具有定向索引區的用於分析物檢測的光學可讀片條的製作方法
2023-04-30 13:20:36 2
專利名稱：：具有定向索引區的用於分析物檢測的光學可讀片條的製作方法
技術領域：
：本發明涉及對含水流體，特別是全血中的分析物進行光學檢測的試驗儀器和方法。在一個優選實施例中，本發明涉及用於光學測量全血中的葡萄糖濃度的試驗儀器和方法。
背景技術：
：有色含水流體，特別是有色生物流體，例如全血和尿液，和生物液體的衍生物，例如血清和血漿中的化學組分和生化組分的定量有著日益增長的重要性。其重要應用在於醫學診斷和醫學處理以及暴露於醫療藥物、毒物和危險藥品等之中的定量方面。在某些情況下，所測定的材料量或者很小-在每分升一微克或更少的範圍內，—或者很難精確地測定，這樣，為其使用的儀器很複雜，只有實驗技術人員能使用。在這種情況下，採樣後幾個小時或幾天內一般不能得出結果。在其它情況下，經常強調使非專業性的操作人員無需實驗室裝置就可按常規、快速並可重現地進行檢驗的能力，並快速或立即顯示信息。測量糖尿病患者的血液葡萄糖含量是一個普通的醫學試驗。目前的建議是勸糖尿病患者根據他們個人病情的性質及程度每天測量兩至七次他們的血液葡萄糖含量。根據觀測到的所測出的葡萄糖含量情況，患者和醫生一起調整其飲食，進行鍛鍊以及服用胰島素來更好地控制病情。顯然上述信息立刻應提供給患者。目前，一種在美國廣泛採用的方法採用了在1967年1月17日授予Most的美國專利3298789中公布的一種試驗物品。在此方法中新鮮全血的樣品(一般為20-40ul)放在覆有乙基纖維素的試劑墊上，該試劑墊包含具有葡萄糖氧化酶和過氧化物酶活性的酶體系。所述酶體系與葡萄糖反應並釋放出過氧化氫。所述墊還包括在有過氧化物酶時能與過氧化氫反應的指示劑，以給出強度正比於樣品中葡萄糖含量的色彩。另一種普通的血液葡萄糖試驗方法使用類似的化學方法，但不是用覆有乙基纖維素的試劑墊，而是採用了一種防水薄膜，酶和指示劑分散在其中。在1971年12月28日授予Rey等人的美國專利3630957中描述了這種類型的裝置。上述兩種情況都要求試樣與試劑墊接觸一定時間(一般為一分鐘)。然後在第一種情況下，用水流將血樣衝洗掉，而在第二種情況下將血樣從薄膜上刮掉。吸乾試劑墊或薄膜並進行測定。分析物濃度的測定或者通過與比色圖表所產生的顏色比較進行，或者通過把墊或薄膜放在擴散反射率儀器內讀取色彩強度值來實現。雖然上述方法用在葡萄糖檢測方面已有多年，但它們確實有一定的局限性。用於刺指試驗時，要求相當大的試樣量，而這對於那些毛細血管血液不易擠出的人來說這點很難實現。此外，這些方法與其它的簡單非專業人員比色檢測法都有一個局限處，即它們的結果是以絕對的色彩讀數為基礎的，而這種絕對的色彩讀數又與試樣與試驗試劑之間的反應絕對程度有關。在一段定時反應時間後，必須將試樣從試劑墊上洗去、塗掉或刮去要求使用者在一段定時時間結束時應作好準備，並在所要求的時間，將試樣刮掉或用水流衝洗掉。通過將試樣除去而使反應停止會導致結果的不確定性，特別是由家庭使用者使用時。過度的洗、塗或刮會導致結果下降，而不充分的衝洗又會導致結果升高。另一個常存在於簡單的非專業人員檢測中的問題是當血液置於試劑墊上時必須開始計時。使用者一般已刺破他或她的手指以獲取血液試樣，並同時要求把血液從手指滴到試劑墊上，而用他或她的另一隻手啟動計時器，因此要求同時使用兩隻手。這點特別困難，這是由於必須確保只有當血液置於試劑墊上時才開始計時。所有的現有技術方法都要求附加的操作或附加的流程以實現這種效果。因此要求簡化反射率讀測儀器的這一部分。對美國專利5179005、5059394、5049487和4935346中描述的系統已作出了很大的改進，其中所述系統中有一接受具有試驗墊的試驗片條的裝置，試驗片條的一個表面包括適於上述裝置進行光學讀測的反應區。試驗片條插入裝置中，啟動裝置，然後把全血施於試驗墊上。至少這種血液中的一部分能滲透到反應區中，藉此血液中的任何分析物都會與試驗墊中的可產生顏色的試劑反應來改變反應區的光反射率特性。反應區的反射率就是對血液試樣中的分析物的有無和/或量的多少的度量。如上述專利中描述的，這種系統不要求大量的血液試樣，也不要求使用者相對於反應的開始或結束進行定時操作。反之，由於片條在施加試樣之前先插入在裝置中，這可實現在幹狀態下讀取反應區的標準反射率。通過監測反射率，並將讀取的反射率與幹反應區的標準反射率進行比較，可以檢測出由液體試樣第一次「穿透」到反應區中引起的反應的開始。在反應開始後一預定時間讀取反射率並與標準反射率，即幹反應區讀數進行比較，這一反射率表示試樣中分析物的量的大小。雖然上述系統確實能解決現有技術中的問題，並能使使用者不必再進行測量和定時，然而它要求使用者在片條插入到裝置中時，將血液試樣置於片條上。對大部分使用者來說這是沒有問題的。然而對某些有殘疾的使用者，例如視力弱或運動原協調受過損傷的，很難將血液從刺破的手指準確地滴到儀器中的片條上。並且對公共儀器的使用者而言，例如由於系統要求必須將刺破的手指放在儀器上，就有可能在儀器上留有前使用者的血液。在這種情況下，就需要在兩次使用之間對儀器進行消毒。因此，出於上述原因，至少對某些使用者而言，最好在片條插入裝置之前，先將血液試樣置於片條上。不過這樣做，裝置就不再能讀取幹的、未反應區的反射率，即在裝置上不再有幹反應區。在現有儀器中，這種讀取是必要的，以便為測定反射率變化提供一校正標準，反射率變化是反應以及試樣中分析物的有無和/或量的多少的結果。在一共同轉讓、共同未決的名為「具有標準區的用於分析物檢測的光學可讀片條」的美國專利申請中(我們內部卷號為LFS-32，此處引作參考)描述了一種片條，一種儀器以及允許使用者在將片條插入讀取儀器之前將試樣置於片條上的方法，其中還提供了校正標準。上述參考的專利申請示出一種片條，該片條包括有液體施加於其上的部分，並且這一部分具有界定出一個反應區的光學可視表面(即至少相對於用於片條的儀器的光學裝置可視的表面)。該反應區的反射率作為所施加液體中分析物的量的函數而變化。如果有分析物，最好上述變化是由分析物與試劑反應產生反應區的顏色變化而實現的。這種試驗片條還包括相對於反應區的反射率具有較高反射率的光學可視標準區。此標準區在片條上，以便當片條插入儀器時引導反應區。相應地，儀器可以具有光學裝置，按序確定片條插入到儀器中的全插入位置時的標準區的反射率值，以及當片條插入後的反應區的反射率值。並且儀器具有計算作為標準區的反射率和反應區反射率的函數的要確定的分析物的有無和/或量的多少的裝置。由於已經描述的片條的結構和特別是作為引導反應區的標準區的設置，上述儀器只需要具有一套光學裝置，例如一個發光二極體和一個沿片條在某一單獨位置處讀取反射率的光檢測器。操作時，使用者開動儀器，將試樣置於新片條上，然後將片條全部插入儀器中並讀取結果。不需使用者插手，隨著片條插入當標準區通過儀器的光學裝置時，上述結構的片條允許儀器讀取入射在標準區上的光反射率。然後校準上述讀取值來說明由於儀器相對於出廠條件的變化以及片條上區—區之間的變化而引起的變化。片條隨後的完全插入表示反應區已對著儀器的光學裝置並且可以讀取此表面的反射率。儀器上有用於計算並且報出作為這些讀取值函數的分析物有無或濃度的裝置。上述系統對減輕使用者在檢測分析物濃度時的任務已經前進了一大步。然而應當理解，成功地對有液體施在其上的片條進行光學讀測的前提條件是當片條插入儀器中時應當正確定向。特別是在大多數情況下，片條不正確地顛倒引入會導致錯誤的讀取。最好當這種錯誤還沒立即引起時，扔掉這一可被汙染、若倒過來用會導致錯誤試驗的片條，而用新的片條重新進行。顯然這種情況下要求刺破另一手指獲取血液試樣，這是極不希望的。最糟糕的情況下，使用者可能會接受這一錯誤結果，而具有潛在的不利後果。由Boehringer-Mannheim公司以Accutrend商標銷售的一種現有技術儀器中，在片條的末端設有一黑區。用於這種片條的儀器設有兩套光學裝置，一套讀取第一區，而第二套讀取黑區。顯然這種儀器中有用於記錄由第二套光學裝置讀取的黑區檢測的不存在的微處理裝置。這種不存在表明片條已被插反了。不過，這種系統在設計和製造要求有兩套光學裝置的儀器時增加了極大的複雜性及成本。而且，不正確的片條插入只有在其完全插入後，即片條的插入已經完成，也就是說在最後的可能時刻才能檢測出來。因此需要提供一種系統，其中片條的反插能立即檢測出，並且這種檢測無需對片條讀取儀器的昂貴的改型就可實現。發明概述根據本發明的教導提出了一種片條和通過把片條插入光學讀測儀器中檢測分液物或液體的有無或量的多少的方法和儀器，其中儀器中有快速和簡單地判斷片條相對於儀器光學裝置是否插反的裝置。特別是片條包括有液體(例如血液)置於其上的部分。這一部分在片條主表面上有界定出反應區的光學可視區，反應區的反射率作為所置液體中分析物的量的函數而變化。試驗片條在同一主表面上還有一光學可視區，其界定出定向索引區並在主表面區域內，當片條插入儀器中時引導反應區。選擇這種定向索引區使其相對於與其相鄰的主表面區域有明顯不同的反射率。因此，隨片條插入到儀器中，儀器還可使用光學裝置去順序測定片條的主要引導表面區域的反射率值，並且一旦片條完全插入，儀器用同一套光學裝置讀取反應區的反射率。這種光學裝置當定向索引區和與其相鄰的主表面區之間的界面通過該裝置時，會測到反射率的急劇變化，這樣的變化表明正確地插入了片條。在儀器中可設有微處理器來處理由光學系統測出的反射率，以及或者檢測定向索引區的存在或者報出定向索引區的不存在。根據上述教導，可以看出只有使定向索引區置於待讀測表面的前部，才能在片條插入時，無需附加的光學設備而在最早的可能時刻檢測出片條的反插。附圖簡述通過參照附圖而作出的詳細描述，可以更容易地理解本發明，其中圖1是體現本發明教導的片條和儀器的分解透視圖；圖2是沿圖1中線2-2所取的局部縱剖面圖，並示出片條完全插入儀器中；圖3是沿圖1中線3-3所取的局部橫剖面圖，並示出片條完全插入儀器中；圖4是示出本發明片條的第一個實施例中的主要表面的前部的透視圖；圖5是示出本發明片條的第二個實施例中的主要表面的透視圖；圖6是當圖4中的片條插入光學讀測儀器中時，反射光的檢測圖；以及圖7是採用本發明教導的儀器實施例中的片條通道的剖面圖。發明詳述參看附圖，圖1是將試樣置於片條10上，並將載有試樣的片條10插入光學讀測儀器12內的分解透視圖。下面將根據葡萄糖的檢測和量化對本實施例中的片條10和儀器12作出一般的描述，但本領域的技術人員應當明白此處的教導不是局限於葡萄糖的檢測，而可以用於其它分析物的檢測。並且為簡化和清晰起見，下面將對片條10，儀器12和它們相應的元部件，如在附圖中示出的取向中的部件都要進行描述，所使用的術語例如「底」和「頂」與上述取向一致。但是，應當明白這種描述方法只是方便，絕不是說本發明限制於此種定向，並且事實上片條和片條夾持器可以以相對於儀器的任何角度進行旋轉，此處的教導仍然適用。如圖1所示，片條10適合於縱向插入儀器12上的片條夾持器16的開口14內。在圖2和圖3中更詳細地示出了片條夾持器16，其最好能從儀器12中取出以進行清洗。儀器12在其可見表面有一屏幕18，信息、指令、錯誤警告及最重要的是結果可通過現有技術已知的液晶顯示方式顯示在屏幕18上。這種信息可由字母、字、數字或圖像表示。此外儀器12還有啟動儀器的電源開關，優選地還具有電池。在附圖中示出的電源開關是按紐20。參看圖2和圖3，其中分別示出了片條10全部插入在其中的、可取下的片條夾持器16的縱向和橫向剖面圖，以及儀器12相鄰部分的局部視圖。片條夾持器16包括一上導向器22和一個下導向器24，上下導向器一起形成一通道或片條通路26，片條通過開口14插入其中。片條的插入程度由片條阻擋壁31決定。應當指出，通道26相對於儀器12的底28的平面傾斜一角度，這樣當裝置置於一平面上時，有利於片條10插入儀器中。下導向器24上有一孔30，通過該孔，下導向器24下方的光學裝置可「看見」片條10的下表面11。下面就可以理解，沿著下導向器24設置的孔30是為了在片條10全部插入通道26內時能看見片條10的反應區的下表面。儀器的光學裝置在附在儀器12上的光學系統32處。光學系統32包括能使光穿過孔30的發光二極體36(LED)，發光二極體在例如片條的下表面11的表面上。上述發光二極體最好每次啟動它時都能在一段時間發出波長基本均勻的急速閃光，以後稱作「突變」。為檢測葡萄糖，已經發現最好使用兩個這樣的發光二極體，每個二極體發出不同波長的光，並且波長最好為660納米和940納米(分別為LED660和LED940)。光學系統32還包括一個光探測器38，一種能截斷由發光二極體聚焦表面反射出的光線並將這種光轉換成可測電壓。上導向器22還包括一個偏置裝置40，該裝置偏向孔30區域中的下導向器的上表面42，這樣就可保證置於孔30上方的片條10的那部分是扁平的，並提供光學一致的表面給光學裝置。如附圖中所示偏置裝置40包括一層彈性薄膜，這彈性薄膜在其對著孔的表面上有一環狀凸起墊片44，當片條到位時，該墊片能壓向片條，並使片條扁平地對著孔。在環狀凸起內的中心是有顏色的目標，並最好是灰色的，以後稱之為「灰色目標」45。灰色目標45的表面對著光學裝置，以確保片條插入前，儀器正確校準。此外在片條插入前一旦使儀器工作，就能通過光學裝置「看見」灰色目標。偏置裝置40也可採用不同於彈性薄膜的其它形式。例如片簧也可作偏置裝置。在一共同未決，共同轉讓的同時提交的美國專利申請(我們內部卷號LES-34，此處引作參考)中描述了可替換的偏置裝置，並且該偏置裝置還包括一特別有用的、其中有螺旋形結構的通道26的裝置，該通道與具有彈性的片條組合起來用作偏置裝置。這種通道在圖7中示出，該圖還示出了上導向器22和下導向器24。下面的表1指出了角度、距離和半徑的優選尺寸，所有這些都基於圖中所示的X，Y坐標系。表1-圖7的尺寸現參見圖4，其中示出了體現本發明教導的片條46的主要底面43的透視圖。在此處描述的檢測全血中葡萄糖的實施例中，片條46包括一細長基本為矩形的支承體47，其上連接有包含試劑的試驗墊48，並且有一疊置在上面的傳輸介質50。使用時試樣放在疊置在試驗墊48上的傳輸介質50的頂面上。一部分試樣滲透過試驗墊，其中的任何葡萄糖都與試驗墊中的試劑反應並產生在試驗墊的底面上可見的顏色變化。當片條完全插入其中時，支承孔52通過支承體與儀器下導向器上的孔30對準，從而試驗墊的底面上的這一部分對儀器的光學裝置而言是可見的(這部分以後稱作反應區)。在1992年5月12日提交的共同未決的、申請號為881970的美國專利中描述了片條的這些部件的細節，此處引作參考。簡單講，傳輸介質50包括通過毛細血管作用引導試樣從其中通過的細孔。傳輸介質可由天然材料(例如棉花或紙)或合成材料(例如聚酯、聚醯胺、聚乙烯等)構成。傳輸介質的細孔的有效直徑在大約20微米至大約350微米的範圍內，優選在大約50微米至大約150微米範圍內，例如100微米。傳輸介質一般是親水的或經與血紅細胞相容的表面活性劑處理後是親水的。由PPGIndustriesInc.ChemicalsofGurnee，Illinois的分部Mazer化學部出售的MAPHOSTM66就是一種這樣的相容的表面活性劑。在優選實施例中，傳輸介質能吸收高達大約20微升至約40微升的血液試樣，例如30微升。傳輸介質可以是例如濾紙或燒結塑性材料，(例如可從PorexCorp.ofFairburn，Georgia公司獲得的多孔聚乙烯材料。傳輸介質一般製成厚度約為0.022英寸，寬度約為0.25英寸，長度約為1.0英寸。傳輸介質用與血紅細胞相容的表面活性劑溶液處理。由於只需要大約3至大約5微升的血液使試驗墊飽和，傳輸介質最好空隙容積小，這樣可不需要大量的血液。施加在反應物片條上的過量的血液被吸收，並保存在傳輸介質延伸出試驗墊的部分內。在美國專利4935346中詳細地描述了試驗墊及其製備，此處不再需要詳細描述。本質上撿驗墊是一種親水的多孔基體，試劑可以與其共價結合或非共價結合。適當的材料的實例包括聚醯胺、聚碸、聚酯、聚乙烯和纖維素基的膜，聚醯胺是普通的由4至8個碳原子組成的單體構成的縮聚物，其中單體是內醯胺或二元胺與二羧酸的組合物。也可使用其它的聚合組合物。並且可對聚合物組合物進行改性以引入其它的官能團從而提供帶電結構，這樣表面可以是中性、正性或負性的，以及中性、鹼性或酸性。所選擇的材料是親水的各向異性的聚碸膜，所述膜具有尺寸通過基體的厚度時由大變小的細孔優選的基體可由馬裡蘭的MemtecAmerica公司中得到，基體的平均細孔尺寸在0.34至0.4微米的範圍內，例如0.37微米，厚度在約125微米至約140微米的範圍內，例如130微米。大孔平均直徑與小孔平均直徑的比率約為100。傳輸介質50由膠粘劑(未視出)連接到試驗墊48上。為此目的的合適的膠粘劑包括丙烯酸、橡膠和乙烯乙酸乙烯酯(EVA)基的製劑。特別有用的是本領域已知的熱熔膠粘劑。膠粘劑可置於只靠近試驗墊周邊的連續片等上，而試驗墊的承受表面的中間部分基本沒受到影響。或者當傳輸層由在工業實際溫度下熔化的材料構成時，傳輸層可以通過加熱和加壓直接連到試驗墊上。加熱傳輸層直至它開始熔化，然後壓向試驗墊並冷卻。通過熔化將傳輸層直接連接到試驗墊上避免了對特殊膠粘層的需求。膠粘層將傳輸介質連接到試驗墊的樣品接受表面上。傳輸介質適於接受全血樣品，並通過毛細管作用將樣品的可檢測部分傳輸給接受表面。傳輸介質優選地延伸超過試驗墊的一端或多端，從而形成容納在實際使用時可能出現的過量血液樣品的貯存腔。通常更願意保持這些過量血液樣品在傳輸介質中，而不讓過量樣品不受控制地落到操作者身上或觀察裝置上。因此傳輸介質優選能容納大約20微升至約40微升的血液，最好約為30微升血液，並且其中約3至約5微升的血液從其中滲透至試驗墊上。試驗墊用一種專門對於分析物的顏色形成試劑系浸漬。一般的分析物是葡萄糖、膽固醇、尿素和許多其它的本領域技術人員容易得知的分析物。優選地顏色形成試劑系包括一種酶，這種酶有選擇性地催化與所感興趣的分析物的初級反應。初級反應的產物可以是經歷在反應區可檢測出的顏色變化的染料。或者初級反應的產物也可以是一種能經歷另一種反應並參與次級反應的中間體，優選為被催化的酶，次級反應直接或間接產生能經歷顏色變化的染料，這種顏色變化在反應區可檢測出。一種示例性的顏色形成試劑系是專門用於葡萄糖的體系，其包含葡萄糖氧化酶、過氧化物酶和可氧化的染料。葡萄糖氧化酶是一種酶，一般可從黑麴黴或青黴中得到，這種酶與葡萄糖和氧反應生成葡糖酸丙酮(gluconolactone)和過氧化氫。由過氧化物酶，例如辣根過氧化物酶這樣產生、催化的過氧化氫氧化染料。最終的發色團(經氧化的染料)有一種能在反應區中觀測到的顏色。本領域中已知的多種適合的可氧化的染料，例如包括那些在美國專利5304468(此處引作參考)中描述的染料。一種特別有用的可氧化的染料是在1994年5月19日提交的共同未決的系列申請號為245940的美國專利申請(LFS-30)中描述的3-甲基-2苯並噻唑啉酮腙鹽酸化物/8-amilino1-萘磺酸鹽染料偶聯體(MBTH/ANS偶聯體)。其它許多合適的專門用於特定分析物的顏色形成的試劑系在本領域中是已知的。選擇的染料偶聯體可以是MBTH的衍生物，與ANS的間〔3-甲基2-苯並噻唑啉酮腙〕N-磺醯基苯磺酸單納鹽偶聯體。這種組合物在今天提交的美國專利(內部卷號為LFS-35)中進行了詳細的描述，此處引作參考。支承體46由具有足夠剛性的材料製成，當插入儀器中時其不會過分地彎曲或扭曲。優選地這種支承體包括諸如聚烯烴(例如聚乙烯或聚丙烯)、聚苯乙烯或聚酯等材料，一種優選的材料是英國帝國化學工業有限公司以商標名Melinex329銷售的聚酯，該聚酯厚度約為0.014英寸。參照圖4，片條的底面(即插入後與儀器的下導向器的孔30面對的表面，因此該表面能通過儀器的光學裝置看見)有一個包括可從支承孔52看見的試驗墊48的那部分的反應區54。反應區54縱向置於片條的前沿56和相對邊沿之間(前沿是相對於片條插入儀器中而言的)。根據本發明的教導，引導到反應區54的主表面43的那部分包括一個光學可見區(即當片條插入儀器中後，對儀器12中的光學裝置是可見的)，上述光學可見區界定出定向索引區58。如圖4所示，上述定向索引區58優選地位於主表面43的前部的最前沿。定向索引區58的特徵在於相對於鄰接定向索引區58的主表面43的區域的反射率，其反射率較低。因此，隨著片條插入，當定向索引區58和與其相鄰的區域之間的界面60通過儀器的光學裝置時，光學裝置能檢測到反射光的急劇上升。圖5示出片條的另一個實驗例62。如在前面描述的實施例一樣，片條62包括一支承體66，該支承體有主表面66，主表面66上有孔68在其上穿過以觀測試驗墊72的反應區70。試驗墊仍然具有傳輸介質74。在此實施例中，定向索引區76置於主表面66的前部，但在此情況下與孔70相鄰。並且定向索引區76的特徵仍然在於相對於與其相鄰的主表面66的區域的反射率，其反射率較低。這樣對此實施例，隨片條插入，當定向索引區76和與其相鄰的區域之間的界面78通過儀器的光學裝置時，光學裝置能檢測到反射光的急劇上升。可通過多種為本領域技術人員所知的方式，實現在本發明的片條主表面上的定向索引區所想要的，相對低的反射率。例如，支承體在所需區域層壓在其上有所需的反射率的一層。或者包括支承體的材料此處包括一種能賦予包括定向索引區的區域適當的反射率的著色材料。進一步講，著色材料可以印染或塗到適當區域上。雖然為實現定向索引區和主表面的鄰接區之間有明顯不同的反射率值而選擇的方法不是關鍵的，但當穿過這兩個區間之間的界面時，反射率的變化最小是重要的。相應地，圖4所示的實施例中，主表面的鄰接區的反射率至少為定向索引區58的反射率的1.5倍。優選地，主表面鄰接區的反射率至少為定向索引區58的反射率的2倍。類似地，圖5所示的實施例中，定向索引區的反射率不應超過主表面鄰接區的反射率的2/3。定向索引區的反射率優選地只為鄰接區域的一半。在一優選實施例中，可對儀器中的微處理器編程以感測空通道的反射率，即此處示出的實施例中的灰色目標的反射率，與定向索引區反射率之間的差異。在這種情況下，定向索引區的反射率應低於灰色目標反射率的0.9倍。該值最好小於0.5倍。應該理解，這些相對的反射率值是由使用波長為940納米的光的專門儀器檢測出來的。並且，應該理解，定向索引區沿插入方向必須足夠長，以給光學裝置提供充足的時間進行大量讀測，並感受穿過界面的反射率的變化。已經發現沿插入方向有約0.05-約0.4英寸之間的長度是足夠的，並且這種長度優選在約0.15至約0.25英寸之間。根據我們共同未決的美國專利申請LFS-32(上面和此處都引作參考)，引導到反應區的主表面區域包括具有高反射率的標準區。如在所參考的專利申請中清楚的描述，此標準區的反射率是經校準的並與反應區的反射率一起用於計算樣品中分析物的量的多少。在圖4和圖5所示的實施例中，引導到反應區的主表面的那部分(不是定向索引區)有如此高的相對反射率，因此根據上面所參考的專利申請，其可用作標準區。應當理解本發明的教導不限於與上述標準區一起使用，而可以用於其它試驗片條。如結合附圖所作出的描述，當片條插入儀器時，儀器「讀取」片條，前面的主表面的各個區域通過儀器的孔30，使這些區域對光學裝置而言是可見的。在最終位置處，反應區疊合孔30並由光學裝置讀取。通過引導發光二極體發出的光至可見表面，並檢測從該表面上反射回來的光線，就可進行讀測。例如當將本發明的教導用於檢測血液中的葡萄糖時，發光二極體發出波長為660納米和940納米的光是優選的。如上所述，當片條插入儀器中時，在多次讀測中對面對光學裝置的表面的反射率進行測量。這些多次讀測是隨著片條在一些段隔開的時間內連續通過各個位置時進行的。每一次讀數都包括大量的沿相應於從微處理器出來的指令，施加給發光二極體的能量脈衝串。這些稱為斬波的能量脈衝串控制每次讀取時射向表面的光能量，即在一恆定功率水平上，斬波數目越大，入射在測量表面上的光能量就越大。這種在每次讀測期間由表面反射的光能由光檢測器獲取，並經雙傾斜模擬裝置轉換成可測信號傳給數字轉換器。圖6是當啟動儀器後，將圖4的片條插入其中時，檢測到的由對著孔的表面反射回來的光的計數或量作為時間的函數的圖。可以看出當儀器最初啟動時，測得的反射率是所選擇的具有適當低的反射率值的灰色目標的反射率。隨片條的插入，測得的反射率為定向索引區的反射率，例如圖4中的區域58。如圖6所示，這導致檢測到的反射率急劇下降。可對儀器的微處理器編程以接受由正確插入片條而引起的這種初始急劇下降的片條，從而使儀器繼續操作，或者，若不能檢測到這種下降則報告帶條錯誤地插入。可以選擇地，反射率的讀數隨定向索引區通過孔繼續進行。當定向索引區通過孔後，引導主表面的鄰接區對光學裝置是可見的，這又會出現反射率的急劇增大。此時可對微處理器編程以接受由於片條正確插入引起的這樣一種急劇增加的片條，並且儀器繼續進行操作。反之若沒檢測到這種急劇增加，則微處理器報導片條的錯誤插入。假設檢測出片條是正確的取向，則讀取白區的反射率和反應區的反射率，從而檢測出作為這些反射率值函數的分析物濃度。就此已對本發明作出了全面的描述，對於本領域的普通技術人員，顯然在不脫離本發明的實質和範圍的基礎上，可以對其作出變動和修改。權利要求1.一種試驗片條，通過將該試驗片條插入光學讀測儀器中能檢測液體中分析物的有無或量的多少；上述試驗片條包括有液體施於其上的一個部分，這個部分在片條的主表面之上有一界定出反應區的區域，這種反應區中的反射率作為所置液體中分析物的量的函數而變化；所述試驗片條還包括在所述主表面上的、界定出定向索引區的區域，上述定向索引區的定位使得當所述片條插入所述儀器時，引導到上述反應區；上述定向索引區相對於與定向索引區鄰接的主表面區域有明顯不同的反射率；其特徵是上述儀器可以配有光學裝置，當片條插入儀器中時，該光學裝置用於順序確定片條主表面的反射率值，並且上述儀器還有用於檢測定向索引區的存在或報導其不存在的微處理裝置。2.如權利要求1所述的片條，其特徵是所述定向索引區置於上述主表面上，以便當片條插入該儀器中時，引導上述鄰接區域。3.如權利要求2所述的片條，其特徵是上述鄰接區域的反射率至少為所述定向索引區的反射率的1.5倍。4.如權利要求3所述的片條，其特徵是上述鄰接區域的反射率至少為所述定向索引區的2倍。5.如權利要求2所述的片條，其中上述鄰接區域的反射率不超過所述定向索引區的反射率的約0.67倍。6.如權利要求5所述的片條，其特徵是上述鄰接區域的反射率不超過所述定向索引區的反射率的約0.5倍。7.如權利要求1所述的片條，其特徵是定向索引區反射的光不超過儀器中沒有片條時所反射的光的0.9倍。8.如權利要求7所述的片條，其特徵是定向索引區反射的光不超過儀器中沒有片條時所反射的光的0.5倍。9.如權利要求1所述的片條，其特徵是定向索引區反射的光至少是當儀器中沒有片條時所反射的光的1.1倍。10.如權利要求9所述的片條，其特徵是定向索引區反射的光至少是儀器中沒有片條時所反射的光的2倍。11.一種檢測液體中分析物的有無或量的多少的儀器，該液體置於試驗片條上，並將試驗片條插入所述儀器中，其中所述試驗片條包括有液體施加於其上的一個部分，這個部分在所述片條的主表面上有一界定出反應區的區域，上述反應區的反射率作為所置液體中的分析物的量的函數而變化，定向索引區的定位使得當所述片條插入儀器時能引導到所述反應區，所述定向索引區相對於與該定向索引區鄰接的主表面區域明顯不同的反射率；所述儀器包括一條縱向延伸的片條通道，所述通道有接受上述片條的開口端和相對端；化學裝置，該光學裝置包括將光線引入上述開口端和相對端之間的通道內的某一位位置的光源，和用於檢測從上述通道反射回的光的光檢測器；用於將所述檢測到的反射光轉換成信號的轉換裝置；用於接受上述信號以檢測通道中是否有定向索引區的微處理裝置。12.如權利要求11所述的儀器，其特徵是所述定向索引區的反射率比所述鄰接區域的反射率低，並且定向索引區的定位使得當片條插入通道時引導所述鄰接區域，對微處理器編程從而當定向索引區通過上述通道後，由表示反射率增加的信號檢測定向索引區的通道。13.如權利要求11所述的儀器，其特徵是所述鄰接區域的反射率比所述定向索引區的反射率低，並且所述鄰接區域的定位使得當片條插入所述通道時引導定向索引區，對微處理器編程，從而當定向索引區進入所述位置時，由一表示反射率增加的信號檢測定向索引區的存在。14.如權利要求11所述的儀器，其特徵是所述定向索引區的反射率比所述鄰接區域的反射率高，並且所述定向索引區的定位使得當片條插入通道時引導所述鄰接區域，對微處理器進行編程，從而當定向索引區通過所述通道位置後，由一表示反射率下降的信號檢測定向索引區的通道。15.如權利要求11所述的儀器，其特徵是所述鄰接區域的反射率比所述定向索引區的反射率高，所述鄰接區域的定位使得當片條插入所述通道時，引導所述定向索引區，對微處理器編程，從而當定向索引區進入所述通道位置時，由一表示反射率下降的信號檢測定向索引區的存在。16.在一種用於檢測液體中分析物的有無或量的多少的系統中，該液體置於試驗片條上，並把試驗片條插入儀器中，一種確定片條已正確定向進入所述儀器中的方法，所述方法包括將所述片條插入所述儀器中，所述片條包括有液體施加於其上的部分，所述部分在所述片條的主表面上有一界定出反應區的區域，上述反應區的反射率作為所置液體中的分析物的量的函數而變化，所述片條還包括當片條插入所述儀器時被定位成引導所述片條的定向索引區，所述定向索引區相對於鄰接該定向索引區的主表面區域有明顯不同的反射率；當片條插入時，通過使光線指向片條通道中的一固定位置，和檢測反射光來檢測片條主表面的反射率；當片條插入所述通道內時，檢測相應於通過上述固定位置的所述定向索引區的通道的反射光是否出現。全文摘要本發明提供一種用於檢測液體中分析物的有無或量的多少的試驗片條，上述檢測是通過把片條插入光學讀測儀器中進行的。上述試驗片條有定向索引區，該定向索引區相對於與其相鄰的區域有明顯不同的反射率，並且這種定向索引區用於保證試驗片條相對於儀器沒有顛倒插入。文檔編號G01N33/543GK1162359SQ95195929公開日1997年10月15日申請日期1995年9月7日優先權日1994年9月8日發明者H·I·帕特爾,G·M·達芬申請人:生命掃描有限公司