CN1455245A - 分析物浓度测定的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供测定生理学样品中的分析物的浓度的装置。该装置包括一个校准装置，至少一个光源，一个具有至少一个校准检测器和至少一个另外的检测器的光测的检测器阵列。至少一个校准检测器能够从分析物浓度测量装置容器检测光测可读的校准标记以便校准该分析物浓度测定装置。一个另外的检测器用于从与分析物浓度测定装置相联的分析物浓度测量装置检测反射光。该分析物浓度测定装置的元件、方面或特征的校准的方式基于该校准标记。本发明也包括基于检测校准标记校准该装置的元件、方面或特征的方法。本申请也提供用于实施该方法的成套元件。

Description

分析物浓度测定的装置和方法

技术领域

本发明的领域为分析物浓度测定。

背景技术

生理学样品的分析物浓度测定对现代社会的重要性日益提高。这样的测定应用于各种应用背景，包括临床实验室试验，家庭试验，等等，其中这样的试验结果在各种疾病症状的诊断和处理中扮演重要的角色。使人感兴趣的分析物包括用于糖尿病处理的葡萄糖，用于监控心血管症状的胆固醇，等。

响应于分析物浓度测定的正在增长的重要性，已经开发出用于临床和家庭的各种分析物浓度测定的方案与装置。在本领域中使用的非常令人感兴趣的是基于光学的分析物测定装置和方法，其中用光线照射样品，检测其反射光，其中检测到的光量与分析物浓度有关。在这种基于光学的测量方案中更令人感兴趣的是使用构造为中空平截头体或试验条或卡的分析物浓度测量装置的利用，其中所述中空平截头体和试验条被设定为通过合适的分析物浓度测定装置即计量器自动地读数。一般生理学样品如血液，血液衍生物，组织液，尿，等等，被引入分析物浓度测量装置，其中样品与某些与分析物浓度测量装置的试验区域结合的试剂或组分反应，产生显色反应。通过将分析物浓度测量装置与主要是反射式光度计的计量器结合测定分析物浓度，该计量器通过照射分析物浓度测定装置的试验区域，检测其中的反射光，并且使反射光量与分析物浓度发生联系而确定分析物浓度。

无论是在家庭，医师的办公室，诊所或医院中进行上述试验，测定的分析物浓度的准确性和再现性都是极其重要的，特别是对于患有危急生命的疾病其处理依赖于分析物浓度测定结果的患者而言，例如，糖尿病患者的葡萄糖浓度决定胰岛素吸入量，等。然而，由于其特性，用于这些试验的分析物浓度测量装置不适于一批接一批的具有适当的装置到装置再现性的大规模生产。因此，必须给各批分析物浓度测量装置配备校正这些变异性的校准码。该校准码可以标记于任何方便的位置，如放置或保存分析物浓度测量装置的容器或此类装置附带的说明书。通常，使用者在开始新的试验时将该码人工输入计量器。如果使用者未能输入新的校准码或输入不正确的密码，分析物浓度的结果值将是不正确的。

现在已经尝试提供无需使用者人工输入校准码的自动计量器校准。可是，这样的尝试尽管有效，但有缺点。

Poppe等的美国专利4,476,149公开一种包括条载校准信息的分析试验条和制备它的方法。该条包括进行分析的“试验区域”和具批量特异性的条形码，其提供对特定批量中制造的条具有特异性的校准信息。(另参见美国专利4,510,383和4,592,893)。原则上，该方法提供其校准对使用者是“用户不知的”条；即，使用者未察觉校准步骤。虽然结果非常合乎需要，但是它的价格很高。条形码必须印刷的很精确，对条的宽度和间距公差严格，而且是在组成单批(未切的)条的卷的总长内。此外，印刷时绝不可改变试验区域的特性。此外，计量器必须具有完善的光学系统，以便可靠地读取紧密间隔的条形码。

Markart等的美国专利5,281,395论述了Poppe等的条的实际问题并且用双条系统对其中的一些加以解决。“试验载体”包含与待测量的分析物反应的试剂，并且“密码载体”具有表示特定批量特征的校准密码。各载体也具有可以机读的批量标识。该方法降低了生产Poppe等的条所涉及的技术难度和费用；可是，它需要使用第二个条以便校准计量器。

Connolly在公开于1996年5月9日的PCT中请WO96/13707中公开了一种使用干法试验条检测体液中各种分析物的装置和方法。在一个实施方案中，试验条是彩色编码的，以识别计划的特殊条的试验。因此，蓝色条可以测量葡萄糖而红色条可以测量胆固醇。颜色被分成色调，例如蓝色的64色调代表示葡萄糖条的64种不同批号。该装置具有存储许多数字的存储模件。如果由条测得的批号与存储模件中的批号不匹配，则该试验不能进行。该方法要求各批试验条具有存储模件，其在该批的条可以使用之前被插入该装置中。

更进一步，McAleer等的美国专利5,989,917公开了从试验条容器读取校准码的计量器，其中该校准码是条形码，磁条，内存芯片或共振金属线圈的形式。可是，这些形式各自具有缺点。例如，如上所述，条形码必须印刷的很精确，对条的宽度和间距要求严格的公差。而且，计量器必须具有完善的光学系统，具有扫描条形码的可移动部件，以便可靠地读取紧密间隔的条形码。因此，这样的系统增加了造价。

因此，人们对开发提供计量器容易校准的分析物浓度测定的新的装置和方法具有持续的兴趣。特殊令人感兴趣的是开发对计量器、分析物浓度测量装置或分析物浓度测量装置容器没有过分的要求的装置和方法，它可以在计算分析物浓度之前从分析物浓度测量装置容器自动读取或检测光度计可读的校准标记，从而消除由使用者手工输入校准码，使用者可能会未意识到或忘记了需要进行校准。

发明内容

提供了测定生理学样品中的分析物的浓度的装置。该装置包括一个校准工具，至少一个光源，和一个具有至少两个检测器的光度计检测器阵列，即(a)至少一个校准检测器，和(b)至少一个其他分析物浓度测定或试验检测器。在某些实施方案中，检测器阵列的一个或多个检测器可以既充当校准检测器又充当分析物浓度测定检测器。所述至少一个校准检测器能够从分析物浓度测量装置容器检测光度计可读的校准标记，以检测的校准标记为基准校准分析物浓度测定装置。所述至少一个另外的检测器用于检测由分析物浓度测量装置反射的光，所述分析物浓度测量装置例如试验条或中空平截头体装置，其与用于分析物浓度测定的分析物浓度测定装置结合。部件校准的方式、分析物浓度测定装置的方面或特征基于光度计可读的校准标记。

本发明还包括校准分析物浓度测定装置的方法。该方法包括(1)提供分析物浓度测定装置，(2)使该装置与具有光度计可读的校准标记的容器结合，(3)通过检测器阵列的至少一个校准检测器从所述容器检测光度计可读的校准标记，以及(4)至少校准下列之一：至少一个光源，至少一个检测器阵列的检测器以及分析物浓度测定装置的算法，其中这样的校准是基于检测到的光度计可读的校准标记。还提供了用于实施本发明方法的成套元件。

附图说明

图1显示本发明适用的代表性试验条分析物浓度测量装置的示例性实施方案。

图2为可用来存储一个或多个图1试验条的典型容器的示例性实施方案的剖视图。

图3显示本发明适用的典型的中空平截头体分析物浓度测量装置的示例性实施方案。

图4显示可用来容纳一个或多个图3的中空平截头体分析物浓度测量装置的代表性容器的示例性实施方案的剖视图。

图5-7显示适用于中空平截头体型分析物浓度测量装置的本发明分析物浓度测定计量器的示例性实施方案。

图8显示适用于试验条型分析物浓度测量装置的本发明分析物浓度测定计量器的示例性实施方案。

图9A-9E显示各种结构的本发明检测器阵列的示例性实施方案的平面图。

图10显示本发明分析物浓度测定装置的示例性实施方案的示意图。

图11说明位于分析物浓度测量装置容器上的光度计可读的校准标记以使得通过分析物浓度测定装置的检测器阵列检测校准标记的方式与图5B的本发明分析物浓度测定装置配合的示例性方法。

图12说明位于分析物浓度测量装置容器上的光度计可读的校准标记以使得通过分析物浓度测定装置的检测器阵列检测校准标记的方式与图5A的本发明分析物浓度测定装置配合的示例性方法。

图13说明位于分析物浓度测量装置容器上的光度计可读的校准标记以使得通过分析物浓度测定装置的检测器阵列检测校准标记的方式与图8的本发明分析物浓度测定装置配合的示例性方法。

图14显示图13沿x-x线作出的横断面图。

图15显示其上具有校准标记和其中装有许多试验条的分配盒的示例性实施方案的横断面图。

图16显示其上具有校准标记C4并且与本发明计量器配合操作以便该校准标记被计量器读数的图15的分配盒的横断面图。

图17是一个横断面图，显示从计量器移走图16的分配盒并由该盒分配单一试验条，以便该试验条在操作上位于用于分析物浓度测定的计量器上。

具体实施方式

提供了测定生理学样品中的分析物的浓度的装置。该装置包括一个校准装置，至少一个光源，和一个具有至少两个检测器的光度计检测器阵列，即(a)至少一个校准检测器，和(b)至少一个其他分析物浓度测定或试验检测器。在某些实施方案中，检测器阵列的一个或多个检测器可以既充当校准检测器又充当分析物浓度测定检测器。所述至少一个校准检测器能够从分析物浓度测量装置容器检测光度计可读的校准标记，以检测校准标记为基准校准分析物浓度测定装置。所述至少一个另外的检测器用于检测分析物浓度测量装置的反射光，所述分析物浓度测量装置例如为试验条或中空平截头体装置，其与用于分析物浓度测定的分析物浓度测定装置结合。部件校准的方式、分析物浓度测定装置的方面或特征基于所述光度计可读的校准标记。

本发明还包括校准分析物浓度测定装置的方法。该方法包括(1)提供分析物浓度测定装置，(2)使该装置与具有光度计可读校准标记的容器相连，(3)通过检测器阵列的至少一个校准检测器从所述容器检测光度计可读的校准标记，以及(4)至少校准下列之一：至少一个光源，至少一个检测器阵列的检测器，以及分析物浓度测定装置的算法，其中这样的校准是基于检测到的光度计可读的校准标记。还提供了用于实施本发明方法的成套元件。

在描述本发明之前，应理解的是本发明不局限于公开的特殊实施方案，因为这些方案当然是可以变化的。还应理解的是本申请使用的术语只意在描述特殊的实施方案，不意在限制，因为本发明的范围仅仅由附加权利要求限制。

当提供了一个数值范围时，应理解的是，在该范围的上下限之间的每一居中值(到下限单位的十分之一，除非另外限定)以及该范围中的任何其它所述值或居中值都包含在本发明内。这些较小范围的上下限可以被独立地归入所述的较小范围中，也包含在本发明内，服从于所述范围中的任何具体排除的限制。当所述范围包括一个或两个所述限值时，排除其中任一个或全部两个的范围也将包括在本发明内。

除非另外限定，对于本发明领域中普通技术人员来说，所有本申请使用的技术和科学名词具有通常理解的意义。尽管与本申请公开的那些方法和材料相似或等效的任何方法和材料也可以用于实施或试验本发明，但是优选现在公开的方法和材料。所有本申请提到的出版物均作为参考引入，与该出版物引用的方法和/或材料结合，对所述方法和/或材料进行公开的描述。

必须指出，除非上下文另外清楚地限定，本申请以及附加的权利要求中使用的单数形式的“一个”和“所述”包括复数的对象。因此，例如，谈到“一种试剂”时包括许多这样的试剂，并且谈及“所述装置”时包括一个或多个装置以及本领域技术人员已知的其同等物，等等。

本申请论述的公开文件仅仅为本申请申请日之前的公开文件。在此不能根据在先的发明认为本发明不早于这样的公开文件。此外，提供的公布日期可能不同于实际的出版日期，它需要独立地证实。

在进一步公开的本发明中，首先描述了装置。接下来，提供本发明方法的描述，接着描述其中包本发明括装置的成套元件。

装置

如上所述，本发明包括用于测定生理学样品中至少一个分析物的浓度的装置，该样品适于与该装置有关的分析物浓度测量装置。更具体地说，提供包括至少具有两个检测器的检测器阵列的分析物浓度测定计量器。检测器阵列的至少一个检测器，即，至少一个第一检测器被配置为自动地检测位于与该计量器相联系的分析物浓度测量装置上的光度计可读的校准标记。如此，按照检测到的光度计可读的校准标记校准计量器的一个或多个部件、特征或方面，以便计量器可以提供校准的分析物浓度。该检测器阵列的其余的检测器，即，至少一个第二检测器，被配置为从分析物浓度测量装置的试验区域检测信号，借此使校准的分析物浓度测定适合于基于装置容器上的校准标记的特殊的分析物浓度测量装置。如上综述，一个或多个检测器可以被配置为从分析物浓度测量装置的容器和试验区域两处读取校准标记。

通常，所述计量器可以被表征为光学计量器并且配置用于与分析物浓度测量装置容器(即，保留一个或多个分析物浓度测量装置如试验条或中空平截头体装置的容器)联合。计量器被自动地校准，以便当计量器有效地与容器上的校准标记配置在一起并且该校准标记被计量器“读取”时，该校准对使用的分析物浓度测量装置以及位于保存分析物浓度测量装置的容器上的校准标记是特定的。这样的校准是这样进行的，即通过照射位于容器上的光度计可读的校准标记并且使用检测器阵列的至少一个检测器检测其产生的光线，然后以检测的光度计可读的校准标记为基准自动地校准计量器。如上所述，该计量器也被配置为用于测定适用于分析物浓度测量装置的样品中的分析物的浓度，以基于检测的光度计可读的校准标记提供校准的分析物测定。

本发明适合于各种比色、光度计或光学(本申请可交替地使用)类型的本领域已知的分析物浓度测量装置，其中典型的分析物浓度测定装置将在下文中更详细地公开。这样的分析物浓度测定装置在各式各样的不同的分析物浓度的测定中得到应用，其中典型的分析物包括，但是不局限于，葡萄糖，胆固醇，乳酸盐，醇，胆红素，血细胞比容等。在许多实施方案中，本发明使用的分析物浓度测量装置用来测定生理学样品，例如组织液、血液、血液部分、其组分等中的葡萄糖浓度。

在本发明进一步的叙述中，首先提供了对典型的分析物浓度测定装置和用于放置用于该装置的分析物浓度测定装置的容器的评述，以为本发明提供适当的基础，其中这样的评述是以举例的方式，并且没有打算限制本发明的范围。对典型的分析物浓度测定装置的评述之后为对该装置和该方法的描述。最后，提供对用于实施该方法的成套元件的描述。

代表性试验条分析物浓度测定装置

如上所述，本发明可以使用配置为试验条或卡的分析物浓度测量装置。用于本发明这些实施方案的比色试剂试验条通常至少由下列部件组成：用于容纳样品的基体11，通常包括一个或多个分析物氧化信号产生系统的成分的试剂结合体(不显示为结构部件)，以及支持元件12。比色试验条被配置和使适合于容纳在自动计量器中，如下所述，用于分析物浓度的自动测定。代表性比色试验条的例示性实施方案显示于图1。图1显示比色试验条80，其中基体11处于具有粘合剂13的支持元件12的一端。空穴14存在于基体11区域内的支持元件12中，其中样品可被施用于基体11的一边，并且可以从其中检测反应。通常，样品被用于基体11的一边，而在基体11的另一边或相对边检测反应，但是也可能使用另外的结构和方法。现在将更详细地叙述典型的例示性比色试验条的部件。

基体

基体11由对于如下所述的信号产生系统的各种成分提供支持的惰性材料，以及通过信号产生系统产生的光线吸收或生色的产物，即指示剂组成。基体11被配置为为生理学样品例如血液提供位置，并为通过信号产生系统的指示剂产生的光线吸收产物的检测提供位置。这样，后一位置可被特征化为试验条的试验、检测或测量区域。因此，基体11允许含水流体流过它并且提供充分的空间用于进行信号产生系统的化学反应。许多不同的基体已经被开发，用于各种分析物的检测分析，所述基体在材料和大小等方面不同，其中代表性基体包括但是不局限于美国专利4,734,360；4,900,666；4,935,346；5,059,394；5,304,468；5,306,623；5,418,142；5,426,032；5,515,170；5,526,120；5,563,042；5,620,863；5,573,452；5,780,304；5,789,255；5,843,691；5,846,486；5,968,836和5,972,294中公开的基体；上述文献作为参考编入本申请。原则上，基体11的性质对于试验条不是关键，因此它的选择涉及其他的因素，包括用于读取试验条的仪表的性质，便利性等。因此，试验条的大小和孔隙可以大大地变化，其中基体11可以具有或不具有孔隙和/或孔隙度梯度，例如在样品应用区域处或附近具有较大的孔隙以及在检测区域具有较小的孔隙。制造基体11的材料不同，并包括聚合物，例如，聚砜，聚酰胺，纤维素或吸水纸，等，其中该物质可以被或不被官能化以提供信号产生系统的各种成分的共价或非共价连结。

信号产生系统

除基体11之外，所述试验条还包括信号产生系统的一个或多个成分，其产生响应于存在的分析物的可检测的产物，其中可检测的产物可用于导出存在于分析过的试样中的分析物的量。在该试验条中，信号产生系统的一个或多个成分与至少一部分基体11(即检测、试验或测量区域)连结，例如共价或非共价连结，以及在某些实施方案中基本上与全部基体11连结。

在某些实施方案中，例如，当葡萄糖为使人感兴趣的分析物时，信号产生系统为分析物氧化信号产生系统。分析物氧化信号产生系统是指在产生导出样品中的分析物浓度的可检测信号过程中，该分析物被一种或多种合适的酶氧化，产生该分析物的氧化形式和相应量的或成比例量的过氧化氢。然后，用所述过氧化氢来由一种或多种指示剂化合物产生可检测的产物，其中随后使信号测量系统产物的可检测产物的量即所述信号与起始样品中分析物的量相关联。因此，存在于试验条中的分析物氧化信号产生系统也被恰当地特征化为基于过氧化氢的信号产生系统。

如上所述，基于过氧化氢的信号产生系统包括氧化分析物并且产生相应量的过氧化氢的第一个酶，产生的过氧化氢的量与存在于样品中的分析物的量成正比。该第一个酶的特性取决于被测定的分析物的性质，但该酶通常为氧化酶。同样地，第一个酶可以是：葡萄糖氧化酶(其中分析物是葡萄糖)；胆固醇氧化酶其中分析物为胆固醇)；醇氧化酶(其中分析物为醇)；乳酸氧化酶(其中分析物为乳酸盐)等。用于这些及其他使人感兴趣的分析物的另外的氧化酶为本领域技术人员已知并且也可以被使用。在试剂试验条被设计用于检测葡萄糖浓度的优选实施方案中，第一个酶为葡萄糖氧化酶。葡萄糖氧化酶可以从任何方便的来源获得，例如天然来源如黑曲霉或青霉，或重组产生。

信号产生系统的第二个酶可以是在过氧化氢的存在下对将一种或多种指示剂化合物转化为可检测的产物进行催化的酶，其中该反应产生的可检测的产物的量与存在的过氧化氢的量成正比。第二个酶通常为过氧化物酶，其中合适的过氧化物酶包括：辣根过氧化酶(HRP)，大豆过氧化物酶，重组产生的过氧化物酶以及具有过氧化活性的合成的类似物等。参见例如，Y.Ci，F.Wang；Analytica Chimica Acta，233(1990)，299-302。

指示剂化合物或化合物组，例如，底物，为在过氧化物酶的存在下通过过氧化氢形成或分解，产生吸收预定波长范围光线的指示剂染料的化合物或化合物组。优选的是，指示剂染料在不同于样品或试验试剂强烈吸收的波长处强烈吸收。指示剂的氧化形式可以是证明膜的试验侧面颜色变化的、有色的、微色的、或无色的最终产品。就是说，试验试剂可以通过有色区被漂白或者通过无色区生成颜色来表示样品中葡萄糖的存在。

用于本发明的指示剂化合物包括单或二组分的生色底物。单组分体系包括芳族胺，芳醇，吖嗪，以及联苯胺，如四甲基联苯胺-HCl。合适的二组分体系包括那些其中一个组分为MBTH、MBTH衍生物(例如参见公开于作为参考编入本申请的美国专利申请系列号08/302,575中的那些)、或4-氨基安替比林，而另一个组分为芳族胺、芳族醇、共轭胺、共轭醇或芳族或脂族醛。例示性二组分体系为与3-二甲基氨基苯甲酸(DMAB)混合的3-甲基-2-苯并噻唑啉酮腙盐酸盐(MBTH)；与3，5-二氯-2-羟基苯磺酸(DCHBS)混合的MBTH；以及与8-苯胺基-1-萘磺酸铵(ANS)混合的3-甲基-2-苯并噻唑啉酮腙N-磺酰基苯磺酸单钠盐(MBTHSB)。在某些实施方案中，偶联染料MBTHSB-ANS为优选的。

在另一实施方案中，可以使用产生荧光可检测产物(或可检测的非荧光物质，例如在荧光背景中)的信号产生系统，如那些描述于KiyoshiZaitsu，Yosuke Ohkura：新的用于辣根过氧化酶的生荧光底物：用于过氧化氢和过氧化物酶的快速以及敏感测定，Analytica1Biochemistry(1980)109，109-113。

支持元件

基体11通常附着于支持元件12。支持元件12可以由具有足够的刚性以插入自动装置如计量器中而不过度弯曲或扭结的材料制成。基体11可以通过任何适当的机构，例如，夹具，粘合剂，等等，附着于支持元件12，本申请显示使用粘合剂13附着。在许多实施方案中，支持元件12由如聚烯烃，例如，聚乙烯或聚丙烯，聚苯乙烯或聚酯等材料组成。因此，支持元件12的长度一般限定或相当于试验条的长度。在图1显示的实施例中，一个支持元件12用于基体11的一边。可是，在某些实施方案中，另一支持元件附于基体11的另一边，以致将基体以“三明治”的方式夹于两个支持元件之间。

无论支持元件12的长度是否限定或相当于试验条80的长度，试验条80的总长度的范围一般为约5毫米到约80毫米，通常为约15毫米到约65毫米，试验条80的宽度的范围一般为约5毫米到约20毫米，通常为约6毫米到约12毫米，而试验条80的厚度的范围一般为约0.1毫米到约0.8毫米，通常为约0.2毫米到约0.4毫米。

如上所述，支持元件12通常被配置为使得试验条80与计量器一起使用。因此，支持元件12和试验条80的形状基本上可为矩形或像正方形的条，同时支持元件12的尺寸可以按照各种因素变化，这对本领域技术人员是显而易见的。

在使用这样的比色试验条时，使样品与信号产生系统的元件反应，产生可检测的产物，该产物的量与存在于样品中的初始量成比例。引入试验条基体11的样品量可以变化，但是其体积范围通常为约0.1μ1到约25μ1。样品可用任何方便的方案引入基体11，其中样品可以被注射，通过毛细作用提供，或通过另外的方式引入。然后测定可检测的产物的量，即，信号产生系统产生的信号，随后与最初的样品中的分析物的量关联。在许多实施方案中，样品被用于基体11和一面或第一面，然后在基体11的另一面或第二面测定可检测的产物的量，其中在许多实施体方案中，可检测的产物的量在第一面的相反面测定。如上所述，在某些实施方案中，使用进行上述检测以及关联步骤的自动计量器。上述的反应、检测以及关联步骤，以及完成这些步骤的仪器进一步公开于美国专利4,734,360；4,900,666；4,935,346；5,059,394；5,304,468；5,306,623；5,418,142；5,426,032；5,515,170；5,526,120；5,563,042；5,620,863；5,753,429；5,573,452；5,780,304；5,789,255；5,843,691；5,846,486；5,968,836和5,972,294；上述文献作为参考编入本申请。

可以用于本发明的比色试剂试验条的例子包括，但是不局限于，美国专利5,049,487；5,563,042；5,753,452；5,789,255公开的那些，这些文献作为参考编入本申请。

上述的试验条可以被容纳于任何方便的容器，通常该容器保护试验条不受湿度等损伤。图2显示代表性试验条容器200的横断面图，作为本领域已知的简单的容器，其中保持许多试验条80；可是，另外的已知试验条容器可以更复杂。试验条容器200顶端为分放以及封闭试验条的200a，底端为200b。顶端200a通过盖202封闭，提供封闭的、基本上防湿的容器200的内部环境。本发明适用的代表性试验条容器一般性地公开于，但是不限于，美国专利4,834,234和4,934,556，这些文献作为参考编入本申请。

代表性中空平截头体分析物浓度测定装置

如上所述，本发明可用于配置为中空平截头体的分析物浓度测定装置。中空平截头体分析物浓度测量装置概述于美国专利5,753,429和5,736,103，该文献作为参考编入本申请。图3显示本发明适用的代表性中空平截头体分析物浓度测量装置10的例示性实施方案。这样的中空平截头体分析物浓度测量装置通常至少由下列部件组成：容纳样品的基体3，通常包括分析物氧化信号产生系统的一个或多个成分的试剂结合体(不作为结构部件显示)和配置为中空平截圆锥体等的支持元件15。

基体

基体3由对于如下所述的信号产生系统的各种成分提供支持的惰性材料，以及通过信号产生系统产生的光线吸收或生色的产物，即指示剂组成。基体3被配置为为生理学样品例如血液的施加提供位置，为通过信号产生系统的指示剂产生的光线吸收产物的检测提供位置。因此，后一位置可被特征化为装置的试验、检测或测量区域，在该区域中检测光线以便测定分析物浓度，这在下文将更详细地描述。基体3允许含水流体流过它并且提供足够的空间用于进行信号产生系统的化学反应。大量不同的基体已经被开发，用于各种分析物检测分析，该基体在材料，大小等方面不同，其中代表性的基体包括，但是不局限于，美国专利4,734,360；4,900,666；4,935,346；5,059,394；5,304,468；5,306,623；5,418,142；5,426,032；5,515,170；5,526,120；5,563,042；5,620,863；5,753,429；5,573,452；5,780,304；5,789,255；5,843,691；5,846,486；5,968,836和5,972,294中公开的基体；上述文献作为参考编入本申请。因此，基体3的性质对于所述的试验条不是关键，因此它的选择涉及其他的因素，包括用于读取中空平截头体装置的仪表的性质，便利性等。同样地，该装置的大小和孔隙度可以大大地变化，其中基体3可以具有或不具有孔隙和/或孔隙度梯度，例如在邻近或在样品应用区域具有较大的孔隙以及在检测区域具有较小的孔隙。制备基体3的材料不同，包括聚合物，例如，聚砜，聚酰胺，纤维素或吸水纸，等，其中该材料可以被或不被官能化为提供信号产生系统的各种成分的共价或非共价连结。

信号产生系统

除基体3之外，中空平截头体分析物浓度测量装置10进一步包括产生响应于存在的分析物的可检测的产物的信号产生系统的一个或多个成分，其中可检测的产物可用于导出存在于被分析的试样中的分析物的量。在所述试验条中，信号产生系统的一个或多个元件与至少一部分基体3(即检测、试验或测量区域)连结，例如共价或非共价连结，以及在某些实施方案中基本上与全部基体3连结。

在某些实施方案中，例如，当葡萄糖为使人感兴趣的分析物时，信号产生系统为分析物氧化信号产生系统。分析物氧化信号产生系统是指在产生导出样品中的分析物浓度的可检测信号的过程中，该分析物通过一种或多种合适的酶氧化，产生该分析物的氧化形式和相应量的或成比例量的过氧化氢。然后使用过氧化氢，接着从一种或多种指示剂化合物产生可检测的产物，其中然后使通过信号测量系统产生的可检测产物的量，即信号，与最初的样品中的分析物的量关联。因此，存在于中空平截头体分析物浓度测量装置中的分析物氧化信号产生系统也被恰当地特征化为基于过氧化氢的信号产生系统。

如上所述，基于过氧化氢的信号产生系统包括氧化分析物并且产生相应量的过氧化氢的第一个酶，产生的过氧化氢的量与存在于样品中的分析物的量成正比。该第一个酶特殊的性质有必要取决于被测定的分析物的性质，组该酶通常为氧化酶。因此，第一个酶可以是：葡萄糖氧化酶(其中分析物是葡萄糖)；胆固醇氧化酶(其中分析物为胆固醇)；醇氧化酶(其中分析物为醇)；乳酸氧化酶(其中分析物为乳酸盐)等。用于这些及其他使人感兴趣的分析物的另外的氧化酶为本领域技术人员已知并且也可以被使用。在设计用于检测葡萄糖浓度的中空平截头体分析物浓度测量装置的那些实施方案中，第一个酶为葡萄糖氧化酶。葡萄糖氧化酶可以从任何便利的来源获得，例如天然存在的来源如黑曲霉或青霉，或重组产生。

信号产生系统的第二个酶可以是在过氧化氢的存在下对将一种或多种指示剂化合物转化为可检测的产物进行催化的酶，其中该反应产生的可检测的产物的量与存在的过氧化氢的量成正比。第二个酶通常为过氧化物酶，其中合适的过氧化物酶包括：辣根过氧化酶(HRP)，大豆过氧化物酶，重组产生的过氧化物酶以及具有过氧化活性的合成的类似物等。参见例如，Y.Ci，F.Wang；Analytica Chimica Acta，233(1990)，299-302。

指示剂化合物或化合物组，例如，底物，为在过氧化物酶的存在下通过过氧化氢形成或分解，产生吸收预定波长范围光线的指示剂染料的化合物或化合物组。优选的是，指示剂染料在不同于样品或试验试剂强烈吸收的波长处强烈吸收。指示剂的氧化形式可以是证明膜试验侧面颜色变化的有色的、微色的、或无色的最终产品。就是说，试验试剂可以通过有色区被漂白或者通过无色区生成颜色来表示样品中葡萄糖的存在。

用于本发明的指示剂化合物包括单或二组分的生色底物。单组分体系包括芳族胺，芳醇类，吖嗪，以及联苯胺，如四甲基联苯胺-HCl。合适的二组分体系包括那些其中一个组分为MBTH、MBTH衍生物(例如参见公开于作为参考编入本申请的美国专利申请系列号08/302,575中的那些)、或4-氨基安替比林，而另一个组分为芳族胺、芳族醇、共轭胺、共轭醇或芳族或脂族醛。示例性的二组分体系为与3-二甲基氨基苯甲酸(DMAB)混合的3-甲基-2-苯并噻唑啉酮腙盐酸盐(MBTH)；与3，5-二氯-2-羟基苯磺酸(DCHBS)混合的MBTH；以及与8-苯胺基-1-萘磺酸铵(ANS)混合的3-甲基-2-苯并噻唑啉酮腙N-磺酰基苯磺酸单钠盐(MBTHSB)。在某些实施方案中，偶联染料MBTHSB-ANS为优选的。

在另一实施方案中，可以使用产生荧光可检测的产物(或可检测的非荧光物质，例如在荧光背景中)的信号产生系统，如描述于KiyoshiZaitsu，Yosuke Ohkura：新的用于辣根过氧化酶的生荧光底物：用于过氧化氢和过氧化物酶的快速以及敏感测定，AnalyticalBiochemistry(1980)109，109-113。

支持元件

如上所述，基体3通常附着于形成中空平截头体型的支持元件15。支持元件15可以是由具有足够的刚性可以使装置10与自动装置如计量器结合而不过度弯曲、弯折或扭结的材料组成。支持元件15的特征在于具有较小的末端4和较大的末端17，其中基体3一般附着于较小的末端4，在装置10之外或内。任选的凸缘或表面16提供了使用任何适当的方法如粘合剂18等连接基体3的面。任选的缺口20围绕在圆锥体的周围，与计量器上的凹槽或槽口一起提供了固持机构。

上述的中空平截头体装置可以包含于任何适当的容器中，通常该容器保护中空平截头体装置不受湿度等损伤。一般地，中空平截头体分析物浓度测量装置被堆置或叠置在容器中。图4显示代表性的平截头体分析物浓度测量装置容器21的横断面图，如本领域已知，它是装有以叠置或堆置形式的许多中空平截头体分析物浓度测量装置10的简单容器。中空平截头体分析物浓度测量装置容器21具有分装并且封闭平截头体分析物浓度测量装置的顶端21a以及底端21b。顶端21a被帽23封闭，提供封闭的、基本上防湿的容器21的内部环境。显然，可以使用另外的中空平截头体分析物浓度测量装置容器，如更复杂的容器。

光学分析物浓度测定装置

综上所述，本发明提供光学分析物浓度测定装置，即，光学计量器，用于适于分析物浓度测定装置的生理学样品中的至少一个分析物的浓度测定的分析物浓度测量装置。

本发明光学计量器至少包括至少一个用于照射分析物浓度测量装置容器上的光计量器可读标记并且照射与计量器联合或配合的试验条的试验或测量区域的光源(其中该光源可以相同或不同)，一个由至少两个检测器组成的检测器阵列，至少一个检测器被配置为检测相应于光度计可读的校准标记的光，而至少一个其它的检测器被配置为检测分析物浓度测量装置的试验区域的反射光，其中一个或多个检测器可被配置为检测相应于光度计可读的校准标记的光线以及检测分析物浓度测量装置试验区域的反射光。该计量器还包括基于检测到的光度计可读的校准标记校准计量器的至少一个元件、方面或特征的装置，以及测定适于分析物浓度测量装置的生理学样品中的至少一个分析物的校准的浓度的装置。在本发明进一步的描述中，中空平截头体分析物浓度测量装置以及被配置为放置这样的中空平截头体装置的容器，如如上所述样式的容器，将时常地被用作本申请典型的适于本发明的装置以及容器。显然这只是例证的方式，决不打算限制本发明的范围。即显然，各式各样的分析物浓度测量装置以及被配置为容纳这样的分析物浓度测量装置的容器如试验条和试验片条相应的容器都可以用于本发明。

计量器的大小的变化取决于各种因素如与计量器一起使用的分析物浓度测量装置的大小，分析物浓度测量装置的形状，等。然而本发明计量器通常小到为便携的或容易移动的。举例来说，该计量器的长度的范围一般为约50毫米到约150毫米，更通常为约60毫米到约100毫米，宽度范围一般为约40毫米到约100毫米，更通常为约60毫米到约90毫米，以及厚度或直径的范围一般为约10毫米到约30毫米，更通常为约15毫米到约25毫米。

类似地，该计量器的形状可以变化，该形状的范围可以从简单到复杂。在许多实施方案中，该计量器呈现圆形，长方形，椭圆形，正方形或矩形的形状，尽管也可能为其他形状，如不规则的或复杂的形状。

现在参考附图进一步描述该计量器，其中同样的数码表示同样的部件或特征。本发明分析物浓度测定计量器30的典型的实施方案的透视图显示于图5A。在该具体方案中，计量器30含有一个具有末端部分32的延长的结构，该部分基本上是呈圆柱形对称的平截头体，被配置为与分析物浓度测量装置容器如如上所述类型的容器相配合。末端部分32被配置为与一个中空平截头体分析物浓度测量装置如如上所述的分析物浓度测量装置10配合，以使中空平截头体分析物浓度测量装置定位在末端部分32上或连在末端部分32上，通常通过分析物浓度测量装置上的缺口与计量器的凹槽34啮合(在某些具体方案中，可由存在的任选的槽替代凹槽32)。剖视图也显示至少一个光源19以及检测器阵列26。在使用中，光线通过孔31投射在容器的校准标记以及与计量器排成直线的中空平截头体分析物浓度测量装置的试验区域上，而来自校准标记和试验区域的光线通过孔31反射回检测器阵列26。

计量器30也包括描述错误信息和通过计量器测定的分析物浓度的显示器150。该显示器可以为发光二极管(LED)显示器，液晶显示器(LCD)，声音通信装置或本领域众所周知的类似显示器或通信装置。

图5B显示具有一个或多个在其侧装置视窗17的图5A计量器，通过该窗检测容器上的一个或多个校准标记。即在某些具体方案中，光线通过一个或多个窗17投射在至少一个位于与计量器排成直线的中空平截头体分析物浓度测量装置容器上的校准标记上，而来自该校准标记的光线通过一个或多个窗17反射回检测器阵列26。

图6和图7显示用于中空平截头体分析物浓度测量装置以及相应的容器的选择性的计量器典型的具体方案，即计量器40和计量器50。

图8显示用于试验条，如如上所述类型的试验条的计量器60的典型实施方案。计量器60具有描述错误信息和通过计量器测定的分析物浓度的显示器64。该显示器可以为发光二极管(LED)显示器，液晶显示器(LCD)，声音通信装置或本领域众所周知的类似显示器或通信装置。在使用中，试验条装在试验条接收区62中。至少一个光源19’和一个检测器阵列26’位于计量器60内部，与孔63关联，由虚线表示。

在本发明所有这样的具体方案中，计量器被配置为与至少装有一个分析物浓度测量装置的分析物浓度测量装置容器配合或者相联，其中所述容器和计量器的配合方式使得足以通过检测器阵列的至少一个检测器检测容器上的光度计可读的校准标记，这在下文将更详细地描述。在本发明的进一步描述中，计量器30将用于示范的目的，这样的示范目的决不打算限制本发明的范围。

计量器包括至少一个被设定为将光线投射在位于分析物浓度测量装置容器上的光度计可读的校准标记上的光源19。相同或不同的光源也被用于将光投射在分析物浓度测量装置的一个区域，例如基体，特别是基体的试验区域，如上所述，该基体上已经施加样品而且具有与样品中的某些分析物反应的试剂。光源19一般包括一个发光二极管(LED)或任何其他适当的光源如激光二极管和滤光灯等。通常，该光源包含两个LED光源或一个能够放射两种不同波长的光的二极管。光源通常能够发射波长范围为约400纳米到约1000纳米的光，其中用于照射校准标记的光的波长可以与用于照射分析物浓度测量装置试验区域的光的波长相同或不同。可从市场上买到的产生如上所述光的波长的光源包括，但是不局限于，OSRAM Sylvania，Inc.、LEDtronics，Inc.、Agilent technologies，Inc.和Stanley Electric Sales of America提供的光源。

该计量器还包括由至少两个检测器组成的检测器阵列26：至少一个第一即校准检测器26a和至少一个第二即试验检测器26b(用于来自分析物浓度测量装置试验区域的光线检测，如图10所示，其中在许多具体方案中，一个或多个检测器可以既充当校准检测器又充当试验检测器。

组成检测器阵列的检测器的数目可以大到约三个检测器或更多，在某些具体方案中约有四个检测器或更多(例如，被配置为2×2排列)。例如，检测器的数目可以从至少2个检测器到约100或更多检测器。在某些具体方案中，检测器的数目可以多至约100到约1000个检测器或更多，即，可以使用数以千计的检测器。通常，使用的检测器的数目的变化取决于分析物浓度测量装置试验区域的大小和形状、计量器的空间限制、空间分辨力等。

组成检测器阵列的检测器的结构可以按照各种因素变化，如分析物浓度测量装置试验区域的大小和形状，容器上的光度计可读的校准标记的位置，等，然而检测器阵列由至少两个检测器组成的单一单元配置，其中该阵列的至少一个检测器被设定为从容器检测光度计可读的校准标记。即，检测器联结在一起，形成一个整体或一个组件，例如以直线排列、三角形排列或矩阵或格栅的排列或模式。图9A-9E显示具有以各种构型的各种检测器26a-26N的检测器阵列26的示范性的具体方案，这样的结构只是示范性的，决不打算限制本发明的范围。

相应地，图9A显示两个检测器，第一检测器26a和第二检测器26b，构型为2×2排列，其中至少一个或者第一检测器26a或第二检测器26b被设定为从容器检测光度计可读的校准标记，而另一检测器被设定为检测来自分析物浓度测量装置基体或试验区的光线。在某些具体方案中，一个或两个检测器26a和检测器26b被设定为从容器和基体检测光度计可读的校准标记。

图9B显示的另一具体方案具有四个检测器，第一检测器26a，第二检测器26b，第三检测器26c和第四检测器26d，构型为直线排列，其中至少一个第一检测器26a、第二检测器26b、第三检测器26c或第四检测器26d被设定为从容器检测光度计可读的校准标记，其余的检测器被设定为检测来自分析物浓度测量装置的基体或试验区的光线。在某些具体方案中，一个或多个检测器26a、26b、26c和26d被设定为从容器和基体检测光度计可读的校准标记。

图9C显示的另一具体方案具有四个检测器，第一检测器26a，第二检测器26b，第三检测器26c和第四检测器26d，构型为矩阵型或格栅状排列，其中至少一个第一检测器26a、第二检测器26b、第三检测器26c或第四检测器26d被设定为从容器检测光度计可读的校准标记，而其余的检测器被设定为检测分析物浓度测量装置基体或试验区的光线。在某些具体方案中，一个或多个检测器26a、26b、26c和26d被设定为从容器和基体检测光度计可读的校准标记。

图9D显示的另一具体方案具有三个检测器，第一检测器26a，第二检测器26b和第三检测器26c，构型为三角形或非线性排列，其中至少一个第一检测器26a、第二检测器26b、或第三检测器26c被设定为从容器检测光度计可读的校准标记，而其余的检测器被设定为检测分析物浓度测量装置基体或试验区的光线。在某些具体方案中，一个或多个检测器26a、26b、和26c被设定为从容器和基体检测光度计可读的校准标记。

图9E显示另一具体方案，该方案具有九个检测器，第一检测器26a到第九检测器26i，构型为矩阵或格栅型排列，其中至少一个检测器被设定为从容器检测光度计可读的校准标记，而其余的检测器被设定为检测分析物浓度测量装置基体或试验区的光线。在某些具体方案中，一个或多个检测器26a到26i被设定为从容器和基体检测光度计可读的校准标记。

显然，用于组成检测器阵列的个体检测器的数目及其结构可以适当变化，例如，变化可以取决于分析物浓度测量装置容器的形状和其上的标记位置，分析物浓度测量装置的试验区的数目，等。检测器阵列26的各检测器能够检测或截取光线，例如，漫射的反射光，因此该检测器是光检测器。

本发明的一个特征是该检测器阵列的至少一个检测器能够从分析物浓度测量装置容器检测光线，例如，漫射的反射光，其中这样的光线是由于光源照射容器的光度计可读的校准标记而反射的。关于这一点，至少一个检测与光度计可读的校准标记有关的光线的检测器也可称为校准检测器，其中检测试验区域光线的检测器也可以称为试验检测器。显然，唯一的限制是检测器阵列的至少一个检测器被设定为从容器检测校准标记，而至少一个另外的检测器被设定为检测试验区域的光线，其中在许多具体方案中，检测器阵列中超过一个的检测器被设定为从容器检测校准标记，而超过一个的其他检测器可被设定为检测试验区域的光线，其中一些或全部检测器可以被设定为从容器和试验区域检测校准标记。

相应地，光度计可读的校准标记是位于容器上的不同的光学可读的标记，其中各不同的标记表示不同的、相应的用于计量器的校准参数。可以使用任何适当的方式产生独特的光度计可读的校准标记。例如，光度计可读的校准标记的特殊性可基于构成校准标记的标记的大小，形状，数目，可检测的光线的波长，色彩，色调，位置，等等，及其任何组合。例如，校准标记可以是颜色或明暗或色调的梯度，或可以包含特殊的标记图案或许多标记的图案；如数字和/或字母等等或可以是一系列不同的标记，或上述的任意组合。显然，使用许多校准检测器代替单一的校准检测器可有利于检测这样各式各样的不同的校准标记。

所述的至少一个校准检测器检测来自分析物浓度测量装置容器上一个位置的光线，该容器包括适于容器内所容的很多分析物浓度测量装置的光度计可读的校准标记。因此，所述的至少一个校准检测器具有充分检测光度计可读的校准标记的合适的分辨率，因此可以由此通过计量器表示校准码。通过至少一个校准检测器检测的区域的大小和形状的变化取决于各种因素，如光度计可读的校准标记的大小，所用的特殊检测器等。

图10用示意图说明示范性的计量器100，该计量器还包括光学成象仪28或一个或多个光管，用于使从特定区域反射到具体的相应检测器的光成像。光学成象仪28被设定为使来自位于容器如容器21上的光度计可读的校准标记C的光线成像到至少一个校准检测器上，该图显示为一个检测器或第一检测器26a。光学成象仪28可以采取一个或多个透镜、光管、或反光镜的形式或其组合。可使用相同或不同的光学成象仪使来自分析物浓度测量装置的试验区域的反射光成像到适当的检测器上，这里显示为试验检测器或第二检测器26b。

因此所述计量器还包括用于校准计量器的装置29，所以所述的校准是基于通过至少一个校准检测器29检测的特殊的光度计可读校准标记。校准装置29通常是软件程序控制的数字集成电路，因此它被适当地编程，执行它需要的全部步骤或功能，从至少一个校准检测器26a接受信号，使该接受的信号与特殊的校准码关联，并且进行提供基于该校准标记表示的校准参数而校准的分析物浓度的测量。换言之，校准装置29能够执行或遵循用于以检测的校准标记为基准校准计量器的计量器中贮存的算法。例如，该校准标记可以命令计量器校准一个或多个部件、其方面或特征，或在分析物浓度检测计算中使用特殊的校准或校正值。通常集成数字电路29读取信号转化元件如模拟/数字转换器25的输出，该转换器将来自检测器阵列的检测器的模拟信号转变为数字信号。相应地，校准装置29能够进行提供校准的分析物浓度测量所需的所有的步骤，该测量是基于对与计量器一起使用的分析物浓度测量装置具有特异性的光度计可读的校准标记。

因此装置29能够以很多方法校准计量器，这取决于校准码，即取决于用于计量器的分析物浓度测量装置的特殊要求。也就是说，校准装置能够校准或调节计量器的一个或多个部件等等，以提供精确的，即校准的分析物浓度测量。例如，校准装置能够校准一个或多个下列部件：(1)光源，例如，光强度，光的持续时间，深度，等，(2)光度计的检测器，例如，增量，偏移量，等，(3)光学成象仪，例如，位置，焦点，等，(4)微处理器，例如，用于计算分析物浓度等的算法等。校准算法是指对算法的任何调整、改变或修改，包括但不限于选择适当的算法，修改算法例如现有的算法，在一个算法中加入一个变量，等等，或者任何这样的算法的必要调整或选择，以提供校准的分析物浓度测量，即，比没有校准的测定更精确的分析物浓度测量。

除上述描述的基于通过校准检测器的特殊的光度计可读的校准标记校准计量器的装置之外，该计量器还包括基于由分析物浓度测量装置33的基体的试验区域检测到的反射光测定样品中分析物浓度的装置33。分析物浓度测定装置33通常为软件程序控制下的数字集成电路33，因此被适当地编程以执行它需要的全部步骤或功能，或者完成这样的要求所需功能的任何硬件或软件组合。即，分析物浓度测定装置33能够执行或遵循保存在计量器中的算法，测定样品中的分析物的浓度。(数字集成电路33作为与数字集成电路29分离的部件显示于图10，但是在某些实施方案中，用于校准的装置29以及用于测定分析物浓度的装置33可以是相同的集成电路)。通常集成数字电路33读取信号转化元件如模拟/数字转换器37的输出，该转换器将来自检测器阵列的检测器的模拟信号转变为数字信号。相应地，集成电路33能够进行测定校准的分析物浓度测量所必需的所有步骤。在某些具体方案中，该装置能够使用光度计可读的校准标记和从分析物浓度测量装置的试验区检测的信号，计算分析物浓度。

程序和数据存储器34可以是储存数据的数字集成电路以及微处理器操作程序。例如，程序和数据存储器34可以存储与特殊的光度计可读的校准标记有关的校准信息。记录装置34可以是各种形式的硬拷贝和软拷贝。通常它是目视显示器如液晶显示器(LCD)或发光二极管(LED)显示器，但是它也可能是带式打印机，音响信号，等等。

方法

本发明也提供测定适用于试验条的生理学样品中的分析物的浓度的方法。特别地，本发明提供适用于分析物浓度测量装置的生理学样品中的分析物的校准的浓度测定值的测定方法。显然，本申请描述的方法的步骤的顺序可以改变或修改，本申请提供的顺序只是为了示范性目的，决不打算限制本发明的范围。

如上所述，该装置通常与带有光度计可读校准标记的分析物浓度测量装置容器一起提供并与其相联。检测器阵列的至少一个检测器从分析物浓度测量装置容器检测光度计可读的校准标记。光度计可读的校准标记用于校准计量器的一个或多个部件、方面或特征，和/或与由分析物浓度测量装置试验区域检测的反射信号一起，用于计算分析物浓度，例如，光度计可读的校准标记可以结合用于测定分析物浓度的算法，即该校准标记可以显示结合进用于测定分析物浓度的计算的值。

相应地，该方法的特征在于，检测器阵列的至少一个检测器用来检测位于容器上的光度计可读的校准标记，而该阵列的其余的检测器用来检测来自用于分析物浓度测定的分析物浓度测量装置的试验区域的信号，其中在某些具体方案中，检测器阵列的一个或多个检测器检测来自容器和试验区域二者的光线。用这样的方式，该装置的使用者没有必要涉及乃至知道校准方法，也就是说，校准可以自动地进行。

为了检测位于容器上的光度计可读的校准标记，计量器首先适当地与具有标记的容器相联。适当地相联是指任何排列、偶联、配对等其使计量器的校准检测器和容器的校准标记设置为有效的或适当的排列，使得检测器阵列的校准检测器可以由容器读取标记。容器和计量器联结的方式可以变化，这取决于各种因素如所用的特定计量器和容器。

图11说明分析物浓度测量装置容器，如图4具有位于容器表面的光度计可读的校准标记的容器21与诸如图5B计量器30的计量器配合的方法。如图11所示，计量器30中的末端32被插入容器21的顶部开口端。在这个具体方案中，光度计可读的标记C1位于末端21a的上表面，然而显然校准标记可以位于容器21的其它地方。在这个具体方案中，因为计量器30插入容器21中，至少一个校准检测器通过用光线照射标记并且使用检测器阵列的至少一个检测器检测来自其中的光线从而自动地检测标记C1。在许多具体方案中，计量器和容器通过搭扣、摩擦、螺纹等匹配。

在与校准相同的步骤期间，通过啮合凹槽34和凹痕20使容器中包含的分析物浓度测量装置固定在计量器30的末端32上，同时计量器的末端在容器内，该方法可以方便地用于从容器中取出分析物浓度测量装置。相应地，由于校准标记的检测和分析物浓度测量装置的定位在一个单一步骤中进行，所以分析物试验包括的步骤被减少。

在图12示出的另一具体方案中，容器21具有位于其外部的光度计可读的校准标记C2，该图显示它定位于末端21b的V型凹口或向内倾斜的底壁41。以此方式，图5的计量器30与底壁41配合，例如磨擦配合、按扣、螺纹配合等。如上所述，一旦匹配在一起，校准检测器26a便检测光度计可读的校准标记C2。

图13显示使用被设定为读取试验条的计量器检测校准标记。计量器60与试验条容器200配合，其中，容器200具有例如安置在帽202的外部(参见图14)的校准标记C3。一旦匹配，光线照射校准标记C3，并且检测器阵列的至少一个检测器从其中检测光线。容器200可以任何适当的手段如摩擦，搭扣等与计量器60配合。图14显示图13沿x-x线作出的横截面。

在某些具体方案中，安放分析物浓度测量装置的容器为圆筒或盒，其也作为分配器，例如一个圆筒可以安放许多试验条。图15显示这样的分配圆筒90的示范性的具体方案的横截面。在使用中，单一试验条80a从保持在其中待用的许多试验条80中通过分配出口92从圆筒90分配，例如当分配器与计量器在操作上联合或配合时，这样的步骤可以自动完成，或通过使用者简单操作也可手动完成，例如，使用者可以按分配器上的按钮等等。同样地，圆筒90包括用于将单一试验条运动出出口92的试验条运动部件94，其中运动部件可以使用任何适当的机构如弹簧机构等等。

图16显示在其上具有校准标记C4并与图8的紧密计量器在操作上配合的圆筒90的横截面，这种配合使得校准标记C4可以被来自至少一个光源19’的光照射，并且可以通过检测器阵列26’的至少一个校准检测器由其检测反射光。一旦校准标记C4被检测，试验条80a被分配，以便其与计量器60在操作上联合，使其可以被光线照射，并且反射光可以通过用于分析物浓度测定的检测器阵列26’的至少一个检测器检测。如图17所示，一般地，通过圆筒90从计量器60移出，使试验条80a自动地从圆筒90分配。如图17所示，当圆筒90沿箭头方向从计量器60移走，试验条80被推出圆筒90并且与计量器60在操作上排成直线。这样的方法有利地保证分配的并且排成直线用于计量器的试验条与刚被计量器读取过的该圆筒上的校准标记关联。换言之，因为当圆筒除去时试验条自动地从该圆筒分配，因此与计量器60一起安置待用的试验条与计量器60读取的校准标记相互关联。这样的操作也可由使用者完成，显然，如通过使用者按计量器60外部的按钮等等，来分配试验条并且将试验条安置在计量器上。

在所有具体方案中，校准标记可以安置在容器或圆筒上的其它地方。因此，如上所述的计量器可以包括超过一个孔，使得光线可以通过第一个孔照射和检测，用于检测校准标记，并且光线可以通过第二个孔照射和检测，用于检测来自试验条试验区域的光线。在这样的具体方案中，光学成象仪或一个或多个光管可用来通过一个适当的孔引导、聚焦或映射光线，等。

在所有具体方案中，计量器一旦与容器适当地联结，检测器阵列的检测器立即检测光度计可读的校准标记。如上所述，因此，光线照射该标记，并且校准检测器检测从其中反射(或吸收)的光线。任何合适波长的光线都可用来照射校准标记，其中所述的波长取决于校准标记类型、检测器类型等等，其中一般使用的光的波长的范围为约400纳米到约1000纳米。在某些具体方案中，使用超过一个波长的光线照射光度计可读的校准标记。

一旦校准检测器检测到光线，则提供一个检测的校准信号，该信号与特殊的校准参数或计量器的一个或多个部件的设置、特征或方面关联。也就是说，以与特定的分析物浓度测量装置相当的校准标记为基准校准或调节计量器的一个或多个部件、方面或特征等，以提供精确的，即校准的分析物浓度测量。例如，可以按照校准码校准一个或多个下列参数：(1)光源，例如，光强度，光的持续时间，深度，等，(2)一个或多个光度计检测器，例如，增量，偏移量，等，(3)光学成象仪，例如，位置，焦点，等，(4)微处理器，例如，用于计算分析物浓度等的算法，等等。校准算法是指对算法的任何调整、改变或修饰，包括但不限于选择适当的算法、修改算法如现有的算法、在一个算法中编入一个变量等等，或者任何这样的算法的必要调整或选择，以提供校准的分析物浓度测量，即，比没有校准的测定更精确的分析物浓度测量。例如，在一个具体方案中，计量器校准包括基于校准码确定一个适当的变量或值，用于计量器分析物浓度测定算法或计算，计算分析物浓度。

如有必要，计量器校准期间或校准之后，例如，改变了光源和/或确定了分析物浓度测量装置特定的变量等等，将计量器从容器分离。如果还未进行，在生理学样品施用之前或之后，使分析物浓度测量装置与计量器联结。

更具体地说，生理学样品应用于分析物浓度测量装置的一个区域，例如基体，所述分析物浓度测量装置即一个分析物浓度测量装置，其相应于用来校准计量器的校准码，以便样品与基体的信号产生系统的成分反应，产生可检测的产物，如上所述，其量与存在于样品中的初始量成比例。引入的样品量可以变化，但是其范围一般为约0.1到约25μl，通常为5到10μl。样品可用任何适当的方案引入分析物浓度测量装置的适当的区域，其中样品可以被注射，通过毛细作用提供，或通过另外的方式引入。

相应地，一旦计量器已经按照使用的分析物浓度测量装置所特有的校准参数适当地校准，样品即可用于分析物浓度测量装置，例如，基体，分析物浓度测量装置与计量器相联，并且所述区域用光线照射，通常用具有一种或多种波长的光线，其中上述步骤中的一些或全部顺序可以视情况颠倒。(显然该方法容易改进为检测通过基体透射的光线而非从基体反射的光线，这样的改进不须超过常规试验)。用于照射基体的光源可以为用于照射校准码的相同或不同的光源，和/或可以具有相同的或不同的波长。从基体即分析物浓度测量装置试验或测量区域检测光线，其中在许多具体方案中，样品被用于基体的一边，而光线照射基体的另一边并从基体的另一边检测，例如，样品应用面的反面，常见于当分析物浓度测量装置被配置为试验条时。无论如何，从基体的试验区域检测光线，该区域可以是或不是施用样品的基体的对面。

通过检测器阵列的至少一个检测器从试验区域检测光线，其中光学成象仪可用来将光线从试验区域聚焦或转向在检测器阵列的特定检测器上。通过检测器阵列的适当检测器检测的信号用来确定样品中分析物的浓度。因此，上述方法提供校准的分析物浓度。

该方法也可包括确定是否有足够的样品已经应用于基体，如共同未决美国专利申请所述，该申请于2002年5月1日提出，名称为“分析物浓度测定的装置和方法”，其公开内容作为参考编入本申请。

成套元件

最后，提供用于实施本发明方法的成套元件。该成套元件包括至少一个本发明的装置。该成套元件可包括一个或多个分析物浓度测量装置，例如，一个或多个试验条，平截头体形的测量装置等等，保存在具有光度计可读的标记的合适的容器中。该成套元件可以进一步包含用于得到生理学样品的的元件。例如，如果生理学样品是血液，该成套元件可以进一步包括一个用于得到血样的元件，如用于刺手指的小刀，小刀驱动装置，等。另外，该成套元件可以包含对照溶液或标准溶液，例如具有已知的分析物浓度如已知的葡萄糖浓度的对照溶液。该成套元件可以进一步包括使用至少一个装置测定适于分析物浓度测量装置的生理学样品中的分析物的存在和/或浓度的说明书和/或使用容器上的光度计可读的标记校准至少一个装置的说明书。所述说明书可以打印在底物如纸或塑料等上。因此，该说明书可以作为包装内容存在于该成套元件中，存在于成套元件或其部件(即附于包装或亚包装上)等的容器的标签中。在另外的具体方案中，该说明书作为电子存储数据文件存在于合适的电脑可读的存储媒体，例如，CD-ROM，磁盘，等。

从上面的描述和论述可知，上述发明提供易于校准分析物浓度测定装置即光学计量器的装置和方法。上述发明提供大量优点，包括但不限于：易于使用，生产容易及低成本以及自动化。因此，本发明对本领域具有显著的贡献。

本申请显示并且描述了本发明最实用的以及优选的方案。可是，显然，从其中可以产生变化，它在本发明的范围之内，并且本领域技术人员阅读本公开后会想到显而易见的改进。

本申请公开的具体的装置和方法为例证性的而不是限制性的。本申请公开的构思的同等物的含意和范围内的改进，如有关领域的技术人员容易想到的改进，应包含在附加的权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种测定施用于分析物浓度测量装置的生理学样品中的分析物的浓度的装置，该装置包括：

(a)至少一个光源；

(b)光度计检测器阵列，其包括至少两个检测器：(a)一个校准检测器，和(b)一个另外的检测器，其中所述的至少一个校准检测器能够从分析物浓度测量容器检测光度计可读的校准标记，以便校准该装置，所述的一个另外的检测器能够从分析物浓度测量装置检测反射光，以便测定分析物浓度；和

(c)用于校准下列至少之一的装置：所述的至少一个光源，一个或多个检测器，光学成象仪，微处理器，和用于计算分析物浓度的算法。

2.按照权利要求1的装置，其中所述的检测器阵列的一个或多个检测器能够从分析物浓度测量容器的光度计可读的校准标记检测光线以便校准该装置以及能够从分析物浓度测量装置检测光线以便测定分析物浓度。

3.按照权利要求1或2的装置，其中所述的光源能够发射至少两个不同的波长的光。

4.按照权利要求1到3的装置，其中所述的检测器阵列包括约2到约1000个检测器。

5.按照权利要求1到3的装置，其中所述的检测器阵列包括超过约1000个的检测器。

6.用于校准分析物浓度测定装置的系统，该系统包括：

(a)按照权利要求1到5的装置；和

(b)包括光度计可读的校准标记的分析物浓度测量装置容器。

7.一种用于校准分析物浓度测定装置的方法，该方法包括：

(a)提供按照权利要求1到5的装置；

(b)使该装置与具有光度计可读的校准标记的分析物浓度测量容器相联；

(c)通过所述的检测器阵列的至少一个检测器从所述的容器检测所述的光度计可读的校准标记；和

(d)基于检测的光度计可读的校准标记，校准下列的至少一个：所述的至少一个光源，所述的检测器阵列的至少一个检测器和所述的分析物浓度测定装置的算法。

8.用于校准分析物浓度测定装置的成套元件，该成套元件包括：

(a)按照权利要求1到5的分析物浓度测定装置；和

(b)用于校准该装置的说明书。

9.按照权利要求8的成套元件，还包括包含至少一个分析物浓度测量装置和光度计可读的校准标记的容器。

10.按照权利要求8或9的成套元件，其中该成套元件还包括至少一个：

(a)用于获得生理学样品的元件；和

(b)对照溶液。

Images