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Bereich der Technologie
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf die optische Auslesung von diagnostischen Tests und insbesondere auf Spektralsensoren als Auslesegeräte für Lateral Flow Tests.
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Hintergrund
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Diagnostische Tests werden üblicherweise zur Erkennung von Krankheiten eingesetzt. Ein diagnostischer Test kann in einem Zentrallabor durchgeführt werden, wobei eine Probe, z. B. Blut, von einem Patienten entnommen und an das Zentrallabor geschickt wird, wo die Probe analysiert wird. Ein anderer Rahmen für die Verarbeitung von Proben ist der Ort, an dem der Patient versorgt wird, was als Point-of-Care (POC)-Tests bezeichnet wird. POC-Tests ermöglichen eine schnellere Diagnose. Innerhalb der POC-Tests können unterschiedliche Technologieplattformen zum Einsatz kommen. Eine erste Klasse von POC-Tests sind High-End-POC-Tests auf Mikrofluidikbasis. Diese POC-Tests werden hauptsächlich in einer professionellen Umgebung wie Krankenhäusern oder Notaufnahmen eingesetzt. Eine andere Technologieplattform stellt die Lateral-Flow-Testtechnologie dar. Lateral-Flow-Tests werden meist im Consumer-Bereich eingesetzt, z. B. für Schwangerschaftstests, und sind einfach zu produzieren und sehr kostengünstig.
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Lateral-Flow-Tests sind als solche sehr gut bekannt, werden aber kurz als Hintergrund beschrieben. Ein Lateral Flow Assay umfasst eine Reihe von Kapillarbetten, wie z. B. Stücke von porösem Papier, Nitrocellulose-Membranen, mikrostrukturiertem Polymer oder gesintertem Polymer, um Flüssigkeit durch Kapillarkräfte über eine Reihe von Pads zu transportieren. Ein Probenkissen wirkt wie ein Schwamm und ist so angeordnet, dass es eine Probenflüssigkeit aufnimmt und darüber hinaus einen Überschuss der Probenflüssigkeit hält. Nachdem das Probenpad mit Probenflüssigkeit gesättigt ist, wandert die Probenflüssigkeit zu einem Konjugatpad, in dem der Hersteller das sogenannte Konjugat gelagert hat. Das Konjugat ist eine getrocknete Form von bioaktiven Partikeln in einer Salz-Zucker-Matrix, die eine chemische Reaktion zwischen dem Zielmolekül (z. B. einem Antigen) und seinem chemischen Partner (z. B. Antikörper oder Rezeptor) erzeugen soll. Während die Probenflüssigkeit die Salz-Zucker-Matrix auflöst, mobilisiert sie auch die bioaktiven Partikel und in einem kombinierten Transportvorgang vermischen sich die Probe und das Konjugat miteinander, während sie durch die Kapillarbetten fließen. Der Analyt bindet an die Partikel, während er weiter durch das dritte Kapillarbett wandert. Dieses Material hat einen oder mehrere Bereiche, die als Streifen bezeichnet werden, an denen ein dritter Molekültyp vom Hersteller immobilisiert wurde, in den meisten Fällen ein Antikörper oder Rezeptor, der gegen einen anderen Teil des Antigens gerichtet ist. Wenn das Proben-Konjugat-Gemisch diese Streifen erreicht, ist der Analyt bereits an das Partikel gebunden und die dritte Art von Molekül bindet den Komplex. Wenn mehr Flüssigkeit die Streifen passiert hat, sammeln sich Partikel auf den Streifen an und die Streifen werden sichtbar, erscheinen oder werden in einer bestimmten Farbe oder mit einer fluoreszierenden Wellenlängenfähigkeit erzeugt. Auf diese Weise ist der Streifen optisch durch Farbe bzw. durch Fluoreszenzemission nachweisbar.
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Typischerweise gibt es mindestens zwei Streifen: einen Kontrollstreifen/eine Kontrolllinie, der/die das Konjugat einfängt und damit zeigt, dass die Reaktionsbedingungen und die Technologie funktionieren, und einen zweiten Streifen, den Teststreifen/die Testlinie, der/die ein spezifisches Fängermolekül enthält und nur die Partikel einfängt, an denen ein Analyt- oder Antigenmolekül immobilisiert wurde. Dadurch wird das diagnostische Ergebnis des Tests für den Patienten sichtbar. Einige Testergebnisse beruhen auf dem Vorhandensein von fluoreszierenden Partikeln, die für den Anwender nicht sichtbar sind, sondern von optischen Detektoren erkannt werden können, wenn die Streifen beleuchtet werden. Nachdem die Flüssigkeit die verschiedenen Reaktionszonen passiert hat, gelangt sie in das letzte poröse Material, einen Docht, der als Abfallbehälter fungiert.
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Der Lateral-Flow-Teststreifen kann mehrere Testlinien enthalten, wobei jede Testlinie eine andere Art von spezifischem Fängermolekül enthält, das an einen anderen Analyten oder ein anderes Antigen bindet. Diese Multi-Analyt-Detektion mit räumlich getrennten Testlinien kann mit der gleichen Farbe oder Fluoreszenz-Emissionswellenlänge für den optischen Nachweis erfolgen. Jede Testlinie kann aber auch durch unterschiedliche Farben oder Fluoreszenz-Emissionswellenlängen sichtbar gemacht werden. Zum Beispiel kann jeder Typ von spezifischem Rezeptor, der an seinen jeweiligen Analyt-Konjugat-Komplex gebunden ist, eine andere Farbe oder Emissionswellenlänge haben.
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Letztlich können diese Testlinien eine einzige, nicht räumlich getrennte Linie auf dem Lateral-Flow-Teststreifen sein, die aber durch die unterschiedlichen Farben oder Emissionswellenlängen spektral getrennt sein können.
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Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Lateral Flow-Tests als solche gut bekannt sind und vier Schlüsselelemente haben: den Antikörper, das Antigen, das Konjugat und den Komplex. Obwohl diese Schlüsselelemente gut etabliert sind, ist die vom Fachmann verwendete Terminologie nicht immer einheitlich und verschiedene Begriffe können sich auf dasselbe Element beziehen. Der Antikörper wird auch als Rezeptor, chemischer Partner oder Fängermolekül bezeichnet. Das Antigen wird auch als Analyt, Zielmolekül, Antigenmolekül, Zielanalyt oder Biomarker bezeichnet. Die Probe enthält typischerweise den Analyten, obwohl das nicht immer der Fall ist. Das Konjugat wird auch als (Analyt-)Tag, Tagging-Partikel, chemischer Partner, (Proben-)Konjugat-Mix, bioaktive Partikel oder Konjugat-Rezeptor bezeichnet. Beispiele für Konjugate sind fluoreszierende Partikel, rote Partikel oder Farbstoffe, weitere Beispiele finden Sie in der spezifischen Beschreibung. Der Komplex ist die Kombination aus dem Antigen und dem Konjugat. Der Komplex wird auch als getaggter Analyt bezeichnet, oder als Partikel, auf denen das Analytmolekül immobilisiert wurde.
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Erklärung der Erfindung
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Lesen eines Testbereichs eines Assays bereitgestellt, wobei die Vorrichtung umfasst: einen optischen Detektor, der einen optischen Eingang zum Empfangen von Licht, das von dem Testbereich des Assays emittiert wird, und einen elektrischen Ausgang umfasst; einen elektrischen Signalprozessor, der elektrisch mit dem elektrischen Ausgang gekoppelt ist; und eine Vielzahl von Spektralfiltern, die im Wesentlichen für eine Vielzahl von verschiedenen Wellenlängen transparent sind.
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Die Spektralfilter können vor dem optischen Eingang des optischen Detektors angeordnet sein, und die Vielzahl der Spektralfilter kann einer Vielzahl von räumlich getrennten Bereichen des optischen Detektors entsprechen. Optional umfasst der optische Detektor eine optische Hauptachse zum Empfangen eines ankommenden optischen Signals, und wobei die mehreren Bereiche in einer Ebene angeordnet sind, die im Wesentlichen senkrecht zur optischen Hauptachse verläuft.
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Die Vielzahl von Spektralfiltern kann ferner einen Referenzteil umfassen, der ein optisches Transmissionsspektrum aufweist, das breiter ist als das Transmissionsspektrum der Vielzahl von unterschiedlichen Wellenlängen. Der Referenzteil kann zur Messung des Hintergrundlichtsignals verwendet werden.
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Der optische Detektor kann ein räumlich aufgelöster optischer Detektor mit einer räumlichen Auflösung sein, die größer ist als die Anzahl der Vielzahl von Spektralfiltern. Der optische Detektor kann zum Beispiel ein Array von Detektoren umfassen, und jeder Detektor des Arrays von Detektoren kann jedem der mehreren Spektralfilter entsprechen.
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Der optische Detektor kann die Vielzahl von Spektralfiltern umfassen, und in diesem Fall sind die Spektralfilter keine separate Komponente.
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Das Gerät kann außerdem eine Lichtquelle zum Beleuchten des Testbereichs umfassen. Der optische Detektor kann ferner ein Sichtfeld umfassen, und die Lichtquelle kann außerhalb des Sichtfelds des optischen Detektors angeordnet sein.
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Das Gerät kann außerdem eine optische Komponente umfassen, die so angeordnet ist, dass sie einen Teil des von der Testregion des Assays emittierten oder reflektierten Lichts blockiert. Die optische Komponente kann zum Beispiel eine Blende sein.
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Das Gerät kann außerdem eine Vorrichtung zum Messen der seitlichen Verschiebung des Testbereichs umfassen. Beispiele für die Vorrichtung zur Messung der seitlichen Verschiebung des Prüfbereichs sind: ein Rad, eine Kugel oder ein optisches Nachführgerät.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Lesen eines Testbereichs eines Assays bereitgestellt, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen des Testbereichs des Assays im Sichtfeld eines optischen Detektors, Filtern von Licht, das von dem Testbereich emittiert wird, unter Verwendung einer Vielzahl von optischen Filtern mit unterschiedlichen Transmissionsspektren, um gefiltertes Licht bereitzustellen; Erfassen des gefilterten Lichts mit dem optischen Detektor.
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Das Verfahren kann ferner die spektrale Auflösung des durchgelassenen Lichts, das den mehreren unterschiedlichen Transmissionsspektren entspricht, mit dem optischen Detektor umfassen.
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Das Verfahren kann ferner die Messung eines optischen Hintergrundsignals unter Verwendung eines Filters mit einem breitbandigen Transmissionsspektrum umfassen. Das Verfahren kann ferner das Beleuchten des Testbereichs umfassen.
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Das Verfahren kann ferner das Bewegen der Testregion in Bezug auf den optischen Detektor und das Messen einer Zeitabhängigkeit des gefilterten Lichts umfassen.
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Der Schritt der Detektion des gefilterten Lichts kann ferner die Detektion eines Fluoreszenzsignals umfassen, das optional zeitaufgelöst ist.
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Figurenliste
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Einige Ausführungsformen der Erfindung werden nun nur beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
- ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Ablesen einer Testregion eines Assays;
- ist eine perspektivische Ansicht einer schematischen Darstellung einer Vorrichtung zum Ablesen einer Testregion eines Assays;
- ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Ablesen einer Testregion eines Assays;
- ist eine perspektivische Ansicht einer schematischen Darstellung einer Vorrichtung zum Ablesen einer Testregion eines Assays; und
- ist ein Flussdiagramm für eine Methode.
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Detaillierte Beschreibung
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Lateral-Flow-Assays oder andere Arten von Assays zeigen das Vorhandensein eines Zielmoleküls durch die Änderung der Farbeigenschaften einer Testregion des Assays an. Der Anwender kann die Veränderung oder das Auftreten der Farbe mit dem Auge beobachten und eine binäre Beobachtung machen, ob eine Farbveränderung stattgefunden hat oder nicht, vorausgesetzt, die Farbveränderung ist stark genug, um sie zu beobachten. Es wird im Allgemeinen sehr schwierig oder unmöglich sein, die Farbänderung mit dem Auge zu quantifizieren.
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Die Erfinder haben erkannt, dass ein optischer Detektor zur Messung und Quantifizierung der Änderung von Farbmerkmalen einer Testregion des Assays verwendet werden kann, wobei ein Farbfilter zur Unterscheidung zwischen der Farbänderung entsprechend der Transmissionswellenlänge des Farbfilters und anderen Farbänderungen verwendet wird. Für die Multi-Analyt-Detektion werden mehrere verschiedene Farbfilter verwendet, um zwischen einer Vielzahl verschiedener möglicher Farbänderungen der Testlinie des Assays zu unterscheiden. Der Filter kann sich außerhalb des optischen Detektors befinden, oder der optische Detektor kann wellenlängenempfindlich sein und dadurch den optischen Filter einschließen. Der Detektor kann ein Array von Fotodiodenpixeln sein, wobei einige der Pixel eine andere Beschichtung haben als andere Pixel, um das einfallende Licht selektiv zu filtern.
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Der Testbereich des Assays kann eine Durchflussmembran mit Reaktionsbereichen, z. B. Reaktionslinien, sein, aber der Reaktionsbereich auf der Membran kann auch die Form eines Kreises, Punktes oder einer anderen Form haben. Außerdem kann der Reaktionsbereich eine Matrix aus Punkten sein oder allgemein als Teststellen bezeichnet werden.
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Ein optischer Detektor ist in Bezug auf den Testbereich so angeordnet, dass sich der Testbereich im Sichtfeld des optischen Detektors befindet. Die Lichtquelle kann außerhalb des Sichtfeldes des optischen Detektors angeordnet sein, um Rauschen zu minimieren, das andernfalls durch direkte Beleuchtung des optischen Detektors mit der Lichtquelle verursacht werden könnte. Zusätzlich oder alternativ kann das Rauschen, das durch die Reflexion von Bereichen um die Test- und Kontrolllinien auf dem Lateral Flow Teststreifen verursacht wird, durch Minimierung dieser Reflexion reduziert werden.
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Dies kann z. B. durch die Anordnung einer oder mehrerer optischer Komponenten wie Blenden, Schlitze, Wände und/oder anderer Blöcke im optischen Pfad zwischen dem Testbereich und dem optischen Detektor erreicht werden, um unerwünschtes Licht, das von den Bereichen um die Test- und Kontrolllinien herum reflektiert wird, vom Erreichen des optischen Detektors zu reduzieren und/oder zu blockieren. Der Testbereich kann für das Sichtfeld des Detektors on- oder off-axis sein. Es kann ein planarer optischer Detektor verwendet werden. Beispiele für optische Detektoren sind ein Silizium-Fotodioden-Array, ein organisches Fotodioden-Array, ein CCD, ein CMOS-Bildgebungsgerät oder ein Einzelphotonen-Avalanche-Detektor (SPAD).
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Die Testregion ändert ihre Farbe in Abhängigkeit von der Anwesenheit eines bestimmten Analyten. In einem spezifischen Beispiel eines Lateral-Flow-Assays fließt die Probe zunächst durch ein Konjugat-Pad mit verschiedenen Analyt-Tags, und der markierte Analyt erreicht dann die Testregion, wo Rezeptoren an den Analyt binden, wodurch der Analyt und die Tags in der Testregion fixiert werden. In einer bestimmten Ausführungsform können mehrere verschiedene Arten von Rezeptoren innerhalb der gleichen Testregion bereitgestellt werden. Alternativ werden die verschiedenen Arten von Rezeptoren in getrennten Testregionen bereitgestellt oder in einer Region gemischt (nicht räumlich getrennt). Wenn die Rezeptoren innerhalb desselben Testbereichs vorgesehen sind, führt das Vorhandensein mehrerer entsprechender Analyten zu einer Mischung verschiedener Farben.
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Der Testbereich wird so beleuchtet, dass der optische Detektor in der Lage ist, die Farbe oder die Farben des Testbereichs zu erkennen. Die Lichtquelle kann eine oder mehrere der folgenden sein: eine Leuchtdiode (LED), eine Halogenlampe, eine organische Leuchtdiode (OLED), ein oberflächenemittierender Laser mit vertikaler Kavität (VCSEL), eine Laserdiode oder eine andere geeignete Lichtquelle. Die Lichtquelle kann ein enges Spektrum oder ein breites Spektrum haben. Die Lichtquelle kann eine gepulste oder kontinuierliche Lichtquelle sein. Die Wahl der Lichtquelle hängt von der Art der Emission oder Reflexion aus dem Testbereich ab, die detektiert werden soll.
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In einer alternativen Konfiguration kann die Absorption von Test- und Kontrolllinien gemessen werden, wobei der Lateral Flow Teststreifen zwischen der Lichtquelle und dem optischen Detektor positioniert wird.
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Es werden nun beispielhafte Konfigurationen der obigen Techniken beschrieben. Diese Konfigurationen sind nicht als Einschränkung gedacht und es ist vorgesehen, dass Elemente jeder Konfiguration miteinander kombiniert werden können.
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Ein erstes Beispiel nutzt die Reflexion von Licht. Die Testregion wird mit einer breitbandigen Lichtquelle beleuchtet und das reflektierte Spektrum und seine Intensität (Quantifizierung) hängen von der Anwesenheit von Analyten ab. Ein Lateral-Flow-Assay, bei dem ein Benutzer oder ein optischer Detektor wie oben beschrieben das Vorhandensein von farbigen Streifen beobachtet, ist ein Beispiel für die Reflexion von Licht. Zum Beispiel wird ein roter Streifen durch die Reflexion von rotem Licht und die Absorption anderer Teile des weißen Lichtspektrums, das zur Beleuchtung der Probe verwendet wird, verursacht. Ein Analyt kann daher auch durch eine Verringerung und nicht durch eine Erhöhung der Reflexion nachgewiesen werden, z. B. wenn weniger blaues Licht von einer Testregion reflektiert wird, die ein erhöhtes Vorhandensein von roten Partikeln aufweist.
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Ein zweites Beispiel ist die Fluoreszenz. Der Probenbereich wird mit Licht beleuchtet, das ein schmales Spektrum hat, das um eine erste Wellenlänge zentriert ist, die die Anregungswellenlänge ist, und wenn ein Analyt vorhanden ist, emittiert die Probe Licht bei einer oder mehreren längeren Wellenlängen als die Anregungswellenlänge (oder kleineren Wellenlängen, wenn abwärts konvertierende Farbstoffe verwendet werden). Wenn mehrere verschiedene Analyten vorhanden sind, können eine oder mehrere Anregungswellenlängen verwendet und mehrere verschiedene Emissionswellenlängen überwacht werden. Die Messung kann eine Fluoreszenzmessung sein, mit dem Vorteil einer erhöhten Empfindlichkeit im Vergleich zur Messung von reflektiertem Licht aus der Testregion. Bei Fluoreszenzmessungen kann die Testregion auch mit gepulstem, breitbandigem Licht beleuchtet werden. Durch Impulsanregungen können zeitabhängige Fluoreszenzinformationen aufgedeckt werden. Die Detektion der Fluoreszenz kann eine zeitaufgelöste Detektion sein, oder sie kann ohne zeitaufgelöste Detektion, aber mit Filterung des Lichts zur Blockierung des Anregungslichts erfolgen.
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Ein drittes Beispiel für eine Art von Emission, die überwacht werden kann, ist die (Chemi-) Lumineszenz. Diese Lumineszenz ist eine spontane Emission aus der Testregion aufgrund einer chemischen Reaktion. Wenn Lumineszenz überwacht wird, wird kein Anregungslicht benötigt und eine Lichtquelle kann entfallen. Die chemischen Reaktionen werden so gewählt, dass verschiedene Analyten unterschiedliche Emissionswellenlängen haben, die voneinander unterschieden werden können.
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In jedem der Beispiele für Emissionsarten werden verschiedene Analyten durch den Nachweis verschiedener Emissionswellenlängen identifiziert. Die Markierungspartikel werden typischerweise ausgewählt, um die Emissionsfunktion auszuführen. Der hier verwendete Begriff Emission bezieht sich auf die Emission von Licht im Allgemeinen aus dem Testbereich und schließt das Beispiel der Reflexion von Licht ein. Beispiele für Tagging-Partikel sind Gold-Nanopartikel, Polystyrol-Partikel, Quantenpunkte, Fluoreszenzmarker oder Chemilumineszenzmarker. In einer Ausführungsform wird die Unterscheidung zwischen den Wellenlängen durch die Verwendung verschiedener optischer Filter erreicht, die vor dem Detektor angeordnet sind. Die verschiedenen Filter sind nebeneinander in der Ebene parallel zur Frontfläche des Detektors angeordnet. Das Vorhandensein eines Analyten, der die Emission einer ersten Wellenlänge hervorruft, wird durch Transmission durch den jeweiligen Filter, der für die erste Wellenlänge transparent ist, detektiert, während die Emission durch Filter, die für die anderen Wellenlängen transparent sind, blockiert wird.
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Der optische Detektor, der hinter den Filtern platziert wird, kann erkennen, welcher der Filter Licht durchlässt, z. B. durch Einbeziehung eines Arrays von Sensoren. Anstelle von Filtern kann auch ein farbempfindlicher Detektor verwendet werden. Der Detektor kann als Bestandteil des Filters betrachtet werden, da er das Signal spektral auflösen kann.
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Die Testregion muss nicht auf die Detektoroberfläche abgebildet werden, da das Unterscheidungsmerkmal zwischen verschiedenen Analyten der Farbunterschied ist. Das emittierte Licht kann daher gestreut werden und inkohärent sein. Optional kann eine Linse verwendet werden, um mehr Licht zu sammeln. Wie oben beschrieben, können sich die Testbereiche mehrerer Analyten teilweise oder vollständig überlappen und/oder nebeneinander angeordnet sein.
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Es ist vorgesehen, dass die Filter Transmissionsspitzen bei Wellenlängen aufweisen, die den Emissions- oder Reflexionsspektrumspitzen der auf dem abzubildenden Lateral-Flow-Teststreifen vorhandenen Analyten entsprechen. Zusätzlich kann ein Referenzfilter enthalten sein, um die Farbfilter zu kalibrieren. Der Referenzfilter kann ein Breitbandfilter oder das Fehlen eines Filters sein. Die Kalibrierung kann beispielsweise die Subtraktion der detektierten Lichtintensität im Sensorbereich hinter dem Referenzfilter von der detektierten Lichtintensität in den anderen Bereichen hinter den anderen Farbfiltern beinhalten.
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Zusätzlich kann der blanke Querstromprüfstreifen gemessen werden, um die blanke Reflexion oder Emission davon zu kalibrieren.
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Darüber hinaus können Referenzdioden verwendet werden, um gegen die Lichtintensität zu kalibrieren, die entweder zur Erzeugung der Reflexion oder zur Anregung der Fluoreszenzmarker der gebundenen Analyten verwendet wird.
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Wie oben beschrieben, ermöglicht die Testregion, die mehrere Analyten aufnehmen kann, in Kombination mit dem Array aus verschiedenen Filtern den gleichzeitigen Nachweis mehrerer Analyten. Das Signal kann auch zeitaufgelöst werden, um die Reaktionsdynamik zu erkennen.
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In allen hier beschriebenen Ausführungsformen kann die Veränderung der Testleitungen und Kontrollleitungen zeitlich überwacht werden, während der Lateral-Flow-Teststreifen mit der Probenflüssigkeit, die die Analyten enthält, beladen wird. Dies gibt zusätzliche Informationen über die Dynamik der Diagnose und den Abschluss der Analyse auf dem Lateral-Flow-Teststreifen.
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In der obigen Konfiguration sind der Lateral-Flow-Teststreifen und der Detektor so beschrieben, dass sie sich in einer festen Position relativ zueinander befinden. Alternativ kann der Lateral-Flow-Teststreifen auch über den Detektorbereich bewegt und verfolgt werden, wie weiter unten beschrieben wird, z. B. wie die Verschiebung einer Computermaus verfolgt werden kann.
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veranschaulicht eine Ausführungsform. Eine Leiterplatte 1 (PCB) enthält einen ersten Detektor 2, eine LED-Lichtquelle 3 und einen zweiten Detektor 4. Die Leiterplatte ist über einem seitlichen Durchflussteststreifen 5 angebracht, der Testzonen 6 und 7 enthält. Jede der Testzonen 6 und 7 ist in der Lage, eine vorbestimmte Anzahl (zum Beispiel drei) markierter Analyten zu binden. zeigt einen Filter, der den Detektor 2 abdeckt, und denselben Filter, der den Detektor 4 abdeckt. Der Filter umfasst vier verschiedene Zonen: drei Filter, die drei verschiedene Teile des optischen Spektrums durchlassen, und einen vierten Teil, der für einen breiten Wellenlängenbereich einschließlich derjenigen der drei Filter transparent ist, um ein Referenzsignal zu liefern. zeigt den optischen Detektor hinter dem Filter aus , wobei mindestens vier verschiedene Zonen, die den vier Abschnitten der optischen Filter entsprechen, detektiert werden können, wobei die Auflösung jedoch typischerweise höher ist als die vier Zonen der Filter. Es kann ein Array von Sensoren verwendet werden, oder ein einzelner Sensor, der das durchgelassene Licht räumlich auflösen kann. Es ist vorgesehen, dass die Anzahl der Filterzonen der Anzahl der markierten Analyten entspricht oder größer ist als diese (optional plus eine für den Breitwellenlängenfilter). Auf diese Weise können skalierbare Multiplexing-Fähigkeiten für eine beliebige Anzahl von Analyten bereitgestellt werden, ohne dass zusätzliche Detektoren erforderlich sind.
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Die Leiterplatte und/oder ein Detektor-ASIC umfasst ferner eine Verarbeitungslogik zur Verarbeitung des erfassten Signals. Die Verarbeitungslogik kann einen Referenzschwellenwert verwenden, um ein binäres Ergebnis zu liefern, wobei ein positives Testergebnis geliefert wird, wenn das gemessene Signal über dem Schwellenwert liegt, und wobei ein negatives Testergebnis geliefert wird, wenn das gemessene Signal unter dem Schwellenwert liegt. Die Verarbeitungslogik ist jedoch alternativ in der Lage, die Stärke des Signals zu quantifizieren. Der Aufbau ist vorzugsweise als kompaktes Einbaugerät vorgesehen, in das der Probenstreifen eingelegt werden kann.
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zeigt den schematischen Querschnitt von in einer perspektivischen Ansicht, die zusätzliche optionale Strukturmerkmale zeigt. Wie in 1A enthält die Leiterplatte 11 einen ersten Detektor 12, z. B. einen Multispektralsensor, und mindestens eine Lichtquelle 13, bei der es sich z. B. um eine breitbandige, weiße oder andersfarbige LED handeln kann, je nach den Beleuchtungsanforderungen der markierten Analyten 14, die auf dem Lateral-Flow-Teststreifen 15 vorhanden sind, der z. B. ein Nitrocellulose-Papierstreifen sein kann.
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Auf der Leiterplatte sind auch eine oder mehrere Wände 16 angeordnet, die den Raum zwischen der Leiterplatte 11 und dem seitlichen Strömungsteststreifen 15 in mehrere aneinandergrenzende Abschnitte unterteilen und die die eine oder mehreren Lichtquellen 13 und den Detektor 12 ganz oder teilweise umschließen können, um den Detektor 12 vor Licht außerhalb der Wände 16 abzuschirmen. Die eine oder die mehreren Wände 16 können optional lichtabsorbierendes Material umfassen, um unerwünschtes Rauschen zu reduzieren, das z. B. durch Streureflexionen innerhalb der Wände 16 verursacht wird.
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Eine oder mehrere der Wände 16 können eine Öffnung 17 aufweisen, um einen optischen Pfad von der mindestens einen Lichtquelle 13 und dem Detektor 12 innerhalb der Wände 16 zu dem seitlichen Durchfluss-Teststreifen 15 außerhalb der Wände 16 bereitzustellen. Die Anzahl der Öffnungen 17 kann bestimmen, wie viele Testlinien oder Zonen gleichzeitig gelesen werden können. Wenn mehrere Öffnungen 17 vorhanden sind, ist vorgesehen, dass mehrere Lichtquellen 13 verwendet werden können. In dem nicht einschränkenden Beispiel von sind zwei Öffnungen 17 und entsprechende Lichtquellen 13 vorhanden, um gleichzeitig zwei Linien auf dem Lateral-Flow-Teststreifen 15 zu lesen. Andere Anzahlen von Blenden und entsprechenden Lichtquellen 13 sind ebenfalls denkbar, z. B. drei, vier, fünf und mehr. Auf diese Weise können auch dann, wenn ein Lateral-Flow-Teststreifen 15 mehrere Testlinien oder - zonen mit unterschiedlichen Beleuchtungsanforderungen aufweist, diese trotzdem gleichzeitig abgelesen werden, nämlich durch die Verwendung mehrerer Blenden 17, Lichtquellen 13 und/oder der oben in Bezug auf 1 beschriebenen Spektralfilter (in 2 nicht dargestellt).
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Alternativ und/oder zusätzlich können eine oder mehrere der Wände 16 so angeordnet sein, dass sie einen Teil des Sichtfeldes des Detektors 12 blockieren. Beispielsweise kann eine Wand 16a zwischen dem Detektor 12 und der Lichtquelle 13 angeordnet sein, so dass sich die Lichtquelle nicht im direkten Sichtfeld des Detektors 12 befindet. Stattdessen erreicht das Licht der Lichtquelle 13 den Detektor 12 nur indirekt durch Reflexionen und/oder Emissionen des seitlichen Durchflussprüfstreifens 15. Dadurch wird sichergestellt, dass der Detektor 12 nicht durch direkte Beleuchtung überstrahlt wird und das Rauschen dadurch reduziert wird.
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Alternativ und/oder zusätzlich können in dem Fall, in dem mehrere Öffnungen 17 vorhanden sind, eine oder mehrere der Wände 16b so angeordnet sein, dass sie verhindern, dass Licht von einer Öffnung 17 mit Licht von den anderen am Detektor 12 interferiert, was ansonsten unerwünschtes Rauschen verursachen könnte.
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Beispielsweise können die Wände 16 so angeordnet sein, dass der optische Pfad von einer Blende 17 den einer anderen nicht schneidet. Die Wände 16 sind also so angeordnet, dass sie steuern, welches Licht aus verschiedenen Aperturen 17 verschiedene räumlich getrennte Bereiche des Detektors 12 erreicht.
Wie oben beschrieben, können die markierten Analyten 14 auf den Testlinien oder - zonen auf dem Lateral-Flow-Teststreifen 15 mehrere unterscheidbare Farbspezies umfassen, z. B. drei verschiedene Farbspezies, von denen jeweils binäre und/oder quantitative Messungen von drei unterscheidbaren Analyten vorgenommen werden können.
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zeigt eine Leiterplatte 21 mit nur einem einzigen Detektor 22 einschließlich eines Filters, wie in der Ausführungsform von dargestellt. Auf der Leiterplatte ist eine Lichtquelle 23 vorgesehen. Der Teststreifen 24 enthält wiederum zwei Testzonen 25 und 26, die drei verschiedene Analyten binden können. Die beiden Testzonen werden nacheinander ausgelesen, indem der Lateral-Flow-Teststreifen in die durch Pfeil A angegebene Richtung bewegt wird. Optional wird eine Ortsverfolgung hinzugefügt, um feststellen zu können, welche der beiden Testzonen von der Leiterplatte ausgelesen wird und mit welcher Geschwindigkeit sich der Lateral-Flow-Teststreifen bewegt. Ein Beispiel für eine Ortsnachführung ist ein Rad oder eine Kugel, die gegen den Teststreifen gedrückt wird, wobei die Drehung des Rades oder der Kugel gemessen und auf die Verschiebung des Teststreifens abgebildet wird. Alternativ kann auch ein optisches Tracking-Verfahren eingesetzt werden. Diese Beispiele der Positionsverfolgung sind als solche bekannt und werden auch bei einer Computermaus oder einem Fahrradrad zur Messung der seitlichen Verschiebung verwendet. Zusätzlich können Ausrichtungsmarkierungen auf dem Lateral Flow Teststreifen angebracht werden, um z. B. einen Anfang und ein Ende des Lateral Flow Teststreifens zu kennzeichnen.
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4 zeigt eine perspektivische Ansicht des schematischen Querschnitts von 3. Sie zeigt zusätzliche optionale Strukturmerkmale. Wie in 3 enthält die Leiterplatte 31 einen ersten Detektor 32, z. B. einen Multispektralsensor, und eine Lichtquelle 33, bei der es sich z. B. um eine breitbandige, weiße oder andersfarbige LED handeln kann, je nach den Beleuchtungsanforderungen der markierten Analyten 34, die auf dem Lateral-Flow-Teststreifen 35 vorhanden sind, der z. B. ein Nitrocellulose-Papierstreifen sein kann.
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Auf der Leiterplatte 31 sind auch eine oder mehrere Wände 36 angeordnet, die den gleichen Zwecken dienen können wie die oben in Bezug auf 2 beschriebenen Wände. Im Gegensatz zu 2 ist jedoch nur eine Öffnung 37 vorhanden, so dass nur eine Testlinie oder -zone auf einmal ausgelesen werden kann. Stattdessen werden die Testlinien oder -zonen nacheinander ausgelesen, indem der Lateralflow-Teststreifen 35 über die Öffnung bewegt wird, wie oben in Bezug auf beschrieben. Wie in 3 können Ausrichtungsmarkierungen 38 auf dem Lateral-Flow-Teststreifen 35 angebracht werden, um z. B. einen Anfang und ein Ende davon anzuzeigen.
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Während die Beispielkonfiguration von drei Testlinien aufweist, ist es vorgesehen, dass auch eine beliebige andere Anzahl von Testlinien vorhanden sein kann. Zum Beispiel in einer Anordnung von Testpunkten.
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ist ein Flussdiagramm, das das hier beschriebene allgemeine Verfahren veranschaulicht. Das Verfahren umfasst die Schritte S1 Bereitstellen des Testbereichs des Assays im Sichtfeld eines optischen Detektors, S2 Filtern des vom Testbereich emittierten Lichts und S3 Erfassen des gefilterten Lichts mit dem optischen Detektor.
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Die Erfindung kann auch wie folgt beschrieben werden:
- In der folgenden Beschreibung wird das Wort „Detektor“ (Singular) verwendet und der Fachmann versteht, dass sich dies auf einen Detektor mit einem Array von Fotodioden-Sensorpixeln beziehen kann, wobei verschiedene Pixel mit unterschiedlichen optischen Filtern beschichtet sind.
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Die Offenbarung beschreibt eine elektronische optische Auslesung für erhöhte Empfindlichkeit, für Multi-Analyt-Detektion und für die Quantifizierung des interessierenden Analyten.
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Lateral-Flow-Tests, auch bekannt als immunchromatographische Lateral-Flow-Assays, sind einfache Geräte, die das Vorhandensein (oder die Abwesenheit) eines Zielanalyten in einer Probe (Matrix) nachweisen sollen, ohne dass spezielle und kostspielige Geräte erforderlich sind, obwohl es viele laborbasierte Anwendungen gibt, die durch Lesegeräte unterstützt werden. Typischerweise werden diese Tests für die medizinische Diagnostik verwendet, entweder für Heimtests, Point-of-Care-Tests oder für den Einsatz im Labor. Eine weit verbreitete und bekannte Anwendung ist der Heimschwangerschaftstest.
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Die Technologie basiert auf einer Reihe von Kapillarbetten, wie z. B. Stücke von porösem Papier, mikrostrukturiertem Polymer oder gesintertem Polymer. Jedes dieser Elemente hat die Fähigkeit, Flüssigkeit (z. B. Urin) spontan zu transportieren.
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Das erste Element (das Probenpad) wirkt wie ein Schwamm und nimmt einen Überschuss an Probenflüssigkeit auf. Einmal getränkt, wandert die Flüssigkeit zum zweiten Element (Konjugat-Pad), in dem der Hersteller das sogenannte Konjugat gelagert hat, ein getrocknetes Format bioaktiver Partikel in einer Salz-Zucker-Matrix, die alles enthält, um eine optimierte chemische Reaktion zwischen dem Zielmolekül (z. B. einem Antigen) und seinem chemischen Partner (z. B. Antikörper), der auf der Partikeloberfläche immobilisiert wurde, zu gewährleisten. Während die Probenflüssigkeit die Salz-Zucker-Matrix auflöst, mobilisiert sie auch die Partikel und in einem kombinierten Transportvorgang vermischen sich die Probe und das Konjugat, während sie durch die poröse Struktur fließen. Auf diese Weise bindet sich der Analyt an die Partikel, während er weiter durch das dritte Kapillarbett wandert. Dieses Material hat einen oder mehrere Bereiche (oft Streifen oder Punkte genannt), in denen ein drittes Molekül vom Hersteller immobilisiert wurde. Wenn das Proben-Konjugat-Gemisch diese Streifen erreicht, ist der Analyt bereits an das Partikel gebunden und das dritte „Einfang“-Molekül bindet den Komplex. Nach einer Weile, wenn mehr und mehr Flüssigkeit die Streifen passiert hat, sammeln sich die Partikel an und der Streifenbereich ändert seine Farbe. Typischerweise gibt es mindestens zwei Streifen:
- 1. eine (die Kontrolle), die alle Partikel einfängt und damit zeigt, dass die Reaktionsbedingungen und die Technologie gut funktioniert haben,
- 2. der zweite enthält ein spezifisches Fängermolekül und fängt nur die Partikel ein, an denen ein Analytmolekül immobilisiert wurde. Dadurch wird das diagnostische Ergebnis des Tests für den Patienten sichtbar.
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Nachdem die Flüssigkeit diese Reaktionszonen passiert hat, gelangt sie in das letzte poröse Material, den Docht, der einfach als Abfallbehälter fungiert.
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Derzeit gibt es drei Arten von Querstromtests.
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- Typ 1: Seitliche Durchflusstests ohne jegliche Elektronik. Man sollte einen Farbwechsel mit dem bloßen Auge „ablesen“. Dies kann nicht empfindlich oder quantitativ erfolgen. Man kann nur eine binäre Ablesung erreichen, nämlich ja oder nein. Für viele Krankheiten ist eine Quantifizierung wichtig, die man mit dem bloßen Auge nicht erreichen kann. Daher sind diese Arten von Tests in der Regel nicht kommerziell verfügbar für Diagnosen, die eine Quantifizierung oder empfindliche Analyse erfordern.
- Typ 2: Lateral-Flow-Tests mit einer externen optischen Auslesung. Dies führt zu einem erhöhten Quantifizierungsgrad und einer erhöhten Empfindlichkeit. Allerdings benötigt man ein externes Auslesegerät, was für Consumer-Anwendungen manchmal ein Nachteil ist. Außerdem bedeutet ein externes Gerät, dass der Abstand zwischen dem Farbwechsel und dem Detektor größer ist als bei einem eng integrierten Gerät, bei dem der Detektor eng mit der Stelle verbunden ist, an der der Farbwechsel stattfindet. Ein vergrößerter Abstand zwischen dem Farbwechsel und dem Detektor. Dies kann zu einem verringerten Signal oder der Notwendigkeit führen, einen teureren Detektor zu verwenden.
- Typ 3: Lateral-Flow-Tests mit integrierter optischer Auslesung, die die Lichtquellen und die Detektoren enthält, ist eine dritte Klasse von Lateral-Flow-Test-Auslesemethoden. Der Vorteil dieser Art von Auslesesystemen: eine Quantifizierung ist möglich und eine erhöhte Sensitivität kann erreicht werden, ohne dass ein externer Detektor benötigt wird. Allerdings ist die Multi-Analyt-Detektion schwierig, da man zusätzliche Lichtquellen und Detektoren benötigt, wenn man verschiedene Arten von Analyten, z.B. verschiedene Arten von Linien, messen möchte.
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Das vorgenannte Problem wird gelöst, indem ein Detektor mit verschiedenen Arten von Filtern verwendet wird, um verschiedene Arten von Farben gleichzeitig zu messen und diese verschiedenen Farben zu quantifizieren. Dies hat den Vorteil, dass nur ein Detektor für den Nachweis verschiedener Arten von Analyten, z. B. verschiedener Arten von Farben, erforderlich ist. Darüber hinaus hat das vorgeschlagene Konzept einige zusätzliche Vorteile. Aktuelle elektronische Auslesesysteme für Lateral-Flow-Tests haben typischerweise einen zusätzlichen Detektor, um das Hintergrundlicht zu referenzieren oder um die Membran zu referenzieren, die ihre Farbe nicht verändert hat. Bei der vorliegenden Erfindung könnte man drei Farbfilter an einem Detektor haben, die einem die Möglichkeit geben, drei verschiedene Farben zu messen. Zusätzlich könnte man einen vierten Bereich ohne Filter haben, um das Hintergrundlicht oder die Lichtintensität der LED oder einen Referenzbereich auf dem Streifen/der Membran zu überprüfen. Die Lichtquelle könnte auch in der Mitte dieser vier Filterzonen integriert werden, was eine weitere Miniaturisierung der gesamten Auslesung ermöglicht.
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Die oben genannten Konzepte würden es auch ermöglichen, die Kinetik der Affinitätsreaktion zu verfolgen, was ebenfalls zusätzliche Informationen über den biologischen Assay liefern kann.
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Diese Konzepte sind sowohl für die Typ-2-Erkennung als auch für die Typ-3-Erkennung anwendbar. Die Typ-3-Erkennung kann jedoch, wie oben erwähnt, zusätzliche Vorteile bieten.
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In einer anderen Konfiguration kann nur eine Lichtquelle und ein Detektor verwendet werden. In diesem Fall kann die Konfiguration wie folgt aussehen:
- • Ein Detektor und eine Lichtquelle auf einer PCB (printed circuit board)
- • Ein Streifen mit den „entwickelten“ Streifen/Farblinien wird über den Detektor bewegt.
- • Der Detektor konnte die Lichtintensität der Farblinie quantifizieren.
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Diese Konfiguration hat einige Vorteile gegenüber dem bisherigen Konzept:
- • In dieser Konfiguration kann die Kinetik nicht online verfolgt werden. Es ist jedoch nur eine Endpunktanalyse möglich
- • Es sind weniger Komponenten erforderlich - nur eine Lichtquelle und ein Detektor.
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Je nach Endanwendung kann die sinnvollste Konfiguration gewählt werden.
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Neben der Auslesung können die Platinen mit einer oder mehreren zusätzlichen Komponenten ergänzt werden: einem Mikrocontroller, Funkkonfigurationen, Speicher, etc.
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Alternativ können die oben genannten Funktionen in einem speziellen ASIC implementiert werden.
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Betrachten Sie als Beispiel einen klassischen Lateral Flow Test mit zwei roten Linien. Ein oder zwei Detektoren sollten über oder unter den Linien positioniert werden, je nach Reflexions- oder Absorptionsmodus. Der Detektor hat vier Zonen:
- • Eine erste Zone zur Messung von Weißlicht zur Kompensation von Hintergrundlicht oder LED oder zur Messung einer Referenzzone auf dem Streifen
- • Eine zweite Zone, die eine rote Farbe misst, die vom Vorhandensein des Analyten 1 stammt
- • Eine dritte Zone, die eine grüne Farbe misst, die vom Vorhandensein des Analyten 2 stammt
- • Eine vierte Zone, die eine blaue Farbe misst, die vom Vorhandensein des Analyten 3 stammt
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Der Testaufbau sieht folgendermaßen aus:
- • Das Konjugatpad enthält drei verschiedene Farbstoffe
- • Die Kontrolllinie enthält drei verschiedene Rezeptoren
- • Die Kontrolllinie (eine einzelne Linie) färbt sich rot, wenn nur Analyt 1 vorhanden ist, sie färbt sich grün, wenn nur Analyt 2 vorhanden ist, sie färbt sich blau, wenn nur Analyt 3 vorhanden ist, und sie gibt eine Mischung aus Rot, Grün und Blau aus, wenn eine Mischung von Analyten in der Probe vorhanden ist. Durch Messung der Intensität der RGB-Signale kann eine Unterscheidung der verschiedenen Analyten identifiziert und quantifiziert werden
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Die Vorteile dieses Ansatzes:
- • Kein zusätzlicher Detektor für eine Umgebungslichtmessung
- • Keine zusätzliche Lichtquelle für die Umgebungslichtmessung
- • Multiplexing ohne mehr Spots, mehr Linien, mehr Detektoren zu benötigen
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Obiges kann mit einer Photodiode realisiert werden, oder mit einem Single Photon Avalanche Detector (SPAD) für empfindlichere Signale.
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Noch höhere Multiplex-Fähigkeiten können mit einem Spectral-Sensing-Chip erreicht werden.
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Um die Empfindlichkeit weiter zu erhöhen und oder um einen schwierigen optischen Aufbau zu vermeiden, kann die obige Methodik auch in Kombination mit Linsen verwendet werden, z. B. in einem bekannten Aufbau von optischen Aufbauten.
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In diesem Beispiel werden Barrierestrukturen verwendet, um eine Kreuzkontamination des Lichts zu vermeiden. In unserer Erfindung schlagen wir vor, das Licht mit Linsenstrukturen auf den Detektor auszurichten. Dies kann den Vorteil haben, dass man möglicherweise näher an den Detektorlinien messen kann (erhöhte Empfindlichkeit), dass das Licht auf den Detektor fokussiert werden kann (erhöhte Empfindlichkeit) und die Möglichkeit, den gesamten Aufbau einfacher und kleiner zu gestalten.
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Die obigen Konzepte beschreiben eine Auslesung auf Basis des Transmissions- oder Reflexionsmodus. Für diese Anwendungen muss man eine Sonde/Farbstoff mit Absorptionseigenschaften verwenden.
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Einige der aktuellen diagnostischen Assays verwenden jedoch auch Fluoreszenz- oder sogar Lumineszenz-Auslesemechanismen. Für Fluoreszenz benötigt man eine Lichtquelle. Als Lichtquelle können VCELS oder LEDs verwendet werden. Diese Lichtquellen können eine bestimmte Farbe haben. Alternativ können sie ein breiteres Spektrum haben und die Lichtquelle kann gepulst sein. Alternativ kann die Lichtquelle eine bestimmte Farbe haben und gepulst sein.
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Die oben genannten Konzepte können auch mit einem Array-Detektor verwendet werden, um die Anzahl der erfassbaren Linien zu erhöhen. Auf diese Weise können die Multiplexing-Fähigkeiten weiter erhöht werden.
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Eine Technik zur Messung der Durchflussrate kann in Kombination mit den oben genannten Methoden zusätzliche Vorteile bieten und genauere quantitative Messungen ermöglichen.
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Allgemeine Vorteile der beschriebenen Konzepte:
- • Einfacherer optischer Aufbau = günstigeres Gerät
- • Weniger Komponenten = günstigeres Gerät
- • Multi-Analytik-Detektion durch unterschiedliche Farberkennung
- • Höhere Empfindlichkeit aufgrund von SPADs
- • Quantitative Messungen aufgrund von Durchflussmessungen
- • Oder eine Kombination der oben genannten Vorteile
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Das bisherige Konzept erlaubt auch eine Vergrößerung des Dynamikbereichs. Man kann verschiedene Arten von Nanopartikeln auf den konjugierten Rezeptoren verwenden. Sie würden alle eine andere Farbe haben und können daher unterschieden werden, wenn sie an die Kontrolle/Probe binden. Sie unterscheiden sich z.B. in ihrer Affinität und sind daher in einem anderen Dynamikbereich einsetzbar. Da sie jedoch eine unterschiedliche Farbe haben, kann man sie gleichzeitig messen und den dynamischen Bereich erhöhen.
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Zusätzlich kann eine Papierverfolgungsfunktion in den gleichen Farberkennungs-ASIC eingebaut werden, um die Position des Lateral-Flow-Teststreifens zu überprüfen. Der Lateral-Flow-Test enthält eine erkennbare Positionsverfolgung, einschließlich Anfangs- und Endzeichen des Streifens. Diese Papierverfolgungsfunktion ist ähnlich wie die Positionsfunktion einer Computermaus.
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Der ASIC-Chip enthält also die folgenden Module:
- 1. Farbsensor
- 2. Modalität der Papierverfolgung
- 3. A LED als Lichtquelle
- 4. Eine drahtlose Konfiguration z. B. Bluetooth, WIFI, NFC
- 5. Eine Zustandsmaschine oder ein Mikroprozessor für Berechnungen usw.
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Eine Kombination der oben genannten Optionen ist ebenfalls möglich.
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Zusammengefasst: Ein einziger Detektor zur Messung des Hintergrundsignals (oder Referenzsignals) und zur Messung verschiedener Farben reduziert die Anzahl der benötigten Detektoren und ermöglicht die quantitative Erkennung mehrerer Analyten durch Ablesen der Intensität der verschiedenen Farben. Eine zusätzliche Papierverfolgungsfunktion kann für Lateral-Flow-Tests mit Farbbanden (Analyten) an verschiedenen Stellen auf dem Lateral-Flow-Teststreifen übernommen werden. Merkmale umfassen:
- • Optisch-elektronische Auslesung für Lateral Flow Tests mit einem Spektralsensor-Detektor.
- • Funktion zur Nachverfolgung der seitlichen Durchflussprüfung.
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Die Erfindung kann in einigen Ausführungsformen einen oder mehrere Vorteile bieten:
- • Ermöglicht empfindliche und quantitative Messungen
- • Kein zusätzlicher Detektor zur Kompensation des Umgebungslichts oder zur Referenzierung gegen einen nicht modifizierten Streifen erforderlich
- • Keine zusätzliche Lichtquelle notwendig, um das Hintergrundsignal der Membran zu messen
- • Ermöglicht Multi-Analyt-Detektion oder Multicolor-Messungen ohne zusätzliche Leitungen oder weitere Detektoren
- • Es verlangt von den Herstellern von Lateral Flow Tests nicht, ihre gut definierten und verstandenen Herstellungsmethoden zu ändern.
- • Die hohe Sensitivität ermöglicht die Erkennung von Biomarkern (und damit der entsprechenden Krankheiten), die bisher mit dem Eye-Read-Lateral-Flow-Test nicht möglich waren.
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Beispiele für Anwendungen, in denen die Erfindung eingesetzt werden kann:
- • Spektral abtastende Detektoren
- • CMOSIS-Array-Funktionen
- • Linsensysteme
- • VCELS
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Kombinationen von Merkmalen (Beispiele):
- 1. Quantitativer Auslese-Photodiodenchip, der verschiedene Farben erkennen kann. Dies ermöglicht die Multi-Analyt-Detektion und/oder die Hintergrundkompensation bei Extinktionsmessungen
- 2. 1 + mit SPAD
- 3. Oben für Lumineszenzmessungen
- 4. Oben + Objektive
- 5. Oben + VCELS für Fluoreszenzmessungen
- 6. Oben + Durchflussmessung
- 7. 1 + beweglicher Streifen & alle anderen oben genannten Kombinationen
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Obwohl die Erfindung in Form von bevorzugten Ausführungsformen, wie oben dargelegt, beschrieben wurde, sollte es verstanden werden, dass diese Ausführungsformen nur illustrativ sind und dass die Ansprüche nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt sind. Der Fachmann wird in der Lage sein, angesichts der Offenbarung Modifikationen und Alternativen vorzunehmen, die als in den Anwendungsbereich der beigefügten Ansprüche fallend betrachtet werden. Jedes Merkmal, das in der vorliegenden Beschreibung offenbart oder dargestellt ist, kann in die Erfindung einbezogen werden, sei es allein oder in einer geeigneten Kombination mit jedem anderen Merkmal, das hier offenbart oder dargestellt ist.
