CN1573315B - 用于判断化验结果的流量检测 - Google Patents

Abstract

一种化验结果读出设备，用于读取使用液体传输载体执行的化验的结果，该设备包括：至少一个光源，其能够发光，这些光入射到所述载体上两个或多个空间上分离的区中的至少一个上；至少一个光电探测器，布置其位置使得能够检测从两个所述区中的每个传出的光，并产生表示在相应区中存在或不存在液体样本的信号；以及一个计算电路。该计算电路响应所述信号来计算沿所述载体流动的液体的流速，比较计算的流速与上限和下限，并且如果计算的流速在所述上限和下限之外，则放弃所述化验结果。

Description

用于判断化验结果的流量检测

技术领域

公开的主题涉及读取被化验对象测量值的设备。特别地，其涉及电子读数器，与使用光学测量方法的化验试片一起使用。

背景技术

目前市场上可以买到多种适于家庭使用对化验物进行测试的分析设备。Unipath就在商标名下出售一种适合测量怀孕荷尔蒙人体绒膜(hCG)的横流免疫测定设备，该设备在EP291194中公开。

具体地，EP29194公开了一种免疫测定设备，包括：一个多孔渗水的载体，该载体包含用于一种化验物的微粒标记的特定结合试剂，在潮湿状态下，该试剂可以自由移动；和一种用于同一化验物的不带标记的特定结合试剂，该试剂固定在所述不带标记的特定粘合试剂下游的检测区或测试区中。怀疑含有所述化验物的液态样本施加到所述多孔渗水的载体，在其上该化验物与所述微粒标记的特定结合试剂作用，形成一种化验物-结合的复合体。所述微粒标记是有色的，通常是金色或染色聚合体，例如，乳胶或聚亚安脂。所述复合体随后移入检测区，在检测区与所述固定的不带标记的特定结合试剂构成另一中复合体，使得所述化验物的存在范围被检测或观察到。由于发生结合反应的自然属性，在测试开始后必须等待特定时间才能读出结果。这对于视觉半定量类测试来说特别重要，从而测试区或读出线随时间产生。

已经提出各种定时所述结果的方法用于商业设备，包括指示用户在读取化验结果前等待一段时间。其它方法包括一个信号，在特定时间段之后产生，这在我们的共同未决的申请PCT/EP03/00274中公开，所述信号通知用户现在可以读取结果。

作为一种控制并为了保证设备的正确运行，通常在测量区下游提供一个控制区。能够与标记试剂结合的第三结合试剂固定在该控制区中，使得当化验物不存在时，用户将能够检查测试是否正确。EP653625公开了一种横流化验试片，用于与化验读数器一起使用，以便直观地判断微粒标记的结合范围。从US5580794中还已知提供一个集成的化验设备和横流化验试片，其中使用反射测量直观判断所述结果。

US5837546公开了一种制动启动免疫测定设备的方法，借助于该方法，为一个横流载体提供附加的电极，检测试片上是否存在流体，并产生一个信号来接通所述检测电子装置。由于横流型测试的自然属性，要求释放标记微粒结合试剂、液体沿载体(通常是多孔渗水的)的流动和化验物在检测区中的获取，期望优化多孔渗水载体的特性。

载体的孔径大小是一个重要的因素，最好选择为1-12μm。载体最好是硝化纤维，其孔径大小部分地由于制作过程而会变化。化验设备还可以具有一个吸液芯，与载体通过液体通信，用于手机液体样本，且载体通常包括两部分不同地材料。硝化纤维一般用作化验片的载体材料，比传统的试片材料如纸有明显优点，因为其具有结合蛋白质的自然能力，而不需要事先敏化。为了优化化验，硝化纤维在使用前一般经过多次处理，包括使用封堵剂，如聚乙烯醇，以及使用水溶性釉，如糖，以增强标记试剂的释放。

本发明人注意到，液体沿多孔渗水载体的流速对不同测试并不相同。在有的情况下，载体有涌流的趋势，即液体沿载体前移的速度比正常快。相反，有的情况下，注意到液体沿载体前移的速度比正常慢得多，即液体在一定程度上被阻塞。已经发现，这些不同类型的液体流速特性会导致不准确的结果。

由于吸液芯与多孔渗水膜所用材料的不一致的属性，读取结果的最佳时间点(施加液体样本后)会不同。

为了提供本质上更准确和可靠的设备，最好提供可选的或附加的技术特征，其能够判断液体样本沿多孔渗水载体移动的范围和/或速度，并排除那些被判断落在预定限制之外的流速。

最好提供一种方法，其中可以可靠地和可重复地判断读取结果地最佳时间点。

发明内容

在一些实施例中，本发明提供了一种化验设备，包括读数器，用于与横流试片结合使用，其能够以高可靠度和精确度直观定量和/或定性测量化验物浓度。

本发明还提供一种化验读数器，特别与横流试片结合使用，以及执行化验物测量地方法，其中液体沿试片流动的范围和/或速度可以确定，且其中在液体流速判断落在预定限制之外的情况下，可以排除最后的化验结果。

在有的实施例中，用于读出使用液体传输载体执行的化验的结果的化验结果读出设备包括：至少一个光源，其能够发光，这些光入射到载体上两个或多个空间上分离的区中的至少一个；一个光电探测器，布置其位置使得能够监测从两个所述区传出的光，并产生表示在相应区中存在或不存在液体样本的信号；以及一个计算电路，响应所述信号计算沿所述载体流动的液体的流速，比较计算的流速与上限和下限，并且如果计算的流速在所述上限和下限之外，则排除所述化验结果。

在有的实施例中，化验液体样本中一种感兴趣的化验物的方法包括：相对于一个化验结果读数器定位一个液体传输载体，该载体具有至少两个空间上分离的区，该读数器包括封装至少一个光源和至少一个光电探测器的外壳，且所述载体被定位使得所述至少一个光源发光，这些光入射到所述区中的至少一个，且从所述区中的至少一个传出的光入射到所述光电探测器；将液体样本施加或引入到所述液体传输载体；根据由所述至少一个光电探测器产生的表示在相应区中存在或不存在液体样本的信号计算液体样本的流速；以及判断所计算的流速是否在预定可接受范围内。

所述液体传输载体最好包括一个多孔渗水载体，如本领域技术人员公知类型的横流化验试片。可选地，所述液体传输载体可以包括一个毛细管填充室、通道等(如US6113885中所公开的)。液体传输载体可以是化验结果读出设备的整体部分，如US5580794所公开的。在这样的实施例中，结合的读出设备/液体传输载体一般将是一次性的。可选地，液体传输载体可以是一个分离部件，其通常在化验过程中才引入化验结果读出设备。在该后一实施例中，液体传输载体(通常是横流化验试片)通常很偏移，使用一次后即可丢弃，而化验结果读出设备将是可重复使用的，且相对较贵。

附图说明

图1为根据本发明的化验结果读数设备的一个实施例的透视图；

图2是图1所示读数设备实施例的部分内部组件的简化框图；

图3-5是表示从插入图1和2所示读数设备的测试棒的不同部分返回的各种信号及其随时间变化的曲线。

具体实施方式

为了避免疑问，特别强调，此处描述为“优选”、“最好”、“方便地”、“理想地”等的特征可以在一个实施例中与其它特征结合采用，也可单独采用，除非有特别说明。

在描述各个实施例时，各个术语的定义如下：

液体样本：怀疑含有感兴趣的化验物的任何液体物质。这样的样本可以包括人体、动物、人造样本。通常，样本是水溶液或生物液体。

生物液体的例子包括尿、血、血清、血浆、唾液、间质液等。其它可用样本包括水、血液制品、土壤提取液等，用于进行工业、环境、或食品化验以及医学诊断化验。此外，怀疑含有感兴趣的化验物的固体物质只要经过加工形成液体介质，也可用作测试样本，这包括进一步处理以释放化验物。

任何合适的化验物都可测量。特别感兴趣的化验物包括蛋白质、半抗原、免疫球蛋白、荷尔蒙、聚核苷酸、类固醇、药物、传染性疾病因素(例如细菌源或病毒源)如链球菌、奈瑟氏菌、和Chiamydia，以及滥用药物、生物指标如心脏标志等。

通常所公开的化验结果读出设备和方法用于执行诊断化验，即提供关于哺乳动物(通常为人)个体对象的健康状况的信息。

最好计算液体样本沿液体传输载体变化的速度(而不是范围)。

为方便起见，流速在液体传输载体上的两个区之间计算，使得液体样本在第一上游区中的出现和通过被检测到，类似地，液体样本在第二下游区中的出现和通过也被检测到。如果两个区之间的距离固定和/或已知，则通过在第一和第二区测量之间经过的时间，可以很容易计算液体样本的相对或绝对流速。

理论上，第一和第二区可以在液体传输载体上任何位置，例如，第一区可以在最上游端，第二区可以在最下游端。两个区之间的距离(以及因此液体样本的传输时间)可以选择为任何方便值，并可能取决于待判断的化验物的属性和液体传输载体的物理大小和特性。例如，液体传输载体可以包括一个或多个微型流体通道，该通道可选择包含一个或多个不同微型流体元素，如红血细胞分离装置、时间门、或流速控制装置，它们全部会影响样本的传输速度。实践中，期望两个区的间隔在正常流速时，在化验的时间帧之内能计算出足够准确的流速，从而不会耽误化验过程或化验结果判断。对于例如怀孕荷尔蒙hCG的检测和/或定量化验，期望的时间在5-60秒之间。

最好还检测液体样本在液体传输载体上的一个或多个附加区出现或经过。这允许更精确计算流速。当流速可接受范围很窄或流速在液体传输载体上的不同部分变化时(如，由于包含微型流体元件使得不同部分具有不同流量特性时)，更多流速计算区将是有利的。

此外，提供多个“检查区”允许检查液体样本按照期望顺序前进通过每个区，从而在特定上游区检测之前在下游区检测到液体样本时，提醒用户异常的流模式。这样的异常流模式在多孔渗水载体被液体样本淹没(过采样)时会发生。

如果计算的流速在预定可接受范围之外，则可以宣示化验结果无效。这样，流速计算可以作为一个控制特征。如果计算的流速过高，由于多孔渗水载体的淹没(如，由于过采样，或由于制造缺陷导致的化验设备故障，或存储或使用中的损坏)，可以提醒用户并放弃化验结果。同样，如果计算的流速过低(如由于欠采样)，也可放弃化验结果。这样，由于过采样或欠采样导致的错误可以避免。

理论上，可以测量液体样本的任何属性来计算液体前进的速度和/或范围，如样本的电容、电感、或电阻。该多孔渗水载体或其它液体传输载体可以包括一种物质，其在存在所述液体样本时发生可检测的变化。例如在横流化验试片中普遍用作多孔渗水载体的硝化纤维在干燥时不透明(或基本不透明)，但润湿后其不透明度显著降低。测量或检测硝化显微载体在被液体样本润湿后光学反射或透射的变化就足以检测到该液体样本发展的速度和/或范围。

最好用于计算施加到所述液体传输载体上的液体样本的发展速度和/或范围的装置包括光学检测系统。这样的光学检测系统通常将根据液体样本的发展速度和/或范围产生一个或多个信号(最好是电信号)。在一个优选实施例中，合适的光学系统包括至少两个光源和至少一个光电探测器，或至少一个光源和至少两个光电探测器，以便能够光学测量所述液体传输载体的至少两个空间上分开的区。

理论上，光源可以在化验结果读数器外部，如环境光。但是，这极其容易引入变化，因而最好：(a)所述化验结果读数器具有至少一个整体的光源(LED在这方面特别有利)；和(b)所述化验结果读数器具有一个外壳，其基本排除或至少严格限制环境光进入读数设备内部。为此，如果入射到设备外表面的可见光10％以下，优选5％以下，最好1％以下穿透进入设备内部，则可以认为外壳是基本排除环境光的。不透光的合成塑料材料如聚碳酸脂、ABS、聚苯乙烯、高密度聚乙烯、或聚丙烯或含有合适的光阻色素的聚苯乙烯适合用来制作所述外壳。在外壳的外表面可以提供一个小孔，其与外壳内部空间连通：试片或类似多孔渗水载体可以通过该小孔插入来进行化验。

液体样本本身可能具有光学属性(如颜色)，使得会影响对液体样本沿液体传输载体的发展进行光学检测和/或监测。例如，由于存在血红蛋白，血液样本对400nm-600nm波长范围内的光强烈吸收。可选地，液体样本在施加到液体传输载体前，先用容易检测的物质(如染料、荧光物等)掺杂，这不会影响化验的进行，但将便于检测(特别是光学检测)液体样本发展的速度和/或范围。

在另一种装置中，液体传输载体被提供一种容易检测的物质，其由液体样本传输。在这方面，染料、荧光物等比较适合。所述容易检测的物质最好以可释放的方式固定在多孔渗水载体等上，使得与液体样本接触时，被释放。所述容易检测的物质可以是例如不干扰化验的有色物质。在一个优选实施例中，所述容易检测的物质是微粒标记，附着在可移动的特定结合试剂上(对化验物有特定结合)，在检测区中检测该标记构成化验的一个关键特征。

微粒标记可以是适合上述目的的任何物质，包括有色乳胶、染料溶胶、微粒金(particulate gold)。可选地，微粒标记可以包括荧光团，其可以被发出合适波长的辐射的LED激励。

优选的光学检测系统将包括至少一个光源和至少一个光电探测器(如光电二极管)。优选的光源是LED。反射光和/或透射光可以由光电探测器测量。在本说明书中，反射光表示来自光源的光从多孔渗水载体或其它液体传输载体反射到所述光电探测器上。在该情况下，检测器典型地与光源位于载体的同一侧。透射的光表示穿过所述载体的光，典型地所述检测器与光源位于载体相对的两侧。为了测量反射，所述载体可以包含衬背，如白色反射

塑料层。从而，来自光源的光将照在载体上，一部分将从其表面反射，一部分将穿透进入载体，在任何深度被反射，该深度最多是所述反射层所在的深度。这样，反射型测量实际上将涉及光通过所述多孔渗水载体的至少一部分厚度的透射。

在一个实施例中，所述读数器包括一个外壳，其中至少包含两个光源(如LED)和相应的光电探测器，用于接收来自LED的光。

一个光源照射所述液体传输载体的第一上游区，另一个光源照射所述液体传输载体的第二下游区，相应的光电探测器检测从各个区反射和/或透射的光，反射和/或透射的光的多少取决于液体样本(可选地与任何由其传输的吸收光或发射光的物质一起)是否到达对应的区。

在一个特别优选的实施例中，化验结果读出设备包括三个光源，分别照射所述液体传输载体的第一、第二和第三区，并测量至少两个区之间的液体样本流速。为方便起见，计算流速时进行测量的区与判断化验结果时测量的区相同，例如，如果样本中存在化验物，则第一区可以是固定化验物特定标记结合试剂的区，该区称为测试区。

理想地，计算流速时进行测量的区也是为获得控制值而进行的控制测量的区，该控制值用于判断化验过程是否正确。这样的区可称为控制区。

最好有一个区，计算流速时在其中测量，该区也是校准化验结果读数器时测量的区。该区称为参考区。

最好化验读数器中用于对感兴趣的化验物检测和/或定量的组件也用于计算液体流速。这样做的优点是简单和经济，对于一次性设备特别理想。特别地，优选的化验结果读数器具有一个光学检测系统，用于检测感兴趣的化验物的存在和/或含量，同一光学检测系统用于计算流速的测量。

在一个特别优选的实施例中，化验结果读数器从控制区、参考区和测试区获得测量值，控制区位于参考区下游，参考区位于测试区下游(即，参考区位于控制区和测试区之间)。除了其它功能外，参考区还允许液体传输载体被润湿时(如润湿的多孔渗水载体)的光学属性(如反射率和/或透射率)。为方便起见，从测试和控制区获得的结果相对于参考区归一化，这样就考虑并补偿了样本光学属性的任何变化。这在使用生物样本如尿时特别重要，因为这样的生物样本的成份(如浓度)会变化很大，因此颜色和颜色深度会发生变化。

该化验结果读数器的外壳典型地包括一个小孔，使得一个试片能够以可释放的方式插入并(最好)与所述外壳啮合。该外壳这样设计，使得进入读数器的环境光的绝对量很小。最好在所述外壳内提供合适的对准和固定装置，使得试片插入时保持在固定位置。光源安排在所述外壳中，使得当正确插入试片时，它们与要测量的相应的区对准。

化验试片可以是任何常规的横流化验试片，如EP291194或US6352862中公开的试片。试片优选地包括多孔渗水载体，该载体包含一个标记特定结合试剂和一个不带标记的特定结合试剂。光源和对应的光电探测器最好这样排列，使得在使用过程中，来自光源的光照在多孔渗水载体上相应的区中，并被反射或透射到相应的光电探测器。该光电探测器产生一个与照在其上的光的量成正比的电流，该电流然后通过一个电阻产生一个电压。到达光电探测器的光的量取决于存在的有色粒子标记的量，因此，也取决于化验物的量。这样，样本中存在的化验物的量即可确定。该光学判定化验物浓度的方法在EP653625中更详细描述。

可选地，也可用例如在US6113885中公开的将结合试剂置于毛细管中的试片代替如EP291194中公开的包含横流多孔渗水载体的试片。

为了使用根据优选特征中的一部分的化验结果读数设备进行化验测量，将一个试片插入读数器，然后将液体样本施加到试片的一个样本接受部分上。可选地，可以先施加液体样本到试片，然后将试片插入读数器。样本沿多孔渗水载体移动，到达第一区，通常是测试区。当样本加到试片上时，有色微粒标记被再次悬置并与液体一起沿载体移动。当样本流的前端到达第一区时，由于有色微粒标记吸收部分光，到达光电探测器的光亮度降低。记录该反射或透射光强度的变化。实践中，在初始液体前端中微粒标记的量比随后液体中的量多。此外，如果结合反应由于存在化验物而在测试区中发生，则微粒标记会倾向于留在测试区中。因此，观察到的最终电压-时间曲线将取决于有关的区是测试区、控制区还是参考区。对于三个区的系统，将记录三条电压-时间曲线，每个区一条，这些曲线之间由于测量区相互之间在空间上分开而具有时间延迟，因为液体前端到达第一区的时间比到达第二、三区的时间短。

通过分析各个区的电压-时间曲线和已知的区与区间的距离，可以确定液体流速。利用简单的算法，如果计算的流速被确定为太低或太高，则最终化验读数可以被放弃。

在一个典型实施例中，化验结果读取设备还将包括以下一个或多个：中央处理单元(CPU)或微控制器；两个或多个LED；两个或多个光电探测器；电源；以及相关的电路。电源可以包括电池或任何其它合适的电源(如光电池)。CPU通常被编程来判断计算的速度和/或范围是否在预定限度内。

为方便起见，化验结果读数器将包括显示化验结果的方法，其形式可以是例如可听或可视信号。最好所述设备包括可视显示器来显示化验结果，其形式可以是一个或多个LED或其它光源，使得特定光源或光源组合的亮度传达必要的信息给用户。可选地，设备可以具有包括文字和数字的或其它的显示器，如LCD。此外，或可选地，为了显示化验结果，设备还可以以其它方式向用户显示或指示特定化验的结果是否应在预定可接受范围内，以及特定化验的结果是否应当被放弃。如果读数设备判断特定化验结果应当被放弃，其可以提示用户重新化验。适于显示该种信息的显示器对本领域的技术人员来说是公知的，并在WO9951989中公开。

举例

例1

根据本发明的化验结果读出设备的一个实施例示于图1。

该读出设备大约12cm长，2cm宽，且基本上为手指或雪茄形。在优选实施例中，外壳不长于大约12cm，大约2.5cm宽，2.2cm高。但是，也可采用任何方便的形式，如信用卡形式的读数器。该设备包括外壳2，由不透光的合成塑料材料制成(如聚碳酸脂、ABS、聚苯乙烯、高密度聚乙烯、或聚丙烯或含有合适的光阻色素的聚苯乙烯)。在读数设备的一端有一个窄槽或孔4，通过该槽或孔可以将试片(未示出)插入读数器。

在其上表面，读数器包括两个椭圆形小孔。一个小孔中安装液晶显示器6的屏幕，以定性或定量方式向用户显示例如化验结果。另一个小孔安装退出装置8，当该装置动作时，将插入的化验设备强行从化验结果读取设备中退出。

与读数设备一起使用的化验设备是传统的横流测试棒，如US6,156,271，US5,504,013，EP728309或EP782707中公开的形式。化验设备和其插入的读数器的槽的表面形状和大小使得(1)化验设备只能在方向正确时才能插入读数器；(2)读数器与插入的化验设备间有精确的三维对准，从而保证化验结果被正确读出。

在EP833145中公开了展现该精确三维对准的合适化验设备/读数器设备组合。

当化验设备正确插入读数器时，一个开关闭合，将读数器从“休眠”模式激活，读数器通常采用休眠模式以降低能耗。

在读数器外壳内封装的(因而在图1中看不到)是多个组件，在图2中简化示出。

参考图2，读数器包括三个LED：10a、10b和10c。当试片插入读数器时，每个LED与测试棒的相应区对准，LED10a与测试区对准，LED10b与参考区对准，LED10c与控制区对准。相应的光电探测器12检测从各个区反射的光，并产生一个电流，电流大小与入射到光电探测器12上的光量成正比。电流转换为电压，在缓冲器14中缓冲，并送到模数转换器(ADC)16。结果数字信号被微控制器18读取。

在一种简单装置中，提供一个分立的光电探测器从每个区检测(即，光电探测器的数目等于测量反射光的区的数目)。图2所示装置较成熟，且是优选的。提供两个光电二极管12。一个光电二极管检测从测试区反射的光，和部分从参考区反射的光。另一个光电二极管12检测从参考区反射的部分光和从控制区反射的光。微控制器18一次接通一个LED10，使得任何给定时刻三个区中只有一个被照亮，这样，由各个区反射的光产生的信号可以在时间上相区别。

图2进一步简单示出开关20，其在化验设备插入读数器时闭合，激活微控制器18。尽管图2中未示出，但该设备还包括电源(通常为一个或两个钮扣电池)和LCD设备，响应微控制器18的输出。

在使用中，干测试棒(即接触样本前)插入读数器，从而闭合开关20，激活读数器设备，读数器然后执行初始校准。从不同LED发出的光强度很少相同，同样，各个光电探测器一般不会具有相同的灵敏性。由于这样的变化会影响化验读数，所以要执行初始校准，其中微控制器调节每个LED被照射的时间长度，使得从每个区(测试、参考、控制)测量的信号基本相等，且在系统响应曲线的线性区中的合适的工作位置(使得从各个区中反射的光的强度的变化在信号中产生成正比的变化)。

在执行初始校准后，设备执行进一步精确校准。这包括在测试棒干燥的时候对每个区取反射光的强度测量值(“校准值”)，随后的测量值(“测试值”)参考各个区的校准值进行归一化(即，归一化值＝测试值/校准值)。

要进行一次化验，测试棒的一个样本接受部分与液体样本接触。在尿样的情况下，样本接受部分可以伸入尿流中，或将尿样收集在容器中，将样本接受部分简单地浸入样本中(大约5-20秒)。可以在测试棒插入读数器时进行采样，或可选地，测试棒可以从读数器中取出进行采样，再重新插入读数器。

然后开始测量从一个或多个(最好是全部三个)区反射的光的强度，通常是在测试棒插入读数器后特定时间间隔后。最好按规则间隔(如1-10秒间隔，最好1-5秒间隔)提取测量值。该测量值做成在短的(10毫秒或更短)时间段上的多个读数的序列，从而使可能进入读数器内部的环境黄强度的变化产生的影响最小化。

图3是表示使用不含感兴趣的化验物的样本从三个区中的每一个检测的反射光强度(任意值)与时间关系的曲线。测试区的曲线用交叉号表示，参考区的用圆圈表示，控制区的用▲表示。

考虑测试区曲线，有一个初始滞后阶段，在该阶段中液体样本沿多孔渗水载体移动。在该阶段中，被测试区反射的光基本上是恒定的。当样本到达测试区时，反射光的量急剧减少。这主要是因为液体样本传输的有色标记吸收光。但是，反射光强度的减小中的一部分仅仅是由于硝化显微多孔渗水载体被润湿的缘故，因为干燥的硝化显微更具反射性。

当液体前端移动经过测试区时，反射光的量开始增加，有色标记随着样本向下游传输经过测试区。反射光强度不会返回到初始值，因为硝化显微变湿，以及因为液体前进时留下少量有色微粒标记。

参考和控制区的曲线基本与测试区类似，但它们在测试区下游，因而进一步滞后。特别地，控制区曲线不会返回到初始反射光强度，因为产生了“控制线”(即有色微粒标记在控制区中沉积)。

图4基本与图3类似，示出用百分比归一化结果所获得的曲线(即测试值被校准值除，再乘以100)。曲线按照校准值的百分比与时间的关系表示。图4表明，相对于初始校准读数对测试读数进行归一化减小了来自测试、参考、和控制区的信号的变化(尽管由于控制区中标记试剂的沉积，控制区的值仍然较低)。

为了计算液体样本沿多孔渗水载体的流速，举例的读数设备实际上比较从测试和控制区获得的归一化结果与从参考区获得的结果，以获得“反射光强度的相对衰减”(％A)。

$\%A=\frac{\mathrm{Ref}\left(t\right)/\mathrm{Ref}\left(\mathrm{cal}\right)-\mathrm{Test}\left(t\right)/\mathrm{Test}\left(\mathrm{cal}\right)}{\mathrm{Ref}\left(t\right)/\mathrm{Ref}\left(\mathrm{cal}\right)}$

图5示出含有感兴趣的有关化验物的样本的典型％A曲线(相对于时间)。正衰减表示对应的区反射的光少于参考区，而负衰减表示对应的区反射的多少于参考区。

参考测试区的％A曲线，显然测试区信号在液体样本(带有有色微粒标记)到达测试区但还没有到达参考区时，首先显著衰减(相对于参考区)。大约35秒后，液体样本开始到达参考区，导致测试区的相对衰减突然下降。大约40秒后，液体前端开始离开参考区，导致参考区的反射率增大，因而导致测试区的相对衰减增大。这稳定并最终达到一个平台，在刚好小于30％的正衰减，由于样本中存在感兴趣的化验物，测试区获得一些有色微粒标记。

考虑控制区的曲线，显然最初有一个急剧下降(负衰减)，因为液体样本在控制区之前到达参考区。当液体样本在控制区之前开始离开参考区时，来自控制区的信号的相对负衰减开始返回到零，当液体样本到达控制区时，相对衰减变成正的，并达到大约15％的平台值，因为标记试剂在控制区中沉积提供正的控制结果。

尽管在此处举例的读数器中测试区结果与参考区结果比较，但也可比较测试区结果与控制区结果。

一般而言，流速是通过检测与液体样本到达特定区有关的反射光强度的变化并判断液体样本到达各个区所经过的时间而计算的。更精确地，流速如以下所述计算。

所有三个区的信号测量都不考虑液体在试片上的位置。

在测试区信号的衰减相对于参考区信号衰减测量。当液体前端到达测试区时，信号衰减将相对于参考区变化，因为液体前端还没有到达参考区(参考区位于测试区下游)。当测试区相对于参考区的信号衰减大于10％时，定时开始。应当注意，10％表示可信度，包括附加到测量读数上的任何误差裕量，误差本身取决于各种测量参数，如试片、光学器件。其可以变化，并被选择为任一方便的值。

液体然后前进到参考区，并且当控制区相对于参考区的信号衰减大于负10％(-10％)时，设备认为液体已经到达控制区(负值表明控制区位于测试区下游)。当控制区相对于参考区的信号衰减大于(即更加正)零时，设备判断液体已经到达控制区。这样，设备测量的时间不必精确对应于液体到达相应区的时间。

尽管在该例子中读数器测量液体在测试和控制区之间通过的速度，它相对于从参考区获得的信号测量。但是液体到达测试和控制区的时间可以以绝对值判断(即，不用通过相对于参考区测量)。

读数器还被编程为如果液体样本在参考区检测到之前在控制区检测到，则宣告化验结果无效，因为这表示液体样本经过异常路径。

例2

一套光学器件用于确定信号和流速。最大和最小流速分别设置为5和40s。因此，经过40s以上的任何样本都由于过慢而被放弃(可能由于欠采样)，比5s更快的任何样本都由于过快而被放弃。流速会受多种因数影响，包括多孔性、控制和测试区之间的距离以及多孔渗水试片内任何可能改变流量的化学属性。

定时被确定，并且当流体到达测试线时设置为零。然后定时器被置位，并测量液体到达控制线的时间。作为进一步的控制检查，设备监测液体经过参考区。作为更进一步的控制特征，设备还监测液体依次经过测试、参考和控制区，才认为流速测量值可信，即使其满足5-40s的流速范围。

当然，在其它实施例中，根据测试液体的特定属性和/或上述因素，上限和下限流速可以设置为多种不同值。

Claims (17)

1.一种化验结果读出设备，用于读取使用液体传输载体执行的化验的结果，该设备包括：

至少一个光源，其能够发光，这些光入射到所述载体上两个或多个空间上分离的区中的至少一个上；

至少一个光电探测器，布置其位置使得能够检测从两个所述区中的每个传出的光，并产生表示在相应区中存在或不存在液体样本的信号；以及

一个计算电路，响应所述信号来：

计算沿所述载体流动的液体的流速；

比较计算的流速与上限或下限；并且

如果计算的流速在所述上限或下限之外，则放弃所述化验结果。

2.如权利要求1所述的设备，其中所述载体包括多孔渗水载体。

3.如权利要求1所述的设备，其中所述至少一个光源包括发光二极管。

4.如权利要求1所述的设备，其中所述至少一个光电探测器包括光电二极管。

5.如权利要求1所述的设备，其中所述至少一个光源包括至少两个光源，且所述至少一个光电探测器包括至少两个光电探测器。

6.如权利要求5所述的设备，其中：

第一光源能够发光，该光入射到两个所述区中的一个区上，且第一光电探测器检测从该区传出的光；且

第二光源能够发光，该光入射到两个所述区中的另一个区上，且第二光电探测器检测从该另一个区传出的光。

7.如权利要求1所述的设备，其中所述至少一个光源包括至少两个发光二极管，且所述至少一个光电探测器包括至少两个光电二极管。

8.如权利要求1所述的设备，其中表示一个区中存在或不存在液体样本的所述信号是根据所述载体的光学反射率、透射率或该二者来计算的。

9.如权利要求1所述的设备，进一步包括封装所述至少一个光源和至少一个光电探测器的外壳。

10.如权利要求9所述的设备，其中所述外壳不大于12厘米长、2.5厘米宽、和2.2厘米高。

11.如权利要求1所述的设备，其中所述至少一个光源和至少一个光电探测器布置在不大于1平方厘米的面积内。

12.如权利要求11所述的设备，其中所述至少一个光源和至少一个光电探测器布置在不大于0.7平方厘米的面积内。

13.如权利要求1所述的设备，其中由所述至少一个光电探测器产生的信号表示一个区中存在的化验物含量。

14.一种化验液体样本中感兴趣的化验物的方法，该方法包括：

相对于一个化验结果读数器定位一个液体传输载体，该载体具有至少两个空间上分离的区，该读数器包括封装至少一个光源和至少一个光电探测器的外壳，且所述载体被定位使得所述至少一个光源发光，这些光入射到所述区中的至少一个，且从所述区中的至少一个传出的光入射到所述光电探测器；

将液体样本施加或引入到所述液体传输载体；

根据由所述至少一个光电探测器产生的表示在相应区中存在或不存在液体样本的信号计算液体样本的流速；以及

判断所计算的流速是否在预定可接受范围内。

15.如权利要求14所述的方法，进一步包括如果所计算的流速不在预定可接受范围内，则放弃化验结果。

16.如权利要求14所述的方法，其中所述液体传输载体的位置至少部分在所述化验结果读数器内部。

17.如权利要求14、15或16所述的方法，其中所述化验结果读数器进一步包括一个第二光电探测器，所述至少一个光源包括第一、第二、和第三光源，所述液体传输载体包括三个空间上分离的区，且其中：

每个光源相对于一个对应的试片区定位并从该对应的试片区偏移；

所述第一光电探测器定位为接收从所述第一和第二区传出的光；且

所述第二光电探测器定位为接收从所述第二和第三区传出的光。

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