(57)【要約】  分析試験デバイス（１２）は、第１の波長範囲（Δλａ）内の光を発するように構成される１つ以上の発光体（１３）を含む。分析試験デバイス（１２）はまた、１つ以上の第１の光検出器（１４）を備え、各第１の光検出器（１４）は、第１の波長付近の第２の波長範囲（Δλｂ）に感応する。分析試験デバイス（１２）はまた、１つ以上の第２の光検出器（１５）を備え、各第２の光検出器（１５）は、第１の波長とは異なる第２の波長付近の第３の波長範囲（Δλｃ）に感応する。分析試験デバイス（１２）はまた、第１および第２の光検出器（１４、１５）から信号（１９、２０）を受信し、第１および第２の光検出器（１４、１５）からの信号（１９、２０）の重み付き差に基づいて補正信号（２１）を生成するように構成される補正モジュール（１６）を備える。分析試験デバイス（１２）は、発光体（１３）からの光が、試料受容部分（７）を含む光路を介して第１および第２の光検出器（１４、１５）に到達するように構成される。【選択図】図３
2020523592.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の波長範囲内の光を発するように構成される１つ以上の発光体と；
１つ以上の第１の光検出器であって、各第１の光検出器は、第１の波長付近の第２の波長範囲に感応する第１の光検出器と；
１つ以上の第２の光検出器であって、各第２の光検出器は、前記第１の波長とは異なる第２の波長付近の第３の波長範囲に感応する第２の光検出器と；
前記第１および第２の光検出器からの信号を受信し、前記第１および第２の光検出器からの前記信号の重み付き差に基づいて補正信号を生成するように構成される補正モジュールと；
を備える分析試験デバイスであって、前記発光体からの光が試料受容部分を含む光路を介して前記第１および第２の光検出器に到達するように構成される分析試験デバイス。
【請求項２】
複数の第１の光検出器および複数の第２の光検出器が、交互パターンで配置されている、請求項１に記載の分析試験デバイス。
【請求項３】
各第１の光検出器または各第１の光検出器の一部が、第１の方向に伸び、各第２の光検出器または各第２の光検出器の一部が、前記第１の方向に伸び、
前記第１および第２の光検出器、またはそれらの一部は、前記第１の方向に実質的に垂直な第２の方向に互いにかみ合っている、請求項１または２に記載の分析試験デバイス。
【請求項４】
複数の第１の光検出器が、第１の格子内に配置され、複数の第２の光検出器が、第２の格子内に配置され、前記第１および第２の格子は、相互貫入するように配設される、請求項１または２に記載の分析試験デバイス。
【請求項５】
前記光路が、前記試料受容部分と前記光検出器との間に配設された光学ディフューザーをさらに備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載の分析試験デバイス。
【請求項６】
前記光路が、前記第１および第２の光検出器が前記試料受容部分を透過した光を受容するように構成される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の分析試験デバイス。
【請求項７】
前記光路が、前記第１および第２の光検出器が、前記試料受容部分から反射された光を受容するように構成される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の分析試験デバイス。
【請求項８】
各第１の光検出器が、前記第２の波長範囲に感応する第１の感光性材料を含み、各第２の光検出器が、前記第３の波長範囲に感応する第２の感光性材料を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の分析試験デバイス。
【請求項９】
各第１の光検出器が、感光性材料および第１のフィルタを備え、前記第１のフィルタは、前記光路を介して到達する光をフィルタリングし、前記第２の波長範囲を透過し、前記第３の波長範囲を減衰させるように配設され、
各第２の光検出器は、前記感光性材料および第２のフィルタを備え、前記第２のフィルタは、前記光路を介して到達する光をフィルタリングし、前記第３の波長範囲を透過し、前記第２の波長範囲を減衰させるように配設される、
請求項１〜７のいずれか一項に記載の分析試験デバイス。
【請求項１０】
各第１の光検出器が、感光性材料を含み、各第２の光検出器が、前記感光性材料を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の分析試験デバイスであって、
各第１の光検出器に対応する第１のフィルタであって、前記光路を介して到達する光をフィルタリングし、前記第２の波長範囲を透過し、前記第３の波長範囲を減衰させるように配設される第１のフィルタと；
各第２の光検出器に対応する第２のフィルタであって、前記光路を介して到達する光をフィルタリングし、前記第３の波長範囲を透過し、前記第２の波長範囲を減衰させるように配設される第２のフィルタと
をさらに備える分析試験デバイス。
【請求項１１】
各第１の光検出器は、感光性材料と、前記第２の波長範囲内の共振波長を有するように構成される第１の共振空洞とを含み、
各第２の光検出器は、前記感光性材料と、前記第３の波長範囲内の共振波長を有するように構成される第２の共振空洞とを含む、
請求項１〜７のいずれか一項に記載の分析試験デバイス。
【請求項１２】
各発光体が、有機発光ダイオードを含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の分析試験デバイス。
【請求項１３】
前記有機発光ダイオードが、１つ以上のガラス基板上に配置される、請求項１２に記載の分析試験デバイス。
【請求項１４】
前記第１および第２の光検出器が、有機光検出器である、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の分析試験デバイス。
【請求項１５】
前記第１および第２の光検出器が、上部吸収有機光検出器である、請求項１４に記載の分析試験デバイス。
【請求項１６】
前記第１および第２の光検出器が、底部吸収有機光検出器である、請求項１４に記載の分析試験デバイス。
【請求項１７】
前記補正信号が、
【数１】
2020523592.tif 000011
に従って生成され、式中、ＩＣは前記補正信号であり、Ｉ１ｎは、Ｎ個の第１のフォトダイオードのｎ番目からの信号であり、Ｉ２ｎは、Ｎ個の第２のフォトダイオードのｎ番目からの信号であり、αは、所定の重み付け係数であり、Ｎは、Ｎ≧１を満たす正の実整数である、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の分析試験デバイス。
【請求項１８】
前記補正モジュールが、マイクロプロセッサまたはマイクロコントローラを含む、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の分析試験デバイス。
【請求項１９】
前記補正モジュールが、前記第１および第２の光検出器から受信した入力に基づいて前記補正信号を生成するように構成される加算増幅器回路を含む、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の分析試験デバイス。
【請求項２０】
前記第１の波長が、前記第１の波長範囲内にあり、前記第２の波長が、前記第１の波長範囲内にあり、前記分析試験デバイスが、試料の吸光度を測定するように構成される、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の分析試験デバイス。
【請求項２１】
前記第１の波長が、前記第１の波長範囲外にあり、前記第２の波長が、前記第１の波長範囲外にあり、前記分析試験デバイスが、試料の蛍光を測定するように構成される、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の分析試験デバイス。
【請求項２２】
前記光路の前記試料受容部分が、側方流動試験ストリップを受容するように構成される、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の分析試験デバイス。
【請求項２３】
前記光路の前記試料受容部分が、キュベットを受容するように構成される、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の分析試験デバイス。
【請求項２４】
前記光路の前記試料受容部分が、アッセイウェルプレートを受容するように構成される、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の分析試験デバイス。
【請求項２５】
前記光路の前記試料受容部分が、マイクロ流体デバイスの全体、一部、またはチャネルを受容するように構成される、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の分析試験デバイス。
【請求項２６】
前記光路の前記試料受容部分を通して、液体輸送経路の端部に近接して受容された液体試料を輸送するための前記液体輸送経路
をさらに備える、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の分析試験デバイス。
【請求項２７】
請求項１〜２２のいずれか一項に記載の分析試験デバイスと；
試験領域が前記試料受容部分内に配置されるように配設された側方流動試験ストリップと
を備える側方流動試験デバイス。
【請求項２８】
前記側方流動試験ストリップが、標識粒子を含み、前記標識粒子の吸光度は、前記第３の波長範囲内よりも前記第２の波長範囲内で大きい、請求項２７に記載の側方流動試験デバイス。
【請求項２９】
請求項１〜２６のいずれか一項に記載の分析試験デバイスまたは請求項２７もしくは２８に記載の側方流動試験デバイスを使用して試料を分析する方法であって、
前記第１および第２の光検出器から信号を受信するステップと；
前記第１および第２の光検出器からの前記信号の重み付き差に基づいて補正信号を生成するステップと
を含む方法。
【請求項３０】
請求項１〜２６のいずれか一項に記載の分析試験デバイスまたは請求項２７もしくは２８に記載の側方試験デバイスにおいて補正信号を決定するために使用される１つ以上の重み付け係数を決定する方法であって、
既知の時間依存信号に従って、１つ以上の発光体の発光強度を変調するステップと；
前記補正信号から前記時間依存信号を最小化または除去するために、前記１つ以上の重み付け係数を繰り返し変更するステップと
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分析試験デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
分析物の存在および／または濃度の生物学的試験は、他の用途の中でも、予備診断、規制物質の存在についての試料のスクリーニング、長期健康状態の管理等、様々な理由で行われ得る。
【０００３】
側方流動デバイス（「側方流動イムノアッセイ」としても知られる）は、様々な生物学的試験の１つである。側方流動デバイスは、分析物の存在について唾液、血液または尿等の液体試料を試験するために使用され得る。側方流動デバイスの例は、在宅妊娠検査、在宅排卵検査、他のホルモンの検査、特定病原体の検査、特定薬物の検査を含む。例えば、欧州特許出願公開第０２９１１９４Ａ１号は、妊娠検査を実施するための側方流動デバイスを記載している。
【０００４】
典型的な側方流動試験ストリップでは、液体試料が多孔性ストリップの一端に導入され、毛細管現象（または「ウィッキング」）によってストリップに沿って引き出される。側方流動ストリップの一部は、試料中に分析物が存在する場合、分析物に結合して複合体を形成する試薬で活性化される標識粒子で前処理されている。結合した複合体、および未反応の標識粒子は、分析物および標識粒子の結合した複合体を捕捉し、未反応の標識粒子は捕捉しない固定化結合試薬で前処理された試験領域に到達するまで、ストリップに沿って伝播し続ける。標識粒子は、独特の色、または他の検出可能な光学的もしくは非光学的特性を有し、試験領域内の標識粒子の濃度の増大は、分析物が検出されたという観察可能な指標を提供する。側方流動試験ストリップは、例えば、金もしくはラテックスナノ粒子、蛍光マーカー分子または磁気標識粒子を使用した比色標識に基づいていてもよい。
【０００５】
別の様々な生物学的試験には、バイアル、ＰＣＲウェル／プレート、キュベット、またはマイクロ流体セル等の容器内に保持された液体で行われるアッセイが含まれる。液体アッセイは、比色分析または蛍光に基づいて測定され得る。いくつかの液体ベースアッセイの利点は、非常に小さな（例えばピコリットルの）体積を使用して試験を実行できることである。
【０００６】
時には、分析物の有無を決定するだけ、すなわち定性試験が望ましい場合がある。他の用途では、分析物の正確な濃度、すなわち定量試験が望ましい場合がある。例えば、国際公開第２００８／１０１７３２Ａ１号は、光学測定機器および測定デバイスを記載している。光学測定機器は、試料を照射し、試料内の検体と相互作用するための少なくとも１つの電磁ビームを提供するための少なくとも１つの光源と、検体と電磁ビームとの間の相互作用の出力を検出するための少なくとも１つのセンサーと、光学および電子部品用の一体成形メカニカルベンチと、試料を保持するための試料ホルダーとを含む。少なくとも１つの光源、少なくとも１つのセンサー、およびメカニカルベンチは１つのモノリシック光電子モジュールに統合され、試料ホルダーはこのモジュールに接続され得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】欧州特許出願公開第０２９１１９４Ａ１号
【特許文献２】国際公開第２００８／１０１７３２Ａ１号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様によれば、第１の波長範囲内の光を発するように構成される１つ以上の発光体を含む分析試験デバイスが提供される。分析試験デバイスはまた、１つ以上の第１の光検出器を含み、各第１の光検出器は、第１の波長付近の第２の波長範囲に感応する。分析試験デバイスはまた、１つ以上の第２の光検出器を含み、各第２の光検出器は、第１の波長とは異なる第２の波長付近の第３の波長範囲に感応する。分析試験デバイスはまた、第１および第２の光検出器から信号を受信し、第１および第２の光検出器からの信号の重み付き差に基づいて補正信号を生成するように構成される補正モジュールを含む。分析試験デバイスは、発光体からの光が、試料受容部分を含む光路を介して第１および第２の光検出器に到達するように構成される。
【０００９】
分析試験デバイスは、試料受容部分内に配置されている試料に応じて、第１および第２の光検出器が試料受容部分内の試料の各部分から散乱される実質的に等しい量の光を受光するように構成され得る。第２および第３の範囲は重複しなくてもよく、または大幅に重複しなくてもよい。光路は、いかなるビームスプリッターも含まなくてもよい。光路は、いかなるレンズも含まなくてもよい。
【００１０】
複数の第１の光検出器および複数の第２の光検出器は、交互パターンで配置され得る。
【００１１】
各第１の光検出器または各第１の光検出器の一部は、第１の方向に伸びてもよく、各第２の光検出器または各第２の光検出器の一部は、第１の方向に伸びてもよい。第１および第２の光検出器、またはそれらの一部は、第１の方向に実質的に垂直な第２の方向に互いにかみ合ってもよい。
【００１２】
複数の第１の光検出器が第１の格子内に配置され、複数の第２の光検出器が第２の格子内に配置されてもよい。第１および第２の格子は、相互貫入するように配設されてもよい。
【００１３】
光路はまた、試料受容部分と光検出器との間に配設された光学ディフューザーを含んでもよい。
【００１４】
光路は、第１および第２の光検出器が試料受容部分を透過した光を受容するように構成されてもよい。
【００１５】
光路は、第１および第２の光検出器が試料受容部分から反射された光を受容するように構成されてもよい。
【００１６】
各第１の光検出器は、第２の波長範囲に感応する第１の感光性材料を含んでもよく、各第２の光検出器は、第３の波長範囲に感応する第２の感光性材料を含んでもよい。
【００１７】
各第１の光検出器は、感光性材料および第１のフィルタを含んでもよい。第１のフィルタは、光路を介して到達する光をフィルタリングし、第２の波長範囲を透過し、第３の波長範囲を減衰させるように配設されてもよい。各第２の光検出器は、感光性材料および第２のフィルタを含んでもよい。第２のフィルタは、光路を介して到達する光をフィルタリングし、第３の波長範囲を透過し、第２の波長範囲を減衰させるように配設されてもよい。
【００１８】
各第１の光検出器は、感光性材料を含んでもよく、各第２の光検出器は、該感光性材料を含んでもよい。分析試験デバイスはまた、各第１の光検出器に対応する第１のフィルタを含んでもよい。第１のフィルタは、光路を介して到達する光をフィルタリングし、第２の波長範囲を透過し、第３の波長範囲を減衰させるように配設されてもよい。分析試験デバイスはまた、各第２の光検出器に対応する第２のフィルタを含んでもよい。第２のフィルタは、光路を介して到達する光をフィルタリングし、第３の波長範囲を透過し、第２の波長範囲を減衰させるように配設されてもよい。
【００１９】
各第１の光検出器は、感光性材料と、第２の波長範囲内の共振波長を有するように構成される第１の共振空洞とを含んでもよい。各第２の光検出器は、該感光性材料と、第３の波長範囲内の共振波長を有するように構成される第２の共振空洞とを含んでもよい。
【００２０】
感光性材料は、２つ以上の異なる材料を含んでもよい。２つ以上の材料は、層構造の形態をとるように混合、配合、ブレンドおよび／または配列されてもよい。感光性材料は、ｎ型およびｐ型有機半導体のブレンドであってもよい。
【００２１】
各発光体は、有機発光ダイオードの形態をとってもよい。
【００２２】
１つまたは複数の有機発光ダイオードは、１つ以上のガラス基板上に配置されてもよい。１つまたは複数の有機発光ダイオードは、１つ以上のプラスチック基板上に配置されてもよい。
【００２３】
第１および第２の光検出器は、有機光検出器の形態をとってもよい。第１および第２の光検出器は、無機光検出器の形態をとってもよい。
【００２４】
第１および第２の光検出器は、上部吸収有機光検出器の形態をとってもよい。
【００２５】
第１および第２の光検出器は、底部吸収有機光検出器の形態をとってもよい。
【００２６】
補正信号は、
【数１】
2020523592.tif 000003
【００２７】
に従って生成され、式中、ＩＣは前記補正信号であり、Ｉ１ｎは、Ｎ個の第１のフォトダイオードのｎ番目からの信号であり、Ｉ２ｎは、Ｎ個の第２のフォトダイオードのｎ番目からの信号であり、αは、所定の重み付け係数であり、Ｎは、Ｎ≧１を満たす正の実整数である。
【００２８】
補正モジュールは、マイクロプロセッサまたはマイクロコントローラを含んでもよい。
【００２９】
補正モジュールは、第１および第２の光検出器から受信した入力に基づいて補正信号を生成するように構成される加算増幅器回路を含んでもよい。
【００３０】
第１の波長は、第１の波長範囲内にあってもよく、第２の波長は、第１の波長範囲内にあってもよく、分析試験デバイスは、試料の吸光度を測定するように構成されてもよい。
【００３１】
第１の波長は、第１の波長範囲外にあってもよく、第２の波長は、第１の波長範囲外にあってもよく、分析試験デバイスは、試料の蛍光を測定するように構成される。
【００３２】
光路の試料受容部分は、側方流動試験ストリップを受容するように構成されてもよい。光路の試料受容部分は、キュベットを受容するように構成されてもよい。光路の試料受容部分は、アッセイウェルプレートを受容するように構成されてもよい。光路の試料受容部分は、マイクロ流体デバイスの全体、一部、またはチャネルを受容するように構成されてもよい。
【００３３】
分析試験デバイスはまた、投入位置と、取り付けられた試料の全部または一部が光路の試料受容部分に配置される１つ以上の測定位置との間で移動可能な試料取り付け台を含んでもよい。
【００３４】
分析試験デバイスはまた、投入位置と１つまたは複数の測定位置との間で試料取り付け台を移動させるように構成される駆動手段も含んでもよい。
【００３５】
分析試験デバイスはまた、光路の試料受容部分を通して、液体輸送経路の端部に近接して受容された液体試料を輸送するための液体輸送経路をさらに含んでもよい。
【００３６】
側方流動試験デバイスは、分析試験デバイスと、試験領域が試料受容部分内に配置されるように配設されたおよび側方流動試験ストリップとを含んでもよい。
【００３７】
側方流動試験ストリップは、標識粒子を含んでもよい。標識粒子の吸光度は、第３の波長範囲内よりも第２の波長範囲内で大きくてもよい。
【００３８】
本発明の第２の態様によれば、分析試験デバイスまたは側方流動試験デバイスを使用して試料を分析する方法が提供される。試料を分析する方法は、第１および第２の光検出器から信号を受信するステップを含む。試料を分析する方法はまた、第１および第２の光検出器からの信号の重み付き差に基づいて補正信号を生成するステップを含む。
【００３９】
本発明の第３の態様によれば、分析試験デバイスまたは試料を分析する方法において補正信号を決定するために使用される１つ以上の重み付け係数を決定する方法が提供される。１つ以上の重み付け係数を決定する方法は、既知の時間依存信号に従って１つ以上の発光体の光を変調するステップと、補正信号から時間依存信号を最小化または除去するために、１つ以上の重み付け係数を繰り返し変更するステップとを含む。
【００４０】
ここで、本発明のある特定の実施形態を、例示として、添付図面の図３〜図２２および図２４〜図２９を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】発光側差別化分析試験デバイスを示す図である。
【図２】図１に示された発光側差別化分析試験で使用される発光体の正規化された空間強度プロファイルを示す図である。
【図３】第１の受信側差別化分析試験デバイスを示す図である。
【図４】第１の受信側差別化分析試験デバイスを組み込んだ側方流動試験ストリップリーダーの一部の投影図である。
【図５】側方流動試験ストリップを示す図である。
【図６】側方流動試験ストリップの繊維構造を示す図である。
【図７】側方流動試験ストリップで使用される標識粒子の吸光スペクトルを示す図である。
【図８】側方流動試験ストリップのバックグラウンド不均一性を補正するプロセスを示す図である。
【図９】側方流動試験ストリップのバックグラウンド不均一性を補正するプロセスを示す図である。
【図１０】側方流動試験ストリップのバックグラウンド不均一性を補正するプロセスを示す図である。
【図１１】底部吸収有機フォトダイオードの断面図である。
【図１２】上部吸収有機フォトダイオードの断面図である。
【図１３】第２の受信側差別化分析試験デバイスを示す図である。
【図１４Ａ】第２の受信側差別化分析試験デバイスのための光検出器およびフィルタの第１の例示的なレイアウトの平面図である。
【図１４Ｂ】第２の受信側差別化分析試験デバイスのための光検出器およびフィルタの第１の例示的なレイアウトの平面図である。
【図１５】金ナノ粒子の形態の標識粒子の測定に適した発光体およびフィルタの１つの例示的組み合わせに対応する、発光および吸光特性を示す図である。
【図１６Ａ】第２の受信側差別化分析試験デバイスのための光検出器およびフィルタの第２の例示的なレイアウトの平面図である。
【図１６Ｂ】第２の受信側差別化分析試験デバイスのための光検出器およびフィルタの第３の例示的なレイアウトの平面図である。
【図１７】光共振微小空洞を含む有機フォトダイオードの断面図である。
【図１８】図１７に示される有機フォトダイオードの第１、第２および第３の例に対応する外部量子効率スペクトルを示す図である。
【図１９】増幅加算回路の回路図である。
【図２０】透過光に基づく受信側差別化分析試験デバイスを示す図である。
【図２１】反射光に基づく受信側差別化分析試験デバイスを示す図である。
【図２２】受信側差別化分析試験デバイスを組み込んだ側方流動試験デバイスの断面図である。
【図２３】発光側差別化分析試験デバイスに受容された側方流動試験ストリップの試験領域を示す図である。
【図２４Ａ】ガラス基板およびプラスチック基板上に配置された有機発光ダイオードの安定性を比較した図である。
【図２４Ｂ】ガラス基板およびプラスチック基板上に配置された有機発光ダイオードの安定性を比較した図である。
【図２４Ｃ】ガラス基板およびプラスチック基板上に配置された有機発光ダイオードの安定性を比較した図である。
【図２４Ｄ】ガラス基板およびプラスチック基板上に配置された有機発光ダイオードの安定性を比較した図である。
【図２５】受信側差別化分析試験デバイスで使用するための１つ以上の重み付け係数を決定する方法を示す図である。
【図２６】第４の受信側差別化分析試験デバイスを示す図である。
【図２７】第５の受信側差別化分析試験デバイスを示す図である。
【図２８】第６の受信側差別化分析試験デバイスを示す図である。
【図２９】第７の受信側差別化分析試験デバイスを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
定量的検出器の光学部品の数および複雑性を低減することができれば、検出器のサイズおよびコストを低減することができる。これは、ハンドヘルドまたはポータブル試験デバイス、および使い捨て家庭用試験キットにとって特に有利である。
【００４３】
測定の信号対ノイズ比を改善することができれば、分析物を検出するための最小閾値を改善することができる。さらに、信号対ノイズ比の改善により、改善された分解能での分析物の濃度決定が可能となり得る。
【００４４】
発光側差別化分析試験デバイス
図１は、本発明を理解するのに有用な発光側差別化分析試験デバイス１を示す。発光側差別化分析試験デバイス１は、試料受容部分７を含む光路６上に光４、５を発する第１および第２の発光体２、３を含む。１つの光検出器８またはいくつかの同一の光検出器８が光路６の他端に配置されて、試料受容部分７を透過／反射した光４、５を受容する。試料受容部分７は、標的分析物の有無について分析される試料９を受容するように構成される。
【００４５】
発光側分析試験デバイス１の例は、英国特許出願第１６１６３０１．６号に詳細に記載されており、その内容は参照により本明細書に組み込まれる。発光側分析試験デバイス１のある特定の態様を簡潔に議論することは、本発明の理解に役立つ。
【００４６】
各第１の発光体２は、第１の波長λ１付近の範囲内の光４を発するように構成され、各第２の発光体３は、第２の波長λ２付近の範囲内の光５を発するように構成される。（１つまたは複数の）第１の発光体２は、有機または無機発光ダイオードの形態をとってもよい。同様に、（１つまたは複数の）第２の発光体３は、有機または無機発光ダイオードの形態をとってもよい。分析試験デバイスは、アレイ状に配設された複数の第１および第２の発光体２、３を含んでもよい。
【００４７】
（１つまたは複数の）光検出器８は、少なくとも第１および第２の波長λ１、λ２を含む広い波長範囲にわたり感応する。（１つまたは複数の）光検出器８は、有機または無機フォトダイオードの形態をとってもよい。発光側分析試験デバイス１は、アレイ状に配設された複数の光検出器８を含んでもよいが、そのようなアレイ内の各光検出器８は同じ波長感度を有する。
【００４８】
光路６の試料受容部分７は、側方流動試験ストリップ、側方流動試験カートリッジ、キュベット、アッセイ（ＰＣＲ）ウェル／プレート、チャネル、またはマイクロ流体デバイスの形態の試料９を受容するように構成され得る。
【００４９】
第１および第２の波長λ１、λ２は、標的分析物による第１の波長λ１の吸光度が標的分析物による第２の波長λ２の吸光度よりも相対的に強い、またはその逆になるように選択される。標的分析物自体の吸光度は決定的ではない可能性があり、例えば、標的分析物に結合する免疫測定試験の標識粒子の吸光度が、代わりに第１および第２の波長λ１、λ２を選択する基礎を形成し得る。
【００５０】
（１つまたは複数の）第１の発光体２および（１つまたは複数の）第２の発光体３は交互に照明され、対応する第１および第２の信号Ｉ１、Ｉ２が（１つまたは複数の）光検出器８によって検出される。第１および第２の信号Ｉ１、Ｉ２は、第１の波長λ１での吸光度値Ａ１、および第２の波長λ２での吸光度値Ａ２に変換される。吸光度値Ａ１、Ａ２を計算するために、例えば、試料９がない状態で第１および第２の発光体２、３を交互に照射するか、または標的分析物を含まない較正試料を使用することにより、参照光検出器８信号を得ることができる。
【００５１】
吸光度値Ａ１、Ａ２の差または重み付き差が得られ、試料（標的分析物以外）のバックグラウンド不均一性の影響がその差で減少または除去され得る。差は、吸光度の変化（「光学密度」の変化とも呼ばれる）の形態をとる。このようにして、分析試験デバイス１により検出可能な標的分析物の最小量が改善され得る。試料９のバックグラウンド不均一性の影響の低減については、以下で説明する（図５〜図１０）。
【００５２】
しかしながら、英国特許出願第１６１６３０１．６号に記載されている発光側分析試験デバイス１の例では、（１つまたは複数の）第１の発光体２および（１つまたは複数の）第２の発光体３が交互に照明される必要がある。これにより、第１および第２の波長λ１、λ２の両方で連続的かつ同時の監視ができなくなる。
【００５３】
英国特許出願第１６１６３０１．６号に記載の発光側分析試験デバイス１では、それぞれの第１および第２ライターエミッタ２、３が発する光４、５の正規化された空間強度プロファイルが、光路６の試料受容部分７にわたって実質的に等しくなる必要がある。
【００５４】
例えば、図２を参照すると、試料受容部分７が、第１および第２の点ｘＡ、ｘＢの間の第１の方向ｘにおける距離、ならびに第１および第２の点ｙＡ、ｙＢの間の第２の方向ｙにおける距離にわたる場合（図示せず）、第１のエミッタ２が発する光４の正規化された空間強度１０は、試料受容部分７の入射面にわたって、すなわちｘＡ≦ｘ≦ｘＢおよびｙＡ≦ｙ≦ｙＢに対して、第２のエミッタ３が発する光５の正規化された空間強度１１と実質的に等しくなるべきである。
【００５５】
実際には、発光側分析試験デバイス１に必要な光の均一性を得ることができる構成の一例は、透明基板の裏面に配置されたそれぞれのフィルタに結合された、底部発光有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）の形態の第１および第２のエミッタ２、３のアレイを使用することである。第１および第２のエミッタ２、３のアレイは、チェッカーボードアレイであってもよいが、好ましい発光側分析試験デバイス１では、第１および第２のエミッタ２、３は互いにかみ合っている。近接した第１および第２のエミッタ２、３間のクロストークを低減または回避するためには、透明なＯＬＥＤ基板は可能な限り薄くなければならない。理想的には、基板の厚さは１００μｍ以下のオーダーであるため、ガラス基板を使用するのは困難であり、機械的に破損しやすくなる。プラスチック基板は、ノイズが増加し、寿命および再現性が低下した低品質のＯＬＥＤデバイスをもたらすことがわかっている（図２３および図２４）。
【００５６】
他の利点の中でも、本明細書に記載の受信側差別化分析試験デバイスは、発光側分析試験デバイス１の前述の問題を回避することができる。
【００５７】
受信側差別化分析試験デバイス
前述のように、発光側差別化分析試験デバイス１は、交互に照明される２つの異なる種類の発光体２、３を使用して、試料９のバックグラウンド不均一性を低減または相殺するための信号の対を得る。
【００５８】
対照的に、本明細書で説明する受信側差別化分析試験デバイスは、白色、多色または広帯域の発光体を使用して試料９を照射し、異なる波長感度を有する２種類の光検出器を使用して試料９のバックグラウンド不均一性を低減またはキャンセルするための信号の対を得る。
【００５９】
図３を参照すると、第１の分析試験デバイス１２が示されている。
【００６０】
第１の分析試験デバイス１２は、１つ以上の発光体１３、１つ以上の第１の光検出器１４、１つ以上の第２の光検出器１５、および補正モジュール１６を含む。
【００６１】
１つ以上の発光体１３はそれぞれ、第１の波長範囲Δλａ内の光を発するように構成される。第１の波長範囲Δλａ内の発光は均一である必要はなく、また一般に均一ではない。例えば、発光体１３の発光スペクトルは連続的な広帯域スペクトルであってもよく、または発光体１３の発光スペクトルは程度の差はあれ重なり合う２つ以上のピークを含んでもよい。１つ以上の発光体１３は、狭帯域発光体ではなく、広帯域または多帯域発光体等の白色または多色発光体である。本明細書では、白色または広帯域発光体１３への言及は、多色発光体１３にも言及するものとみなされるべきである。各第１の光検出器１４は、第１の波長λ１付近の第２の波長範囲Δλｂに感応する。各第２の光検出器１５は、第２の波長λ２付近第３の波長範囲Δλｃに感応する。第１および第２の波長λ１、λ２は異なり、両方とも第１の範囲Δλａ内にある。換言すれば、第１および第２の波長λ１、λ２は、関係ｍｉｎ（Δλａ）≦λ１≦ｍａｘ（Δλａ）、ｍｉｎ（Δλａ）≦λ２≦ｍａｘ（Δλａ）、およびλ１≠λ２を満たす。第２の範囲Δλｂまたは第３の範囲Δλｃの少なくとも１つの端点は、第１の範囲Δλａの外側にあってもよい。第２の範囲Δλｂおよび第３の範囲Δλｃは、大きく重ならない。好ましくは、第２および第３の範囲Δλｂ、Δλｃのいかなる重なりも、最小限に抑えられるべきである。例えば、第１および／または第２の光検出器１４、１５の感度は、第２の範囲Δλｂと第３の範囲Δλｃとの間の任意の重なりの範囲全体にわたって３ｄＢ未満であってもよい。
【００６２】
第１の分析試験デバイス１２は、（１つまたは複数の）発光体１３からの光１７、１８が、試料受容部分７を含む光路（図３ではラベルなし）を介して第１および第２の光検出器１４、１５に到達するように構成される。光路は、試料受容部分７内に配置されている試料９に応じて、第１および第２の光検出器１４、１５が試料受容部分７内の試料９の各部分から散乱される実質的に等しい量の光を受容するように配設される。このようにして、各第１の光検出器１４は、第２の波長範囲Δλｂに対応する光１７および第３の波長範囲Δλｃに対応する光１８を受容する。しかしながら、第１の光検出器１４は、第２の波長範囲Δλｂに対応する光１７に応答する信号を生成し、一方、第３の波長範囲Δλｃに対応する光１８は、第１の光検出器１４から応答を全くまたは最小限に生成する。同様に、第２の光検出器１５が第２および第３の波長範囲Δλｂ、Δλｃの両方に対応する光１７、１８を受光しても、第２の光検出器１５の応答は第３の波長範囲Δλｃに対応する入射光１８によって支配される。
【００６３】
補正モジュール１６は、第１の光検出器１４から第２の波長範囲Δλｂに対応する光１７の入射強度に対応する第１の信号１９を受信する。同様に、補正モジュール１６は、第２の光検出器１５から第３の波長範囲Δλｃに対応する光１８の入射強度に対応する第２の信号２０を受信する。補正モジュール１６は、第１および第２の光検出器１４、１５から受信した信号１９、２０の重み付き差に基づいて補正信号２１を生成する。補正モジュール１６は、補正信号２１を生成するように構成され、また光検出器出力を吸光度値に変換するように構成されてもよいマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラを含んでもよい。代替として、補正モジュール１６は、補正信号２１を生成するように構成されるアナログ回路を含んでもよい。例えば、補正モジュールは、第１および第２の光検出器１４、１５から受信した第１および第２の信号１９、２０に基づいて補正信号２１を生成するように構成される増幅加算回路７９（図１９）を含んでもよい。
【００６４】
いくつかの例では、補正モジュール１６は、補正信号２１を生成するように構成されるアナログ回路と、さらに、例えば、光検出器出力を吸光度値に変換する等の追加機能を実行するように構成されるマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラとの両方を含んでもよい。
【００６５】
図５〜図１０を参照してさらに説明されるように、試料９の材料におけるバックグラウンド不均一性の影響は、補正信号２１において低減または除去され得る。このようにして、標的分析物の最小検出可能量が改善され得る。標的分析物の濃度が決定され得る分解能も改善され得る。
【００６６】
加えて、発光側差別化分析試験デバイス１とは対照的に、第１の分析試験デバイス１２を使用して、第１および第２の光検出器１４、１５からの信号１９、２０を同時に測定することができる。これにより、アナログ回路を使用した補正の実行が可能となり得、これは補正の速度および／または精度を改善し得る。加えて、試料９は、試料受容部分７を通して連続的にスキャンされてもよい。発光側差別化分析試験デバイス１では、試料の動きを停止し、第１および第２の発光体２、３で同じ場所を照明できるようにしなければならず、さもなければ、測定は試料９上のわずかに異なる位置に関連し、バックグラウンド減算を実行する効果の関連した低下を伴う。
【００６７】
さらに、発光体１３の出力の変動／スパイクは、第１および第２の光検出器１４、１５の間で相関し、したがって差を得ることにより除去される。図１に示されるように、発光体２、３の出力のそのようなリアルタイムの変動は、発光側差別化分析試験デバイス１では補正されない。
【００６８】
複数の種類の発光体を交互に切り替える必要がないことから、試料９の照明ならびに第１および第２の信号１９、２０の測定が連続的に得られるため、別の利点が生じる。これにより積分時間が長くなり得、測定の信号対ノイズ比がさらに低下し得る。
【００６９】
（１つまたは複数の）発光体１３は、例えばタングステンフィラメント電球、ハロゲン電球、蛍光管、無機発光ダイオード（ＬＥＤ）または有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）等の白色光または適度に広い波長範囲にわたる光を提供し得る、いかなる種類の発光体であってもよい。試料受容部分７の近くに配設されたＬＥＤまたはＯＬＥＤの平面アレイは、試料受容部分７全体にわたって照明の良好な均一性を提供することができる。好ましくは、発光体１３は、例えば大面積の均一な白色ＯＬＥＤ等の単一の均一な発光体１３の形態をとる。好ましくは、発光体１３は、試料受容部分７と最小の同一の広がりを有する。
【００７０】
いくつかの例において、第１および第２の光検出器１４、１５を照明する均一性は、交互パターンを形成するようにいくつかの第１の光検出器１４およびいくつかの第２の光検出器１５（またはその一部）を配設することにより向上させることができる。交互の光検出器１４、１５（またはその一部）のそれぞれは、光検出器１４、１５上に投影された試料受容部分７の面積よりも小さくなるような寸法である。
【００７１】
いくつかの例において、第１の分析試験デバイス１２の光路はまた、光路の試料受容部分７と第１および第２の光検出器１４、１５との間に配設された光学ディフューザー２２を含んでもよい。このようにして、第１および第２の光検出器１４、１５を照明する均一性が向上またはさらに向上し得る。
【００７２】
第１および第２の光検出器１４、１５は、無機または有機フォトダイオードの形態をとってもよい。各第１の光検出器１４は、第２の波長範囲Δλｂに感応する第１の感光性材料を含み、各第２の光検出器１５は、第３の波長範囲Δλｃに感応する第２の感光性材料を含む。感光性材料は、２つ以上の材料のブレンドまたは混合物であってもよい。例えば、感光性材料は、ｎ型およびｐ型の有機導体のブレンドであってもよい。このようにして、第１および第２の光検出器１４、１５は、異なる感光性材料を含めることにより、異なる波長範囲に対して本質的または生来的に感応性であり得る。
【００７３】
補正信号２１の生成は、主に（１つまたは複数の）発光体１３、光路、ならびに第１および第２のフォトダイオード１４、１５の数、種類、および形状に応じて、いくつかの様式で実行され得る。
【００７４】
光路および試料受容部分７が、事実上、（１つまたは複数の）発光体１３と光検出器１４、１５との間の直方体状のギャップを表すように、（１つまたは複数の）発光体１３および光検出器１４、１５が比較的均一で平面的かつ平行である場合、補正信号２１は、以下の一般式：
【数２】
2020523592.tif 000004
【００７５】
に従って決定され得る。
【００７６】
式中、ＩＣは、補正信号であり、Ｉ１ｎは、Ｎ個の第１の光検出器１４のｎ番目からの信号であり、Ｉ２ｎは、Ｎ個の第２の光検出器のｎ番目からの信号であり、αは、所定の重み付け係数であり、Ｎは、Ｎ≧１を満たす正の実整数である。単一の第１の光検出器１４および単一の第２の光検出器１５の場合、式（１）は次のように単純化される：
【数３】
2020523592.tif 000005
【００７７】
代替として、（１つまたは複数の）発光体１３、光路、ならびに第１および第２の光検出器１４、１５の形状がより複雑である場合、以下に従って、各光検出器１４、１５に対応する信号に異なる係数が適用され得る。
【数４】
2020523592.tif 000006
【００７８】
式中、βｎはＮ個の第１の光検出器１４のｎ番目に対応する重み付け係数であり、γｎは、Ｎ個の第２の光検出器１５のｎ番目に対応する重み付け係数である。
【００７９】
試料９は、特定の形式に限定されない。例えば、光路の試料受容部分７は、側方流動試験ストリップ２３（図４）の形態の試料９を受容するように構成されてもよい。代替として、光路の試料受容部分７は、キュベット（図２６）、アッセイウェルプレート（図２７）、チャネル（図２８）、マイクロ流体デバイスの一部（図２９）等の形態の試料９を受容するように構成されてもよい。
【００８０】
試料９は、試料受容部分７内に単に置かれてもよく、例えば（１つまたは複数の）発光体１３上に載ってもよい。代替として、第１の分析試験デバイス１２はまた、取り付け位置と取り付けられた試料９の全部または一部が光路の試料受容部分７に配置される１つ以上の測定位置との間で移動可能な試料取り付け台２４（図４）を含んでもよい。取り付け位置では、試料取り付け台２４（図４）は、試料を試料取り付け台２４（図４）内、その上、またはそれに対して容易に配置および／または固定できるように構成される。いくつかの例において、試料取り付け台２４（図４）を投入位置と（１つまたは複数の）測定位置との間で移動させるための駆動手段、例えばモーターが提供され得る。加えて、または代替として、駆動手段は、例えば、側方流動試験ストリップ２３（図４）の長さに沿ってスキャンするために、試料９が試料受容部分７を通してスキャンされることを可能にし得る。
【００８１】
側方流動試験ストリップリーダー
第１の分析試験デバイス１２の１つの例示的用途は、側方流動試験ストリップリーダー２５の一部としての用途である。
【００８２】
図４も参照すると、第１の分析試験デバイス１２を組み込んだ側方流動試験ストリップリーダー２５の一部が示されている。
【００８３】
側方流動試験ストリップ２３（「側方流動イムノアッセイ」としても知られる）は、様々な生物学的試験キットである。側方流動試験ストリップ２３は、分析物の存在について唾液、血液、尿等の液体試料を試験するために使用され得る。側方流動デバイスの例は、在宅妊娠検査、在宅排卵検査、他のホルモンの検査、特定病原体の検査、特定薬物の検査を含む。
【００８４】
側方流動試験ストリップリーダー２５は、第１の分析試験デバイス１２および試料取り付け台２４を含む。試料取り付け台２４は、基部２６から垂直に突出するリップ２７により囲まれた平坦な基部２６を含む。平坦な基部２６は長方形であり、基部２６およびリップ２７は、重力に抗して基部２６によって支持される側方流動試験ストリップ２３を受容する形状および寸法であり、リップ２７は、試料取り付け台２４が移動された場合に側方流動試験ストリップ２３がずれるのを実質的に防止する。平坦な基部２６は、実質的に長方形の窓２８を含む。窓２８は、長方形の基部２６の長軸と整列する長軸を有する。このようにして、（１つまたは複数の）発光体１３からの光１７、１８は、窓２８を通過して側方流動試験ストリップ２３を照らすことができる。側方流動試験ストリップ２３を透過した光１７、１８は、前述のように第１および第２の光検出器１４、１５（図４には図示せず）によって検出される。
【００８５】
側方流動試験ストリップ２３は、１つ以上の試験領域２９を含む。側方流動試験ストリップ２３はまた、１つ以上の対照領域３０、例えば、試験領域２９のそれぞれに対応して１つの対照領域３０を含んでもよい。試料取り付け台２４は、光路の試料受容部分７を通って平行移動して、側方流動試験ストリップ２３のスキャンを得る。このようにして、各試験領域２９および／または各対照領域３０の吸光度が測定され得る。代替として、側方流動試験ストリップ２３、（１つまたは複数の）試験領域２９、および任意選択の（１つまたは複数の）対照領域３０の位置合わせが十分に正確である場合、試料取り付け台２４は、対象となる試験領域２９または対照領域３０が光路の試料受容部分７内に配置されるように事前設定位置に直接移動されてもよい。
【００８６】
試料取り付け台２４は、手動で移動可能であってもよい。好ましくは、試料取り付け台２４は、試料受容部分７を通して側方流動試験ストリップ２３をスキャンするように動作するか、または側方流動試験ストリップ２３を１つ以上の事前設定位置に位置付けるように動作する駆動手段（図示せず）に結合される。駆動手段（図示せず）は、例えば、モーター、油圧アクチュエーターまたは空気圧アクチュエーターの形態をとってもよい。
【００８７】
試料取り付け台２４は、試料取り付け台の一例に過ぎず、平坦な基部２６およびリップ２７に対して異なる手段を使用して側方流動試験ストリップ２３を保持および／または固定する他の構成が使用されてもよい。
【００８８】
試料のバックグラウンド不均一性の補正
図５も参照すると、単純化された側方流動試験ストリップ２３が示されている。
【００８９】
側方流動試験ストリップ２３は、第１の方向ｘに縦方向に、第２の方向ｙに横方向に延在し、第３の方向ｚに厚さを有する。試験領域２９は、第１の方向ｘにおける位置ＢとＢ’との間に画定される。
【００９０】
典型的な側方流動試験ストリップ２３では、多孔性ストリップ３１の一端に液体試料が導入され、次いで毛細管現象（または「ウィッキング」）によって液体試料が側方流動試験ストリップ２３に沿って引き出される。多孔性ストリップ３１は、分析物が液体試料中に存在する場合、分析物に結合して複合体を形成する試薬で活性化される標識粒子３２（図６）で前処理される。結合した複合体、および未反応の標識粒子３２（図６）は、試験領域２９に到達するまで側方流動試験ストリップ２３に沿って伝播し続ける。試験領域２９は、標識粒子３２に結合した分析物の複合体に結合し（図６）、未反応の標識粒子３２には結合しない（図６）固定化結合試薬で前処理される。標識粒子３２（図６）は、特有の色を有するか、さもなければ、紫外線、可視光線、赤外線または近赤外線の１つ以上の範囲を吸収する。試験領域２９における標識粒子３２（図６）の濃縮の達成は、例えば標識粒子３２（図６）から生じる吸光度を測定することにより、第１の分析試験デバイス１２を使用して測定および定量化され得る。第１の分析試験デバイス１２は、展開された側方流動試験ストリップ２３の測定を行うことができる、すなわち、液体試料は、試験ストリップ２３に沿って引き出されるように所定期間放置されている。
【００９１】
代替として、第１の分析試験デバイス１２は、標識粒子３２（図６）の光学密度の速度論的、すなわち動的時間分解測定を実行してもよい。第１および第２の光検出器１４、１５は、同時かつ連続的に監視され得るため、第１の分析試験デバイス１２は、動的時間分解測定に特に適している。
【００９２】
図６も参照すると、側方流動試験ストリップ２３の多孔性ストリップ３１の構造が示されている。
【００９３】
多孔性ストリップ３１は、典型的には、繊維３３、例えばニトロセルロース繊維のマットから形成される。試験領域２９内で、固定化された結合試薬は、分析物および標識粒子３２の複合体に結合する。
【００９４】
繊維３３は、ほぼ同様の様式で広範囲の波長にわたり光を散乱および／または吸収する。例えば、繊維３３によって散乱される第２の波長範囲Δλｂに対応する光１７の割合は、第３の波長範囲Δλｃに対応する光１８の割合とほぼ同じである。しかしながら、繊維状多孔性ストリップ３１は均一ではなく、繊維３３の密度は、多孔性ストリップ３１内の点ごとに異なり得る。以下でさらに説明するように、多孔性ストリップ３１の不均一性に起因するそのような吸光度のバックグラウンド変動は、測定の感度、すなわち標識粒子３２の最小検出可能濃度を制限する可能性がある。
【００９５】
図７も参照すると、側方流動試験ストリップ２３で使用される標識粒子３２の理想的な吸光スペクトル３４が示されている。
【００９６】
第１および第２の波長λ１、λ２ならびに対応する第２および第３の波長範囲Δλｂ、Δλｃが、側方流動試験ストリップ２３に使用される標識粒子３２に対して適切に選択される場合、第１の分析試験デバイス１２は、多孔性ストリップ３１の不均一性に起因する吸光度のそのようなバックグラウンド変動を補償し得る。例えば、標識粒子３２の吸光スペクトル３４を得て、標識粒子３２の吸光度が波長／周波数と共にどのように変化するかを決定することができる。第１の波長λ１および対応する第２の波長範囲Δλｂは、標識粒子３２のピーク吸光度またはそれに近くなるように選択される。第２の波長λ２および対応する第３の波長範囲Δλｃは、標識粒子３２のピーク吸光度から離れた波長にあるように選択される。換言すれば、標識粒子３２が第３の波長範囲Δλｃよりも第２の波長範囲Δλｂで比較的高い吸光度を有するように、第１および第２の波長λ１、λ２ならびに対応する第２および第３の波長範囲Δλｂ、Δλｃが選択される。第１の波長λ１と第２の波長λ２との間の吸光度の比は、例えば、少なくとも１．５、少なくとも２．０、最大で５．０、最大で１０．０、最大で２０．０、または２０．０を超える因子であってもよい。
【００９７】
第１および第２の波長λ１、λ２は、３００ｎｍ〜１５００ｎｍの間の範囲にあってもよい。第１および第２の波長λ１、λ２は、４００ｎｍ〜８００ｎｍの間の範囲内にあってもよい。
【００９８】
特に図６を参照すると、第２の波長範囲Δλｂに対応する光１７は、繊維３３によって吸収および／または散乱されることに加えて、標識粒子３２によって吸収および／または散乱される。対照的に、第３の波長範囲Δλｃに対応する光１８は、標識粒子３２とわずかに相互作用するか、全く相互作用しない。
【００９９】
図８〜図１０も参照すると、補正信号２１の生成が示されている。
【０１００】
側方流動試験ストリップ２３は、例えば側方流動試験ストリップリーダー２５を使用して、第１の分析試験デバイス１２の一例の光路の試料受容部分７を通過し、吸光度値Ａ（ｘ）が、側方流動試験ストリップ２３の多孔性ストリップ２３に沿った位置ｘの関数として測定され得る。吸光度値Ａ（ｘ）は、試料９、この場合は側方流動試験ストリップ２３が試料受容部分７を占有するときの透過率または反射率の差と、参照条件、例えば試料９または標識粒子を含まない較正試料の存在に基づいて決定される。
【０１０１】
第１の吸光度Ａ１（ｘ）は、第１の光検出器１４によって測定され、第２の波長範囲Δλｂに対応する。同様に、第２の吸光度Ａ２（ｘ）は、第２の光検出器１５によって測定され、第３の波長範囲Δλｃに対応する。第１および第２の吸光度Ａ１（ｘ）、Ａ２（ｘ）は、多孔性ストリップ３１の繊維３３による散乱および／または吸収からの実質的に等しい寄与を有する。吸光度のバックグラウンドレベルは、繊維３３の密度の不均一性に起因して、多孔性ストリップ３１に沿った位置ｘと共に変化する。標識粒子３２から生じる吸光度信号は、それらが多孔性ストリップ３１の不均一性から生じるバックグラウンド変動より少なくとも大きくない限り、確実に検出できない。これは、側方流動試験ストリップ２３を使用して検出され得る標識粒子濃度の下限を制限する。同じバックグラウンド変動は、標識粒子３２の濃度／光学密度の定量的測定の分解能も制限する。
【０１０２】
しかしながら、繊維３３は、ほぼ同じ様式で第２および第３の波長範囲Δλｂ、Δλｃ内の光を散乱するため、第２の吸光度値Ａ２（ｘ）を第１の吸光度値Ａ１（ｘ）から差し引いて、多孔性ストリップ内の繊維３３の不均一な分布に起因するバックグラウンド吸光度の変動の効果を低減または除去することができる。実際には、式（１）のように、差は次のように重み付け係数αで重み付けされる。
【数５】
2020523592.tif 000007
【０１０３】
ＡＣ（ｘ）は、補正された吸光度値の形態の補正信号２１に対応する。値ＡＣ（ｘ）は、標識粒子３２に起因する吸光度の変化に対応する。代替として、式（１）〜（３）に関連して説明したように、補正は、第１および第２の光検出器１４、１５によって出力される第１および第２の信号１９、２０に対して直接実行されてもよく、その後補正モジュール１６が、補正信号ＩＣ（ｘ）を、標識粒子に起因する吸光度ＡＣ（ｘ）の変化に変換してもよい。
【０１０４】
実際には、差Ａ１（ｘ）−αＡ２（ｘ）が得られると吸光度のバックグラウンド変動がある程度残るが、標識粒子３２に特異的な信号の相対サイズは、バックグラウンド変動に対して、場合によっては大幅に増加する可能性がある。このようにして、検出され得る標識粒子３２の濃度の下限を下げることができる。同様に、標識粒子３２の濃度／光学密度の定量的測定の分解能を高めることができる。
【０１０５】
有機光検出器
図１１および図１２も参照すると、例示的な有機光検出器（ＯＰＤ）３５、３６の層構造が示されている。
【０１０６】
特に図１１を参照すると、第１の分析試験デバイス１２は、底部吸収ＯＰＤ３５の形態の第１および第２の光検出器１４、１５を含んでもよい。
【０１０７】
例示的な底部吸収ＯＰＤ３５は、厚さ方向ｚに配設された、透明基板３７、１つ以上のアノード電極を含む透明アノード層３８、正孔輸送層３９、感光性のＯＰＤ活性層４０、および１つ以上のカソード電極を含む反射カソード層４１を含む層構造を含む。ＯＰＤ活性層４０は、ｎ型およびｐ型有機半導体のブレンドの形態をとる。ＯＰＤ活性層４０に使用される１つまたは複数の材料に応じて、底部吸収ＯＰＤ３５は、ＯＰＤ活性層４０と反射カソード層４１との間に配置された電子輸送層４２（「正孔ブロッキング」層とも呼ばれることもある）も含み得る。カプセル化層４３は、典型的には、反射カソード４１を覆い、底部吸収ＯＰＤ３５を形成する材料の一部またはすべてに有害となり得る水分の侵入から底部吸収ＯＰＤ３５を保護する。
【０１０８】
底部吸収ＯＰＤ３５の形態をとる第１および第２の光検出器１４、１５は、第１および第２の光検出器１４、１５のＯＰＤ活性層４０に異なる材料を選択することにより、それぞれの第２および第３の波長範囲Δλｂ、Δλｃに対する感度を構成することができる。
【０１０９】
特に図１２を参照すると、第１の分析試験デバイス１２は、上部吸収ＯＰＤ３６の形態の第１および第２の光検出器１４、１５を含んでもよい。
【０１１０】
例示的な上部吸収ＯＰＤ３６は、厚さ方向ｚに配設された、基板４４、１つ以上のカソード電極を含む透明カソード層４５、電子修正層４６（「電子抽出層」と呼ばれることもある）、感光性のＯＰＤ活性層４７、正孔輸送層４８、および１つ以上のアノード電極を含む透明または半透明アノード層４９を含む層構造を含む。電子修正層４７は、カソード層４５および電子修正層４６の組み合わせの仕事関数をより浅くするために、カソード層４５、例えばインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）の仕事関数を修正するために設けられる。ＯＰＤ活性層４７は、ｎ型およびｐ型有機半導体のブレンドの形態をとる。反射層５０は、カソード層４５と基板４４との間に配置されてもよい。カプセル化層５１は、典型的には、アノード層４９を覆い、上部吸収ＯＰＤ３６を形成する材料の一部またはすべてに有害となり得る水分の侵入から上部吸収ＯＰＤ３６を保護する。基板４４は、透明でも半透明でもよいが、これは上部吸収ＯＰＤ３６にとって必須ではない。
【０１１１】
上部吸収ＯＰＤ３６の形態をとる第１および第２の光検出器１４、１５は、第１および第２の光検出器１４、１５のＯＰＤ活性層４７に異なる材料を選択することにより、それぞれの第２および第３の波長範囲Δλｂ、Δλｃに対する感度を構成することができる。
【０１１２】
フィルタを使用した受信側差別化分析試験デバイス
第１および第２の光検出器１４、１５は異なる感光性材料を含むため、第１の分析試験デバイス１２の第１および第２の光検出器１４、１５は、それぞれの第２および第３の波長範囲Δλｂ、Δλｃに感応する。しかしながら、第１および第２の光検出器１４、１５に異なる感光性材料を使用することは必須ではない。
【０１１３】
図１３も参照すると、第２の分析試験デバイス５２が示されている。
【０１１４】
第２の分析試験デバイス５２は、第１および第２の光検出器１４、１５が同じ感光性材料を含むことを除いて、第１の分析試験デバイス１２と同じである。例えば、第１および第２の光検出器１４、１５が底部または上部吸収ＯＰＤ３５、３６の形態をとる場合、ＯＰＤ３５、３６は、同一のＯＰＤ活性層４０、４７を含み得る。
【０１１５】
正しい波長感度を提供するために、第２の分析試験デバイス５２は、各第１の光検出器１４に対応する、またはその中に組み込まれた第１のフィルタ５３と、各第２の光検出器１５に対応する、またはその中に組み込まれた第２のフィルタ５４とを含む。各第１のフィルタ５３は、対応する第１の光検出器１４の感光性材料に到達する前に、光路を介して試料受容部分７から到達する光１７、１８をフィルタリングするように配設される。各第１のフィルタ５３は、第２の波長範囲Δλｂに対応する光１７を透過させ、第３の波長範囲Δλｃに対応する光１８を減衰させるように構成される。同様に、各第２のフィルタ５４は、対応する第２の光検出器１５の感光性材料に到達する前に、光路を介して試料受容部分７から到達する光１７、１８をフィルタリングするように配設される。各第２のフィルタ５４は、第３の波長範囲Δλｃに対応する光１７を透過させ、第２の波長範囲Δλｂに対応する光１８を減衰させるように構成される。
【０１１６】
各第１のフィルタ５３は、それぞれの第１の光検出器１４に統合されてもよく、各第２のフィルタ５４は、それぞれの第２の光検出器１５に統合されてもよい。例えば、各第１の光検出器は、感光性材料および第１のフィルタ５３を含んでもよく、各第２の光検出器は、感光性材料および第２のフィルタ５４を含んでもよい。代替として、フィルタ５３、５４は、第１および第２の光検出器１４、１５を覆う別個の層として提供されてもよい。
【０１１７】
第１および第２の光検出器１４、１５が底部吸収ＯＰＤ３５の形態をとる場合、第１および第２のフィルタ５３、５４は、例えば、カラーインクを印刷することにより、アノード層３８に対して透明基板３７の反対側に配置され得る。
【０１１８】
第１および第２の光検出器１４、１５が上部吸収ＯＰＤ３６の形態をとる場合、第１および第２のフィルタ５３、５４は、例えば、カラーインクを印刷することにより、カプセル化層５１上に配置され得る。代替として、アノード層４９の上に第１および第２のフィルタ５３、５４を設け、第１および第２のフィルタ５３、５４の上にカプセル化層５１を堆積させてもよい。さらなる代替形態において、カプセル化層５１自体が第１および第２のフィルタ５３、５４を一体的に組み込んでもよく、例えば、カプセル化層５１は、異なる領域が異なって着色されるように染色または別様に処理された透明ポリマーの単一片フィルムの形態をとってもよい。
【０１１９】
図１４Ａおよび図１４Ｂも参照すると、第２の分析試験デバイス５２の光検出器１４、１５およびフィルタ５３、５４の第１の例示的なレイアウト５５が示されている。
【０１２０】
特に図１４Ａを参照すると、各第１の光検出器１４は、第１の方向ｘに延在するスパイン５６と、スパイン５６から第２の方向ｙに延在するいくつかの分岐５７とを含む。同様に、各第２の光検出器１５は、第１の方向ｘに延在するスパイン５８と、第１の光検出器１４の分岐５７とは反対の向きの第２の方向ｙにスパイン５８から延在するいくつかの分岐５９とを含む。第１および第２の光検出器１４、１５の各対は、対応する分岐５７、５９が互いにかみ合うように配設される。
【０１２１】
ここで特に図１４Ｂを参照すると、対応する第１および第２のフィルタ５３、５４は、対応する互いにかみ合った配置で配設される。
【０１２２】
このようにして、第１および第２の光検出器１４、１５に入射する光１７、１８の量の差を低減することができる。任意選択のディフューザー２２が試料受容部分７と光検出器１４、１５との間の光路に含まれる場合、第１および第２の光検出器１４、１５を照明する均一性がさらに改善され得る。
【０１２３】
互いにかみ合った分岐５７、５９を使用する必要はなく、代替例では、いくつかの第１の光検出器１４は第１の方向ｘに伸びてもよく、いくつかの第２の光検出器１５は第１の方向ｘに伸びてもよく、第１および第２の光検出器１４、１５は、第２の方向ｙに互いにかみ合ってもよい。
【０１２４】
図１５も参照すると、標識粒子３２の測定のための発光体１３およびフィルタ５３、５４の１つの例示的な組み合わせに対応する発光および吸光特性が示されている。
【０１２５】
標識粒子３２の正規化された吸光度６０（図１５の実線）は、４０ｎｍの金ナノ粒子の形態の標識粒子３２に対応する。そのような金ナノ粒子は、側方流動試験ストリップ２３システムの標識粒子３２として使用されてもよい。参考のため、ＯＬＥＤの正規化された発光スペクトル６１（図１５の破線）も示す。金ナノ粒子の吸光スペクトル６０は、緑色の波長付近にピーク吸収を示し、赤色の波長付近に比較的弱い吸収を示すことが観察され得る。この例では、緑色の波長に対応するように第２の波長範囲Δλｂを選択することができ、赤色の波長に対応するように第３の波長範囲Δλｃを選択することができる。図１５は、約４００ｎｍ〜約６００ｎｍの第２の波長範囲Δλｂを透過する緑色フィルタの形態の第１のフィルタ５３の正規化された吸光スペクトル６２（図１５の鎖線）を示す。図１５はまた、約６００ｎｍから近赤外（ＮＩＲ）の、第３の波長範囲Δλｃを透過する赤色フィルタの形態の第２のフィルタ５４の正規化された吸光スペクトル６３（図１５の点線）を示す。
【０１２６】
このように、（１つまたは複数の）第１の光検出器１４は、金ナノ粒子が試料受容部分７内に存在する場合に吸光度の強い変化を検出し、一方、金ナノ粒子に対する（１つまたは複数の）第２の光検出器１５の応答は小さいか、または無視できる。対照的に、側方流動試験ストリップ２３の多孔性ストリップ３１を構成する繊維３３は、典型的には白色または実質的に白色であるため、繊維３３に対する第１および第２の光検出器１４、１５の応答およびその不均一性は相関する。したがって、繊維３３のバックグラウンド不均一性の影響は、前述のように差を得ることにより低減または除去され得る（式（１）〜（４））。
【０１２７】
図１６Ａも参照すると、第２の分析試験デバイス５２の光検出器１４、１５およびフィルタ５３、５４の第２の例示的なレイアウト６４が示されている。
【０１２８】
第２のレイアウト６４では、いくつかの第１の光検出器１４およびいくつかの第２の光検出器１５が交互のグリッドで配設される。対応する第１および第２のフィルタ５３、５４もまた、交互のグリッドで配設される。
【０１２９】
第１の光検出器１４および対応する第１のフィルタ５３は第１の格子に配置され、第２の光検出器１５および対応する第２のフィルタ５４は第２の格子に配置される。第１および第２の格子は、第１および第２の格子が相互貫入するように、第２の格子が第１の格子に対して変位していることを除いて同一である。図１６Ａに示す例では、第１および第２の格子は、単一のフィルタ５３、５４を含む単位セルを有する斜めの格子、またはフィルタ５３、５４の対を含むモチーフを有する単位セルを有する正方格子とみなすことができる。
【０１３０】
図１６Ｂも参照すると、第２の分析試験デバイス５２の光検出器１４、１５およびフィルタ５３、５４の第３の例示的なレイアウト６５が示されている。
【０１３１】
第３のレイアウト６５は、第１および第２の格子の形態を除いて、第２のレイアウト６４と同じである。この場合、第１および第２の格子はそれぞれ、単一のフィルタ５３、５４を含む単位セルを有する正方格子である。
【０１３２】
相互貫入２Ｄ格子の任意の他の適切なパターンを使用して、第２の分析試験デバイス５２の光検出器１４、１５およびフィルタ５３、５４を配設することができる。
【０１３３】
図１４Ａおよび図１４Ｂに示される互いにかみ合った配置、ならびに図１６Ａおよび図１６Ｂに示される相互貫入格子配置は、第２の分析試験デバイス５２に関して説明されたが、第１および第２の光検出器１４、１５の同じまたは同様の配置は、第１および第２の光検出器１４、１５の照明の均一性を高めるために、第１の分析試験デバイス１２において使用され得る。
【０１３４】
共振空洞を使用した受信側差別化分析試験デバイス
図１７も参照すると、改変型上部吸収ＯＰＤ６６の層構造が示されている。
【０１３５】
第３の分析試験デバイス（図示せず）は、第１および第２のフィルタ５３、５４の代わりに、第３の分析試験デバイスが、所望の波長での吸光度を高めるように調整され得る共振微小空洞７５を含む改変型上部吸収ＯＰＤ６６を使用することを除いて、第２の分析試験デバイス５２と同じである。
【０１３６】
改変型上部吸収ＯＰＤ６６は、その上に配置された反射カソード６９を有する基板６８を含む。透明な導電性酸化物層６７が反射カソード６９上に配置され、電子輸送層７０が透明な導電性酸化物層６７上に配置される。透明導電性酸化物層６７は、例えば、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）の形態をとってもよい。透明導電性酸化物層６７および電子輸送層７０は、一緒になって二重層スタックを構成する。ＯＰＤ活性層７１が二重層スタック上に配置される。ＯＰＤ活性層７１は、ｎ型およびｐ型有機半導体のブレンドの形態をとる。正孔輸送層７２は、ＯＰＤ活性層７１と半透明アノード層７３との間に配置され、両方と電気的に接触している。カプセル化層７４は、アノード層７３を被覆し、改変型上部吸収ＯＰＤ６６を封入して、改変型上部吸収ＯＰＤ６６の材料の一部またはすべてに有害な影響を有し得る水分の侵入を防止または遅延させるために設けられる。微小空洞７５は、半透明アノード層７３と反射カソード６９との間に形成される。
【０１３７】
改変型上部吸収ＯＰＤ６６は、特に狭い半値全幅（ＦＷＨＭ）および高い外部量子効率（ＥＱＥ）値が同時に達成され得、したがって光学フィルタを使用せずに波長感度が改善され得るため、効果的かつ効率的な色識別を可能にする好ましい光応答を示す。したがって、第３の分析試験デバイスは、第１および第２のフィルタ５３、５４を含まない。
【０１３８】
驚くべきことに、微小空洞７５の共振波長は、ＯＰＤ活性層７１の厚さを変えることだけでなく、透明導電性酸化物層６７、ならびにｎ型有機半導体およびｐ型有機半導体の混合物を含むＯＰＤ活性層７１の合計厚さを変えることによっても改変され得ることが判明した。このようにして、ＯＰＤ活性層７１の厚さをＥＱＥ効率、加工性等に関して最適化された値に設定し、改変型上部吸収ＯＰＤ６６の性能に実質的に影響することなく導電性酸化物層６７の厚さを調節することにより微小空洞７５の共振波長を調整することができる。
【０１３９】
好ましくは、ＯＰＤ活性層７１を形成するためにブレンドされるｎ型有機半導体およびｐ型有機半導体は、ＯＰＤ活性層７１が、ＡＳＴＭ  Ｅ１０２１に従って測定される所望の範囲での変更された上部吸収ＯＰＤ６６の外部量子効率（ＥＱＥ）スペクトルの最大の波長である目標波長λｍａｘで少なくとも５０％の透過率Ｔを示すように選択される。例えば、第１の光検出器１４の場合、波長λｍａｘは第１の波長λ１に対応するか、または少なくとも第１の波長λ１付近の第２の波長範囲Δλｂ内にあるべきである。波長λｍａｘはまた、ＯＰＤ活性層７１の厚さを変えることによって調整され得る。次いで、微小空洞７５の共振波長を所望の値λｍａｘに調整するために、透明導電性酸化物層６７の厚さが調節される。
【０１４０】
改変型上部吸収ＯＰＤ６６は、例えば、フォトリソグラフィー法、スパッタリング技術、熱蒸着、真空蒸着、レーザー蒸着、スクリーン印刷、印刷、インプリンティング、スピンコーティング、浸漬、インクジェット、ロールコーティング、フローコーティング、ドロップキャスティング、スプレーコーティング、および／またはロール印刷等の１つ以上の蒸着技術を使用して製造され得る。
【０１４１】
このように、フィルタ５３、５４を使用する代わりに、それぞれの第２または第３の波長範囲Δλｂ、Δλｃに対する第１および第２の光検出器１４、１５の感度は、適切に調整された共振波長を有する共振空洞７５を含む改変型上部吸収ＯＰＤ６６を使用することによって提供され得る。例えば、各第１の光検出器１４は、ＯＰＤ活性層７１の形態の感光性材料と、第２の波長範囲Δλｂに対応する光１７に結合するように構成された第１の共振空洞７５とを含み得る。同様に、各第２の光検出器１５は、ＯＰＤ活性層の形態の感光性材料と、第３の波長範囲Δλｃに対応する光１８に結合するように構成された第２の共振空洞７５とを含む。
【０１４２】
改変型上部吸収光検出器の例
半透明アノード層７３および反射カソード６９を形成するために銀を使用して、改変型上部吸収光検出器６６の第１、第２および第３の例を製造および評価した。ＯＰＤ活性層７１は、ＰＣＢＭ型フラーレン誘導体、具体的にはフェニル−Ｃ６１−酪酸メチルエステル（Ｃ６０ＰＣＢＭ）と、構造式（Ａ）に従うｐ型有機半導体とのブレンドから形成された。
【化１】
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【０１４３】
Ｃ６０ＰＣＢＭおよび化合物（Ａ）は両方とも、５５０ｎｍ（緑色）の例示的目標波長付近の低い吸光度を特徴とし、約４３０ｎｍ（Ｃ６０ＰＣＢＭおよび化合物（Ａ））、７２０ｎｍ（化合物（Ａ））および８００ｎｍ（化合物（Ａ））に極大吸光度を示す。Ｃ６０ＰＣＢＭと化合物（Ａ）とのブレンドを含む活性層の目標波長５５０ｎｍ（λｍａｘ）での透過率Ｔは、以下で説明される実施例に記載される厚さで少なくとも５０％であることが保証される。
【０１４４】
［実施例１］
透明導電性酸化物層６７として、銀から形成された反射カソード６９上に４５ｎｍの厚を有するＩＴＯ層を堆積させ、一方ＯＰＤ活性層７１の厚さは１６０ｎｍであり、これにより活性および導電性酸化物層の２０５ｎｍの合計厚さが得られた。
【０１４５】
［実施例２］
活性および導電性酸化物層の合計厚さが２０５ｎｍを維持するように、ＩＴＯ層が２５の厚さを有し、活性層の厚さが１８０ｎｍであったことを除き、有機光検出器を実施例１に従って調製した。
【０１４６】
［実施例３］
ＩＴＯ層が８０ｎｍの厚さを有し、活性層の厚さが１４０ｎｍであり、活性および導電性酸化物層の合計厚さが２２０ｎｍであることを除いて、実施例１に従ってさらなる有機光検出器を調製した。
【０１４７】
実施例１〜３の有機光検出器のそれぞれの外部量子効率を、較正された入射光子電荷キャリア効率（ＩＰＣＥ）測定システムを使用して、約４００〜７００ｎｍの波長範囲で測定した。ＦＷＨＭは、中央ＥＱＥピークのガウスフィッティング曲線を使用して、最大ＥＱＥの半分に対応する波長の幅として計算される。
【０１４８】
図１８も参照すると、実施例１〜３のＯＰＤに対応する外部量子効率（ＥＱＥ）スペクトル７６、７７、７８が示されている。破線の曲線は、−１Ｖの逆バイアス電圧ＶＢでのＥＱＥ応答を示し、実線の曲線はＶＢ＝０ＶでのＥＱＥ応答を示す。
【０１４９】
実施例２のＯＰＤのＥＱＥスペクトル７７（図１８の濃い灰色の線）は、約４０ｎｍのＦＷＨＭ、ならびにＶＢ＝−１Ｖで約２６％およびＶＢ＝０Ｖで約２３％の外部量子効率を有する、５１０ｎｍを中心とするＥＱＥピークを示すことが観察され得る。
【０１５０】
同様に、実施例１のＯＰＤのＥＱＥスペクトル７６（図１８の明るい灰色の線）は、約４０ｎｍのＦＷＨＭおよび比較的低い外部量子効率（ＶＢ＝−１Ｖで約２０％、ＶＢ＝０Ｖで約１８％）を有する、５１０ｎｍを中心とするピークを示すことが観察され得る。ＯＰＤ活性層７１の厚さを１８０ｎｍまで増加させても、透明導電層６７の厚さの減少により、共振波長は実質的にシフトせず、したがって全体の厚さは実施例１と同じであることが観察され得る。
【０１５１】
対照的に、実施例３のＯＰＤのＥＱＥスペクトル７８（図１８の黒い線）は、ＯＰＤ活性層７１および導電性透明酸化物層６７の合計厚さが２２０ｎｍに増加することにより、ＥＱＥ最大値が約５３５ｎｍのより長い波長にシフトすることを示すことが観察され得るが、これは、ＯＰＤ活性層の厚さ７１を変更せずに、ひいては実施例１と比較してＦＷＨＭおよび外部量子効率に実質的な影響なしに（約４０ｎｍのＦＷＨＭ、ＶＢ＝−１Ｖで約２３％、およびＶＢ＝０Ｖで約２１％のＥＱＥ）、透明導電性酸化物層６７の厚さを調節することにより共振波長を所望の値に調整できることを示している。
【０１５２】
補正信号を生成するための回路
図１９は、補正モジュール１６に含まれ得る増幅加算回路７９の一例の回路図である。
【０１５３】
回路７９は、第１の光検出器１４から第１の信号１９を受信するための第１の入力端子Ｖ１と、第２の光検出器１５から第２の信号２０を受信するための第２の入力端子Ｖ２とを含む。第１の入力端子Ｖ１は、第１の抵抗Ｒ１を介して演算増幅器ＯＰ１の反転入力に結合される。同様に、第２の入力端子Ｖ２は、第２の抵抗Ｒ２を介して演算増幅器ＯＰ１の反転入力に結合される。第１および第２の抵抗Ｒ１、Ｒ２のそれぞれの１つの端子は、ノード８０で反転入力に接続する。増幅器ＯＰ１の非反転入力は接地に接続される。回路７９は、増幅器ＯＰ１の反転入力と出力Ｖｏｕｔとの間に接続されたフィードバック抵抗Ｒｆの形態のフィードバックネットワークを含む。増幅器出力Ｖｏｕｔは、補正信号２１を提供する。増幅器出力Ｖｏｕｔは、次の式に従って、第１の抵抗Ｒ１、第２の抵抗Ｒ２、およびフィードバック抵抗Ｒｆの値によって決定される。
【数６】
2020523592.tif 000009
【０１５４】
このようにして、増幅加算回路７９を使用して式（２）を実装することができる。さらに、対応する抵抗によってノード８０に結合されたさらなる電圧入力Ｖ３、・・・、ＶＮを含めることにより、式（１）または（３）を増幅回路に等しく実装することができる。
【０１５５】
このようにして、第１、第２、および／または第３の受信側差別化分析試験デバイス１２、５２は、補正を実行する前に入力信号１９、２０をデジタルデータに個別に増幅および変換する必要なく、リアルタイムで補正信号２１を生成することができる。これにより、差を得る前に信号１９、２０によって取得される無相関ノイズの量を減らすことができ、その結果、英国特許出願第１６１６３０１．６号に記載の発光側分析試験デバイス１と比較して、補正信号の品質を改善することができる。
【０１５６】
測定形状
第１、第２および／または第３の分析試験デバイス１２、５２は、ある範囲の発光体１３および光検出器１４、１５の形状を使用するように構成されてもよい。
【０１５７】
図２０も参照すると、第１および第２の光検出器１４、１５が試料受容部分７を透過した光を受容するように光路が構成された構成が示されている。
【０１５８】
透過測定の場合、（１つまたは複数の）発光体１３および光検出器は、単に光路に対応するギャップだけ離間し得る。次いで、光路の試料受容部分７は、試料９が分析試験デバイス１２、５２内に受容されたときに試料９が占めるギャップの部分に対応する。
【０１５９】
例えば、側方流動試験ストリップ２３の形態の試料９が使用される場合、側方流動試験ストリップ２３は、（１つまたは複数の）発光体１３と光検出器１４、１５との間に試験領域２９が位置付けられるように配設され得る。経路の試料受容部分７は、光路と交差する側方流動試験ストリップ２３の厚さに対応する。
【０１６０】
追加の光学部品が光路に含められてもよい。例えば、（１つもしくは複数の）発光体１３から光路への光、および／または光路から光検出器１４、１５への光は、スリットまたは他の開口部によって制限され得る。また、試料受容部分７と光検出器１４、１５との間の光路にディフューザー２２が含まれてもよい。
【０１６１】
しかしながら、本明細書に記載の第１、第２、および第３の分析デバイス１２、５２は、反射の測定にも等しく適用可能である。
【０１６２】
図２１も参照すると、第１および第２の光検出器１４、１５が試料受容部分７から反射された光を受容するように光路が構成される構成が示されている。
【０１６３】
例えば、分析試験デバイス１２、５２が、側方流動試験ストリップ２３の形態の試料９を受容するように配設される場合、（１つまたは複数の）発光体１３は、第１の角度θ１で分析試験デバイス１２、５２内に受容された側方流動試験ストリップ２３の対象領域を照明するように配設され得、また光検出器１４、１５は、側方流動試験ストリップ２３から反射された光を受容するように配設され得る。側方試験ストリップ２３の多孔性ストリップ３１から反射された光は、一般に、繊維３３のほぼ無作為な配向に起因して広範囲の異なる角度に散乱される。その結果、試料受容部分７と（１つまたは複数の）光検出器１４、１５との間の光路の部分は、第１の角度θ１に必ずしも等しくなくてもよい第２の角度θ２に配向されてもよい。いくつかの例では、第１および第２の角度θ１、θ２は、等しくてもよい。いくつかの例では、（１つまたは複数の）発光体１３および（１つまたは複数の）光検出器１４、１５は、共焦点構成で配設されてもよい。試料９から反射された光は、試料９の表面８１から、または試料９内の深さから発してもよい。
【０１６４】
追加の光学部品が光路に含められてもよい。例えば、（１つもしくは複数の）発光体１３から光路への光、および／または光路から光検出器１４、１５への光は、スリットまたは他の開口部によって制限され得る。また、試料受容部分７と光検出器１４、１５との間の光路にディフューザー２２が含まれてもよい。
【０１６５】
統合分析試験デバイスを有する側方流動デバイス
図２２も参照すると、第１、第２、または第３の分析試験デバイス１２、５２の統合例を組み込んだ側方流動デバイス８２が示されている。
【０１６６】
側方流動試験デバイス８２は、試料受容部分８３、複合部分８４、試験部分８５および芯部分８６に分割された多孔性ストリップ３１を含む。多孔性ストリップ３１は、基部８７に受容される。蓋８８が基部８７に取り付けられて、多孔性ストリップ３１を固定し、露出を必要としない多孔性ストリップ３１の部分を被覆する。蓋８８は、試料受容部分８３の一部を露出させて液体試料受容領域９０を画定する試料受容窓８９を含む。蓋および基部８７、８８は、例えば、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリプロピレンまたは同様の材料等のポリマーから作製される。
【０１６７】
基部８７は、第１および第２の発光体１３ａ、１３ｂが受容される凹部９１を含む。各発光体１３は、前述のように構成されてもよい。各発光体１３は、例えば白色ＯＬＥＤ等のＯＬＥＤであってもよい。蓋８８は、第１および第２の光検出器１４ａ、１５ａの第１の対、ならびに第１および第２の光検出器１４ｂ、１５ｂの第２の対が収容される凹部９２を含む。光検出器１４ａ、１５ａ、１４ｂ、１５ｂは、好ましくはＯＰＤの形態をとる。第１および第２の光検出器１４ａ、１５ａ、１４ｂ、１５ｂの各対は、好ましくは、第２のレイアウト５５（図１４Ａ）と同様の様式で互いにかみ合っている。光検出器１４ａ、１５ａ、１４ｂ、１５ｂは、第１の分析試験デバイス１２のように対応する波長範囲Δλｂ、Δλｃに本質的に感応し、第２の分析試験デバイス５２のようにフィルタ５３、５４を含む、もしくはそれらと組み合わされてもよく、または、第３の分析試験デバイスのように微小空洞７５を含んでもよい。
【０１６８】
第１の発光体１３ａならびに第１および第２の光検出器１４ａ、１５ａの第１の対は、多孔性ストリップ３１の試験領域２９の両側に配設される。第２の発光体１３ｂならびに第１および第２の光検出器１４ｂ、１５ｂの第２の対は、多孔性ストリップ３１の対照領域３０の両側に配設される。スリット部材９３は、発光体１３を多孔性ストリップ３１から分離して、多孔性ストリップ３１の幅を横切って延在するスリット９４を画定し、第１および第２の発光体１３ａ、１３ｂは、それぞれ試験領域２９および対照領域３０を照らす。例えば、多孔性ストリップ３１が第１の方向ｘに延在し、第３の方向ｚに厚さを有する場合、スリット３１は第２の方向ｙに延在する。さらなるスリット部材９５は、多孔性ストリップ３１から光検出器１４ａ、１５ａ、１４ｂ、１５ｂを分離するスリット９６を画定する。スリット９４、９６は、水分が凹部９１、９２に入るのを防ぐために、透明材料の薄い層で被覆されてもよい。材料は、特定の波長λの光の７５％超、８５％超、９０％超、または９５％超を透過する場合、その波長λに対して透明であるとみなされる。スリット９６のそれぞれと対応する光検出器１４ａ、５ａ、１４ｂ、１５ｂとの間に、ディフューザー２２が含まれてもよい。
【０１６９】
液体試料９７は、例えばスポイト９８または同様の器具を使用して、試料受容窓８９を通して試料受容部分８３に導入される。液体試料９７は、多孔性ストリップ８３、８４、８５、８６の第１の端部１００から液体輸送経路９９に沿って、および多孔性ストリップ８３、８４、８５、８６の多孔性の毛管作用または吸上作用により第２の端部１０１に向かって輸送される。多孔性ストリップ３１の試料受容部分８３は、典型的には、繊維状セルロースフィルタ材料から作製される。
【０１７０】
コンジュゲート部分８４は、標識粒子−分析物複合体（図示せず）を形成するために、試験されている分析物を結合するための少なくとも１つの粒子状標識結合試薬で前処理されている。粒子状標識結合試薬は、典型的には、例えば、標的分析物に特異的に結合するように増感されたナノメートルまたはマイクロメートルサイズの標識粒子３２である。粒子３２は、検出可能な応答を提供し、これは通常、特定の色等の目に見える光学的応答であるが、他の形をとってもよい。例えば、赤外線で見える粒子、紫外線の下で蛍光を発する粒子、または磁性の粒子を使用することができる。典型的には、複合部分８４は、液体試料９７中の１種類の分析物の存在について試験するために、１種類の粒子状標識結合試薬で処理される。しかしながら、２つ以上の粒子状標識結合試薬を同時に使用して２つ以上の分析物を試験する代替の側方流動デバイスが製造されてもよい。複合部分８４は、典型的には、繊維ガラス、セルロースまたは表面改質ポリエステル材料から作製される。
【０１７１】
液体試料のフローフロントが試験部分８５に移動すると、標識粒子−分析物複合体および未結合標識粒子が第２の端部１０１に向かって運ばれる。試験部分８５は、一対の光検出器１４ａ、１５ａ、１４ｂ、１５ｂと組み合わせて対応する発光体１３ａ、１３ｂによって監視される試験領域２９および対照領域３０を含む。試験領域２９は、標識粒子−分析物複合体に特異的に結合し、未反応の標識粒子には結合しない固定化結合試薬で前処理される。標識粒子−分析物複合体が試験領域２９に結合すると、試験領域２９の標識粒子３２の濃度が増加する。濃度の増加は、対応する発光体１３ａ、１３ｂを光検出器１４ａ、１５ａ、１４ｂ、１５ｂの対と組み合わせて使用して、試験領域２９の吸光度を測定することにより監視することができる。試験領域２９の吸光度は、液体試料９７が添加されてから設定期間が終了すると測定され得る。代替として、試験領域２９の吸光度は、側方流動ストリップ２３が展開されるにつれて連続的にまたは定期的に測定されてもよい。
【０１７２】
陰性の試験と単に正しく機能しなかった試験とを区別するために、試験領域２９と第２の端部１０１との間に対照領域３０がしばしば設けられる。対照領域３０は、非結合標識粒子に特異的に結合し、標識粒子−分析物複合体には結合しない第２の固定化結合試薬で前処理される。このようにして、側方流動試験デバイス８２が正しく機能し、液体試料９７が複合部分８４および試験部分８５を通過した場合、対照領域３０は吸光度の変化を示す。対照領域３０の吸光度は、光検出器１４ｂ、１５ｂの第２の対と組み合わされた第２の発光体１３ｂによって測定され得る。試験部分８５は、典型的には、繊維状ニトロセルロース、ポリフッ化ビニリデン、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）または電荷修飾ナイロン材料から作製される。これらの材料はすべて繊維状であるため、前述のように補正信号２１を得ることで吸光度測定の感度を向上させることができる。
【０１７３】
第２の端部１０１に近接して設けられた芯部分８６は、試験部分８５を通過した液体試料９７を吸い上げ、液体試料９７の貫流を維持するのを助ける。芯部分８６は、典型的には、繊維状セルロースフィルタ材料から作製される。
【０１７４】
統合分析試験デバイスを有する側方流動デバイス８２を参照して、発光側分析試験デバイス１に対する本明細書で説明される受容器側差別化分析試験デバイスのさらなる利点を説明することができる。
【０１７５】
図２３は、側方流動試験ストリップ２３の試験領域２９が試料受容部分７内に受容されるときの発光側差別化分析試験デバイス１を示す。
【０１７６】
交互の第１および第２のエミッタ２、３のアレイは、試料受容部分７に向かって光４、５を発する。第１および第２のエミッタ２、３は、透明基板１０２上に堆積されたＯＬＥＤデバイスの形態をとる。光４、５は、第２の透明基板１０３上に堆積された底部吸収ＯＰＤの形態の光検出器８によって、試料受容部分７の反対側で検出される。
【０１７７】
実際には、重ならない発光スペクトルを有し、各波長範囲内で試料受容部分７の実質的に均一な照明を提供するのに十分に短い距離にわたって交互に配設される第１および第２のエミッタ２、３を実現することは、困難となり得る。この問題を回避するために、白色、多色または広帯域発光体１２８のアレイを、第１および第２のフィルタ５３、５４のアレイと組み合わせて使用することができる。しかしながら、フィルタ５３、５４が使用される場合、基板１０２の厚さｔは、白色、多色または広帯域発光体１２８がある角度範囲で白色、多色または広帯域光１２９を発するため、ある程度のクロストークがあることを意味する。
【０１７８】
このクロストークは、第１のフィルタ５３の下にあるエミッタ１２８からの白色、多色または広帯域光１２９のより少ない割合が隣接する第２のフィルタ５４に入射するように、またその逆となるように、基板１０２の厚さを減少させることにより低減することができる。しかしながら、十分に薄いガラス基板は、製造することが困難で比較的高価となり得、また取り扱うこと、およびその上に発光体２、３を堆積させることが困難となり得る。その結果、実際には、第１および第２のエミッタ２、３は、ポリマー材料から作製された薄い基板１０２上に堆積される。
【０１７９】
図２４Ａ〜図２４Ｄも参照すると、ガラスおよびプラスチック基板１０２上に堆積されたＯＬＥＤの安定性が比較されている。
【０１８０】
ガラスで形成された基板１０２上のＯＬＥＤの場合、ＯＰＤにより測定されるＯＬＥＤ電圧１０４ａ、１０４ｂおよび照明出力１０５ａ、１０５ｂは、プラスチックで形成された基板１０２上に堆積されたＯＬＥＤの類似の特性１０６ａ、１０６ｂ、１０７ａ、１０７ｂよりも実質的に安定であることが観察され得る。図２４Ａ〜図２４Ｄにおいて破線１０４ａ、１０５ａ、１０６ａ、１０７ａで示されるデータは、約３６秒の持続時間の最初の試験実行に対応し、実線１０４ｂ、１０５ｂ、１０６ｂ、１０７ｂで示されるデータは、約６．５秒の持続時間の２回目の試験実行に対応する。ガラス上に堆積させたＯＬＥＤと比較して、プラスチック上に堆積させたＯＬＥＤの安定性が比較的低いため、発光側差別化分析試験デバイス１に望ましくないノイズが生じる可能性がある。そのような問題は、異なる時間に得られた測定値の間に差が得られ、差が得られたときにＯＬＥＤ出力の変動が実際の信号として記録されるため、発光側差別化分析試験デバイス１にとって特に懸念される。
【０１８１】
対照的に、例えば第２の分析試験デバイス５２を使用して受信側でフィルタリングが行われる場合、（１つまたは複数の）発光体１３を提供するＯＬＥＤは、優れたＯＬＥＤ安定性の利点を得るためにガラス基板上に堆積されてもよい。基板３７の厚さは、光検出器１４、１５が底部吸収ＯＰＤ３５である場合のクロストークを低減するために依然として重要であるが、プラスチック上に堆積された場合のＯＰＤ安定性は、特にＯＰＤが比較的高い電流で駆動されないため、ＯＬＥＤの場合と同じように影響されるとは推測されない。
【０１８２】
同様に、カプセル化層５１の厚さは、光検出器１４、１５が上部吸収ＯＰＤ３６であり、フィルタ５３、５４がカプセル化層５１上に配置されている場合のクロストークを低減するために重要である。しかしながら、クロストークはまた、カプセル化層５１の下にフィルタ５３、５４を配置することにより、またはカプセル化層５１にフィルタ５３、５４を組み込むことにより低減され得る。
【０１８３】
重み付け係数の決定方法
式（１）〜（４）では、重み付け係数α、β、γが使用される。これらの係数は、第１および第２の光検出器１４、１５の絶対感度の差を説明する相対的な重みを表す。そのような差は、第１および第２の光検出器１４、１５の異なる材料および／または分析試験デバイス１２、５２の全体的な形状から生じる。したがって、分析試験デバイス１２、５２の特定の構成に対して（１つまたは複数の）係数α、β、γが決定されると、同じ構成を有する他のデバイス１２、５２に対して同じ（１つまたは複数の）係数を使用することができる。
【０１８４】
重み付け係数は、既知の時間依存信号に従って（１つまたは複数の）発光体１３の発光を変調することにより、例えば入力電圧信号を変調することにより決定され得る。次いで、補正信号２１から導入された時間依存信号を最小化または除去するように、重み付け係数を繰り返し修正することができる。
【０１８５】
図２５も参照すると、重み付け係数αを決定する例が示されている。
【０１８６】
式（２）が次のように表され得るような、第１および第２の光検出器１４、１５の単一の対の場合の一例を説明する。
【数７】
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【０１８７】
式中、Ｉ１は、第１の光検出器からの信号１９であり、Ｉ２は、第２の光検出器１５からの信号２０であり、ＩＣは、補正信号２１であり、αは、重み付け係数である。
【０１８８】
時間依存照明強度１０８は、方形波信号で（１つまたは複数の）発光体１３の発光を変調することにより生成される。
【０１８９】
重み付け係数の初期推定値α１を使用して、対応する補正信号ＩＣ（α１）が計算される。初期推定値α１が完全でない限り、対応する補正信号ＩＣ（α１）には、照明強度の方形波変調に対応する成分が含まれる。新しい重み付け係数α２が決定され、対応する補正信号ＩＣ（α２）を計算するために使用される。重み付け係数αの値の繰り返しは、任意の適切な検索戦略に従って実行され得る。補正信号ＩＣ（αｍ）で、照明強度の方形波変調に対応する成分が除去されるか、または閾値の大きさ未満に低減されるまで、重み付け係数がα２、・・・、αｍ−１、αｍで繰り返される。次いで、最終的な収束された重み付け係数αｍを使用して、同じ構成を有する他のデバイスの補正信号２１を計算することができる。
【０１９０】
改変
前述の実施形態に多くの改変を加えることができることを理解されたい。そのような改変は、分析試験デバイスの設計、製造、および使用において既に知られており、本明細書で既に説明された特徴の代わりに、またはそれに加えて使用され得る同等および他の特徴を含み得る。一実施形態の特徴は、別の実施形態の特徴によって置換または補足されてもよい。
【０１９１】
試料９の吸光度が透過または反射ジオメトリで決定される例が説明された。ただし、本明細書に記載の例は吸光度の測定に限定されない。例えば、発光体１３は、標的分析物または標識粒子による蛍光、および例えば多孔性ストリップ３１のニトロセルロース繊維のバックグラウンド自家蛍光を励起する第１の波長範囲Δλａ内の光を発することができる。蛍光測定を行う場合、吸光度測定とは対照的に、第１の波長範囲Δλａは、理想的には第２または第３の波長範囲Δλｂ、Δλｃのいずれかと重複しない、または最小限の範囲で重複する。第１および第２の光検出器１４、１５は、生来、またはフィルタを使用して、第１の光検出器１４が蛍光を測定し、第２の光検出器１５が自家蛍光を測定するように選択された対応する第２および第３の波長範囲Δλｂ、Δλｃに感応してもよい。蛍光波長範囲Δλｂと自家蛍光波長範囲Δλｃとの間には、ある程度の重複があり得る。第１および第２の光検出器１４、１５を同時に監視できるという利点は、蛍光測定にも等しく適用可能である。
【０１９２】
側方流動試験ストリップ２３に関して例を説明したが、本方法ならびに第１、第２および第３の分析試験デバイス１２、５２はまた、最小限の改変で他の種類の試料９と共に使用することができる。
【０１９３】
例えば、図２６も参照すると、第４の分析試験デバイス１０９が示されている。
【０１９４】
第４の分析試験デバイス１０９は、液体試料９７を含む容器、例えばキュベット１１０の形態の、試料９を受容するように構成された試料受容部分７を有する光路を含む。液体試料９７の吸光度は、第２の波長範囲Δλｂで測定されてもよい。第４の分析試験デバイス１０９の検出限界は、前述と同じ様式で、１つ以上の第１の光検出器１４により測定される信号１９と、１つ以上の第２の光検出器１５により測定される信号２０との差として補正信号２１を得ることにより改善され得る。同様に、第４の分析試験デバイス１０９は、前述の蛍光アッセイに使用され得る。
【０１９５】
第４の分析試験デバイス１０９の違いは、繊維３３による散乱の代わりに、補正がキュベット１１０の側面上のほこり、引っかき傷、汚れ等の影響を除去することである。加えて、第４の分析試験デバイス１０９は、液体試料９７中の懸濁粒子状物質１１１（図２９）の変動する量を補正することができる。例えば、溶解した汚染物質の濃度を確認するために、水域から試料が得られてもよい。異なる時間に採取された液体試料９７は、懸濁液中に異なる量のシルトまたは他の粒子を含み得る。懸濁粒子状物質１１１（図２９）を沈殿させるために試料を放置することもできるが、これはフィールド試験には実用的ではない。第２の波長λ２および関連する第３の波長範囲Δλｃは、汚染物質に対する応答がほとんどまたは全くなく、第１の波長λ１および対応する第２の波長範囲Δλｂと同様の懸濁粒子状物質に対する応答を有するように選択することができる。このようにして、前述の方法を使用して、例えば懸濁粒子状物質９７（図２９）に起因する固有の変動性を示す液体試料９７の分析プロセスを高速化することができる。
【０１９６】
図２７も参照すると、第５の分析試験デバイス１１２が示されている。
【０１９７】
第５の分析試験デバイス１１２は、アッセイプレート１１３の形態の、試料を受容するように構成された試料受容部分７を有する光路を含む。アッセイプレート１１３は、透明な基部１１４を含む。いくつかの中空シリンダー１１５が透明基部１１４から垂直に延在し、いくつかの試料ウェル１１６、例えば第１の試料ウェル１１６ａ、第２の試料ウェル１１６ｂ等を提供する。各試料ウェル１１６には、異なる液体試料９７が提供されてもよい。例えば、第１の試料ウェル１１６ａは第１の液体試料９７ａを保持し、第２の試料ウェル１１６ｂは第２の液体試料９７ｂを保持することができる。試料ウェル１１６は、一方向に延在してもよい。より典型的には、試料ウェル１１６は、２つの方向に延在してアレイを形成する。アッセイプレート１１３は、一方で各試料ウェル１１６が光路の試料受容部分７に位置付けられるように移動され得る。前述の方法は、液体試料９７中の分析物またはマーカーの濃度を決定するために、吸光度（透過）または蛍光測定に関連して実行され得る。
【０１９８】
代替として、（１つまたは複数の）発光体１３および光検出器１４、１５は、アッセイプレート１１２と相対的に移動されてもよい。第５の分析試験デバイス１１２は、（１つまたは複数の）発光体１３および対応する光検出器１４、１５の複数の対を含んでもよい。これにより、試料ウェル１１６のアレイの行／列全体、またはさらにはアッセイプレート１１３全体を同時に測定することができる。
【０１９９】
試料９がアッセイプレートの場合、不均一性の原因は繊維３３ではない。キュベット１１０と同様に、アッセイプレート１１３上のほこり、引っかき傷、汚れ等が、不要な散乱を引き起こす可能性がある。加えて、メニスカス１１７とも呼ばれる液体試料９７と空気との間の界面１１７もまた、光検出器１４、１５で受容される光の量に影響を与える可能性がある。これは、試料ウェル１１６の直径が小さい場合に特に顕著となる。シリンダー１１５の内面上の汚染物または欠陥は、メニスカスを理想的な形状から逸脱させ、異なる試料ウェル１１６間の透過光の不均一性を引き起こす可能性がある。シリンダー１１５の内面に汚染物または欠陥がない場合でも、異なる液体試料９７は異なる表面張力を有し、メニスカス１１７の曲率の変動につながる可能性がある。溶質含有量のわずかな変動は、表面張力に不均衡な影響を及ぼし得る。メニスカス１１７を通る第２および第３の波長範囲Δλｂ、Δλｃ内の光の散乱はわずかな波長依存性を有するが、前述の補正方法は、異なる試験ウェル１１６間の不均一性の影響を低減し得る。試料ウェル１１６が上から照明されるか下から照明されるかにかかわらず、補正方法を使用することができる。
【０２００】
図２８も参照すると、第６の分析試験デバイス１１８が示されている。
【０２０１】
第６の分析試験デバイス１１８は、チャネル１１９に垂直に走る試料受容部分７を有する光路を含む。チャネル１１９は、壁１２０によって画定され、（１つまたは複数の）発光体１３からの光１７、１８がチャネル１１９を横断することを可能にする窓１２１を含む。代替として、壁１２０が透明である場合、窓１２１は必要ではない場合がある。チャネル１１９は、パイプであってもよい。液体は、チャネル１１９を通って流動方向１２２に流動する。液体は、懸濁した粒子状物質１１１、例えば河川水中のシルトを含んでもよい。
【０２０２】
第６の分析試験デバイス１１８は、チャネルを通って流動する液体中に存在する汚染物質または他の分析物の濃度を分析するために使用されてもよい。一般に、チャネル１１９を通って流動する液体中に懸濁された粒子状物質１１１の量は、時間と共に変化し得る。懸濁粒子状物質１１１に起因するバックグラウンド吸光度／散乱の不均一性は、検出限界および監視される汚染物質または他の分析物の検出の分解能の両方に有害な影響を有し得る。第２の波長λ２および対応する第３の波長範囲Δλｃは、汚染物質に対する応答がほとんどまたは全くなく、第１の波長λ１および対応する第２の波長範囲Δλｂと同様の懸濁粒子状物質に対する応答を有するように選択することができる。このようにして、前述の方法を使用して、例えば懸濁粒子状物質に起因する固有の変動性を示す流動液体の分析プロセスを加速することができる。第１および第２の光検出器１４、１５を使用することは、チャネル１１９を通る流速が高い場合の第１および第２のエミッタ２、３の交互照明と比較して、特に有利である。
【０２０３】
図２９も参照すると、第７の分析試験デバイス１２３が示されている。
【０２０４】
第７の分析試験デバイス１２３は、光路に垂直なマイクロ流体チャネル１２４を受容するように構成された試料受容部分７を有する光路を含む。マイクロ流体チャネル１２４は、壁１２５によって画定され、流動方向１２６にマイクロ流体チャネル１２４を通って流れる、例えば油等のキャリア媒体を含む。通常は水である第２の液体の液滴１２７は、分析物またはマーカーを含み、液滴１２７内のその濃度は、第２の波長範囲Δλｂに対応する光１７を使用して測定される。マイクロ流体チャネル１２４は、ある長さのチューブまたはポリマー材料に機械加工されたチャネルの形態であってもよい。第３の波長範囲Δλｃに対応する光１８を使用した測定を使用して、マイクロ流体チャネル１２４の壁１２５の欠陥または汚染物からの散乱または吸収を補償することができる。
【０２０５】
第４、第５、第６、および第７の分析試験デバイス１０９、１１２、１１８、１２３のいずれか１つにおいて、第１および第２の光検出器１４、１５は、以下の１つによってそれぞれの第２および第３の波長範囲Δλｂ、Δλｃに感応するように構成され得る。
【０２０６】
・第１の分析試験デバイス１２のように、本質的に異なる波長感度；
・第２の分析試験デバイス５２のように、第１および第２のフィルタ５３、５４；または
・第３の分析試験デバイスのように、調整可能な共振波長を有する微小空洞７５を有する改変型上部吸収ＯＰＤ６６の使用。
【０２０７】
ガラス基板上に堆積されたＯＬＥＤを使用する利点を前述したが、本発明は、プラスチック基板上に堆積されたＯＬＥＤの形態の発光体１３を使用して実施することもできる。
【０２０８】
本出願では、特徴の特定の組み合わせに対して請求項が考案されているが、本発明の開示の範囲は、任意の請求項で現在請求されているのと同じ発明に関連するか否か、および本発明と同じ技術的問題のいずれかまたはすべてを軽減するか否かにかかわらず、本明細書に明示的もしくは暗示的に開示された任意の新規の特徴もしくは特徴の任意の新規の組み合わせ、またはその任意の一般化も含むことが理解されるべきである。本願出願人は、本出願またはそれに由来する任意のさらなる出願の審査中に、そのような特徴および／またはそのような特徴の組み合わせに対して新しい請求項が考案される可能性があることを通知する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２４Ｃ】
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【図２４Ｄ】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【国際調査報告】
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