專利名稱：結(jié)合點光源與單一透鏡的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)一種可檢測具有小檢測面積的待測物的裝置；特別是有關(guān)一種結(jié)合點光源與單一透鏡的裝置。
(2)背景技術(shù)對于顯色水性液體中化學(xué)及生物化學(xué)成份的定量，特別是顯色生物液體例如血液、尿液及生物液體衍生物如血清及血漿中化學(xué)及生物化學(xué)成份的定量，已愈來愈重要。許多重要的應(yīng)用已存在于醫(yī)療診斷及治療上，以及治療用藥物、毐性物品與有害化學(xué)物質(zhì)等的定量上。在一些應(yīng)用中，需要定量的物質(zhì)其濃度往往在毫克/每100立方公分范圍或以下而過于微量，以致于很難準(zhǔn)確地定量，或者需要使用到復(fù)雜的儀器及技巧熟練的操作人員。另外，在此種情況下，通常在取樣后數(shù)小時或幾天的后才能獲得分析結(jié)果。
一種常見的醫(yī)療檢測是糖尿病患者的血糖含量測量?，F(xiàn)今的作法是建議糖尿病患者根據(jù)個人病情于一天的內(nèi)測量血糖含量二至七次。糖尿病患者及醫(yī)生再根據(jù)血糖含量測量結(jié)果，來調(diào)整糖尿病患者的飲食、運動及胰島素注射量，以有效控制糖尿病病情。
現(xiàn)今廣泛使用的一種血糖含量檢測方法是采用一種檢驗試片，將血液樣品(約20至40微升)施予在檢驗試片涂覆有乙基纖維素的一試劑墊片上，此試劑墊片含有包含葡萄糖氧化酶(glucose oxidase)及過氧化酶(peroxidase)的酵素系統(tǒng)。此酵素系統(tǒng)會與葡萄糖反應(yīng)，產(chǎn)生過氧化氫。試劑墊片仍含有一種指示劑，其在過氧化酶存在的情況下，會與過氧化氫反應(yīng)，產(chǎn)生顯色強度與血液樣品中葡萄糖濃度成正比關(guān)系的顯色物質(zhì)。另一種血糖含量檢測方法是采用相同的化學(xué)反應(yīng)原理，但以防水薄膜代替涂覆有乙基纖維素的試劑墊片，其中酵素成份及指示劑是散布于防水薄膜中。
在上述兩種已知的血糖含量檢測方法中，血液樣品是與試劑墊片接觸一預(yù)定時間，約數(shù)分鐘。然后，就上述第一種已知方法，是以清水將血液樣品從試劑墊片上洗除，而就上述第二種已知方法，是將血液樣品從試劑墊片上拭去。接著，將試劑墊片吸干并進行測定。此一測定方法是將試劑墊片的顯色強度與一色表(color chart)進行比較，或?qū)z驗試片置于一反射度測量儀器中，以讀取試劑墊片上的一顯色強度值。
雖然上述方法使用于血糖含量的檢測已行之多年，但這些方法皆有其限制，例如，以針刺指尖取樣而言，皆需要較大的樣品檢測面積，對于微血管顯現(xiàn)不明顯的人而言，較難取得足夠的血液樣品。
上述已知檢測方法的定量結(jié)果是倚賴于所讀取的顯色強度值，而此顯色強度值是與血液樣品與試劑墊片上的檢測試劑的反應(yīng)程度有關(guān)。第一種已知的方法是在一段預(yù)定反應(yīng)時間后，需將血液樣品從試劑墊片上洗除或拭去，因此使用者需預(yù)備在預(yù)定的反應(yīng)時間后，以清水洗去試劑墊片上的血液樣品或拭去血液樣品。血液樣品從試劑墊片上除去會終止血液樣品與試劑墊上的檢測試劑的反應(yīng)，導(dǎo)致檢測結(jié)果的不確定性，過度清洗可能得到較低的檢測結(jié)果，而清洗不夠則可能得到較高的檢測結(jié)果，對于自行在家中使用的使用者而言，此一問題更形明顯。
另一個問題是當(dāng)血液樣品施予在試劑墊片上時，即需要啟動一時間序列。使用者通常以針刺指尖的方法取得血液樣品，而當(dāng)將血液樣品施予在試劑墊片上的同時使用者需要使用另一只手以啟動計時器。因此，上述已知檢測方法需要使用者同時使用雙手。由于須確保當(dāng)血液樣品施予在試劑墊片的同時才啟動計時器，使得使用者在操做上變得困難。
據(jù)此，亟待提供一種可檢測顯色液體例如血液樣品中特定成份含量的裝置，其可克服習(xí)知檢測方法的缺失。
(3)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的主要目的是提供一種結(jié)合點光源與單一透鏡的裝置，其可檢測點狀或具小檢測面積的待測物。
本發(fā)明的另一目的是提供一種結(jié)合點光源與單一透鏡的裝置，其是符合輕、薄、短、小及迷你化需求，并且容易攜帶。
本發(fā)明的又一目的是提供一種結(jié)合點光源與單一透鏡的裝置，其中透鏡具有聚光效果，而不需要高發(fā)光強度的發(fā)光源。
本發(fā)明的再一目的是提供一種結(jié)合點光源與單一透鏡的裝置，其組合構(gòu)件少及簡單，容易制造，可節(jié)省制造成本。
本發(fā)明的又另一目的是提供一種結(jié)合點光源與單一透鏡的裝置，其可用于定性及定量地檢測一試片的一檢驗區(qū)的一特定成份。
本發(fā)明又再一目的是提供一種結(jié)合點光源與單一透鏡的裝置，其可用于檢測一生物檢體中一特定成份，且易于操作，利于使用者自行檢測。
本發(fā)明的又再一目的是提供一種結(jié)合點光源與單一透鏡的裝置，其藉由透鏡的聚光效果，可提高測量清晰度。
根據(jù)以上所述的目的，本發(fā)明提供一種結(jié)合點光源與單一透鏡的裝置，其主要包括一點光源、一光傳感器及一透鏡。透鏡是設(shè)于點光源與光傳感器的一同側(cè)，以使點光源的發(fā)射光經(jīng)由透鏡聚焦于一待測物，及使待測物的反射光經(jīng)由透鏡聚焦于光傳感器。透鏡具有二次聚光效果，藉點光源、光傳感器及透鏡的組合關(guān)系，可提高本發(fā)明裝置的測量清晰度。
本發(fā)明提供的結(jié)合點光源與單一透鏡的裝置，其組成構(gòu)件少及簡單，可節(jié)省占據(jù)空間及方便攜帶，并可降低制造成本。
本發(fā)明的目的及諸多優(yōu)點藉由以下具體實施例的詳細(xì)說明，并參照所附圖式將更趨于明了。
(4)


圖1是一試片的透視示意圖；及圖2是包含本發(fā)明一較佳具體實施例的一光反射度測量儀器的功能方塊示意圖。
(5)具體實施方式
本發(fā)明提供一種結(jié)合點光源與單一透鏡的裝置，其主要包括一點光源、一光傳感器及一透鏡。透鏡是設(shè)于點光源與光傳感器的一同側(cè)，以使點光源的發(fā)射光經(jīng)由透鏡聚焦于一待測物，及使經(jīng)待測物的反射光經(jīng)由透鏡聚焦于光傳感器。本發(fā)明裝置可供做一光反射度測量儀器，其可應(yīng)用于檢測具點狀檢測面積或小檢測面積的待測物，而藉測量經(jīng)待測物反射的反射光強度，以決定待測物中一特定成份的含量。本發(fā)明裝置可用以測量一檢驗試片上的一顯色區(qū)域的反射光強度，并藉由測得的反射光強度，以決定經(jīng)檢驗試片測試的一受測檢體中一特定成份的含量。
參照圖1，是一種檢測一受測檢體中一特定成份的試片10透視示意圖。試片10包括一條狀基材12及一試劑墊片14。試劑墊片14是以一種黏著劑(adhesive)16黏貼于條狀基材12的一測試面(test surface)一端。試劑墊片14包含一酵素系統(tǒng)及一指示劑(indicator)，其中酵素系統(tǒng)含有可使受測檢體中此特定成份進行反應(yīng)以產(chǎn)生過氧化氫的氧化酶及使過氧化氫與指示劑進行反應(yīng)的過氧化酶。酵素系統(tǒng)中的過氧化酶是可使過氧化氫與指示劑反應(yīng)以產(chǎn)生顯色吸光物質(zhì)。條狀基材12相對其測試面的一樣品面(samplesurface)設(shè)有一開口18，供受測檢體從此開口18施予在試劑墊片14上。當(dāng)試劑墊片14的酵素系統(tǒng)含有葡萄糖氧化酶及過氧化酶時，經(jīng)樣品面的開口18施予在試劑墊片14的血液樣品中的葡萄糖經(jīng)葡萄糖氧化酶催化反應(yīng)產(chǎn)生過氧化氫，且在過氧化酶催化下，過氧化氫與指示劑反應(yīng)產(chǎn)生顯色吸光物質(zhì)，形成于試劑墊片14相應(yīng)條狀基材12測試面的一對邊。血液樣品中的葡萄糖濃度則正比于顯色吸光物質(zhì)的顯色強度。此一顯色吸光物質(zhì)會改變試劑墊片14的光反射強度，藉助測量顯色吸光物質(zhì)的反射光強度，則可決定血液樣品中的葡萄糖濃度。當(dāng)試劑墊片14的酵素系統(tǒng)含有膽固醇氧化酶時，其可使膽固醇進行催化反應(yīng)產(chǎn)生過氧化氫，試片12即可用以檢測血液樣品中的膽固醇含量。因此，藉助改變試片12的酵素系統(tǒng)成份，即可決定可檢測的受測檢體的特定成份。另外，試劑墊片14上的顯色吸光物質(zhì)的光反射強度是與受測檢體中一特定成份的濃度成反比關(guān)系，藉助本發(fā)明結(jié)合點光源與單一透鏡的裝置檢測試劑墊片14上的顯色吸光物質(zhì)的光反射強度，即可決定受測檢體中此特定成份的濃度。
以下將藉由較佳具體實施例詳細(xì)說明本發(fā)明裝置及其應(yīng)用。
參照圖2，它是包含本發(fā)明一較佳具體實施例的一光反射度測量儀器的功能方塊示意圖，本實施例包括一固持件21、一點光源22、一光傳感器23、一透鏡24、一放大器25、一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器26、一微處理器27、一存儲器及一顯示器29。點光源22是設(shè)于固持件21的一第一端，光傳感器23是設(shè)于與第一端同側(cè)的固持件21的一第二端。透鏡24是設(shè)于點光源22與光傳感器23的一同側(cè)，藉以使點光源22的發(fā)射光經(jīng)由透鏡24聚焦于位于透鏡24另一側(cè)的一待測物30的一光吸收面積31。在本發(fā)明中，待測物30較佳是位于透鏡24的焦距位置。待測物30的光吸收面積31的反射光再經(jīng)由透鏡24聚焦于光傳感器23。待測物30的光吸收面積31包含一顯色吸光物質(zhì)，可吸收點光源22的發(fā)射光。此一顯色吸光物質(zhì)的顯色強度是與產(chǎn)生此顯色吸光物質(zhì)的一特定成份含量多寡成正比關(guān)系，而使得此顯色吸光物質(zhì)對于點光源22的光反射強度與此特定成份成反比關(guān)系。再參照圖1，待測物30即可為包含一光吸收物質(zhì)的試片10，而此光吸收物質(zhì)是由施予于試片10的一受測檢體的一特定成份產(chǎn)生。光傳感器23是相應(yīng)經(jīng)待測物30的光吸收面積31的反射光產(chǎn)生一反應(yīng)電流。在此一較佳具體實施例中，點光源22可以是一發(fā)光二極管(lightemitting diode)，光傳感器23則可以是一光電二極管(photodiode)、一電荷耦合元件(charge-coupled device)及一互補式金氧半導(dǎo)體傳感器(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor sensor)。
光傳感器23相應(yīng)經(jīng)待測物30的光吸收面積31反射的反射光強度產(chǎn)生的一感應(yīng)電流是經(jīng)由一放大器25，轉(zhuǎn)換成一電壓，再經(jīng)由一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器26轉(zhuǎn)換成一組數(shù)字信號，然后送至一微處理器27。微處理器27可提供以下功能對于光反射度測量儀器的測量進行計時；讀取模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器26輸出的數(shù)字信號；結(jié)合儲存于存儲器28的一執(zhí)行程序，以計算出一取樣時間點的光反射強度值，并將此光反射強度值儲存于存儲器28；根據(jù)儲存的光反射強度值，以決定相應(yīng)待測物30的光吸收面積31的一特定成份濃度值。此濃度值再經(jīng)由一顯示器29例如液晶顯示器顯示出來。
本發(fā)明的另一較佳具體實施例中，除了點光源外，其余組成構(gòu)件皆與圖2所示的構(gòu)件相同，點光源22是設(shè)計成可發(fā)射一第一波長光線及一第二波長光線，其中第一波長光線可被待測物30的光吸收面積31包含的一受測檢體吸收，及藉經(jīng)光吸收面積31反射的第一波長光線的強度，可決定施予在待測物30的受測檢體的取樣量是否足夠。例如當(dāng)施予在待測物30的光吸收面積31的受測檢體取樣量不足夠時，則可測量到第一波長光線的光反射強度相較于未施予受測檢體時僅有稍微減少，例如第一波長光線的光反射強度不低于一預(yù)定值時，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器26可送出一位元數(shù)字信號″0″至微處理器27，再由微處理器27發(fā)出一警告信號，以提醒使用者受測檢體取樣量不足。當(dāng)施予在待測物30的光吸收面積31的受測檢體取樣量足夠時，則可測量到第一波長的光反射強度相較于未施予受測檢體時有明顯的降低，例如第一波長光線的光反射強度低于此預(yù)定值，此時模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器26可送出一位元數(shù)字信號″1″至微處理器27。微處理器27接著控制點光源22發(fā)出第二波長光線，經(jīng)透鏡24聚焦于待測物30的光吸收面積31，第二波長光線是可被光吸收面積31包含的一顯色光吸收物質(zhì)吸收，而此顯色光吸收物質(zhì)是受測檢體中一特定成份所造成。藉由光吸收面積31反射的第二波長光線的強度，即可決定此特定成份濃度。
本發(fā)明提供的結(jié)合點光源與單一透鏡的裝置可應(yīng)用于一光反射度測量儀器，其中透鏡具有二次聚光效果，可提高此光反射度測量儀器的測量清晰度。本發(fā)明裝置構(gòu)件少及簡單，除了可達(dá)到降低制造成本的目的外，亦符合輕、薄、短、小、迷你化的需求，方便使用者攜帶。
以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例，其并非用以限定本發(fā)明的申請專利范圍；凡其它未脫離本發(fā)明所揭示的精神所完成的等效改變或等效替換，均應(yīng)包含在下述的權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種結(jié)合點光源與單一透鏡的裝置，其特征在于，包括一點光源；一光傳感器；及一透鏡，是設(shè)于該點光源與該光傳感器的同側(cè)，以使該點光源的發(fā)射光經(jīng)由該透鏡聚焦于一待測物，及使該待測物的反射光經(jīng)由該透鏡聚焦于該光傳感器。
2.如權(quán)利要求1所述的結(jié)合點光源與單一透鏡的裝置，其特征在于，還包括一固持件，用于固設(shè)該點光源于該固持件的一第一端及固設(shè)該光傳感器于該固持件的一第二端。
3.如權(quán)利要求1所述的結(jié)合點光源與單一透鏡的裝置，其特征在于，所述的待測物是位于該透鏡的一焦距位置。
4.如權(quán)利要求1所述的結(jié)合點光源與單一透鏡的裝置，其特征在于，所述的點光源包含一發(fā)光二極管。
5.如權(quán)利要求1所述的結(jié)合點光源與單一透鏡的裝置，其特征在于，所述的光傳感器是相應(yīng)經(jīng)該待測物的反射光產(chǎn)生一感應(yīng)電流。
6.如權(quán)利要求5所述的結(jié)合點光源與單一透鏡的裝置，其特征在于，所述的光傳感器是選自光電二極管、電荷耦合元件及互補式金氧半導(dǎo)體傳感器之一。
7.如權(quán)利要求1所述的結(jié)合點光源與單一透鏡的裝置，其特征在于，所述的待測物為包含一光吸收面積的一試片，該光吸收面積是由施予于該試片的一受測檢體的一特定成份產(chǎn)生，該光吸收面積可吸收該點光源的該發(fā)射光。
8.如權(quán)利要求7所述的結(jié)合點光源與單一透鏡的裝置，其特征在于，所述的點光源可發(fā)射一第一波長光線及一第二波長光線，其中該第一波長光線是可被該試片的該光吸收面積包含的該受測檢體吸收，及藉助經(jīng)該光吸收面積反射的該第一波長光線的強度，以決定施予在該試片的該受測檢體的取樣量，及該第二波長是被相應(yīng)該受測檢體的該特定成份產(chǎn)生的該光吸收面積吸收，及藉助經(jīng)該光吸收面積反射的該第二波長光線的強度，以決定該特定成份的濃度。
9.如權(quán)利要求7所述的結(jié)合點光源與單一透鏡的裝置，其特征在于，所述的試片檢測的該受測檢體的該特定成份是由該試片包含的一酵素系統(tǒng)決定。
10.如權(quán)利要求9所述的結(jié)合點光源與單一透鏡的裝置，其特征在于，所述的試片是用以檢測一血液樣品的葡萄糖濃度。
11.如權(quán)利要求9所述的結(jié)合點光源與單一透鏡的裝置，其特征在于，所述的試片是用以檢測一血液樣品的膽固醇含量。
全文摘要
一種結(jié)合點光源與單一透鏡的裝置。本發(fā)明裝置主要包括一點光源、一光傳感器及一透鏡。透鏡是設(shè)于點光源與光傳感器的一同側(cè)，以使點光源的發(fā)射光經(jīng)由透鏡聚焦于一待測物，及使經(jīng)待測物的反射光經(jīng)由透鏡聚焦于光傳感器。藉助本發(fā)明裝置可定性及定量地決定一受測檢體的一特定成分含量，且藉由點光源、光傳感器及單一透鏡的組合關(guān)系，可提高測量清晰度。
文檔編號G01N33/50GK1515891SQ0310094
公開日2004年7月28日 申請日期2003年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月7日
發(fā)明者黃英俊, 王國任 申請人:力捷電腦股份有限公司