本申请要求2016年6月21日提交的第15188859号美国专利申请以及2015年10月19日提交的第14887179号美国专利申请(已授权，专利号9377457，授权日2016年6月28日)的优先权并且通过引用并入于此。
技术领域
体外免疫诊断
背景技术：
免疫亲合分子表示法(Labeled molecular affinity binding)发展至今已有几十年的历史。这是一类便捷而有效的检测方法，常用于筛检分析多种物质，例如药物，激素，肿瘤标记物，以及各种病原体(包括人类免疫缺陷病毒human immunodeficiency virus HIV)等等。
在实时检测或床旁快速检测(point-of-care test，POCT)领域中，采用亲合分子标记的免疫层析检验法(Immunochromatographic assays，俗称胶体金快速检测)已得到广泛使用(可参考美国专利号5,656,503)。这是一种快速，廉价，操作简单的诊断方法，但其准确率通常只能达到75％～95％，无法用于确诊(准确率要求大于99％)，也无法定量。其主要原因在于原材料的不均匀，液体的流动受到干扰，非特异抗原抗体结合等等。使用表面活性剂处理，调整酸碱度，以及非特异性阻断剂等，可以在一定程度上减少非特异结合，从而提高准确度。但这些处理仍无法使其达到确诊的要求。原材料的不均匀性是主要原因之一。
免疫层析诊断试剂有时会出现假阴性或假阳性的结果，还有所谓“阴(鬼)影线条”。假阴，假阳性结果通常与非标记分子干扰到第一或者第二抗原抗体结合部位有关；原材料的不均匀，批次间的差异，也有可能影响了试剂的准确性；非标记分子在液体中如果没有混合均匀，会出现聚集结块滞留现象，妨碍标记分子和标记物之间的结合。这种非标记分子的聚结时间也许只需要几秒钟，当结块的非标记分子携带大量的标记分子到达第二结合位点时，就能造成假阴，假阳性的错误结果。
近年来，快速体外免疫层析诊断试剂配合卡片阅读机，包括某些通讯装置(例如智能手机)的应用，有了很快的发展。其中，美国专利(8,916,390)使用智能手机自动扫描试纸的线条，通过无线网络将扫描的测试结果同步上传到相关网站。侧流快速诊断试剂，虽然便宜简单实用，但是缺乏灵敏度和准确率。侧流快速诊断试剂的结果也会影响自动扫描的判读结果。比如在唾液检测时，被检物的浓度相对很低，侧流快速诊断试剂很难得出准确的结果。如果交警在路旁进行实时检测，不能及时得到准确的结果，很容易造成执法上的困扰。
影响胶体金快速检测准确性原因有很多，主要是液体在硝酸纤维素膜上的流动不均匀，此外非特异的反应结合在膜上的滞留也干扰了特异反应的结果。
为了满足市场的需求，提高免疫层析诊断快速试剂，包括胶体金快速检测，的准确性和开发快速定量诊断试剂势在必行。
技术实现要素：
本发明的主要目的，是提供一种新型的分子标记检测装置，取得快速可靠的可读结果或者自动检测结果。
本发明使用一种具有特殊推进挤压结构的测试装置，使测试条上的液体充分混合快速流动。
从实施范例中，可得出定性或定量的可靠结果，检测结果的准确率可高达99.99％。
从实施范例中，推进挤压结构能使液体样品快速的从标记垫流到反应区。
从实施范例中，推进挤压结构能使液体样品快速的从样品垫流经标记垫，到达反应区。
从实施范例中，这是一种标记分子物检测条的测试装置，其中包括在标记垫中的可溶的第一亲和物，以及固定在反应区的第二亲和物。
从实施范例中，以检测在线的信号强度，呈现检测物的浓度，得出可定量结果。
从实施范例中，以推挤压迫检测条，加上反应区的表面毛细现象，虹吸力，促进液体流动。
从实施范例中，可分析多于一种液体检测物浓度，测试装置可容纳多种检测条。检测条由至少一块样品垫，至少一块标记垫(含有可溶的第一亲和物)，和液体可渗透的反应区组成。反应区中至少有一个结果显示区(含有固定的第二亲物，以结合检测物)。本装置是一个闭合的测试装置，装置内腔的尺寸和形状有特殊的设计，能够容纳检测条；测试装置配有一个防水的帽状套，其尺寸和形状有特殊的设计，可容纳测试条的末端；装置的窗口位于上盖，透过窗口可读取反应区(结果区)上的所有测试结果；测试装置还有一个有特殊形状和尺寸的挤压结构(曲折悬臂)，直接对标记垫进行挤压。
从实施范例中，测试装置包括了一个挤压信道，该信道向前沿伸到反应区(反应区可以有多个)。
在实施范例中，挤压信道的特殊形状和尺寸，能够轻微的在某个程度上盖在测试条的反应区上产生一个虹吸区。
从实施范例中，挤压结构包含了一个可曲折悬臂，该悬臂可直接压在标记垫上。
从实施范例中，可曲折悬臂一端和测试盒本体相连固定，另一端是开放的可自由移动。
从实施范例中，帽套有个内部斜坡结构，当帽套从测试装置的开放端推进，斜坡结构逐渐推挤悬臂，使之下压，连续推挤标记垫，直到终端(封闭位置)。
从实施范例中，挤压力传递的方式是从零点开始到与其相连的邻近点，挤压力逐渐递增，直至末端。
从实施范例中，在挤压力发生的过程中，起始(零)点的挤压力等于零，随着挤压力持续增加，起始(零)点的挤压力就会大于零。
从实施范例中，迫使液体流经反应区的力量是推，挤，压，虹吸力和表面毛细张力的综合。
实施范例显示，液体流经反应区时，第一阶段，主要借着推，挤，压力，在接下来的第二阶段，主要是靠着虹吸力和表面毛细张力。
实施范例显示，装置内部空腔形状和尺寸需有特殊设计，才能压缩检测条上的样品垫，迫使样品垫上的液体释出样品垫。
实施范例结果显示，内部斜坡空腔形状和尺寸的特殊设计，使测试条的样品端与腔底密合。
实施范例显示，标记垫的横剖面厚度高于样品垫的厚度。
实施范例显示，检测条是一种免疫层析法的检测条。
实施范例显示，本检测装置可测试液体中所含被分析物浓度。里面包括检测条。检测条上包括至少一块标记垫，标记垫中的可溶的第一标记亲和物可与被分析物产生第一结合；检测条上还有一个液体可渗透的反应区，反应区上至少包括一个结果区，结果区中有固定的第二标记亲和物，能够和被分析物产生第二结合；本检测装置具有可移动的挤压结构，它能够在液体往前流动的过程中，在标记垫上产生推挤压力。
实施范例显示，本检测装置提供了一种器具，以测试液体样品中所含的被分析物浓度。装置中，包括了至少一种检测条；检测条上包括至少一块样品垫，至少一块标记垫；标记垫中含有可溶的第一亲和键标记可与被分析物产生键结，此外还包括一个液体可渗透的反应区，反应区上包括至少一个结果区，其中包含有已固定在结果区的第二亲和键结成份，能与被分析物键结；装置还包括一个挤压结构，它的形状和尺寸以及位置都有特殊规定，能够对标记垫产生推，挤，压力。
实施范例显示，本发明提供一种能容纳至少一种检测条的测试装置，来测试液体样品中所含的至少一种的被分析物浓度。检测条上包括至少一块样品垫，至少一块标记垫，标记垫中包括可溶的第一亲和键结标记成份，可与被分析物产生键结；还包括了一个液体可渗透的反应区，反应区上包括至少一个结果区，结果区中包含已被固定的第二亲和键成份，能够与被分析物键结；测试装置包括一个防水的底座，底座内部有一个槽，槽的形状和尺寸有特别的要求，可安置检测条的第一部分(涵盖至少一个标记垫)；装置还包括一个防水的帽套，具有特殊形状和尺寸的内腔，可封住检测条外露的部位(至少样品垫的一部分)；装置上盖有一个窗口，供读取结果；装置上盖有一个特殊外型和尺寸的挤压结构，可在标记垫上施予推挤压力。
实施范例显示，本发明提供一种液体流动免疫测试法，可检测至少一种被分析物。这方法包括选择一种免疫层析检测条；检测条包括至少一块样品垫和一块标记垫，标记垫中包括可溶标记的第一亲和物可与被分析物结合，还包括了一个液体可渗透的反应区，反应区上包括至少一个结果区，结果区中包含固定的第二亲和物，它能够与被分析物结合；液体样品滴在样品垫上，从样品垫流经标记垫，标记垫中有可溶的标记亲和物，能够与特定的被分析物结合，形成标记结果；对标记垫施予推挤压力，强迫标记垫中的液体流向结果区，获得测试结果。
实施范例中提到的挤压，包括了从标记垫到反应区之间的狭窄信道，这个信道严密的包围了标记垫和反应区的周围。
实施范例中所谓的标记物是指胶体金。
实施范例中，本方法包括流动的混和液体，在挤，压，推，毛细和虹吸力的作用下，沿着免疫层析检测条表面流动。
以下是本发明的具体实施方法的详细内容和参考文献
附图说明
图1本专利具体范例的测试装置轮廓透视图。
图2图1中套帽开口位置2-2线的剖面图。
图3图2中垂直3-3线的剖面图。
图4图2中的检测条剖面图。
图5图1中把帽套推入以后的剖面图。
图6图1中测试装置横剖面图，显示当帽套逐渐推入测试装置时，在帽套不同位置所产生的推挤压力状态。
图7显示帽套逐渐推入测试装置时，推挤压力和帽套推入位置的关系图表。
图8显示在推挤压力与毛细现象和虹吸力的转换过程中，流速和各部位压力结合的关系图。
图9测试装置部分剖面轮廓图，显示帽套推入之后对部分检测条施压后的状态。
图10测试装置本身对检测条开放一端的支撑结构轮廓图。
图11帽套内部的倾斜设计，具有推挤压功能的设计剖面图。
图12帽套内部有滑动装置可以调节推进挤压结构的具体设计剖面图。
图13如球状的帽套，开口端如同夹子一般，可以调节推进挤压结构的具体设计剖面图。
图14如图1中的测试装置剖面图，显示测试装置在卡片阅读机上读取结果的状态。
图15测试装置剖面图，显示测试装置放在有光源的自动卡片阅读机中的状态。
具体实施方式
本检测装置可检测在液体样品中的检测物浓度，检测液体可以是体液，例如全血、血清、血浆、尿液、骨髓液、羊膜液、分泌物、唾液..等等；或者是食物和环境测试中所采集的液体。
本发明中提到的“检测物”，是指一种被分析的化学物或合成物。检测物能泛指任何物质，例如抗原、配合体，它们可以是天然物，或基因特异键结的成份(例如键结分子)，还有抗体，受体以及带有所谓的“锁定键(lock-in-key)”配对功能的其他分子。
检测物包括抗源、半抗原、抗体，及其他任何组合。检测物还包括蛋白、胜肽、胺基酸、配合体、荷尔蒙、类固醇、维生素、具医学疗效或法律管制的药物、病原体、外原传染性微生物、例如细菌、病毒、或其代谢物所产生的任何抗体物质。检测物可以是抗原性标记物、抗体、和受体。
本文引用的多种检测物及其范例,可以参考已发表的Litman美国专利，专利号4,229,916，及其后续的专利，和Tom的美国专利，专利号4,366,241及其后续的专利。
本检测装置中所提供的可读取的讯号，是一种带颜色的可溶标记物，与键结成员(例如特异的抗体或者抗原、配合体或者受体)结合而成。这种可溶的键结成份,也被称为“键结成员分子”、“第一亲合键结成员”、“标记键结成员”、或者简称“结合物”。在本文具体范例中，标记物能够产生易读信号，即有颜色的标记物，能用目测法来读取结果，不需要依靠其它额外装置或仪器的协助。
本发明中提到的检测条，包括检测条上的各个区段或垫子，可以是干燥多孔的材料。所谓的“多孔”是指有空隙存在可供液体流过。
本发明中所称谓的“样品垫”，是检测条上的一个部件。在测试开始时，用以承接液体样品。样品垫使用多孔隙材料,例如纸、棉花、纤维素、混和纤维、玻璃纤维、聚酯纤维..等等，有利于吸收液体。样品垫与标记垫的交接，可以重迭或者以两尾端直接相接，如此液体样品可透过毛细现象或虹吸力产生移动，从样品垫流经标记垫最终到达吸收垫。标记垫的组成包括了多孔隙材料和一种可溶的标记，该标记与检测物键结之后，形成一种标记检测复合物，该复合物为一种液体可从标记垫移动到吸收垫。
本文中的“可溶”是指扩散性或非扩散性的接触或溶化。可溶反应物能溶入液体，随着液体扩散或被液体携带移位。
本文范例具体内容之一，是以唾液中的人类免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus,简称HIV)，作为检测物为例。本发明的具体方法也能用来分析其它的检测物，例如病原体、药物滥用、食物和环境测试，等等。
本文范例具体内容之二，描述利用抗原/抗体结合的方式，应用在免疫层析检验法。也可用来分析其它类似的有亲和力的检测物(Analytes)。
以下为附图解说，从图一到图五按图解释，一个利用标记分子结合方式的检测装置1，搭配检测装置的底座21和套帽22，一般这三个部件都可以用塑料件成型。检测装置内部中空，可放置至少一根检测条23，检测条含有所需的化学物质，用于亲和物的结合。检测条底部有一个矩形的支撑板15，它的材质可以是防水的塑料，总长度为检测条的全长，液体可以在它上面流动。检测装置内腔的尺寸和形状有特殊的设计要求，使它能够承载检测条的第一部位17，在这部位之中，还包含了一个标记垫26，其中含有固体的可溶的第一亲和物，例如HIV的抗原或抗体与标示物(例如胶体金)的结合物；另外还包含了一个反应区，反应区中有一个或多个区段28和29，该区段含有已固定的第二亲和物，用来获取与已与第一亲和物结合的物质。依此，第一亲和物和第二亲和物在检测装置中，有自己的位置。
套帽22的尺寸和形状有特殊的设计要求，其内部中空的腔体也有特殊设计的要求，当被推进检测装置本体时，能够封闭检测条的第二区16和开放端的样品垫25。
检测装置在使用之前，检测条已预先放入装置中，套帽从检测装置的开放端插入,套帽上的开口46与检测装置上的凸起45互相锁定。
开始测试时，参照图一，套帽22在检测装置末端，样品垫25裸露在外，液体样品24直接滴在样品垫上，液体样品靠着虹吸力和毛细现象流向厚度略高微凸的标记垫，直到标记垫饱和；达到饱和之后，从标记垫流到反应区27。
标记垫26位于检测装置21中的挤压结构36之下，此挤压结构是一根可弯曲的悬臂38，悬臂的一端固定在检测装置本体，另一端42是开放的可上下移动。一旦悬臂和套帽内部的斜坡结构32接触，悬臂产生的压力便迫使液体样品往前流动。狭窄的峡口37，位于悬臂的固定端和检测装置之间，峡口的厚度可以跟据需要调整。
推进的挤压的过程(如图一所示)在将套帽推入检测装置的一刻起始。当套帽的开口46和检测装置上的凸起45互相锁定时,过程终止。套帽里的斜坡结构32，斜坡角度为33度；在套帽推入的过程中，这个斜坡可使悬臂的挤压结构36往下逐渐施压产生推进力。悬臂直接压在标记垫26之上，迫使已经饱和的标记垫释放液体，在高压情况下流向反应区27的固定第二结合区28、29(如图五中的箭头47所示)，这时在标记垫上与第一亲和物结合的检测分子，便与固定第二亲和物结合，在窗口19显示出测试的结果。
液体混合物继续向前流到吸收垫30。检测装置靠近吸收垫有一个贮存槽31，其中有一个开放口39，可用于泄压和贮存废液。贮存槽设有开口，防止反向逆流。贮存槽也可放入干燥剂，以便检测条在使用前保持干燥。
图三特别指出检测条23上的反应区27，被包围在35里。一旦液体流到吸收垫30,吸收垫所提供的额外的毛细管吸力，虹吸力和其它的挤压力共同把更多的液体从标记垫中释放之来。虹吸力逐渐取代衰减的挤压力，继续保持液体流动。整体液体流动方式就是靠着从样品垫和标记垫相接、标记垫和反应区相接、反应区和吸收垫相接这样的方式，让液体从样品垫开始流动最终到达吸收垫。因此，整个检测条流动的驱动力是以推，挤，压为主，毛细，虹吸力和潜在的重力为辅。
图六的分解步骤图和图七，显示套帽从起始点到终点的过程，挤压力70沿着流动箭头47方向逐渐增加。在套帽22尚未套入检测装置本体21时，时间点T0没有任何压力；当套帽向检测装置本体套入到T1时，也就是悬臂38刚开始接触到标记垫26末端时，会产生大于零的挤压力FD，当套帽继续向前，使悬臂38更强的挤压在标记垫26上T2时，虹吸力Fp开始产生大于零，同时挤压力FD也同步增加，此时挤压力FD大于虹吸力Fp。当悬臂38因套帽22完全推入到终点的T3时，挤压力FD和虹吸力Fp都达到最高峰，然而此刻挤压力FD仍大于虹吸力Fp。
图八以反应区的膜上总流量80的时间坐标和流量坐标图来说明测试过程中挤压力FD和虹吸力Fp的关系。在T0时间点，液流的驱动力来自毛细作用力，此时套帽尚未推入到检测装置中。当套帽从T1推入到T3时，挤压力是主要的液流驱动力，当套帽完全到达终点时，挤压力停留在最高峰，此时虹吸力开始上升。当液体流到T4时，液流主要靠毛细作用力和虹吸力继续流动。依此方式，前段推进挤压，后段加上毛细和虹吸力，比较长的时间地，有效地，均匀地加大了反应区上的液流速度。
图九显示套帽62套入检测装置。当套帽从起点推到终点时，套帽前端的有特殊角度的隔板63，能够把检测条65的末端64推入到贮藏室66，在这过程中，隔板63把检测条末端压成几个皱褶67，目的在于把样品垫中的液体最大程度的挤到标记垫上，使液体最大程度的混和，并快速流出标记垫，这种压皱的结构可单独作用，也可配合其它驱动力，迫使液体往前流动。
图十为另一种设计的具体检测装置91，用一根支撑架92来支撑检测条94及其末端93，标记垫上方有一定空间，以不同的套帽结构，同样可以施行推进挤压的功能。
图十一为另一种设计的具体化推进挤压结构101，在套帽113中，带有可弯曲长臂110、固定端111，固定在套帽末端112，一旦套帽到达检测装置91的终点时，可使曲臂110横跨在样品垫和标记垫上；当把推纽114往下压时，曲臂110产生弯曲把样品垫和标记垫上的液体驱赶到反应区。如此可以施行推进挤压的功能。
图十二为另一种设计的具体化推进挤压结构102，它具有一个可滑动装置120，位于套帽122上的轨道123之中。可滑动装置有一个鞋蹄形结构123，当套帽推入到检测装置91的终点时，它的位置正好在样品垫的上方，当滑动装置上的按钮往下压时，鞋蹄形结构便会挤压样品垫，产生的推进挤压力传到检测条上的标记垫，液体样品加速从样品垫流经标记垫前往反应区。鞋蹄的底部另有一块防水的软垫，材质可以是软性的塑料，可以帮住鞋蹄更紧密的压紧样品垫。
图十三为另一种设计的具体化推进挤压结构103，它具有一个球状开口夹130，利用弹性材料，例如橡胶，做成的一个套帽131。当套帽推到检测装置91终点时，套帽球状内部132可接让检测条的末端嵌入，这时可以用拇指和其他手指捏紧球状套帽，从而挤压样品垫，产生推挤压力传到检测条上的标记垫，液体样品也可加速从样品垫流经标记垫往反应区流动。
这种推进挤压方法，应用在检测条上的微观力学流动效果是非常明显的。这种方法促进液体样品和反应物快速充分混和、然后均匀的流动，加速第一和第二结合的速度、使测试的结果更快速更准确。
进一步说，就是液体样品在被推进挤压的状态下，液体的流动峰面经过标记垫26时，液体被压进标记垫中的各种排列方向的纤维空隙，最后汇聚在一起，产生如图五中的箭头47所标示的流动。这种加强混和式的流动，检测物分子的高速强有力的亲合可在最大程度上排除非检测物分子的比较弱的结合，避免了假阳性的测试结果。
除此之外，在推进挤压尚未引发之前，液体趋向标记垫26使之润湿增厚，推进挤压之力强迫液体最大程度地流离出标记垫进入反应区。根据伯努利定律(Bernoulli's principle)，无黏性的流体在流速增加时，流体的压力能或势能总和将减少，此定律左证当反应区的液体流动加速时，液体压力下降，造成更充分的混合并导致更均匀的液体流动。因为标记垫较厚的关系，当液体流动到标记垫的上半部时，会产生一个反向流动(如图五中的48)，流向反应区，这种流向的改变也可使液体更充分的混和。一旦液体流动峰面到达反应区27时，已充分混和均匀的液体，在检测条的表面，能和反应区上固定的区段28和29进行更有效的第二结合，因此大大提升测试结果的灵敏度和准确度，同时大大降低出现假性测试结果的可能性。
在十秒内甚至更短的时间，一定量(约100到300微升)的可反应液体就可通过标记垫到反应区。如图十四所示，一种自动卡片阅读机(reader)，利用对检测装置上可读取讯号的反射光，将其转换成电子讯号，传输到计算器，以进一步做数据分析或网络数据储存。在Ozcan发表的专利文献中，也提到可使用智能手机分析数据；手机上装有适合的软件，利用反应区上所出现的线条强度可以显示出定量结果。换而言之，自动卡片阅读机不仅能侦测到是否有反应，还能测出线条的强度，并将其资料化，变成定量分析结果。另一种装置51(如图十五所示)，可在反应区固定区段56和57的下方，开出第二个窗口55，它能使光源从发射器54所发出的光透过第二个窗口，当样品经过反应区时，自动卡片阅读机52可接收穿过反应区的光讯号，再利用智能手机上的分析设备53来做资料定量分析。
以上所提到的装置，可在两分钟内提供特殊抗体或抗原的定量分析结果，以及确认生化物或病原体的状况(例如HIV感染)，甚至能用于检测早期癌症，或者化学物与药物在体内的残存状况，这种简单便宜的一次性使用的装置不需要专业训练，使用方法简单安全。
许多本文所提及的具体化范例，包括疾病检测或液体样品的检测结果，都具有99.99％以上的准确率。
使用本发明装置，不需要其它辅助，利用推进挤压结构施压在检测条上，便可加速液体的混合，流动。
本发明装置有很强的冲洗力，通常在一分钟内就能得出检测结果，不需要额外的缓冲液或其他方法来洗除非特异性反应的结合。
本文提及的许多具体化范例将会有不断的改进和创新。