专利名称：分析读数装置及分析读数方法
分析读数装置及分析读数方法
技术领域：
本发明涉及化验检测领域，尤其是指一种化验反应的分析读数装置及分析读数方法。
背景技术：
市场上已经有不少的对化验物分析的设备，具体的，也有一些相关的发明专利。如 EP^1194中公开了一种横流式免疫分析装置，用于测量HCG，属于一次性使用试纸条，需要用户读取结果，具有一定程度的主观性，而且需要另外加设计时器，而且结果以颜色显示出来，结果的颜色会随着时间的递增而加深，从而会影响判读的效果；EP653625公开的装置， 利用光学方法获得结果，将EP^1194中公开的分析测试条插入读数器，使得测试条定位于读出器的光学元件上，从光源发射的光照射试纸条，并用光检测器检测反射光或透射光。典型地，该读数器至少含有一个发光二极管，并且每个发光二极管都设有相应的光检测器，属于多次性使用电子笔。类似的这种分析仪器，需将分析读数器和测试条仔细定位，这是因为在检测区和控制区中形成的可见信号相当弱，所以检测或控制区对于相应的光检测区发生小位移就会显著地影响检测器的读数。另外光检测器要与测试条靠近是非常重要的，因为光敏二极管捕获的光量相当少，而且信号强度通常遵守平方反比定律，因此，它随着测试条和光检测器之间的距离而迅速减小。这样一来，就需要用户将测试棒和分析结果读出器仔细定位，尤其是家用设备。而多次使用的分析仪器，特别是这种小型的，很容易会因为试纸条的反复插入，造成错位，而微量的错位就会进而产生误差。纸条的替换，容易发生安装不当的操作，这样对本来对光程敏感的读数器会因为一点的误差而引起判断错误。US5837546公开一种自动免疫设备的方法，通过一个横流载体提供附加的电极，检测该载体上是否存在流体，并产生一个信号来接通所述检测电子装置，显示检测结果，但是在不同的测试中，液体沿载体流动的速度各不相同，不同类型的液体流速特性会导致读取不准确的结果。由于吸液芯和多孔渗水膜所用材料不一致的属性，读取结果的最佳时间点也会不同。CN1573315B公开一种化验结果读出设备，用于读取使用液体传输载体执行的化验结果，针对解决如何确定最佳的读数时期的问题，但是还是解决不了不同流体不同流速标准的问题。同时，有些检测分析仪器检测时间过长，如检测心脏损伤的基于化验的商业横流检测工具要求长达15分钟才能完成所述化验。CN 1573316B公开了一种分析读数光学装置，里面也包括了光源和光检测器，但是其较为复杂，光路较多，容易发生变故进而影响结果。没达到最优化的目的。
因此，提供一种检测光路简单、干扰少、检测电路结构简单、读数精确的分析读数装置及分析读数方法实为必要。

发明内容本发明的目的在于提供一种检测电路结构简单、读数精确的分析读数装置。本发明的再一目的在于提供一种读数精确的分析读数方法。为实现本发明目的，提供以下技术方案
本发明提供一种分析读数装置，用于对化验检测的测试条进行读数和分析，该测试条上设有检测区和空白区，该分析读数装置包括光电检测电路和处理器，所述光电检测电路对检测区和空白区的光反射强度信号进行检测，并反馈检测信息给处理器，该光电检测电路包括至少两个光源，与所述测试条的测试区和空白区位置相应，能够发出与所述测试条的测试区和空白区相应的光；和至少一个光检测器，光检测器接收来自两个区域的反射光线；所述至少两个光源所发出的光照射到测试条的测试区和空白区，并反射经由所述光检测器接收，然后反馈检测信息给处理器。该分析读数装置在光源和光检测器之间提供了一种最佳的光路路径，且光程短， 结构简单，可以保留较强的信号，不需要做光补偿，得出光强信号通过处理器的设置，转化成供判断比较的判定值。理论上，本发明公开的分析读数装置可以包含任意数量的光源和任意数量的光检测器。如，在一个实施例中包含三个光源，每个光源照射测试条的一个相应区域，三个区域可以共用一个检测器，检测的顺序也是按照光源发射光的顺序先后接收。在优选的实施例中，该分析读数装置的特征主要是存在共享的光检测器。根据相同的原理，可以根据具体测试的需要，增减或者减少光检测器的数量。优选的，该光源采用发光二极管，所述光检测器为光电传感器。优选的，该分析读数装置采用两个光源，分别为第一光源和第二光源，所发出的光照射到测试条的测试区和空白区，并反射经由所述光电传感器接收。优选的，该第一光源和第二光源均为发光二极管。第一光源和第二光源分别单独对应照射测试区和空白区，两个光源先后发出光线，反射的光线由共同的光电传感器接收，该结构更简化，干扰少，检测结果更精确。优选的，该第一光源和第二光源均为绿光发光二极管，在化验反应发生的条件上， 发出光线分别照射在有颜色的检测区和空白区上，有对比较大的反射效果，增加读数的精确性，特别是反应后检测区为红色时。优选的，该第一光源和第二光源的波长一样。优选的，该至少两个光源发射光线有前后时间的差异，光电传感器接收不同区域反射光线时也存在前后时间的差异。优选地，当分析读数装置包含多个光源的时候，将这些光源优化设置，使得每一个光源只特定照射一个特定的区域，并在光源之间，光源和光检测器之间有隔板相隔，以限制测试条上被每个光源照射的区域、光源之间的影响，以及消除检测光线的影响。优选的，该分析读数装置进一步包括一个将第一光源、第二光源、光电传感器分隔开的T形隔板。这样可以防止空白区和检测区这两个检测区域之间，以及光线发射区和接受区之间光线相互干扰。两个光源和光电传感器位于与检测区和空白区相对的一侧，其中两个光源同为一列，光电接收器在两个光源的对面，中间用T型隔板相隔，以防止不同光源的相同或不同波长的光发生干预。这样的排列使得在使用的过程中，来自不同光源的光，可以先后分别照射
4在检测区和空白区上，光电传感器也先后的接收不同的光源的漫反射的光线。该光电传感器产生一个与照在其上的光的强度约成正相关的线性关系的电压。这个电压是由标记物的积累量导致的，同时，也取决于样品中化验物的量，进而检测样品中存在的量，再由处理器根据判定值的计算原理计算判定值进而和阈值进行比较。反射光可以用光电传感器来测量，反射光指的是来自光源的光经过测试条反射后进入光检测器(光电传感器)。所述的测试条会因为时间的推移干湿度会受到影响，本发明在检测光强度之后， 通过设定计算方式计算出判定值，与变动的的阈值相比较，进而得出最佳的判定结果。所述的配置优选的光源是发光二极管，并且优选的光检测器是光电传感器，配备一个处理器，将光强信号转化成可比较的判定值。优选的，在第一光源、第二光源与光电传感器之间的T形隔板部分，与测试条的检测区和空白区之间存在间隙，第一光源和第二光源所发出的光照射到测试条的测试区和空白区，反射光通过所述间隙进入所述光电传感器由其接收。光电传感器和光源设置在同侧。 反射的光主要是透过光源和光电接收器中间隔板的间隙漫反射的光线。
在检测过程中累积的信号包括容易检测的物质的形成或累积(如颜色反应的结果)。具体地，所述化验最好是包括标记物的累积，通常是标记物在检测区的累积。所述的标记物可以是酶、放射性同位素示踪、荧光素、胶体金、彩色胶乳等有色粒子。通常，在样品中的特定化验物会引起所述信号的累积，但是在某些情况下，如竞争等反应中，所述的特定化验物不存在会引起有关信号的累积。导致信号累积的反应可以是任何合适的反应，如两种化学实体间的常规化学反应、酶联反应、或免疫偶联反应。优选的免疫偶联反应将包括至少一个生物分子的结合。优选的反应包含标记物复合体与固定在检测区的检测试剂条中特定的试剂结合， 标记物在结合区中累积。通常，空白对照区只是起到“背景”信号的区域，如该信号可用于校准分析读数装置和/或为信号可提供可参考的背景信号。优选的，所述测试条包括多孔渗水载体，该载体包含一个标记物特定结合试剂和一个不带标记物的特定结合试剂。该分析读数装置检测所述标记物的累积量，检测信号和标记物的累积量成正比， 根据判定值的计算方式，判定值和标记物的累积量也成正比。该分析读数装置可以测量光学属性，如检测区或空白区反射光的量。反射光表示的是从所述的多孔渗水载体或其他液体传输装置反射到所述光电传感器。优选的，该分析读数装置进一步包括由不透光合成塑料构成的外壳，通常是合成塑料材料，如ABS、聚苯乙烯等。优选的，该分析读数装置的外壳有一小孔，用于在所述分析读数装置内部接收测试条的至少一部分；且设置所述小孔、光源、和光检测器的位置、形状和大小，使得安装测试条后，所述的光源发出的光入射到检测区和空白区上，且从所述区反射出来的光入射到所述光电传感器上，使其产生一个化验信号，表示所述区中化验物的量。测试条固定小孔其中，测试条包括有吸样棒，该吸样棒一半外露在小孔外，另外一半在分析读数装置的外壳里面，吸样棒外面的部分用于吸取样品液，测试条上设置的检测区和空白区在分析读数装置的外壳里面，与光电检测电路的光源和光检测器相对。测试条是固定在分析读数装置里面， 避免了因为测试条的移动而造成的误差，测试条不需要重新定位。测试条的吸样棒可以是任何常规的横流测试吸样棒，优选地包括多孔渗水载体， 该载体包含一个与标记物结合的特定试剂和一个不带标记物的特定结合试剂。优选的，所述标记物为有色粒子。优选的，其中所述光源和所述光检测器被设置不超过0. 5cm2，符合体积小型化的需求。本发明还提供一种采用如上所述分析读数装置的分析读数方法，其包括如下步骤处理器根据时序设计分别控制该至少两个光源分别点亮，光线照射在测试条的空白区和测试区后，经反射由光检测器接收，然后反馈检测信息给处理器，处理器根据所接收的检测信息进行分析和判定。所述处理器的时序设计是通过软件实现的。该分析读数装置在光源和光检测器之间提供了一种最佳的光路路径，得出光强信号，通过处理器的设置，转化成供判断比较的判定值。这种光路优化的装置和读数方法，可以用于其它类似的光谱检测设备上。对比现有技术，本发明具有以下优点
本发明所述的分析读数装置结构简单、经济实用，基于所选取的材质，整体价格比较低廉，采用本发明分析读数装置及分析读数方法，读数干扰少，精确度高。


图1为本发明分析读数装置结构分解示意图； 图2为本发明分析读数装置的光源和光电传感器的分布示意图； 图3为本发明分析读数装置的T形隔板的示意图； 图4为本发明的光源和光电传感器与T形隔板相结合的示意图； 图5为本发明的检测区和空白区的光线反射原理示意图； 图6为本发明的光电检测电路结构示意图； 图7为本发明的分析读数方法的流程示意图。
具体实施方式
请参阅图1，在本实施例中，本发明分析读数装置具体包括处理器1 (CPU)或微控器、测试条2、光电检测电路(图未示)、基板3、托架4、壳体，该处理器1和光电检测电路设置在基板3上，该测试条2设置在托架4的一侧，该基板3位于托架4的另一侧，该托架4上设有检测窗口 41，该测试条2上设有检测区和空白区，该光电检测电路与该检测区和空白区分别位于检测窗口 41的两侧并相对应。该光电检测电路包括两个LED (作为光源)，以及一个光电传感器，两个LED发出的光线透过检测窗口 41分别照射在检测区和空白区，光线反射后由光电传感器接收，处理器用来检测从光电传感器的输出确定信号的累积量，并计算判定值，以及将判定值和阈值进行比较。该托架4上还设有干燥剂40，以保持装置内的干燥度，确保检测的准确性。该分析读数装置所采用的电源在本实施例中为3V的纽扣电池30。本实施例中，该壳体包括上壳体51、下壳体52、前盖53和电池盖M，所述处理器1、测试条2、光电检测电路、基板3、托架4置于壳体内，电池盖M可单独打开，以更换电池。在优选实施例中，外壳大约15cm长，2. 5cm宽，1. 5cm高，由不透光材料构成，通常是合成塑料材料(如ABS、聚苯乙烯等)。请一并参阅图2 5，该光电检测电路包括两个绿光LED 61、62 (分别为第一光源和第二光源)，以及一个光电传感器63，所发出的光照射到测试条2的测试区21和空白区 22，并反射经由所述光电传感器63接收。其中所述光源和所述光电传感器被设置不超过 0. 5cm2，符合体积小型化的需求。两个LED 61,62以及光电传感器63之间通过设置在检测窗口 41中的T形隔板42 分隔开，这样可以防止空白区21和检测区22这两个检测区域之间，以及光线发射区和接受区之间光线相互干扰。在检测窗口 41的一侧为两个LED 61,62以及光电传感器63，另一侧为空白区21和检测区22。其中两个光源同为一列，光电接收器在两个光源的对面，中间用 T型隔板相隔，以防止两种不同光源的相同或不同波长的光发生干预。T形隔板42的T头位置a略低，形成T形隔板42与测试条2之间的间隙。两个 LED 61,62分别单独对应照射测试区21和空白区22，两个光源先后发出光线，照射到测试区21和空白区22然后反射，反射的光线通过T形隔板42与测试条2之间的间隙，反射到由共同的光电传感器63接收，光电传感器和光源设置在同侧。反射的光主要是透过光源和光电接收器中间隔板的间隙漫反射的光线。该结构更简化，干扰少，检测结果更精确。该分析读数装置的外壳的前端有一小孔(未标示)，可通过前盖53遮盖，测试条2 固定小孔中，测试条包括有吸样棒23，该吸样棒23 —半外露在小孔外，另外一半在分析读数装置的外壳里面，吸样棒23外面的部分用于吸取样品液，测试条上设置的检测区21和空白区22在分析读数装置的外壳里面，与光电检测电路的光源和光检测器相对。测试条2是固定在分析读数装置里面，具体可固定在托架4上，避免了因为测试条的移动而造成的误差，测试条不需要重新定位。测试条的吸样棒23可以是任何常规的横流测试吸样棒，优选地包括多孔渗水载体，该载体包含一个标记物特定结合试剂和一个不带标记物的特定结合试剂。该分析读数装置检测所述标记物的累积量，检测信号和标记物的累积量成正比，根据判定值的计算方式，判定值和标记物的累积量也成正比。该分析读数装置可以测量光学属性，如检测区或空白区反射光的量。反射光表示的是从所述的多孔渗水载体或其他液体传输装置反射到所述光电传感器。所述标记物为有色粒子。所述的标记物可以是酶、放射性同位素示踪、荧光素、胶体金、彩色胶乳等有色粒子。作为较佳实施例，该分析读数装置的上壳体51上还设有与处理器连接的液晶显示屏，用于输出该分析读数装置的工作状态和判定结果。请一并参阅图6和图7，该两个LED 61,62发射光线有前后时间的差异，通过处理器中编程实现，光电传感器接收不同区域反射光线时也存在前后时间的差异。这样的排列使得在使用的过程中，来自不同光源的光，可以先后分别照射在检测区和空白区上，光电传感器也先后的接收不同的光源的漫反射的光线。该光电传感器产生一个与照在其上的光的强度约成正相关的线性关系的电压。这个电压是由标记物的积累量导致的，同时，也取决于样品中化验物的量，进而检测样品中存在的量，再由处理器根据判定值的计算原理计算判定值进而和阈值进行比较。反射光可以用光电传感器来测量，反射光指的是来自光源的光经过测试条反射后进入光电传感器。本发明还提供一种采用如上所述分析读数装置的分析读数方法，参考图7，其包括如下步骤处理器根据时序设计分别控制该至少两个光源分别点亮，光线照射在测试条的空白区和测试区后，经反射由光检测器接收，然后反馈检测信息给处理器，处理器根据所接收的检测信息进行分析和判定。所述处理器的时序设计是通过软件实现的。通常，在样品中的特定化验物会引起所述信号的累积，但是在某些情况下，如竞争等反应中，所述的特定化验物不存在会引起有关信号的累积。导致信号累积的反应可以是任何合适的反应，如两种化学实体间的常规化学反应、酶联反应、或免疫偶联反应。优选的免疫偶联反应将包括至少一个生物分子的结合。该设备在出厂后处于休眠状态以减低能耗，只有当检测吸样棒上样后，液体在吸样棒的流动引起电路的电阻的改变，使设备自动从“休眠”模式激活，进入工作状态。使用时，在使用中，直接用吸样棒的前端插入样品中，加样后设备被激活，光电检测电路的左电极11和右电极12导通而开机开始正常测量，等待8秒后，进入工作模式，两个LED分时发光，读数器开始执行，并由光电传感器分别检出相应电压，并送入处理器，此时检得信号得出检测区和空白的初始值作为上样前参比信号用。等待N秒后再重复检测动作，此时检得信号作为结果判定信号用，再结合相应算法得出检测结果，该算法可参考业界一般操作，在此不赘述。根据光源发光的时间先后次序接收光强信号。初始值的扫描是为了使得其作为计算判定值的基数。操作时，也可将样品直接淋在检测设备的吸样棒上，小心不要淋湿其他部分，待观察窗口上漏斗型符号开始闪动(同时蜂鸣器响)时取出设备，液晶显示器面朝上平放；或将样本收集于干净的一次性或洁净容器中，然后把检测笔的吸样棒插入样本中，样本液面应浸过吸样棒四份之三以上，待观察窗口上漏斗型符号开始闪动(同时蜂鸣器响)时取出该设备检测笔，液晶显示器面朝上平放。该设备会根据设定的程序开始测量一个或者多个数值进行比较。该分析读数装置在光源和光检测器之间提供了一种最佳的光路路径，得出光强信号，通过处理器的设置，转化成供判断比较的判定值。这种光路优化的装置和读数方法，可以用于其它类似的光谱检测设备上。以上所述仅为本发明的较佳实施例，本发明的保护范围并不局限于此，任何基于本发明技术方案上的等效变换均属于本发明保护范围之内。
权利要求
1.一种分析读数装置，用于对化验检测的测试条进行读数和分析，该测试条上设有检测区和空白区，该分析读数装置包括光电检测电路和处理器，所述光电检测电路对检测区和空白区的光反射强度信号进行检测，并反馈检测信息给处理器，其特征在于，该光电检测电路包括至少两个光源，与所述测试条的测试区和空白区位置相应，能够发出与所述测试条的测试区和空白区相应的光；和至少一个光检测器，光检测器接收来自两个区域的反射光线；所述至少两个光源所发出的光照射到测试条的测试区和空白区，并反射经由所述光检测器接收，然后反馈检测信息给处理器。
2.如权利要求1所述的分析读数装置，其特征在于，所述光检测器为光电传感器。
3.如权利要求2所述的分析读数装置，其特征在于，所述至少两个光源为第一光源和第二光源，所发出的光照射到测试条的测试区和空白区，并反射经由所述光电传感器接收。
4.如权利要求3所述的分析读数装置，其特征在于，该第一光源和第二光源均为发光二极管。
5.如权利要求4所述的分析读数装置，其特征在于，该第一光源和第二光源均为绿光发光二极管。
6.如权利要求5所述的分析读数装置，其特征在于，该第一光源和第二光源的波长一样。
7.如权利要求广6任一项所述的分析读数装置，其特征在于，该至少两个光源发射光线有前后时间的差异。
8.如权利要求1所述的分析读数装置，其特征在于，该分析读数装置进一步包括一个将该至少两个光源以及该至少一个光电传感器分隔开的隔板。
9.如权利要求3所述的分析读数装置，其特征在于，该分析读数装置进一步包括一个将第一光源、第二光源、光电传感器分隔开的T形隔板。
10.如权利要求9所述的分析读数装置，其特征在于，在第一光源、第二光源与光电传感器之间的T形隔板部分，与测试条的检测区和空白区之间存在间隙，第一光源和第二光源所发出的光照射到测试条的测试区和空白区，反射光通过所述间隙进入所述光电传感器由其接收。
11.如权利要求1所述的分析读数装置，其特征在于，其进一步包括由不透光合成塑料构成的外壳。
12.如权利要求1所述的分析读数装置，其特征在于，所述测试条包括多孔渗水载体， 该载体包含一个标记物特定结合试剂和一个不带标记物的特定结合试剂。
13.如权利要求12所述的分析读数装置，其特征在于，所述标记物为有色粒子。
14.一种采用如权利要求广13任一项所述分析读数装置的分析读数方法，其特征在于，其包括如下步骤处理器根据时序设计分别控制该至少两个光源分别点亮，光线照射在测试条的空白区和测试区后，经反射由光检测器接收，然后反馈检测信息给处理器，处理器根据所接收的检测信息进行分析和判定。
全文摘要
本发明提供一种分析读数装置及分析读数方法，用于对化验检测的测试条进行读数和分析，该测试条上设有检测区和空白区，该分析读数装置包括光电检测电路和处理器，该光电检测电路包括至少两个光源，与所述测试条的测试区和空白区位置相应，能够发出与所述测试条的测试区和空白区相应的光；和至少一个光检测器，光检测器接收来自两个区域的反射光线；所述至少两个光源所发出的光照射到测试条的测试区和空白区，并反射经由所述光检测器接收，然后反馈检测信息给处理器。分析读数方法处理器根据时序设计分别控制至少两个光源分别点亮，光线照射在测试条的空白区和测试区后，经反射由光检测器接收，然后反馈检测信息给处理器，处理器根据所接收的检测信息进行分析和判定。本发明分析读数装置及分析读数方法，读数干扰少，精确度高。
文档编号G01N21/01GK102323215SQ201110223580
公开日2012年1月18日 申请日期2011年8月5日 优先权日2011年8月5日
发明者王治才, 王继华 申请人:广州万孚生物技术有限公司