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TECHNISCHES GEBIET/ZUSAMMENFASSUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Instrumente der Immundiagnostik; im Besonderen einen tragbaren immunchromatographischen Analysator, insbesondere einen tragbaren immunchromatographischen Analysator, der eine Befestigungseinrichtung der Testkarte, einen großen Reflektor zur Reflexion des Testbereichs, einen kleinen Reflektor zur Reflexion der im großen Reflektor abgebildeten Bilder des Testbereichs sowie einen Abbildungssensor zur Erfassung der im kleinen Reflektor reflektierten Bilder des Testbereichs aufweist. Ein tragbarer immunchromatographischer Analysator gemäß der vorliegenden Erfindung. Falls der direkte Abstand zwischen dem Abbildungssensor und der Testkarte 2 bis 6 cm beträgt, kann der Abbildungssensor nach zweimaliger Spiegelreflexion schließlich die entsprechenden Bildinformationen des vollständigen Testbereichs erhalten, so dass die Stärke des ganzen Instruments reduziert wird, dadurch zeichnet sich die Tragbarkeit des POCT-Tests (bzw. das POCT-Geräts) aus. Im Gehäuse des Analysators ist die LED-Lichtquellengruppe angeordnet. Das von der LED-Lichtquellengruppe emittierte Licht wird gleichmäßig an der in der Befestigungseinrichtung installierten Testkarte verteilt. Der Abbildungssensor ist in der Lage, die entsprechenden Bilder der Testkarte schnell zu erfassen.
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STAND DER TECHNIK
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Die Testtechnik immunchromatographischer Testkarten findet vielfältige Anwendungsmöglichkeiten auf den jeweiligen Gebieten der POCT-Schnelltests (POCT = Point of Care Testing; patientennahe Labordiagnostik). Die zu testenden Reagenzien sind kolloidales Gold, Latex, Immunfluoreszenzreagenzien usw. Beim Test werden die Testinformationen der Proben dadurch erfasst, dass die Bilder oder Farben nach dem Test der Proben aufgenommen werden. Die zu testenden Proben haben einen großen Umfang. Es kann sich um menschliche oder tierische Körperflüssigkeiten wie Blut, Urin etc. oder auch Zell- oder Gewebeproben handeln. Spezifische Antikörper werden an einer bestimmten Zone auf der Nitrozellulosemembran der chromatographischen Karte fixiert. Wenn Reaktionsproben (Urin oder Serum) auf den Testbereich treffen, verfügen die Antikörper über eine spezifische Bindung. Diese Zone zeigt dann eine bestimmte Farbe an. Die Farbtiefe und die Konzentration der getesteten Proben verhalten sich proportional zueinander. Mit Hilfe der Bildaufnahmeeinrichtung, wie z. B. CCD, CMOS und andere lichtempfindliche Bauteile, werden die Farbinformationen des Chromatographiestreifens erfasst. Die Farbenergebnisse der Bildverarbeitung liefern quantitative Testergebnisse.
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Die wichtigsten Kriterien von POCT liegen darin, dass kein fester Testplatz benötigt wird, Reagenzien und Instrumente tragbar sind und eine zügige Bedienung möglich ist.
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Herkömmliche chromatographische Analysatoren für kolloidales Gold, Dosiereinrichtungen für Gold und immunchromatographische Analysatoren für Querströmungen etc. basieren auf Tischmodellen, so dass sie relativ groß und nicht tragbar sind. Der Hauptgrund dafür liegt darin, dass empfindliche Elemente wie CCD und CMOS etc. die Bilder des vollständigen Testbereichs nicht innerhalb eines kurzen Fokusbereichs liefern können. Es muss sichergestellt werden, dass eine ausreichende Fokusweite zum Testbereich besteht. In der Regel ist diese Weite relativ groß. Sollen Bilder des vollständigen Testbereichs in einem kurzen Fokusbereich aufgenommen werden, sind teure, empfindliche Elemente wie CCD und CMOS vonnöten. Dies hat einen starken Anstieg der Herstellungskosten zur Folge.
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INHALT DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung löst folgendes technisches Problem:
Herkömmliche lichtempfindliche Elemente können keine Bilder des vollständigen Testbereichs innerhalb eines kurzen Fokusbereichs liefern. Die Instrumente sind relativ groß und nicht tragbar. Die vorliegende Erfindung beinhaltet einen tragbaren immunchromatographischen Analysator, bei dem nach zweimaliger Spiegelreflexion der direkte Abstand zwischen Abbildungssensor und Testkarte lediglich 2 bis 6 cm beträgt, und wobei der Abbildungssensor schließlich die gültigen Bildinformationen des vollständigen Testbereichs erhält, so dass die Dicke des ganzen Instruments reduziert und der POCT-Test (bzw. das POCT-Gerät) tragbar wird.
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Hinsichtlich des oben geschilderten technischen Problems betrifft die technische Lösung der vorliegenden Erfindung einen tragbaren immunchromatographischen Analysator, der folgende Merkmale aufweist:
eine Befestigungseinrichtung der Testkarte, wobei die Befestigungseinrichtung der Testkarte mit einem Testbereich versehen ist;
einen großen Reflektor zur Reflexion der Bilder des Testbereichs in der Befestigungseinrichtung der Testkarte;
einen kleinen Reflektor zur Reflexion der im großen Reflektor abgebildeten Bilder des Testbereichs;
einen Abbildungssensor zur Erfassung der im kleinen Reflektor reflektierten Bilder des Testbereichs.
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Mittels der Befestigungseinrichtung wird die Position der Testkarte fixiert. Der große Reflektor ist oberhalb der Testkarte angeordnet. Seine Spiegelfläche und die Testkarte sind gegenüberliegend angeordnet. Die Spiegelfläche des großen Reflektors und die Fläche, an der sich die Testkarte befindet, stehen in einem Winkel von 15–30° zueinander. Die Spiegelfläche des kleinen Reflektors und die Spiegelfläche des großen Reflektors sind ebenfalls gegenüberliegend angeordnet. Die Spiegelfläche des kleinen Reflektors und die Fläche, an der sich die Testkarte befindet, stehen in einem Winkel von 30–45° zueinander. Die Bilder des vollständigen Testbereichs werden nacheinander vom großen Reflektor und vom kleinen Reflektor reflektiert. Der Abbildungssensor erfasst schließlich die Bilder des vollständigen und gültigen Testbereichs. Das Abbildungsprinzip mittels Reflexionslicht an beiden Enden der Testkarte ist in 1 dargestellt. Mit diesem Prinzip ist es möglich, dass der Abbildungssensor schließlich die gültigen Bildinformationen der Testkarte des vollständigen Testbereichs erfassen kann, obwohl der direkte Abstand zwischen Abbildungssensor und Testkarte relativ klein ist. So wird die Dicke des ganzen Instruments reduziert.
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Damit der Abbildungssensor die gültigen Bilder der Testkarte schnell erfassen kann, ist eine LED-Lichtquellengruppe im Gehäuse des Analysators angeordnet, wobei das durch die LED-Lichtquellengruppe emittierte Licht gleichmäßig im Testbereich der Befestigungseinrichtung der Testkarte verteilt wird.
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Die LED-Lichtquellengruppe weist eine LED-Lichtquellenbatterie, eine Steuerleitungsplatte der LED-Lichtquelle und eine LED-Leuchte auf, wobei die LED-Lichtquellenbatterie über die Steuerleitungsplatte der LED-Lichtquelle die LED-Leuchte steuert, und wobei die LED-Leuchte fest zwischen der Befestigungseinrichtung der Testkarte und dem großen Reflektor angeordnet ist.
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Die Dispersionsstreifen zur Homogenisierung des von der LED-Leuchte emittierten Lichts außerhalb der LED-Leuchte sind fest angeordnet, so dass das von der LED-Leuchte emittierte Licht homogener an dem Testbereich und der Testkarte verteilt wird.
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Außerdem werden COMS- oder CCD-Abbildungssensoren verwendet.
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Das Mobiltelefon kann als Abbildungssensor dienen. Dies ist möglich, wenn das Mobiltelefon die Fokussierung und die Abbildung realisieren kann. Weiterhin ist ein Mobiltelefon relativ dünn, so dass die Dicke des ganzen Instruments weiter reduziert werden kann, wodurch die tragbare Eigenschaft des POCT-Tests (bzw. des POCT-Geräts) herausgestellt wird. Auf dem Mobiltelefon können entsprechende Programme installiert werden, um die Bilder zu analysieren und zu verarbeiten, so dass das Instrument klein und tragbar bleibt. Dadurch wird das Problem der Anschaffung teurer, konventioneller Instrumente gelöst.
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Die Befestigungseinrichtung der Testkarte ist ausziehbar am Unterteil installiert, wobei im Testbereich der Befestigung der Testkarte eine Positionierungsfederscheibe angeordnet ist. Wenn das Instrument bei der Anwendung geschüttelt und gekippt wird, können die zu testenden Reagenzien gemessen werden. Dadurch wird die tragbare Eigenschaft des vorliegenden Systems weiter verbessert.
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Der tragbare immunchromatographische Analysator wird während der Arbeit oft gedreht oder gekippt. Um eine Verschmutzung des großen und kleinen Reflektors sowie des Abbildungssensors durch Testflüssigkeiten in der Testkarte während des Testprozesses zu verhindern, ist ein Schutzglas zwischen der Befestigungseinrichtung der Testkarte und dem großen Reflektor angeordnet (bzw. kann angeordnet werden). Das Schutzglas ist demontierbar. Wenn das Testglasdurch Testflüssigkeiten verschmutzt wird, kann es zur Reinigung demontiert und erneut verwendet werden.
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Die vorliegende Erfindung hat folgende Vorteile: Falls der direkte Abstand zwischen dem Abbildungssensor und der Testkarte 2 bis 6 cm beträgt, kann der Abbildungssensor nach zweimaliger Spiegelreflexion schließlich die gültigen Bildinformationen des vollständigen Testbereichs erhalten, so dass die Stärke (bzw. Dicke) des ganzen Instruments reduziert wird. Des Weiteren wird zur Abbildung ein Mobiltelefon verwendet (bzw. kann verwendet werden). Mobiltelefone sind relativ dünn, so dass die Dicke des ganzen Instruments weiter reduziert wird, wodurch sich die Tragbarkeit des POCT-Tests (bzw. des POCT-Geräts) zeigt. Durch die Abbildung mittels zweimaliger Spiegelreflexion kann der herkömmliche Abbildungssensor während eines kurzen Fokusbereichs die Bilder des vollständigen Testbereichs erhalten. Teure lichtempfindliche Sensoren wie CCD und CMOS, z. B. Weitwinkel-Sensoren, sind nicht nötig. Dadurch werden die Herstellungskosten konventioneller Instrumente stark reduziert. Im Gehäuse des Analysators ist die LED-Lichtquellengruppe angeordnet. Das von der LED-Lichtquellengruppe emittierte Licht wird gleichmäßig an der in der Befestigungseinrichtung installierten Testkarte verteilt. Der Abbildungssensor kann so die gültigen Bilder der Testkarte schnell erfassen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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Anhand der Figuren und Ausführungsformen wird die vorliegende Erfindung im Folgenden näher erläutert.
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1 zeigt eine schematische Strukturansicht eines tragbaren immunchromatographischen Analysators gemäß der vorliegenden Erfindung.
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2 zeigt eine schematische Darstellung des Funktionsprinzips eines tragbaren immunchromatographischen Analysators gemäß der vorliegenden Erfindung.
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3 zeigt eine schematische Strukturansicht eines tragbaren immunchromatographischen Analysators in der zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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4 zeigt eine schematische Strukturansicht eines tragbaren immunchromatographischen Analysators in der dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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5 zeigt eine schematische Strukturansicht eines tragbaren immunchromatographischen Analysators in der vierten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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6 zeigt eine perspektivische Ansicht der Befestigungseinrichtung der Testkarte gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Befestigungseinrichtung der Testkarte
- 2
- Großer Reflektor
- 3
- Kleiner Reflektor
- 4
- Abbildungssensor
- 5
- LED-Lichtquellengruppe
- 6
- Schutzglas
- 7
- Testkarte
- 8
- Reflexionslicht
- 11
- Positionierungsfederscheibe
- 51
- LED-Lichtquellenbatterie
- 52
- Steuerleitungsplatte der LED-Lichtquelle
- 53
- LED-Leuchte
- 54
- Dispersionsstreifen
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Mittels ausführlicher Beschreibung der Ausführungsformen wird die vorliegende Erfindung im Folgenden näher erläutert. Es versteht sich, dass die angeführten Ausführungsformen lediglich zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung dienen und deren Umfang nicht beschränken.
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Erste Ausführungsform:
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Wie in 1 dargestellt, weist der tragbare immunchromatographische Analysator der vorliegenden Erfindung eine Befestigungseinrichtung 1 der Testkarte zur Fixierung der Position der Testkarte, einen großen Reflektor 2 zur Reflexion der Bilder des Testbereichs in der Befestigungseinrichtung 1 der Testkarte, einen kleinen Reflektor 3 zur Reflexion der im großen Reflektor 2 abgebildeten Bilder des Testbereichs sowie einen Abbildungssensor 4 zur Erfassung der im kleinen Reflektor 3 reflektierten Bilder des Testbereichs auf.
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Die Befestigungseinrichtung 1 fixiert die Position der Testkarte 7 (eine herkömmliche Testkarte hat in der Regel eine Länge von 5 cm und eine Breite von 2 cm) im Testbereich. Der große Reflektor 2 ist oberhalb des Testbereichs angeordnet. Seine Spiegelfläche und die Testkarte 7 im Testbereich sind gegenüberliegend angeordnet. Die Spiegelfläche des großen Reflektors 2 und die Fläche, an der sich die Testkarte 7 befindet, stehen in einem Winkel von 15–30° zueinander. Die Spiegelfläche des kleinen Reflektors 3 und die Spiegelfläche des großen Reflektors 2 sind ebenfalls gegenüberliegend angeordnet. Die Spiegelfläche des kleinen Reflektors 3 und die Fläche, an der sich die Testkarte 7 befindet, stehen in einem Winkel von 30–45°. Das Funktionsprinzip wird in 2 dargestellt. Die Bilder des vollständigen Testbereichs werden nacheinander durch den großen Reflektor 2 und den kleinen Reflektor 3 reflektiert. Der Abbildungssensor 4 erfasst schließlich die Bilder der vollständigen und gültigen Testkarte 7 (Der Abbildungsprozess mittels Reflexionslicht 8 ist in 2 dargestellt). Dadurch wird es möglich, dass der Abbildungssensor 4 schließlich die gültigen Bildinformationen der Testkarte 7 erfassen kann, obwohl der direkte Abstand zwischen dem Abbildungssensor 4 und der Testkarte 7 relativ klein ist. So kann das Ziel der Reduzierung der Größe des ganzen Instruments erreicht werden.
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Zweite Ausführungsform:
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Wie in 3 dargestellt, weist der tragbare immunchromatographische Analysator der vorliegenden Erfindung eine Befestigungseinrichtung 1 zur Positionsfixierung der Testkarte, einen großen Reflektor 2 zur Reflexion der Bilder des Testbereichs in der Befestigungseinrichtung 1 der Testkarte, einen kleinen Reflektor 3 zur Reflexion der im großen Reflektor 2 abgebildeten Bilder des Testbereichs sowie einen CCD-Abbildungssensor 4 auf, der zur Erfassung der im kleinen Reflektor 3 reflektierten Bilder des Testbereichs dient. Der tragbare immunchromatographische Analysator der vorliegenden Erfindung verfügt des Weiteren über eine LED-Lichtquellengruppe 5. Die LED-Lichtquellengruppe 5 verfügt über eine LED-Lichtquellenbatterie 51, eine Steuerleitungsplatte 52 der LED-Lichtquelle und eine LED-Leuchte 53, wobei die LED-Lichtquellenbatterie 51 über die Steuerleitungsplatte 52 der LED-Lichtquelle die LED-Leuchte 53 steuert, und wobei die LED-Leuchte oberhalb des Testbereichs angeordnet ist und sich zwischen der Befestigungseinrichtung 1 und dem großen Reflektor 2 befindet, und wobei Dispersionsstreifen 54 zur Homogenisierung des von der LED-Leuchte 53 emittierten Lichts außerhalb der LED-Leuchte 53 fest angeordnet sind.
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Wenn der Abbildungssensor 4 die Bilder erfasst, kann die LED-Lichtquellengruppe 5 eingeschaltet werden. Das von der LED-Lichtquellengruppe 5 emittierte Licht wird gleichmäßig im Testbereich an der Befestigungseinrichtung 1 der Testkarte verteilt, dabei ist es von Vorteil, dass der Abbildungssensor 4 die Bilder des gültigen Testbereichs schnell erfasst.
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Dritte Ausführungsform
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Wie in 4 und 6 dargestellt, weist der tragbare immunchromatographische Analysator der vorliegenden Erfindung eine Befestigungseinrichtung 1 der Testkarte zur Positionsfixierung der Testkarte, einen großen Reflektor 2 zur Reflexion der Bilder des Testbereichs in der Befestigungseinrichtung 1 der Testkarte, einen kleinen Reflektor 3 zur Reflexion der im großen Reflektor 2 abgebildeten Bilder des Textbereichs, ein Mobiltelefon zur Erfassung der im kleinen Reflektor 3 reflektierten Bilder des Testbereichs sowie eine LED-Lichtquellengruppe 5 auf. Die LED-Lichtquellengruppe 5 verfügt über eine LED-Lichtquellenbatterie 51, eine Steuerleitungsplatte 52 der LED-Lichtquelle und eine LED-Leuchte 53, wobei die LED-Lichtquellenbatterie 51 über die Steuerleitungsplatte 52 der LED-Lichtquelle die LED-Leuchte 53 steuert, und die LED-Leuchte oberhalb des Testbereichs angeordnet ist und sich zwischen der Befestigungseinrichtung 1 der Testkarte und dem großen Reflektor 2 befindet. Zur Homogenisierung des von der LED-Leuchte 53 emittierten Lichts außerhalb der LED-Leuchte 53 sind Dispersionsstreifen 54 angebracht. Die Befestigungseinrichtung 1 ist ausziehbar am Unterteil des tragbaren immunchromatographischen Analysators installiert, wobei sich im Testbereich der Befestigungseinrichtung 1 zur Befestigung der Testkarte eine Positionierungsfederscheibe 11 befindet.
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Die Befestigungseinrichtung 1 der Testkarte erleichtert den Austausch der Testkarte 7 und kann diese in einer gegenüberliegenden Position des tragbaren immunchromatographischen Analysators befestigen, so dass durch eine Positionsänderung der Testkarte 7 resultierende Fehler vermieden werden können.
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Wenn das Instrument geschüttelt und gekippt wird, können die zu testenden Reagenzien gemessen werden. Dadurch wird die tragbare Eigenschaft des vorliegenden Systems weiter verbessert.
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Auf dem Mobiltelefon können entsprechende Programme installiert werden, um die Bilder zu analysieren und zu verarbeiten, so dass das Instrument klein und in der Hand tragbar ist. Dadurch wird das Problem der Anschaffung teurer, konventioneller Instruments gelöst.
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Vierte Ausführungsform
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Wie in 5 und 6 dargestellt, verfügt der tragbare immunchromatographische Analysator der vorliegenden Erfindung über eine Befestigungseinrichtung 1 zur Fixierung der Position der Testkarte, einen großen Reflektor 2 zur Reflexion der Bilder des Testbereichs in der Befestigungseinrichtung 1 der Testkarte, einen kleinen Reflektor 3 zur Reflexion der im großen Reflektor 2 abgebildeten Bilder des Testbereichs, ein abbildendes Mobiltelefon zur Erfassung der im kleinen Reflektor 3 reflektierten Bilder des Testbereichs sowie über eine LED-Lichtquellengruppe 5. Ein Schutzglas 6 zur Verhinderung einer Verschmutzung der Testkammer durch die Testflüssigkeiten ist zwischen der Befestigungseinrichtung 1 der Testkarte und dem großen Reflektor 2 angeordnet. Die LED-Lichtquellengruppe 5 verfügt über eine LED-Lichtquellenbatterie 51, eine Steuerleitungsplatte 52 der LED-Lichtquelle und eine LED-Leuchte 53, wobei die LED-Lichtquellenbatterie 51 über die Steuerleitungsplatte 52 der LED-Lichtquelle die LED-Leuchte 53 steuert, und wobei die LED-Leuchte 53 am Umfang oberhalb der Testkarte 7 angeordnet ist und sich zwischen der Befestigungseinrichtung 1 der Testkarte und dem großen Reflektor 2 befindet. Zur Homogenisierung des von der LED-Leuchte 53 emittierten Lichts außerhalb der LED-Leuchte 53 sind Dispersionsstreifen 54 angebracht. Die Befestigungseinrichtung 1 der Testkarte ist ausziehbar am Unterteil des tragbaren immunchromatographischen Analysators installiert, wobei im Testbereich der Befestigungseinrichtung 1 eine Positionierungsfederscheibe 11 zur Befestigung der Testkarte 7 angebracht ist.
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Das Schutzglas 6 verhindert, dass die Restflüssigkeit an der Reagenzienkarte zufällig in die Testkammer eintritt und Reflektor und Abbildungssensor 4 etc. verschmutzt.
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Des Weiteren kann die Position des tragbaren immunchromatographischen Analysators gemäß der vorliegenden Erfindung mittels Gehäuse und anderen Befestigungseinrichtungen begrenzt werden.
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Auf Grundlage der hier beschriebenen Ausführungsformen kann ein Fachmann auf dem betroffenen Gebiet mit Hilfe des vorstehenden Inhalts verschiedene Änderungen und Modifikationen vornehmen, ohne vom grundlegenden technischen Gedanken der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Der technische Umfang der vorliegenden Erfindung ist nicht auf den Inhalt in der Beschreibung beschränkt. Der technische Umfang soll gemäß dem Umfang der Schutzansprüche definiert werden.
