CN103814122B - 多分析物化验装置和系统 - Google Patents

多分析物化验装置和系统 Download PDF

Info

Publication number
CN103814122B
CN103814122B CN201280033059.XA CN201280033059A CN103814122B CN 103814122 B CN103814122 B CN 103814122B CN 201280033059 A CN201280033059 A CN 201280033059A CN 103814122 B CN103814122 B CN 103814122B
Authority
CN
China
Prior art keywords
analyte
box
sensor
sample
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201280033059.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN103814122A (zh
Inventor
J.J.德雷德
G.B.科利耶
S.A.霍夫斯塔德勒
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aibis Biological Science Co Ltd
Original Assignee
Aibis Biological Science Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aibis Biological Science Co Ltd filed Critical Aibis Biological Science Co Ltd
Priority to CN201610036740.XA priority Critical patent/CN105699449A/zh
Publication of CN103814122A publication Critical patent/CN103814122A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103814122B publication Critical patent/CN103814122B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/5302—Apparatus specially adapted for immunological test procedures
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28—Electrolytic cell components
    • G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
    • G01N27/327—Biochemical electrodes, e.g. electrical or mechanical details for in vitro measurements
    • G01N27/3271—Amperometric enzyme electrodes for analytes in body fluids, e.g. glucose in blood
    • G01N27/3273—Devices therefor, e.g. test element readers, circuitry
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/54306—Solid-phase reaction mechanisms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502715—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by interfacing components, e.g. fluidic, electrical, optical or mechanical interfaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q2565/00—Nucleic acid analysis characterised by mode or means of detection
    • C12Q2565/60—Detection means characterised by use of a special device
    • C12Q2565/625—Detection means characterised by use of a special device being a nucleic acid test strip device, e.g. dipsticks, strips, tapes, CD plates
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/00029—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor provided with flat sample substrates, e.g. slides
    • G01N2035/00099—Characterised by type of test elements
    • G01N2035/00158—Elements containing microarrays, i.e. "biochip"

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

本文中提供一种涉及测试生物样品的技术，并且特定而言，但非排他性地，涉及以单次使用的一次性形式对样品执行多个同时实时化验的装置、系统和套件。例如，该技术涉及例如用于现场即时诊断的设备，包括在事故现场、急诊室、外科手术、重症监护单元以及非医疗应用中使用。

Description

多分析物化验装置和系统
相关申请的交叉引用
本申请要求在2011年5月2日提交的美国临时申请序列号61/481,592的优先权，该专利申请全文以引用方式合并到本文中。
技术领域
本发明提供了一种涉及测试生物和/或环境样品的技术。特别地，该技术涉及用于对样品执行多个同时实时化验的装置、系统和套件。例如，该技术涉及用于现场即时诊断的系统，包括在事故现场、急诊室、外科手术、重症监护单元以及在非医疗应用中使用。
背景技术
对于生物或环境样品进行相关分析物的若干实验室测试用于诊断、筛选、疾病分期、法医分析、怀孕测试、药物测试和其它原因。但是，这些定量测试大多需要在使用精密仪器的实验室情境中的训练有素的技术员的专业知识。此外，实验室测试增加了分析成本并且延迟了结果。在许多情形下，延迟可不利于患者的病症或预后，例如，对指示心肌梗死的标志物的分析。在这样的关键情形和其它情形下，将有利地在护理点，准确地、廉价地和以最小延迟进行这些分析。
发展了对该问题的一些解决方案，例如使用配置成分析单种分析物的一次性盒和配置成接纳盒，处理数据并且向用户展示数据的便携式、手持读取设备（参看，例如美国专利号No.7,419,821和5,096,669，以其全文引用的方式结合到本文中）。这些常规的盒具有与读取器通信的单个输入和单个输出，例如，以收发信号来控制分析并且转移所得到的结果数据。但是许多分子测试需要（或者将受益于）评估多种分析物的存在或不存在或者测量多种分析物的量或浓度。这些测试需要多个分析物传感器，每个适于测试多分析物面板中的单种分析物。虽然盒可被制造成包括用于测试多种分析物的多个传感器，但是数据收集需要从每个单独传感器获得实时信号。该问题的解决方案为将盒和读取器设计成具有多个通信通道，每个传感器或被测试的分析物一个。但是，由于多种原因，这个解决方案并不合乎需要。首先，这样的重新设计可需要改变形式因子（例如，盒和/或读取器的尺寸和大小）和/或盒和读取设备两者的电子器件。而这些变化可然后继而需要制造装置中的昂贵调整和/或对于用户接受新系统造成了阻碍。其次，虽然一次性盒相对廉价，但读取设备相对昂贵。因此，用户将不希望购买新的读取设备来适应多分析物盒。因此，该领域需要这样一种测试技术，即其使用先前安装的包括一个输入和一个输出通道的读取设备的基础来提供多种分析物的现场即时、实时测试。
发明内容
为了解决该问题，本发明提供一种涉及测试生物样品中的多种分析物的技术。特别地，本发明提供一种用于以单次使用的一次性形式对样品执行多个同时实时化验的装置、系统和套件，尽管也可使用其它形式。例如，该技术涉及例如用于现场即时诊断，包括用于事故现场、急诊室、外科手术、重症监护单元以及非医疗应用的设备。该技术包括：一次性盒，其具有一个或多个分析物传感器；读取设备，其适于接纳盒；以及，用于读取器以经由单个输出和单个输入通道（但若需要，也可使用额外的通道）控制多个传感器和/或与多个传感器通信的部件。
因此，在一些实施例中，本发明所提供的技术涉及一种用于感测在样品中的分析物的盒，该盒包括：多个分析物传感器，其用于化验样品；多路复用器，其电连接到多个分析物传感器；以及，数据输出，其电连接到多路复用器，其中，多路复用器从多个分析物传感器接收多个数据信号；编码输出信号，输出信号包括在时隙期间接收的数据信号的一部分；以及将输出信号传输到数据输出。在一些实施例中，盒还包括：用于将盒连接到读取设备的接口。在各种实施例中，接口包括多个不同通信机制中的任何机制；例如，在一些实施例中，接口包括电连接件并且在一些实施例中接口包括机械连接件。在一些实施例中，接口在盒与读取设备之间传输信号。在具体实施例中，电连接件为连接器芯片。
该技术提供一种装置，其包括用于接收、传输和处理数据和输出信号的多路复用器。在一些实施例中，多路复用器为时分多路复用器。在一些实施例中，数据信号为连续数据信号并且输出信号为离散信号。
而且，在一些实施例中，例如在0.01-0.1秒，0.1-1秒或1-10秒的时隙期间，通过对数据信号进行数字取样来产生输出信号。可通过任何合适的部件或方法来确定时隙。例如，在一些实施例中，时钟确定时隙，并且在一些实施例中，控制输入确定时隙。数据可以以多种方式传输，例如，在一些实施例中，输出信号包括多个通道，其中每个通道包括在时隙期间所接收的数据信号的一部分。
盒包括用于检测和/或测量多种分析物的多个分析物传感器。例如，在一些实施例中，该盒包括：10-100个分析物传感器，尽管设想到更多的数量和更少的数量。多路复用器配置成处理和按路线发送(route)来自多个传感器的信号。在一些实施例中，多路复用器选择从多个分析物传感器接收的哪个数据信号被编码和按路线发送。
此外，在一些实施例中，多路复用器也从多个数据信号计算应变量，并且因此，在技术的一些实施例中，输出信号包括从多个分析物传感器接收的多个数据信号计算的应变量。在一些实施例中，个别地和/或总体地收集的数据用于提供医疗诊断信息。在一些实施例中，输出信号指示对象存在医疗病症，并且在一些实施例中，输出信号指示在对象中不存在医疗病症。
在一些实施例中，多路复用器用于从分析物传感器按路线发送数据信号到输出并且在一些实施例中发送到读取设备。存在处理、编码、解码、传输、变换信号和/或选择信号以进行处理、编码、解码、传输或变换的许多方式。例如，在一些实施例中，控制输入向多路复用器提供信号以指示编码并且按路线发送从多个分析物传感器接收的哪个数据信号。在一些实施例中，盒还包括电连接到多个分析物传感器的多路分配器(demultiplexer)和电连接到多路分配器的输入。该技术在一些实施例中设置为多路分配器从输入接收输入信号；将输入信号解码为控制信号；以及，将控制信号按路线发送到分析物传感器。控制信号提供信息和/或控制多路复用器和/或分析物传感器。例如，在一些实施例中，控制信号起始数据信号从分析物传感器的传输并且在一些实施例中控制信号终止从分析物传感器传输数据信号。在一些实施例中，控制信号确定时隙。
该技术提供多路复用通信。因此，在一些实施例中，来自多个传感器的数据以多路复用格式在单个输出上传输。在一些实施例中，在时域中执行多路复用；因此，在一些实施例中，在时隙期间，例如在一些实施例中0.01-0.1秒、0.1-1秒或1-10秒的时隙期间从分析物传感器传输数据信号。
在一些实施例中，装置（例如，一次性装置）用于配置成感测样品中的分析物的系统。因此，在本发明中适当地提供的实施例包括所描述的盒和适当读取设备的实施例。在本发明所提供的系统的一些实施例中，该盒包括：分析物传感器，其配置成分析样品；多路复用器，其配置成接收数据信号，编码输出信号，并且按路线发送输出信号；以及，第一接口部件，其配置成与读取设备配合并且与读取设备通信；并且其中，读取设备包括：第二接口部件，其配置成与盒配合并且与盒通信；以及，微处理器，其配置成将输出信号解码。数据信号从电化学传感器向读取设备运送数据。在一些实施例中，由微处理器解码的信号（例如，解码的输出信号）包括数据信号或者数据信号的变换。
系统的实施例配置成与用户形成接口连接，例如以从用户接收输入和/或向用户传输数据或其它信息。因此，在一些实施例中，该系统还包括用户接口。
该系统提供测试样品中的多种分析物的技术。例如，一些实施例设置为该系统包括盒，盒包括多个分析物传感器。在一些实施例中，多路复用器还配置成从多个分析物传感器所接收的多个数据信号计算应变量，所述输出信号包括应变量。并且，在该系统的一些实施例中，微处理器还配置成从多个分析物传感器接收的多个数据信号计算应变量。本发明中提供的系统用于辅助医疗诊断。因此，在一些实施例中，解码的输出信号指示对象中存在医疗病症，并且在一些实施例中，解码的输出信号指示在对象中不存在医疗病症。
装置和系统以套件提供，其便于用户使用。因此一些实施例提供一种套件，该套件包括本文中所描述的盒的实施例和使用说明。此外，一些实施例还包括用于从对象收集样品的设备。套件还可包括分析软件或者进行所希望的分析所使用、需要或足以进行所希望的分析的任何其它部件。
基于本文中所包含的教导内容，额外实施例将对于本领域技术人员显而易见。
附图说明
从下文的附图，本技术的这些和其它特征、方面和优点将会变得更好地理解：
图1为示出了本发明中所提供的盒的实施例的透视图（A）和顶视图（B）的图的面板。
图2为示出了多路复用装置的实施例的示意图，其包括盒印刷电路板单元，盒印刷电路板单元由18-引脚连接器连接到混合印刷电路板，混合印刷电路板通过串行通信接口与手持设备通信。
图3示出了本发明中所提供的多路复用盒技术的实施例的顶视图（A和C）和底视图（B和D）。图3A为示出了盒的顶视图的图，并且图3B为PCB板的顶视图；图3C为示出了盒的底视图的图并且图3D为PCB板的底视图。
具体实施方式
本发明中所提供的技术提供与多分析物传感器盒相关联的装置、系统、套件和相关技术，并且在一些实施例中，提供适于接纳盒并且与盒形成接口连接的读取设备。该盒包括多路复用器，多路复用器用于从多个传感器接收数据并且将数据输出到数据输出。这样的技术用于例如医疗诊断的领域，用于执行需要分析多于一种分析物的测试。
定义
为了便于理解本技术，在下文中定义了多个术语和短语。在整个详细描述中陈述了额外定义。
如本文中所用的“一个”、“一种”或“所述”可表示一个或多于一个。例如，“一个”小器具可表示一个或多个小器具。
如本文中所用的“信号”是与被化验的样品的一个或多个性质相关联的随时间变化的量。信号可在时域上为连续的，或者在时域上为离散的。作为数学抽象，连续时间信号域为实数集合（或者其间隔）并且离散时间信号域为整数集合（或者其间隔）。离散信号常常经由对连续信号进行“数字取样”而产生。例如，音频信号包括在线路上持续波动的电压，其可通过以有规律的间隔（例如每50微秒）读取在线路上的电压水平而数字化。所得的数流被存储为离散时间数字信号。
如本文中所定义的术语“光”指通过真空或介质的能量传输形式，其中，磁场和电场作为波传播通过真空或介质。而且，其可包括可见光、红外线和紫外线。光可包括单个波长或多个波长。一个或多个波长可在可见波谱内，在可见波谱外（例如在红外或紫外中）或者其组合。虽然“光”为人眼可见的波长的电磁辐射（在从大约380或400纳米到大约760或780纳米的范围），本文中所用的术语“光”在本文中用于表示可见或不可见的任何波长的电磁辐射。
如本文所用的“光源”指光进入系统的过程。例如，在一些应用中，光源为激光器。源可产生宽带或一个或多个不同的波长。另外，该源可以以单次或多次发射输出能量或者输出能量脉冲或者可扫描一系列或连续波长。
如本文中所用的术语，“对象”和“患者”指任何动物，例如狗、猫、鸟、家畜和特别地哺乳动物和优选地人。
如本文所用的术语“样品”广义地使用。在一种意义上，其意图包括从任何源获得的代表性部分或培养基，包括生物和环境源。生物样品可从动物（包括人）获得并且包括流体、固体、组织和气体。生物样品包括血液产品，例如血浆、血清等。环境样品包括环境材料，例如地表物质、土壤、泥浆、淤泥、生物膜、水和工业样品。但这样的示例不应被理解为限制可用于本发明的样品类型。
如本文中所用的术语“分析物”被广义地理解为任何化合物、分子或待检测、识别或定性的其它物质。
如本文所用的术语“传感器”指周围感测装置，诸如例如离子敏感和化学敏感装置，其基于被测试的样品中分析物的存在或浓度而生成电信号（例如，电流、电势或导电性）。
具体实施方式
尽管在本文中的公开参考某些说明实施例，应理解这些实施例以举例说明的方式而不是限制的方式给出。
1.盒
本技术提供一种对样品执行化验的一次性盒。该盒包括一个或多个分析物传感器（例如，电化学分析物传感器并且在一些实施例中包括一个或多个参考传感器），用于保持流体或其它样品类型的一个或多个腔室以及用于处理从分析物传感器接收的信号并且将数据信号发送至输出以及在一些实施例中发送给读取设备的多路复用器。在一些实施例中，该盒包括多路分配器，其从读取设备接收信号并且将信号按路线发送给分析物传感器。该盒还包括流体处置部件（例如，入口端口、出口端口、用于测量和提供具体流体体积的计量部件，以及用于处置和运输样品以及其它流体的管道）和用于在多路复用器、多路分配器、读取设备和分析物传感器之间收发电子信号必需的电子连接件。
该盒适于插入于读取设备内并且因此具有多个机械和电连接件用于与读取设备物理地以及电气地形成接口连接。而且，在一些实施例中，盒包括一个或多个腔室，其中存储流体，用于例如洗涤传感器，提供用于分析的底物（例如，用于测量酶活性），提供分析的标准或参考，或者提供分析所需的一些其它流体（例如，缓冲剂、修改溶液或一些其它溶液）。在盒的实施例中，流体存储于箔袋中，并且在盒插入于读取设备内后，垫圈将压力传输到包含流体的箔袋上，在尖头上使包装破裂并且在执行测量之前将流体排出到用于洗涤传感器的管道内。
盒的实施例呈现许多形式和配置并且它们由许多合适材料构成。例如，以其全文引用方式结合到本文中的美国专利No.7,419,821提供了单次使用的盒的示例。而且，用于测量血液样品中的分析物的一次性感测装置公开于美国专利No.5,096,669、No.6,750,053、No.7,723,099中。其它装置公开于美国专利No.5,628,961和No.5,447,440中用于测量凝固时间。这些装置采用读取设备和盒，盒装配到读取设备内用于测量血液样品中的分析物浓度和粘度随着时间的变化。所描述的盒的实施例在图1的附图中提供。
在一些实施例中，盒用于单个样品。使用这样的盒提供测试样品的方便方式，同时最小化样品污染和样品遗留风险。适当地，在一些实施例中，盒是一次性的。
2.多路复用器
本文中所提供的技术包括多路复用器。多路复用器选择若干模拟或数字输入信号中的一种并且将所选定的输入转发到单个线路（例如，输出）。因此，多路复用为在共用介质上（例如，在物理传输介质上传输）将多个信号组合为一个信号的方法。电子多路复用器使得若干信号能共用一个装置或资源，例如，输出通道。因此，多路复用器可认为是多输入、单输出开关。多路复用将低水平通信通道的容量分成若干高水平逻辑通道，每个待转移的消息信号或数据流一个。
同样，多路分配器执行被称作多路分配的相反过程，以从多路复用的信号提取多个通道。多路分配器可与多路复用器配对使得多路分配器将由多路复用器编码和传输的多路复用信号解码。多路分配器还提供从单个传出的输入信号发送多个传出的输出信号的技术。
时分多路复用为其中两个或更多个信号作为子通道在一个通信通道中表观同时转移但实际上在通道上轮流转移的多路复用类型。时域被分成具有固定长度的若干反复出现的时隙，每个子通道一个时隙。子通道1的一部分（例如，数字样品、字节或数据块）在时隙1期间转移，子通道2的一部分（例如数字样品、字节或数据块）在时隙2期间转移等。在一些实施例中，一个时分多路复用帧包括每个子通道的一个时隙和一个同步通道。而且，在一些实施例中，一个时分多路复用帧有时包括在同步之前的误差校正通道。在最后的子通道、误差校正和同步通道后，循环以新的帧重复，始于来自子通道1的第二部分（例如，数字样品、字节或数据块）等。如果充分并且快速地进行，接收装置将不会检测到电路时间中的一些用于另一逻辑通信路径。
3.传感器
多路复用器处理并且按路线发送从多个分析物传感器接收的信号。在一些实施例中，传感器为电化学分析物传感器。电化学分析物传感器向待化验的样品暴露并且与待化验的样品起反应并且生成根据被测量的分析物的化学活性的电信号（例如，电势、电流、导电性）。例如，在一些实施例中，电化学分析物传感器生成根据样品中分析物的量或浓度的电势（例如，电势测定传感器）。虽然并不限制可使用的传感器的类型，但设想到该装置包括适用于批量生产和能检测很宽范围的生物分子的微制造传感器。这样的电化学分析物传感器的示例提供于美国专利No.4,613,422、No.4,739,380、No.4,933,048、No.5,063,081、No.5,200,051、No.5,837,446、No.5,837,454、No.6,030,827、No.6,379,883、No.7,540,948中，包括在No.7,723,099中的参考传感器，这些都以全文引用的方式结合到本文中用于所有目的。
在本发明的特定实施例中，由电化学部件将分析物浓度换能为可处理的信号。这些换能器可包括测量电流、电势测定（电压测定）或电导测定传感器。但是，该技术可包括其它类型的换能器（例如，声波感测装置、热敏电阻器、气体感测电极、场效应晶体管、光和渐逝场波导等）。可用于传感器中的换能器的有用的讨论和列表以及其中每种类型的换能器或传感器通常可用于的分析应用的类型见于Biotech.2(3)：59-65(1984)的Trends中，其中包含的公开和描述以引用方式结合到本文中用于所有目的。在之前提到的三种电分析技术中，电势测定和测量电流技术是优选的，因为输出信号可最易于与传感器对于特定分析物的响应直接相关。
在一些实施例中，电化学分析物传感器用于检测和/或量化免疫活性分析物。用于检测低浓度免疫活性分析物的分析方案依靠酶标记的抗体/分析物/表面结合抗体“夹层”复合物的形成。在样品中的分析物浓度被转换为酶的比例表面浓度。酶能通过将底物转换为可检测的产品而扩增分析物的化学信号。例如，在碱性磷酸酶为酶的情况下，单个酶分子每分钟可产生数千个可检测分子，与其中可检测物质附着到抗体上代替碱性磷酸酶的方案相比，以若干数量级改进分析物的可检测性。
在此检测技术的一些实施例中，传感器检测产生电的物质。产生电的物质为在酶将它转换为电活性物质之前并无电活性的化学部分(moiety)或组合物。这种无活性的物质设置于样品反应混合物中并且转换为活性形式与分析物的性质（例如，浓度、构象、量、齐聚状态、结合状态等）相关联并且指示分析物的性质。例如，在一些实施例中，产生电的物质为二茂铁衍生物、对氨基酚、过氧化氢和/或铵离子。应了解这些示例为示范性的并且该技术并不限于用于传感器中的产生电的物质。而且，在一些实施例中，酶生成这种可产生电的物质。生成这种产生电的物质的酶的示例包括（但不限于）碱性磷酸酶、葡萄糖氧化酶、乳酸氧化酶、谷氨酸氧化酶、胆碱氧化酶、胆固醇氧化酶、醇氧化酶、淀粉葡萄糖苷酶氧化酶、赖氨酸氧化酶、L-氨基酸氧化酶、抗坏血酸氧化酶、半乳糖氧化酶和脲酶。在一些实施例中，产生电的物质源自与核苷酸捕获相关联的酶反应。
在免疫传感器实施例中，在记录来自传感器的响应之前，有利地使传感器首先接触样品并且然后接触洗涤流体。在具体实施例中，利用抗体-酶结合物来修改样品，在修改的样品接触传感器之前，抗体-酶结合物结合到样品内的相关分析物。在样品中的结合反应产生分析物/抗体-酶复合物。传感器包括靠近电极表面附着的固定到分析物上的抗体。在接触传感器时，分析物/抗体-酶复合物在电极表面附近结合到固定抗体。在这点有利于从电极附近移除尽可能多的未结合的抗体-酶结合物以最小化来自传感器的背景信号。抗体-酶复合物的酶有利地能将设置于流体中的底物转换为产生电化学活性的物质。这种活性物质靠近电极产生并且当施加合适电势（测量电流操作）时，从电极处的氧化还原反应提供电流。替代地，如果电活性物质为离子，通过电势测定来对其进行测量。在电流测量中，电势可在测量期间固定的或者根据预定波形变化。例如，三角波可用于扫掠在极限之间的电势，如在熟知的循环伏安法技术中所用的那样。替代地，数字技术，例如方波可用于改进检测与电极相邻的电活性物质的敏感性。从电流或电压测量，计算在样品中分析物的量或存在。这些和其它分析电化学方法是本领域中已知的。
在一方面，本发明提供的技术提供一种传感器，传感器包括捕获元件和/或捕获试剂。这样的元件为优先与设法分离和净化的特定目标（例如，特异性地和选择性地）相互作用的分子、部分、物质或组合物。对于分析物目标具有所希望结合亲和力和/或特异性的任何捕获元件可用于本技术中。例如，捕获元件可为大分子，例如肽、蛋白质（例如，抗体或受体）、寡核苷酸、核酸（例如，能够与目标核酸杂交的核酸）、维生素、寡糖、碳水化合物、脂质或小分子，或者其复合物。作为说明性和非限制性示例，抗生物素蛋白目标捕获元件可用于分离和纯化包括生物素部分的目标，抗体可用于分离和纯化包括适当抗原或抗原决定基的目标，并且寡核苷酸可用于分离和纯化互补的寡核苷酸（例如，聚-dT寡核苷酸可用于分离和纯化包括聚-A尾部的目标）。
任何核酸，包括单链、双链和三链核酸被认为是捕获的目标（例如，扩增反应的产物（例如PCR、RT-PCR、TMA、NASBA等)；基因组或基因组片段；限制性片段；RNA（例如tRNA、mRNA、微RNA、siRNA、rRNA）；染色体；质粒；病毒基因组；引物(primer)；基因）。许多类型的组合物和/或部分用作捕获元件。例如，可使用抗生物素蛋白捕获元件来捕获生物素标记的核酸，或者可由聚dT捕获元件来捕获包括聚A尾部的核酸。在一些实施例中，核酸用作捕获元件。能够结合或特异地结合目标的任何核酸，包括单链、双链和三链核酸可用作本装置中的捕获元件。这种核酸的示例包括DNA，例如A-、B-或Z-形式的DNA；和RNA，例如mRNA、tRNA和rRNA；适配子；肽核酸和对糖、磷酸酯或核苷酸碱基的其它修改。因此存在许多策略来捕获目标和相对应地本领域技术人员已知许多类型的捕获元件。虽然并不限制可捕获目标核酸的模式，本文所提供的技术的一些实施例包括使用寡核苷酸，寡核苷酸与目标互补并且因此通过特异地和选择性地与目标核酸杂交而捕获目标。其它实施例使用其它捕获策略，例如抗体。
此外，目标捕获元件包括定位、集中、聚集捕获元件等功能并且因此当捕获（例如，结合、杂交等）到捕获元件时，例如当形成目标捕获元件复合物时提供分离和纯化目标的方式。例如，在一些实施例中，与目标（例如，寡核苷酸）相互作用的目标捕获元件的部分链接到固体支承件（例如，珠粒、表面、树脂、柱）。常常，固体支承件允许使用机械技术来从异质溶液分离和纯化目标捕获元件复合物。
还设想到其中传感器为光传感器（例如光检测器）的实施例。光检测器检测光并且产生电信号（例如，电势测定、测量电流或电导测定信号）。光与在化验中测量的分析物的性质或特征（例如，浓度、pH、构象、活性、结合状态、氧化还原状态、齐聚状态、量等）相关。所检测的光由多个源和过程产生。例如，分析物的一些化验通过荧光或冷光（例如生物发光）而产生光并且一些化验包括使用量子点并且量子点产生光。在一些化验中，在光通过样品后检测光（例如，在测量样品的透射率或吸收性的化验（例如分光光度化验）中）。
光传感器可以以任何方式配置，其允许监视样品和/或分析物的光性质。例如，一些实施例设置为传感器监视光强度。在用于光谱测定的实施例中，传感器检测与入射到样品和/或分析物上的波长大约相同波长的光。在荧光检测实施例中，传感器监视在比入射于样品和/或分析物上的波长更长的波长的光强度。传感器包括用于测量光性质的任何合适技术。例如，在一些实施例中，传感器为分光计。额外实施例设置为传感器为光敏电阻、光伏电池、光电二极管、光电倍增管、光电阴极、光电晶体、电荷耦合装置、反向偏压LED。在一些实施例中，传感器监视一个或多个波长，并且在一些实施例中光检测器记录光谱。
4.分析物和样品
该技术适用于方便并且实时地检测和定量测量任意数目的各种各样的分析物物质。例如，分析物的类型或类别包括（但不限于）离子载体、离子交换剂、酶、生化代谢物、生物离子、呼吸气体、抗体、抗原、凝集素、神经化学受体、晶体、多肽、核酸（例如，寡核苷酸、多核苷酸、核苷酸、核苷、DNA分子、RNA分子）、蛋白质、朊病毒、毒素、肽、糖、脂质、类固醇、盐、离子、糖蛋白、金属蛋白、辅助因子、免疫球蛋白和具有生理意义的其它大分子，包括混合物或活性片段或者其子单元。分析物可以以分离形式或者与其它物质的混合物存在。此外，分析物可与细胞、组织、微生物（例如，活体，死亡或溶解产物或者从其衍生的其它组合物）、病毒或其它生物材料或从其衍生的组合物相关联。因此，分析物在一些实施例中例如适用于检测样品中微生物、病毒或特定细胞类型（例如，癌细胞、组织类型）的存在。
特定适用分析物的示例包括（但不限于）cTnI、CK-MB、bNP、TSH、hCG、PSA、促肾上腺皮质激素、抗核、甲状腺球蛋白、抗甲腺药剂、抗甲腺药剂过氧化酶和与肝炎、类风湿因子、阿尔茨海默病、动脉粥样硬化等相关联的标志物。
该技术适用于检测病毒，例如HIV、HTLV、腺病毒、孢疹病毒、痘病毒、细小病毒、小核糖核酸病毒、囊膜病毒、正黏液病毒、棒状病毒、逆转录病毒和嗜肝DNA病毒等。而且，该技术适用于检测病原体或与朊病毒相关疾病例如羊瘙痒病、慢性消耗性疾病和牛海绵状脑病相关联的标志物。
本技术适用于分析大部分液体样品，包括未稀释的生物样品，例如全血、淋巴、血浆、血清、唾液、尿液、粪便、汗液、粘液、泪液、脑脊液、鼻分泌物、子宫颈或阴道分泌物、精液、胸膜液、羊水、腹膜液、中耳积液、关节液、胃部吸出物等。还应了解固体或干燥样品可溶解于适当溶剂中以提供适合于分析的液体混合物。多路复用化验可包括收集类似分析物（例如，来自很多种不同生物体的不同核酸分子）或不同分析物（例如，具有含小分子的肽的核酸等）。
美国专利No.5,063,081提供了适用于检测下列临床相关的分析物的若干示例性传感器的详细讨论和实验数据：葡萄糖、碱基、血尿素氮、尿酸、IgG、茶碱、胆固醇、5-三磷酸腺苷（ATP）、肌酸酐、钾离子、氯离子、钠离子、pH等。特别适用的实施例包括配体/配体受体基生物传感器，其适于基于分子间亲和力和/或免疫化学复合物相互作用来执行分析。可设计配体/配体受体基化验，其中，复合物中的一个或另一个成员可为相关的分析物物质，并且另一组分可用作传感器固定的配体受体或者免疫反应物质。因此，配体/配体受体基化验可适于测量较广范围的分析物（例如，抗原/抗体、抗体/抗-抗体、生物素/抗生物素蛋白、免疫球蛋白G/蛋白质A、酶/酶受体、离子/螯合剂、激素/激素受体、底物/酶、DNA（或RNA）/互补多核苷酸序列、药物/药物受体等）。特别地设想到这样的传感器适于通过免疫测定来化验分析物。
本发明所提供的技术适用于医疗、临床和紧急医疗领域。因此，在一些实施例中，该装置用于化验生物样品。在这样的化验中，生物样品包括分析物并且测量分析物的性质指示该样品和在一些实施例中该样品取自的对象的状态或性质。一些相关的样品包括（但不限于）全血、淋巴、血浆、血清、唾液、尿液、粪便、汗液、粘液、泪液、脑脊液、鼻分泌物、子宫颈或阴道分泌物、精液、胸膜液、羊水、腹膜液、中耳积液、关节液、胃部吸出物、组织匀浆、细胞均浆等。例如，对于患有糖尿病的对象而言，样品为血液样品并且待测量的分析物为葡萄糖（例如，葡萄糖浓度）。
而且，在一些实施例中，样品包括或被怀疑包括与生物恐怖主义相关联的组合物，例如生物和/或化学制剂。生物制剂为或源自活体，通常致病生物有机体（例如，病菌、病毒、真核细胞例如真菌或寄生虫）。在一些实施例中，样品包括生物毒素或源自生物源的其它物质（例如，小分子、蛋白质、朊病毒）。生物恐怖主义制剂为或源自生物源；因此，特定生物标记可用于检测它们，例如核酸、蛋白质或识别生物制剂并且能通过适当化验，例如利用电化学分析物传感器检测到的其它小分子。例如，电化学分析物传感器可用于检测PCR扩增子、毒力因子（例如，基因或蛋白质）、毒素或编码毒素产生的基因和/或与耐药性相关联的标志物。
生物制剂，一些在军事上具有重要意义，包括（但不限于）：炭疽杆菌(炭疽病的病原体)；葡萄球菌属；牛布鲁氏杆菌、羊布鲁氏杆菌和猪布鲁氏杆菌(布鲁氏杆菌病的病原体)；霍乱弧菌(霍乱的病原体)；白喉杆菌(白喉的病原体)；隐孢子虫；痢疾杆菌和大肠杆菌(痢疾的病原体)；鼻疽假单胞菌(马鼻疽的病原体)；单核细胞增生李斯特菌(李氏杆菌病的病原体)；类鼻疽伯克氏菌(类鼻疽的病原体)；鼠疫杆菌(瘟疫的病原体)；土拉弗朗西斯菌(兔热病的病原体)；鹦鹉热衣原体(鹦鹉热的病原体)；贝纳柯克斯体(Q热病的病原体)；立克立克次体(落矶山斑热的病原体)；普氏立克次体和伤寒立克次体(斑疹伤寒的病原体)；粗球孢子菌(球孢子菌病的病原体)；东部、西部和委内瑞拉马脑炎(马脑炎病原体)；日本脑炎病毒(日本脑炎的病原体)；里夫特裂谷热病毒(里夫特裂谷热病原体)；天花病毒(天花病原体)；黄热病病毒(黄热病的病原体);沙粒病毒(拉沙热和阿根廷、玻利维亚、巴西和委内瑞拉出血热的病原体)；出血热的其它病毒病原体；病毒脑炎的其它病毒病原体；马尔堡病病毒；埃博拉病毒；尼帕病毒；汉坦病毒；SARS；H1N1流感病毒。
而且，可能用作生物制剂的生物毒素包括（但不限于）蓖麻毒素（源自蓖麻子）；蛤蚌毒素（源自甲藻）、葡萄球菌肠毒素B（源自金黄色葡萄球菌）；河豚毒素（源自海洋细菌，例如弧菌种和交替假单胞菌）；单端孢真菌毒素（源自真菌，例如镰刀菌属、木霉属和葡萄穗霉属）；肉毒素（源自肉毒杆菌）；厄普西隆毒素（源自产气荚膜梭状芽胞杆菌）；相思子毒素（源自相思子）。
连同天花，炭疽病、瘟疫、肉毒中毒和兔热病、出血热病毒被美国疾病预防与控制中心（CDC）列为最可能用作生化武器的六种制剂。出血热病毒包括（但不限于）沙粒病毒科(例如Lujo病毒)；布尼亚病毒科（例如，汉坦病毒）；内罗病毒属（例如，克里米亚─刚果出血热病毒）；白蛉病毒属（裂谷热病毒）；丝状病毒科（例如，埃博拉和马尔堡病毒）；以及黄病毒科(例如，登革热、黄热病、鄂木斯克出血热病毒和科萨努森林病毒)。
虽然这种技术在生物恐怖主义的情形下用于检测这些和其它制剂，该技术也用于检测在其它情形和应用中的相同的制剂和/或其它制剂。例如，该技术用于分析来自生病的患者或者怀疑患有疾病或者对疾病暴露的其它对象的样品。
5.读取设备
本文中所提供的技术的实施例包括读取设备，读取设备配置成接纳化验盒（并且因此，该技术提供配置成插入于读取设备内并且与读取设备形成接口连接的盒）。读取设备配置成向盒发送信息和从盒接收信息。例如，这些信号控制由盒执行的化验（利用电化学分析物传感器）并且处理从所述化验得到的化验数据。在一些实施例中，读取设备包括多路分配器，其用于对盒发送的信号进行解码。这样的多路分配器可由软件、固件、由专用集成电路或其组合提供。能对当前由所安装的用户基础(base)使用的读取设备执行用于提供多路分配器能力的软件和固件更新。
本文所提供的技术的一些实施例还包括收集、存储和/或分析数据的功能。例如，在一些实施例中，读取设备包括处理器、存储器和/或数据库，例如用于存储和执行指令，分析数据，使用数据来执行计算，变换数据和存储数据。在一些实施例中，读取设备配置成计算从盒（例如，从一个或多个电化学分析物传感器）接收的数据的应变量。在一些实施例中，读取设备包括配置成报告医疗或临床结果的软件，并且在一些实施例中设备包括用于支持非临床结果报告的软件。
许多分子测试涉及确定多种分析物的存在或不存在，或者测量多种分析物的量或浓度，并且包括表示多种分析物的性质的变量的方程式产生用于做出诊断或者评估分析物的存在或品质的值。因此，在一些实施例中，读取设备计算该值，并且在一些实施例中向装置的用户展示该值，使用该值以产生与结果相关的指示（例如，LED、在LCD上的图标、声音等），存储该值，传输该值或者使用该值用于额外计算。
此外，在一些实施例中，处理器配置成控制读取设备。在一些实施例中，处理器用于起始和/或终止测量和数据收集。在一些实施例中，该装置包括用户接口（例如，键盘、按钮、刻度盘、开关等）用于接收用户输入，用户输入将由处理器用来指导测量。在一些实施例中，该装置还包括用于将数据传输（例如，通过有线或无线连接）到外部目的地，例如计算机、显示器、网络和/或外部存储介质的数据输出。一些实施例设置为装置为较小手持便携式装置，其合并了这些特点和部件。读取设备的示例提供于美国专利No.5,096,669和No.5,821,399，其都以其分别全文引用的方式结合到本文中用于所有目的。
示例
1.48通道多路复用分析物化验盒
在本文所提供的技术的实施例发展期间，发展并且测试了48-通道多路复用的分析物化验盒。参看例如图3。盒包括印刷电路板（PCB），印刷电路板包括检测电路（例如，48分析物检测电极、参考电极和对电极）。使用厚膜加工来产生包括检测电路的PCB，但是在一些实施例中，并非利用厚膜加工来产生包括检测电路的PCB。
通过在所有灵敏线周围形成广泛的防护屏蔽来最小化或排除在例如传感器与载流元件之间的串扰。这减小了杂散电流例如被在混合PCB板上的扩增器测量的机会。此外，通过将大部分模拟信号在夹在接地与电源平面之间的内层上发送来最小化或减少噪音。此外，保护迹线和填充物也帮助排除由于其驱动器的低阻抗造成的噪音。
参考电极为通过将银/氯化银墨水直接丝网印刷到PCB上而制造的银/氯化银（Ag/AgCl）。在丝网印刷的Ag/AgCl电极与常规技术，例如在硅芯片上的氯化银金属电极之间并未观察到显著差别。对电极提供用于传感器电极的局部电流返回路径。盒包括布置成6个并行模拟电路（例如，6个并行测量电流通道）的48个传感器，每个模拟电路包含8个工作电极（例如，分析物传感器）。每个检测电极连接到开关（因此，形成总共48个开关），开关将电极置于通或断状态。在一些实施例中，开关用于提高性能并且减小大小（例如，最小化在PCB上所需的占据面积）。例如，在一些实施例中，Vishay/SiliconixDG612AEQ-T1-E3开关用于移位寄存器。
PCB电路具有8通道移位寄存器，其中每个通道控制一组6个通/断的开关，在每个测量电流通道中一个开关。因此移位寄存器同时通和断一组6个开关，在每个测量电流（模拟电流）通道中一个开关。因此，48个开关受到移位寄存器控制，移位寄存器对于数字信号（例如，由微处理器提供）做出响应以实现48个开关和相关联传感器的通断切换事件。例如通过以2Hz的速率切换，每秒执行2次测量并且因此在4秒内读取全部48个电极，因此，在20秒内收集在每个电极处5个独立的读数。
混合PCB板通过18引脚连接器与盒PCB形成接口连接。混合PCB板包括6个电流测量通道，功率调节、微处理器和模拟至数字（A/D）转换部件以读取信号和将数据发送给设备。混合板PCB通过串行通信接口而与手持设备形成接口连接。虽然在此示例中描述的实施例包括电极的特定配置，但混合PCB板可容易地被重新配置为适应不同电极配置。
如在图3中所示，盒的实施例包括流体包、流体泵和用于样品注射的端口。这些部件由微流体通道连接，微流体通道向电极分析物传感器提供样品和试剂，电极分析物传感器沿着线性流体路径对准。盒包括沿着微流体通道的导电条（例如，Hct条，血细胞压积(hematocrit)条），例如以在微流体操作期间检测流体的存在。
盒包括顶盖和基体，其在一些实施例中由模制塑料制成，模制塑料提供支承电路和流体部件的机械结构。金属、纸板、纸、橡胶和其它材料在一些实施例中用于顶盖以及用于基体。
在一些实施例中，盒被设计成检测核酸，例如PCR扩增子。根据这些实施例，DNA捕获序列化学地结合到0.2微米的珠粒。珠粒然后被点制于每个传感器上作为盒生产过程的一部分。
2.测试48通道多路复用分析物化验盒
在48通道多路复用分析物化验盒的实施例的发展期间，收集测试数据。作为本技术可用于的一种应用，执行测试来检测核酸存在（例如，自聚合酶链反应的扩增DNA产物（例如，“扩增子”））。
这些测试包括使用流体测试样品，流体测试样品包括具有两个部分的DNA构造：一部分为与附着到珠粒的DNA捕获序列互补的DNA；并且第二部分为附着到DNA上的可检测部分，例如生物素。结合物（例如，包括链接到酶的抗生物素蛋白链菌素（例如ALP））也添加到液体样品中。抗生物素蛋白链菌素结合到生物素并且酶裂解产生电的底物（例如，也提供于测试样品中）以产生在电极处检测的负电性物质。
对于这种测试，将单种类型的核酸捕获珠粒点制于所有48个传感器上，并且执行测试以利用传感器来检测扩增子。
使用2Hz的取样速率（例如，50ms通和450ms断），从每个模拟通道收集展示了稳态低噪音信号的数据。在此特定实施例中，在每个模拟通道中的8个传感器中的每一个通常是接通的并且在每个监视的模拟通道上将8个信号累加。然后，通过切断8通道移位寄存器的一个切换通道（例如，包括6个开关，6个模拟电路通道中每个通道一个）并且测量相对于全部8个开关接通时的总信号的模拟信号变化来测量在个别传感器中的每一个中的信号。电流变化可归因于切断（多个）传感器的电流水平。在其它实施例中，在每个模拟通道中的8个传感器中的每一个通常切断，并且通过接通8通道移位寄存器中的一个切换通道（包括6个开关，在6个模拟电路通道中每个通道一个）并且测量相对于全部8个开关断开时的调零(zeroed)信号的模拟信号变化来测量个别传感器中每一个的信号。电流变化归因于接通的（多个）传感器的电流水平。在额外测试中，将这两种数据采集模式（例如，一个传感器/通道接通或者一个传感器/通道断开）进行比较，并且两种方案得到类似结果。
在如本文中所描述的48-传感器多路复用阵列的实施例测试期间，所收集的数据（例如，对于每个传感器而言进行的10次测量的平均值）表明了全部48个传感器获得类似的信号。这些信号指示带有珠粒的传感器的一致的覆盖范围(coverage)、一致的样品加载以及从6×8多路复用传感器阵列采集到48个信号。
在该技术的实施例测试期间，50ms切换事件所收集的数据表明在切换事件后信号快速平衡。在切换事件期间的信号是一致的、有规律的并且可预测的。这允许在完成平衡之前通过采用校正系数而读取信号。例如，在一些实施例中，对于切断和接通切换事件的信号响应的数学模型提供增加的切换频率（例如，小于50ms的间隔）。因此，在一些实施例中，比2Hz更快的取样速率用于在每单位时间内采集更多的数据。
在上文的说明书中所提到的所有公开和专利以其全文引用的方式结合到本文中用于所有目的。在不偏离所述技术的范围和精神的情况下，所描述的该技术的组合物、方法和用途的各种修改和变型对于本领域技术人员显而易见。尽管结合具体示例性实施例对该技术展开了描述，但应了解所要求保护的本发明不应不当地受限于这些具体实施例。实际上，对于药学、生物化学、医疗科学或相关领域技术人员显而易见的对所描述的用于执行本发明的模式的各种修改预期在所附权利要求的范围内。

Claims (19)

1.一种用于感测在样品中的分析物的盒，所述盒包括：
a)48个分析物传感器；
b)6个测量通道，其电连接到所述48个分析物传感器；
c)8通道移位寄存器，其电连接到所述48个分析物传感器；
d)多路复用器，其电连接到所述48个分析物传感器；以及
e)数据输出，其电连接到所述多路复用器。
2.根据权利要求1所述的盒，其特征在于，分析物传感器为电化学分析物传感器或者检测光并且输出电信号的光传感器。
3.根据权利要求1所述的盒，其特征在于，还包括用于将所述盒连接到读取设备的接口，其中，所述接口在所述盒与所述读取设备之间传输信号。
4.根据权利要求1所述的盒，其特征在于，来自所述数据输出的输出信号包括来自分析物传感器的数据信号的取样部分。
5.根据权利要求1所述的盒，其特征在于，在0.01至10秒的时隙期间对数据信号进行取样。
6.根据权利要求1所述的盒，其特征在于，配置成每秒采集2个测量。
7.根据权利要求1所述的盒，其特征在于，包括丝网印刷的银/氯化银电极。
8.根据权利要求1所述的盒，其特征在于，进一步包括印刷电路板，所述印刷电路板包括所述48个分析物传感器。
9.根据权利要求1所述的盒，其特征在于，所述分析物选自包括下列的组：核酸、抗原、酶、蛋白质、毒素、生化代谢物、生物离子和呼吸气体。
10.根据权利要求1所述的盒，其特征在于，所述分析物传感器产生选自下列类型或者是下列类型组合的信号：测量电流、电导测定和电势测定。
11.根据权利要求1所述的盒，其特征在于，所述多个分析物传感器中的传感器包括核酸捕获元件。
12.根据权利要求1所述的盒，其特征在于，所述多个分析物传感器中的传感器检测源自与核苷酸捕获相关联的酶反应的产生电的物质。
13.根据权利要求1所述的盒，其特征在于，所述移位寄存器控制所述48个分析物传感器中的每个分析物传感器的通/断状态。
14.根据权利要求1所述的盒，其特征在于，所述移位寄存器的每个测量通道同时控制6个分析物传感器的通/断状态。
15.根据权利要求1所述的盒，其特征在于，一个测量通道从8个分析物传感器运送多路复用信号。
16.一种用于感测在样品中的分析物的系统，所述系统包括：
a)根据权利要求1所述的盒；以及
b)读取设备。
17.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，所述盒包括：
1)分析物传感器，其配置成分析样品；
2)多路复用器，其配置成接收数据信号并且输出输出信号；以及
3)第一接口部件，其配置成与所述读取设备配合并且与所述读取设备通信；以及
其中，所述读取设备包括：
1)第二接口部件，其配置成与所述盒配合并且与所述盒通信；以及
2)微处理器，其配置成将所述输出信号解码。
18.一种套件，其包括根据权利要求1所述的盒。
19.一种用于非诊断和非治疗目的的、用于检测在样品中的一种或多种分析物的方法，包括：使根据权利要求1所述的盒向样品暴露，并且检测在所述样品中的一种或多种分析物。
CN201280033059.XA 2011-05-02 2012-05-02 多分析物化验装置和系统 Expired - Fee Related CN103814122B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610036740.XA CN105699449A (zh) 2011-05-02 2012-05-02 多分析物化验装置和系统

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161481592P 2011-05-02 2011-05-02
US61/481592 2011-05-02
PCT/US2012/036167 WO2012151307A1 (en) 2011-05-02 2012-05-02 Multiple- analyte assay device and system

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610036740.XA Division CN105699449A (zh) 2011-05-02 2012-05-02 多分析物化验装置和系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103814122A CN103814122A (zh) 2014-05-21
CN103814122B true CN103814122B (zh) 2016-02-10

Family

ID=47090462

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280033059.XA Expired - Fee Related CN103814122B (zh) 2011-05-02 2012-05-02 多分析物化验装置和系统
CN201610036740.XA Pending CN105699449A (zh) 2011-05-02 2012-05-02 多分析物化验装置和系统

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610036740.XA Pending CN105699449A (zh) 2011-05-02 2012-05-02 多分析物化验装置和系统

Country Status (4)

Country Link
US (3) US8614087B2 (zh)
EP (1) EP2705133A4 (zh)
CN (2) CN103814122B (zh)
WO (1) WO2012151307A1 (zh)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10545161B2 (en) 2013-03-11 2020-01-28 Cue Health Inc. Systems and methods for detection and quantification of analytes
CN104769440B (zh) 2013-03-11 2017-12-12 克忧公司 用于检测和量化分析物的系统和方法
JP6700173B2 (ja) * 2013-09-24 2020-05-27 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア ターゲット検出方法及びシステム
EP3100036B1 (en) * 2014-01-30 2021-04-14 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Microfluidic sensing device
USD745423S1 (en) 2014-05-12 2015-12-15 Cue Inc. Automated analyzer test cartridge and sample collection device for analyte detection
WO2016122630A1 (en) * 2015-01-30 2016-08-04 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Signal transmission bandwidth allocation on a microfluidic chip
CA3159274C (en) 2015-07-17 2024-06-25 Cue Health Inc. Systems and methods for enhanced detection and quantification of analytes
WO2017184187A1 (en) * 2016-04-21 2017-10-26 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Multimode microfluidic data routing
WO2018065101A1 (en) 2016-10-07 2018-04-12 Boehringer Ingelheim Vetmedica Gmbh Method and analysis system for testing a sample
KR20190066619A (ko) 2016-10-07 2019-06-13 베링거잉겔하임베트메디카게엠베하 샘플을 테스트하기 위한 방법 및 분석 시스템
CN110114145B (zh) 2016-10-07 2022-08-09 勃林格殷格翰维特梅迪卡有限公司 用于检测样品的分析系统及方法
WO2018140540A1 (en) 2017-01-25 2018-08-02 Cue Health Inc. Systems and methods for enhanced detection and quantification of analytes
US10132752B2 (en) 2017-01-27 2018-11-20 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Hand-held laser biosensor
TWI649067B (zh) * 2017-03-01 2019-02-01 醫百科技股份有限公司 Positioning corrector
EP3669179B1 (en) * 2017-08-17 2023-07-19 Abbott Point Of Care Inc Systems for performing optical and electrochemical assays
US11253852B2 (en) * 2017-08-17 2022-02-22 Abbott Point Of Care Inc. Devices, systems, and methods for performing optical assays
EP3707495A1 (en) * 2017-08-17 2020-09-16 Abbott Point of Care Inc. Techniques for performing optical and electrochemical assays with universal circuitry
US11913901B2 (en) * 2018-01-04 2024-02-27 Lyten, Inc. Analyte sensing device
US11988628B2 (en) * 2018-01-04 2024-05-21 Lyten, Inc. Container including analyte sensing device
US10753986B2 (en) * 2018-10-04 2020-08-25 Genmark Diagnostics, Inc. Systems and methods for assessing electrical connectivity between elements of assay devices
WO2020081551A1 (en) * 2018-10-15 2020-04-23 The Texas A&M University System Low cost, batteryless and wireless paper multiplexing sensor

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5004583A (en) * 1987-01-29 1991-04-02 Medtest Systems, Inc. Universal sensor cartridge for use with a universal analyzer for sensing components in a multicomponent fluid
CN1700879A (zh) * 2002-11-26 2005-11-23 金伯利-克拉克环球有限公司 保健监控系统
US7172897B2 (en) * 2000-01-11 2007-02-06 Clinical Micro Sensors, Inc. Devices and methods for biochip multiplexing
US20080007296A1 (en) * 2006-06-02 2008-01-10 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal display device and electronic device
US20080262381A1 (en) * 2007-04-12 2008-10-23 Magneto Inertial Sensing Technology, Inc. Infant SID Monitor Based On Accelerometer
CN101472940A (zh) * 2006-04-18 2009-07-01 先进液体逻辑公司 基于小滴的生物化学

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4739380A (en) * 1984-01-19 1988-04-19 Integrated Ionics, Inc. Integrated ambient sensing devices and methods of manufacture
US5545897A (en) * 1994-10-04 1996-08-13 Santa Barbara Research Center Optically-based chemical detection system
US5571401A (en) * 1995-03-27 1996-11-05 California Institute Of Technology Sensor arrays for detecting analytes in fluids
AU747878B2 (en) * 1998-04-09 2002-05-30 California Institute Of Technology Electronic techniques for analyte detection
US7455975B2 (en) 2000-04-14 2008-11-25 Esa Biosciences, Inc. Electrochemical detection of nucleic acid sequences
DE10142232B4 (de) 2001-08-29 2021-04-29 Roche Diabetes Care Gmbh Verfahren zur Herstellung eines analytischen Hilfsmittels mit Lanzette und Testelement
US20030073889A1 (en) * 2001-10-11 2003-04-17 Keilbach Kevin A. Monitoring led wavelength shift in photoplethysmography
US20050244811A1 (en) * 2003-12-15 2005-11-03 Nano-Proprietary, Inc. Matrix array nanobiosensor
US7341834B2 (en) * 2003-12-15 2008-03-11 Geneohn Sciences, Inc. Multiplexed electrochemical detection system and method
US8409411B2 (en) * 2005-12-02 2013-04-02 State Of Oregon Acting By And Through The State Board Of Higher Education On Behalf Of Portland State University Nano-porous membrane based sensors
US8522604B2 (en) 2008-10-31 2013-09-03 The University Of Akron Metal wear detection apparatus and method employing microfluidic electronic device
US20100179397A1 (en) * 2009-01-09 2010-07-15 Bright Frank V Device And Method For Continuous Monitoring Of A Chemical Parameter Of An Individual
US8617470B2 (en) * 2009-11-10 2013-12-31 Board Of Regents, The University Of Texas System System for label-free quantitative detection of biomolecules

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5004583A (en) * 1987-01-29 1991-04-02 Medtest Systems, Inc. Universal sensor cartridge for use with a universal analyzer for sensing components in a multicomponent fluid
US7172897B2 (en) * 2000-01-11 2007-02-06 Clinical Micro Sensors, Inc. Devices and methods for biochip multiplexing
CN1700879A (zh) * 2002-11-26 2005-11-23 金伯利-克拉克环球有限公司 保健监控系统
CN101472940A (zh) * 2006-04-18 2009-07-01 先进液体逻辑公司 基于小滴的生物化学
US20080007296A1 (en) * 2006-06-02 2008-01-10 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal display device and electronic device
US20080262381A1 (en) * 2007-04-12 2008-10-23 Magneto Inertial Sensing Technology, Inc. Infant SID Monitor Based On Accelerometer

Also Published As

Publication number Publication date
US8614087B2 (en) 2013-12-24
EP2705133A1 (en) 2014-03-12
WO2012151307A1 (en) 2012-11-08
US20150045239A1 (en) 2015-02-12
US9835620B2 (en) 2017-12-05
US20120282602A1 (en) 2012-11-08
US9097711B2 (en) 2015-08-04
CN105699449A (zh) 2016-06-22
EP2705133A4 (en) 2014-09-24
CN103814122A (zh) 2014-05-21
US20160077085A1 (en) 2016-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103814122B (zh) 多分析物化验装置和系统
Bruch et al. CRISPR-powered electrochemical microfluidic multiplexed biosensor for target amplification-free miRNA diagnostics
Kabay et al. Emerging biosensing technologies for the diagnostics of viral infectious diseases
Chen et al. Mobile platform for multiplexed detection and differentiation of disease-specific nucleic acid sequences, using microfluidic loop-mediated isothermal amplification and smartphone detection
Xu et al. Nucleic acid biosensor synthesis of an all-in-one universal blocking linker recombinase polymerase amplification with a peptide nucleic acid-based lateral flow device for ultrasensitive detection of food pathogens
Xiang et al. Portable and quantitative detection of protein biomarkers and small molecular toxins using antibodies and ubiquitous personal glucose meters
Lopez-Barbosa et al. The future point-of-care detection of disease and its data capture and handling
Wang et al. Rapid SARS-CoV-2 nucleic acid testing and pooled assay by tetrahedral DNA nanostructure transistor
Civit et al. Electrochemical biosensor for the multiplexed detection of human papillomavirus genes
Dziąbowska et al. Application of electrochemical methods in biosensing technologies
Biswas et al. A review on potential electrochemical point-of-care tests targeting pandemic infectious disease detection: COVID-19 as a reference
Shi et al. DNA molecular beacon-based plastic biochip: a versatile and sensitive scanometric detection platform
Campuzano et al. Electrochemical biosensing to assist multiomics analysis in precision medicine
Glatz et al. Designing electrochemical microfluidic multiplexed biosensors for on-site applications
US20200309725A1 (en) Portable microbial load detection
CA2300268A1 (en) Electrochemical reporter system for detecting analytical immunoassay and molecular biology procedures
Chen et al. Nanoparticle-based proximity ligation assay for ultrasensitive, quantitative detection of protein biomarkers
US7828949B2 (en) Biomolecule detection device, mobile phone for biomolecule detection, and biomolecule detection method
de Araujo et al. Low-cost biosensor technologies for rapid detection of COVID-19 and future pandemics
Piorino et al. Low-cost, point-of-care biomarker quantification
Zari et al. Label-free DNA biosensor for electrochemical detection of short DNA sequences related to human papilloma virus
US20170299581A1 (en) Electrochemical tyrosinase enzyme immunoassay biosensor and systems and methods related thereto
US9873119B2 (en) Multiple- analyte assay device and system
US20130087467A1 (en) High-performance analytical instrument and method
WO2010140773A2 (ko) 생체물질을 측정하는 바이오센서

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160210

Termination date: 20210502

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee