CN1964789A - 分析系统、装置、及用于其的分析盒 - Google Patents

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Abstract

本发明阐述用于在一单份样本中使用至少两种不同技术检测或定量至少两种不同分析物的系统、装置、分析盒、方法、及试剂盒。所述分析盒通常包含至少两个测试位点且至少一个测试位点的位置不依赖于一相应的测量装置。所述系统通常包括一装置、存储器、及一处理模块。所述装置包括一光源、一阵列检测器、及一经配置以接纳一分析盒的至少一部分的端口。所述处理模块经配置以执行所述分析盒的图像分析。所述方法包括以下步骤：获得校准信息；获得分析盒的图像；执行图像分析；及循环经过与所述测试位点所需技术相对应的特定检测或定量技术。本发明也阐述计算机可读媒体。

Description

分析系统、装置、及用于其的分析盒
技术领域
一般而言，本发明涉及多分析物检测及定量，且更具体而言涉及使用一种以上的测量技术、一单份样本、及一单个装置的多分析物检测及/或定量。
背景技术
当前，使用分离检测或定量技术来检测或定量分离的分析物为一通常实践。例如，酶分析、免疫测定、化学品比色测定、荧光标记及测量、化学发光标记及测量、及电化学发光标记及测量，为一些可用于检测多种分析物之存在的例示性熟知分析技术。许多这些技术是在一测试带或样本盒上实施的。
测试带通常在带的不同位置处有特定的测试区或测试位点。这些带中的某些包含用于单一分析物多种测试或用于多种分析物同时测试的测试位点阵列。视所用具体的检测或定量技术而定，测试带可或不可与分开的测量装置组合使用。举例而言，当需要定量的光学检测时，也需要另一测量装置来读取该测试带或样本盒的结果。此和定性的视觉检测(例如像在大多数非处方药物妊娠试验中所使用的那些，其中在该测试带自身上的一可观测到的颜色变化可揭示该测试结果)不同。或许，与一分开的装置结合使用的测试带的最佳已知实例为一与葡萄糖计结合使用的葡萄糖试验带。
然而，与测试带是否采用额外测量装置无关，不同的检测及定量技术通常未结合在一起。此部分地因为各技术具有唯一的分析敏感性、坚固性、及容差。另外，各技术通常具有唯一的物理及化学需要量。并且，通常情况为，为使一相应的测量装置可读取测试结果，测试位点读数区的物理位置必须是固定的或预设的。这是因为测量装置中的光学组件处于一固定位置，且因此读数区必须处于一与所述光学组件对应的固定位置，以便可获得一读数(例如在大多数光学读数葡萄糖试验带中的典型情况)。
另外，为获得一分析物的最佳测试条件所需要的测试样本稀释因子和检测系统常常与第二分析物所需要的稀释因子和检测系统不一致。因此，为测试两种分析物，用户必须自患者采集多份样本与不同的测试带一同使用，或抽取一大份样本分成多份，以便可将所述多份样本用作不同测试带的不同样本。需要抽取多份样本或一大份样本不仅对于患者而言是不方便的而且可能会疼痛，例如当该样本为血液并经静脉穿刺或多指针刺抽取时。
因此，迄今当需要或期望多重检测或定量技术时，在一单个样本盒上运行多重测试已经受到限制。实际上，当需要或期望使用不同技术时，用户最经常采用有时来自多个厂家的多种仪器以获得测试结果。当用户为医师或化验员时，这些装置可能杂乱并减小高度宝贵的台面空间的利用度。
另外，可购得的分析装置是有局限性的，因为它们或者测量一单个分析物或者(若它们可测量多个分析物)需要一大的样本大小。举例而言，DCA 2000系统(Bayer公司，Diagnostics Division，Tarrytown，NY)可使用一很小血液样本(1μL)测量血红蛋白Ale(“糖基血红蛋白”)，但仅可在使用一小体积的单个样本盒上检测一单个分析物。其为一份分析物/样本盒测试。当DCA 2000配置以在一单个样本盒上检测一种以上的分析物时，所需取样容积大大增加。举例而言，一检测微量白蛋白及肌酸酐的测试需要一40-μL的尿样本。同样地，Piccolo Point of Care Chemistry and Electrolyte System(Abaxis公司，Union City，CA)可运行一多达12种测试的测试组，但其需要100μL血液、血浆或血清样本。
通常，可购得的分析装置也有局限性，因为它们不能以对用户透明的方式执行软件更新(例如分析改良或菜单扩展)。此外，尽管某些经设计用于现场即时医用的装置可执行自动质量控制(“QC”)检查，多数会要求用户手动操作对照样本以确保精确操作。还要求用户手动上载软件或资料用于新的分析。这些操作要求用户具有较许多潜在用户愿意或能够获取的知识更详细的QC测试需要及仪器维护的知识。另外，当开发出新的测试、算法及程序时，不具有自动更新资料能力的装置不可避免的会被淘汰。
因此，人们期望具有能够使用一种以上检测或定量技术在单份样本上执行多个测试的系统、装置、及分析盒。另外，人们期望可提供能够使用一小的取样体积来实现这些特性的分析盒及装置。人们也期望具有一种可提供自动QC检测、更新、及数据存储的装置。
本发明文所引用的全部专利、出版物、期刊文章及其它参考文献皆以引用的方式全部并入本文中，如同其皆单独以引用的方式并入。
发明内容
本发明阐述使用至少两种不同技术在一单独的样本中检测及/或定量至少两种不同分析物的系统、装置、分析盒、及试剂盒。也阐述使用至少两种不同技术检测两种不同分析物的方法。一般而言，本文所述分析盒包括至少两个用于检测或定量至少两种不同分析物的测试位点且经配置以使用至少两种不同技术检测或定量至少两种不同分析物。至少一个测试位点读数区的精确位置不依赖于相应的测量装置。
所述分析盒可包括一底层，其中该底层至少一部分是非多孔的、一样本分布层、及具有至少两个测试位点读数区的至少两个测试位点。所述测试位点通常嵌入或邻接于样本分布层并经配置以使用两种不同技术检测至少两种分析物。如上文所述，至少一个测试位点读数区的位置不依赖于相应的测量装置。
在某些变体中，样本分布层包含一多孔材料；在其它变体中，该样本分布层包含一开放通道的毛细管层。所述分析盒也可包括一单独的或与一保持层结合的红细胞分离层。保持层经配置以与底层、样本分布层、测试位点、及任何另外的可选层粘附在一起。
在某些变体中，所述分析盒包括至少三个测试位点读数区。在其它变体中，所述分析盒包括至少四、五、或六个测试位点读数区。至少一个测试位点可经配置以检测或定量一具治疗、疾病、病症、或病患特异性的分析物。同样地，至少一个测试位点可经配置以检测或定量一可为滥用物质、医药或其副产物、环境毒素或污染物、或生物学或化学战剂的分析物。所述测试位点可处于相同高度或可处于不同高度。同样地，某些测试位点可处于相同高度而在同一分析盒上的其它测试位点可处于不同高度。如应明显看出，在一单个测试分析盒上可能存在混合的高度。
所述分析盒可进一步包括一唯一的识别标签，例如条形码、机械图案、微芯片、或印刷图案。也可将所述分析盒包装于一经密封但可打开的抗水包装内。在某些变体中，所述分析盒经配置以接收一约20μL或更小的取样体积，且在某些变体中，该样本为一体液，例如全血、血浆、血清、汗液、唾液、眼泪、组织液、脊髓液、眼液、脓汁、乳汁、精液、羊水、阴道分泌物、粘液样分泌物、及尿液。
也提供用于检测或定量至少两种不同分析物的系统。一般而言，所述系统包括一装置、存储器、及一处理模块。所述装置包括一经配置以接纳一分析盒之至少一部分的端口，所述部分具有至少两个测试位点读数区、一光源、及一阵列检测器。所述装置也可具有与分析盒上的电化学测试进行通讯的电触点。所述处理模块经配置以接收来自阵列检测器的信号并执行该分析盒的图像分析以识别测试位点读数区的位置及用于准确且精确测定的最佳图像部分。所述系统容许使用至少两种不同的检测或定量技术来检测或定量至少两种分析物。这些检测或定量技术可独立选自由下列技术组成的群组：酶分析、特异性结合分析、免疫测定、核酸杂交分析、荧光标记、化学发光标记、电化学发光标记、荧光测量、化学发光测量、电化学发光测量、反射系数测量、透射率测量、吸光率测量、浊度测量、电化学、及其组合。这些检测技术的较佳位置不是固定的，因为它们的位置可独立选择从而最适于各分析盒测试组合的功能。
处理模块也可经配置以测定误差情况，例如以下情况：到期的分析盒、不足的取样体积、不可能的分析值、试剂失效、机械故障、电子故障、及其混合物。同样地，所述处理模块可以是自动地升级的。另外，所述系统可经配置以读取分析盒上唯一的识别标签，且所述系统可以是自校准的。所述系统也可包括一服务器连接线、非易失性存储器、一计算机、或其混合体。也提供用于自动获取软件升级、新测试软件算法、具体批次校准信息、具体批次有效期信息、以及相关软件及数据的系统、装置、及方法。
本发明也阐述用于检测或定量至少两种不同分析物的试剂盒。一般而言，所述试剂盒包括分析盒，具有或不具有可选技术说明书。在某些变体中，所述试剂盒包括上文刚刚阐述的的系统及一分析盒。所述试剂盒之分析盒之配置以使该分析盒之至少一部分经配置而可自该装置之端口伸出。此伸出部分可包括一红细胞分离物、一唯一的识别标签、或其混合体。所述分析盒也可以是可弃式的。
本文也提供用于检测或定量至少两种不同分析物的装置，且所述装置通常包括一经配置以接纳至少一个分析盒的一部分的端口，所述部分具有至少一个测试位点读数区、一光源、一阵列检测器、存储器、及一处理模块。所述处理模块经配置以接纳来自阵列检测器的信号，并执行分析盒图像分析以识别测试位点读数区的位置。所述装置容许使用至少两种不同的检测或定量技术来检测或定量至少两种分析物。
所述光源可包括至少一个发光二极管(“LED”)、一白炽灯或其它可发射广范围波长的辐射能源(具有或不具有滤光轮)、或其组合。所述阵列检测器通常包括电荷耦合装置(“CCD”)或互补金属氧化物半导体(“CMOS”)技术。所述处理模块可经配置以测定误差情况，例如上文所提到的那些。所述装置也可经配置以读取该分析盒上唯一的识别标签。该装置也可包括偏振光学结构、一后备电源、非易失性存储器、及其组合。在某些变体中，所述装置占用不超过约1立方英尺的体积。
本文也阐述一包含执行分析盒图像分析的代码的计算机可读媒体。一般而言，分析盒具有用于检测或定量至少两种不同分析物的至少两个测试位点读数区，且经配置以使用至少两种不同技术来检测或定量所述至少两种不同分析物。所述图像分析可识别至少一个测试位点读数区的位置。在某些变体中，计算机可读媒体为固件，在其它变体中，计算机可读媒体为软件。
本文也阐述使用至少两种不同的检测或定量技术在一单个分析盒上检测至少两种不同分析物是否存在或不存在、或对其进行定量的方法。一般而言，所述方法通常包括以下步骤：获得具有至少两个测试位点读数区的分析盒的校准信息、使用阵列检测器获得所述分析盒的图像、执行所述分析盒的图像分析以识别至少一个测试位点读数区的位置、循环经过与所述测试位点所需检测或定量技术相对应的特定检测或定量技术，其中使用至少两种不同技术。
附图说明
图1A及1B提供本文所述适合的系统及装置的说明性示意图。
图2A及2B是描绘说明性分析盒配置的分解图。
图2C及2D图解说明分别与负性及正性光阻剂技术一同使用的光刻掩模或光掩模。
图3A至3G描绘例示性样本分布层配置。
图4A图解说明一具有一经配置以自一相应装置端口伸出的部分的样本分布层，其中该部分包括一样本收集口。
图4B图解说明一具有一经配置以自一相应装置端口伸出的部分的样本分布层，其中所述部分包括一具有一遍及其中均匀混合的红细胞分离物的样本收集口。
图4C图解说明一具有一经配置以自一相应装置端口伸出的部分的样本分布层，其中该部分包括一样本收集口，其中该样本分布层之入口具有一红细胞分离物阻挡层。
图4D图解说明一具有一经配置以自一相应装置端口伸出的部分的样本分布层，其中部分具有多个样本收集口。
图4E描绘一具有一经配置以自一相应装置端口伸出的部分的样本分布层，其中该部分具有一样本收集口及一唯一的识别标签。
图4F描绘一具有电化学性能及一经配置以自一相应装置之端口伸出的部分的样本分布层，其中该部分具有唯一的识别标签。
图5A图解说明一样本分布层，其中一测试位点接收全血用于测试，而其他测试位点接收血浆。
图5B显示一具有一经配置以自一相应装置端口伸出的部分的样本分布层及一分层的测试位点。
图6A及6B描绘说明性分析盒配置的横截面图。
图6C提供图6A及6B的顶视图。
图7A描绘一适合与本文所述分析盒一同使用的配置的说明性横截面图。
图7B为图7A的顶视图。
图8A描绘一适合与本文所述分析盒一同使用的配置的说明性横截面图。
图8B为图8A的顶视图。
图9A描绘一适合与本文所述分析盒一同使用的配置的说明性横截面图。
图9B为图9A的顶视图。
图10描绘一当需要光学检测时适合与本文所述分析盒一同使用的配置的说明性横截面图。
图11A及11B描绘当需要光学检测时适合与本文所述分析盒一同使用的配置的说明性横截面图。
具体实施方式
一般而言，本文所述分析盒、系统、及装置能够使用至少两种不同技术检测或定量至少两种不同分析物，且能够使用这些不同技术测试一单份样本。因此，由于不同分析敏感性需要或化学过程而需要不同检测技术的测试可在同一测试分析盒中进行联合且可使用一单份样本运行。具有使用不同技术测量多分析物的能力可在可运行测试之类型方面提供更大的灵活性，及在分析盒上单个测试位点的数目及位置方面提供更大的灵活性。
应了解，当短语检测或定量在说明书各处使用时意欲包括单独的检测(例如检测一分析物存在或不存在)或定量(例如存于一给定样本中的分析物的数量)，或两者之组合。检测及定量对于本文所述目的而言并不相互排斥。适合与本文所述装置及分析盒一同使用的检测及定量技术的实例包括：酶分析、特异性结合分析、免疫测定、荧光标记及测量、化学发光标记及测量、电化学发光标记及测量、反射系数测量、透射率测量、吸光率测量、浊度测量、电化学、及其组合。如应明显看出，本说明书也涵盖两种不同类型的相同技术(例如两种不同类型的电化学技术)的用途，因此而使所述两种技术“不同”。举例而言，如同异相与均相免疫测定那样，竞争与夹心免疫测定法也是不同的技术。同样地，采用反射系数测量的免疫测定法是与采用荧光测量的相同类型的免疫测定法不同的技术。以此方式，可执行两或更多种不同浓度范围，并且，若对于各浓度范围之测量采用不同技术，可涵盖于本发明范围内。
I.一般应用
本文所述系统、装置、及分析盒可用于许多目的。举例而言，其可用于在医师办公室、诊所、药房、医院临床、急诊室、移动医疗设施、军事设施或诸如此类中使用的广泛诊断测试。即，一分析盒可经配置以运行多个测试以在一特定疾病、病症、或病患之诊断中提供帮助。举例而言，某些患咽喉痛者可使用一单分析盒及一单份样本接受喉咙链球菌感染、单核细胞增多症、咽炎、扁桃体炎及诸如此类的测试。同样地，某些怀疑患有性传播疾病者可使用一单分析盒及一单份样本接受衣原体、生殖器疱疹、AIDS、淋病、梅毒及诸如此类的测试。即使为证实存在或不存在一特定疾病而需要使用不同技术检测不同分析物，情况也是这样。
本文所述分析盒及装置也可经配置以执行多个测试以确定特定的目标分析物的水平。举例而言，此也可用于检测无效地低的及潜在危险地高的血液分析物浓度。此类型的配置也可用于：检测特定疾病(例如糖尿病、甲状腺机能减退等)的存在、监测疾病、对疾病进行分层、及/或估计一给定疾病或病况的危险性。举例而言，通常一种以上的分析物(或增高浓度的多种分析物)与一既定疾病有关，从而检测这些分析物(或检测其增高的浓度)可帮助确定一人可能患有哪种疾病。
此类型的配置也可用于监测患者对于多种治疗方案的依从性。举例而言，可采集血液作为样本，并可对血液中多种医药的浓度进行分析。当为精神病患者时，监测患者的依从性尤其适用，因此时可能难以用其它方式确定顺应性(例如仅通过询问患者)。因此，举例而言，精神科医师可获得患者血流中情绪稳定剂浓度的临界信息以及血中浓度的安全性——因其可能影响多种器官的健康。即，以此方法，或许可监测潜在有害的副作用影响，包括对肝脏、肾、或其它内部器官的损伤——对于所述损伤血液中皆有与其相对应的且特定的可检测物。举例而言，当治疗双相性精神障碍时，可投与丙戊酸。一测试可经设置用于监测丙戊酸浓度(以确保治疗有效)，然而同时经设置以监测多种目标酶类以确定未发生肝细胞损伤。举例而言，用于此类分析的单分析盒测试典型组合可包括丙戊酸及肝脏酶类(例如丙氨酸氨基转移酶(“ALT，”“SGPT”)、天冬氨酸氨基转移酶(“ALT，”“SGOT”)、及乳酸脱氢酶(“LDH”)的位点。
所述分析盒也可经配置以运行多种滥用物质的测试。这些物质可包括街售药物(例如海洛因、可卡因、晶体甲基安非他明、狂喜(ecstasy)、麦角酰二乙胺(“LSD”)、及诸如此类，其可尤其适用于警察机关。同样地，这些测试也可由医师使用，例如可在一患者到达医院已丧失意识时帮助医师检测一特定的药物过量。所述滥用物质也可能包括多种类固醇，其可特别适用于在比赛前对运动员进行测试。
除医学应用外，本文所述系统、装置、分析盒、试剂盒、及方法也可应用于诸如环境及食品测试等领域中。举例而言，所述分析盒可经配置以检测多种环境毒素或污染物(例如汞、铅、重金属等)以确定与某些环境设定标准的一致性。同样地，所述分析盒可经配置以检测或定量一患者样本中的环境毒素及污染物。也可使用本文所述分析盒、系统、及装置对食品进行多种污染物测试。如下文其中用食品作为一样本的实例中将更详细地加以讨论，往往需要在一适宜媒体中对食品实施均质化以提供一液体形式。
所述系统、装置、及分析盒也可经配置以检测或定量多种生物学与化学战剂。此可在战争期间使用，例如用于多种军事设施。
下表列示适合使用本文所述系统、装置、分析盒、试剂盒及方法检测的例示性分析物、以及其临床应用、及生物学或治疗学的浓度范围(摘自Norbert W.Tietz，″Textbookof Clinical Chemistry.″W.B.Saunders公司，Philadelphia，PA，1986)。应注意，当提及检测至少两种不同分析物时，意指包括其中所述至少两种不同分析物在结构上及在化学上相同但具有不同浓度范围之情况。如应明显看出，使用本文阐述的系统、装置及分析盒可测试任何类型的分析物。因此如本文所使用，当涉及术语“分析物”时，应了解此术语意指包括任一化学个体，例如蛋白质、DNA\(单链的或其片段)、小分子、或诸如此类，可在数量或品质方面对其进行检测。下表仅意欲为说明性，且非任何形式的限制性。
表1：例示性分析物、其临床应用、及其生物学或治疗学浓度范围。
分析物 应用 通常浓度范围(血清或血浆)
丙氨酸氨基转移酶(ALT，SGPT) 肝脏 5-28U/L
白蛋白(血浆) 肝脏 3.4至5.2g/dL
白蛋白(尿液) 肾脏 ＜80mg/天
Amakacin 用于严重感染的抗生素(医院) 1至40μg/mL(1.7至68μmol/L)
阿米替林 抑郁症 治疗的：125至250ng/mL(433至903nmol/L)有毒的：＞500ng/mL(＞1805nmol/L)
淀粉酶 胰腺 20至160U/L
天冬氨酸氨基转移酶(AST，SGOT) 肝脏 8至75U/L
胆红素 肝脏 ＜2至＜16毫克/dL(34.2至274μmol/L)
脑促尿钠排泄肽(BMP) 充血性心脏病 2至22pg/mL(对于心脏病或肾衰竭高达约200pg/mL)
分析物 应用 通常浓度范围(血清或血浆)
降钙素(hCT) 骨生成 30至670pg/mL
癌症化疗剂 癌症 多种
卡马西平 癫痫，双相情感障碍 治疗的：8至12μg/mL(34至51μmol/L)有毒的：＞15μg/mL(＞63μmol/L)
心肌肌钙蛋白I(cTnI) 急性心肌梗塞 ≤0.3至120ng/mL
胆固醇(HDL) 糖尿病&心脏病 5至85mg/dL(0.13至2.2mmol/L)
胆固醇(LDL) 糖尿病&心脏病 10至235mg/dL(0.26至6.09mmol/L)
胆固醇(总) 糖尿病&心脏病 45至310或更多mg/dL(1.17至8.03或更多mmol/L)
绒毛膜促性腺激素(hCG) 妊娠 ＜3至140,000mIU/mL
皮质醇 内分泌学 5至23μg/dL(83至635mnol/L)
C-反应蛋白质(CRP) 感染、心脏病&动脉粥样硬化 1至825μg/dL
肌酸 肾脏；肌肉 0.17至0.93mg/dL(13至71μmol/L)
肌酸激酶(活性) 急性心肌梗塞(AMI) 10至200U/L
肌酸激酶同功酶MB(CKMB) 急性心肌梗塞(AMI) ≤7ng/mL；在AMI期间为39至185ng/mL峰值
肌酸酐(血液) 肾脏 0.2至1.2mg/dL(18至106μmol/L)
肌酸酐(尿液) 肾脏；分析物浓度正常化 8至26(mg/d)/kg(71至230μmol·d-1·kg-1)
地高辛 心律失常 治疗的：0.8至2.0ng/mL(1.0至2.6nmol/L)有毒的：＞2.5ng/mL(＞3.2nmol/L)
雌二醇 内分泌学 0至500pg/mL(0至1835pmol/L)
雌三醇(游离的&总量) 内分泌学 1.0至350μg/L(12.1至1215nmol/L)
雌激素类，总量 内分泌学 ＜30至31,000pg/mL(ng/L)
α1-胎儿球蛋白(AFP) 胎儿发育 血浆：≤1至16.5μg/dL(≤10至165μg/L)羊水：0.02至5.0mg/dL(0.2至50mg/L)
促卵泡生成激素(hFSH) 生育力 1至250mIU/mL(IU/L)
庆大霉素 用严重感染的抗生素(医院) 1至10μg/mL(2.1至20.9μmol/L)
高血糖素 内分泌学 11至117pg/mL(ng/L)
分析物 应用 通常浓度范围(血清或血浆)
葡萄糖 糖尿病 20至400mg/dL(1.11至22.2mmol/L)
接联球蛋白 检测及监视急性期反应及溶血状态 26至267mg/dL(260至2670mg/L)
糖基血红蛋白 糖尿病 2至20％
血红蛋白 贫血 WB：9至22.5g/dL(1.4至3.49mmol/L)血浆：1至4mg/dL(0.16至0.62μmol/L)
高半胱氨酸 心脏病危险 正常：5至15μmol/L异常：16至100+μmol/L
卡那霉素(Kanamycin) 用于严重感染的抗生素(医院) 1至40μg/mL(2至82μmol/L)
乳酸脱氢酶(LDH；乳酸丙酮酸盐) 肝脏 55至1500U/L(30℃)
锂 双相情感障碍 治疗的：0.6至1.2mEq/L(mmol/L)有毒的：＞2μg/mL mEq/L(mmol/L)
促黄体激素(hLH) 生育力 3至200mIU/mL(IU/L)
肌红蛋白 MI 21至66μg/L(5至1000μg/L测定范围)
去甲替林 抑郁症 治疗的：50至150ng/mL(190至570nmol/L)有毒的：＞500ng/mL(＞1900nmol/L)
百草枯(Paraquat) 毒性化学药品 0.1至64μg/mL(0.39至249μmol/L)
甲状旁腺激素(hPTH) 钙代谢&骨 N-期：230至630pg/mL(ng/L)C-期：430至1860pg/mL(ng/L)免疫性核中分子：0.29至0.85ng/mL(29至85pmol/L)
苯巴比妥 癫痫 治疗的：15至40μg/mL(65至170μmol/L)有毒的：＞35μg/mL(＞151μmol/L)
苯妥英(二苯乙内酰脲) 癫痫 治疗的：10至20μg/mL(40至79μmol/L)有毒的：＞20μg/mL(＞79μmol/L)
磷酸酶，酸性的 前列腺 ＜3.0ng/mL(μg/L)0.11至0.60U/L
磷酸酶，碱性的(ALK-P) 骨及肝疾病/癌症 20至165U/L
钾 电解质状态 3至12mEq/L(mmol/L)
分析物 应用 通常浓度范围(血清或血浆)
黄体酮 生育力 0.11至30ng/mL(0.35至95.4nmol/L)
前列腺特异性抗原(PSA) 前列腺癌&前列腺增生 正常：0至4ng/mL(0至0.12nmol/L)癌症：50+ng/mL(+1.52nmol/L)超灵敏的(复发)：≥0.01ng/mL(0.3pmol/L)
蛋白质，总量 营养状况；疾病诊断 3.6至8.0g/dL(36至80g/L)
肾素 血压 0.1至13.2(ng/h)/mL(μg·h-1·L-1)
钠 电解质状态 116至166mEq/L(mmol/L)
促生长素(hGH) 内分泌学 ＜1至50ng/mL(μg/L)
睾酮 内分泌学 游离的：0.03至10.2ng/dL(1.05至354pmol/L)总量：5至707ng/dL(0.17至24.6nmol/L)
茶碱 哮喘 治疗的：6至20μg/mL(44至111μmol/L)有毒的：＞20μg/mL(＞110μmol/L)
甲状腺微粒体抗体 甲状腺 ND或＜1∶10稀释(IFA)
促甲状腺激素(hTSH) 甲状腺 0.01至50μIU/mL(mIU/L)正常：0.4至6.0μIU/mL(mlU/L)
甲状腺素(T4) 甲状腺 游离的：0.8至2.4ng/dL(10.3至31.0pmol/L)总量：4.5至12μg/dL(58至154nmol/L)
转铁蛋白 铁代谢 130至400mg/dL(1.3至4.0g/L)
甘油三酯类 糖尿病&心脏病 10至288mg/dL(0.11至3.25mmol/L)
三碘甲腺原氨酸(T3) 甲状腺 游离的：120至660pg/dL(1.85至10.16pmol/L)总量：30至275ng/dL(0.46至4.26nmol/L)
尿素氮 肾脏 3至40mg/dL(1.1至14.3mmol尿素/L)
尿酸 痛风 2.0至8.2mg/dL(0.12至0.48mmol/L)
丙戊酸 癫痫，双相情感障碍 治疗的：50至100μg/mL(347至693μmol/L)有毒的：＞100μg/mL(＞693μmol/L)
万古霉素(Vancomycin) 用严重感染的抗生素(医院) 有毒的：80至100μg/mL(mg/L)
分析物 应用 通常浓度范围(血清或血浆)
维生素类&营养素 营养状况 有变化
华法林(Warfarin)(香豆素(Coumadin)) 抗凝疗法 1至10μg/mL(3至32μmol/L)
II.系统
本文所述系统容许使用至少两种不同技术检测或定量至少两种不同分析物。一般而言，所述系统包括一装置、存储器、及一处理模块。所述装置包括一经配置以接纳一分析盒之至少一部分的端口、一光源、及一阵列检测器。可进入装置中的分析盒的部分具有可以检测或定量两或更多份不同分析物中至少一种的两或更多个测试位点读数区中的至少一个。然而，如下文将更详细地加以阐述，根据可行性或期望，使用本文所述系统、装置、及分析盒可检测许多分析物。
现在参照附图，在所有图示中其中同样数字指示同样元件，图1A提供一如何配置该系统的说明性实例。所示为装置(100)的外部示图，具有一端口(102)，其经配置以接纳至少分析盒(104)的至少一部分。该端口也可具有自动插入及弹出能力。所示为多种控制按钮及开关(106)，其可用于启动所述装置，及控制它的若干特性。提供一供电线(108)以及一线缆(110)以容许(若期望)连接至一处理模块(PM)(例如一计算机或个人电脑(“PC”)板(112)。实际上，所述装置可经配置以包括一PM(例如一PC板)、一显示信息(例如测试结果、维护更新、升级提示等)的显示器(D)、及一打印测试结果的打印机(未示出)等。
尽管示出了供电线(108)，但应了解，所述装置也可用电池做电源。另外，所述装置也可具有后备电源，例如蓄电池(未示出)，以在供电中断时协助向所述装置供电。因此，所述装置最好还可具有某一非易失性存储器。
所述装置也可包括一滑动的或可以其它方式开启的(例如有铰链的)样本通道(未示出)。以此方法，当分析盒插入所述装置中时，可将此样本通道打开从而能够接触所述分析盒。举例而言，所述样本通道可视情况定位于与分析盒区域相对应的位置，以便当分析盒已经插入所述装置中后可以相对容易的方式将样本放置于所述分析盒上。或者，所述装置可包括一第二接触端口，可容许在所述分析盒已经插入所述装置后施用所述样本。
应了解，尽管此处将装置(100)描绘为具有一长方形状，但所述装置可具有任一适合或期望的几何形状。所述装置也可为任一期望大小。在某些变体中，期望所述装置具有一约2立方英尺或更小、或约1立方英尺或更小的大小，此可有助于最小化实验台面的杂乱性。同样地，尽管图1A中将控制按钮及开关(106)描绘为位于装置(100)的侧面，应了解，这些按钮及开关可位于所述装置上任何期望的或便利的位置。举例而言，其可位于所述装置的前面、所述装置的后面、或其组合。这些控制按钮和开关的某些或全部功能可视情况用一触摸屏执行。
图1B提供一装置内部的说明性示意图。如此处所示，装置(114)中具有一分析盒(116)。说明性光源用一或多个发光二极管(118)及一白炽灯(120)描绘。也可使用一滤光轮(122)。如图1B中所示，在所述装置中可安放多个光源，或可能仅使用一个光源。所述光源可经配置以直接照射所述分析盒(116)。所述分析盒输出通常指向一阵列检测器(124)。所述光源可经配置以自分析盒下方、自分析盒顶部、自分析盒侧面、或以其组合方式照射光线至分析盒上。因此，所述阵列检测器通常应位于一方便输出的位置，视光源输入的方向而定。如业内所熟知，阵列检测器(124)可包括CCD技术、CMOS技术、或诸如此类。
如图1B中所示为一可选线缆(126)，以便可将一PM(例如PC板)连接至所述装置上。一显示器(D)可钩挂至所述PM上，以监视结果，并可显示其它信息。同样地，可将一无线连接(W)或其它因特网连接功能件(例如调制解调器、线缆等)挂接至所述PM上。线(128)可使所述装置与一可视情况位于所述装置内部的额外的电化学测量子系统(EC)一同使用。所述EC可包括适合与一电化学分析器电连接的传导体。如上文所述，一可选打印机(未示出)也可与所述装置一同使用。任何或全部上述元件(例如装置、EC、PM、W、D、打印机)可视情况包含于一单外壳中。
如下文将更详细地加以阐述，所述系统也可经配置以读取所述分析盒上的唯一的识别标签。以此方法，所述系统不仅能够识别所述测试位点读数区的类型、数目、及大约位置，而且能够确定校准、算法、及其批次信息。因此，所述装置可进一步包含一可获得所述标签的图像的扫描窗(与那些在杂货店所使用的相同)、一扫描或刷扫狭缝(与那些与信用卡一同使用的相同)、或一可自嵌入或连接至所述分析盒的微芯片获得信息的非接触电子方法。同样地，其上面具有唯一识别标签的分析盒可经配置以完全插入所述装置中以便可读取所述标签。
然而，所述系统不需要自所述唯一的识别标签获得精确的读数区信息。实际上，所述系统包括一处理模块，其经配置以自所述阵列检测器接收信号并执行图像分析或对所述分析盒的扫描，以识别所述读数区的类型及位置。所述处理模块(PM)在图1A中显示处于所述装置的外部，但其也可处于所述装置自身的内部，如图1B中所示。
所述处理模块可为代码或逻辑的，并植入硬件逻辑件(例如一集成电路芯片、程序控制的门阵列(PGA)、特定功能的集成电路(ASIC)等)中或植入计算机可读媒体(例如磁性贮存媒体(例如硬盘驱动器、软盘、磁带等)、光存储器(例如CD-ROM、光盘等)、易失性和非易失性存储器装置(例如EEPROM、ROM、PROM、RAM、DRAM、SRAM、固件、可编程逻辑件等)中。计算机可读媒体中的代码由一处理器存取或执行。
因此，本文也提供执行分析盒图像分析的包含代码的计算机可读媒体，所述分析盒包含至少两个测试位点读数区用于检测或定量至少两种不同分析物，且经配置以使用至少两种不同技术来检测或定量至少两种不同分析物。所述图像分析可识别所述至少两个测试位点读数区的位置。在某些变体中，所述计算机可读媒体为固件，而在其它变体中，其为软件。
所述图像分析可以一由Neeley在“Reflectance Digital Matrix Photometry.”Clin.Chem.第29卷，No.6，1038-1041(1983)；“An Instrument for Digital Matrix Photometry.”Clin.Chem.第27卷，No.10 1665-1668(1981)；及“A Reflectance Photometer with aSquare Photodiode Array Detector for Use on Multilayer Dry-Film Slides.”Clin.Chem.第34卷，No.11，2367-2370(1988)中所阐述的方式并使用针对机器视觉系统开发的算法或通过针对图像代数学的类似算法执行。一般而言，处理模块可接收来自阵列检测器的可提供所述分析盒的整体图像的信号。随后将待测量的区域细分成小的网格状亚单位。然后，图像分析通过识别具有类似密度值的像素簇而继续进行，所述像素簇位于一较大像素簇的外侧边缘内，且大致位于由正使用的分析盒执行的测试组的预定位置处。
因此，在操作中，将首先识别分析盒上特定测试位点的类型及位置。然后，所述系统通常将检验确定测试程序、算法、及校准值是否储存于系统存储器中，以容许测试运行。与处理模块(PM)相同，系统存储器(M)可位于装置外部，如图1A中所描绘，或其可位于装置自身内部，如图1B中所描绘。系统存储器也可为处理模块的一部分。若系统先前已经遇到过来自相同生产批次(且因此具有相同校准参数值、测试程序、及算法)的分析盒，则所述系统将在其存储器中储存有此信息。因此，所述系统可通知或发信号至操作者可进行测试。举例而言，通知可作为显示器(例如LCD屏幕等)上的字码提示、通过可听信号、提示与信号的混合、及诸如此类出现。
若系统存储器中存有分析盒的算法和测试程序，但没有具体的批次信息(校准参数、有效期等)，则所述系统可经由一服务器连接(例如一直接的拨号线(例如一地面线、移动电话线等)，或一因特网连接(例如一线缆或其它有线线路、无线及卫星线路及诸如此类))从一远距离源(例如主服务器计算机)自动下载这些值。然而，若所述系统存储器中未存有测试程序、算法、及校准参数(此可能发生于仅在近期才将所述测试添加至可用测试菜单中的情况下)，所述系统可下载运行并解译所述测试的合适的测试程序及算法以及具体的批次信息。若分析盒单独采用电化学检测方法或将电化学检测方法与光学方法结合，则有效电触点及其具体功能可用同样方式获得及使用。系统的处理模块也可含有可执行代码，所述可执行代码容许系统自动将测试结果及样本ID信息传送至主服务器的机密数据库以供由授权的职业人员检索。上述功能的任一种也可视情况由用户进行控制。
在获得算法、测试程序、及批次信息后，系统随后可利用光源及阵列检测器获取一分析盒初始“干”图像(或图像系列)，如上文所述。即，在不同光照条件下获得分析盒表面的图像，例如，使用来自一或多个光源的经选择波长的照射，其可视情况与检测光路径中的一或多个滤光器相结合。然后，系统可将所述图像储存于其存储器中在后面使用。此时，按如上文所述由系统发出的信号，操作者可将一样本放至分析盒中。
当检测到存在一样本时(以光学方式或通过采用诸如导电率或电容等电变化的方法)，处理模块将指挥系统执行对分析盒上所述测试或测试组合特定的各种测量。此可导致按顺序重复激活三或更多种测量模式。举例而言，可能开启一605nm LED用于在两个不同读数区进行反射系数测量，且随后可能开启一500nm LED(且将一滤光器插入检测光路径中以阻断实质上全部来自此LED的的光输出)以在三个不同的读数区执行荧光测量。在此两种不同的光照条件下获取的整个分析盒表面的图像将被储存，并与在相同条件下得到的继后图像进行比较。
当测试总体表面位置的像素密度变化达到一预定的显著性水平时，或当变化速率达到一稳定状态时，停止图像采集，执行计算以确定对于适于所述测试的每一测试区的反射系数、荧光等等、或其变化速率。然后，使用储存的算法及校准参数值将这些值转换成可经装置上或PC上的显示器(D)、或借助一些其它适宜方法报告的分析物浓度。也可将这些值打印出来、传送至PC储存在患者数据库中，或两种操作皆实施。对于需要化学发光或电化学检测的测试，所述系统的操作应与上述相同，然而，使用这些技术时，不需要光源。电化学检测应不需要使用所述装置的任何光学性能。
本文所述装置及系统的处理模块也可经配置以检测特定的错误状态。举例而言，这些错误状态可为检测到期的分析盒、不足的取样体积、不可能的分析物值、试剂失灵、机械故障、及其混合情况。当检测至错误状态时，装置可显示适当的信号。所述显示可进一步指示是否需要修复装置。此类型的通知可有助于促进报废零件的迅捷替换。处理模块也可经配置以将错误状态传送至主服务器连接线。以此方法，若需要修复，主服务器的所有者能及时的介入并协助修复所述系统或装置。另外，处理模块可经配置以在系统或装置发生故障而所有者试图对其进行操作时使所述系统或装置处于不活动状态，从而不会获取或报告错误的测试结果。
在某些变体中，处理模块可自动升级。在这些变体中，装置可具有服务器线连接，容许连接至一远距离源，例如主服务器。此处，升级可在正常的装置运行期间自动进行，无需装置操作员参与。服务器线连接也可按需要提供与主服务器的自动通信。举例而言，诸如定期保养提示或现存硬件或软件的升级通知等自动信息可发送至所述系统。在某些变体中，所述系统也为自校准的。即，所述系统可使用比例技术、内部标准、及对照、及业内已知的其它技术执行常规校准。
如应自上文所述系统描述明显看出，也提供单独装置。一般而言，所述装置包括一经配置以接纳分析盒至少一部分的端口，具有至少两个测试位点读数区的分析盒及具有至少一个测试位点读数区的部分、一光源、一阵列检测器、存储器、及一处理模块。所述处理模块经配置以接收来自阵列检测器的信号以执行所述分析盒的图像分析从而识别读数区的位置。
如上文所述，所述光源可包括一或多个固态装置(LED、激光二极管或诸如此类)或可包括一白炽灯或其它可发射宽范围波长(例如对于钨光源为约300至约1000纳米)的辐射能源。视情况可采用一滤光轮。所述装置也可包含偏振技术以容许执行荧光偏光度免疫测定。同样地，所述装置也可经配置以检测温度变化，并提供温度控制。
III.分析盒
一般而言，所述分析盒包括至少两个用于检测或定量至少两种不同分析物的测试位点且经配置以使用至少两种不同技术检测或定量至少两种不同分析物。应了解，当涉及短语“测试位点”时，其意欲描述一个或多个由试剂占据的分析盒区域及执行一给定测试必需的区带，如本文所述。显然，一些测试位点应不需要使用任何试剂。同样地，当本文涉及术语“读数区”或“测试位点读数区”时，欲描述在该处可获得测试结果的测试位点的一个区域或多个区域。由于在测试期间分析盒至少一个读数区的位置通过系统或装置识别，所述至少一个测试位点和读数区的精确位置无需固定。即，所述至少一个测试位点和读数区的位置不依赖于一相应的测量装置。
一般而言，分析盒包括一底层、一样本分布层、及至少两个不同测试位点读数区。所述底层通常为非多孔物(例如塑料、玻璃、或诸如此类)且当期望对分析物进行光透射测量时可为透明物。所述样本分布层可使样本流至多个测试位点。测试样本可为任何适宜流体。举例而言，所述测试样本可为体液，例如全血、血浆、血清、汗液、唾液、眼泪、组织液、脊髓液、眼液、脓汁、乳汁、精液、羊水、阴道分泌物、粘液样分泌物、及尿液。同样地，所述测试样本可为水(怀疑受到污染的水)或可为食品。当样本为食品时，通常需要将所述食品磨成粉或均质化并混合至适宜介质中。可能需要进一步处理(例如萃取或提纯)以制备适于测试的样本。测试位点可嵌入或邻接于样本分布层且经配置以使用两种不同技术检测至少两种分析物。
分析盒可经配置以接纳小取样体积，举例而言，一20μL或10μL血样。此可提供容许使用小取样体积执行多个测试的益处。然而，也可对样本进行稀释而提供一较大样本。例如可将10μL容积的血液稀释十倍而提供100μL的取样体积。因此，可使用已自患者抽取并随后进行稀释的少许血样执行多个测试。以此方法，可最小化患者疼痛。因此，分析盒可经配置以接纳任何适宜取样体积。
图2A中描绘了一适宜分析盒变体的分解图。所示分析盒(200)包含一底层(202)、一样本分布层(204)、一具有测试位点(208)的测试位点层(206)、及一保持层(210)。所述保持层显示具有透明或或开放窗(212)用于对来自下面相应的测试位点的分析物进行光检测。在此变体中，底层(202)及保持层(210)通常由非多孔材料(例如塑料、玻璃、或诸如此类)构建，且样本分布层(204)为(例如)穿孔至塑料外的具开放沟槽的毛细管层。在此变体中，样本分布层(204)夹在底层(202)及测试位点层(206)之间。
图2B中描绘了另一适宜分析盒的分解图。所示为包括底层(216)、样本分布层(218)、及测试位点(220)的分析盒(214)。在此变体中，样本分布层(218)可由多孔材料或具有疏水围绕物的薄膜构建以限制或防止液体流至此处。举例而言，所述疏水疏水围绕物可为蜡或诸如此类，此处由斜线显示。底层(216)通常由非多孔材料制成。
也可采用一可选保持层(未示出)将所述层保持或夹持在一起。此层可与样本分布层完全重叠，或可仅在其边缘或角处重叠样本分布层。保持层也可为网状物、尼龙、或诸如此类。另外，为防止穿过此处蒸发，保持层可为实质上闭合或密封的。当然，分开的密封层或其部分也可接受。然而，如上文所述，保持层是可选的，且所述层可通过任何适宜的紧固方法夹持在一起。举例而言，可使用机械钳夹术、扣接配合件、热收缩法、粘结法(使用任何适宜粘结剂)、及诸如此类将所述层夹持在一起。
尽管图2A或2B中未示出，为在红细胞到达测试位点之前将其除去，分析盒也可包括红细胞分离物层。以此方法除去可能干扰某些光学测量的红细胞。举例而言，可将此层置于紧贴样本分布层下方，且可与其相生或仅覆盖其一部分。
如图2B中所示，测试位点(220)邻接于样本分布层，且(如下文将更详细地加以阐述)经配置以检测一给定分析物。此处显示测试位点(220)具有两层，但(如从下文测试位点描述将明显看出)当可用或期望时可使用多层。以此方法，测试位点可处于不同高度。即，一测试位点可仅具有一层，然而在分析盒上一不同位置的另一测试位点可具有两或更多层。另外，测试位点可具有不同宽度和长度。
一般而言，样本分布层可使用许多种技术制得。举例而言，样本分布层可使用诸如下列方法制得：激光法、压纹、深刻电铸模造技术(“LIGA”)、电镀、电铸、光刻法、反应式离子蚀刻、离子铣、加压塑型、铸造、反应注射成型、注射成型、显微机械加工、及诸如此类。
在某些变体中，可能期望使用光刻法制造样本分布层。举例而言，使用负性或正性光阻剂型材料，可将聚合物并入一侧流或滤过膜。通过丝网印刷、喷雾法、浸涂法、反向辊涂法、凹板涂覆法、或诸如此类可将光阻剂材料注入所述膜中。随后使用一光刻掩模或光掩模对所述膜实施UV光曝光，以便防止某些区域暴露。然后，使所述膜显影，用一适宜溶剂洗去未聚合的(例如，当为负性光阻剂时)或已被转变成可溶形式的(例如，当为正性光阻剂时)材料。膜显影可用许多方法完成。举例而言，可在一平板床上使用过滤法、或通过将所述膜浸入一适宜溶剂中使所述膜显影。
图2C显示与负性光阻剂一同使用的光刻掩模或光掩模的一例示性配置。在此处，在暴露于UV光的区域(E)中，光阻剂中的聚合物发生交联。这些交联聚合物在经选择用于溶解所述膜在显影期间未曝光(UE)区域光阻剂的溶剂中是不溶的。图2D中显示与正性光阻剂一同使用的光刻掩模或光掩模的例示性配置。在此处，暴露于UV光的区域(E)转化成可溶形式(例如羧酸)，使用一适宜溶剂(例如稀的基于水的碱溶剂)可将其溶解除去。未曝光(UE)区保持不溶。
使用光阻剂制造的样本分布层可提供若干益处。举例而言，所述膜无需经切割或雕刻而形成图案，因此避免了困难及精确的制造工序。反而，制造是简单的，且可使用不同大小及形状的光刻掩模或光掩模容易地对所述过程进行缩放。同样地，将会排除不同测试位点间的串扰。
如上文所述，分析盒可包括许多测试位点和测试位点读数区并具有许多配置。举例而言，分析盒可具有两或更多个、三或更多个、四或更多个、五或更多个、六或更多个、八或更多个、或十或更多个测试位点及相应的读数区，及诸如此类。实际上，可按照可行性或期望使用许多测试位点。这些测试位点中许多可能用于重复或对照测试目的。
图3A至3G中所示为适合与本文所述分析盒一同使用的样本分布层的说明性配置。样本分布层可提供如图3A中所示呈整齐样式的多个测试位点位置(如通过黑点表示)。样本分布层也可提供如图3B中所展示为最佳化测试位点可用空间而贯穿分析盒的多个测试位点。样本分布层可经配置以使所有测试位点位于分析盒的一侧，如图3C中所示。
样本分布层也可不具有规则形状以提供随机分布的测试位点，如图3D中所示。图3E中显示样本分布层的另一变体，其经配置以提供一星型配置。应指出，样本分布层可具有一个以上的样本进入端口，如图3F所示。以此方式，若期望可同时测试两种不同样本(例如两种血样、尿样和血样、及诸如此类)。应了解，尽管图3F中描绘了两个不同的样本进入端口，但可使用许多端口(例如3、4、5、或更多个)。图3G描绘一其中测试位点及读数区环绕样本进入端口(SEP)呈放射状分布的变体。以此方式，可有助于使等量样本分布至测试位点。再次，因为读数区位置是在测试前由系统或装置识别，故位点可位于贯穿分析盒的任何地方。
分析盒也可经设计以使分析盒的一部分经配置以自相应装置的端口伸出。举例而言，当所述装置不具有自动插入及弹出特征时，此可帮助将分析盒插入装置及自装置移出。图4A至4F中显示此等分析盒的说明性描绘的顶视图。在图4A中，伸出部分(400)上面具有一样本收集口(402)。以此方式，可首先将分析盒插入装置，并随后将样本置于样本收集口(402)，其自装置端口伸出。
图4B显示一同样配置。所示为伸出部分(404)及样本收集口(406)。在样本收集口(406)中为红细胞分离物(408)。红细胞分离物为业内所熟知，且可包含(例如)某些植物蛋白质类(例如外源凝集素、大豆血凝素类等)、某些抗红细胞抗体(例如α-RBC)、或某些聚合材料，如下文所述。图4C中所示为上面具有一样本收集口(412)的伸出部分(410)。一红细胞分离物屏障(414)划线于样本分布层的入口处以在测试前将红细胞析出。
图4D显示具有一伸出部分(416)的分析盒的另一配置。如图4D显示，伸出部分可具有任何类型的配置或几何形状。举例而言，其可较其余分析盒更狭窄，或可较其余分析盒更宽，如图4D中所示。另外，伸出部分上面可具有多个样本收集口(418)。如上文所述，这些收集口可进一步包含红细胞分离物。
图4E提供一具有伸出部分(420)的分析盒的图例。在此变体中，伸出部分具有经延长椭圆的形状，但如上文所阐述所述伸出部分可具有任何期望的几何形状。图4E的伸出部分具有一样本收集口(422)和一唯一的识别标签(424)。唯一识别标签(424)显示为一条形码，但可使用任何唯一的图案。举例而言，所述图案可通过机械方法或通过印刷制成。同样地，所述唯一的识别标签可为一微芯片或诸如此类。如上文所述，所述唯一的识别标签可使系统或装置能够测定分析盒上测试位点及读数区的位置、数目、及类型，或可直接或间接地提供校准、算法、及测试程序信息。如上文所述，当其中唯一的识别标签在端口外侧时，装置可包括一扫描窗以获得所述标签的图像(与那些在杂货店中所使用的相同)、一扫描或刷扫狭缝(与那些用于信用卡者相同)、及诸如此类。以此方式，在所述标签插入之前通过所述装置可对其进行读取。然而，也可将分析盒完全插入装置中以便可读取唯一的识别标签，且随后将其弹出以便伸出部分再次位于装置端口外侧。
图4F中也显示容许进行电化学分析的接插件(430)。举例而言，接插件(430)可插入装置内部相应的插口中。类似地，所述接插件可更改为POGO插脚用于连接至相应的插口。应了解，尽管图4A至4F描绘多种其中分析盒具有一经配置以自一相应装置伸出的部分的配置，但所述分析盒不必具有这一伸出部分，例如上文所阐述的那些分析盒。
图5A显示一可在样本分布层自身中使用红细胞分离物的配置。以此方式，仅那些需要除去红细胞的测试将具有红细胞分离物。图5A中显示一种达成此目的的方式。所示为经配置以检测五种分析物的样本分布层(500)。红细胞分离物屏障(502)可紧靠着置于测试位点口(504)的前面。因此，当全血(508)流经样本分布层并遇到红细胞分离物屏障(502)时，红细胞从样本中除去仅留下血浆(506)。血浆(506)继续穿过测试位点口(504)以进行测试。类似地，在不存在红细胞分离物屏障(502)处，全血继续穿过测试位点口(504)以进行测试，如(510)所描绘。尽管红细胞分离物(502)在图5A中描绘为具有相同的一般性质，但应了解，若期望，各红细胞分离物可不同。即，一种红细胞分离物可使用植物蛋白质类，而另一种可使用抗红细胞抗体。
红细胞分离物也可纳入一聚合物小珠中。举例而言，当与一全血样本接触时，所述小珠可发生膨胀。然而，膨胀的聚合物小珠中的孔可配置成足够小而将红细胞排除在外，仅允许血浆通过。适于形成此类小珠的聚合物实例为由pH值变化引发膨胀的酸性或碱性水凝胶类，及由离子强度变化引发膨胀的离子水凝胶类。这些物质在受控的药物递送领域中为人们所了解。用聚乙烯醇制造的水凝胶类阐述于(例如)美国专利第6,608,117号，其全部内容皆以引用的方式并入本文中。其它适宜的水凝胶材料包括水解的聚丙烯腈、聚丙烯酰胺、淀粉、明胶剂、及诸如此类。
图5B显示测试位点如何可定位于样本分布层的顶部。所示为分析盒(512)，其包括一样本分布层(514)、及一经配置以自一相应的测量装置(516)伸出的部分。在此实例中，部分(516)上具有一样本端口(518)。也显示测试位点(520)，此处显示为三层。如上文说明，测试位点可使用许多层。
如上文所述，本文所述分析盒及装置可使用许多种检测或定量技术。即，一测试位点可使用一种技术，而在若干其它位点可使用另一种技术。适宜技术包括：酶分析、免疫测定、荧光标记及测量、化学发光标记及测量、电化学发光标记及测量、反射系数测量、透射率测量、吸光率测量、浊度测量、电化学、及诸如此类。图6A和6B提供样本测试位点配置的说明性图解说明。
图6A所示为一适合与本文所述装置一同使用的分析盒(600)的剖面图。分析盒(600)包括一底层(602)、一样本分布层(604)、及一测试位点层(606)。图6A中绘示的测试位点层(606)具有两个非多孔部分(608)以阻止液体流至其中。所述测试位点层也具有一结合区(610)。如本文所用，术语结合区意欲描述由一扩散固定的结合物占据的测试位点区域，一结合物为任一与结合对的一特异性结合成员偶合的标记物。例示性结合成员包括(但不限于)：分析物、分析物类似物、抗体、核酸类或其片段、外源凝集素、及诸如此类。例示性标记物包括(但不限于)：荧光分子或微颗粒、酶类、辅酶类、及诸如此类。结合区(610)中所示为扩散固定的结合物，其应结合至一目标分析物或结合至一非扩散固定的特异性结合成员。
在图6A中所绘示的变体中，特异性结合成员可为一抗体，且测试位点可经配置以运行均相免疫测定法(即，一在测量前不需要自结合的结合物中分离出游离的分析物的免疫测定)。按照运行一既定反应所需要，结合区中通常也包括其它试剂、底物、酶类、及指示物。因此，在此设计中，结合区与指示区(即，由诸如酶和酶底物等信号显现试剂占据的测试位点区)相同。当涉及多个测试位点配置时，下文将更详细地阐述这些区域。
图6B中绘示了另一变体，这次具有两个测试位点层。所示为分析盒(612)的剖面图。所述分析盒包括底层(614)、样本分布层(616)、及测试位点层(618)和(624)。测试位点层(618)具有非多孔部分(620)及一结合区(622)。测试位点层(624)具有非多孔部分(626)及一指示区(628)。与图6A中绘示的测试位点的情况相同，图6B中的测试位点可经配置以运行一均相免疫测定法。然而，此处结合区及指示区是分离的。以此方式，指示物可与特异性结合成员分开，此可有利于(例如)减小本底颜色的生成。图6C提供图6A及6B测试位点的顶视图。如此处所示，分析物应在紧靠着结合区位置(630)上方被检测。分析盒中的样本分布层用虚线绘示为(632)。
图7A提供另一适宜分析盒配置的剖面图，此处具有一带有分开的结合及捕获区的测试位点。因此，举例而言，图7A的测试位点可经配置以执行一异相免疫测定(即，一需要在测量前自结合的结合物分离出游离的结合物的免疫测定法)。分析盒(700)包括底层(702)、样本分布层(704)、及测试位点层(706)及(712)。测试位点层(706)具有非多孔部分(708)、及一结合区(710)。结合区(710)，与上文所述相似，可含有结合物及/或其它试剂(此处通过小点表示)。在测试位点层(712)内紧靠结合区(710)上方为捕获区(716)，在此处通过结合或反应捕获结合物。如本文所用，短语“捕获区”意欲描述一其中结合物是由非扩散固定的特异性结合成员结合的测试位点区域。额外液体，包括非结合试剂，继续穿过测试位点层(712)流动直至到达非多孔屏障(714)。
图7B中提供图7A的顶视图。如所示，结合物在与捕获区(716)相对应的位置(718)处经捕获用于检测。非捕获试剂及额外试剂材料被冲洗出到达位置(720)，其对应于非多孔区域(714)前面的位置。图7B中也显示样本分布层(722)，此处显示为虚线，因其定位于最顶部测试位点层下方两个层处。
图8A提供一适宜分析盒配置的另一横截面图。与图7A的配置相似，测试位点可经配置以执行一异相免疫测定(例如夹心免疫测定、竞争免疫测定、消减免疫测定等)，只是在此配置中，结合区(818)及捕获区(822)处于相同测试位点层(812)中。此处，分析盒(800)包括底层(802)、样本分布层(804)、及测试位点层(806)和(812)。测试位点层(806)具有非多孔部分(808)及一用于使液体流过的多孔部分(810)。以此方式，样本可自样本分布层(804)可流过多孔部分(810)到达测试位点层(812)通向多孔部分(816)。然后，样本流过结合区(818)，分析物在此处与其中包含的试剂结合或反应。然后，反应的分析物(例如，分析物与其经标记的特异性结合成员间的络合物或经标记的结合物)继续流过多孔部分(820)，并到达捕获区(822)，在此处，游离结合物或分析物∷结合物的络合物经由反应或结合而被捕获。额外的未反应分析物及未结合的试剂继续流过多孔部分(824)，但停止于非多孔部分(814)前面的部位(826)。图8B中提供了图8A的顶视图。用于检测的读数区显示在位置(828)，其对应于捕获区(822)。样本分布层显示为(830)。
图9A中绘示一适宜分析盒的另一配置。与图8A中绘示的分析盒相同，图9A分析盒的测试位点可经配置运行异相免疫测定。此处，结合区(914)不位于与捕获区(922)相同的测试位点层(916)中。相反，结合区(914)位于测试位点层(910)中。结合区(914)由非多孔区域(912)环绕。在此配置中，样本流过样本分布层(904)，按箭头标示，穿过结合区，并随后到达测试位点层(916)。然后，游离结合物或分析物与结合物的络合物在捕获区(922)被捕获。未反应的分析物及未结合试剂继续流过多孔部分(924)，直至其停止于非多孔区(918)前面的位置(926)。图9B中提供图9A的顶视图。用于检测的读数区位于位置(928)，其对应于捕获区(922)。样本分布层显示为(930)。
捕获区可藉由使试剂微粒与期望组份(例如抗体或抗原)一同沉积至膜或其它多孔材料上而制得。所述试剂微粒可经吸附或化学耦合至膜或多孔材料表面。另外，可对微粒的大小及化学特性进行安排以使其不会移动(例如微粒直径可经配置以大于捕获区材料的平均孔径)。捕获区也可按照业内那些熟练的技术人员所熟悉的制程通过使期望组份(抗体、抗原、抗原类似物)与膜或多孔材料直接结合而制得。
如上文所述，本文所述系统、装置、及分析盒可经配置以容许使用一种以上的测量技术测试一种以上的分析物。即，分析盒可具有(例如)5个测试位点，其中一个可经配置以采用荧光测量，其中三个可经配置以采用反射系数测量，且其中一个可经配置以采用化学发光测量。尽管图中各处未详细显示能够执行电化学检测的测试位点，但应了解，具有能执行电化学检测的测试位点的分析盒也涵盖于本发明范围内(例如具有多种电化学传感器的分析盒或具有与电化学试剂接触的电极的测试位点的分析盒)。也提供容许光透射测量的测试位点配置。
图10所绘示为说明一容许光测量的测试位点的适宜分析盒配置剖面图。如所示，分析盒(1000)包括非多孔底层(1002)、非多孔透明膜层(1008)、样本分布层(1010)、及非多孔透明顶层(1014)。底层(1002)及样本分布层(1010)具有若干不透明区域，分别绘示为(1004)及(1012)。在此实例中，不透明区域(1012)也是非多孔的以阻止样本流过。以此方式，光(L)可穿过底层的透明部分(1006)照射。样本自左侧流进样本分布层(1010)中。
在此配置中，光(L)穿过样本分布层(1010)，在此处，其将穿过其中包含的化妆品及分析物透出。然而，因为样本被阻止穿过非多孔区(1012)，透明区(1013)应不含有样本，且因此无分析物，并可因此而用作对照。可穿过测试区(1011)透出的光(L)可检测处于其相应波长的分析物，并将信息传递给检验器(D)。同样地，穿过对照区(1013)的光照射将担当对照光路径(CLP)。
图11A及11B显示采用多个透明区域的分析盒配置的变体。如图11A中所示，分析盒(1100)包括非多孔底层(1102)、样本分布层(1108)、及非多孔顶部透明层(1110)。在此变体中，来自一适宜光源的光线(L)穿过顶部透明层(1110)照射，穿过样本分布层(1108)，并随后自底层(1102)的部分(1101)反射开。所述反射光随后自底层(1102)的相对部分(1103)反射开，并继续行进穿过样本分布层(1108)及顶部透明层(1110)返回通过检验器(D)进行检测。用于反射所述光的底层部分可以任何适宜方式制备。举例而言，所述底层可经模塑而包括多个角，或可将额外部分粘附至所述底层以按需要产生所述角。可按期望对角(1104)及(1106)加以调节以增加、减少、或改变反射光的图样。
图11B的配置与图11A的配置相同，只是经配置以反射光的部分位于样本分布层(1116)(与底层(1114)相对)。因此，由于经配置以反射光的部分不位于底层(1114)，底层不必是透明的。使经配置以反射光的部分定位于样本分布层(1116)可有助于增加检测灵敏度。与图11A的配置的情况一样，可用任何适宜形式对图11B中的角(1118)及(1120)加以调节以调节经反射穿过所述部分的光的波长及图像。
IV.结合或指示区配置
如上文所述，存在多种适合的结合区或指示区配置。所选择的配置通常取决于欲执行测试的化学性质。一般而言，这些配置以通过考虑欲测量分析物的浓度范围及所述分析物的分子量和结构而进行设计。
举例而言，某些分析物可以高浓度存在，并将作为一与酶类或颜色形成试剂反应的结果而检测。这些分析物可直接地或通过在指示区形成络合物或与试剂反应而进行测量。属于此类型的例示性分析物包括：锂、钠、血红蛋白、胆红素、及诸如此类。
分析物也可为非酶促或酶促氧化还原反应的。这些类型的氧化还原反应之发生可伴有或不伴有普通氧化还原中间物的必然生成，例如氧化形式或还原形式的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(“NAD”或“NADH”)、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(“NADP”)、氧化形式或还原形式的黄素腺嘌呤二核苷酸(“FAD”及“FADH2”)、及过氧化氢。同样地，这些反应之发生可伴有或不伴有自一电化学传感器获得或失去电子。当氧化还原中间物生成时，其可视情况氧化或还原显色底物。适合此种形式检测的分析物包括(但不限于)：总胆固醇、HDL-胆固醇、葡糖、β-羟丁酸、血红蛋白、及诸如此类。
某些分析物可通过水解酶解离而产生一具有容许通过物理方法(例如比色测定法、反射测量法、荧光法、电化学法等等)直接对其进行检测的特性的物质或具有与上文所阐述情况相同的氧化还原反应性的物质(例如胆固醇酯类、甘油三酯类等等)。对于按照上述标准具有反应性、但存在浓度太低而使直接的氧化还原反应或检测不可测量的分析物可能适合使用免疫化学的或其它特异性结合的分析法。同样地，对于按照上述标准不具反应性的分析物，可能适合使用免疫化学的或其它特异性结合的分析法。
对于具有一个或几个可与抗体结合的抗原表位的低分子量分析物，可能适合使用均相或异相竞争的或竞争性抑制免疫测定。属于此类型的例示性分析物包括：丙戊酸、酰胺咪嗪、皮质醇、甲状腺素(“T4”)、三碘甲腺原氨酸(“T3”)、地高辛(digoxin)、苯妥英(phenytoin)、苯巴比妥(phenobarbitol)、茶碱(theophylline)、及诸如此类。
对于具有一种以上抗原表位的高分子量化合物，视分析物浓度而定，可能适合使用采用一或两种抗体的异相或均相免疫测定(夹心免疫测定、竞争免疫测定或竞争性抑制免疫测定)。属于此类型的分析物包括(但不限于)：血红蛋白Ale(“HbAlc”)、绒毛膜促性腺激素(“hCG”)、促甲状腺激素(“TSH”)、高灵敏度TSH、脑促尿钠排泄肽(“BNP”)、心肌肌钙蛋白I(“cTnl”)、肌酸激酶同功酶MB(“CKMB”)、细胞因子类、微量白蛋白、肌红蛋白、及诸如此类。若分析物以极低浓度存在，可能适合使用采用荧光微粒或一酶标记物的夹心免疫测定法。也可采用化学发光检测来帮忙改良灵敏度。
若分析物为酶或其它具有催化活性的大分子，可能具有一种以上合意的可能测试位点配置。举例而言，可采用一或多种底物来执行活性测定，将所述底物转变成一或多种可直接或间接检测的产物。属于此类型的例示性分析物包括：天冬氨酸氨基转移酶(“SGOT”)、丙氨酸氨基转移酶(“ALT”)、碱性磷酸酶(“ALK-P”)、淀粉酶、肌酸激酶(“CK”)、及诸如此类。同样地，当分析物为CKMB或诸如此类时，可使用如上文针对高分子量化合物概述的大体积测定(夹心免疫测定、竞争性免疫测定、或竞争性抑制免疫测定)。
V.测试位点配置
以下为可与本文所述分析盒一同使用的多种测试位点配置的实例。应了解，这些实例并不包括或排斥知县与所述分析盒一同使用的测试位点配置的许多变体。这些实例不具有限制性且仅用于说明性目的。
A.酶蛋白复活免疫测定系统(“ARIS”)测定
此类型的均相免疫测定适用于诸如丙戊酸、酰胺咪嗪、或甲状腺素等小分子分析物，但其也可用于检测诸如免疫球蛋白类等较大的分析物。构建一结合物，其中分析物与黄素腺嘌呤二核苷酸(“FAD”)共价地偶联。此结合物与样本中未经标记的分析物竞争地与一特异性抗体结合。由于与来自样本的游离分析物竞争，不与抗体结合的FAD-结合的分析物可自由地与脱辅基葡萄糖氧化酶结合，从而将其激活。所得葡萄糖氧化酶活性与样本中分析物的数量成正比。
举例而言，现参照图6A，结合区(610)可能含有：脱辅基葡萄糖氧化酶、一形成的FAD-分析物：：抗分析物抗体络合物、葡萄糖、辣根过氧化物酶(“HRP”)、及一生色的、发荧光的、或化学发光的HRP底物。当样本将自FAD-分析物自FAD-分析物∷抗分析物抗体络合物上竞争下来时，所述FAD-分析物自由地与脱辅基葡萄糖氧化酶结合，因此将其激活。在图6B中，结合区(622)可能含有：脱辅基葡萄糖氧化酶、一形成的FAD-分析物：：抗-分析物抗体络合物、及HRP，同时指示区(628)可能含有葡萄糖及一生色的、发荧光的、或化学发光的HRP底物。
B.酶放大免疫测定技术(“EMIT”)测定
此类型均相免疫测定特别适用于小分子分析物，例如苯妥英、丙戊酸、及甲状腺素，但其也可用于检测较大分析物，例如免疫球蛋白类。构建一结合物，其中分析物与一酶共价地偶合。此结合物与样本中未经标记的分析物竞争地与一特异性抗体结合。在一实例中，与抗体结合的分析物结合酶展示还原活性。样本中存在的分析物将竞争抗体结合，释出分析物结合酶。因此，样本中分析物的浓度越高，观察到的酶活性就越高。与仅仅终末点完全不同，使用适宜的温度监测并通过系统或装置的校正，可对一反应速率进行测定。(实际上，在某些实例中，应非常需要温度监测，举例而言，当对酶的活性直接进行测量时。)
举例而言，现参照图6A，结合区(610)可能含有一形成的分析物-酶：：抗分析物抗体络合物、连同一酶底物。当样本将分析物-酶自分析物-酶：：抗分析物抗体络合物上竞争下来后，所述分析物-酶自由地担当其生色的、发荧光的、或化学发光的底物。因此，颜色生成速率与样本中分析物的浓度成正比。同样地，现参照图6B，结合区(622)可能含有形成的分析物-酶：：抗-分析物抗体络合物，同时指示区(628)可能含有生色的、发荧光的、或化学发光的酶底物。
适用于EMIT测定的典型酶类包括：溶菌酶、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶及β-半乳糖苷酶。
C.竞争性结合测定
在此类测定的一个方案中，样本中的分析物与一经标记的分析物竞争地与一特异性结合配偶体结合。测定结束时与结合配偶体相关的标记数量与样本中分析物浓度成反比。举例而言，在图7A中，结合区(710)可能含有一形成的经标记的分析物∷抗-分析物抗体络合物。当样本接触此络合物时，其与抗体结合位点的结合的标记物竞争，自所述络合物中取代所述标记物。捕获区(716)可能含有一对抗所述第一抗体的非扩散固定的抗体。所述第一抗体连同其剩余的结合的标记物被捕获于此位点。此位点测量的信号与样本中分析物浓度间接成比例。当为丙戊酸盐时，样本中的丙戊酸盐可能与经标记的丙戊酸盐类似物竞争地与山羊抗丙戊酸盐抗体结合。此抗体流向捕获区，于此处被一驴抗-山羊抗体捕获。未结合的分析物及经标记的分析物自捕获区快速流走，且捕获区中的信号与样本中丙戊酸盐浓度间接成比例。
在此测定类型的另一方案中，特异性结合配偶体可负载标记物。在此情况下，未与来自样本的分析物结合的经标记结合配偶体自由地与(例如)固定在一捕获区中的分析物或分析物类似物结合。举例而言，在图8A中，结合区(818)可含有一或多种经标记抗体或其它结合配偶体，对欲测试分析物具有特异性。经标记抗体或其它结合配偶体将与样本中的分析物混合并随后流至捕获区(822)，在此处，未与所述分析物结合的经标记抗体或结合配偶体可与已被固定在那里的分析物结合。举例而言，当为甲状腺素时，经标记抗体可为一抗甲状腺素抗体。不与样本中的甲状腺素反应的经标记抗体将流至捕获区并与被固定在那里的甲状腺素抗原反应。
D.夹心结合测定
此类型的异相测定特别适用于具有至少两个特异性结合位点的大分子分析物，例如人绒毛膜促性腺激素(“hCG”)及促甲状腺激素(“TSH”)。为配置此测定，使两特异性结合配偶体之一与一标记物结合。在反应的第一步骤中，使样本中的分析物与经标记结合配偶体混合并与其结合。反应混合物随后流至捕获区，在此处，使用相同分析物的第二结合配偶体将已经与分析物结合的经标记结合配偶体捕获。在捕获区读取的信号与样本中分析物浓度间接成比例。
举例而言，参照图8A，结合区(818)可能含有一对上述分析物具特异性的经扩散固定的经标记抗体。当样本与此抗体接触时，分析物可与其结合。混合物随后流至捕获区(822)上，在此处，对所述分析物具特异性的第二抗体被非扩散地固定。此抗体可捕获分析物：：经标记抗体络合物。当为血液中的hCG时，结合区中的经标记抗体可能对于hCG上的一抗原表位具有特异性。被固定于捕获区中的抗体随后应对第二抗原表位具有特异性。
E.样本处理以显示颜色
此处，可视情况对一测试样本进行稀释并随后将其添加至分析盒，并用存在于指示区、稀释剂、捕获区、或全部三处的试剂进行处理以产生一可在读数区检测的与所述样本的组份发生的显色反应。当为血液中的血红蛋白时，样本稀释剂可含有一去垢剂用于溶解红细胞，及一氧化剂(例如铁氰化钾)用于将血红蛋白氧化成正铁血红蛋白。在捕获区读取的棕红色与样本中血红蛋白的数量成正比。
F.酶测定
此处，通过将样本添加至包含经扩散固定在指示区中的酶底物的分析盒对酶活性进行测量。混合物流至指示区，在此处发生颜色显示(或任何其它可检测的变化)。在此部位，对信号进行检测。图5中绘示的测试位点配置适用于此此类测定。举例而言，当测试血液中的丙氨酸氨基转移酶(“ALT”)时，将转氨酶反应的底物(α-酮戊二酸及丙氨酸、连同一包含磷酸吡哆醛辅因子的适宜缓冲液)、丙酮酸氧化酶及磷酸钠、及辣根过氧化物酶及其显色底物、TMB或诸如此类扩散地固定于指示区中。当经干燥的材料与包含转氨酶活性的样本重构时，颜色(由氧化的TMB生色团引起的反射系数变化)以一与ALT浓度成比例的速率产生。
G.碱性磷酸酶测定
对于碱性磷酸酶，可通过碱性磷酸酶作用将一发荧光底物(例如4-甲基伞形酮7-磷酸(MUP)水解为荧光化合物(甲基伞形酮)。可使一溶于适宜缓冲液的MUP溶液沉积至指示区中的膜上并加以干燥。当样本再水化物时，MUP以一与血样中碱性磷酸酶浓度成正比的速率水解，产生一成比例的荧光增加速率。根据存储器中储存的算法及校准系数通过处理模块将此荧光增加速率转换成酶单位。
H.总胆固醇氧化还原化学测定
当总胆固醇为反应性分析物时，分析盒可经配置容许下列化学反应：
(胆固醇酯酶)      胆固醇酯类+H2O胆固醇+脂肪酸类
(胆固醇氧化酶)    胆固醇+O2胆甾烯-3-酮+H2O2
(过氧化物酶)      H2O2+指示物H2O+氧化的指示物
(颜色或荧光)
I.制造用于葡萄糖的干试剂测试位点的方法
可将指示物(TMB(N，N，N，N-四甲基-联苯胺)或一发荧光底物(例如被氧化成试卤灵(resorufin)的Amplex Red，得自Molecular Probes公司))、葡萄糖氧化酶、辣根过氧化物酶、及25 mM MES缓冲液的一水溶液(pH值为6)分散至指示区上。液滴大小通常应取决于所用支持物的厚度，且可自约0.1μL至约5μL变化。当液滴由位于指示区的的膜支持物吸收后，可随后将分析盒转移至一烘箱(40℃)中，在低相对湿度(低于10％)下用持久不变的空气环流保存。当液体已蒸发后，可取出分析盒并转移至一包含一带有少量干燥剂(例如约0.5g至约1.0g分子筛材料或硅胶)的小包的箔层压材料小袋中。随后可用加热封口机将所述小袋密封并进行储存，直至需测试时。
此外，应了解，在上文刚刚阐述的所有例示性测试位点配置中，读数区处的可检测变化(反射系数、荧光、颜色、透射率、吸光率等的变化)不必位于分析盒上一精确位置。与处理模块相结合的阵列检测器及其成像分析能力使系统能够识别测试位点读数区的位置、并使系统能够测定可获取定量信息的最佳图像部分。
VI.试剂盒
也提供用于检测或定量至少两种不同分析物的试剂盒。举例而言，试剂盒可包括一系统及一分析盒。试剂盒的系统可为上文所述系统的任何一种，举例而言，一包含一装置、存储器、及一处理模块者。所述装置通常包括一经配置以接纳一分析盒之至少一部分的端口、一光源、及一阵列检测器。
在某些变体中，分析盒的至少一部分可经配置自所述装置的端口伸出。以此方式，所述突出部分可包括：一红细胞分离物、一唯一的识别标签、或两者的混合物，如上文所述。分析盒也可为可弃式，举例而言，经配置供一次性使。试剂盒的分析盒也可包装在一密封(但可打开)的防潮包装中。
同样地，试剂盒可包括分析盒自身或多个分析盒的包。以此方式，不同分析盒可在一起运送，其中各分析盒具有不同(或类似)的诊断或分析性能。试剂盒也可包括使用所述分析盒、装置、或系统的技术说明书。
VII.方法
如自本文各处可明显看出，也提供使用本文分析盒及装置检测或定量至少两种不同分析物的方法。一般而言，所述方法包括：下列步骤：获得一上面具有至少两个测试位点的分析盒的校准信息、使用一陈列装置获得所述分析盒的图像、执行分析盒的图像分析以识别至少一个读数区的位置，并循环经过所述测试所需要的特定检测或定量技术。使用至少两种不同的检测技术。另外，也提供检查一或多个测试结果的方法，其中所述测试结果由本文所述方法产生。也提供使用本文所述技术诊断或协助诊断疾病或病况的方法。
如已加以阐述，本文所述系统、装置、分析盒、试剂盒、计算机可读媒体、及方法可提供使用至少两种不同技术对一单份样本中至少两种不同分析物的检测或定量。然而应了解，所述系统、装置、分析盒、试剂盒、计算机可读媒体、及方法不受本文阐述的明确实例的限制。因此，欲将上文所述系统、装置、分析盒、试剂盒、计算机可读媒体及方法的变体(其对于业内那些熟练的技术人员而言显而易见)涵盖于随附申请专利范围的范围内。

Claims (76)

1、一种分析盒，其包括用于检测或定量至少两种不同分析物的具有至少两个测试位点读数区的至少两个测试位点，且经配置以使用至少两种不同技术检测或定量所述至少两种不同分析物，其中所述至少两个测试位点读数区的至少一个的位置不依赖于一相应的测量装置。
2、如权利要求1所述的分析盒，其中所述至少两种不同分析物在结构及化学上相同，但具有不同浓度。
3、如权利要求1所述的分析盒，其中所述技术独立地选自由下列技术组成的群组：酶分析、特异性结合测定、免疫测定、核酸杂交分析、荧光标记、化学发光标记、电化学发光标记、荧光测量、化学发光测量、电化学发光测量、反射系数测量、透射率测量、吸光率测量、浊度测量、电化学、及其组合。
4、如权利要求1所述的分析盒，其包含至少三个测试位点读数区。
5、如权利要求1所述的分析盒，其包含至少六个测试位点读数区。
6、如权利要求1所述的分析盒，其中至少一个测试位点经配置以检测或定量一作为治疗、疾病、病症、或病患特异性的分析物。
7、如权利要求1所述的分析盒，其中至少一个测试位点经配置以检测或定量一作为一滥用物质的分析物。
8、如权利要求1所述的分析盒，其中至少一个测试位点经配置以检测或定量一作为一医药或其一副产物的分析物。
9、如权利要求1所述的分析盒，其中至少一个测试位点经配置以检测或定量一作为一环境毒素或污染物的分析物。
10、如权利要求1所述的分析盒，其中至少一个测试位点经配置以检测或定量一作为一生物学或化学战剂的分析物。
11、如权利要求1所述的分析盒，其中所述至少两个测试位点具有不同高度。
12、如权利要求1所述的分析盒，其进一步包含一唯一的识别标签。
13、如权利要求12所述的分析盒，其中所述唯一的识别标签选自由一条形码、一机械图样、一微芯片、及一印刷图样组成的群组。
14、如权利要求1所述的分析盒，其中所述分析盒安放在一密封但可打开的防潮包装中。
15、如权利要求1所述的分析盒，其经配置以接收一约20μL或更小的取样体积。
16、如权利要求1所述的分析盒，其经配置以接收一体液样本。
17、如权利要求16所述的分析盒，其中所述体液选自由全血、血浆、血清、汗液、唾液、眼泪、组织液、脊髓液、眼液、脓汁、乳汁、精液、羊水、阴道分泌物、粘液分泌物、及尿液组成的群组。
18、一种分析盒，其包含：
一底层，其中所述底层的至少一部分是非多孔的；
一样本分布层；及
具有至少两个测试位点读数区的至少两个测试位点；
其中所述测试位点邻接于所述样本分布层或嵌入其中且经配置以使用两种不同技术检测至少两种分析物，且
其中所述至少两个测试位点读数区的至少一个的位置不依赖于一相应的测量装置。
19、如权利要求18所述的分析盒，其中所述至少两种不同分析物在结构及化学上相同，但具有不同浓度。
20、如权利要求18所述的分析盒，其中所述样本分布层的至少一部分由一多孔材料制成。
21、如权利要求18所述的分析盒，其中所述样本分布层为一开放通道毛细管层。
22、如权利要求18所述的分析盒，其进一步包括一红细胞分离层。
23、如权利要求18所述的分析盒，其进一步包括一保持层，其中所述保持层经配置以将所述底层、所述样本分布层、及所述测试位点粘附在一起。
24、如权利要求18所述的分析盒，其包含至少三个测试位点读数区。
25、如权利要求18所述的分析盒，其包含至少六个测试位点读数区。
26、如权利要求18所述的分析盒，其中至少一个测试位点经配置以检测或定量一作为治疗、疾病、病症、或病患特异性的分析物。
27、如权利要求18所述的分析盒，其中至少一个测试位点经配置以检测或定量一作为一滥用物质的分析物。
28、如权利要求18所述的分析盒，其中至少一个测试位点经配置以检测或定量一作为一医药或其一副产物的分析物。
29、如权利要求18所述的分析盒，其中至少一个测试位点经配置以检测或定量一作为一环境毒素或污染物的分析物。
30、如权利要求18所述的分析盒，其中至少一个测试位点经配置以检测或定量一作为一生物学或化学战剂的分析物。
31、如权利要求18所述的分析盒，其中所述至少两个测试位点具有不同高度。
32、如权利要求18所述的分析盒，其进一步包含一唯一的识别标签。
33、如权利要求32所述的分析盒，其中所述唯一的识别标签选自由一条形码、一机械图样、一微芯片、及一印刷图样组成的群组。
34、如权利要求18所述的分析盒，其中所述分析盒安放在一密封但可打开的防潮包装中。
35、如权利要求18所述的分析盒，其经配置以接收一约20μL或更小的取样体积。
36、如权利要求18所述的分析盒，其经配置以接收一体液样本。
37、如权利要求36所述的分析盒，其中所述体液选自由全血、血浆、血清、汗液、唾液、眼泪、组织液、脊髓液、眼液、脓汁、乳汁、精液、羊水、阴道分泌物、粘液分泌物、及尿液组成的群组。
38、一种用于检测或定量至少两种不同分析物的系统，其包括：
一装置，其中所述装置包括
一经配置以接收一分析盒的至少一部分的端口，所述分析盒具有至少两个测试位点读数区且所述部分具有至少一个测试位点读数区，
一光源，及
一阵列检测器；
存储器；及
一处理模块，其经配置以接收来自所述阵列检测器的信号并执行所述分析盒的一图像分析以识别所述测试位点读数区的至少一个的位置，
其中所述系统容许使用至少两种不同的检测或定量技术来检测或定量所述至少两种分析物。
39、如权利要求38所述的系统，其中所述技术独立地选自由下列技术组成的群组：酶分析、特异性结合测定、免疫测定、核酸杂交分析、荧光标记、化学发光标记、电化学发光标记、荧光测量、化学发光测量、电化学发光测量、反射系数测量、透射率测量、吸光率测量、浊度测量、电化学、及其组合。
40、如权利要求38所述的系统，其中所述处理模块经配置以测定一误差情况。
41、如权利要求40所述的系统，其中所述误差情况选自由下列情况组成的群组：一到期的分析盒、一不足的取样体积、一不可能的分析物值、一试剂不良、一机械故障、一电子故障、及其混合情况。
42、如权利要求38所述的系统，其进一步包括一服务器连接线。
43、如权利要求38所述的系统，其中所述处理模块可自动升级。
44、如权利要求38所述的系统，其经配置以读取所述分析盒上一唯一的识别标签。
45、如权利要求38所述的系统，其中所述系统自动校准。
46、如权利要求38所述的系统，其进一步包括非易失性存储器。
47、如权利要求38所述的系统，其进一步包括一计算机。
48、一种用于检测或定量至少两种不同分析物的试剂盒，其包括：
如权利要求38所述的系统；及
一具有测试位点的分析盒，所述测试位点进一步具有测试位点读数区。
49、如权利要求48所述的试剂盒，其中所述分析盒的至少一部分经配置以自所述装置的所述端口伸出。
50、如权利要求49所述的试剂盒，其中所述伸出部分包含一红细胞分离物。
51、如权利要求48所述的试剂盒，其中所述分析盒为可弃式的。
52、一种用于检测或定量至少两种不同分析物的装置，其包括：
一经配置以接收一分析盒的至少一部分的端口，所述分析盒具有至少两个测试位点读数区且其所述部分具有至少一个测试位点读数区，
一光源；
一阵列检测器；
存储器；及
一处理模块，其经配置以接收来自所述阵列检测器的信号并执行所述分析盒的一图像分析以识别所述测试位点读数区的至少一个的位置，
其中所述装置容许使用至少两种不同的检测或定量技术来检测或定量所述至少两种分析物。
53、如权利要求52所述的装置，其进一步包括偏振光学结构。
54、如权利要求52所述的装置，其中所述光源包括至少一个LED。
55、如权利要求52所述的装置，其中所述光源包括一白炽灯。
56、如权利要求52所述的装置，其中所述阵列检测器包括CCD或CMOS技术。
57、如权利要求52所述的装置，其中所述装置占用不超过约1立方英尺的体积。
58、如权利要求52所述的装置，其中所述技术独立选自由下列技术组成的群组：酶分析、特异性结合测定、免疫测定、核酸杂交分析、荧光标记、化学发光标记、电化学发光标记、荧光测量、化学发光测量、电化学发光测量、反射系数测量、透射率测量、吸光率测量、浊度测量、电化学、及其组合。
59、如权利要求52所述的装置，其中所述处理模块经配置以测定一误差情况。
60、如权利要求59所述的装置，其中所述误差情况选自由下列情况组成的群组：一到期的分析盒、一不足的取样体积、一不可能的分析物值、一试剂不良、一机械故障、一电子故障、及其混合情况。
61、如权利要求52所述的装置，其经配置以读取所述分析盒上一唯一的识别标签。
62、如权利要求52所述的装置，其进一步包括一后备电源。
63、如权利要求52所述的装置，其进一步包括非易失性存储器。
64、一种计算机可读媒体，其包含用于执行一分析盒的一图像分析的代码，所述分析盒包含用于检测或定量至少两种不同分析物的至少两个测试位点读数区且经配置以使用至少两种不同技术检测或定量所述至少两种不同分析物，其中所述图像分析识别所述测试位点读数区的至少一个的位置。
65、如权利要求64所述的计算机可读媒体，其中所述计算机可读媒体为一固件。
66、如权利要求64所述的计算机可读媒体，其中所述计算机可读媒体为一软件。
67、一种使用至少两种不同检测或定量技术检测或定量一单个分析盒上的至少两种不同分析物的方法，其包括以下步骤：
获得一具有至少两个测试位点读数区的分析盒的校准信息；
使用一阵列检测器获得所述分析盒的一图像；
执行所述分析盒的一图像分析以识别所述测试位点读数区的至少一个的位置；及循环经过与所述测试位点读数区所需要的所述检测或定量技术相对应的特定检测或定量技术，其中使用至少两种不同技术。
68、一种用于检测或定量分析物的装置，其包括：
一经配置以接纳一分析盒的至少一部分的端口，所述部分具有至少一个测试位点读数区；及
一处理模块，其中所述处理模块可自动升级。
69、如权利要求68所述的装置，其中所述处理模块可自一远距离源自动升级。
70、如权利要求69所述的装置，其中所述远距离源可经由一电话数据连接接达。
71、如权利要求69所述的装置，其中所述远距离源可经由一因特网连接接达。
72、如权利要求69所述的装置，其中所述处理模块可自动从一远距离源获得批次特有的校准信息。
73、如权利要求69所述的装置，其中所述处理模块可自动从一远距离源获得批次特有的有效期信息。
74、如权利要求69所述的装置，其中所述处理模块可自动从一远距离源获得软件算法。
75、如权利要求69所述的装置，其中所述处理模块可自动从一远距离源接收关于维护、修复、或机械升级的通知。
76、一种用于检测或定量至少一种分析物的方法，其包括以下步骤：
提供一装置，所述装置包括：一经配置以接纳一分析盒的至少一部分的端口，所述部分具有至少一个测试位点读数区；及一处理模块，其中所述处理模块可自动升级；
允许所述处理模块自动升级；及
使用所述升级的处理模块计算至少一个测试结果。
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