用于检测样本内分析物的器件及方法
【技术领域】
[0001] 本发明是涉及用于检测样本内分析物的器件及分析方法。
[0002] 相关专利申请
[0003] 本专利申请要求于2013年4月23日在大韩民国特许厅提出的大韩民国专利申请 第10-2013-0044971号及于2014年4月2日在大韩民国特许厅提出的大韩民国专利申请 第10-2014-0039299号的优先权，本说明书作为参照而引用上述专利申请的公开内容。
【背景技术】
[0004] 基于光学方法的物质分析利用吸光（absorbance)、焚光（fluorescence)、磷 光（phosphorescence)、化学发光（chemiIuminesence)、反射率（reflectance)、池度 (turbidity)、折射率（refraction)、散射（scattering)等原理，为了使用这些光学原理 来进行活体物质分析，大多情况下，使用放射线物质、酶、荧光物质、化学发光物质、金纳米 粒子、碳黑、乳胶粒子（Latex Particle)、量子点（quantum dot)等标记物。对于由标记 物显示出的光学现象的检测，根据其检测方法也可以用肉眼判断反应与否，若为了获得更 具定量性的结果，则应使用分析装置。在活体物质的光学测定中，根据活体物质的浓度，信 号（signal)的强度显示得不同，这种信号大部分设定相对于噪波（noise)而言的基准而 测定，只有这样有效测定信号与噪波之比（signal-to-noise)才能提高准确度。为了信号 与噪波之比的测定，一般将发生反应前的初始值补正（initial calibration)或背景补正 (background calibration)等方法单独使用或者混合使用。
[0005] 作为利用如上所述的原理的活体物质的分析方法，有放射免疫分析法 (radioimmunoassay)、酉每耳关免疫分析法（enzyme-linked immunosorbent assay)、粒子凝 集分析法（particle agglutination assay)、化学发光免疫分析法（chemiluminescent immunoassay)、实时聚合酉每链反应（real-time polymerase chain reaction)、流式细胞 术（flow cytometry)、免疫层析法（immunochromatography)等，这些并不局限于物质的分 析，还被利用于疾病检查或诊断等。这种物质分析方法可大致分为仅在溶液相（solution phase)中进行反应的均相分析法（homogeneous assay)和分析物质或标记物以固相 (solid phase)被分离的异相分析法（heterogeneous assay)。用于异相分析法的固相， 有聚苯乙稀材质的塑料板或微粒（microparticle)、硝化纤维等膜（membrane)、磁性粒子 (magnetic particle)、玻璃载片（glass slide)等。
[0006] 在免疫层析法中，作为固相使用多孔膜，作为标记物使用金纳米粒子或乳胶粒子 等而进行反应之后，以标记物通过抗原-抗体反应积累在检查线的方式测定反应。这种 免疫层析法操作简单，根据标记物可以用肉眼容易观察，因此在怀孕或排卵的自行测定、 药物滥用检查、糖化血红蛋白检查、心血管疾病检查、感染性疾病检查等中多元化使用。 免疫层析除了检查抗原-抗体反应的检查区域之外，还包括能够验证反应是否正常进行 的对照区域，若样本的量少或者反应没有正常进行，则对照区域中可能会不显示信号；在 样本内的分析物质的浓度高的情况下，由于前带现象（prozone phenomenon)，对照区域 的信号可能会减弱或不显示。与免疫层析相关的技术已在美国授权专利US5, 073, 484、 US5, 591，645、US5, 559, 041、US6, 485, 982等多个文献中公开。除了使用多孔膜的免疫层析 法之外，对塑料表面进行精细加工而可使溶液通过毛细现象移动的具有一定结构的微流控 (microfluidics)方式也是可以在现场简单分析样本的方法。与此相关的示例记载在美国 授权专利US6, 767, 510、US8, 025, 854等多个文献中。
[0007] 另外，作为标记物使用金纳米粒子或乳胶粒子等的情况下，还可以用肉眼确认反 应。但是，在肉眼检查的情况下，得不到定量性结果，根据测定者的主观，检查结果可能会不 同，由于检查者的错误引起的异常反应检测或准确检查时间的测定等较困难，因此根据能 够分析这些的装置的需求，正在开发多种技术及产品。
[0008] 作为这种分析装置及分析方法的示例，有利用包括CCD (Charge-Coupled Device， 电荷親合器件）或 CMOS (Complementary metal - oxide - semiconductor，互补金属氧化物 半导体）等图像元件的分析装置，捕捉反应器件的图像之后，分析信号和噪波的分析装置 及分析方法，并且已经有多个产品被商业化。但是这种分析装置及分析方法存在如下缺点： 为了确保优质图像质量，在反应器件和摄像装置之间需要隔开一定距离，因此难以实现超 小型化；为了图像元件及图像分析，电力消耗相对大且需要使用贵的部件。
[0009] 作为另一示例，还有在测定反应器件的反应时，以光源和受光部移动扫描的方式 或者以固定光源和受光部的方式测定信号和噪波的分析装置及分析方法。光源和受光部扫 描反应器件的方式，由于可以使用一个光源和一个受光部，具有可以减小由光源或受光部 的偏差引起的误差的优点，但存在需要用于移动反应器件或光学部的驱动装置而难以实现 超小型化，由于需要从扫描反应结果的图表中计算背景噪波，故其过程复杂且困难的缺点。 相反地，固定光源和受光部及反应器件的方式，具有可以实现超小型化且测定简单的优点， 但存在可以测定检查区域或对照区域和背景噪波的光源和受光部的结构不简单，只有解决 了光源和受光部的部件偏差才能进行准确检查的缺点。
[0010] 美国授权专利 US5, 580, 794 和 US5, 837, 546 对通过 LED (light-emitting diode : 发光二极管）光源和受光部在带上由反射率检测反应的一次性分析装置进行了记载。但是 在上述专利中并没有提及可以测定背景噪波的光学排列和方法，因此只能用初始值补正来 计算结果值。在这种情况下，存在由血红蛋白或胆红素等带颜色的样本内的妨碍物质导致 错误结果的可能性，因此可使用的范围非常有限。
[0011] 美国授权专利US6, 235, 241对通过LED光源和受光部在带上由透过率检测反应的 分析装置进行了记载，但并没有提及可以有效补正光源和背景噪波的方法，在利用透过率 的情况下，存在不能使用在一个平面上的印刷电路板（PCB，Printed circuit board)而变 得复杂的缺点。
[0012] 美国授权专利US7, 317, 532对通过LED光源和受光部在带上由反射率检测反应的 光学排列进行了记载。即，以如下方式构成：在3个排成一列的LED光源中，中间的LED光 源照射在对照区域和检查区域之间的背景区域之后，在与对照区域和检查区域对应的两个 受光部检测，与对照区域和检查区域对应的LED光源照射于带而将其结果发送至受光部之 后，将信号和噪波补正而计算。但是，这种光学排列不使用对应于背景区域的受光部，而是 使用检查区域和对照区域的受光部，因此在准确补正方面受限。
[0013] 美国授权专利US7, 499, 170对通过一个LED光源和两个受光部在带上设定背景区 域而由反射率检测反应的分析装置进行了记载，但存在如下缺点：由于未包括对照区域，只 能在一个检查区域检测信号，故在用于检测检查错误或者多种检查时难以适用，只可以用 于一个检查区域。
[0014] 在上文中提及的分析装置及方法除上述缺点之外，还存在没有将光源间的光亮强 度和受光部以同等条件补正而缩小偏差的缺点。
[0015] 在本说明书的全文中参照了多篇论文及专利文献，并标注了其引用出处。所引用 的论文及专利文献的公开内容的全部在本说明书中作为参照而引用，更加明确地说明本发 明所属技术领域的水平及本发明的内容。
【发明内容】
[0016] 本发明人为开发将在分析或者检测样本内分析物的器件中产生的反应的信号以 固定光源部和受光部的方式测定的超小型分析装置及分析方法做出了努力。最终，本发明 人研究出了在空间上划分为检查区域、对照区域及背景区域而以光学方式显示反应的检查 器件通过由η个光源部及最少n+1个受光部构筑的分析装置可有效分析的方法，从而完成 了本发明。
[0017] 因此，本发明的目的在于提供用于检测样