CN1677105A - 光电子快速诊断测试系统 - Google Patents

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帕特里克·T·皮特鲁诺
丹尼尔·B·罗伊特曼
周荣
罗伯特·E·威尔逊
陈叶
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Abstract

本发明公开了使用一次性模块的快速诊断测试系统或方法，该一次性使用模块包括光电检测器。光电检测器产生表示对来自介质上的测试区域的光的测量结果的电信号，介质比如为用于结合分析的横流片。对于光测试，测试介质可以包含将比如量子点的持久性荧光结构附着到目标分析物的标定物质，使得光电检测器可以测量荧光。使用多个光电检测器和分离或过滤波长对应于不同荧光标定物质的光的光学系统可以同时对多个分析物进行测试。一次性使用模块可以包括显示装置或LED以可视地指示测试结果，或电信号可以被输出以在可重复使用模块中处理。

Description

光电子快速诊断测试系统
技术领域
本发明一般地涉及快速诊断测试系统，更具体地，涉及光电子快速诊断测试系统。
背景技术
目前，快速诊断测试工具包可用于对各种各样的医学和环境状况进行测试。一般，这样的测试工具包采用对分析物专一性的结合分析(bindingassay)来检测或测量特定的与环境或生物相关的化合物，比如荷尔蒙、代谢物、毒素或病原体引发的抗原。
“横流”片(“lateral flow”strip)是一种便于进行结合分析的结构，例如图1所示的测试片100。测试片100包括几个沿着样品流动路径布置的“区”。具体地，测试片100包括样品接收区110、标定区120、捕获或检测区130以及吸收区140。区110、120、130和140可以被附着到共同的背衬150上，并且它们通常都是由允许毛细作用产生液体流动的材料制成，比如经化学处理的硝化纤维。
测试片100以及横流免疫测定法的优点通常在于简化了测试程序并可以快速地获得测试结果。具体而言，用户仅仅将流体样品施加于接收区110，这些流体样品比如有血液、尿液或唾液。然后，毛细作用将液体样品向下游方向拉动到标定区120内，该标定区120含有用于间接标定目标分析物的物质。对于医学测试，标定物质通常是附着有染料分子的免疫球蛋白，但或者也可以是专一性地结合目标分析物的非免疫球蛋白的化合物。
样品从标定区120流到捕获区130，在这里样品与含有被固定的化合物的测试区域或测试条132接触，该化合物能够专一性地结合被标记的目标分析物或者分析物与标定物质所形成的复合体(complex)。作为一个具体的例子，对分析物专一性的免疫球蛋白可以被固定在捕获区130。被标记的目标分析物与被固定的免疫球蛋白结合，使得测试条132保留住被标记的分析物。样品中所存在的被标记的分析物通常会在测试条132中产生视觉上可察觉的变色，该变色在测试开始的数分钟内出现。
捕获区130中的控制条134用于指示程序已进行。控制条134位于测试条132的下游，并且起到结合并保留标定物质的作用。控制条134可看见的变色表示由于液体样品流经捕获区130而导致存在标定物质。当样品中不存在目标分析物时，测试条132不会显示出可以看见的变色，但是控制条134中标记的累积表示样品已经流经捕获区130。吸收区140然后将收集任何多余的样品。
这些免疫测定程序的一个问题在于难于提供定量测量。具体地说，定量测量可能需要确定被结合在测试条132中复合体的数量。进行这种确定的测量设备可能很昂贵，并且由于含有样品的捕获区120通常被暴露以进行测量，因此它容易受到污染。而且，在测试中所使用的染料的强度当暴露于光线时通常非常迅速地降解(例如，在数分钟或数个小时内)，使得基于颜色强度的定量测量必须以某种方式考虑染料的降解。另一方面，一次性使用的快速诊断测试工具包的家庭用户在根据测试条132的颜色或色调解释测试结果时会遇到困难，特别是因为染料强度会在数分钟之内发生变化。
另一种测试技术同时将样品施加于面板上的多个测试，这种技术通常在实验室中进行。对于这种类型的测试，样品的多个部分被施加到分开的测试溶液中。每个测试溶液都通常包含有标定化合物，该标定化合物专一性地与正进行的测试相关联的目标分析物结合。常规而言，这些测试是分开的，因为如果结合不同目标分析物的标定化合物被组合在同一溶液中，那么通常将难于对它们进行区分。
标题为“Method of Detecting an Analyte in a Sample UsingSemiconductor Nanocrystals as a Detectable Label”的美国专利No.6,630,307描述了一种方法，该方法对不同的目标分析物使用不同类型的半导体纳米晶体或量子点来标记结合化合物。这些不同类型的纳米晶体在被暴露于适当波长的光时，发出荧光来产生不同波长的光。因此，使用量子点的不同组合来标记的结合化合物可以通过从量子点发射的荧光的光谱分析而加以区分。
发明内容
根据本发明的一个方面，光电子快速诊断测试系统可以包括比如发光二极管(LED)或激光二极管的光源，该光源照射比如测试片的测试结构。在用于目标分析物的标定物质中，该测试结构优选地使用比如半导体纳米晶体或量子点的持久性荧光物质。荧光物质被结合到目标分析物时可以被固定在测试条或测试区域，并暴露于光源的光。该持久性荧光物质产生荧光以发射特征波长的光。电子光电检测器或成像装置然后可以检测从测试条以特征波长发射的光，并且产生指示测试结果的电信号。测试结果可以很容易被量化，因为所发射的光的强度并不具有染料那样的快速时间依赖性，而染料传统上被应用于快速测试系统。
该诊断测试工具包的光电子部分可以被廉价地制造以用于一次性使用的应用。结果信号的电的本性也导致可以使用许多电子系统来对它自身进行处理和传输。例如，在一次性使用测试模块中的控制逻辑部分可以启动结果指示器(例如，外部LED或字母数字LCD)来明确地指示测试结果。或者，一次性使用测试模块可以包括连接到可重复使用的数据处理设备的接口。该电子接口不再要求可重复使用的设备直接测量或被暴露于含有目标分析物的材料，从而降低了在随后的测试期间产生交叉污染的机会。
本发明一个具体的实施方案是包括光电检测器和光源的快速诊断测试系统。光源照射含有样品的介质，并且在介质被照射时，光电检测器测量来自介质的测试区域的光。
在本发明这个实施方案的一种变体中，介质可以是用于进行结合分析的横流片，并且包括将荧光结构(比如半导体纳米晶体或量子点)结合到目标分析物的标定物质。光电检测器然后测量具有由于照射荧光结构而产生的荧光的特征频率的光。
快速诊断测试系统还可以包括第二光电检测器和光学系统，该光学系统被配置来接收来自测试区域的光，并将光引导至两个光电检测器。具体而言，该光学系统可以使用衍射元件(diffractive element)或薄膜滤色片来实现，并且它过滤或引导不同颜色的光用于独立的测量。例如，该光学系统可以将具有第一频率的光与具有第二频率的光相分离，引导具有第一频率的光以由第一光电检测器测量，引导具有第二频率的光以由第二光电检测器测量。通过颜色分离或过滤，介质可以包括第一标定物质和第二标定物质，第一标定物质将第一荧光结构结合到第一目标分析物，第二标定物质将第二荧光结构结合到第二目标分析物。当被照射时，第一荧光结构发射具有第一频率的光，该光由第一光电检测器测量；第二荧光结构发射具有第二频率的光，该光由第二光电检测器测量。
光电检测器和介质可以被包含在一次性使用模块中，该一次性使用模块是独立的设备或者需要连接到可重复使用模块上来完成测试。例如，可重复使用模块可以拥有插口，一次性使用模块可以被插入到该插口中以传递电信号和/或光信号。
本发明另一个具体的实施方案是用于快速诊断测试的方法。该测试方法通常包括：将样品施加到一次性使用模块中的介质上，该一次性使用模块包括光电检测器；照射该介质的至少一部分；以及，从光电检测器产生测试结果电信号。测试结果电信号可以多种方式被使用，来向用户指示测试结果。例如，本方法的一种变体包括响应于测试结果电信号来启动一次性使用模块上的显示装置，比如字母数字显示装置或LED。本方法的另一种变体包括将来自一次性使用模块的电测试信号输出到可重复使用模块。该可重复使用模块然后可以实现通知用户测试结果的用户接口。
附图说明
图1示出了用于对分析物专一性的结合分析的传统测试片；
图2A、2B、2C和2D示出了根据本发明另一个实施方案的光电子快速诊断测试工具包的横截面视图；
图3图示了根据本发明实施方案的测试系统，该测试系统使用衍射光学衬底用于聚焦和过滤；
图4图示了根据本发明实施方案的测试系统，对于光学信号，该测试系统使用衍射透镜和薄膜滤色片；
图5是根据本发明实施方案的测试系统的剖面图，该测试系统包含电池以及用于启动测试的扯动标签；
图6是测试系统的立体图，在该测试系统中测试片的样品接收区位于壳体中，并且通过该壳体上的开口来使用；
图7A和7B是根据本发明实施方案的测试系统的立体图，其中一次性使用光子设备具有用于与可重复使用测试台进行通信的电接口；
在不同的图中使用同样的标号来指示类似或相同的项。
具体实施方式
根据本发明的一个方面，快速诊断测试系统采用了产生测试结果电子信号的一次性光电子设备。该光电子设备优选地含有测试条或测试结构，该测试条或测试结构使用能够将比如量子点的持久性荧光物质结合到目标分析物的标定物质；或者与这种测试条或测试结构一起使用。该测试系统可以包括光源和比如光电二极管的光电检测器，光源以适当波长的光照射测试区域以引发荧光，光电检测器则测量所得到的荧光以对目标分析物进行检测。
图2A示出了根据本发明实施方案的测试系统200的横截面图，其中光电子设备读取测试结果。在本发明各个实施方案中，系统200可以对任何希望的医学或环境状况或物质进行测试，这些医学或环境状况或物质包括(但不限于)葡萄糖、怀孕、传染病、胆固醇、心脏标志物、药物滥用症状、化学污染物或生物毒素。系统200包括壳体210、测试片220以及电路240，而电路240包括光源250、电池252、控制单元254以及光电检测器256和258。
壳体210可以是由塑料或适于安全地容纳正被分析的液体样品的其它材料制成。在所图示的实施方案中，壳体210具有开口，测试片220的一部分通过该开口伸出，用于将样品施加到测试条220的样品接收区222。或者，测试片220可以被装入到壳体210中，而对测试片220施加样品则是通过壳体210上的开口。
测试片220可以基本上与传统的测试片相同，比如上面参考图1所述的测试片220，但是在测试片220中，用于标定目标分析物的物质优选地包括量子点或在暴露于适当波长的光时会以恒定的强度发出荧光的类似结构。为了进行测试，用户将样品施加到测试片220的样品接收区222。样品从接收区222流入到壳体210内的标定区224。标定物质将量子点或其它持久性荧光结构结合到目标分析物。然后，包括标定物质的样品进入包括测试条226和控制条228的捕获区或检测区。测试条226是这样的区域，其包含被固定的物质，该物质被选择来结合和保留含有目标分析物和量子点的被标记的复合体。控制条228是这样的区域，其含有被固定的物质，该物质被选择来结合或保留标定物质。
电路240中的光源250在测试期间照射测试条226和控制条228。光源250优选地是发光二极管(LED)或激光二极管，它们发射频率使得测试条226或控制条228中的任何量子点发出荧光的光。通常，量子点由于高频(或短波长)的光(例如蓝光至紫外光)而发光，并且该荧光相比光源250的光频率更低(或波长更长)。
光电检测器256和258分别位于从测试条226和控制条228所发射的光的路径上，并且分别测量来自条226和228的荧光。可以使用反射片或其它光引导结构(未示出)来将来自测试条226的光引导至光电检测器256，以及将来自控制条228的光引导至光电检测器258。在图2A的实施方案中，光电检测器256和258各自具有滤色片257和259，滤色片257和259透过频率与所选择的荧光相关联的光，但却阻挡其它的频率，尤其是发射自光源250的光的频率。另外，标定物质可以包括两种类型的量子点。一种类型的量子点发射第一波长的光，并且被附着到结合至目标分析物和测试条226的物质上。另一种类型的量子点发射第二波长的光，并且结合到控制条228。滤色片257和259然后可以被设计成使得光电检测器256测量来自在目标分析物存在时测试条226所截留的那一类型量子点的光，而光电检测器258测量来自控制条228所截留的那一类型量子点的光。
量子点提供了强度在长时间段中保持恒定的荧光，该强度不是像传统测试染料那样由于暴露于光时的降解而快速降低。于是，来自检测器256和258的强度测量结果表示荧光的量，分别正比于在条226和228中的量子点数量，并且不会随着时间快速改变。因此，这些强度测量结果提供对目标分析物浓度的定量指示。
控制单元254可以是具有模数转换器的标准微控制器或微处理器，其接收来自检测器256和258的电信号。这些电信号指示来自条226和228的测量强度，并且控制单元254处理这些电测试信号，然后根据要求操作输出系统来指示测试结果。在图2A中，例如，输出系统包括LED灯261和262。当来自测试条226的荧光高于阈值水平时，控制单元254可以启动一盏灯261，以标识在测试条226中存在目标分析物。当来自测试条226的荧光的强度低于阈值水平但光电检测器258从控制条228测量的强度高于阈值水平时，控制单元254可以启动另一盏灯262，因此指示样品已经通过了测试条226。具有三盏或更多的LED或一盏或更多的LED的具体闪烁模式的系统可以类似地指示其它测试结果(例如，不确定性测试)或测试状态(例如，指示测试正在进行)。
图2B图示了测试系统200B，该测试系统200B类似于测试系统200，但却包括字母数字显示装置264以输出测试结果。例如，双字符或三字符的LCD阵列可以基于来自测试条226的荧光的测量强度来提供数字输出。显示装置264可以结合比如图2A所图示的LED或其它输出系统使用。
图2C图示了使用另一种测试结果输出技术的测试系统200C。具体而言，测试系统200C通过外部端子266输出电信号以指示测试结果。如下面继续描述的那样，测试系统200C因此可以将测试结果电信号提供给能够处理、转换或传输该测试结果信号的电子设备(未示出)。测试系统200C的优点在于，比如电池252的电路元件可以从电路240中被移除以降低测试系统200C的成本，并且电力可以通过外部端子266被提供给电路240。
图2D图示了根据本发明实施方案的测试系统200D，该测试系统200D采用了成像系统255以检测荧光。成像系统255可以包括二维CCD或CMOS成像阵列或类似的能够产生电子形式的图像(例如，表示所捕获图像或帧的像素值阵列)的光电子成像仪。控制单元254可以分析来自成像系统255的数字图像以确定从条226和228所发射光的强度和颜色。基于对图像的分析，然后可以输出测试结果。
测试系统200、200B、200C和200D的一些优点包括用户接收测试结果的方便性、测试结果的一致性和准确性。LED灯261和262以及字母数字显示装置提供了用户很容易就可以读取的结果。相比较而言，依赖于染料来指示测试结果的传统快速诊断测试可能要求用户区分测试条中的色调或强度。这种解释易受到用户判断错误以及染料在暴露于光之后数分钟之内退色的影响。比较而言，来自量子点的荧光不会随着时间迅速退色，并且电路240产生对荧光强度非主观和/或定量的解释。
采用量子点的测试系统另外的优点是能够在同一测试条中测试几种分析物。图3例如图示了根据本发明实施方案的测试系统300的一部分，该测试系统300对样品中是否存在多种目标分析物进行测试。测试系统300包括测试片320、光电子电路340以及干涉光学系统330。
测试片320可以是基本上与上面所描述的测试片220相同，但是测试片320包括对应于不同目标分析物的多种标定物质。每种标定物质都将相应类型的量子点结合到相应的目标分析物上。用于不同标定物质的量子点优选地产生具有不同特征波长的荧光(例如，525、595和655nm)。具有不同荧光频率的适当量子点和适于结合到对分析物专一性免疫球蛋白的生物涂层可以从Quantum Dot Inc.以商业方式获得。测试片320包括测试条326，该测试条326被处理来结合并且固定包括目标分析物和各个标定物质的不同复合体。在同一测试结构中对多种分析物进行测试对于测量多个因素的胆固醇或心脏病类测试系统特别适合。
光源250采用波长使所有不同量子点发荧光的光照射测试条326。于是，如果在测试条326中存在不只一种目标分析物，那么来自测试条326的荧光将包含有不同波长的荧光。光学系统330分离不同波长的光，并且将每种不同的波长的光聚焦到相应的光电检测器342、343或344。光电检测器342、343和344还可以包括适当的滤色片，于是它们提供指示在测试条326中各种量子点的数量的单独的电信号，并因此指示各个目标分析物的浓度。如上根据图2A、2B和2C所述，控制和输出电路(未示出)然后可以将测试结果提供给用户或独立的设备。
在图3中光学系统330是光学衬底，将不同波长聚焦到不同的光电检测器342、343和344上。在本发明的一个实施方案中，光学系统330包括材料比如为玻璃或塑料的光学衬底，并具有由非透明区域或表面非连续性构成的图案，能提供所希望的不同波长荧光的分离或聚焦。但是，使用其它方法和结构，也可以低廉地制造比如光学系统300的衍射光学元件。
图4示出了与图3的测试系统300相类似的测试系统400的一部分，但是测试系统400包括由折射透镜431、432、433和434以及位于棱镜上的薄膜滤色片436、437和438构成的光学系统430。具体而言，透镜431在光源250照射测试条326中的量子点时接收和准直从测试条326发射的荧光。滤色片436被设计来透过频率对应于由光电检测器342测量的量子点的光，并且反射由光源250发射的或由其它类型的量子点的荧光得到的频率的光。通过层叠具有获得所希望特性的厚度和折射系数的介电层，可以设计或构建能够透过所希望的波长的光但却反射其它波长的光的薄膜。或者，滤色片436可以包括衍射系数光栅滤光片或着色材料。透镜432将透过滤色片436的光聚焦到检测器342的感光区域，其还可以包括额外的滤色片以额外地选择所希望的光的色彩。
从滤色片436反射的光被入射到滤色片437上。滤色片437被设计来反射波长对应于检测器343的光，并且透过不需要的波长。透镜433将从滤色片437反射的光聚焦到检测器343的光电感应区域上。透过滤色片437的光入射到滤色片438，滤色片438被设计来反射波长对应于检测器344的光，并且透过不需要的波长。透镜434将反射自滤色片薄膜438的光聚焦到检测器344的光电感应区域上。
光学系统330和430仅仅提供了使用衍射元件或薄膜滤色片来分离光不同的波长以及进行测量的光学系统的说明性例子。使用其它技术(例如，彩色棱镜)的光学系统也可以被用来分离或过滤荧光。这样的光学系统的特性和几何形状通常将取决于不同类型的量子点的数量以及该荧光的波长。
图5图示了根据本发明实施方案的测试系统500的剖视图。如图所示，测试系统500包括壳体510，在壳体510一端具有第一狭缝，测试片520延伸通过该第一狭缝，在壳体510相对的一端具有第二狭缝，扯动标签530延伸通过该第二狭缝。光电子电路540包括光源250、电池252以及其它所希望的电路元件，并且被装入壳体510内部。另外，光学系统(未示出)可以被包括在壳体510内，以分离光学信号或将光聚焦到电路540中一个或多个光学检测器上。
测试片520可以基本上与上面被描述来测量一个或多个目标分析物的测试片220或320相同。扯动标签530可以作为开关，最初位于电池252和触点之间，该触点连接电池252向电路540提供电力。为了进行测试，用户将样品施加到测试片520暴露的部分，并且将标签530拉扯出壳体510以启动电路540。于是，电路540照射测试片520，测量从测试片520的目标区域得到的荧光的强度，并且产生输出信号。
图6图示了根据本发明实施方案的测试系统600，该测试系统600在壳体610内装入了测试片520。为了简化样品导入，壳体610包括开口612，样品通过该开口612漏入到测试片520的样品接收区上。壳体610的优点在于改善了导入样品之后对测试片520的隔离。然后，可以用罩(未示出)来覆盖开口612以进一步提高在导入样品之后于测试系统600处置期间对样品的隔离。图6还图示出：测试系统600可以包括扯动标签530来开始测试工具包600的电操作，以及包括LED 614和616来指示测试状态和结果。
图7A图示了根据本发明另一个实施方案的测试系统700。测试系统700包括一次性使用模块710和可重复使用的模块720。一次性使用模块710包括测试片520，该测试片520可以通过壳体714上的开口712来使用，其方式类似于上面针对图6的测试系统600所描述的方式那样。一次性使用模块710具有包括端子716的电接口，该端子716可以被插入到可重复使用模块720上的插口722上。可重复使用模块720然后可以在LCD显示装置724或任何其它适当的用户接口上显示测试结果。
模块710和720共同形成了能够读取、分析和提供测试结果的光电子电路。通常，一次性使用模块710包括一个或多个用于测试片520所产生的荧光的光电检测器以及滤光片。光源通常位于一次性使用模块710中，但是当一次性使用模块710具有窗或其它能够将所需要频率的光传导入模块710的光学接口时，那么光源也可以被包括在可重复使用模块720中。可重复使用模块720可以包括比如控制电路、电池的其它电路元件，以及比如显示装置724的用户接口电子设备。通过插口722和端子716，可重复使用模块720可以为一次性使用模块710提供电力，并且可以接收测试结果信号。在一个实施方案中，测试结果信号是直接来自一次性使用模块710中光电检测器的模拟电子输出信号。或者，一次性使用模块710可以包括放大器、模数转换器和/或其它初始信号处理元件，其将经预处理的信号提供给可重复使用模块720。
测试系统700的优点在于降低了一次性使用模块710的成本。具体而言，通过在可重复使用模块720中包括更多的电路元件，反复进行测试的成本得以降低，并且测试结果输出的完善度得以增加(例如，使用字母数字或语音输出来替代警告灯)。这对于重复进行的测试，比如家庭中测试葡萄糖水平或几乎所有在医生诊所进行的诊断测试而言，是特别地有用。另外，可重复使用模块720从一次性使用模块710接收电信号，而不需要直接测量含有样品的测试片520。可重复使用模块720于是不容易受到样品污染，而样品污染可能影响后续测试的结果。
图7B图示了测试系统750，如图测试系统750使用一次性使用模块710和更加精巧的可重复使用模块730。在所图示的实施方案中，可重复使用模块730包括插口732、显示装置734、键盘736和端口738。插口732可以基本上与图7A的插口722相同，并被用来接纳一次性使用模块710，以在模块710和730之间传输电力和信号。显示装置734可以是LCD显示装置、触摸屏或类似的装置，它是可重复使用模块730用户接口的一部分，并且可以显示包括测试结果和控制信息在内的任何所希望的信息。键盘736提供用于输入数据或系统控制参数的用户接口。端口738提供了到其它比如计算机或通信网络的其他系统的连接，并且例如可以是用于通过电话线的调制解调通信、USB或火线、或以太网标准等等的插座。
是采用如图7A的系统700中相对简单的可重复使用模块720，还是采用如图7B所示的更复杂一些的可重复使用模块730，这通常将取决于所进行测试的类型和所需要的结果。例如，商业产品可以包括一个可重复使用模块720以及一套六个或更多的一次性使用模块710，其意图是使得可重复使用模块720仅能够被使用有限的次数(例如，仅使用同一包装中的一次性使用模块)。比较而言，可重复使用模块730可以被设计来重复在很多次的测试中使用，并与一次性使用模块710分开销售。而且，进行不同测试的一次性使用模块可以与标准化的可重复使用模块730相兼容，这将允许可重复使用模块730可以在医生诊所中使用，例如用于控制和输出许多不同类型的测试。
虽然已经参照具体的实施方案对本发明进行了描述，但是该描述仅仅是本发明申请的例子，而不应当被视为限定。对所公开的实施方案的特征进行各种修改和组合都将落入由权利要求所确定的发明范围之内。

Claims (20)

1.一种快速诊断测试系统，包括：
用于照射含有测试样品的介质的光源，其中，所述介质包括标定物质，所述标定物质将持久性荧光结构结合到目标分析物上；以及
第一光电检测器，它被配置来测量来自所述介质的测试区域的光。
2.根据权利要求1的系统，其中，所述第一光电检测器测量的光具有由于所述光源照射所述持久性荧光结构而产生的荧光的特征频率。
3.根据权利要求2的系统，其中，所述持久性荧光结构包括量子点。
4.根据权利要求2的系统，其中，所述介质包括用于进行结合分析的横流片，并且所述测试区域含有被固定物质，所述被固定物质结合并保持包括所述标定物质和所述目标分析物的复合体。
5.根据权利要求1的系统，还包括：
第二光电检测器；以及
被配置来接收来自所述测试区域的光的光学系统，其中，所述光学系统将具有第一频率的光与具有第二频率的光相分离，使得所述第一光电检测器测量具有所述第一频率的光，所述第二光电检测器测量具有所述第二频率的光。
6.根据权利要求5的系统，其中，所述光学系统包括衍射元件，所述衍射元件将所述第一频率的光导向所述第一光电检测器，将所述第二频率的光导向所述第二光电检测器。
7.根据权利要求5的系统，其中，所述光学系统包括滤色片，所述滤色片透过具有所述第一频率和第二频率其中一个频率的光，并且反射具有所述第一频率和第二频率中另一个频率的光。
8.根据权利要求5的系统，其中，当所述光源照射所述持久性荧光结构时，所述持久性荧光结构发射具有所述第一频率的光；并且其中，所述介质还包括含有第二荧光结构的第二标定物质，所述第二荧光结构在被照射时发射具有所述第二频率的光。
9.根据权利要求1的系统，其中，所述第一光电检测器包括成像阵列的一部分，所述成像阵列捕获包含所述介质的所述测试区域的图像。
10.根据权利要求1的系统，其中，所述第一光电检测器和所述介质被包含在一次性使用模块中。
11.根据权利要求10的系统，还包括可重复使用模块，所述可重复使用模块具有插口，所述一次性使用模块可以被插入到所述插口中以在所述一次性使用模块和所述可重复使用模块之间传递测试信号。
12.根据权利要求11的系统，其中，所述可重复使用模块实现能够指示测试结果的用户接口。
13.一种用于快速诊断测试的方法，包括：
将样品施加到一次性使用模块中的介质上，所述一次性使用模块包括光电检测器；
照射所述介质的至少一部分；
从所述一次性使用模块中的光电检测器产生测试结果电信号；以及
将所述测试结果电信号从所述一次性使用模块传输到可重复使用模块。
14.根据权利要求13的方法，其中，所述介质包括将持久性荧光结构结合到目标分析物的标定物质，并且所述光电检测器测量具有由于照射所述持久性荧光结构而产生的荧光的特征频率的光。
15.根据权利要求14的方法，其中，所述持久性荧光结构包括量子点。
16.一种用于快速诊断测试的方法，包括：
将样品施加到包含标定物质的介质上，所述标定物质将持久性荧光结构结合到目标分析物；
照射所述介质的至少一部分；以及
产生指示对荧光进行检测的电信号。
17.根据权利要求16的方法，其中，所述持久性荧光结构包括量子点。
18.根据权利要求16的方法，其中，所述介质在一次性使用结构内，所述一次性使用结构包括测量来自所述持久性荧光结构的荧光的光电检测器。
19.根据权利要求18的方法，还包括响应于所述电测试结果信号启动在所述一次性使用结构上的显示装置。
20.根据权利要求16的方法，其中，所述电信号指示荧光的强度。
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