CN1377300A

CN1377300A - 具有样本一体监控系统的多种被分析物化验装置

Info

Publication number: CN1377300A
Application number: CN00812852.9A
Authority: CN
Inventors: 李金波
Original assignee: Syntron Bioresearch Inc
Current assignee: Syntron Bioresearch Inc
Priority date: 2000-09-19
Filing date: 2000-09-19
Publication date: 2002-10-30

Abstract

一种化验装置,一种流体被分析物样本分离装置和用它们确定流体被分析物样本的整体是否遭损害、以及同时化验该样本以确定多种被分析物,如被滥用的药物存在与否的方法,该装置由一个具有一个分离槽的壳体组成,该槽内可插入一个或多个被分析物测试条,各测试条的一个端部从壳体和一个或多个样本壳体监控系统的单元中伸出。该装置可以以量杆或盒式形式应用。还提供了一种用来分开样本、并保存未被污染的样本以供进一步测试的被分析物样本分离器。被分析物测试条和样本一体监控系统是可替换的,以便能够改制被分析物面板和被测试的样本条件参数。

Description

具有样本一体监控系统的多种被分析物化验装置

相关技术的历史

在最简单的形式中，色谱被分析物化验测试条允许在单一步骤(设备的被分析物样本的应用)中进行一项化验，以产生肉眼可见的测试结果(比如在化验测试条上用彩色条纹显示的那些)。然而，这些化验测试条共同的局限性是：它们只能被用于检测单一被分析物，需要采用一系列的化验程序以检测另外的被分析物(例如，测试样本以确定麻醉剂成分的存在)。比如于当多个量杆(dipstick)化验分别进行时常用的多个浸渍步骤不仅可能损失化验的灵敏度(由于试剂混合或试剂溶液损失)，还会产生被分析物的美观和卫生方面的问题。化验程序的反复进行也是很乏味的，这增加了化验被不适当地操作、或者结果被错误地解释的风险。

被分析物化验的准确度方面，还有一个局限性是，在化验进行之前，存在被分析物样本的掺杂和破坏的可能性。这在滥用药物尿样的化验中尤其是个敏感的问题，因为被测试者经常有意识地创造性地改变尿样组分，以炮制出虚假的阴性化验结果。

发明的概述

本发明提供一种可分离流体被分析物样本，以供在多个化验步骤中使用的化验装置，本发明提供一种进行多种被分析物化验的装置和方法，同时确定被分析物样本是否被掺杂或遭致损害。

为了后一目的，本发明提供的化验装置包括一个被分析物样本一体监控系统。该系统由一个衬垫组成，该衬垫提供了决定体，该决定体允许测量流体被分析物样本状态的指示参数，例如比重和pH值。该衬垫和一个载体膜呈流体连通状态，被分析物样本流过该载体膜而不接触该装置的被分析物化验测试条。

被分析物样本流体添加到该装置，在载体膜和化验测试条之间被分开，这就允许同时对被分析物样本中的被分析物和掺杂剂二者或其它损害组分进行测量。被分析物样本在载体膜和被分析物测试条之间的分离，避免了样本被被分析物测试条的试剂污染的可能性，这种污染可能会影响样本的总体判定。

在该化验装置的一个实施例中，化验装置是一个具有多个被分析物测试条的量杆，每一个测试条包括一个测试区和一个控制区。被分析物测试条被一个具有一个开口侧的壳体所环绕，每一被分析物测试条的端部从该开口侧伸出，形成一个样本加载区。有一个保护帽盖密封该被分析物测试条的伸出端部，以避免它在不使用时暴露。在壳体内每一个被分析物测试条之间被凸起的隔条分隔开。在测试和控制区之上跨置的壳体部分是透明的，以使每一个区显示的结果都能被肉眼观察到。

在盒式结构中，化验装置具有和上述描述相同的结构，但伸出的被分析物化验条插入一个具有一个样本口的帽盖中，该样本口用于将样本施加于被分析物化验条上。该帽盖紧密地安装在装置的壳体上，因而保持在化验装置上。

在量杆和盒式两个方式中，样本一体监控系统和本发明的被分析物化验条平行地工作。特别地，载体膜可以像被分析物化验条一样占据装置底座的同样的槽，还将包括在被分析物化验条和整体决定体衬垫之间的一个流体移动屏障，或者可以占据底座上的分开的槽。

每一个被分析物测试条具有用于检测在样本流体中的不同被分析物的结合剂和化验试剂，在该化验装置的一个特别优选的实施例中，壳体可以被打开，以允许替换不同的被分析物测试条，使每一装置可以为特定感兴趣的被分析物定做。

本发明还提供一种分离装置，该装置用于将流体化验被分析物样本分成几个部分，用于在多个化验中，使化验操作者不需要接触流体样本。该装置的这一后述特征增加了操作者的安全性，还避免了被分析物样本不小心被污染。该分离装置可以用于分离任何流体被分析物样本，但在用于存在麻醉剂的样本化验中尤其有用，在该化验中，样本首次测试的阳性结果需要由后续的样本附加测试来证实该结果以及所检测的麻醉剂的身份(identity)。为此目的，该分离装置和本发明的化验装置一起使用时，应用效果特别好。

本发明的化验装置使样品析更容易，而且增加了分析的准确性，因为一个用于测试的被分析物样本仅需给化验装置加一次，在同一步骤中还可以对掺杂或遭致损害的可能性做出评定。还有，被分析物测试条的可更换性和一体监控系统，使得被分析物根据测试情况，改制化验的配置和一体监控系统的决定体。因为改制可以在添加试样(如：尿样)之前进行，为获取想要的信息而对被分析物样本所做的操作更少了。另外，分离装置的使用允许进行更多的样品测试，在依照本发明所做的初步化验中样本没有被掺杂的风险。

本发明还提供了一种化验一种或多种感兴趣的被分析物的方法。本装置的伸出端浸入被分析物流体样本中。样本中存在的一个被分析物和一种或多种特定配体(ligand)结合，在测试结果的测试区和控制区形成特定的可视图案，还有，样本进入样本一体监控系统，也产生可视结果(其根据被评定的参数的不同而不同)，这就使化验操作者能立即确定测出的样本是否被掺杂或遭致损害。

按照本发明所做出的化验结果无需使用单独的测量设备而可以用肉眼读出。因而，按照本发明所做的化验操作，仅需要使用者将必需数量的测试样本引入本发明的装置，随即就可以观察到任何短暂地出现在分析条检测区中的色彩变化。在为确定滥用药物存在与否而做的流体被分析物样本(如：尿样)的筛选中，本发明的方法特别有用。

附图的简要说明

图1是本发明量杆化验装置的分解图。

图2是本发明量杆化验装置的顶视图。

图3A是本发明的盒式化验装置上半部样本口帽盖的顶视图；图3B是下半部分、样本口帽盖底座部分的顶视图；图3C是去掉一体的帽盖，被分析物测试条插入其中的侧视图。

图4是本发明化验装置的分解侧视图，示出了该装置的样本一体监控系统和该装置的被分析物测试条之间的空间关系。

图5是本发明的分离装置的顶视图。

图6是沿图5中的B-B剖面，从A-A线观察的分离装置的剖视图。

类似图号涉及附图中的类似元件。

发明的详细描述

A.定义

为便于理解，下述定义将用于通篇叙述中。

1.术语“抗原”在此是指任何能和抗体结合的被分析物，抗原可以包括但不限于：化学化合物，多肽，碳水化合物，核酸，类脂，和类似物，包括滤过性毒菌微粒，滤过性毒菌亚单元，细菌和寄生虫表面抗原，和可能是试验者状态的诊断的宿主蛋白质。

2.“结合剂”(binder)是指一种以三明治化验形式的被分析物的配体，或者一种以竞争化验形式的被分析物和示踪剂二者的配体。结合剂可以从一组能和被分析物结合的分子或化合物中选择，如抗原对抗体被分析物，或者抗体对抗原被分析物。

3.“测试区”是指一个区，该区中附着有结合剂和被分析物，相对于化验装置的被分析物测试条部分可移动或不可移动。

4.“示踪剂”是指一种用于被分析物或结合剂的用可检测标签标记的配体，最好是肉眼可读的微粒标签，如胶质金，包含染料、碳黑、等等的胶乳和脂质体。

5.“试样加载区”是指被分析物测试条区，在该区添加流体被分析物样本以移动到测试区。

6.本发明的“被分析物测试条”由支承膜的所有区和化验装置的任何过滤器集体组成。

7.“流体被分析物样本”可以是任何被怀疑包含有需要专门对其作化验的感兴趣的被分析物的流体，测试样本可以是任何体液，包括尿样、血液、汗液、淋巴、腹膜内液、来自胎儿新生婴儿和青少年或成年化验者的原组织提取液或匀浆、非生物流体，如一些生态环境如河或湖中的水、或实验室中使用的溶液。

8.“标签”(label)是分子或化合物，其直接或间接地传递信号形式(如色彩变化)，该信号在化验中用于显示试样中感兴趣的被分析物的有无、浓度范围。标签可以包括酶、荧光剂、脂质体、红细胞血影、聚合物微囊体(polymer microcapsules)、彩色聚合物微粒(胶乳)，优选包括含有金属化合物的溶胶。在各种专利及专利申请形成的广泛文献中，提供了有关在免疫测定中产生可视信号的不同技术，下列的美国专利仅仅是举例说明了在本发明中可以被应用的标签种类：美国专利3,646,346公开了放射性标签；3,654,090、3,791,932、和3,817,838公开了酶标签；3,996,345公开了荧光猝灭剂标签；4,062,733公开了放射性标签；4,067,959公开了荧光剂或酶标签；4,104,099公开了化学发光标签；4,160,645公开了非酶催化剂标签。美国专利3,996,879公开了应用在抗体区的电泳技术，美国专利4,120,945公开了放射免疫化验(RIA)，其中被标记的被分析物起初由抗体约束在一个固体支承体上。美国专利4,233,402公开了成对酶标签；美国专利4,720,450公开了化学感应的荧光标签；美国专利4,287,300公开了带电阴离子酶(enzyme anionic charge)标签。

标签也可以是含金属的溶胶；亦即；金属或金属化合物，诸如金属氧化物，金属氢氧化物，金属盐，与聚合物混合、或覆盖在聚合物核上的金属或含金属的化合物。这些金属标签可以包括任何上述名称金属的干燥形态或金属化合物溶胶，优选包括干燥形态的胶体金。

9.“复合体”的意思(依据上下文)是指任何由被分析物和一种或多种配体形成的多分子复合体，或是被标记的配体和被固定的配体。例如，在三明治式的免疫测定中，存在下述复合体：在化验中首先被制出的被分析物/被标记配体的双显性组合(第一复合体)、和在化验中接着形成的被分析物/被标记配体/被固定配体的三显性组合(第二复合体)。

10.流体连通是指相互接触的、但并非必须附着在其上的结构。

11.化验是指几种不同类型的化验形式，其中利用化验分析物测试条，可以检测感兴趣的被分析物。例如，在三明治式的免疫测定中，当分析物样本中感兴趣的被分析物存在时，感兴趣的被分析物结合一个可移动地包含在分析物测试条(由可渗透膜组成)的示踪区被标示的示踪剂，以形成第一复合体，示踪剂是与感兴趣的被分析物结合并和标签结合的分子，该标签优选为金属标签，最好为胶体金。

与感兴趣的被分析物相应的第二固定配体，与测试区的分析物测试条结合。第一复合体和非结合标记的配体与试样混合，并随着毛细运动(油芯供油)被移送通过测试区。测试样本通过分析物测试条，带来第一复合体，如果有的话，与固定在测试区内的未标记的配体接触，形成被标记的配体-被分析物-固定的配体组成的第二复合体。第一固定配体以现有技术的方法被固定在测试区，该方法包括共价结合或者附着在不溶解的敷蛋白质的表面(例如参见美国专利4,200,690和5,075,078)。当第二复合体形成时，在测试区内出现可视彩色图案。未和测试样本中的被分析物结合的被标记配体，以油芯供油的方式继续迁移，进入控制区，与固定在那里的配体接触。被标记配体可以和控制区内的固定配体结合，形成第三复合体，从而被控制区所收集。

在本发明的范围内，在控制区内形成复合体的被标记配体可以与形成第一和第二复合体的示踪剂相同，或者它是不同的被标记配体。固定在控制区内的配体应该具有特别的亲和力，以使被标记配体倾向于形成第三复合体。第三复合体的构成由控制区内的可视图案所显示。

除三明治式免疫测定方法之外，其他化验方法也可以在本发明的装置中实施。这些方法可以包括竞争和抑制化验。在竞争化验中，被分析物和示踪剂具有类似的亲和力性质，为和固定配体结合而进行竞争。从而，在被分析物不存在时，在测试区中的图案(例如：条纹)强度最大。当存在时，被分析物与固定配体结合，以在测试区内阻止示踪剂被捕获。这样，依据测试样本中被分析物的浓度，测试条纹的强度被降低了。

在抑制化验中，在测试区内的被分析物和固定配体都具有对示踪剂的亲和力。当分析样本中的被分析物不存在时，示踪剂被固定配体捕获，并在测试区内形成可视图案。当存在时，被分析物和示踪剂结合，从而阻止它和测试区内的固定配体结合。这样，依据测试样本中被分析物的浓度，测试条纹的最终强度被降低。

12.术语“样本一体监控系统”是指一个或多个条，在该条上提供了指示流体样本状态的决定体。该系统通常构成本发明的化验装置整体的一部，与分析物测试条流体地连通。

B.本发明的化验系统

1.分析物测试条和样本一体监控系统

接受药物测试的被测试者有时会想方设法地努力对被分析物样本掺假，以避免被查出样本中存在滥用药物。为最大程度地降低这种逃避行为对本发明的化验装置所获得结果的影响，本发明提供一种样本一体监控系统，该系统可判断掺杂物是否被添加进样本，或其质量是否被损害。例如，本发明的样本一体监控系统可以评定出样本中白蛋白、肌酸(creatinine)、戊二醛(glutaraldehyde)、和亚硝酸盐的任何一项或者全部的pH值、渗透压重量摩尔浓度(osmolality)(尿样中溶质的总浓度，用mOsm/kg表示，并作为流体比重的函数测量)。

图1用分解视图示出了样本一体监控系统的一个实施例。这是具体按照单一分析物测试条(105A)来描述的，然而，应该了解，样本一体监控系统也可以用于具有多个分析物测试条的化验装置(如图2和图3中所示)。

样本一体监控系统主要由整体决定体衬垫300组成。整体决定体衬垫300由一个吸水膜形成，在该吸水膜内决定体(在下面作更详细的描述)结合在或穿过整体决定体衬垫300的表面300A。如图1所示，整体决定体衬垫300设置在化验测试条105A的上方平面上；然而，衬垫300与化验测试条105A之间没有明显的流体连通。在这方面，“没有明显的流体连通”，意思是非常少量的被分析物样本被携带通过分析物测试条105A，并与分析物测试试剂接触，导致与整体决定体衬垫300相接触。

更具体地说，整体决定体衬垫300设置在载体膜303上。载体膜303与分析物测试条105A平行并位于分析物测试条105A的下方。一方面，载体膜303延伸到分析物测试条105A的下游端部以外，形成一个决定体衬垫300设置在其上的平台。流体屏障区301阻止了决定体衬垫300和化验测试条105A之间的流体连通。

可以用任何方便的方式来形成流体屏障区301，以阻止流体从分析物测试条105A向整体决定体衬垫300迁移，这些方式包括但不限于：在化验测试条105A的下游端部125和整体决定体衬垫300之间的物理间隙，设置在分析物测试条105A的下游端部和决定体衬垫300之间的载体膜303上的疏水膜，以及在分析物测试条105A的下游端部和整体决定体衬垫300之间的吸收垫，该吸收垫也可以充满疏水材料。本领域普通技术人员熟悉或很容易地确定适合用于分析物测试条的疏水膜和其它材料的类别。

这样，未通过化验测试条105A的被分析物样本流体转而由经通过载体膜303的通道，被带入与整体决定体衬垫300接触。载体膜303利用一层非吸水纸304物理地与分析物测试条105A分开。在另一个实施例中，纸304可以用多孔膜、非多孔膜替代或取消；但是，在载体膜303和分析物测试条105A之间的非吸水和/或疏水屏障是必要的，以有助于在两层之间将被分析物样本流体划分为两部分。利用该划分，到达整体决定体衬垫300的被分析物样本流体就不会被可能从测试区112和控制区113释放出的试剂所污染，从而用样本整体确定，消除被任何此类试剂干扰的可能性。

载体膜300典型地由实质上对于被分析物无活动能力的材料构成，而且该材料对于被测试的被分析物样本如尿样来说，必须是多孔的或者可吸收的，并且当暴露在水溶液或生理流体时，保持其结构的整体性。可以用于本发明的装置的吸水材料包括但不限于：纸，海绵材料，纤维素，亲水的无机粉末，木材，合成树脂纤维，纺织或非纺编织织物和类似材料。

非吸水材料的非限定性的例子包括：玻璃纤维，可渗透的合成膜，和预成型的或者微孔的膜。吸收材料优选为吸水纸。吸收材料可以用双面粘合剂(如双面胶带)固定于不会受潮湿影响的固体支承上，该支承可以由例如疏水塑料、醋酸纤维素、聚乙烯、对苯二酸盐、聚碳酸脂、或聚苯乙烯所构成。

分析物测试条的构造和传统的构造相同；因此，由于本领域的普通技术人员充分地通晓此类化验测试条的结构，所以在此不对其作详细描述。然而，每一个分析物测试条均具有一个供结合被分析物的测试区112(显示被分析物样本中存在被分析物的阳性测试结果)、和供结合示踪剂的控制区113(显示化验的正确操作)，优选地，每一个分析物测试条的测试区和控制区位于每一分析物测试条的相同位置，使每一个都能一起被观察。一个样本加载区123A(如，一个吸收衬垫或吸水膜)将包括每一个分析物测试条的上游端部(例如，图3B中的123A、123B、123D、123C和123E)，该加载区将与测试区112和113处于流体连通状态。在每一个测试条上也可以设有标签102A、102B、102C、102D和102E(图3B)。标签上可以印刷有化验进行中使用的信息(未示出)，诸如可以由被分析物测试条检测的被分析物的身份。

示踪剂以现有技术中已知的方法来制备。为了产生清晰的可视反应，优选用含金属溶胶的标签。最优选用具有胶体金或硒的标签。一个合适产品的例子是简森生命科学产品公司(Janssen Life SciencesProducts)的胶体金。这些胶体金属无需额外的试剂，可产生区别性的可视图案；然而，也可以使用荧光剂(诸如荧光素)和酶(诸如与在美国专利4,275,149中的同类物质)。

测试结合剂(例如，固定抗原，抗体和其它测试和控制结合剂)的选择和挑选，以及它们和多孔被分析物测试条膜的附接的合适方式，对本领域的普通技术人员都是众所周知，在此将不作详细描述。为了最大限度地使测试样本与示踪剂以及所有测试结合剂接触，在被分析物测试条上每一试剂所占的区优选地从膜的一边延伸到另一边。

为了进一步评述有关被分析物测试条的结构，包括选择和制备试剂，下述参考提供了在现有技术中所知的、有代表性的被分析物测试条的例子：美国专利5,384,264(共同所有)；美国专利4,491,645；美国专利4,493,522；美国专利5,252,496；美国专利5,714,389和美国专利5,602,040，其中的公开可结合作为参考。

用于确定反映尿液样本整体性的特定值的测试方法(如，试剂与掺假成分反应)的具体例子如下。考虑到在药品化验中常有的向样本中掺假行为的创造性，频繁地研制出新试剂，以供存在这种掺假时的测试之用。因而，在此描述的那些具体测试方法，应该被认为仅仅是可以应用于本发明的测试方法的代表。本领域普通技术人员将能够通晓、或很容易地确定用于尿液和其它流体样本的整体性的方法的类别。

然而，在每一种情况下，测试方法都提供一个可检测的信号，优选为可视的可检测信号，作为被分析物样本流体中掺假与否的指示。一般地说，这种可检测信号将由包含在整体决定体衬垫300中的决定体(以边从表面300A中可检测)与在被分析物样本流体中具体存在的掺杂物的相互作用(例如，结合)来提供。

当一体监控系统确定测试样本的pH值时，样本整体决定体衬垫300用不同的染料浸染，这些染料在pH值为5到9的范围内，反应出不同的颜色变化。依据酸碱的情况，尿液的pH值范围可以从低至4.5到高至8.0。虽然这种测试经常做，它既不识别也不排除有泌尿系统疾病的患者，然而，这种测试可以显示出尿样变质的情况。

当一体监控系统确定测试样本的比重(其与尿样的渗透压重量摩尔浓度直接成比例)时，整体决定体衬垫300被改变，以近似测量比重。例如，法布等人的美国专利4,318,709提供了一种确定水测试样本中的离子度或比重的方法，该测试方法包括弱酸或弱碱的聚电解质，该聚电解质至少部分被中和，还提供一种指示方法，该方法可以对聚电解质与样本之间的离子交换产生可检测的响应。该测试装置是与该测试方法结合的载体基体，它的使用方法包含接触该装置含水的测试样本，并观察可检测的反应。这里可以结合参照‘709专利公开的内容；它的示范可以被适用于修改用作载体基体的整体决定体衬垫300，该测试方法包含在该载体基体中。

正常的尿液渗偷压重量摩尔浓度从50到1200mOsm/kg不等(比重在1.002到1.035之间)。任何比重超过1.035的尿液，其或者是被污染了、含有非常高的葡萄糖，或者是患者近期为了射线照相研究，而以静脉注射方式接受了高密度的辐射透不过的染料或是低分子重量的合成血液溶液。

可买到的被分析物测试条也可以对蛋白质做简单而快速的测试。基于染料结合技术的方法已被证明是特别有用的，因为染料结合技术可以容易地自动操作，而且能提供可复制的、准确的结果。一般说，染料结合技术使用pH指示剂染料，其可以与蛋白质(如白蛋白)相互作用，而且当与缺少任何pH变化的蛋白质的相互作用时还能够改变颜色。当pH指示剂染料和蛋白质相互作用或者结合，指示剂染料外观的pKa(酸电离常数)被改变，而且染料经历一种颜色转变，产生所谓的“蛋白质误差”现象。

在应用染料结合技术的方法中，适当的缓冲剂使pH指示剂保持在一个常数pH值上，以防止pH指示剂染料由于pH的大量的转变而发生颜色转变。由于“蛋白质误差”现象，由于与蛋白质的相互作用，pH指示剂染料经历一种颜色转变，该转变与由于pH变化而引起的颜色变化相同。用于蛋白质干相化验的pH指示剂染料的例子中，包括四溴酚(tetrabromophenol)蓝和四溴酚-3，4，5，6-四溴-磺肽(tetrachlorophenol-3、4、5、6-tetrabromo-sulfophthalein)，该pH指示剂染料可以和蛋白质相互作用或结合，并展示“蛋白质误差”的颜色转变。简单、准确、便宜的蛋白质检测化验已被研制出来，供检测或测量尿液中的蛋白质和血清(例如，劳等人的美国专利5,096,833，在此作结合参考)。

2.化验装置的形式

图3用分解图示出了用于本发明化验系统的一个优选的量杆装置。该装置包括一个壳体100，它由底座101(图3C)和罩110(图3A)构成。底座101可以由可消毒材料构成，诸如非多孔塑料(例如，由密苏里州.圣路易斯的Monsanto公司提供的商用塑料ABS)，参考图3C，底座101具有一个封闭端104和一个敞开端106，槽102A、102B、102C、102D和102E被横条103A、103B、103C、103D隔开，以供插入被分析物测试条105A、105B、105C、105D和105E。本测定装置实施例的一个特别的优点在于它的可改制性(customizability)，使用于用户感兴趣的不同被分析物的特定的被分析物测试条可以被插入底座101中，而且应用的被分析物测试条的数量也可以变化(例如，底座101可以具有两条以上的任意数量的槽以适应用户需要的被分析物测试条的数量)。

为了方便，罩110(图3A)也具有透明窗115A、115B、115C、115D和115E，透过这些透明窗，能够看到被分析物测试条上的标签102A、102B、102C、102D和102E。帽盖120(图3B)被提供用作保护被分析物测试条的伸出端105A、105B、105C、105D和105E，使其免于被污染。

参见图2，本发明的样本一体监控系统包含在化验装置壳体110内，该壳体包括透明窗口310A、310B、310C、310D和310E，通过这些透明窗口可以看见整体决定体衬垫300的表面300A。本领域普通技术人员将会认识到，上述该装置的样本一体监控系统和被分析物测试条之间的物理关系是方便而有效的，本发明也可以采用其它构造。例如，整体决定体衬垫300可以设置在载体膜303之下。在这样的实施例中，一个窗口可以方便地位于底座101内靠近封闭端104处，以允许通过底座101看到整体决定体衬垫300的外表面300A。可替换地，该装置的被分析物测试条和整体决定体衬垫300位于其上的载体膜303可以占据底座101中的各分离的槽。

当被分析物测试条插入槽102A、102B、102C、102D和102E时，被分析物测试条从敞开端106伸出底座101。作为量杆化验装置，被分析物测试条从底座101内伸出的长度必须足以允许被分析物测试条接触到流体被分析物样本，优选的是被浸没，最优选的是使流体不接触壳体100。

在一些例子中(例如，被分析物样本被确信含有致病的有机体)需要保护化验操作者，在被分析物样本应用于化验装置之后使其不与被分析物样本接触，为此，该量杆式化验装置可以方便地修改为采用封闭的盒式形式。

更具体地说，改变帽盖220(图4A和4B)使其将量杆化验装置转变成一个盒子。帽盖220上构成有样本添加槽221，以允许被分析物样本，例用移液管使样本通过槽221一滴一滴地加到被分析物测试条202A、202B、202C、202D和202E之上；(在图4C中，从侧面看，只有可以看见条202A，装置的壳体未示出)。为避免样本溢出，可以在帽盖220的内底板223上设置一个储槽222，例如通过在底板223上设置突起的阻挡条226(在图4A和4B中，底板223看起来像是和盖体的顶面225分离的，仅是因为要使储槽222在图中看得见)。在顶面225的内表面设有一条向下突出的阻挡条224，以把被分析物测试条压入储槽222，从而使每一条被分析物测试条都能同样接触到被分析物样本。化验进行之后，帽盖220仍保留在化验装置上，以保护被分析物测试条的突出端部不与其它物质接触，不干燥(dessication)，也不与化验操作者接触。

C.分开被分析物样本的分离装置

如果使用本发明的装置获得了阳性结果，通常需要进一步鉴定检测到的混合物，以更好地识别。例如，用质谱分析。然而，在实践中很少要求从受试者获得的化验样本多于一个。因此，任何获得的化验样本必须被分为具有足够体积的若干份以进行重复测试，例如通过把原始样本倒进分开的样本容器中(要冒操作者被污染和样本损失的风险)。甚至当样本仅被化验一次时，受试者们倾向提供充足的尿液样本造成另一个问题，即过多的样本能浸透被分析物测试条，并且淹没化验试剂，这同样需要分开样本。

本发明的分离装置提供了一种分开样本的简单手段，同时保护样本不被污染、且操作者不接触样本。为此，分离装置包括一个环形物，该环形物的直径比样本收集杯开口端的内直径略小，当压入杯的开口端内侧时，环形物被搁置在其中。一个收集室(例如，一个“V”形槽)横过环形物延伸，并附着于其上，收集室的端部被环形物的内壁封闭)。

使用中，化验流体被放置在样本收集杯中、其高度在分离装置将要安放位置的平面以下。化验操作者将分离装置下压入到位，并用一个盖子密封住样本收集杯。操作者将样本收集杯颠倒几次，使流体倒进分离装置的收集室中。流体样本的剩余部分保持在分离装置的平面以下，从而避免与试剂或设置在那里的其它物质接触。一个被分析物测试条(例如本发明的化验装置)被设置在分离装置的收集室内与其内的化验样本相接触；例如，将被分析物测试条的一个端部浸入收集室。在化验样本从收集室加到被分析物测试条上之后，后者被移开，分离装置被小心地从样本收集杯上移出放好。

本分离装置的使用，提供给化验操作者的化验样本流体体积被充分限制在该体积可以避免浸透分析物测试条。例如，所用的化验装置是本发明的装置，收集室具有被充分限制的深度和长度，使得收集室内可得到的最高流体液位低于化验装置壳体的位置。仍然在样本收集杯内的未被污染的剩余样本可以用于进一步的测试；例如，用于质谱分析以确定在从分离装置中分出来的样本的一部分的初始化验中所检测的任何化合物的身份。

该分离装置可以方便地以成套用具的方式提供，该成套用具包括分离装置，已消毒的具有盖子和镊子的样本收集杯，该镊子用于化验进行之后将分离装置从杯中转移出来。此成套用具可以和本发明的化验装置一起提供。

图5和图6示出了分离装置的一个例子。虽然示出的分离装置是环状的(以对应常用的尿液收集杯的形状)，本领域的普通技术人员将认识到，分离装置也可以是任何与样本收集容器相符合的形状，该容器具有至少一个开口端，该开口端内可安置所述分离装置。

图5示出了分离装置400的顶视图。环401的外经(OD)稍小于样本收集杯的内径(ID)，分离装置设置在该样本收集杯中。收集室402横跨环401，且由壁403和404构成。

沿着线A-A从剖面B-B(图6)看分离装置，将看见壁403和404交汇于点405，形成一个V型槽。本领域的普通技术人员将认识到，收集室402可以是半圆形、方形或任何其它形状的槽，但V型形状的槽便于制造。收集室402的两端被环401的内表面406所封闭。而且，应当意识到，分离装置400也可以具有一个以上的收集室。

当分离装置400设置在样本收集杯子410内时，环401的高度限制为它和收集室402均不超过杯子410的开口411的水平位置(以避免阻碍用盖子[未示出]封闭杯子410)。化验样本流体412保持低于杯子410中的分离装置400。

分离装置400可以由任何已消毒的可用于流体化验样本的材料制成，这些材料的类型(例如，塑料诸如聚碳酸脂和玻璃等)是本领域的普通技术人员知道的。优选地，选用无孔、疏水的材料。

D.化验装置的使用方法

本发明的方法可以用于检测流体样本中存在的任何被分析物。本发明对检测单抗原决定基的(monoepitopic)抗原和多抗原决定基的(polyepitopic)抗原、与病理学相关的抗体、以及生理学上的化合物和药品尤其有用。

本发明的化验装置尤其能够很好地适用于药物筛选化验和有机体的诊断测试。在前一方面，一个五种药物的化验测试面板被国家药品滥用协会(NIDA)所推荐，该化验测试面板包括对太氢化大麻二酚(terahydrocannabinol)和其它大麻代谢物：可卡因代谢物、鸦片剂代谢物、苯环己哌啶(PCP、天使粉)和安非他明的测试。作为一种更加广泛的物质滥用测试面板，测试的被分析物的选择可以包括大麻代谢物、太氢化大麻二酚和其它大麻代谢物，可卡因代谢物、鸦片剂代谢物、苯环己哌啶(PCP，天使粉)、安非他明、巴比妥酸盐、苯(并)二氮类、安眠酮和丙氧芬。用于药品测试的被分析物测试条最好具有与挡板(cutoffs)等同的灵敏性，该挡板是由物质滥用精神健康服务管理部门(SAMSHA)和NIDA推荐的，并被大多数雇员采用。在现有技术中，用于构成测试药物滥用的被分析物测试条的结合剂和试剂已经是众所周知的，在此不作详细描述。然而，这些材料中具有代表性的来源在下列例子中作了描述。

本发明的方法的，是通过浸渍方式(例如，如图2和图3所示，该装置的量杆形式)、或是一滴一滴地使样本穿过帽盖220的槽221(图4代表该装置的盒式形式)，将被分析物的样本添加到被分析物测试条上。经过比如大约15秒到大约60秒的一段预定时间的等待，测试结果通过窗口111或211(图2和图4)，能用肉眼或仪器看到。测试区112或212(图2和图4)中的颜色变化指示出样本中被分析物的存在或浓度。当测试区中未出现条纹时，或者如果控制条纹既不清楚、也没有充分形成的话，用于指示测试样本中被分析物的存在与否的化验就被认为是不合格的，并可能再次进行。另外，与可视技术相比，为了更可靠、更准确地测量颜色转变的程度，因而更准确地测量测试样本中被分析物的浓度，可以通过应用分光光度技术或比色技术定量地做该化验。

使用包括本发明的样本整体监控系统的装置，可检测的信号，优选是一个视觉可检测的信号，将出现在整体决定体衬垫300的表面300A上(图1和图2)。一般地说，包含在整体决定体衬垫300上的决定体与被分析物样本流体内存在的掺杂物之间的相互作用，将提供一个可检测的信，于是在流体中产生可检测的变化，例如pH值的增加或减少。

G.成套工具

本发明提供了一套有用的成套工具，用于检测感兴趣的被分析物，它具有一个分成各自独立几部分的载体，以接纳载有本发明的多种被分析物化验装置的一个或多个容器，或其部分。优选地，多种被分析物化验装置是成套工具的一部分，该成套工具可以由该装置、它的使用说明书、一个样本收集杯、用于测量测试样本的毛细装置、一个用于将样本加入该装置的移液管、和一个干燥剂袋组成。

干燥剂提供了该装置在备用状态时为保存试剂所必须的低湿度条件。可替换地，可以将本装置和干燥剂药片或干燥剂袋装入密封保护袋内。使用该多种被分析物化验装置的说明，可以印刷在该多个被分析物化验装置的罩上或印刷在其包装上，或者可以印刷在和该多个被分析物化验装置一起包装的印刷品中。该成套工具还可以另外包括一个附加的温度条、一个样本杯的盖子、和印刷品。用于执行化验程序(例如，印刷的使用说明除外)的该成套工具的组成元件优选地封装在一个或多个密封包装，如箔袋内。

下述例子用以说明本发明的一种用途，而且并非限制它的范围。除非另外说明，例子中所有的术语和缩写均是本领域中的标准用法。

例1

6种滥用药品的化验

六种用于检测滥用药品(脱氧麻黄碱[methamphetamine]，鸦片剂/吗啡，大麻/四氢大麻酚[marijuana/tetrahydrocannabinol]，苯丙胺，可卡因/苯甲酰爱康宁[cocaine/benzoylecgonine]，苯(并)二氮[benzodiazepine])的色谱分析条，每一个尺寸为5mm×73mm，放置在本发明装置的槽内，如图2所示。每一个条包括一个结合进入该条(示踪剂区)的上游端部的一个30mm的玻璃纤维基质内的胶体金标签的抗体(特别针对目标药物)，和一个固定在一个22mm的硝化纤维(nitrocellulose)膜的中部(结合剂区)的抗原-BSA结合剂，该硝化纤维膜位于玻璃纤维基质的下游，并与该玻璃纤维基质成流体连通(其中抗原或者是感兴趣的药物，或者是具有相同免疫基因的类似物)。硝化纤维膜的下游是一个26mm长的滤纸。基质、膜和滤纸被附接于一个乙烯基薄片上，它们的每一个的端部互相重叠2mm，使互相之间呈流体连通。

15滴(每滴0.7ml)被分析物样本(人的尿液)添加于样本口。10分钟后读取结果。在结合剂区的粉-玫瑰色条纹的显示与否指示出被分析物样本中感兴趣的药物存在的阴性或阳性的结果。

为了比较，附加的被分析物样本部分通过标准品化验(commercialassay)(Syva EMIT EIA II)被分别地测试，以证明相同滥用药物的存在。第二面板的测试结果与按照本发明获得的结果相关。

为确定被分析物样本是否以某种方式被掺假，样本一体监控系统中的肉眼可见的信号将与标准进行比较，例如标准的pH色表、非通常的酸或碱性尿液、和/或类似的提供有关上述其它参数的正常或反常结果的图表。

虽然已结合此优选实施例描述了本发明，应该理解的是，不背离本发明的精神，可以做出各种修正。因此，本发明仅由权利要求所限定。

Claims

1.一种用于确定流体被分析物样本整体是否遭到损害、并且同时化验该样本以确定多种被分析物存在或不存在的装置，该装置包括：

(A)一个底座，其中设有具有足够长度、以供在其中插入被分析物测试条每一槽由(a)一底板、(b)由该底板向上升起将相邻的槽隔开的壁，和(c)至少一个开口端部构成；

(B)多个被分析物测试条，它具有一个上游端部和一个下游端部，其中每一被分析物测试条占据底座上一个独立的槽，使每一被分析物测试条的上游端部伸出每一槽的开口端部外；

(C)一个样本一体监控系统，该系统包括：

(a)一个载体膜，与每一分析物测试条平行设置；

(b)一个样本整体决定体衬垫，与载体膜呈流体连通状态；和

(c)结合在该整体决定体衬垫内的决定体，该决定体提供一个可检测信号，以指示流体状态的参数；

其中，载体膜和整体决定体衬垫二者与任何被分析物测试条都没有明显的流体连通。

2.如权利要求1所述的装置，还包括一个帽盖，用于插入盖住被分析物测试条伸出端。

3.如权利要求1所述的装置，其中样本一体监控系统的载体膜部分地位于具有被分析物测试条的槽的下方和内部；其中载体膜在长度方向上还延伸超过被分析物测试条的下游端部，以形成一个用于该样本一体监控衬垫的平台；并且，其中该样本整体决定体衬垫还设置在该平台的顶上。

4.如权利要求1所述的装置，其中样本一体监控系统的载体膜部分地位于具有被分析物测试条的槽的上方和内部，其中载体膜在长度方向上还延伸超过被分析物测试条的下游端部，以形成一个用于该样本一体监控衬垫的平台；并且，其中该样本整体决定体衬垫还设置在该平台的下方。

5.如权利要求1所述的装置，其中该样本一体监控系统的载体膜占据一个与被分析物测试条所占据的槽不同的槽。

6.如权利要求1所述的装置，还包括分别占据底座上分开的槽的多个被分析物测试条，其中所述每个被分析物测试条均具有一个测试区，而且每个测试区都包含有一种专门用于不同被分析物的结合剂。

7.如权利要求3所述的装置，还包括分别占据底座上分开的槽的多个被分析物测试条，其中所述每个被分析物测试条均具有一个测试区，而且每个测试区都包含有一种专门用于不同被分析物的结合剂。

8.如权利要求4所述的装置，还包括分别占据底座上分开的槽的多个被分析物测试条，其中所述每个被分析物测试条均具有一个测试区，而且每个测试区都包含有一种专门用于不同被分析物的结合剂。

9.如权利要求5所述的装置，还包括分别占据底座上分开的槽的多个被分析物测试条，其中所述每个被分析物测试条均具有一个测试区，而且每个测试区都包含有一种专门用于不同被分析物的结合剂。

10.如权利要求6到9中任何一项所述的装置，其中每种结合剂专门用于一种不同的滥用药物。

11.如权利要求6到9中任何一项所述的装置，其中该装置包括一个罩，它覆盖在底座的槽上，而且通过罩上的透明窗可以看见每个被分析物测试条的测试区。

12.如权利要求6到9的任何一项所述的装置，其中每个被分析物测试条还包括一个在测试区下游的标签，该标签识别被分析物，对于该被分析物结合剂是专门的。

13.如权利要求6到9中任何一项所述的装置，其中每个结合剂专门用于一种不同的滥用药物，该种药物选自包含有去脱氧麻黄碱、鸦片剂/吗啡、大麻/四氢大麻酚、苯丙胺、可卡因/苯甲酰爱康宁、美沙酮、苯环利定、巴比妥、三氯乙酸和苯二氮的一组滥用药物。

14.一种用于确定流体被分析物样本整体是否遭受损害、以及同时化验该样本以确定多种被分析物存在或不存在的装置，该装置包括：

(A)一个底座，其中设有具有足够长度、以供在其中插入被分析物测试条的相互邻近的槽，每一槽由(a)一个底板，(b)由底板向上升起的壁，该壁将相邻的槽隔开，和(c)至少一个开口端部；

(B)多个被分析物测试条，它具有一个上游端部和一个下游端部，其中每一被分析物测试条占据底座上一个分开的槽，使每一个被分析物测试条的上游端部伸出槽的开口端部；

(C)一个样本一体监控系统，该系统包括：

(a)一个插入底座的一个槽中的载体膜；

(b)一个与载体膜呈流体连通的样本整体决定体衬垫；

(c)结合在该样本整体决定体衬垫中的决定体，该决定体提供一个可检测的信号，以指示流体状态的参数；

其中，载体膜和整体决定体衬垫二者与任何被分析物测试条都没有明显的流体连通；以及

(D)一个封闭被分析物测试条的突出端部的帽盖，该帽盖包括：

(a)一个样本口，流体被分析物样本可以通过该样本口添加到被分析物测试条的突出端部；和

(b)一个相对于该样本口的底板，该底板包括一个具有突起阻挡条的壁，该突起条在该样本口下方形成一个流体储槽。

15.如权利要求14所述的装置，其中该帽盖可以从该装置上移出。

16.如权利要求14所述的装置，其中该样本一体监控系统的载体膜部分地设置在具有被分析物测试条的槽的下方和内部；其中载体膜在长度方向上还延伸超过被分析物测试条的下游端部，以形成一个用于该样本一体监控衬垫的平台；并且，其中该样本整体决定体衬垫还设置在该平台的顶上。

17.如权利要求14所述的装置，其中该样本一体监控系统的载体膜部分地设置在具有被分析物测试条的槽的上方和内部，其中载体膜在长度方向上还延伸超过被分析物测试条的下游端部，以形成一个用于该样本一体监控衬垫的平台；并且，其中该样本整体决定体衬垫还设置在该平台的下面。

18.如权利要求14所述的装置，其中该样本一体监控系统的载体膜占据一个与被分析物测试条所占据的槽不同的槽。

19.如权利要求14所述的装置，还包括分别占据底座上分开的槽的多个被分析物测试条，其中所述每个被分析物测试条均具有一个测试区，而且每个测试区都包含有一种专门用于不同被分析物的结合剂。

20.如权利要求16所述的装置，还包括分别占据底座上每个槽的多个被分析物测试条，其中所述每个被分析物测试条均具有一个测试区，而且每个测试区都包含有一种专门用于不同被分析物的结合剂。

21.如权利要求17所述的装置，还包括分别占据底座上每个槽的多个被分析物测试条，其中所述每个被分析物测试条均具有一个测试区，而且每个测试区都包含有一种专门用于不同被分析物的结合剂。

22.如权利要求18所述的装置，还包括分别占据底座上分开的槽的多个被分析物测试条，其中所述每个被分析物测试条均具有一个测试区，而且每个测试区都包含有一种专门用于不同被分析物的结合剂。

23.如权利要求19到22中任何一项所述的装置，其中每个结合剂专门用于一种不同的滥用药物。

24.如权利要求19到22中任何一项所述的装置，其中该装置包括一个罩，它覆盖在底座的槽上，而且通过盖体上的透明窗口可以看见每个被分析物测试条的测试区。

25.如权利要求19到22中任何一项所述的装置，其中每个被分析物测试条还包括一个在测试区下游的标签，该标签识别被分析物，对于该被分析物结合剂是专门的。

26.如权利要求19到22中任何一项所述的装置，其中每个结合剂专门用于一种不同的滥用药物，该种药物选自一组包括脱氧麻黄碱、鸦片剂/吗啡、大麻/四氢大麻酚、苯丙胺、可卡因/苯甲酰爱康宁、美沙酮、苯环利定、巴比妥、三氯乙酸和苯二氮的滥用药物。

27.如权利要求1到14中的任何一项所述的装置，其中指示被评估的被分析物样本流体状态的参数选自一组由pH值、渗透压重量摩尔浓度、白蛋白含量、肌酸含量、戊二醛含量和亚硝酸盐含量组成的参数。

28.如权利要求1到14中的任何一项所述的装置，其中一个流体屏障阻止样本一体监控系统和每个被分析物测试条之间的流体连通，该流体屏障设置在每个被分析物测试条的下游端部和整体决定体衬垫之间的载体膜上。

29.如权利要求28所述的装置，其中该流体屏障是一个疏水膜。

30.如权利要求28所述的装置，其中该流体屏障是一个在被分析物测试条的下游端部和整体决定体衬垫之间的物理间隙。

31.如权利要求28所述的装置，其中该流体屏障是一个吸收衬垫。

32.如权利要求31所述的装置，其中一疏水材料结合进吸收衬垫中。

33.一种用于确定流体被分析物样本是否遭受损害、以及同时化验该样本以确定一中被分析物存在或不存在的化验系统，该化验系统包括：

(A)一个具有一上游端部和一下游端部的被分析物测试条，

(B)一个位于该被分析物测试条的下游端部的样本一体监控系统，该样本一体监控系统包括：

(a)一个载体膜；

(b)一个与该载体膜呈流体连通的样本整体决定体衬垫；和

(c)结合在样本整体决定体衬垫内的决定体，该决定体提供一个可检测信号，以指示流体状态的参数；

其中，该样本一体监控系统与被分析物测试条没有明显的流体连通。

34.如权利要求33所述的装置，其中一个流体屏障阻止样本一体监控系统和每个被分析物测试条之间的流体连通，该流体屏障设置在每个被分析物测试条下游端部和整体决定体衬垫之间的载体膜上。

35.如权利要求34所述的装置，其中该流体屏障物是一个疏水膜。

36.如权利要求34所述的装置，其中该流体屏障是一个在被分析物测试条的下游端部和整体决定体衬垫之间的物理间隙。

37.如权利要求34所述的装置，其中该流体屏障是一个吸收衬垫。

38.如权利要求37所述的装置，其中一疏水材料结合进该吸收衬垫中。

39.一种用于确定流体被分析物样本是否遭受损害、以及同时化验该样本以确定多种被分析物存在或不存在的方法，该方法包括：

(A)将权利要求1的装置的被分析物测试条的伸出端部浸入流体被分析物样本中；

(B)读取被分析物测试条上的可视化验结果；以及

(C)读取由样本一体监控系统获得的结果。

40.一种用于确定流体被分析物样本是否否遭受损害、以及同时化验该样本以确定多种被分析物存在或不存在的方法，该方法包括：

(A)通过权利要求14的装置的帽盖上的样本口，将流体被分析物样本添加到与该装置的被分析物测试条接触；

(B)读取被分析物测试条上的可视化验结果；以及

(C)读取由样本一体监控系统获得的结果。

41.如权利要求39或40所述的方法，还包括步骤A’，其中样本处在一个具有分离装置的封闭的样本收集杯中，该分离装置包括一个可放置入该收集杯中的环，一个V型槽横穿该环，其中通过颠倒该样本收集杯使流体被分析物样本进入分离装置的收集室，而完成样本的分离；而且步骤A’还包括把被分析物测试条的伸出端部浸入流体收集室。

42.如权利要求39或40所述的方法，其中指示被评估的被分析物样本流体状态的参数选自一组由pH值、渗透压重量摩尔浓度、白蛋白含量，肌酸含量，戊二醛含量和硝酸盐含量组成的参数。