用于發(fā)光免疫測定的讀取器裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明尤其描述一種用于分析流體樣本中的一個或一個以上分析物的讀取器系統(tǒng)，其包括：殼體(204)，其具有通向套架(301)的至少一個端口(201)，所述套架(301)經(jīng)配置以接納匣筒(107)，所述匣筒(107)包括用于分析流體樣本中的一個或一個以上分析物的經(jīng)垂直定向免疫測定裝置；光學系統(tǒng)(121)，其具有：激發(fā)光學器件，其包括光源(302)及激發(fā)透鏡(305)，所述激發(fā)透鏡(305)經(jīng)配置以透射來自所述光源(302)的光且借此在將匣筒(107)放置于所述套架(301)中時激發(fā)所述經(jīng)垂直定向免疫測定裝置的區(qū)；及收集光學器件，其包括光電傳感器(306)及收集透鏡(307)，所述收集透鏡(307)經(jīng)配置以在將匣筒(107)放置于所述套架(301)中時從所述經(jīng)垂直定向免疫測定裝置收集所發(fā)射光；機電電機系統(tǒng)(106)，其經(jīng)配置以使所述套架(301)相對于所述光學系統(tǒng)(121)沿垂直方向移動，使得所述光學系統(tǒng)(121)可在將匣筒(107)放置于所述套架(301)中時詢問所述經(jīng)垂直定向免疫測定裝置的不同區(qū)；及一個或一個以上數(shù)字處理器(104a、104b)及相關聯(lián)電子器件，其經(jīng)配置以從所述光學系統(tǒng)(121)接收數(shù)據(jù)并控制所述光學系統(tǒng)(121)且控制所述機電電機系統(tǒng)(106)。
【專利說明】用于發(fā)光免疫測定的讀取器裝置
[0001]相關申請案交叉參考
[0002]本申請案主張2011年7月22日申請的第61/510，779號美國臨時申請案的優(yōu)先權(quán)，所述臨時申請案的全文特此以引用的方式并入本文中。
【背景技術】
[0003]免疫測定可用于臨床決策的確定。如此，免疫測定解釋的準確性、可靠性及可重復性在很大程度上為重要的。關于使用領域，此分析在床邊診斷或移動情景中均為重要的。在這些情景中，測試可能由不熟練的技術人員或患者自身來執(zhí)行，同時仍需要維持可追蹤性及準確性。另外，測試及審計數(shù)據(jù)的傳遞是重要的；舉例來說，因為其可能由遠程醫(yī)療專業(yè)人員診查、與醫(yī)院LIMS系統(tǒng)集成或用于檢驗裝置操作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的各種實施例利用基于光致發(fā)光的方法來提供免疫測定中的經(jīng)標記可移動試劑結(jié)合的準確非主觀解釋及流體測試樣本中的分析物存在或濃度的定量。定制算法及裝置補償測定及光學可變性。本發(fā)明的實施例組合便攜性、自動化及通信技術以迎合供床邊診斷情景中的不熟練技術人員使用。
[0005]本發(fā)明的實施例涉及一種用于記錄及解釋光致發(fā)光免疫測定的免疫測定分析系統(tǒng)，本文中稱為讀取器系統(tǒng)。本發(fā)明的實施例對來自免疫測定的一個或一個以上捕獲區(qū)的光致發(fā)光進行定量且借此確定流體樣本內(nèi)的分析物存在的定量或定性測量。
[0006]簡單地說,根據(jù)本發(fā)明的實施例的讀取器系統(tǒng)可包括殼體、光學系統(tǒng)、機電電機系統(tǒng)及一個或一個以上數(shù)字處理器。所述殼體可包含通向套架的至少一個端口，所述套架經(jīng)配置以接納匣筒，所述匣筒包括用于分析流體樣本中的一個或一個以上分析物的經(jīng)垂直定向免疫測定裝置。所述光學系統(tǒng)可包含:激發(fā)光學器件，其包括光源及激發(fā)透鏡，所述激發(fā)透鏡經(jīng)配置以透射來自所述光源的光且借此在將匣筒放置于所述套架中時激發(fā)所述經(jīng)垂直定向免疫測定裝置的區(qū)；及收集光學器件，其包括光電傳感器及收集透鏡，所述收集透鏡經(jīng)配置以在將匣筒放置于所述套架中時從所述經(jīng)垂直定向免疫測定裝置收集所發(fā)射光。所述機電電機系統(tǒng)可經(jīng)配置以使所述套架相對于所述光學系統(tǒng)沿垂直方向移動，使得所述光學系統(tǒng)可在將匣筒放置于所述套架中時詢問所述經(jīng)垂直定向免疫測定裝置的不同區(qū)。所述一個或一個以上數(shù)字處理器可為經(jīng)配置以從所述光學系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)并控制所述光學系統(tǒng)且控制所述機電電機系統(tǒng)的相關聯(lián)電子器件。
[0007]在一些實施例中，讀取器系統(tǒng)包含用于存儲由所述光學系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的非易失性或易失性數(shù)字存儲器。
[0008]在一些實施例中，讀取器系統(tǒng)的殼體進一步包含顯示屏幕、數(shù)據(jù)鍵入裝置(例如小鍵盤或顯示器集成觸摸屏)或充當顯示屏幕及數(shù)據(jù)鍵入裝置的組合式裝置。
[0009]在一些實施例中，光源為發(fā)光二極管(LED)表面安裝式裝置。所述光源還可包含用于準直LED發(fā)射的光的集成透鏡。在一些實施例中，讀取器系統(tǒng)包含具有匹配光學濾光片的多個激發(fā)源，舉例來說，具有各種中心發(fā)射波長的LED。
[0010]在一些實施例中，激發(fā)光學器件包含具有光學孔口的板(例如，吸收或反射板)。所述孔口可與光學激發(fā)路徑對準；且經(jīng)界定以在所述免疫測定裝置上形成特定規(guī)則激發(fā)區(qū)域。在一實施方案中，激發(fā)區(qū)域的寬度為0.3mm到3mm且高度為0.2mm到2mm。
[0011]在一些實施例中，收集透鏡從整個經(jīng)激發(fā)區(qū)收集所發(fā)射光。所述收集透鏡可對所發(fā)射光進行積分并將其引導到對應光電傳感器的中心部分上以供檢測。
[0012]在一些實施例中，激發(fā)或收集光學器件各自包含光學濾光片。舉例來說，所述光學濾光片可為帶通或短通光學濾光片。所述光學濾光片可通過干涉或通過吸收而操作。所述激發(fā)光學器件中的光學濾光片調(diào)諧由免疫測定經(jīng)歷的光學激發(fā)波長。所述收集光學器件中的光學濾光片使與免疫測定的光致發(fā)光標記發(fā)射相關聯(lián)的波長通過，同時阻擋與光學激發(fā)相關聯(lián)的波長。另外或替代地，光學收集濾光片可為機械致動的。
[0013]在一些實施例中，包括經(jīng)垂直定向免疫測定裝置的匣筒位于套架內(nèi)。所述經(jīng)垂直定向免疫測定裝置可包含一個或多個并行經(jīng)垂直定向免疫測定通道。所述一個或一個以上免疫測定通道可各自獨立地包括用于分析一個或一個以上分析物的一個或一個以上測試線。讀取器系統(tǒng)可包含多個光源及多個光電傳感器，其中每一光源及光電傳感器中的每一者專用于每一個別免疫測定通道。所述多個光源可各自具有不同中心波長?？墒褂秒娮宇l率濾波對來自多個光電傳感器的信號進行濾波。舉例來說，可對光電傳感器信號應用電子濾波以探測與免疫測定激發(fā)的工作循環(huán)及因此免疫測定光致發(fā)光相關聯(lián)的信號，同時阻擋低頻率或高頻率系統(tǒng)噪聲。
[0014]在某些實施例中，所述對光源及光電傳感器經(jīng)配置使得在不同時間點詢問不同免疫測定通道。在某些實施例中，所述多個免疫測定通道在空間上分離使得在同時詢問所述多個免疫測定通道時實質(zhì)上不存在不同免疫測定通道及不同光電傳感器之間的串擾。
[0015]在一些實施例中，孔口板包含用于每一光源的孔口。可存在與每一免疫測定通道及光電傳感器相關聯(lián)的專用收集透鏡。所述板可為吸收或反射的。一個或一個以上孔口中的每一者的至少一個尺寸(例如，寬度或高度)在0.1mm到2mm、0.7mm到0.8mm或0.3mm到0.4mm的范圍中。
[0016]在一些實施例中，貫穿匣筒掃描控制光源的光學發(fā)射強度并使其穩(wěn)定。在此情況中，所述激發(fā)光學器件可包含專用激發(fā)源監(jiān)視光電傳感器?？赏ㄟ^對監(jiān)視光電傳感器電子信號的分析來監(jiān)視光源發(fā)射強度。此監(jiān)視信號對激發(fā)源的反饋可起作用以使激發(fā)源的發(fā)射跨越所有掃描穩(wěn)定?？稍谡麄€掃描中針對每一光源的發(fā)射的每一工作循環(huán)執(zhí)行反饋穩(wěn)定?；蛘?，可在每一匣筒掃描開始之前針對每一光源獨立地執(zhí)行反饋穩(wěn)定。在某些實施例中，讀取器系統(tǒng)包含比例-積分-微分控制算法以通過對監(jiān)視光電傳感器信號的分析而最優(yōu)地使光源發(fā)射穩(wěn)定在所要強度下。
[0017]在一些實施例中，光電二極管/透鏡組合件的光學收集平面與光學激發(fā)平面之間存在角偏移?？蛇x擇特定角偏移及配置以便抑制激發(fā)光直接反射到檢測器組合件中，同時維持高效激發(fā)及收集。舉例來說，光學激發(fā)正交于匣筒表面，而檢測是偏移35度。
[0018]在一些實施例中，一個或一個以上數(shù)字處理器收集在所述光學系統(tǒng)掃描所述經(jīng)垂直定向免疫測定裝置時產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。一個或一個以上數(shù)字處理器可處理所述數(shù)據(jù)以對在將所述匣筒放置于所述套架中之前施加到所述免疫測定裝置的流體樣本中的一個或一個以上分析物的量進行定量。
[0019]舉例來說，數(shù)字處理器可根據(jù)測定特定校準參數(shù)使用一算法來表征流體樣本內(nèi)的分析物的存在或量。算法提供流體樣本內(nèi)的分析物濃度的定量、半定量或定性估計。在本發(fā)明的某些實施例中，多個光致發(fā)光免疫測定測定存在于匣筒裝置中，且所述算法提供樣本內(nèi)的所有經(jīng)測試分析物的分析物濃度的獨立定量、半定量或定性估計。
[0020]在一些實施例中，讀取器系統(tǒng)包含在所述一個或一個以上數(shù)字處理器上以軟件實現(xiàn)的一個或一個以上質(zhì)量控制檢查。質(zhì)量控制檢查可包含:掃描數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制檢查，包含對照線展開的檢查、通道清除率的檢查及關于峰值的大小及位置的檢查。另外，讀取器軟件將測試的時間檢驗為在特定測定的到期日期內(nèi)。
[0021]在一些實施例中，讀取器系統(tǒng)包含條形碼讀取系統(tǒng)。條形碼可編碼于匣筒上。條形碼可編碼有與測定匣筒批有關的測定特定校準數(shù)據(jù)。在將匣筒引入到讀取器系統(tǒng)后，可即刻讀取、解釋并將測定特定校準數(shù)據(jù)拷貝到內(nèi)部讀取器存儲器。舉例來說，條形碼讀取系統(tǒng)可為一維或二維的?？删幋a于條形碼讀取系統(tǒng)中的示范性信息包含(但不限于):匣筒類型或批次數(shù)據(jù)的識別、批次制造及到期日期、分析物名稱、匣筒預期響應、批次參數(shù)、峰值探尋參數(shù)、校準參數(shù)及其任何組合。
[0022]在一些實施例中，讀取系統(tǒng)包含用于辨識匣筒插入或移除的至少一個傳感器。所述傳感器可為光學或機械傳感器。舉例來說，可包含一個或一個以上光學發(fā)射源及對應光學傳感器。這些傳感器可固持于匣筒套架內(nèi)，且其定位對應于界定的匣筒插入或匣筒的移除的位置。在此情況中，光學傳感器可為光源與光電傳感器的對偶。此傳感器可位于緊密接近套架的口處。在插入后，匣筒即刻阻止光從傳感器光源傳播到其對應光電傳感器。所述傳感器通過重新開始從傳感器光源到其對應光電傳感器的光傳播來探測匣筒的完全移除。機械開關傳感器可位于套架的底座處。在將匣筒完全插入到套架中后，即刻由匣筒致動此開關，從而使得能夠檢測匣筒插入。在一些實施例中，存在與匣筒實質(zhì)上相同的外部尺寸的物理上分離的質(zhì)量控制組件。此組件可包含在由所述光源激發(fā)后即刻展現(xiàn)經(jīng)表征光致發(fā)光水平的光致發(fā)光材料。舉例來說，光致發(fā)光材料可為或包括浸潰有光致發(fā)光染料、納米晶體、量子點或其任何組合的塑料。一般來說，質(zhì)量控制組件的光致發(fā)光區(qū)域定位于讀取器的光學平面處在與給定匣筒中的免疫測定表面的位置類似的位置處。此外，可以與免疫測定匣筒的方法類似的方法執(zhí)行此質(zhì)量控制組件讀取器掃描。光致發(fā)光區(qū)域可使用經(jīng)掩蔽材料、經(jīng)涂覆材料、多層經(jīng)蝕刻材料或其任何組合界定于所述質(zhì)量控制組件上。光致發(fā)光區(qū)域可經(jīng)圖案化使得所述讀取器系統(tǒng)內(nèi)的光學不對準導致所發(fā)射光的圖案或強度的可預測改變。
[0023]在一些實施例中，讀取系統(tǒng)的一個或一個以上數(shù)字處理器收集在所述光學系統(tǒng)掃描所述質(zhì)量控制組件時產(chǎn)生的數(shù)據(jù)并使用所述數(shù)據(jù)來證實所述讀取器系統(tǒng)以供進一步使用。所述一個或一個以上數(shù)字處理器可收集在所述光學系統(tǒng)掃描所述質(zhì)量控制組件時產(chǎn)生的數(shù)據(jù)并使用所述數(shù)據(jù)來修改所述讀取器系統(tǒng)的內(nèi)部校準因子。所述一個或一個以上數(shù)字處理器可收集在所述光學系統(tǒng)掃描所述質(zhì)量控制組件時產(chǎn)生的數(shù)據(jù)并使用所述數(shù)據(jù)來計算所述光學系統(tǒng)與所述套架之間的光學不對準的程度，例如橫向不對準的方向及程度、聚焦或散焦程度或光學系統(tǒng)傾斜。在此情況中，所述一個或一個以上數(shù)字處理器可控制所述機電電機系統(tǒng)以致動所述光學系統(tǒng)及所述套架且借此使所述光學系統(tǒng)與所述套架成光學對準。[0024]在一些實施例中，讀取器系統(tǒng)包含用于檢測并報告所述套架的相對位置的行進傳感器。所述行進傳感器可為光學或機械的。
[0025]在一些實施例中，讀取器系統(tǒng)包含用于在讀取免疫測定匣筒或來自所存儲存儲器的數(shù)據(jù)之后印出掃描結(jié)果及數(shù)據(jù)的硬副本的打印機。此打印機可并入于讀取器裝置的殼體內(nèi)或提供為單獨組件。在打印機為單獨組件的情況中，所述打印機可使用USB、以太網(wǎng)或串行端口連接與讀取器介接?？芍苯訌淖x取器系統(tǒng)或經(jīng)由單獨電力供應組件將電力提供到打印機裝置。
[0026]在一些實施例中，讀取器系統(tǒng)包含用于檢驗免疫測定批響應的處理算法。此算法分析以指定濃度的對照液體運行的指定批的一個或一個以上免疫測定匣筒的響應。所述算法將預期響應與從這些匣筒發(fā)現(xiàn)的響應進行比較并將免疫測定批檢驗為按給定規(guī)范操作。此外，此算法還可進行如存儲于讀取器存儲器內(nèi)的免疫測定批特定校準參數(shù)的優(yōu)化及校正以補償免疫測定光致發(fā)光響應的時間相關改變。在此情況中，在分析以指定濃度的對照液體運行的指定批的一個或一個以上免疫測定匣筒之后，接著更新內(nèi)部校準參數(shù)以提供與對照響應的最佳擬合結(jié)果。
[0027]在一些實施例中，讀取器系統(tǒng)包含用于外部無線接入的組件及協(xié)議，例如通過W1-Fi,ANT或藍牙。在一實施方案中，此連接性實現(xiàn)遠程讀取器操作診斷、固件或軟件更新及數(shù)據(jù)傳送。
[0028]在一些實施例中，讀取器系統(tǒng)包含用于有線連接性的組件及協(xié)議，例如通過RS-232串行、通用串行總線(USB)或以太網(wǎng)電纜。在一實施方案中，此連接性實現(xiàn)遠程讀取器操作診斷、固件或軟件更新及數(shù)據(jù)傳送。
[0029]在一些實施例中，讀取器系統(tǒng)包含在匣筒套架內(nèi)的對準特征。這些特征將匣筒固持于適當位置中且確保免疫測定表面定位于光學平面處。在某些實施例中，當將測定匣筒正確地定位于套架內(nèi)時，彈簧負載榫釘位于對應于所述匣筒中的凹部的位置中。在某些實施例中，物理對準特征通過阻止匣筒以不正確旋轉(zhuǎn)完全插入而防止匣筒的錯誤插入。
[0030]在一些實施例中，讀取器系統(tǒng)包含在讀取器未連接到市電電力供應器時給讀取器供應電力的內(nèi)部電池。
[0031]在一些實施例中，讀取器系統(tǒng)包含用于存儲數(shù)據(jù)、操作參數(shù)及軟件及用戶接口細節(jié)的電子存儲器及數(shù)字文件管理系統(tǒng)。存儲于此電子存儲器內(nèi)的文件可包含:掃描文件、校準文件、質(zhì)量控制運行文件、用戶列表、設定及改變?nèi)罩?、掃描日志、校準運行日志或用戶日志。為了審閱可能大數(shù)目的掃描文件，可實施搜索功能性。此搜索功能性一般由使得用戶能夠通過日期、操作者、患者ID或測試過濾掃描結(jié)果的用戶接口選項組成。
[0032]本發(fā)明尤其包含使用本文中所描述的讀取器系統(tǒng)的方法。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1展示讀取器系統(tǒng)頂級圖。
[0034]圖2 (a)及2 (b)展示讀取器系統(tǒng)殼體圖:(a)側(cè)A及(b)側(cè)B。
[0035]圖3(a)及3(b)展示讀取器光學器件圖。
[0036]圖4展示多波長系統(tǒng)的讀取器光學器件圖。
[0037]圖5展示測試掃描的讀取器使用程序框圖。[0038]圖6展示質(zhì)量控制掃描的讀取器使用程序框圖。
[0039]圖7展示液體對照掃描的讀取器使用程序框圖。
[0040]圖8展示掃描處理算法框圖。
[0041]圖9展示測試掃描校準算法框圖。
[0042]圖10展示質(zhì)量控制算法框圖。
[0043]圖11展示定性測試的液體對照校準調(diào)整算法框圖。
[0044]圖12展示定量測試的液體對照校準調(diào)整算法框圖。
[0045]圖13展示在測試掃描之后對測試數(shù)據(jù)的實例性印出。
[0046]圖14展示樣本光源發(fā)射功率反饋算法的示意圖。
[0047]圖15 (a)及15 (b)展示讀取器系統(tǒng)的示范性光學路徑示意圖:(a)側(cè)視圖及(b)俯視圖。
[0048]圖16展示由讀取器系統(tǒng)進行的實例性光學掃描。
【具體實施方式】
[0049]定義
[0050]測定-如本文中所使用，術語“測定”指代為了確定流體樣本中的一個或一個以上目標分析物的存在或不存在而執(zhí)行的體外分析。在某些實施例中，所述測定可為定量的且確定流體樣本中的一個或一個以上目標分析物的量。一般來說，測定包含至少一對試劑組分，其中所述試劑組分中的至少一者具有對另一者的高結(jié)合親和力。在某些實施例中，所述測定為免疫測定(例如，夾心、競爭或抑制免疫測定)。一般來說，免疫測定包含以高親和力結(jié)合到另一抗體組分或結(jié)合到抗原組分的抗體組分。在某些實施例中，所述測定為分子測定且包含雜交以形成復合體的一對核酸組分。
[0051 ]目標分析物-如本文中所使用，術語“目標分析物”或“分析物”指代測定經(jīng)設計以檢測的物質(zhì)。分析物的實例包含(但不限于)蛋白質(zhì)(例如，抗體、激素、酶、糖蛋白、肽等)、核酸(例如，DNA、RNA等)、脂類、小分子(例如，濫用藥物、類固醇、環(huán)境污染物等)及細菌或病毒源的傳染性病原體(例如，大腸桿菌、鏈球菌、衣原體、流行性感冒、肝炎、HIV、風疹等)。
[0052]某些實施例的詳細描述
[0053]本文中結(jié)合本發(fā)明的實施例來描述一種用于記錄及解釋光致發(fā)光免疫測定的讀取器系統(tǒng)。本發(fā)明的各種實施例對來自所述免疫測定的一個或一個以上捕獲區(qū)的光致發(fā)光進行定量，并確定流體樣本內(nèi)的分析物存在的定量或定性測量。
[0054]簡單地說，一種讀取器系統(tǒng)可包含殼體，所述殼體并入有顯示屏幕或數(shù)據(jù)鍵入裝置(例如小鍵盤或顯示器集成觸摸屏)或充當顯示屏幕及數(shù)據(jù)鍵入裝置的組合式裝置。此殼體還可并入有流體免疫測定裝置出入端口且含有用于接納外部免疫測定流體裝置的套架容座。所述外部免疫測定流體裝置包括以實質(zhì)上垂直配置定向、經(jīng)配置以用于分析流體樣本的一個或一個以上免疫測定；且在本文中稱為匣筒。此外，所述讀取器包括:在所述殼體內(nèi)的光學系統(tǒng)，其由單個光學塊內(nèi)的激發(fā)及收集光學器件組成；及機電電機系統(tǒng)，例如步進電機，借此使所述套架相對于所述光學塊沿垂直方向移動。此外，所述讀取器系統(tǒng)并入有用于致動及控制讀取的數(shù)字處理器及電子器件以及用于存儲數(shù)據(jù)的非易失性數(shù)字存儲器。應理解，所述讀取器系統(tǒng)可并入有多個處理器組件，其中在單獨組件之間發(fā)生處理的劃分。舉例來說，單個處理器可處置感測及時間關鍵任務，而額外處理器可控制屏幕顯示、用戶接口操作、通信及額外處理。另外，所述讀取器可并入有通信端口或無線連接性、內(nèi)部電池及用于在讀取測定之后或從所存儲存儲器印出掃描結(jié)果的硬副本的內(nèi)部或外部打印機單元(例如熱打印機)。
[0055]關于各種讀取器組合件及組件的細節(jié)，下文進一步對這些組合件及組件進行詳述。
[0056]在一些實施例中，讀取器系統(tǒng)的匣筒套架包含對準特征以確保匣筒在讀取器內(nèi)的正確插入及放置。在某些實施例中，當將測定匣筒正確地定位于套架內(nèi)時，彈簧負載榫釘位于對應于所述匣筒中的凹部的位置中。在匣筒的正確插入后，榫釘即刻與匣筒中的凹部齊平。此將匣筒鎖定于適當位置中，且確保免疫測定表面定位于光學平面處直到施加力來移除所述匣筒為止。在某些實施例中，物理對準特征通過阻止匣筒以不正確旋轉(zhuǎn)對準插入而防止匣筒的錯誤插入。在某些實施例中，匣筒套架并入有流體流動通道以確保來自匣筒或進入到讀取器端口中的任何液體溢出均沿著到溢出接納區(qū)域的經(jīng)界定路徑流動。此區(qū)域可在讀取器殼體的底側(cè)上的額外可移除蓋上或以其它方式連接到所述額外可移除蓋，從而使得能夠在不拆解讀取器裝置的情況下接達并清潔此溢出區(qū)域。
[0057]在一些實施例中，讀取器系統(tǒng)包含光學發(fā)射源及用于辨識匣筒插入的對應光學傳感器。這些源及傳感器可一般與光學器件塊相對地放置于匣筒套架內(nèi)。這些光學組件的定位對應于匣筒上的吸收或反射特征，所述吸收或反射特征一般界定于匣筒的遠離測定通道的表面的表面上。在將匣筒插入到匣筒套架中后，由光學傳感器探測的響應即刻隨著由光學發(fā)射源發(fā)射的光與匣筒上的吸收或反射特征相互作用而變化。對匣筒插入期間的傳感器響應的分析使得能夠辨識匣筒移動方向及檢驗完全匣筒插入?？稍谙煌采喜⑷腩~外吸收或反射特征，其可編碼與匣筒類型或免疫測定匣筒批數(shù)據(jù)的識別有關的信息。在此情況中，讀取器還可并入有額外光學發(fā)射源及用于探測這些特征的對應光學傳感器組件。在某些實施例中，讀取器系統(tǒng)可并入有探測完全匣筒插入或移除的光學或機械傳感器。在此情況中，讀取器可在完全匣筒插入或移除后在無進一步用戶介入的情況下即刻自動起始套架的行進。舉例來說，讀取器系統(tǒng)可分別在匣筒的插入或移除后即刻起始對套架的掃描或套架到靜止位置的移動。
[0058]在一些實施例中，讀取器系統(tǒng)包含在讀取器殼體內(nèi)的一維或二維條形碼讀取器，如此項技術中已知。一般來說，這些探測與讀取條形碼結(jié)構(gòu)安置于測定匣筒上。在本發(fā)明的實施例中，條形碼編碼用于匣筒類型或批次數(shù)據(jù)的識別的信息。在某些實施例中，所述條形碼為二維條形碼且編碼對應于以下各項中的任一者的信息:匣筒類型或批次數(shù)據(jù)的識另IJ、批次制造及到期日期、分析物名稱、匣筒預期響應、批次參數(shù)、峰值探尋參數(shù)及用于免疫測定匣筒批的校準參數(shù)。
[0059]在一些實施例中，讀取器系統(tǒng)包含射頻識別(RFID)讀取器。此讀取器探測并讀取存在于測定匣筒中或測定匣筒上的RFID芯片。在本發(fā)明的實施例中，RFID芯片編碼與以下各項中的任一者有關的信息:匣筒類型或批次數(shù)據(jù)的識別、批次制造及到期日期、分析物名稱、匣筒預期響應、批次參數(shù)、峰值探尋參數(shù)及用于匣筒批次的校準參數(shù)。
[0060]在一些實施例中，電機組件集成有檢測并報告相對電機致動位置的編碼器系統(tǒng)?；蛘撸赏ㄟ^根據(jù)電機速度及行進時間的計算來確定套架相對位置。在每一情況中，可參考此相對測量及從相對于套架行進中的特定位置定位的特定光學或機械行進傳感器接收的信號來確定套架位置。在光學行進傳感器的情況中，套架組件并入有射束阻擋特征，其中斷由光學行進傳感器感測的光學射束，從而指示套架位置在這些位置處?；蛘?，套架組件可并入有反射特征，其將光學射束引導到光學行進傳感器，從而指示套架位置在這些位置處。
[0061]在圖15 (a)及15 (b)中示意性地表示實例性讀取器系統(tǒng)光學塊及光學路徑。在本發(fā)明的實施例中，光學塊內(nèi)的激發(fā)光學器件包含:一個或一個以上光源[302]及一激發(fā)透鏡[305]。在本發(fā)明的特定實施例中，激發(fā)光源可包括(舉例來說)以下各項中的任一者:無機發(fā)光二極管(LED)或有機LED或激光器。一般來說，所述光源具有與和測定的可移動或?qū)φ赵噭┫嚓P聯(lián)的光致發(fā)光標記的激發(fā)光譜兼容的發(fā)射波長。在本發(fā)明的實施例中，光學激發(fā)源自六個表面安裝式裝置LED，每一 LED具有用于部分地準直所發(fā)射光的集成透鏡。
[0062]一般來說，一個或一個以上激發(fā)透鏡[305]位于激發(fā)光路徑內(nèi)且將光源發(fā)射的光學能量引導到免疫測定裝置的表面。激發(fā)透鏡還可用以準直或擴散激發(fā)光。激發(fā)透鏡可由多種光學透明材料中的一者形成；包含玻璃、熔融石英或有機聚合物(舉例來說:聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚四氟乙烯、聚苯乙烯或環(huán)烯烴共聚物)。一般來說，激發(fā)透鏡為光會聚形式，其中所述透鏡的設計為(舉例來說)以下各項中的一者:凸透鏡、雙凸透鏡、球面透鏡、平凸透鏡、正彎月透鏡或非球面透鏡。透鏡參數(shù)包含焦距、數(shù)值孔徑、材料及光學涂層。這些參數(shù)經(jīng)選擇以優(yōu)化光學設計且具有對應于激發(fā)波長的透明度。
[0063]在讀取器系統(tǒng)的特定實施例中，激發(fā)光學器件并入有具有一個或一個以上光學孔口 [303]的吸收或反射板。可給所述孔口板涂覆穩(wěn)定吸收材料以確保散射及反射為有限的。可進一步將穩(wěn)定漫反射材料的經(jīng)界定區(qū)域涂覆到所述孔口板上，從而致使光源發(fā)射的光的一部分背向反射到光源監(jiān)視光電傳感器。光學孔口將激發(fā)光射線限制于通過所述孔口的光射線。每一孔口對準于單個對應光源的光學激發(fā)路徑且經(jīng)成形及定大小以阻擋特定光射線?？卓谕ㄟ^以下方式在免疫測定裝置上形成特定規(guī)則激發(fā)區(qū)域:阻擋對應于將照射此區(qū)域之外的區(qū)段的光學射線的光?？赏ㄟ^修改對應孔口的位置及尺寸來調(diào)諧此光學激發(fā)區(qū)域的放置及大小?？卓诳山?jīng)設計以確保所有激發(fā)區(qū)域均為規(guī)則的且具有類似大小。特定來說，所述孔口板可為彎曲的，從而確保光學光路徑在通過孔口板之后具有類似長度。在特定實施例中，孔口起作用以通過選擇從中心的較同質(zhì)光源發(fā)射角度始發(fā)的光射線來準直激發(fā)光。此對于使用干涉型濾光片的后續(xù)光學過濾可為重要的，因為這些濾光片的通帶及阻帶取決于光射束的入射角。在某些實施例中，孔口的寬度為0.2_到2_且高度為0.1mm到Imm,且每一激發(fā)區(qū)域的寬度為0.3mm到3mm且高度為0.2mm到2mm。
[0064]在本發(fā)明的特定實施例中，激發(fā)光學器件還包括一個或一個以上光學濾光片[304]。光學激發(fā)濾光片對由免疫測定裝置經(jīng)歷的激發(fā)光的光譜輪廓進行整形。此濾光片可起作用以確保激發(fā)光與發(fā)光體發(fā)射的光之間的光譜分離。光學激發(fā)濾光片可(舉例來說)為帶通或短通種類，且可通過干涉或吸收機制而操作。一般來說，激發(fā)濾光片經(jīng)選擇使得濾光片通帶對應于與測定的可移動或?qū)φ赵噭┫嚓P聯(lián)的光致發(fā)光標記的激發(fā)光譜的某一部分，且濾光片阻帶對應于這些光致發(fā)光標記的發(fā)射光譜的某一部分。光致發(fā)光標記的激發(fā)光譜與發(fā)射光譜之間的斯托克斯位移界定最大濾光片過渡帶。在一實施例中，選擇短通干涉光學濾光片。[0065]一般來說，收集光學器件包含:一個或一個以上收集透鏡[307]，其用于收集從免疫測定表面發(fā)射的光；及一個或一個以上光電傳感器[306]，其用于檢測此發(fā)光并將此發(fā)光轉(zhuǎn)換為電信號。
[0066]—般來說,每一光電傳感器為將引導于此傳感器的表面處的光學能量轉(zhuǎn)換成電探測信號的裝置。將光電傳感器選擇為對光致發(fā)光測定標記的光學發(fā)射波長做出響應。這些光電傳感器可選自(舉例來說):光電二極管、光電晶體管、光電阻器、電荷耦合裝置或光子
倍增管。
[0067]在本發(fā)明的實施例中，收集透鏡位于收集光路徑內(nèi)且收集從激發(fā)區(qū)域(S卩，免疫測定表面的由激發(fā)光學組合件照射的區(qū)域)發(fā)射的光，并朝向?qū)怆妭鞲衅饕龑Т斯?。在本發(fā)明的特定實施例中，所述收集透鏡將從完整激發(fā)區(qū)域發(fā)射的光引導到對應光電傳感器的中心部分。在此情況中，執(zhí)行激發(fā)區(qū)域的大小的選擇及在完整激發(fā)區(qū)域上對光學信號的積分以提供對測定材料中的局部不同質(zhì)性的回彈。此外，由于朝向傳感器的中心引導光，因此系統(tǒng)可在將光傳送到光電傳感器的作用區(qū)域之外的區(qū)域之前耐受光學器件的某一不對準。收集透鏡可由多種透明材料中的一者形成；包含玻璃、熔融石英或有機聚合物(例如，聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚四氟乙烯、聚苯乙烯或環(huán)烯烴共聚物)。一般來說，收集透鏡為光會聚形式，其中所述透鏡的設計為(舉例來說)以下各項中的一者:凸面透鏡、雙凸透鏡、球面透鏡、平凸透鏡、正彎月透鏡或非球面透鏡。透鏡參數(shù)包含焦距、數(shù)值孔徑、材料及涂層。這些參數(shù)經(jīng)選擇以優(yōu)化光學設計且符合收集波長。
[0068]在本發(fā)明的特定實施例中，收集光學器件還包括一個或一個以上光學濾光片[308]。此濾光片位于光學收集路徑內(nèi)。光學收集濾光片在所收集光由光電傳感器檢測之前對所收集光的光譜輪廓進行整形。此濾光片起作用以確保殘余激發(fā)光不被透射到光電傳感器。光學收集濾光片可(舉例來說)為帶通或長通種類且可通過干涉或吸收機制而操作。將濾光片規(guī)格選擇為具有包含激發(fā)光源的在由任何激發(fā)濾光片進行光學過濾之后的光譜帶寬的阻帶及包含光致發(fā)光標記的發(fā)射波長的某一部分的通帶。在一實施例中，選擇長通吸收光學收集濾光片。在干涉型收集濾光片的特定情況中，讀取器裝置中可存在額外收集透鏡。在此情況中，第一收集透鏡可位于收集光路徑內(nèi)并收集從激發(fā)區(qū)域(即，免疫測定表面的由激發(fā)光學組合件照射的區(qū)域)發(fā)射的光，且起作用以準直或部分地準直此光。所述干涉型收集濾光片可放置于此第一收集透鏡與第二收集透鏡之間。所述第二收集透鏡可朝向?qū)怆妭鞲衅鞴璉導經(jīng)過濾的光。在本發(fā)明的特定實施例中，收集光學器件的光學收集路徑的平面與激發(fā)光學器件的光學激發(fā)路徑的平面之間可存在角偏移?？蛇x擇這些平面的角位置及其特定偏移以便抑制激發(fā)光直接反射到檢測器組合件中。在一實施例中，如圖15(a)中所展示，光學激發(fā)平面正交于匣筒表面，而檢測是偏移35度。
[0069]在本發(fā)明的特定實施例中，讀取器系統(tǒng)能夠?qū)谂c免疫測定的可移動或?qū)φ赵噭┫嚓P聯(lián)的多個光致發(fā)光標記中的一者的激發(fā)波長選擇多個光學波長帶中的一者來用于樣本的光學激發(fā)。同樣地，讀取器系統(tǒng)能夠?qū)谂c免疫測定的可移動或?qū)φ赵噭┫嚓P聯(lián)的多個光致發(fā)光標記中的一者的發(fā)射波長選擇多種光學波長帶中的一者來用于光學信號的檢測。就這一點來說，讀取器可并入有多個激發(fā)源；其由多個組的LED或其它激發(fā)光源組成，每一組發(fā)射處于特定中心波長的光學輻射。關于光致發(fā)光標記的激發(fā)最大值來選擇用于在掃描期間對樣本的光學激發(fā)的特定組的激發(fā)源。每一組激發(fā)光源可具有相關聯(lián)的光學激發(fā)濾光片及孔口板。所述組的激發(fā)光源可在距樣本平面類似距離處放置為彼此成90度。從一組激發(fā)光源發(fā)射的光可正交于樣本平面。
[0070]在讀取器系統(tǒng)的實施例中，如圖4中所展示，兩組LED[401]、[402]與正交于及平行于樣本表面的發(fā)射方向一起使用。半反射鏡[403]放置于激發(fā)光路徑中與LED組的標稱光路徑中的每一者成45度,使得從每一組發(fā)射的光的某一部分經(jīng)引導以在免疫測定表面上以類似位置及尺寸產(chǎn)生激發(fā)區(qū)域。接著，讀取器的標稱激發(fā)波長通過僅激活此波長的LED組來選擇。
[0071]在讀取器系統(tǒng)的替代實施例中，使用具有正交于及平行于樣本表面的發(fā)射方向的兩組LED。機械致動鏡經(jīng)放置使得其可移動到激發(fā)光路徑內(nèi)與LED組的標稱光路徑中的每一者成45度的“哨合”位置中。在此情況中，從具有正交于樣本表面的發(fā)射的LED組始發(fā)的光的發(fā)射被阻擋，而具有平行于測定表面的發(fā)射的LED組的光經(jīng)反射以在測定表面上形成激發(fā)區(qū)域。因此，到“嚙合”位置的致動確保使用第一波長來激發(fā)樣本。在“未嚙合”位置中，所述鏡不處于光學光路徑中的任一者中。在此情況中，從具有正交于樣本表面的發(fā)射的LED組始發(fā)的光在測定表面上形成激發(fā)區(qū)域，而從具有平行于測定表面的發(fā)射的LED組始發(fā)的光不能到達測定表面。因此，到“未嚙合”位置的致動確保使用第二波長來激發(fā)樣本。
[0072]在本發(fā)明的特定實施例中，讀取器可在檢測敏感度的特定波長范圍之間進行選擇。就這一點來說，在收集組合件內(nèi)存在對光學濾光片的機械致動選擇，例如電機轉(zhuǎn)動的濾光片輪。對特定濾光片的選擇確保此濾光片處于用于特定掃描的收集光學路徑內(nèi)。就這一點來說，具有對應于此濾光片的通過范圍的能量的所收集光被透射到光學檢測器，從而確定讀取器的光學波長響應。在測定掃描中選擇的特定濾光片經(jīng)選擇以確保由與免疫測定的可移動或?qū)φ赵噭┫嚓P聯(lián)的光致發(fā)光標記發(fā)射的光的某一部分的透射及雜散激發(fā)光的排除。或者，在讀取器系統(tǒng)內(nèi)可存在具有各種光譜敏感度的多個光收集組合件。舉例來說，讀取器系統(tǒng)可并入有呈先前指定的組合件的鏡像布局的第二組透鏡、濾光片及檢測器元件。此第二組可以一角度位于匣筒激發(fā)的平面上面。在此情況中，收集濾光片可適當?shù)馗髯詾殚L通或帶通，且可經(jīng)調(diào)諧以使實質(zhì)上不同的波長帶的光通過。通過對光電檢測器信號的同時或時間上分離的監(jiān)視，可在單個掃描內(nèi)區(qū)別來自多個光譜上分離的光致發(fā)光標記的每一檢測器組合件發(fā)射。就這一點來說，讀取器儀器能夠在單個通道內(nèi)尋址并單獨地探測多個不同組的重疊發(fā)射特征。
[0073]在本發(fā)明的實施例中，讀取器系統(tǒng)并入有用于致動及控制讀取的一個或一個以上數(shù)字處理器及電子器件。一般來說，這些處理器及電子器件控制電機、光學電子組件、顯示組件及掃描處理的操作。數(shù)字處理器還解釋數(shù)據(jù)鍵入及通信協(xié)議。另外，所述數(shù)字處理器控制任何內(nèi)部數(shù)字存儲器；實現(xiàn)數(shù)據(jù)的寫入、讀取、搜索及傳送。所述數(shù)字處理器執(zhí)行掃描處理及解釋算法且控制讀取器裝置的各種電子組件。
[0074]在一些實施例中，讀取器系統(tǒng)包含用于存儲數(shù)據(jù)的非易失性或易失性數(shù)字存儲器。一般來說，此數(shù)據(jù)可包含所收集掃描數(shù)據(jù)及對應患者細節(jié)及測定結(jié)果；用戶細節(jié)及口令；事件及錯誤日志；校準參數(shù)；讀取器設定、用戶接口屏幕；接口與通信參數(shù)；及讀取器操作程序。此存儲器可由(舉例來說)內(nèi)部快閃存儲器、磁性硬盤驅(qū)動器及SD卡組件中的一者或其多個實例組成。
[0075]在一些實施例中，讀取器系統(tǒng)包含一個或一個以上通信端口。并入有用于有線連接性的組件及協(xié)議，例如通用串行總線(USB)、以太網(wǎng)(IEEE802.3)及串行推薦標準232(RS-232)。這些組件及協(xié)議促進與在讀取器外部的裝置(例如個人計算機或移動裝置)的通信。這些組件及協(xié)議還可實現(xiàn)對外部裝置(例如條形碼讀取器或打印機)的控制及供電。這些組件及協(xié)議還可促進到醫(yī)院或?qū)嶒炇倚畔⒐芾硐到y(tǒng)的連接。在一實施例中，此連接性實現(xiàn)對外部條形碼讀取器裝置的遠程診斷、固件或軟件更新及數(shù)據(jù)傳送以及控制。
[0076]在一些實施例中，讀取器系統(tǒng)包含用于外部無線接入的組件及協(xié)議，例如通過W1-Fi (IEEE802.11)、ANT或藍牙。這些組件及協(xié)議促進與在讀取器外部的裝置的通信或?qū)λ鲅b置的控制。這些組件及協(xié)議還可促進到醫(yī)院或?qū)嶒炇倚畔⒐芾硐到y(tǒng)的連接。在一實施例中，此連接性實現(xiàn)遠程診斷、固件或軟件更新及數(shù)據(jù)傳送。
[0077]在一些實施例中，讀取器系統(tǒng)包含用于在讀取測定之后或從所存儲存儲器印出掃描結(jié)果及相關聯(lián)審計數(shù)據(jù)的硬副本的打印機。額外可打印數(shù)據(jù)可包含:用戶列表、讀取器設定、事件或錯誤日志、所安裝校準、質(zhì)量控制結(jié)果等。此打印機可為包含以下各項的類型:熱打印機、噴墨打印機、激光打印機或點矩陣打印機。在一實施例中，此讀取器在讀取器殼體內(nèi)且為熱型的。
[0078]在一些實施例中，讀取器系統(tǒng)為便攜式的，既定供臺式或桌式床邊診斷使用。在本發(fā)明的實施例中，讀取器包含內(nèi)部可再充電電池，其可在系統(tǒng)未連接到市電電力供應器的情形中給讀取器供電。此電池為可再充電的且在讀取器連接到市電電力供應器時充電。電子器件及數(shù)字處理器可監(jiān)視電池電荷，從而將此報告給用戶且調(diào)節(jié)例如以下的細節(jié):充電速度、電池溫度及在單元自動關機之前的最小電荷電平。在讀取器系統(tǒng)的某些實施例中，電池可固持于可移除電池組中或可由用戶插入到專用電池盒中。在某些實施例中，讀取器系統(tǒng)并入有用于發(fā)射聽覺警報或聽覺反饋或用戶動作的揚聲器。在某些實施例中，所述讀取器包括內(nèi)部時鐘。此時鐘一般由單獨的長壽命電池組件供電。
[0079]在本發(fā)明的實施例中，安全數(shù)字(SD)卡組件保持與測定匣筒批有關的測定特定校準數(shù)據(jù)。所述SD卡可引入到讀取器系統(tǒng)中，且測定特定校準數(shù)據(jù)可拷貝到內(nèi)部讀取器存儲器。在本發(fā)明的實施例中，所述SD卡為安全的一次寫入、多次讀取的形式。此卡可編碼有對應于特定卡的唯一特性的識別數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)所寫入數(shù)據(jù)的安全性及在傳送信息之前對正確卡類型的辨識。
[0080]在本發(fā)明的實施例中，SD卡可保持對讀取器裝置的固件或軟件更新?；蛘?，標準SD卡可插入到SD卡槽中，且用戶可將所保存數(shù)據(jù)(例如掃描、結(jié)果、設定、校準或質(zhì)量控制數(shù)據(jù))從內(nèi)部裝置傳送到SD卡以供備份或后續(xù)輸送。
[0081]在本發(fā)明的實施例中，根據(jù)免疫測定匣筒內(nèi)的測定通道的位置及數(shù)目來調(diào)諧激發(fā)源激活及發(fā)射時序以及光電傳感器讀取時序。這些參數(shù)可存儲于批校準文件中，且關于匣筒結(jié)構(gòu)來修改讀取器系統(tǒng)的激發(fā)與讀取邏輯。舉例來說，在具有六個通道的讀取器系統(tǒng)中，給系統(tǒng)呈現(xiàn)三通道免疫測定匣筒。讀取器系統(tǒng)被告知目前的測定通道的位置且起作用以僅激發(fā)這些通道及從這些通道讀取，從而相應地修改相關時序。
[0082]在本發(fā)明的實施例中，激發(fā)源發(fā)射時序及光電傳感器讀取時序經(jīng)調(diào)諧使得在特定時間激發(fā)僅一個測試，從而確保通道之間的光學串擾被最小化?；蛘?，可同時照射及讀取多個通道。然而，這些通道可在空間上分離以便確保通道之間的光學串擾被最小化。
[0083]在本發(fā)明的實施例中，對光電傳感器信號應用電子頻率濾波。此電子濾波器的通帶被調(diào)諧到激發(fā)源工作循環(huán)的頻率，且用于放大所檢測到的光致發(fā)光同時使噪聲信號衰減。此噪聲可與到系統(tǒng)中的恒定(低頻率)光泄漏或高頻率電子噪聲相關聯(lián)。此濾波器可由串聯(lián)放置的多個高通及低通電子濾波器構(gòu)成。
[0084]在本發(fā)明的實施例中，讀取器系統(tǒng)在等于經(jīng)界定激發(fā)源發(fā)射時間的時間內(nèi)且在接近于每一激發(fā)工作循環(huán)的時間處記錄對應于在不激活對應光源的情況下來自每一通道的所檢測信號的暗計數(shù)。在此情況中，可通過從在激活對應光源期間所獲取的暗計數(shù)減去此暗計數(shù)來校正光電傳感器信號。此實現(xiàn)對到裝置中的光泄漏、來自裝置內(nèi)的光產(chǎn)生的干擾或者熱噪聲或電子噪聲的補償。
[0085]在本發(fā)明的實施例中，可在讀取器系統(tǒng)中采用對光致發(fā)光的時間解析檢測。就這一點來說，可短暫地激活激發(fā)源，且在已將光源去激活之后的某一時間(一般至少數(shù)十到數(shù)百納秒)起始對應光致發(fā)光記錄。以此方式，可將來自長發(fā)射壽命(舉例來說，具有幾微秒的發(fā)射壽命的鑭系兀素標記)光致發(fā)光標記的光致發(fā)光與較短壽命背景突光(一般期限為幾納秒)鑒別開。
[0086]在本發(fā)明的實施例中，貫穿匣筒掃描，控制光源光學發(fā)射強度并使其穩(wěn)定。在此情況中，激發(fā)光學器件并入有專用激發(fā)源監(jiān)視光電傳感器。借此通過對監(jiān)視光電傳感器電子信號的分析來監(jiān)視光源發(fā)射強度。此監(jiān)視信號對激發(fā)源的反饋可確保激發(fā)源的發(fā)射跨越所有掃描而保持恒定?？稍谡麄€掃描中跨越每一光源的發(fā)射的每一工作循環(huán)執(zhí)行反饋穩(wěn)定?；蛘撸稍诿恳幌煌矑呙栝_始之前針對每一光源獨立地執(zhí)行反饋穩(wěn)定。在本發(fā)明的實施例中，讀取器并入有比例-積分-微分控制算法以通過對監(jiān)視光電傳感器信號的分析而最優(yōu)地使光源發(fā)射穩(wěn)定在所要強度下。
[0087]在一些實施例中，讀取器系統(tǒng)使用用于檢測來自每一光學掃描的光學發(fā)射峰值的算法。算法參數(shù)可包含例如峰值的預期數(shù)目、預期峰值掃描位置、峰值的預期寬度、峰值高度的預期范圍等細節(jié)。峰值檢測算法可包含背景減法；其補償源自測定材料的背景熒光、雜散背景光、非束縛經(jīng)標記測定材料或其它源。此可通過減去掃描的最小值或?qū)υ谧畲蠓逯档狞c處的背景熒光的估計及后續(xù)減去來實現(xiàn)。在一實施例中，此估計通過以下操作來執(zhí)行:探測在到峰值位置的任一側(cè)的經(jīng)界定距離處的特定掃描位置處的熒光水平、接著確定與背景對掃描位置的線性擬合且最終估計在處于對應于最大峰值的位置的掃描位置處的背景突光的水平。
[0088]在本發(fā)明的特定實施例中，以軟件實現(xiàn)若干組質(zhì)量控制以確保測定是以經(jīng)界定方式進展的。這些質(zhì)量控制可包含:掃描數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制檢查，包含對照線展開的檢查、通道清除率的檢查及關于峰值的大小及位置的檢查。另外，控制可將測試的時間檢驗為在特定測定的到期數(shù)據(jù)內(nèi)。特定來說，所檢測發(fā)光的水平是在用于考慮中的測定的校準參數(shù)中所界定的特定掃描位置處表征的，在所述特定掃描位置處不存在捕獲或?qū)φ諈^(qū)且所述特定掃描位置一般對應于背景熒光。如果發(fā)現(xiàn)此光致發(fā)光的量值高于在用于考慮中的測定的校準參數(shù)中所界定的特定水平，那么認為非束縛發(fā)光材料尚未實現(xiàn)完全清除率，且將所述特定測定稱為“錯誤運行”。進一步分析對照區(qū)峰值:如果未發(fā)現(xiàn)這些峰值或這些峰值具有不充足量值，那么同樣地所述測定被視為尚未完全地展開且同樣地稱為“錯誤運行”。
[0089]在本發(fā)明的實施例中，讀取器包含用于免疫測定流體樣本內(nèi)的分析物存在的定性或定量的校準算法。這些算法取以下各項作為輸入:測定批特定的校準參數(shù)及如通過峰值檢測算法針對捕獲及對照區(qū)中的每一者確定的峰值高度。針對每一分析物，算法根據(jù)校準參數(shù)處理對應捕獲區(qū)峰值高度。替代算法可替代地通過對照區(qū)峰值高度正規(guī)化捕獲區(qū)峰值高度，從而補償流動相關或測定組分相關可變性。一般來說，針對定性測試，所述算法將峰值高度與閾值進行比較，并報告陽性或陰性結(jié)果。替代地，針對定量測試，所述算法根據(jù)測定特定校準參數(shù)來表征測試樣本內(nèi)的分析物的濃度。在此情況中，所述算法可分別報告所述濃度大于或小于特定定量極限。最后，針對半定量測定，算法根據(jù)測定特定校準參數(shù)將測試樣本內(nèi)的分析物的濃度表征為在特定范圍內(nèi)。應理解，多路復用測定面板可由對定性、定量及半定量測定的選擇組成，所有測定均在單個匣筒內(nèi)，被同時讀取及解釋。
[0090]在其中測定批包含具有類似敏感度的對特定分析物的并行測試的情況中，替代校準算法可取以下各項作為輸入:測定批特定的校準參數(shù)及如針對所述并行測試中的每一者通過峰值檢測算法針對捕獲及對照區(qū)中的每一者確定的峰值高度。針對每一分析物，所述算法根據(jù)校準參數(shù)處理對應捕獲區(qū)峰值高度?？赏ㄟ^對多個結(jié)果求平均或通過舍棄具有離群值或?qū)逯蹈叨鹊慕Y(jié)果來最小化分析物存在的定量或定量估計中的估計誤差。
[0091]在其中測定批包含具有變化的敏感度及對應線性范圍的對特定分析物的并行測試的情況中，替代校準算法可取以下各項作為輸入:測定批特定的校準參數(shù)及如針對所述并行測試中的每一者通過峰值檢測算法針對捕獲及對照區(qū)中的每一者確定的峰值高度。針對每一分析物，所述算法根據(jù)校準參數(shù)處理對應捕獲區(qū)峰值高度。所述算法接著選擇由一個測試預測的結(jié)果，其中定量測量在所述測試的線性范圍內(nèi)。另外，在所述測量在多個測試的線性范圍內(nèi)的情況下，所述算法可將結(jié)果報告為從每一此測試估計的分析物濃度的經(jīng)加權(quán)平均值。
[0092]最終，在其中測定批包含與單個或多個臨床決策相關的各種測試的情況中，次級算法可取如通過校準算法提供的來自每一個別測試的定量或定性估計作為輸入。此次級算法處理各種校準結(jié)果并報告單個診斷結(jié)果或多個診斷結(jié)果。
[0093]在本發(fā)明的實施例中，并入有類似于測定匣筒的尺寸的外部尺寸的物理上分離的質(zhì)量控制組件。此組件并入有在以對應于讀取器激發(fā)源的波長進行光學激發(fā)后即刻展現(xiàn)特定經(jīng)表征光致發(fā)光效率的材料。在本發(fā)明的替代實施例中，所述質(zhì)量控制組件可安置于每一測定匣筒上在與測定分離的位置處。在本發(fā)明的另一實施例中，所述質(zhì)量控制組件可集成于讀取器系統(tǒng)本身內(nèi)。在本發(fā)明的特定實施例中，所述質(zhì)量控制組件可集成于讀取器的匣筒套架內(nèi)、在分別移除及插入測試匣筒后即刻自動地致動到光學平面及從光學平面致動。
[0094]在本發(fā)明的實施例中，使用經(jīng)掩蔽光致發(fā)光材料、經(jīng)涂覆非熒光材料或多層經(jīng)蝕刻材料來界定質(zhì)量控制組件的光致發(fā)光區(qū)域。光致發(fā)光材料可由浸潰有熒光染料、納米晶體或量子點的塑料組成。
[0095]在本發(fā)明的實施例中，所述質(zhì)量控制組件的光致發(fā)光區(qū)域可定位于讀取器內(nèi)的光學平面處。以經(jīng)界定方式圖案化光致發(fā)光區(qū)域，使得光學不對準將導致掃描響應的可預測改變。
[0096]在本發(fā)明的第一實施例中，并入有用于分析質(zhì)量控制組件掃描的處理算法。此算法將比較來自熒光區(qū)域的預期響應與那些所接收響應并證實讀取器以用于對測定的分析。在本發(fā)明的第二實施例中，所述算法將比較來自熒光區(qū)域的預期響應與那些所接收響應并通過修改內(nèi)部校準因子來補償系統(tǒng)響應的改變。在本發(fā)明的第三實施例中，所述算法將讀取器響應與來自經(jīng)圖案化熒光組件的預期響應進行比較。此算法接著計算光學不對準的類型及程度，例如:橫向不對準的方向及程度、聚焦或散焦程度或光學系統(tǒng)傾斜。在此情況中，讀取器可并入有對光學載臺的電機驅(qū)動的對準。讀取器算法分析質(zhì)量控制組件掃描，并自動地調(diào)整光學載臺的位置以實現(xiàn)最優(yōu)系統(tǒng)對準。
[0097]在本發(fā)明的實施例中，讀取器并入有用于檢驗免疫測定批響應的處理算法。此算法分析以指定濃度的對照液體運行的指定批的一個或一個以上免疫測定匣筒的響應。所述算法將預期響應與從這些匣筒發(fā)現(xiàn)的響應進行比較并將免疫測定批檢驗為按給定規(guī)范操作。此外，此算法還可進行如存儲于讀取器存儲器內(nèi)的免疫測定批特定校準參數(shù)的優(yōu)化及校正以補償免疫測定光致發(fā)光響應的時間相關改變。在此情況中，在分析以指定濃度的對照液體運行的指定批的一個或一個以上免疫測定匣筒之后，接著更新內(nèi)部校準參數(shù)以提供與對照響應的最佳擬合結(jié)果。
[0098]本發(fā)明的實施例包含用于更新讀取器軟件及固件的程序及方法。在某些實施例中，可通過用戶選擇讀取器的用戶接口的特定菜單選項來起始更新。所述讀取器系統(tǒng)可從多種源接收對應于經(jīng)編譯固件或軟件代碼的數(shù)據(jù)，所述源包含但不限于:插入到SD卡端口中的SD卡、插入到USB端口中的USB快閃驅(qū)動器、外部經(jīng)連接個人計算機或無線連接。在讀取器系統(tǒng)的某些實施例中，固件或軟件更新具有“回退”功能性，從而在更新未正確地進行的情況下提供到工廠設定或先前固件或軟件版本的復位。
[0099]測試掃描程序
[0100]在本發(fā)明的示范性實施例中，可如下概述用于進行測試掃描的操作程序(圖5中所展示):用戶將流體樣本添加到測定匣筒，且保持所述測定匣筒達足以使測定展開的時間[501]。接下來，用戶選擇讀取器的用戶接口的“運行測試”選項[502]。讀取器系統(tǒng)將匣筒套架提升到打開讀取器蓋[201]的匣筒出入位置，并提示用戶插入測定匣筒[503]。在插入匣筒后，即刻使套架到達“起始”位置，且提示用戶鍵入患者識別(經(jīng)由集成文本鍵入裝置或外部條形碼讀取器)[504]。系統(tǒng)執(zhí)行測定面板的掃描并計算測定結(jié)果[505]。使匣筒套架回到打開讀取器蓋的出入位置，并提示用戶移除匣筒[506]。最終，在讀取器屏幕上顯示并自動保存結(jié)果[507]。
[0101]液體校準器掃描程序
[0102]在本發(fā)明的示范性實施例中，可如下概述用于進行液體校準器掃描以考慮到隨時間的測定改變的操作程序(圖7中所展示):用戶將“水平I”液體對照樣本(具有每一分析物的經(jīng)表征濃度)添加到待校正批的標準測定匣筒，且保持所述測定匣筒達足以使測定展開的時間。接下來，用戶選擇讀取器的用戶接口的“運行液體對照”選項[701]。讀取器系統(tǒng)使匣筒套架到達打開讀取器蓋的出入位置，并提示用戶插入測定匣筒[702]。所述系統(tǒng)執(zhí)行匣筒測定面板的掃描并處理原始數(shù)據(jù)[703]。使匣筒套架回到打開讀取器蓋的出入位置，并提示用戶移除匣筒[704]。
[0103]如果測定批對應于定量測定面板，那么提示用戶將“水平2”液體對照樣本(具有每一分析物的第二經(jīng)表征濃度)添加到此批的第二標準測定匣筒。用戶保持測定匣筒達足以使測定面板展開的時間，之后將測定匣筒插入到讀取器系統(tǒng)中[705]。所述系統(tǒng)執(zhí)行測定面板的掃描并處理原始數(shù)據(jù)[706]。使匣筒套架回到打開讀取器蓋的出入位置，并提示用戶移除匣筒[707]。
[0104]在定性或定量測定批的情況中，接著從經(jīng)處理原始數(shù)據(jù)計算結(jié)果、在讀取器屏幕上顯示并自動地保存所述結(jié)果[708]。
[0105]掃描處理
[0106]在本發(fā)明的實施例中，在估計分析物存在或濃度之前處理在測試掃描或液體對照掃描期間獲取的原始掃描響應數(shù)據(jù)。此處理校準所述數(shù)據(jù)以考慮到在讀取器通道之間或在讀取器模型之間可稍微不同的讀取器響應。在此之后，根據(jù)存儲于對應批校準文件內(nèi)的峰值檢測參數(shù)在讀取器經(jīng)校準數(shù)據(jù)中檢測峰值。最終，針對讀取或測定運行錯誤檢查所述數(shù)據(jù)。
[0107]在本發(fā)明的示范性實施例中，可如下概述用于在測試掃描或液體校準器掃描之后但在測定校準或液體校準器結(jié)果的計算之前處理原始掃描數(shù)據(jù)的算法(如圖8中所展示):最初，通過內(nèi)部讀取器校準函數(shù)按比例縮放對應于由讀取器光電傳感器在跨越掃描長度的點處收集的光學能量的原始數(shù)據(jù)[801] [802]。此函數(shù)一般為線性方程式的形式且正規(guī)化數(shù)據(jù)集中的每一點、考慮到讀取器間或讀取器內(nèi)可變性且存儲于讀取器系統(tǒng)本身內(nèi)的非易失性存儲器中。
[0108]接下來，執(zhí)行讀取器經(jīng)校準掃描數(shù)據(jù)內(nèi)的峰值的分析。單個匣筒通道的掃描可并入有一對照捕獲區(qū)峰值及任何數(shù)目個可移動試劑捕獲峰值。一般來說，每一可移動試劑捕獲峰值與流體樣本內(nèi)的單獨經(jīng)測定分析物相關聯(lián)。圖16中針對單個通道展示實例性經(jīng)校準掃描。此圖展示對應于對照試劑捕獲區(qū)[1601]的峰值及對應于來自可移動試劑捕獲區(qū)[1602]的光致發(fā)光的峰值。一般來說，讀取器系統(tǒng)并入有用于檢測對應于來自每一光學掃描的經(jīng)標記可移動或?qū)φ赵噭┎东@區(qū)的光學發(fā)射峰值的算法。算法參數(shù)可包含例如峰值的預期數(shù)目、峰值的預期掃描位置、峰值的預期寬度及峰值高度的預期范圍等細節(jié)。峰值檢測算法可包含背景減法；其補償源自測定材料的背景熒光、雜散背景光、非束縛經(jīng)標記測定材料或其它源[1603]。此可通過減去掃描的最小值或?qū)υ诠庵掳l(fā)光最大峰值的掃描位置處的背景熒光的估計來實現(xiàn)。在一實施例中，此估計通過以下操作來執(zhí)行:探測在到峰值位置的任一側(cè)的經(jīng)界定距離處的特定掃描位置處的發(fā)光水平、確定與背景對掃描位置的線性擬合且接著估計在對應于最大峰值的掃描位置處的背景熒光的水平。
[0109]在本發(fā)明的特定實施例中，并入有搜索光學掃描數(shù)據(jù)內(nèi)的特定峰值的算法。在圖8中展示此算法的框圖操作。在一般存儲于讀取器存儲器中的批次校準文件中提供用于峰值辨識的參數(shù)。最初，所述算法通過確定此數(shù)據(jù)的差來處理讀取器經(jīng)校準數(shù)據(jù)[802] [803]。接下來，使用Savitsky Golay平滑濾波器來對所述差進行平滑[804]。在此之后，通過搜索經(jīng)平滑差數(shù)據(jù)內(nèi)的對應上升沿、下降沿及零交叉點來檢測每一峰值；其中搜索參數(shù)是根據(jù)存儲于批校準文件內(nèi)的參數(shù)[805]。算法分析導出每一峰值的掃描最大值的位置?？赏ㄟ^內(nèi)插來進一步細化這些位置。隨后，在原始掃描響應數(shù)據(jù)中搜索最大響應值[806]。在分別對應于經(jīng)平滑差的上升沿及下降沿的掃描位置之間執(zhí)行此搜索。
[0110]通過在兩個點之間擬合線性函數(shù)來估計背景發(fā)光基線[807]。這些點對應于圍繞在對應最大峰值的任一側(cè)設定距離處的兩個位置的平均發(fā)光值。最終，通過從最大峰值本身減去此線性函數(shù)在掃描最大值的位置處的值來估計背景經(jīng)校正峰值高度[808]。針對掃描數(shù)據(jù)中的每一峰值執(zhí)行此算法。[0111]在本發(fā)明的特定實施例中，在運行掃描之前，讀取器軟件最初將測試的日期檢驗為是在特定測定的到期日期之前，且測試日期及時間在從考慮中的匣筒批的讀取器光學質(zhì)量控制檢查或者液體對照檢驗或校準校正以來的設定時間周期內(nèi)。另外，可以用軟件實現(xiàn)若干組質(zhì)量控制以檢驗測定是以經(jīng)界定方式運行的。這些質(zhì)量控制可包含:掃描數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制檢查，包含對照線展開的檢查、通道清除率的檢查及關于峰值的大小及位置的檢查。特定來說，所檢測發(fā)光的水平是在用于考慮中的測定的校準參數(shù)中所界定的特定掃描位置處表征的，在所述特定掃描位置處不存在捕獲或?qū)φ諈^(qū)且所述特定掃描位置一般對應于背景熒光。如果發(fā)現(xiàn)此發(fā)光高于在用于考慮中的測定的校準參數(shù)中界定的特定水平，那么認為非束縛發(fā)光材料尚未實現(xiàn)完全清除率，且將特定測定稱為“錯誤運行” [809]。進一步分析對照區(qū)峰值:如果未發(fā)現(xiàn)這些峰值或這些峰值具有不充足量值，那么同樣所述測定被視為尚未完全展開且同樣稱為“錯誤運行” [810]。在任一情況中，不進行對分析物濃度或存在的估計。在此之后，算法檢驗出檢測到捕獲區(qū)峰值。如果情況并非如此，那么所述算法將捕獲區(qū)峰值的量值解釋為可忽略的，且利用捕獲區(qū)峰值高度值“O”來進行測定計算[811]。最終，輸出結(jié)果以供相關測試掃描校準算法或液體對照算法進行分析[812]。
[0112]用于校準測試掃描的算法
[0113]在本發(fā)明的實施例中，讀取器包含用于來自測定掃描的作用區(qū)域的發(fā)光的定性或定量的校準算法。此算法取以下各項作為輸入:測定批特定的校準參數(shù)及如通過峰值檢測算法針對捕獲及對照區(qū)中的每一者確定的峰值高度。針對每一分析物，所述算法根據(jù)校準參數(shù)處理對應捕獲區(qū)峰值高度。一般來說，針對定性測試，所述算法將經(jīng)按比例縮放峰值高度與閾值進行比較并報告“陽性”或“陰性”測試結(jié)果。替代地，針對定量測試，所述算法根據(jù)測定特定校準參數(shù)來表征測試樣本內(nèi)的分析物的濃度。在此情況中，所述算法可分別報告所述濃度小于特定檢測極限或者大于或小于特定定量極限。最后，針對半定量測試，所述算法根據(jù)測定特定校準參數(shù)將測試樣本內(nèi)的分析物的濃度表征為在特定范圍內(nèi)。應理解，多路復用測定面板可由對定性、定量及半定量測定的選擇組成，所有測定均在單個匣筒內(nèi)，被同時讀取及解釋。
[0114]在本發(fā)明的示范性實施例中，可由圖9來概述測試掃描校準算法。取峰值高度及錯誤檢查數(shù)據(jù)[901]以及如在對應匣筒批校準文件中給出的測定校準參數(shù)作為輸入，所述算法將測定的性質(zhì)確定為定量或定性測定[902]。在定性測定的情況中，所述算法可使用用于校準捕獲區(qū)峰值高度的線性方程式來考慮到測定批響應隨時間的變化[903]。將此校準函數(shù)的系數(shù)存儲于對應匣筒批校準文件中。隨后將經(jīng)按比例縮放響應與也存儲于對應匣筒批校準文件中的響應閾值進行比較[905]。在競爭性測定的情況中，如果響應低于此閾值，那么針對考慮中的分析物將測定報告為陽性。否則，將測定報告為陰性。在夾心測定的情況中，如果響應低于此閾值，那么針對考慮中的分析物將測定報告為陰性。否則，將測定報告為陽性。
[0115]在定量測定的情況中，所述算法可使用5參數(shù)對數(shù)邏輯斯蒂方程式來從捕獲區(qū)峰值高度估計分析物濃度。
[0116]最初，分析捕獲區(qū)峰值高度以確保其在校準5參數(shù)對數(shù)邏輯斯蒂曲線方程式的范圍內(nèi)[904]。如果捕獲區(qū)峰值高度在校準方程式的范圍內(nèi)，那么關于5參數(shù)對數(shù)邏輯斯蒂方程式來執(zhí)行校準，且確定所估計分析物濃度[906]。否則，可將濃度報告為超過相應定量極限。
[0117]接下來將所估計分析物濃度與如在用于考慮中的測定的匣筒批校準文件中給出的下濃度定量極限及上濃度定量極限進行比較[907]。如果所估計濃度在這些界限中的一者之外，那么將報告執(zhí)行為:如果所計算濃度低于所規(guī)定下定量極限，那么將結(jié)果給出為低于此極限而非所估計濃度。相反地，如果所計算濃度高于所規(guī)定上定量極限，那么將結(jié)果給出為高于此極限而非所估計濃度。
[0118]最終，將相應結(jié)果(具體來說，運行錯誤及存在或濃度估計結(jié)果)報告給用戶并保存這些結(jié)果[908]。
[0119]液體對照算法
[0120]在本發(fā)明的實施例中，讀取器包含用于更新測定特定校準參數(shù)以補償可移動試劑捕獲區(qū)發(fā)光響應的測定相關改變的處理算法。此算法分析以指定分析物濃度的對照液體運行的指定批的一個或一個以上測定匣筒的響應。接著更新內(nèi)部校準參數(shù)以提供與對照響應的最佳擬合結(jié)果。
[0121]在本發(fā)明的實施例中，使用液體校準器以考慮到隨時間的微小測定及讀取器改變。這些一般由對應液體對照算法針對每一測定批在每月的基礎上運行及分析。然而，此校正的所需頻率可由管理員級用戶設定。
[0122]在本發(fā)明的示范性實施例中，運行一種穩(wěn)定對照液體以針對定性測定來重新校準單個測定批。此對照液體含有經(jīng)界定濃度的所關注分析物。一般來說，這些濃度經(jīng)選擇以對應于針對分析物中的每一者的濃度閾值。在所述批的個別標準匣筒中運行每一對照液體的特定數(shù)量。相反地，針對定量測定，運行兩種穩(wěn)定對照液體以重新校準單個測定批。兩種液體對照中的每一者含有經(jīng)界定濃度的所關注分析物。一般來說，每一分析物的兩個濃度經(jīng)選擇以分別與經(jīng)界定低及高濃度對應，其中可移動試劑捕獲區(qū)發(fā)光響應在5參數(shù)對數(shù)邏輯斯蒂曲線方程式的線性范圍內(nèi)。在所述批的個別標準匣筒中運行每一對照液體的特定數(shù)量。
[0123]在圖11中展示用于定性測試的液體對照校準調(diào)整算法的實例。在從“水平I”液體對照獲取及處理掃描數(shù)據(jù)[1101]后，即刻檢驗此數(shù)據(jù)以確保尚未發(fā)生錯誤運行，且每一測定分析物的捕獲區(qū)峰值在預期范圍內(nèi)[1102]。如果這些檢查中的任一者失敗，那么提示用戶重復液體對照校準調(diào)整。
[0124]如果針對所有測定這些檢查均通過，那么計算用于校準捕獲區(qū)峰值高度以考慮到測定批響應隨時間的變化的新線性方程式。
[0125]最終，用線性方程式的新值更新校準文件并為用戶顯示液體校準的結(jié)果。
[0126]在圖12中展示用于定量測試的液體對照校準調(diào)整算法的實例。在從“水平I”(例如，低濃度水平)液體對照獲取及處理掃描數(shù)據(jù)[1201]后，即刻檢驗此數(shù)據(jù)以確保尚未發(fā)生錯誤運行。接下來，以與標準測試掃描的方式等同的方式計算分析物的所估計濃度。出于此目的，使用5參數(shù)對數(shù)邏輯斯蒂方程式的原始值，如在批校準文件中所給出。此方程式在先前液體對照中執(zhí)行的校正之前，且此步驟檢驗測定仍以與新制造的批的方式類似的方式操作。接著證實此所估計濃度，從而檢驗此濃度在“水平I”液體對照的實際濃度的設定范圍(也在批校準文件中給出)內(nèi)。如果尚未發(fā)生錯誤，且所估計濃度在預期范圍內(nèi)，那么保存原始及經(jīng)處理峰值數(shù)據(jù)，且需要“水平2”液體對照校準器?；蛘?，提示用戶重復“水平I”液體對照校準器[1202]。
[0127]在從“水平2”(例如，高濃度水平)液體對照獲取及處理掃描數(shù)據(jù)[1203]后，即刻檢驗此數(shù)據(jù)以確保尚未發(fā)生錯誤運行。接下來，以與標準測試掃描的方式等同的方式計算分析物的所估計濃度。出于此目的，使用5參數(shù)對數(shù)邏輯斯蒂方程式的原始值，如在批校準文件中所給出。接著證實此所估計濃度，從而檢驗此濃度在“水平2”液體對照的實際濃度的設定范圍(也在批校準文件中給出)內(nèi)。如果已發(fā)生錯誤或如果所估計濃度在預期范圍之外，那么提示用戶重復“水平2”液體對照校準器[1204]?；蛘?，所述算法如下計算經(jīng)更新校準參數(shù)[1205]。
[0128]一般來說，通過錯誤殘余的最小化來執(zhí)行液體對照經(jīng)更新5參數(shù)對數(shù)邏輯斯蒂參數(shù)的計算。
[0129]在計算經(jīng)優(yōu)化校準參數(shù)后，即刻將批校準文件更新為包含這些參數(shù)[1206]，且將液體對照校準調(diào)整算法的成功報告給用戶[1207]。
[0130]質(zhì)量控制檢查
[0131 ] 在本發(fā)明的特定實施例中，讀取器系統(tǒng)并入有光學質(zhì)量控制算法。此算法將來自質(zhì)量控制組件掃描的響應與預期響應進行比較且借此證實讀取器以用于對測定的分析?？尚枰斯鈱W質(zhì)量控制以特定間隔運行，以便確保對讀取器操作的日常光學檢查。此光學自檢查的參數(shù)存儲于系統(tǒng)的內(nèi)部存儲器中且含有如在讀取器檢驗期間確定的特定讀取器系統(tǒng)的質(zhì)量控制檢驗參數(shù)。此光學質(zhì)量控制數(shù)據(jù)文件包括特定信息，例如:質(zhì)量控制匣筒條形碼識別符、質(zhì)量控制特征的掃描位置及每一質(zhì)量控制特征處的預期響應范圍。對應于此文件的數(shù)據(jù)可編碼于質(zhì)量控制組件上的2-D條形碼上或編碼于與質(zhì)量控制組件相關聯(lián)的RFID芯片內(nèi)。此數(shù)據(jù)借此可由讀取器系統(tǒng)讀取且存儲于內(nèi)部存儲器中。
[0132]在本發(fā)明的示范性實施例中，使用單獨的條形碼光學質(zhì)量控制組件且可如下描述光學自檢查程序(如圖6中所展示):在由系統(tǒng)操作者起始光學自檢查[601]且插入對應質(zhì)量控制裝置[602]后，系統(tǒng)即刻檢查裝置條形碼以確保此與存儲于存儲器中的質(zhì)量控制參數(shù)文件中的質(zhì)量控制條形碼對應。如果此文件不存在或如果匣筒不正確，那么停止所述檢查。
[0133]系統(tǒng)接著根據(jù)標準掃描程序起始掃描，從而記錄來自質(zhì)量控制匣筒的光學光致發(fā)光[603]。光學質(zhì)量控制算法檢查經(jīng)界定質(zhì)量控制特征掃描位置中的每一者處的所檢測光致發(fā)光響應并分別將這些響應與每一質(zhì)量控制特征處的預期響應范圍進行比較。如果每個響應在預期響應范圍內(nèi)，那么將質(zhì)量控制測試報告為“通過”。如果任一水平落在這些閾值之外，那么測試失敗且重復掃描及測試。重復掃描及分析最多達三次。如果這些掃描中的一者為“通過”，那么報告此。如果所有這些均失敗，那么將質(zhì)量控制測試報告為“失敗”。提示用戶移除QC匣筒[604]。接著顯示結(jié)果且將最終掃描的掃描細節(jié)存儲于讀取器存儲器內(nèi)[605]，所述細節(jié)包含:標頭細節(jié)(例如:時間/日期、匣筒識別符、用戶識別符、掃描參數(shù)及所進行的掃描的最終數(shù)目)、參數(shù)文件的副本、每一質(zhì)量控制特征的詳細“通過”/ “失敗”狀態(tài)及原始掃描數(shù)據(jù)。
[0134]所述光學質(zhì)量控制算法展示于圖10中且可如下概述:算法取以下各項作為輸入:原始掃描數(shù)據(jù)[1001]及質(zhì)量控制參數(shù)(如在讀取器及質(zhì)量控制裝置特定的質(zhì)量控制文件中所給出)。所述算法記錄在質(zhì)量控制數(shù)據(jù)文件內(nèi)指定的掃描位置處的所檢測光致發(fā)光響應。此位置對應于質(zhì)量控制裝置上的經(jīng)界定質(zhì)量控制特征。接下來，所述算法將所述響應與質(zhì)量控制特征的預期響應范圍進行比較[1002]。此范圍是所述特征、質(zhì)量控制裝置及讀取器裝置特定的且在質(zhì)量控制數(shù)據(jù)文件中指定。如果所述響應在此范圍內(nèi)，那么將光學設置視為與此特征良好對準，且結(jié)果為“通過”。否則，質(zhì)量控制測試為“失敗”。針對質(zhì)量控制芯片的所有讀取通道上的所有特征重復此過程[1003]。所述算法接著輸出對應于每一測試的“通過”/ “失敗”性質(zhì)的結(jié)果[1004]。
[0135]LED反饋控制
[0136]在本發(fā)明的實施例中，貫穿測量掃描控制激發(fā)源強度。此通過使用一個或一個以上專用光電傳感器監(jiān)視激發(fā)源強度來執(zhí)行。此強度信號的作用反饋確保激發(fā)源的發(fā)射功率貫穿掃描而保持恒定。此為重要的，因為激發(fā)源發(fā)射功率的改變導致測定光致發(fā)光的直接改變，此可產(chǎn)生分析物存在的測量不準確性。
[0137]在本發(fā)明的實施例中，讀取器具有為一組的六個類似LED的激發(fā)源。在此情況中，激發(fā)功率變化可由(舉例來說)以下各項導致:功率調(diào)節(jié)變化、隨時間的LED降級及熱響應。在這些當中，熱響應為特別顯著的。隨著溫度線性地增加或降低，LED的發(fā)射強度分別以指數(shù)方式降低或增加。在此情況中，使用擋板將兩組的三個LED各自彼此光學隔離。單個光電二極管放置于每一 LED室內(nèi)且監(jiān)視三個對應的LED。在匣筒的掃描期間，每一隔離組的三個LED中的僅一個LED在特定時間為作用的。來自每一 LED的發(fā)射的某一部分從孔口板被背向散射或反射。此由相關光電二極管監(jiān)視。因此通過觀察光電二極管信號來檢測LED發(fā)射功率。針對對應LED的每一激活脈沖，在獲取測定發(fā)光之前執(zhí)行LED發(fā)射的監(jiān)視及優(yōu)化。舉例來說，針對每一掃描數(shù)據(jù)點，LED功率的優(yōu)化可進行達25ms，且接著測定發(fā)光的獲取可進行達15ms。或者，可在掃描開始之前針對每一 LED執(zhí)行LED穩(wěn)定，在整個掃描中針對每一 LED使LED所施加電壓維持在相關穩(wěn)定設定點下。
[0138]如下執(zhí)行LED發(fā)射功率的此優(yōu)化。
[0139]到LED中的每一者的所施加電壓由讀取器軟件個別地控制。通過LED反饋算法優(yōu)化施加到每一 LED的電壓以使光學發(fā)射功率穩(wěn)定在預期電平下。LED控制電壓的初始電平[1401]及所要LED發(fā)射功率的預期光電晶體管響應存儲于每一 LED的讀取器校準文件中。
[0140]最初，將LED設定在初始默認電壓[1401]且讀取LED監(jiān)視光學信號[1402]。針對每一LED單獨地使用控制算法(例如比例-積分控制器)計算LED控制電壓的優(yōu)化[1404]。
[0141]數(shù)據(jù)的印出
[0142]在本發(fā)明的實施例中，讀取器系統(tǒng)并入有用于在讀取測定之后或從所存儲存儲器印出掃描結(jié)果及相關聯(lián)審計數(shù)據(jù)的硬副本的打印機[110]。在圖13中展示在定性、六分析物濫用藥物面板的掃描之后的典型樣本印出。額外可打印數(shù)據(jù)可包含:用戶列表、讀取器設定、事件或錯誤日志、所安裝校準或質(zhì)量控制結(jié)果。
[0143]在本發(fā)明的實施例中，可在觸摸屏接口 [102]上提供起始打印數(shù)據(jù)或?qū)⒓垙堭佀屯ㄟ^打印機的觸敏屏元件。此外，可在用戶接口中的屏幕上提供含有可打印材料的提示。這些提示告知用戶可使用這些觸敏屏元件來起始數(shù)據(jù)的打印。
[0144]系統(tǒng)自檢查
[0145]在本發(fā)明的實施例中，讀取器并入有用于起始及解釋自檢查測試的軟件及電子器件。一般來說，可在讀取器裝置的啟動時自動地起始或通過由用戶選擇用戶接口選項來起始這些測試。在起始自檢查后，讀取器即刻檢驗各種內(nèi)部及外圍組件的操作。舉例來說，可對存儲器裝置、無線通信、端口連接、電機操作、各種控制子系統(tǒng)、激發(fā)源及檢測器、打印機操作、內(nèi)部及外部條形碼傳感器、電池操作及功率供應操作執(zhí)行檢驗。
[0146]可為對并入有這些及進一步測試操作的裝置測試菜單的口令保護接入提供進一步連接性。這些可輔助設計師對在裝置操作中發(fā)生的錯誤的識別及解析。
[0147]在遇到錯誤后，可即刻將此報告給用戶，且將詳細報告包含在內(nèi)部事件或錯誤日志文件中。還可在已發(fā)現(xiàn)組件處于錯誤狀態(tài)中時阻止讀取器起始測試。假如檢測到相關聯(lián)組件處于錯誤狀態(tài)中，則可同樣地限制進一步讀取器功能性。
[0148]安全性
[0149]在本發(fā)明的實施例中，可提供各種策略來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的安全性。舉例來說，可提供各種用戶接入等級；每一等級具有特定等級的數(shù)據(jù)接入及控制權(quán)利。本發(fā)明的一個實施方案具有兩個接入等級，為“管理員”及“用戶”。一般來說，“用戶”等級具有“管理員”等級權(quán)利的子集。具體來說，掃描、質(zhì)量控制、校準、記錄審查及打印功能性可供所有操作者使用。除這些權(quán)利以外，“管理員”等級操作者還可以接入額外功能性，包含記錄到外部裝置的傳送、記錄的刪除、固件或軟件更新的起始及讀取器選項的設定。在本發(fā)明的實施例中，“管理員”等級用戶可創(chuàng)建并管理用戶帳戶、設定在登錄時鍵入口令的要求及針對每一用戶進一步設定這些口令。
[0150]在本發(fā)明的實施例中，維持所有設定改變、掃描及系統(tǒng)警告及錯誤的事件審計日志。每一系統(tǒng)事件是唯一可識別的且鏈接到事件的時間且由用戶記入到裝置中。
[0151]在本發(fā)明的實施例中，批校準文件可僅從特定安全的不可重寫芯片獲取。這些校準文件可經(jīng)編碼以防止在讀取器裝置之外進行解釋。
[0152]在本發(fā)明的實施例中，可進一步對到讀取器的連接性及到讀取器連接菜單的接入進行口令控制。從讀取器裝置的無線連接可需要由“管理員”等級用戶使用讀取器用戶接口進行設置。
[0153]讀取器設定
[0154]在本發(fā)明的實施例中，讀取器用戶接口提供使得“管理員”等級用戶能夠設定或修改各種讀取器設定及參數(shù)的設定子菜單。這些子菜單包含:用戶ID及口令的配置；用于運行測試掃描的光學質(zhì)量控制或液體對照掃描的要求或所需頻率；語言設定；顯示器亮度；實現(xiàn)測定展開的讀取器定時的功能的配置及掃描的后續(xù)自動起始；無線連接及設定的設定；錯誤報告的處置；集成揚聲器的音量水平；所保存結(jié)果及校準的管理及/或刪除；或端口及數(shù)據(jù)通信設定的激活。
[0155]存儲器及文件
[0156]在本發(fā)明的實施例中，讀取器系統(tǒng)并入有用于存儲基本數(shù)據(jù)、操作參數(shù)以及軟件及用戶接口細節(jié)的存儲器及文件管理系統(tǒng)。存儲于此存儲器內(nèi)的文可包含:掃描文件、校準文件、質(zhì)量控制運行文件、用戶列表、設定及改變?nèi)罩?、掃描日志、校準運行日志或用戶日志。為了審閱可能大量的掃描文件，可實施搜索功能性。此允許用戶通過日期、操作者、患者ID或測試來過濾掃描結(jié)果。一般來說，除掃描的質(zhì)量控制的顯著讀取器信息以外，原始掃描數(shù)據(jù)及校準參數(shù)也包含于每一掃描結(jié)果文件中。
[0157]在本發(fā)明的特定實施例中，讀取器系統(tǒng)可將五千個患者掃描記錄存儲于內(nèi)部存儲器中，其中一旦取得新的記錄便刪除最舊的記錄。
[0158]實例
[0159]以下實例用于進一步圖解說明本發(fā)明的方法及裝置。這些實例絕不打算限制本發(fā)明的范圍。
[0160]實例1:六通道熒光讀取器系統(tǒng)
[0161]根據(jù)本發(fā)明，此實例描述一種用于記錄及解釋來自免疫測定的熒光的實例性讀取器系統(tǒng)。此讀取器系統(tǒng)接納包括六個垂直通道的匣筒。每一通道包括經(jīng)配置以用于檢測單個流體樣本內(nèi)的特定分析物的免疫測定。所述讀取器系統(tǒng)捕獲來自每一免疫測定的表面的熒光、對每一免疫測定的單個捕獲區(qū)的熒光響應進行定量并確定所述實例內(nèi)的每一分析物存在的定量或定性測量。
[0162]在圖1中展示讀取器的系統(tǒng)圖。另外，分別在圖2及3中展示讀取器及讀取器的光學組件的圖。簡單地說，所述讀取器系統(tǒng)包括并入有觸摸屏顯示器及數(shù)據(jù)鍵入裝置[102]、通/斷開關[101]的殼體[204]、多色彩狀態(tài)指示器燈[202]及具有旋轉(zhuǎn)蓋的裝置出入端口[201]。所述殼體含有用于接納外部免疫測定裝置[107]的套架容座[301]。此外，讀取器包括:殼體內(nèi)的光學系統(tǒng)，其由單個光學塊內(nèi)的激發(fā)與收集光學器件組成；及機電電機系統(tǒng)，例如步進電機，借此使套架相對于光學塊[106]移動。
[0163]此外，所述讀取器系統(tǒng)并入有用于致動及控制讀取的數(shù)字處理器[104]及電子器件以及用于存儲數(shù)據(jù)的非易失性數(shù)字存儲器[105]。最終，所述讀取器并入有通信端口及無線連接性[114]、功率管理系統(tǒng)[113]、內(nèi)部電池[111]及用于在讀取測定之后或從所存儲存儲器印出掃描結(jié)果的硬副本的的外部熱打印機[124]。此打印機經(jīng)由通信端口與讀取器介接且由其供電。
[0164]關于讀取器組合件及組件的細節(jié)，下文進一步對這些組合件及組件進行詳述。
[0165]在匣筒套架[301]內(nèi)，當將測定匣筒正確地定位于套架內(nèi)時，彈簧負載榫釘位于對應于所述匣筒中的凹部的位置中。在匣筒的正確插入后，榫釘即刻與匣筒的凹入特征齊平。此將匣筒鎖定于適當位置中，從而確保測定定位于光學平面處直到施加力來移除所述匣筒為止。此外，物理對準特征通過阻止匣筒以不正確旋轉(zhuǎn)對準的插入而防止匣筒的錯誤插入。
[0166]讀取器并入有探測完全匣筒插入及移除的光學及機械傳感器。這些傳感器固持于匣筒套架內(nèi)，且其定位對應于界定匣筒插入或匣筒的移除的位置。在此情況中，光學傳感器為光源與光電傳感器的對偶。此傳感器位于緊密接近套架的口處。在插入后，匣筒即刻阻止光從傳感器光源傳播到其對應光電傳感器。傳感器通過重新開始從傳感器光源到其對應光電傳感器的光傳播來探測匣筒的完全移除。機械開關傳感器位于套架的底座處。在將匣筒完全插入到套架中后，即刻由匣筒致動此開關，從而使得能夠檢測匣筒插入。
[0167]電機組件集成檢測并報告相對電機致動位置的編碼器系統(tǒng)?？蓞⒖即诵盘柤皬南鄬τ谔准苄羞M中的特定位置定位的特定光學行進傳感器[120a]接收的信號來確定套架位置。所述套架組件并入有射束阻擋特征，其中斷由光學行進傳感器感測的光學射束，從而指示套架位置在這些位置處。
[0168]所述讀取器系統(tǒng)并入有用于讀取編碼于匣筒上的條形碼信息的內(nèi)部2D條形碼相機系統(tǒng)[120]。此相機系統(tǒng)進一步并入有用于照射讀取器內(nèi)的條形碼的光源。[0169]光學塊內(nèi)的激發(fā)光學器件包含:六個光源[302]、孔口板[303]、干涉濾光片[304]及單個激發(fā)透鏡[305]。
[0170]光源由表面安裝式裝置LED組成，每一表面安裝式裝置LED具有用于部分地準直所發(fā)射光[302]的集成透鏡。所述LED具有大約606nm的光學發(fā)射波長(L0E63B ；OsramGmBH)。所述孔口板為蝕刻有六個矩形光學孔口的薄平坦金屬片，所述矩形光學孔口將激發(fā)光射線限制于通過孔口 [303]的激發(fā)光射線。每一孔口對準于來自單個LED的發(fā)射。在讀取器系統(tǒng)中，孔口的寬度為0.7mm到0.8mm且高度為0.3mm到0.4mm,且每一激發(fā)區(qū)域的寬度為1.2mm且高度為0.6_。
[0171]激發(fā)濾光片[304]位于激發(fā)光路徑內(nèi)且使用管構(gòu)造系統(tǒng)在這些光路徑內(nèi)居中。所述光學激發(fā)濾光片對由免疫測定裝置經(jīng)歷的激發(fā)光的光譜輪廓進行整形。此濾光片起作用以確保激發(fā)光與光致發(fā)光標記發(fā)射的光之間的光譜分離。光學激發(fā)濾光片可(舉例來說)為帶通或短通種類且可通過干涉或吸收機制而操作。一般來說，所述激發(fā)濾光片經(jīng)選擇使得濾光片通帶對應于光致發(fā)光標記的激發(fā)光譜的某一部分，且濾光片阻帶對應于光致發(fā)光標記的發(fā)射光譜的某一部分。光致發(fā)光標記的激發(fā)與發(fā)射光譜之間的斯托克斯位移界定最大濾光片過渡帶。在此情況中，選擇具有590nm的中心通過波長及60nm的透明帶寬的帶通干涉光學濾光片(BK-590-60 ；Interferenzoptik GmbH)。
[0172]激發(fā)透鏡[305]位于激發(fā)光路徑內(nèi)且使用管構(gòu)造系統(tǒng)在這些光路徑內(nèi)居中。此透鏡將光源發(fā)射的光學能量引導到免疫測定裝置的表面。所述透鏡為雙凸非球面設計，且由透明環(huán)烯烴共聚物材料(Zeonex480R)形成。
[0173]一般來說，所述光源具有與和測定的可移動或?qū)φ赵噭┫嚓P聯(lián)的光致發(fā)光標記的激發(fā)光譜兼容的發(fā)射波長。此類標記可包含暗紅色發(fā)射熒光團，例如DyLight?650 (Thermo-Fischer Scientific) > Alexa Fluorli 647 (Invitrogen Corporation)或 Cy5。
[0174]光學塊內(nèi)的收集光學器件包含:六個收集透鏡[307]、玻璃吸收濾光片[308]及用于此發(fā)光的檢測及定量的六個光電二極管[306]。每一收集透鏡[307]從個別激發(fā)區(qū)域(即，免疫測定表面的由激發(fā)光學組合件照射的區(qū)域)收集光；并朝向?qū)怆姸O管[306]的中心部分引導此光。所有六個透鏡的設計均為等同的，為雙凸非球面的且由透明環(huán)烯烴共聚物材料(Zeonex480R)形成。使用單個長通玻璃吸收光學濾光片[308]來過濾來自所有通道的激發(fā)光。此濾光片具有超過大約665nm的波長的光學通帶(ZVL050 ;KnightOptical (UK)Ltd.)。此濾除殘余經(jīng)反射或散射激發(fā)光并使與經(jīng)標記綴合物的熒光相關聯(lián)的光通過。
[0175]收集光學器件的光學收集路徑的平面與激發(fā)光學器件的光學激發(fā)路徑的平面之間存在角偏移；其中光學激發(fā)平面正交于匣筒表面，而檢測為偏移35度。選擇這些平面的角位置及其特定偏移以便抑制激發(fā)光直接反射到檢測器組合件中。
[0176]所述讀取器系統(tǒng)并入有用于致動及控制讀取的數(shù)字處理器及電子器件。一般來說，操作處理器[104a]控制時間關鍵感測及控制操作，例如電機的操作、光學電子組件、傳感器及掃描處理。額外接口處理器控制顯示器及接口組件，從而解釋數(shù)據(jù)鍵入及通信協(xié)議。另外，此處理器控制內(nèi)部數(shù)字存儲器[105];從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的寫入、讀取、搜索及傳送。
[0177]所述讀取器系統(tǒng)并入有用于存儲數(shù)據(jù)的非易失性數(shù)字存儲器[105]。一般來說，此數(shù)據(jù)包含所收集掃描數(shù)據(jù)以及對應患者細節(jié)及測定結(jié)果；用戶細節(jié)及口令；事件及錯誤日志；校準參數(shù)；讀取器設定；用戶接口屏幕；接口及通信參數(shù)；及讀取器操作程序。此存儲器由以下各項組成:內(nèi)部快閃存儲器及內(nèi)部SD卡。
[0178]所述讀取器系統(tǒng)并入有通信端口 [ 114]。特定來說，并入有用于有線連接性的組件及協(xié)議，包含USB及以太網(wǎng)。這些組件及協(xié)議促進與在讀取器外部的裝置的通信及對所述裝置的控制。具體來說，此連接性實現(xiàn)對外部條形碼讀取器裝置[115]的遠程診斷、固件或軟件更新及數(shù)據(jù)傳送以及控制。所述讀取器還包含用于通過W1-FI進行外部無線接入的組件及協(xié)議。具體來說，此連接性實現(xiàn)遠程診斷、固件或軟件更新及數(shù)據(jù)傳送。
[0179]所述讀取器系統(tǒng)并入有用于在讀取測定之后或從所存儲存儲器印出掃描結(jié)果及相關聯(lián)審計數(shù)據(jù)的硬副本的外部熱打印機[124]。此打印機經(jīng)由到讀取器通信端口 [114]中的一者的連接與讀取器通信且由所述讀取器供電。所述讀取器系統(tǒng)為便攜式的，既定供臺式或桌式床邊診斷使用，且包含內(nèi)部電池[111]，其可在系統(tǒng)未連接到電力供應器[112]的情形中給讀取器供電。此電池為可再充電的且在讀取器連接到市電電力供應器時再充電。電力系統(tǒng)[113]監(jiān)視電池電荷，從而將此報告給用戶且調(diào)節(jié)例如以下的細節(jié):充電速度、電池溫度及在單元自動關機之前的最小電荷電平。
[0180]在一些實施例中，SD卡組件保持與測定匣筒批有關的測定特定校準數(shù)據(jù)。所述SD卡可引入到讀取器系統(tǒng)插槽中，且將測定特定校準數(shù)據(jù)拷貝到內(nèi)部讀取器存儲器。SD卡裝置為安全的一次寫入、多次讀取的形式。另外，標準SD可插入到SD槽中，且用戶可將所保存數(shù)據(jù)(例如掃描、結(jié)果、設定、校準或質(zhì)量控制數(shù)據(jù))從內(nèi)部裝置傳送到SD卡以供備份或后續(xù)輸送。
[0181]關于系統(tǒng)控制，LED發(fā)射時序及光電二極管讀取時序經(jīng)調(diào)諧使得在特定時間激發(fā)僅一個測試，從而確保通道之間的光學串擾被最小化。此外，貫穿測量掃描在每一掃描開始之前將每一 LED的LED發(fā)射強度穩(wěn)定到標準設定點。此通過使用兩個專用光電二極管監(jiān)視激發(fā)源強度來執(zhí)行。此強度信號的作用反饋確保激發(fā)源的發(fā)射跨越所有掃描而保持恒定。
[0182]此外，在每一 LED發(fā)射脈沖之前，所述讀取器系統(tǒng)還記錄對應于在不激活對應LED的情況下的所檢測信號的暗計數(shù)。在等于LED脈沖時間的時間內(nèi)對此計數(shù)進行積分。在記錄所有掃描點之后，通過從在激活對應LED期間所獲取的暗計數(shù)減去每一暗計數(shù)來校正所接收信號。此實現(xiàn)對到裝置中的光泄漏、來自裝置內(nèi)的光產(chǎn)生的干擾或者熱噪聲或電子噪聲的補償。讀取器包含用于檢測來自每一光學掃描的光學發(fā)射峰值的算法。算法參數(shù)可包含例如峰值的預期數(shù)目、預期峰值掃描位置、峰值的預期寬度、峰值高度的預期范圍等細節(jié)。峰值檢測算法包含背景減法；其補償源自測定材料的背景熒光、雜散背景光、非束縛經(jīng)標記測定材料或其它源。此通過估計及減去在最大峰值的點處的背景熒光來實現(xiàn)。此估計通過以下操作來執(zhí)行:探測在到峰值位置的任一側(cè)的經(jīng)界定距離處的特定掃描位置處的熒光水平、接著確定與背景對掃描位置的線性擬合且接著估計在處于對應于最大峰值的位置的掃描位置處的背景熒光的水平。
[0183]以軟件實現(xiàn)若干組質(zhì)量控制以檢驗測定面板是以經(jīng)界定方式運行的。這些質(zhì)量控制包含:掃描數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制檢查，包含對照線展開的檢查、通道清除率的檢查及關于峰值的大小及位置的檢查。另外，軟件將測試的時間檢驗為在特定測定的到期數(shù)據(jù)內(nèi)。特定來說，所檢測發(fā)光的水平是在用于考慮中的測定的校準參數(shù)中所界定的特定掃描位置處表征的，在所述特定掃描位置處不存在捕獲或?qū)φ諈^(qū)且所述特定掃描位置一般對應于背景熒光。如果發(fā)現(xiàn)此光致發(fā)光高于在用于考慮中的測定的校準參數(shù)中所界定的特定水平，那么認為非束縛發(fā)光材料尚未實現(xiàn)完全清除率，且將所述特定測定稱為“錯誤運行”。進一步分析對照區(qū)峰值:如果未發(fā)現(xiàn)這些峰值或這些峰值具有不充足量值，那么同樣地所述測定被視為尚未完全地展開且同樣地稱為“錯誤運行”。
[0184]所述讀取器包含用于來自測定掃描的作用區(qū)域的光致發(fā)光的定性或定量的校準算法。此算法取以下各項作為輸入:測定批特定的校準參數(shù)及如通過峰值檢測算法針對捕獲及對照區(qū)中的每一者確定的峰值高度。針對每一分析物，所述算法根據(jù)校準參數(shù)處理對應捕獲區(qū)峰值高度。一般來說，針對定性測試，所述算法將峰值高度與閾值進行比較，并報告陽性或陰性結(jié)果。替代地，針對定量測試，所述算法根據(jù)測定特定校準參數(shù)來表征測試樣本內(nèi)的分析物的濃度。假如所估計濃度在測定的定量界限之外，那么所述算法分別報告所述濃度大于或小于特定定量極限。
[0185]并入有類似于測定匣筒的尺寸的外部尺寸的物理上分離的質(zhì)量控制組件[108]。此組件并入有展現(xiàn)特定經(jīng)表征熒光水平的材料。使用經(jīng)掩蔽熒光PVC材料來界定質(zhì)量控制組件的熒光區(qū)域。質(zhì)量控制組件的熒光區(qū)域可定位于讀取器內(nèi)的光學平面處。以經(jīng)界定方式圖案化光致發(fā)光區(qū)域，使得光學不對準導致掃描響應的可預測改變。在讀取器中并入有用于分析質(zhì)量控制組件掃描的處理算法。此算法將來自熒光區(qū)域的預期響應與那些所接收響應進行比較并證實讀取器以用于對測定的分析。
[0186]所述讀取器還包含用于檢驗測定批響應或任選地更新測定特定校準參數(shù)以補償基于測定的響應改變的處理算法。此算法分析以指定濃度的對照液體運行的指定批的一個或一個以上測定匣筒的響應。檢驗測定響應在預期極限內(nèi)。另外，可接著更新內(nèi)部校準參數(shù)以提供與對照響應的最佳擬合結(jié)果。
【權(quán)利要求】
1.一種用于分析流體樣本中的一個或一個以上分析物的讀取器系統(tǒng)，其包括: a.殼體，其具有通向套架的至少一個端口，所述套架經(jīng)配置以接納匣筒，所述匣筒包括用于分析流體樣本中的一個或一個以上分析物的經(jīng)垂直定向免疫測定裝置； b.光學系統(tǒng)，其具有:激發(fā)光學器件，其包括光源及激發(fā)透鏡，所述激發(fā)透鏡經(jīng)配置以透射來自所述光源的光且借此在將匣筒放置于所述套架中時激發(fā)所述經(jīng)垂直定向免疫測定裝置的區(qū)；及收集光學器件，其包括光電傳感器及收集透鏡，所述收集透鏡經(jīng)配置以在將匣筒放置于所述套架中時從所述經(jīng)垂直定向免疫測定裝置收集所發(fā)射光； c.機電電機系統(tǒng)，其經(jīng)配置以使所述套架相對于所述光學系統(tǒng)沿垂直方向移動，使得所述光學系統(tǒng)可在將匣筒放置于所述套架中時詢問所述經(jīng)垂直定向免疫測定裝置的不同區(qū)；及 d.一個或一個以上數(shù)字處理器及相關聯(lián)電子器件，其經(jīng)配置以從所述光學系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)并控制所述光學系統(tǒng)且控制所述機電電機系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的讀取器系統(tǒng)，其進一步包括用于存儲由所述光學系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的非易失性或易失性數(shù)字存儲器。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的讀取器系統(tǒng)，其中所述殼體進一步包括顯示屏幕、數(shù)據(jù)鍵入裝置或其組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的讀取器系統(tǒng)，其中所述數(shù)據(jù)鍵入裝置包括集成小鍵盤或觸摸屏。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的讀取器系統(tǒng)，其中所述光源為表面安裝式發(fā)光二極管。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的讀取器系統(tǒng)，其中所述表面安裝式發(fā)光二極管包括準直透鏡。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的讀取器系統(tǒng)，其中所述收集透鏡經(jīng)配置以從整個經(jīng)激發(fā)區(qū)收集所發(fā)射光。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的讀取器系統(tǒng)，其中所發(fā)射光被引導到光電二極管的中心部分上。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的讀取器系統(tǒng)，其中所述激發(fā)光學器件進一步包括光學激發(fā)濾光片。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的讀取器系統(tǒng)，其中所述光學激發(fā)濾光片為帶通或短通光學濾光片。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的讀取器系統(tǒng)，其中所述光學激發(fā)濾光片通過干涉或通過吸收而操作。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的讀取器系統(tǒng)，其中所述收集光學器件進一步包括光學收集濾光片。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的讀取器系統(tǒng)，其中所述光學收集濾光片為機械致動的。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的讀取器系統(tǒng)，其中所述光學收集濾光片為帶通或長通光學濾光片。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的讀取器系統(tǒng)，其中所述光學收集濾光片通過干涉或通過吸收而操作。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的讀取器系統(tǒng)，其中所述激發(fā)光學器件進一步包括具有一個或一個以上光學孔口的板。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的讀取器系統(tǒng)，其中所述板為吸收或反射的。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的讀取器系統(tǒng)，其中所述一個或一個以上孔口的至少一個尺寸在0.1mm到2mm、0.7mm到0.8mm或0.3mm到0.4mm的范圍中。
19.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的讀取器系統(tǒng)，其中包括經(jīng)垂直定向免疫測定裝置的匣筒位于所述套架內(nèi)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的讀取器系統(tǒng)，其中所述經(jīng)垂直定向免疫測定裝置包括一個或一個以上免疫測定通道。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的讀取器系統(tǒng)，其中所述一個或一個以上免疫測定通道各自獨立地包括用于分析一個或一個以上分析物的一個或一個以上測試線。
22.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的讀取器系統(tǒng)，其中所述經(jīng)垂直定向免疫測定裝置包括多個免疫測定通道且所述激發(fā)光學器件包括各自具有不同中心波長的多個光源。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的讀取器系統(tǒng)，其中所述收集光學器件包括多個光電傳感器，且所述光源及光電傳感器經(jīng)成對地配置使得其將光傳輸?shù)讲煌庖邷y定通道并從所述不同免疫測定通道收集所發(fā)射光。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的讀取器系統(tǒng)，其中所述對光源及光電傳感器經(jīng)配置使得在不同時間點詢問不同免疫測定通道。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的讀取器系統(tǒng)，其中使用電子頻率濾波對來自所述多個光電傳感器的信號進行濾波。
26.根據(jù)權(quán)利要求22所述的讀取器系統(tǒng)，其中所述多個免疫測定通道在空間上分離使得在同時詢問所述多個免疫測定通道時實質(zhì)上不存在不同免疫測定通道及不同光電傳感器之間的串擾。
27.根據(jù)權(quán)利要求1所述的讀取器系統(tǒng)，其中所述激發(fā)光學器件包括監(jiān)視所述光源的光電傳感器。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的讀取器系統(tǒng)，其中使用來自監(jiān)視所述光源的所述光電傳感器的測量控制所述光源的發(fā)射強度。
29.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的讀取器系統(tǒng)，其中所述收集光學器件的光學收集平面與所述激發(fā)光學器件的光學激發(fā)平面形成從法線偏移的角度。
30.根據(jù)權(quán)利要求19到29中任一權(quán)利要求所述的讀取器系統(tǒng)，其中所述一個或一個以上數(shù)字處理器收集在所述光學系統(tǒng)掃描所述經(jīng)垂直定向免疫測定裝置時產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的讀取器系統(tǒng)，其中所述一個或一個以上數(shù)字處理器處理所述數(shù)據(jù)以對在將所述匣筒放置于所述套架中之前施加到所述免疫測定裝置的流體樣本中的一個或一個以上分析物的量進行定量。
32.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的讀取器系統(tǒng)，其進一步包括在所述一個或一個以上數(shù)字處 理器上以軟件實現(xiàn)的一個或一個以上質(zhì)量控制檢查。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的讀取器系統(tǒng)，其中所述一個或一個以上質(zhì)量控制檢查選自由以下各項組成的群組:對照線展開的檢查、通道清除率的檢查、關于峰值的大小及位置的檢查、與所述免疫測定裝置的到期數(shù)據(jù)相比關于測定運行的時間的檢查及其任何組合。
34.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的讀取器系統(tǒng)，其進一步包括用于辨識匣筒插入或移除的至少一個傳感器。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的讀取器系統(tǒng)，其中所述傳感器為光學或機械傳感器。
36.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的讀取器系統(tǒng)，其進一步包括條形碼讀取系統(tǒng)。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的讀取器系統(tǒng)，其中所述條形碼讀取系統(tǒng)是一維或二維的。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的讀取器系統(tǒng)，其中所述二維條形碼讀取系統(tǒng)編碼選自由以下各項組成的群組的信息:匣筒類型或批次數(shù)據(jù)的識別、批次制造及到期日期、分析物名稱、匣筒預期響應、批次參數(shù)、峰值探尋參數(shù)、校準參數(shù)及其任何組合。
39.根據(jù)權(quán)利要求1所述的讀取器系統(tǒng)，其進一步包括具有與匣筒實質(zhì)上相同的外部尺寸的物理上分離的質(zhì)量控制組件。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的讀取器系統(tǒng)，其中所述質(zhì)量控制組件包括在由所述光源激發(fā)后即刻展現(xiàn)經(jīng)表征光致發(fā)光水平的光致發(fā)光材料。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的讀取器系統(tǒng)，其中所述光致發(fā)光材料為或包括浸潰有光致發(fā)光染料、納米晶體、量子點或其任何組合的塑料。
42.根據(jù)權(quán)利要求40所 述的讀取器系統(tǒng)，其中光致發(fā)光區(qū)域是使用經(jīng)掩蔽材料、經(jīng)涂覆材料、多層經(jīng)蝕刻材料或其任何組合界定于所述質(zhì)量控制組件上的。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的讀取器系統(tǒng)，其中在將所述質(zhì)量控制組件放置于所述套架中時，所述光致發(fā)光區(qū)域定位于所述讀取器系統(tǒng)內(nèi)的所述激發(fā)光學器件的所述光學激發(fā)平面處。
44.根據(jù)權(quán)利要求42所述的讀取器系統(tǒng)，其中所述光致發(fā)光區(qū)域經(jīng)圖案化使得所述讀取器系統(tǒng)內(nèi)的光學不對準導致所發(fā)射光的圖案或強度的可預測改變。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的讀取器系統(tǒng)，其中所述一個或一個以上數(shù)字處理器收集在所述光學系統(tǒng)掃描所述質(zhì)量控制組件時產(chǎn)生的數(shù)據(jù)并使用所述數(shù)據(jù)來證實所述讀取器系統(tǒng)以供進一步使用。
46.根據(jù)權(quán)利要求44所述的讀取器系統(tǒng)，其中所述一個或一個以上數(shù)字處理器收集在所述光學系統(tǒng)掃描所述質(zhì)量控制組件時產(chǎn)生的數(shù)據(jù)并使用所述數(shù)據(jù)來修改所述讀取器系統(tǒng)的內(nèi)部校準因子。
47.根據(jù)權(quán)利要求44所述的讀取器系統(tǒng)，其中所述一個或一個以上數(shù)字處理器收集在所述光學系統(tǒng)掃描所述質(zhì)量控制組件時產(chǎn)生的數(shù)據(jù)并使用所述數(shù)據(jù)來計算所述光學系統(tǒng)與所述套架之間的光學不對準的程度。
48.根據(jù)權(quán)利要求47所述的讀取器系統(tǒng)，其中所述一個或一個以上數(shù)字處理器控制所述機電電機系統(tǒng)以致動所述光學系統(tǒng)及所述套架且借此使所述光學系統(tǒng)與所述套架成光學對準。
49.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的讀取器系統(tǒng)，其中所述機電電機系統(tǒng)包括用于檢測并報告所述套架的相對位置的編碼器。
50.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的讀取器系統(tǒng)，其中所述讀取器系統(tǒng)包括用于檢測并報告所述套架的相對位置的行進傳感器。
51.根據(jù)權(quán)利要求50所述的讀取器系統(tǒng)，其中所述行進傳感器為光學或機械的。
52.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的讀取器系統(tǒng)，其進一步包括打印機。
53.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的讀取器系統(tǒng)，其進一步包括用于外部無線接入的組件及協(xié)議，例如通過W1-F1、ANT或藍牙。
54.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的讀取器系統(tǒng)，其進一步包括用于有線連接性的組件及協(xié)議，例如通過串行、USB或以太網(wǎng)電纜。
55.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的讀取器系統(tǒng)，其進一步包括在所述套架內(nèi)用于確保所述匣筒 的對準的對準特征。
【文檔編號】G01N3/44GK103814289SQ201280045812
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年7月20日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月22日
【發(fā)明者】沙恩·莫伊尼漢, 迪爾米特·費萊文 申請人:比奧森西亞專利有限公司