CN120195095A - 采用纹理化表面的测定方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明尤其提供了对该问题的解决方案，特别是，本发明提供了某些表面和某些样品保持器，以提高基于光学信号的测定(例如比色测定或荧光测定)的灵敏度、速度和易用性。

Description

采用纹理化表面的测定方法及装置

交叉引用

本申请要求于2017年2月16日(053PRV)提交的美国临时申请号(下文“USPA”)62/460,088、于2017年2月16日(035PRV3)提交的USPA号62/460,083、于2017年2月16日(040PRV2)提交的USPA号62/460,076、于2017年2月16日(026PRV3)提交的USPA号62/460,075、于2017年2月16日(052PRV2)提交的USPA号62/460,069、于2017年2月16日(045PRV2)提交的USPA号62/460,062、于2017年2月16日(029PRV2)提交的USPA号62/460,047、于2017年2月16日(002PRV2)提交的USPA号62/459,972、于2017年2月16日(050PRV)提交的USPA号62/459,920、于2018年2月15日(18F19)提交的PCT申请号PCT/US18/18405、于2018年2月14日(18F14)提交的PCT申请号PCT/US18/18108、于2018年2月13日(18F11B)提交的PCT申请号PCT/US18/18007、于2018年2月9日(18F08)提交的PCT申请号PCT/US18/17716、于2018年2月9日(18F07)提交的PCT申请号PCT/US18/17713、于2018年2月9日(18F16)提交的PCT申请号PCT/US18/17712、于2018年2月8日(18F02)提交的PCT申请号PCT/US18/17504、于2018年2月8日(18F12)提交的PCT申请号PCT/US18/17501、于2018年2月8日(18F17)提交的PCT申请号PCT/US18/17499、于2018年2月8日(18F18)提交的PCT申请号PCT/US18/17489、于2018年2月8日(18F10)提交的PCT申请号PCT/US18/17492、于2018年2月8日(18F02)提交的PCT申请号PCT/US18/17494、于2018年2月8日(18F09)提交的PCT申请号PCT/US18/17502，以及于2018年2月7日(18F15A)提交的PCT申请号PCT/US18/17307的权益，出于所有目的通过引用将每个申请整体并入本文。

技术领域

此外，本发明涉及进行生物和化学测定的装置和方法，使用比色方法进行的生物和化学测定的装置和方法。

背景技术

在生物/化学测定中，需要增强来自薄样品的光信号。例如，在比色测定中，当样品厚度非常稀薄时(例如，100μm(微米)或以下)，颜色变得非常淡，变得难以观察，限制了比色测定的灵敏度。

发明概述

以下简要概述并不旨在包括本发明的所有特征和方面。其中，本发明提供了通过光学信号例如比色测定或荧光测定提高测定的灵敏度、速度和易用性的解决方案。

附图说明

本领域技术人员将理解，下面描述的附图仅用于说明的目的。附图不旨在以任何方式限制本发明的范围。附图不是完全按比例绘制的。在给出实验数据点的图中，连接数据点的线仅用于引导观察数据，而没有其它意义。

图1-A示出了根据本发明实施例的包含底板、顶板和铝铰链的开放的组装的比色测定样品卡的示例。

图1-B和图1-C示出了根据本发明实施例的在顶表面上具有纹理化微结构的比色测定样品卡的底板的示例。

图1-D和图1-E示出了根据本发明实施例的比色测定样品卡的顶板的示例，比色测定样品卡的顶板在底表面上具有均匀高度的柱阵列。

图1-F和图1-G示出了根据本发明实施例的包含底板、顶板、铝铰链和顶板和底板之间的样品液体的待测试比色测定样品卡的实例。

图2-A示出了使用光纤的侧面照明对具有纹理化表面的样品进行比色测量的测试设备。

图2-B、图2-C和图2-D示出了使用光纤的环形照明对具有纹理化表面的样品进行比色测量的测试设备。

图3是CROF(压缩调节开放流)实施例的图示。图(a)示出了第一板和第二板，其中第一板具有间隔件。图(b)示出了在开放构造中将样品沉积在第一板(示出)或第二板(未示出)或两者(未示出)上。图(c)示出了(i)使用两个板延展样品(样品在板之间流动)并减小样品厚度，以及(ii)在闭合构造中使用间隔件和板调节样品厚度。每个板的内表面具有一个或多个结合位点和或储存位点(未示出)。

图4是测试水中重金属的流程图。

具体实施方式

以下详细描述通过示例而非限制的方式示出了本发明的一些实施例。本文使用的章节标题和任何字幕仅用于组织目的，而不应被解读为以任何方式限制所描述的主题。章节标题和/或字幕下的内容不限于章节标题和/或字幕，而是适用于本发明的整个描述。

任何出版物的引用是为了在申请日之前公开，并且不应被解读为承认本权利要求无权凭借在先发明而先于此类出版物。此外，所提供的公开日期可以不同于实际的公开日期，其需要独立去确认。

A.具有纹理反射散射表面的QMAX比色测定

在涉及光信号检测的测定(例如比色测定或荧光测定)中，容纳液体样品并使光束通过样品以测量样品的光或颜色的小容器。当样品非常稀薄，光或颜色变淡并且难以测量。

本发明尤其提供了在薄样品中获得更强的光信号的解决方案。

本发明的一个新颖性是使用QMAX卡(具有两个可移动板)将样品制成非常均匀的薄层(小于200μm)。

本发明的另一个新颖性是在两个板之一的表面上使用纹理化反射表面以增强光学信号，特别是用于比色测定和/或荧光测定。

在本发明中，我们观察到比色测定的颜色信号可以通过使用反射纹理化表面而显著增加，因为室的壁中的一个可以显著增加颜色信号。

根据本发明，一种装置用于板以将样品夹在薄层中，其中板中的一个是透明的，而另一个板在其样品接触区域上具有纹理化反射表面。探测光从透明板进入样品，穿过样品，并被纹理化表面漫反射回到透明板。我们观察到，即使样品薄至30μm或以下，这种布置也能显著增加颜色信号。

此外，根据本发明，所述装置还包含涂覆在板中的一个上的干试剂，使得液体样品可以滴落在板中的一个或两个上，闭合板，然后进行测量。样品厚度可以为150μm或以下，使得干试剂在短时间内与样品混合，以加速总测量时间。

术语“CROF卡(或卡)”、“COF卡”、“QMAX卡”、Q卡”、“CROF装置”、“COF装置”、“QMAX装置”、“CROF板”、“COF板”以及“QMAX板”是可互换的，除了在一些实施例中，COF卡不包含间隔件；并且这些术语是指一种装置，该装置包含第一板和第二板，第一板和第二板可相对于彼此移动成不同的构造(包括开放构造和闭合构造)，并且该装置包含调节板之间的间距的间隔件(COF的一些实施例除外)。术语“X板”是指CROF卡中的两个板之一，其中间隔件固定到该板。在于2016年8月10日和2016年9月14日提交的PCT申请(指定美国)号PCT/US2016/045437和PCT/US0216/051775、2017年2月7日提交的美国临时申请号62/456065、2017年2月8日提交的美国临时申请号62/456287、2017年2月8日提交的美国临时申请号62/456504中描述了COF卡，CROF卡和X板的更多描述，所有这些申请的全部内容出于所有目的并入本文。

装置_0(常规)

N1.在一些实施例中，根据本发明，一种用于使用光信号来测定样品的装置，包含：

第一板、第二板、间隔件和纹理化表面，其中：

i.第一板和第二板可相对于彼此移动成不同的构造；

ii.一个或两个板是柔性的；

iii.所述第二板在其内表面上具有纹理化结构，用于散射照射在表面上的光；

iv.所述纹理化表面可以是但不限于凸起的、波状的粗糙表面；

v.所述纹理化表面为规则的或非规则的；

vi.所述纹理化表面的平均粗糙度范围优选为但不限于2μm-5μm；

vii.所述间隔件固定于所述第一板的内表面并具有预定的均匀高度；

viii.所述间隔件的优选高度大于所述纹理化表面的平均粗糙度并且小于100μm；

其中所述构造中的一个是开放构造，其中：两个板部分或完全分开，所述板之间的间距不通过所述间隔件调节，并且所述样品沉积在所述板中的一个或两个上；

其中所述构造中的一个是闭合构造，所述闭合构造是在所述样品在所述开放构造中沉积之后配置的，并且在所述闭合构造中，所述沉积的样品的至少一部分通过所述两个板按压成连续层；

其中所述样品为液体形式。

装置_C1(用于比色信号)

一种用于增强光信号(Q卡)的样品处理装置，包含：

第一板、第二板、间隔件和纹理化表面，其中：

i.板可相对于彼此移动成不同的构造；

ii.一个或两个板是柔性的；

iii.所述第二板在其内表面上具有纹理化结构，用于散射照射在表面上的光；

iv.所述纹理化表面可以是但不限于凸起的、波状的粗糙表面；

v.所述纹理化表面可以是规则的规则的或非规则的；

vi.所述纹理化表面的平均粗糙度范围优选为但不限于2μm-5μm；

vii.所述间隔件固定于所述第一板的内表面并具有预定的均匀高度；

viii.所述间隔件的优选高度大于所述纹理化表面的平均粗糙度并且小于100μm；

其中所述构造中的一个是开放构造，其中：两个板部分或完全分开，所述板之间的间距不通过所述间隔件调节，并且所述样品沉积在所述板中的一个或两个上；

其中所述构造中的一个是闭合构造，所述闭合构造是在所述样品在所述开放构造中沉积之后配置的，并且在所述闭合构造中，所述沉积的样品的至少一部分通过所述两个板按压成连续层；

其中所述样品为液体形式。

在一些实施例中，纹理化表面由不透明白色材料制成；

装置_C2(用于比色信号)

一种用于增强光信号(Q卡)的样品处理装置，包含：

第一板、第二板、间隔件和纹理化表面，其中：

i.板可相对于彼此移动成不同的构造；

ii.一个或两个板是柔性的；

iii.所述第二板在其内表面上具有纹理化结构，用于散射照射在表面上的光；

iv.所述纹理化表面可以是但不限于凸起的、波状的粗糙表面；

v.所述纹理化表面可以是规则的规则的或非规则的；

vi.所述纹理化表面的平均粗糙度范围优选为但不限于2μm-5μm；

vii.所述间隔件固定于所述第一板的内表面并具有预定的均匀高度；

viii.所述间隔件的优选高度大于所述纹理化表面的平均粗糙度并且小于100μm；

其中所述构造中的一个是开放构造，其中：两个板部分或完全分开，所述板之间的间距不通过所述间隔件调节，并且所述样品沉积在所述板中的一个或两个上；

其中所述构造中的一个是闭合构造，所述闭合构造是在所述样品在所述开放构造中沉积之后配置的，并且在所述闭合构造中，所述沉积的样品的至少一部分通过所述两个板按压成连续层；

其中所述样品为液体形式。

在一些实施例中，所述纹理化表面由半透明白色材料制成，且透射率为10％-30％。

装置_F(用于荧光信号)

一种用于增强光信号(Q卡)的样品处理装置，包含：

第一板、第二板、间隔件和纹理化表面，其中：

i.板可相对于彼此移动成不同的构造；

ii.一个或两个板是柔性的；

iii.所述第二板在其内表面上具有纹理化结构，用于散射照射在表面上的光；

iv.所述纹理化表面可以是但不限于凸起的、波状的粗糙表面；

v.所述纹理化表面可以是规则的规则的或非规则的；

vi.所述纹理化表面的平均粗糙度范围优选为但不限于2μm-5μm；

vii.所述间隔件固定于所述第一板的内表面并具有预定的均匀高度；

viii.所述间隔件的优选高度大于所述纹理化表面的平均粗糙度并且小于100μm；

其中所述构造中的一个是开放构造，其中：两个板部分或完全分开，所述板之间的间距不通过所述间隔件调节，并且所述样品沉积在所述板中的一个或两个上；

其中所述构造中的一个是闭合构造，所述闭合构造是在所述样品在所述开放构造中沉积之后配置的，并且在所述闭合构造中，所述沉积的样品的至少一部分通过所述两个板按压成连续层；

其中所述样品为液体形式。

在一些实施例中，所述纹理化表面由不透明白色材料制成或涂覆有反射性金属膜，所述金属膜可为(但不限于)铝、银和金。金属膜的优选厚度范围优选为但不限于10nm-100nm。

设备(用于比色信号).A1

一种测试设备，包含：

a)根据上述装置权利要求所述的用于增强光信号的样品处理装置(装置_C1)；

b)具有相机模块和光源的移动计算装置；

c)一种照明光学器件，包含倾斜的光纤；

d)外部透镜；

其中所述光源发射白光；

其中所述光源与相机模块位于所述移动计算装置的同一面；

其中所述Q卡放置在相机模块正下方，所述Q卡与所述相机模块之间的优选距离为15mm～20mmm；

其中所述外部透镜放置在所述Q卡与相机模块之间，使得所述Q卡中的样品处于所述相机模块的工作距离内，所述外部透镜的优选焦距为12～18mm，所述透镜与相机模块之间的距离优选尽可能小，并且不大于3mm；

其中所述光纤引导从所述光源发射的光以照射在所述相机模块正下方的样品区域上；

其中所述光纤的一个端面放置在光源的光圈之下，并且它们之间的距离优选地尽可能小，并且不大于3mm；

其中所述光纤的直径被配置为等于所述光源光圈的直径；

其中安装所述光纤的倾斜角被设置为使得从所述光纤发出的中心光束照射在所述相机模块正下方的样品区域上。

设备(用于比色信号).A2

一种测试设备，包含：

a)根据上述装置权利要求所述的用于增强光信号的样品处理装置(装置_C2)；

b)具有相机模块和光源的移动计算装置；

c)一种照明光学器件，包含一对反射镜；

d)外部透镜；

-其中所述光源发射白光；

-其中所述光源与相机模块位于所述移动计算装置的同一面；

-其中所述Q卡放置在相机模块正下方，它们之间的优选距离是5-10mm；

-其中所述外部透镜放置在所述Q卡与相机模块之间，使得所述Q卡中的样品处于所述相机模块的工作距离内，所述外部透镜的优选焦距为4-8mm，所述透镜与相机模块之间的优选距离尽可能小，并且不大于3mm；

-其中照明光学器件将光源发出的光转向后照射Q卡上的样品，每个反射镜将光转向90度；

-其中镜子安装在Q卡下方，一个镜子与光源成一直线，另一个镜子与相机模块成一直线，Q卡与镜子之间的优选距离为5mm-10mm。

设备(用于比色信号).A3

一种测试设备，包含：

a)根据上述装置权利要求所述的用于增强光信号的样品处理装置(装置_C2)；

b)具有相机模块的移动计算装置；

c)独立光源；

d)外部透镜；

-其中所述光源发射白光，光源放置在Q卡下并与相机模块成一直线，光源和Q卡之间的优选距离为5mm-10mm。

-其中所述Q卡放置在相机模块正下方，它们之间的优选距离是5-10mm；

-其中所述外部透镜放置在所述Q卡与相机模块之间，使得所述Q卡中的样品处于所述相机模块的工作距离内，所述外部透镜的优选焦距为4-8mm，所述透镜与相机模块之间的优选距离尽可能小，并且不大于3mm；

光学信号

根据本发明，可通过任何前述实施例的装置的纹理化表面增强的光学信号选自样品中的一组颜色，荧光，发光(电、化学、光或电-化学)，和/或来自发射器的其它光。

荧光信号的设备).A4

一种测试设备，包含：

a)根据上述装置权利要求所述的用于增强光信号的样品处理装置(装置_F)；

b)具有相机模块的移动计算装置；

c)独立光源；

d)照明光学器件，包含倾斜反射镜；

e)滤波器，包含长通滤波器和短通滤波器；

f)外部透镜；

-其中所述光源是激光二极管；

-其中倾斜镜转动从光源发射的光以照射在相机模块正下方的样品区域上；

-其中光以斜角照射在样品上，优选的角度是>60度；

-其中所述Q卡放置在相机模块正下方，所述Q卡与所述相机模块之间的优选距离为15mm-20mm；

-其中所述外部透镜放置在所述Q卡与相机模块之间，使得所述Q卡中的样品处于所述相机模块的工作距离内，所述外部透镜的优选焦距为12mm-18mm，所述透镜与相机模块之间的优选距离尽可能小，并且不大于3mm；

-其中该短通滤波器被置于该光源的光圈前方；

-其中该长通滤波器被置于该外部透镜与相机模块之间。

方法

一种用于分析样品的光信号的方法，包含以下步骤：

a)收集样品液体；

b)获得任一前述实施例所述的装置；

c)当所述板处于开放构造时，将所述样品沉积在所述装置的板中的一个或两个上；

d)将所述两个板放在一起，按压所述板成所述闭合构造，使所述样品在所述两个板之间形成液体层；

e)将所述装置插入所述测试设备中；

f)开启所述测试设备的光源；

g)使用相机模块采集所述样品的图像；以及

h)所述移动计算装置处理所述图像以分析所述图像的比色或荧光信号，从而获得所述样品的一些特性。

应用

上述Q卡装置、测试设备和方法可用于在以下领域中检测感兴趣的分析物的存在和水平：

1)食品科学与安全：测试饮用水中的pH、氨、亚硝酸盐、硝酸盐、重金属、细菌水平等；测试牛奶中的细菌、乳糖、添加剂、特定蛋白质水平等；

2)个人健康监测：唾液、尿液和呼吸中的葡萄糖、酒精等。

3)在一些实施例中，一种用于在测定中增强光信号的装置包含：

第一板、第二板、间隔件和光散射层，其中：

i.第一板和第二板可相对于彼此移动成为不同的构造，并且在其各自的内表面上具有用于接触含有分析物的样品的样品接触区域；

ii.板中的一个或两个是柔性的；

iii.第一板对于光是透明的，并且

iv.第二板基本上反射光并且包含具有粗糙拓扑结构的内表面光散射层；

其中构造中的一个是开放构造，其中两个板的内表面之间的平均间距为至少200μm，并且样品沉积在板中的一个或两个上；

其中所述构造中的另一个是在所述样品沉积在所述开放构造之后配置的闭合构造，并且在闭合构造中，样品的至少一部分在两个板之间，并且板的内表面之间的平均间距小于200μm；以及

其中在闭合构造中，光散射层增强了对两个板的内表面之间探针测光的捕获。

在一些实施例中，在该装置中，第二板的光散射表面包含：

i.所述纹理化表面可以是但不限于凸起的、波状的粗糙表面；

ii.所述纹理化表面可以是规则的或非规则的；

iii.所述纹理化表面的平均粗糙度范围优选为但不限于2μm-5μm；或者

iv.所述间隔件固定于所述第一板的内表面并具有预定的均匀高度；以及

v.它们的组合。

C1.如任一前述实施例所述的装置或系统，其中所述光散射层可由反射率为至少50％、60％、70％、80％、90％、100％或在任两个值之间的范围内的高反射率不透明白色材料制成。

C2.如任一前述实施例所述的装置或系统，其中所述光散射表面的反射光谱在300nm到1000nm的范围内。

C3.如任一前述实施例所述的装置或系统，其中所述光散射层可由半透明白色材料制成，并且所述透射率为10％-30％。

C4.如任一前述实施例所述的装置或系统，其中所述光散射层可由反射性金属膜制成，其中所述光散射层可由不透明白色介电膜制成。

C5.如任一前述实施例所述的装置或系统，其中所述光散射层具有R_a(算术平均粗糙度)为0.5μm-200μm、R_sm(轮廓的平均间距)>0.5μm，以及RΔ_a(轮廓的平均斜率)>0.1的纹理化表面。

C6.如任一前述实施例所述的装置或系统，其中所述纹理化表面可以是规则的或非规则的，其中所述纹理化表面上的单个特征的形状可以是但不限于正方形、三角形、锐角。

C7.如任一前述实施例所述的装置或系统，其中所述间隔件的高度大于所述纹理化表面的平均粗糙度且小于200μm。

如任一前述实施例所述的装置或系统，纹理化反射的平均粗糙度高度(R_a)需要是照明光的波长的至少20％且可高达所述第一板与第二板之间的间距的5倍，或在这两个值之间的范围内；

如任一前述实施例所述的装置或系统，平均横向特征尺寸(b_a)需要是所述照明光的波长的至少20％且高达10倍，或在这两个值之间的范围内；

如任一前述实施例所述的装置或系统，平均周期(b_a)需要是照明光的波长的至少50％且高达1000倍，或在这两个值之间的范围内。

图1-A是比色测定样品卡1处于开放状态的示意图。样品卡1包含顶板12、底板11和铝铰链13。铰链13将顶板12连接到底板13上。

随机散射结构的高度为1nm至200nm、1nm至300nm，和1nm至5000nm。

在一些实施方案中，反射表面可以通过相同尺寸或不同尺寸的随机纳米颗粒来完成。

在一些实施方案中，反射范围为50％至100％、30％至100％和50％至80％。它们在光谱上是宽带或窄带。

-图1-B和图1-C是样品卡1中底板11的示意图，分别以等距视图和截面视图示出。用于底板11的材料是非吸收性的并且具有不透明白色。它可以是但不限于白色聚乙烯。底板11在其一个顶面(即面对顶板12的表面)上具有纹理化表面11S。纹理化表面11S可以是随机微结构或规则的微结构。对于随机微结构，其可以是但不限于凸起的、波状的或粗糙的表面。在一个实施例中，纹理化表面是平均粗糙度为2-3μm的白色聚苯乙烯片材的无光饰面的凸起表面。对于规则的微结构，其可为(但不限于)从具有正方形、六边形或其它栅格的底板表面突出的圆形、矩形和三角形柱。在底板11的一侧上制造凹口11N以使其易于打开顶板12。在底板11的一个角处制造三角形间隙11C，以容易区分底板11的前表面和底表面。

-图1-D和图1-E是样品卡1中顶板12的示意图，分别以等距视图和截面视图示出。用于顶板的材料是透明的，并且可以是但不限于PMMA。在顶板的底表面(即面对底板11的表面)上，存在具有均匀高度的规则的微尺寸柱阵列12S。柱阵列可以是但不限于具有正方形栅格的矩形柱。在一个实施例中，顶板由175μm厚的PMMA制成，并且柱阵列具有周期为120μm*110μm的正方形栅格。各柱为矩形，尺寸为30μm*40μm，柱高为30μm。在底板12的一个角处制造三角形间隙12C，以容易区分顶板12的前表面和底表面。

-图1-F和图1-G是比色测定样品卡1在封闭状态下与样品液体的示意图，分别从等距视图和横截面视图显示。样品液体1L嵌入顶板12和底板11之间。底板11的纹理化表面11S朝向具有柱阵列12S的顶板12的底表面。样品液体1L的平均液体层厚度是均匀的，并且由顶板12上的柱阵列12S的高度确定。因此，在本发明中，每单位区域保持在样品卡1中的样品液体1L的体积可以被精确地确定。在白光照射下，底板11的纹理化表面11S有助于偏转光束以增加样品液体层1L内的光路。因此，样品液体1L中有色化合物的光吸收增加并且颜色变化增强。

图2-A、2-B和2-C是示出读取比色卡的系统10，特别是装置13的细节的示意图。图2-B是示出装置的细节的截面图；以及图2-A是仅示出装置中的光学元件的构造的示意图。图2-D示出了以上参考图2-C描述的元件的功能，其中从光源1L发射的光从光纤环135的两个端面耦合到侧面发射光纤环135中，并且沿着环在内部传播。光束B1从光纤环的侧壁发射并穿过漫射器膜136。光束B1从前侧照射相机1C正下方的比色样品卡138的样品区域以产生均匀的照射。被照射的样品区域吸收部分光束B1并将光束B1反射到光束B2。光束B2由透镜133收集并进入相机1C，透镜133在相机1C的图像传感器平面上产生样品区域的图像。智能手机1捕获并处理图像以分析图像中的颜色信息，从而量化比色测定的颜色变化。

在一些实施例中，在调节两个板之间的样品厚度时不使用间隔件。

在一些实施例中，该板的纹理化反射表面具有这些参数中的每一个的一个或组合：纹理化表面增强的光信号

比色测定的信号可通过纹理化表面增强。在比色测定中，在白光照射下，特定波长的光被有色化合物吸收，这导致颜色变化。因此，为了得到更强的颜色变化信号，需要吸收更多的颜色化合物的特定吸收波长的光。并且基于比尔-朗伯定律，其确定当光通过光吸收介质时吸收了多少百分比的光，在比色测定中增加光吸收的方式是增加样品液体中的光路。与平坦反射表面相比，纹理化表面可以通过散射使小角度入射光反射成大角度出射光，从而增加样品液体中的光路。纹理化表面可以将样品液体中的入射光散射几次，以增加光发射出之前的光路。

测定的荧光信号也可以通过纹理化表面增强。在荧光测定中，在特定波长的激发光的照射下，发射荧光强度与荧光染料的量子产率和激发光的吸收量的乘积成比例。纹理化表面通过散射增加样品液体中激发光的光路，因此更多的激发光被荧光分子吸收。

测试设备包含装置、光源、光纤和成像仪

-其中光源发射300nm至1000nm波长范围内的光；

-其中光源和成像仪在同一平面上；

-其中Q卡放置在成像仪正下方，它们之间的优选距离是15mm-20mm；

-其中所述光纤引导从所述光源发射的光以照射在所述相机模块正下方的样品区域上；

-其中所述光纤的一个端面放置在光源的光圈之下，并且它们之间的距离优选地尽可能小，并且不大于10mm；

-其中所述光纤的直径被配置为等于所述光源光圈的直径；

-其中安装所述光纤的倾斜角被设置为使得从所述光纤发出的中心光束照射在所述相机模块正下方的样品区域上。

测试设备包含装置、光源、环形光纤和成像仪,

其中光源发射300nm至1000nm波长范围内的光；

其中所述环形光纤是能够外耦合来自光纤壁的光的侧发射光纤；

-其中环形光纤在围绕所述成像仪的圆内；

-其中Q卡放置在所述成像仪正下方，它们之间的优选距离是15mm-20mm；

-其中光从所述环形光纤的侧面发射以照射样品；

-其中将所述环形光纤的两个端面放置在光源的光圈下方；

-其中在环形光纤和样品之间放置光漫射器以漫射从环形光纤发射的光；

B.间隔件、铰链和开放凹口

在生物和化学测定(即，测试)中，简化测定操作或加速测定速度的装置和/或方法通常具有很大价值。

在QMAX(Q：量化；M：放大；A：加入试剂；X：加速；也称为压缩调节开放流(CROF)测定平台，QMAX卡使用两个板来将样品的形状操纵成薄层(例如通过按压)(如图1所示)。在某些实施例中，板操纵需要通过人手动或其它外力多次改变两个板的相对位置(称为：板构造)。需要设计QMAX卡以使手动操作容易且快速。

在QMAX测定中，板构造中的一个是开放构造，其中两个板完全或部分分离(板之间的间隔不通过间隔件控制)并且可以沉积样品。另一种构造是闭合构造，其中以开放构造沉积的样品的至少一部分被两个板按压压缩为厚度非常均匀的层，该层的均匀厚度由板的内表面限定并且由板和间隔件调节。

在QMAX测定操作中，操作者经常需要以受控方式将测定试剂添加到样品中。例如，在一些实施例中，试剂(例如，检测剂和结合剂)涂覆在QMAX装置的板表面上，并且一些试剂(例如，检测剂)在测定过程期间在适当的定时释放到样品中。其中，在一些情况下，需要在目标分析物与结合剂充分结合之后加入检测剂。在其它情况下，希望在形成样品薄膜之后加入检测剂。在其它情况下，期望将检测剂的添加延迟指定的时间段。本发明旨在提供用于实现这些目标以及用于使生物/化学感测(包括但不限于免疫测定、核酸测定、电解质分析等)比多种现行感测方法和装置更快，更灵敏，步骤更少，易于进行，所需样品量更少，专业辅助需要更少或减少(或不需要)和/或成本更低的装置和方法。

术语“压缩开放流(COF)”是指通过以下方式改变沉积在板上的可流动样品的形状的方法：(i)将另一个板放置在样品的至少一部分的顶部上，和(ii)然后通过将两个板朝向彼此推动而在两个板之间按压样品；其中该按压减小了该样品的至少一部分的厚度并且使得该样品流入这些板之间的开放空间中。术语“压缩调节开放流”或“CROF”(或“自校准压缩开放流”或“SCOF”或“SCCOF”)(也称为QMAX)是指特定类型的COF，其中按压后部分或全部样品的最终厚度通过间隔件“调节”，其中间隔件放置于两个板之间。这里，CROF装置可与QMAX装置互换使用。

除非另有说明，术语“间隔件”或“止动件”是指当放置在两个板之间时对两个板之间的最小间隔设定限制的机械物体，当将两个板按压在一起时可以达到该限制。即，在压紧过程中，间隔件将停止两个板的相对运动，以防止板间距变得小于预设(即预定)值。

术语“间隔件具有预定高度”和“间隔件具有预定间隔件间距”分别意味着间隔件高度和间隔件间距的值在QMAX工艺之前是是已知的。如果在QMAX工艺之前不知道间隔件高度和间隔件间距的值，则不预定间隔件高度和间隔件间距的值。例如，在珠粒作为间隔件喷射在板上的情况下，其中珠粒落在板的随机位置，间隔件之间的距离不是预定的。未预定间隔件间距的另一实例是间隔件在QMAX工艺期间移动。

在QMAX工艺中，术语“间隔件固定在其相应的板上”意味着间隔件附接到板的位置，并且在QMAX工艺中(即，间隔件在相应的板上的位置不改变)保持附接到该位置。“间隔件与其相应的板固定在一起”的实例是，间隔件由板的一件材料整体地制成，并且间隔件相对于板表面的位置在QMAX工艺期间不改变。“间隔件不与其相应的板固定在一起”的实例是，间隔件通过粘合剂粘合到板上，但是在板的使用期间，在所述构造中的另一个是在所述样品沉积在所述开放构造之后配置的闭合构造期间，粘合剂不能将间隔件保持在其在板表面上的原始位置处，并且间隔件移动离开其在板表面上的原始位置。

在QMAX工艺中，两个板的术语“开放构造”是指如下构造，其中两个板或者部分地或者完全地分离，并且板之间的间隔不受间隔件的调节。

在QMAX工艺中，两个板的术语“闭合构造”是指如下构造，其中板彼此面对，间隔件和样品的相关体积在板之间，板之间的相关间隔以及因此样品的相关体积的厚度由板和间隔件调节，其中相关体积是样品的整个体积的至少一部分。

在QMAX工艺中，术语“样品厚度由板和间隔件调节”是指，对于板、样品、间隔件和板按压方法的给定条件，在板的闭合构造下样品的至少一个端口的厚度可以根据间隔件和板的性质预定。

在QMAX装置中，板的术语“内表面”或“样品表面”是指板的接触样品的表面，而板的另一表面(不接触样品)被称为“外表面”。

除非特别说明，否则QMAX工艺中物体的术语“高度”或“厚度”是指物体在垂直于板表面的方向上的尺寸。例如，间隔件高度是间隔件在垂直于板表面的方向上的尺寸，并且间隔件高度和间隔件厚度指相同的事情。

除非特别说明，否则QMAX工艺中物体的术语“区域”是指平行于板表面的物体的区域。例如，间隔件区域是平行于板表面的间隔件的区域。

术语QMAX装置指的是在样品上执行QMAX(例如，CROF)工艺，并且具有或不具有连接两个板的铰链的装置。

在QMAX卡的一些实施例中，它们在可移动板的闭合配置中不使用间隔物来控制样品厚度，而是在达到闭合配置之后使用其它方式来测量样品厚度。厚度测量包括光干涉测量。

C.比色测定用化学品

如本文所用，术语“比色”及其语法变体是指色谱的物理描述和量化，包括人类颜色感知光谱(例如，可见光谱)。在一些实施例中，当不需要量化并且没有昂贵的检测设备时，比色测定是特别有用的。在某些实施例中，颜色变化的检测可以通过使用者(例如，进行测定的人)的肉眼观察来进行。因为比色测定可以通过肉眼观察来检测，所以使用者可以检查反应的颜色的可检测变化，或者该测定可以与复制可比较反应的颜色的一个或多个对照(阳性或阴性)平行进行。在一些实施例中，校准的比色测量可用于定量确定目标的量。

通常，比色分析包含借助于显色剂确定样品如溶液中分析物(如化学元素或化合物)的存在/不存在、水平或浓度。它适用于有机化合物和无机化合物，并且可以在有或没有酶反应步骤的情况下使用。通常，所需的设备是比色计、一个或多个比色皿和合适的显色剂。该过程可以是自动化的，例如通过使用自动分析仪或通过流动注射分析。在特定实施例中，比色计可适于与板读数器一起使用以加速分析并减少废物流。

一方面，本文公开的比色测定是非酶方法。例如，金属离子可与一种或多种试剂反应以形成一种或多种有色产物。例如，钙可与邻甲酚酞络合剂反应形成有色络合物；铜可以与二磺酸浴铜灵反应以形成有色络合物；肌酐可与苦味酸盐反应形成有色络合物；铁可以与二磺酸红菲绕啉反应形成有色络合物；磷酸盐可与钼酸铵和/或偏钒酸铵反应形成有色络合物。

另一方面，本文公开的比色测定包含一个或多个酶反应步骤。通常，颜色反应之前是由酶催化的反应。由于酶对一种或多种特定底物是特异性的，因此可以获得更准确的结果。例如，在胆固醇检测试验如CHOD-PAP方法中，样品中的胆固醇首先与氧反应，由胆固醇氧化酶催化，产生胆甾酮和过氧化氢。然后使过氧化氢与4-氨基安替比林和苯酚反应，该反应由过氧化物酶催化，产生有色络合物和水。另一个实例是用于检测葡萄糖的GOD-Perid方法，其中葡萄糖是样品，首先与氧和水反应，由葡萄糖氧化酶催化，产生葡萄糖酸盐和过氧化氢。如此产生的过氧化氢然后与ABTS反应以产生有色络合物，并且该反应可以由过氧化物酶催化。在又一个实例中，所谓的GPO-PAP方法检测甘油三酯，其首先转化为甘油和羧酸(由酯酶催化)；然后甘油与ATP反应形成甘油磷酸酯和ADP(由甘油激酶催化)；然后用甘油磷酸酯氧化酶氧化甘油磷酸酯，形成磷酸二羟丙酮和过氧化氢；最后的酶反应由过氧化物酶催化，其中过氧化氢与4-氨基安替比林和4-氯苯酚反应形成有色络合物。在一些实施例中，比色测定可以包含非酶步骤和酶步骤。例如，可以通过首先将分析物转化为碳酸铵(由脲酶催化)，然后碳酸铵与非酶反应中的苯酚和次氯酸盐反应以形成有色络合物来检测尿素。

在一些实施例中，比色测定检测蛋白质靶。在一个方面，比色测定涉及蛋白质-金属螯合(例如，蛋白质-铜螯合)的形成，随后是对还原的金属(例如，铜)的二次检测。这种比色测定的例子包括BCA测定和Lowry蛋白测定，例如Thermo Scientific Pierce BCA和改良的Lowry蛋白测定。另一方面，比色测定涉及蛋白质-染料结合，直接检测与结合的染料相关的颜色变化。这类比色测定的实例包括660nm测定和考马斯(Bradford)蛋白测定。用于检测多肽或蛋白质靶的比色测定的其它实例包括缩二脲测定、双金鸡纳酸(Smith)测定，酰氨基黑(Amido Black)方法和胶体金测定。

在特定实施例中，比色测定，例如，比色筛选，可基于NAD(P)H产生。NAD(P)H在340nm处的吸光度通常用于测量脱氢酶的活性。典型地，这种比色测定涉及需要合成化合物或次级酶的间接方法。例如，四唑盐如氮蓝四唑(NBT)可以还原为甲臜染料，其吸收可见区域中的光。这些反应在生物学条件下基本上是不可逆的，并且颜色的增加可以容易地在过滤盘或标准96孔板读数器上视觉监测。导致形成有色甲臜的级联反应将NAD(P)H的产生与样品中脱氢酶的催化活性联系起来。

在特定的实施例中，比色测定是酶联免疫吸附测定(ELISA)。比色ELISA底物的实例包括碱性磷酸酶(AP)和/或辣根过氧化物酶(HRP)的比色(也称为显色)底物，比如PNPP(对硝基苯基磷酸酯)，一种广泛用于在ELISA应用中检测碱性磷酸酶以产生吸收405nm的光的黄色水溶性反应产物的底物)，ABTS(2,2'-联氨-双[3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸]-二铵盐，其用于检测HRP并产生水溶性绿色最终反应产物)，OPD(邻苯二胺二盐酸盐，其用于检测HRP并产生水溶性黄橙色反应产物)和TMB(3,3',5,5'-四甲基联苯胺，当检测HRP时产生蓝色)。

比色测定的具体示例包括HRP/ABTS/H2O2测定、HRP/4CN/H2O2测定、D-氨基酸氧化酶测定、过氧化物酶/邻联茴香胺测定、ABTS和邻联茴香胺测定、TMB测定、愈创木酚测定、MNBDH测定、基于Gibbs试剂和4-氨基安替比林的测定、聚R-478测定、辣根过氧化物酶偶联测定、MTT测定、吲哚测定和对硝基苯氧基类似物(pNA)测定。

上述装置和方法可用于进行以下比色测定中的任何一种或多种。合适的比色测定包括但不限于检测蛋白质、核酸、抗体或微生物的比色测定。比色测定可用于确定溶液中物质的浓度。在一些情况下，比色测定包括比色免疫测定。合适的比色测定可以包括Jiang等人，Analyst(2016)，141:1196-1208中描述的那些；Morbioli等人，Anal.Chim.Acta.(2017),970:1-22；Gu等人，Biotechnology Advances(2015)，33:666-690；Marin等人，Analyst.(2015),140(1):59-70；Du等人，Small.(2013),9(9-10):1467-81；Song等人，Adv.Mater.(2011),23(37):4215-36；Liu等人，Nanoscale(2011)，3(4):1421-33；Martin等人，J.Animicrob Chemother.(2007)59(2):175-83；Sapan等人，Biotechnol.Appl.Biochem.(1999),29(pt 2):99-108。

比色免疫测定可包括酶免疫测定，例如举例而言，酶联免疫吸附测定(ELISA)。ELISA测定可包括用酶标记表面结合的抗原，例如，用单一抗体缀合物或两种或多种抗体共同作用以用酶标记抗原。抗原可以通过非特异性方式(例如，吸附)或通过特异性方式(例如在“夹心”ELISA中通过抗体捕获)固定在固体表面上。孵育后可以进行洗涤步骤并加入与酶共价连接的检测抗体。在一些情况下，检测抗体是一抗，其本身通过与酶连接的二抗检测。在标记酶之后，并且典型地在一个或多个洗涤步骤之后，使酶与合适的底物(比如，显色底物)以产生信号(例如，化学信号)的方式反应，所述信号可以例如通过分光光度法、荧光法或通过视觉手段检测。这种颜色变化可以指示样品中抗原的存在和/或量。ELISA测定的类型包括例如直接ELISA、夹心ELISA和竞争性ELISA。

适用于酶免疫测定的合适的酶包括但不限于苹果酸脱氢酶、葡萄球菌核酸酶、δ-5-类固醇异构酶、酵母醇脱氢酶、α-甘油磷酸、脱氢酶、磷酸丙糖异构酶、辣根过氧化物酶、碱性磷酸酶、天冬酰胺酶、葡萄糖氧化酶、β-半乳糖苷酶、核糖核酸酶、脲酶、过氧化氢酶、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶、葡糖淀粉酶以及乙酰胆碱酯酶。在这些测定中的检测可以通过采用针对酶的显色底物的比色方法完成，其中合适的底物包括但不限于：邻苯二胺(OPD)、3,3',5,5'-四甲基联苯胺(TMB)、3,3'-二氨基联苯胺四盐酸盐(DAB)、2,2'-连氮-双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)(ABTS)等。底物的流体组合物，例如底物的水性制剂，通常与底物表面孵育足以产生可检测产物的一段时间。孵育通常在约0至37℃、通常约15至30℃、更通常约18至25℃的温度下持续约10秒-2小时、通常约30秒-1小时、更通常约5分钟-15分钟。

比色免疫测定可包括侧流测定(LFA)或免疫层析测定。这样的测定可以在一系列毛细管床例如多孔纸或聚合物上进行用于输送流体。传统的侧流动测试条包括固体载体、其上支撑着样品接收区和目标捕获区。所述固体载体的材料能够支撑样品接收区和目标捕获区，并且当侧流测试条暴露于合适的溶剂或缓冲液时，提供样品从所述样品接收区到所述目标捕获区的毛细流动，所述溶剂或缓冲液用作样品的载液。可用作载体的一般种类的材料包括有机或无机聚合物，以及天然和合成聚合物。合适的固体载体的更具体实例包括但不限于玻璃纤维、纤维素、尼龙、交联葡聚糖、各种色谱纸以及硝化纤维素。

在捕获区，捕获分子可以结合络合物，在测试条中产生颜色变化。捕获区可以包括信号产生系统的一个或多个组件。信号产生系统可以根据侧流测定的具体性质而广泛变化，并且可以是任何可直接或间接检测的标记。适用于LFA的可检测标记包括可通过光谱、光化学、生物化学、免疫化学、电学、光学、化学或其他方法检测的任何部分。例如，合适的标记包括用于用标记的链霉素偶联物染色的生物素、荧光染料(例如荧光素、德克萨斯红、罗丹明、绿色荧光蛋白等)、放射性标记(例如³H、¹²⁵I、³⁵S、¹C或₃₂)、酶(例如辣根过氧化物酶、碱性磷酸酶和ELISA中常用的其它物质)以及比色标记，例如胶体金纳米颗粒、银纳米颗粒、磁性纳米颗粒、氧化铈纳米颗粒、碳纳米管、氧化石墨烯、共轭聚合物或着色玻璃或塑料(例如聚苯乙烯、聚丙烯、乳胶珠)。放射性标记可以用照相胶片或闪烁计数器检测，荧光标记可以用光检测器检测发射的光。酶标记通常通过向酶提供底物并检测酶在底物上的作用产生的反应产物来检测，比色标记通过简单地观察有色标记来检测。

在一些情况下，比色测定可用于测量样品中的离子。例如，氯离子可以通过比色测定来测量。氯离子置换硫氰酸汞中硫氰酸根。游离硫氰酸根与铁离子反应形成有色络合物硫氰酸铁，其通过光度法测量。

同样地，镁可以使用在与镁反应时变成红紫色的钙镁指示剂比色测量；通过甲臜染料测试；在与镁反应或使用甲基百里酚蓝时在600nm发射，甲基百里酚蓝与镁结合形成蓝色络合物。

同样地，钙可以通过使用O-Cresolphtalein的比色技术来检测，O-Cresolphtalein氨羧络合剂与钙反应时，O-Cresolphtalein变成紫色。

同样，由于碳酸氢盐(HCO₃ ^-)和磷酸烯醇丙酮酸(PEP)在磷酸烯醇丙酮酸羧化酶(PEPC)催化的反应中转化为草酰乙酸和磷酸，因此碳酸氢盐可以进行双色测试。苹果酸脱氢酶(MD)催化草酰乙酸还原为苹果酸，同时伴随还原的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)氧化。NADH的这种氧化导致在380/410nm处双色测量的反应混合物的吸光度与样品的碳酸氢盐含量成比例地降低。血尿素氮可以在比色测试中检测，其中二乙酰或fearon用尿素产生黄色色原，并且可以通过光度测定法定量。同样地，肌酸酐可以通过用碱性苦味酸盐溶液处理样品以产生红色络合物来比色测量。此外，可以使用非Jaffe反应测量肌酸，非Jaffe反应测量当肌酸酐被肌酸酐亚氨基水解酶水解时产生的氨。可以在将血液暴露于固定量的葡萄糖氧化酶有限时间段以估计浓度的测定中测量葡萄糖。在指定的时间之后，除去过量的血液并使颜色显色，用于估计葡萄糖浓度。例如，葡萄糖氧化酶与葡萄糖反应形成新生氧，其将碘化钾(在滤纸中)转化为碘，形成棕色。糖化血红蛋白浓度作为血液中葡萄糖水平的间接读数。

用肝素-氯化锰沉淀全血浆(LDL和VLDL)中含脱辅基蛋白B的脂蛋白后，通过用于血浆总胆固醇的相同方法测定血浆高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)。这些化合物也可以在基于定量胆固醇酯和游离胆固醇的酶驱动反应的测定中以比色法检测。胆固醇酯通过胆固醇酯酶水解为胆固醇，然后通过胆固醇氧化酶氧化为酮胆甾-4-烯-3-酮加过氧化氢。然后用高度特异性比色探针检测过氧化氢。辣根过氧化物酶催化探针与过氧化氢之间的反应，二者以1:1的比例结合。可以将样品与已知浓度的胆固醇标准品进行比较。

试剂示例

A.葡萄糖比色(荧光)测定

样品：全血，血浆，血清，唾液

试剂配方1：

100单位/ml葡萄糖氧化酶，100单位/ml辣根过氧化物酶，20mM 4-氨基安替比林，20mM TOOS

试剂配方2：

100单位/ml葡萄糖氧化酶，100单位/ml辣根过氧化物酶，20Mm 3,5,3',5'-四甲基联苯胺(TMB)

试剂配方3：

100单位/ml葡萄糖氧化酶，100单位/ml辣根过氧化物酶，20mM Amplex Red

试剂配方4：

1单位/ml己糖激酶，220mg/ml ATP，400mg/ml NAD

B.钙比色测定

样品：全血，血浆，血清，唾液

试剂配方1：

17mg/ml偶氮胂III

C.白蛋白比色测定

样品：全血，血浆，血清，唾液

试剂配方1：

22mg/ml溴甲酚紫

D.总蛋白比色测定

样品：全血，血浆，血清，唾液

试剂配方1：

1.34mg/ml硫酸铜，3.43mg/ml酒石酸钾钠，0.28mg/ml碘化钾

E.钠比色测定法

样品：全血，血浆，血清，唾液

试剂配方1：

220mg/ml ONPG，0.05单位/mlβ-半乳糖苷酶

F.钾比色测定法

样品：全血，血浆，血清，唾液

试剂配方1：

220mg/ml ADP，0.05单位/ml磷酸烯醇丙酮酸，0.1单位/ml丙酮酸激酶，480mg/mlNADH，13.6mg/ml磷酸钾，95mg/ml硫酸镁，7.85mg/ml FAD，130mg/ml 4-氨基安替比林，10单位/ml辣根过氧化物酶，1.88mg/ml TBHBA

G.氯化物比色测定

样品：全血，血浆，血清，唾液

试剂配方1：

530mg/ml CNPG3，0.36单位/mlα-淀粉酶，250mg/ml乙酸钙

H.血尿素氮比色测定

样品：全血，血浆，血清，唾液

试剂配方1：

0.5U/ml尿素胺基水解酶，570μg/ml PEP，220μg/ml ATP，1U/ml丙酮酸激酶

10U/ml丙酮酸氧化酶，13.6mg/ml磷酸钾，95μg/ml MgCl₂，7.85μg/ml FAD

1.88mg/ml TBHBA，130μg/ml 4-AAP，10U/ml过氧化物酶

I.肌酸酐比色测定

样品：全血，血浆，血清，唾液

试剂配方1：

10U/ml肌酸酐酰胺水解酶，30U/ml肌酸酐脒水解酶，10U/ml肌氨酸氧化酶，1.88mg/ml TBHBA，130μg/ml 4-AAP，10U/ml过氧化物酶

J.碱性磷酸酶比色测定

样品：全血，血浆，血清，唾液

试剂配方1：

560μg/ml对硝基苯基磷酸酯，0.5U/ml硫酸锌、330μg/ml硫酸镁

K.丙氨酸氨基转移酶比色测定

样品：全血，血浆，血清，唾液

试剂配方1：

8.74mg/ml L-丙氨酸，1.01mg/mlα-酮戊二酸

10U/ml丙酮酸氧化酶，13.6mg/ml磷酸钾，95μg/ml MgCl₂，7.85μg/ml FAD，1.88mg/ml TBHBA，130μg/ml 4-AAP，10U/ml过氧化物酶

L.天冬氨酸氨基转移酶比色测定

样品：全血，血浆，血清，唾液

试剂配方1：

4.26mg/ml L-天冬氨酸，1.01mg/mlα-酮戊二酸，10U/ml草酰乙酸脱羧酶，1.88mg/ml TBHBA，130μg/ml 4-AAP，10U/ml过氧化物酶

M.胆红素比色测定

样品：全血，血浆，血清，唾液

试剂配方1：

1U/ml胆红素氧化酶

N.胆固醇比色(荧光)测定

样品：全血，血浆，血清，唾液

试剂配方1：

100单位/ml胆固醇氧化酶，100单位/ml辣根过氧化物酶，20mM 4-氨基安替比林，20mM TOOS

试剂配方2：

100单位/ml胆固醇氧化酶，100单位/ml辣根过氧化物酶，20mM 3,5,3',5'-四甲基联苯胺(TMB)

试剂配方3：

100单位/ml胆固醇氧化酶，100单位/ml辣根过氧化物酶，20mM Amplex Red

O.甘油三酯比色(荧光)测定

样品：全血，血浆，血清，唾液

试剂配方1：

100单位/ml脂肪酶，100单位/ml甘油激酶，100单位/ml甘油磷酸氧化酶，20mM 4-氨基安替比林，20mM TOOS

试剂配方2：

100单位/ml脂肪酶，100单位/ml甘油激酶，100单位/ml甘油磷酸氧化酶，20mM3,5,3',5'-四甲基联苯胺(TMB)

试剂配方3：

100单位/ml脂肪酶，100单位/ml甘油激酶，100单位/ml甘油磷酸氧化酶，20mMAmplex Red

P.乙醇比色(荧光)测定

样品：全血，血浆，血清，唾液

试剂配方1：

100单位/ml乙醇氧化酶，100单位/ml辣根过氧化物酶，20mM 4-氨基安替比林，20mM TOOS

试剂配方2：

100单位/ml乙醇氧化酶氧化酶，100单位/ml辣根过氧化物酶，20mM 3,5,3',5'-四甲基联苯胺(TMB)

试剂配方3：

100单位/ml乙醇氧化酶，100单位/ml辣根过氧化物酶，20mM Amplex Red

Q.过氧化氢(荧光)测定

样品：全血，血浆，血清，唾液

试剂配方1：

100单位/ml辣根过氧化物酶，20mM 4-氨基安替比林，20mM TOOS

试剂配方2：

100单位/ml辣根过氧化物酶，20mM 3,5,3',5'-四甲基联苯胺(TMB)

试剂配方3：

100单位/ml辣根过氧化物酶，20mM Amplex Red

R.革兰氏染色

样品：血液涂片、阴道样品、生殖器样品

革兰氏结晶紫

20g结晶紫，8g草酸铵，200mL甲醇

革兰氏碘

3.33g碘晶体，6.67g碘化钾

革兰氏脱色剂

500.0mL乙醇，500.0mL丙酮

革兰氏番红精

0.25g番红O，10mL乙醇

革兰氏碱性品红

0.7g品红，3.5mL苯酚，14mM乙醇

S.利什曼染色

样品：涂片样品

配方1

0.2g利什曼染料，100mL无丙酮甲醇

T.吉姆萨染色

样品：涂片样品

配方1

0.15g吉姆萨粉末，12.5mL甘油，12.5mL甲醇

U.赖特染色

样品：涂片样品

配方1

1.5g赖特染色剂，500mL甲醇

V.菲尔德染色

样品：涂片样品

菲尔德溶液A

1.6g亚甲蓝，10g磷酸二氢二钠，12.5g磷酸二氢钾，1g Azur，1000mL蒸馏水菲尔德溶液B

2g曙红Y，10g磷酸二氢二钠，12.5g磷酸二氢钾，1000mL蒸馏水

W.詹纳尔染色

样品：涂片样品

配方1

0.5g詹纳尔染色剂，100mL甲醇

X.JSB染色

样品：涂片样品

配方1

0.5g Atine橙色染料，3mL 1％硫酸，0.5g重铬酸钾，3.5g脱水磷酸氢二钠，500mL蒸馏水

JSB染色II

1g曙红Y，500ml蒸馏水

Y.用于计数和分类的白细胞染色

样品：血液，尿液，其它体液

配方1

1μg/mL至1mg/mL吖啶橙(检测剂)

配方2

150μM碘化丙啶(PI)(检测剂)，100μM异硫氰酸荧光素(FITC)，250μM碱性橙21(BO21)染料

Z.血小板染色计数

样品：血液，尿液，其它体液

配方1

1μg/mL至1mg/mL吖啶橙(检测剂)

配方2

150μM碘化丙啶(PI)(检测剂)，100μM异硫氰酸荧光素(FITC)，250μM碱性橙21(BO21)染料

采用QMAX装置的测试系统

本发明的一个方面提供了使用QMAX装置分析生物/化学样品的系统和方法。

AA1.一种用于分析样品的系统，包含：

a)将样品沉积在Q卡上并闭合Q卡；

b)将闭合的Q卡插入到连接到手持移动通信装置的相机的适配器中；

c)使用手持移动通信装置的相机拍摄闭合的Q卡的图像；

d)向远程位置传输来自手持移动通信装置的图像和/或图像的分析结果；

e)在远程位置分析从手持移动通信装置传输的图像和/或图像的分析结果；以及

f)如果检测到异常，则通知第三方和/或手持移动通信装置；

其中Q卡包含两个板，两个板相对于彼此是可移动的并且具有开放构造和闭合构造；

其中样品在开放构造时沉积在Q卡的一个或两个板上，并且在闭合构造时中样品的至少一部分在两个板之间，

其中移动通信装置被配置为在适配器中产生Q卡的图像，并且将图像和/或图像的分析结果传输到远程位置。

AA2.如任一前述实施例所述的方法，其中沉积到Q卡上的样品来自受试者，并且受试者执行步骤a)。

AA3.如任一前述实施例所述的方法，其中如果样品的分析结果不在正常范围内，则识别异常。

AA4.如任一前述实施例所述的方法，其中如果由远程装置和移动手持通信装置产生的分析结果相差预定值，则识别异常。

AA5.如任一前述实施例所述的方法，其中所述样品包含选自由以下各项组成的组的体液：羊水、房水、玻璃体液、血液(例如、全血、分馏的血液、血浆、血清等)、母乳、脑脊髓液(CSF)、耳垢(耳屎)、乳糜、食糜、内淋巴、外淋巴、粪便、胃酸、胃液、淋巴液、粘液(包括鼻引流和痰)、心包液、腹膜液、胸膜液、脓液、风湿液、唾液、皮脂(皮肤油脂)、精液、痰、汗、滑液、泪液、呕吐物、尿以及呼出的冷凝物。

AA6.如任一前述实施例所述的方法，其中所述样品包含从以下获得的环境样本：河流、湖泊、池塘、海洋、冰川、冰山、雨、雪、污水、水库、自来水、饮用水、土壤、堆肥、沙、岩石、混凝土、木材、砖、污水；空气、散热气、工业废气或车辆废气。

AA7.如任一前述实施例所述的方法，其中所述样品包含食物样本，所述食物样本包括：生食品成分、熟食品或经加工食品、植物和动物食品源、经预加工食品或完全加工食品。

AA8.如任一前述实施例所述的方法，其中在步骤(a)中，通过人手按压所述Q卡。

AA9.如任一前述实施例所述的方法，其中步骤e)包含将所述结果与阈值或正常范围进行比较以识别含有异常的样品。

AA10.如任一前述实施例所述的方法，其中所述方法还包含：如果在所述远程位置处的所述分析产生显著不同的结果,则更新所述手持式移动通信装置。

AA11.如任一前述实施例所述的方法，其中沉积到所述Q卡上的所述样品来自受试者，且所述分析结果不传输到所述受试者。

AA12.如任一前述实施例所述的方法，其中所述第三方是医学专业人员。

AA13.如实施例AA12的方法，其中所述医学专业人员是医生或护士从业者。

AA14.如实施例AA1-AA12中任一项所述的方法，其中第三方是保险公司。

AA15.如任一前述实施例所述的方法，其中将来自所述移动通信装置的结果和/或来自所述远程位置的结果发送到急救室。

AA16.如实施例AA1所述的方法，其中基于所述结果，所述手持移动通信装置或所述远程位置向所述受试者传输跟进信息。

AA17.如实施例AA16所述的方法，其中所述跟进信息包含所述结果的解释、关于疾病或病状的教育、与可能治疗相关的信息、关于适当医师的位置的信息、与饮食和/或锻炼的改变相关的信息，或者广告。

AA18.如任一前述实施例所述的方法，其中所述Q卡包含间隔件，所述间隔件具有基本上均匀的高度和预定恒定的间隔件间距，并且在所述闭合构造中，所述样品的至少一部分由所述Q卡的两个板按压形成厚度非常均匀的层，并且相对于所述板基本上是停滞的，其中所述层的均匀厚度通过所述两个板的内表面限定并且通过所述板和所述间隔件调节。

AA19.如实施例AA18所述的方法，其中板中至少一个是柔性的。

AA20.如实施例AA19所述的方法，其中对于柔性板，柔性板的厚度乘以柔性板的杨氏模量在60到750GPa-μm的范围内。

AA21.如实施例AA19所述的方法，其中对于所述柔性板，所述间隔件间距(ISD)的四次方除以所述柔性板的厚度(h)和所述柔性板的杨氏模量(E)，ISD⁴/(hE)，等于或小于106μm³/GPa。

AA22.如实施例AA18所述的方法，其中调节所述均匀厚度的层的所述间隔件具有至少1％的填充因子，其中所述填充因子是与所述均匀厚度的层接触的所述间隔件区域与与所述均匀厚度的层接触的所述总板区域的比例。

AA23.如实施例AA18所述的方法，其中对于调节均匀厚度层的间隔件，间隔件的杨氏模量乘以间隔件的填充因子等于或大于10MPa，其中所述填充因子是与所述均匀厚度的层接触的所述间隔件区域与与所述均匀厚度的层接触的所述总板区域的比例。

AA24.如任一前述实施例所述的方法，其中一个或两个板包含位于板的表面上或内部的位置标记，位置标记提供板的位置的信息。

AA25.如任一前述实施例所述的方法，其中一个或两个板包含在板的表面上或内部的刻度标记，刻度标记提供样品和/或板的结构的横向尺寸的信息。

AA26.如任一前述实施例所述的方法，其中一个或两个板包含位于板的表面上或内部的成像标记，成像标记辅助样品的成像。

AA27.如实施例AA18所述的方法，其中间隔件充当位置标记、比例标记、成像标记或其任何组合。

AA28.如实施例AA18所述的方法，其中均匀厚度层的平均厚度在0.2μm至3.8μm的范围内并且样品是血液。

AA29.如实施例AA18所述的方法，其中所述间隔件间距在7μm至50μm的范围内。

AA30.如实施例AA18所述的方法，其中所述间隔件间距在50μm至120μm的范围内。

AA31.如实施例AA18所述的方法，其中所述间隔件间距在120μm至200μm的范围内。

AA32.如实施例AA18所述的方法，其中间隔件间距基本上是固定的。

AA33.如实施例AA18所述的方法，其中所述间隔件是具有选自圆形、多边形、环形、正方形、矩形、卵形、椭圆形或其任何组合的横截面形状的柱。

AA34.如实施例AA18所述的方法，其中所述间隔件具有柱状形状且具有基本上平顶表面，其中对于每一间隔件，间隔件的横向尺寸与其高度的比例为至少1。

AA35.如实施例AA18所述的方法，其中每一间隔件具有间隔件的横向尺寸与其高度的比例为至少1。

AA36.如实施例AA18所述的方法，其中间隔件的最小横向尺寸小于或基本上等于样品中分析物的最小尺寸。

AA37.如实施例AA18所述的方法，其中间隔件的最小横向尺寸在0.5μm到100μm的范围内。

AA38.如实施例AA18所述的方法，其中间隔件具有柱状形状，且间隔件的侧壁拐角具有曲率半径至少为1μm的圆形形状。

AA39.如实施例AA18所述的方法，其中间隔件具有至少1000/mm²的密度。

AA40.如任一前述实施例所述的方法，其中板中的至少一个是透明的。

AA41.如任一前述实施例所述的方法，其中板中的至少一个由柔性聚合物制成。

AA42.如实施例AA18所述的方法，其中对于按压板的压力，间隔件是不可按压和/或独立地，板中只有一者是柔性的。

AA43.如任一前述实施例所述的方法，其中柔性板的厚度在10μm到200μm范围内。

AA44.如实施例AA18所述的方法，其中均匀厚度的变化小于30％。

AA45.如实施例AA18所述的方法，其中均匀厚度的变化小于10％。

AA46.如实施例AA18所述的方法，其中均匀厚度的变化小于5％。

AA47.如任一前述实施例所述的方法，其中板通过铰链连接且被配置以通过沿着铰链折叠板而从开放构造改变到闭合构造。

AA48.如任一前述实施例所述的方法，其中均匀厚度样品层在至少1mm²的横向区域上是均匀的。

AB1.一种用于分析样品的系统，包含：

a)用于操纵用于分析的样品的Q卡，Q卡包含相对于彼此可移动并且具有开放构造和闭合构造的两个板；

b)手持移动通信装置，其包含相机；

c)适配器，其具有被配置为保持闭合的Q卡的插槽，其中适配器连接到手持移动通信装置并且允许相机拍摄闭合的Q卡的图像；以及

d)能够存储信息并与移动通信装置通信的远程装置；

其中样品以开放构造沉积在Q卡的一个或两个板上，并且在闭合构造中样品的至少一部分在两个板之间，

其中系统被配置为在适配器中产生Q卡的图像，并且将图像和/或图像的分析结果传输到远程位置。

AB2.如实施例AB1所述的系统，其中可以通过折叠将Q卡放置在闭合构造中。

AB3.如实施例AB1所述的系统，其中远程装置被配置为分析图像和/或图像的分析结果。

AB4.如实施例AB1所述的系统，其中远程装置被配置为与其它远程装置通信。

AB5.如实施例AB1所述的系统，其中远程装置被配置为在检测到置于Q卡中的样品中的异常的情况下通知第三方。

AC1.一种用于向受试者提供保健建议的方法，包含：

a)使用Q卡和相关联的移动通信装置来分析来自受试者的样品中的一种或多种分析物；

b)将分析物的分析结果从移动通信装置传输到远程位置；

c)将分析结果存储在数据集中；

d)在远程位置处，基于数据集中的累积分析结果生成一系列保健建议；以及

e)通过向移动通信装置发送消息来向受试者提供保健建议；

其中保健建议包含针对受试者的医学、营养/饮食、锻炼和/或治疗的建议。

AC2.如段落AC1所述的方法，还包含在向受试者提供保健建议之前识别受试者的需要。

B.用QMAX装置测试胆固醇

本发明的另一方面提供了使用QMAX装置进行胆固醇测试的装置和方法。

BA1.一种分析液体样品的方法，包含：

(a)获取所述液体样品；

(b)获取装置，所述装置包含第一板、第二板和固定在板中的一个或两个上的间隔件；其中：

i.板可相对于彼此移动成不同的构造，其包括开放构造和闭合构造；

ii.每个板分别包含具有样品接触区域的内表面，并且

iii.间隔件具有预定的基本上均匀的高度，并且间隔件中的至少一个位于样品接触区域内；

(c)当板处于开放构造时将样品沉积在板中的一个或两个上，

其中在开放构造中，两个板是部分或完全分开的并且板之间的间距不通过间隔件调节；以及

(d)在(c)之后，将两个板结合在一起并且将板按压成闭合构造，

其中在闭合构造中，样品的至少一部分通过两个板按压成厚度非常均匀的层，层通过两个板的内表面限定并且通过间隔件调节；

其中一个或两个样品接触表面包含一个或多个储存位点，储存位点储存一种或多种试剂，所述试剂被配置为在处于闭合构造的样品中溶解和扩散，并且与样品中的胆固醇反应以产生或改变发光信号；

(e)从厚度非常均匀的层读取发光信号，从而获得样品中总胆固醇的测量值。

BA2.如段落BA1所述的方法，其中一种或多种试剂被配置为与胆固醇反应以产生或改变比色发光信号，

其中读取步骤(e)包含检测和量化来自厚度非常均匀的层中的分析物的比色发光信号。

BA3.如段落BA1所述的方法，其中一种或多种试剂包含胆固醇酯水解酶和胆固醇氧化酶。

BA4.如段落BA3所述的方法，其中一种或多种试剂还包含过氧化物酶和颜色探针。

BA5.如段落BA4所述的方法，其中颜色探针包含4-氨基安替比林和苯酚。

BA6.如段落BA1所述的方法，其中一个或多个存储位点包含位于第一板上的第一存储位点和位于第二板上的第二存储位点。

BA7.如段落BA6所述的方法，其中：

i.第一储存位点包含胆固醇酯水解酶和胆固醇氧化酶；以及

ii.第二储存位点包含4-氨基安替比林、苯酚和过氧化物酶。

C.重金属测试

本发明的另一方面提供了生物/化学样品中重金属测试的装置和方法。更具体地，本发明提供了一种检测含水体系中重金属离子的方法、包含重金属离子测试片的装置，以及传感器。根据本发明的装置提供的便携式测试方法，以便以方便、高效和快速的方式检测重金属离子。

重金属(离子)污染是指由重金属或其化合物引起的环境污染。环境中重金属含量的增加，特别是在水系统中重金属污染的情况下，主要是由于人为因素，比如，采矿、废气排放、污水灌溉和含重金属产品的使用，这导致环境质量恶化。目前仍然需要一种重金属离子测试片，其可以简单，低成本，高灵敏度，高可靠性和稳定的方式用于检测水系统中少量，甚至痕量的重金属离子。同时，要求试件可原位检测并且能够高灵敏度地检测重金属离子。此外，期望重金属离子不仅可以被定性地检测，而且可以被定量地或半定量地检测。本发明提供了用于实现这些目的的装置和方法。

C-1.用于重金属测试的装置和方法

图C1示出了本发明包含两部分：1.测试，包含测试卡，测试卡具有体积受控的样品室中的干燥试剂，并且可以插入基于智能手机的读取器中进行测量；2.计算，包含将智能手机拍摄的照片转换为用于计算分析物浓度的信号的方法。

如图C1所示，本发明是用于在测试平台上获得分析物的收集点，选定定量标记的装置和方法，包含：

1.提供具有测试区域和校准区域的模块化比色反应性测试平台；

2.在模块化比色测试平台的测试区域上提供待测试的分析物，其中测试区域适于使得能够与分析物进行比色反应；

3.获取含有分析物的测试区域和校准区域的彩色图像；

4.在含有分析物的测试区域和校准区域的每个彩色图像中选择像素阵列；

5.确定每个像素阵列的中值RGB颜色值；

6.将每个像素阵列的中值RGB颜色值转换为特征值；

7.提供校准标记，校准标记与特征值的选定定量标记相关；

8.关联特征值以确定分析物的选定定量标记

如图C2所示，用颜色指示剂和pH调节剂均匀地印刷第一板，第一板是强制白色基板。颜色指示剂是对液体样品中重金属表现出特异性反应的生物/化学试剂。液体样品包括但不限于水、土壤样品、油、体液和食品。在一些实施例中，样品是饮用水。在一些实施例中，样品是食品。在一些实施例中，第二板是强制白色聚苯乙烯板。。在一些实施例中，颜色指示剂在第一板上干燥。在一些实施例中，pH调节剂在第一板上干燥。在一些实施例中，干燥的颜色指示剂的浓度为1μM至10mM。在一些实施例中，干燥的pH调节剂的浓度为1μM至10mM。

如图C2所示，第一板的面向第二板的表面被定义为第一板的内表面；第二板的面对第一板的表面也被定义为第二板的内表面。在一些实施例中，各个板的内表面包含用于接触包含分析物的样品的样品接触区域。样品接触区域可占据相应内表面的部分或全部。

如图C2所示，为了使用比色测试来测试水中的重金属，必须向样品中加入pH调节剂以将pH水平调节至最佳条件。这是因为颜色指示剂对重金属离子的化学反应速率在不同pH水平下显著变化，如果不调节pH，这导致测试中大的颜色变化。对于重金属测试，将pH调节剂或它们的多种组合的组合在板上干燥以调节样品PH水平包括但不限于：甲酸(蚁酸)、草酸(乙二酸)、乳酸(2-羟基丙酸)、苹果酸(2-羟基丁二酸)、柠檬酸(2-羟基丙烷-1,2,3-三羧酸)、碳酸酸(羟基甲酸、不是IUPAC名称)、氨基甲基膦酸。

如图C2所示，第二板包含固定在第二板的内表面上的间隔件。然而，应当注意，在一些实施例中，间隔件固定在第一板的内表面上，而在其他实施例中，间隔件固定在第二板和第一板的内表面上。

如图C2所示，间隔件在1μm、2μm、5μm、10μm、20μm、50μm、100μm、200μm、500μm、1000μm之间或在任何两个值之间的范围内。间隔件中的孔的直径为约0.5mm、1mm、2mm、3mm、4mm、5mm，或在任两个值之间的范围内。孔之间的中心到中心间距为1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、20mm、50mm或在任两个值之间的范围内。第二板是透明的平坦膜，其厚度为约1μm、2μm、5μm、10μm、20μm、50μm、100μm、200μm、500μm、1000μm或在任两个值之间的范围内。

如图C2所示，第一板和第二板可相对于彼此移动成不同的构造；构造中的一个是开放构造，其中两个板部分地或完全地分开，并且板之间的间距不通过间隔件调节。图C1示出了处于开放构造的板，其中可以将样品(例如但不限于血液)添加到第一板、第二板或这两个板上。在一些实施例中，相应板的内表面包含样品接触区域，其占据整个内表面的一部分。在某些实施例中，间隔件定位在样品接触区域内。在一些实施例中，间隔件不固定到任何一个板上，而是在样品中混合。

如图C2所示。第二板是具有光滑表面的透明薄膜。第二板的吸收必须不干扰颜色指示剂的吸收。根据材料的柔性，可以使用10μm～300μm的厚度作为第二板，只要在将第二板按压到样品上之后不会发生样品室的变形即可。

图3示出了测试程序的示意图。1.首先，向每个印有颜色指示剂和pH调节剂的孔中加入微小样品。2.然后将透明的第二板按压在间隔件的顶部上以形成封闭的样品室。3.孵育1分钟以使每个单独的样品显色。在该方法中，颜色指示剂和pH调节剂完全溶解并混合。

如图C3所示，印刷有自制颜色指示剂和pH调节剂的白色聚苯乙烯(PS)基板。根据孔的尺寸仔细控制感测区域上的颜色指示剂和pH调节剂的量，使得当每个孔充满样品时，可以获得期望的pH水平和颜色指示剂浓度。根据重金属的类型或它们的组合，使用不同的化学品作为颜色指示剂。颜色指示剂可以是：(1)对于铅检测，颜色指示剂是0.01％-0.2％的玫棕酸钠(溶解在样品中后优选0.2％)，或(2)对于铜、镉、铬、汞，10μM-1mM二硫腙(溶解在样品中后优选30μM)。

如图C3所示，只要在第一板上实现均匀干燥，颜色指示剂的印刷参数可以变化。印刷条件，即液滴体积、速度，取决于第一板的表面润湿性，这是本领域技术人员公知的，因此不需要说明。在本发明中，打印条件是液滴直径500～600μm，间距～1mm，打印速度～10mm/秒。

如图C3所示，孔尺寸通过间隔件上的孔阵列的尺寸确定。间隔件的厚度、孔的直径和它们的间距确定了样品体积。它们的构造是灵活的，但是在某些构造,即，小纵横比,下避免样品室变形是至关重要的。这里，间隔件的厚度可以是2μm-1mm(优选,100μm)，并且孔直径可以是100μm-10mm(优选,3mm)，并且中心到中心的间隔可以是100μm-10mm(优选,6mm)。

如图C3所示，在一些实施例中，本发明的方法在步骤(2)之后和步骤(3)之前还包含将均匀厚度层孵育预定时间段。在某些实施例中，所述预定时间段等于或长于所述检测抗体穿过均匀厚度层扩散到所述样品中所需的时间。在某些实施例中，所述预定时间段小于10秒、20秒、30秒、45秒、1分钟、1.5分钟、2分钟、3分钟、4分钟、5分钟、6分钟、7分钟、8分钟、9分钟、10分钟、15分钟、20分钟、30分钟或60分钟，或在任两个值之间的范围内。

图C4是用于测试水中铅的化学反应图。铅离子与溶解在样品中的玫棕酸钠(深黄色)反应，形成具有红色-深红色的不可溶的玫棕酸铅。可以分析颜色吸收以计算水中的铅浓度。

图C5是用于测试水中重金属的化学反应图。重金属可以是Cd、Cu、Cr、Hg。重金属离子与溶解在样品中的双硫腙反应，形成双硫腙-金属络合物，其对于不同的重金属产生不同的颜色。颜色可以用于识别重金属的类型，并且可以分析颜色吸收以计算水中的重金属浓度。

图C6是将各个R、G、B通道的比色水中铅测试标准曲线转化成单一标准曲线的示意图。对于含有不同浓度重金属的每个样品，R、G、B信号是不同的。不同铅浓度的R、G、B通道信号的组合用于该转换。在一些实施例中，组合方法是线性组合。在一些实施例中，用于组合RGB通道信号的系数是常数。在一些实施例中，用于组合RGB通道信号的系数是矩阵。在一些实施例中，用于组合RGB通道信号的系数是水中铅浓度的函数。

如图C7所示，将单个R、G、B通道的标准曲线转换为单个标准曲线的算法是找到组合R、G、B信号的最佳系数以实现最佳测定灵敏度的过程。在一些实施例中，不同铅浓度的R、G、B通道信号的线性组合用于该转换。在一些实施例中，使用广义简化梯度算法来训练线性系数。这种算法是开源的并且是本领域技术人员已知的，并且不需要阐明。这里，该算法的过程在图中简单地示出：

1.首先，我们定义4个常数：C1、C2、C3和C4，使得

信号＝C₁*R+C₂G+C₃*B+C₄

2.用预定量对线性系数进行少量改变

3.计算检测极限(LOD)，

4.保持改变线性系数直到可以实现最小LOD

在本发明中，我们使用48种不同的测试来训练数据。期望用更多的训练数据可以进一步提高精度。这是本领域技术人员公知的，不需要进一步说明。

C-2.实例：测试自来水中的铅浓度

例如，我们制备用于测试水中铅的芯片。在白色强制PS基板上，我们印刷有自制的颜色指示剂。颜色指示剂是0.2％的玫瑰酸钠(这是饱和浓度)，通过加入柠檬酸，pH调节剂是pH-3.0(通过我们自己的实验优化了该pH)。我们用液滴直径500-600μm，间距～1mm和印刷速度～10mm/sec的参数印刷试剂混合物。

对于该实施例，我们制造了一个板，每个板具有48个孔，孔直径为3mm

中心到中心的距离为6mm，孔高度为～100μm(使用来自粘合剂研究的双面胶带控制)。然后将0.7μL样品滴在每个孔中。然后用175μm厚的PET膜覆盖孔并等待1分钟。孵育1分钟后立即测量各孔。对于测试，使用的光源是智能手机相机闪光灯。使用智能手机相机拍摄图像。

作为测定验证，我们计算4个关键性能：1.每个板的检测极限(LOD)；2.每个板的测定内CV％，3.每个测试日的测定间CV％，以及4.日间CV％。对于该实施例，我们制备了总共8个板，每个板在不同时间使用不同批次的试剂制备。我们在2个不同的天进行测试，每天我们在4个不同的板上进行测试。在每个板上、我们用417ppb、213ppb、106ppb、53.4ppb、26.7ppb、13.3ppb、6.7ppb和0ppb8种不同浓度进行测定。对于每种浓度，我们重复进行6次。

图C8示出了各个R、G、B通道的水中铅测试标准曲线。RGB通道信号随Pb²⁺浓度曲线变化，并使用转换方程信号＝-0.88^*R+G–0.27^*B+56.12转换为单一标准曲线。用5PL逻辑拟合对转换后的数据进行拟合。误差条是6个重复孔的标准偏差。转化后，LOD为8.5ppb。

图C9示出了本发明该实施例中所有8个不同测试板的灵敏度。每个测试板分别用不同试剂制备并在不同时间测试。获得的平均LOD为8ppb，其低于15ppb下的EPA作用水平。

图C10是水中铅测试的测定内、测定间和日间CV％的表。在LOD附近，各测试的测定内CV％约4％、测定间CV％约4％和每日CV％约1.1％。

总之，该示例示出了自来水中铅浓度的测试，其示出了(1)灵敏度：平均LOD-8ppb。所有测试板显示符合EPA标准(15ppb)的LOD，获得的最佳LOD为3.9ppb。(2)重复性：LOD时测定内CV％约4％，LOD时测定间CV％约4％和LOD时日间CV％约1.1％。D.使用QMAX装置进行食物安全性及过敏原测试

本发明的另一方面提供了用于食物样品中安全性和过敏原测试的装置和方法。

如上所述，本发明中的装置、系统和方法可用于分析食品样品，例如来自生食品、加工食品、熟食品、饮用水等的样品中是否存在食物标记。食品标记可以是任何合适的标记，例如下表B9中所示的那些，其可以被捕获剂捕获，所述捕获剂特异性结合与捕获剂一起配置的CROF装置中的食品标记。环境样品可以从任何合适的来源获得，例如自来水、饮用水、制备食品、加工食品或生食品等。在一些实施例中，如果食用食物，样品中食物标记的存在或不存在或定量水平可以指示受试者的安全性或危害性。在一些实施例中，食品标记是衍生自病原体或微生物的物质，其指示获得样品的食品中生物的存在。在一些实施例中，如果受试者食用，食品标记是有毒或有害物质。在一些实施例中，食品标记是生物活性化合物，如果受试者食用，其可能无意地或意外地改变生理学。在一些实施例中，食品标记是获得食品的方式(生长、获得、捕获、收获、加工、烹饪等)的指示。在一些实施例中，食品标记指示食品的营养含量。在一些实施例中，如果获得样品的食品被受试者食用，则食品标记是可以诱导过敏反应的过敏原。

在一些实施例中，本发明中的装置、系统和方法还包括接收或提供报告，该报告基于包括食品标记的测量水平的信息指示受试者食用从中获得样品的食品的安全性或危害性。用于评估供消费的食物的安全性的信息可以包括不同于食物标记的类型和测量量的数据。这些其它数据可包括与消费者相关的任何健康状况(过敏、怀孕、慢性或急性疾病、当前处方药物等)。

报告可以由被配置为读取CROF装置的装置生成，或者可以在发送包括测量的食物标记的量的数据时在远程位置生成。在一些情况下，食品安全专家可以在远程位置或者可以访问发送到远程位置的数据，并且可以分析或查看该数据以生成报告。食品安全专家可以是政府机构(例如，美国食品药品监督管理局(FDA)或CDC)的科学家或管理者、研究机构(例如，大学)或私人公司。在某些实施例中，食品安全专家可以基于由装置发送和/或在远程位置分析的数据向用户发送指令或推荐。

表D1中列出了食品标记。在本发明的一些实施例中，QMAX装置用于检测分析物的存在和/或量，包括但不限于表D1中列出的食物标记。

表D1：食品标记

E.不精确力按压的均匀样品厚度。

在本文和2017年2月8日提交的临时62/456504中描述的通过用不精确力按压形成均匀样品厚度的装置或方法的一些实施例，出于所有目的将其全部内容并入本文。

在一些实施例中，不精确力为约0.01kg、0.05kg、0.1kg、0.25kg、0.5kg、1kg、2.5kg、5kg、7.5kg、10kg、20kg、25kg、30kg、40kg、50kg、60kg、70kg、80kg、100kg、200kg，或在这些值中的任何两个之间的范围内；和0.5-2kg、2-5kg、5-7.5kg、7.5-10kg、10-20kg、20-40kg、40-60kg或60-100kg的优选范围。

在一些实施例中，不精确的力由人手施加，例如通过在拇指和食指之间将物体夹在一起，或者通过在拇指和食指之间将物体夹在一起并摩擦。

在一些实施例中，手按压力是约0.05kg、0.1kg、0.25kg、0.5kg、1kg、2.5kg、5kg、7.5kg、10kg、20kg、25kg、30kg、40kg、50kg、60kg，或在任何两个值之间的范围内；和0.5-1kg、1-2kg、2-4kg、4-6kg、6-10kg、10-20kg、20-40kg或40-60kg的优选范围。

在一些实施例中，手按压的压力为0.01kg/cm²、0.1kg/cm²、0.5kg/cm²、1kg/cm²、2kg/cm²、2.5kg/cm²、5kg/cm²、10kg/cm²、20kg/cm²、30kg/cm²、40kg/cm²、50kg/cm²、60kg/cm²、100kg/cm²、150kg/cm²、200kg/cm²，或任何两个值之间的范围；和0.1kg/cm²至0.5kg/cm²、0.5kg/cm²至1kg/cm²、1kg/cm²至5kg/cm²或5kg/cm²至10kg/cm²的优选范围。

如本文所用，在力(例如，“不精确按压力”)的上下文中，术语“不精确”是指力

(a)具有在施加力时未精确了解或精确预测的量值；

(b)大小随一次施加的力到下一次而变化；以及

(c)(a)和(c)中的力的不精确度(即变化)是实际施加的总力的至少20％。

不精确的力可以由人手施加，例如，通过在拇指和食指之间将物体夹在一起，或者通过在拇指和食指之间将物体夹在一起并摩擦。

EA.不精确力，特定的IGS^4/hE

EA1.一种用于通过用不精确压力按压而形成具有均匀预定厚度的薄流体样品层的装置，包含：

第一板、第二板以及间隔件，其中：

i.板可相对于彼此移动成不同的构造；

ii.一个或两个板是柔性的；

iii.每个板包含具有用于接触血液样品的样品接触区域的内表面；

iv.每个板在其各自的外表面上包含一个力区域，该力区域用于施加一个不精确压力，该压力迫使这些板在一起；

v.一个或两个板包含永久固定在相应板的内表面上的间隔件；

vi.间隔件具有等于或小于200微米的预定的基本上均匀的高度和预定的固定间隔件间距；

vii.间隔件间距(IDS)的四次方除以柔性板的厚度(h)和杨氏模量(E)(ISD⁴/(hE))为5×10⁶μm³/GPa或以下；以及

viii.间隔件中的至少一个位于样品接触区域的内侧；

其中一个构造是开放构造，在开放构造中：两个板是部分或完全分开的，板之间的间距不由间隔件调节，并且样品沉积在板中的一个或两个上；

其中构造中的另一个是闭合构造，闭合构造是样品在开放构造中沉积并且通过在力区上施加不精确压力迫使板达到闭合构造之后构造的；并且在闭合构造中：样品的至少一部分被两个板按压成厚度非常均匀的层并且相对于板基本上是停滞的，其中层的均匀厚度是由两个板的样品接触区域限定的并且是由板和间隔件调节的。

EA2.一种通过用不精确压力按压而形成具有均匀预定厚度的薄流体样品层的方法，包含以下步骤：

(a)获得第一板、第二板以及间隔件，其中：

i.所述板可相对于彼此移动成不同的构造；

ii.一个或两个板是柔性的；

iii.每个板包含具有用于接触血液样品的样品接触区域的内表面；

iv.每个板在其各自的外表面上包含一个力区域，该力区域用于施加一个不精确压力，该压力迫使这些板在一起；

v.一个或两个板包含永久固定在相应板的内表面上的间隔件；

vi.间隔件具有等于或小于200微米的预定的基本上均匀的高度和预定的固定间隔件间距；

vii.间隔件间距(IDS)的四次方除以柔性板的厚度(h)和杨氏模量(E)(ISD⁴/(hE))为5×10⁶μm³/GPa或以下；以及

viii.所述间隔件中的至少一个位于所述样品接触区域的内侧；

(b)获得流体样品；

(c)将所述样品沉积在一个或两个板上；当所述板被配置为开放构造时，其中所述开放构造是其中所述两个板部分地或完全地分开并且所述板之间的间距不受所述间隔件调节的构造；

(d)在(c)之后，使用这两个板来将该样品的至少一部分按压成基本上均匀厚度的层，该层由该板的样品接触表面限定，其中该层的均匀厚度是由该间隔件和该板调节的，其中该按压包含：

将两块板放在一起；以及

平行地或顺序地适形按压这些板中的至少一个板的一个区域以将这些板按压在一起至一个闭合构造，其中该适形按压在这些板上在该样品的该至少一部分上产生基本上均匀的压力，并且该按压使该样品的至少一部分在这些板的这些样品接触表面之间横向地展开，并且其中该闭合构造是其中在该均匀厚度区域层中的这些板之间的间距是由这些间隔件调节的构造；并且其中样品的减小的厚度减少了用于将储存位点上的试剂与样品混合的时间，并且

其中将两个板按压成闭合构造的力是由人手提供的不精确的按压力。

EB.手动按压，特定间隔件硬度-接触区产品

EB1.一种用于通过用不精确的力按压而形成具有均匀预定厚度的薄流体样品层的装置，包含：

第一板、第二板以及间隔件，其中：

i.板可相对于彼此移动成不同的构造；

ii.一个或两个板是柔性的；

iii.每个板在其各自的内表面上包含用于接触和/或按压流体样品的样品接触区域；

iv.每个板在其各自的外表面上包含用于施加迫使板在一起的力的区域；

v.一个或两个板包含永久固定在相应板的内表面上的间隔件；

vi.间隔件具有等于或小于200微米的预定的基本上均匀的高度、预定的宽度和预定的间隔件间距；

vii.所述间隔件间距与所述间隔件宽度之比为1.5或更大；以及

viii.间隔件中的至少一个位于样品接触区域的内侧；

其中一个构造是开放构造，在开放构造中：两个板是部分或完全分开的，板之间的间距不由间隔件调节，并且样品沉积在板中的一个或两个上；

其中所述构造中的另一个是在所述样品沉积在所述开放构造之后配置的闭合构造；以及在闭合构造中：样品的至少一部分被两个板按压为厚度非常均匀的层，并且相对于板基本上是停滞的，其中层的均匀厚度由两个板的样品接触区域限定并且由板和间隔件调节；以及

其中将两个板按压成闭合构造的力是由人手提供的不精确的按压力。

EB2.一种通过用不精确压力按压而形成具有均匀预定厚度的薄流体样品层的方法，包含以下步骤：

(a)获得第一板、第二板以及间隔件，其中：

i.板可相对于彼此移动成不同的构造；

ii.一个或两个板是柔性的；

iii.每个板在其各自的内表面上包含用于接触和/或按压流体样品的样品接触区域；

iv.每个板在其各自的外表面上包含用于施加迫使板在一起的力的区域；

v.一个或两个板包含永久固定在相应板的内表面上的间隔件；

vi.间隔件具有等于或小于200微米的预定的基本上均匀的高度、预定的宽度和预定的间隔件间距；

vii.所述间隔件间距与所述间隔件宽度之比为1.5或更大；以及

viii.间隔件中的至少一个位于样品接触区域的内侧；

(b)获得流体样品；

(c)将所述样品沉积在一个或两个板上；当所述板被配置为开放构造时，其中所述开放构造是其中所述两个板部分地或完全地分开并且所述板之间的间距不受所述间隔件调节的构造；

(d)在(c)之后，使用这两个板来将该样品的至少一部分按压成基本上均匀厚度的层，该层由该板的样品接触表面限定，其中该层的均匀厚度是由该间隔件和该板调节的，其中该按压包含：

将两块板放在一起；以及

平行地或顺序地适形按压这些板中的至少一个板的一个区域以将这些板按压在一起至一个闭合构造，其中该适形按压在这些板上在该样品的该至少一部分上产生基本上均匀的压力，并且该按压使该样品的至少一部分在这些板的这些样品接触表面之间横向地展开，并且其中该闭合构造是其中在该均匀厚度区域层中的这些板之间的间距是由这些间隔件调节的构造；并且其中样品的减小的厚度减少了用于将储存位点上的试剂与样品混合的时间，并且

其中将两个板按压成闭合构造的力是由人手提供的不精确的按压力。

EC.手动按压，指定IDS/hE&间隔件硬度-接触区域产品

EC1.一种用于通过用不精确的力按压而形成具有均匀预定厚度的薄流体样品层的装置，包含：

第一板、第二板以及间隔件，其中：

i.板可相对于彼此移动成不同的构造；

ii.一个或两个板是柔性的；

iii.每个板在其各自的内表面上包含用于接触和/或按压流体样品的样品接触区域；

iv.每个板在其各自的外表面上包含用于施加迫使板在一起的力的区域；

v.一个或两个板包含永久固定在相应板的内表面上的间隔件；

vi.间隔件具有等于或小于200微米的预定的基本上均匀的高度、预定的宽度和预定的间隔件间距；

vii.所述间隔件间距与所述间隔件宽度之比为1.5或更大；以及

viii.间隔件中的至少一个位于样品接触区域的内侧；

其中一个构造是开放构造，在开放构造中：两个板是部分或完全分开的，板之间的间距不由间隔件调节，并且样品沉积在板中的一个或两个上；

其中所述构造中的另一个是在所述样品沉积在所述开放构造之后配置的闭合构造；以及在闭合构造中：样品的至少一部分被两个板按压为厚度非常均匀的层，并且相对于板基本上是停滞的，其中层的均匀厚度由两个板的样品接触区域限定并且由板和间隔件调节；

其中将这两个板压成闭合构造的力是不精确的，并且是由人手提供的。

EC2.一种通过用不精确压力按压而形成具有均匀预定厚度的薄流体样品层的方法，包含以下步骤：

(a)获得第一板、第二板以及间隔件，其中：

i.板可相对于彼此移动成不同的构造；

ii.一个或两个板是柔性的；

iii.每个板在其各自的内表面上包含用于接触和/或按压流体样品的样品接触区域；

iv.每个板在其各自的外表面上包含用于施加迫使板在一起的力的区域；

v.一个或两个板包含永久固定在相应板的内表面上的间隔件；

vi.间隔件具有等于或小于200微米的预定的基本上均匀的高度、预定的宽度和预定的间隔件间距；

vii.所述间隔件间距与所述间隔件宽度之比为1.5或更大；以及

viii.间隔件中的至少一个位于样品接触区域的内侧；

(b)获得流体样品；

(c)将所述样品沉积在一个或两个板上；当所述板被配置为开放构造时，其中所述开放构造是其中所述两个板部分地或完全地分开并且所述板之间的间距不受所述间隔件调节的构造；

(d)在(c)之后，使用这两个板来将该样品的至少一部分按压成基本上均匀厚度的层，该层由该板的样品接触表面限定，其中该层的均匀厚度是由该间隔件和该板调节的，其中该按压包含：

将两块板放在一起；以及

平行地或顺序地适形按压这些板中的至少一个板的一个区域以将这些板按压在一起至一个闭合构造，其中该适形按压在这些板上在该样品的该至少一部分上产生基本上均匀的压力，并且该按压使该样品的至少一部分在这些板的这些样品接触表面之间横向地展开，并且其中该闭合构造是其中在该均匀厚度区域层中的这些板之间的间距是由这些间隔件调节的构造；并且其中样品的减小的厚度减少了用于将储存位点上的试剂与样品混合的时间，并且

其中将两个板按压成闭合构造的力是由人手提供的不精确的按压力。

ED.手动按压、指定支柱间隔和IDS/W比例

ED1.一种用于通过用不精确的力按压而形成具有均匀预定厚度的薄流体样品层的装置，包含：

第一板、第二板以及间隔件，其中：

i.板可相对于彼此移动成不同的构造；

ii.一个或两个板是柔性的；

iii.每个板在其各自的内表面上包含用于接触和/或按压流体样品的样品接触区域；

iv.每个板在其各自的外表面上包含用于施加迫使板在一起的力的区域；

v.一个或两个板包含永久固定在相应板的内表面上的间隔件；

vi.间隔件具有等于或小于200微米的预定的基本上均匀的高度、预定的宽度和预定的间隔件间距；

vii.间隔件间距与间隔件宽度之比为1.5或更大；

viii.间隔件中的至少一个位于样品接触区域的内侧；以及

其中一个构造是开放构造，在开放构造中：两个板是部分或完全分开的，板之间的间距不由间隔件调节，并且样品沉积在板中的一个或两个上；

其中所述构造中的另一个是在所述样品沉积在所述开放构造之后配置的闭合构造；以及在闭合构造中：样品的至少一部分被两个板按压为厚度非常均匀的层，并且相对于板基本上是停滞的，其中层的均匀厚度由两个板的样品接触区域限定并且由板和间隔件调节；

其中将这两个板压成闭合构造的力是不精确的，并且是由人手提供的。

ED2.一种通过用不精确压力按压而形成具有均匀预定厚度的薄流体样品层的方法，包含以下步骤：

(a)获得第一板、第二板以及间隔件，其中：

i.板可相对于彼此移动成不同的构造；

ii.一个或两个板是柔性的；

iii.每个板在其各自的内表面上包含用于接触和/或按压流体样品的样品接触区域；

iv.每个板在其各自的外表面上包含用于施加迫使板在一起的力的区域；

v.一个或两个板包含永久固定在相应板的内表面上的间隔件；

vi.间隔件具有等于或小于200微米的预定的基本上均匀的高度、预定的宽度和预定的间隔件间距；

vii.间隔件间距与间隔件宽度之比为1.5或更大；

viii.间隔件中的至少一个位于样品接触区域的内侧；以及

(b)获得流体样品；

(c)将所述样品沉积在一个或两个板上；当所述板被配置为开放构造时，其中所述开放构造是其中所述两个板部分地或完全地分开并且所述板之间的间距不受所述间隔件调节的构造；

(d)在(c)之后，使用这两个板来将该样品的至少一部分按压成基本上均匀厚度的层，该层由该板的样品接触表面限定，其中该层的均匀厚度是由该间隔件和该板调节的，其中该按压包含：

将两块板放在一起；以及

平行地或顺序地适形按压这些板中的至少一个板的一个区域以将这些板按压在一起至一个闭合构造，其中该适形按压在这些板上在该样品的该至少一部分上产生基本上均匀的压力，并且该按压使该样品的至少一部分在这些板的这些样品接触表面之间横向地展开，并且其中该闭合构造是其中在该均匀厚度区域层中的这些板之间的间距是由这些间隔件调节的构造；并且其中样品的减小的厚度减少了用于将储存位点上的试剂与样品混合的时间，并且

其中将两个板按压成闭合构造的力是由人手提供的不精确的按压力。

EE.体积确定，指定IGS4/hE

EE1.一种用于通过用人手提供的不精确力按压来确定相关样品体积的装置，包含：

第一板、第二板、间隔件和区域确定装置，其中：

i.板可相对于彼此移动成不同的构造；

ii.一个或两个板是柔性的；

iii.每个板在其各自的内表面上包含用于接触和/或按压具有待测量的相关体积的流体样品的样品接触区域；

iv.每个板在其各自的外表面上包含用于施加迫使板在一起的力的区域；

v.一个或两个板包含永久固定在相应板的内表面上的间隔件；

vi.间隔件具有等于或小于200微米的预定的基本上均匀的高度和预定的恒定间隔件间距；

vii.间隔件间距(IDS)的四次方除以柔性板的厚度(h)和杨氏模量(E)(ISD⁴/(hE))为5×10⁶μm³/GPa或以下；

viii.间隔件中的至少一个位于样品接触区域的内侧；以及

ix.所述区域确定装置被配置为确定相关体积的横向区域；

其中一个构造是开放构造，在开放构造中：两个板是部分或完全分开的，板之间的间距不由间隔件调节，并且样品沉积在板中的一个或两个上；

其中所述构造中的另一个是在所述样品沉积在所述开放构造之后配置的闭合构造；以及在闭合构造中：样品的至少一部分被两个板按压为厚度非常均匀的层，并且相对于板基本上是停滞的，其中层的均匀厚度由两个板的样品接触区域限定并且由板和间隔件调节；

其中，样品的相关体积为均匀厚度层的一部分或全部体积，相关体积的值由均匀厚度和确定的横向区域确定；

其中将这两个板压成闭合构造的力是不精确的，并且是由人手提供的。

如任一前述实施例的装置，其中所述区域确定装置是相机。

+所述区域确定装置包含板的样品接触区域中的区域，其中该区域小于样品接触区域的1/100、1/20、1/10、1/6、1/5、1/4、1/3、1/2、2/3，或在任两个值之间的范围内。

+所述区域确定装置包含相机和板的样品接触区域中的区域，其中该区域与样品接触。

EE2.一种通过用不精确压力按压而形成具有均匀预定厚度的薄流体样品层的方法，包含以下步骤：

(a)获得第一板、第二板以及间隔件，其中：

i.板可相对于彼此移动成不同的构造；

ii.一个或两个板是柔性的；

iii.每个板在其各自的内表面上包含用于接触和/或按压具有待测量的相关体积的流体样品的样品接触区域；

iv.每个板在其各自的外表面上包含用于施加迫使板在一起的力的区域；

v.一个或两个板包含永久固定在相应板的内表面上的间隔件；

vi.间隔件具有等于或小于200微米的预定的基本上均匀的高度和预定的恒定间隔件间距；

vii.间隔件间距(IDS)的四次方除以柔性板的厚度(h)和杨氏模量(E)(ISD⁴/(hE))为5×10⁶μm³/GPa或以下；

viii.间隔件中的至少一个位于样品接触区域的内侧；以及

ix.区域确定装置被配置为确定相关体积的横向区域；

(b)获得流体样品；

(c)将所述样品沉积在一个或两个板上；当所述板被配置为开放构造时，其中所述开放构造是其中所述两个板部分地或完全地分开并且所述板之间的间距不受所述间隔件调节的构造；

(d)在(c)之后，使用这两个板来将该样品的至少一部分按压成基本上均匀厚度的层，该层由该板的样品接触表面限定，其中该层的均匀厚度是由该间隔件和该板调节的，其中该按压包含：

将两块板放在一起；以及

平行地或顺序地适形按压这些板中的至少一个板的一个区域以将这些板按压在一起至一个闭合构造，其中该适形按压在这些板上在该样品的该至少一部分上产生基本上均匀的压力，并且该按压使该样品的至少一部分在这些板的这些样品接触表面之间横向地展开，并且其中该闭合构造是其中在该均匀厚度区域层中的这些板之间的间距是由这些间隔件调节的构造；并且其中样品的减小的厚度减少了用于将储存位点上的试剂与样品混合的时间，并且

其中将两个板按压成闭合构造的力是由人手提供的不精确的按压力。

EF.体积确定，指定IGS^4/hE

EF1.一种用于通过用人手提供的不精确力按压来确定相关样品体积的装置，包含：

第一板、第二板、间隔件和区域确定装置，其中：

i.板可相对于彼此移动成不同的构造；

ii.一个或两个板是柔性的；

iii.每个板在其各自的内表面上包含用于接触和/或按压具有待测量的相关体积的流体样品的样品接触区域；

iv.每个板在其各自的外表面上包含用于施加迫使板在一起的力的区域；

v.一个或两个板包含永久固定在相应板的内表面上的间隔件；

vi.间隔件具有等于或小于200微米的预定的基本上均匀的高度和预定的恒定间隔件间距；

vii.间隔件间距(IDS)的四次方除以柔性板的厚度(h)和杨氏模量(E)(ISD⁴/(hE))为5×10⁶μm³/GPa或以下；

viii.间隔件中的至少一个位于样品接触区域的内侧；以及

ix.区域确定装置被配置为确定相关体积的横向区域；

其中一个构造是开放构造，在开放构造中：两个板是部分或完全分开的，板之间的间距不由间隔件调节，并且样品沉积在板中的一个或两个上；

所述构造中的另一个是在所述样品沉积在所述开放构造之后配置的闭合构造；以及在闭合构造中：样品的至少一部分被两个板按压为厚度非常均匀的层，并且相对于板基本上是停滞的，其中层的均匀厚度由两个板的样品接触区域限定并且由板和间隔件调节；

其中，样品的相关体积为均匀厚度层的一部分或全部体积，相关体积的值由均匀厚度和确定的横向区域确定；

其中将这两个板压成闭合构造的力是不精确的，并且是由人手提供的。

EF2.一种通过用不精确压力按压而形成具有均匀预定厚度的薄流体样品层的方法，包含以下步骤：

(a)获得第一板、第二板以及间隔件，其中：

i.板可相对于彼此移动成不同的构造；

ii.一个或两个板是柔性的；

iii.每个板在其各自的内表面上包含用于接触和/或按压具有待测量的相关体积的流体样品的样品接触区域；

iv.每个板在其各自的外表面上包含用于施加迫使板在一起的力的区域；

v.一个或两个板包含永久固定在相应板的内表面上的间隔件；

vi.间隔件具有等于或小于200微米的预定的基本上均匀的高度和预定的恒定间隔件间距；

vii.间隔件间距(IDS)的四次方除以柔性板的厚度(h)和杨氏模量(E)(ISD⁴/(hE))为5×10⁶μm³/GPa或以下；

viii.间隔件中的至少一个位于样品接触区域的内侧；以及

ix.区域确定装置被配置为确定相关体积的横向区域；

(b)获得流体样品；

(c)将所述样品沉积在一个或两个板上；当所述板被配置为开放构造时，其中所述开放构造是其中所述两个板部分地或完全地分开并且所述板之间的间距不受所述间隔件调节的构造；

(d)在(c)之后，使用这两个板来将该样品的至少一部分按压成基本上均匀厚度的层，该层由该板的样品接触表面限定，其中该层的均匀厚度是由该间隔件和该板调节的，其中该按压包含：

将两块板放在一起；以及

平行地或顺序地适形按压这些板中的至少一个板的一个区域以将这些板按压在一起至一个闭合构造，其中该适形按压在这些板上在该样品的该至少一部分上产生基本上均匀的压力，并且该按压使该样品的至少一部分在这些板的这些样品接触表面之间横向地展开，并且其中该闭合构造是其中在该均匀厚度区域层中的这些板之间的间距是由这些间隔件调节的构造；并且其中样品的减小的厚度减少了用于将储存位点上的试剂与样品混合的时间，并且

其中将两个板按压成闭合构造的力是由人手提供的不精确的按压力。

EG.更多实施例

术语“不精确力”是指具有完全未知的量值，仅在量值范围内已知但不在特定量值中已知(量值范围从范围的最小值到最大值变化至少20％)，或在施加力时不可预测的力。不精确力的实例包括：不精确力的大小可以随着力的一次施加到下一次施加而变化，可以在施加力的区域上不均匀，并且可以在施加力的时间内变化。在施加时不需要测量不精确的力。

如任一前述实施例所述的装置或方法，其中可变形样品是流体样品。

如任一前述实施例所述的装置或方法，其中可变形样品是液体样品。

如任一前述实施例所述的装置或方法，其中不精确力的变化为实际施加的总力的至少30％。

如任一前述实施例的装置或方法，其中不精确力的变化为实际施加的总力的至少20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、100％、150％、200％、300％、500％，或在任何两个值之间的范围内。

1.如任一前述实施例所述的装置，其中间隔件具有平坦顶部。

2.如任一前述实施例所述的装置，其中装置进一步被配置以在移除压力之后具有厚度和均匀性与施加力时的厚度和均匀性基本上相同的样品厚度。

3.如任一前述实施例所述的装置，其中不精确力由人手提供。

4.如任一前述实施例所述的装置，其中间隔件间距基本上恒定。

5.如任一前述实施例所述的装置，其中间隔件间距在均匀样品厚度区域的区域中基本上是固定的。

6.如任一前述实施例所述的装置，其中所述填充因子与所述间隔件的杨氏模量的乘积为2MPa或更大。

7.如任一前述实施例所述的装置，其中力通过手直接或间接施加。

8.如任一前述实施例所述的装置，其中施加的力在5N到20N的范围内。

9.如任一前述实施例所述的装置，其中非常均匀层的厚度变化小于平均厚度的15％、10％或5％。

10.如任一前述实施例所述的装置，其中不精确力通过将装置夹在拇指和食指之间而施加。

11.如任一前述实施例所述的装置，其中预定样品厚度大于间隔件高度。

12.如任一前述实施例所述的装置，其中装置在移除压力之后将其自身保持在闭合构造中。

13.如任一前述实施例所述的装置，其中均匀厚度样品层区域大于施加压力的区域。

14.如任一前述实施例所述的装置，其中间隔件在施加压力的过程中不显著变形。

15.如任一前述实施例所述的装置，其中压力不是预定的并且不被测量。

F.相同板上的结合位点和储存位点

本发明的另一方面提供了使用QMAX装置进行生物/化学测定的装置和方法，其中结合位点和储存位点在相同板上，意味着捕获剂和第二试剂都涂覆在相同板上。

FA1.一种用于测定样品的方法，包含

(a)获得第一板，在其内表面上包含用于接触含有目标分析物的样品的样品接触区域；

(b)获得包含样品接触区域的第二板，其包含样品接触区域，样品接触区域包含测定区域，其中测定区域包含

(i)固定化捕获剂，其结合样品中的目标分析物，以及

(ii)第二试剂，其能够在接触样品时在样品中扩散；

其中第一板和第二板可相对于彼此移动成不同构造，包括开放构造和闭合构造；

(c)在开放构造中将样品沉积在板的样品接触区域中的一个或两个上，其中在开放构造中，板的样品接触区域间隔大于200μm；

(d)在(c)之后，使这两个板处于闭合构造，其中在闭合构造中，沉积在(c)中的样品的至少一部分被限定在两个板的样品接触区域之间，并且具有在0.01μm至200μm范围内的平均厚度；以及

(e)检测与结合位点捕获的分析物相关的信号。

FB1.一种用于进行竞争性测定的装置，包含：

第一板，在其内表面上包含用于接触含有目标分析物的样品的样品接触区域；

第二板，其包含样品接触区域，样品接触区域包含测定区域，其中测定区域包含

(i)固定化捕获剂，其结合样品中的目标分析物，以及

(ii)第二试剂，其能够在接触样品时在样品中扩散；

其中第一板和第二板可相对于彼此移动成不同的构造；

其中，构造中的一个是开放构造，在开放构造中，板部分地或完全地分开，并且板的样品接触区域之间的平均间距大于300μm；以及

其中构造中的另一个是闭合构造，其中板的样品接触区域之间的平均间距为是200μm或以下。

如任一前述实施例所述的方法或装置，其中捕获剂与第二剂间隔开的距离比两个板的样品接触区域之间的平均间隔小至少2倍。

如任一前述实施例所述的方法或装置，其中捕获剂和第二试剂相隔的距离比两个板的样品接触区域之间的平均间距小至少2倍、3倍、5倍、10倍、20倍、30倍，50倍、100倍、200倍、300倍、500倍、1000倍、2000倍、5000倍、10000倍、5000倍，或在任两个值的范围内。

如任一前述实施例所述的方法或装置，其中与由捕获剂捕获的分析物相关的信号是来自(i)由捕获剂捕获的分析物，(ii)附着有由结合位点捕获的分析物的标记，或(iii)(i)和(ii)两者的信号。

如任一前述实施例所述的方法或装置，其中样品接触区域中的一者或两者包含间隔件，其中当板处于闭合构造中时，间隔件调节板的样品接触区域之间的间隔。

如任一前述实施例所述的方法，其中当板处于闭合构造时，样品接触区域之间的间隔通过间隔件调节。如任一前述实施例所述的装置，其中所述装置还包含间隔件，间隔件在板处于闭合构造时调节样品接触区域之间的间隔。

如任一前述实施例所述的方法或装置，其中存储位置进一步包含另一试剂。

如任一前述实施例所述的方法或装置，其中除固定化捕获剂之外，结合位点还包含另一种试剂，该另一种试剂在接触样品时能够在样品中扩散。

如任一前述实施例所述的方法或装置，其中信号的检测是电学的、光学的或两者的。(稍后将进一步介绍检测。荧光，SPR等)。

如任一前述实施例所述的方法或装置，其中样品是血液样品(全血、血浆或血清)。

如任一前述实施例所述的方法或装置，其中荧光微球的材料是介电的(例如，SiO₂，聚苯乙烯)或其介电材料的组合。

如任一前述实施例所述的方法或装置，其包含将荧光标记的检测剂添加到第一板以结合竞争剂的步骤。

如任一前述实施例所述的方法或装置，其包含在添加检测剂之后进行洗涤的步骤。

在此引入的这些申请中的实施例可以被认为彼此组合或作为单个发明，而不是作为离散和独立的文件。

此外，本文公开的示例性化验食谱可应用于包括但不限于以下的实施例：生物/化学测定，QMAX卡和系统，具有铰链、凹口、凹槽边缘和滑块的QMAX，具有均匀样品厚度的测定和装置，智能手机检测系统，云计算设计，各种检测方法，标签，捕获剂和检测剂，分析物，疾病，应用和样品；在上述申请中公开、描述和/或参考了各种实施例，所有这些申请通过引用整体结合于此。

其它实施例

本发明包括只要各种组分彼此不矛盾就可以以多种方式组合的各种实施例。实施例应当被认为是单个发明文件：每个申请具有作为参考文献的其它申请，并且也出于所有目的而整体地引用，而不是作为离散的独立文件。这些实施例不仅包括当前文件中的公开内容，而且包含在此引用、并入或要求优先权的文件。

(1)定义

在本申请中或在分别于2016年8月10日和2016年9月14日提交的PCT申请(指定美国)号PCT/US2016/045437和PCT/US0216/051775、2017年2月7日提交的美国临时申请号62/456065、2017年2月8日提交的美国临时申请号62/456287、2017年2月8日提交的美国临时申请号62/456504中定义了用于描述本文公开的装置、系统和方法的术语，所有这些申请的全部内容出于所有目的并入本文。

术语“CROF卡(或卡)”、“COF卡”、“QMAX卡”、Q卡”、“CROF装置”、“COF装置”、“QMAX装置”、“CROF板”、“COF板”以及“QMAX板”是可互换的，除了在一些实施例中，COF卡不包含间隔件；并且这些术语是指一种装置，该装置包含第一板和第二板，第一板和第二板可相对于彼此移动成不同构造(包括开放构造和闭合构造)，并且该装置包含调节板之间的间距的间隔件(COF的一些实施例除外)。术语“X板”是指CROF卡中的两个板之一，其中间隔件固定到该板。COF卡、CROF卡和X板的更多描述在2017年2月7日提交的临时申请序列号62/456065中进行描述，所有这些申请出于所有目的以其整体并入本文。

(2)Q卡、间隔件与均匀样品厚度

本文所公开的装置、系统和方法可包括或使用Q卡、间隔件和用于样品检测、分析和量化的均匀样品厚度实施例。在一些实施例中，Q卡包含间隔件，其有助于使样品的至少一部分成为非常均匀的层。在本文中公开了或在分别于2016年8月10日和2016年9月14日提交的PCT申请(指定美国)号PCT/US2016/045437和PCT/US0216/051775、2017年2月7日提交的美国临时申请号62/456065、2017年2月8日提交的美国临时申请号62/456287、2017年2月8日提交的美国临时申请号62/456504中列出、描述和总结了间隔件的结构、材料、功能、变化和尺寸以及间隔件和样品层的均匀性，所有这些申请的全部内容出于所有目的并入本文。

(3)铰链、开放凹口、凹槽边缘和滑块

本文公开的装置、系统和方法可以包括或使用用于样品检测、分析和量化的Q卡。在一些实施例中，Q卡包含铰链、凹口、凹槽和滑块，其有助于促进Q卡的操作和样品的测量。在本文中公开了或在分别于2016年8月10日和2016年9月14日提交的PCT申请(指定美国)号PCT/US2016/045437和PCT/US0216/051775、2017年2月7日提交的美国临时申请号62/456065、2017年2月8日提交的美国临时申请号62/456287、2017年2月8日提交的美国临时申请号62/456504中列出、描述和总结了铰链、凹口、凹槽和滑动件的结构、材料、功能、变化和尺寸，所有这些申请的全部内容出于所有目的并入本文。

在QMAX的一些实施例中，一个或两个板的样品接触区域包含一个按压开放流动监测表面结构(MSS)，该按压开放流动监测表面结构被配置为监测在COF之后已经发生了多少流动。例如，在一些实施例中，MSS包含浅正方形阵列，其将引起对样品中的组分(例如血液中的血细胞)的摩擦。通过检查样品的一些组分的分布，可以获得与样品及其组分在COF下的流动相关的信息。

MSS的深度可以是间隔件高度的1/1000、1/100、1/100、1/5、1/2或在任何两个值的范围内，并且呈突出或孔形。

(4)Q卡、滑块和智能手机检测系统

本文公开的装置、系统和方法可以包括或使用用于样品检测、分析和量化的Q卡。在一些实施例中，Q卡与允许智能手机检测系统读取的卡的滑块一起使用。在本文中公开了或在分别于2016年8月10日和2016年9月14日提交的PCT申请(指定美国)号PCT/US2016/045437和PCT/US0216/051775、2017年2月7日提交的美国临时申请号62/456065、2017年2月8日提交的美国临时申请号62/456287、2017年2月8日提交的美国临时申请号62/456504中列出、描述和总结了Q卡、滑动件和手机检测系统的结构、材料、功能、变化、尺寸和连接，所有这些申请的全部内容出于所有目的并入本文。

(5)检测方法

本文公开的装置、系统和方法可包括或用于各种类型的检测方法。在本文中公开了或在分别于2016年8月10日和2016年9月14日提交的PCT申请(指定美国)号PCT/US2016/045437和PCT/US0216/051775、2017年2月7日提交的美国临时申请号62/456065、2017年2月8日提交的美国临时申请号62/456287、2017年2月8日提交的美国临时申请号62/456504中列出、描述和总结了检测方法，所有这些申请的全部内容出于所有目的并入本文。

(6)标记、捕获剂和检测剂

本文公开的装置、系统和方法可以使用各种类型的用于分析物检测的标签、捕获剂和检测剂。在本文中公开了或在分别于2016年8月10日和2016年9月14日提交的PCT申请(指定美国)号PCT/US2016/045437和PCT/US0216/051775、2017年2月7日提交的美国临时申请号62/456065、2017年2月8日提交的美国临时申请号62/456287、2017年2月8日提交的美国临时申请号62/456504中列出、描述和总结了标签，所有这些申请的全部内容出于所有目的并入本文。

(7)分析物

本文公开的装置、系统和方法可用于操作和检测各种类型的分析物(包括生物标记)。在本文中公开了或在分别于2016年8月10日和2016年9月14日提交的PCT申请(指定美国)号PCT/US2016/045437和PCT/US0216/051775、2017年2月7日提交的美国临时申请号62/456065、2017年2月8日提交的美国临时申请号62/456287、2017年2月8日提交的美国临时申请号62/456504中列出、描述和总结了分析物，所有这些申请的全部内容出于所有目的并入本文。

(8)应用(领域和样品)

本文公开的装置、系统和方法可以用于各种应用(领域和样品)。在本文中公开了或在分别于2016年8月10日和2016年9月14日提交的PCT申请(指定美国)号PCT/US2016/045437和PCT/US0216/051775、2017年2月7日提交的美国临时申请号62/456065、2017年2月8日提交的美国临时申请号62/456287、2017年2月8日提交的美国临时申请号62/456504中列出、描述和总结了应用，所有这些申请的全部内容出于所有目的并入本文。

(9)云

本文公开的装置、系统和方法可以采用云技术进行数据传输、存储和/或分析。在本文中公开了或在分别于2016年8月10日和2016年9月14日提交的PCT申请(指定美国)号PCT/US2016/045437和PCT/US0216/051775、2017年2月7日提交的美国临时申请号62/456065、2017年2月8日提交的美国临时申请号62/456287、2017年2月8日提交的美国临时申请号62/456504中列出、描述和总结了相关的云技术，所有这些申请的全部内容出于所有目的并入本文。

其他注释

在以下列举的段落中描述了根据本公开的发明主题的其他实施例。

必须注意，如本文和所附权利要求中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“所述”包括复数指示对象，除非上下文另外明确指出，例如当使用词语“单个”时。例如，提到“分析物”包括单个分析物和多个分析物，提到“捕获剂”包括单个捕获剂和多个捕获剂，提到“检测剂”包括单个检测剂和多个检测剂，提到“试剂”包括单个试剂和多个试剂。

如在此使用的，术语“适配”和“配置”意味着元件、组件或其他主题被设计和/或旨在执行给定功能。因此，术语“适配”和“配置”的使用不应被解读为意味着给定的元件、组件或其他主题简单地“能够”执行给定的功能。类似地，被陈述为被配置为执行特定功能的主题可以附加地或可选地描述为可操作以执行该功能。

如本文所用，当参考根据本公开的一个或多个组件、特征、细节、结构、实施例和/或方法使用时，短语“例如”，短语“作为示例”和/或简称为术语“示例”和“示例性”旨在传达所描述的组件、特征、细节、结构、实施例和/或方法是根据本公开的组件、特征、细节、结构、实施例和/或方法的说明性、非排他示例。因此，所描述的组件、特征、细节、结构、实施例和/或方法不旨在是限制性的，必需的或排他性/穷尽性的；以及其它组件、特征、细节、结构、实施例和/或方法，包括结构上和/或功能上类似和/或等效的组件、特征、细节、结构、实施例和/或方法，也在本公开的范围内。

如本文所用，关于多于一个实体的列表的短语“至少一个”和“一个或多个”是指实体列表中的任何一个或多个实体，并且不限于实体列表中具体列出的每个(each)和每个(every)实体中的至少一个。例如，“A和B中的至少一个”(或等效地，“A或B中的至少一个”，或等效地，“A和/或B中的至少一个”)可指单独的A、单独的B，或A和B的组合。

如这里所使用的，置于第一实体和第二实体之间的术语“和/或”是指(1)第一实体，(2)第二实体，以及(3)第一实体和第二实体中的一个。使用“和/或”列出的多个实体应当以相同的方式来解读，即如此结合的实体的“一个或多个”。除了由“和/或”子句具体标识的实体之外，可以任选地存在其他实体，无论其与具体标识的那些实体相关还是无关。

当本文提到数值范围时，本发明包括其中包括端点的实施例、其中排除两个端点的实施例、以及其中包括一个端点而排除另一个端点的实施例。应当假定包括两个端点，除非另有说明。此外，除非另有说明或本领域普通技术人员从上下文和理解中明显看出。

如果任何专利、专利申请或其它参考文献通过引用并入本文并且(1)定义术语的方式与本公开的未并入部分或其他并入的参考文献不一致和/或(2)以其他方式与本公开的未并入部分或其他并入的参考文献不一致，应当以本公开的未并入部分为准，而所述术语或其中并入的公开应当仅以所述术语被首次定义和/或并入的公开内容最初出现的参考文献为准。

Claims (58)

1.一种用于在测定样品时增强光信号的装置，包含：

第一板、第二板、间隔件和纹理化表面，其中：

i.所述第一板和第二板可相对于彼此移动成不同的构造；

ii.一个或两个板是柔性的；

iii.所述第一板是透明的；

iv.所述第二板在其内表面上具有纹理化结构，用于散射照射在所述内表面上的光；

v.所述纹理化表面可以是凹凸不平、波状的粗糙表面；

vi.所述间隔件固定于所述第一板的内表面并具有预定的均匀高度，并且所述高度大于所述纹理化表面的平均粗糙度并且小于200μm；

其中所述构造中的一个是开放构造，其中：两个板部分或完全分开，所述板之间的间距不由所述间隔件调节，并且所述样品沉积在所述板中的一个或两个上；

其中所述构造中的一个是闭合构造，所述闭合构造是在所述样品在所述开放构造中沉积之后配置的，并且在所述闭合构造中，所述沉积样品的至少一部分被所述两个板按压成连续层。

2.一种用于增强光信号(Q卡)的样品处理装置，包含：

第一板、第二板、间隔件和纹理化表面，其中：

i.所述板可相对于彼此移动成不同的构造；

ii.一个或两个板是柔性的；

iii.所述第二板在其内表面上具有纹理化结构，用于散射照射在表面上的光；

iv.所述纹理化表面可以是但不限于凹凸不平、波状的粗糙表面；

v.所述纹理化表面可以是规则的或非规则的；

vi.所述纹理化表面的平均粗糙度范围优选为但不限于2μm～5μm；

vii.所述间隔件固定于所述第一板的内表面并具有预定的均匀高度；

viii.所述间隔件的优选高度大于所述纹理化表面的平均粗糙度并且小于100μm；

其中所述构造中的一个是开放构造，其中：两个板部分或完全分开，所述板之间的间距不由所述间隔件调节，并且所述样品沉积在所述板中的一个或两个上；

其中所述构造中的一个是闭合构造，所述闭合构造是在所述样品在所述开放构造中沉积之后配置的，并且在所述闭合构造中，所述沉积样品的至少一部分被所述两个板按压成连续层；

其中所述样品为液态。

3.一种用于增强光信号(Q卡)的样品处理装置，包含：

第一板、第二板、间隔件和纹理化表面，其中：

i.所述板可相对于彼此移动成不同的构造；

ii.一个或两个板是柔性的；

iii.所述第二板在其内表面上具有纹理化结构，用于散射照射在表面上的光；

iv.所述纹理化表面可以是但不限于凹凸不平、波状的粗糙表面；

v.所述纹理化表面可以是规则的或非规则的；

vi.所述纹理化表面的平均粗糙度范围优选为但不限于2μm～5μm；

vii.所述间隔件固定于所述第一板的内表面并具有预定的均匀高度；

viii.所述间隔件的优选高度大于所述纹理化表面的平均粗糙度并且小于100μm；

其中所述构造中的一个是开放构造，其中：两个板部分或完全分开，所述板之间的间距不由所述间隔件调节，并且所述样品沉积在所述板中的一个或两个上；

其中所述构造中的一个是闭合构造，所述闭合构造是在所述样品在所述开放构造中沉积之后配置的，并且在所述闭合构造中，所述沉积样品的至少一部分被所述两个板按压成连续层；

其中所述样品为液态。

4.如任一前述权利要求所述的样品处理装置，所述纹理化表面由半透明白色材料制成，且透射率为10％～30％。

5.一种用于增强光信号(Q卡)的样品处理装置，包含：

第一板、第二板、间隔件和纹理化表面，其中：

i.所述板可相对于彼此移动成不同的构造；

ii.一个或两个板是柔性的；

iii.所述第二板在其内表面上具有纹理化结构，用于散射照射在表面上的光；

iv.所述纹理化表面可以是但不限于凹凸不平、波状的粗糙表面；

v.所述纹理化表面可以是规则的或非规则的；

vi.所述纹理化表面的平均粗糙度范围优选为但不限于2μm～5μm；

vii.所述间隔件固定于所述第一板的内表面并具有预定的均匀高度；

viii.所述间隔件的优选高度大于所述纹理化表面的平均粗糙度并且小于100μm；

其中所述构造中的一个是开放构造，其中：两个板部分或完全分开，所述板之间的间距不由所述间隔件调节，并且所述样品沉积在所述板中的一个或两个上；

其中所述构造中的一个是闭合构造，所述闭合构造是在所述样品在所述开放构造中沉积之后配置的，并且在所述闭合构造中，所述沉积样品的至少一部分被所述两个板按压成连续层；

其中所述样品为液态。

6.一种测试设备，包含：

a)根据上述装置权利要求所述的用于增强光信号的样品处理装置(装置_C1)；

b)具有相机模块和光源的移动计算装置；

c)一种照明光学器件，包含倾斜的光纤；

d)外部透镜；

-其中所述光源发射白光；

-其中所述光源与相机模块位于所述移动计算装置的同一面；

-其中所述Q卡放置在相机模块正下方，所述Q卡与所述相机模块之间的优选距离为15mm～20mm；

-其中所述外部透镜放置在所述Q卡与相机模块之间，使得所述Q卡中的样品处于所述相机模块的工作距离内，所述外部透镜的优选焦距为12～18mm，所述透镜与相机模块之间的距离优选尽可能小，并且不大于3mm；

其中所述光纤引导从所述光源发射的光以照射在所述相机模块正下方的样品区域上；

其中所述光纤的一个端面放置在光源的光圈之下，并且它们之间的距离优选地尽可能小，并且不大于3mm；

其中所述光纤的直径被配置为等于所述光源光圈的直径；

其中安装所述光纤的倾斜角度被设置为使得从所述光纤发出的中心光束照射在所述相机模块正下方的样品区域上。

7.一种测试设备，包含：

a)根据上述装置权利要求所述的用于增强光信号的样品处理装置；

b)具有相机模块的移动计算装置；

c)独立光源；

d)外部透镜；

-其中所述光源发射白光，光源放置在Q卡下并与相机模块成一直线，所述光源和所述Q卡之间的优选距离为5mm～10mm。

其中所述Q卡放置在相机模块正下方，它们之间的优选距离是5～10mm；

其中所述外部透镜放置在所述Q卡与相机模块之间，使得所述Q卡中的样品处于所述相机模块的工作距离内，所述外部透镜的优选焦距为4～8mm，所述透镜与所述相机模块之间的优选距离尽可能小，并且不大于3mm。

8.一种用于分析样品的光信号的方法，包含以下步骤：

a)收集样品液体；

b)获得任一前述实施例所述的装置；

c)当所述板处于开放构造时，将所述样品沉积在所述装置的板中的一个或两个上；

d)将所述两个板放在一起，将所述板按压成所述闭合构造，使所述样品在所述两个板之间形成液体层；

e)将所述装置插入所述测试设备中；

f)开启所述测试设备的光源；

g)使用相机模块采集所述样品的图像；以及

h)所述移动计算装置处理所述图像以分析所述图像的比色或荧光信号，从而获得所述样品的一些特性。

9.如任一前述要求权利所述的装置、系统或方法，其中所述纹理化表面由半透明白色材料制成，且透射率为10％～30％。

10.如任一前述要求权利所述的装置、系统或方法，所述纹理化表面由不透明白色材料制成或涂覆有反射性金属膜，所述金属膜可以是，但不限于铝、银和金。所述金属膜的优选厚度范围优选为但不限于10nm～100nm。

11.如任一前述要求权利所述的装置、系统或方法，所述纹理化表面由不透明白色材料制成或涂覆有反射性金属膜，所述金属膜可以是但不限于铝、银和金。所述金属膜的优选厚度范围优选为但不限于10nm～100nm。

12.如任一前述要求权利所述的装置、系统或方法，其中所述光散射层可由反射率为至少50％、60％、70％、80％、90％、100％或在任两个值之间的范围内的高反射率不透明白色材料制成。

13.如任一前述要求权利所述的装置、系统或方法，其中所述光散射表面的反射光谱在300nm到1000nm的范围内。

14.如任一前述要求权利所述的装置、系统或方法，其中所述光散射层可由半透明白色材料制成，并且所述透射率为10％～30％。

15.如任一前述要求权利所述的装置、系统或方法，其中所述光散射层可由反射性金属膜制成，其中所述光散射层可由不透明白色介电膜制成。

16.如任一前述要求权利所述的装置、系统或方法，其中所述光散射层具有Ra(算术平均粗糙度)为0.5μm～200μm、Rsm(轮廓元素的平均间距)>0.5μm，以及RΔa(轮廓的平均斜率)>0.1的纹理化表面。

17.如任一前述要求权利所述的装置、系统或方法，所述纹理化表面由不透明白色材料制成。

18.如任一前述要求权利所述的装置、系统或方法，其中所述纹理化表面可以是规则的或非规则的，其中所述纹理化表面上的单个特征的形状可以是但不限于正方形、三角形、锐角。

19.如任一前述要求权利所述的装置、系统或方法，其中所述间隔件的高度大于所述纹理化表面的平均粗糙度且小于200μm。

20.如任一前述要求权利所述的装置、系统或方法，所述纹理化反射的平均粗糙度高度(Ra)需要是照明光的波长的至少20％，且可高达所述第一板与第二板之间的间距的5倍，或在这两个值之间的范围内。

21.如任一前述权利要求所述的装置或系统，平均横向特征尺寸(ba)需要是所述照明光的波长的至少20％且可高达10倍，或在这两个值之间的范围内。

22.如任一前述权利要求所述的装置或系统，平均周期(ba)需要是照明光的波长的至少50％且可高达1000倍，或在这两个值之间的范围内。

23.如任一前述权利要求所述的装置、系统或方法，其中沉积到所述Q卡上的所述样品来自受试者，并且所述受试者执行步骤a)。

24.如任一前述权利要求所述的装置、系统或方法，其中如果所述样品的分析结果不在正常范围内，则识别出异常。

25.如任一前述权利要求所述的装置、系统或方法，其中如果由所述远程装置与所述移动手持通信装置产生的分析结果相差预定值，则识别所述异常。

26.如任一前述权利要求所述的装置、系统或方法，其中所述样品包含选自由以下各项组成的组的体液：羊水、房水、玻璃体液、血液(例如、全血、分馏的血液、血浆、血清等)、母乳、脑脊髓液(CSF)、耳垢(耳屎)、乳糜、食糜、内淋巴、外淋巴、粪便、胃酸、胃液、淋巴液、粘液(包括鼻引流和痰)、心包液、腹膜液、胸膜液、脓液、风湿液、唾液、皮脂(皮肤油脂)、精液、痰、汗、滑液、泪液、呕吐物、尿以及呼出的冷凝物。

27.如任一前述权利要求所述的装置、系统或方法，其中所述样品包含从以下获得的环境样本：河流、湖泊、池塘、海洋、冰川、冰山、雨、雪、污水、水库、自来水、饮用水、土壤、堆肥、沙、岩石、混凝土、木材、砖、污水；空气、散热气、工业废气或车辆废气。

28.如任一前述权利要求所述的装置、系统或方法，其中所述样品包含食物样本，所述食物样本包括：生食品成分、熟食品或经加工食品、植物和动物食品源、经预加工食品或完全加工食品。

29.如任一前述权利要求所述的装置、系统或方法，其中在步骤(a)中，通过人手按压所述Q卡。

30.如任一前述权利要求所述的装置、系统或方法，其中步骤e)包含将所述结果与阈值或正常范围进行比较以识别含有异常的样品。

31.如任一前述权利要求所述的装置、系统或方法，其中所述方法还包含：如果在所述远程位置处的所述分析产生显著不同的结果,则更新所述手持式移动通信装置。

32.如任一前述权利要求所述的装置、系统或方法，其中沉积到所述Q卡上的所述样品来自受试者，且所述分析结果不传输到所述受试者。

33.如任一前述权利要求所述的装置、系统或方法，其中所述第三方是医学专业人员。

34.如任一前述权利要求所述的装置、系统或方法，其中所述医学专业人员是医生或护士从业者。

35.如权利要求22-34中任一项所述的方法，其中第三方是保险公司。

36.如任一前述权利要求所述的装置、系统或方法，其中将来自所述移动通信装置的结果和/或来自所述远程位置的结果发送到急救室。

37.如任一前述权利要求所述的装置、系统或方法，其中基于所述结果，所述手持移动通信装置或所述远程位置向所述受试者传输跟进信息。

38.如任一前述权利要求所述的装置、系统或方法，其中所述跟进信息包含所述结果的解释、关于疾病或病状的教育、与可能治疗相关的信息、关于适当医师的位置的信息、与饮食和/或锻炼的改变相关的信息，或者广告。

39.如任一前述权利要求所述的装置、系统或方法，其中所述Q卡包含间隔件，所述间隔件具有基本上均匀的高度和预定的恒定间隔件间距，并且在所述闭合构造中，所述样品的至少一部分由所述Q卡的两个板按压形成厚度非常均匀的层，并且相对于所述板基本上是停滞的，其中所述层的均匀厚度由所述两个板的内表面限定并由所述板和所述间隔件调节。

40.如任一前述权利要求所述的装置、系统或方法，其中所述板中的至少一个是柔性的。

41.如任一前述权利要求所述的装置、系统或方法，其中对于柔性板，柔性板的厚度乘以柔性板的杨氏模量在60到750GPa-μm的范围内。

42.如任一前述权利要求所述的装置、系统或方法，其中对于所述柔性板，所述间隔件间距(ISD)的四次方除以所述柔性板的厚度(h)和所述柔性板的杨氏模量(E)，ISD⁴/(hE)，等于或小于10⁶μm³/GPa。

43.如任一前述权利要求所述的装置、系统或方法，其中调节所述均匀厚度的层的所述间隔件具有至少1％的填充因子，其中所述填充因子是接触所述均匀厚度的层的所述间隔件区域与接触所述均匀厚度的层的所述总板区域的比例。

44.如任一前述权利要求所述的装置、系统或方法，其中对于调节均匀厚度的层的间隔件，所述间隔件的杨氏模量乘以间隔件的填充因子等于或大于10MPa，其中所述填充因子是接触所述均匀厚度的层所述间隔件区域与接触所述均匀厚度的层的所述总板区域的比例。

45.如任一前述权利要求所述的装置、系统或方法，其中一个或两个板在位于板的表面上或内部包含位置标记，其提供板的位置信息。

46.如任一前述权利要求所述的装置、系统或方法，其中一个或两个板在板的表面上或内部包含刻度标记，其提供样品和/或板的结构的横向尺寸的信息。

47.如任一前述权利要求所述的装置、系统或方法，其中一个或两个板在位于板的表面上或内部包含成像标记，其辅助样品的成像。

48.如任一前述权利要求所述的装置、系统或方法，其中所述间隔件充当位置标记、比例标记、成像标记或其任何组合。

49.如任一前述权利要求所述的装置、系统或方法，其中均匀厚度层的平均厚度在0.2μm至3.8μm的范围内并且样品是血液。

50.如任一前述权利要求所述的装置、系统或方法，其中所述间隔件间距在7μm至50μm的范围内。

51.如任一前述权利要求所述的装置、系统或方法，其中所述间隔件间距在50μm至120μm的范围内。

52.如任一前述权利要求所述的装置、系统或方法，其中所述间隔件间距在120μm至200μm的范围内。

53.如任一前述权利要求所述的装置、系统或方法，其中所述间隔件间距基本上是固定间隔的。

54.如任一前述权利要求所述的装置、系统或方法，其中所述间隔件是具有选自圆形、多边形、环形、正方形、矩形、卵形、椭圆形或其任何组合的横截面形状的柱。

55.如任一前述权利要求所述的装置、系统或方法，其中所述间隔件具有柱状形状且具有基本上平的顶表面，其中对于每一间隔件，所述间隔件的横向尺寸与其高度的比例至少为1。

56.如任一前述权利要求所述的装置、系统或方法，其中每一间隔件具有的间隔件横向尺寸与其高度的比例至少为1。

57.如任一前述权利要求所述的装置、系统或方法，其中间隔件的最小横向尺寸小于或基本上等于样品中分析物的最小尺寸。

58.如任一前述权利要求所述的装置、系统或方法，其中间隔件的最小横向尺寸在0.5μm到100μm的范围内。