CN105074438B - 包括使用比色条形码用于检测分析物的设备和方法 - Google Patents

Abstract

这里描述的实施方案涉及用于收集和/或测定诸如违法物质的分析物的设备和方法，所述违法物质包括军事爆炸物、爆炸物及其前体。在一些情况下，所述设备可以是可丢弃的设备，合并了高效率的样品收集和基于微流体的化学分析，导致对未知物的快速检测和鉴定。在一些情况下，可以采用多个比色检测化学，并且最终的颜色变化“条形码”可用于肯定地鉴别分析物的存在和/或性质。

Description

包括使用比色条形码用于检测分析物的设备和方法

关于联邦政府资助的研究或发展的声明

本发明在某种程度上是在由海军工程后勤部授予的N41756-11-C-3876政府扶持下作出的。政府对本发明具有某些权利。

发明领域

在这里描述的实施方案通常涉及用于收集和/或测定分析物的设备和方法，分析物包括化学和生物战剂、药物、毒性工业化学品和金属、射击残留物、军事和自制爆炸物、其它的管制物质及其前体。

发明背景

自制爆炸物的快速检测和鉴定在军事、本国安全、人道主义和环境应用中是极其重要的。比色方法由于其相对低的成本、卓越的灵敏度、快速、便携性以及简单的操作要求(例如，无额外的电源、设备或必要的培训，使在边远地区能够快速展开)是颇有价值的。尽管存在用于爆炸物检测的可从市场上购买的基于气溶胶或液体的比色试剂盒，但许多试剂盒将使用者暴露于有毒性的试剂和/或是倾向于假阳性的。

发明内容

本发明涉及用于测定分析物的各种设备、试剂盒和方法。

在一些实施方案中，所述方法包括提供样品分析设备，所述样品分析设备包括至少5个通道，所述通道被构造并被设置成接收被怀疑含有分析物的样品，每个通道包括不同的化学试剂；并且将所述样品同时引入所述至少5个通道内，从而如果存在分析物的话，所述分析物与一种或多种所述的化学试剂发生相互作用，以产生可测定的信号。

在一些实施方案中，所述方法包括提供样品分析设备，所述样品分析设备包括多个通道，所述通道被构造并被设置成接收被怀疑含有分析物的样品，每个通道包括不同的化学试剂，每种化学试剂能够产生发光或比色信号；并且将所述样品同时引入多个通道内，从而如果存在分析物的话，所述分析物与一种或多种所述化学试剂发生相互作用，以产生多个发光或比色信号，从而测定所述分析物，其中所述分析物的存在和/或性质被测定，无需样品的非发光或非比色分析。

在一些实施方案中，所述方法包括提供样品收集设备，所述样品收集设备包括滚动基片，所述滚动基片具有表面；将所述滚动基片的表面经由滚动或轻敲运动接触被怀疑含有分析物的物品，从而被怀疑含有分析物的样品被收集在所述滚动基片的表面上；将所述滚动基片的表面与流体载体进行接触，以便将至少部分所述样品转移到所述流体载体，从而产生被怀疑含有分析物的流体样品；将被怀疑含有分析物的所述流体样品引入包括多个通道的样品分析设备中，所述通道被构造并被设置成接收所述流体样品，其中部分所述流体样品被同时地引入一组多个通道中的每一个中，所述的一组通道中的每一个包括不同的化学试剂，当与特定的分析物发生相互作用时，能够产生发光和/或比色信号，其中，如果分析物存在于所述流体样品中的话，所述分析物与一种或多种所述化学试剂发生相互作用，以便在所述的一组通道的至少一些通道中产生多个发光和/或比色信号；并且基于所述多个发光和/或比色信号测定所述分析物的存在和/或性质。

也提供了用于测定分析物的设备。在一些实施方案中，所述设备包括样品收集部，所述样品收集部被设置在所述设备的第一区域上并且包括样品收集孔；样品收集基片，所述样品收集基片被可拆卸地连接到所述设备，并且能够被插入所述样品收集孔内；以及样品分析部，所述样品分析部被设置在所述设备的第二区域上并且与所述样品收集部流体连通，所述样品分析部包括：至少一个含有流体载体的流体容器，至少一个包括能够产生发光或比色信号的化学试剂的通道，以及与所述至少一个流体容器、所述至少一个通道和所述样品收集基片流体连通的混合室，其中所述样品收集部和所述样品分析部被整体地相互连接。

在一些实施方案中，提供了用于测定分析物的样品分析设备。在一些实施方案中，所述样品分析设备包括样品入口，所述样品入口被构造并被设置成接收被怀疑含有分析物的样品；以及至少5个通道，所述通道与所述样品入口流体连通，并且被构造和设置成用于基本上同时地分析被怀疑存在于引入所述入口中的样品内的分析物，每个通道包括处于基本固体形式的不同化学试剂，其中，如果存在分析物的话，所述分析物与一种或多种所述化学试剂发生相互作用，以产生可测定的信号。

在一些实施方案中，所述样品分析设备包括样品入口，所述样品入口被构造并被设置成接收被怀疑含有分析物的样品；以及与所述样品入口流体连通的多个通道，每个通道包括不同的化学试剂，每种化学试剂能够产生发光或比色信号，其中，如果存在分析物的话，所述分析物与一种或多种所述化学试剂发生相互作用，以产生多个发光或比色信号，其中所述设备不包括结晶剂。

在一些实施方案中，提供了用于测定分析物的试剂盒。在一些实施方案中，所述试剂盒包括样品收集设备和样品分析设备，所述样品收集设备包括：第一区域，包括含有流体载体的流体容器；第二区域，包括表面，所述表面被构造并被设置成接触被怀疑含有分析物的物品并且接收来自所述流体容器的流体；与所述第一和第二区域流体连通的样品出口；以及含有所述第一区域、所述第二区域以及所述样品出口的壳体；所述样品分析设备包括：至少一个样品入口，所述样品入口被构造并被设置成接收来自所述样品收集发光设备的样品出口的被怀疑含有分析物的样品；以及与所述样品入口流体连通的通道，所述通道包括能够产生发光或比色信号的化学试剂。

附图说明

图1示出了根据一种实施方案的用于测定分析物的方法。

图2示出了用于测定分析物的方法，包括(a)样品收集和(b)样品分析。

图3示出了用在测定分析物中的各种比色化学反应，包括(a)Meisenheimer络合物形成法，(b)Greiss反应，(c)[Pt(typ)Cl]PF₆高氯酸盐测试，(d)水解硼去保护，以及(e)硝酸脲与p-DMAC的络合。

图4示出了对于利用Nomex或带擦拭(右栏)或滚动(左栏)接触(a)RDX，(b)TNT，(c)硝酸盐，和(d)高氯酸盐的样品收集效率的比较。

图5示出了如在这里描述的设备的取样器子组件的模型和示意图。

图6示出了如在这里描述的设备的分析子组件的照片。

图7示出了设备的比色响应照片，当暴露于(a)含硝基的芳香烃，(b)硝酸盐，(c)铵，和(d)酸和碱时。

图8示出了当暴露于硝酸酯和硝胺时设备的比色响应照片。

图9示出了当暴露于金属时设备的比色响应照片。

图10示出了用于分析物检测的各种步骤的示意图，利用了这里描述的方法。

图11示出了根据一种实施方案的用于测定分析物的设备模型。

图12示出了用于测定分析物的设备的各种区域，包括(a)设备的第一侧面上的样品分析部，(b)设备的第二相反侧面上的样品收集部，(c)样品收集部的(i)三维和(ii)二维图，(d)一种示例性的样品收集基片，以及(e)样品分析部的视图(i)无分析盖和(ii)有分析盖。

图13示出了一种示例性的微流体通道的视图，含有急剧地并且重复地改变x、y和z方向以减小或防止层流的路径。

当结合附图考虑时，通过下面的详细描述，本发明的其它方面、实施方案和特征将会变得明显。附图是示意性的，并非意指是按比例绘制的。为了清楚的目的，并非每个组件均被标记在每幅图中，而且并非本发明的每个实施方案的每个组件被示出，在那里插图对于允许本领域普通技术人员理解本发明不是必要的。对于通过参照而被并入这里的所有专利申请和专利，其全部内容通过参照被包含。在有冲突的情况下，包括定义的本说明书将起控制作用。

详细说明

这里描述的实施方案涉及用于收集和/或测定诸如违法物质的分析物的设备、试剂盒和方法，所述违法物质包括军用爆炸物、自制爆炸物、药物、化学战剂和生物战剂、毒性工业化学品药品和金属、射击残渣、其它的管制物质以及其前体。在一些情况下，这里描述的设备、试剂盒和方法在包括自制爆炸物组分的简易爆炸物设备(IED)的检测以及本国安全操作中可以是有用的。这种设备可以以用户友好的形式提供增强的自制爆炸物前体检测能力，具有低假阳性率。在一些情况下，所述设备是可丢弃的。在一些实施方案中，可以进行多种比色检测化学(例如，同时地)并且因而发生的颜色变化阵列(例如，颜色变化的“条形码”)能够用于肯定地鉴别分析物的存在和/或性质。

这里描述的一些实施方案提供了将高效率的样品收集与基于微流体的化学分析组合起来的试剂盒、设备和方法，导致未知物的快速检测和鉴定。例如，试剂盒可以包括样品收集设备和样品分析设备。在一些实施方案中，所述样品收集设备和所述样品分析设备可以作为两个物理分离的组件提供，在操作期间的各个步骤中，所述部件可以可拆卸地彼此连接。当一个物体以这样一种方式被连接到另一个物体时，该方式使得所述物体可以被操作员物理地分离，并且如果需要的话被物理地再次连接，无需拆散各个物体和/或无需使用任何工具，则这两个物体是“可拆卸地连接”。在一些实施方案中，所述样品收集设备和所述样品分析设备可以以组装的形式提供，但在操作期间可以被物理地分离为两个不同的组件。在一些情况下，所述样品收集设备和所述样品分析设备可以在设备操作期间的各个点处被可拆卸地连接和/或物理地分离，以测定分析物。在另一组实施方案中，样品收集部和样品分析部可以被整体地连接在单个设备内。典型地，利用所述样品收集设备或者样品收集部收集被怀疑含有分析物的样品，并且所述样品随后被传递到用于测定分析物的样品分析设备或样品分析部。

图1示出了一种例证性的实施方案，其中(1)将样品接触样品收集设备的表面；(2)样品收集设备中的内部流体容器被挤压，以释放流体载体，并且所述样品收集设备被摇晃，以便将流体载体和样品结合；(3)所述样品收集设备可以随后被连接到所述样品分析设备，将所述样品和所述流体载体释放入所述样品分析设备内。毛细管作用可以将所述样品和流体载体芯吸入所述样品分析设备的反应区内(例如，预装入各种检测化学)，以及(4)在相当短的时帧(例如，-1分钟)内可以观察到指示阳性或阴性结果的作为结果的颜色变化阵列，以测定存在的任何分析物。

在一组实施方案中，所述设备包括可用于接触被怀疑与目标分析物相关联(例如，含有)的物品的表面以收集样品的样品收集设备或样品收集部。在一些情况下，可以通过直接取样分析物或者通过取样被怀疑含有分析物的物品而测定所述分析物。例如，所述分析物可以被隐藏在容器内，并且所述容器的表面可以被所述样品收集设备或样品收集部取样。在一些实施方案中，所述分析物或物品的表面可以被所述样品收集设备或样品收集部物理地接触或者擦拭。所述样品可以处于基本固态的形式(例如，处于颗粒形式)，或者可以处于液体形式，诸如溶液、悬浮液、分散液或其它的混合物。在一些情况下，所述样品可以是汽相的样品。被收集的样品可以随后与流体载体结合并且可以被分析，如这里描述的。

所述样品收集设备或样品收集部可以包括一种或多种样品收集基片。在一些情况下，所述样品收集设备或样品收集部可以包括用于收集多个样品的多个样品收集基片。例如，如果用于一种测试的分析条件(例如，溶剂)和用于另一种测试的分析条件不可兼容时，可以收集多个样品。多个收集的样品可以随意地被同时或顺序地分析。在一些情况下，所述样品收集设备或样品收集部可以包括第一样品收集基片，样品在那里被收集并且随后被处理，以用于分析，并且任选地包括第二样品收集基片，样品在那里可以被储存，以用于随后的证实测试。所述样品收集基片可以和样品收集孔联合设置在设备上，从而在操作中，所述样品收集基片可以在样品收集孔内与流体载体(例如，溶剂)结合。在一些实施方案中，所述样品收集孔可被设置在可以被可拆卸地连接到所述设备的另一组件(例如，样品盖)上，从而当被连接到所述设备时，所述组件和设备可以形成一个封闭的区域，样品收集基片可以与流体载体在其中结合。

在一些实施方案中，所述样品收集基片可以被可拆卸地连接到所述设备。例如，所述样品收集基片可以被设置成连接到所述设备(例如，连接到所述设备的样品收集部)。操作中，所述样品收集基片可以被使用者从设备脱离，并接触被怀疑含有分析物的样品(例如，固态样品、液体样品、蒸汽样品等)，并且随后被重新连接到所述设备，以用于样品分析。在一些实施方案中，含有所述样品的所述样品收集基片可以被重新连接到所述设备，从而所述样品收集基片被定位在所述样品收集孔内。来自所述设备的另一区域的流体载体可以被输送到所述样品收集孔，例如，在所述样品收集基片上溶解被收集的样品或者另外与之混合。

在一些情况下，所述样品收集基片包括一个基本平面的表面，可接触被怀疑含有分析物的物品，例如经由擦拭运动。作为一种例证性的实施方案，所述样品收集基片部可以包括一个基本平面的基片，诸如硼硅酸盐材料。可预期的是，在一些情况下，将基片设置与过滤材料诸如可透气的过滤器(例如，聚四氟乙烯或PTFE)结合。本领域普通技术人员将能够选择一种基本平面的样品收集基片，具有适当的材料、尺寸、表面形态学等，以适合于特定的应用。例如，所述基本平面的样品收集基片可以被选择成包括这样的材料，其不会有害地与设备的样品、溶剂或其它试剂发生反应，同时也保留捕获并释放所述样品、溶剂或其它试剂的能力。可用作样品收集基片的材料实施例包括硼硅酸盐材料、滤纸、开室泡沫、 各种布(例如，平纹细布)、涂敷粘合剂的基片等。

在一些情况下，所述样品收集基片包括—个基本非平面的表面。例如，所述样品收集基片可以包括滚动基片，其表面可以经由滚动、轻敲或其它运动而接触被怀疑含有分析物的物品。这种滚动基片可以增加样品收集效率。在一些实施方案中，所述滚动基片是基本圆柱形的基片。在一些实施方案中，所述滚动基片是基本球形的基片。

所述滚动基片可以被选择成展示可增强样品收集效率以及设备工艺性的某些化学和机械性能。在一些情况下，所述滚动基片可以包括亲水材料。例如，所述亲水材料可以包括离子化的和/或氢健结合的部分。在一些情况下，所述滚动基片可以包括诸如聚四氟乙烯(PTFE)的憎水材料。在一些情况下，所述滚动基片可以被选择成展示特定的机械强度。例如，相对柔软的胶粘材料(例如，便笺胶粘剂)可适合于采收颗粒物质，而坚硬的材料(例如，具有微孔或宏观尺度沟槽的结构)对于较大体积样品引入可以是更加适合的。

在一些情况下，所述滚动基片可以采用增强样品收集效率的材料功能化。例如，所述滚动基片可以利用粘性材料(例如，可重新定位的粘性材料)涂敷或者功能化。粘性材料的实施例包括压敏粘合剂或胶带。本领域普通技术人员将能够选择适当的粘性材料，以用在这里描述的实施方案的上下文中。

本领域普通技术人员将能够选择具有适当的材料、尺寸、表面形态学等的滚动基片，以适合于特定的应用。例如，所述滚动基片可以被选择成计量基本均匀剂量的分析物样品进入样品分析设备或样品分析部，允许从痕量的表面污染到大量样品的分析物的测定，并且消除过度取样或取样不足的任何有害影响。

在一些实施方案中，所述样品收集设备或样品收集部可以包括额外的促进样品的有效收集和释放的室和/或组件。例如，所述样品收集设备或样品收集部可以包含一个内部的溶剂填充室，以辅助样品的释放。所述样品收集设备或样品收集部可以被构造且被设置成当基片接触被怀疑含有分析物的物品时，所述基片可以接触从内部的流体容器释放的流体载体，以产生含有所述分析物的液体样品。所述内部的流体容器可以被设计成例如当密封破裂时、当由活塞和/或类似物施加机械力时，将流体载体分配到所述样品收集基片。所述样品收集设备或样品收集部可以进一步包括用于液体样品释放到例如样品分析设备或样品收集部内的样品出口和任选地壳体。图5示出了—种示例性的样品收集器设备的示意图，包括(a)活塞致动器，(b)活塞锁定沟槽，(c)活塞，(d)流体容器，(e)滚动基片，(f)粒子/空气过滤器和(g)分析盒接头。图12示出了这种内部的溶剂填充室或“水泡按钮”的另一种实施方案。

为了优化所述分析物从所述样品收集基片的释放效率，所述流体载体可以被选择成对于特定的分析物展示卓越的溶解度。其它的考虑因素包括为了有效的分析物收集而将由所述样品收集基片施加的压力、被取样的表面面积以及将样品收集基片上的样品完全溶解在流体载体中所需的时间。简单的筛选测验可用于评价流体载体对于特定应用的适合性。例如，被分析物(例如，爆炸物)的已知混合物污染的表面可以被准备并且与样品收集基片接触。除了定量被流体载体溶解的物质之外，可以进行被样品收集基片捕获的组分的提取和分析。

这里描述的设备也可以包括样品分析设备或样品分析部，用于评价被所述样品收集设备或样品收集部收集的样品。所述样品分析设备或样品分析部可以包括至少一个样品入口(例如，一个样品入口，两个样品入口)，被构造并设置成接收来自所述样品收集设备或样品收集部(例如，样品收集设备的样品出口)的样品。在一些情况下，所述样品分析设备或样品分析部可以包括用于分析样品的基于微流体的平台。在一些实施方案中，所述样品分析设备或样品分析部包括与所述样品入口流体连通的通道，能够产生发光或比色信号的化学试剂被定位在所述通道内。在一些情况下，所述样品分析设备或样品分析部包括至少5个、至少10个、至少15个、至少20个、至少55个或者更多个与所述样品入口流体连通的通道。

在一些情况下，所述样品分析设备或样品分析部包括位于所述样品收集基片和所述通道之间并且与所述样品收集基片和所述通道流体连通的混合室，被收集的样品在那里可以溶解在来自一个或多个内部的溶剂填充室的溶剂内，或者与所述溶剂混合。所述样品可以随后以液体形式被传送到所述通道进行分析。

在一些实施方案中，所述通道被构造并设置成用于基本上同时地分析被引入所述入口内的样品，在那里每个通道包括与一种特定分析物发生相互作用的不同化学试剂，如果存在分析物的话，产生可测定的信号。一些化学试剂可以被选择成当与一定范围的分析物相互作用时产生信号，而一些化学试剂可以被选择成仅当与特定分析物相互作用时产生信号。在一些情况下，可预期的是将所述化学试剂装入到所述设备上(例如，通道内)，保持干燥直至使用，以增强稳定性和/或保存期限。例如，所述化学试剂可以处于基本固体形式，或者可以至少被固态材料形成囊状物(例如，凝胶胶囊)。

在一些实施方案中，所述通道可以包括促进样品分析的额外特征。例如，所述通道可以包括一个或多个反应孔。在一些情况下，通道可以包括一个含有化学试剂的反应孔，从而当所述反应孔内的样品和化学试剂之间接触时，发生一步式化学反应或相互作用。对于多步式反应，所述通道可以被设计成引入额外的特征，以增加停留时间和混合。在一些情况下，通道可以包括多于一个的用于多步式化学反应或相互作用的反应孔。例如，通道可以包括含有预处理试剂的第一反应孔和含有化学试剂的第二反应孔，在那里所述第二孔被定位在所述第一反应孔的下游。例如，对硝酸酯和硝胺经由Griess反应的检测是一个多步式反应，需要采用碱进行预处理，随后在酸性条件下采用磺胺进行重氮化，并且与N-(1-萘基)乙二胺进行反应，以产生偶氮染料。为实现这种反应，所述通道的第一区域可以被涂敷或者另外装入碱(例如，预处理区)。位于所述第一区域下游的所述通道的第二区域可以随后被装入产生偶氮染料所需的其余试剂(例如，反应区)。

在一些情况下，所述通道可以被设计成将样品暴露到多个化学试剂。例如，通道可以包括含有第一试剂的第一反应孔以及含有第二化学试剂的第二反应孔，在那里所述第二孔被定位在所述第一反应孔的下游。在这种实施方案中，单个通道内的样品可通过多于一个的用于测定存在的任何分析物的比色或发光测试而被评价。

所述通道也可以包括一个定位在所述反应孔下游的混合区域或混合室以及定位在所述混合区域下游的检测孔，其中在所述检测孔中测定所述发光或比色信号。在一些情况下，所述检测孔可以被构造成使得一旦所述检测孔被充满，则流动到所述检测孔的流体可以停止，允许其它检测孔接收样品并且从而产生结果。例如，所述检测孔可以包括定位在出口之上的透气膜。在一些实施方案中，所述通道可以包括定位在所述检测孔下游的废物容器。在一些情况下，所述通道也可以包括去泡区域或室，用于减少或消除例如来自样品流的空气泡。这可有用地防止空气泡进入反应和/或检测孔，在那里它们可能潜在地破坏或防碍设备性能。去泡室可以包括透气层，诸如PFTE或者与所述设备兼容的其它材料。在一种实施方案中，去泡室可以包括作为透气膜的PTFE，其可以被热焊接、通过粘合剂被连接或者另外被包含在所述设备内，以形成密封。

当设计和选择适合于特定应用的样品分析设备或样品分析部时，可以考虑各种因素，包括微流体通道结构(例如，通道尺寸和表面处理)、用于预装入检测化学的策略、优化对比度和比色和/或发光信号的可见性的技术(例如，白色背景、反射涂层、包含散射介质、特征尺寸/布局)以及工艺性。例如，所述微流体通道可以被构造成减小或防止层流，例如通过形成非线性路径，所述路径具有在其x、y和Z方向上重复变化的方向，如图13中示出的。在一些情况下，方向改变可以是陡峭的，诸如方向改变90度。在一些情况下，所述非线性路径形成基本蛇形的、基本S形的、基本螺旋型的路径。这种微流体通道被描述在Vijayendran等的“Evaluation of a Three-Dimensional Micromixer in Surface-based Biosensor”，Langmuir 2003，19，1824-1828中，为了所有的目的，其全部内容通过参照被并入本文中。

在这里描述的实施方案中可以采用各种分析物检测化学。在一些情况下，所述化学试剂可以是发光或比色试剂。也就是说，当所述化学试剂与特定的分析物相互作用时，可产生可测定的发光或比色信号。在一些情况下，所述可测定的信号包括多个发光或比色信号(例如，信号的“条形码”)。

在一些情况下，可以利用比色试剂。利用比色检测的一些优势包括快速分析、高灵敏度、可见的结果表示、低成本以及检测并鉴定痕量爆炸物和爆炸物残留物(爆炸前或爆炸后)的能力。典型地，当与分析物相互作用时，比色试剂产生新的发色团，从而通过化学反应的可见颜色变化可以指示分析物的存在。这种化学试剂和反应的实施例包括但不局限于Meisenheimer络合物形成法、Griess反应。例如，一些含硝基的芳香烃与强碱经历亲核的芳香烃取代反应，以形成色彩鲜艳的加合物(例如，Meisenheimer络合物)，具有基于最终颜色的特定取代基分化。Griess反应可用于检测亚硝酸根阴离子。硝酸酯或硝胺可以用碱处理，以产生亚硝酸根阴离子，在酸性条件下用磺胺重氮化，并且与芳香胺(例如，N-(1-萘基)乙二胺)反应，以产生色彩鲜艳的偶氮染料。该反应也可用于在Zn还原至亚硝酸盐之后检测无机硝酸盐。比色试剂的其它实施例显示在下表I中。

表I-检测化学

在一些情况下，可以包含正交检测化学，以降低假阳性的发生和/或分析物性质的误鉴定，并且随着新的目标分析物出现，检测化学可以改变。在一些情况下，可以同时采用多个正交检测化学(例如，5个或者更多，10个或者更多)。通过适当的选择检测化学，所述设备或部分可以被量身定制为朝着宽范围分析物的检测，如这里描述的。

通过扩展涉及的化学试剂的数量和类型，可以实现分析物之间的分化，显示出样品的法医“指纹”。尽管一些化学试剂范围宽，并且与许多分析物种类相互作用(例如，二苯胺测试)，但一些化学试剂仅响应于一类分析物(例如，Meisenheimer测试)，并且其它化学试剂是分析物特异性的(例如，p-DMAC测试)。例如，为了肯定地鉴别分析物的多重反应能力可以被以下事实阐明：利用Zn修饰的Griess和p-DMAC反应的组合区分脲、硝酸铵(AN)和硝酸脲(UN)是有可能的。在Zn修饰的Griess反应中的颜色变化可以鉴别无机硝酸盐(AN和UN)，而在p-DMAC反应中的颜色变化可以区分UN和AN。为了明确的AN鉴定，也可以使用铵测试。

正交性在检测化学中的使用能够辅助减轻由于干扰物带来的任何有害影响以及取样不足或过度取样的影响。在最小化这些有害影响时可以被考虑的其它因素包括控制滚动基片的表面面积，以限制收集的样品量，并且利用具有良好定义的终点的化学反应，当暴露于分析物时可以不褪色。

图6示出了原型样品分析设备的照片，包括(a)取样口，(b)预装入化学试剂的反应孔，(c)混合通道，(d)检测孔，(e)废物容器，以及(f)硝酸盐酯和硝胺通道。顶部的两个取样口可用于金属检测，诸如铝和镁检测，并且被设计成接受大约50微升的流体样品。剩余的11个取样口可用于其它分析物，诸如含硝基的芳香烃、硝酸酯和硝胺、无机硝酸盐、氯酸盐、高氯酸盐、高锰酸盐和PBE，并且被设计成接受大约275微升的流体样品。原型样品分析设备以聚丙烯利用软压花技术制造。所述检测孔可以是专门设计的微量吸收池，被优化成用于最大的颜色强度和对比度。硝酸盐酯和硝胺通道被设计成适应多步式反应，需要在进行Greiss检测化学之前例如采用碱预处理，如这里描述的。

在一些实施方案中，样品收集设备和样品分析设备可以一起提供在试剂盒内。图11示出了包含样品收集设备和样品分析设备的试剂盒的一种例证性的实施方案。例如，所述样品收集设备可以被设计成搭锁到所述样品分析设备的取样口内，并且所述流体样品从样品收集设备转移到预装入检测化学的样品分析设备的反应区内。在一些情况下，所述设备可以在大约1分钟之后显示分析结果。所述设计也可以保留档案样品(末反应的)，以用于随后的法医测试。例如，所述设备可以含有额外的辊子。

在图2中示出了利用如这里描述的样品收集设备和样品分析设备的整个化验方案的一种例证性的实施方案。如在图2A中示出的，可以利用样品收集设备擦拭样品，收集样品到滚动基片上，并且挤压内部的溶剂室以释放溶剂。样品收集设备可以被摇晃(例如，大约5-10秒)以形成流体样品，并且样品收集设备可以随后被搭锁到样品分析设备内，释放所述样品。所述流体样品可以流入预装入检测化学的反应区内，并且可以在大约1分钟之后观察最终的颜色变化(阳性结果)，以识别存在的任何爆炸物或者其它分析物(图2B)。这种组合的化验可以在便捷的单用途设备中能够进行种类级别的鉴定自制爆炸物或爆炸物前体，诸如含硝基的芳香烃、硝酸酯和硝胺、无机硝酸盐(包括基于肥料的爆炸物)、氯酸盐、高氯酸盐、过氧化物基爆炸物(PBE)、火药或射击残留物以及其它的管制物质。

在另一组实施方案中，样品收集部和样品分析部可以被整体地相互连接在单个设备中。如这里使用的，术语“整体地连接”，当指两个或者更多个物体时，意味着在正常使用期间物体不变为相互分离，例如，分离至少需要使用工具，和/或通过导致对至少一个组件的损坏，例如，通过断开、剥离、溶解等。样品收集部和样品分析部可以被设置成彼此流体连通，从而在操作期间来自样品收集部的样品可以被传送或转移到样品分析部。

在一些实施方案中，样品收集部和样品分析部可以被设置在设备的相同侧上。例如，样品收集部可以被设置在设备的第一区域上，并且样品分析部可以被设置在设备的第二区域上，在那里，第一和第二区域被定位在设备的相同侧上。在一些实施方案中，样品收集部和样品分析部可以被设置在设备的不同侧上(例如，第一和第二区域被定位在设备的不同侧上)。例如，样品收集部可以被设置在设备的第一区域上，并且样品分析部可以被设置在设备的第二区域上，在那里，第一和第二区域被定位在设备的相反侧面上，或者被定位在基本上相互垂直的侧面上。在一些实施方案中，所述设备可以包括其上设置样品收集部的第一侧以及其上设置样品分析部的第二相反侧。应当理解，样品收集部和样品分析部可以被设置在适合于特定应用的任何构型中。

图12示出了设备的一种例证性的实施方案，所述设备包括设置在单个设备的相反侧面上的样品收集部和样品分析部。图12A示出了其上设置样品分析部的前侧，并且图12B示出了其上设置样品收集部的后侧。在该实施方案中，样品收集部包括两个样品收集垫或基片：样品收集基片I被设置成与样品分析部的混合室流体连通，并且直接位于所述混合室的后面(图12B)。样品收集基片I可用于收集和立即分析样品。样品收集基片II是任选的，并且可用于储存所述样品，例如用于随后的证实性实验室测试。样品收集基片可以被整体地连接到所述设备，或者可以任选地被可拆卸地连接到所述设备(例如，在取样期间可以从设备脱离，随后为了进行样品分析而再次连接)。样品收集基片可以被设置到直接设置在设备表面上的样品收集孔内，如图12B中示出的。

图12C示出了包括样品盖的样品收集设备的各种组件的另一视图，样品盖可防止样品收集基片被过早污染，并且也可以充当具有第一位置和低于第一位置的第二位置的活塞。操作中，盖子可用于促进样品从样品收集基片转移到样品分析设备的混合室，如下面更充分地描述的。在该实施方案中利用的样品收集基片包括设置在硼硅酸盐织布(10μm孔径)和由PTFE组成的透气过滤器之间的细硼硅酸盐材料(1μm孔径)，如在图12D中示出的。该样品收集基片仅作为例子被显示，并且应当理解其它的材料可适合于用作样品收集基片。

图12A示出了设备的样品分析部的三维图(而图12E(i)示出了二维图)，包括微流体系统，具有相互流体连通的各个区域，诸如被设置成接收来自样品收集基片的样品的混合室、去泡室以及多个反应孔和检测孔，如这里描述的。在图12A中示出的实施方案中，混合室可以与去泡室流体连通(在图12A中是不可见)，去泡室可以将混合室连接到多个反应室。在一些情况下，可预期的是构造和设置通道，以便在反应孔和检测孔之间包括多圈路径，从而减少或消除层流。

另外，可以在样品分析部内设置一种或多种容器(例如，“水泡按钮”)，其中可以储存各种溶剂(例如，用于提取样品收集基片上的样品或者与样品收集基片上的样品发生反应)。如在图12A、12B、12C和12E中示出的，三个溶剂填充的“水泡按钮”可以被设置成经由微流体路径(a)、(b)和(c)而与混合室流体连通。设备可以进一步包括分析盖，该分析盖可以被可拆卸地连接到样品分析部，如在图12E(ii)中示出的。当被组装时，除了可在由分析盖提供的结果窗中观察的多个检测孔之外，分析盖可以基本上隐藏所有的样品分析部。

在一组实施方案中，图12中的设备可以设有可拆卸地连接到设备的样品盖和分析盖。为了分析固态样品，可以取下样品盖，并且样品收集基片可以被暴露到待测的物质或表面。样品盖可随后被重新连接，并且设备可以被迅速翻转过来，从而样品分析部是可见的。三个“水泡按钮”可以含有液体溶剂(例如，相同的溶剂，或一组不同的溶剂)，当“水泡按钮”被按压时，溶剂可以被释放和/或被压迫经由相关的微流体路径(例如，路径(a)、(b)或(c))进入混合室内。基于用于特定设备的测试协议，用于水泡按钮启动的预期顺序的说明书可以被标注在例如设备标签上。在一些情况下，第一“水泡按钮”可以被按压以释放溶剂，并且设备可以被搅拌(例如，通过用手摇晃)，从而溶剂接触样品收集基片并且溶解样品收集基片上的固态样品材料，如果存在的话，在样品收集孔内产生含有分析物的液体样品。第二“水泡按钮”可随后被按压，以释放附加的或另外的溶剂，并且设备可以再次被搅拌。第三“水泡按钮”可以被按压，以释放附加的或另外的其它溶剂，并且设备可以进一步被搅拌。样品盖可以随后被按下(例如，至下面的或“被插入的”位置)，以迫使溶解的样品(即，与来自“水泡按钮”的溶剂结合的样品)通过含有反应孔和检测孔的微流体系统。设备可以随后被放置成样品分析部面向上，且使用者可通过观察结果窗而等待结果。

当在混合室内将样品和溶剂结合时，溶解的样品可以通过去泡室至反应孔，在那里样品与定位在反应孔内的试剂可以或者不可以进行反应。反应的/未反应的样品可随后沿着通道移动到检测孔，检测孔可以具有被透气膜覆盖的出口。透气膜可以允许液体样品前的任何气体离开通道，但可以将液体样品保留在中断流动的适当位置。这可以减小或防止额外的液体样品进入最快的填充通道，并且可以推动剩余的样品通过较慢填充的通道。

应当理解，利用这里公开的设备测试固态样品仅作为例子被讨论。在这里公开的任何实施方案中，所述设备可适合提供汽相样品和/或液相样品的测试。在一些情况下，样品收集基片可以包括能够富集和/或过滤蒸汽样品的材料。例如，样品收集基片可以包括透气过滤器(例如，PFTE膜)和预富集材料，诸如玻璃棉、陶瓷、玻璃过滤器以及其它的材料，所述材料被描述在Forensic and Environmental Detection of Explosives(John Wiley&Sons，1999)；Modern Methods and applications in Analysis of Explosives(John Wiley&Sons，1996)；以及美国专利No.8,307,724中，为了所有的目的，其内容通过参照被并入本文中。可随后继续进行样品分析，如这里公开的。

在一些情况下，样品盖可以被构造成具有设置成接收并且容纳液相样品的一种或多种部件(例如，沟、容器、杯等)，可以随后被放置成与样品收集基片接触，如这里公开的。在一些情况下，样品盖可以从设备物理分离并且可以包括设置在样品盖上的一个或多个空样品收集孔(或其它室)，从而当采用液相样品填充样品收集孔并且将设备组装到盖顶部时，例如样品收集部一面向下，液相样品可以接触样品收集基片。在一些实施方案中，样品收集孔可以被直接设置在设备上，而样品收集基片被定位在样品收集孔内。样品盖可以从设备物理分离，以展现样品收集孔内的样品收集基片，并且液体样品可以被直接加入样品收集孔内，接触样品收集基片。样品盖可以随后被重新连接到设备，将液体样品包裹在样品收集孔内。任选地，一个或多个含有溶剂的“水泡按钮”可以被包括在设备内，以提供额外的溶剂结合液体样品。可随后继续进行样品分析，如这里公开的。

可以利用各种已知技术制作样品分析设备或样品分析部。一旦被制作，微流体设备可以被装入各种检测化学并且被密封。化学试剂可以被沉积到通道内，要么直接地例如物理地干燥到通道壁上，要么间接地例如被预装入并且干燥到固态支撑物上，诸如硅胶、氧化铝、滤膜、玻璃棉等。在一些情况下，可以采用不挥发的和/或液体的试剂。在一些情况下，诸如半透膜的隔板和塞子能够被包含在设计中，以防止组件(例如，硅胶)的物理移动。可以最小化或者防止化学试剂的分解，例如通过干燥储存它们直至使用，避免使用挥发性的试剂，利用不倾向于分解的坚固化学，和/或包含物理隔板。

在一些情况下，聚(聚二甲基硅氧烷)(PDMS)可用于快速样机研究和测试分析盒的设计。在一些情况下，设备可以由注模的聚丙烯或类似材料制作。在实时和加速(提高温度和湿度)的研究中，样品分析设备的保存期限可作为时间、温度和湿度的函数而被估计。可以采用各种筛选测验来测定设备性能。例如，可以用分析物(例如，爆炸物)的已知混合物攻击设备，并且可以比色分析各个化验的结果。如果观察到任何性能下降，下降通道的内容物可以被提取并且利用标准的分析技术(例如，HPLC、GC-MS和NMR)进行分析，以测定任何下降的根本原因。

可以利用用于分析设备对特定样品响应的各种方法。例如，在单个设备内发光和/或比色响应的最终模式可以提供对特定分析物专有的“条形码”或“指纹”。在一些情况下，条形码被人工读数。在一些情况下，条形码被自动地读数。在一些情况下，可以利用正交检测化学，当与分析物发生反应时，展示二进制的颜色变化(例如，无色到红色/兰色/黑色)，从而能够实现手动的和自动的结果解释。与选择的方法无关，可以使用便携式的、使用简单的、无缝集成的并且能够提供明确结果的硬件和软件。

在一些情况下，可以人工读取来自设备的最终信号。在这种情况下，终端用户可通过视检来观察结果，并且翻阅指示器组合及其相应的爆炸物类型的参考表，以测定分析物。在一些情况下，决定树可用于分析从使用的区分设备的可视检查获得的结果，并且终端用户可以确定对于每个反应通道是否已发生响应，并且将该二进制数据输入到决定树中。

在一些实施方案中，自动地读取来自设备的最终信号。例如，利用例如智能电话上的摄像机类型的设备或应用可以扫描并读取最终得到的条形码。在一些情况下，条形码可以被读取为简单的数字，并且基于表状数据进行解释。可以采用能够对每个设备响应去卷积“指纹”响应的分析软件来分析条形码。例如，这种软件将二进制数据(例如，由终端用户提供)转换为分析报告，如果有的话，指示出哪种分析物存在于原始样品中。在一些情况下，例如如在移动电话或智能电话中发现的摄像机应用可用于扫描或成像条形码，并且将图像传输到用于测定分析物性质的中央数据库。例如，框标可以呈现在照相机的取景器中，以引导框住条形码的图像。一旦被对准框标，则虚拟快门可以被啪哒一声摁下，导致图像被捕获。算法可以随后解析图像内的条形码，将其转换到通用产品代码(UPC)数字序列。UPC可以被识别以测定分析物。

可替代的设备包括单像素光传感器(样品可以被越过单像素光传感器擦拭)或条形码读出器(其越过结果通道读取一行)。对于选定的收集方法，系统用于将图像收集器在X(对准)、Y(定向)和Z(变焦距/聚焦)坐标中对准样品。这可以通过利用样品和收集器上的基准参考符号或者通过使用夹具将收集器和样品保持在一致的相对位置而得以实现。

基于选定的图像收集方法，可以使用所收集数据的一维阵列或来自二维图像内的一维“线扫描”。当扫描具有预定的定向和变焦距，并且每个分析物具有已知的位置和宽度时，在二维过程中展现的亮度阈值能够被用于确定响应是否出现在每个分析物位置处。该方法允许对于正被讨论的样品产生分析物响应表。在二维方法中，条形码的图像可以被捕获并且在计算机上进行分析，以定义图像和样品需求。对于每个分析物的响应可以被评价，以测定在响应之间进行区分的像素亮度阈值。可以以全颜色和灰度级来进行这种分析。为简化分析，对于所有的反应可以产生一个通用的阈值。可以沿着反应通道的长度/宽度评价每个分析物的颜色和灰度级响应，以测定位置响应的可变性。

在一些情况下，可以使用这样的软件，该软件采用算法识别每个反应通道上的预期位置，将每个通道的像素亮度与参考值和预定的阈值进行对比，并且报告和记录结果。在这些情况下，提供越过多种分析物的可重复指示及其差别响应的方法是理想的。

在一些情况下，利用基于图像的分析可以评价最终得到的信号阵列。例如，可以采用这种算法，该算法包含用于定位图像中的各种分析物条纹、用于在图形上测定每个分析物的二进制响应以及用于利用参照表测定包含在所呈送的样品中的各种爆炸物成分的程序。在一些情况下，算法与当前的智能电话是兼容的。在一些情况下，无线(例如，蜂窝)通信可用于将图像传送到主计算机，以便实时分析和显示位于现场电话上的结果。在一些情况下，图像可以被传输到取样电话/照相机本地的膝上型电脑，并且可以进行图像分析和后来的结果显示/记录。在这些情况下，因为算法将不会驻留在电话中，因此这种方法采用含CCD摄像机的任何商标的电话将是可能的，所述CCD摄像机具有足够的分辨率和对比度。

如这里使用的，发光信号或发光发射可以是紫外或可见辐射的发射。发光信号的特定类型包括荧光、磷光、化学发光、电化学发光等。例如，发射可以是“化学发光”，其表示由于化学反应的辐射发射，或者可以是“电化学发光”，其表示由于电化学反应的辐射发射。在一些情况下，发射可以是荧光发射。本领域普通技术人员将能够选择适合于用在本发明中的各种发光化学试剂。

这里描述的设备和方法可用在宽范围的分析物的测定中，所述分析物包括药物(麻醉药)、化学战争(CW)试剂、生物战争(BW)试剂、毒性工业化学品(TIC)、有毒的工业金属(TIM)、射击残留物、其它的管制物质等。在一些实施方案中，所述设备和方法可用在水监测中，即测定可能存在于水中的分析物。在一些情况下，所述分析物是爆炸物或其前体。爆炸物的实施例包括但不局限于含硝基的芳香烃分子(例如，TNT，DNT)，非芳香烃爆炸物，诸如黑索金RDX(六氢-1，3，5-三硝基-1，3，5-triaxine)、太恩PETN(2，2-二[(硝基氧基)-甲基]-1，3-丙二醇二硝酸盐(酯))、乙二醇二硝酸盐(EGDN)、三硝基苯甲硝胺、硝化甘油、HMX、硝酸盐、氯酸盐、高氯酸盐、高锰酸盐、过氧化物基爆炸物、Al、Mg，其它的含硝基或硝酸盐的物种，其前体等。在一些实施方案中，分析物存在于水中。

在一组实施方案中，分析物可以是药物。所述药物在一些情况下可以是管制物质。如这里使用的，术语“管制物质”指其制造、占有和/或使用被政府管制的任何物质。在一些实施方案中，所述药物可以是被政府规章禁止的管制物质。在一些实施方案中，所述药物可以是不被政府规章禁止的管制物质，但可能为了违法的目的而被转移。例如，所述药物可以是受控制的处方药，为了违法的目的而被转移(例如，无处方)。药物可以包括诸如海洛因和羟可酮的麻醉药，诸如可卡因和脱氧麻黄碱的兴奋剂，诸如苯(并)二氮卓的镇静剂，诸如麦角酸酰二乙胺(LSD)的幻觉剂，大麻，含有安非他明类化学品的“浴盐”，诸如亚甲二氧基吡咯戊酮、甲氧麻黄酮和吡咯戊酮等。在一些实施方案中，所述药物可以是含胺的化合物。在一些实施方案中，所述药物可以是含苯酚的化合物。药物的实施例包括但不局限于如在大麻干叶和花、大麻粉、大麻油或大麻中发现的四氢大麻酚(或Δ-9THC)，脱氧麻黄碱，安非他明，上等可卡因，可卡因，海洛因(包括黑焦油海洛因)，3，4-亚甲二氧基脱氧麻黄碱(或摇头丸)，羟可酮，吗啡，二甲4羟色胺磷酸，二甲4羟色胺(如在致幻剂蘑菇中发现的)，麦角酸酰二乙胺(LSD)，氢可酮，苯(并)二氮，其盐或其混合物。应当理解，诸如麻醉药的药物测定仅作为例子描述在这里。

如这里使用的，术语“化学试剂”被给予其本领域中的普通含义，并且指添加到反应混合物中的物种，以产生存在于反应混合物中的至少一种组分的化学反应或化学转化。在一些实施方案中，所述化学试剂在化学反应期间被消耗。溶剂或流体载体典型地不被称为“化学试剂”。

如在这里使用的，术语“测定”通常指物种或信号的分析，例如定量地或定性地，和/或物种或信号的存在或不存在的检测。“测定”也可以指两个或多个物种或信号之间的相互作用的分析，例如，定量地或定性地，和/或通过检测相互作用的存在或不存在。

实施例和实施方案

实施例1

以下实施例描述了利用擦拭或辊子研究样品收集效率。通过将分析物干法转移至纸板或塑料基片而制备分析物样品。为了评价擦拭收集效率，采用Nomex或3M带擦拭分析物基片，并且通过溶剂从擦拭中提取样品，并且采用HPLC和/或离子色谱分析样品。为了评价滚动基片收集效率，原型辊子被擦拭物质例如Nomex或3M带功能化，并且经由“一次辊”擦拭机构接触分析物基片。所述样品随后用溶剂(800μL)从辊子提取，并且采用HPLC和/或离子色谱分析样品。在这些测试中使用的溶剂混合物是基于与检测化学的相容性。测试被重复5次或更多次。

图4示出了样品收集效率比较，对于擦拭或滚动接触(a)RDX，(b)TNT，(c)硝酸盐，和(d)高氯酸盐，利用了Nomex或3M带。滚动接触的结果是左栏，并且擦拭接触的结果是右栏。

实施例2

以下的实施例描述了利用如这里描述的设备测定各种分析物。图7A示出了利用如图3A中示出的Meisenheimer络合物的形成检测含硝基的芳香烃。不同浓度的含有三硝基甲苯(TNT)的流体样品被注入预先装入Meisenheimer试剂的原型样品分析设备中，结果是最高浓缩的样品被显示在顶部通道中。

图7B示出了利用锌修饰的Griess反应检测无机硝酸盐。含有无机硝酸盐的流体样品被注入预先装入不同浓度的锌修饰的Griess试剂的原型样品分析设备中，结果是最高浓缩的样品被显示在顶部通道中。

图7C示出了利用Berthelot′s反应检测硝酸铵。含有硝酸铵的流体样品被注入预先装入不同浓度的Berthelot′s试剂的原型样品分析设备中，结果是最高浓缩的样品被显示在顶部通道中。

图7D示出了利用pH敏感染料检测酸和碱。含有酸或碱的流体样品被注入预先装入各种pH的pH敏感染料的原型样品分析设备中，结果是最高的pH被显示在顶部通道中。

图8示出了经由多步Griess反应检测硝酸酯和硝胺。含有RDX的流体样品被注入预先装入不同浓度的碱和Griess试剂的原型样品分析设备中，结果是最高浓缩的样品被显示在顶部通道中。

图9示出了金属的检测。含有镁盐的流体样品被注入预先装入不同浓度的金属检测试剂的原型样品分析设备中，结果是最高浓缩的样品被显示在顶部通道中。

已经这样描述了本发明的一些实施方案的若干个方面，将被赏识的是各种改变、修改和改进对于本领域技术人员而言将很容易发生。希望这些改变、修改和改进是本公开的一部分，并且希望处于本发明的精神和范围内。因此，前面的说明书和附图仅仅是作为例子。

Claims (27)

1.一种用于测定分析物的方法，包括：

提供样品分析设备，所述样品分析设备包括多个通道，所述通道被构造并被设置成接收被怀疑含有分析物的样品，每个通道包括不同的化学试剂，每种化学试剂能够产生发光或比色信号；

用从相应的多个溶剂室提供的多种溶剂处理所述样品；以及

将所述样品同时地引入多个通道内，从而如果存在分析物的话，所述分析物与一种或多种所述化学试剂发生相互作用，以产生多个发光或比色信号，从而测定所述分析物，

其中所述分析物的存在和/或性质被测定，无需进行所述样品的非发光或者非比色分析。

2.如权利要求1中的方法，其中所述化学试剂处于固体形式。

3.如权利要求1中的方法，其中所述样品分析设备包括：

至少5个通道；以及

具有透气过滤器的样品收集垫，

其中所述多个溶剂室包括至少三个水泡按钮，提供至少三种不同的溶剂。

4.如权利要求1中的方法，其中至少一个通道包括含有所述化学试剂的反应孔，其中至少部分所述样品接触所述化学试剂。

5.如权利要求1中的方法，其中至少一个通道包括含有预处理试剂的第一反应孔以及含有化学试剂的第二反应孔，所述第二反应孔被定位在所述第一反应孔的下游，其中至少部分所述样品首先接触所述预处理试剂，并且随后接触所述化学试剂。

6.如权利要求1中的方法，其中至少一个通道包括含有第一化学试剂的第一反应孔以及含有第二化学试剂的第二反应孔，所述第二反应孔被定位在所述第一反应孔的下游，其中至少部分所述样品首先接触所述第一化学试剂，并且随后接触所述第二化学试剂。

7.如权利要求1中的方法，其中至少一个通道包括被定位在含有所述化学试剂的反应孔下游的混合区域，从而包括所述样品和所述化学试剂的混合物被允许发生反应，以产生发光或比色信号。

8.如权利要求1中的方法，其中至少一个通道包括被定位在混合区域下游的检测孔，其中所述发光或比色信号在所述检测孔中被测定。

9.如权利要求1中的方法，其中所述分析物是药物、化学战剂、生物战剂、有毒的工业化学品或有毒的工业金属。

10.如权利要求1中的方法，其中所述分析物是火药或射击残留物、TNT、DNT、三硝基苯甲硝胺、硝化甘油、EGDN、PETN、RDX、HMX、硝酸盐、氯酸盐、高氯酸盐、高锰酸盐、过氧化氢基爆炸物、Al、Mg或其前体。

11.如权利要求1中的方法，其中所述分析物存在于水中。

12.如权利要求1中的方法，其中所述化学试剂包括能够形成Meisenheimer络合物的试剂、能够经历Griess反应的试剂、p-DMAC、Berthlot's试剂、硫酸苯胺、[Pt(tpy)Cl]PF₆、含硼酸盐的物种、二苯胺、铝试剂、二氨基苯、邻苯二酚紫试剂、或硝基苯基偶氮间苯二酚试剂。

13.如权利要求1中的方法，其中所述样品分析设备无非发光的试剂或非比色的试剂。

14.如权利要求1中的方法，其中所述样品分析设备不包括结晶剂。

15.如权利要求1中的方法，其中通过将样品收集设备的表面与被怀疑含有所述分析物的物品进行接触而收集所述样品并且所述多种溶剂包括一种或多种不同的溶剂。

16.如权利要求15中的方法，进一步包括：

将所述样品收集设备的表面与流体载体进行接触，如果存在分析物的话，产生含有所述分析物的流体样品。

17.如权利要求15中的方法，进一步包括：

将所述样品收集设备的表面与流体载体进行接触，如果存在分析物的话，产生含有所述分析物的流体样品，其中所述流体样品被引入所述样品分析设备内。

18.如权利要求15中的方法，其中所述表面是基本平面的表面。

19.如权利要求15中的方法，其中所述表面是滚动基片的表面。

20.如权利要求19中的方法，其中所述滚动基片包括粘性材料。

21.如权利要求16中的方法，其中所述流体载体包括有机溶剂。

22.如权利要求15中的方法，其中所述样品收集设备和所述样品分析设备被共同提供在试剂盒中。

23.一种用于测定分析物的方法，包括：

提供包括滚动基片的样品收集设备，所述滚动基片具有表面；

将所述滚动基片的表面经由滚动或轻敲运动与被怀疑含有分析物的物品进行接触，从而被怀疑含有所述分析物的样品被收集在所述滚动基片的表面上；

将所述滚动基片的表面与流体载体进行接触，以将至少部分所述样品转移到所述流体载体，以便产生被怀疑含有所述分析物的流体样品；

将被怀疑含有所述分析物的所述流体样品引入样品分析设备内，所述样品分析设备包括多个通道，所述通道被构造并被设置成接收所述流体样品；

用从相应的多个溶剂室提供的多种溶剂处理所述样品；

将部分所述流体样品同时地引入一组所述多个通道中的每一个通道内，所述一组通道中的每一个通道包括一种不同的化学试剂，当与特定的分析物发生相互作用时，所述化学试剂能够产生发光和/或比色信号，其中，如果在所述流体样品中存在分析物的话，所述分析物与一种或多种所述化学试剂发生相互作用，以便在所述一组通道的至少一些通道中产生多个发光和/或比色信号；以及

基于所述多个发光和/或比色信号测定所述分析物的存在和/或性质。

24.如权利要求23中的方法，其中所述样品分析设备包括：

至少5个通道；以及

具有透气过滤器的样品收集垫，

其中所述多个溶剂室包括至少三个水泡按钮，提供至少三种不同的溶剂。

25.如权利要求23中的方法，其中通过将样品收集设备的表面与被怀疑含有所述分析物的物品进行接触而收集所述样品并且所述多种溶剂包括一种或多种不同的溶剂。

26.一种用于测定分析物的试剂盒，包括：

样品收集设备，所述样品收集设备包括：

第一区域，所述第一区域包括含有流体载体的流体容器；第二区域，所述第二区域包括表面，所述表面被构造并被设置成接触被怀疑含有所述分析物的物品，并且接收来自所述流体容器的流体；与所述第一和第二区域流体连通的样品出口；以及含有所述第一区域、所述第二区域以及所述样品出口的壳体；以及

样品分析设备，所述样品分析设备包括：

至少一个样品入口，所述样品入口被构造并被设置成接收来自所述样品收集设备的样品出口的被怀疑含有分析物的样品；

提供多种溶剂用于溶解所述样品的多个溶剂室；以及

与所述样品入口流体连通的通道，所述通道包括能够产生发光或比色信号的化学试剂。

27.如权利要求26中所述的试剂盒，其中所述样品分析设备包括：

至少5个通道；以及

具有透气过滤器的样品收集垫，

其中所述多个溶剂室包括至少三个水泡按钮，提供至少三种不同的溶剂。