TW201812284A - 篩檢試紙及其檢驗之系統與方法 - Google Patents

Abstract

本發明揭露一種篩檢試紙，包含有一辨識區，係經由一色座標模型來進行篩檢功能編碼；一校正區，係具有一特定顏色，用以校正一外部光譜分析裝置；以及一反應區，係可對一特定檢體產生化學反應，並改變其自身的顏色。透過外部光譜分析裝置對篩檢試紙上的辨識區以及反應區進行反射光源分光處理，可達到自動辨識以及使用簡便之功效。

Description

篩檢試紙及其檢驗之系統與方法

本發明係有關於一篩檢試紙，尤指一種可透過光譜分析之篩檢試紙及其檢驗之系統與方法。

按，隨著人類越來越注重自我身體健康狀態，篩檢，包含生理篩檢或環境篩檢，就成為了一項非常熱門的議題。第1圖為一種習用篩檢試紙示意圖，該篩檢試紙10上配置有反應區11。當使用者將檢體滴於反應區11上後，該反應區11就會與檢體起化學反應，而使該反應區11的顏色產生變化。使用者即可根據反應區的顏色變化與對比顏色來研判檢體的正常與否。然而，該篩檢試紙10雖然具有篩檢的功能，但其上並未有任何供辨識的標示，若篩檢試紙的種類較多，則使用者非常容易被混淆，可能出現誤用對比顏色的現象，造成誤判的結果，因此難以堪稱實用。

第2圖為另一種習用篩檢試紙示意圖，該篩檢試紙該篩檢試紙20上配置有一辨識區21與一反應區22。該辨識區21為一二維條碼，當使用者利用一電子裝置(圖未示)讀取該二維條碼時，即可從該電子裝置(圖未示)上知道該篩檢試紙20的用途。當使用者將對應之檢體滴於反應區22上後，該反應區22就會與檢體起化學反應，而使該反應區22的顏色產生變化。使用者即可根據反應區的 顏色變化與對比顏色來研判檢體的正常與否。

以目前現有較精密的篩檢技術來說，通常是利用光譜分析儀來判斷篩檢試紙反應區的顏色變化量，以得到篩檢結果。但現存之光譜分析儀除了價格昂貴之外，其分光效果也有限，僅可設計為對特定區段的波長進行檢測，如篩檢尿醣與血紅素就必須由兩台光譜分析儀來進行篩檢，導致成本高昂。甚者，以第2圖的篩檢試紙20來說，除了光譜分析儀之外，更需要一台二維條碼讀取裝置來搭配使用，相當的不便，因此亦難以堪稱實用。

本發明的目的之一在於揭露一種篩檢試紙，除了具有辨識功能之外，更可有效解決上述使用不便的問題。

根據本發明一實施例，揭露一種篩檢試紙，包含有一辨識區，係經由一色座標模型來進行篩檢功能編碼；一校正區，係具有一特定顏色，用以校正一外部光譜分析裝置；以及一反應區，係可對一特定檢體產生化學反應，並改變其自身的顏色。

根據本發明另一實施例，揭露一種篩檢試紙檢驗系統，包含一篩檢試紙，具有一辨識區，係經由一色座標模型來進行篩檢功能編碼；一校正區，係具有一特定顏色；以及一反應區，係可對一特定檢體產生化學反應，並改變其自身的顏色；一光譜分析裝置，可透過該校正區進行分光校正，並根據該辨識區與該反應區的顏色產生二分光訊號；以及一顯示裝置，根據該二分光訊 號來決定一篩檢結果。

根據本發明又一實施例，揭露一種篩檢試紙檢驗方法，包含下列步驟：提供一具有一辨識區、校正區以及一反應區之篩檢試紙，其中該辨識區係經由一色座標模型來進行篩檢功能編碼，該校正區具有一特定顏色，該反應區可對一特定檢體產生反應，並改變其自身的顏色；將一該特定檢體與該反應區接觸；利用該校正區對一光譜分析裝置進行分光校正；透過該光譜分析裝置將該辨識區與該反應區反射光源顏色進行分光，並產生二分光訊號；以及提供一顯示裝置，係根據該該二分光訊號來決定一篩檢結果，並將該篩檢結果顯示於其上。

10‧‧‧篩檢試紙

11‧‧‧反應區

20‧‧‧篩檢試紙

21‧‧‧辨識區

22‧‧‧反應區

30‧‧‧篩檢試紙

31‧‧‧校正區

32‧‧‧辨識區

33‧‧‧反應區

40‧‧‧光譜分析裝置

50‧‧‧顯示裝置

第1圖係為一種習用篩檢試紙示意圖。

第2圖係為另一種習用篩檢試紙示意圖。

第3圖係為本發明之篩檢試紙示意圖。

第4圖係為本發明使用之色座標模型圖。

第5A圖至第5C圖係為本發明之篩檢試紙檢驗系統實施例圖。

第6圖係為本發明之分光波長示意圖。

第7圖係為本發明之實施流程圖。

在說明書及後續的申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。所屬領域中具有通常知識者應可理解，硬體製造 商可能會用不同的名詞來稱呼同一個元件。本說明書及後續的申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區分的準則。在通篇說明書及後續的請求項當中所提及的「包含」係為一開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定於」。

第3圖係本發明之篩檢試紙示意圖，如圖所示：本發明之篩檢試紙主要包含一校正區31、一辨識區32以及一反應區33。該校正區31具有一特定顏色，且該特定顏色通常為白色。當一外部光譜分析裝置40(示於第5A圖)，接收該白色校正區31的反射光源後，就會進行分光，並自我校正誤差，以提高分光之精準度。該反應區33可對一特定檢體產生化學反應，並改變其自身的顏色。該外部光譜分析裝置40(示於第5A圖)接收該反應區33的反射光源後，就會進行分光，並產生分光訊號。

第4圖係為本發明使用之色座標模型圖，如圖所示：在色座標模型圖中，x色度坐標相當於紅原色的比例，y色度坐標相當於綠原色的比例。由圖中的馬蹄形的光譜軌跡各波長的位置可以發現，光譜的紅色波段集中在圖的右下部，綠色波段集中在圖的上部，藍色波段集中在軌跡圖的左下部。中心點的飽和度最低，光源軌跡線上飽和度最高。如果將光譜軌跡上表示不同色光波長點與色度圖中心點相連，則可以將色度圖畫分為各種不同的顏色區域。因此，如果能計算出某顏色的色度座標x、y，就可以在色度中明確地定出它的顏色特徵。例如青色樣品的表面色色度坐標為 x=0.1902、y=0.2302等等。當然不同的色彩有不同的色度座標，在色度圖中就佔有不同位置。同時參閱第3圖，本發明篩檢試紙30之辨識區32係經由一色座標模型來進行篩檢功能編碼，對應不同待測檢體提供一種篩檢功能編碼。藉由色座標模型編碼數量眾多的優勢，即可將各式各樣的篩檢試紙進行分類。

第5A圖至第5C圖係為本發明之篩檢試紙檢驗系統實施例圖，如圖所示：本發明之篩檢試紙檢驗系統，主要由一篩檢試紙30、一光譜分析裝置40以及一顯示裝置50所組成。該光譜分析裝置40係根據篩檢試紙30上辨識區32的反射光源進行分光，並產生分光訊號，再將分光訊號傳送至該顯示裝置50。該顯示裝置50則根據分光訊號決定待測檢體的種類，並自動設定好篩檢參數。該光譜分析裝置40係將篩檢試紙30上反應區33反射光源進行分光，並產生分光訊號，將分光訊號結果傳送至該顯示裝置50。該顯示裝置50則根據分光訊號結果與設定好之篩檢參數進行比對，以決定待測檢體的篩檢結果是否正常。

以檢測病患的尿醣數值來說，如果已經確定拿取的篩檢試紙為尿醣專用，則可直接進行檢測；如果無法確定時，使用者則須利用篩檢試紙上的校正區31來對光譜分析裝置40進行分光校正，待校正完成後，可利用光譜分析裝置40接收來自篩檢試紙辨識區的反射光源，經分光後將分光結果透過有線或無線的方式傳遞至顯示裝置50上，顯示裝置50則根據分光訊號顯示該篩檢試紙的種類而決定待測檢體的種類，並自動設定好篩檢參數。待選定之篩 檢試紙30為檢測尿醣值後，則可將待檢尿液與篩檢試紙30的反應區33進行接觸(通常為滴入或是滲入的方式來進行)，反應區33裡面的成分就會與待檢尿液產生化學反應，並改變反應區33的顏色。此外，反應區33內可以包含多種不同的檢測區331-333，用以檢測尿液中的葡萄糖、蛋白質、酸鹼值、潛血值或其他生理數值，達到一次篩檢多種數值的功效。待檢尿液與篩檢試紙30的反應區33進行接觸反應，可將篩檢試紙30置入光譜分析裝置40內。光譜分析儀40會根據篩檢試紙30校正區31的反射光源進行分光校正，根據辨識區32的反射光源進行分光，並將分光訊號傳遞至顯示裝置50上，顯示裝置50則根據分光訊號顯示該篩檢試紙的待測檢體種類(尿醣)，並自動設定好尿醣的分光篩檢參數。該反應區33的顏色改變或許人眼看不出來，但在光譜分析裝置40分光後，所呈現的光譜微觀來說是具有明顯差異的，故檢測的結果可謂相當精準。

同時參閱第6圖，係為本發明之分光波長示意圖，當篩選試紙30為檢測尿醣值時，可以明顯的發現其反應區33的反射光源經過光譜分析裝置40分光後，波長為600nm左右的光源已經被吸收掉(尿蛋白則為450nm左右)，而被吸收掉的程度，亦即波谷處的高低，就代表尿醣的數值高低。顯示裝置50就會根據波長為600nm左右的光源被吸收程度，對應內建的參數來進行比對，以顯示尿醣值的大小以及正常與否。使用者即可透過顯示裝置50得知篩檢的結果。如此，即可達到自動辨識以及使用簡便之功效。

以生理篩檢來說，待測檢體可為唾液、尿液、血或糞便等等，而已環境篩檢來說，待測檢體則可為水(測量水中重金屬含量)、食品、有毒有害物質或微生物等等，種類非常多，故使用本技術的色座標模型進行編碼辨識，就不用擔心待測檢體的分類來源碼的不足。因每一種待測檢體中的特定成分，經過與篩檢試紙反應區化學反應後，反應區之反射光經過分光後，都會有特定波長的光源被吸收，因此可以收集此些被吸收的波長參數對應待測檢體做成參數真值表，並儲存於顯示裝置50中，以利與分光訊號進行篩檢比對。

參閱第7圖，為本發明之實施流程圖，如圖所示：當欲進行生理數值篩檢時，首先，必須提供一具有一辨識區、校正區以及一反應區之篩檢試紙(步驟S1)，用以與待測檢體進行反應。其中該辨識區係經由一色座標模型來進行篩檢功能編碼，該校正區具有一特定顏色，該反應區可對一特定檢體產生化學反應，實際上會使光譜產生變化(若以人眼判定時改變其自身的顏色)。接著，可將該特定檢體與該反應區進行接觸(步驟S2)後，再利用該校正區對一光譜分析裝置進行分光校正(步驟S3)，以校準該光譜分析裝置。其中，步驟S2與步驟S3實施順序可以互相對調。之後，可透過該光譜分析裝置將該辨識區與該反應區反射光源顏色進行分光，並產生二分光訊號(步驟S4)，分別代表該篩檢試紙的檢測項目與檢測結果，最後再提供一顯示裝置，係根據該該二分光訊號來決定一篩檢結果，並將該篩檢結果顯示於其上(步驟S5)，完成 篩檢的作業。

此外，目前市面上的光譜分析裝置無法分析所有光源波長的原因乃是其分光效果不盡理想，而分光效果不盡理想的原因乃在於光譜分析裝置內的構件大多並非以系統晶片(SOC)的方式來實現，就算少數的光譜分析裝置是以系統晶片(SOC)的方式來實現，也會因為其表面粗糙度的關係導致光源經過反射後，衰減程度過大導致無法進行分析處理。故本發明的光譜分析裝置40係以一系統晶片(SOC)的方式來實現，其內部元件(反射光接收部與光柵等)更利用波長範圍介於係0.01奈米至100奈米之間的高能量光源對光阻層進行曝光後，移除未被曝光的光阻層來完成該光譜分析裝置40。如此，不但可以讓光譜分析裝置40體積縮小，更可以降低其表面粗糙度，使反射光源幾乎可以全反射而不至於衰減，達到完全分光的效果。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

Claims (10)

1. 一種篩檢試紙，包含有：一辨識區，係經由一色座標模型來進行篩檢功能編碼；一校正區，係具有一特定顏色，用以校正一外部光譜分析裝置；以及一反應區，係可對一特定檢體產生化學反應，並改變其自身的顏色。
2. 如申請專利範圍第1項的篩檢試紙，其中該外部光譜分析裝置可將該辨識區以及該反應區的反射光源進行分光處理。
3. 如申請專利範圍第1項的篩檢試紙，其中該外部光譜分析裝置可將該校正區的反射光源進行分光處理，並進行自我校正誤差。
4. 一種篩檢試紙檢驗系統，包含：一篩檢試紙，具有：一辨識區，係經由一色座標模型來進行篩檢功能編碼；一校正區，係具有一特定顏色；以及一反應區，係可對一特定檢體產生反應，並改變其自身的顏色；一光譜分析裝置，可透過該校正區進行分光校正，並根據該辨識區與該反應區的顏色產生二分光訊號；以及一顯示裝置，係根據該二分光訊號來決定一篩檢結果。
5. 如申請專利範圍第4項的篩檢試紙檢驗系統，其中該顯示裝置內儲存有一參數真值表，且該篩檢結果係根據該該二分光訊號與該參數真值表比對而得。
6. 如申請專利範圍第4項的篩檢試紙檢驗系統，其中該光譜分析裝置係為一系統晶片(SOC)，且其內部元件係利用波長範圍介於係0.01奈米至100奈米之間的高能量光源對一光阻層進行曝光後，移除該未被曝光的光阻層來完成。
7. 一種篩檢試紙檢驗方法，該方法包含下列步驟：提供一具有一辨識區、校正區以及一反應區之篩檢試紙，其中該辨識區係經由一色座標模型來進行篩檢功能編碼，該校正區具有一特定顏色，該反應區可對一特定檢體產生反應，並改變其自身的顏色；將一該特定檢體與該反應區接觸；利用該校正區對一光譜分析裝置進行分光校正；透過該光譜分析裝置將該辨識區與該反應區反射光源顏色進行分光，並產生二分光訊號；以及提供一顯示裝置，係根據該該二分光訊號來決定一篩檢結果，並將該篩檢結果顯示於其上。
8. 如申請專利範圍第7項的篩檢試紙檢驗方法，其中該特定顏色為白色。
9. 如申請專利範圍第7項的篩檢試紙檢驗方法，更包含將一參數真值表儲存於該顯示裝置內的步驟，且該篩檢結果係根據該該二分光訊號與該參數真值表比對而得。
10. 如申請專利範圍第7項的篩檢試紙檢驗方法，其中該光譜分析裝置係為一系統晶片(SOC)，且其內部元件係利用波長範圍介於係0.01奈米至100奈米之間的高能量光源對一光阻層進行曝光後，移除該未被曝光的光阻層來完成。