TWI802558B - 過敏原檢測系統 - Google Patents

Abstract

本發明相關於用於樣本中過敏原檢測之裝置及系統。該過敏原檢測系統包括採樣器、可棄式分析卡匣及具有最佳化光學系統之檢測裝置。在若干實施例中，過敏原檢測運用適體核酸分子作為檢測劑。在若干實施例中，核酸共軛接合(conjugate)於磁珠或諸如玻璃、微井、及微切片之固體表面。

Description

過敏原檢測系統

本申請案主張於2017年2月21日申請之美國臨時申請案號62/461,332的優先權；其內容透過引用整體併入本文中。

本發明相關於用於食物樣本中過敏原檢測之裝置及系統。

過敏症(例如，食物過敏)是可能導致致命後果的常見醫療狀況。估計在美國有高達百分之2的成人以及高達百分之8的孩童(特別係三歲以下之幼兒)受苦於食物過敏(約一千五百萬人)，且此盛行率有成長之趨勢。過敏原之檢測並非總是直接且簡單的，且因此令具有食物過敏之使用者得以檢測食物並精確且立即地判定該過敏原含量之可攜式裝置將有提供有關是否食用該食物的知情決定之極大優勢。

研究人員已嘗試研發適當裝置及方法以達到此需求，諸如於美國專利公告案號：5,824,554(McKay)；美國專利申請公開案號：2008/0182339(Jung等人)及美國專利公告案號：8,617,903(Jung等人)；美國專利申請公開案號：2010/0210033(Scott等人)；美國專利公告案號：7,527,765(Royds)；美國專利公告案號：9,201,068(Suni 等人)；及美國專利公告案號：9,034,168(Khattak及Sever)中所揭示之裝置及系統，上述各者之內容透過引用整體併入本文中。惟，仍有改善分子檢測技術之需求。亦有需求使裝置及系統，在與當今使用裝置相比之下，以較短時間、較高敏感度及特定性、以及需要較少專業性技術來檢測關注過敏原(allergen of interest)。

本案發明人研發出使用核酸適體為基之傳訊多核苷酸(SPN)作為檢測劑以檢測測試樣本中的過敏原之檢測系統及裝置。檢測劑可共軛接合於磁珠及/或固體表面(例如，玻璃)以形成過敏原檢測感測器；該感測器可接著被整合於用於操作檢測分析之設備中，例如於本發明中所揭示之檢測裝置。特定結合於標的過敏原之適體可為於共同擁有的美國臨時申請案號：62/418,984(2016年11月8日申請)；及62/435,106(2016年12月16日申請)；62/512,299(2017年5月30日申請)；以及PCT申請案：PCT/US2017/060487(2017年11月8日申請)中所揭示者；上述各者之內容透過引用整體併入本文中。

本發明發明人進一步研發出包括獨立採樣器、可棄式卡匣/容器及檢測設備之檢測系統，用於使用適體為基之傳訊多核苷酸(SPN)在樣本中快速且精確地檢測(一或多種)過敏原。更明確地，該適體及/或適體互補複合物為共軛接合於磁珠及/或固體表面。接著，塗佈有適體配體之磁珠及固體表面被用作檢測感測器。感測器可被整合於本發明之可棄式卡匣中。感測器也可被用於其他檢測系統中。消費者可在非臨床之場合(舉例而言在家、餐廳及學校用餐區)中使用此類裝置。

本發明提供用於在各種類型樣本(特別為食物樣本)中檢測過敏原之系統、裝置、可棄式容器/卡匣、光學模組及方法。該過敏原檢測裝置及系統為可攜式及手持式。在一態樣中，系統及裝置之尺寸可為小於6英吋。

本發明之一態樣係針對用於檢測食物樣本中一或多種過敏原之存在與否的過敏原檢測系統。在各種實施例中，系統包含：(a)用於收集測試樣本之機構；(b)至少一可棄式檢測容器/卡匣(如本文所使用，術語「容器」、「卡匣」及「測試杯」可互換)，用於承接及處理測試樣本，並分析測試樣本中(一或多)過敏原與檢測劑之間的交互作用；及(c)用於讀取檢測訊號及檢測測試樣本中的(一或多)過敏原之檢測裝置。檢測裝置可以可卸式地連接到可棄式卡匣。在若干態樣中，當磁珠用作用於檢測標的過敏原之感測器時，該分析進一步包含清洗及再懸置磁珠之步驟。

在若干實施例中，獨立採樣器可提供用於收集測試樣本之機構。在一實施例中，採樣器為用於收集食物樣本之獨立食物取芯器(corer)。食物取芯器可經組態以用於量測一固定尺寸之食物樣本部分，及/或預處理所收集之食物樣本。食物取芯器可具有遠端部及近端部，該遠端部在遠端處設有取芯器頂蓋且該近端部在近端處設有切割邊緣，該切割邊緣經組態以挑起食物樣本並預處理所挑起之樣本。

在一實施例中，食物取芯器包含柱塞、把手及取芯器，該柱塞具有連接到取芯器頂蓋之遠端以及具有密封件之近端柱塞尖端，該食物取芯器經組態用於固持被挑起之測試樣本。

在若干實施例中，檢測卡匣為可棄式，適用於一特定過敏原。檢測卡匣包含至少一均質室及其中檢測反應發生之至少一檢測/反應室。在本發明之一態樣中，檢測卡匣可為可棄式測試杯或杯狀容器。可棄式測試杯或杯狀容器可經建構作為分析式模組，其中測試樣本被處理，並且透過與檢測劑交互作用檢測出在測試樣本中的關注過敏原。在若干態樣中，可棄式測試杯或杯狀容器包含杯體、杯底及杯蓋。測試杯可被區分成專用於各種功能之數個隔間，該等功能包括均質化、緩衝劑儲藏、廢棄物收集、過敏原反應及訊號檢測。

在若干實施例中，反應及訊號檢測室可包含專用區域，其經組態用於固持對標的過敏原特定之檢測感測器。在若干態樣中，檢測感測器可為與適體共軛接合之磁珠，該適體與標的過敏原結合。適體或其補體可直接或透過任意其他錨定物及鏈接劑而附接於磁珠。在其他態樣中，檢測感測器可為表面塗佈有與標的過敏原結合之適體的固體支撐件。在一實施例中，於反應及訊號檢測室內之專用感測區域可為包含流槽(flow cell)之流控切片(fluidic chip)；該流槽經組態用於固持磁珠。反應及訊號檢測室可包含至少一光學窗口。在一實施例中，該室包含兩光學窗口，包括用於讀取光學訊號之一主光學窗口及用於讀取光吸收或用於讀取光吸收及散射光兩者之一次光學窗口。在其它實施例中，該室可包含組態用於讀取散射光之獨立窗口。

本發明之檢測裝置包含：(a)外部殼體，對檢測裝置之組件提供支撐；(b)耦合面(mate plane)或插口(receptacle)，用於當實作過敏原檢測測試時耦合檢測卡匣(例如，可棄式測試杯或杯狀容器)；及(c)經整合用於操作過敏原檢測測試之機構；以及用於供電之可選插頭。

根據本發明，經整合用於操作過敏原檢測測試之檢測裝置組件包括：(i)用於處理測試樣本之機構，包含均質機；(ii)用於驅動及控制均質化之機構；(iii)在過敏原檢測測試之處理期間，用於驅動及控制經處理樣本之流動的機構；(iv)用於檢測反應訊號之光學系統；和(v)用於將檢測結果視覺化之機構，包括將檢測訊號轉換及數位化之機構和顯示窗；以及(vi)電源供應器。

在若干實施例中，用於驅動液態流及控制流率之機構可為泵或外部壓力。該泵可為氣泵或空氣泵，或其等效物。在檢測分析期間，經處理樣本溶液流動到檢測卡匣(例如，測試杯或杯狀容器)內之複數個室中。

在若干實施例中，光學系統可包含激發光學件、發射光學件、散射光學件、及吸收光學件。

在若干實施例中，將印刷電路板(PCB)直接或間接的連接到該光學系統，用於顯示測試讀出數據。該結果可被顯示成數字、圖像、顏色及/或字母，或其等效物。

本發明之另一態樣係相關於用於檢測樣本中過敏原含量之過敏原檢測測試分析，其包含以下步驟：(a)獲得疑似含有(一或多)關注過敏原之測試樣本；(b)使所獲樣本均質化並使用萃取緩衝劑萃取過敏原蛋白質；(c)將經處理樣本與檢測感測器接觸，該檢測感測器包含塗佈有與標的過敏原特定地結合之適體及/或適體互補複合物之磁珠或固體表面；(d)判定自(c)的接觸步驟所發生之螢光訊號；以及(e)將檢測到的訊號處理及數位化，並將檢測劑與(一或多)過敏原之間的交互作用視覺化。

在若干實施例中，檢測系統可包含使用者介面，其可被軟體應用程式存取或控制。該軟體可被個人裝置上的軟體應用程式執行，該個人裝置諸如智慧型電話、平板電腦、個人電腦、膝上型電腦、智慧型手錶及/或其它裝置。在若干情況下，該軟體可被網際網路瀏覽器執行。在若干實施例中，該軟體可被連接到稱作雲端之遠端且定域伺服器。

前文已大致上概述了本發明之特徵及技術優勢，這是為了使讀者可更佳瞭解隨後有關本發明之詳細說明。將在下文中描述本發明之附加特徵及優勢，其形成本發明之申請專利範圍的標的。在該技術領域中具有通常知識者應可體會到可輕易使用所揭露之概念和具體實施例作為修改或建構用於執行本發明相同目的的其它結構之基礎。在該技術領域中具有通常知識者亦應可理解此類等效構件並不悖離如所附申請專利範圍所陳述之本發明的精神與範圍。當結合所附圖式考慮以下說明時，將能更佳瞭解到，對其組織及操作方法而言，被認知為本發明之特徵的新穎特徵連同進一步標的與優勢。然而，應清楚了解到所提供各圖式僅是為了描述與說明之目的，提供圖式之目的並不在於界定本發明之限制。除非另外界定，否則本文所使用之所有技術及科學術語具有與在本發明所屬技術領域中具有通常知識者所一般理解的相同含意。在有衝突之情況下，以本說明書為主。

使用分析裝置以確保食品安全仍未進步到履行其承諾的程度。更明確而言，尚未研發出以簡易但精準、敏感且迅速檢測方案為基礎的可攜式裝置用於檢測各式各樣的已知過敏原。近期一篇對在食品安全控制上下文中的以適體為基分析之評論指明雖然已研發出各式各樣商品分析工具用於過敏原檢測，但該者大部分倚靠免疫分析法。其進一步指明正出現針對此流行過敏原選擇適體(Amaya-González 等人，Sensors 2013, 13, 16292-16311，其內容透過引用整體併入本文中)。

本發明提供可特定檢測在各式各樣食物樣本中的低濃度過敏原之檢測系統及裝置。本檢測系統、裝置及方法使用以核酸分子(亦即，適體)為基的檢測感測器以結合並檢測樣本中存在的標的過敏原。該核酸劑可僅為適體，或可為與短補體序列複合之適體。更明確而言，檢測劑可附接於固體支撐件，諸如磁性粒子、二氧化矽、洋菜糖粒子、聚苯乙烯珠、玻璃表面、微井、或切片(例如，微切片)等之表面。具有表面接合檢測劑之磁珠及固體表面形成本發明檢測系統之檢測感測器。將此類感測器整合於任何用於類似用途之適當檢測系統及儀器中係落在本發明之範圍內。

在一實施例中，本發明檢測系統及/或裝置為小型化、可攜式及手持產品，其目的在於具有小型尺寸，可增強其可攜性及隱密操作。使用者可攜帶本發明檢測系統及裝置，並且在食用食物前實作對食物樣本中一或多種過敏原的存在與否之快速且即時測試。使用者可在任何地點，諸如在家或餐廳內，使用根據本發明之檢測系統及裝置。

在一實施例中，檢測系統及/或裝置將測試結果顯示成標準讀出數據，且任何使用者遵循有關如何操作檢測系統及裝置之簡易指示即可實作該檢測。

在若干實施例中，檢測系統及裝置被建構用於簡易、快速及敏感的一步驟執行。系統可在5分鐘以內、或4分鐘以內、或3分鐘以內、或2分鐘以內、或1分鐘以內完成過敏原檢測測試。在若干態樣中，過敏原檢測可在約60秒內、約55秒內、約50秒內、約45秒內、約40秒內、約35秒內、約30秒內、約25秒內、約20秒內、或約15秒內完成。

根據本發明，檢測系統及裝置可能係相關於整合電氣工程、機械工程、及計算工程之機電建構處理，以實作及控制過敏原檢測測試之處理，包括可充電式或可替換電池、用於處理測試樣本之馬達驅動器、用於控制經處理樣本溶液到檢測裝置之不同組件之流動的泵或致動器、以及將不同組件耦合及整合以用於快速過敏原測試之連接器。本發明之檢測裝置亦包括：經組態用於檢測測試樣本中關注過敏原之存在及濃度並且將檢測訊號轉換成可讀訊號之光學系統；用於操作操作檢測感測器之磁鐵系統；以及對檢測裝置之其他部件提供支撐並且將不同部件整合在一起做為作用產品之殼體。

在若干實施例中，建構檢測系統及/或裝置使得可棄式檢測卡匣(例如，可棄式測試杯或杯狀容器)被建構成用於接收集處理測試樣本並且分析檢測測試，該可棄式檢測卡匣對一或多特定過敏原有專一性且其中封裝有所有需要的緩衝液。因此，所有的緩衝液可被限制在可棄式杯或杯狀容器中。作為非限定性實例，使用者可使用可棄式花生測試杯來檢測任何食物樣本中的花生成分，並在測試後將其丟棄。這避免當於相同裝置中執行不同過敏原測試時的交叉汙染。

在若干實施例中，提供可量測及尺寸化測試樣本之獨立採樣器。在一態樣中，該採樣器可進一步將測試樣本預處理，諸如將該樣本切割成小塊、將其混合及/或研磨，以製作適用於過敏原蛋白質萃取之樣本。 檢測系統

一般而言，本發明之過敏原檢測系統包含至少一用於收集測試樣本之採樣器、至少一用於實作過敏原檢測測試之可棄式檢測卡匣、以及用於檢測及視覺化檢測測試結果之檢測裝置。

如圖1所示，本發明檢測系統之實施例包含檢測裝置100 、獨立食物取芯器200 、以及可棄式測試容器/卡匣300 ，該檢測裝置100 經組態用於處理測試樣本、實作過敏原檢測測試、及檢測並回報檢測測試之結果，該獨立食物取芯器200 做為採樣器之實例，該可棄式測試容器/卡匣300 做為檢測卡匣之實例。在一實例中，可棄式測試卡匣可為杯或杯狀容器300 。檢測裝置100 包括對檢測裝置100 的組件(如圖15所示)提供支撐之外部殼體101 。檢測裝置100 之主耦合面或插口102 經建構用於對接可棄式測試杯300 。外部殼體101 亦提供表面空間給用以操作裝置100 之按鈕。可包括令使用者得以執行過敏原檢測測試之執行/動作按鈕104 以及顯示窗口103 。可選地，可存在蓋體(未示出)用以在測試期間覆蓋測試杯300 。

如圖2所示，在實作過敏原檢測測試之處理期間，將固持樣本之食物取芯器200 插入到可棄式測試杯300 中，且將可棄式測試杯300 插入到檢測裝置100 之耦合面或插口102 中以用於檢測。

圖2中所示檢測系統之總成並不意在限制。其它組合可棄式測試杯300 、食物取芯器200 、以及檢測裝置100 之方法係在本發明之範圍內。採樣器

收集適當尺寸的樣本係實作過敏原檢測測試之重要步驟。在本發明之若干實施例中，提供用於挑起且收集測試樣本(例如，食物樣本)之獨立採樣器。在一態樣中，本文揭示用於挑起及收集食物樣本之取芯－封裝－柱塞(coring-packer-plunger)概念。此種機構可量測及收集一或多種固定尺寸的測試樣本部分，並提供諸如切割、研磨、及/或混合之預處理步驟，用於促進自測試樣本之過敏原蛋白質的均質化及萃取或釋放。根據本發明，獨立食物取芯器200 經建構用於獲得不同類型之食物樣本以及收集適當尺寸之測試樣本部分。

如圖3A所示，食物取芯器200 可包含三個部件：在遠端處之柱塞310 、在近端處之取芯器330 、以及經組態用於耦合該取芯器之把手320 。柱塞310 具有遠端部，其在遠端處設有取芯器頂手柄311 (圖3A)，其促使使用者得以上下移動柱塞310 。該柱塞亦具有在柱塞體中間的柱塞止動件312 以及在柱塞體近端處之密封件313 。把手320 可包含在遠端處之扣合部321 及在近端處之側緣322 ，該側緣連接取芯器330 。取芯器330 可包含近端部，其在極近端處設有切割邊緣331 (圖3A)。取芯器330 經組態用於切割及固持所收集到之將被排入到可棄式測試杯300 中的樣本。

在一實施例中，柱塞310 可被插入到取芯器330 中，其中柱塞310 之近端可能自取芯器330 突出以與測試樣本直接接觸，且連同取芯器330 之切割邊緣331 一起把固定尺寸之測試樣本部分挑起(圖3B)。根據本發明，柱塞310 係用以將樣本食物自取芯器330 射出至可棄式測試杯300 中，且亦用以將特定食物(諸如液體及奶油類食物)抽取至取芯器330 中。透過與扣合部321 之互動，柱塞止動件312 之特徵可在採樣期間令柱塞310 避免於向後拉回太遠或超出取芯器體330 以外。在柱塞310 之極近端處之密封件313 可維持氣密密封，以藉由將柱塞310 拉回之機構以將液體抽出到取芯器330 中。在若干實施例中，柱塞310 可設有其他類型密封件，包括模製特徵或機械密封件。把手320 經建構以令使用者固持採樣器200 之取芯組件。舉例而言，側緣322 提供使用者用於操作食物採樣器200 之機構，所述操作包括向下推進取芯器330 及將取芯器330 驅動到將被收集之食物樣本中。

在若干態樣中，切割邊緣331 可經組態用於預處理所收集樣本，允許取樣本之食物以推進扭轉及/或切割之方式被取芯。如若干非限定性實例一般，切割邊緣331 可為平坦邊緣(圖4A)、銳利邊緣(圖4B)、具各種數量齒部之鋸齒狀邊緣(圖4C及4D)、銳利鋸齒狀邊緣(圖4E)、或薄壁邊緣(圖4F)。在若干態樣中，取芯器330 之內徑有所不同，範圍係自約5.5 mm至7.5 mm。較佳地，取芯器330 之內徑可係自約6.0 mm至6.5 mm。取芯器330 之內徑可為6.0 mm、6.1 mm、6.2 mm、6.3 mm、6.4 mm、6.5 mm、6.6 mm、6.7 mm、6.8 mm、6.9 mm、或7.0 mm。將取芯器330 之尺寸最佳化以令使用者收集正確量(例如，0.5 mg)的測試樣本。

食物取芯器200 之部件可經建構成任何形狀以便於操作，該形狀諸如三角形、正方形、八角形、圓形、及橢圓形等。

在若干實施例中，食物取芯器200 可進一步設置有用於將被挑起測試樣本秤重之機構，諸如彈簧、秤、或其等效物。作為非限定性實例，食物取芯器200 可設有秤重張力模組。

食物取芯器200 可由塑膠材料製成，包括但未限於聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚酯(PET)、聚丙烯(PP)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚氯乙烯(PVC)、熱塑性彈性體(TPE)、熱塑性聚氨酯(TPU)、縮醛(POM)、聚四氟乙烯(PTFE)、或任何聚合物以及它們的組合。可棄式檢測卡匣

根據本發明，提供至少一獨立檢測卡匣做為檢測系統之部件。檢測卡匣為可棄式且用於(一或多)特定過敏原。可棄式檢測卡匣經建構用於解離食物樣本與過敏原蛋白質萃取物、過濾食物粒子、儲藏反應溶液/試劑及檢測劑、使用檢測感測器捕捉關注過敏原，其中該檢測感測器為諸如具有與過敏原蛋白質特定結合的諸如抗體及核酸分子之接合檢測劑的磁珠以及固體支撐件。在一態樣中，檢測劑為核酸分子，諸如SPN、適體或適體互補複合物。說明此類檢測劑之實例，例如於美國臨時申請案號：62/418,984(2016年11月8日申請)；62/435,106(2016年12月16日申請)；及62/512,299(2017年5月30日申請)；以及PCT申請案：PCT/US2017/060487(2017年11月8日申請)中所揭示者；上述者為共同擁有的且透過引用整體併入本文中。

在若干實施例中，針對樣本中過敏原測試，可棄式檢測卡匣之目的在於僅被使用一次，且因此該卡匣可由低成本塑膠材質製成，例如，透明高密度聚乙烯(HDPE)、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚酯(PET)或其它熱塑性塑料。據此，可棄式檢測卡匣可經建構用於任何特定的關注過敏原。在若干實施例中，此些可棄式卡匣可被建構用於僅一種特定過敏原，這可以避免與其他過敏原反應之交叉汙染。

在其它實施例中，此些可棄式卡匣可被建構用於並行檢測測試樣本中的二或更多種不同過敏原。在若干態樣中，可棄式卡匣可被建構用於並行檢測二、三、四、五、六、七、或八種不同過敏原。在一態樣中，同時檢測出多種(例如，二、三、四、五、或更多)過敏原之存在，可產生正訊號以指示哪個過敏原係存在的。在另一態樣中，提供一種系統，用以檢測是否存在過敏原(例如，花生或堅果類)及產生訊號以指示此類過敏原之存在。

可棄式檢測卡匣可為可棄式測試杯或杯狀容器。根據測試杯之一實施例，如圖5A所示，經組合可棄式測試杯300 包括杯頂蓋510 、用於接收測試樣本，處理測試樣本並使經處理樣本與檢測劑(例如，適體－磁珠共軛接合)接觸/混合之杯體520 、杯底總成530 以及均質轉子540 。

測試杯體520 可包括複數個室。在一實施例中，測試杯體520 包括一均質室521 、清洗緩衝劑儲藏室522 、廢棄物室523 、以及反應室524 (亦稱作訊號檢測室)(圖5A及5B)，該均質室521 包含食物處理儲存槽901 (如圖9所示)，該清洗緩衝劑儲藏室522 包含清洗緩衝劑儲存槽902 (如圖9所示)，且該廢棄物室523 包含廢棄物儲存槽903 (如圖9所示)。所有的分析反應係在反應室524 內發生。反應室524 係經均質化及處理之樣本與預先儲藏在測試杯300 內的檢測劑混合以及產生可檢測訊號(例如，螢光訊號)的地方。在替代實施例中，多於一個的緩衝劑儲存槽可被包括在緩衝劑儲藏室522 中。做為非限定性實例，萃取緩衝劑可被獨立儲藏在緩衝劑儲藏室522 內的儲存槽中，而非被預儲藏在食物處理儲存槽901 中。

圖6A顯示可棄式測試杯300 的分解圖。在一實施例中，可棄式測試杯300 可包含頂蓋510 以及杯體520 ，該頂蓋包括具有用於接收食物取芯器200 的食物取芯器口部614 之杯蓋611 、墊片612 以及在杯蓋611 及墊片612 之間的密封件膜片(未示出於圖6A中)。如圖6B所示，密封件膜片可為箔片密封件615 。(一或多)濾膜或過濾器總成613 可被包括於頂蓋510 中(圖6A)。杯底總成530 包括至少一且較佳為兩個的傘狀閥631 、(一或多)膜片632 、(一或多)閥板633 、杯底蓋634 、以及位於杯體520 內的反應室524 底部之玻璃蓋635 。

圖6B顯示在替代性實施例中的可棄式測試杯300 的分解圖。可棄式測試杯300 可包含底總成530 ，其包括用於將該等層接合之壓敏黏著劑(PSA)636 、流體層637 、柔軟墊片638 、經組態在杯體520 內反應室524 底部之玻璃蓋635 、以及底蓋634 。在此實施例中，柔軟墊片638 係位於可棄式測試杯300 底部。與圖6A所示杯頂510 相似，在此替代性實施例中的杯頂510 亦可包含杯蓋611 以及墊片612 。一或多箔片密封件615 可用以將該等部件密封。替代地，黏著性或超音波接合可用以將該等層耦合在一起。在若干態樣中，玻璃蓋635 可經組態以直接在杯體520 底部，諸如在反應室524 底部，且一體般整合到杯體520 中。整個單元可為PMMA(聚(甲基丙烯酸甲酯))(亦稱作丙烯酸或丙烯酸玻璃)。此透明PMMA丙烯酸玻璃可用作用於訊號檢測之光學窗口。

在若干實施例中，反應及訊號檢測室524 可包含專用感測區域，其經組態用於固持對標的過敏原特定之檢測感測器。在若干態樣中，檢測感測器可為與適體(SPN(諸如適體及適體－互補複合物))共軛接合之磁珠(例如，包含磁鐵礦之聚苯乙烯珠及二氧化矽珠)，該適體與標的過敏原結合。在其他態樣中，檢測感測器可為表面塗佈有與標的過敏原結合之諸如SPN(例如，適體及適體－互補複合物)之捕捉探針(capture probe)的固體支撐件(例如，玻璃表面、切片、及微井)。在若干實施例中，反應及訊號檢測室524 內的感測區域可為玻璃蓋635 (圖6A)。在其它實施例中，感測區域可包含包括磁珠收集區域(例如，圖18A及18B之流槽1801 )之流控切片(例如，流控切片1802 )。

在若干實施例中，反應及訊號檢測室524 包含至少一光學窗口。在一實施例中，該室包含兩光學窗口，包括一主光學窗口525 及一次光學窗口526 。在一實施例中，如圖5A及5B所說明，主光學窗口525 係位於測試杯體520 底部；主光學窗口525 亦被用作為反應室524 與檢測裝置100 (更明確而言，如圖15、18A及18B所示，係檢測裝置100 之光學系統1530 )之介面。玻璃蓋635 可被插入到光學窗口與光學系統之介面之間(參見，例如圖6A及6B)。次光學窗口526 係位於反應室之一側(圖5及7)；次光學窗口526 允許吸光度光源進入反應室內以檢測光吸收。在若干態樣中，次光學窗口526 可經建構用於讀取光吸收及散射光。在其它實施例中，反應室524 可包含用於讀取散射光之另一獨立光學窗口。該光學窗口可設有玻璃保護蓋1901 (如圖19所示)。

杯底總成經組態用於關閉可棄式測試杯300 以及提供用於耦合檢測裝置之機構。如圖7所示，底總成530 之底側可包括數個介面用於將杯300 連接到檢測裝置100 以供操作，包括用於均質轉子540 之均質轉子介面701 ；用於固持(一或多)夾管閥之介面702 ；以及用於連接到檢測裝置100 中泵1540 (如圖15所示)之泵介面703 。

在若干實施例中，包括經組態用於控制樣本、緩衝劑、以及其他試劑的流體流動通過卡匣的不同部分之閥系統。除了本文討論之柔性膜片、箔片密封件及夾管閥以外，可包括其他種閥以在過敏原檢測測試的處理期間控制流體流動，該等閥包括擺動止回閥、閘閥、球閥、球形閥、或其他市售的閥。

在一實施例中，用於控制杯室內的流體流動之機構可被包括於例如杯底總成530 中。該機構可包含流動通道、道、閥、墊片、及聯絡風道。於圖6B中顯示杯底530 之分解圖顯示包括經組態用於控制流體流動之各層。如圖8所進一步顯示，反應室524 包括在流動通道812 中的開口，該流動通道被封閉在固體支撐件內，該固體支撐件亦即在表面上塗佈有捕捉探針之玻璃流控切片1802 (參見圖18A及18B)。可藉由將位於反應室524 之入口及出口部814 之夾管閥關閉以將反應室524 完全密封(圖8)。位在入口及出口部814 之(一或多)夾管閥之位置及數量可有所變化。據此，在杯底530 處之閥介面702 的位置及數量亦可有所變化。

設置在測試杯300 底部之流動通道812 用於將溶液供應至測試杯300 內之反應室524 及/或其他部分。位在反應室524 之入口及出口部814 兩者處之開口係連接到(一或多)流動通道812 。該開口係受夾管閥所控制。入口通道通氣孔811 提供測試杯300 與檢測裝置100 中正或負壓力源(例如，藉由泵1540 )間之介面。入口通道通氣孔811 可包括透氣膜片以避免洩漏流體。在一實施例中，入口通道通氣孔811 係透過流動通道812 連接到反應室524 。

據此，入口通道通氣孔811 透過透氣膜片將入口通道連接到大氣。藉由關閉到兩個流體儲存槽之(一或多)夾管閥，空氣可被抽取通過透氣膜片進入反應室中以幫助沖洗來自室524 之食物顆粒。當兩個夾管閥皆為閉合時，選擇透氣膜片以使其僅允許空氣進入入口中。替代地，可使用附加夾管閥部814 以將通往入口通道通氣孔811 之通道開啟及關閉。

獨立通氣孔813 提供測試杯300 與檢測裝置100 中正或負壓力源間之介面。此通氣孔813 可被設置有透氣膜片以避免洩漏流體。在此特定實施例中，通氣孔813 係透過廢棄物室523 連接到反應室。

在過敏原檢測測試期間，該流動系統可用以控制不同儲存槽內之經處理樣本溶液、緩衝劑及廢棄物之速率及流向，該儲存槽諸如圖9中所示食物處理儲存槽901 、緩衝劑儲存槽902 以及廢棄物儲存槽903 。

在若干實施例中，一或多種萃取緩衝劑可被預先儲藏於均質室521 中，舉例而言在諸如(圖9)食物處理儲存槽901 之箔片密封儲存槽中。替代地，萃取緩衝劑可被獨立儲藏在杯體520 中的獨立緩衝劑儲存槽中，該儲存槽為類似於清洗緩衝劑儲存槽902 (如圖5B所示之緩衝劑儲藏室522 )之儲存槽。在樣本均質化及清洗後，廢棄物被儲藏在廢棄物室523 內之獨立廢棄物儲存槽903 中。廢棄物室523 具有足夠容量以儲藏比在過敏原檢測測試期間所使用之流體量更大之體積。

在測試杯底部之夾管閥介面702 (圖7)包含密封流體儲存槽1001 (其參照圖9中所示之儲存槽901 、902 、及903 )之箔片密封件1002 以及柔軟墊片層1003 (亦見於圖6B中如638 )。當將測試杯插入到檢測裝置100 中時，於檢測裝置中之向上延伸銷1004 將會把柔軟墊片層1003 推進一足夠將箔片密封件1002 穿刺之距離，從而開啟該室。圖10A顯示當銷1004 把箔片密封件1002 穿刺之前該銷之相對位置。在此階段，夾管閥為開啟的，但緩衝劑無法自儲存槽1001 流動，因為箔片密封件1002 避免經由通道1005 之向下流動。當如圖10B所示將銷1004 向上推壓時，箔片密封件1002 被破壞且墊片1003 被推進抵到通道1005 之開口以關閉夾管閥。隨著在箔片密封件1002 被破壞後銷1004 之接續向下運動，墊片1003 鬆弛且緩衝劑可流動通過通道1005 中之開口。此配置利用重力以引入緩衝劑之運動。

設置閥以將測試杯300 內之不同部分/室分離，包括在均質室521 與反應室524 之間的閥(例如，在圖21中所示之閥3)、以及在均質室521 與廢棄物室523 之間的閥(在圖21中所示之閥5)。

在一實施例中，如圖6A及6B中所示，將均質轉子540 穿過在杯底總成530 處之轉子口部介面701 (如圖7所示)而插入均質室521 中。當測試杯300 被插入到檢測裝置100 時，均質轉子540 接著透過耦合機構而連接到馬達1510 (如圖15所示)。

在替代實施例中，均質轉子540 可穿過在杯頂蓋510 上之轉子口部1101 (如圖11A及11C所示)而被插入到均質室521 中。此杯頂蓋510 ，連同杯底530 與杯體520 ，可接著被組合以形成測試杯300 ，諸如圖12A、圖12B、圖12C、圖14A、及圖14B中所示者。

根據本發明，均質轉子540 可被建構成夠小足以適配於可棄式測試杯300 中，更明確適配於均質室521 中，其中均質機處理將被測試之樣本。另外，均質轉子540 可被最佳化用於提高樣本均質化及蛋白質萃取之效率。在一實施例中，均質轉子540 可包含一或多刀片或其等效物在近端處(圖6A及圖6B)。在若干實例中，轉子540 可包含一、二、三、或更多刀片。均質轉子540 經組態以將測試樣本自食物取芯器200 抽取進入均質室521 底部中。

替代地，均質轉子540 可進一步包含貫穿將杯體520 連接到次介面之轉子的中心桿。中心桿1201 可作為附加軸承表面或可被用以將旋轉運動傳遞到轉子540 。當轉子540 穿過在杯底處之口部而被安裝至杯體520 (圖12B)時，刀片尖端在操作期間維持浸沒在萃取緩衝劑內。

在另一替代性實施例中，均質轉子540 可具有延長部以提供穿過杯底之通道；該通道可用作次軸承支撐及/或用於功率傳輸之附加位置。在本實施例中，轉子之下部具有錐體以適配於軸，以成型為一件式轉子(如圖14A所示)。

根據本發明，均質轉子540 刀片之深度，不論是否具有中心桿，係經建構以確保刀片尖端在樣本處理期間(混合及/或漩渦)係在流體1202 內(如圖12C、13C、及14B所示)。

在若干實施例中，轉子540 係自測試杯300 之中心軸偏位，促進對近側壁之剪切力。

與具有類似結構之其他均質機不同(例如，美國專利公告案號：6,398,402；其內容透過引用整體併入本文中)，本發明之定製刀片核心可將樣本自旋、抽取、及迫使到定製杯之齒部表面中。

均質機轉子可由任何熱塑性塑膠製成，包括但未限於，聚醯胺(PA)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚碳酸酯(PC)、高抗衝聚苯乙烯(HIPS)和縮醛(POM)。

在若干實施例中，可棄式卡匣(例如，測試杯300 )可為任何形狀，例如圓形、橢圓形、方形、或卵形。此些形狀之任意者可設有指切或缺口。可棄式卡匣可為非對稱的或對稱的。

可選地，標籤或箔片密封件可被包括在杯頂蓋510 之頂部上，以提供測試杯300 之最終流體密封及標識。舉例而言，花生之標記指示可棄式測試杯300 係用於檢測食物樣本中的花生過敏原。檢測裝置

在若干實施例中，檢測裝置100 可經組態以具有外部殼體101，其對檢測裝置100 之組件提供支撐表面；以及可選的小蓋，其將檢測裝置100 開啟用於插入可棄式測試杯300 且在操作期間將杯蓋住。該小蓋可位於裝置之一側，或在其中央(未示出)。在若干態樣中，蓋可為透明的，以得以透過蓋令所有操作為可視的。

根據本發明的過敏原檢測裝置100 之一實施例被描繪於圖1、圖2、及圖15中。如圖1所示，檢測裝置100 包含外部殼體101 ，該外部殼體提供支撐以將檢測裝置100 之組件固持在一起且將該等組件整合成用於實作過敏原檢測測試之功能整合性(functional integrity)；該外部殼體101 可由塑膠或其他適當支撐材料製成。該裝置亦具有用於對接測試杯300 之耦合面或插口102 (圖1及圖16A)。

為了執行過敏原檢測測試，檢測裝置100 係設有以下組件：均質總成，其經組態用於將測試樣本均質化及自萃取緩衝劑中的測試樣本萃取過敏原蛋白質；用於操作均質總成之機構(例如，馬達)，以及將馬達連接到均質總成之連接器；在過敏原檢測測試處理期間用於驅動及控制經處理樣本溶液的流動之機構；光學系統；用於自測試樣本中的過敏原與檢測劑之間的檢測反應檢測螢光訊號之機構；用於將檢測訊號視覺化之機構，包括將檢測訊號轉換及數位化；顯示測試結果之使用者介面；以及電源供應器。在一實施例中，當透過耦合面或插口102 而將測試杯300 插入到檢測裝置100 中時，均質總成係連接到測試杯300 之均質轉子540 ，該耦合面或插口包括用於將測試杯300 與檢測裝置100 連接之數個介面(圖16A及圖16B)。

在本發明之一實施例中，如圖15所示，經整合以針對操作過敏原檢測測試提供所有的運動及致動之檢測裝置100 組件包括：馬達1510 ，其可透過多組件耦合總成1520 而被連接到杯體520 內均質室521 中的均質轉子540 ；該多組件耦合總成1520 可包括用於在過敏原檢測測試中的均質化期間驅動轉子之齒輪系(gear train)/驅動滾筒(drive platen)；光學系統1530 ，其連接到可棄式測試杯300 之反應室524 (未示出)；泵1540 ，用於控制及調整流率；PCB1550 ；電源供應器1560 ；閥致動器1570 ；磁鐵系統1580 ，用於收集磁珠；以及振動再懸置致動器1590 。 1.均質總成

在一實施例中，可透過多組件轉子耦合總成1520 將馬達1510 與測試杯300 內之均質轉子540 連接(圖15及圖16A)。轉子耦合總成1520 可包括直接鏈結到轉子540 之遠端蓋的耦合部，以及為用於連結到馬達1510 之為齒輪系或驅動件(未顯示)的一部分之齒輪頭(gearhead)。在若干實施例中，該耦合部可在各端具有不同尺寸，或在耦合部之各端具有相同尺寸。耦合總成1601 之遠端(圖16A及圖16B)將穿過在測試杯300 底部530 之轉子口部介面701 (圖7)而連接到轉子。使用用於將馬達連接到均質轉子540 以形成功能性均質總成之其他替代機構亦在本發明之範圍內。

在若干實施例中，馬達1510 可為市售馬達，例如Maxon馬達系統：Maxon RE-max及/或Maxon A-max(Maxon Motor ag, San Mateo, CA, USA)。

可選地，可設置加熱系統(例如，電阻加熱或Peltier加熱器)，用以提高均質化之溫度，從而提高樣本解離之有效性並且縮短處理時間。溫度可被提高到60℃至95℃之間，但是在95℃以下。提高之溫度亦可促進檢測分子與被檢測過敏原之間的結合。可選地，風扇或Peltier冷卻器亦可被設置以在實作測試後快速降低溫度。

馬達1510 驅動均質總成以將萃取緩衝劑中的測試樣本均質化及解離/萃取過敏原蛋白質。經處理之樣本溶液可被泵送(pumped)或迫使通過流動管道下個用於分析的室，例如，到反應室524 ，其中經處理樣本溶液與預載入檢測分子(例如，適體－磁珠共軛接合)混合用於檢測測試。 2.過濾

在若干實施例中，用於將經處理測試樣本進一步過濾之機構可被包括於檢測裝置中。在將萃取溶液運輸到反應室524 及/或其它室用於諸如清洗之進一步處理之前，將迫使食物樣本通過濾膜或過濾器總成。一實例係於圖6A中所說明之(一或多)濾膜613 。(一或多)膜片提供特定粒子自經處理蛋白質溶液之過濾。

濾膜613 可為尼龍、PES(聚醚碸)、Porex^TM 、或如混合纖維素酯(MCE)、乙酸纖維素、PTFE、聚碳酸酯、PCTE(聚碳酸酯)或PVDF(聚偏二氟乙烯)之膜聚合物等。其可為具有高孔隙度之薄膜(例如，具有150 µm之厚度)。在若干態樣中，濾膜613 之孔徑可在以下所示之範圍內：0.2 µm至600 µm、或0.2 µm至50 µm、或20 µm至100 µm、或20 µm至300 µm、或100 µm至600 µm、或在其間之任何尺寸。舉例而言，孔徑可為0.2 µm、1 µm、5 µm、10 µm 、15 µm 、20 µm、25 µm、30 µm、35 µm、40 µm、45 µm、50 µm、55 µm、60 µm、65 µm、70 µm、75 µm、80 µm、85 µm、90 µm、100 µm、150 µm、200 µm、250 µm、300µm、350 µm、400 µm、450 µm、500 µm、550 µm、或600 µm。

在若干態樣中，多個濾膜可組合使用，以自樣本過濾出特定粒子用於分析。此濾膜可包括多段過濾器。濾膜及/或過濾器總成可相對於流動閥而在任何組態中。舉例而言，流動閥可在過濾器上方、下方、或在多段過濾器之任一段之間。 3.泵及流體運動

根據本發明，提供用於驅動及控制經處理樣本溶液的流動之機構。在若干實施例中，該機構可為真空系統或外部壓力。做為非限定性實例，該機構可為多功能滾筒(例如，熔接的塑膠蛤殼(Clamshell))，其支撐齒輪系之軸線且可提供用於從泵1540 施加到測試杯300 的真空之泵送(密封的空氣通道)。(如圖15所示之)泵1540 可穿過位於檢測裝置100 之耦合面102 的泵口部1602 (圖16A)而連接到測試杯300 ，且當測試杯300 被插入到裝置時，泵1540 連接到位在測試杯300 底部530 上之泵介面703 (圖7)。

諸如壓電微泵(Takasago Electric, Inc., Nagoya, Japan)之泵1540 可用以控制且自動地調整流量至標的流率。可藉由改變驅動器電壓或驅動頻率之任一者來調整泵之流率。於圖15所示之泵1540 係當今市售具有適用於將經過濾樣本溶液流動到測試杯300 內不同室所需之等分試樣功能(aliquot function)的規格之壓電泵的代表。泵1540 可係真空泵或另一設計用於實驗室用途之小型泵，諸如KBF泵(KNF Neuberger, Trenton, NJ, USA)。

替代地，在過敏原檢測測試處理期間，可使用注射器泵、膜片(diaphragm)及/或微蠕動泵(micro-peristaltic pump)以控制流體運動及/或支撐流體。在一實例中，可使用空器操作膜片泵。 4.磁鐵及致動器

在本發明若干實施例中，提供數個致動器用以在過敏原檢測測試期間操控樣本及試劑，舉例而言，用於清洗固體表面及/或磁珠，及/或收集和再懸置磁珠。

在若干實施例中，經組態用於磁珠收集之磁鐵系統1580 (圖15)可包含：如圖17所示在檢測裝置100 中之磁鐵1701 以及磁鐵致動器1702 ，其提供磁力以將磁性粒子維持/固定在反應室524 中的特定感測區域內，舉例而言，反應室524 中的流槽(圖18中之1801 )內。圖17顯示磁鐵1701 以及磁鐵致動器1702 在獲得光學讀取的狀態下之位置，磁鐵1701 指向遠離反應室524 。在此狀態中，致動器1702 不在視野內，而在磁珠收集狀態下，磁鐵1701 係直接位於與反應室524 一致之光徑中。用於磁珠收集之磁鐵系統1580 可與測試杯300 之反應室524 底部(亦即，光學窗口525 )對準。如先前所論述般，磁珠可位於流控切片1802 中的磁珠收集區域內(例如，圖18所示之流槽1801 )，該流控切片可被插入到反應室524 。在一實施例中，玻璃蓋635 可例如為PMMA丙烯酸玻璃，與可作用為磁珠收集區域之杯室524 整合。如進一步於圖18A所說明，磁鐵1701 可藉由磁鐵致動器1702 而移動到流控切片1802 或玻璃蓋635 之面中，以收集磁珠並將磁珠固定在收集區域中(流槽1801 )。在光學讀取狀態下，如圖18B所示，磁鐵1701 從流控切片1802 或玻璃蓋635 移開，使磁珠收集區域得以在光徑之軸向視野中。

在若干實施例中，磁鐵1701 可為永久磁鐵或電磁鐵。致動器1702 被適配以對檢測區域(例如，流槽1801 )施加足夠強度的磁場，以將磁珠導向到檢測區域並在清洗期間將磁珠固定。在若干態樣中，在致動器1702 中配置單一磁鐵1701 或複數個磁鐵，使得建立之足夠強的磁場以收集所有的磁珠。

在若干實施例中，除了經組態以收集磁珠用於光學分析之磁鐵系統1580 以外，可包括第二磁鐵系統，以用於在清洗處理期間收集磁珠。

根據本發明，(一或多)磁鐵系統的目標在於將磁珠集中並以最小磁珠聚合性將磁珠暴露於清洗緩衝劑及流體樣本，從而提高共軛接合至磁珠的檢測劑與流體樣本之間的交互作用。

包括振動再懸置致動器1590 ，用於促進磁珠在清洗緩衝劑或經處理樣本溶液中的再懸置(圖15)。致動器1590 可將該杯超聲處理/激化以提高磁性粒子與緩衝劑或與流體樣本之混合。在若干實施例中，振動磁性粒子再懸置可為透過與反應室524 直接或間接接觸之超音波、簡單低頻振動。在其它實施例中，磁性收集系統之磁鐵及致動器1580 亦可用以移動磁珠，並連同振動再懸置致動器1590 ，以協助再懸置。當測試杯300 被插入到檢測裝置中時，振動再懸置致動器1590 可在測試杯底部下方或在測試杯側邊上。

在一實施例中，致動器1590 可為超音波產生器，其作用為用於執行磁珠再懸置的超音波處理之致動器。做為非限定性實例，可設置超音波喇叭用於執行將磁珠混入經處理樣本中的超音波處理。並未特別規定做為超音波產生器之超音波喇叭的形狀及其他特徵。超音波喇叭可具有任何特徵，包括形狀，只要超音波得以執行根據由本揭示所提供之過敏原檢測方法的超音波處理即可。使用超音波探針或類似者以取代超音波喇叭亦係可行的。超音波喇叭可經適當建構成任何組態，只要該組態允許該處理得以在磁珠上進行即可。

可包括閥致動器1570 (如圖15及圖17所示)，以操作在測試杯300 中不同部分或室之間的閥，諸如在均質室521 與反應室524 之間的閥(圖21)。 5.光學系統

本發明之檢測裝置100 包含光學系統，其檢測自樣本中的(一或多)過敏原與檢測劑(例如，適體或適體－互補複合物)之間的交互作用所產生的光學訊號(例如，螢光訊號)。光學系統可取決於要被檢測之螢光訊號類型而包含不同的組件及可變組態。光學系統係接近且對準檢測卡匣，舉例而言，上述(圖7)之測試杯300 反應室524 之主光學窗口525 以及次光學窗口526 。

在若干實施例中，光學系統1530 可包括激發光學件1810 、發射光學件1820 、吸收光學件1830 、及散射光學件1840 (圖18A及18B)。

在若干實施例中，激發光學件1810 可包含：光源1911 ，經組態以將激發光學訊號傳輸到反應室524 中的感測區域(例如，流控切片1802 上之磁珠收集區域或玻璃蓋635 )；透鏡1912 ，經組態以將來自光源的光聚焦；至少一激發濾波器1914 ；可選LED功率監測光電二極體1913 ；以及聚焦透鏡1915 (圖19)。

光源1911 經配置以傳輸在激發波長範圍內之激發光。適當光源包括，但未受限於，雷射、半導體雷射、發光二極體(LED)、及有機LED。可連同光源1911 使用光學透鏡1912 ，以提供激發源之光到螢光團(fluorophore)。光學濾波器或濾鏡1914 可用以限制激發光波長之範圍。在若干態樣中，該濾波器可為帶通濾波器。

在磁珠收集區域(例如圖18所示流槽1801 )或固體表面上(例如圖22A所示玻璃切片)，針對標過敏原的經螢光標示適體能夠對應於至少一激發波長範圍中的激發光而發射於至少一發射波長範圍中的與過敏原結合相關的光學訊號(例如，螢光)。

在若干實施例中，光學系統包含可操作以自反應室524 收集當檢測劑與測試樣本中的標的過敏原間交互作用之際的發射之發射光學件1820 。發射光學件1820 可包含：收集透鏡1921 ，經組態以收集自反應室524 發射的光；發射濾波器1922 ；聚焦透鏡1923 ，經組態以將與過敏原相關的光學訊號之至少一部分聚焦在檢測器(光電二極體)1924 上；以及檢測器(例如光電二極體)1924 ，經組態以檢測自反應室524 中感測區域(例如，流控切片1802 上的磁珠收集區域、或核酸(例如，SPN)塗佈之玻璃635 )發射之與過敏原相關的光學訊號(圖19)。

在若干態樣中，多於一個發射光學系統1820 可被包括在檢測裝置中。做為非限定性實例，可設有三個光電二極體光學系統以自玻璃切片上的未知測試區域及兩個控制區域讀取螢光訊號(例如，請參見圖22A及22B)。

發射濾波器(諸如，二向色濾波器或其他濾波器)1922 可將來自反應室524 之發射光濾波，以導致實質上僅允許具有在發射帶內的波長之光到達檢測器1924 ，以供光學訊號之量測。舉例而言，用以將專用於對標的過敏原結合的適體標記之螢光團染料Alexa Fluor 647係對在約600至650 nm的範圍內(吸收峰值647 nm)之激發光(吸收)有反應，且可發射在約670至750 nm的發射波長範圍內的光，而發射峰值為約680 nm。因此，在一實施例中，檢測劑包括Alexa Fluor 647，且檢測器1924 可自具有短於約650 nm或短於約670 nm之波長的光濾波。

檢測器(例如，光電二極體)經配置以檢測自流控切片發射之在發射波長範圍內的光。適當檢測器包括，但未限於，光電二極體、互補金屬氧化物半導體(CMOS)檢測器、光電倍增管(PMT)、微通道平面檢測器、量子點光電導體、光電晶體、光敏電阻器、主動像素感測器(APS)、氣相離子化檢測器、或電荷耦合裝置(CCD)檢測器。在若干態樣中，可使用單一及/或通用(universal)檢測器。

在若干實施例中，透過吸收光學件1830 ，光學系統1530 亦可以具有在吸收帶中波長的光來照明在檢測/反應室524 內的磁珠或切片(例如，玻璃蓋635 )以檢測吸收。吸收光徑可包括波導1931 以及束流收集器(beam dump)1932 (圖19)。

在若干實施例中，光學系統1530 進一步包含散射光學件1840 ，以量測在過敏原檢測測試之處理期間由磁珠、樣本及/或其它表面所散射之光。

根據本發明，光學系統之部件經組態以執行三種檢測模式：螢光訊號、散射光訊號、以及光吸收。監測並且記錄在反應室524 中光的散射及吸收的改變，諸如反射率(圖20B及圖20C)。

光學件之散射模式可用以判定食物樣本是否被轉移到反應室524 中。如圖20B所示，入射於(於反應室524 內)流控切片1802 上之磁珠收集區域(或玻璃蓋635 )的光係被顯示器散射於所有方向中。在散射模式中所散射的光的一部分進入光學系統。在一實施例中，散射訊號讀取可用作用於使主過敏原相關螢光讀取(圖20A)正規化的參考光學訊號，用於將自感測區域發射之光散射。據此，至少一校正之訊號值可取決於所量測之散射光讀取而計算出。

在若干實施例中，在量測對於與過敏原相關的螢光訊號(圖20A)以及散射光學訊號(圖20B)之光學讀取之前，可採取吸收讀取以量測背景及由諸如磁珠等物質所吸收之光(圖20C)。此讀取可用以進一步校正訊號，例如藉由背景減法。接著自與過敏原相關的光學訊號及/或包括一或多參考訊號之多個光學訊號之比率判定過敏原值。

上述光學系統1530 係特定實施例之說明性實例。在若干實施例中，光學系統將具有不同組態及/或不同的組件。

在其它實施例中，可使用電腦或其他數位控制系統以與光濾波器、螢光檢測器、吸收檢測器、及散射檢測器通訊。該電腦或其他數位控制系統控制光濾波器，以隨後使用複數個波長之各個波長來照明樣本，並同時基於自螢光及吸收檢測器接收的訊號來量測樣本之吸收及螢光。 6.顯示器

如圖15所顯示，印刷電路板(PCB)1550 係連接到光學系統1530 。PCB1550 可經組態成相對於檢測裝置100 之尺寸為緊縮的，並同時可提供足夠的空間以顯示測試結果。

據此，可以背光圖符(backlit icon)、LED或LCD螢幕、OLED、分段顯示器或在附加的行動電話應用程式上顯示測試結果。使用者可看見樣本正被處理、樣本已完全處理完成(總蛋白質指示器)、以及測試結果的指示器。使用者亦可看見電池狀態以及他/她所放置於裝置中的卡匣類型(在卡匣上或LED總成上的條碼)。舉例而言，將測試結果顯示成(1)實際數字–ppm或mg;；或(2)二元結果–是/否；或(3)風險分析–高/中/低或高/低的存在風險；或(4)ppm之範圍–少於1/1-10 ppm/多於10 ppm；或(5)mg之範圍–少於1 mg/在1-10 mg之間/多於10 mg。亦可將結果顯示成數字、顏色、圖符、及/或字母。

根據本發明，檢測裝置100 亦可包括其他特徵，諸如用於提供電源之機構以及用於提供對處理之控制之機構。在若干實施例中，一或多開關可被提供以將馬達、微泵及/或齒輪系或驅動件連接到電源供應器。該等開關可為藉由連接及斷接電池來將檢測裝置通電與斷電之簡單微開關。

電源供應器1560 可為鋰離子AA格式電池或任何適用於支援小型醫療裝置之市售電池，諸如Rhino 610電池、Turntigy Nanotech高可放電型Li Po電池、或Pentax D-L163電池。

於本文之說明中，應瞭解所有引用到之組件間的連接可為直接操作的連接或間接操作的連接。 過敏原檢測

在本發明之另一態樣中，提供使用本檢測系統及裝置實作之過敏原檢測測試分析。在若干實施例中，檢測劑包含共軛接合於諸如磁珠或玻璃之固體表面的適體。

在若干實施例中，過敏原檢測測試分析包含以下步驟：(a)獲得疑似含有(一或多)關注過敏原之測試樣本；(b)使所獲樣本均質化並使用萃取緩衝劑萃取過敏原蛋白質；(c)將經處理樣本與檢測感測器接觸，該檢測感測器包含塗佈有與標的過敏原特定地結合之適體及/或適體互補複合物之磁珠或固體表面；(d)判定自步驟(c)接觸所發生之螢光訊號；以及(e)將檢測到的訊號處理及數位化，並將檢測劑與(一或多)過敏原之間的交互作用視覺化。在若干態樣中，當磁珠用作用於檢測標的過敏原之感測器時，該分析進一步包含清洗及再懸置磁珠之步驟。採樣

為了從過敏原檢測測試提供可靠且敏感之結果，適當尺寸的樣本係重要的。本發明之發明人研發出可有效且非破壞地收集測試樣本以用於快速且有效率地萃取用於檢測的過敏原蛋白質之採樣機構。

可使用例如於圖3B中說明的食物取芯器200 來收集固定尺寸的測試樣本部分。食物取芯器200 收集可提供足夠蛋白質萃取物用於檢測測試之適當尺寸的樣本。該固定尺寸部分可為在0.1 g到1 g之範圍內的食物樣本，較佳為0.5 g的食物樣本。此外，食物取芯器200 可藉由切割、研磨、混合、及/或過濾以將收集的測試樣本預處理。將預處理測試樣本引入到均質室521 中用於處理及過敏原蛋白質萃取。

在萃取緩衝劑中處理收集的測試樣本。在若干態樣中，萃取緩衝劑係存在均質室521 中，且可藉由均質轉子540 而與測試樣本混合。在若干態樣中，萃取緩衝劑可自另一獨立儲藏室被釋放到均質室521 中。藉由均質轉子540 將測試樣本與萃取緩衝劑混合在一起且樣本正被均質化。

萃取緩衝劑可為通用標的萃取緩衝劑，其可自任何測試樣本取得足夠的標的蛋白質，且可被最佳化用於使蛋白質萃取量最大化。在若干實施例中，通用蛋白質萃取緩衝劑之配方使得可以在室溫下及在最少時間內(少於1分鐘)將蛋白質萃取。在食物採樣、均質化及過濾期間可使用相同緩衝劑。萃取緩衝劑可為含有10%、20%或40%乙醇的PBS為基的緩衝劑，或含有Tris鹼pH 8.0、5mM MEDTA和20%乙醇的Tris為基緩衝劑，或者係經修飾的PBS或Tris緩衝劑。在若干實例中，緩衝劑可為HEPES為基緩衝劑。經修飾PBS緩衝劑之若干實例可包括：P+緩衝劑和K緩衝劑。Tris為基緩衝劑之若干實例可包括緩衝劑A+、緩衝劑A，B，C，D，E、和緩衝劑T。在若干實施例中，可將萃取緩衝劑最佳化用於提高蛋白質萃取。對各經修飾緩衝劑之詳細說明係被揭示於PCT專利申請公開案號：PCT/US2014/062656；其內容透過引用整體併入本文中。

萃取緩衝劑之體積可為自0.5 mL至3.0 mL。在若干實施例中，萃取緩衝劑之體積可為0.5 mL、1.0 mL、1.5 mL、2.0 mL、2.5 mL或3.0 mL。隨著時間推移及在不同食物基質中，此等體積提供有效率及可重覆結果。

根據本發明，使用均質總成將測試樣本均質化及處理，該均質總成經最佳化成具有高速均質化，用於將測試樣本作最大處理。在若干態樣中，過濾機構可被連結到均質機。經均質化的樣本溶液接著被驅動以流動通過過濾處理，以進一步萃取過敏原蛋白質，並降低自測試樣本萃取出的其他分子之量。諸如來自CORNING (CORNING, NY, USA)的單元過濾器(cell strainer)或類似定製實施例之濾膜可被連接到均質機。過濾處理可為具有孔徑自第一過濾器變化至第二過濾器之多階配置。

在若干態樣中，採樣程序於1分鐘內提供有效蛋白質萃取物。在一態樣中，碎解(digestion)之速率可為少於2分鐘，這包括食物採樣、碎解、及讀出數據。大約而言，該程序可持續15秒、30秒、45秒、50秒、55秒、或1分鐘。感測器及檢測劑

經萃取的過敏原蛋白質可與對一或多關注過敏原有特定性之一或多檢測劑混合。過敏原蛋白質萃取物與檢測劑間的交互作用將產生可檢測訊號，該訊號指示在測試樣本中的一或多過敏原之存在與否、或其含量。如本文所使用一般，術語「檢測劑」或「過敏原檢測劑」指的係與一或多過敏原交互作用及/或結合之任意分子，以允許樣本中的此類過敏原得以被檢測。在本發明之一態樣中，檢測劑為核酸分子為基的傳訊多核苷酸(SPN)、諸如適體或適體互補複合物。

根據本發明，感測器可包括由核酸分子與磁珠所構成之檢測劑。磁珠係共軛接合有適體及/或適體互補複合物。DNA–磁珠共軛接合物可被提供為冷凍乾燥粉末或在水溶液中。可將磁珠預先載到反應室524 內的感測區域(例如，流槽1801 )(圖18A及18B)。

在其他實施例中，感測器可為塗佈有與標的過敏原特定結合的SPN、適體及/或適體互補複合物之固體基板，例如，被插入到本發明之反應室524 中的玻璃蓋635 。感測器亦可為其表面塗佈有過敏原特定的SPN、適體及/或適體互補複合物之獨立玻璃切片、微井、丙烯酸玻璃、或微切片。如本文所使用一般，術語「適體」指的係透過反覆的試管內選擇或相當於SELEX(配體透過指數濃化之系統化演進，systematic evolution of ligands by exponential enrichment)等效物所加工以與諸如小型分子、蛋白質、核酸、以及甚至細胞、組織和有機體等的各種分子靶標結合之核酸物種。對標的分子之結合特定性及高親和性、在環境溫度中敏感度及再現性、相對低的生產成本、以及能研發出可識別任何蛋白質之適體核心序列的可能性，確保對本文所述檢測裝置感測器的有效但仍簡單的檢測分析。

根據本發明，可用作檢測劑之適體分子可為對一般過敏原，諸如花生、堅果類、魚類、麩質、乳類及蛋，特定之適體。舉例而言，檢測劑可為與申請人相關之美國臨時申請案號：62/418,984，於2016年11月8號申請；62/435,106，於2016年12月16日申請；62/512,299，於2017年5月30日申請；以及於2017年11月8日申請之PCT申請案NO. PCT/US2017/060487(上述各者共同擁有的且上述各者之內容透過引用整體併入本文中)中所述之適體或適體互補複合物。

在若干實施例中，檢測劑可被螢光指標(fluorescence marker)標記。螢光指標或螢光團可適當地具有在200至700 nm範圍內的激發最大值，而發射最大值可在300至800 nm之範圍內。螢光團可進一步具有在1-7奈秒的範圍內，較佳為3-5奈秒，的螢光弛豫時間。做為非限定性實例，可在SPN一個末端探測的螢光團可包括硼-二吡咯亞甲基衍生物(BODIPY，例如BODIPY TMR染料；BODIPY FL染料)、螢光素及其衍生物、玫瑰紅及其衍生物、丹磺醯基及其衍生物(例如丹磺醯基屍胺)、德克薩斯紅(Texas red)、曙紅、靛青染料、吲哚碳靛青、氧雜碳靛青、硫雜碳靛青、部靛青、方酸和其衍生物Seta、SeTau和Square染料、萘及其衍生物、香豆素及其衍生物、吡啶基

唑、硝基苯基

二唑、苯基

二唑、蒽醌、芘及其衍生物、

及其衍生物、尼羅紅(Nile red)、尼羅藍( Nile blue)、甲酚紫、

170、普羅黃素、吖啶橙、吖啶黃、金胺、結晶紫、孔雀石綠、卟吩、酞青素、膽紅素、四甲基羅丹明、羥基香豆素、氨基香豆素；甲基香豆素、瀑布藍(Cascade Blue)、太平洋藍(Pacific Blue)、太平洋橘(Pacific Orange)、NBD、R-藻紅蛋白(PE)、紅613；PerCP、TruRed；FluorX、Cy2、Cy3、Cy5和Cy7、TRITC、X-玫瑰紅、麗絲胺玫瑰紅B、別藻藍蛋白(APC)和Alexa Fluor染料。

使用本文所述之檢測系統及裝置可檢測到的過敏原家族包括來自食物、環境、或來自非人類蛋白質(諸如家庭寵物皮屑)之過敏原。食物過敏原包括，但未限於在豆類的蛋白質，所述豆類諸如花生、豌豆、小扁豆和荳、以及與豆類有關的植物羽扇豆，堅果類諸如杏仁、腰果、核桃、巴西堅果、大榛子/榛子、核桃、開心果、山毛櫸堅果、白胡桃、栗子、毛枝栗堅果、椰子、銀杏堅果、荔枝堅果、澳洲堅果、南果堅果和松子，蛋，魚類，魚貝類諸如蟹、螯蝦、龍蝦、蝦和明蝦，軟體動物類諸如蛤蜊、牡蠣、貽貝和扇貝，乳類，大豆，小麥，麩質，玉米，肉類諸如牛肉、豬肉、羊肉和雞肉，明膠，亞硫酸鹽，種子類諸如芝麻、向日葵籽和罌粟籽，以及香料類諸如香菜、大蒜和芥末，水果，蔬菜類諸如芹菜，和稻米。過敏原可存在於麵粉或膳食，或任何形式中。舉例而言，來自諸如羽扇豆、向日葵或罌粟等植物之種子可被用於諸如加入種籽麵包之食物中或可被研磨製成穀粉以用於製作麵包或糕點。

在若干實施例中，針對八大食物過敏原(亦即，小麥、蛋、乳類、花生、堅果類、魚類、魚貝類及大豆)之檢測劑可被提供為可棄式的。在一態樣中，檢測劑之建構可儲藏有MgCl，或摻雜有KCl之緩衝劑。MgCl使建構緊密閉合，而KCl使其些微開啟用於接合。清洗處理及光學讀取

在若干實施例中，可在過敏原檢測測試期間執行一或多清洗。在讀取來自反應之光學訊號之前，將儲藏在室522 中的清洗緩衝劑釋放以清洗包含經處理樣本與檢測劑之混合物。

在若干實施例中，適體-磁珠共軛接合物被用作檢測劑。做為非限定性實例，按照以下步驟執行清洗處理(如圖21所示)： 　　1.使用者將食物樣本引進均質室521 ； 　　2.對乾燥且空的流槽1801 (反應室524 內的流控切片1802 (或玻璃蓋635 )上的磁珠收集區域)進行初始光學檢測讀取； 　　3.自均質室521 中的處理儲存槽901 釋放預先儲藏的萃取緩衝劑；在替代實施例中，如果萃取緩衝劑係被儲藏在獨立儲存槽(例如，在儲藏室522 中的萃取緩衝劑儲存槽)中，則在儲藏室522 與均質室521 之間的閥(圖21之閥1)以及在均質室521 與廢棄物室523 之間的閥(圖21之閥5)為開啟的，將萃取緩衝劑釋放到均質室521 ； 　　4.(可選的)啟動吸泵(泵1540 )，以當必需把萃取緩衝劑移除時將萃取緩衝劑抽取到廢棄物室523 ； 　　5.關閉閥1及閥5； 　　6.收集檢測劑、共軛接合有其與標的過敏原特定結合之適體的磁性粒子；接著藉由磁力將磁珠固定於流槽1801 中； 　　7.開啟兩個閥(如圖21所示之閥2及閥4)，其個別位於反應室524 與緩衝劑儲藏室522 之間以及反應室524 與廢棄物室523 之間，允許預先儲藏在儲藏室522 裡的清洗緩衝劑儲存槽902 中的清洗緩衝劑得以填充至反應室中(流槽1801 )以將流槽(磁珠收集區域)內之磁性粒子再懸置； 　　8.關閉閥2及閥4； 　　9.將磁性粒子與清洗緩衝劑混合；可使用內部或外部機構將流槽1801 作超聲處理/激化以促進該混合； 　　10.在均質室521 中將食物樣本均質化以及萃取過敏原蛋白質； 　　11.對經濕潤且再懸置的流槽1801 進行光學檢測讀取； 　　12.藉由磁力將磁性粒子收集及固定，將駐在流槽中的磁性粒子保留在流槽1801 中； 　　13.開啟均質室521 與反應室524 (流槽1801 )之間的閥3以及閥4； 　　14.啟動吸泵(泵1540 )，將經均質化之食物樣本溶液(包括萃取緩衝劑)抽取通過過濾器(濾液)且進入流槽1801 中； 　　15.將濾液填充至流槽1801 中； 　　16.止動吸泵並關閉所有的閥； 　　17.將固定在流槽1801 中的磁性粒子釋放以與濾液混合；可使用內部或外部機構將流槽1801 作超聲處理/激化以促進該混合； 　　18.對流槽1801 進行光學檢測讀取； 　　19.藉由磁力將磁性粒子收集及固定，將磁性粒子保留在流槽1801 中； 　　20.開啟閥2及閥4； 　　21.啟動吸泵，將清洗緩衝劑抽取穿透流槽1801 直到全部的濾液被移除； 　　22.止動吸泵並關閉閥2及閥4； 　　23.將磁性粒子釋放以與清洗緩衝劑混合；可使用內部或外部機構將流槽1801 作超聲處理/激化以促進該混合； 　　24.以光學檢測系統讀取經清洗之磁性粒子； 　　25.(可選的)若有需求，則重覆針對若干類型之濾液樣本的清洗週期；以及 　　26.再度以光學檢測系統讀取經清洗之磁性粒子。

在若干實施例中，可使用其表面塗佈有對標的過敏原特定的適體(稱為DNA表面板)之固體支撐件(例如，玻璃蓋635 、或替代圖18A及18B所示的流控切片1802 之獨立玻璃切片)做為檢測劑。做為非限定性實例，按照以下步驟執行清洗處理： 　　1.使用者將食物樣本引進均質室521 ； 　　2.對流槽(反應室524 內的DNA表面板)進行初始光學檢測讀取； 　　3.自均質室521 中的處理儲存槽901 釋放預先儲藏的萃取緩衝劑；在替代實施例中，如果抽取緩衝劑係被儲藏在獨立儲存槽(例如，在室522 中的抽取緩衝劑儲存槽)中，則閥1以及閥5為開啟的，將抽取緩衝劑釋放到均質室521 ； 　　4.(可選的)啟動吸泵(泵1540 )，以當必需把萃取緩衝劑移除時將萃取緩衝劑抽取到廢棄物室523 ； 　　5.關閉閥1及閥5； 　　6.開啟閥2及閥4，將預先儲藏在儲藏室522 裡的清洗緩衝劑儲存槽902 中的清洗緩衝劑填充至流槽(亦即，DNA表面板)，以將DNA表面板濕潤； 　　7.關閉閥2及閥4； 　　8.藉由內部或外部機構將具有清洗緩衝劑之DNA表面板作超聲處理/激化以促進該濕潤； 　　9.在均質室521 中將食物樣本均質化以及萃取過敏原蛋白質； 　　10.對經濕潤的DNA表面板進行光學檢測讀取； 　　11.開啟閥3及閥4； 　　12.啟動吸泵(泵1540 )，將經均質化之食物樣本溶液(包括萃取緩衝劑)抽取通過過濾器(濾液)且進入DNA表面板中； 　　13.將濾液填充至DNA表面板中； 　　14.止動吸泵並關閉所有的閥； 　　15.藉由內部或外部機構將DNA表面板作超聲處理/激化以促進擴散； 　　16.對DNA表面板進行光學檢測讀取； 　　17.開啟閥2及閥4； 　　18.啟動吸泵，將清洗緩衝劑抽取穿透DNA表面板直到全部的濾液被移除； 　　19.止動吸泵並關閉閥2及閥4； 　　20.藉由內部或外部機構將DNA表面板作超聲處理/激化以促進擴散； 　　21.以光學檢測系統讀取DNA表面板； 　　22.(可選的)若有需求，則重覆針對若干類型之濾液樣本的清洗週期；以及 　　23.再度以光學檢測系統讀取DNA表面板。光學訊號讀取及分析

在一實施例中，操作本發明系統以執行使用DNA磁珠共軛接合物做為檢測劑之分析，用於檢測食物樣本中標的過敏原之存在與否。在分析之前，提供包含在乾燥反應室524 或適當位置中的冷凍乾燥的磁珠。首先將乾燥磁珠再懸浮於萃取緩衝劑中，其後接著第一組光學訊號，包括單來自磁珠之螢光訊號讀取(S_b )、吸收讀取以及散射光讀取。懸置磁珠接著被磁力拉到磁性收集區域(例如，流槽1801 )，該磁性收集區域為感測區域。讀取包括吸收及散射光之第二組光學訊號。在自均質室521 將經處理的食物樣本引入反應及訊號檢測室524 之後，讀取包括來自自發螢光背景之螢光訊號(A_f )、吸收光以及散射光之第三組光學訊號。磁珠接著從磁力釋放並被再懸置以用於與經處理的食物樣本反應。反應後的磁珠再次被磁力拉到磁性收集區域。讀取包括螢光訊號、吸收光及散射光之第四組光學訊號。執行清洗步驟以洗去未結合之磁珠、食物樣本及多餘緩衝劑。記錄清洗效率(W_e )。在清洗之後，再次讀取包括螢光訊號S=(1-We)*A、吸收光及散射光之光學訊號。獲得且處理最終組的光學訊號，包括螢光訊號S=B_loss *(Sb-x)+(1-We)，其中B_loss 代表在清洗之後的磁珠損失且x代表在清洗之後的訊號下降、吸收光，其被表示為(B_loss )(500)、以及散射光。所有的記錄光學訊號及參考訊號接著被用以計算標的過敏原之存在與否。磁珠之光學讀取

在一實例中，共軛接合有對標的過敏原特定之適體的冷凍乾燥磁珠被用作檢測劑。在此情境下，按照以下步驟可讀取到反應室524 (圖5A及5B)中的光學訊號： 　　1.在引入緩衝劑之前使用吸收系統讀取基線； 　　2.使用緩衝劑將該等試劑再組構；將緩衝劑加入且磁珠被再懸置；可選地可將磁珠攪和； 　　3.以吸收光學件1830 讀取光吸收(圖18A和18B、及圖19)； 　　4.以螢光光學系統1810 和1820 以及散射光學件1840 讀取螢光訊號以及散射光(圖18A和18B、及圖19)；可將該螢光讀取與預定義螢光層級比較以確保存在足夠的訊號； 　　5.將經處理的食物樣本添加到反應室524 ，同時以磁力將該等磁珠固持(亦即，磁珠被聚集在該室中的感測區域內)；並且促進食物樣本中所存在的標的過敏原與檢測劑之間的化學反應； 　　6.以吸收光學件1830 讀取光吸收、以散射光學件1840 讀取散射光、以及以螢光光學系統1810 及1820 讀取螢光訊號(圖18A和18B、及圖19)； 　　7.在以磁力將磁珠保持壓縮於感測區域中的同時洗出食物樣本； 　　8.以吸收光學件1830 讀取光吸收、以散射光學件1840 讀取散射光、以及以螢光光學系統1810 及1820 讀取螢光訊號(圖18A和18B、及圖19)；以及 　　9.處理螢光讀取並回報檢測結果。

在步驟3中，預期有因為磁珠吸收所導致之顯著降低(例如，多於90%)的訊號。不足之訊號降低可能指出緩衝劑並未被成功地從儲存槽注入反應室524 中。因此，乾燥磁珠不會被再組構。系統可調整以重覆該再組構。

將會把步驟4中螢光訊號之基線讀取與在清洗之後之螢光訊號讀取(步驟8)做比較。在步驟4中的基線散射光讀取係用於與當食物樣本被注入反應室524 中時所獲得的散射讀取(步驟6)做比較。

在一態樣中，在加入經處理的食物樣本(步驟5)之前，加入一種濃度之自由染料(free dye)到懸置深色磁珠，該濃度會使光強度讀取提供一種最終讀取可與其比較之訊號層級。該比較層級可用作用於測試的眾多特定參數之一。舉例而言，假若自由染料讀取太低，則終止該測試。在另一態樣中，可提供一種在沒有磁珠且緩衝劑在室中的情況下讀取背景之方法；該背景讀取將會自所有的未來讀取中減去。

在步驟6中的吸收及散射讀取可提供一種驗證，用以指示食物樣本被注入反應室524 中。

步驟8中的吸收讀取將會接近起始吸收層級，指示食物樣本已被洗出。假若吸收讀取下降，則其可指示磁珠已自感測區域洗去(至反應室524 之外)。假若吸收讀取係顯著高的，則其可指示食物樣本並未被完全洗出反應室524 。步驟8中的散射光讀取將接近起始散射光層級。假若散射光層級係顯著高的，則其可指示食物樣本並未被完全洗出反應室524 。將相應地提供一種驗證方法以調整檢測處理。

將步驟8中的螢光訊號與先前步驟之讀取做比較。該等量測與最終讀取將會告知消費者該樣本是否含有過敏原(例如，食用其是否係安全的)。在若干情況中，若來自測試樣本本身之螢光訊號太高，則螢光訊號之變化可能不會被讀取到且測試可能會被終止。在其他情況中，若由檢測裝置之轉子540 (圖6)及馬達系統1510 (圖15)所量測之樣本黏度為太高以致無法正常處理時，測試可能會被停止。

根據本發明，光學訊號之各讀取可能會歷經10毫秒到1秒之間之時間。切片之光學讀取

在若干實施例中，固體支撐件(例如，玻璃蓋635 或獨立玻璃切片)係設有塗佈有對標的過敏原特定的適體之表面(稱為DNA表面板)，其可做為檢測劑。在此情境下，DNA表面板係用以取代流控切片1802 ，且被插入反應室524 中由流控切片1802 所佔之同一區域(圖18A及18B)。按照以下步驟可讀取到來自反應室524 (圖5A及5B)中DNA表面板的光學訊號： 　　1.將緩衝劑添加到反應室524 ； 　　2.讀取測試區域(被稱作圖22A中的「未知」區域)之螢光訊號；測試區域之螢光讀取為背景訊號。假若背景訊號為太高，則可將處理終止； 　　3.讀取兩個控制區域(圖22A)之螢光訊號；將該螢光讀取與基線層級做比較以確保有存在足夠的訊號； 　　4.將經處理的食物樣本添加到反應室524 ，並藉此允許樣本中所存在的標的過敏原與切片上的檢測劑之間的化學反應； 　　5.以螢光光學系統1810 及1820 讀取該測試區域以及兩個控制區域之一組螢光訊號(圖18A和18B、及圖19)； 　　6.將樣本洗出； 　　7.以螢光光學系統1810 及1820 讀取該測試區域以及兩個控制區域之第二組螢光訊號(圖18A和18B、及圖19)； 　　8.處理螢光讀取並回報檢測結果。

根據本發明，兩個控制區域為切片感測器上的經常明亮區域，其產生固定訊號做為背景訊號2201 (圖22A及22B)。此外，兩個控制區域補償了雷射照射及/或可棄式卡匣未對準。若卡匣係完美對準的，則螢光背景訊號2201 將會是相等的(如圖22B所示)。若量測之控制訊號並非相等，則使用校正因素的查找表以根據卡匣/雷射之未對準而校正未知訊號。最終讀取係將未知測試區域之訊號2202 與控制區域之訊號層級做比較。該比較層級可為用於測試的眾多特定參數之一。

具有來自測試區域的高背景螢光讀取(步驟5)之食物樣本可能會產生假負面結果。將提供一種驗證方法以調整處理。

步驟7之控制區域的螢光讀取之提高可能指示食物樣本並未被完全洗出。在再次讀取螢光訊號之前可加入附加的清洗機構。若該提高並沒有太高，則使用訊號中的差量調變(delta modulation)以補償測試區域中的螢光讀取。若該提高係太高的，則檢測測試可被終止。

在將測試區域之最終螢光讀取與該等控制比較且將任意眾多的特定參數分析之後，提供報告給消費者以指示食用樣本食物是否為安全的。

據此，在經處理的食物樣本被插入之前及/或之後，光吸收及散射訊號亦可被讀取為在基線層級。此等讀取將提供附加參數，用以調整檢測分析。舉例而言，亦可以使用散射光學件1840 來量測散射訊號。此類訊號可被用以判定在清洗步驟之後是否尚有殘留食物樣本在反應室中524 。

除了上述參數外，亦可量測一或多種其他眾多特定參數。舉例而言，參數之最佳化可以最小化切片的控制和未知訊號層級的差異。 應用

本文所述之檢測系統、裝置及方法思及諸如適體的核酸為基檢測分子之使用，以用於檢測食物樣本中的過敏原。該可攜式裝置允許使用者得以測試食物樣本中一或多種過敏原之存在與否。使用本文所述之裝置可檢測到的過敏原家族包括來自諸如花生的豆類、堅果類、蛋、乳類、大豆、香料、種子類、魚類、魚貝類、小麥、麩質、稻米、水果及蔬菜類之過敏原。過敏原可存在於麵粉或膳食中。該裝置能夠確認此等過敏原之存在與否，以及量化此等過敏原之量。

廣泛而言，在各式各樣的應用當中，本文所述之檢測系統、裝置及方法可用於檢測樣本中的任何蛋白質含量，該應用除了食品安全以外還包括例如在平民與戰場的場合中對疾病之醫療診斷、環境監測/控制、以及用於檢測生物武器之軍事用途。在甚至更廣泛的應用中，本發明之檢測系統、裝置及方法可用以檢測其核酸為基之檢測分子所結合之任何生物分子。做為非限定性實例，該檢測系統、裝置及方法可用於現場檢測癌症指標、現場診斷(對化學試劑之接觸、創傷性頭部損傷等)、第三世界應用(TB、HIV檢測等)、緊急護理(中風指標、頭部受傷等) 和許多其他者。

做為非限定性實例，本發明之檢測系統、裝置及方法可檢測並識別樣本中的病原微生物體。可檢測之病原體包括細菌、酵母菌、真菌、病毒及類病毒有機物。病原體造成生物體及植物體內的疾病；汙染食物、水源、土壤或其他資源；或被用於軍事領域中的生物試劑。該裝置能夠檢測及識別病原體。

另一重要應用包括使用本發明之檢測系統、裝置及方法用於醫療護理，例如用於診斷疾病、進行病情進展之階段確認、以及監測特定療程之反應。做為非限定性實例，本發明之檢測裝置可用以測試與疾病(例如癌症)相關之生物指標之存在與否或其含量，以預測疾病或病情進展。本發明之檢測系統、裝置及方法係被建構用以分析少量的測試樣本，並且可被沒有廣泛實驗室訓練的使用者實作。

在食品安全領域以外之其他延伸應用包括軍事組織的現場使用、抗生素和生物藥物的測試、諸如農藥和肥料等產品的環境測試、膳食補充劑和各種食品成分以及散裝製備的添加劑諸如咖啡因和尼古丁的檢測、以及臨床樣本諸如唾液、皮膚和血液之檢測以確定個體是否已暴露於顯著層級的獨立過敏原。 套件

提供包含如本文所述之各實施例的一或多可棄式卡匣之套件(kit)用於與本文所述之檢測裝置的實施例使用。此類套件包括針對相對於檢測裝置將可棄式卡匣備製及放置之指示。此類套件亦可包括針對獲得如本文所述之背景讀取並執行各種校準任務與過敏原量測讀取之指示。 等效物及範圍

在該技術領域中具有通常知識者將能瞭解，或能夠使用常規實驗來確定，許多根據本文所述發明的特定實施例之等效物。本發明之範圍並未受限於上述說明，而是如所附申請專利範圍所陳述一般。

在本說明之過程中，介紹數種可能的替代特徵。經瞭解，根據熟悉該技術領域中者的知識及判斷，此類替代特徵可在各種組合中替換，以達到本發明之不同實施例。

不論經描述為全部或部分藉由參考而併入本文中之任何專利、出版品、網際網路網站、或其他揭露內容僅在所併入內容沒有與本揭露所陳述之現有定義、聲明、或其他揭露內容衝突之前提下會被併入本文中。如此，並在必要範圍內，於本文所明確陳述之本揭露取代任何藉由參考所併入本文之衝突內容。經描述藉由參考而併入本文中之任何內容或其部分，但其與本文所陳述之現有定義、聲明、或其他揭露內容衝突，僅會當併入內容與現存揭露內容之間無發生衝突之前提下會被併入本文中。

除非另有相反指示或從上下文判斷為明顯的，在申請專利範圍中諸如「一(a)」、「一(an)」及「該(the)」之冠詞可代表一個或多於一個。包括「或(or)」在一群組中一或多元素間的申請專利範圍或說明，只要該群組元素之一者、多於一者、或所有者係存在、被採用、或否則與給定成品或處理相關的，則會被視為成立的，除非另有相反指示或從上下文判斷為明顯的。本發明包括其中群組之唯一元素係存在、被採用、或否則與給定成品或處理相關之實施例。本發明包括其中多於一元素或整個群組元素係存在、被採用、或否則與給定成品或處理相關之實施例。

經瞭解術語「包含(comprising)」之目的在於係開放性及涵蓋性的，但不需要包括附加元件或步驟。當在本文中使用術語「包含(comprising)」時，術語「由...組成(consisting of)」因此亦被涵蓋及揭示。

當給定範圍時，端點也被包括。此外，經瞭解，除非另外指示或從上下文判斷為明顯的且該技術領域中具有通常知識者所瞭解的，否則在發明之不同實施例中被描述為在一範圍內的值可假定為該所述範圍內之任何特定值或子範圍，到該範圍下限之單位的十分之一，除非上下文另有明顯規定。

此外，應瞭解本發明落在先前技藝內之任意特定實施例可被明確排除自申請專利範圍之任一項或多項。因此，此類實施例經理解為對在該技術領域中具有通常知識者為已知的，此類實施例可被排除在外，及使並未在本文中明確陳述該排除。本發明組成物之任意特定實施例(例如，任意抗生素、醫療性或活性成分；任意製程方法；任意使用方法等)可就任何原因自任一或更多申請專利範圍排除，不論是否與先前技藝之存在相關。

經瞭解的係使用之文字係說明性之文字而非限制，且在所附申請專利範圍之範圍內可做出改變，該做出之改變不得悖離本發明之廣義精神及實際範圍。

雖然已以一定的篇幅描述本發明且其具有與些許所述實施例相關之一些特殊性，但目的不在於將本發明限制於任意此類特殊性或實施例或任意特定實施例，其目的反而在於要以對所附申請專利範圍之引用解釋本發明，以有鑒於先前技藝提供此類申請專利範圍最廣泛的解釋，且因此有效地涵蓋本發明之預期範圍。 實例 實例1：適體－磁珠共軛接合之光學讀取

磁珠以1.67 µg/µL之濃度共軛接合於緩衝劑中，且為光吸收而單獨測試緩衝劑。以Texas Red染料標記該共軛接合物。該數據指示磁珠可顯著降低光學讀取(圖23A)。

針對各種樣本讀取散射光，該樣本包括：單獨磁珠、連同緩衝劑之磁珠、以及以各種濃度與食物樣本混合(乳類緩衝劑)之磁珠。該散射光結果指示光在不同混合物中之散射不同。如圖23B所示，底下兩個曲線指示針對空管(Cepheid, CA, USA)以及具有清澈緩衝劑之管所檢測到之光散射。圖23B中的上面四條線指示針對磁珠與乳類的混合物之散射光讀取。四種不同濃度的磁珠(0.83 µg/µL、1.67 µg/µL、3.34 µg/µL和6.68 µg/µL)個別與10 nM之乳類緩衝劑混合。

100‧‧‧檢測裝置101‧‧‧外部殼體102‧‧‧耦合面或插口103‧‧‧顯示窗口104‧‧‧執行/動作按鈕200‧‧‧食物取芯器300‧‧‧可棄式測試杯310‧‧‧柱塞311‧‧‧取芯器頂手柄312‧‧‧柱塞止動件313‧‧‧密封件320‧‧‧把手321‧‧‧扣合部322‧‧‧側緣330‧‧‧取芯器331‧‧‧切割邊緣510‧‧‧杯頂蓋520‧‧‧杯體521‧‧‧均質室522‧‧‧緩衝劑儲藏室523‧‧‧廢棄物室524‧‧‧反應及訊號檢測室525‧‧‧主光學窗口526‧‧‧次光學窗口530‧‧‧杯底總成540‧‧‧均質轉子611‧‧‧杯蓋612‧‧‧墊片613‧‧‧濾膜614‧‧‧食物取芯器口部615‧‧‧箔片密封件631‧‧‧傘狀閥632‧‧‧膜片633‧‧‧閥板634‧‧‧杯底蓋635‧‧‧玻璃蓋636‧‧‧壓敏黏著劑(PSA)637‧‧‧流體層638‧‧‧柔軟墊片701‧‧‧均質轉子口部介面702‧‧‧夾管閥介面703‧‧‧泵介面811‧‧‧入口通道通氣孔812‧‧‧流動通道813‧‧‧通氣孔814‧‧‧夾管閥入口及出口部901‧‧‧食物處理儲存槽902‧‧‧清洗緩衝劑儲存槽903‧‧‧廢棄物儲存槽1001‧‧‧流體儲存槽1002‧‧‧箔片密封件1003‧‧‧柔軟墊片層1004‧‧‧銷1005‧‧‧通道1101‧‧‧轉子口部1201‧‧‧中心桿1202‧‧‧流體1510‧‧‧馬達1520‧‧‧轉子耦合總成1530‧‧‧光學系統1540‧‧‧泵1550‧‧‧印刷電路板(PCB)1560‧‧‧電源供應器1570‧‧‧閥致動器1580‧‧‧磁鐵系統1590‧‧‧振動再懸置致動器1601‧‧‧耦合總成1602‧‧‧泵口部1701‧‧‧磁鐵1702‧‧‧磁鐵致動器1801‧‧‧流槽1802‧‧‧流控切片1810‧‧‧激發光學件1820‧‧‧發射光學件1830‧‧‧吸收光學件1840‧‧‧散射光學件1901‧‧‧玻璃保護蓋1911‧‧‧光源1912‧‧‧透鏡1913‧‧‧光電二極體1914‧‧‧激發濾波器1915‧‧‧聚焦透鏡1921‧‧‧收集透鏡1922‧‧‧發射濾波器1923‧‧‧聚焦透鏡1924‧‧‧檢測器1931‧‧‧波導1932‧‧‧束流收集器2201‧‧‧背景訊號2202‧‧‧訊號

圖1係根據本發明的檢測系統之實施例，包含具有外部殼體101 及組態用於固持可棄式測試杯300 之耦合面或插口102 之檢測裝置100 、獨立食物取芯器200 作為採樣器之實例、可棄式測試杯300 作為檢測卡匣之實例。可選地，可包括令使用者得以執行過敏原檢測測試之執行/動作按鈕104 以及顯示窗口103 。

圖2說明在實作過敏原檢測測試之處理期間圖1所顯示之檢測系統的總成。

圖3A說明食物取芯器200 作為採樣器實例之實施例。

圖3B說明採樣器總成200 。

圖4A至4F說明切割邊緣331 之例示性實施例。

圖5A說明可棄式測試杯300 之實施例的側視圖，包含杯頂蓋510 、杯體520 、杯底530 、及轉子540 。

圖5B係測試杯300 之截面圖，展示杯體520 內組態之一實施例：均質室521 、清洗緩衝劑儲藏室522 、廢棄物室523 、以及具有主光學窗口525 及次光學窗口526 之反應及訊號檢測室524 。

圖6A及圖6B說明可棄式測試杯300 之兩種不同實施例的分解圖。

圖7係測試杯300 底部之透視圖。

圖8說明杯底530 之上表面，顯示流動通道812 、反應及檢測室524 、及通氣孔813 。

圖9指示測試杯300 內流體儲存槽之位置。

圖10A說明在銷1004 破壞箔片密封件1002 之前之夾管閥。

圖10B說明在閉合狀態的圖10A之相同夾管閥，由被銷1004 向上推之墊片1003 密封。

圖11A說明具有轉子口部1101 的杯頂蓋510 之實施例。

圖11B(橫截面透視側示圖)及圖11C(頂視圖)展示均質轉子540 之替代性實施例，其中穿過如圖11A所示之轉子口部1101 而將轉子540 插入到均質室521 中。

圖12A至圖12C顯示均質室521 及轉子540 之替代實施例，其中將轉子540 插入穿過杯頂蓋510 上之轉子口部1101 (如圖11A所示)。

圖13A至圖13C顯示均質室521 及轉子540 之替代實施例，其中將轉子540 插入穿過在杯底530 之轉子口部介面701 (如圖7所示)。

圖14A至圖14B顯示均質室及轉子之替代實施例，其中將轉子540 插入穿過杯頂蓋510 上之轉子口部1101 (如圖11所示)並延伸到杯底。

圖15說明當不同組件被組合且整合作為作用裝置之檢測裝置100 且連同食物取芯器200 和測試杯300 的視圖。

圖16A及16B為將檢測裝置100 連接到測試杯300 之主耦合面或插口102 和介面之透視圖。

圖17係檢測裝置100 之光學讀取狀態之透視圖。

圖18A係裝置100 之部分透視圖，顯示當磁鐵1701 被定位用於收集磁珠時，磁鐵系統1580 之磁鐵1701 及致動器1702 的位置。

圖18B係當磁鐵1701 被定位用於分散磁珠用於光學讀取時，磁鐵系統1580 之磁鐵1701 及致動器1702 的位置之部分透視圖。

圖19說明光學系統1530 之實施例。

圖20A至圖20C說明三個光學模式。

圖21係顯示用於磁珠及/或DNA固體板之清洗處理的流程圖。

圖22A係顯示切片感測器(例如，635 或1802 )上測試區域及控制區域之圖式。

圖22B描繪用以檢測切片感測器(例如，635 或1802 )之螢光讀取。

圖23A顯示一系列緩衝劑、空管、及含有磁珠之緩衝劑的吸收頻譜。

圖23B顯示一系列乳類緩衝劑中各種濃度磁珠之散射光頻譜。

100‧‧‧檢測裝置

101‧‧‧外部殼體

102‧‧‧耦合面或插口

103‧‧‧顯示窗口

104‧‧‧執行/動作按鈕

200‧‧‧食物取芯器

300‧‧‧可棄式測試杯

Claims (17)

1. 一種用於檢測食物樣本中過敏原的存在與否之檢測系統，包含(a)食物取芯器，用於收集疑似含有該過敏原的該食物樣本；(b)可棄式測試杯，經組態用於處理該食物樣本及將檢測劑與該食物樣本中存在的所述過敏原接觸，該測試杯包含用於將該食物取芯器插入的口部，其中該可棄式測試杯(b)包含：(i)杯頂蓋；(ii)杯體；(iii)杯底總成；以及(iv)均質轉子；其中該杯底總成設有用於與該檢測裝置之該耦合面連接的介面；以及(c)檢測裝置，經組態用於操作該過敏原檢測測試及量測來自該檢測劑與該過敏原之間的結合交互作用的訊號以及將該測量結果視覺化，該檢測裝置具有用於將該測試杯對接的耦合面，其中該檢測裝置包含用於測量該訊號的光學系統，該光學系統包含激發及發射光學件、散射光學件及/或吸收光學件；其中該杯體(ii)包含複數個室，其各者為功能連接的，且流體可自一室流動至另一室，其中該杯體至少包含 (1)均質室，其中將該測試樣本均質化及萃取過敏原蛋白質；(2)清洗室，其中將經處理之樣本溶液及/或該測試樣本與檢測劑之混合物清洗；(3)廢棄物室，經組態用於在檢測分析之該處理期間固持所有的該廢棄物；以及(4)反應及光學檢測室，其中讀取反應訊號及參考訊號，以及其中該反應及光學檢測室進一步包含共軛接合有與該標的過敏原特定結合之核酸分子的磁珠、或其表面塗佈有與該標的過敏原特定結合之核酸分子的固體支撐件，以及其中該磁珠為包含磁鐵礦之聚苯乙烯珠，或該固體支撐件係選自由玻璃切片、二氧化矽、洋菜糖珠、丙烯酸玻璃、微井及微切片組成之群組，或該反應及光學檢測室進一步包含第一光學窗口及次光學窗口，其中當將該測試杯插入到該檢測裝置中時，該第一及次窗口與該檢測裝置之該光學系統對準，或該核酸分子為以高特定性及親和性與該標的過敏原結合之適體或適體互補複合物，其中該磁珠為冷凍乾燥的或在水溶液中。
2. 如申請專利範圍第1項之檢測系統，其中該食物取芯器自遠端到近端包含柱塞、側緣、以及取芯器，其中該柱塞在其近端處包含密封件，該取芯器之近端包括用於將該 測試樣本切割之切割邊緣，其中該切割邊為刀片、平坦邊緣、銳利邊緣、具各種數量齒部之鋸齒狀邊緣、銳利鋸齒狀邊緣、或薄壁邊緣。
3. 如申請專利範圍第1項之檢測系統，其中該均質轉子穿過在該杯底總成(iii)處之轉子介面而插入到該測試杯體(ii)中，或其中該均質轉子穿過在該杯頂蓋(i)處之轉子口部而插入到該測試杯體(ii)中，或其中該測試杯進一步包含過濾器，以及其中該過濾器係附接於該杯頂蓋，且其中該過濾器為濾膜或過濾器總成。
4. 如申請專利範圍第1項之檢測系統，其中該檢測裝置包含(a)外部殼體，經組態針對該檢測裝置之該組件提供支撐；(b)整合用於操作過敏原檢測測試之組件；以及(c)電源供應器；其中整合用於操作該檢測測試之該組件包含(i)用於驅動及控制該測試杯中該均質轉子之馬達；(ii)在該過敏原檢測測試之處理期間用於驅動及控制該經處理樣本溶液的流動之泵；(iii)用於收集及固定磁珠之至少一磁性收集致動器； (iv)用於再懸置磁珠之振動再懸置致動器；(v)該光學系統，用於檢測該訊號，該光學系統包括激發及發射光學件、散射光學件及/或吸收光學件；(vi)用於將該螢光訊號轉換及數位化之系統；以及(vii)顯示窗口，用於接收該檢測訊號及指示該測試樣本中該過敏原之存在與否，以及，其中該光學系統(v)之該激發光學件包含(1)光源，具有經組態以將激發光傳輸到光學檢測室之光譜範圍；(2)一或多激發濾波器，經組態以自該光源選擇光之特定激發波長，其中選擇至少三種不同光波長帶，包括：一吸收帶、一散射帶、及一螢光帶，該吸收帶用於判定該光學檢測室中檢測劑的存在，其中該檢測劑為塗佈有傳訊多核苷酸(SPN)的磁性粒子；該散射帶用於檢測自該光學檢測室內該食物樣本散射的光；以及該螢光帶經組態用以檢測自該關注過敏原與SPN之交互作用所衍生的螢光訊號；以及(3)可選光學件，能侷限該光徑，或其中該光學系統(v)之該發射光學件包含(1)一或多發射濾波器，可操作以實質上僅允許具有在該發射帶中的波長之光得以到達該檢測器；及(2)可選光學件，經組態以收集及侷限發射光；以及(3)檢測器，能量測來自該食物樣本之訊號，或其中 該磁珠收集致動器進一步包含(1)磁場產生器，其產生磁場以固持及分離磁珠、以及(2)致動器；其中該磁場產生器包含永久磁鐵或電磁鐵。
5. 一種用於檢測食物樣本中過敏原的存在與否之方法，包含(a)使用根據申請專利範圍第1項之檢測系統收集食物樣本並處理該食物樣本，其中將該食物樣本均質化且將來自該食物樣本之蛋白質萃取至萃取緩衝劑中；(b)轉移該經處理樣本至可棄式杯內的光學檢測室中，其中該光學檢測室預先載有檢測劑，其中該檢測劑包含塗佈有以一或多螢光團標記之適體的磁珠；(c)將該經處理樣本與該磁珠混合；(d)讀取第一組吸收、散射以及螢光訊號；(e)自該混合物清洗掉未鍵結化合物；(f)讀取第二組吸收、散射以及螢光訊號；(g)將步驟(d)及(f)之該第一及第二組吸收、散射以及螢光訊號與在轉移該測試樣本到該光學檢測室之前讀取之該吸收、散射以及螢光訊號作比較；以及(h)檢測該食物樣本中該過敏原之存在與否。
6. 如申請專利範圍第5項之方法，進一步包含在任何化學反應之前讀取該系統的基線吸收帶訊號，其中該吸收讀取係用作用於計算該檢測劑及該過敏原交互作用時的該光 學訊號之參考訊號。
7. 一種用於檢測食物樣本中過敏原的存在與否之方法，包含(a)使用根據申請專利範圍第1項之檢測系統收集食物樣本並處理該食物樣本，其中將該食物樣本均質化且將來自該食物樣本之蛋白質萃取至萃取緩衝劑中；(b)轉移該經處理樣本至可棄式杯內的光學檢測室中，其中該光學檢測室包含玻璃切片，該玻璃切片表面塗佈有以一或多螢光團標記之適體；(c)將該經處理樣本與固定在該玻璃切片上之該適體混合；(d)自該玻璃切片之該測試區域及兩個控制區域讀取螢光訊號；(e)自該混合物清洗掉未鍵結化合物；(f)自該玻璃切片之該測試區域及兩個控制區域讀取第二組螢光訊號；(g)將步驟(d)及(f)之該螢光訊號與在轉移該測試樣本到該光學檢測室之前讀取之該螢光訊號作比較；以及(h)檢測該食物樣本中該過敏原之存在與否。
8. 如申請專利範圍第7項之方法，其中於步驟(g)讀取之該螢光訊號包含來自該玻璃切片之該測試區域及該兩個控制區域之訊號。
9. 一種用於檢測樣本中過敏原之存在的系統，該系統包含(a)裝置，包含：光學系統，經組態用以量測將檢測劑與該過敏原結合所產生之吸收光、散射光或螢光或其組合；(b)測試卡匣，經組態以對接到該裝置之插口中，該測試卡匣包含(i)均質室，包括用於將該樣本均質化及萃取過敏原之轉子；(ii)清洗緩衝劑室；(iii)廢棄物室，經組態以接收液體廢棄物；以及(iv)反應及光學檢測室，其與該光學系統光通訊，用於檢測該檢測劑對該過敏原之結合；其中該反應及光學檢測室進一步包含共軛接合有與該標的過敏原特定結合之核酸分子的磁珠、或具有表面塗佈有與該標的過敏原特定結合之核酸分子的固體支撐件；其中該核酸分子為以高特定性及親和性與該標的過敏原結合之適體或適體互補複合物，或其中該磁珠為包含磁鐵礦之聚苯乙烯珠，其中該磁珠為冷凍乾燥的或在水溶液中，或其中該磁珠係共軛接合至傳訊多核苷酸，或其中該固體支撐件係選自由：玻璃切片、二氧化矽、洋菜糖珠、丙烯酸玻璃、微井及微切片組成之群組，或其中該裝置包含可在第一位置與第二位置間移動之磁鐵，該第一位置用 於將該磁珠吸引到該反應及光學檢測室之內壁，且該第二位置用於將該磁珠分散於該反應及光學檢測室之整個內部中。
10. 如申請專利範圍第9項之系統，其中該反應及光學檢測室進一步包含第一光學窗口及次光學窗口，其中當將該卡匣插入到該裝置之該插口中時，該第一及次窗口與該檢測裝置之該光學系統對準，或其中該反應及光學檢測室包含玻璃切片，該玻璃切片具有共軛接合至其之傳訊多核苷酸，或其中該轉子在該卡匣底部之介面處連接到轉子驅動馬達，或其中針對該轉子之驅動機構係位於該插口下方之該裝置中，或其中該系統進一步包含經組態用於被插入到該卡匣之上開口的採樣裝置，用於將樣本加入到該均質室。
11. 如申請專利範圍第9項之系統，其中該均質室包括萃取緩衝劑且該清洗緩衝劑室包括清洗緩衝劑。
12. 如申請專利範圍第11項之系統，其中該均質室及該清洗緩衝劑室各有具有密封件之下開口的通道，當該密封件被破壞時，允許流體流動到下流動通道中，用於將經均質化樣本及清洗緩衝劑轉移到該反應及光學檢測室。
13. 如申請專利範圍第12項之系統，其中該裝置包括向上 延伸銷，用於當該卡匣被插入到該插口中時將該密封件破壞，其中該密封件為箔片密封件，或其中該銷與上墊片協同運作以形成夾管閥，用以將該通道開啟及關閉。
14. 如申請專利範圍第9項之系統，其中該光學系統經組態以使用單一檢測器量測吸收光、散射光及螢光，其中該吸收光指示該反應及光學檢測室中磁珠及/或樣本之存在，該散射光指示該室中樣本之存在，以及該螢光指示該過敏原之檢測，以及其中該卡匣包含經組態用於讀取光學訊號之第一光學窗口以及經組態用於讀取光吸收或讀取光吸收及散射光兩者之第二光學窗口。
15. 如申請專利範圍第12項之系統，其中該下流動通道包含通氣孔，用於經由透氣膜片使該下流動通道與大氣壓力交通，或其中該系統進一步在該反應及光學檢測室之入口及出口處包含閥，其中該入口係在該下流動通道端部且該出口導向到該廢棄物室。
16. 如申請專利範圍第9項之系統，其中該卡匣包括經組態用於插入採樣裝置之上開口，用於將樣本加入到該均質室，其中該採樣裝置包括上柱塞，用於將該樣本推進到該均質室中，或其中該採樣裝置為食物取芯器，或其中該食物取芯器之近端包括用於將該樣本切割之切割邊緣。
17. 如申請專利範圍第9項之系統，其中該裝置進一步包含磁珠再懸置致動器在該插口中，該再懸置致動器經組態用於接觸該卡匣以影響該磁珠之再懸置，以及其中該磁珠再懸置致動器為振動致動器，以及其中該振動致動器為超音波產生器或低頻振動器。

Images