分析物检测方法和设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本说明书涉及一种用于在测试液体中检测感兴趣的分析物的侧流免疫测定测试 设备。
[0002] 本说明书还涉及一种操作侧流免疫测定测试设备以便在测试液体中检测感兴趣 的分析物的方法。
[0003] 本说明书还涉及一种处理检测器输出的方法、用于实现所述方法的计算机程序产 品和包括所述计算机程序产品的计算设备。
[0004] 本说明书还涉及一种测定工具（kit)，包括测试设备和计算机程序产品和/或计 算设备。
【背景技术】
[0005] 侧流免疫测定测试（LFT)是用于快速确定是否在样品液体中存在目标分析物的 流行诊断工具。传统的侧流测试装置包括样品分析物沿其流动的细长膜。样品分析物可以 包含或可以不包含感兴趣浓度级的特定分析物。通常，在特定测试区域，所述膜被分子浸 透，选择这些分子是由于这些分子与感兴趣分析物或与可以跟分析物缀合的标注（标记） 反应物分子起反应。标注标记反应物的示例包括通常为红色的金纳米颗粒以及通常为蓝色 的聚苯乙烯球。浸透分子通常是生物受体。在样品中存在感兴趣分析物导致标注反应物在 测试区域处积累。假定标注反应物是光学活性的，一旦在测试区域处积累了足够高浓度的 标注反应物，测试装置的用户可以观察到该现象。测试区域通常被定义为测试线，测试线横 跨膜延伸而非沿膜明显延伸，所以可以具有如下维度：膜的宽度（横跨膜）~0. 5-1. 5_， 通常是Imm (沿着膜）。
[0006] 为了避免错误-否定结果（或在一些情况下，例如，竞争性测定的情况下，是错误 肯定结果），侧流测试通常包括控制区域，标注（标记）反应物分子也可以在控制区域处积 累。控制区域处存在视觉改变提供了对沿所述侧流测试装置有足够流体的确认。
[0007] 将LFT用于多种领域，从环境应用到消费者诊断。所熟知的LFT示例是验孕棒。
[0008] LFT可以提供以下主要优点：建立的成熟技术；合理的灵敏度；小样品体积 (volume);相对易于制造，因此易于体积缩放；相对低成本。
[0009] 为了降低用户视觉观看的固有主观性，提出了用集成光学系统代替视觉观察。最 流行的LFT读取器技术是基于对从LFT膜的测试和控制区域以及LCD面板反射的光进行光 学检测，以便显示测试结果。
[0010] Yazawa等人注意到：由于难以设计低成本、灵敏并紧凑的光学检测机制，光学 检测系统还被应用传统的侧流免疫测定。Yazawa等推荐了广泛使用的传统多孔膜的备 选方案，由于他们报告出多孔膜对于定量测量具有不充足的重现性。Yazawa等人提出了 一种集成免疫测定设备（IID)，由两个组件构成：反应室（即，流通道反应器）和用于化 学发光检测的传感器芯片（Y. Yazawa 等人，Immunoassay device integrating plastic flow-channel reactor and RFID sensor chip, 14th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences，2010 年 10 月 3 日 _7 日，格罗 宁根，荷兰）。
[0011] US 2006/0019265提出了一种发光检测系统，用于连同基于色谱的测定设备一同 使用。尽管US'265的系统声称降低了对昂贵光学组件（例如，单色仪或窄发射带宽光学滤 波器）的依赖性，然而需要激励源。这种激励源通常是相对昂贵的。
[0012] 因此，挑战是提供一种节约成本的LFT装置。
【发明内容】
[0013] 本说明书希望提供一种节约成本的侧流免疫测定测试设备，用于在测试液体中检 测感兴趣的分析物。
[0014] 本说明书还希望提供一种操作所述侧流免疫测定测试设备的方法。
[0015] 本说明书还希望提供一种处理检测器输出的方法、一种用于执行所述方法的计算 机程序产品以及一种包括所述计算机程序产品的计算设备。
[0016] 本说明书还希望提供一种测定工具，包括所述测试设备和计算机程序产品和/或 计算设备。
[0017] 根据一个方面，提供了一种针对侧流免疫测定测试条的侧流免疫测定测试设备， 所述测试条包括测试膜，所述测试膜具有包括控制区域和测试区域的半透明部分；
[0018] 所述设备适于容纳测试条，使得至少半透明部分可暴露在环境光下，包括：
[0019] 背衬结构（backing structure)，用于背衬测试条，所述背衬结构包括：
[0020] 第一光学检测器，用于检测通过测试区域的环境光；以及
[0021] 第二光学检测器，用于检测在测试和控制区域外部的另一区域中通过半透明部分 的环境光；
[0022] 其中所述设备适于容纳测试条，使得第一光学检测器与测试区域对齐，第二光学 检测器与所述另一区域对齐。
[0023] 随着标注反应物在所述膜的测试区域处积累，通过测试区域的环境光的量将减 少。通过将第一光学检测器的输出和第二光学检测器的输出进行比较，可以确定由于标注 反应物的积累而引起的吸收度。转而，这意味着可以确定在测试区域处积累的标注反应物 的量。此外，由于将第一和第二检测器输出进行比较可以使能准确确定存在于测试区域中 的标注反应物的量，这意味着环境光足以确定在测试区域处积累的反应物的量。转而，这可 以使能确定在样品中存在的分析物的量。
[0024] 由于测试的膜填充有测试液体，所述膜的半透明度可以改变，例如，所述膜可以变 得更透明。可以由通过所述测试膜的环境光的量的突然改变，来检测这一点。通过得知第 一检测器所在的测试区域和第二检测器所在的所述另一区域之间的距离，可以计算测试液 体的流速。
[0025] 这种流速信息以及分析物的量（如上所述）可以允许将测试结果量化为例如样品 中感兴趣的分析物的浓度。
[0026] 信号随时间的进展同样携带与反应的动力学（kinetics)有关的信息。在一些情 况下，这种信息还可以用于诊断目的。
[0027] 此外，该设备可以实现复用，以便在一个测试中检测多种分析物。例如，可以存在 两个或更多个测试区域，例如，在样品中存在第一分析物可能导致在第一测试区域中积累 第一标注反应物，在样品中存在第二分析物可能导致在第二测试区域中积累第二标注反应 物。可以使用两个检测器以及上述第二检测器，来检测在这两个测试区域中的吸收度，每个 测试区域一个检测器。作为另一示例，如果存在第一分析物R导致来自测试区域中的第一 标注反应物的红色吸光度，存在第二分析物B导致来自测试区域中的第二标注反应物的蓝 色吸光度，则通过检测通过测试区域的环境光，并观察相对通过所述另一区域的环境光是 否存在红光或蓝光，可以确定测试样品中是否存在分析物R和B之一或其二者，并进一步结 合例如流速信息来获得量化结果。
[0028] 因此，根据实施例的侧流测试装置能够测试多于一种类型的测试分子。这在以下 情况中是尤其有用的：需要筛选（screen for)多个不同测试分子，或没有单一测试分子 提供例如特定医疗情况的明显指示符，但是当结合考虑时，多种类型的分子中的每个类型 的分子的存在提供了更明显指示。在传统侧流测试装置中，可能需要多个装置或更复杂的 测试配置，例如，需要复杂的光学路由或多个光电组件。在实施例中，通过仅复制一些特 征一一例如，仅复制另一测试区域、检测器对，侧流测试可以成为复用测试或复用测定，具 有有限的附加复杂性或成本。
[0029] 背衬结构还可以包括：第三光学检测器，用于检测通过控制区域的环境光。所述设 备还适于容纳测试条，使得第三光学检测器与控制区域对齐。
[0030] 由于标注反应物在所述膜的控制区域处积累，通过控制区域的环境光的量将减 小。如上所述，可以通过将来自第三检测器的输出与来自第二检测器的输出进行比较，确定 在控制区域处积累的标注反应物的量。转而，可以指示是否成功地完成了测试。
[0031] 所述测试设备还可以包括外壳，所述外壳包括用于允许环境光进入外壳并通过所 述半透明部分的窗口。
[0032] 这提供了外壳来保护测试条和/或测试设备的背衬结构。所述窗口可以是半透明 衬底，例如，塑料或玻璃，或它可以是外壳内的开口。
[0033] 测试设备还可以包括测试条。
[0034] 测试条可以包括透明膜背衬箔。所述测试条可以使能在制造期间更容易处理所述 膜。
[0035] 透明膜背衬箔的外部表面可以具有亚光纹理。
[0036] 这可以在所述膜干燥时最大化光的散射，和/或在对环境光的透明度方面最大化 干燥和湿润之间的差别。
[0037] 可以将第一、第二和/或第三光学检测器中的至少一个集成到所述膜背衬结构， 使得所述检测器与测试条表面紧密相邻。在检测器和测试条之间选择合适的间隔需要仔细 考虑，具体地，有必要避免传感器的结垢（fouling)(如果传感器与测试条太近，则有可能 发生），然而，如果传感器与测试条太远，则对于不期望的区域的光线污染更有可能泄漏到 检测器中。例如，当将测试条容纳在测试设备中时，检测器可以与测试条相距小于5mm、3mm、 2. 5mm、2mm、L 5mm、1mm、L 0mm、0. 75mm、0. 50mm 或 0· 25mm〇
[0038] 这是不需要复杂光学路径的简单结构。此外，可以可靠地检测所述膜从干燥到湿 润的转换时刻。由于检测器靠近测试条，可能存在较少的光线污染，所述光线污染将有害地 影响光学检测器，从而影响测试结果。换言之，只有通过正确区域的环境光可以到达相关的 检测器，使得可以缓解光污染的影响。
[0039] 背衬结构可以包括第一传感器，所述第一传感器包括检测器的第一阵列，其中所 述第一光学检测器是第一阵列中的检测器之一。
[0040] 这意味着测试区域不必与特定检测器精确对准（in exact registration with)。 而是，测试区域可以与检测器的阵列相对准。这是相关的，因为难以将测试区域布置在测试 膜的特定的预定位置。因此，使用这种传感器允许在布置测试区域时具有更大容限。
[0041] 阵列中的检测器可以是独立可读的，使得所述输出可以是独立可处理的。
[0042] 背衬结构可以包括第二传感器，所述第二传感器包括检测器的第二阵列，其中所 述第二光学检测器是第二阵列中的检测器之一。
[0043] 如上所述，这可以在在测试膜上定位多个区域时提供更大容限。
[0044] 第二阵列中的检测器可以是独立可读的，使得所述输出可以是独立可处理的。
[0045] 如果存在第三检测器，则背衬结构可以包括第三传感器，所述第三传感器包括检 测器的第三阵列，其中所述第三光学检测器是第三阵列中的检测器之一。
[0046] 如上所述，这可以在在测试膜上定位多个区域时提供更大容限。
[0047] 第三阵列中的检测器可以是独立可读的，使得所述输出可以是独立可处理的。
[0048] 如本文所用，可以将光学传感器理解为检测器（通常称作像素）的阵列。具体地， 上述第一、第二和/或第三传感器可以是一个传感器或检测器阵列的一部分一一换言之，一 个（较大的）像素化的传感器可以提供第一、第二和/或第三传感器，因此提供第一、第二 和/或第三阵列，从而提供第一、第二和/或第三检测器。检测器（或像素）可以是独立可 读的，使得所述输出可以是独立可处理的。
[0049] 测试设备还可以包括用于接收来自光学检测器的输出的处理器。
[0050] 所述处理器可以与检测器位于相同衬底上；可以与检测器紧密相邻；或可以与检 测器封装在相同封装内。
[0051] 所述处理器可以与传感器位于相