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    • 专利摘要:
    Eine Assayergebnis-Lesevorrichtung zum Lesen des Ergebnisses eines Assays, der unter Verwendung eines Flüssigkeitstransportträgers durchgeführt wird, kann wenigstens eine Lichtquelle, die fähig ist, Lichteinfall auf wenigstens eine von zwei oder mehr räumlich getrennten Zonen des Trägers zu emittieren, einen Fotodetektor, der derart angeordnet ist, dass er fähig ist, Licht, das von jeder der zwei Zonen ausstrahlt, zu detektieren und Signale zu erzeugen, welche die Anwesenheit oder Abwesenheit einer Flüssigkeitsprobe in der jeweiligen Zone anzeigen, und einen Berechnungskreis einschließen. Der Berechnungskreis kann auf die Signale reagieren, um eine Fließgeschwindigkeit für eine Flüssigkeit, die entlang des Trägers fließt, zu berechnen, die berechnete Fließgeschwindigkeit mit oberen und unteren Limits vergleichen und das Assayergebnis verwerfen, wenn die berechnete Fließgeschwindigkeit außerhalb der oberen und unteren Limits liegt.
    公开号:DE102004027130A1
    申请号:DE200410027130
    申请日:2004-06-03
    公开日:2005-01-05
    发明作者:Stephen Paul Sharrock
    申请人:Inverness Medical Switzerland GmbH；
    IPC主号:G01N33-53
    专利说明:
    [0001] Deroffenbarte Gegenstand betrifft Assaylesevorrichtungen für die Messungvon Analyten. Insbesondere betrifft er elektronische Lesegeräte zur Verwendungmit Assayteststreifen, die optische Verfahren zur Flussmessung verwenden.
    [0002] AnalytischeVorrichtungen, die fürdas Testen von Analyten zuhause geeignet sind, sind jetzt kommerziellin weitem Umfang erhältlich.Eine Immunoassayvorrichtung, die für diesen Zweck für das Messendes Schwangerschaftshormons menschliches Choriongonadotropin (hCG)geeignet ist, wird von Unipath unter dem Markennamen CLEARBLUE® verkauftund ist in der EP 291 194 offenbart.
    [0003] Die EP 291 194 offenbart eineImmunoassayvorrichtung, die einen porösen Träger aufweist, enthaltend: einpartikulärmarkiertes spezifisches Bindungsreagens für einen Analyten, das Reagensist frei beweglich, wenn es in dem feuchten Zustand vorliegt; undein unmarkiertes spezifisches Bindungsreagens für denselben Analyten, diesesReagens ist in einer Detektionszone oder Testzone stromabwärts vondem unmarkierten spezifischen Bindungsreagens immobilisiert. EineFlüssigkeitsprobe,von der vermutet wird, dass sie Analyt enthält, wird auf den porösen Träger aufgebracht,wonach sie mit dem partikulärmarkierten Bindungsreagens interagiert, um einen Analyt-Bindungspartnerkomplexzu bilden. Die partikuläreMarkierung ist farbig und ist typischerweise Gold oder ein farbigesPolymer, beispielsweise Latex oder Polyurethan. Der Komplex wandertdanach in eine Detektionszone, wo er einen weiteren Komplex mitdem immobilisierten unmarkierten spezifischen Bindungsreagens bildet,wodurch das Ausmaß desanwesenden Analyten detektiert oder beobachtet werden kann. Aufgrundder Natur der Bindungsreaktionen, die stattfinden, ist es notwendigabzuwarten, bis eine bestimmte Zeitdauer nachdem der Test begonnenhat, verstrichen ist, um das Ergebnis zu lesen. Dies ist besonderswichtig füreinen visuellen semiquantitativen Testtyp, in dem sich die Detektionszoneoder Leselinie überdie Zeit entwickelt.
    [0004] VerschiedeneVerfahren zur Zeitbestimmung des Ergebnisses wurden für kommerzielleVorrichtungen vorgeschlagen, einschließlich Anweisungen an den Anwendervor dem Lesen des Assayergebnisses für eine bestimmte Zeit zu warten.Andere Verfahren schließenein Signal ein, das erzeugt wird, nachdem eine bestimmte Zeitdauerverstrichen ist, wie in unserer gleichzeitig anhängigen Anmeldung Nr. PCT/EP03/00274offenbart ist, wobei das Signal den Anwender informiert, dass dasAssayergebnis jetzt gelesen werden sollte.
    [0005] Alseine Kontrolle und um das richtige Funktionieren der Vorrichtungsicherzustellen, ist fürgewöhnlich eineKontrollzone stromabwärtsvon der Messzone vorgesehen. Ein drittes Bindungsreagens, das fähig ist,an das erste markierte Reagens zu binden, ist in dieser Kontrollzoneimmobilisiert, so dass der Anwender in der Abwesenheit von Analytin der Lage ist, zu überprüfen, obder Test richtig ausgeführtwurde. Die EP 653 625 offenbarteinen Lateralfluss-Assayteststreifen zur Verwendung in Kombinationmit einem Assaylesegerät,wobei das Ausmaß derBindung von partikulärerMarkierung optisch bestimmt wird. Es ist auch aus der US 5,580,794 bekannt, eine integrierteAssayvorrichtung und Lateralfluss-Assayteststreifen bereitrustellen,wobei das Ergebnis optisch unter Verwendung von Reflexionsmessungenbestimmt wird.
    [0006] Die US 5,837,546 offenbart einVerfahren zum automatischen Starten einer Immunoassayvorrichtung, wobeiein Lateralflussträgermit zusätzlichenElektroden bereitgestellt ist, welche die Anwesenheit von Flüssigkeitauf dem Teststreifen abtasten, und ein Signal erzeugt wird, dasdie Abtastelektronik anschaltet. Aufgrund der Natur eines Testsdes Lateralflusstyps, der die Freisetzung eines markierten partikulären Bindungsreagens,den Flüssigkeitsflussentlang eines Trägers(typischerweise porös)und das Fangen des Analytkomplexes in der Detektionszone benötigt, istes wünschenswert,die Eigenschaften des porösenTrägerszu optimieren.
    [0007] DiePorengröße des Trägers istein wichtiger Gesichtspunkt und ist vorzugsweise so gewählt, dasser zwischen 1–12 μm beträgt. DerTrägerist geeigneterweise Nitrocellulose, deren Porengröße teilweiseaufgrund des Herstellungsverfahrens variieren kann. Die Assayvorrichtungkann zusätzlicheinen Docht in der Flüssigkeitskommunikationmit dem Trägeraufweisen, der dazu dient, die Flüssigkeitsprobe zu sammeln,und der Trägerweist typischerweise zwei Stückeaus verschiedenen Materialien auf. Nitrocellulose wird typischerweiseals das Trägermaterialfür denAssaystreifen verwendet und hat beträchtliche Vorteile gegenüber herkömmlichenStreifenmaterialien, wie Papier, aufgrund seiner natürlichenFähigkeit,Proteine zu binden, ohne dass vorherige Sensibilisierung notwendigist. Um den Assay zu optimieren, wird die Nitrocellulose typischerweisevor der Verwendung einer Anzahl von Behandlungen unterzogen, welchedie Verwendung von Blockierungsmitteln wie Polyvinylalkohol unddie Verwendung von löslichenGlasuren, wie Zucker, um die Freisetzung des markierten Reagenszu verstärken,einschließen.
    [0008] DieErfinder der vorliegenden Erfindung haben beobachtet, dass die Fließgeschwindigkeitvon Flüssigkeitentlang des porösenTrägersvon Test zu Test variieren kann. In einigen Fällen besitzt der Träger eine Tendenz überflutetzu werden, d.h. die Flüssigkeitsfrontwandert entlang dem Trägermit einer schnelleren Geschwindigkeit als normal. Umgekehrt wurdein einigen Fällenbemerkt, dass sich die Flüssigkeitsfrontentlang dem Trägerin einer sehr viel geringeren Geschwindigkeit als normal bewegt,so dass der Trägerin gewissem Maßeblockiert ist. Es wurde herausgefunden, dass die verschiedenen Typendes Flüssigkeits-Fließgeschwindigkeitsverhaltenzu ungenauen Ergebnissen führenkönnen.
    [0009] Aufgrundder uneinheitlichen Natur der Materialien, die sowohl für den Dochtals auch die poröse Membranverwendet werden, kann der optimale Zeitpunkt (nach Auftragen derFlüssigkeitsprobe)zum Lesen des Ergebnisses variabel sein.
    [0010] ImInteresse des Bereitstellens von Vorrichtungen, die an sich genauerund verlässlichersind, wärees wünschenswert,alternative oder zusätzlicheKontrollmerkmale bereitrustellen, die in der Lage wären, dasAusmaß und/oderdie Geschwindigkeit mit der die Flüssigkeitsprobe entlang demporösenTrägergewandert ist, zu bestimmen, und solche Messungen zu verwerfen,wenn bestimmt wurde, dass die Fließgeschwindigkeit außerhalbvorbestimmter Limits fällt.
    [0011] Eswäre außerdem wünschenswert,ein Verfahren bereitrustellen, in dem die optimale Zeit zum Lesen desErgebnisses verlässlichund wiederholbar bestimmt werden könnte.
    [0012] Dievorliegende Offenbarung stellt in einigen Ausführungsformen eine Assayvorrichtungbereit, die ein Lesegerätzur Verwendung in Verbindung mit einem Lateralflussteststreifenaufweist, die in der Lage ist, optisch Analytkonzentrationen quantitativund/oder qualitativ mit einem hohen Grad an Verlässlichkeit und Genauigkeitzu messen.
    [0013] Dievorliegende Offenbarung stellt außerdem ein Assaylesegerät bereit,insbesondere eines zur Verwendung in Verbindung mit einem Lateralflussteststreifen,ebenso wie ein Verfahren zum Durchführen einer Analytmessung, wobeidas Ausmaß und/oderdie Flüssigkeits-Fließgeschwindigkeitentlang dem Teststreifen bestimmt werden kann und wobei das Endassayergebnisverworfen werden kann, wenn bestimmt wird, dass die Flüssigkeits-Fließgeschwindigkeitaußerhalbvon gewissen vorbestimmten Limits fällt.
    [0014] Ineinigen Ausführungsformenschließteine Assayergebnis-Lesevorrichtung zum Lesen des Ergebnisses einesAssays, der unter Verwendung eines Flüssigkeitstransportträgers durchgeführt wurde,wenigstens eine Lichtquelle ein, die fähig ist, Lichteinfall auf wenigstenseine von zwei oder mehreren räumlichgetrennten Zonen des Trägerszu emittieren, einen Fotodetektor, der derart angeordnet ist, dasser fähigist, Licht, das von jeder der zwei Zonen ausgestrahlt wird, zu detektierenund Signale zu erzeugen, welche die Anwesenheit oder Abwesenheiteiner Flüssigkeitsprobein der jeweiligen Zone anzeigen, und einen Berechnungskreis, derauf die Signale reagiert, um die Fließgeschwindigkeit für eine Flüssigkeit,die entlang des Trägersfließt,zu berechnen, die berechnete Fließgeschwindigkeit mit oberenund unteren Limits zu vergleichen, und das Assayergebnis zu verwerfen,wenn die berechnete Fließgeschwindigkeitaußerhalbder oberen und unteren Limits liegt.
    [0015] Ineinigen Ausführungsformenschließtein Verfahren zum Durchführeneines Assays hinsichtlich eines interessierenden Analyten in einerFlüssigkeitsprobedas Anordnen eines Flüssigkeitstransportträgers imVerhältniszu einem Assayergebnis-Lesegerät,ein, der Trägerweist wenigstens zwei räumlichgetrennte Zonen auf, das Lesegerätweist ein Gehäuseauf, das wenigstens eine Lichtquelle und wenigstens einen Fotodetektor einschließt, undder Trägerist derart angeordnet, dass die wenigstens eine Lichtquelle Lichteinfallauf wenigstens eine der Zonen emittiert, und so dass Licht, dasvon wenigstens einer der Zonen ausstrahlt, auf den Fotodetektorfällt;Auftragen und Einführender Flüssigkeitsprobeauf bzw. in den Flüssigkeitstransportträger; Berechnender Fließgeschwindigkeitder Flüssigkeitsprobeentlang des Trägersals Antwort auf Signale, die durch den wenigstens einen Fotodetektorerzeugt werden, welche die Anwesenheit oder Abwesenheit der Flüssigkeitsprobein einer jeweiligen Zone anzeigt; und Bestimmen, ob die berechneteFließgeschwindigkeitinnerhalb von vorbestimmten akzeptablen Limits liegt.
    [0016] DerFlüssigkeitstransportträger weistvorzugsweise einen porösenTrägerauf, wie einen Lateralflussassayteststreifen der Art, die dem Fachmanngut bekannt sind. Alternativ dazu kann der Flüssigkeitstransportträger eineKapillarfüllkammer,Kanal oder ähnliches(z.B. wie in der US 6,113,885 offenbart)aufweisen. Der Flüssigkeitstransportträger kannein integraler Bestandteil der Assayergebnis-Lesevorrichtung sein,z.B. in der Weise, die in der US5,580,794 offenbart ist. In einer solchen Ausführungsformwäre diekombinierte Lesevorrichtung/Flüssigkeitstransportträger typischerweisewegwerfbar. Alternativ dazu kann der Flüssigkeitstransportträger einseparater Bestandteil sein, der normalerweise in die Assayergebnis-Lesevorrichtungwährend desVerlaufs der Durchführungeines Assays eingeführtwird. In dieser letzten Ausführungsformwäre derFlüssigkeitstransportträger (typischerweiseein Lateralflussassayteststreifen) im Allgemeinen preisgünstig und nacheiner einzelnen Verwendung wegwerfbar, während die Assayergebnis-Lesevorrichtungwiederverwendbar und relativ teuer wäre.
    [0017] 1 ist eine perspektivischeAnsicht einer Ausführungsformeiner Assayergebnis-Lesevorrichtungin Übereinstimmungmit der vorliegenden Offenbarung;
    [0018] 2 ist ein Blockdiagramm,das schematisch einige der inneren Bestandteile der Ausführungsform desLesegeräts,das in 1 gezeigt ist,darstellt; und
    [0019] 3–5 sindGraphen, die verschiedene Signale zeigen, die von verschiedenenAbschnitten eines Teststäbchensstammen, die in die Lesevorrichtung, die in den 1 und 2 gezeigtist, eingeführtsind, und ihre Variation überdie Zeit.
    [0020] UmZweifel auszuschließen,wird ausdrücklichangegeben, dass irgendeines der Merkmale, die hier als "bevorzugt", "wünschenswert", "geeignet", "vorteilhaft" oder ähnlichembeschrieben sind, in einer Ausführungsformin Kombination mit irgendeinem anderen so beschriebenen Merkmaloder Merkmalen verwendet werden können oder sie können alleineverwendet werden, außerder Zusammenhang ergibt es etwas anderes.
    [0021] BeimBeschreiben der verschiedenen Ausführungsformen sind eine Anzahlvon Begriffen wie folgt definiert: "Flüssigkeitsprobe" betrifft irgendeinflüssigesMaterial, von dem vermutet wird, dass es den interessierenden Analytenenthält.Solche Proben könnenmenschliche, tierische oder von Menschen hergestellte Proben einschließen. Typischerweiseist die Probe eine wässrigeLösungoder biologische Flüssigkeit.
    [0022] Beispielefür biologischeFlüssigkeitenschließenUrin, Blut, Serum, Plasma, Speichel, interstitielle Flüssigkeitusw., ein. Andere Proben, die verwendet werden können, schließen Wasser,Nahrungsprodukte, Bodenextrakte und ähnliches für die Durchführung vonindustriellen, Umwelt- oder Nahrungsmittelproduktionsassay ebensowie medizinischdiagnostische Assays, ein. Darüber hinaus kann ein festesMaterial, von dem vermutet wird, dass es den Analyten enthält, alseine Testprobe verwendet werden, sobald es modifiziert ist, um einflüssigesMedium zu bilden, was eine weitere Behandlung einschließen kann,um den Analyten freizusetzen.
    [0023] Jedergeeignete interessierende Analyt oder Analyten kann/können gemessenwerden. Analyten, die insbesondere von Interesse sind, schließen Proteine,Haptene, Immunglobuline, Hormone, Polynukleotide, Steroide, Arzneimittel,Agenzien infektiöserKrankheiten (z.B. von bakteriellem oder viralem Ursprung) wie Streptococcus,Neisseria und Chlamydia, Drogen und biologische Marker wie Herzmarkerusw., ein.
    [0024] Typischerweisesind die offenbarten Assayergebnis-Lesevorrichtungen und Verfahrenangepasst, um einen diagnostischen Assay durchzuführen, d.h.um Information überden Gesundheitszustand eines einzelnen Säugetier- (typischerweise einesmenschlichen) Subjektes zu erhalten.
    [0025] Esist bevorzugt, die Geschwindigkeit des Fortschreitens der Flüssigkeitsprobe(eher als das Ausmaß davon)entlang des Flüssigkeitstransportträgers zuberechnen.
    [0026] Geeigneterweisewird die Fließgeschwindigkeitzwischen zwei Zonen auf dem Flüssigkeitstransportträger berechnet,so dass die Anwesenheit der Flüssigkeitsprobein, oder einer Passage davon durch, eine erste, stromaufwärts gelegeneZone detektiert wird, und ebenso die Anwesenheit der Flüssigkeitsprobein, oder einer Passage durch, eine zweite stromabwärts gelegeneZone detektiert wird. Wenn der Abstand zwischen den zwei Zonen festist und/oder bekannt ist, kann die relative oder absolute Fließgeschwindigkeitder Flüssigkeitsprobeeinfach durch Messen der Menge an Zeit, die zwischen der Detektionder Flüssigkeitsprobe inder ersten und der zweiten Zone verstreicht, berechnet werden.
    [0027] Prinzipiellkönnendie erste und zweite Zone irgendwo auf dem Flüssigkeitstransportträger liegen,so könntebeispielsweise die erste Zone an dem extrem stromaufwärts gelegenenEnde, und die zweite Zone könntean dem extrem stromabwärtsgelegenen Ende liegen. Der Abstand zwischen den zwei Zonen (unddamit die Wanderzeit der Flüssigkeitsprobe)kann jede sein, die geeignet ist und von der es wahrscheinlich ist, dasssie von der Natur des zu bestimmenden Analyten und den physikalischenDimensionen und Eigenschaften des Flüssigkeitstransportträgers abhängt. Beispielsweisekann der Flüssigkeitstransportträger einenoder mehrere mikrofluide Kanäleaufweisen, die wahlweise einen oder mehrere verschiedene mikrofluideElemente, wie Trennungsmittel fürrote Blutzellen, Zeitschranken oder Mittel zur Kontrolle der Fließgeschwindigkeitaufweisen, von denen alle die Wandergeschwindigkeit der Probe beeinflussenwerden. In der Praxis ist es gewünscht,dass die zwei Zonen eine Trennung aufweisen, so dass bei normalenFließgeschwindigkeiteneine ausreichend genaue Fließgeschwindigkeitinnerhalb des Zeitrahmens des Assays berechnet werden kann, um denAssayvorgang oder die Assayergebnisbestimmung nicht zu verzögern. Für einenAssay fürdie Detektion und/oder Quantifikation des SchwangerschaftshormonshCG, wäreeine gewünschteZeit beispielsweise zwischen 5 und 60 Sekunden.
    [0028] Vorteilhafterweisewird die Anwesenheit der Flüssigkeitsprobein, oder einer Passage durch, eine oder mehrere zusätzlicheZonen auf dem Flüssigkeitstransportträger detektiert.Dies erlaubt eine genauere Berechnung der Fließgeschwindigkeit. Eine große Anzahlvon Fließgeschwindigkeitsberechnungszonenkönnenvorteilhaft sein, wenn der akzeptable Bereich der Fließgeschwindigkeiteneher eng ist, oder wenn die Fließgeschwindigkeit in verschiedenenAbschnitten des Flüssigkeitstransportträgers variierenkann (z.B. wenn es Abschnitte mit unterschiedlichen Fließeigenschaften,beispielsweise aufgrund des Einschlusses von mikrofluiden Elementengibt).
    [0029] Darüber hinauserlaubt es die Bereitstellung einer Vielzahl von "Prüfzonen", zu überprüfen, dassdie Flüssigkeitsprobedurch jede der Zonen in der erwarteten Reihenfolge fortschreitet,dabei wird der Anwender bei einem nicht normalen Fließmustergewarnt, wenn die Flüssigkeitsprobein einer stromabwärtsgelegenen Zone vor der Detektion in einer bestimmten stromaufwärts gelegenenZone detektiert wird. Solche nicht normalen Fließmuster können beispielsweise auftreten,wenn ein poröserTrägerdurch Flüssigkeitsproben überflutetwird ("übermäßiges Abtasten").
    [0030] Wenndie berechnete Fließgeschwindigkeitaußerhalbder vorbestimmten akzeptablen Limits liegt, dann kann das Ergebnisdes Assays als ungültigerklärtwerden. So kann die Fließgeschwindigkeitsberechnungals ein Kontrollmerkmal agieren. Wenn die berechnete Fließgeschwindigkeitzu hoch ist, aufgrund des Überflutensdes porösenTrägers(z.B. als ein Ergebnis des übermäßigen Abtastens;oder ein Ergebnis einer fehlerhaften Assayvorrichtung aufgrund vonDefekten in der Herstellung, oder Schaden in der Lagerung oder inder Verwendung), kann der Anwender gewarnt und das Assayergebnisverworfen werden. Ebenso wenn die berechnete Fließgeschwindigkeitzu gering ist (z.B. aufgrund von zu geringem Abtasten) kann dasAssayergebnis verworfen werden. So können Fehler aufgrund von beispielsweise übermäßigem oderzu geringem Abtasten vermieden werden.
    [0031] Prinzipiellkann jede Eigenschaft der Flüssigkeitsprobegemessen werden, um die Geschwindigkeit und/oder das Ausmaß des Fortschreitensder Flüssigkeitzu berechnen, wie seine elektrische Kapazität, Leitfähigkeit oder Widerstand. DerporöseTrägeroder andere Flüssigkeitstransportträger kanneine Substanz aufweisen, die eine nachweisbare Änderung in der Anwesenheitder Flüssigkeitsprobedurchläuft.Beispielsweise Nitrocellulose, die allgemein als ein poröser Träger in Lateralflussassaystreifenverwendet wird, ist undurchlässig(oder im Wesentlichen) wenn sie trocken ist, aber ihre Undurchlässigkeitist nach dem Benetzen signifikant reduziert. So kann die Messungoder Detektion der Änderungin optischer Reflexion oder Transmissivität eines Nitrocelluloseträgers nachdem Benetzen durch eine Flüssigkeitsprobeausreichend sind, um die Geschwindigkeit und/oder das Ausmaß des Fortschreitensder Flüssigkeitsprobenachzuweisen.
    [0032] Vorzugsweiseweisen die Mittel zum Berechnen der Geschwindigkeit und/oder desAusmaßesdes Fortschreitens der Flüssigkeitsprobe,die auf den Flüssigkeitstransportträger aufgetragensind, ein optisches Detektionssystem auf. Ein solches optischesDetektionssystem wird typischerweise ein oder mehrere Signale erzeugen(vorteilhafterweise elektrische Signale) in einer Weise, die aufdie Geschwindigkeit und/oder das Ausmaß des Fortschreitens der Flüssigkeitsprobereagiert. In einer bevorzugten Ausführungsform weist ein geeignetesoptisches System wenigstens zwei Lichtquellen und wenigstens einenFotodetektor auf, oder umgekehrt, wenigstens eine Lichtquelle undwenigstens zwei Fotodetektoren, um in der Lage zu sein, optische Messungenan wenigstens zwei räumlichgetrennten Zonen des Flüssigkeitstransportträgers durchzuführen.
    [0033] Prinzipiellkann die Lichtquelle außerhalbdes Assayergebnis-Lesegerätssein, z.B. Umgebungslicht. Jedoch ist dies extrem wahrscheinlich,Schwankung einzuführen,und es ist deshalb sehr bevorzugt, dass: (a) die Assayergebnis-Lesevorrichtungmit wenigstens einer integralen Lichtquelle ausgestattet ist (LED's wurden als besondersgeeignet in dieser Hinsicht befunden); und (b) die Assayergebnis-Lesevorrichtungmit einem Gehäuseoder Verkleidung ausgestattet ist, die im Wesentlichen Umgebungslichtvon dem Eintritt in das Innere der Lesevorrichtung ausschließt oderwenigstens stark beschränkt.Für dievorliegenden Zwecke wird ein Gehäuseoder eine Verkleidung erachtet, dass sie im Wesentlichen Umgebungslichtausschließt,wenn weniger als 10 %, vorzugsweise weniger als 5 % und am meistenbevorzugt weniger als 1 % des sichtbaren Lichteinfalls auf die Außenseiteder Vorrichtung in das Innere der Vorrichtung eindringt.
    [0034] Einlichtundurchlässigessynthetisches Plastikmaterial wie Polycarbonat, ABS, Polystyren,Polystyrol, hochdichtes Polyethylen, oder Polypropylen, das eingeeignetes lichtblockierendes Pigment aufweist, ist eine geeigneteWahl fürdie Verwendung in der Herstellung des Gehäuses. Eine Öffnung kann an der Außenseite desGehäusesvorgesehen sein, die mit dem inneren Raum innerhalb des Gehäuses inVerbindung steht: ein Teststreifen oder ähnlicher poröser Träger kanndurch die Öffnungeingeführtwerden, um einen Assay durchzuführen.
    [0035] DieFlüssigkeitsprobekann per se eine optische Eigenschaft (z.B. Farbe) aufweisen, diesie der optischen Detektion und/oder Überwachung ihres Fortschreitensentlang des Flüssigkeitstransportträgers zugänglich macht.Beispielsweise wird eine Blutprobe stark im Bereich von 400 nm bis600 nm aufgrund der Anwesenheit von Hämoglobin absorbieren. Alternativdazu kann die Flüssigkeitsprobevor Auftragen auf den Flüssigkeitstransportträger miteiner einfach nachweisbaren Substanz (z.B. ein Farbstoff, Fluorchromoder ähnliches)versehen sein, die nicht mit der Durchführung des Assays interferiert,aber die Detektion (insbesondere optische Detektion) der Geschwindigkeitund/oder des Ausmaßesdes Fortschreitens der Flüssigkeitsprobeerleichtert.
    [0036] Innoch einer anderen Anordnung ist der Flüssigkeitstransportträger miteiner einfach zu detektierenden Substanz ausgestattet, die durchdie Flüssigkeitsprobetransportiert wird. Wieder ist ein Farbstoff, Fluorchrom oder ähnlichesin dieser Hinsicht geeignet. Die einfach detektierbare Substanzkann geeigneterweise lösbarauf einem porösenTrägeroder ähnlichemimmobilisiert sein, so dass sie nach Kontakt mit der Flüssigkeitsprobefreigesetzt werden kann. Die einfach nachweisbare Substanz kannz.B. eine farbige Substanz sein, die nicht mit dem Assay interferiert.In einer bevorzugten Ausführungsformist die einfach nachweisbare Substanz eine partikuläre Markierung,die an ein bewegliches spezifisches Bindungsreagens (mit spezifischerBindung fürden Analyten) angeheftet ist, und die Detektion dieser Markierungin einer Detektionszone bildet ein wesentliches Merkmal des Assays.
    [0037] DiepartikuläreMarkierung kann irgendeine sein, die für diesen Zweck geeignet ist,einschließlichfarbigem Latex, einem Farbstoffsol oder Goldteilchen. Alternativdazu kann die partikuläreMarkierung ein Fluorophor aufweisen, das durch eine LED emittierendeStrahlung einer geeigneten Wellenlänge angeregt werden kann.
    [0038] Dasbevorzugte optische Detektionssystem weist wenigstens eine Lichtquelleund wenigstens einen Fotodetektor (wie eine Fotodiode) auf. BevorzugteLichtquellen sind Leuchtdioden oder LED's. Reflektiertes Licht und/oder transmittiertesLicht kann durch den Fotodetektor gemessen werden. Für die Zweckedieser Offenbarung bedeutet reflektiertes Licht, dass Licht vonder Lichtquelle von dem porösenTrägeroder einem anderen Flüssigkeitstransportträger aufden Fotodetektor reflektiert wird. In dieser Situation ist der Detektortypischerweise auf derselben Seite des Trägers wie die Lichtquelle vorgesehen.Transmittiertes Licht bezieht sich auf Licht, das durch den Träger hindurchtritt,und typischerweise ist der Detektor an der gegenüberliegenden Seite des Trägers zurLichtquelle vorgesehen. Fürdie Zwecke einer Reflexionsmessung kann der Träger mit einer Unterschichtausgestattet sein, wie einer weißen reflektierenden MYLAR® Plastikschicht.So fälltLicht von der Lichtquelle auf den Träger, einiges wird von seinerOberflächereflektiert und einiges dringt in den Träger ein und wird an irgendeinerTiefe bis zu und einschließlichder Tiefe, an der die reflektierende Schicht vorgesehen ist, reflektiert.So schließteine Messung vom Reflexionstyp tatsächlich die Transmission vonLicht durch wenigstens einen Teil der Dicke des porösen Trägers ein.
    [0039] Ineiner Ausführungsformweist das Lesegerätein Gehäuseauf, in dem wenigstens zwei Lichtquellen (z.B. LED's) und jeweiligeFotodetektoren enthalten sind, die angeordnet sind, um Licht vonden LED's aufzunehmen.
    [0040] Eineder Lichtquellen beleuchtet eine erste stromaufwärts gelegene Zone auf dem Flüssigkeitstransportträger, undeine andere Lichtquelle beleuchtet eine zweite, stromabwärts gelegeneZone auf dem Flüssigkeitstransportträger, undjeweilige Fotodetektoren sind vorgesehen, um Licht, das von denjeweiligen Zonen reflektiert und/oder transmittiert wird, zu detektieren,wobei die Menge solchen Lichts, das reflektiert und/oder transmittiertwird, davon abhängt,ob die Flüssigkeitsprobe (wahlweisezusammen mit irgendeiner lichtabsorbierenden oder lichtemittierendenSubstanz, die mittransportiert wird), die fragliche(n) Zone(n) erreichthat.
    [0041] Ineiner besonders bevorzugten Ausführungsformweist die Assayergebnis-Lesevorrichtungdrei Lichtquellen auf, die jeweils erste, zweite und dritte Zonendes Flüssigkeitstransportträgers beleuchten,und die Fließgeschwindigkeitder Flüssigkeitsprobezwischen wenigstens zwei der Zonen wird gemessen.
    [0042] Geeigneterweiseist eine der Zonen, aus der Messungen in der Berechnung der Fließgeschwindigkeit gemachtwerden, auch eine Zone, aus der Messungen zur Bestimmung des Ergebnissesdes Assays gemacht werden, beispielsweise kann die erste Zone eineZone sein, in der analytenspezifisch-markiertes Bindungsreagensimmobilisiert ist, falls Analyt in der Probe anwesend ist. Einesolche Zone kann als eine Testrone bezeichnet werden.
    [0043] Wünschenswerterweiseist eine der Zonen, von der Messungen in der Berechnung der Fließgeschwindigkeitgemacht werden, auch eine Zone, aus der Kontrollmessungen zum Zweckdes Erhaltens eine Kontrollwertes gemacht werden, der verwendetwird, um zu bestimmen, ob der Assay richtig durchgeführt wurde.Eine solche Zone kann als eine Kontrollzone bezeichnet werden.
    [0044] Esist vorteilhaft, wenn es eine Zone gibt, aus der Messungen in derBerechnung der Fließgeschwindigkeitgemacht werden, die auch eine Zone ist, aus der Messungen in derEichung des Assayergebnis-Lesegeräts gemacht werden. Eine solcheZone kann als eine Referenzzone bezeichnet werden.
    [0045] Esist wünschenswert,wenn die Bestandteile des Assaylesegeräts, die in der Detektion und/oder Quantifikationdes interessierenden Analyten verwendet werden, ebenfalls in derBerechnung der Fließgeschwindigkeitder Flüssigkeitverwendet werden. Dies verleiht Vorteile der Einfachheit und Wirtschaftlichkeit, dieinsbesondere füreine Einwegvorrichtung wünschenswertsind. Insbesondere besitzt ein bevorzugtes Assayergebnis-Lesegerät ein optischesDetektionssystem zum Detektieren der Anwesenheit und/oder der Mengedes interessierenden Analyten, und dasselbe optische Detektionssystemwird eingesetzt, um Messungen zum Zweck der Berechnung von Fließgeschwindigkeitendurchzuführen.
    [0046] Ineiner besonders bevorzugten Ausführungsformerhältdas Assayergebnis-LesegerätMessungen aus einer Kontrollzone, einer Referenzzone und einer Testzone,wobei die Kontrollzone stromabwärtsvon der Referenzzone liegt, die ihrerseits stromabwärts vonder Testrone liegt (d.h. die Referenzzone liegt zwischen den Test-und Kontrollzonen). Die Referenzzone erlaubt, inter alia, die Messungeiner optischen Eigenschaft (z.B. Reflexion und/oder Transmissivität) des Flüssigkeitstransportträgers, wenner benetzt ist (z.B. ein benetzter poröser Träger). Geeigneterweise sinddie Ergebnisse, die aus den Test- und Kontrollzonen erhalten werden,relativ zu der Referenzzone normalisiert, und dies berücksichtigtund kompensiert irgendwelche Schwankungen in der optischen Eigenschaftder Probe. Dies ist besonders wichtig, wenn biologische Proben,wie Urin, verwendet werden, die in der Zusammensetzung (z.B. Konzentration)breit variieren können,und deshalb in Farbe und Farbintensität variieren.
    [0047] DasGehäusedes Assayergebnis-Lesegerätsweist typischerweise eine Öffnungauf, so dass ein Teststreifen lösbarin das Gehäuseeingeführtund (vorzugsweise) in das Gehäuseeingreifen kann. Das Gehäuse istderart ausgestaltet, dass Umgebungslicht, welches das Innere derLesevorrichtung erreicht, auf ein absolutes Minimum beschränkt wird.Wünschenswerterweisesind geeignete Ausrichtungs- und Befestigungsmittel innerhalb desGehäusesvorgesehen, so dass der Teststreifen in einer fixierten Lage verbleibt,wenn er eingeführtist. Die Lichtquellen sind in dem Gehäuse derart angeordnet, dass,wenn der Teststreifen richtig eingeführt wurde, die Lichtquellenrichtig mit den jeweiligen Zonen, die gemessen werden sollen, ausgerichtetsind.
    [0048] DerAssayteststreifen kann irgendein herkömmlicher Lateralflussassayteststreifensein, wie in der EP 291 194 oder US 6,352,862 offenbart.Der Teststreifen umfasst vorzugsweise einen porösen Träger, der ein partikulär markiertesspezifisches Bindungsreagens und ein unmarkiertes spezifisches Bindungsreagensenthält.Die Lichtquellen und korrespondierenden Fotodetektoren sind vorzugsweisederart ausgerichtet, dass währendder Verwendung Licht von der Lichtquelle oder den Quellen auf diejeweiligen Zonen auf den porösen Träger fällt undzu den jeweiligen Fotodetektoren reflektiert oder transmittiertwird. Die Fotodetektoren erzeugen einen Strom, der ungefähr proportionalist zu der Menge des Lichts, das auf sie fällt, der anschließend durcheinen Widerstand geführtwird, um eine Spannung zu erzeugen. Die Menge des Lichts, das denFotodetektor erreicht, hängtvon der Menge der anwesenden farbigen partikulären Markierung und damit vonder Menge des Analyten ab. So kann die Menge des Analyten, der inder Probe anwesend ist, bestimmt werden. Dieses Verfahren der optischenBestimmung der Analytkonzentration ist ausführlicher in der EP 653 625 beschrieben.
    [0049] Alternativdazu, anstelle der Verwendung eines Teststreifens, der einen Lateralflussporösen Träger aufweist,wie in der EP 291 194 beschriebenist, könnteein Teststreifen mit Bindungsreagenzien, die in einer Kapillareangeordnet sind, verwendet werden, wie von der US 6,113,885 offenbart.
    [0050] Umeine Assaymessung unter Verwendung einer Assayergebnis-Lesevorrichtungin Übereinstimmung miteinigen der bevorzugten Merkmale durchzuführen, wird ein Teststreifenin das Lesegeräteingeführt,und eine Flüssigkeitsprobewird anschließendzu dem Probenaufnahmeabschnitt des Teststreifens hinzugefügt. Alternativdazu kann eine Flüssigkeitsprobezuerst auf den Teststreifen aufgebracht werden, und der Streifen wirdanschließendin das Lesegeräteingeführt.Die Probe wandert entlang dem porösen Träger und erreicht eine ersteZone, typischerweise die Testrone. Wenn Probe zu dem Streifen hinzugefügt wird,wird eine farbige. partikuläreMarkierung resuspendiert und wandert entlang dem Träger mitder Flüssigkeit.Wenn die Flüssigkeitsfrontder Probe die erste Zone erreicht, findet eine Reduktion in derLichtintensität,die den Fotodetektor erreicht, statt, weil die farbige partikuläre Markierungeiniges des Lichts absorbiert. Diese Veränderung in reflektierter odertransmittierter Lichtintensitätwird aufgezeichnet. In der Praxis ist eine größere Menge der partikulären Markierungin der anfänglichenFlüssigkeitsfrontals in der nachfolgenden Flüssigkeitanwesend. Falls darüberhinaus eine Bindungsreaktion in der Testrone aufgrund der Anwesenheitvon Analyt stattfindet, tendiert die Teilchenmarkierung dazu, inder Testrone zu verbleiben. So wird die Form des resultierendenbeobachteten Spannungs-Zeitprofils davon abhängen, ob die Zone eine Test-,Kontroll- oder Referenzzone ist. Für ein Dreizonensystem werdendrei Spannungs-Zeitprofilefür jedeZone aufgenommen, mit einer Zeitverzögerung aufgrund der Tatsache,dass die Messzonen räumlichvoneinander getrennt sind und so die Zeit, welche die Flüssigkeitsfrontbenötigt,um die erste Zone zu erreichen, geringer ist als jene, die benötigt wird,um die zweite zu erreichen, usw.
    [0051] Ausder Analyse der Spannung-Zeitprofile für die jeweiligen Zonen undmit der Kenntnis des Abstands zwischen den Zonen kann die Geschwindigkeitdes Flüssigkeitsflussesbestimmt werden. Durch Verwenden eines einfachen Algorithmus kanndie Endassaymessung verworfen werden, wenn die berechnete Fließgeschwindigkeitals zu lang oder zu hoch bestimmt wurde.
    [0052] Ineiner typischen Ausführungsformwird die Assayergebnis-Lesevorrichtung typischerweise weiterhin einesoder mehrere der Folgenden aufweisen: eine Zentraleinheit (CPU)oder Mikrocontroller; zwei oder mehrere LED's; zwei oder mehrere Fotodioden; eineStromquelle; und verbundene elektrische Schaltkreise. Die Stromquellekann eine Batterie oder irgendeine andere geeignete Stromquelleaufweisen (z.B. eine fotovoltaische Zelle). Die CPU ist typischerweiseso programmiert, um zu bestimmen, ob eine berechnete Geschwindigkeitund/oder Ausmaß desFortschreitens der Flüssigkeitsprobeinnerhalb vorbestimmter Limits liegt.
    [0053] Geeigneterweisewird die Assayergebnis-Lesevorrichtung eine Art zum Anzeigen desErgebnisses des Assays an den Anwender aufweisen. Diese kann beispielsweisedie Form eines akustischen oder optischen Signals annehmen. Wünschenswerterweisewird die Vorrichtung ein optisches Display aufweisen, um das Assayergebnisanzuzeigen. Dies kann einfach die Form einer oder mehrerer LED's oder anderer Lichtquellenannehmen, so dass das Leuchten einer bestimmten Lichtquelle odereiner Kombination von Lichtquellen die notwendige Information anden Anwender übermittelt.Alternativ dazu kann die Vorrichtung mit einem alphanumerischenoder anderen Display, wie einer LCD ausgestattet sein. Zusätzlich,oder als eine Alternative, zum Anzeigen des Testergebnisses kanndie Vorrichtung auch dem Anwender anzeigen oder in irgendeiner anderenWeise angeben, ob die berechnete Geschwindigkeit und/oder das Ausmaß dese Fortschreitensder Flüssigkeitsprobeinnerhalb vorbestimmten akzeptablen Limits liegt, und damit, obdas Ergebnis des bestimmten Assays verworfen werden sollte odernicht. Wenn die Lesevorrichtung bestimmt, dass ein bestimmtes Assayergebnisverworfen werden sollte, kann es den Anwender auffordern, den Assayzu wiederholen. Displays, die zum Anzeigen dieser Art von Informationgeeignet sind, sind dem Fachmann bekannt und beispielsweise in derWO 99/51989 offenbart.
    [0054] EineAusführungsformeiner Assayergebnis-Lesevorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegendenOffenbarung ist in 1 gezeigt.
    [0055] DieLesevorrichtung ist ungefähr12 cm lang und ungefähr2 cm breit und ist allgemein finger- oder zigarrenförmig. Inbevorzugten Ausführungsformenist das Gehäusenicht größer alsungefähr12 cm lang, ungefähr2,5 cm breit und ungefähr2,2 cm hoch. Jedoch kann jede geeignete Form verwendet werden, wieein kreditkartenförmigesLesegerät.Die Vorrichtung weist ein Gehäuse 2 auf,das aus einem lichtundurchlässigen Plastikmaterialgebildet ist (z.B. Polycarbonat, ABS, Polystyren, hochdichtes Polyethylenoder Polypropylen oder Polystyrol, das ein geeignetes lichtblockierendesPigment, wie Kohlenstoff, enthält).An einem Ende der Lesevorrichtung ist ein enger Schlitz oder Öffnung 4 vorgesehen,durch den bzw. die ein Teststreifen (nicht gezeigt) in das Lesegerät eingeführt werdenkann.
    [0056] Aufseiner oberen Seite weist das Lesegerät zwei ovalförmige Öffnungenauf. Eine Öffnungbeherbergt den Screen eines Flüssigkristalldisplays 6,der dem Anwender Information anzeigt, z.B. die Ergebnisse eines Assays,in qualitativer oder quantitativer Weise. Die andere Öffnung beherbergteinen Auswurfmechanismus 8, der, wenn betätigt, eineeingeführteAssayvorrichtung aus der Assayergebnis-Lesevorrichtung gewaltsam auswirft.
    [0057] DieAssayvorrichtung zur Verwendung mit der Lesevorrichtung ist einallgemein herkömmlichesLateralflussteststäbchen,z.B. der Art, die in der US 6,156,271 , US 5,504,013 , EP 728 309 oder EP 782 707 offenbart ist. Die Assayvorrichtungund eine Oberflächeoder Oberflächendes Schlitzes in dem Lesegerät,in den die Assayvorrichtung eingeführt wird, sind derart geformtund dimensioniert, dass (1) die Assayvorrichtung nur erfolgreichin das Lesegerätin der geeigneten Orientierung eingeführt werden kann; und (2) eseine präzise dreidimensionaleAusrichtung des Lesegerätsund einer eingeführten Assayvorrichtunggibt, die sicherstellt, dass das Assayergebnis durch das Lesegerät richtiggelesen werden kann.
    [0058] Einegeeignete Assayvorrichtung/Lesegerätvorrichtungs-Kombination,die diese präzisedreidimensionale Ausrichtung zeigt, ist in der EP 833 145 offenbart.
    [0059] Wenneine Assayvorrichtung richtig in das Lesegerät eingeführt ist, wird ein Schaltergeschlossen, der das Lesegerätaus einem "Schlafmodusaktiviert, der den normalen Zustand darstellt, der von dem Lesegerät eingenommenwird, wodurch der Energieverbrauch reduziert wird.
    [0060] Eingeschlosseninnerhalb des Gehäusesdes Lesegerätes(und deshalb in 1 nichtsichtbar) sind eine Vielzahl von weiteren Bestandteilen, die schematischin 2 dargestellt sind.
    [0061] UnterBezugnahme auf 2 weistdas Lesegerätdrei LED's 10a, 10b und 10c auf.Wenn ein Teststäbchenin das Lesegeräteingeführtwird, ist jede LED 10 mit einer jeweiligen Zone des Teststäbchens ausgerichtet.LED 10a ist mit der Testrone ausgerichtet, LED 10b istmit der Referenzzone ausgerichtet und LED 10c ist mit derKontrollzone ausgerichtet. Jeweilige Fotodioden 12 detektierenLicht, das von den verschiedenen Zonen reflektiert wird, und erzeugeneinen Strom, dessen Stärkeproportional zu der Menge des Lichteinfalls auf die Fotodioden 12 ist.Der Strom wird in eine Spannung umgewandelt, durch einen Dämpfer 14 gedämpft undeinem Analog-Digital-Umwandler (ADC, 16) zugeführt. Dasresultierende digitale Signal wird durch einen Mikrocontroller 18 gelesen.
    [0062] Ineiner einfachen Anordnung ist eine getrennte Fotodiode vorgesehen,um aus jeder Zone (d.h. die Zahl der Fotodioden entspricht der Zahlder Zonen, von denen reflektierte Lichtmessungen gemacht werden) zudetektieren. Die Anordnung, die in 2 dargestelltist, ist komplizierter und bevorzugt. Zwei Fotodioden 12 sindvorgesehen. Eine Fotodiode detektiert Licht, das von der Testzonereflektiert wird und einiges Lichts, das von der Referenzzone reflektiertwird. Die andere Fotodiode 12 detektiert einiges des Lichts,das von der Referenzzone reflektiert wird und das Licht, das vonder Kontrollzone reflektiert wird. Der Mikrocontroller 18 schaltetdie LED's 10 einenach der anderen an, so dass nur eine der drei Zonen zu irgendeinergegebenen Zeit beleuchtet ist – aufdiese Weise könnendie Signale, die durch Licht erzeugt werden, das von den jeweiligenZonen reflektiert wird, auf einer zeitlichen Basis unterschiedenwerden.
    [0063] 2 zeigt weiterhin schematischden Schalter 20, der durch Einführen einer Assayvorrichtungin das Lesegerätgeschlossen wird, und der den Mikrocontroller 18 aktiviert.Obwohl in 2 nicht gezeigt,weist die Vorrichtung weiterhin eine Stromquelle (typischerweiseeine oder zwei Knopfzellen) und eine LCD Vorrichtung auf, die aufden Ausgang des Mikrocontrollers 18 reagiert.
    [0064] Beider Verwendung wird ein trockenes Teststäbchen (d.h. vor dem Inkontaktbringenmit der Probe) in das Lesegeräteingeführt,dies schließtden Schalter 20, was die Lesegerätvorrichtung aktiviert, dieanschließendein anfänglichenEichen durchführt.Die Intensitätdes Lichtausgangs von verschiedenen LED's ist selten identisch. Ebenso ist esunwahrscheinlich, dass die jeweiligen Fotodetektoren identischeEmpfindlichkeiten haben. Weil solche Variationen das Lesen des Assaybeeinträchtigenkönnten,wird ein anfänglichesEichen durchgeführt,in dem der Mikrocontroller die Längeder Zeit abgleicht, zu der jede der drei LED's leuchtet, so dass das gemessene Signalvon jeder der drei Zonen (Test, Referenz und Kontrolle) ungefähr gleichund in einer geeigneten Betriebsposition in einer linearen Regiondes Antwortprofils des Systems ist (so dass eine Veränderungin der Lichtintensität,die von den verschiedenen Zonen reflektiert wird, eine direkt proportionale Veränderungim Signal liefert).
    [0065] Nachdem Durchführendes anfänglichenEichens führtdie Vorrichtung ein weiteres, feineres Eichen durch. Dies schließt das Messen("Eichwert") von reflektierterLichtintensitätfür jedeZone währenddas Teststäbchentrocken ist, ein – anschließende Messungen('Testwerte") werden durch Bezugnameauf den Eichwert fürdie jeweiligen Zonen normalisiert (d.h. normalisierter Wert = Testwert/Eichwert).
    [0066] Umeinen Assay durchzuführen,wird ein Probenaufnahmeabschnitt des Teststäbchens mit der Flüssigkeitsprobein Kontakt gebracht. Im Falle einer Urinprobe kann der Probenaufnahmeabschnittin den Urinstrom gehalten werden, oder die Urinprobe wird in einemBehältergesammelt und der Probenaufnahmeabschnitt wird kurz (für ungefähr 5– 20 Sekunden)in die Probe eingetaucht. Die Probennahme kann durchgeführt werden,währenddas Teststäbchenin das Lesegeräteingeführtist oder, weniger bevorzugt, das Stäbchen kann kurz aus dem Lesegerät zur Probennahmeentfernt und anschließendwieder in das Lesegeräteingeführt werden.
    [0067] Anschließend werdenMessungen der reflektierten Lichtintensität von einer oder mehreren (vorzugsweisealle drei) der Zonen begonnen, typischerweise nach einem spezifischbemessenen Intervall nach dem Einführen des Teststäbchens indas Lesegerät.Wünschenswerterweisewerden die Messungen in regelmäßigen Intervallen(z.B. in zwischen 1–10Sekunden Intervallen, vorzugsweise in zwischen 1–5 Sekunden Intervallen) durchgeführt. DieMessungen werden als eine Sequenz von vielen Messungen über kurze(10 Millisekunden oder weniger) Zeiträume, überlappend Zone nach Zone,durchgeführt,wodurch irgendwelche Effekte, die auf Schwankung der Umgebungslichtintensität zurückgehen,das in das Innere des Gehäusesdes Lesegerätseindringt, minimiert werden.
    [0068] 3 ist ein Graph, der dieIntensitätvon reflektiertem Licht (willkürlicheEinheiten) gegenüberder Zeit, detektiert aus jeder der drei Zonen, zeigt, unter Verwendungeiner Probe, die den interessierenden Analyten nicht enthält. DasProfil fürdie Testrone ist durch Kreuze angegeben, das für die Referenzzone durch Kreise,und das fürdie Kontrollzone durch Dreiecke.
    [0069] Betrachtetman das Testronenprofil, gibt es eine anfängliche Lagphase, während derdie Flüssigkeitsprobeentlang des porösenTrägerswandert. In dieser Zeitspanne ist die Menge an Licht, das durchdie Testzone reflektiert wird, im Wesentlichen konstant. Wenn dieProbe die Testzone erreicht, fälltdie Menge an reflektiertem Licht scharf ab. Dies geht primär auf Absorptionvon Licht durch die farbige partikuläre Markierung, die durch dieFlüssigkeitsprobetransportiert wird, zurück.Einiges an Reduktion in der reflektierten Lichtintensität geht jedocheinfach zurückauf das Benetzen des Nitrocellulose-porösen Trägers, weil trockene Nitrocellulosemehr reflektiert.
    [0070] Wennsich die Flüssigkeitsfront über dieTestzone bewegt, beginnt die Menge an reflektiertem Licht anzusteigen,die farbige Markierung wird mit der Probe stromabwärts über dieTestzone transportiert. Die reflektierte Lichtintensität kehrtnicht zu der ursprünglichenMenge zurück,wegen des Benetzens der Nitrocellulose und weil eine geringe Mengeder farbigen partikulärenMarkierung zurückgelassenwird, wenn die Flüssigkeitfortschreitet.
    [0071] ImAllgemeinen werden ähnlicheProfile von den Referenz- und Kontrollzonen gezeigt, obwohl diese stromabwärts vonder Testzone liegen und so weiter zurückliegen. Insbesondere dasKontrollzonenprofil kehrt nicht auf seine ursprüngliche Menge der reflektiertenLichtintensitätzurückaufgrund der Entwicklung der "Kontrolllinie" (d.h. Ablagerungvon farbiger partikulärerMarkierung in der Kontrollzone).
    [0072] Die 4 ist im Wesentlichen ähnlich undzeigt die Profile, die erhalten wurden unter Verwendung von % normalisiertenErgebnissen (d.h. Testwert geteilt durch Berechnungswert × 100).Das Profil wird ausgedrücktin % des Berechnungswerts gegenüberder Zeit. Die 4 zeigt,dass eine Normalisierung der Testmessungen gegenüber einer anfänglichenBerechnungsmessung die Variation im Signal aus den Test-, Referenz-und Kontrollzonen reduziert (obwohl wiederum der Kontrollzonenwertniedrig bleibt aufgrund der Ablagerung von markiertem Reagens inder Kontrollzone).
    [0073] Umdie Fließgeschwindigkeitder Flüssigkeitsprobeentlang des porösenTrägerszu berechnen, vergleicht die exemplarische Lesevorrichtung die normalisiertenWerte aus den Test- und Kontrollzonen mit dem Ergebnis, das ausder Referenzzone erhalten wurde, um zu einer "relativen Abschwächung der reflektierten Lichtintensität" (% A) zu gelangen.
    [0074] Typische% A Profile (gegenüberder Zeit) füreine Probe, die einen relevanten interessierenden Analyten enthält, sindin 5 gezeigt. Eine positiveAbschwächungbedeutet, dass die fragliche Zone weniger Licht als die Referenzzonereflektiert, währendeine negative Abschwächungbedeutet, dass die fragliche Zone mehr Licht als die Referenzzonereflektiert.
    [0075] Bezugnehmendauf das % A Profil der Testrone ist es offensichtlich, dass dasTestronensignal anfänglichstark abgeschwächtist (relativ zu der Referenzzone), wenn die Flüssigkeitsprobe (mit farbigerpartikulärer Markierung)die Testrone erreicht, aber die Referenzzone noch nicht erreichthat. Nach ungefähr35 Sekunden beginnt die Flüssigkeitsprobedie Referenzzone zu erreichen, und dies führt zu einem plötzlichenAbfall in der relativen Abschwächungder Testrone. Nach ungefähr40 Sekunden beginnt die Flüssigkeitsfrontdie Referenzzone zu verlassen, was zu einem Anstieg in der Reflexionder Referenzzone führtund damit zu einem Anstieg in der relativen Abschwächung derTestrone. Dies schwächtsich ab und erreicht schließlichein Plateau, bei einer positiven Abschwächung von gerade unter 30 %,die Testrone hat einige der farbigen partikulären Markierungen aufgrund derAnwesenheit des interessierenden Analyten in der Probe gefangen.
    [0076] Betrachtetman das Profil fürdie Kontrollzone, ist es offensichtlich, dass es einen anfänglichenscharfen Abfall (negative Abschwächung)gibt, weil die Flüssigkeitsprobedie Referenzzone vor der Kontrollzone erreicht. Wenn die Flüssigkeitsprobebeginnt, die Referenzzone vor der Kontrollzone zu verlassen, beginntdie relative negative Abschwächungim Signal aus der Kontrollzone zu Null zurückzukehren, und wenn die Flüssigkeitsprobendie Kontrollzone erreicht hat, wird die relative Abschwächung positivund erreicht eine Plateaumenge von ungefähr 15 %, aufgrund der Ablagerungvon markiertem Reagens in der Kontrollzone, um ein positives Kontrollergebnisbereitzustellen.
    [0077] Während indem vorliegenden exemplarischen Lesegerät das Testronenergebnis mitdem Referenzzonenergebnis verglichen wird, wäre es eine nützlicheAlternative, das Testronenergebnis mit dem Kontrollzonenergebniszu vergleichen.
    [0078] Allgemeingesprochen wird die Fließgeschwindigkeitberechnet durch Detektieren der Veränderung in reflektierter Lichtintensität, die mitdem Ankommen der Flüssigkeitsprobein einer besonderen Zone assoziiert ist, und Bestimmen der Zeit,die zwischen dem Ankommen der Flüssigkeitsprobein den verschiedenen Zonen verstreicht. Genauer wird die Fließgeschwindigkeit,wie im Folgenden beschrieben, berechnet.
    [0079] DasSignal in allen drei Zonen wird unabhängig von der Position der Flüssigkeitauf dem Teststreifen gemessen.
    [0080] DieSignalabschwächungan der Testrone wird bezüglichder Signalabschwächungan der Referenzzone gemessen. Wenn die Flüssigkeitsfront an der Testroneankommt, wird sich die Signalabschwächung relativ zu der Referenzzoneverändern,weil die Flüssigkeitsfrontnoch nicht die Referenzzone erreicht hat (sie ist stromabwärts vonder Testzone angeordnet). Die Zeitmessung beginnt, wenn die Signalabschwächung der Testzonerelativ zu der Referenzzone größer als10 % ist. Es sollte angemerkt werden, dass der Wert von 10 % denVertrauensgrad anzeigt, einschließlich irgendeiner Fehlermarge,die mit dem Messungslesen verbunden ist, die ihrerseits von denverschiedenen Messparametern abhängt,z.B. Teststreifen, Optik. Dies kann variieren und kann für jedengeeigneten Wert gewähltwerden.
    [0081] DieFlüssigkeitschreitet anschließendin die Referenzzone fort, und wenn die Signalabschwächung derKontrollzone relativ zu der Referenzzone größer als minus 10 % (–10 %) ist,erachtet die Vorrichtung, dass die Flüssigkeit die Kontrollzone erreichthat (der Minuswert spiegelt wieder, dass die Kontrollzone stromabwärts vonder Testzone angeordnet ist). Wenn die Signalabschwächung derKontrollzone gegenüberder Referenzzone größer (d.h.positiver) als Null ist, bestimmt die Vorrichtung, dass die Flüssigkeitdie Kontrollzone erreicht hat. So muss die Zeitmessung durch dieVorrichtung nicht notwendigerweise exakt der Zeit entsprechen, zuder die Flüssigkeitin den jeweiligen Zonen ankommt.
    [0082] Obwohlin diesem Beispiel das Lesegerätdie Geschwindigkeit der Passage von Flüssigkeit zwischen den Test-und Kontrollzonen misst, misst es sie bezüglich des Signals, das vonder Referenzzone erhalten wurde. Jedoch könnte das Ankommen von Flüssigkeitin den Test- und Kontrollzonen absolut bestimmt werden (d.h. nichtdurch Messen bezüglichder Referenzzone).
    [0083] DasLesegerätist auch programmiert, ein Testergebnis als ungültig anzugeben, wenn die Flüssigkeitsprobein der Kontrollzone detektiert wird, bevor sie in der Referenzzonedetektiert wird, weil dies anzeigt, dass die Flüssigkeitsprobe einem anormalenFlussweg gefolgt ist.
    [0084] Eineinzelnes optisches Gerätwird verwendet, um sowohl das Signal als auch die Fließgeschwindigkeitzu bestimmen. Die maximalen und minimalen Fließgeschwindigkeiten sind jeweilsbei 5 und 40 s gesetzt. So wird jede Probe, die länger als40 s benötigt,als zu langsam verworfen (was aufgrund von zu geringem Abtastensein kann), jede Probe, die schneller ist als 5 s wird als zu schnellverworfen. Die Fließgeschwindigkeitwird durch eine Anzahl von Faktoren einschließlich Porosität, Abstandzwischen Kontroll- und Testlinien ebenso wie irgendeiner Chemiein dem porösenStreifen, welche den Fluss modifizieren kann, beeinflusst werden.
    [0085] DieZeit wird bestimmt und auf Null gesetzt, wenn die Flüssigkeitdie Testlinie erreicht. Der Timer ist dann gesetzt, und die Zeit,bis die Flüssigkeitdie Kontrolllinie erreicht, wird gemessen. Als eine weitere Kontrollprüfung überwachtdie Vorrichtung, dass die Flüssigkeitdurch die Referenzzone geflossen ist. Zusätzlich, als ein weiteres Kontrollmerkmal, überwachtdie Vorrichtung auch, dass die Flüssigkeit durch die Test-, Referenz-und Kontrollzonen in dieser Reihenfolge geflossen ist, bevor eseine Fließgeschwindigkeitsmessungals authentisch akzeptieren wird, selbst wenn sie den Fließgeschwindigkeitsbereichvon zwischen 5 und 40 s erfüllt.
    [0086] Inanderen Ausführungsformenkönnenselbstverständlichdie oberen und unteren Fließgeschwindigkeitslimitsauf eine breite Vielzahl von Werten, in Übereinstimmung mit besonderenEigenschaften der Testflüssigkeitenund/oder mit den oben beschriebenen Faktoren, gesetzt werden.
    权利要求:
    Claims (17)
    [1] Assayergebnis-Lesevorrichtung zum Lesen des Ergebnisseseines Assays, der unter Verwendung eines Flüssigkeitstransportträgers durchgeführt wird,die Vorrichtung umfasst: wenigstens eine Lichtquelle, die fähig ist,Lichteinfall auf wenigstens eine von zwei oder mehreren, räumlich getrenntenZonen auf dem Trägerzu emittieren; einen Fotodetektor, der so angeordnet ist, dasser fähigist, ausgestrahltes Licht von jeder der zwei Zonen zu detektierenund Signale zu erzeugen, welche die Anwesenheit oder Abwesenheiteiner Flüssigkeitsprobein der jeweiligen Zone anzeigen; und einen Berechnungskreis,der auf die Signale anspricht, um: die Fließgeschwindigkeit für eine Flüssigkeit,die entlang des Trägersfließt,zu berechnen; die berechnete Fließgeschwindigkeit mit oberenund unteren Limits zu vergleichen; und das Assayergebnis zu verwerfen,wenn die berechnete Fließgeschwindigkeitaußerhalbder oberen und unteren Limits liegt.
    [2] Vorrichtung gemäß Anspruch1, wobei der Trägereinen porösenTrägeraufweist.
    [3] Vorrichtung gemäß Anspruch1 oder 2, wobei die wenigstens eine Lichtquelle eine Leuchtdiodeaufweist.
    [4] Vorrichtung gemäß einemder Ansprüche1, 2 oder 3, wobei der wenigstens eine Fotodetektor eine Fotodiodeaufweist.
    [5] Vorrichtung gemäß einemder vorhergehenden Ansprüche,wobei die wenigstens eine Lichtquelle wenigstens zwei Lichtquellenaufweist, und der wenigstens eine Fotodetektor wenigstens zwei Fotodetektoren aufweist.
    [6] Vorrichtung gemäß Anspruch5, wobei: die erste Lichtquelle fähig ist, Lichteinfall auf dieerste Zone zu emittieren, und der erste Fotodetektor Licht detektiert,das von der ersten Zone ausstrahlt; und die zweite Lichtquelle fähig ist,Lichteinfall auf die zweite Zone zu emittieren, und der zweite FotodetektorLicht detektiert, das von der zweiten Zone ausstrahlt.
    [7] Vorrichtung gemäß einemder vorhergehenden Ansprüche,wobei die wenigstens eine Lichtquelle wenigstens zwei Leuchtdiodenaufweist, und der wenigstens eine Fotodetektor wenigstens zwei Fotodiodenaufweist.
    [8] Vorrichtung gemäß einemder vorhergehenden Ansprüche,wobei das Signal, das die Anwesenheit oder Abwesenheit einer Flüssigkeitsprobein einer Zone anzeigt, basierend auf der optischen Reflexion, derTransmissivität,oder beiden, des Trägersberechnet wird.
    [9] Vorrichtung gemäß einemder vorhergehenden Ansprüche,die weiterhin ein Gehäuseaufweist, das die wenigstens eine Lichtquelle und den wenigstenseinen Fotodetektor einschließt.
    [10] Vorrichtung gemäß Anspruch9, wobei das Gehäusenicht größer istals ungefähr12 cm lang, ungefähr 2,5cm breit und ungefähr2,2 cm hoch.
    [11] Vorrichtung gemäß einemder vorhergehenden Ansprüche,wobei die wenigstens eine Lichtquelle und der wenigstens eine Fotodetektorinnerhalb eines Bereichs angeordnet sind, der nicht größer istals ungefähr 1Quadratzentimeter.
    [12] Vorrichtung gemäß Anspruch11, wobei die wenigstens eine Lichtquelle und der wenigstens eineFotodetektor innerhalb eines Bereichs angeordnet sind, der nichtgrößer istals ungefähr0,7 Quadratzentimeter.
    [13] Vorrichtung gemäß einemder vorhergehenden Ansprüche,wobei Signale, die durch den wenigstens einen Fotodetektor erzeugtwerden, eine Menge des Analyten, der in einer Zone anwesend ist,anzeigen.
    [14] Verfahren zum Durchführen eines Assays für eineninteressierenden Analyten in einer Flüssigkeitsprobe, das Verfahrenumfasst: Anordnen eines Flüssigkeitstransportträgers inBezug auf ein Assayergebnis-Lesegerät, der Träger weistwenigstens zwei räumlichgetrennte Zonen auf, das Lesegerätweist ein Gehäuseauf, das wenigstens eine Lichtquelle und wenigstens einen Fotodetektoreinschließt,und der Trägerist derart angeordnet, dass die wenigstens eine Lichtquelle Lichteinfallauf wenigstens eine der Zonen emittiert, und so dass Licht, dasvon wenigstens einer der Zonen ausstrahlt, auf den Fotodetektorfällt; Auftragenoder Einführender Flüssigkeitsprobeauf/in den Flüssigkeitstransportträger; Berechnender Fließgeschwindigkeitder Flüssigkeitsprobeentlang des Trägersals Antwort auf Signale, die durch den wenigstens einen Fotodetektorerzeugt werden, welche die Anwesenheit oder Abwesenheit der Flüssigkeitsprobein einer jeweiligen Zone anzeigen; und Bestimmen, ob die berechneteFließgeschwindigkeitinnerhalb vorbestimmter akzeptabler Limits liegt.
    [15] Verfahren gemäß Anspruch14, weiterhin umfassend das Verwerfen eines Assayergebnisses, wenn dieberechnete Fließgeschwindigkeitnicht innerhalb der vorbestimmten akzeptablen Limits liegt.
    [16] Verfahren gemäß Anspruch14 oder 15, wobei der Teststreifen wenigstens teilweise innerhalbdes Assayergebnis-Lesegerätsangeordnet ist.
    [17] Verfahren gemäß einemder Ansprüche14, 15 oder 16, wobei das Assayergebnis-Lesegerät weiterhin einen zweiten Fotodetektoraufweist, die wenigstens eine Lichtquelle erste, zweite und dritteLichtquellen aufweist, der Teststreifen drei räumlich getrennte Zonen aufweist,und wobei: jede Lichtquelle ausgerichtet ist mit und lateralbeabstandet ist von einer entsprechenden Teststreifenzone; dererste Fotodetektor derart angeordnet ist, dass er Licht aufnimmt,das von der ersten Zone und der zweiten Zone ausstrahlt; und derzweite Fotodetektor derart angeordnet ist, dass er Licht aufnimmt,das von der zweiten Zone und der dritten Zone ausstrahlt.
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    2009-02-19| 8128| New person/name/address of the agent|Representative=s name: MEISSNER, BOLTE & PARTNER GBR, 80538 MUENCHEN |
    2011-03-17| 8127| New person/name/address of the applicant|Owner name: ALERE SWITZERLAND GMBH, ZUG, CH |
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    2021-07-07| R082| Change of representative|Representative=s name: MEISSNER BOLTE PATENTANWAELTE RECHTSANWAELTE P, DE |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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