CN116710546A - 具有多种不同诊断方法的快速测试设备 - Google Patents

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Abstract

装置包括样品接收区域、包括一个或多个比色分析区域的第一诊断元件和包括一个或多个侧向流动测定分析区域的第二诊断元件，第一流动路径，该第一流动路径允许沉积在样品接收区域处的液体的一部分流动到第一诊断元件，以及第二流动路径，其允许沉积在样品接收区域处的液体的一部分流动到第二诊断元件。

Description

具有多种不同诊断方法的快速测试设备
技术领域
本发明一般涉及用于化学和生化样品的系统和方法。更具体地说，本发明涉及用于化学样品的快速测试设备的系统和方法。
背景技术
便携式诊断测试设备，也称为即时检测(Point-of-Care Testing)(POCT)设备或快速测试设备，近年来越来越普及。商业上可获得的快速测试设备已经被引入用于各种医疗保健应用以及其他应用，例如兽医测试、农业应用、环境测试和产品质量评估。
现有的快速测试设备包括侧向流动测定(lateral flow assays)(LFA)和比色测试条。这两种类型的纸基测试条以不同的方式操作，并且对样品体积和沉积机制具有不同的要求。
LFA用于进行生物筛选，例如检测测试样品中特定抗体的存在。典型的LFA是具有用于接收测试样品的样品垫的手持式测试设备。该沉积的测试样品流过一系列不同的重叠多孔膜。这些膜中的一个包括具有颗粒的区域，该颗粒与样品上的抗体或抗原和其它颗粒在某些结果指示区域(例如，测试线和控制线区域)中反应，以产生提供测试结果的视觉指示的颜色沉积。
其它现有的测试设备包括用于化学筛选的比色测试条，例如检测测试样品中特定化合物的存在。比色测试条是纸基化学测试条，其通常需要浸入测试样品中。比色测试条通常对特定测试样品化合物和嵌入测试条的纸纤维中的试剂之间的化学反应表现出一系列比色响应。所得到的颜色深浅(shade)通常是若干可能的颜色结果中的一种，每个颜色结果与测试样品中的目标化学元素的相应浓度相关。LFA和比色测试条都使用纸基诊断基底，LFA在若干方面不同于比色测试条，包括许多不同的操作原理。例如，LFA和比色测试条需要不同的样品量，应用不同的方法以能够与试剂接触，需要不同的反应时间，并且结果可以以不同的格式显示。
因此，在本领域中需要解决上述问题。
发明内容
从第一方面来看，本发明提供了一种装置，包括：样品接收区域；第一诊断元件，其包括一个或多个比色分析区域；第二诊断元件，其包括一个或多个侧向流动测定分析区域；第一流动路径，其允许沉积在所述样品接收区域处的液体的第一部分流动到所述第一诊断元件；以及第二流动路径，其允许沉积在所述样品接收区域的所述液体的第二部分流动到所述第二诊断元件。
从另一方面来看，本发明提供了一种装置，包括：样品接收区域；第一诊断元件，其包括一个或多个比色分析区域；第二诊断元件，其包括一个或多个侧向流动测定分析区域；第一分布(distribution)基底，其包括第一亲水区域和限定所述第一亲水区域的边界的第一疏水区域，其中，所述第一亲水区域接收沉积在所述样品接收区域处的液体；以及第二分布基底，其包括第二亲水区域、第三亲水区域和第二疏水区域，第二亲水区域接收来自所述第一亲水区域的液体的第一部分并允许所述液体流动到所述第一诊断元件，所述第三亲水区域接收来自所述第一亲水区域的液体的第二部分并允许所述液体流动到所述第二诊断元件，所述第二疏水区域阻止液体从所述第二亲水区域横穿至所述第三亲水区域。
从另一方面来看，本发明提供了一种装置，包括：样品接收区域；第一诊断元件，其包括一个或多个比色分析区域；第二诊断元件，其包括一个或多个侧向流动测定分析区域；第一流动通道，其包括在所述样品接收区域与所述第一诊断元件之间的亲水性材料；第二流动通道，其包括在所述样品接收区域与所述第二诊断元件之间的亲水性材料；以及流动屏障(barrier)，其排斥所述第一流动通道的一部分与所述第二流动通道之间的液体。
从另一方面来看，本发明提供了一种装置，包括：样品接收区域；第一诊断元件，其包括一个或多个比色分析区域；第二诊断元件，其包括一个或多个侧向流动测定分析区域；以及多路流动路径，其接收沉积在所述样品接收区域处的液体、允许所述液体的第一部分流动到所述第一诊断元件并允许所述液体的第二部分流动到所述第二诊断元件。
从另一方面来看，本发明提供了一种系统，包括：快速测试设备，其包括：壳体，所述壳体在其上具有可见的图形元素；样品接收区域；由所述壳体支撑的第一诊断元件和第二诊断元件；其中，所述第一诊断元件和所述第二诊断元件执行相互不同的分析，并且其中，所述第一诊断元件和所述第二诊断元件中的至少一个包括比色分析区域；以及疏水结构，其限定从所述样品接收区域到所述第一诊断元件的第一流动路径并限定从所述样品接收区域到所述第二诊断元件的第二流动路径；以及处理器和一个或多个计算机可读存储介质，以及共同存储在所述一个或多个计算机可读存储介质上的程序指令，所述程序指令可由所述处理器执行以使所述处理器执行操作，所述操作包括：捕获包括所述图形元素的所述壳体的图像；以及在所捕获的图像上执行至少一个数据处理功能，其中，所述数据处理功能包括将所捕获的图像中的读出区域处的颜色属性与所捕获的图像中的颜色参考进行比较以确定测试样品的至少一个化学属性。
从另一方面来看，本发明提供了一种系统，包括：快速测试设备，包括：壳体，所述壳体在其上具有可见的图形元素；本发明的装置；其中，所述第一诊断元件和所述第二诊断元件由所述壳体支撑；其中，所述第一诊断元件和所述第二诊断元件执行相互不同的分析，并且疏水结构限定从所述样品接收区域到所述第一诊断元件的第一流动路径并且限定从所述样品接收区域到所述第二诊断元件的第二流动路径；以及处理器和一个或多个计算机可读存储介质，以及共同存储在所述一个或多个计算机可读存储介质上的程序指令，所述程序指令可由所述处理器执行以使所述处理器执行操作，所述操作包括：捕获包括所述图形元素的所述壳体的图像；以及在所捕获的图像上执行至少一个数据处理功能，其中，所述数据处理功能包括将所捕获的图像中的读出区域处的颜色属性与所捕获的图像中的颜色参考进行比较以确定测试样品的至少一个化学属性。
说明性实施例提供了具有多种诊断方法的快速测试设备。实施例包括样品接收区域、包括比色分析区域的第一诊断元件、以及包括侧向流动测量分析区域的第二诊断元件。该实施例还包括第一流动路径，所述第一流动路径允许沉积在所述样品接收区域处的液体的第一部分流动到所述第一诊断元件。该实施例还包括第二流动路径，其允许沉积在所述样品接收区域处的所述液体的第二部分流动到所述第二诊断元件。
一个替代实施例包括样品接收区域、包括比色分析区域的第一诊断元件、以及包括侧向流动测定分析区域的第二诊断元件。该实施例还包括第一分布基底，其包括第一亲水区域和限定所述第一亲水区域的边界的第一疏水区域，其中，所述第一亲水区域接收沉积在所述样品接收区域处的液体。该实施例还包括第二分布基底，其包括第二亲水区域、第三亲水区域和第二疏水区域，所述第二亲水区域接收来自所述第一亲水区域的液体的第一部分并允许所述液体流动到所述第一诊断元件，所述第三亲水区域接收来自所述第一亲水区域的液体的第二部分并允许所述液体流动到所述第二诊断元件，所述第二疏水区域阻止液体从所述第二亲水区域横穿至所述第三亲水区域。
一个替代实施例包括样品接收区域、包括比色分析区域的第一诊断元件、以及包括侧向流动测定分析区域的第二诊断元件。该实施例还包括在所述样品接收区域与所述第一诊断元件之间包括亲水性材料的第一流动通道和在所述样品接收区域与所述第二诊断元件之间包括亲水性材料的第二流动通道。该实施例还包括流动屏障，所述流动屏障排斥所述第一流动通道的一部分与所述第二流动通道之间的液体。
一个替代实施例包括样品接收区域、包括比色分析区域的第一诊断元件、以及包括侧向流动测定分析区域的第二诊断元件。该实施例还包括多路流动路径，其接收沉积在所述样品接收区域处的液体，允许所述液体的第一部分流动到所述第一诊断元件，并且允许所述液体的第二部分流动到所述第二诊断元件。
一个替代实施例包括样品接收区域、包括比色分析区域的第一诊断元件、以及包括侧向流动测定分析区域的第二诊断元件。该实施例还包括疏水结构，其限定从所述样品接收区域到所述第一诊断元件的第一流动路径，并限定从所述样品接收区域到所述第二诊断元件的第二流动路径。
这些实施例中的任一个还可包括壳体，其中，样品接收区域包括由所述壳体限定的第一开口。一些这样的实施例还包括在所述壳体上的图形元素，其中，所述图形元素编码有与所述第一诊断元件和所述第二诊断元件相关联的信息。
在这些实施例的任一个中，第一诊断元件包括将液体的第一部分引导到比色反应区域的样品输送部。在一些这样的实施例中，比色分析区域包括第一比色反应区域、第二比色反应区域和疏水区域，所述疏水区域至少部分地设置在所述第一比色反应区域和所述第二比色反应区域之间。
这些实施例中的任何一个还可以包括压力点元件，其将第二诊断元件的第一膜推向第二诊断元件的第二膜。
各种实施例有利地提供了多种不同的诊断方法，这些方法有效地提供来自单个测试样品的相应的不同测试结果。各种实施例有利地允许样品流动到多种不同诊断方法中的每一个，从而允许使用单个测试样品执行多个测试。
附图说明
在所附权利要求中阐述了被认为是本发明的特性的新颖特征。然而，通过参考以下结合附图对说明性实施例的详细描述，将最好地理解本发明本身及其优选使用模式、进一步的目的和优点，其中：
图1描绘了根据本发明的实施例的多路复用快速测试设备的平面图；
图2描绘了根据本发明的实施例的多路复用快速测试设备的分解图；
图3描绘了根据说明性实施例的多路复用快速测试设备的流动路径表示的平面图；
图4描绘了根据说明性实施例的多路复用快速测试设备的流动路径表示的平面图；
图5描绘了根据说明性实施例的侧向流动测定的透视图；
图6描绘了根据说明性实施例的流体分布组件的分解图；
图7描绘了根据说明性实施例的多路复用快速测试设备的分解图；
图8描绘了根据说明性实施例的多路复用快速测试设备的透视图；
图9描绘了根据说明性实施例的沿图8的剖面线IX-IX截取的横截面图；
图10描绘了根据说明性实施例的沿图8的剖面线X-X截取的横截面图；
图11描绘了根据说明性实施例的多路复用快速测试设备的平面图；
图12描绘了根据说明性实施例的多路复用快速测试设备的平面图；以及
图13描绘了根据说明性实施例的与多路复用快速测试设备一起使用的移动应用。
具体实施方式
近年来已经开发了各种各样的快速测试设备，其可以在实验室环境之外快速提供测试结果，而不需要实验室设备。这种设备的两种主要类型是侧向流动测定(LFA)和比色测试条。
快速测试设备的理想特性是能够在具有单个测试样品的单个快速测试设备中执行各种测试。从单个测试样品执行多个测试的能力节省了时间和金钱，并且它减少了当各种不同的测试设备被用于不同类型的测试时由随时间改变的样品条件引起的模糊性。从单个测试样品执行多个测试还降低了使用单独的测试设备来执行不同类型的测试而规划、执行和评估多个测试的结果的复杂性。例如，不同的测试设备需要不同的测试技术，这些测试技术可能由于人为错误而被无意地互换或混淆。
一些测试，例如血清学测试，使用LFA来检测靶抗体的存在或不存在。其它测试使用纸条或浸渍片(例如比色测试条)上的比色反应指示剂来评估测试样品中某种化学元素的浓度。出现了许多情况，其中需要测试特定样品中是否存在靶抗体，并且还需要评估同一测试样品中的一些化学元素的浓度。
尽管期望从单个测试样品执行多个测试，LFA和比色测试条之间的根本差异阻碍了将这些不同类型的测试集成到单个测试设备中。例如，比色测试条通常需要在液体测试样品中浸渍一段特定的时间以保证与测试样品的充分接触。然而，比色测试条使用的液体量对于LFA是有问题的。通过使用芯吸垫来限制施加到LFA的液体量，芯吸垫防止过量液体从从测试液滴中回流到测试反应区域。否则，过量的液体将降低LFA反应区域的灵敏度。用比色测试条完全浸没LFA将淹没芯吸垫，并使LFA测试结果不确定。
本实施例认识到，尽管在过去存在阻止LFA和比色测试条类型的测试集成到从单个测试样品执行这两种类型测试的测试设备中的挑战，但是将LFA和比色测试条类型的测试集成到该测试设备中是可能的。示例性实施例通过在快速测试设备中引入不对称的样品分布能力来解决和解决该技术问题，这导致不成比例的量的单个测试样品被分布到测试设备的不同的诊断元件。有利地，不对称的样品分布允许相对较大量的样品流动到受益于暴露于较大量的测试样品的诊断元件，并且允许相对较小量的样品流动到将由于暴露于太多的测试样品而被损坏或阻碍的另一个诊断元件。例如，快速测试设备的实施例具有比色类型的诊断元件和LFA类型的诊断元件，并且允许不成比例地更大量的单个测试样品流动到比色类型的诊断元件，并且允许不成比例地更少量的单个测试样品流动到LFA类型的诊断元件，从而允许比色类型的诊断元件接收用于产生测试结果的足够量的液体，而不会淹没LFA类型的诊断元件，因此，也能够从较少但更适当量的测试样品产生测试结果。
术语“样品”或“测试样品”在此是指一定体积的液体、溶液或悬浮液，旨在对其任何特性进行定性或定量确定，如一种组分的存在或不存在、一种组分的浓度等。在如本文所述的本发明实施例的上下文中，典型样品是人或动物体液，例如血液、血浆、血清、淋巴液、尿、唾液、精液、羊水、胃液、痰、唾液、粘液、眼泪、粪便等。其它类型的样品来源于人或动物组织样品，其中组织样品已经被加工成液体、溶液或悬浮液以揭示用于检查的特定组织成分。还有其它类型的样品是任何种类的液体，例如用于水分析或自来水质量测试、工业和环境测试、水池和温泉测试、湖和溪流测试、水族箱测试、食品安全监测和环境污染检测的水。简单、快速和准确的测试是有利的，并且测试条必须具有必要的检测能力。因此，所公开的实施例同样适用于身体和非身体样品。
本文所讨论的术语“侧向流动测定”是指接收流体例如化学或生化样品的任何设备，并且包括侧向设置的流体输送或流动路径，特定区域将沿着该流体输送或流动路径提供各种特征，例如试剂和过滤器，样品在毛细管或其它施加的力的影响下穿过该流体输送或流动路径。
术语“区域”和“区”在本说明书、示例和权利要求书的上下文中用来限定基底上流体流动路径的部分。
术语“反应”用于定义发生在样品组分与基底上或基底中的至少一种或多种试剂之间、或样品中存在的两种或更多种组分之间的任何反应。术语“反应”特别用于定义在分析物和试剂之间发生的反应，作为分析物的定性或定量测定的一部分。
在一些实施例中，快速测试设备包括样品接收区域、包括比色分析区域的第一诊断元件、以及包括侧向流动测定分析区域的第二诊断元件。在一些这样的实施例中，通过第一和第二流动路径提供不对称的样品分布，其中第一流动路径允许沉积在样品接收区域的液体的第一部分流动到第一诊断元件，并且第二流动路径允许沉积在样品接收区域的液体的第二部分流动到第二诊断元件。
在一些实施例中，通过第一和第二分布基底提供不对称的样品分布。在这样的实施例中，第一分布基底包括接收沉积在样品接收区域的液体的第一亲水区域。第一分布基底还包括限定第一亲水区域的边界的第一疏水区域。第二分布基底包括第二和第三亲水区域，每个区域接收来自第一亲水区域的液体的相应部分。第二亲水区域允许液体流动到第一诊断元件，而第三亲水区域允许液体流动到第二诊断元件。第二分布基底还包括第二疏水区域，其阻止液体从第二亲水区域横穿到第三亲水区域，反之亦然。在一些实施例中，第二疏水区域允许根据要被输送到每个诊断元件的液体的期望比例来控制第二和第三亲水区域的相应尺寸。
在一些实施例中，通过在样品接收区域和第一诊断元件之间的包括亲水材料的第一流动通道和在样品接收区域和第二诊断元件之间的包括亲水材料的第二流动通道提供不对称的样品分布。在一些这样的实施例中，排斥液体的流动屏障被设置在第一流动通道的一部分与第二流动通道之间。在一些这样的实施例中，流动屏障允许根据要被输送到每个诊断元件的液体的期望比例来控制第二和第三亲水区域的相应尺寸。
在一些实施例中，通过接收沉积在样品接收区域处的液体的多路流动路径提供不对称的样品分布，允许液体的第一部分流动到第一诊断元件，并且允许液体的第二部分流动到第二诊断元件。在一些这样的实施例中，多路流动路径允许根据设法输送到每个诊断元件中的液体的期望比例来控制流动到诊断元件的液体的相应部分。
此外，在一些实施例中，通过疏水结构提供不对称的样品分布，该疏水结构限定从样品接收区域到第一诊断元件的第一流动路径并限定从样品接收区域到第二诊断元件的第二流动路径。在一些这样的实施例中，疏水结构允许根据要被输送到每个诊断元件的液体的期望比例来控制第一和第二流动路径的相应尺寸。
参考图1，该图描述了根据示例性实施例的多路复用快速测试设备100的平面图。顶盖102具有用于样品沉积的开口(例如，窗口)以执行测试，并显示测试结果。例如，顶盖102具有布置在保持样品的贮存器上方的样品接收区域104。顶盖102还具有多个测试结果窗口106A-106D，其示出了各个测试的结果。虽然所示实施例包括圆形的样品接收区域104，但是实施例不限于任何特定形状。例如，样品接收区域可以是正方形、矩形、三角形、长方形、不规则形状等。类似地，所示实施例在窗口106A-106D中包括四个测试结果，因为这种多路快速测试设备包括四个诊断区域。然而，可以有更大或更小数量的诊断区域，并且可以有针对每个诊断区域的测试结果窗口106。或者，可以有足够大的单个测试结果窗口以显示多个诊断区域的测试结果。
参考图2，该图描述了根据示例性实施例的多路复用快速测试设备200的分解图。在特定实施例中，多路复用快速测试设备200是图1的多路复用快速测试设备100的示例。
在所示的实施例中，多路快速测试设备200具有顶盖202和被附接到间隔元件220的相对侧的底盖208，使得顶盖202、底盖208和间隔元件220共同构成壳体的示例。在一些实施例中，顶盖202、底盖208和间隔元件220由不可渗透材料形成，例如具有疏水涂层的纸，以便不可渗透测试样品和缓冲溶液。在一些实施例中，全部由不可渗透的材料形成的顶盖202、底盖208和间隔元件220共同构成不可渗透的壳体的一个示例。
在所示的实施例中，多路快速测试设备200具有内部压点(pressure point)元件210，其具有主体，该主体具有上表面、下表面和主体中的开口，该开口限定了接收沉积在样品接收区域204处的测试样品的内部贮存器212。此外，内部贮存器212被配置成一次接收预期样品体积的液体(例如，预定体积的ul)并且在液体被芯吸到流体分布组件214中时将样品体积保持一段时间。通过将内部贮存器212整合在快速测试设备200内，减少/消除了样品溢流到顶盖202和底盖208的外部。此外，内部贮存器212的集成减少/消除了由于溢出而造成的样品损失。
继续参考图2的说明性实施例，流体分布组件214被布置成与内部贮存器212的下表面流体连通。流体分布组件214包括多个分布基底216A-216B，它们将沉积在内部贮存器212中的测试样品的一部分共同地划分在多个流动路径中。进而，流动路径与多个诊断元件218A和218B中的每一个的流动线路流体连通。虽然流体分布组件214的所示实施例包括两个分布基底216A-216B，但是流体分布组件214的备选实施例包括更大或更小数量的分布基底。同样，尽管多路快速测试设备200的所示实施例包括两个诊断元件218A和218B，但是多路快速测试设备200的可选实施例包括更大或更小数量的诊断元件。
在所示实施例中，分布基底216A和216B每个具有在诊断元件218A和218B的相同样品垫材料中制造的相应的蜡限定的亲水通道，以增强到诊断元件218A和218B中的样品分布。通过使用与诊断元件218A和218B相同的材料用于分布基底216A和216B，实现了流体从分布基底216A、216B到诊断元件218A、218B的更有效的转移。此外，通过使用精心设计的蜡限定的通道，由流体分布组件214保持的测试样品的量减少。此外，蜡界定的通道的设计在变化的条件下(例如，多路复用快速测试设备200倾斜、掉落等)实现期望的分布。
在所示的实施例中，多路复用快速测试设备200包括作为中间支撑层的间隔元件220。如图2的说明性实施例所示，间隔元件220由经过预处理(例如，涂覆)以使材料不能渗透液体样品和缓冲溶液的材料构成。在该实施例中，用于构造间隔元件220的材料是纸板，但是构造不限于该材料。例如，可以使用刨花板(chipboard)。
在所示的实施例中，间隔元件220包括被布置成将诊断元件218A和218B分开的至少一个分隔条222，诊断元件被容纳在由间隔元件220限定的相应区域224A、224B中，以便防止交叉污染。分隔条222，连同间隔元件220的其余部分，也可以用于确保在顶盖202和诊断元件218A和218B之间存在间隙，以防止由于顶盖202无意地与诊断元件218A和218B的表面接触而污染流动管线或流动管线的阻抗(impedance)。在一些实施例中，如果诊断元件218A和218B的数量超过两个，则间隔元件220可包括多于一个的分隔条222。例如，一个备选实施例包括三个诊断元件218和两个分隔条222，其中两个分隔条222将三个诊断元件218分开，而另一个备选实施例包括N个诊断元件218和N-1个分隔条222，其中N-1个分隔条222将N个诊断元件218分开，其中N是任何期望的整数。通过允许使用容纳在间隔元件220中的多个诊断元件218，可从单个沉积样品执行对多种试剂的测试。在该实施例中还示出，分隔条222不分隔由间隔元件220限定的整个区域。存在未分隔区域226，用于布置流体分布组件214和内部贮存器212。不可渗透的底盖208和间隔元件220组合以形成用于内部贮存器212、流体分布组件214和两个或更多个诊断元件218的布置和对准的壳体元件(与顶盖202结合)。
在所示实施例中，内部压力点元件210被布置成增强流体分布组件214与诊断元件218A和218B之间的界面处的接触可靠性。
参考图3，该图描绘了根据说明性实施例的多路复用快速测试设备的流动路径表示300的平面图。流动路径表示300是突出显示图1的多路快速测试设备100或图2的多路快速测试设备200的亲水区域的流动路径的实例。
在图示的实施例中，流动路径表示300包括诊断元件318A和318B，其分别是图2的诊断元件218A和218B的示例。流动路径表示300还包括流体分布组件314，其包括分布基底316A和316B，其中流体分布组件314是流体分布组件214的示例，并且分布基底316A和316B分别是图2的216A和216B的示例。在图3所示的表示中，为了清楚起见，分布基底316A和316B的疏水部分未示出。
在流动路径表示300中，诊断元件318A是比色类型的诊断元件的表示，并且诊断元件318B是侧向流动测定类型的诊断元件的表示。诊断元件318A包括亲水通道320和由疏水区域328(用阴影示出)限定的多个比色试剂区域322A-322C。而且，在所示实施例中，诊断元件318B包括亲水材料326。典型地，来自测试样品324的液体的流动是从分布基底316A，通过分布基底316B，朝向亲水通道320和亲水材料326，并且对于诊断元件318A，从亲水通道320进入每个比色试剂区域322A-322C。在流动路径表示300中，亲水通道320、比色试剂区域322A-322C和326包括多孔介质，例如纸，并且液体通过多孔介质的芯吸效应被抽吸，而不需要外部泵。
参考图4，该图描绘了根据说明性实施例的多路复用快速测试设备的流动路径表示400的平面图。在特定实施例中，除了所描述的之外，流动路径表示400与图3的流动路径表示300基本上相同。
在所示实施例中，流动路径表示400包括比色类型的诊断元件418A的可选实施例。诊断元件418A包括亲水通道420和由疏水区域424限定的多个比色试剂区域422A-422C。而且，诊断元件418A还包括亲水子通道426A-426C，其朝向公共点428延伸，如通过子通道426A-426C延伸到公共点428的虚线所示。与图3所示的表示相比，子通道426A-426C是流动路径设计的示例，其允许来自测试样品430的液体更快地到达比色试剂区域422A-422C。
参考图5，该图描绘了根据说明性实施例的侧向流动测定500的透视图。在特定实施例中，侧向流动测定500是图3的诊断元件318B的侧向流动测定类型的示例。
在所示的实施例中，侧向流动测定500包括样品垫/血液分离器502、结合(conjugate)垫504、具有测试线508和控制线510的膜506、以及芯吸垫512。通常，样品垫502、结合垫504、膜506和芯吸垫512包括多孔介质，例如纸。在这样的实施例中，液体从样品垫502流向芯吸垫512，并且液体通过多孔介质的芯吸效应被抽吸而不需要外部泵。
参考图6，该图描绘了根据说明性实施例的流体分布组件600的分解图。在特定实施例中，流体分布组件600是图2的流体分布组件214的示例。
在所示实施例中，流体分布组件600包括多个分布基底616A和616B，它们共同将沉积在内部贮存器(例如，图2的内部贮存器212)中的测试样品的一部分在多个流动路径之间分开。继而，流动路径与多个诊断元件(例如，图2的诊断元件218A和218B)中的每一个的流动线路流体连通。虽然流体分布组件214的所示实施例包括两个分布基底616A和616B，但是流体分布组件600的替代实施例包括更大或更小数量的分布基底。
流体分布组件600是布置成与内部贮存器和诊断元件流体连通的多层组件。多层流体分布组件600包括作为顶层的分布基底616A和作为底层的分布基底616B。分布基底616A包括疏水性蜡填充的区域618和亲水性纸通道620。亲水性纸通道620与多个流动路径流体连通，该流动路径被配置成将沉积在内部贮存器中的测试样品的至少一部分以满足各种诊断元件的液体体积要求的比率分布到多个诊断元件。例如，在一些实施例中，诊断元件所需的来自测试样品的液体量可取决于诊断元件是比色类型的诊断元件还是侧向流动测定类型的诊断元件而变化。
在所示的实施例中，分布基底616B包括疏水性蜡填充的区域622和多个亲水性纸通道624A和624B。亲水性纸通道624A和624B都与分布基底616A的亲水性纸通道620流体连通。此外，亲水性纸通道624A与第一诊断元件流体连通，并且亲水性纸通道624B与第二诊断元件流体连通。来自测试样品的流动到诊断元件的液体量取决于内部贮存器与相应的诊断元件之间的亲水性纸通道的区域。因此，亲水性纸通道624A比亲水性纸通道624B大得多，以允许比流动到与亲水性纸通道624B流体连通的诊断元件的液体更多的液体流动到与亲水性纸通道624A流体连通的诊断元件。因此，多个流动路径被配置成以满足各种诊断元件的液体体积要求的比率将沉积在内部贮存器中的测试样品的一部分分布到多个诊断元件。
在一些实施例中，基于与本公开的说明性实施例一致的分布基底的蜡模(waxpattern)的各种构造来控制相应的分布基底616的亲水性纸通道的尺寸。在所示实施例中，分布基底616A具有与分布基底616B的蜡模不同的蜡模。在一些实施例中，蜡模通过蜡印刷机或其它已知方法被沉积在纸片的顶面和/或底面上，以在经历回流工艺之前限定通道设计。在一些实施例中，回流工艺包括施加热以熔化蜡并浸渍纸片的厚度以对流体的移动产生疏水屏障。根据纸片厚度，使用灰度蜡特征来部分地穿透纸的厚度，并且可以用于产生三维蜡屏障，即，在平面上并且穿过纸的厚度。在一些实施例中，灰度蜡特征在回流之后保持疏水性。
参考图7，该图描述了根据示例性实施例的多路复用快速测试设备700的分解图。在特定实施例中，多路复用快速测试设备700是图2的多路复用快速测试设备200的示例。
在所示的实施例中，多路快速测试设备700可与图2中所示的多路快速测试设备200基本相同。图7中的视图包括指示从样品接收区域704到内部贮存器712、然后到分布基底716A的亲水性纸通道720、然后在分布基底716B的亲水性纸通道724A和724B之间分开的流动路径的位置和方向的流动线，其允许液体分别流动到诊断元件718A和718B。
参考图8，该图描绘了根据说明性实施例的多路复用快速测试设备800的透视图。在图8所示的视图中，为了更清楚地描述测试设备800的内部组件，没有示出顶盖。在特定实施例中，多路复用快速测试设备800是图2的多路复用快速测试设备200的示例。
多路快速测试设备800可与图2所示的多路快速测试设备200基本相同。图8中的视图示出了没有顶盖(例如，图2的顶盖202)的组装部件。多路复用快速测试设备800包括作为中间支撑层的间隔元件820。如图8的说明性实施例中所示，间隔元件820包括至少一个分隔条822，其被布置成将容纳在由间隔元件820限定的相应区域824A、824B中的诊断元件818A和818B分开，以便防止交叉污染。间隔条822连同间隔元件820的其余部分一起还可以用于确保在顶盖(例如，图2的顶盖202)与诊断元件818A和818B之间存在间隙，以防止由于顶盖无意地与诊断元件818A和818B的表面接触而污染流动线路或流动线路的阻抗。
在一些实施例中，如果诊断元件818A和818B的数量超过两个，则间隔元件820可以包括多于一个的分隔条822。例如，一个备选实施例包括三个诊断元件818和两个分隔条822，其中两个分隔条822将三个诊断元件818分开，并且另一个备选实施例包括N个诊断元件818和N-1个分隔条822，其中N-1个分隔条822将N个诊断元件818分开，其中N是任何期望的整数。通过允许使用容纳在间隔元件8260中的多个诊断元件818，可以从单个沉积样品执行对多种试剂的测试。在该实施例中还示出了，分隔条822没有分隔由间隔元件820限定的整个区域。存在未分隔区域826，用于布置流体分布组件214和内部贮存器812。内部压力点元件810嵌套在由间隔元件820限定的未分隔区域826中，并且被布置成增强诊断元件818A和818B的界面处的接触可靠性。
参考图9，该图描绘了根据说明性实施例的沿图8的剖面线IX-IX截取的横截面图900。在所示的实施例中，块状箭头指示由内部压力点元件810和底盖914施加到内层的力的方向。内部压力点元件810被布置成增强沿着测试样品902的液体所采取的流动路径912的诊断元件818B和分布基底916A和916B的界面处的接触可靠性。测试样品902穿过分布基底916A和916B的亲水区域行进至侧向流动测定类型的诊断元件818B，具体地至样品垫904，然后至结合垫906，然后至膜908。因此，它保持这些各种部件之间的界面被推压在一起，以迫使液体行进通过各种部件，而不是在层上或层之间泄漏。
参考图10，该图描绘了根据说明性实施例的沿图8的剖面线X-X截取的横截面图1000。在所示的实施例中，块状箭头指示由内部压力点元件810和底盖914施加到内层的力的方向。内部压力点元件810被布置成增强沿着由测试样品902的液体采取的流动路径1012的诊断元件818A和分布基底916A和916B的界面处的接触可靠性。测试样品902穿过分布基底916A和916B的亲水区域行进至比色类型诊断元件818A，具体地行进至诊断元件818A的亲水通道1006。因此，它保持这些各种部件之间的界面被推压在一起，以迫使液体行进通过各种部件，而不是在层上或层之间泄漏。
参考图11，该图描述了根据说明性实施例的多路复用快速测试设备1100的平面图。测试设备1100包括具有样品接收区域1104和测试结果窗口1106A和1106B的顶盖1102。所公开的测试设备的实施例可以包括在外表面上的各种图形元素，例如文本、代码和其他标记。例如，如图11所示，图形元素可包括指示由多路复用快速测试设备1100执行的测试类型的测试名称1108、颜色参考1110和QR码1112或利用与一个或多个诊断元件相关联的信息编码的其它这种图形元素。在一些实施例中，提供颜色参考1110用于图像处理以允许测试结果的机器检测，例如，智能电话或其他这样的计算设备上的捕获测试结果和参考1110的图像的应用。在一些实施例中，应用解释QR码以获得信息，例如执行的测试的类型、测试的序列号、批号或其他信息。在一些实施例中，应用将测试结果存储在诸如基于云的存储的储存库或数据库中，在那里测试结果可以稍后被检索和分析。
参考图12，该图描述了根据说明性实施例的多路复用快速测试设备1200的平面图。测试设备1200包括底盖1208。所公开的测试设备的实施例可以包括在外表面上的各种图形元素，例如文本、代码和其他标记。例如，如图12所示，图形元素可以包括用于用户或消费者的各种消息，诸如用于使用测试设备的指令1210、用于解释由测试设备1200执行的第一类型的测试的参考图像1212、以及用于解释由测试设备1200执行的第二类型的测试的附加参考图像1214。
参考图13，该图描绘了根据说明性实施例的其中移动应用与多路复用快速测试设备1100一起使用的环境1300。在所示的实施例中，移动设备1302用于捕获多路复用快速测试设备1100的至少一部分的图像1304。然而，在替代实施例中，平板计算机、膝上型计算机或任何已知的计算设备配备有处理器和一个或多个计算机可读存储介质，以及共同存储在一个或多个计算机可读存储介质上的程序指令，程序指令可由处理器执行以使处理器执行包括本文描述的那些操作中的一个或多个的操作。例如，在一些实施例中，操作包括捕获包括图形元素(例如，诸如测试结果窗口1106A和1106B、颜色参考1110和QR码1112)的壳体的图像，在一些实施例中，操作包括对捕获的图像执行至少一个数据处理功能，其中数据处理功能包括将捕获的图像中的读出区域处的颜色属性与捕获的图像中的颜色参考进行比较以确定测试样品的至少一个化学属性。
如本文所使用的计算机可读存储介质，包括如本文所使用的计算机可读存储介质，不应被解释为暂时性信号本身，诸如无线电波或其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输介质传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或通过导线传输的电信号。
在所示实施例中，移动设备1302运行专门用于成像测试设备的应用，例如多路复用快速测试设备1100。在一些实施例中，移动设备1302运行允许用户捕获测试设备的外表面上的一个或多个图形元素的图像的应用。例如，在所示实施例中，移动设备1302运行应用，该应用允许用户指示移动设备1302利用移动设备1110的相机技术来捕获测试结果窗口1106A和1106B、颜色参考1110以及QR码1112的图像。在一些实施例中，移动设备1302通过将测试结果窗口1106A和1106B中的条纹的颜色与颜色参考1110的颜色进行比较来评估测试结果窗口1106A和1106B的图像，以确定测试结果。在所示的实施例中，多路快速测试设备1100包括两种比色类型的测试，但是在替代实施例中可以包括其它类型的测试。在一些实施例中，移动设备1302通过解码QR码1112来评估QR码1112的图像以提取云应用或云存储设备的网络位置(例如，URL或IP地址)。在一些这样的实施例中，移动设备1302将测试结果发送到以QR码1112编码的网络位置以用于存储和/或用于进一步处理测试结果。在一些实施例中，移动设备1302还从移动设备提取和显示和/或发送数据特征以及测试结果，诸如所分析的样品的地理位置、何时对样品执行分析的时间戳、和/或执行化学分析的用户。
以下定义和缩写用于解释权利要求和说明书。如本文所用，术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变型旨在涵盖非排他性的包括。例如，包括一系列要素的组合物、混合物、工艺、方法、制品或装置不一定仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的或此类组合物、混合物、工艺、方法、制品或装置固有的其他要素。
另外，术语“说明性”在本文中用于表示“充当示例、例子或说明”。在此描述为“说明性”的任何实施例或设计不一定被解释为比其它实施例或设计更优选或有利。术语“至少一个”和“一个或多个”应理解为包括大于或等于一的任何整数，即一、二、三、四等。术语“多个”应理解为包括大于或等于二的任何整数，即二、三、四、五等。术语“连接”可以包括间接“连接”和直接“连接”。
说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”等的引用指示所描述的实施例可以包括特定特征、结构或特性，但是每个实施例可以包括或者可以不包括该特定特征、结构或特性。此外，这些短语不一定是指相同的实施例。此外，当结合实施例描述特定特征、结构或特性时，认为结合其它实施例来影响这种特征、结构或特性是在本领域技术人员的知识范围内的，而不管是否明确描述。
术语“约”、“基本上”、“大约”及其变体旨在包括与基于提交本申请时可用的设备的特定量的测量相关联的误差度。例如，“约”可以包括给定值的±8％或5％或2％的范围。
已经出于说明的目的给出了本发明的各种实施例的描述，但是其不旨在是穷尽的或限于所公开的实施例。在不背离所描述的实施例的范围的情况下，许多修改和变化对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。选择本文所使用的术语以最好地解释实施例的原理、实际应用或对市场上存在的技术改进，或使本领域的其他普通技术人员能够理解本文所描述的实施例。

Claims (15)

1.一种装置，包括：
样品接收区域；
第一诊断元件，其包括一个或多个比色分析区域；
第二诊断元件，其包括一个或多个侧向流动测定分析区域；
第一流动路径，其允许被沉积在所述样品接收区域处的液体的第一部分流动到所述第一诊断元件；以及
第二流动路径，其允许被沉积在所述样品接收区域处的所述液体的第二部分流动到所述第二诊断元件。
2.根据权利要求1所述的装置，还包括：不可渗透的壳体，其中，所述样品接收区域包括由所述壳体限定的开口。
3.根据权利要求2所述的装置，还包括：在所述不可渗透的壳体上的图形元素，其中，用与所述第一诊断元件和所述第二诊断元件相关联的信息来编码所述图形元素。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其中，所述第一诊断元件包括将所述液体的所述第一部分引导到比色反应区域的样品输送部。
5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述一个或多个比色分析区域中的每一个比色分析区域包括第一比色反应区域、第二比色反应区域和疏水区域，所述疏水区域至少部分地被设置在所述第一比色反应区域与所述第二比色反应区域之间。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，还包括：压力点元件，所述压力点元件促进沿着所述第一流动路径和所述第二流动路径的流体连通。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，还包括：
第一分布基底，其包括第一亲水区域和限定所述第一亲水区域的边界的第一疏水区域，其中，所述第一亲水区域接收被沉积在所述样品接收区域处的液体；以及
第二分布基底，其包括第二亲水区域、第三亲水区域和第二疏水区域，所述第二亲水区域接收来自所述第一亲水区域的液体的第一部分并允许所述液体流动到所述第一诊断元件，所述第三亲水区域接收来自所述第一亲水区域的液体的第二部分并允许所述液体流动到所述第二诊断元件，所述第二疏水区域阻止液体从所述第二亲水区域横穿到所述第三亲水区域。
8.根据权利要求7所述的装置，其中，促进沿着所述第一流动路径和所述第二流动路径的流体连通的所述压力点元件在所述第一亲水区域与所述第一诊断区域和所述第二诊断区域之间。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其中：
所述第一流动路径包括在所述样品接收区域与所述第一诊断元件之间的亲水性材料；
所述第二流动路径包括在所述样品接收区域与所述第二诊断元件之间的亲水性材料；并且所述装置还包括流动屏障，所述流动屏障排斥第一流动通道的一部分与第二流动通道之间的液体。
10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述第一诊断元件包括样品输送部，所述样品输送部将液体从所述第一流动路径引导到所述一个或多个比色分析区域。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，还包括：
接收被沉积在所述样品接收区域的液体的多路流动路径，其允许所述液体的第一部分流动到所述第一诊断元件，并且允许所述液体的第二部分流动到所述第二诊断元件。
12.根据权利要求11所述的装置，还包括：所述壳体上的机器可读标识符，其中，利用与装置的类型相关联的信息来编码所述机器可读标识符。
13.一种系统，包括：
快速测试设备，包括：
壳体，在其上具有可见的图形元素；
根据权利要求1至12中的任一项所述的装置；
其中，所述第一诊断元件和所述第二诊断元件由所述壳体支撑；
其中，所述第一诊断元件和所述第二诊断元件执行相互不同的分析，以及
疏水结构，其限定从所述样品接收区域到所述第一诊断元件的所述第一流动路径，并且限定从所述样品接收区域到所述第二诊断元件的所述第二流动路径；以及
处理器和一个或多个计算机可读存储介质，以及共同存储在所述一个或多个计算机可读存储介质上的程序指令，所述程序指令可由所述处理器执行以使所述处理器执行包括以下的操作：
捕获包括所述图形元素的所述壳体的图像；以及
对所捕获的图像执行至少一个数据处理功能，其中，所述数据处理功能包括将所捕获的图像中的在读出区域处的颜色属性与所捕获的图像中的颜色参考进行比较，以确定测试样品的至少一个化学属性。
14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述测试样品选自包括以下的组：血液、血浆、血清、淋巴、尿液、唾液、精液、羊水、胃液、痰、唾液、粘液、眼泪、粪便和水。
15.根据权利要求14所述的系统，还包括可由所述处理器执行以使所述处理器执行还包括以下的操作的程序指令：
解码所述图形元素的至少一部分以获得远程数据存储位置；以及
将关于所述测试样品的所述至少一个化学属性的数据传输到所述远程数据存储位置。
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