下，控制器1200增大光接收元件1411的曝光量级并捕获检测对象20的图像。
如以上所论述的，控制器1200可以控制光接收元件1411的快门速度和光圈开口中的至少一个以增加光接收元件1411的曝光量级，即增加从光接收元件1411接收的光的强度，从而捕获检测对象20的图像。
光接收元件1411的曝光量级的变化和信号值的改变之间的关系可以预先创建并预先存储在控制器1200中，控制器1200计算。因此，参照此关系，控制器1200能够计算光接收元件1411的曝光量级（其中信号值被设定为等于目标值），从而增大光接收元件1411的曝光量级。
如从以上描述而显然的，可以降低检测对象的分析结果中的变化。
此外，分析结果的可靠性可以通过减小分析结果的变化而提高。
虽然已经示出和描述了几个示范性实施例，但是本领域技术人员将理解，可以在这些实施例中进行变化而不背离本公开的原理和精神，本公开的范围由权利要求书及其等同物限定。

Claims (15)

1.一种测试装置，用于检测微流体装置的检测对象，所述测试装置包括：
光发射元件，发射光到所述微流体装置上；
光接收元件，通过从所述光发射元件发射的光来捕获所述检测对象的图像；以及
控制器，计算对于由所述光接收元件捕获的所述检测对象的所述图像上的预定区域的信号值并根据计算的信号值和预定目标值之间的差异来调节所述光接收元件的曝光量级。
2.根据权利要求1所述的测试装置，其中，如果所述计算的信号值大于所述预定目标值，则所述控制器减小所述光接收元件的曝光量级，如果所述计算的信号值小于所述预定目标值，则所述控制器增大所述光接收元件的曝光量级。
3.根据权利要求1所述的测试装置，其中，所述控制器通过控制所述光接收元件的快门速度和光圈开口中的至少一个来调节所述光接收元件的曝光量级。
4.根据权利要求1所述的测试装置，其中，所述检测对象包括试纸，在所述试纸上执行生物材料的预定生化反应，
其中所述控制器计算对于由所述光接收元件捕获的所述试纸的图像上的至少一个预定区域的信号值。
5.根据权利要求1所述的测试装置，其中，所述信号值包括RGB信号值、YCbCr信号值或灰度信号值。
6.根据权利要求1所述的测试装置，其中，如果所述计算的信号值大于所述预定目标值，并且所述计算的信号值和所述预定目标值之间的差异大于或等于预定标准值，则所述控制器减少从所述光发射元件发射的光而使得所述差异减小到所述标准值以下，当所述差异小于所述标准值时，所述控制器减小所述光接收元件的曝光量级。
7.根据权利要求1所述的测试装置，其中，如果所述计算的信号值小于所述预定目标值，并且所述计算的信号值和所述预定目标值之间的差异大于或等于预定标准值，则所述控制器增加从所述光发射元件发射的光而使得所述差异减小到所述标准值以下，当所述差异小于所述标准值时，所述控制器增大所述光接收元件的曝光量级。
8.根据权利要求1所述的测试装置，其中，所述光发射元件包括背光单元作为面光源，所述光接收元件包括电荷耦合器件（CCD）图像传感器或互补金属氧化物半导体（CMOS）图像传感器。
9.一种测试装置的控制方法，包括：
通过光接收元件捕获微流体装置的检测对象的第一图像；
计算对于所述检测对象的被捕获图像上的预定区域的信号值；
根据计算的信号值与预定目标值之间的差异来调节所述光接收元件的曝光量级；以及
捕获所述检测对象的第二图像。
10.根据权利要求9所述的控制方法，其中，所述调节包括：如果所述计算的信号值大于所述预定目标值，则减小所述光接收元件的曝光量级并捕获所述检测对象的图像，如果所述计算的信号值小于所述预定目标值，则增大所述光接收元件的曝光量级并捕获所述检测对象的图像。
11.根据权利要求9所述的控制方法，其中，所述光接收元件的曝光量级通过控制所述光接收元件的快门速度和光圈开口中的至少一个来调节。
12.根据权利要求9所述的控制方法，其中，所述检测对象包括试纸，在所述试纸上执行生物材料的预定生化反应，
其中所述计算包括计算对于所述试纸的被捕获图像上的至少一个预定区域的信号值。
13.根据权利要求9所述的控制方法，其中，所述信号值包括RGB信号值、YCbCr信号值或灰度信号值。
14.根据权利要求9所述的控制方法，其中，所述调节包括：
如果所述计算的信号值大于所述预定目标值并且所述计算的信号值和所述预定目标值之间的差异大于或等于预定标准值，则减少从所述光发射元件发射的光而使得所述差异减小到标准值以下；以及
当所述差异小于所述标准值时，减小所述光接收元件的曝光量级并捕获所述检测对象的图像。
15.根据权利要求9所述的控制方法，其中，所述调节包括：
如果所述计算的信号值小于所述预定目标值并且所述计算的信号值和所述预定目标值之间的差异大于或等于预定标准值，则增加从所述光发射元件发射的光而使得所述差异减小到所述标准值以下；以及
当所述差异小于所述标准值时，增大所述光接收元件的曝光量级并捕获检测对象的图像。
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