CN111133113B - 有害污染物测试中的高动态范围测定物 - Google Patents

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Abstract

本公开的各方面涉及横向流测定物，该横向流测定物具有多个不同的检测区，该检测区被调整以在指示测试样本中有害污染物的浓度中扩展所述测定物的动态范围。一些方面涉及配置有指令的测定物读取器装置，所述指令基于所述检测区中的一些或所有检测区生成表示测试样本中有害污染物的浓度的结果。

Description

有害污染物测试中的高动态范围测定物
相关申请的交叉引用
本申请要求在2017年9月21日提交的题为“有害污染物测试中的高动态范围测定物(HIGH DYNAMIC RANGE ASSAYS IN HAZARDOUS CONTAMINANT TESTING)”的美国临时专利申请第62/561,567号的权益，其内容通过引用整体并入本文。
技术领域
本文公开的系统和方法涉及环境污染物测试，并且更具体地，涉及具有增强的用于识别污染物浓度的动态范围的测试装置。
背景技术
抗肿瘤药物用于治疗癌症，并且最常见于小分子(如氟尿嘧啶)或抗体形式(如利妥昔单抗)。检测抗肿瘤药物对于确定在使用和/或分配药物的医院/药房区域中是否存在污染/泄漏是至关重要的。
抗肿瘤药物的性质使它们对健康的细胞和组织以及癌细胞有害。应采取预防措施，以消除或减少医护人员职业性暴露于抗肿瘤药物。制备这些药物的药剂师和可能制备并施用这些药物的护士是暴露于抗肿瘤药剂的潜在程度最高的两个职业群体。此外，医生和手术室人员也可能通过治疗患者而暴露，因为用抗肿瘤药物治疗的患者可能排泄这些药物。医院工作人员，诸如运输和接收人员、保管工作人员、洗衣工人和废物处理人员，都有可能在其工作期间暴露于这些药物。抗肿瘤药剂在兽医肿瘤学中的使用增加也使这些工作人员处在暴露于这些药物的风险。
发明内容
抗肿瘤药物具有抗增生作用，因为它们通过破坏DNA和启动细胞凋亡(一种程序性细胞死亡形式)来影响细胞分裂的过程。虽然这对于预防肿瘤(例如，癌)细胞的生长和扩散是可取的，但抗肿瘤药物也可能影响快速分裂的非癌细胞。因此，抗肿瘤药物可以抑制健康的生物功能，包括骨髓生长、愈合、毛发生长和生育，仅举几个示例。
研究表明，工作场所暴露于抗肿瘤药物对健康有影响，如皮疹、脱发、不育症(暂时性和永久性)、对孕妇的生殖和胎儿发育的影响，遗传毒性的增加(例如可导致变异的对遗传物质的破坏性影响))、听力障碍和癌症。这些健康风险受到暴露程度以及有害药物的效力和毒性的影响。虽然有害药物的潜在治疗益处可能超过患病患者的此类副作用的风险，但暴露的医护人员会冒这些相同的副作用的风险而没有治疗益处。此外，已知暴露于甚至非常小浓度的抗肿瘤药物对于处理它们或在它们附近工作的工作人员可能是有害的，并且对于已知的致癌药剂，没有安全的暴露程度。
环境取样可用于确定抗肿瘤药剂对工作场所污染的程度。然而，由于缺乏快速、廉价的方法来首先识别这些区域，然后确定去污的成功程度，所以污染区域的取样和去污是复杂的。尽管分析方法可用于测量环境样本中的抗肿瘤药物，但这些方法需要运送到外部实验室，从而延迟了取样结果的接收。
在适合与本公开的装置一起使用的一个示例取样系统中，可以通过向工作表面提供缓冲液并用吸收性拭子擦拭湿润表面，或者通过用缓冲液预先润湿的拭子擦拭工作表面来对所述表面取样。在一些实施方案中，缓冲液可具有有助于从表面拾取污染物并从拭子材料释放收集的污染物并将污染物混合成均匀的溶液以用于测试的性质。可以从拭子中压出或提取缓冲液以及任何收集的污染物，并且可以在测试位点分析该溶液中特定抗肿瘤药剂的存在和/或量。
例如，可以将溶液提供给竞争性测定物(assay)，然后可以通过测定物读取器装置读取该竞争性测定物。由于这些药物的键合性质，可能需要竞争性测定物来检测抗肿瘤药物的量，如下面更详细地解释。通过竞争性测定物，样本中的分析物(此处为抗肿瘤药剂)与产生信号的物质竞争检测区中的有限数量的键合位点，使得增加的抗肿瘤药剂的存在导致检测区的可见变化较小。当读取竞争性测定物时，读取器装置获取的信号与检测到的药物量之间的关系通过反曲线建模。因此，较低的信号与较高量的检测到的药物相关，并且较高的信号与较低量的检测到的药物相关。该反向关系曲线难以区分在给定测试条上可容易地检测到的特定浓度范围之外的浓度。在该范围内(被称为测试条的动态范围)，可以准确地将对应于变化浓度的检测区饱和度彼此区分开。因此，虽然能够在测试位点快速检测抗肿瘤药剂，但竞争性测定物可能遇到与低动态范围相关的缺点。
在本文所述的有害药物收集和检测系统的实施方式中解决了这些和其他问题，所述系统包括可以结合使用来确定液体样本中的有害药物浓度的竞争性横向流测定物测试条和在单个测试条上使用多个检测区的相关读取器装置，例如每个检测区被调整到不同水平的药物浓度。与现有系统相比，本技术提供了改善的对更广动态范围的抗肿瘤药物浓度(包括痕量抗肿瘤药物)的敏感性。所述检测系统能够准确地检测甚至痕量抗肿瘤药剂的量并能够快速提供结果(包括在收集后立即提供结果)。有利地，测试和检测可以在收集的位置处发生，使得可以在没有实验室样本处理所需的延迟的情况下确定污染程度的立即定量评估。
因此，一个方面涉及一种用于检测有害污染物的系统，所述系统包括测定物测试条，所述测定物测试条包括至少一种材料，所述材料被配置为沿着横向流路芯吸含有有害污染物的液体样本，所述横向流路至少部分地(at least partway)从测定物测试条的第一端延伸到测定物测试条的第二端；缀合物释放区，所述缀合物释放区包括多个扩散键合(diffusively bound)的标记颗粒，其被配置为与液体样本一起沿着所述横向流路输送；以及沿着所述横向流路按顺序定位的多个检测区，所述多个检测区中的每个检测区包括多个固定的捕获试剂，所述捕获试剂被调整为在多个浓度的有害污染物中的不同的一个浓度下以所标记的颗粒完全饱和；以及读取器装置，所述读取器装置包括被配置为接收测定物测试条的部分；传感器，所述传感器被定位成接收从多个检测区反射的光并且被配置为生成表示接收到的光的强度的信号；以及控制电子装置，所述控制电子装置被配置为分析信号、识别在预定阈值之上饱和的多个检测区的子集，并基于所述多个检测区的子集中的一个子集确定所述液体样本中的有害污染物的浓度。
在所述系统的一些实施方式中，所述控制电子装置被配置为从与多个检测区的子集相关联的多个浓度的子集中识别最高浓度。在一些进一步的实施方式中，所述控制电子装置被配置为将液体样本中的有害污染物的浓度设置为与所述多个浓度的子集相关联的识别的最高浓度。在一些进一步的实施方式中，所述多个检测区基于其调整浓度(theirtuned concentration)以递增的顺序沿着所述横向流路布置。在一些进一步的实施方式中，所述控制电子装置被配置为基于识别沿着所述横向流路最远定位并且至少饱和到阈值水平的多个检测区的检测区来识别最高浓度，并且将所述最高浓度设置到所识别的检测区的多个浓度的浓度。在一些进一步的实施方式中，所述控制电子装置被配置为输出液体样本中有害污染物的浓度的置信度。
在所述系统的一些实施方式中，所述控制电子装置被配置为将液体样本中的有害污染物的浓度转换为测试区的有害污染物的浓度的量度。
所述系统的一些实施方式进一步包括容纳所述测定物测试条的匣盒(cartridge)。在一些进一步的实施方式中，所述测定物测试条包括在第一端的样本接收区，并且其中，所述匣盒包括流体配件，其被定位成将液体样本提供给所述样本接收区。在一些进一步的实施方式中，所述流体配件被配置为利用收集容器上的对应流体配件提供不透流体的密封，以用于将所述液体样本从所述收集容器转移到所述测定物测试条。在一些进一步的实施方式中，所述匣盒包括机器可读指示，其可由所述读取器装置读取以识别所述多个检测区中的每个检测区的编号、位置和对应的调整浓度。在一些进一步的实施方式中，所述控制电子装置进一步被配置为基于来自条形码扫描器的表示条形码的信号来识别所述多个检测区中的每个检测区的编号、位置和对应的调整浓度。
在所述系统的一些实施方式中，所述测定物测试条包括竞争性测定物，并且其中，所述多个检测区中的每个检测区被配置为与所述液体样本中的有害污染物的浓度成反比关系而饱和。
另一方面涉及一种用于检测有害污染物的系统，所述系统包括测定物测试条，所述测定物测试条包括至少一种材料，所述材料被配置为沿着横向流路芯吸含有有害污染物的液体样本，所述横向流路至少部分地从测定物测试条的第一端延伸到测定物测试条的第二端；缀合物释放区，所述缀合物释放区包括多个扩散键合的标记颗粒，其被配置为与液体样本一起沿着所述横向流路输送；以及沿着所述横向流路按顺序定位的多个检测区，所述多个检测区中的每个检测区包括多个固定的捕获试剂，所述捕获试剂被调整为在有害污染物的特定浓度水平下以所标记的颗粒完全饱和；以及读取器装置，所述读取器装置包括被配置为接收测定物测试条的部分；传感器，所述传感器被定位成接收从多个检测区反射的光并且被配置为生成表示接收到的光的强度的信号；以及控制电子装置，所述控制电子装置被配置为分析信号并基于所述多个检测区中的每个检测区确定所述液体样本中的有害污染物的浓度。
在所述系统的一些实施方式中，所述控制电子装置被配置为基于所述信号计算所述多个检测区中的每个检测区的饱和度；访问表示与多个检测区中的每个检测区相关联的浓度水平的数据；以及基于多个检测区中的每个检测区的所计算的饱和度和相关联浓度水平计算所述液体样本中的有害污染物的浓度。在一些进一步的实施方式中，所述控制电子装置被配置为针对多个检测区中的每个检测区，通过将计算的饱和度乘以相关联的浓度水平来生成浓度乘积值；并将所述浓度乘积值相加以计算所述液体样本中的有害污染物的浓度。
在所述系统的一些实施方式中，所述多个检测区各自被调整到相同的浓度。
在所述系统的一些实施方式中，所述多个检测区各自被调整到多个浓度中的不同浓度。在一些进一步的实施方式中，所述多个检测区基于其调整浓度以递增的顺序沿着所述横向流路布置。
所述系统的一些实施方式进一步包括容纳所述测定物测试条的匣盒。在一些进一步的实施方式中，所述测定物测试条包括在第一端的样本接收区，并且其中，所述匣盒包括流体配件，其被定位成将液体样本提供给所述样本接收区。在一些进一步的实施方式中，所述流体配件被配置为利用收集容器上的对应流体配件提供不透流体的密封，以用于将所述液体样本从所述收集容器转移到所述测定物测试条。在一些进一步的实施方式中，所述匣盒包括条形码，其可由所述读取器装置读取以识别所述多个检测区中的每个检测区的编号、位置和对应的调整浓度。在一些进一步的实施方式中，所述控制电子装置进一步被配置为基于来自条形码扫描器的表示条形码的信号来识别所述多个检测区中的每个检测区的编号、位置和对应的调整浓度。
在所述系统的一些实施方式中，所述测定物测试条包括竞争性测定物，并且其中，所述多个检测区中的每个检测区被配置为与所述液体样本中的有害污染物的浓度成反比关系而饱和。
另一方面涉及一种横向流测定物，所述横向流测定物包括测定物测试条，所述测定物测试条包括至少一种材料，所述材料被配置为沿着横向流路芯吸含有有害污染物的液体样本，所述横向流路从所述测定物测试条的第一端延伸到所述测定物测试条的第二端；所述第一端处的样本接收区；缀合物释放区，所述缀合物释放区从所述样本接收区向横向流路下方定位，并且包括多个扩散键合的标记颗粒，所述标记颗粒被配置为沿着所述横向流路与所述液体样本一起输送；以及沿着所述横向流路按顺序定位的多个检测区，所述多个检测区中的每个检测区包括多个固定的捕获试剂，所述捕获试剂被调整为在有害污染物的特定浓度水平下以所述标记颗粒完全饱和；以及容纳所述测定物测试条的匣盒，所述匣盒包括流体配件，所述流体配件被定位成将所述液体样本提供给所述样本接收区。
在所述横向流测定物的一些实施方式中，所述多个检测区各自被调整到相同的浓度。
在所述横向流测定物的一些实施方式中，所述多个检测区各自被调整到多个浓度中的不同浓度。在一些进一步的实施方式中，所述多个检测区基于其调整浓度以递增的顺序沿着所述横向流路布置。
所述横向流测定物的一些实施方式进一步包括对照区，所述对照区被配置为无论所述液体样本中的有害污染物的浓度水平如何都饱和。
在所述横向流测定物的一些实施方式中，所述测定物测试条包括竞争性测定物。
另一方面涉及一种测定物读取器装置，所述测定物读取器装置包括端口，所述端口被配置为接收测定物测试条，所述测定物测试条具有沿横向流路按顺序定位的多个检测区，所述多个检测区中的每个检测区包括多个固定的捕获试剂，所述捕获试剂被调整为在有害污染物的特定浓度商品下以所述标记颗粒完全饱和；传感器，所述传感器被定位成接收从所述多个检测区反射的光并且被配置为生成表示接收到的光的强度的信号；以及控制电子装置，所述控制电子装置被配置为分析所述信号并基于所述多个检测区中的至少一些检测区确定所述液体样本中的有害污染物的浓度。
在所述测定物读取器装置的一些实施方式中，所述多个检测区各自被调整到多个浓度中的不同浓度，并且其中，所述控制电子装置被配置为从与所述多个检测区的子集相关联的多个浓度的子集中识别最高浓度。在一些进一步的实施方式中，所述控制电子装置被配置为将液体样本中的有害污染物的浓度设置为与所述多个浓度的子集相关联的识别的最高浓度。
在所述测定物读取器装置的一些实施方式中，所述控制电子装置被配置为基于所述信号计算所述多个检测区中的每个检测区的饱和度；访问表示与多个检测区中的每个检测区相关联的浓度水平的数据；以及基于多个检测区中的每个检测区的所计算的饱和度和相关联浓度水平计算所述液体样本中的有害污染物的浓度。在一些进一步的实施方式中，所述控制电子装置被配置为针对多个检测区中的每个检测区，通过将计算的饱和度乘以相关联的浓度水平来生成浓度乘积值；并将所述浓度乘积值相加以计算所述液体样本中的有害污染物的浓度。
所述测定物读取器装置的一些实施方式进一步包括条形码扫描器，其被定位成读取容纳所述测定物测试条的匣盒上的条形码。在一些进一步的实施方式中，所述控制电子装置进一步被配置为基于来自所述条形码扫描器的表示扫描的条形码的信号，识别所述多个检测区中的每个检测区的编号、位置和对应的调整浓度。
在所述测定物读取器装置的一些实施方式中，所述控制电子装置进一步被配置为识别表示所述液体样本中所确定的有害污染物的浓度的准确度的置信度的值，其中，所述值基于所述液体样本中的有害污染物的浓度与预定的阈值之间的差值。一些进一步的实施方式进一步包括显示器，所述显示器被配置为显示表示所述液体样本中的所确定的有害污染物的浓度的信息，并且所述控制电子装置被配置为引起向所述显示器输出所述置信度值的视觉指示。
附图说明
在下文中将结合附图来描述所公开的方面，提供这些附图是为了说明而不是限制所公开的方面，其中，相似的标号表示相似的要素。
图1A示出了针对不同抗肿瘤药物浓度的读取信号饱和度的示例图。
图1B示出了示例模型，该示例模型示出了可以通过不同检测方法检测的不同污染程度。
图2示出了如本文所述的示例竞争性测定物的高级示意图。
图3A至图3D图形化示出了收集并测试如本文所述的液体样本的示例方法的步骤。
图4A描绘了具有多个检测区的示例测试条，其中，每个检测区被调整到不同的浓度水平。
图4B描绘了具有可以各自读取的多个检测区的示例测试条，其中，读取饱和度可以一起用于生成总浓度读数。
图4C描绘了包括从关于图4A和图4B两者描述的模型绘制的混合检测模型的示例测试条。
图4D和图4E示出了可用于容纳如本文所述的测试条的匣盒的各种实施方式。
图5描绘了示例测试装置的高级示意性框图。
图6示出了用于读取如本文所述的调整的测定物测试条的示例过程。
图7A和图7B描绘了绘制各种污染程度的概率的曲线图。
具体实施方式
本公开的实施方式涉及用于检测有害环境污染物的系统和技术，所述有害环境污染物诸如但不限于用于治疗癌症的抗肿瘤药物，所述系统和技术对收集的样本中的抗肿瘤药物的痕量浓度具有提高的敏感性。用于此种测试的试剂盒可包括收集装置和测试装置。在整个本公开中，将参考抗肿瘤药剂的收集、测试和检测来描述示例系统、试剂盒和方法，但是应当理解，本技术可用于收集、测试和检测任何颗粒、分子或感兴趣的分析物。另外，本文在由例如反射型标记(诸如但不限于金纳米颗粒标记)生成的光学信号的背景下描述了通过根据本公开的测定物生成的信号。尽管本文中通过参考“光学”信号描述了本公开的实施方式，但是应当理解，本文描述的测定物可以使用任何适当的用于标记的材料以便生成可检测的信号，包括但不限于生成荧光信号的荧光型乳胶珠标记和生成指示与所述测定物相关联的磁场变化的信号的磁性纳米颗粒标记。
药物成功治疗了许多类型的疾病和伤害，但几乎所有药物都有与其用途相关联的副作用。然而，并非所有不良副作用都归类为有害的。在本公开中，术语“有害药物”根据美国卫生系统药剂学家协会(ASHP)采用的含义使用，其指的是如果动物或人类的研究表明暴露于它们，具有以下四个特性之一，则该药物是有害的：遗传毒性；致癌性；致畸性或生育能力受损；以及实验动物或接受治疗的患者在低剂量时出现严重器官损害或其他中毒表现。
尽管在确定有害药物诸如抗肿瘤药剂的浓度的示例背景中进行了描述，但是应当理解，所公开的用于扩展竞争性测定物动态范围的测试条和读取技术可用于检测任何感兴趣分析物的存在和/或浓度。分析物通常是指待检测的物质。分析物可包括例如药物(有害和无害)、抗原物质、抗体、蛋白质、半抗原、核酸和扩增子。
如本文所用，“调整(tuning)”是指选择测试条的参数以实现对所需浓度或浓度范围的灵敏度。例如，可以调整检测区的捕获试剂加载浓度，使得所述检测区在所述液体样本中的所需污染物浓度水平下完全饱和。作为另一个示例，可以调整捕获试剂的性质，使得选择性键合以使检测区在所述液体样本中的所需污染物浓度水平完全饱和的方式发生。作为另一个示例，可以调整标记的缀合物的性质，以便在所述液体样本中的所需污染物浓度水平下产生检测区的完全饱和。可以单独或组合地修改这些和其他调整参数，以便实现如本文所述的各种检测区的期望灵敏度。
术语“键合(binding)”是指两个互补分子，例如抗肿瘤分子与标记的缀合物、抗肿瘤分子与捕获试剂、标记的缀合物与捕获试剂以及对照物质与对照试剂之间的物理或化学相互作用。键合包括但不限于离子键合、非离子键合、共价键合、氢键合、疏水相互作用、亲水相互作用和范德华相互作用。
尽管在竞争性测定物的背景下描述了所公开的检测区，但是应当理解，本文描述的调整原理可以扩展到其他类型的横向流测定物，例如夹心横向流测定物。例如，在非常高的分析物浓度下，夹心横向流测定物的检测缀合物变得饱和，并且过量的分析物与分析物-缀合物复合物竞争所述检测区中的捕获抗体。这导致信号减小(称为钩子效应)。提供如本文所述的多个检测线可以有助于减轻这种影响。
出于说明的目的，下面将结合附图描述各种实施方式。应当理解，所公开的概念的许多其他实施方案是可能的，并且利用所公开的实施方案可以实现各种优点。
竞争性测定物简介
本公开的各方面涉及通过在单个测试条上使用多个测试区来增强用于抗肿瘤药物量检测的竞争性测定物的动态范围的技术。在整个本公开中参考抗肿瘤药物的收集、测试和检测来描述示例系统、试剂盒和方法，但是应当理解，本技术可用于收集、测试和检测任何颗粒、分子或感兴趣的分析物。竞争性测定物是一种横向流测定物，其可以在对某些类型的分析物(包括低分子量、单一抗原决定簇和/或仅具有一个表位的分析物)进行测试时使用。根据其他形式的测定物(例如，夹心测定物)的需要，此类分析物可能不能同时键合两种抗体。一些抗肿瘤分子具有分子量和/或单个表位，使得它们适合于使用竞争性测定物进行检测。如本文所用，抗肿瘤分子是指抗肿瘤药物的一个分子。本文描述的竞争性形式测定物将在生成光学信号的反射型标记(诸如金纳米颗粒标记)的背景下描述，但应当理解，测定物可包括被配置为生成荧光信号的乳胶珠标记、被配置为生成磁信号的磁性纳米颗粒标记或被配置为生成可检测信号的任何其他标记。
在所公开的竞争性测定物中，所述液体样本中的抗肿瘤分子与产生信号的物质竞争所述检测区中有限数量的键合位点。如图1A的示例曲线10所示，从竞争性测定物的单个检测区读取的信号强度与存在的分析物浓度成反比关系。曲线10示出了信号读数值，其被描绘为测试区在液体样本中的抗肿瘤药物浓度范围内的饱和度(例如，颜色强度)的百分比，所述抗肿瘤药物浓度以纳克每平方厘米(ng/cm2)为单位示出。如图所示，没有抗肿瘤药物的样本将产生最大信号强度，并且具有抗肿瘤药物的浓度范围的样本将产生小于最大信号的信号。
然而，也如图1A所示，当测试区饱和度低时，该反向关系曲线开始在确定浓度方面产生一些困难。例如，饱和度变化很小在2ng/cm2和100ng/cm2之间时，使得在确定液体样本是否含有2ng/cm2的抗肿瘤药物浓度、100ng/cm2的抗肿瘤药物浓度或介于两者之间的抗肿瘤药物浓度中产生困难。用于收集样本的液体体积可以增加或减少，或者所述检测区可以调整到不同的曲线，然而这些方法仅仅使所示的曲线向左或向右位移。向右位移曲线可以在较高浓度下进行更好的检测，然而所述测试条在检测较低浓度中会失去保真度。相反，将曲线向左位移可以在较低浓度下进行更好的检测，但是所述测试条在较高较低浓度下会失去保真度。可以基于特定调整曲线准确确定的浓度范围被称为测试条的“动态范围”。
图1B示出了示例模型，该模型示出了可以通过不同检测模型(包括产生如关于图1A所述的反向关系曲线的竞争性测定物)检测的不同污染程度。彩色条21示出基于潜在的人类摄取的不同污染程度(以纳克/平方厘米，即ng/cm2为单位)的严重程度。0ng/cm2至0.1ng/cm2之间的范围以蓝色示出，表示对人类最低有害的污染程度的范围。0.1ng/cm2至1.0ng/cm2之间的范围以黄色示出，表示对人类中度有害的污染程度的范围。高于1.0ng/cm2的范围以橙色示出，表示对人类最有害的污染程度的范围(尽管被描述为“最有害的”，但这是相对于两个较低的范围，应当理解高于所描绘的橙色条的程度对暴露的人来说可能甚至更有害)。
在彩色条21下方，图1B示出了可由各种测试装置检测的污染程度范围的图形表示。如图所示，在实验室中进行的液相色谱-串联质谱测试(由浅蓝色条示出)可以检测约0.01ng/cm2和2.15ng/cm2之间的污染程度的范围。然而，该实验室测试(如当前抗肿瘤污染检测实践中所使用的)在实验室已接收样本擦拭物之后需要至少4-6周的等待时间以便使用者接收测试结果。进行此种测试所需的设备昂贵且复杂，因此通常在专门的测试实验室中发现，而不是在诊所、药房和其他将肿瘤药物作为治疗方法储存、分配和提供给癌症患者的环境中。
图1B的小绿条示出通过横向流测定物(例如竞争性测定物)提供的范围，该小绿条具有根据不同检测模型配制的检测区。横向流测定物提供了优于所述实验室测试的优势，因为它们可以在测试后立即使用并在测试现场使用，从而向测试使用者提供关于检测到的浓度水平的快速反馈，并使他们能够采取减轻测试区中使用者对抗肿瘤药物的持续有害暴露的预防措施(隔离、去污程序)。根据本公开的系统和方法的一些实施方案提供约0.03ng/cm2至0.15ng/cm2的范围。如该范围与彩色条21的视觉比较所描绘的，该当前模型仅能够辨别最不有害的污染程度和更高污染程度。该模型无法区分中度和严重有害的污染程度。因此，使用者测试浓度水平高于0.1ng/cm2的污染区域可能无法从测试条确定该区域实际上是如何被污染的。
示出进一步的示例模型，其跨越最不有害范围和中等有害范围之间的0.1ng/cm2阈值、在中等有害范围的中心的0.5ng/cm2阈值、在中度有害范围和最有害范围之间的1.0ng/cm2阈值和在最有害范围中的1.5ng/cm2阈值。这些模型中的每个模型可以在竞争性测定物测试条中实施，并因此提供比实验室测试更快速地提供测试结果的益处。然而，这些检测模型中的每个检测模型可能通过输出阴性结果而“错过”在对应绿色条下方的污染程度，并且不能提供在对应绿色条上方的污染程度的指示。为了检测连续的更大范围，需要许多此类测试条来测试单个样本，从而增加了测试的成本、时间和损耗。
因此，为了解决这些问题，图1B尤其示出了根据本公开的竞争性测定物中实施的检测模型25的示例扩展动态范围。图示的检测模型25可具有约0ng/cm2或0.01ng/cm2至约1.5ng/cm2的范围。因此，基于该检测模型25配制的测定物既可以在测试的位点和时间输出快速结果，也可以提供宽范围的跨越所有三种最不有害、中度有害和最有害的污染程度的浓度水平的准确指示。其他实施方式甚至可根据需要基于各种抗肿瘤药剂的感兴趣的污染程度进一步扩展该范围。另外，可以基于感兴趣的特定分析物、测试的预期位置和其他因素来调整本公开中描述的动态测定物范围。例如，检测模型25可以向右位移以检测更高的浓度(并且不检测0ng/cm2或0.1ng/cm2范围内的浓度)。另外或另选地，可以扩宽检测模型25的动态范围以测量更宽范围的浓度(例如，以检测0ng/cm2至2.5ng/cm2范围内的浓度)。应当理解，本文描述的竞争性测定物不限于这些示例，并且可以在给定特定环境因素、感兴趣分析物和使用者测试需要的情况下进行调节，以实现任何合适的动态范围。
本发明的竞争性测定物，例如但不限于实施检测模型25的测定物，通过采用多个空间上不同的检测区与精确的自动化读取技术相组合，克服了传统竞争性测定物的有限动态范围，以便识别出液体样本中有害药物的总浓度。在一些实施方案中，可将每个检测区调整至不同的药物浓度水平。在一些实施方案中，可以将每个检测区的饱和度与阈值进行比较，并且可以组合足够饱和的检测区的浓度水平以识别出液体样本中的有害药物的总浓度。在一些实施方案中，各种检测区的饱和度和完全饱和的浓度水平可以组合使用以识别出液体样本中有害药物的总浓度。可以向测定物读取器装置提供计算机可执行指令，以光学地获取表示各种检测区的信号，并基于这些信号的强度或强烈度计算总检测浓度水平。
一些示例可以实现为例如输出阳性或阴性测试结果的二元测试系统，而不是将特定污染浓度传送给使用者的定量系统。例如，读取器装置可以输出+或-符号以及其他测试结果信息，诸如输出“DOXORUBICIN+”以指示阿霉素的阳性测试结果或“DOXORUBICIN-”以指示阿霉素的阴性测试结果。输出定性测试结果的实施方案在污染物存在或不存在的置信度相对于特定污染物浓度非常高的情况下可以特别有利。为了说明本文所述系统的一个非限制性示例，污染大于0.1ng/cm2的阿霉素的表面大于99％可能读取为阳性，而未污染表面(0.0ng/cm2的阿霉素)大于99％可能读取为阴性。在该示例中，当系统检测到浓度为0.1ng/cm2或更高时，定量系统可以高置信度地输出“是”或“DOXORUBICIN+”的测试结果，并且当系统检测到浓度为0.0ng/cm2时，输出“否”或“DOXORUBICIN-”的测试结果。可以指示使用者进行第二次测试(例如，将收集的样本应用于第二个未使用的测定物测试装置)或者针对0.0ng/cm2至0.1ng/cm2之间的污染读数给出阳性的测试结果。如在该示例中所示，根据本公开的定性系统能够在测试事件之后立即(在一些情况下在1至10分钟内)在测试位置处向使用者提供极其有用的信息，即使没有显示检测到污染物浓度的指示。
在一些实施方式中，所述读取器装置(或使用读取器装置的指令)可以将阳性或阴性测试结果与检测到的污染物量相关，并将该信息提供给使用者。在一个非限制性示例中，所述系统输出二进制结果(是/否；+或-)以及与二进制结果相关的污染阈值或区域的指示。所述指示可以以任何合适的方式(包括但不限于以使用的指令、以在应用于测试表面的物理模板上的印刷格式以及以增强现实显示器)显示给使用者。在一个示例中，向使用者提供信息以将测试结果“-”与测试表面处于无危害或最小有害污染范围(例如，图1B中所示的深蓝色区域内)的指示相关。在另一个示例中，向使用者提供信息以将测试结果“-”与测试表面处于稍高污染范围(例如，在跨越图1B所示的0.1ng/cm2阈值的范围内)的指示相关。下面详细描述具有调整到跨越0.1ng/cm2阈值的至少一个检测模型的系统的实施方式的附加特征。在又一个示例中，向使用者提供信息以将测试结果“+”与测试表面处于非常高污染范围(例如，在跨越图1B所示的1.5ng/cm2阈值的范围内)的指示相关。下面详细描述具有调整到跨越1.5ng/cm2阈值的至少一个检测模型的系统的实施方式的附加特征。
如图2所示，如本文所述的竞争性测定物测试条100可以由包括至少以下区域的基板120形成：样本接收区110，缀合物释放区115，多个连续的、空间上不同的检测区125，对照区130，以及吸附剂或吸收区135。从潜在污染区域收集的液体样本150经由毛细管作用沿着基板的横向流路145移动通过测试条的各个区域，可以与分析物相互作用的分子附着到该区域。尽管被示为线，但是应当理解，流路145可以在测试条100的一些或全部宽度上延伸。
基板120包括至少一种材料，该材料被配置为促进液体样本150的横向流动145以将样本从测试条的一端芯吸到另一端。用于基板120的一种示例合适材料为多孔材料，例如硝化纤维素。一些实施方案可以使用形成为通道的无孔材料，例如微柱阵列，从而为横向流145提供毛细管作用。测试条100的各个区域可以形成为基板120的一部分，或者形成为例如能够传输液体样本150的横向流145的彼此流体连接的单独材料和/或基板。可选地，基板120和不是基板120的一部分的任何区域的材料可以固定到支撑构件140，例如由纸、金属、玻璃、塑料或其他合适材料形成的刚性平面结构。
液体样本150在测试条100的一端处的样本接收区110处施加。样本接收区110可以均匀地分布样本并将其引导至缀合物释放区。样本接收区110可以包括基板120的一部分，或者如图所示，可以为由与所述基板相同或不同的材料形成的单独的垫。样本接收区110可以可选地包括促进液体样本150与其他区域中的分子之间的相互作用的化合物(例如缓冲盐、表面活性剂、蛋白质等)。
液体样本150从样本接收区110流到缀合物释放区115并通过该区域。缀合物释放区115含有与着色或荧光标记颗粒缀合的可扩散键合的分子(本文称为“标记的缀合物”)。标记颗粒可以为例如有色染料、胶体金、乳胶(例如微球)、碳或荧光标记，仅举几个示例。如本文所用的术语“可扩散地键合”是指标记的缀合物可逆地附着或吸附到缀合物释放区，使得当与液体样本接触时，所述材料随横向流移动。缀合物释放区115被配置为在与移动的液体样本接触时释放标记的缀合物。缀合物释放区115可以包括基板120的一部分，或者如图所示，可以为由与所述基板相同或不同的材料形成的单独的垫。合适的材料包括玻璃纤维、纤维素和聚酯，仅举几个示例。缀合物释放区115还可以包括缀合物缓冲液以保持标记的缀合物颗粒并保持它们在功能上稳定直至进行测试。在一个示例中，缀合物缓冲液可含有用作防腐剂和再溶解剂的碳水化合物(诸如蔗糖)。当标记的缀合物颗粒在存在碳水化合物下干燥时，碳水化合物分子在它们周围形成层，从而稳定它们的生物结构。当液体样本150进入缀合物释放区115时，碳水化合物分子快速溶解，将标记的缀合物携带到横向流路145中。
液体样本150和标记的缀合物沿着横向流路145从缀合物释放区115携带到连续的检测区125。尽管示出了两个检测区125，但是所公开的测试条可以具有两个、三个或更多个检测区125。每个检测区125可包括基板120的区域或联接到基板120的多孔膜，例如硝酸纤维素。每个检测区125具有固定在所述区域内的非扩散性键合的捕获试剂。如本文所用，术语“非扩散性地键合”是指捕获试剂附着到检测区的材料，使得所述捕获试剂被固定，并因此，当与液体样本接触时不随着所述横向流移动。因此，术语“检测区”是指其中捕获试剂被非扩散性键合的测试条的区域。捕获试剂可以为与标记的缀合物和/或抗肿瘤分子互补并因此与其特异性键合的任何分子。检测区125可以具有各种形状和尺寸中的任一种，该形状和尺寸被配置为允许确定分析物与捕获试剂的键合。例如，检测区可包括非扩散性键合的捕获试剂的称为“测试线”的线。测试线的外观可用于确定被测试分析物的阳性或阴性结果或量。参考图4A至图4C进一步详细地描述检测区的示例。
在竞争性测定物的一种实施方案中，标记的缀合物可以类似于靶抗肿瘤分子，并且标记的缀合物和靶抗肿瘤分子均可以与捕获试剂互补。如本文所用，互补是指键合对的两个分子，其在其表面上或在空腔中具有彼此键合的部分。当液体样本流过缀合物释放区时，标记的缀合物被水合并被释放到流动的液体中。因此，当液体样本流过携带抗肿瘤分子(或其他感兴趣的分析物)和标记的缀合物的检测区时，这些分子彼此竞争以键合检测区中的固定量的捕获试剂。标记的缀合物将在不存在抗肿瘤分子的情况下与捕获试剂键合，从而产生与在检测区内固定的标记的缀合物的量成比例的饱和度。当样本中不存在感兴趣的抗肿瘤分子时，标记的缀合物键合检测区内的所有(或大多数)捕获试剂位点，从而生成最大强度的饱和度。当感兴趣的抗肿瘤分子以低浓度存在于样本中时，标记的缀合物与相对少量的未标记的抗肿瘤分子竞争以键合到捕获试剂，从而产生与最大强度(在有限的方差范围内)相同或基本上相等的饱和度。当感兴趣的抗肿瘤分子以高浓度存在于样本中时，标记的缀合物与相对大量的未标记的抗肿瘤分子竞争以键合到捕获试剂，从而产生小于最大强度信号的信号。在一个非限制性实施方式中，测试条可以被构造为使得靶抗肿瘤分子首先到达检测区，并因此具有与捕获试剂键合的第一次机会。
在发生键合后，与捕获试剂键合的标记缀合物的量在每个检测区125处产生光学可检测的强度变化，该强度变化可以例如由测定物读取器装置光学读取以生成具有对应于检测区125的饱和强度的强度值的信号。如上所述，从检测区125读取的饱和强度与存在的分析物浓度成反比关系。检测方法可包括在视觉上或经由光学读取器装置检测颜色的变化、荧光的变化、发光的变化、其他光学性质的变化，或指示液体样本中的靶抗肿瘤分子的存在或不存在或量的任何其他容易测量的物理性质。
液体样本150进一步沿横向流路145被携带到对照区130。对照区130可包括基板120的区域或联接到基板120的多孔膜，例如硝酸纤维素。对照区130可包括例如排列成一条线(“对照线”)的非扩散性键合的对照试剂，该对照试剂特异性键合到在测试样本或缀合物释放区中提供的对照分析物。所述对照线为一种确保液体样本已适当迁移的质量控制，并且其外观可用于验证测试结果。无论测试线上的结果如何，仍应形成光学可感知的对照线以用于有效测定物。
然后，液体样本150从样本接收区110流到测试条100的相对端处的吸附剂或吸收垫135。该垫135可以包括纤维素纤维，并且被配置为将液体样本150芯吸通过基板120并收集流到测试条100的端部的任何液体。垫135允许使用更大的样本体积，这致使测试灵敏度提高。
示例测试方法的概述
图3A至图3D图形化示出了收集并测试如本文所述的液体样本的示例方法的步骤。图3A示出了用于从可能被有害药物污染的测试表面250获取液体样本的示例方法300。图3A的一个、一些或所有描绘的框可以作为测定物和/或收集试剂盒的包装上的图形用户界面指令印刷，或者可以在测定物读取器装置、测试区终端或使用者的个人计算装置的显示屏上呈现。
在框340处，使用者可以识别样本位置并聚集收集试剂盒、测定物匣盒和模板。所述收集试剂盒可包括附接到手柄的拭子和收集容器。在一些示例中，将拭子用缓冲液预先润湿并与手柄一起包装在第一密封袋中，并将收集容器包装在第二密封袋中。测定物匣盒可以包括容纳在匣盒内的测定物装置，所述匣盒具有与所述测定物装置的样本接收区对准的窗口或端口。在一种实施方案中，所述测定物装置为测试条，例如但不限于横向流测定物测试条。同样在框340处，使用者可以在每次样本收集和/或打开收集试剂盒之前戴上干净的手套，以保护使用者免受表面上的潜在污染并保护收集的样本免受使用者手上的污染。
在框345处，使用者可以在测试表面上建立测试区。例如，使用者可以在预期位置上放置模板(物理或增强现实)以清楚地划分将被拭抹的区域。同样在框345处，使用者可打开收集试剂盒包装，包括打开单独包装的拭子和手柄。
在框350处，使用者可以用预先润湿的拭子拭抹整个测试区。使用者可以使用缓慢而坚固的笔划拭抹所述测试区。如图所示，使用者可以沿着测试区的高度有条不紊地将拭子以直线一直穿过所述测试区的宽度。
在框355处，使用者可以将拭子插入收集容器中。在一些示例中，所述收集容器包括T形井。尽管未示出，但是拭子可具有与容器井的横截面基本上匹配的T形横截面。使用者用包括滴头盖的顶部密封容器，并且将密封容器完全翻转(例如，上下颠倒并然后返回到正面朝上)五次。在这些翻转期间，由于贮存器的横截面形状对应于手柄的形状(以及贮存器的其他特征)，所以容器的贮存器中的液体主要洗涤拭子材料，并且由于所述贮存器具有比手柄更大的高度，因此所述手柄在所述贮存器内滑动。因此，与容器和手柄的几何形状以及缓冲液的流动相组合的翻转可以从拭子材料中提取收集的污染物。在一个非限制性示例中，在移动到下一步骤之前，使用者不会翻转或搅动容器。
在框360处，使用者可将拭子和手柄留在容器内、移除滴头盖并将一个或多个液滴(例如但不限于四滴)挤压(或允许重力下降)到一个或多个测定物匣盒上的样本井中。例如，在一些实施方式中，使用者可以将样本滴在多个测定物上，每个测定物被设计用于测试不同的药物。在一些示例中，在3到10滴之间的任何滴数均可以在测定物上产生合适的结果。液滴为体积测量的近似单位，其对应于一个液滴经由重力拉动(有时由保持液体的容器内产生的正压辅助)从滴管或滴注室分配的液体量。尽管任何给定液滴的精确体积取决于因素诸如液滴的液体表面张力、在液滴上拉动的重力场强度以及用于产生液滴的装置和技术，但通常认为体积为0.05mL。在替代实施方式中，使用者可以将收集装置的流体转移部分机械地联接到所述测定物装置的流体转移部分，以通过例如如图4D所示的闭合的流体通路释放受控体积的样本。
在框365处，使用者可以使用计时器来允许样本发育一段时间。例如，样本可以生长约1分钟、约2分钟、约3分钟、约4分钟、约5分钟、约6分钟或一些其他时间量。其他发育时间也是可能的。在一些实施方式中，计时器可以内置于读取所述测定物的读取器装置的编程中。所述发育时间可以根据正在进行的特定测试和测定物装置的特定操作参数而变化。
在框370处，使用者可将测定物匣盒插入测定物读取器装置中。取决于所述装置的操作模式，可以在发育所述样本之前或之后将测定物匣盒插入就绪装置中。在一些实施方式中，使用者可以按顺序插入多个匣盒以用于测试样本的不同方面或用于确保测试结果的可重复性。
在框375处，所述测定物读取器装置读取插入的匣盒的部分(包括，例如，检测来自容纳在匣盒中的测试条的捕获区的暴露区域的光学信号)、分析所述信号以确定一个或多个测试区位置的光学变化并且可选地控制一个或多个区域位置、基于所述光学变化确定结果并将所述结果显示给使用者。所述装置可以可选地存储所述结果或通过网络将结果传输到集中式数据存储库。如图所示，所述装置显示样本中阿霉素的存在的阴性结果。在其他实施方式中，所述装置可以显示所述样本中的和/或为测试区确定的特定检测浓度水平，并且可选地可以在确定的结果中显示置信度值。
在测试之后，使用者可以用滴头盖重新密封容器并处理所述收集装置和测定物(例如，符合有害废物法规)。可选地，使用者可以将所述读取器装置重新连接到其电源、执行任何所需的去污程序、重新测试去污表面并执行所需的结果报告。
图3B示出了另一种测试方法200，该方法描绘了使用收集装置的替代实施方式的过程300的步骤350、355和360的细节。
在步骤205处，使用者可从包含预定体积的缓冲液235的容器230移除手柄240。手柄240具有固定到其一端的拭子245，该一端用缓冲液235预先润湿。在其他实施方案中，缓冲液235可以单独提供、施加到测试表面以及使用拭子245吸收。缓冲液235有助于将污染物从测试表面提升到拭子中和/或使用者可以单独地将流体施加到测试表面。
在步骤210处，可选地在一些实施方式中，拭子头可以旋转以帮助保持拭子245和测试表面250之间的接触。
在步骤215处，使用者可以拭抹测试表面250的指定测试区。在一些实施方案中，可优选地拭抹整个测试区并且仅在测试区内拭抹以便生成污染物的浓度的准确测量，特别是对于每个区域仅有少量对使用者有害的污染物的情况下。拭抹整个测试区并且仅在测试区内拭抹还可以允许如本文所述的读取器装置在存在非常少量的污染物的情况下生成污染物的浓度的精确测量。即使检测到的污染物量非常小并且不会立即对直接区域的人员造成伤害，检测任何量的污染物都可以提醒使用者有害材料的泄漏或意外释放。进一步地，对于某些有害药物，没有安全的暴露程度。因此，过程200的一些实施方式可以包括在测试区上放置引导装置或模板以帮助使用者仅拭抹预定区域。
在步骤220处，使用者可以将拭子和手柄放回收集容器230中。可选地，容器的使用者和/或结构可以搅动拭子以将收集的污染物释放到所述容器内的流体中。例如，步骤255示出了使用者将容器的侧面挤压抵靠拭子头的选项。
在步骤225处，使用者可以将流体传送到包含测试条(例如上述测试条100或下述测试条400A、400B)或者另一测试装置的匣盒320。例如，使用者可以将流体从容器230滴到样本接收区上。在一些实施方式中，匣盒320和容器230可以被构造成经由流体密封连接机械地配对，以防止使用者或测试环境意外暴露于可能被污染的流体。
本文所述的横向流测定物测试系统可包括横向流测定物测试装置(诸如但不限于测试条，诸如测定物测试条100)、包括被配置为接收测试装置的全部或一部分的端口的壳体、包括光源和光检测器的读取器、数据分析器及其组合。壳体可以由各种材料中的任一种(包括塑料、金属或复合材料)制成。所述壳体形成用于诊断测试系统的部件的保护外壳。所述壳体还可以限定贮藏器，所述贮藏器相对于所述读取器机械地配准所述测试条。所述贮藏器可以被设计成接收各种不同类型的测试条中的任一种。在一些实施方式中，所述壳体为便携式装置，其允许在各种环境中(包括在工作台上、在现场、在家中或在用于家庭、商业或环境应用的设施中)执行横向流测定物的能力。
读取器可以包括用于光学检查测试条捕获区的暴露区域的一个或多个光电子部件。在一些实施方案中，所述读取器包括至少一个光源和至少一个光检测器。在一些实施方式中，所述光源可以包括半导体发光二极管，并且所述光检测器可以包括半导体光电二极管。取决于测试条使用的标记的性质，所述光源可以设计成发射特定波长范围内的光或具有特定偏振的光。例如，如果所述标记为荧光标记，诸如量子点，则所述光源将被设计成用波长范围内的光照射测试条的捕获区的暴露区域，该波长范围内的光引起来自所述标记的荧光发射。类似地，所述光检测器可以被设计成选择性地捕获来自捕获区的暴露区域的光。例如，如果所述标记为荧光标记，则所述光检测器将被设计成选择性地捕获由所述标记发射的荧光的波长范围内的光或特定偏振的光。另一方面，如果所述标记为反射型标记，则所述光检测器将被设计成选择性地捕获由所述光源发出的光的波长范围内的光。为此目的，所述光检测器可以包括一个或多个光学滤波器，其限定捕获的光的波长范围或偏振轴。可以使用目视观察或分光光度计以检测来自发色基板的颜色；用于检测辐射的辐射计数器，诸如用于检测125I的伽马计数器；或者用于在存在特定波长的光的情况下检测荧光的荧光计来分析来自标记的信号。在使用酶联测定物的情况下，可以使用分光光度计进行感兴趣分析物的量的定量分析。
在一些实施方式中，所述测试条所使用的标记可以为被配置为生成磁信号的磁性纳米颗粒标记。因此，可以修改所述读取器以检测这些磁信号的强度而不是光学可检测的变化。因此，在本公开中，检测光学可检测变化的读取器的描述可以应用于改为检测磁性可检测变化的替代实施方式。另外，应当理解，“信号”可以指的是光学信号、荧光信号、磁信号或由于所述测试条标记而发生的任何其他类型的信号。
图3C示出了将匣盒320插入读取器装置300的孔305中的另一步骤。尽管参考读取器装置300描述了以下示例，但是如上所述，可以通过任何合适的读取器读取测定物测试装置(无论是容纳在匣盒320内还是未容纳在匣盒内)。进一步地，尽管未示出，但是进一步的步骤可以包括操作读取器装置300以执行所述测试条的检测和分析并显示测试的结果。图3D示出了在显示器315上显示测试结果的读取器装置300。在这种情况下，测试结果表明感兴趣分析物的浓度为3ng/ml。
装置300可以为具有孔305的测定物读取器装置，孔305用于接收测定物测试条和匣盒320并定位所述测试条，使得所述检测区被定位在位于装置300内部的检测部件的光路中。在一些情况下，所述检测部件可包括成像部件，所述成像部件对所述测定物测试条和匣盒320的部分成像以检测所述测定物测试条中的光学变化。所述装置还可以使用这些或另外的成像部件来扫描匣盒上的条形码，例如以识别要执行的检测技术和分析。
装置300的一些实施方式可以被配置为执行初始扫描，例如使用条形码扫描仪来扫描一个或多个条形码。条形码可以识别要执行的测试类型、进行测试的人、测试的位置和/或测试表面的设施中的位置(例如药房、护理区、柜#、床#、椅子#、泵#等)。如图3A和图3C所示，在读取任何条形码识别符之后，然后将匣盒320插入所述读取器中。提供条形码作为例示性示例，并且在各种实施方式中，可以提供其他识别模式(例如序列号、图形识别符、射频ID发射器等)以供装置300读取。
装置300可以具有按钮310，其准备好装置以供使用并且为使用者提供操作所述装置的输入机制。在一些实施方式中，可以经由装置300的单个按钮310的点击次数或模式来设置装置操作模式。例如，在一些实施方案中，单次按下按钮310可以接通装置300的电源并将装置300设置为默认操作模式，并且装置300可以在插入匣盒时实现默认操作模式。双击按钮310可以启动与默认操作模式不同的替代操作模式。使用者按下单个按钮310的其他次数或模式可以向所述装置的处理器提供关于期望的操作模式的指令。本文参考单个按钮描述了装置300的实施方式，但是允许使用者在装置操作模式之间进行选择和切换的其他特征是可能的(诸如但不限于单个开关、旋钮、控制杆或手柄)。
装置操作模式的一个示例为终点读取模式。在终点读取模式中，使用者准备并在装置700外部孵育测定物并跟踪所述测定物的发育时间。例如，用于确定甲氨蝶呤或阿霉素浓度的测定物可具有5分钟的发育时间，因此使用者将流体从如本文所述的收集装置施加于所述测定物并等待5分钟。在5分钟结束时，使用者将测定物320插入装置300中以获取测试结果。因此，当以终点读取模式操作时，装置300可以提供指令，例如可听地或在可视显示器上，该指令指示使用者在将样本施加到测定物之后在将所述测定物插入装置300中之前等待预定时间。在其他实施方式中，当以终点读取模式操作时，装置300可以不显示任何指令，但可以在测定物插入装置300中时简单地读取所述测定物。在将所述测定物插入基础装置300中时，所述装置的光学读取器可以收集表示用于分析的测定物的数据(例如，图像数据)以确定所述测定物的结果。在一些实施方式中，终点读取模式可以为装置300的默认操作模式。
装置操作模式的另一个示例为无人值守模式。当以无人值守模式操作时，装置300可以在施加样本之后立即为使用者提供插入所述测定物的指令。在根据一个实施方式的无人值守模式中，使用者可以将样本施加于所述测定物并立即将所述测定物插入装置300中。所述测定物将在装置300内部发育，并且装置300可以跟踪自插入测定物320以来经过的时间。在预定发育时间结束时，装置300可以收集表示所述测定物中的光学变化的数据、分析所述数据以确定测试结果并将测试结果报告给使用者。每次测试的测定物发育时间可以是唯一的。在一些实施方式中，可以通过双击装置300的单个按钮310来设置无人值守模式。进一步的输入可以指示所述读取器装置的测定物发育时间。例如，由条形码读取器扫描的条形码或在所述测定物上或在用于保持所述测定物的匣盒上提供的条形码可以向装置300指示插入的测定物类型和该测定物的发育时间。基于测定物的类型，装置300可以在样本施加和插入之后在收集表示所述测定物中的光学变化的数据之前等待预定的时间量。
在本文描述的测定物分析仪的实施方案中，存在与使用者在装置操作模式之间选择和切换的能力相关联的许多优点。所述终点读取模式在工作人员通常批量处理多个测试的大型实验室或医疗实践设施中可以是方便的。当执行单次测试时，或者当最终使用者不希望跟踪测定物发育时间(或者不知道如何或未训练如何精确跟踪测定物发育时间)时，无人值守模式可以是有用的。所述无人值守模式可以有利地减少或消除由于测定物被过快地(在测定物的发育时间过去之前太快)或过慢地(在测定物的发育时间过去之后长时间)插入和读取(例如，成像)而发生的错误测试结果。进一步地，在无人值守模式中，例如当需要测定物读数的动力学图时，所述测定物读取器可以操作以预定的时间间隔检查所述测定物(例如，捕获所述测定物的多个图像)。
所公开的装置300的一个实施方式包括在其外壳上的仅单个按钮310，诸如为装置300断电和通电的单个电源按钮。所公开的装置300的实施方式还实现两种不同的装置操作模式(尽管可能有两种以上的装置操作模式)。为了使最终使用者能够在两种装置操作模式之间进行选择和切换，装置300可以包括用于在电源按钮上实现双击功能的指令。在接收单按按钮的输入以接通所述装置的电源后，测定物匣盒插入可以自动触发终点读取模式。当装置的处理器通过使用者双击电源按钮接收输入时，这可以启动存储的指令以实现所述无人值守模式。这种双击功能为最终使用者提供了简单直观的在基础测定物分析仪的不同操作模式之间切换的方式。所述双击功能还使使用者能够实时配置所述装置以在无人值守模式下操作，而无需使用者对装置300进行任何额外的配置步骤或额外编程。应当理解，代替触发辅助(非默认)装置操作模式的双击或者除了所述双击之外，可以向装置300提供辨识其他点击模式的指令，例如辨识使用者按下按钮任何预定次数、以预定模式按下按钮和/或按住按钮并保持预定的时间长度。
装置300还可以包括用于向使用者显示指令和/或测试结果的显示器315。在插入测试条之后，装置300可以读取测定物测试条上的条形码以识别药物的名称和/或浓度范围。装置300可以检查插入的测试条(在一个示例中，通过“成像”测试条或以其他方式朝向所述测试条发射光，然后检测表示从所述测试条反射的检测光的信号的强度)，并分析表示检查的测试条的信号以计算结果、将所述结果显示给使用者并且可选地传输和/或本地存储所述结果。通过阳性或阴性的指示(例如，+/-；是/否；等)和/或(感兴趣的分析物)每个面积的实际污染(例如，药物浓度＝0.1ng/cm2)和/或(感兴趣的分析物)每个体积的实际污染量(例如，药物浓度＝3ng/ml)，所述结果可以计算并显示为污染。这些指示为非限制性示例，因为其他指示和测量单位也是合适的。
装置300的一些实施方式可以简单地将一个或多个结果显示给使用者。装置300的一些实施方式还可以将一个或多个结果存储在内部存储器中，例如通过USB连接、网络连接(有线或无线)、蜂窝电话连接、近场通信、蓝牙连接等，所述结果可以被调用。所述一个或多个结果也可以自动记录到设施记录和跟踪系统中。装置300还可以被编程为根据需要自动警告任何附加人员，而无需使用者的进一步输入或指令。例如，如果装置300读取的污染程度高于人类摄取阈值并且被认为对人类接触有害，则可以向主任药剂师、护士、经理或安全官员自动通知所述结果和污染浓度以便于作出快速响应。所述通知可以包括位置信息，诸如但不限于地理位置(纬度/经度)或位置的描述(医院A、病房B等)。该响应可以包括由经过培训的人员或使用与有害污染检测试剂盒一起提供或单独提供的去污试剂盒所进行的详细的去污程序。
在一些实施方式中，装置300可以为配置有计算机可执行指令的专用测定物读取器装置，所述计算机可执行指令用于识别施加到测试条的样本中的痕量污染物浓度。下面参考图5的示意图论述装置300的进一步的部件。
示例调整测定物和读取器装置的概述
图4A描绘了具有多个检测区C1-C5的示例测试条400A，每个检测区被调整到不同的浓度水平。图4B描绘了具有多个检测区D1-D5的测试条400B的另一个实施方式，每个检测区可以被读取以确定饱和度，这些读数被组合以确定样本中的总浓度。图4C描绘了示例测试条，其包括从关于图4A描述的多浓度水平模型和与关于图4B描述的模型有关地进行描述的多饱和度模型绘制的混合检测模型。
参考图4A至图4C，在一些实施方式中，测试条400A、400B、400C可以为测试条100，并且每个测试条都在匣盒405内描绘，匣盒405具有暴露测试条400A的样本接收区415的第一窗口410和暴露检测区C1-C5的第二窗口420以及对照区425。在一些实施方式中，样本接收区415可以为样本接收区110，并且可以接收液体样本并准备它以用于与测试条400A、400B、400C的其余区域相互作用。缀合物释放区(未示出，参见图2的区域115以供参考)可定位在样本接收区415和检测区之间的横向流路中，以便将标记的缀合物释放到所述液体样本中。然后样本可以流过所述检测区并在流过对照区425之前与固定的捕获试剂相互作用。无论检测区的结果如何，都应在对照区域425中形成线以验证所述测定物。
当与对照区425一起使用时，测试条400A、400B、400C可以指示检测到足够的信号(其中，考虑的统计因素与样本收集效率、采样误差、测量误差、假阳性、假阴性和视为对测试结果的准确度有影响的任何其他因素相关)。例如，参考图4A的示例，测试条400A可以指示满足足够的置信度以认为样本浓度超过0.01、0.1和0.5阈值。如果在1.0和1.5浓度线中没有示出足够的置信度，则可以通知最终使用者(例如，通过读取器装置)他们的测试产生了他们的样本至少大于0.5ng/cm2的一定置信度。较低分辨率集合的益处在于可对跟踪和分析有用。设施可以通过在许多测试程序的过程中观察阈值增加或减少来确定人或程序是否有效。
使用阈值水平增加单个测试条的动态范围的示例测定物
参考图4A，五个检测区C1-C5中的每个检测区可包括如上所述的固定的捕获试剂，每个检测区被调整至液体样本中相同靶抗肿瘤药物的不同浓度水平。此种调整可以考虑靶抗肿瘤分子和/或标记的缀合物与其他检测区(例如，在横向流路中较早定位的检测区)之间的相互作用。在一些实施方式中，所述检测区可以基于其调整的浓度以递增的顺序沿着横向流路布置。
为了说明，考虑检测区C1-C5的以下示例浓度。可以调整第一检测区C1以在从样本接收区415流过检测区C1的液体样本中以靶抗肿瘤分子的0.01ng/cm2的浓度完全饱和。可以调整第二检测区C2以在液体样本中以靶抗肿瘤分子的0.1ng/cm2的浓度完全饱和。可以调整该灵敏度以考虑流过第二检测区C2的液体样本已经流过第一检测区C1中的捕获试剂并与其相互作用的事实。可以调整第三检测区C3以在液体样本中以靶抗肿瘤分子的0.5ng/cm2的浓度完全饱和。同样，可以调整该灵敏度以考虑流过第三检测区C3的液体样本已经流过第一检测区C1和第二检测区C2中的捕获试剂并与其相互作用的事实。可以调整第四检测区C4以在液体样本中以靶抗肿瘤分子的1.0ng/cm2的浓度完全饱和。同样，可以调整该灵敏度以考虑流过第四检测区C4的液体样本已经流过第一检测区C1、第二检测区C2和第三检测区C3中的捕获试剂并与其相互作用的事实。可以调整第五检测区C5以在液体样本中以靶抗肿瘤分子的1.5ng/cm2的浓度完全饱和。同样，可以调整该灵敏度以考虑流过第五检测区C5的液体样本已经流过第一检测区C1、第二检测区C2、第三检测区C3和第四检测区C4中的捕获试剂并与其相互作用的事实。
应当理解，在其他实施方案中，可以根据该原理实现更多或更少的检测区，并且所述调整的浓度可以与该例示性示例不同。
可以用可执行指令对测定物读取器装置(例如上述的装置300或下述的装置500)进行编程，以读取这些检测区C1-C5并基于从检测区C1-C5的一些或所有检测区读取的信号确定液体样本中的靶抗肿瘤分子的浓度。如本文所述，读取器装置可以具有光学读取装置，该光学读取装置被定位成接收从检测区C1-C5反射的光并且生成多个信号，每个信号具有与对应检测区的饱和度相对应的强度。所述读取器装置可以访问表示测试线的数量和位置以及每个测试线被调整到的浓度水平的信息，例如通过读取匣盒405上的机器可读特征或图案。所述机器可读特征可以为光学可检测的，例如条形码、序列号或其他图形图案，并且所述读取器可以包括合适的光学或电子扫描机构(例如，条形码读取器或成像器)。在其他实施方式中，所述读取器装置可以通过任何其他合适的电子扫描机构(包括但不限于RFID扫描机构、磁信号检测机构和OCR扫描机构)读取所述机器可读特征。
在一些实施方案中，可以将从每个检测区读取的信号与阈值进行比较，以确定该检测区是否充分饱和。例如，如果信号强度指示测试线的饱和度大于或等于完全饱和的阈值百分比(例如，50％、75％、90％、95％、100％等)，则所述读取器装置可被编程为将检测区识别为充分饱和。所述读取器装置可以使用沿横向流路最远(即，距离样本接收区415最远)定位的充分饱和的检测区的浓度水平来识别抗肿瘤药物浓度。
继续上面提供的示例，考虑所述读取器装置确定检测区C1、C2和C3的饱和度大于或等于饱和阈值。其中，检测区C3沿横向流路最远。因此，所述读取器装置可以输出药物浓度(检测区C3被调整到的浓度水平)等于0.5ng/cm2。
在一些实施方案中，所述读取器装置可以另外指示读数的置信度。例如，这可以基于充分饱和的检测区的饱和度(例如，饱和度的平均值)或者沿所述横向流路最远定位的充分饱和的检测区的饱和度。回到上面的示例，如果检测区C3的饱和度为96％，则一种实施方案可以输出所确定浓度的96％置信度。
一些实施方案可以进一步指示，尽管其他检测区不满足阈值，但是存在所述样本含有较高浓度的一定程度的置信度。例如，如果检测区C4的饱和度为69％，则一种实施方案可以输出所确定的浓度可以为1.0ng/cm2的69％置信度。一些实施方案可以组合任何剩余检测区的饱和度和浓度以生成该附加信息。另一种实施方案可输出一般指示，即，所述测试产生所述浓度(基于检测区C3确定的浓度水平)至少大于0.5ng/cm2的一定程度的置信度。
通过对多个检测区位置的结果求和来增加单个测试条的动态范围的示例测定物
参考图4B，在一种实施方案中，检测区D1-D5可以各自调整到相同的浓度，并且总浓度可以基于该浓度以及每个区域的饱和度。在一些实施方式中，检测区D1-D5被调整到的浓度可以彼此不同。此种调整可以考虑靶抗肿瘤分子和/或标记的缀合物与其他检测区(例如，在横向流路中较早定位的检测区)之间的相互作用。
为了说明，考虑以下示例。可以调整检测区D1-D5的每个检测区以检测液体样本中10ng/cm2的靶抗肿瘤分子。可以调整第一检测区D1以在从样本接收区415流过检测区D1的液体样本中以10ng/cm2的靶抗肿瘤分子完全饱和。可以调整第二检测区D2以在液体样本中以10ng/cm2的靶抗肿瘤分子完全饱和，这种灵敏度针对流过第二检测区D2的液体样本已经流过第一检测区D1中的捕获试剂并与其相互作用的事实进行调整。可以调整第三检测区D3以在液体样本中以10ng/cm2的靶抗肿瘤分子完全饱和，这种灵敏度考虑了流过第三检测区D3的液体样本已经流过第一检测区D1和第二检测区D2中的捕获试剂并与其相互作用的事实进行调整。可以调整第四检测区D4以在液体样本中以10ng/cm2的靶抗肿瘤分子完全饱和，这种灵敏度考虑了流过第四检测区D4的液体样本已经流过第一检测区D1、第二检测区D2和第三检测区D3中的捕获试剂并与其相互作用的事实进行调整。可以调整第五检测区D5以在液体样本中以10ng/cm2的靶抗肿瘤分子完全饱和，这种灵敏度考虑了流过第五检测区D5的液体样本已经流过第一检测区D1、第二检测区D2、第三检测区D3和第四检测区D4中的捕获试剂并与其相互作用的事实进行调整。
应当理解，在其他实施方案中，可以根据该原理实现更多或更少的检测区，并且所述调整的浓度可以与该例示性示例不同。例如，如上文关于检测区C1-C5所述，在另一种实施方案中，检测区D1-D5的调整的浓度可以彼此不同。
可以用可执行指令对所述测定物读取器装置(例如，本文所述的装置300、500)进行编程以读取这些检测区D1-D5，并基于从检测区D1-D5读取的信号的组合来确定液体样本中的靶抗肿瘤分子的浓度。所述读取器装置可以访问表示测试线的数量和位置以及每个测试线被调整到的浓度水平的信息，例如通过读取匣盒405上的条形码。
考虑到上述示例，读取器装置可以生成指示检测区D1的饱和度为95％、检测区D2的饱和度为85％、检测区D3的饱和度为70％、检测区D4的饱和度为40％并且检测区D5的饱和度为10％的信号。所述读取器装置可以用指令进行编程，以将每个饱和度乘以对应的检测区已被调整的浓度水平以获取浓度积值，并且然后将所获取的浓度积值求和以识别感兴趣的分析物的总浓度(例如但不限于抗肿瘤药物的总浓度)。在该示例中，所述读取器会计算出施加于测试条的样本的浓度为[(10*.95)+(10*.85)+(10*.70)+(10*.40)+(10*.10)]，或30ng/cm2。
通过专用一些检测区提供阈值水平信息但同时求和所有检测区位置的结果以提 供总浓度信息来增加单个测试条的动态范围的示例测定物
参考图4C，在一种实施方案中，检测区H1-H5可以各自被调整到阈值和浓度的混合，并且总浓度可以基于这些浓度以及每个区域的饱和度。
检测区H1-H5中的每个检测区可以被调整为在液体样本中以靶抗肿瘤分子的一定浓度完全饱和，并且可以被读取器装置用于寻求识别液体样本中的靶抗肿瘤分子是否超过一个或多个阈值并使用如关于图4B所述的求和来识别总浓度的混合方法。例如，可以检测一些较低阈值水平(或期望的任何阈值水平)，然后可以对一些或所有检测区求和以求得合成结果。
为了说明，考虑以下示例。可以调整第一检测区H1以在从样本接收区415流过检测区H1的液体样本中以靶抗肿瘤分子的0.01ng/cm2的浓度完全饱和。可以调整第二检测区H2以在液体样本中以靶抗肿瘤分子的0.1ng/cm2的浓度完全饱和。可以调整该灵敏度以考虑流过第二检测区H2的液体样本已经流过第一检测区H1中的捕获试剂并与其相互作用的事实。在该示例中，检测区H1和H2与上述检测区C1和C2类似地操作。
可以调整第三检测区H3以在液体样本中以靶抗肿瘤分子的5.0ng/cm2的浓度完全饱和。同样，可以调整该灵敏度以考虑流过第三检测区H3的液体样本已经流过第一检测区H1和第二检测区H2中的捕获试剂并与其相互作用的事实。可以调整第四检测区H4以在液体样本中以10ng/cm2的靶抗肿瘤分子完全饱和，这种灵敏度考虑了流过第四检测区H4的液体样本已经流过第一检测区H1、第二检测区H2和第三检测区H3中的捕获试剂并与其相互作用的事实进行调整。可以调整第五检测区H5以在液体样本中以10ng/cm2的靶抗肿瘤分子完全饱和，这种灵敏度考虑了流过第五检测区H5的液体样本已经流过第一检测区H1、第二检测区H2、第三检测区H3和第四检测区H4中的捕获试剂并与其相互作用的事实进行调整。这里，检测区H3-H5与上述检测区D3-D5类似地操作，不同之处在于检测区H3被配置为以与检测区H4和H5不同的浓度水平完全饱和。
读取技术与上面参考图4A和4B描述的技术的混合可以应用于图4C的测试条。在此种混合配置中，所述读取器装置仍然可以将总浓度基于从较不饱和的检测区读取的信号，因为所有区域的读数被组合。使用上述用于检测区H1-H5的非限制性示例浓度水平，关于图4C描述的读出方法可以计算感兴趣分析物的总浓度为[(.01*.95)+(0.1*.90)+(5*.60)+(10*.30)+(10*.15)]或7.6ng/cm2。进一步地，所述读取器可以基于“阈值”检测区H1和H2的饱和度确定满足(或未满足)足够的置信度以认为样本浓度超过0.01和0.1阈值。因此，所述读取器可以输出测试结果，该测试结果表明所述测试至少满足0.1ng/cm2的阈值，但总浓度更接近7.6ng/cm2，可能输出以较低的置信度确定的总浓度。
应当理解，其他浓度水平是可能的，这取决于感兴趣的特定分析物和所需的或最佳的测试灵敏度要求。作为仅一个示例，所述读取器装置的一些实施方案可以向使用者显示测试的样本至少满足0.1ng/cm2的阈值但总浓度可能更接近或靠近7.6ng/cm2的高置信度的指示。所述读取器装置可以提供总浓度的置信度值，例如基于一些或所有检测区的各种饱和度。
进一步地，由所述读取器执行的计算可以在检测区H1-H5之间变化。例如，如果读取器确定没有满足足够的置信度以确定样本中抗肿瘤药物的浓度超过H1阈值，则所述读取器可以在其计算中忽略从H2-H5区域检测到的任何信号以用于确定测试结果。作为另一个示例，如果读取器确定满足足够的置信度以确定样本浓度超过H1和H2阈值，则所述读取器可以将检测区H3-H5的浓度调整乘以这些检测区的读取信号强度的乘积求和以计算样本浓度。应当理解，作为阈值或总和检测区的H1-H5的特定名称可以在实施方式之间变化，并且在各种实施方式中可以使用更多或更少的检测区。
因此，使用由图4C表示的混合模型，每个检测区H1-H5(各自独立)可以向使用者提供有价值的阈值水平信息。例如，考虑只有H1区在光学上改变的情况，所述读取器装置仍然可以从测试条400C获取阈值。另外，每个单独的检测区H1-H5可以以另外的方式提供有价值的信息。一个区域中的光学变化可以有助于获取整个测试条的总浓度读数，其中，该总浓度读数具有比测试条仅包括一个检测区的情况更高的动态范围。因此，该实施方式结合了图4A和图4B两个实施方式的益处。
示例测定物系统的概述
图4D示出了可用于容纳测试条400A、400B、400C中的任一个的匣盒405的另一个实施方式。代替暴露样本接收区415的开口井410，图4D的匣盒实施方式具有流体连接器430，流体连接器430被配置为与样本收集容器440的对应流体连接器435机械地配对。如上文关于图3A和3B所述，收集容器可用于从测试表面收集液体样本445。有利地，使用者可以将流体连接器430、435联接以在匣盒405和收集容器440之间产生液密密封，以用于将收集的样本445转移到测试条。这可以防止可能含有有害污染物的样本的任何泄漏。此种泄漏可能对使用者以及暴露于受此类泄漏污染的环境的其他人员造成健康风险。连接器430的一个合适的示例为勒尔锁。
图4E示出了剖视图，该剖视图示出了测定物匣盒405的示例的内部特征。测定物测试条463包括近端的样本接收区415和远端的分析物键合区462。分析物键合区462可以固定在匣盒壳体465的第一区域461内。如参考图4A至图4C所论述的，分析物键合区462可包括多个检测线。毛细管作用可以使施加的液体沿着横向流方向455从样本接收区415流到分析物键合区462。第一区域461包括出口孔475，相对于横向流方向455向后溢流的任何过量流体从样本接收区415被引导通过该出口孔475。溢流垫466可被固定在第二区域450中(例如，在匣盒405的抓握部分内)，第二区域450定位在第一区域461的上游，其中，“上游”是指沿着横向流方向455，第二区域450被定位成比第一区域461更靠近测试条463的近侧端部。例如，溢流垫466可以经由孔467和匣盒壳体465上的对应突起部469或通过其他合适的固定特征(例如夹子、粘合剂和/或将匣盒壳体465的两个半部夹在一起)来固定。
溢流垫466可以由吸收材料制成，并且可以操作以吸收流出测定物测试条463的任何多余流体，从而防止此种流体从壳体465中逸出并保护使用者免于接触潜在有害的流体。例如，如果使用者将过多的流体滴到样本接收区415上，则一些流体可能从出口孔475流出并从测定物测试条463流出到匣盒内部中。然后，该流体可能从匣盒中泄漏出来，从而扩散流体中存在的任何污染物。包括溢流垫466的测定物匣盒405的实施方式可以收集此种流体并将其包含在匣盒405内。如果溢流垫466放置得太靠近测定物测试条463(例如，与测定物测试条463接触)，则在正常操作期间，溢流垫466可以通过抽出将沿测定物测试条463从样本接收区415流到分析物键合区462的流体来反转预期的横向流方向。测定物匣盒405的实施方式允许至少一些流体从溢流垫466流到分析物键合区462以用于产生测试结果。因此，在一些实施方式中，溢流垫466可以与测定物测试条463的近侧端部间隔开间隙480。
如图解示例中所示，溢流垫466还可以成形为具有面向测定物测试条463的成型端部470，例如成形为两个齿尖470A、470B以及在两个齿尖470A、470B之间形成负空间的弯曲边缘470C。弯曲边缘470C环绕出口孔475以阻挡多余流体流出出口孔475的流体路径。因此，成型端部470的设计封闭了出口孔475周围的空间，从而吸收从出口孔475流出的任何多余流体，使得它不能从匣盒405中逸出。同时，弯曲边缘470C保持溢流垫466远离测定物测试条463的近侧端部足够远，以确保溢流垫466不会将流体芯吸出测定物测试条463。
图5示出了示例测定物读取器装置500的部件的一种可能实施方式的示意性框图。所述部件可包括处理器510，处理器510链接到存储器515、工作存储器555、匣盒读取器535、连接模块接口545和显示器550并与其电子通信。
连接模块545可包括用于与其他装置进行有线和/或无线通信的电子部件。例如，连接模块545可包括无线连接，诸如蜂窝调制解调器、卫星连接或Wi-Fi，或者经由有线连接。因此，利用连接模块545，所述测定物读取器装置能够经由网络将数据发送或上载到远程存储库和/或从远程存储库接收数据。因此，此类测定物读取器装置的测试数据可以由远程装置或人员单独或聚合地存储和分析。具有蜂窝或卫星调制解调器的模块提供用于访问公共可用网络(诸如电话或蜂窝网络)的内置机制，以使得所述测定物读取器装置能够与网络元件或其他测试装置直接通信以实现电子测试结果传输、存储、分析和/或传播，而无需装置使用者的单独干预或动作。在一些实施方式中，连接模块545可以提供至云数据库(例如基于服务器的数据存储装置)的连接。基于云的连接模块可以实现测定物读取器装置的无处不在的连接，而无需本地化的网络基础设施。
匣盒读取器535可包括一个或多个光电检测器540，光电检测器540用于读取包括保持在插入的匣盒中的多个测试区的测定物，并且可选地读取关于插入的匣盒的任何信息，例如印刷在匣盒上的条形码，以及用于在一个或多个波长的光下照亮插入的匣盒的一个或多个发光装置542。在一些实施方式中，匣盒读取器535可另外包括被定位成照亮测试区的发光装置543(例如，LED)。匣盒读取器535可以将来自一个或多个光电检测器的数据发送到处理器510，以用于分析表示所述测定物中的光学变化的数据以确定所述测定物的测试结果。匣盒读取器535可以进一步从一个或多个光电检测器发送表示匣盒的信号/数据，以用于确定多个自动化操作过程中的哪一个自动化操作过程实现分析所述测定物和/或分析所述测定物所获取的信号/数据。一个或多个光电检测器540可以为适于生成表示入射光的电信号的任何装置，例如PIN二极管或PIN二极管阵列、电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器，仅举几个示例。匣盒读取器535还可包括用于检测匣盒插入的部件，例如机械按钮、电磁传感器或其他匣盒感测装置。来自该部件的指示可以命令处理器510开始自动化测定物读取过程，而无需来自装置500的使用者的任何进一步输入或指令。
如将在下面更详细描述的，处理器510可以被配置为对从匣盒读取器535和/或连接模块接口545接收到的数据(例如，光饱和数据或成像数据)执行各种处理操作，以便确定并存储测试结果数据。处理器510可以为实现测定物分析功能的通用处理单元或专门设计用于测定物检测和分析应用的处理器。处理器510可以为微控制器、微处理器或ASIC，仅举几个示例，并且在一些实施方式中可以包括多个处理器。
如图所示，处理器510连接到存储器515和工作存储器555。在所示实施方式中，存储器515存储测试结果确定部件525、数据通信部件530和测试数据存储库505。这些模块包括配置装置500的处理器510以执行各种模块接口连接、信号处理和装置管理任务的指令。处理器510可以使用工作存储器555来存储包含在存储器515的模块中的一组工作处理器指令。另选地，处理器510还可以使用工作存储器555来存储在装置500的操作期间创建的动态数据。
如上所述，处理器510可以由存储在存储器515中的若干模块来配置。测试结果确定部件525可以包括指令，所述指令调用子例程以配置处理器510以分析从一个或多个光电检测器540接收到的测定物光学信号/数据以确定测定物的结果(包括分析多个不同测试区并基于所述不同测试区确定最终结果)。在一些实施方案中，所述子例程还可以将处理器510被配置为确定测试结果的概率以及可选地确定替代的可能测试结果。例如，所述处理器可以将检测到的光学信号/数据与多个模板或预先识别的图案进行比较以确定测试结果。在一些实施方案中，测试结果确定部件525可配置处理器510以对来自一个或多个光电检测器540的光学信号/数据实施自适应读取过程以改善测试结果的特异性，并通过补偿背景和非特定的键合来减少假阳性结果。
数据通信部件530可以确定网络连接是否可用并且可以管理测试结果数据到确定的人员和/或远程数据库的传输。如果装置500当前不是网络的一部分，则数据通信部件530可以在测试数据存储库505中引起测试结果和相关联信息的本地存储。在一些情况下，装置500可以在连接到网络时被命令或自动地传输所存储的测试结果。如果在装置500与另一计算装置(例如医院、临床医生或患者计算机)之间建立本地有线或无线连接，则数据通信部件530可以向装置500的使用者提示以提供密码以便访问存储库505中的数据。
例如，处理器510可以被配置为控制显示器550以显示捕获的光学信号/数据、成像的条形码、测试结果和使用者指令。显示器550可以包括面板显示器(例如LCD屏幕、LED屏幕或其他显示技术)，并且可以实现触敏技术。
处理器510可以将数据(例如表示从测定物检测到的光学信号的数据、与检测到的测定物相关联的指令或信息以及所确定的测试结果)写入数据存储库505。虽然数据存储库505以图形方式表示为传统磁盘装置，但是本领域技术人员应理解，数据存储库505可以被配置为任何存储介质装置。例如，数据存储库505可以包括磁盘驱动器(诸如硬盘驱动器)，光盘驱动器或磁光盘驱动器，或固态存储器(诸如闪存、RAM、ROM和/或EEPROM)。数据存储库505还可以包括多个存储器单元，并且所述存储器单元中的任一个存储器单元可以被配置为在测定物读取器装置500内或者可以在装置500外部。例如，数据存储库505可以包括ROM存储器，其包含存储在测定物读取器装置500内的系统程序指令。数据存储库505还可以包括存储器卡或高速存储器，其被配置为存储可以从装置500移除的捕获的光学信号和/或图像。
尽管图5描绘了具有包括处理器、匣盒读取器、连接模块和存储器的单独部件的装置，但是本领域技术人员应认识到，可以以各种方式组合这些单独的部件以实现特定的设计目标。例如，在替代实施方式中，所述存储器部件可以与处理器部件组合以节省成本并改善性能。
另外，尽管图5示出了多个存储器部件(包括具有若干模块的存储器515和具有工作存储器的单独存储器555)，但是本领域技术人员应认识到利用不同存储器架构的若干实施方式。例如，一种设计可以利用ROM或静态RAM存储器、装置的内部存储器和/或外部存储器(例如，USB驱动器)来存储实现在存储器515中包含的模块的处理器指令。所述处理器指令可以被加载到RAM中以便于由处理器510执行。例如，工作存储器555可以包括RAM存储器，其中，指令在由处理器510执行之前被加载到工作存储器555中。
装置500可以进一步包括未示出的其他部件，例如一个或多个输入装置、一个或多个连接/数据传递端口、一个或多个附加输出装置(诸如音频输出装置)以及电源/接口。所述装置可以另外包括发射器和接收器，例如作为连接模块545的一部分。所述发射器和接收器可以共同称为收发器。所述收发器可以联接到用于传输和/或接收无线信号的一个或多个天线。
示例调整测定物读取技术的概述
图6示出了用于读取如本文所述的调整的测定物测试条的示例过程600。在一些实施方式中，通过使用测试条100、400A或400B，可以由读取器装置300、500实现过程600。过程600可涉及区分测试条的多个检测区的各种可能的饱和度、将特定的检测的饱和度与期望分析物的浓度水平相关，并且基于多个检测区的相关浓度水平的聚合分析来确定总浓度。在一些实施方式中，这需要观察测试条的人不能实现的光学灵敏度，以及多个检测区中的每个检测区的饱和度和浓度水平之间的特定相关性的知识。因此，读取器装置300、500的硬件和编程以观察测试条的人将无法提供的精确度水平提供了对样本中污染物的浓度的估算。过程600的一些实施方式可用于确定抗肿瘤药物(诸如但不限于甲氨蝶呤和阿霉素)的浓度。
在框605处，所述读取器装置可以接收测试条被插入的指示。在一些实施方式中，所述指示可以为机械的，例如通过插入的匣盒按下开关或按钮。在一些实施方式中，使用者可以通过按下读取器装置上的按钮来提供所述指示。在一些实施方式中，所述读取器装置可以光学地检测插入的测试条。
在框610处，所述读取器装置可以可选地激活一个或多个发光装置以照亮插入的测试条的检测区。所述读取器装置可以在检测来自测试条的信号的持续时间内激活发光装置。
在框615处，所述读取器装置可检测表示从两个或更多个检测区位置中的每个检测区位置接收到的光的强度的信号。这些检测区可以为上述检测区C1-C5或D1-D5，或被调整到不同分析物浓度和/或可一起使用以确定分析物浓度的类似检测区。例如，所述读取器装置可以经由光敏元件收集从检测区反射的光，并且可以将收集的光转换为具有与检测区的饱和强度相对应的值的电信号。如上所述，本文描述的系统和方法的实施方式不限于这种检测方法，并且可以在本文描述的系统和方法中实现用于检测从检测区发出的信号的变化的任何合适的机制。
在框615之后，过程600可以移动到两个子过程620A和620B中的一者。一些实施方式可以串行或并行地执行子过程620A、620B两者，并且可以基于两个子过程的结果生成最终结果。
对于子过程620A，过程600转换到框625以识别具有对应于高于预定阈值的饱和强度的信号的检测区位置。如上所述，检测区的饱和强度可以与施加到测试条的样本中的感兴趣分析物的浓度成反比关系，并因此可以在存在特定浓度的感兴趣分析物的情况下调整为饱和。例如，如果信号强度指示测试线的饱和度大于或等于完全饱和的阈值百分比(例如，50％、75％、90％、95％、100％等)，则所述读取器装置可被编程为将检测区识别为充分饱和。
在诸如以上参考图4A所示的第一非限制性示例中，五个检测区被调整到不同浓度：分别为0.01ng/cm2、0.1ng/cm2、0.5ng/cm2、1.0ng/cm2和1.5ng/cm2。在该第一示例中，所述检测区被视为在完全饱和的相同预定阈值百分比处充分饱和，在这种情况下，五个检测区中的每个检测区为最大饱和度的80％。在该第一示例中，当五个检测区位置中的第一检测区、第二检测区和第三检测区位置具有对应于最大饱和度的80％或更高的饱和强度的信号时，过程600在框625处识别出它们具有高于80％预定阈值的强度。
在诸如上面参考图4B描述的第二非限制性示例中，五个检测区被调整到相同的浓度10ng/cm2。在该第二示例中，所述检测区被视为在不同的预定阈值百分比处充分饱和。第一检测区被视为在第一检测区的最大饱和度的95％处完全饱和，第二检测区被视为在第二检测区的最大饱和度的90％处完全饱和，第三检测区被视为在第三检测区的最大饱和度的85％处完全饱和，第四检测区被视为在第四检测区的最大饱和度的80％处完全饱和，并且第五检测区被视为在第五个检测区的最大饱和度的75％处完全饱和。在该第二示例中，所述过程在框625处识别出五个检测区中的第一检测区具有高于第一检测区的95％预定阈值的强度，五个检测区中的第二检测区具有高于第二检测区的90％预定阈值的强度，并且第三检测区、第四检测区和第五检测区的强度不高于它们各自的预定阈值。
在框630处，所述读取器装置可以识别沿着横向流路最远定位和/或被调整到最高浓度的充分饱和的检测区。如上所述，所述充分饱和的检测区可以为沿着横向流路最远定位的充分饱和的检测区。
在上面论述的第一非限制性示例中，所述读取器装置可以在所识别的充分饱和的检测区位置中确定与最高浓度相关的位置。在该示例中，所述读取器装置可以确定在步骤625中识别的第一检测区、第二检测区和第三检测区位置中，第三检测区沿着横向流路最远地定位，并因此对应于0.5ng/cm2的最高浓度。
在上面论述的第二非限制性示例中，所述读取器装置可以在所识别的充分饱和的检测区位置中确定与最高浓度相关的位置。在该示例中，所述读取器装置可确定第一检测区的饱和度为97％，所述饱和度指示[10*.97]或9.7ng/cm2的浓度。所述读取器装置可确定第二检测区的饱和度为91％，所述饱和度指示[10*.91]或9.1ng/cm2的浓度。因此，所述读取器装置将确定与最高浓度相关的位置为第一检测区(对应于9.7ng/cm2的浓度)。
在框635处，所述读取器装置可以将测试结果设置为与在框630处识别的检测区位置相关联的浓度水平。在上面论述的第一非限制性示例中，所述读取器装置将测试结果设置为0.5ng/cm2的浓度，所述浓度与在框630处识别的第三检测区相关联。在上面论述的第二非限制性示例中，所述读取器装置将测试结果设置为9.7ng/cm2的浓度，所述浓度与在框630处识别的第一检测区相关联。如上所述，在一些实施方案中，所述读取器装置可另外计算指示浓度读数中的置信度的置信度值。
在框655处，所述读取器装置可以输出测试结果以用于显示给使用者，例如经由显示器315、550。在一些示例中，还可以在框655处显示置信度值。
对于子过程620B，过程600转换到框640以识别对应于特定检测区位置的信号强度等级。在一些实施方案中，这可以通过生成对应于检测区的多个像素的平均强度来针对每个检测区位置执行。
在框645处，所述读取器装置可以将强度等级乘以相应检测区被调整到的对应浓度。所述读取器装置可以进一步对这些值求和以基于所有检测区的饱和度和浓度水平生成浓度水平。
在上面论述的第一非限制性示例中，所述读取器装置可以在步骤640处确定五个检测区的饱和度。在该示例中，所述读取器装置确定第一检测区的饱和度为95％，所述饱和度指示[0.01*.95]或0.0095ng/cm2的浓度。所述读取器装置可确定第二检测区的饱和度为92％，所述饱和度指示[0.1*.92]或0.092ng/cm2的浓度。所述读取器装置可确定第三检测区的饱和度为83％，所述饱和度指示[0.5*.83]或0.415ng/cm2的浓度。在步骤645处，所述读取器装置可以对第一检测区、第二检测区和第三检测区的饱和度和浓度水平的乘积求和。在该示例中，所述读取器装置可以对0.0095ng/cm2(第一检测区)、0.092ng/cm2(第二检测区)和0.415ng/cm2(第三检测区)求和以获取0.5165ng/cm2的总和。
在上面论述的第二非限制性示例中，所述读取器装置可确定第一检测区的饱和度为97％，所述饱和度指示[10*.97]或9.7ng/cm2的浓度。所述读取器装置可确定第二检测区的饱和度为91％，所述饱和度指示[10*.91]或9.1ng/cm2的浓度。在步骤645处，所述读取器装置可以对第一检测区和第二检测区的饱和度和浓度水平的乘积求和。在该示例中，所述读取器装置可以对9.7ng/cm2(第一检测区)和9.1ng/cm2(第二检测区)求和以获取18.8ng/cm2的总和。
在框650处，所述读取器装置可以将测试结果设置为总和。在上面描述的第一非限制性示例中，所述读取器装置可以将测试结果设置为0.5165ng/cm2的总和。在上面描述的第二非限制性示例中，所述读取器装置可以将测试结果设置为18.8ng/cm2的总和。如上所述，在一些实施方案中，所述读取器装置可另外计算指示浓度读数中的置信度的置信度值。
在框655处，所述读取器装置可以输出测试结果以用于显示给使用者，例如经由显示器315、550。在一些示例中，还可以在框655处显示置信度值。在读取器装置串行或并行地执行子过程620A和子过程620B的情况下，所述读取器装置可以基于两个子过程的结果输出最终结果。例如，读取器装置可以输出两个子过程的结果的平均值、输出所述子过程的两个结果中的较高者或者输出所述子过程的两个结果中的较低者。
示例反馈和指示的概述
二进制分类器可能在截止阈值附近遇到错误分类的高概率。对于一些系统，不确定区域为小而且被简单忽略。对于一些系统，诸如测定物，不确定区域可能非常大，例如高达阈值的50％。所公开的读取器装置可以分析不确定区域的大小，以在检测区饱和度的测量值落入不确定区域内时提供更真实或准确的测试结果。这可以帮助防止重复测量相同的潜在污染表面时在是和否之间“翻转”之后的混淆。所公开的技术还使得设施管理者有可能有时间对正在转变为有害污染的区域作出反应，其中，测试结果可以指示该区域不是一直“绿色”(例如，未受污染)并且不是惊人地为红色(例如，有害地被污染)。尽管在此转变时段中的区域可能对人类不太有害，但是所公开的技术可以有利地实现预防性行动，使得可以在区域变成更有害的环境之前对所述区域进行去污。测试所述区域的医疗保健设施也可以在转变区中存在某些事物时启动更高的采样频率，以观察其污染程度是向上还是向下漂移。
根据本公开的读取器装置可以使用各种阈值来确定是否将测试区标记为绿色、红色或黄色。应当理解，这些颜色作为一个示例提供，并且各种指示符可用于传达测试区的污染状态。在一种实施方案中，读取器装置可以允许个体使用者、药房、医院或实验室将检测阈值设置为他们选择的水平，例如基于他们的实践和风险容忍度。还可以允许使用者根据其对错误分类率的容忍度来设置不确定区域的大小。可以例如从健康机构或研究组经由网络连接用关于各种有害药物的安全或可容忍水平的更新信息对其他读取器装置预编程此类阈值和/或接收阈值。
图7A和图7B描绘了绘制各种污染程度的概率的曲线图。图7A和图7B的曲线图表示可以由读取器装置(例如读取器装置300、500)使用以基于错误分类的概率传达测试结果(例如，浓度水平和可选的置信度值)的信息。
图7A描绘了折叠累积分布函数的曲线图700，该折叠累积分布函数映射污染浓度对概率的关系，其中阈值设置为0.1ng/cm2。如橙色点所指示，生成假阳性结果的概率从最小浓度(0ng/cm2)的方向指数地增大到接近0.1ng/cm2的阈值。如蓝色点所指示，生成假阴性结果的概率从最大浓度(示为0.2ng/cm2)的方向指数地减小到接近0.1ng/cm2的阈值。
图7B描绘了曲线图705，曲线图705示出了与图7A相同的累积分布函数，但x轴(污染浓度)延伸至1ng/cm2。进一步地，曲线图705覆盖有色带——绿色从0ng/cm2到0.05ng/cm2，黄色从0.05ng/cm2到0.15ng/cm2，以及红色在0.15ng/cm2以上。这些颜色表示可以经由读取器装置以确定的测试结果呈现给使用者的颜色或其他指示符(文本警告、听觉警告)。例如，通过改变显示器315、550上的文本或背景的颜色、通过激活读取器装置的主体上的对应着色的LED或其他光，可以呈现测定物结果的基于颜色的指示，或者作为测试结果指示的一部分发送到使用者的个人计算装置。因此，当测量值接近阈值并且错误分类的概率为高时，读取器装置可以输出沿着“可能”、“黄色”、“转变”或“非决定性”的线的指示，而不是简单地报告是(污染/红色)或否(未污染/绿色)。
适合于显示根据图7A和图7B的指示的读取器装置的一个实施方式可以被编程为实现蒙特卡罗分析的方法以实时构建折叠的累积分布函数。在另一种实施方案中，系统行为的概率建模用于构建与特定感兴趣分析物和测试方法相关联的假阳性和假阴性值的折叠的累积分布函数。然后可以对所述读取器装置进行编程以实现折叠的累积分布函数(有时称为山图，因为假阳性和假阴性累积分布函数在判定阈值处以50％的概率收敛)。如本文所述，所公开的置信度指示可以与具有多个检测区的测定物或者可以与具有单个检测区的测定物一起使用。
附加实施方式的概述
在一些实施方式中，所公开的测试条可以与多种测试条和/或多种缓冲液的系统一起使用以增强动态范围。例如，试剂盒可以包括多重测试条，其具有多个检测区，每个检测区被调整到不同药物的一些低水平或最低水平。为了说明，测试条可以具有在0.01ng/cm2的甲氨蝶呤下完全饱和的第一检测区和在0.01ng/cm2的阿霉素下完全饱和的第二检测区。其他示例可以被调整到其他饱和度，并且可以包括更多数量的检测区，所述检测区被配置为用于响应于其他抗肿瘤药物的存在而饱和。
如果在所述检测区的一个区域(或在多个区域)处检测到该最低水平的信号，则使用者可以检索专用于检测到的药物的第二测试条，其中，第二测试条具有如本文所述的扩展动态范围。因此，所述试剂盒可以包括许多低级多重测试条以及扩展的动态范围测试条，每个测试条专用于多重测试条的药物中的一种药物。
在另一个示例中，如果在检测区中的一个检测区(或在多个区域)处检测到该最低水平的信号，则使用者可以迭代地稀释施加到测试条的已知量的缓冲液并继续使用低饱和度测试条(诸如多重测试条)，直到所述测试条可以测量适当范围内的抗肿瘤药物。然后所述总浓度可以基于稀释量和读取浓度来确定，以便产生检测到的浓度，读取器可以将其转化为总浓度以显示给使用者。
在类似的示例中，所述试剂盒可包括分阶段缓冲液系统。原始流体容器可以表示为已知体积，以浓度降低一个数量级的方式有效地稀释所述浓度。如果需要，这可以重复若干次以获取所述装置上的相关读数。
在这些最后两个示例中，可以向所述读取器装置提供关于使用者稀释样本的次数的指示。例如，所述装置可以被告知使用者将样本稀释四次，并因此将使用4倍(或40倍或400倍)稀释因子计算读数，以基于该稀释水平向使用者给出适当的读数。这可以提供所公开的增强动态范围的体积解决方案，该体积解决方案可以与上面参考图4A至图4C描述的测定物一起使用或代替其使用。
实施系统和术语
本文公开的实施方案提供了用于检测有害药物的存在和/或量的系统、方法和装置。本领域技术人员应认识到，这些实施方式可以用硬件或硬件和软件和/或固件的组合来实现。
本文描述的测定物读取功能可以作为一个或多个指令存储在处理器可读或计算机可读介质上。术语“计算机可读介质”指的是可由计算机或处理器访问的任何可用介质。作为示例而非限制，此类介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、闪存、CD-ROM或其他光盘存储装置、磁盘存储装置或其他磁存储装置，或者可以用来以指令或数据结构的形式存储所需的程序代码并且可以由计算机访问的任何其他介质。应当指出，计算机可读介质可以为有形的和非暂态的。术语“计算机程序产品”指的是与可由计算装置或处理器执行、处理或计算的代码或指令(例如，“程序”)组合的计算装置或处理器。如本文所用，术语“代码”可以指代可由计算装置或处理器执行的软件、指令、代码或数据。
结合本文公开的实施方式描述的各种例示性逻辑块和模块可以由机器诸如通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立硬件部件或其设计用于执行本文所述的功能的任何组合实现或执行。通用处理器可以为微处理器，但是可替代地，所述处理器可以为控制器、微控制器或状态机、它们的组合等。处理器还可以实现为计算装置的组合，例如，DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP内核结合的一个或多个微处理器，或者任何其他此种配置。尽管本文主要关于数字技术进行了描述，但是处理器也可以主要包括模拟部件。例如，本文描述的信号处理算法中的任一种可以在模拟电路中实现。计算环境可以包括任何类型的计算机系统，包括但不限于基于微处理器的计算机系统、大型计算机、数字信号处理器、便携式计算装置、个人管理器、装置控制器和装置内的计算引擎，仅举几个示例。
本文公开的方法包括用于实现所描述的方法的一个或多个步骤或动作。在不脱离权利要求的范围的情况下，所述方法步骤和/或动作可以彼此互换。换句话说，除非正在描述的方法的正确操作需要特定的步骤或动作顺序，否则可以在不脱离权利要求的范围的情况下修改特定步骤和/或动作的顺序和/或使用。
应当指出，本文使用的术语“联接”、“正在联接”、“被联接”或单词对的其他变体可以指示间接连接或直接连接。例如，如果第一部件“联接”到第二部件，则第一部件可以间接连接到第二部件或直接连接到第二部件。如本文所用，术语“多个”表示两个或更多个。例如，多个部件指示两个或更多个部件。
术语“确定”包含各种各样的动作，并且因此，“确定”可以包括计算、估算、处理、推导、调查、查找(例如，在表格、数据库或另一数据结构中查找)、确定等等。而且，“确定”可以包括接收(例如，接收信息)、访问(例如，访问存储器中的数据)等。而且，“确定”可以包括解析、选择、挑选、建立等。除非另有明确说明，否则短语“基于”并不意味着“仅基于”。换句话说，短语“基于”描述了“仅基于”和“至少基于”两者。
提供先前对所公开的实施方案的描述是为了使本领域的技术人员能够制作或使用本发明。对于本领域技术人员来说，对这些实施方案的各种修改将是显而易见的，并且在不脱离本发明的范围的情况下，本文定义的一般原理可以应用于其他实施方案。因此，本发明不旨在限于本文所示的实施方案，而是与符合本文公开的原理和新颖特征的最宽范围相一致。

Claims (35)

1.一种用于检测有害污染物的系统，包括：
测定物测试条，所述测定物测试条包括：
至少一种材料，所述至少一种材料被配置为沿着横向流路芯吸含有所述有害污染物的液体样本，所述横向流路至少部分地从所述测定物测试条的第一端延伸到所述测定物测试条的第二端；
缀合物释放区，所述缀合物释放区包括多个扩散键合的标记颗粒，所述标记颗粒被配置为与所述液体样本一起沿着所述横向流路输送；以及
沿着所述横向流路按顺序定位的多个检测区，所述多个检测区中的每个检测区包括多个固定的捕获试剂，所述捕获试剂被调整为在所述有害污染物的多个浓度的不同浓度下以所述标记颗粒完全饱和；以及
读取器装置，所述读取器装置包括：
被配置为接收所述测定物测试条的部分；
传感器，所述传感器被定位成接收从所述多个检测区反射的光并且被配置为生成表示所接收的光的强度的信号；以及
控制电子装置，所述控制电子装置被配置为分析所述信号，识别在预定阈值以上饱和的所述多个检测区的子集，基于被识别为在各自所述预定阈值之上饱和的所述多个检测区的所述子集中的一个子集确定所述液体样本中的所述有害污染物的浓度，并且识别表示所述液体样本中的所述有害污染物的所确定的浓度的准确度的置信度的值。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制电子装置被配置为从与所述多个检测区的所述子集相关联的所述多个浓度的子集中识别最高浓度。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述控制电子装置被配置为将所述液体样本中的所述有害污染物的所述浓度设置为与所述多个浓度的子集相关联的所识别的最高浓度。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述多个检测区基于其调整浓度以递增的顺序沿着所述横向流路布置。
5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述控制电子装置被配置为基于以下项识别所述最高浓度：
识别所述多个检测区的检测区，所述检测区沿着所述横向流路最远地定位并且至少饱和到阈值水平，以及
将所述最高浓度设置为所述识别的检测区的所述多个浓度的所述浓度。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制电子装置被配置为将所述液体样本中的所述有害污染物的所述浓度转换为测试区的所述有害污染物的浓度的量度。
7.根据权利要求1所述的系统，进一步包括容纳所述测定物测试条的匣盒。
8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述测定物测试条包括在所述第一端的样本接收区，并且其中，所述匣盒包括流体配件，所述流体配件被定位成将所述液体样本提供给所述样本接收区。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述流体配件被配置为利用收集容器上的对应流体配件提供不透流体的密封，以用于将所述液体样本从所述收集容器转移到所述测定物测试条。
10.根据权利要求7所述的系统，其中，所述匣盒包括机器可读指示，所述机器可读指示可由所述读取器装置读取以识别所述多个检测区中的每个检测区的编号、位置和对应的调整浓度。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述控制电子装置进一步被配置为基于来自条形码扫描器的表示所述条形码的信号来识别所述多个检测区中的每个检测区的所述编号、位置和对应的调整浓度。
12.根据权利要求1所述的系统，其中，所述测定物测试条包括竞争性测定物，并且其中，所述多个检测区中的每个检测区被配置为与所述液体样本中的所述有害污染物的所述浓度成反比关系而饱和。
13.一种用于检测有害污染物的系统，包括：
测定物测试条，所述测定物测试条包括：
至少一种材料，所述至少一种材料被配置为沿着横向流路芯吸含有所述有害污染物的液体样本，所述横向流路至少部分地从所述测定物测试条的第一端延伸到所述测定物测试条的第二端；
缀合物释放区，所述缀合物释放区包括多个扩散键合的标记颗粒，所述标记颗粒被配置为与所述液体样本一起沿着所述横向流路输送；以及
沿着所述横向流路按顺序定位的多个检测区，所述多个检测区中的每个检测区包括多个固定的捕获试剂，所述捕获试剂被调整为在所述有害污染物的特定浓度水平下以所述标记颗粒完全饱和，其中所述多个检测区中的每个检测区包括相对于至少一个其它检测区的不同的固定的捕获试剂或不同的捕获试剂加载浓度，使得所述多个检测区被各自调整到多个浓度中的不同浓度；以及
读取器装置，所述读取器装置包括：
被配置为接收所述测定物测试条的部分；
传感器，所述传感器被定位成接收从所述多个检测区反射的光并且被配置为生成表示所接收的光的强度的信号；以及
控制电子装置，所述控制电子装置被配置为分析所述信号并基于所述多个检测区中的每个检测区确定所述液体样本中的所述有害污染物的浓度。
14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述控制电子装置被配置为：
基于所述信号计算所述多个检测区中的每个检测区的饱和度；
访问表示与所述多个检测区中的每个检测区相关联的所述浓度水平的数据；以及
基于所述多个检测区中的每个检测区的所计算的饱和度和相关联浓度水平计算所述液体样本中的所述有害污染物的所述浓度。
15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述控制电子装置被配置为：
对于所述多个检测区中的每个检测区，通过将所计算的饱和度乘以所述相关联浓度水平来生成浓度乘积值；以及
将所述浓度乘积值求和以计算所述液体样本中所述有害污染物的所述浓度。
16.根据权利要求13所述的系统，其中，所述多个检测区基于其调整浓度以递增的顺序沿着所述横向流路布置。
17.根据权利要求13所述的系统，进一步包括容纳所述测定物测试条的匣盒。
18.根据权利要求17所述的系统，其中，所述测定物测试条包括在所述第一端的样本接收区，并且其中，所述匣盒包括流体配件，所述流体配件被定位成将所述液体样本提供给所述样本接收区。
19.根据权利要求18所述的系统，其中，所述流体配件被配置为利用收集容器上的对应流体配件提供不透流体的密封，以用于将所述液体样本从所述收集容器转移到所述测定物测试条。
20.根据权利要求17所述的系统，其中，所述匣盒包括条形码，所述条形码可由所述读取器装置读取以识别所述多个检测区中的每个检测区的编号、位置和对应的调整浓度。
21.根据权利要求20所述的系统，其中，所述控制电子装置进一步被配置为基于来自条形码扫描器的表示所述条形码的信号来识别所述多个检测区中的每个检测区的所述编号、位置和对应的调整浓度。
22.根据权利要求13所述的系统，其中，所述测定物测试条包括竞争性测定物，并且其中，所述多个检测区中的每个检测区被配置为与所述液体样本中的所述有害污染物的所述浓度成反比关系而饱和。
23.一种横向流测定物，包括：
测定物测试条，所述测定物测试条包括：
至少一种材料，所述至少一种材料被配置为沿着横向流路芯吸含有有害污染物的液体样本，所述横向流路从所述测定物测试条的第一端延伸到所述测定物测试条的第二端；
在所述第一端处的样本接收区；
缀合物释放区，所述缀合物释放区从所述样本接收区向所述横向流路下方定位，并且包括多个扩散键合的标记颗粒，所述标记颗粒被配置为与所述液体样本一起沿着所述横向流路输送；以及
沿着所述横向流路按顺序定位的多个检测区，所述多个检测区中的每个检测区包括多个固定的捕获试剂，所述捕获试剂被调整为在所述有害污染物的特定浓度水平下以所述标记颗粒完全饱和，其中所述多个检测区中的每个检测区包括相对于至少一个其它检测区的不同的固定的捕获试剂或不同的捕获试剂加载浓度，使得所述多个检测区被各自调整到多个浓度中的不同浓度；以及
容纳所述测定物测试条的匣盒，所述匣盒包括被配置以与收集容器的第二流体连接器配对的第一流体连接器，所述第一流体连接器被定位成将所述液体样本提供给所述样本接收区。
24.根据权利要求23所述的横向流测定物，其中，所述多个检测区基于其调整浓度以递增的顺序沿着所述横向流路布置。
25.根据权利要求23所述的横向流测定物，进一步包括对照区，所述对照区被配置为无论所述液体样本中的所述有害污染物的浓度水平如何都饱和。
26.根据权利要求23所述的横向流测定物，其中，所述测定物测试条包括竞争性测定物。
27.一种测定物读取器装置，包括：
端口，所述端口被配置为接收具有沿着横向流路按顺序定位的多个检测区的测定物测试条，所述多个检测区中的每个检测区包括多个固定的捕获试剂，所述捕获试剂被调整为在有害污染物的特定浓度水平下以标记颗粒完全饱和；
传感器，所述传感器被定位成接收从所述多个检测区反射的光并且被配置为生成表示所接收的光的强度的信号；以及
控制电子装置，所述控制电子装置被配置为分析所述信号，识别在预定阈值以上饱和的所述多个检测区的子集，基于被识别为在各自所述预定阈值之上饱和的所述多个检测区中的所述子集中的一个子集确定液体样本中的所述有害污染物的浓度，并且识别表示所述有害污染物的所确定的浓度的准确度的置信度的值。
28.根据权利要求27所述的测定物读取器装置，其中，所述多个检测区各自被调整到多个浓度中的不同浓度，并且其中，所述控制电子装置被配置为从与所述多个检测区的子集相关联的所述多个浓度的子集中识别最高浓度。
29.根据权利要求28所述的测定物读取器装置，其中，所述控制电子装置被配置为将所述液体样本中的所述有害污染物的所述浓度设置为与所述多个浓度的所述子集相关联的所识别的最高浓度。
30.根据权利要求27所述的测定物读取器装置，其中，所述控制电子装置被配置为：
基于所述信号计算所述多个检测区中的每个检测区的饱和度；
访问表示与所述多个检测区中的每个检测区相关联的所述浓度水平的数据；以及
基于所述多个检测区中的每个检测区的所计算的饱和度和相关联浓度水平计算所述液体样本中的所述有害污染物的所述浓度。
31.根据权利要求30所述的测定物读取器装置，其中，所述控制电子装置被配置为：
对于所述多个检测区中的每个检测区，通过将所计算的饱和度乘以所述相关联浓度水平来生成浓度乘积值；以及
将所述浓度乘积值求和以计算所述液体样本中所述有害污染物的所述浓度。
32.根据权利要求27所述的测定物读取器装置，进一步包括条形码扫描器，所述条形码扫描器被定位成读取容纳所述测定物测试条的匣盒上的条形码。
33.根据权利要求32所述的测定物读取器装置，其中，所述控制电子装置进一步被配置为基于来自所述条形码扫描器的表示扫描的条形码的信号，识别所述多个检测区中的每个检测区的编号、位置和对应的调整浓度。
34.根据权利要求27所述的测定物读取器装置，其中表示置信度的所述值基于所述液体样本中的所述有害污染物的所述浓度与预定的阈值之间的差值。
35.根据权利要求34所述的测定物读取器装置，进一步包括显示器，所述显示器被配置为显示表示所述液体样本中的所述有害污染物的所确定的浓度的信息，其中，所述控制电子装置被配置为引起向所述显示器输出所述置信度值的视觉指示。
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