專利名稱：具有蛇狀試紙通道的被分析物檢測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光度檢測水狀液、特別是全血中被分析物的化驗(yàn)設(shè)備及方法。更具體地說，本發(fā)明是有關(guān)一種光度測量全血中葡萄糖的化驗(yàn)設(shè)備及方法。
背景技術(shù)：
有色水狀液，特別是諸如全血和尿的生物體液以及諸如血清和血漿的生物體液衍生物中的化學(xué)及生化成分的定量分析日益顯示出其重要性。它在醫(yī)學(xué)診斷和治療，以及針對治療藥、麻醉劑和危險的化學(xué)藥品及諸如此類的定量分析中都有著重要的應(yīng)用。在某些情況下，被檢測物質(zhì)的量要么很少——在每分升一毫克或更少的范圍——要么很難被精確檢測出來，以至于要專業(yè)的實(shí)驗(yàn)室工作人員使用復(fù)雜的儀器來進(jìn)行。這時，通常要在取樣檢驗(yàn)后數(shù)小時或數(shù)天內(nèi)才能得出結(jié)果。另一些情況下，還要突出非專業(yè)人員在不具備實(shí)驗(yàn)室工作條件下常規(guī)地、迅速地、可再現(xiàn)地進(jìn)行化驗(yàn)的能力，并快速或立即得出數(shù)據(jù)顯示。
測量糖尿病人的血糖水平是一項(xiàng)普通的醫(yī)學(xué)化驗(yàn)。目前現(xiàn)有技術(shù)教導(dǎo)，建議根據(jù)各人情況的性質(zhì)和嚴(yán)重程度的不同，糖尿病人一天要測量兩到七次血糖水平。在所測量的葡萄糖水平的樣本觀察的基礎(chǔ)上，病人和醫(yī)生共同在病人的飲食、鍛煉和胰島素攝入上進(jìn)行調(diào)整，以更好地控制疾病。顯然，病人應(yīng)該即時獲知這項(xiàng)信息。
目前美國通用的方法是用到了一種化驗(yàn)藥品，該藥品的類型在Mast的1967年1月17日公布的美國專利3,298,789中有所描述。該方法中，將新鮮的全血樣本(一般為20-40微升)置于乙基纖維素包衣的試劑貼片上，該試劑貼片上含有具有葡萄糖氧化酶和過氧化酶活性的酶系統(tǒng)。酶系統(tǒng)和葡萄糖反應(yīng)，釋放出過氧化氫。貼片上還含有一種指示劑，該指示劑在過氧化酶的存在下與過氧化氫反映顯色，顏色強(qiáng)度與樣本的葡萄糖水平成比例。
另一種普遍使用的血糖化驗(yàn)方法的化學(xué)過程與之相似，但以防水膜代替乙基纖維素包衣的貼片，酶和指示劑分散其中。這種系統(tǒng)公開在1971年12月28日公布的Rey等人的美國專利3,630,957。
兩種方法中，保持樣本和試劑貼片接觸一段指定時間(一般為一分鐘)。然后，在第一種方法中，用水流將血樣沖洗掉，而在第二種方法中，血樣從膜上擦拭掉。再將試劑貼片或膜吸干、測算。被分析物的濃度，可以通過將所產(chǎn)生的顏色與比色圖表比較，也可以通過將貼片或膜置于漫反射儀中讀取顏色強(qiáng)度值來進(jìn)行測算。
盡管數(shù)年來一直使用上述方法檢測葡萄糖，但仍存在一定局限。對于指刺化驗(yàn)法來說，所需血樣量相當(dāng)大，而且某些人的毛細(xì)血管不易顯現(xiàn)出來，很難進(jìn)行采血。
此外，這些方法和其他簡易的由非專業(yè)人員進(jìn)行的比色測定法共有的一個局限在于，測定結(jié)果是在讀取到的絕對顏色的基礎(chǔ)上得出的，后者反過來又牽涉到樣本和化驗(yàn)試劑之間的反應(yīng)的絕對程度。在記錄反應(yīng)時間的間隔后，必須將樣本從試劑貼片上沖洗掉、吸干或擦拭掉，這就要求用戶要在記時間隔結(jié)束時作好準(zhǔn)備，在所需的時間擦拭或施用水流。通過去除樣本使反應(yīng)終止，會導(dǎo)致結(jié)果的不確定性，尤其是家庭用戶。過度沖洗、過度吸干或過度擦拭會引起結(jié)果偏低，沖洗不足會引起結(jié)果偏高。
簡易的非專業(yè)人員進(jìn)行的測定法中通常還存在另一個問題，即血樣涂敷干試劑貼片上時的啟動記時順序的必要性。用戶一般先刺破手指獲得血樣，再必須同時將血從手指涂在試劑貼片上，而另一只手開始記時，因此要求兩只手同時操作。由于有必要確保記時時恰好開始于將血涂在試劑貼片上，這是相當(dāng)困難的。在先技術(shù)中所有方法都使用了額外的操作手法或額外的電路系統(tǒng)，以達(dá)到上述要求。因此，亟需反射光閱讀儀在此方面簡化操作。
美國專利5,179,005，5,059,394，5,049,487和4,935,346中描述的系統(tǒng)取得了很大進(jìn)展，這些專利提供了一種接受化驗(yàn)試條的儀器，該試條具有一個化驗(yàn)貼片，該貼片的一個表面含有一個可被所述設(shè)備光度閱讀的反應(yīng)帶。將化驗(yàn)試條插入儀器，儀器開始啟動，然后將全血涂在化驗(yàn)貼片上。至少有一部分血滲透至反應(yīng)帶，在那里任何血中存在的被分析物將與化驗(yàn)貼片中的產(chǎn)色試劑反應(yīng)，引起反應(yīng)帶的光反射特性的改變。反應(yīng)帶的反射是血樣中存在的被分析物的有無或多少的量度。正如上述專利所述，本系統(tǒng)不需要大量血樣，也不要求用戶進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)起始或終止的記時操作。相反地，因?yàn)樵谶M(jìn)樣之前首先將試條插入儀器，所以可以得到反應(yīng)帶在干燥狀態(tài)下的標(biāo)準(zhǔn)反射光讀數(shù)。液體樣本首先到達(dá)反應(yīng)帶后，監(jiān)測反射光并將讀數(shù)與干燥反應(yīng)帶的標(biāo)準(zhǔn)讀數(shù)比較，如此可檢測到反應(yīng)的起始。在反應(yīng)開始后的預(yù)定時間讀取反射光并與標(biāo)準(zhǔn)反射光，即干燥反應(yīng)帶讀數(shù)比較，可指示出存在于樣本中的被分析物含量。
盡管上述系統(tǒng)確實(shí)克服了在先技術(shù)中的問題，并使用戶從測量和記時的負(fù)擔(dān)中解脫出來，但仍要求用戶將血樣涂在儀器中的試紙上。多數(shù)情況下，對大多數(shù)用戶來說這并不是問題。不過，還是有一定的用戶，如視力差或運(yùn)動肌協(xié)調(diào)性差的，讓他們感到不利的是，將自己刺破的手指上的血精確地涂在儀器中試條的適當(dāng)位置，便成為一個難題。而且，舉例來說，按照慣例操作，系統(tǒng)必然要求用戶刺破手指并將血涂在設(shè)備上，于是設(shè)備上很可能留有在先用戶的一定量的血。這種情況中，需要在兩次使用間隙對設(shè)備進(jìn)行消毒。
基于上述理由，至少一些用戶更愿意在試條插入儀器之前首先將血樣涂在試紙上。不幸的是，如此儀器便不再能讀取到干燥、未反應(yīng)的反應(yīng)帶的反射，也就是說，儀器從未讀取到干燥的反應(yīng)帶的反射。在以前的設(shè)備中，此讀數(shù)是必要的，它能提供測定反射變化的校正標(biāo)準(zhǔn)，而反射的變化是反應(yīng)的結(jié)果，測定反射的變化也就測定樣本中被分析物的有無和/或多少。
在共同申請的美國系列編號為——的未決申請(我們的內(nèi)部登記號為LFS-32)題為“用于檢測被分析物的帶標(biāo)準(zhǔn)讀數(shù)的光讀紙”的申請中結(jié)合在此作為參考，描述了一種試條、儀器和操作法，允許用戶在試條插入儀器前上樣，同時還提供了校正標(biāo)準(zhǔn)。參考上述專利申請，試紙具有一個接受上樣液體的區(qū)域，該區(qū)域有光度可見的表面(也就是說，至少所用儀器的光學(xué)部件可“看到”試紙)，定義為反應(yīng)帶。反應(yīng)帶的反射是因存在于上樣液體中的被分析物含量而變化的函數(shù)。作到這一點(diǎn)，優(yōu)選是通過被分析物與試劑反應(yīng)引起反應(yīng)帶顏色的改變?；?yàn)試條進(jìn)一步含有相對于反應(yīng)帶反射度來說，反射度高的光學(xué)可見的標(biāo)準(zhǔn)帶。標(biāo)準(zhǔn)帶定位于試條上，是為了當(dāng)試條插入儀器時能引導(dǎo)反應(yīng)帶。
因此，通過使用光學(xué)方法，儀器按順序檢測試條插入到儀器中的完全插入位置時標(biāo)準(zhǔn)帶的反射值和試條插入以后反應(yīng)帶的反射值。此外，儀器還可以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)帶反射度值和反應(yīng)帶反射度值的函數(shù)來計(jì)算未知被分析物的有無和/或多少。
由于本發(fā)明的試紙具有這樣的結(jié)構(gòu)，特別是指標(biāo)準(zhǔn)帶引導(dǎo)反應(yīng)帶的構(gòu)造，上述儀器僅需要一組光學(xué)部件，例如一只發(fā)光二極管和一只光檢測器，就可以在試條通過的路徑上的單一位置讀取反射光。
實(shí)際操作中，用戶開啟儀器，將血樣涂在一張干凈試條上，然后將試條完全插入到儀器中，讀取結(jié)果。無需用戶干涉，所述構(gòu)造的試條插入后，光入射到標(biāo)準(zhǔn)帶上并反射通過儀器的光學(xué)部件，被儀器記錄下來。讀數(shù)再經(jīng)過校正處理，其原因是對不同工廠條件生產(chǎn)出來的儀器的差異和不同批次生產(chǎn)出來的試條的差異進(jìn)行調(diào)整。然后，使儀器的光學(xué)部件對準(zhǔn)完全插入的試條的反應(yīng)帶，讀取該表面的反射度。儀器以這些讀數(shù)的函數(shù)形式計(jì)算并報告被分析物的有無或濃度。
上述系統(tǒng)對減輕用戶測定被分析物濃度的負(fù)擔(dān)大有幫助。不過，人們意識到，插入儀器的試條與儀器鏡頭之間建立精確的位置關(guān)系，對于能夠成功地從上樣試條讀取到光度讀數(shù)是十分重要的。人們還意識到，應(yīng)用光學(xué)技術(shù)在試圖測定樣本中被分析物的有無(更重要地，在試圖測定被分析物的含量)時，必須依賴于光讀表面保持恒定、精確。若不具備這樣的穩(wěn)定性，所使用的高度靈敏的設(shè)備將給出異常的結(jié)果。
在先技術(shù)中尚難有令人滿意的能保證精確的設(shè)備出現(xiàn)，本領(lǐng)域人員在設(shè)計(jì)上作出了實(shí)質(zhì)性努力，力圖研制出來。例如，在Sano美國專利5,120,507中，提供了一種試條讀數(shù)設(shè)備中的帶彈簧的盤片。帶彈簧的盤片壓在試條上面，保持其平整地對著光學(xué)觀察裝置。此系統(tǒng)有助于供鏡頭讀取的表面保持精確，但不足以解決問題。
在上述及作為參考的美國專利申請(LFS-32)中描述的系統(tǒng)中，精確的問題是非常難以解決的，因?yàn)樵跍y定被分析物含量時，鏡頭不僅讀取了反應(yīng)帶，而且同樣也讀試條的引導(dǎo)部分并作為校正的標(biāo)準(zhǔn)帶。這樣的系統(tǒng)中，鏡頭不止讀取一個區(qū)域，還讀取了試條上經(jīng)向延伸的引導(dǎo)部分。而且，當(dāng)試條被插入時，該部分是“在運(yùn)動中”被讀取的。更進(jìn)一步地，正如上述專利申請所述，標(biāo)準(zhǔn)帶基本上是薄試條載體上的區(qū)域，該載體還承載了相對厚的具有一個暴露表面的化驗(yàn)貼片，該暴露表面又是供讀取的反應(yīng)帶。因此，試條的厚度沿著其經(jīng)向軸線而變化。盡管厚度在變化，當(dāng)試條在插入過程中及完全插入以后通過鏡頭時，必須沿此軸線進(jìn)行光讀，而且供讀取的區(qū)域必須精確展現(xiàn)在鏡頭下。上述專利申請描述了一種彈性環(huán)樣的偏壓裝置，當(dāng)通過儀器鏡頭觀察時對試條產(chǎn)生偏壓，而與插入試條時帶來的厚度變化無關(guān)。應(yīng)用這種方法，使設(shè)備成本相對較貴，因而人們在尋找可替代的方法。
發(fā)明概述按照本發(fā)明的教導(dǎo)，提供了一種系統(tǒng)，其中，試條插入光讀儀器中并有力地保證了供讀取的若干表面以均一方式展現(xiàn)在鏡頭下，而且，按照本發(fā)明的教導(dǎo)，完成上述過程并不需要訴諸復(fù)雜或昂貴的設(shè)計(jì)或歷程。
特別地，按照本發(fā)明的教導(dǎo)，提供了一種測定樣本中被分析物的有無或多少的儀器，在該儀器中插入在某個區(qū)域上樣過的經(jīng)向延伸的化驗(yàn)試條，于是試條有一個插入端和一個拖尾端?；?yàn)試條的該上樣區(qū)域具有一個光度可見的表面(相對于儀器鏡頭而言)，是為反應(yīng)帶，它具有不同的反射光能力，而反射光是表征存在于樣本中的被分析物含量的函數(shù)。
儀器具有一個供試條插入的通道，該通道位于第一和第二內(nèi)壁之間，該內(nèi)壁從通道上游的開口端經(jīng)向延伸至通道下游的相對端，上游的開口端是供化驗(yàn)試條的引導(dǎo)部分插入儀器的。插入通道后，預(yù)期置于儀器內(nèi)部的鏡頭(例如是一組發(fā)光二極管/反射檢測器)讀取試條的某個區(qū)域。因此，通道在它的第一內(nèi)壁上還具有一個透光孔，使插入試條的該區(qū)域通過該透光孔是光學(xué)上可見的。
按照此處教導(dǎo)，形成通道的內(nèi)壁具有特殊的形狀，以確保精確地展現(xiàn)在透光孔以及鏡頭下。特別地，第一內(nèi)壁具有第一試條靠壓面，第二內(nèi)壁具有第二試條靠壓面，第二試條支承面在第一試條靠壓面下游，兩個試條靠壓面均位于透光孔的上游。進(jìn)一步地，兩個靠壓面彼此之間相對取向，以便被鏡頭讀取的試條區(qū)域蓋在透光孔上面時緊緊壓住。通常，作到這一點(diǎn)是使第二內(nèi)壁靠壓面取向?yàn)閷⒃嚄l壓入曲線形狀的凹面，及通過設(shè)有彈簧樣特性的試條。被迫形成曲線形狀的彈簧樣試條傾向于伸直，故而能緊緊壓住透光孔。為做成此彎曲，當(dāng)試條位于兩個靠壓面之間并固定準(zhǔn)備供鏡頭讀取時，兩個靠壓面必須取向?yàn)樯嫌蔚牡谝豢繅好嬖谙掠蔚牡诙繅好嫦路讲坏陀谝粋€試條的厚度。此處所用術(shù)語“高”或“低”是指高于(或低于)透光孔平面的垂直距離。也應(yīng)意識到的是，試條沿其長度方向可以具有不同的厚度，以及，需要讀取試條沿其長度方向的不同位置。因此，兩個靠壓面應(yīng)當(dāng)取向?yàn)樗猩鲜鲫P(guān)系適用的位置，也就是說，當(dāng)試條的下游位置在所需的透光孔讀取位置時，上游的第一靠壓面低于下游的第二靠壓面不超過一個試條的厚度。
在優(yōu)選的具體實(shí)施方式
中，第二內(nèi)壁具有位于透光孔下游的第三靠壓面。優(yōu)選地，第三靠壓面取向在透光孔平面上方不高于一個試條的厚度。因此，到達(dá)透光孔下游位置的試條的引導(dǎo)部分，將壓在此第三靠壓面上面，并偏轉(zhuǎn)第一內(nèi)壁的曲線形狀的凹面。此偏轉(zhuǎn)保持了試條讀數(shù)區(qū)緊緊壓在透光孔的上面。
圖面的簡要說明參考下列附圖及詳細(xì)說明，更易理解本發(fā)明。


圖1是按照本發(fā)明教導(dǎo)實(shí)施的試條和儀器的分解透視圖；圖2是沿圖1中2-2線截取的局部經(jīng)向截面圖，說明試紙完全插入儀器的情況；圖3是沿圖1中3-3線截取的局部橫向截面圖，說明試條完全插入儀器的情況；圖4是本發(fā)明的儀器使用的試條的平面圖；圖5是沿圖4中5-5線截取的試條的經(jīng)向截面圖；圖6是按照本發(fā)明的儀器中試條通道的經(jīng)向截面圖；圖7a是其中正在插入試條時的通道的經(jīng)向截面圖解片斷；圖7b是圖7a的通道在試條室完全插入時的經(jīng)向截面圖解片斷。
發(fā)明的詳細(xì)說明現(xiàn)在看圖，圖1是分解透視圖，在試條10上上樣，將上樣的試條10插入光讀儀器12中。試紙10和儀器12的具體實(shí)施方式
在下文中一般以葡萄糖的檢測和定量分析來說明，但是按照本領(lǐng)域的技術(shù)人員的理解，文中的教導(dǎo)并不限于葡萄糖測定，而可用于其它被分析物的測定。進(jìn)一步地，為簡化和清楚起見，試紙10、儀器12及其有關(guān)組成部分均按圖中所示取向進(jìn)行描述，諸如“底部”和“頂部”的術(shù)語也是一貫指法該取向而言。不過，應(yīng)當(dāng)指出的是，這種說明方法僅僅是出于方便的考慮，本發(fā)明從不限制于該取向，實(shí)際上，試條和試條容器可按相對于儀器的任何角度旋轉(zhuǎn)，而文中教導(dǎo)仍然適用。
從圖1中可以看到，使試紙10沿經(jīng)向方向插入儀器12帶有的試條容器16的開口端14中。試條容器16在圖2和圖3中都有詳細(xì)說明，它優(yōu)選為可從儀器12上拆卸下來，以利于清洗。儀器12的可見表面上裝有顯示屏18，上面可以以本領(lǐng)域公知的液晶顯示等方法顯示信息、指示、錯誤警告，更重要的是顯示結(jié)果。這些信息可通過字母、單詞、數(shù)字或圖像進(jìn)行傳輸。此外，儀器12還裝有電源開關(guān)，用來開啟儀器，電源優(yōu)選為電池，該電源開關(guān)在圖中以按紐20表示。
圖2和圖3分別是經(jīng)向和橫向截面圖，圖中顯示了可拆卸的試條容器16和完全插入其中的試條10，連同儀器12的鄰近部分的片段。試條容器16由一具有通道內(nèi)壁25的低層導(dǎo)向裝置24和一具有通道內(nèi)壁23的高層導(dǎo)向裝置22組成，二者構(gòu)成了一個通道，即試條通道26，試條就是經(jīng)過開口端14插入其中的。通道26終止于相對端31。應(yīng)注意到，通道26以相對于儀器12的底部28平面的一定角度傾斜，以利于試條10插入置于平整表面的儀器。
低層導(dǎo)向裝置24具有一個穿過內(nèi)壁25的透光孔30，位于低層導(dǎo)向裝置24下方的鏡頭通過該透光孔可以“看到”試紙的底平面11。通過下文可知，透光孔30是位于穿過內(nèi)壁25的某點(diǎn)上的，當(dāng)試紙10完全插入通道26時就可以“看到”試紙10的反應(yīng)帶的底平面。
儀器的鏡頭置于安裝在儀器12中的鏡頭單元32中。鏡頭單元32含有一個發(fā)光二極管(LED)(36)，它能使光線通過透光孔30入射到試條低層表面上。發(fā)光二極管優(yōu)選為以快脈沖的方式，此處稱作“短峰波”，發(fā)射一段時間的基本上是均一波長的光，每次均為激發(fā)發(fā)射。為了測定葡萄糖，已知更好的方法是使用兩只這樣的發(fā)光二極管，每只發(fā)射不同波長的光，優(yōu)選波長為660納米和940納米(分別為LED)660和LED940)。鏡頭單元32還包括一只光接收器38，能截取到發(fā)光二極管聚焦在表面上的反射光，并轉(zhuǎn)化為可測量的電壓。
在內(nèi)壁23上有一個與透光孔30平行的有色靶區(qū)，優(yōu)選為灰色，此處稱作“灰色靶區(qū)”45?；疑袇^(qū)45展現(xiàn)給鏡頭一個平面，以確保試紙?jiān)诓迦肭斑M(jìn)行正確校正。
本文將更詳細(xì)提供的裝置，確保當(dāng)試條10的表面通過透光孔30展現(xiàn)在鏡頭下時，這些表面以精確的方式就這樣展現(xiàn)出來。這些裝置包括具有特殊外形的內(nèi)壁23和25，這樣在優(yōu)選的具體實(shí)施方式
中，使通道26具有S-蛇狀結(jié)構(gòu)?？紤]此處附圖和說明書可知，該蛇形僅僅是對直壁通道作了適度但又是高度有效的改變，仔細(xì)考查圖2和圖3才能注意到該蛇形。本文將闡述這一點(diǎn)。
圖4和圖5是按照本發(fā)明教導(dǎo)實(shí)施的試條46的底表面43的平面圖。圖5是沿圖4中5-5線截取的試條46的經(jīng)向截面圖。在檢測全血中葡萄糖的實(shí)踐中，試條46包括一個延伸的、一般為矩形的載體47，該載體上附有含試劑的化驗(yàn)貼片48，該載體上還覆蓋有轉(zhuǎn)運(yùn)介質(zhì)50。使用時，樣本涂在覆蓋在化驗(yàn)貼片48上的轉(zhuǎn)運(yùn)介質(zhì)50的頂表面上。上樣區(qū)滲入化驗(yàn)貼片，在那里樣本中存在的葡萄糖與試劑反應(yīng)，發(fā)生化驗(yàn)貼片底表面上可見的顏色變化。載體透光孔52穿過載體，與儀器低層導(dǎo)向裝置的透光孔30排列在一條直線上，以便儀器鏡頭看得見化驗(yàn)貼片的底表面區(qū)域(該區(qū)域以下稱作反應(yīng)帶54)。
1992年5月12日是申請的美國未決申請系列號881,970，結(jié)合在此作為參考，其中對試條的這些成分進(jìn)行了詳細(xì)描述。簡單地說，轉(zhuǎn)運(yùn)介質(zhì)50含有毛細(xì)孔，該毛細(xì)孔通過毛細(xì)作用引流樣本。轉(zhuǎn)運(yùn)介質(zhì)的組成可以是諸如棉或紙的天然物質(zhì)，也可以是合成物質(zhì)，如聚酯、聚胺、聚乙烯等等。
轉(zhuǎn)運(yùn)介質(zhì)毛細(xì)孔的有效直徑范圍為20微米至350微米，優(yōu)選為50至150微米，如100微米。轉(zhuǎn)運(yùn)介質(zhì)一般為親水性的，或經(jīng)過可與紅細(xì)胞混溶的表面活性劑處理后能轉(zhuǎn)變?yōu)橛H水性的。此類可混溶的表面活性劑的一種是由Mazer化學(xué)公司出售的MAPHOSTM66，該公司是伊利諾伊州Gurnee的PPG化學(xué)工業(yè)公司的分部。在優(yōu)選的具體實(shí)施方式
中，轉(zhuǎn)運(yùn)介質(zhì)能吸收血樣達(dá)20至40微升，如30微升。
轉(zhuǎn)運(yùn)介質(zhì)例如可以是濾紙，或燒結(jié)塑料，如多孔聚乙烯物料，一般購自佐治亞州Fairburn的Porex公司。轉(zhuǎn)運(yùn)介質(zhì)通常制成0.022英寸厚、0.25英寸寬、1.0英寸長。轉(zhuǎn)運(yùn)介質(zhì)用一種可與紅細(xì)胞混溶的表面活性劑溶液進(jìn)行處理。由于需要3至5微升血來飽和化驗(yàn)貼片，轉(zhuǎn)運(yùn)介質(zhì)優(yōu)選地具有較小的空體積，而不需要大量血。涂在試劑試條上的過量血被吸收留在存在延伸至化驗(yàn)貼片以外的轉(zhuǎn)運(yùn)介質(zhì)中。
用一種持續(xù)粘合劑，如丙烯酸類或橡膠類的粘合劑將轉(zhuǎn)運(yùn)介質(zhì)50粘附在化驗(yàn)貼片48上。不過，優(yōu)選熱熔的粘合劑。粘合劑置于連續(xù)試條上緊鄰化驗(yàn)貼片的周邊部分，使中心部分實(shí)質(zhì)上順利地成為化驗(yàn)貼片的接受表面。
美國專利4,935,346已對化驗(yàn)貼片及其制備進(jìn)行了闡述，此處不再詳細(xì)描述。實(shí)際上，化驗(yàn)貼片為一親水的多孔基質(zhì)，試劑可與該基質(zhì)以共價鍵或非共價鍵結(jié)合。適用的物料的例子包括聚胺，是4至8個碳原子的單體的適宜的縮聚物，其中的單體是內(nèi)酰胺，或二胺與二羧酸、聚砜、聚酯、聚乙烯及纖維素膜的組合物。也可使用其它聚合物組合物。進(jìn)一步地，聚合物組合物可通過引入其它官能團(tuán)進(jìn)行修飾，使之具有荷電結(jié)構(gòu)，因此表面可以是中性、陽性或陰性，同樣可以是中性、堿性或酸性。選擇物料為親水性的、各向異性的聚砜。在基質(zhì)的不同厚度，該聚砜的毛細(xì)孔大小也各不相同。優(yōu)選馬里蘭州的Memtec美國公司生產(chǎn)的基質(zhì)，這種基質(zhì)的平均毛細(xì)孔大小范圍為0.34至0.4微米，如0.3 7微米，厚度從125微米至140微米，如130微米。大毛細(xì)孔與小毛細(xì)孔的平均直徑之比約為100。
轉(zhuǎn)運(yùn)介質(zhì)接受到全血樣本后，通過毛細(xì)作用，將樣本中可檢測部分轉(zhuǎn)運(yùn)至接受表面。優(yōu)選地，轉(zhuǎn)運(yùn)介質(zhì)延伸超過化驗(yàn)貼片的一個或多個邊緣，以形成一個容納過量血樣的藥庫，如果在實(shí)際應(yīng)用中存在血樣過量的話。通常更需要將過量血樣留存在轉(zhuǎn)運(yùn)介質(zhì)中，而不是讓其隨意滴落在用戶或觀測裝置上。因此，優(yōu)選的轉(zhuǎn)運(yùn)介質(zhì)能容納20至40微升血，優(yōu)選為30微升，并能使3至5微升血到達(dá)化驗(yàn)貼片。
化驗(yàn)貼片被對被分析物有特異反應(yīng)性的產(chǎn)色試劑浸漬。典型的被分析物有葡萄糖、膽甾醇、尿素及其它許多本領(lǐng)域的專業(yè)人員很容易想到的物質(zhì)。優(yōu)選地，產(chǎn)色試劑系統(tǒng)含有一種酶，該酶選擇性催化與待測被分析物的初級反應(yīng)。初級反應(yīng)產(chǎn)物是一種著色劑，該著色劑在反應(yīng)帶發(fā)生可檢測到的顏色變化。另一種方法是，初級反應(yīng)產(chǎn)物是一種中間體，該中間體引發(fā)另一個優(yōu)選也是酶催化的次級反應(yīng)，并參與到次級反應(yīng)中，直接或間接生成一種著色劑，該著色劑在反應(yīng)帶發(fā)生可檢測到的顏色變化。
典型的產(chǎn)色試劑系統(tǒng)是葡萄糖特異性的，它含有葡萄糖氧化酶、一種過氧化酶和一種可氧化 的著色劑。葡萄糖氧化酶是一種通常從黑曲霉或青霉中得到的酶，它與葡萄糖和氧反應(yīng)生成葡糖酸內(nèi)酯和過氧化氫。由一種過氧化酶如辣根過氧化酶催化生成的過氧化氫可以氧化著色劑。所得著色物(氧化了的著色劑)顯示一種顏色，這在反應(yīng)帶可被觀測到。本領(lǐng)域已知的許多適用的可氧化的著色劑已列在上述參考的美國專利5,304,468中。一種特別適用的可氧化著色劑是3-甲基-2-苯并噻唑啉酮腙鹽酸鹽/8-苯胺基1-萘磺酸鹽著色劑對(MBTH/ANS對)，美國專利5,453,360中對此進(jìn)行了描述。其它許多適用的對特定被分析物有特異性的產(chǎn)色試劑系統(tǒng)都是本領(lǐng)域所公知的?？蛇x擇的一對著色劑是MBTH的衍生物，即間[3-甲基-2-苯并噻唑啉酮腙]N-磺酰基苯磺酸-鈉鹽，與ANS組成著色劑對。美國專利申請08/302,575，PCT/US 95/12091中對該組合物進(jìn)行了詳細(xì)闡述，結(jié)合在此作為參考。
載體46的材料應(yīng)足夠堅(jiān)固，使其在插入儀器時不至彎曲或扭曲。優(yōu)選的材料為聚烯烴(如聚乙烯或聚丙烯)、聚苯乙烯或聚酯。更優(yōu)選的材料是購自英國的帝國化學(xué)工業(yè)有限公司生產(chǎn)的聚酯，其商品名是Melinex 329，厚度約0.036厘米(0.014英寸)。
從圖4中可以看到，試條的底表面(即，和儀器低層導(dǎo)向裝置的透光孔30面對面地插入且能被儀器鏡頭“看到”的表面)上展現(xiàn)反應(yīng)帶54，該反應(yīng)帶由可通過載體透光孔52看到的化驗(yàn)貼片48的一部分組成。反應(yīng)帶54被經(jīng)向置于試紙引導(dǎo)端56(引導(dǎo)插入儀器)和相對一端58之間。
考慮圖7a至圖7b將對本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)有最好的理解。圖7a和圖7b是經(jīng)向截面圖解，說明了一種試條通道，該通道沒有結(jié)合本發(fā)明教導(dǎo)，而是由上壁62和下壁64構(gòu)成的通道60，具有開口端66和相對端68。下壁64具有透光孔70，鏡頭通過該透光孔可以看到試條74底表面72部分(圖中未標(biāo)出)。試條74具有化驗(yàn)貼片76，這樣其頂表面有點(diǎn)不太平整，其厚度也不太一致，也就是說，化驗(yàn)貼片部分比引導(dǎo)端78更厚一點(diǎn)。因此，內(nèi)壁62和64一定要分開到足夠程度，使試條的最厚部分也能順利通過通道60。伴隨而來的是，較薄的引導(dǎo)端78基本上可在通道中“活動”。因此，試條引導(dǎo)端的任何程度上的卷曲或不平整外形將導(dǎo)致在試紙插入通道時該部分的底平面與透光孔70之間的距離差異。在保持精確展現(xiàn)給鏡頭上的此缺陷將導(dǎo)致儀器鏡頭的讀數(shù)錯誤。圖7a顯示向上壁62的卷曲，圖7b顯示向下壁64的卷曲。應(yīng)該意識到，存在厚度差異的試條使上述問題更為嚴(yán)重，即使試條厚度一致、也必須有一定的間隙，但是問題依然存在，即使在更小程度上。而且，正如試紙不平整的問題，即經(jīng)向方向上的卷曲問題，類似情況也會發(fā)生在試條橫向的不平整上，如扭曲。
當(dāng)彈簧樣特性的試條被插入時，試紙僅需要在足夠程度上顯示向下的力。帝國化學(xué)工業(yè)公司生產(chǎn)的0.36毫米(14密耳)Melinex 329聚酯試條或Spartech公司生產(chǎn)的0.5毫米(20密耳)耐沖擊聚苯乙烯試條具有所需的彈性。使用Chatillion檢測器測定這些材料的彈簧常數(shù)的方法是，將試紙架在兩個支架之間，跨距1.3厘米(半英寸)。在跨距中間施加外力，產(chǎn)生每分鐘2.54厘米(1英寸)的應(yīng)變率，得到應(yīng)力應(yīng)變曲線。曲線直線部分的斜度作為彈簧常數(shù)，其值為約2100-3850N/m(12至22磅/英寸)。盡管優(yōu)選的彈簧常數(shù)應(yīng)當(dāng)為至少1800N/m(10磅/英寸)，據(jù)信有關(guān)本發(fā)明的試條適用的彈簧常數(shù)可低至1200N/m(7磅/英寸)。該常數(shù)可高達(dá)7000N/m(40磅/英寸)，優(yōu)選為低于5300N/m(30磅/英寸)。
本領(lǐng)域的專業(yè)人員可以意識到的是，圖7是示意圖。圖6更典型地畫出上層導(dǎo)向裝置22和下層導(dǎo)向裝置24分別連接上層內(nèi)壁23和下層內(nèi)壁25。
下表1列出了優(yōu)選的角度、距離、半徑的大??；所有數(shù)據(jù)都是基于圖6中X，Y坐標(biāo)的。
現(xiàn)已對本發(fā)明作了完整說明，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，任何不背離本發(fā)明精神和范圍的修飾或改變都是顯而易見的，這在權(quán)利要求中有所限定。
權(quán)利要求
1.一種測量樣本中被分析物有無或多少的儀器(12)，該樣本涂在經(jīng)向延伸的試條(10)的一個區(qū)域上，該試條(10)插入所述儀器(12)，檢測是通過讀取試條(10)上至少一個讀數(shù)區(qū)的反射光進(jìn)行的，其中所述試條(10)有一個引導(dǎo)端(56)和一個拖尾端(58)，該兩端都是相對插入儀器(12)而言，該儀器(12)包括一條試條通道(26)，該通道(26)由從上游開口端經(jīng)向延伸至下游相對端的第一和第二通道壁構(gòu)成，該開口端用來接受所述試條(10)的所述引導(dǎo)端(56)；一個透光孔(30)，該透光孔位于所述第一通道(26)壁(25)中，通過所述透光孔(30)可用來觀測所插入的試條(10)的一部分；所述第一和第二通道壁的方向的確定使得當(dāng)所述至少一個讀數(shù)區(qū)蓋在所述透光孔(30)上面時，兩通道壁迫使所插入試條(10)的一部分緊緊壓住透光孔(30)；所述第二內(nèi)壁具有一個位于所述孔(30)下游的第三靠壓面(R2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的儀器(12)，其中所述第三靠壓面的取向使試條(10)偏轉(zhuǎn)入凹形面靠上第一內(nèi)壁。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的儀器(12)，其中第三靠壓面的取向使得在透光孔(30)平面上方不超過一個試條的厚度。
全文摘要
提供了一種檢測被分析物的有無或多少的儀器，該儀器具有一個接受試條的通道。該通道為蛇形，保持試條對著通道內(nèi)壁上的透光孔，以確保獲得穩(wěn)定的光度讀數(shù)。
文檔編號G01N21/86GK1515893SQ03107049
公開日2004年7月28日 申請日期1995年9月7日 優(yōu)先權(quán)日1994年9月8日
發(fā)明者D·P·麥辛納, G·M·達(dá)芬, D P 麥辛納, 達(dá)芬 申請人:生命掃描有限公司