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CN116235041A - 试纸条盒、监测设备及制造试纸条盒的方法 - Google Patents

试纸条盒、监测设备及制造试纸条盒的方法 Download PDF

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CN116235041A
CN116235041A CN202180066990.7A CN202180066990A CN116235041A CN 116235041 A CN116235041 A CN 116235041A CN 202180066990 A CN202180066990 A CN 202180066990A CN 116235041 A CN116235041 A CN 116235041A
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CN
China
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test strip
opening
carrier
housing
photodetector
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Application number
CN202180066990.7A
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朱利亚诺·曼齐
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Ams Osram Co ltd
Original Assignee
Ams Osram Co ltd
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Abstract

一种试纸条盒(1)，其包括限定第一开口(86)的壳体(85)，所述第一开口被配置为接收样本液体，所述壳体还限定了第二开口(87)和间隔结构(91)，所述第二开口被配置为提供进入所述壳体(85)的光学路径。它还包括载体(19)，该载体包括至少一个光电检测器(15)，所述至少一个光电检测器(15)与所述壳体(85)的第二开口(87)对齐。它还包括试纸条(10)，所述试纸条(10)包括与所述第一开口(86)对齐的样本垫(80)、和与所述第二开口(87)及所述至少一个光电检测器(15)对齐的至少一个活性区域(16)。所述壳体(85)将所述载体(19)和所述试纸条(10)包围，使得所述试纸条(10)由所述间隔结构(91)与所述载体(19)隔开并布置在所述第二开口(87)与所述载体(19)之间。

Description

试纸条盒、监测设备及制造试纸条盒的方法
本公开涉及一种试纸条盒、一种监测设备以及一种制造试纸条盒的方法。
背景技术
试纸条盒是监测设备的一部分。该部分能在测试或测量之前插入并能在测试或测量后取出。该监测设备通常是便携式的，因此能用于医疗诊断和环境测试的护理点应用。试纸条盒能用于横向流动测试。试纸条盒包括多孔材料的试纸，并利用多孔材料的毛细管作用及其结合标记分子的能力。
将样本液体(例如水、尿液、血液或其他液体)提供给试纸。样本液体利用多孔材料的毛细管效应流动并进行化学反应。通常，该化学反应使多孔材料的预定活性区域处发生颜色变化。活性区域可能具有窄线或宽线的形式。通常在多孔材料的两个活性区域(分别是线)处发生反应。通常，通过目视检查来监控颜色的变化。这类测试有几个优点，但仍存在着一些缺点，例如灵敏度和多分析物检测以及复杂的组装过程。为这些缺点找到解决方案可能会给家庭环境带来更多的测试。
以下是关于横向流动测试设备的现有技术的专利和非专利文献的非详尽清单：US2012/0321519 A1、EP 2905607 A1、US 9606115 B2、US 2008/0171397A1、US 5580794 A、US7220597 B2、US 9243997 B2、US 7317532B2、US 7315378 B2、US 7044919 B1、US 7141212B2、US 2005/0250141A1、US 2006/0263907 A1、WO 2008/098722 A1、US 2005/0227371A1、US 2015/0241455 A1、US 2006/0132786 A1、US 6485982B1、US 6663833 B1、US 6841159B2、US 7090803 B1、US 7144742 B2、US 8399261B2、US 8865088B2、US 9638704B2、WO2006/073500、US 4943522A、Caputo等人的“Smart thin layer chromatography plate”,Lab Chip,2007,7,978-980。
本发明的目标是提供能有效地读取测量结果并有效地组装的试纸条盒、监测设备和制造试纸条盒的方法。
这些目标由独立权利要求的主题来实现。从属权利要求中描述了另外的改进和实施例。
发明内容
在实施例中，试纸条盒包括壳体。壳体限定了第一开口和第二开口，第一开口被配置为接收样本液体，第二开口被配置为提供进入壳体的光学路径。该壳体还包括间隔结构。
此外，试纸条盒包括载体。该载体包括至少一个光电检测器，该至少一个光电检测器与壳体的第二开口对齐。
试纸条盒还包括试纸条。该试纸条包括与第一开口对齐的样本垫和与第二开口及至少一个光电检测器对齐的至少一个活性区域。
壳体将载体和试纸条包围，使得试纸条与载体被间隔结构隔开并被布置在第二开口与载体之间。
具有至少一个活性区域的试纸条和具有至少一个光电检测器的载体都在壳体内具有固定的位置。该至少一个光电检测器、至少一个活性区域和第二开口彼此对齐。这可以意味着在垂直于载体的主延伸平面延伸的垂直方向上，该至少一个活性区域被布置在光电检测器与壳体的第二开口之间。在平行于载体的主延伸平面延伸的横向方向上，该至少一个光电检测器的区域与第二开口的区域及该至少一个活性区域的区域重叠。因此，提供了光路，使得光能穿过第二开口和试纸条的活性区域传输。该至少一个活性区域下方的至少一个光电检测器能检测到透射的光。
在存在至少一个光电检测器和至少一个活性区域的位置处，在载体与试纸条之间可能存在腔。在横向方向上，腔由壳体限定，特别是由间隔结构限定。在垂直方向上，该腔由底侧上的载体和顶侧上的试纸条限定。该腔可以充满空气或气体。
样本垫与壳体的第一开口对齐。这能意味着在垂直方向上，样本垫被布置在第一开口下方。在横向方向上，样本垫的区域与第一开口的区域重叠。因此，样本液体能经由第一开口插入试纸条的样本垫上。
由于载体和试纸条都位于壳体内部，因此从光电检测器到活性区域的距离很短。该至少一个光电检测器的位置相对于该至少一个活性区域是预先确定的，从而使得用于检测由至少一个活性区域传输或发射的光的高效性和再现性。不过，该至少一个光电检测器不直接附着在试纸上，例如通过倒装芯片键合(flip-chip bonding)。相反，该至少一个光电检测器布置在试纸下方的单独载体上。这样一来，由于不需要复杂的倒装芯片技术，因此有利于制造过程。因此，所实现的制造过程非常具有成本效益。试纸条盒可以没有光源。这特别意味着壳体内可以不布置光源，例如布置在载体上。用于透射测量的光源可以由外部读取设备组成，如下所述。
在实施例中，试纸条的样本垫被配置为吸收样本液体并将样本液体向前导向到至少一个活性区域。
在实施例中，该至少一个活性区域可以分别具有线、正方形、矩形、点、圆形或椭圆的形式。多个活性区域可以像矩阵一样排列，例如作为点矩阵或正方形矩阵。这样的活性区域可以具有不同的颜色或可以具有相同的颜色。至少两个活性区域可以具有不同的颜色。至少两个活性区域可以具有相同的颜色。
壳体的第二开口也可被称为测试开口。在实施例中，壳体可以包括一个以上的测试开口。例如，壳体包括额外的测试开口，该额外的测试开口与试纸条的附加活性区域对齐和/或与载体上的附加光电检测器对齐。
在实施例中，试纸条包括多孔材料、特别是硝化纤维，其被配置为将样本液体从样本垫转移到该至少一个活性区域。多孔材料的活性区域提供有化学物质(通常是化合物)，该化学物质与样本液体的成分发生反应。该成分可以是包含在样本液体中的分析物。
该多孔材料可包含硝化纤维。该多孔材料可以是吸水的。该多孔材料可以被薄膜覆盖。该薄膜可以保护多孔材料。该薄膜可以是透明的或半透明的。透明也可以称为光学透明。该多孔材料的孔径、孔隙率和厚度可以具有特定的比例，再加上专门的化学处理。有利的是，多孔材料的毛细管作用能够用于输送样本液体。
试纸条的样本垫可以直接或通过试纸条的结合垫向多孔材料提供样本液体。例如，该结合垫包括化学物质(通常是化合物)，该化学物质被设计为与包含在液体中的分析物进行反应。
在实施例中，试纸条包括吸收垫，该吸收垫用于从多孔材料中吸收过量的液体。
在实施例中，样本垫、结合垫和吸收垫也由多孔膜或多孔层实现，例如由硝化纤维制成的多孔膜或多孔层。
在实施例中，包括样本垫、结合垫和吸收垫的多孔材料被布置在基板的第一侧上。该基板可以被制造成背卡，例如作为塑料粘合背卡。该基板可以是光学透明的。通过使用该基板，试纸条的刚度增强。此外，该试纸条能构建在堆叠结构中。
在实施例中，该至少一个光电检测器被布置在载体的面向试纸条的一侧上。因此，由试纸条的活性区域传输的光直接入射到光电检测器上。
载体面向试纸条的一侧可以是载体的主表面。该至少一个光电检测器可以通过胶水或焊料等粘合层附着在载体上。通过将光电检测器布置在载体的主表面上，而不是直接布置在试纸条上，这样就无需复杂的倒装芯片技术即可在试纸条盒内实现光电检测器。
在实施例中，试纸条盒还包括壳体的第三开口、载体的电接触件和载体上或载体内的导电线，这些电接触件设置在壳体外部的、超出第三开口之处，这些导电线将该至少一个光电检测器的接触区域电连接到超出第三开口之处的电接触件。
这能意味着壳体限定了第三开口，并且载体的包含电接触件的那一端能够通过第三开口使得所述端位于壳体外部。电接触件可以布置在载体的主表面处和/或载体的另一表面处，例如布置在载体的背面。
具有导电线的载体可以向/从光电检测器提供电力和信号。这能意味着与光电检测器的唯一电连接通过载体上或载体中的导电线。由于电接触件位于壳体外部，因此该至少一个光电检测器能被外部设备(例如监控设备)电控制。
由于试纸条位于试纸条盒的上部中，因此第一开口和第二开口被布置在壳体的上侧。第三开口位于壳体的下侧上，这是因为载体布置在试纸条下方。在替代实施例中，壳体的第三开口位于壳体的底侧上。因此，与导电线的接触是从下方实现的。
导电线也能被称为迹线。导电线可以由铜、铝或银等金属制成。如果导电线是由铜或铝制成的，那么它们可能会被蚀刻。如果导电线包含银，那么可以使用银油墨。在载体上，导电线可以部分设计为直线，部分设计为曲线。导电线可以平行延伸使得它们彼此隔离。导电线与光电检测器的接触区域以及壳体外部的载体末端的电接触件对齐。
在实施例中，导电线包括电源线、参考电位线和至少一条总线。能利用电源线和参考电位线从电源向光电检测器提供电力。能够通过该至少一条总线将数据从光电检测器传输到监测设备的其它电路。
在实施例中，光电检测器被实现为光谱传感器，该光谱传感器被配置为检测至少两个不同波长区域中的光，特别是分别检测至少两个不同波长区域中的光。有利的是，在一个活性区域可以产生两种颜色；每种颜色都可以由光谱传感器单独测量。因此，在一个活性区域可以检测到两种成分或两种分析物。光谱传感器可以检测两个以上、四个以上或八个以上不同波长区域中的光。这些不同的波长区域可以在可见光范围内或在可见光加红外范围内或在可见光加近红外范围内。
在试纸条盒的实施例中，壳体的内表面包括台阶、槽和/或突起中的至少一种，以将试纸条和载体接收在预定的位置中，以便在第二开口、至少一个活性区域和至少一个光电检测器之间提供位置对齐。
内表面并不面向壳体的环境，而是面向布置在壳体内部的试纸条和载体。例如，壳体的内表面提供有槽，载体布置在该槽中。这样就能确保载体相对于壳体具有固定的位置。在横向方向和垂直方向上，载体不能移动或者只能轻微移动，使得其可以与试纸条对齐。
试纸条在壳体内的位置可以通过壳体内表面形成的台阶和/或突起来限定。因此，试纸条相对于壳体具有固定的位置。在各个方向上，试纸条不能移动或只能轻微移动，使得其与载体对齐。
在实施例中，突起还能被配置成分别向试纸条或试纸条的一端或更多端施加力。通过这种方式能够实现试纸条的张力，考虑到至少一个活性区域与至少一个光电检测器之间的对齐，这也可能是有益的。这反过来又提高了评估由试纸条盒执行的相应测量的准确性。
台阶、槽和/或突起也能被称为对齐结构。从这个意义上说，间隔结构用作额外的对齐结构，因为它确保载体与试纸条是在预定义距离处分离的。
在实施例中，该至少一个活性区域与该至少一个光电检测器之间的距离为0.3mm至5mm。在另一个实施例中，该至少一个活性区域与该至少一个光电检测器之间的距离为0.5mm至3mm。
该至少一个活性区域与该至少一个光电检测器之间的距离是在垂直方向上的。如果存在一个以上的活性区域以及一个以上光电检测器，那么每对相应的活性区域和与相应的活性区域对齐的对应光电检测器之间的距离可以具有上述尺寸。通过这种方式，可以确保从光电检测器到活性区域的距离很短。这进而导致检测由至少一个活性区域透射或发射的光的高效性和可再现性。
在实施例中，试纸条包括至少两个活性区域。因此，在该至少两个活性区域处能够检测样本液体的两种成分或两种分析物。
在实施例中，光电检测器包括至少两个像素，每个像素与至少两个活性区域中的一个对齐。像素能被称为光电检测器元件。像素可以实现为光电二极管。
在替代实施例中，第一光电检测器与该至少两个活性区域中的一个对齐，第二光电检测器与该至少两个活性区域中的另一个对齐。光电检测器可以布置在同一载体上，甚至可以布置在同一芯片(例如半导体芯片)上。
根据另一实施例，第一开口和第二开口被设置在壳体的上侧，其中试纸条被布置在该上侧与载体之间。在该实施例中，第一开口和第二开口被布置在壳体的同一侧。
根据替代实施例，第一开口被布置在壳体的上侧，而第二开口被布置在壳体的相对的下侧，其中试纸条被布置在下侧与载体之间。因此，第一开口和第二开口被布置在壳体的不同侧面上。
诸如“顶部”、“底部”、“上”、“下”、“前”、“后”等术语，不一定是指空间中的朝向，而是在本公开中为了说明相对于实施例的各个特征的可区分性。
在制造壳体和组装单个部件方面，不同的布置可能是有利的。此外，根据光源相对于试纸条盒的位置，提供光学路径的第二开口可以位于试纸条盒的不同侧上。第二开口形成对潜在敏感活性区域和光电检测器的访问。通过将第二开口分别放置在壳体的上侧或下侧，能够更好地保护这些部件免受触摸等环境影响。
根据另一实施例，该至少一个活性区域被布置在试纸条的背离载体的一侧上。这能意味着活性区域面向壳体的第二开口，使得可以通过第二开口看到活性区域。有利的是，除了评估光电检测器信号外，还能通过目视检查来确定测试结果。
根据替代实施例，该至少一个活性区域被布置在试纸条的面向载体的一侧上。这样一来，由于活性区域更接近光电检测器，并且活性区域的颜色变化不会被试纸条的基板扭曲，因此透射测量的性能得以提高。
在这些实施例中，检测/测量不被实现为反射光线的测量，而是对折射/透射/吸收的测量。可以将光源放置在试纸条的一侧上，而检测则由在试纸条另一侧上的光电检测器完成。因此，光被试纸条折射、透射或吸收。可以将试纸条放置在试纸条盒中，使得试纸条一侧上的至少一个活性区域面向光电检测器，而该试纸条从其相对的另一侧开始被照射。或者，可以将试纸条放置在试纸条盒中，使得试纸条一侧上的至少一个活性区域面向光源，而试纸条相对的另一侧则面向光电检测器。
根据又一实施例，试纸条盒还包括布置在载体上的光源。光源被配置为向该至少一个活性区域发射光，并且该至少一个光电检测器被配置为检测从该至少一个活性区域反射的光。
光源能布置在光电检测器附近，使其与试纸条的活性区域对齐。光源和光电检测器能大致在同一平面上。光源能够通过挡光板与光电检测器分开，使得光源发出的光不会直接到达光电检测器。相反，所发射的光从活性区域被反射回光电检测器。因此，能够提供反射测量。
根据又一实施例，由壳体所限定的第二开口朝向试纸条的至少一个活性区域逐渐变细。这能意味着第二开口的直径朝向至少一个活性区域变小。例如，第二开口形成圆锥形或抛物线形状。换言之，第二开口的侧壁相对于垂直方向是倾斜的。来自第二开口的输入侧(试纸条盒外部)的光源的光线能够在广角下耦合进入第二开口中。此外，在由壳体形成的第二开口的侧壁上，光线能被反射一次或多次。由于第二开口朝向活性区域(在第二开口的输出侧)逐渐变细，因此光线被有效地准直，使得活性区域处的光强度增加。
如果试纸条包括多个活性区域，那么每个活性区域都可以提供有单独的第二开口。因此，试纸条盒可以包括多个第二开口，其中每个第二开口被分配给一个活性区域。如上所述，每个第二开口都可以朝向所分配的相应活性区域逐渐变细。或者，至少部分活性区域共享公共的第二开口。
第二开口也能被称为孔径。换言之，改变孔径的拔模角度是为了准直并将光线聚焦到试纸条上。因此，光收集效率和光准直可以增加。有利的是，不需要折射透镜来提高光收集效率和光准直。壳体可以是模制化合物。因此，提供了一种低成本且无透镜的布置，以提高光收集效率和灵敏度。这也使得活性区域与光电检测器之间的距离公差更加宽松。
在又一实施例中，由壳体所限定的第二开口的侧壁涂有反射层。反射层仅布置在第二开口的侧壁上，即在第二开口的内表面上。因此，在第二开口的侧壁上提供了反射表面。作为示例，反射层可以是漆。借助于反射层，光线在侧壁上反射得更好，光准直性增加。
此外，提供了一种监测设备，该监测设备包括如上所述的试纸条盒。这意味着针对试纸条盒所公开的所有特征也针对监测设备公开且适用于监测设备，反之亦然。
在实施例中，该监测设备包括试纸条盒、光源和连接到光电检测器及光源的控制电路。
试纸条位于光源与包括光电检测器的载体之间。因此，能够进行透射测量。或者，光源被布置在试纸条盒内的载体上。此处，光源能被看作是试纸条盒的一部分，并且试纸条盒能进行如上所述的反射测量。可将该监测设备命名为读取器。
在实施例中，监测设备被配置成使得试纸条盒可选择性地插入到监测设备中并从监测设备中移除。因此，试纸条盒是一次性使用的，即用于单次测试。监测设备被设计为多次使用，例如，其与用来检测不同分析物的不同试纸条一起使用或者与用来检测相同分析物的试纸条一起使用。
或者，试纸条盒能在更换试纸条后多次使用。例如，试纸条盒能被设计为使其能够打开和关闭。通过这样做，能移除用过的试纸条并且能将未使用的试纸条插入试纸条盒中。有利的是，壳体以及具有至少一个光电检测器的载体是可重复使用的。
或者，包括试纸条的壳体是一次性的。然而，包括至少一个光电检测器的载体能重复使用。例如，试纸条盒能被打开，以便能移除载体并将其插入包括未使用试纸条的新壳体中。在另一实施例中，载体能通过第三开口滑出壳体。以同样的方式，它能滑入包括未使用试纸条的新壳体中。从环境的角度来看，重复使用壳体和/或载体是有益的。
在实施例中，控制电路被配置为检测试纸条盒是否插入，并在试纸条盒插入时提供使能信号。通过生成使能信号，监测设备能够检测试纸条盒是否正确插入监测设备和/或能够检测是否插入了正确的试纸条盒。
在实施例中，监测设备被配置为执行横向流动测试，缩写为LFT或横向流动免疫层析测定。
本文的目标通过制造试纸条盒的方法得到进一步解决。针对试纸条盒所公开的所有特征也针对制造试纸条盒的方法公开且适用于该方法，反之亦然。
在实施例中，用于制造试纸条盒的方法包括提供载体，该载体包含至少一个光电检测器。
该载体能够是印刷电路板(PCB)，光电检测器安装在该印刷电路板上。例如，光电检测器能通过胶水或焊料等粘合剂层连接到载体上。载体能包括用于电连接光电检测器的导电线。为了建立电连接，可以将光电检测器引线键合到载体上。这意味着引线键合将载体的导电线连接到光电检测器的接触区域。
该方法还包括提供试纸条，该试纸条包含样本垫和至少一个活性区域。
该试纸条还可以包括多孔材料，特别是硝化纤维，其可操作以将样本液体从样本垫转移到至少一个活性区域。多孔材料的活性区域可以提供有化学物质(通常是化合物)，该化学物质与样本液体的成分发生反应。该试纸条还可以包括结合垫和吸收垫，使得包括样本垫、结合垫和吸收垫的多孔材料被布置在基板上。该基板可以制造成背卡，例如作为塑料粘合背卡。
该方法还包括提供壳体和间隔结构，壳体限定了第一开口和第二开口，该第一开口被配置为接收样本液体，该第二开口被配置为提供进入壳体的光学路径。壳体可包括塑料材料，该塑料材料通过诸如注塑成型之类的模制技术形成。
此外，该方法包括组装壳体、试纸条和载体，使得壳体将载体和试纸条包围。在此过程中，试纸条通过间隔结构与载体隔开并被布置在第二开口与载体之间。此外，至少一个光电检测器、至少一个活性区域和第二开口彼此对齐，并且样本垫与壳体的第一开口对齐。
由于载体和试纸条都位于壳体内部，因此从光电检测器到活性区域的距离很短。这使得检测由至少一个活性区域透射或发射的光具有高效性和可再现性。该至少一个光电检测器不直接连接到试纸条上，而是布置在单独的载体上。这样一来，由于不需要复杂的倒装芯片技术，因此有利于制造过程。因此，所实现的制造过程能非常具有成本效益。
在该方法的变体中，该方法还包括提供壳体的第三开口。第三开口能位于壳体的下部，那里有载体。载体的一部分可以穿过第三开口延伸。电接触件在壳体外部的超出第三开口的载体上形成。导电线在载体上或载体中形成，其中导电线将该至少一个光电检测器的接触区域电连接到超出第三开口的电接触件。
通过这样做，外部设备(例如监测设备)能对试纸条盒进行电操作。特别是，能对载体上的至少一个光电检测器通电，并且能通过电接触件和导电线接收电信号。
对于本领域技术人员读者来说，该方法的其他实施例从上述试纸条盒的实施例中变得显而易见。例如，制造试纸条盒的方法可以通过根据上述实施例之一的试纸条盒和监测设备来实现。
具有嵌入式光谱传感器的试纸条盒被配置用于光学测定读取设备。该试纸条盒被实现为智能试纸条盒，因为它包括嵌入式光谱传感器。该试纸条盒被配置用于横向流动测试系统(缩写为LFT系统)。LFT系统执行折射和/或透射和/或吸光度测量。
该公开适用于护理点(缩写为PoC)的横向流动测试领域。试纸条盒中的试纸条与被测液体中存在的某种物质发生反应，例如通过在硝酸纤维素膜上沉积偶联抗体，当分析物与偶联抗体结合时，多孔活性区域的颜色会相应地发生变化。被测液体可被称为样本、样本液体或分析物。或者，将待检测的物质称为分析物。待检测的物质可以是化学元素或化合物。
应用的例子是家庭妊娠测试。例如，该测试能够检测孕妇尿液中的人绒毛膜促性腺激素(HCG)。该测试测定利用了多孔纸的毛细管作用和将标记蛋白与纤维素结合的能力。通常使用两条线模式。第一条线生成是/否信号(怀孕与否)。第二条线指示测试是否成功。护理点测试(PoC测试)能够在需要护理时对患者进行测试。这样可以更快地诊断，从而更快地治疗。
其他重要应用是用于识别疾病的测试。特别是在诸如Covid19等全球大流行爆发的情况下，提供能快速确定被测试者是否被感染的测试是很重要的。此外，任何人都能在家中进行此类测试，从而节省了公共实验室的资源。能廉价且有效地制造试纸条盒，从而确保快速和全球分销。
通常，LFT由人眼读取(分析)，因此缺乏准确测量浓度变化的能力。横向流动测试(也被称为横向流动免疫层析分析)是旨在检测样本(基质)中目标分析物的存在(或不存在)的有效设备，而无需专门且昂贵的设备，尽管存在许多基于实验室的、由读取设备支持的应用。通常，这些测试被用于家庭测试或护理点测试或实验室使用的医学诊断。
本公开中所描述的试纸条盒旨在改善系统性能，例如，通过改进光谱传感器相对于待分析膜区域(活性区域)的位置，进一步提高读数精度并获得更好的定量分析。此外，可以改进LFT PoC读取设备(例如通过降低读取器侧的成本)。
此外，本公开旨在简化制造工艺和最终实现：光谱传感器不是直接放置在试纸条上(例如通过倒装芯片将传感器粘合在试纸条的背面)，而是放置在试纸条盒下方的单独载体上。因此，不需要复杂且昂贵的倒装芯片组装。
附图说明
下面的附图描述可以进一步说明和解释试纸条盒、监测设备和制造试纸条盒的方法等方面。试纸条盒中功能相同或效果相同的部件和零件用相同的附图标记表示。相同或实际上相同的部件和零件可能只会在其首次出现的图中有所描述，在后续的图中不再对其进行重复描述。
图1A和图1B示出了试纸条盒的示例；
图2A和图2B示出了试纸条细节的示例；
图3A和图3B示出了光电检测器细节的示例；
图4示出了试纸条盒和监测设备的示例；
图5和图6示出了根据实施例的示例布置；
图7示出了根据实施例的布置；
图8示出了根据另一实施例的的布置；
图9示出了根据另一实施例的的布置；
图10示出了试纸条盒的示例；
图11示出了试纸条盒和监测设备的示例。
具体实施方式
图1A示出了试纸条盒1的横截面图示例。试纸条盒1包括壳体85、试纸条10和载体19。壳体85可以制造成塑料支架。壳体85限定了第一开口86，第一开口被配置成接收样本液体。这意味着样本液体能通过壳体85的第一开口86插入到试纸条10上。壳体85的第一开口86也可以被称为样本端口。
壳体85还限定了第二开口87，第二开口87用于提供进入壳体85的光学路径。壳体85的第二开口87也可以被称为测试开口。由光源(未示出)发出的光能经由第二开口87传输到壳体中，试纸条10、载体19在壳体中。壳体85可以包括一个以上的测试开口。在未示出的替代实施例中，壳体85限定了附加的测试开口。光源发出的光能经由第二开口87和附加的测试开口传输，以进入壳体85中。因此，第二开口87和可选的附加测试开口提供了进入壳体的光学路径。
壳体85还包括间隔结构91。间隔物结构91可以由壳体85的一部分在其内侧形成。间隔结构91可用来将试纸条10与载体19分开。这意味着间隔结构91被布置在试纸条10与载体19之间。
载体19包括至少一个光电检测器15。这能意味着该至少一个光电检测器15被布置在载体19的主表面28上或上方。该至少一个光电检测器15与壳体85的第二开口87对齐。这能意味着在垂直于载体19的主延伸平面延伸的垂直方向z上，该至少一个光电检测器15被布置在壳体85的第二开口87的下方。在平行于载体19的主延伸平面延伸的横向方向x、y上，该至少一个光电检测器15的区域与第二开口87的区域重叠。
在根据图1A的示例中，载体19包括三个光电检测器15、62、63，它们各自与壳体85的第二开口87对齐。可选地，附加光电检测器62、63可以与相应的附加测试开口对齐。
试纸条10包括与壳体85的第一开口86对齐的样本垫80。这能意味着在垂直方向z上，样本垫80被布置在壳体85的第一开口86的下方。在横向方向x、y上，样本垫的区域与第一开口86的区域重叠。因此，样本液体能经由壳体85的第一开口86插入到试纸条10的样本垫80上。
试纸条10还包括与第二开口87及至少一个光电检测器15对齐的活性区域16。这能意味着在垂直方向z上，该至少一个活性区域16被布置在壳体85的第二开口87与该至少一个光电检测器15之间。在横向方向x、y上，该至少一个活性区域16的区域与第二开口87及该至少一个光电检测器15的区域重叠。因此，由光源发出的光能穿过试纸条10的第二开口87和活性区域16透射。位于该至少一个活性区域16下方的至少一个光电检测器15能检测透射光。因此，该至少一个光电检测器15被布置在载体19的面向试纸条10的一侧上。这一侧可以是载体19的主表面28。
在图1A所示的示例中，试纸条10包括两个附加的活性区域60、61，活性区域60、61在水平方向上位于活性区域15旁边。活性区域15、60、61的数量可以与光电检测器15、62、63的数量相匹配。可选地，活性区域15、60、61的数量可以与该至少一个光电检测器15的像素的数量相匹配。这样，光电检测器15、62、63或像素中的每个可以分别与活性区域16、60、61之一对齐，如图1A所示。壳体85的第二开口87具有使得由光源发出的光到达多个活性区域16、60、61的形式。
在图1A的示例中，光电检测器15被布置在活性区域16下方并与活性区域16对齐，使得光电检测器15接收来自活性区域16的光。相应地，附加光电检测器62被布置在附加活性区域60下方并与附加活性区域60对齐。第二附加光电检测器63被布置在第二附加活性区域61下方并与第二附加活性区域61对齐。因此，各个光电检测器15、62、63被布置在活性区域16、60、61之一的下方并与之对齐。附加光电检测器62和第二附加光电检测器63可以实现为光谱传感器。
每个光电检测器15、62、63可包括光电检测器阵列31(如图3A和3B所示)。因此，每个光电检测器15、62、63可以被配置成检测由活性区域16、60、61所发出的不同光谱范围的光。光电检测器15、62、63可以使用单独的集成电路或芯片来实现。可以使用多个光谱传感器来制造载体。
检测/测量并不是被实现为反射射线测量，而是作为折射/透射/吸收测量。光源将被放置在试纸条10的一侧上，并且检测由光电检测器15、62、63在试纸条10的另一侧完成。因此，光被试纸条10折射、透射或吸收。
壳体85、试纸条10和载体19被布置成使得壳体85包围载体19和试纸条10。试纸条10通过间隔结构91与载体19隔开，并被设置在第二开口87与载体19之间。
在载体19与试纸条10之间的存在着光电检测器15、62、63的位置处形成腔88。在横向方向x、y上，腔88由壳体85限定，特别是由间隔结构91限定。在垂直方向z上，腔88由底侧的载体19和上侧的试纸条10限定。腔88中能填充空气或气体。
试纸条10与载体19之间的距离由间隔结构91的垂直范围限定。因此，至少一个活性区域16与至少一个光电检测器15之间的距离D由间隔结构91的垂直范围限定。例如，至少一个活性区域16与至少一个光电检测器15之间的距离D为0.5mm至15mm。可选地，至少一个活性区域16与至少一个光电检测器15之间的距离D为1mm至10mm。
载体19可以包括导电线20至27(如图3A所示)，导电线20至27能与至少一个光电检测器15的接触区域40至47(如图3A所示)电接触。而且，导电线20至27可以与载体19的电接触件89电接触。特别地，载体19可以包括电源线20、参考电位线21和至少一条总线22。载体19还可以包括另一总线23。
例如，电接触件89可以布置在载体19的一端处。因此，壳体85可包括第三开口90，使得载体19的一部分位于壳体85的外部。载体89的电接触件可以布置在壳体85外部、第三开口90之外。导电线20至27可以布置在载体19上或内，并且将该至少一个光电检测器15的接触区域40至47电连接到第三开口90之外的电接触件89。
在未示出的替代实施例中，壳体85的开口90位于壳体85的底侧上。因此，从下方实现了与导电线20至27的接触。第一开口86和第二开口87位于壳体85的上侧，而第三开口90位于壳体85的下侧。
图1B以通过试纸条盒1的透视剖视图显示了试纸条盒1的示例。在该实例中，试纸条10包括两个活性区域16、60，它们与载体19上的两个相应的光电检测器15、62对齐。
若干导电线20至22被布置在载体19内或上面。例如，第一导电线20可以包括电源线。第二导电线21可以包括参考电位线，并且至少第三导电线22可以包括总线。导电线20至22将光电检测器15、62的接触区域(未示出)电连接到载体19上的电接触件89，电接触件89被布置在壳体85的外部。
在图1B中能够看出，试纸条盒1的壳体85包括内表面，该内表面包括若干槽92、台阶93和突起94。这些槽92、台阶93和突起94被设置成在预定位置处接收试纸条10和载体19，并在第二开口87、活性区域16、60以及光电检测器15、62之间提供位置对齐。
例如，壳体85的内表面提供槽92，载体19布置在槽92中。这样就能确保载体19相对于壳体85具有固定的位置。在横向方向x、y和垂直方向z上，载体不能移动或只能轻微移动，从而可以与试纸条10对齐。
试纸条10在壳体85内的位置由壳体85的内表面形成的突起94和台阶93限定。因此，试纸条10相对于壳体85具有固定的位置。在x、y、z的每个方向上，试纸条10不能移动或只能轻微移动，使得试纸条10与载体19对齐。突起94还可以被配置成向试纸条10的一端或多端施加力。这样一来，就能实现试纸条10的张力，就活性区域16、60与光电检测器15、62之间的对齐而言，这样做也可能是有益的。这反过来又提高了评估相应测量的准确性。
图2A以剖视图显示了试纸条10的示例。试纸条10配置有多个活性区域16、60、61。此外，试纸条包括多孔材料14(特别是硝化纤维)，活性区域16、60、61嵌入在多孔材料14中。多孔材料14可将样本液体从样本垫80转移到活性区域16、60、61。活性区域16、60、61提供有化学物质，该化学物质与样本液体的成分发生反应。
多孔材料14是半透明或透明的。多孔材料14具有层、膜、薄膜或片的形式。多孔材料14可以由硝化纤维制成。多孔材料14可以制造为硝酸纤维素膜。多孔材料14被配置成使得液体能在多孔材料14中横向流动。流动F的方向由箭头指示。液体的流动F是利用多孔材料14的毛细管效应进行的。该液体可命名为样本液体。
活性区域16、60、61的数量可以大于1、大于2或大于3。活性区域16、60、61可以为矩形、方形、圆形或椭圆形。活性区域16、60、61可以例如从多孔材料14的一个边界到达多孔材料14的另一个边界。在图2A所示的横截面中，样本液体在多孔材料14中的流动F是从右侧到左侧。
试纸条10包括样本垫80、结合垫81和吸收垫82。样本垫80、结合垫81和吸收垫82布置在基板11的主侧12上并包围多孔材料14的侧表面。将结合图2B对垫80至82作进一步解释。
图2A还示出了光源70。光源70如箭头所示发光。光源70可以实现为光谱源。光由光源70以宽角度发射并到达活性区域16。光源70的光还到达附加活性区域60和另外的活性区域61。因此，由光源70发出的光到达活性区域16、60、61中的每个。光源70可以制成宽带光谱源或黑体光谱源(简称BB光谱源)。光源70可以发射例如在350nm至1050nm或350nm至750nm范围内的光。可选地，光源70可以实现为窄带光源(具有例如非常有限的带宽，例如特定光色源或纯近红外光源)。
基板11可以是半透明的或透明的。另外，多孔材料14可以是半透明或透明的。因此，来自活性区域16的光——如箭头所示——能到达活性区域16下方的至少一个光电检测器15(未在此图中示出)。活性区域16的光学特性取决于多孔材料14的光学特性、固定在活性区域16中多孔材料14上的化学物质以及样本液体中分析物的浓度。例如，光源70发出宽光谱的光。活性区域16仅在很小的光谱范围内透射光，例如红光。由活性区域16发射或透射的光量取决于样本液体中分析物的浓度。光的值可能随着分析物浓度的增加而上升。由活性区域16透射的光由光电检测器15检测。
附加光电检测器62(未示出)和第二附加光电检测器63(未示出)能检测来自附加活性区域60和第二附加活性区域61的光。不同的活性区域16、60、61可以具有不同的物质，以与液体的分析物发生反应。因此，各个活性区域16、60、61的光学特性可以不同并由光电检测器15、62、63(未示出)检测。
在未示出的替代实施例中，光源70在一个波长处发射光，并且光被活性区域16中的物质吸收，其中活性区域16中的物质发射另一波长的光。因此，活性区域16利用荧光或磷光发射光。在这种情况下，光源70发射小波段的光。活性区域16发射的光量取决于与固定在活性区域16处的物质发生反应的分析物的量。例如，光源70被实现为激光器、发光二极管或垂直腔表面发射激光器(缩写为VCSEL)。
在未示出的替代实施例中，省略了光源70。因此，监测设备没有光源。活性区域16的化学物质与液体中的分析物的反应导致光的发射。因此，活性区域16利用化学发光发射光。
图2B示出了试纸条10的立体图示例。多孔材料14包括活性区域16和附加活性区域60。活性区域16可以实现为测试活性区域，例如作为测试线。附加活性区域60可以实现为控制活性区域，例如作为控制线。因此，附加活性区域60处光学特性的变化表明测试是正确进行的，例如已经向试纸条10提供了足够量的液体。通过测量活性区域16处的光学特性来检测测试结果。基板11可以制造成背卡，例如作为塑料粘合背卡。
此外，试纸条10包括样本垫80。样本垫80被配置成接收样本液体，例如来自用户或液体分配器的样本液体。样本垫80位于基板11的主侧12上。此外，试纸条10包括结合垫81。结合垫81用于向样本液体提供物质。结合垫81位于基板11的主侧12上。结合垫81布置在样本垫80与多孔材料14之间。样本垫80的重叠在结合垫81上。因此，利用该重叠可实现液体从样本垫80到结合垫81的有效转移。结合垫81的重叠在多孔材料14上。借助于重叠区域，液体从结合垫81有效地转移到多孔层14。样本垫80和结合垫81位于试纸条的第一端处。
试纸条10包括位于基板11的主侧12上的吸收垫82。吸收垫82被布置在试纸条10的第二端处。吸收垫82与多孔材料14接触。吸收垫82与多孔材料14有重叠。因此，液体通过该重叠实现从多孔材料14到吸收垫82的转移。如箭头F所示，液体经由结合垫81和多孔材料14从样本垫80流向吸收垫82。插入样本垫80上的样本液体仅部分到达吸收垫82。光电检测器15、62(未示出)检测活性区域16、60处光学特性的变化。
通常，试纸条10建在如下堆叠结构中：试纸条10包括基板11。基材11的材料例如由聚苯乙烯、乙烯基或聚酯制成。通常，基板11是清晰的(即意味着透明)或者也可以是不透明的。不透明基板11可包括位于活性区域16处的透明或半透明窗口。该窗口可以通过插入透明或半透明材料或通过减少基板11的厚度来实现。基板11用于承载多孔材料14，多孔材料14也可被称为膜14。然后，在膜14的一侧或一端，结合垫81放置在膜14上，随后放置样本垫80。在膜14的另一侧或另一端，放置吸收垫82。两条线——控制线和测试线16、60——分别显示测试的有效性和测试结果。
图3A示出了布置在图1A和图1B所示的试纸条盒1中的载体19上的光电检测器15的示例。在图3A中，示出了光电检测器15的立体图。光电检测器15包括位于光电检测器15的第一侧17上的至少一个像素30。像素30可被称为光电检测器元件。光电检测器15可以包括位于光电检测器15的第一侧17上的像素30的阵列31。光电检测器阵列31可以是n×m的像素阵列。在图3A所示的示例中，光电检测器阵列31为4×4的阵列。光电检测器阵列31的像素30可以对不同区域的光敏感。像素30可以实现为光电二极管。因此，光电检测器阵列31实现了光谱传感器。此外，光电检测器15可以包括附加像素32和另一像素33，它们大于光电检测器阵列31的像素30并且位于光电检测器阵列31附近。
此外，光电检测器15包括位于光电检测器15的第一侧17上的接触区域40至47。接触区域40至47被布置在光电检测器15的边界处或两个边界处。接触区域40至47与光电检测器阵列31之间存在距离。接触区域40至47能实现为键合垫或芯片凸点。
光电检测器15的、与第一面17相对的第二面18附接到载体19的主表面28上。载体19可以实现为印刷电路板(PCB)。光电检测器15能通过粘合剂或通过焊接附接到载体19。光电检测器15包括多个键合线58，其用于将光电检测器15与设置在与光电检测器15相邻的载体19上的相应连接点50至57电连接。布置在载体19上或内的导电线20至27到达连接点50至57，使得它们与光电检测器15电连接。导电线20至27在载体19的一侧处电连接到电接触件89(未在图3a中示出，但在图1A和图1B中示出)。
导电线20至27也可以被称为“迹线”。导电线20至27由铜、铝或银(例如，制成印刷银油墨)等金属制成。由铜或铝制成的导电线20至27可能被腐蚀。导电线20至27可以部分设计为直线，部分设计为曲线。导电线20至27可以平行延伸。导电线20至27与光电检测器15的接触区域40至47以及载体19末端的电接触件89对齐。导电线20至27可以是例如矩形的。例如，第一导电线20可以实现为电源线。第二导电线21可以实现为参考电位线。第三线22可以设计为总线。第四线23可以设计为另一总线。其它的导电线24至27也可以实现为总线。因此，导电线20至27包括至少一条总线22至27。总线22至27可以实现为内部集成电路总线，简称I2C线路。这样就可以接收来自光电检测器15的电信号。
如图3A所示的导电线20至27、接触区域40至47和连接点50至57的数量只是作为示例。在载体19和光电检测器15上也有可能分别存在较少的导电线20至27、接触区域40至47和/或连接点50至57。特别地，载体19可以仅包括电源线20、参考电位线21以及将光电检测器15电连接到载体19的各个接触区域89的两条总线22、23。
在未示出的替代实施例中，光电检测器15的第二面18借助于粘合层布置在载体19的主表面28上。导电通孔可用于使光电检测器15的第一面17与光电检测器15的第二面18电连接。导电通孔可以实现为贯穿基板通孔(TSV)。焊料凸点设置在光电检测器15的第二侧18处，以便将光电检测器15与载体19上的连接点50至57电连接。在这种情况下，不需要引线键合。
在未示出的替代实施例中，光电检测器15以及附加的光电检测器62、63实现在一个芯片上。光电检测器15、62、63可以实现为像素30或一个管芯或芯片上的光电检测器阵列31。光电检测器15可以制造成光谱传感器集成电路。
图3B示出了光电检测器15的另一个示例，该示例是图3A所示的光电检测器15的进一步改进。光电检测器阵列31位于光电检测器15的中心或接近中心。第一接触区域40被实现为用于接收电源电压VCC的电源接触区域。第二接触区域41被实现为用于接收参考电位GND的参考电位接触区域。至少一个接触区域42被设计为总线接触区域。例如，第三接触区域42和第四接触区域43被实现为总线接触区域，例如用于内部集成电路总线(简称为I2C总线)。例如第三接触区域42和第四接触区域43接收信号或提供I2C总线信号、例如数据信号SDA和时钟信号SCL。第五接触区域44可以被设计为用于总线或用于其它目的以及接收INT信号。
图4示出了包括光源70的监测设备100的示例。如上所述的试纸条盒1能插入到监测设备100中并且能再次取出。监测设备100可被称为读卡器或PoC读卡器。监测设备100包括设备壳体101。光源70和试纸条盒1的一部分位于设备壳体101中。在图4中，监测设备100仅作为示意和示例。
监测设备100可以包括具有引脚或弹簧触点108的插座103。插座103的引脚或弹簧触点108与壳体85外部的载体19的电接触件89接触。监测设备100可以包括引导部件(未示出)以引导试纸条盒1例如进入插座103。设备壳体101可以包括提供光屏蔽的部件，其屏蔽来自监测设备100外部的光防止其穿透到设备壳体101的内部。
此外，监测设备100包括控制电路102，控制电路102连接到光源70并经由插座103、电接触件89以及导电线20至27连接到该至少一个光电检测器15。控制电路102被配置成检测试纸条盒1是否插入并在试纸条盒1插入时提供使能信号。此外，监测设备100可以包括连接到控制电路102的接口104，用于将监测设备100获得的信息提供给外部设备。监测设备100还可以包括显示器105，用于显示由控制电路102获得的信息。例如，显示器105可以显示使能信号以指示用户可以将样本液体施加到试纸条10上。此外，显示器105显示测试结果。监测设备100可以包括诸如电池之类的电源106。此外，监测设备100可以包括用户接口107，例如启动测量过程的按钮。
监测设备100没有用来检测试纸条盒是否插入监测设备100的复杂机械开关。试纸条盒1将具有对应于载体19上的各种信号和电源线的电气连接(端接)。监测设备100上的电子器件将能够通过检测I2C线路上的光谱传感器15来检测试纸条盒1的插入，并因此以准备好运行测量的方式启用监测设备100。
可选地，在I2C线路上能实现保护系统，以避免插入伪造的试纸条盒。试纸条盒1可以以仅允许电子读取的方式进行屏蔽。这能通过完全覆盖光电检测器15、62、63所在的区域或两侧仅留下小缝以允许射入光到达该至少一个活性区域15来完成。
试纸条盒1可以被配置成执行电抗测量。为了实现正确的测量，试纸条盒1可以提供有合格的光谱仪光电检测器集成电路。
在图5中以横截面的方式示出了另外的布置。为便于说明，分别省略掉试纸条盒1或监测设备100的某些部件。在图5的示例中，光源70被布置在载体19上，毗邻光电检测器15。光源70能布置在光电检测器15附近，这意味着这些部件之间的距离能够小于10mm、小于5mm甚至小于2mm。光源70可以通过焊接和/或通过粘合剂安装在载体19上。用于光源70的线路(未示出)也能布置在载体19上，并且可以电连接到电接触件89。光源70和光电检测器15均与试纸条10的活性区域16对齐。在所示示例中，活性区域16被布置在试纸条10的面向载体19的一侧上。
图6示出了根据图5的示例性布置的立体图。此外，它示出了将光源70与光电检测器15分开的挡光板110。光源70发出的光照射到试纸条10上的活性区域16。由活性区域16反射或发射的光被光电检测器15检测到。光源70和光电检测器15大致在同一平面上；活性区域16位于该平面上方。挡光板110保护光电检测器15免受光源70直接产生的光的影响。光源70可以是发光二极管，例如发射白光或宽带白光。在图6中还示出了光学路径的示例。
图7示出了根据图1A的试纸条盒1。此外，还示出了另一载体71，在另一载体71上布置有多个光源70。例如，如图7所示，光源的数量能与活性区域16、60、61的数量匹配和/或与光电检测器15、62、63的数量匹配。包括光源70的另一载体71可以是监测设备100的一部分或另一外部设备。光源70与第二开口87对齐。能够看出，在所示示例中，第一开口86和第二开口87被布置在壳体85的同一侧，即上侧95。在垂直方向z上，试纸条10被布置在壳体85的上侧95与载体19之间。此外，能够看出，活性区域16、60、61被布置在试纸条10的背离载体19的一侧上。
图8示出了另一种布置，其中第一开口86和第二开口87被布置在壳体85的不同侧上。第一开口86被布置在壳体85的上侧95上，而第二开口87被布置在壳体85的下侧96上(壳体85被倒置示出)。在该示例中，试纸条10被布置在壳体85的下侧96与载体19之间。此外，能够看出，活性区域16、60、61被布置在试纸条10的面向载体19的一侧上。再次，试纸条盒1以其与包括光源70的另一载体71的位置关系被示出，光源70可以是监测设备100的一部分(未示出)。
在图9中示出了另一可能布置的横截面。为便于说明，分别省略掉试纸条盒1或监测设备100的某些部件。在图9的示例中，光源70被布置在试纸条盒1外部的另一载体71上。因此，试纸条盒1不包括光源70。图9更详细地示出了由壳体85限定的第二开口87。应当注意的是，试纸条盒1可以包括一个以上的第二开口87。然而，为了便于说明，仅示出了分配给一个活性区域16的一个第二开口87。第二开口87朝向试纸条10上的活性区域16逐渐变细。这意味着第二开口的直径在输入侧(光源70所在的位置)较大，而在输出侧(活性区域16所在的位置)较小。如图所示，第二开口87的形状可以是圆锥形的。这意味着第二开口可以具有截锥或平截头体的形状。换言之，第二开口87的侧壁可以限定截锥体的表面壳体。不过，不同的形状(例如抛物线形状)也是可以的。来自光源70的光线能够在广角下耦合到第二开口中。光线(由箭头表示)在第二开口87的侧壁处被反射。由于第二开口87朝向活性区域16逐渐变细，因此光线被有效地准直，使得活性区域16处的光强度增加。如果侧壁涂有反射层97，则能够增强这种效果，如图9所示。光线从试纸条10的一侧照射到活性区域16。在试纸条10的另一侧设置有包括光电检测器15的载体19。光电检测器15检测活性区域16的颜色变化。由于第二开口87的有利设计，因此活性表面16处的光强度得以增加。因此，能够放宽对光电检测器15与活性区域16之间的距离D的要求。
在图10中示出了试纸条盒1的示例性实施例的立体图。同样，为便于说明，省略了试纸条盒1的某些部件。根据图10的试纸条盒1在试纸条盒1的一端处示出了在第一开口86一侧处的手柄杆98。手柄杆98能具有波纹表面，以确保用户借助抓握进行安全处理。第一开口86可以是漏斗形以接收被测液体。此外，壳体85包括轴环(collar)99，当试纸条盒1插入监测设备100(未示出)时，可以将轴环99作为机械屏障。轴环99被实现为壳体85的突出结构，使得在横向方向x、y和/或垂直方向z上其从壳体85的其余部分中突出。壳体85内的试纸条10可以包括三个活性区域16、60、61，如图所示。每个活性区域16、60、61提供有单独的第二开口87，使得活性区域16、60、61与第二开口87之间存在一一对应关系。换言之，每个活性区域16、60、61被分配给一个第二开口87。第二开口87可以根据图9实现。在壳体85内部设置由多个槽92、台阶93和/或突起94(未明确标记)以容纳试纸条10。因此，样本垫80和活性区域16、60、61可以与壳体85的相应开口86、87对齐。壳体85还为载体19和光电检测器15(例如对应于三个活性区域16、60、61的三个光电检测器15、62、63)提供了空间。还可以将用于至少一个光电检测器15的电源布置在壳体85内。然而，也可以将电源布置在监测设备中(例如图4中的电源106)。壳体85可以由几个组装部件组成。例如，壳体85或壳体85的部件由注塑成型材料(例如塑料)制成。
图11示出了根据图10的、插入监测设备100中的试纸条盒1。对于监测设备100，仅示出了设备壳体101和设备壳体101内部的光源70。试纸条盒1能插入监测设备100中并从中取出，如图所示。设备壳体101可以包括容纳结构109，以容纳试纸条盒1的轴环99。因此，试纸条盒1能与监测设备100准确对齐，使得光源70与第二开口87对齐。设备壳体101可以由组装的几个部件组成。例如，设备壳体101或设备壳体101的部件由注塑成型材料(例如塑料)制成。
已经对本文所公开的试纸条盒1、监测设备100和制造试纸条盒1的方法的实施例进行了讨论，其目的是使读者熟悉该思路的创新方面。尽管已经示出和描述了优选实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离权利要求的范围的情况下对所公开的概念进行许多改变、修改、等同物和替换。
应当理解，本公开不限于所公开的实施例以及上文具体示出和描述的内容。相反，可以有利地组合单独的从属权利要求或说明书中记载的特征。此外，本公开的范围包括那些对于本领域技术人员而言显而易见并且落在所附权利要求的范围内的变化和修改。
在权利要求或说明书中使用的术语“包括”不排除相应特征或过程的其他元素或步骤。如果术语“一”或“一个”与特征结合使用，则它们不排除多个这样的特征。此外，权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制范围。
该专利申请要求德国专利申请102020130774.8的优先权，其公开内容通过引用并入本文。
附图标记说明
1 试纸条盒
10 试纸条
11 基板
12 基板的主侧
14 多孔材料
15 光电检测器
16 活性区域
17 光电检测器的第一侧
18 光电检测器的第二侧
19 载体
20to 27 导电线
28 载体的主表面
30 像素
31 光电检测器阵列
32,33 另外的像素
40-47 接触区域
50-57 连接点
58 键合线
60,61 附加的活性区域
62,63 附加的光电检测器
70 光源
71 另外的载体
80 样本垫
81 结合垫
82 吸收垫
85 壳体
86 第一开口
87 第二开口
88 腔
89 电接触件
90 第三开口
91 间隔结构
92 槽
93 台阶
94 突起
95 壳体的上侧
96 壳体的下侧
97 反射层
98 手柄杆
99 轴环
100 监测设备
101 设备壳体
102 控制电路
103 插座
104 接口
105 显示器
106 电源
107 用户接口
108 弹簧触点
109 容纳结构
110 挡光板
D 距离
F 流动
GND 参考电位
INT 信号
SCL 时钟信号
SDA 数据信号
VCC 电源电压

Claims (20)

1.一种试纸条盒(1)，包括：
-限定第一开口(86)的壳体(85)，所述第一开口(86)被配置为接收样本液体，所述壳体还限定了第二开口(87)和间隔结构(91)，所述第二开口(87)被配置为提供进入所述壳体(85)的光学路径，
-包括至少一个光电检测器(15)的载体(19)，所述至少一个光电检测器(15)与所述壳体(85)的第二开口(87)对齐，
-试纸条(10)，所述试纸条包括与所述第一开口(86)对齐的样本垫(80)、和与所述第二开口(87)及所述至少一个光电检测器(15)对齐的至少一个活性区域(16)，其中所述壳体(85)将所述载体(19)和所述试纸条(10)包围，使得所述试纸条(10)通过所述间隔结构(91)与所述载体(19)隔开并布置在所述第二开口(87)与所述载体(19)之间。
2.根据权利要求1所述的试纸条盒(1)，其中所述试纸条(10)包括多孔材料(14)，特别是硝化纤维，所述多孔材料(14)被配置为将样本液体从所述样本垫(80)转移到所述至少一个活性区域(16)，并且其中所述至少一个活性区域(16)提供有与样本液体的成分发生反应的化学物质。
3.根据权利要求1至2之一所述的试纸条盒(1)，其中所述至少一个光电检测器(15)被布置在所述载体(19)的面向所述试纸条(10)的一侧上。
4.根据权利要求1至3之一所述的试纸条盒(1)，还包括
-所述壳体(85)的第三开口(90)，
-所述载体(19)的电接触件(89)，所述电接触件(89)布置在所述壳体(85)外部、第三开口(90)之外，和
-在所述载体(19)上或内的导电线(20-27)，所述导电线(20-27)将所述至少一个光电检测器(15)的接触区域(40-47)电连接到所述第三开口(90)之外的电接触件(89)。
5.根据权利要求4所述的试纸条盒(1)，其中所述导电线(20-27)包括电源线(20)、参考电位线(21)和至少一条总线(22)。
6.根据权利要求1至5之一所述的试纸条盒(1)，其中所述至少一个光电检测器(15)被实现为光谱传感器，该光谱传感器被配置为分别检测至少两个不同波长区域中的光。
7.根据权利要求1至6之一所述的试纸条盒(1)，其中所述壳体的内表面包括台阶(93)、槽(92)和/或突起(94)中的至少一个，以将所述试纸条(10)和所述载体(19)接收在预定位置中，从而在所述第二开口(87)、所述至少一个活性区域(16)和所述至少一个光电检测器(15)之间提供位置对齐。
8.根据权利要求1至7之一所述的试纸条盒(1)，其中所述至少一个活性区域(16)与所述至少一个光电检测器(15)之间的距离(D)为0.3mm至5mm，或者为0.5mm至3mm。
9.根据权利要求1至8之一所述的试纸条盒(1)，其中所述试纸条(10)包括至少两个活性区域(16、60)，并且其中所述至少一个光电检测器(15)包括至少两个像素(30)，每个像素与所述至少两个活性区域(16、60)中的一个对齐，或者第一光电检测器(15)与所述至少两个活性区域中的一个(15)对齐且第二光电检测器(62)与所述至少两个活性区域中的另一个(60)对齐。
10.根据权利要求1至9之一所述的试纸条盒(1)，其中所述第一开口(86)和所述第二开口(87)布置在所述壳体(85)的上侧(95)上，其中所述试纸条(10)布置在所述上侧与所述载体(19)之间。
11.根据权利要求1至9之一所述的试纸条盒(1)，其中所述第一开口(86)布置在所述壳体(85)的上侧(95)上，并且所述第二开口布置在所述壳体(85)的相对的下侧(96)上，其中所述试纸条(10)布置在所述下侧(96)与所述载体(19)之间。
12.根据权利要求1至11之一所述的试纸条盒(1)，其中所述至少一个活性区域(16)布置在所述试纸条(10)的背离所述载体(19)的一侧上。
13.根据权利要求1至11之一所述的试纸条盒(1)，其中所述至少一个活性区域(16)布置在所述试纸条(10)的面向所述载体(19)的一侧上。
14.根据权利要求1至13之一所述的试纸条盒(1)，还包括布置在所述载体(19)上的光源(70)，其中所述光源(70)被配置成朝向所述至少一个活性区域(16)发射光，并且所述至少一个光电检测器(15)被配置成检测从所述至少一个活性区域(16)反射的光。
15.根据权利要求1至14之一所述的试纸条盒(1)，其中由所述壳体(85)限定的第二开口(87)朝向所述试纸条(10)的所述至少一个活性区域(16)逐渐变细。
16.根据权利要求1至15之一所述的试纸条盒(1)，其中由所述壳体(85)限定的所述第二开口(87)的侧壁涂有反射层(97)。
17.一种监测设备(100)，包括：
-根据权利要求1至13之一所述的试纸条盒(1)，
-光源(70)，和
-连接到光电检测器(15)和所述光源(70)的控制电路(102)，其中
所述试纸条(10)位于所述光源(70)与包括所述至少一个光电检测器(15)的载体(19)之间，或者其中所述光源(70)布置在所述试纸条盒(1)的载体(19)上。
18.根据权利要求15所述的监测设备(100)，其中所述监测设备(100)被配置成使得所述试纸条盒(1)能够选择性地插入到所述监测设备(100)中并能够从所述监测设备中移除。
19.根据权利要求15或16所述的监测设备(100)，其中所述控制电路(102)被配置成检测所述试纸条盒(1)是否插入，并在所述试纸条盒(1)插入时提供使能信号。
20.一种制造试纸条盒(1)的方法，包括：
-提供包括至少一个光电检测器(15)的载体(19)，
-提供包括样本垫(80)和至少一个活性区域(16)的试纸条(10)，
-提供限定第一开口(86)的壳体(85)，所述第一开口(86)被配置为接收样本液体，所述壳体还限定了第二开口(87)并包括间隔结构(91)，所述第二开口(87)被配置为提供进入所述壳体(85)的光学路径，
-组装所述壳体(85)、所述试纸条(10)和所述载体(19)，使得所述壳体(85)包围所述载体(19)和所述试纸条(10)，所述试纸条(10)通过所述间隔结构(91)与所述载体(19)隔开并布置在所述第二开口(87)与所述载体(19)之间，其中所述至少一个光电检测器(15)、所述至少一个活性区域(16)和所述第二开口(87)彼此对齐，并且其中所述样本垫(80)与所述壳体(85)的第一开口(86)对齐。
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