PL178125B1 - Zestaw testujący, zwłaszcza do płynów biologicznych - Google Patents

Abstract

1. Zestaw testujacy, zwlaszcza do plynów biologicznych, zawie rajacy przynajmniej jedno urzadzenie próbkujace, zaopatrzone w poro- waty, przepuszczalny dla plynu nosnik w ksztalcie paska i/lub arkusika przepuszczajacego promieniowanie elektromagnetyczne, który zawie ra przynajmmej jedna strefe detekcyjna z ujawnionym wynikiem próby w postaci materialu wykrywalnego w strefie detekcyjnej, przy czym nosnik urzadzenia próbkujacego jest umieszczony w obudowie stano- wiacej czesc urzadzenia próbkujacego i zaopatrzonej w okienka, stano- wiace obszary przekazywania energii elektromagnetycznej z zewnetrznego zródla do strefy detekcyjnej, oraz czytnik rezultatu pró- by z urzadzenia próbkujacego, dla okreslenia stopnia tlumienia pro- mieniowania elektromagnetycznego przechodzacego przez nosnik, spowodowanego obecnoscia materialu wykrywalnego zwiazanego w strefie detekcyjnej, przy czym czytnik rezultatu próby jest zaopatrzony w zespól odbiorczy dla urzadzenia próbkujacego, typu szczelinowego, obejmujacy przynajmniej te czesc urzadzenia próbkujacego, która za- wiera strefe detekcyjna oraz w jednostke odczytujaca, spr zezona z ze- spolem odbiorczym, a jednostka odczytujaca jest zaopatrzona w przynajmniej jedno zródlo promieniowania elektromagnetycznego 1 przynajmniej jeden czujnik natezenia promieniowania elektroma- gnetycznego, przy czym strefa detekcyjna urzadzenia próbkujacego lezy na drodze promieniowania elektromagnetycznego miedzy zródlem promieniowania, a przynajmniej jednym czujnikiem, zna- mienny tym, ze przed przynajmniej jednym czujnikiem natezenia pro- mieniowania elektromagnetycznego (321, 444, 802), na drodze promieniowania elektromagnetycznego miedzy zródlem promienio- wania, a przynajmniej jednym czujnikiem jest umieszczony dyfuzor (308, 508), a zródlo promieniowania jest zród lem Fig. 3 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest zestaw testujący, zwłaszcza do płynów biologicznych. Wynalazek w szczególności, jakkolwiek nie wyłącznie, dotyczy badania próbek płynów biologicznych, które może być przeprowadzane przez osoby stosunkowo niefachowe, zwłaszcza w warunkach domowych.

Obecnie szeroko rozpowszechnione sąurządzenia do użytku domowego, przeznaczone do analizy moczu, przykładowo w testach ciążowych i testach oceny owulacji. W przypadku testu ciążowego, który wymaga jedynie dostarczenia użytkownikowi rezultatu „tak/nie”, dostępna obecnie technologia umożliwia łatwy odczyt rezultatu próby naocznie bez potrzeby jakiegokolwiek wyposażenia pomocniczego.

Wiele tego rodzaju urządzeń jest oparte na zasadach immunochromatografii, i zwykle są one zaopatrzone w wydrążoną obudowę z tworzywa sztucznego, zawierającą porowaty pasek próbkujący zawierający wstępnie wydozowane reagenty. Reagenty w obrębie urządzenia mogą zawierać jeden lub więcej reagentów znakowanych znacznikiem bezpośrednim, takim jak żel barwnikowy, zol metaliczny (np. złoto) lub zabarwiony lateks (np. polistyren) w postaci mikrocząsteczek, które są widzialne dla oka po skoncentrowaniu w stosunkowo niewielkiej powierzchni paska. Użytkownik musi jedynie nałożyć próbkę moczu na jedną część obudowy dla zapoczątkowania próby. Rezultat próby staje się widzialny gołym okiem w przeciągu kilku minut bez potrzeby dalszego oddziaływania użytkownika. Przykłady tego rodzaju urządzeń są opisane w EP-A-291194 i EP-A-3 83619. Zebranie próbki jest zwykle dokonywane za pomocą elementu bibułowego, który stanowi część urządzenia i który łatwo może wchłonąć próbkę płynu, np. ze strumienia moczu. Opcjonalnie, element bibułowy może wystawać z obudowy urządzenia dla ułatwienia nałożenia próbki. W patentach EP 292194 i EP 383619 ujawniono urządzenia próbkujące typu ogólnego, które można z korzyścią odczytywać przy użyciu systemu opartego na transmisji według niniejszego wynalazku. Żaden z tych dwóch opisów nie wskazuje konkretnie, że transmisja optyczna byłaby idealnym systemem odczytu.

Znany, z opisu EP 283285, czytnik do pasków testujących, stosuje transmisję optyczną. Jednakże, chociaż system optyczny składa się z diody emitującej światło jako źródła i fotodiody jako czujnika, nacisk jest położony na wybór częstotliwości i natężenia światła. Nie ma w EP 283285 wyraźnej sugestii, że uzyskuje się jakieś szczególne korzyści, gdy światło oświetlające pasek testującyjest rozproszone. Nie ma w EP 283285 sugestii, że przedsięwzięto specjalne środki dla uzyskania rozproszenia. Co więcej, nie ma też wzmianki o tym, że należy umieścić oddzielny dyfuzor na drodze optycznej przed światłoczułą diodą. Patent japoński JP 59214768 odnosi się do systemu testowania krwi w rurce kapilarnej i stosuje transmisję światła przez rurkę. Chociaż światło ma być jednolite i o określonej długości fali, nie ma tu wzmianki o tym, by było rozproszone. Inny patentjapoński - JP 63134953 - odnosi się on do systemu opartego na odczytywaniu „papierka testującego”, podlegającego zmianom barwy pod wpływem reakcji. Do odczytywania wyniku testu stosuje się przyrząd optyczny. Ponieważ jednak papierek testujący umieszczany jest w osłonie, która wydaje się mieć tylko jedno okienko, więc ten optyczny system odczytu musi

178 125 opierać się raczej na odbiciu, a nie na transmisji. Nie wspomniano tu o korzyściach wynikających z zastosowania światła rozproszonego.

Zestaw testujący, zwłaszcza do płynów biologicznych, zawierający przynajmniej jedno urządzenie próbkujące, zaopatrzone w porowaty, przepuszczalny dla płynu nośnik w kształcie paska i/lub arkusika przepuszczającego promieniowanie elektromagnetyczne, który zawiera przynajmniej jedną strefę detekcyjnąz ujawnionym wynikiem próby w postaci materiału wykrywalnego w strefie detekcyjnej, przy czym nośnik urządzenia próbkującego jest umieszczony w obudowie stanowiącej część urządzenia próbkującego i zaopatrzonej w okienka, stanowiące obszary przekazywania energii elektromagnetycznej z zewnętrznego źródła do strefy detekcyjnej, oraz czytnik rezultatu próby z urządzenia próbkującego, dla określenia stopnia tłumienia promieniowania elektromagnetycznego przechodzącego przez nośnik, spowodowanego obecnością materiału wykrywalnego związanego w strefie detekcyjnej, przy czym czytnik rezultatu próby jest zaopatrzony w zespół odbiorczy dla urządzenia próbkującego, typu szczelinowego, obejmujący przynajmniej tę część urządzenia próbkującego, która zawiera strefę detekcyjną oraz w jednostkę odczytującą, sprzężoną z zespołem odbiorczym, a jednostka odczytująca jest zaopatrzona w przynajmniej jedno źródło promieniowania elektromagnetycznego i przynajmniej jeden czujnik natężenia promieniowania elektromagnetycznego, przy czym strefa detekcyjna urządzenia próbkującego leży na drodze promieniowania elektromagnetycznego między źródłem promieniowania, a przynajmniej jednym czujnikiem, według wynalazku wyróżnia się tym, że przed przynajmniej jednym czujnikiem natężenia promieniowania elektromagnetycznego, na drodze promieniowania elektromagnetycznego między źródłem promieniowania, a przynajmniej jednym czujnikiem jest umieszczony dyfuzor.

Źródło promieniowania jest źródłem rozproszonego promieniowania elektromagnetycznego, natomiast obudowa urządzenia próbkującego jest zaopatrzona w otwory, stanowiące drugie obszary przekazywania energii elektromagnetycznej. Obydwa obszary przekazywania energii elektromagnetycznej przez obudowę urządzenia próbkującego znajdują się na drodze promieniowania elektromagnetycznego ze źródła promieniowania przez urządzenie próbkujące, a strefy detekcyjne sąułożone na drodze promieniowania elektromagnetycznego między obszarami przekazywania energii elektromagnetycznej. Wynik próby jest ujawniony w strefie detekcyjnej w postaci materiału wykrywalnego związanego w strefie detekcyjnej, pośrednio i/lub bezpośrednio z reagentem wiążącym unieruchomionym w strefie detekcyjnej.

Zespół odbiorczy jest korzystnie zaopatrzony w element blokujący, dopasowany do elementu wzajemnie blokującego urządzenia próbkującego, przy czym przynajmniej jedna strefa detekcyjna urządzenia próbkującego, wprowadzonego do czytnika, majednoznacznie określone i zablokowane położenie przestrzenne względem jednostki odczytującej.

Zespół odbiorczy dla nośnika jest korzystnie zaopatrzony w przycisk uruchamiający odczyt przynajmniej jednej strefy detekcyjnej urządzenia próbkującego, wprowadzonego do czytnika.

Obudowa urządzenia próbkującego jest korzystnie zaopatrzona w kołek, stanowiący wewnętrzny element ustawiający, związany z odpowiadającym mu elementem ustawiającym nośnika, przy czym strefa detekcyjna wewnątrz obudowy urządzenia próbkującego ma jednoznacznie określone położenie przestrzenne względem elementu wzajemnie blokującego urządzenia próbkującego. Wewnętrzny element ustawiający obudowy urządzenia próbkującego stanowi korzystnie kołek lub występ, wprowadzony do otworu lub wgniecenia w nośniku, przy czym strefa detekcyjna znajduje się na nośniku w założonym położeniu względem otworu lub wgniecenia.

Źródło rozproszonego promieniowania elektromagnetycznego korzystnie stanowi źródło promieniowania optycznego, bardziej korzystnie światła widzialnego.

Źródło światła jest korzystnie impulsowym źródłem światła. Arkusik nośnika korzystnie stanowi nitrocelulozowy nośnik o grubości nie przekraczającej 1 mm.

Materiał wykrywalny korzystnie stanowi cząsteczkowy znacznik bezpośredni.

Ogólnie, czytnik stanowi stosunkowo trwałą jednostkę, którąużytkownik może wykorzystać ponownie (i która może być wyposażona w obwód pamięci elektronicznej/przetwarzania danych który umożliwia ocenę wyników wielu kolejnych prób), zaś urządzenia próbkujące są przeznaczone do tylko jednokrotnego użytku po którym zostają wyrzucone. Odpowiednio do tego, urządzenia próbkuj ące mogąbyć dostarczane użytkownikowi oddzielnie względem czytnika, np. w postaci opakowań wielokrotnych.

Przez zapewnienie dokładnego wzajemnego zblokowania pomiędzy urządzeniem próbkującym i czytnikiem i zapewnienie dokładnego stawienia położenia strefy detekcyjnej wewnątrz samego urządzenia próbkującego, strefa detekcyjna jest ustawiana względem czytnika w stałym wstępnie określonym położeniu za każdym razem, gdy urządzenie próbkujące jest wkładane do czytnika. W ten sposób można maksymalnie uprościć konstrukcję układu optycznego wewnątrz czytnika (źródło światła i czujniki), ponieważ nie jest znaczące dla czujników aby zawierały one jakikolwiek zespół analizujący, przykładowo, który mógłby być potrzebny w sytuacji w której nie byłoby znane dokładne położenie strefy detekcyjnej. Przez uniknięcie potrzeby stosowania skomplikowanego układu optycznego można zredukować koszt czytnika/monitora. Uproszczenie optycznego układu odczytowego może różnie umożliwić zminimalizowanie rozmiarów czytnika/monitora, co wspomaga wygodne i niekłopotliwe zastosowanie w domu. Oczywiście w razie potrzeby w czytniku można zastosować zespół analizujący.

Dodatkową korzyścią zastosowania wewnętrznego systemu ustawiania, który zapewnia precyzyjne umieszczenie strefy detekcyjnej wewnątrz testowanego urządzenia jest możliwość ułatwienia wytwarzania zautomatyzowanego i o dużej wydajności.

W zasadzie można zastosować dowolne promieniowanie elektromagnetyczne dla dokonania pomiarów tłumienia promieniowania według wynalazku. Promieniowanie elektromagnetyczne powinno korzystnie mieć możliwość podlegania rozpraszaniu. Korzystnie promieniowanie elektromagnetyczne stanowi światło w zakresie widzialnym lub bliskim widzialnego. Obejmuje to światło w zakresie podczerwieni i nadfioletu. Ogólnie ocenia się, że wykrywalny materiał stosowany jako znacznik w próbie jest to materiał, który będzie wzajemnie oddziaływał ze światła w zakresie widzialnym lub bliskim widzialnego, na przykład poprzez absorpcję. Długość fali wybranego promieniowania elektromagnetycznego jest korzystnie równa lub bliska długości fali na którą silnie oddziałuje znacznik np. przez absorbowanie. Przykładowo, jeżeli znacznik stanowi substancję która jest silnie zabarwiona, to jest widoczna dla nieuzbrojonego oka ludzkiego przy zagęszczonym materiale, wówczas idealnym promieniowanie elektromagnetycznym jest światło o dopełniającej długości fali. Idealnymi przykładami są cząsteczkowe znaczniki bezpośrednie, przykładowo roztwory koloidalne metaliczne (na przykład złoto), materiały pierwiastkowe (np. selen, węgiel), roztwory koloidalne barwników i barwione cząsteczki lateksu (polistyrenu). Przykładowo, w przypadku cząsteczek lateksu barwionych na niebiesko, idealnym promieniowaniem elektromagnetycznym jest widzialne światło czerwone, które jest silnie absorbowane przez cząstki w kolorze niebieskim.

W zalecanym rozwiązaniu wynalazku, przesyłane promieniowanie elektromagnetyczne docierające do czujnika/czujników powinno być rozproszone. Rozproszenie to może powstawać jako konsekwencja przesyłanie promieniowania elektromagnetycznego przez pasek lub arkusz nośnika, jednakże bardziej korzystnie jest powodowane przez źródło promieniowania elektromagnetycznego wysyłające energię w postaci wysoce rozproszonej. W zalecanym rozwiązaniu wynalazku źródło wytwarza wysoce rozproszone promieniowanie, zaś pasek lub arkusz nośnika przez który to promieniowanie jest przekazywane stanowi w warunkach porównywalnych znacznie słabszy środek rozpraszający.

Główną korzyścią zastosowania światła rozproszonego lub innego promieniowania w kontekście wynalazku jest to, że odczyt wyniku próby jest w znacznie mniejszym stopniu zakłócany przez zniekształcenia lub materiał zanieczyszczający na urządzeniu próbkującym. Przykładowo, brud lub zadrapania na urządzeniu próbkującym w obszarze przez który musi być przesyłane promieniowanie mogą silnie zakłócać dokładność określanego wyniku, jeżeli stosowane będzie światło zogniskowane zamiast rozproszonego. Przez zastosowanie źródła światła rozproszonego według wynalazkuj est możliwe otrzymanie czytnika wyników prób, który może dokładnie interpretować rezultaty prób prowadzonej nawet w zasadniczo przezroczystym urządzeniu prób6

178 125 kującym bez ujemnego wpływu na rezultaty próbkowania, powodowanego przez niewielkie zanieczyszczenia lub uszkodzenia urządzenia próbkującego (np. zadrapanie powierzchniowe).

W zalecanym rozwiązaniu wynalazku promieniowanie elektromagnetyczne ze źródła ma charakter impulsowy. Przez zsynchronizowanie czujników tak, że działają one jedynie w fazie z impulsowanym źródłem promieniowania jest możliwe wyeliminowanie jakiegokolwiek zakłócenia tła, które mogłoby być powodowane przez zewnętrzne promieniowanie, np. światło otoczenia. Ocenia się, że próby będą w większości prowadzone w okolicznościach naturalnego światła dziennego, lub nawet częściej światła sztucznego. Światło sztuczne ma zwykle charakter pulsacyjny (typowo 50-100 Hz) spowodowany przemienną naturą źródeł elektryczności. Przez umieszczenie impulsowego źródła promieniowania dla oświetlenia urządzenia próbkującego wewnątrz czytnika można pominąć wpływ naturalnego światła dziennego. Przez dobranie częstotliwości impulsów tak, że będzie ona wystarczająco odmienna od występującego światła sztucznego, można również pominąć jakiekolwiek zakłócenie w wyniku tego światła sztucznego. Korzystnie częstotliwość impulsów energii powinna wynosić przynajmniej około 1 kHz. Idealna częstotliwość impulsów wynosi około 16 kHz.

Zastosowanie światła impulsowego jest bardzo korzystne z tego względu, że pozwala ono na pominięcie dla monitora cechy „światłoszczelności”. Powoduje to nie tylko uproszczenie konstrukcji monitora, ale możliwość prowadzenia odczytów rezultatu prób przy monitorze w stanie „otwartym”, co upraszcza czynności użytkownika.

Źródło światła lub innego promieniowania elektromagnetycznego może stanowić w całości elementy konwencjonalne. Idealnymi przykładami są dostępne w handlu diody LED, korzystnie tak dobrane, że emitująświatło o odpowiedniej długości fali, które jest silnie absorbowane przez wykrywany materiał zagęszczony w strefie/strefach testowania. Światło wysyłane przez diodę LED powinno być przepuszczane przez silny zespół rozpraszający przed dojściem do urządzenia próbkującego. W razie potrzeby można zastosować szereg diod LEd, które są zasilane po kolei. Odpowiednie elementy rozpraszające mogąbyć wytworzone przykładowo z tworzyw sztucznych, dostępnych przemysłowo. W razie potrzeby można wzmocnić własności rozpraszania światła przez materiał rozpraszający przez włączenie materiałów cząsteczkowych takich jak dwutlenek tytanu i siarczan boru. Idealny materiał rozpraszający zawiera poliester lub poliwęglan, zawierający dwutlenek tytanu. Odpowiednim poziomem wtrącenia dla materiału cząsteczkowego jest poziom przynajmniej 1 % wagowego, a korzystnie około 2%. Przez zastosowanie środka rozpraszającego, można mierzyć równocześnie wszystkie istotne obszary paska próbkującego, i wyeliminowane są różnice poziomu emisji światła ze źródła.

Czujnik/czujniki dla wykrywania wychodzącego światła mogą stanowić elementy konwencjonalne takie jak fotodiody, na przykład fotodiody krzemowe.

Korzystnie, z przodu czujnika/ów jest umieszczony drugi element rozpraszający, który może być wytworzony z tego samego materiału co główny element rozpraszający. Zapewnia to, że widok odbierany przez czujnik nie jest zakłócany przez obecność lub nieobecność paska testującego w głowicy odczytowej. W konsekwencji, można wykalibrować monitor w stanie nieobecności paska testującego, a następnie dokonać pomiaru wyników próby w obecności paska próbkującego.

Przez zastosowanie jednolitego źródła światła według wynalazku jest możliwe otrzymanie układu odczytowego dla pasków testujących i tym podobnych, który jest stosunkowo tolerancyjny dla zmian w umieszczeniu strefy/stref testujących pomiędzy kolejnymi paskami, pod nieobecność czujnika analizującego. W rozwiązaniu według wynalazku urządzenie odczytujące rezultaty prób i towarzyszące urządzenie próbkujące mogą dostarczyć dokładną informację ilościową odnośnie próbki.

Urządzenia tego rodzaju mogą być stosowane w różnego rodzaju miejscach, takich jak szpitale, kliniki, gabinety lekarskie i w domu. Analit poddawany badaniu może różnić się w szerokim zakresie, w zależności od okoliczności. Przykładami są organizmy z chorobą zakaźną lub też znaczniki, produkty przemiany materii w płynach ciała, będące wskaźnikiem zmian w zdro178 125 wiu lub kondycji pacjenta, oraz substancje rozprowadzane lub przyjmowane, takie jak lekarstwa lub nadużywane narkotyki.

Dla zwiększenia prawdopodobieństwa koncepcji, urządzenia próbkujące zostały oznakowane, co umożliwia użytkownikowi monitorowanie stężenia w moczu hormonu lutenizującego (LH), który gwałtownie wzrasta skokowo w przybliżeniu 1 dzień przed owulacją. Gdy jest prowadzone codzienne testowanie stężenie LH w moczu, przykładowo przez zastosowanie technologii „zanurzonej pałeczki”, z otrzymywaniem rezultatów próbkowania przez zabarwiony punkt końcowy, to natężenia zabarwienia jest proporcjonalne do stężenia LH. Przez dostarczenie użytkownikowi skali zabarwienia, który umożliwia porównywanie dziennych pomiarów względem wartości standardowej, można wykryć po prostu naocznie „skok LH”. Jednakże monitorowanie stężenia LH stanowi bardzo rzadki przykład próbkowania polegającego na półilościowych danych, która podlega takiej prostej technologii, jest możliwe tylko dlatego że w warunkach stężeń względnych skok LH stanowi przypadek drastyczny. Dla większości innych potencjalnie użytecznych prób, zmiany stężenia analitu w płynach ciała są znacznie mniejsze i możliwe do wykrywania dokładnie jedynie przez odpowiednie przyrządy..

Istnieje zatem potrzeba poszerzenia dostępnej obecnie jakościowej technologii testowania do użytku domowego do obszaru precyzyjnego testowania ilościowego. Korzystnym przykładem, który stanowi logiczne przedłużenie istniejącego zainteresowania odbiorców odnośnie prób ciążowych na użytek domowy i testowanie cyklu owulacyjnego, stanowi dokładne monitorowanie cyklu owulacyjnego, nie tylko dla zwiększenia prawdopodobieństwa koncepcji ale dla otrzymania rzetelnej informacji dla antykoncepcji. Z tego też względu proponowano analizowanie płynów ciała. Powszechnym celem jest monitorowanie okresowych fluktuacji rozmaitych poziomów metabolitów hormonowych w moczu.

Wynalazek można zastosować do określenia dowolnego analitu płynu ciała, zwłaszcza przy monitorowaniu cyklu owulacyjnego człowieka przez wyznaczanie jednego lub więcej hormonów lub metabolitów w płynie ciała, takim jak mocz, przykładowo albo LH i/lub estrono-3glukoronid (E3G).

Urządzenie do testowania próbki płynu na użytek domowy zawiera materiał porowatego nośnika, taki jak pasek przez który może przenikać nałożona próbka płynu takiego jak mocz i w którym rezultat próby przejawia się za pomocą specyficznego wiązania wykrywalnego materiału w dokładnie określonym obszarze (strefie detekcyjnej) nośnika, takim jak wąska linia lub mała kropka, zawierającym unieruchomiony specyficzny reagent wiążący. Wynalazek dotyczy zatem sposobów, według których można określać dokładnie w prosty i oszczędny w kosztach sposób lokalizację wykrywalnego materiału w takiej strefie detekcyjnej. Czytnik próby według wynalazku jest przydatny, zwłaszcza do testowania próbek płynów ciała w domu i łączy wygodę testowania próbki z prostym i oszczędnym w kosztach cyfrowym określeniem wyniku próby. Spektrofotometria transmisyjna jest techniką szeroko stosowaną do ilościowej oceny koncentracji barwnika w przezroczystych roztworach płynnych. Dostępne przemysłowo spektrofotometry wymagają zwykle znacznej modyfikacji dla wykonywania pomiarów roztworów rozproszonych. Spektrofotometria transmisyjna nie stanowi odpowiedniego sposobu pomiaru wysoce rozproszonych próbek, ponieważ jest ona ogólnie przystosowanajedynie do przypadków w których nie można zastosować rozwiązań alternatywnych. Dla celów wynalazku, pomiar transmisji daje pozytywne korzyści w stosunku do wykorzystywanego uprzednio częściej zjawiska odbicia, zastosowanego do pasków testujących.

Zjawiska chemiczne zalecanych urządzeń paskowych według wynalazku występują w całej grubości paska testującego. Ze względu na zmiany w przepływie i osadzaniu reagenta, koncentracja wykrywalnego znacznika przychwyconego przy strefie reakcyjnej może różnić się odpowiednio do głębokości.

Krzywizna, materiały powierzchniowe, wykończenie i wpływ rozpuszczalnika mogą zmieniać stosunek odbicia lustrzanego do rozproszonego. Dla pomiarów współczynnika odbicia, odbite rozpraszająco światło z powierzchni paska przenosi informacje odnośnie sygnału (to jest to światło będzie współdziałało z wykrywalnym znacznikiem), zaś odbite w sposób lustrzany

178 125 nie będzie zawierało informacji (ponieważ to światło stanowi składnik który właśnie odbił się od powierzchni bez współdziałania z wykrywalnym znacznikiem w pasku rozpraszającym). Bez zastosowania stosunkowo masywnych i kosztownych układów trudne jest zaprojektowanie układu pomiarowego odbicia, które minimalizuje odbicie lustrzane w zakresie możliwym z pomiarem przesyłania, z zastosowaniem światła rozproszonego tak jak według wynalazku.

Układy pomiarowe wymagają zastosowania powierzchni testującej, która musi być usunięta z toru optycznego dla kalibracji. Ta powierzchnia odniesienia nie może ulegać uszkodzeniu jeżeli ma ona tworzyć część zespołu optycznego. Ponadto, pożądany jest ruch mechaniczny dla przemieszczenia takiego materiału odniesienia, gdy należy z kolei pomierzyć pasek próbkujący. W czytniku według wynalazku tego rodzaju problemy nie występują.

Dodatkowo do wspomnianych już szczególnych przykładów materiałów wykrywalnych według wynalazku można zastosować jako materiały znacznikowe takie materiały, które blokują lub odbijająpromieniowanie elektromagnetyczne, zamiast je absorbować, np. cząsteczki „białe” takie jak cząsteczki lateksu w ich naturalnym niezabarwionym stanie. Alternatywnie, znacznik może stanowić reagent lub katalizator, który bierze udział w wytwarzaniu materiału absorbującego promieniowanie lub materiału blokującego promieniowania, np. enzym który reaguje substratem dla wytworzenia wykrywalnego materiału, takiego jak zabarwiony materiał, w strefie detekcyjnej.

Przedmiot wynalazku, w przykładzie wykonania został pokazany na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia ogólny widok arkusika z porowatego materiału, np. papieru, podczas osadzania reagenta na arkusiku i dzieleniu akrusika na paski próbkujące, fig. 2 - widok, w rozłożeniu, urządzenia próbkującego według wynalazku, zawierającego pasek próbkujący jak pokazano na fig. 1, fig. 3 - schematyczny przekrój urządzenia próbkującego z fig. 2, umieszczonego wewnątrz głowicy odczytującej monitora według wynalazku, pracującej przez przesyłanie światła poprzez pasek próbkujący, przy czym oś y jest zniekształcona dla pokazania układu elementów składowych, fig. 4, fig. 5 i fig. 6 przedstawiają, w częściowym rozłożeniu, główne elementy kompletnego monitora według wynalazku, przy czym fig. 4 przedstawia wieko i górną połowę obudowy, fig. 5 - płytkę obwodu elektronicznego zawierającą głowicę odczytową, fig. 6 - dolną połowę obudowy i przyłączony pojemnik z baterią, fig. 7 - głowicę odczytową pokazaną na fig. 5 w powiększeniu, fig. 8 - widok z góry głowicy odczytowej z fig. 7, zawierającej szczelinę przyjmującą urządzenie próbkujące, fig. 9 - przekrój jednego końca urządzenia próbkującego zaprojektowanego do wkładania do szczeliny przyjmującej głowicy odczytującej, natomiast fig. 10 przedstawia w postaci schematycznej główne funkcje, które mogą być pożądane do spełniania przez monitor elektroniczny stosowany według wynalazku, wykorzystywany do monitorowania cyklu owulacyjnego u ludzi.

Jak pokazano na fig. 1, arkusz 100 porowatego materiału, np. nitrocelulozy, jest przeznaczony do podzielenia na liczne identyczne paski próbkujące, stanowiące arkusiki nośnika 101 przez przecinanie wzdłuż środkowej osi A-A i bocznych osi B-B.

Równoległe linie, stanowiące strefy detekcyjne 102-107 reagentów próbkujących sąumieszczone na arkusiku 100 przed jego podzieleniem. Jedynie dla przykładów założono, że reagenty stanowiące pierwsze unieruchomione antyciało są ułożone w liniach, stanowiących strefy detekcyjne 102 i 107, a drugie odmienne unieruchomione antyciało jest ułożone w liniach, stanowiących strefy detekcyjne 103 i 106. Osadzanie reagenta może odbywać się za pomocąpióra 108 lub podobnego przez kontrolowany komputerowo rejestrator XY (nie pokazany) i zasilany odpowiednim zbuforowanym roztworem reagenta za pośrednictwem miarowej giętkiej rurki 109. Jeżeli materiał arkusza 100 stanowi nitroceluloza, wówczas reagenty takie jak antyciała i antygeny mogąbyć unieruchamiane przez zwykłe bezpośrednie nałożenie na nitrocelulozę, po czym następuje zblokowanie materiału arkusika, przykładowo za pomocą albuminy lub alkoholu poliwinylowego. Po osadzeniu reagenta i zblokowaniu, można osadzić dwie linie 104 i 105 ruchomego znacznikowego reagenta, takiego jak antygen (np. E3G) lub inne antyciało (np. anty-LH), znacznikowane przykładowo za pomocą cząsteczkowego znacznika bezpośredniego takiego jak zabarwiono lateks. Osadzenie to może być dokonywane przykładowo za pomocąnastępnego pióra

178 125 (nie pokazanego). Alternatywnie, znacznikowany reagent (reagenty) mogą być przechowywane w oddzielnej porowatej podkładce lub podobnie, zamiast nakładania bezpośredniego na materiał paska testującego.

Dla uzyskania precyzyjnego umieszczenia linii zawierających reagenty, każde podłużne obrzeże 110,111 arkusika 100 jest podziurkowane licznymi identycznymi niewielkimi otworkami 112 z których każdy jest umieszczony w obrębie szerokości oznaczonego paska 113. Otworki 112 są wykonane w arkusiku 100 przed osadzeniem jakiegokolwiek reagenta. Nieobrobiony arkusik jest umieszczony na ramce (nie pokazanej) lub podobnej powierzchni roboczej za pomocą poprzeczki 114 naciskanej w dół na każde boczne obrzeże arkusika. Na rysunku pokazano (częściowo) tylko jedną z tych poprzeczek. Każda poprzeczka ma liczne wystające w dół kołki 115, z których każdy wchodzi dokładnie w jeden z otworków 112. Przesuwanie się pióra 108 osadzającego reagent jest zgrane precyzyjnie z położeniem poprzeczek przytrzymujących arkusik, i odpowiednio do tego osadzanie reagentajest dokonywane według wstępnie określonej precyzyjnej linii względem perforacji w arkusiku.

Po wszystkich koniecznych osadzeniach reagenta i innych obróbkach arkusika, arkusik ten zostaje podzielony za pomocą zespołu przecinającego (nie pokazanego) na poszczególne identyczne paski stanowiące arkusiki nośnika 101. Każdy indywidualny arkusik zawiera zatem jeden otworek pozycyjny 112 z dwiema liniami zawierającymi reagent lub strefami detekcyjnymi (np.

102 i 103) umieszczonymi w precyzyjnych wstępnie określonych położeniach względem otworka 112, przechodzących w poprzek szerokości każdego paska. W położeniu oddalonym od otworka 112 znajduje się obszar (na przykład obszar 104) paska zawierający ruchomy znacznikowany reagent. Dokładne położenie znacznikowanego reagenta względem otworka nie ma koniecznie znaczenia tak krytycznego jak położenie stref reakcyjnych.

Jedynie dla przykładu poszczególne paski będą zwykle miały długość około 40 mm do około 80 mm, i szerokość około 5 mm do około 10 mm, tak jak to jest konwencjonalnie w znanych urządzeniach próbkujących. Strefa detekcyjna zawierająca reagent, takajak strefy detekcyj ne 102 i

103 będą zwykle stanowiły linię szerokość około 1 mm, biegnącą bocznie w poprzek paska. Alternatywnie można zastosować małą plamkę, np. okrągłą o średnicy około 1 mm do około 3 mm. Strefa detekcyjnajest zatem tylko stosunkowo niewielką częścią całkowitej powierzchni paska. Jeżeli dla danej próby jest to potrzebne, wówczas na każdym pasku mogą być umieszczone liczne strefy detekcyjne zawierające te same lub odmienne reagenty. Może to wymagać stosowania więcej niż jednego znacznikowego elementu składowego, liczne ruchome znacznikowane elementy składowe mogą być umieszczane w górę na pasku lub gdziekolwiek w obrębie urządzenia (np. w podkładce lub na siąkliwym sznureczku podającym próbkę, jak opisano poniżej).

Jak podano na fig. 2, urządzenie próbkujące według wynalazku zawiera obudowę z tworzywa sztucznego, mające górną i dolną połowy 200 i 201, przystosowane do pomieszczenia paska próbkującego stanowiącego arkusik nośnika 101 i również członu zawierającego bibułową próbkę 202, który może wystawać z jednego końca 203 zmontowanej obudowy. W zmontowanym urządzeniu bibułowy człon przyjmujący 202 przykrywa koniec 204 paska próbkującego w sąsiedztwie osadzonego znacznikowanego reagenta. Górna połowa 200 obudowy zawiera okienko lub otwór 205, przez który można obserwować z zewnątrz obudowy obydwie strefy detekcyjne 102 i 103. Górna połowa obudowy zawiera na swej zewnętrznej powierzchni 206 okrągłe wgłębienie 207 na środkowej podłużnej części dostępnej obudowy w niewielkiej odległości poza okienkiem obserwacyjnym względem końca 203 obudowy przyjmującego człon zawierający próbkę. Na wnętrzu górnej połowy obudowy znajduje się wystający w dół kołek lub czop 208 umieszczony bezpośrednio poniżej wgłębienia 207. Średnica wystającego w dół kołka lub czopa 208 jest dopasowana do średnicy otworka 112 w pasku próbkującym, tak że pasek ten może być w sposób wymuszony umieszczony wewnątrz zmontowanego urządzenia na czopie.

Dolna połowa 201 obudowy również zawiera okienko 209 lub otwór przesyłający światło, które w urządzeniu zmontowanym leżąbezpośrednio naprzeciwko okienka widokowego 205 rezultatu w górnej połowie obudowy. Dolna połowa obudowy również zawiera wgłębienia 210,

178 125 które może przyjmować dolny koniec kołka lub czopa 208, gdy obydwie połowy obudowy są umieszczone razem tworząc zamknięcie.

W urządzeniu zmontowanym zamykanie paska i bibułowego członu pomiędzy górną i dolną połową obudowy powoduje skrępowanie razem przykrywających części 204 i 211 paska i członu bibułowego dla otrzymania pewnego połączenia przewodnego dla wilgoci.

Zakłada się ogólnie, że materiał obudowy będzie nieprzezroczysty, np. biały lub z kolorowego tworzywa sztucznego, jednakże w razie potrzeby obudowa może być przezroczysta lub w zasadzie przezroczysta.

Na figurze 3 pokazano urządzenie próbkujące 300 umieszczone wewnątrz szczeliny 301 w monitorze 302. Ten obszar urządzenia próbkującego zawiera dwa przeciwległe okienka 205 i 209.

Obudowa monitora posiada szczelinę dla pomieszczenia części urządzenia próbkującego zawierającej okienka widokowe rezultatu. Po przeciwnych stronach szczeliny znajduje się źródło światła 303 i głowica odczytująca 304. Szczelina zawiera przycisk lub występ 305, który może być dopasowany do wgłębienia 207 na zewnętrznej powierzchni obudowy urządzenia. W ten sposób otrzymuje się precyzyjnie umiejscowienie obudowy wewnątrz szczeliny. Ponieważ wgłębienie znajduje się w stałym położeniu względem wewnętrznego kołka lub czopa 208 wewnątrz urządzenia próbkującego, a przez to otworu ustawiającego 112 w pasku próbkującym, zatem dwie strefy detekcyjne 102 i 103 na pasku są umieszczone w dokładnym położeniu względem głowicy odczytowej. Tak więc otworek w pasku próbkującym oddziaływuje jako element wymuszający przy wytwarzaniu urządzenia próbkującego i zapewnia, że po zastosowaniu urządzenia i odsłonięciu go względem monitora strefy detekcyjne na pasku za każdym razem będą znajdowały się w tym samym położeniu względem głowicy odczytowej. Tak więc nie ma potrzeby aby głowica odczytowa zawierała zespół analizujący dla umieszczania stref detekcyjnych w każdym wstawianym urządzeniu.

Źródło światła lub oświetlacz 303 zawiera liczne elementy oświetleniowe 306 typu LED dla wytwarzania światła, które oświetla pasek próbkujący poprzez dyfuzor 307 i okienko obserwacyjne 209 w dolnej połowie obudowy urządzenia próbkującego. Światło przechodzi przez cienki nitrocelulozowy arkusik nośnika 101 i opuszcza urządzenie próbkujące przez okienko rezultatu 205 w górnej połowie obudowy. Bezpośrednio na zewnątrz okienka rezultatu 205 znajduje się drugi dyfuzor 308. Po przejściu przez dyfuzor 308, światło napotyka na płytkę 309 mającą liczne otworki 310-314. Występuj e łącznie pięć otworków, z których dwa (311,313) znaj duj ą się w sąsiedztwie stref detekcyjnych a pozostałe (310,312 i 314) leżą w położeniach po każdej stronie tych otworków stref detekcyjnych. Otworki mają postać szczelin odpowiadających liniom detekcyjnym na pasku. Szerokość każdego z otworków 311 i 313 odpowiadaj ących strefom detekcyjnym stanowi dwukrotność szerokości każdego z trzech pozostałych otworków, które pełnią funkcje kontrolne.

Światło przechodzące przez te otworki przechodzi w dół odpowiadającej szczeliny 315-319 w płycie przegrodowej 320. Przy dalszym końcu każdej szczeliny znajduje się czujnik światła 321. Czujniki 321 mająidentyczny rozmiar i parametry. Przy przedniej powierzchni 322 płyty przegrodowej 320, każda szczelina ma ten sam rozmiar co odpowiadający otwór. Przy tylnej powierzchni przegrody w sąsiedztwie czujników światła każda szczelina ma ten sam rozmiar co sąsiadująca z nią powierzchnia czujnika światła. Tak więc, dwie szczeliny (316,318) towarzyszące otworom strefy detekcyjne mająboki równoległe. Trzy szczeliny (315,317 i 319) towarzyszące otworom kontrolnym zwiększają swój rozmiar w miarę zbliżania w kierunku czujnika światła.

Szczelina w monitorze może również przyjmować zespół uchwytowy lub odchylający, taki jak jedna lub więcej sprężynujących płytek lub kołków (nie pokazanych) dla dodatkowego polepszenia wymuszonego ulokowania urządzenie próbkującego wewnątrz szczeliny.

W rozwiązaniu idealnym, ten sam sygnał optyczny pochodzi z każdego otworu niezależnie od odkładanego położenia liniowego naprzeciwko otworów. Otworki mogą mieć rozmaite rozmiary dla spełniania tego celu. Wymiary strefy odniesienia powinny być tak dobrane, aby możliwie blisko odpowiadały aktualnej powierzchni strefy detekcyjnej na pasku.

178 125

Dla zredukowania możliwości zakłóceń pomiędzy otworkami, pasek próbkujący powinien być przytrzymywany możliwie blisko otworków, gdy urządzenie próbkujące jest umieszczone w szczelinie w monitorze. Jak opisano powyżej, zastosowano pięć kanałów pomiaru optycznego w urządzeniu odczytującym. Ponadto może być zastosowany szósty elektroniczny kanał odniesienia, który umożliwia kalibrację wzmocnienia elektronicznego w obwodzie detektora.

Typowy pasek testujący może wykazywać gradient stężenia wykrywalnego znacznika wzdłuż swej długości, względem którego jest mierzony wykrywalny znacznik przy strefie reakcyjnej. Dla dostosowania się do tego, pomiary są wykonywane idealnie po każdej stronie strefy reakcyjnej na pasku testującym. Sygnał ze strefy reakcyjnej może być wyrażony jako stosunek całkowitego sygnału zarejestrowanego z dwóch sąsiednich powierzchni odniesienia na pasku.

Pięć kanałów pomiarowych jest podzielonych na dwie strefy reakcyjne i trzy strefy odniesienia. Jedna strefa odniesienia, umieszczona pomiędzy dwiema strefami reakcyjnymi dostarcza optycznego pomiaru odniesienia dla obydwu pomiarów stref reakcyjnych.

Układ pomiarowy współczynnika odbicia musi być zamontowany na jednej stronie paska testowego. Dla otrzymania tego samego poziomu zawartości dla pięciokanałowego urządzenia odczytowego potrzebne byłoby zastosowanie stosunkowo drogich elementów składowych. Rozwiązanie przesyłania może być zaprojektowane w całość z dostępnych przemysłowo elementów optoelektronicznych o dużej objętości, ułatwiających produkcję monitora który jest zwarty i stosunkowo tani.

Na tylnej powierzchni płytki przegrodowej zamontowanych jest pięć czujników 321. Każdy czujnik odbiera obraz paska testującego przez otwór w przegrodzie. Przegroda zapobiega padaniu światła widzianego przez jeden otwór na sąsiednie czujniki, jak również zapewnia przystosowanie do tolerancji rozmieszczenia linii. Położenie strefy testującej w obrębie pola widoku czujnika może zmieniać się od jednej krawędzi otworu do drugiej na osi x. Jakakolwiek zmiana sygnału pochodząca z tego efektu stanowi funkcję kątowego przemieszczenia względem środka czujnika pomiarowego. Można dobrać głębokość przegrody dla kontrolowania możliwego przemieszczenia kątowego strefy testującej względem czujnika i dla utrzymania dokładności odczytu.

Występ 305 jest utrzymywany w dokładnym położeniu względem otworów. Kołek odniesienia wchodzi do wgłębienia 207 w obudowie urządzenie próbkującego. Wgłębienie to jest również umieszczone precyzyjnie względem wewnętrznego koła uformowanego w urządzeniu próbkującym, na którym jest umieszczony pasek testujący poprzez własny otwór pozycyjny przebity przez pasek. Strefy reakcyjne sądokładnie umieszczone względnie otworka pozycyjnego. W ten sposób w obrębie tolerancji wytwarzania strefy reakcyjne są utrzymywane w dokładnych położeniach względem otworów przez które czujniki odbierają obraz paska testowego.

Oświetlacz może składać się z szeregu elementów LED osadzonych lub umieszczonych na medium rozpraszającym, które daje jednolite i rozproszone oświetlenie paska testującego, pokrywające strefy odniesienia i strefy sygnałowe. Wprowadzenie dyfuzora pomiędzy otwory i pasek testujący jest korzystne dla kalibracji. Dla wykalibrowania każdego z kanałów optycznych pod nieobecność urządzenia próbkującego pożądane jest, aby każdy czujnik zbierał światło z tych samych przestrzeni oświetlacza jak w przypadku występowania urządzenia próbkującego. Dyfuzor może być tak dobrany aby stanowić dominujący dyfuzor w torze optycznym tak, że sprowadzenie paska testującego nie ma istotnego wpływu na zmiany w rozkładzie oświetlenia obserwowanym przez czujniki. Ponadto, dyfuzor może umożliwiać zastosowanie w układzie optycznym powierzchni „oczyszczanej przez przecieranie”, pożądanej dla długoterminowego, powtarzalnego działania zespołu optycznego. Przez modulowanie natężenia oświetlacza można kalibrować kanały optyczne, bez pomocy ruchomych części, niewidzialnie dla użytkownika przed włożeniem urządzenia próbkującego.

Pasek testujący może składać się z optycznie rozproszonej warstwy nitrocelulozy lub podobnej korzystnie umieszczonej pomiędzy dwiema warstwami optycznie czystego filmu np. poliestru takiego jak mylar. Czysty film chroni nitrocelulozę wewnątrz której następują reakcje próbkujące. Dokonywanie pomiarów współczynnika odbicia poprzez cienkie przezroczyste fil12

178 125 my jest szczególnie trudne ze względu na problemy powstające w wyniku zwierciadlanych odbić. Pomiar przesyłania umożliwia wykonanie układu optycznego prostopadłego do powierzchni pomiarowej i minimalizuje ujemne wpływy odbicia.

Wynalazek jest szczególnie przydatny do odczytywania pasków testujących wykonanych z nitrocelulozy i podobnych membran rozpraszających, które korzystnie nie przekraczają grubości około 1 mm.

Powracając do fig. 4, monitor zawiera formowaną obudowę, np. z tworzywa sztucznego, mającą ogólnie owalny zaokrąglony kształt. Obudowa zawiera głównie górną połowę 400 i dolną połowę, przy czym na fig. 4 pokazano tylko górnąpołowę. Na prawej stronie obudowy 400 znajduje się wgłębienie 401 mające pochyłą ku tyłowi tylną powierzchnię 402. Tylna powierzchnia 402 zawiera otwór 403 na przycisk (nie pokazany), okienko 404 do odsłaniania panela widokowego (nie pokazanego) i dwa okienka 405 i 406 do odsłaniania barwnych świateł lub innych wskaźników (ponownie nie pokazanych) dla prowadzenia informacji do użytkownika. Od lewego końca wgłębienia 402 odchodzi długa szczelina 407 umożliwiająca dostęp do głowicy odczytującej (nie pokazanej). Wgłębienie 401 i szczelina 407 są zamykane za pomocą wieka 408 które jest przyłączone do tyłu obudowy za pomocą dwóch punktów zawiasowych 409 i 410. Górna powierzchnia 411 obudowy 400 jest lekko wgłębiona dla przyjmowania wieka po zamknięciu, tak że zewnętrzne zamkniętego urządzenia stanowi stosunkowo gładką ciągłą powierzchnię. Wieko może być odchylone w górę dla odsłonięcia dostępnych dla użytkownika elementów monitora. Wieko jest zamykane za pomocą sprężystego zaczepu (nie pokazanego na fig. 4), który odchodzi w górę przez otwór 412 w przedniej krawędzi 413 obudowy. Przednia krawędź 413 obudowy zawiera następny otwór 414 przez który można obserwować następne światełko wskaźnika (nie pokazane).

Pokazana na fig. 5 płytka obwodu 430 ma zaokrąglony prostokątny kształt dla dopasowania do wewnętrznego kształtu obudowy, i zawiera wszystkie elementy robocze monitora. Obejmują one przycisk 431 który może przyciskać użytkownik dla zainicjowania monitorowania cyklu owulacyjnego. Gdy płytka obwodu jest zamontowana wewnątrz obudowy i przykryta jej górną połową wówczas przycisk jest dostępny przez otwór 403. W prawo względem przycisku znajduje się widoczny panel wyświetlający 432 taki jak wyświetlacz z ciekłego kryształu który jest widoczny dla użytkownika przez okienko 404. W prawo względem panelu wyświetlającego znajdują się dwie prowadnice światła 433 i 434, które przesyłają przykładowo barwne światło (takie jak czerwone i zielone) dwóch elementów LED lub podobnych lampek (nie pokazanych). Na płytce obwodu drukowanego są zamontowane odpowiednie „pastylki” półprzewodnikowe i obwody pamięci 435,436. Następna prowadnica światła 437 zamontowana przy przedniej krawędzi 438 płytki obwodu może prowadzić światło z następnego elementu świetlnego LED (nie pokazanego) do otworu 414. Światło to może przykładowo wskazywać użytkownikowi że potrzebne jest wykonanie próby. Światło to może mieć odmiennąbarwę od świateł towarzyszących panelowi wyświetlającemu, np. żółtą. Od spodu płytki obwodu zwisa łącznik baterii 439 dla przyłączania do baterii przytrzymywanych w dolnej obudowie (patrz fig. 6). Z przodu płytki obwodu znajduje się przełącznik 430 uruchamiany za pomocą sprężystego zaczepu wieka 408.

Z lewej strony płytki obwodu jest zamontowana głowica odczytowa 441 która zawiera środkową szczelinę odbiorczą442, przyjmującąjeden koniec urządzenia próbkującego (nie pokazanego). Z przodu szczeliny odbiorczej 442 znajduje się źródło 443 światła, a bezpośrednio przeciwległe z tyłu szczeliny znajduje się optyczny układ czujnikowy 444, tak że światło może być przepuszczane w poprzek szczeliny (i przez urządzenie próbkujące gdy jest ono włożone) i oceniane za pomocą czujnika.

Pokazana na fig. 6 dolna połowa 460 obudowy ma całkowity kształt owalny dla dopasowania do górnej połowy 400 i stanowi pomieszczenie dla płytki obwodu 430. Przednia krawędź 461 obudowy 460jest zaopatrzona w sprężynujący zaczep 462 dla przytwierdzania wieka 408 po zamknięciu. Zaczep 462 jest zwalniany poprzez nacisk na przednią powierzchnię 463, na przykład przez koniec palca. Dno 464 obudowy zawiera komorę na baterie (poniżej) i niewielki otwór udostępniający 465, który znajduje się w pobliżu prawego końca obudowy, przez który można prze178 125 puścić łącznik baterii 439 i przyłączyć go do baterii 466. Baterie są przytrzymywane przez pokrywę 467, która może być wciśnięta zatrzaskowo do strony spodniej 468 obudowy.

Zasadnicze części obudowy mogą być formowane z tworzyw sztucznych odpornych na uderzenia lub podobnych tworzyw sztucznych, takich jak polistyren i poliwęglan, przy czym części te są przytrzymywane razem za pomocą zaczepów lub nagwintowanych wkrętów lub za pomocą dowolnego innego odpowiedniego mechanizmu.

Powracając do pokazanego na fig. 5 powiększonego widoku głowicy odczytującej, można zauważyć, że szczelina odbiorcza 442 do pomieszczenia urządzenia próbkującego posiada postać równoległoboku, jednakże jej szerokośćjest powiększona przy prawym końcu 500 w sposób stopniowany dla otrzymania pary ramion lub występów 501,502, do których może przylegać odpowiednio powiększona część urządzenia próbkującego. Może to ułatwiać skuteczne wkładanie urządzenia próbkującego do głowicy odczytującej. W obrębie węższej roboczej części 503 szczeliny znajduje się przycisk 504 zamontowany na ścianie tylnej 505 szczeliny, który musi być całkowicie dociśnięty dla uruchomienia mechanizmu odczytującego. Odpowiednie włożenie urządzenia próbkującego powoduje właściwe obniżenie tego przycisku.

Również na ścianie tylnej 505 szczeliny znajduje się ustalony kołek pozycyjny 506, który łączy się z odpowiadającym otworem we włożonym urządzeniu próbkującym. Na ścianie tylnej 505 znajduje się również panel 507 przesyłający światło, który obejmuje czujniki optyczne. Panel 507 wystaje na zewnątrz poza płaszczyznę ściany tylnej 505 szczeliny i posiada pochyłe krawędzie 509 dla nadania jej profilu wyróżniającego. Przy przeciwległych końcach przedniej ściany 510 szczeliny znajdują się dwa kołki (nie pokazane na fig.), które są odchylone na zewnątrz do szczeliny, np. za pomocą mechanizmów sprężynowych zawartych wewnątrz dwu obudów 511, 512.

Te same elementy są przedstawione na fig. 8, która stanowi widok bezpośrednio w dół do szczeliny odbiorczej. Pokazano dwa odchylone kołki 600,601. Przeznaczeniem tych kołkówjest stanowienie elementów odchylających, które popychają włożone urządzenie próbkujące względem ściany tylnej 505 szczeliny. Jeżeli przyjmowana część urządzenia próbkującego ma odpowiednio ukształtowane otwory lub wgłębienia dla przyjęcia ustalonego kołka pozycyjnego 506 i wystającego panela 507, wówczas urządzenie próbkujące może być przyciśnięte wystarczająco blisko do ściany tylnej szczeliny dla naciśnięcia przycisku 504 i zapoczątkowania procedury wyczuwania optycznego.

Na figurze 9 pokazano część urządzenia próbkującego 700 mającego profil, współpracujący z elementami pokazanymi na fig. 8. Urządzenie próbkujące może być włożone do szczeliny tak, że szersza część środkowa 701 przylega do występów 501, 502. Prowadzący koniec 702 urządzenia próbkującego posiada lekko zukosowaną krawędź 703 dla ułatwienia włożenia do szczeliny poza kołek 600. Urządzenie próbkujące zawiera wydrążoną obudowę, mającą porowaty pasek próbkujący 704 osadzony pomiędzy dwoma arkusikami 705, 706 materiału przezroczystego.

Jak opisano powyżej, pasek 704 jest umieszczony precyzyjnie wewnątrz obudowy urządzenia próbkującego za pomocą kołka 707 który przechodzi przez otwór 708 w pasku. Na zewnątrz obudowy urządzenia próbkującego, w miejscu odpowiadającym środkowi kołka pozycyjnego 700, znajduje się stożkowy otwór 709 który może przyjmować ustalony kołek pozycyjny 506 w szczelinie czytnika. Każdy bok obudowy urządzenia próbkującego posiada otwór 710, 711, który po prawidłowym włożeniu urządzenia próbkującego do szczeliny będzie znajdował się w sąsiedztwie odpowiednio źródła 443 światła i czujników światła 444. Profile tych dwóch otworów są odmienne a w szczególności profil otworu 711 na tej samej powierzchni urządzenia próbkującego co otwór stożkowy 709 jest ukształtowany tak, aby był dopasowany do profilu wystającego panelu 507 obejmującego czujnik światła. Zapewnia to, że głowica odczytowa pracuje tylko wówczas, gdy jest włożone prawidłowo tak, aby zapewnić naciśnięcie przycisku 504.

Dla przykładu jedynie podstawowe funkcje, które mogą być wymagane w urządzeniu monitorującym są wskazane na fig. 10 i krótko opisane poniżej. Poszczególne cechy mogą być w całości konwencjonalne, a fachowcy z dziedziny elektroniki mogą zastosować inne kombinacje i rozkłady takich cech dla uzyskania celów wynalazku. Przykładowo można zastosować układy z

178 125 wbudowanym konstrukcyjnie oprogramowaniem oraz sieci neuronowe zamiast konwencjonalnych mikroprocesorów opartych na technologii półprzewodników.

Jak pokazano na fig. 10, kombinacja taka zawiera zasadniczo jednostkę odczytującą 800 dla otrzymywania informacji z urządzenia próbkującego takiego jak pasek próbkujący, przy czym ta jednostka odczytująca zawiera źródło światła 801 i czujnik 802 (przedstawione tutaj jako fotodioda). Jednostka odczytująca daje sygnał do zespołu przetwarzania 803 dla przekształcenia sygnału optycznego w postać użyteczną dla mikroprocesora 804. Jako cechę cwe^ntiudmązastosowano układ kalibracyjny 805 dla przekształcania sygnału pochodzącego z jednostki odczytującej w dane odpowiadające przykładowo bezwzględnej wartości koncentracji.

Może też być potrzebny element taktujący, takijak zegar 806 dla regulowania pomiaru w obrębie cyklu. Mikroprocesor 804 przetwarza, zapamiętuje i interpretuje rezultat w świetle poprzednich wyników, w szczególności zarejestrowanych z poprzednich cykli. Płyta rozdzielcza 807 udostępniona użytkownikowi zawiera ogólnie przynajmniej takie elementy jak przycisk, który użytkownik może uruchomić przy rozpoczęciu cyklu dla zapoczątkowania działania całego urządzenia. Źródło zasilania 808 powinno zawierać elementy takie jak rezerwowy kondensator pamięci 809 dla uniknięcia utraty danych z przeszłości, gdy staje się konieczna wymiana baterii.

Informacja może być podawana użytkownikowi za pomocą wyświetlacza pracującego w oparciu o ciekłe kryształy lub diody typu LED. W razie potrzeby, informacja odnośnie stanu płodności może być podawana przez zwykłe wskazanie wizualne, np. kombinację kolorów pokazującą przykładowo zielony dla dni niepłodnych i czerwony dla płodnych. W szczególności gdy urządzenie przeznaczone jako pomoc do antykoncepcji, powinno ono w przypadku uszkodzenia pokazywać sygnał „płodności”.

Jak opisano powyżej elementy 803 i 806 łącznie odpowiadają elementowi 435 (fig. 5), zaś element 804 odpowiada elementowi 436 (fig. 5).

Urządzenie do testowania podwójnego analitu, wybrane przypadkiem z serii identycznych urządzeń jak opisano powyżej w odniesieniu do fig. 1i 2, z zastosowaniem zabarwionych na niebiesko cząsteczek lateksu jako znacznika skoncentrowanego w dwóch liniach testujących na nitrocelulozowym pasku dla oszacowania rezultatu próby, wkładano powtarzalnie i odczytywano w monitorze wykonanym jak opisano powyżej w odniesieniu do figur 3 do 10.

Natężenia dwóch linii testujących reprezentowały odpowiednio stężenia LH i E3G w próbce moczu nałożonej na urządzenie próbkujące.

Urządzenie próbkujące włożono i wyjęto z monitora dziesięć razy. Procentowa transmisja światła dla każdego odczytu została przedstawiona w tabeli.

Tabela

	LH	E3G	LH	E3G
44.0	39.3	43.9	39.4
43.8	39.3	43.8	39.2
43.8	39.5	43.9	39.2
43.8	39.3	43.9	39.2
43.8	39.3
LH	E3G
Średnia:	43.9	39.3
sd:	0.1	0.1
cv.	0.2%	0.3%

Rezultaty te wskazują, że układ odczytywania według wynalazku pozwala na otrzymywanie znaczących danych, na które nie miała istotnego wpływu zmienność rozmieszczenia linii testującej, gdy urządzenie próbkujące było wkładane do monitora.

178 125

178 125

Fig. 2

178 125

178 125

178 125

430

Fig. 5 ο

439

178 125

Fig.6

178 125

Fig. 7

512

178 125

Fig. 8

706

Fig. 9

178 125

178 125

Fig. 1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 4,00 zł.

Claims (10)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Zestaw testujący, zwłaszcza do płynów biologicznych, zawierający przynajmniej jedno urządzenie próbkujące, zaopatrzone w porowaty, przepuszczalny dla płynu nośnik w kształcie paska i/lub arkusika przepuszczającego promieniowanie elektromagnetyczne, który zawiera przynajmniej jedną strefę detekcyjną z ujawnionym wynikiem próby w postaci materiału wykrywalnego w strefie detekcyjnej, przy czym nośnik urządzenia próbkującego jest umieszczony w obudowie stanowiącej część urządzenia próbkującego i zaopatrzonej w okienka, stanowiące obszary przekazywania energii elektromagnetycznej z zewnętrznego źródła do strefy detekcyjnej, oraz czytnik rezultatu próby z urządzenia próbkującego, dla określenia stopnia tłumienia promieniowania elektromagnetycznego przechodzącego przez nośnik, spowodowanego obecnością materiału wykrywalnego związanego w strefie detekcyjnej, przy czym czytnik rezultatu próby jest zaopatrzony w zespół odbiorczy dla urządzenia próbkującego, typu szczelinowego, obejmujący przynajmniej tę część urządzenia próbkującego, która zawiera strefę detekcyjną oraz w jednostkę odczytującą, sprzężoną z zespołem odbiorczym, a jednostka odczytująca jest zaopatrzona w przynajmniej jedno źródło promieniowania elektromagnetycznego i przynajmniej jeden czujnik natężenia promieniowania elektromagnetycznego, przy czym strefa detekcyjna urządzenia próbkującego leży na drodze promieniowania elektromagnetycznego między źródłem promieniowania, a przynajmniej jednym czujnikiem, znamienny tym, że przed przynajmniej jednym czujnikiem natężenia promieniowania elektromagnetycznego (321,444,802), na drodze promieniowania elektromagnetycznego między źródłem promieniowania, a przynajmniej jednym czujnikiem jest umieszczony dyfuzor (308,508), a źródło promieniowania jest źródłem rozproszonego promieniowania elektromagnetycznego, natomiast obudowa urządzenia próbkującego jest zaopatrzona w otwory (205,711), stanowiące drugie obszary przekazywania energii elektromagnetycznej, przy czym obydwa obszary przekazywania energii elektromagnetycznej przez obudowę urządzenia próbkującego znajdują się na drodze promieniowania elektromagnetycznego ze źródła promieniowania przez urządzenie próbkujące, a strefy detekcyjne (102, 103) są ułożone na drodze promieniowania elektromagnetycznego między obszarami przekazywania energii elektromagnetycznej, natomiast wynik próby jest ujawniony w strefie detekcyjnej w postaci materiału wykrywalnego związanego w strefie detekcyjnej, pośrednio i/lub bezpośrednio z reagentem wiążącym unieruchomionym w strefie detekcyjnej.
2. 2. Zestaw testujący według zastrz. 1, znamienny tym, że zespół odbiorczy jest zaopatrzony w element blokujący, dopasowany do elementu wzajemnie blokującego urządzenia próbkującego, przy czym przynajmniej jedna strefa detekcyjna urządzenia próbkującego, wprowadzonego do czytnika ma jednoznacznie określone i zablokowane położenie przestrzenne względem jednostki odczytującej.
3. 3. Zestaw testujący według zastrz. 2, znamienny tym, że zespół odbiorczy dla nośnika jest zaopatrzony w przycisk startu odczytu przynajmniej jednej strefy detekcyjnej urządzenia próbkującego, wprowadzonego do czytnika.
4. 4. Zestaw testujący według zastrz. 1, znamienny tym, że obudowa urządzenia próbkującego jest zaopatrzona w kołek (208, 707), stanowiący wewnętrzny element ustawiający, związany z odpowiadającym mu elementem ustawiającym nośnika, przy czym strefa detekcyjna wewnątrz obudowy urządzenia próbkującego majednoznacznie określone położenie przestrzenne względem elementu wzajemnie blokującego urządzenia próbkującego.
5. 5. Zestaw testujący według zastrz. 4, znamienny tym, że wewnętrzny element ustawiający obudowy urządzenia próbkującego stanowi kołek lub występ, wprowadzony do otworu lub wgniecenia w nośniku, przy czym strefa detekcyjna znajduje się na nośniku w z góry określonym położeniu względem otworu lub wgniecenia.

   178 125
6. 6. Zestaw testujący według zastrz. 1, znamienny tym, że źródło rozproszonego promieniowania elektromagnetycznego stanowi źródło (443) promieniowania optycznego.
7. 7. Zestaw testujący według zastrz. 6, znamienny tym, że źródło promieniowania optycznego jest źródłem światła widzialnego.
8. 8. Zestaw testujący według zastrz. 7, znamienny tym, że źródło światła jest impulsowym źródłem światła.
9. 9. Zestaw testujący według zastrz. 1, znamienny tym, że arkusik nośnika (101) stanowi nitrocelulozowy nośnik o grubości nie przekraczającej 1 mm.
10. 10. Zestaw testujący według zastrz. 1, znamienny tym, że materiał wykrywalny stanowi cząsteczkowy znacznik bezpośredni.