CN103543255A - 测试装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了测试装置及其控制方法。该测试装置包括微流体器件以进行用于生物分子的测试且被控制以防止测试中的错误，该测试装置的控制方法包括：在托盘上安装微流体器件、将旋转驱动单元定位在微流体器件的中心、以及使旋转驱动单元上下运动至少一次使得微流体器件定位在旋转驱动单元上。

Description

测试装置及其控制方法

技术领域

本发明总体上涉及一种测试装置，更具体地，涉及一种具有微流体器件以进行生物分子测试的测试装置及其控制方法。

背景技术

微流体器件用于通过操作少量的流体进行生物或化学反应。

提供于微流体器件中以进行独立功能的微流体结构通常包括容纳流体的腔室、允许流体从其流动的通道以及调节流体的流动的构件。腔室、通道和阀门可以以各种结构设置在平台中。微流体结构可以通过腔室、通道和阀门的各种组合实现。通过在芯片形状的基板上设置这样的微流体结构以在小的芯片上进行包括免疫血清反应或生化反应的测试以及多步的处理和操作而制作的器件被称为“芯片上实验室”。

为转移微流体结构中的流体，需要驱动压力。毛细压力或通过单独的泵产生的压力可以用作驱动压力。近来，已经提出盘型微流体器件，其具有布置在盘形的平台上的微流体结构并利用离心力移动流体以进行一系列操作。此器件被称为“实验室CD”或“CD上实验室”。

具有微流体器件的测试装置通常包括旋转驱动单元以驱动微流体器件进行测试。在通常的情况下，当微流体器件安装到测试装置时，旋转驱动单元确定微流体器件是否已经被安装并进行测试。然而，当微流体器件包括磁体（magnetic body）时，检测模块中包括的磁铁（magnet）和微流体器件的磁体之间的吸引会阻碍微流体器件正常地定位在旋转驱动单元中。结果，微流体器件不能正常地旋转，从而测试会失败。

因此，需要解决上述问题和/或缺点并至少提供如下所述的优点。

发明内容

本发明的一个方面提供一种测试装置及其改进的控制方法，其允许微流体器件被正常地定位。

本发明的其它方面将在下面的描述中被部分地阐述。

根据本发明的一个示范性方面，一种测试装置的控制方法包括：在托盘上安装微流体器件；在将微流体器件安装在托盘上时，将旋转驱动单元定位在微流体器件的中心；以及上下移动旋转驱动单元至少一次，使得微流体器件定位在旋转驱动单元上。

根据本发明的另一个方面，一种测试装置包括：形成测试装置外观的壳体；托盘；微流体器件，被装载到托盘上；旋转驱动单元，耦接到微流体器件的中心且构造为在第一运动中朝着设置托盘的位置运动且在第二运动中在与第一运动相反的方向上运动；开关驱动单元（opening-closing drive unit），构造为移动旋转驱动单元以执行第一运动和第二运动至少一次；以及控制器，控制开关驱动单元以启动旋转驱动单元从而在微流体器件装载到托盘上时执行第一运动和第二运动至少一次使得微流体器件容纳在预定位置。

附图说明

从以下接合附图对实施例的描述，本发明的这些和/或其他的方面将变得明显并更易于理解，附图中：

图1是示意地示出根据本发明示范性实施例的微流体器件的结构的透视图；

图2A、2B和2C是具体地示出根据示范性实施例的微流体器件的结构的平面图；

图3是示意地示出根据示范性实施例的微流体器件中在各个流体转移操作期间平台的旋转速度的图形；

图4A、4B、4C、4D和4E是示出根据示范性实施例的微流体器件中的流体的流动的平面图；

图5是根据一个示范性实施例的测试装置的功能方框图；

图6是示出根据本发明示范性实施例的处于打开状态的托盘的平面图；

图7是示出根据本发明示范性实施例的处于关闭状态的托盘的平面图；

图8是示出根据本发明示范性实施例的上壳体的底表面的平面图；

图9是示出根据本发明一个实施例的微流体器件的视图，其反常地耦接到旋转驱动单元和夹持器；

图10是示出根据本发明实施例的微流体器件的视图，其与旋转驱动单元和夹持器分离；

图11是示出根据本发明实施例的微流体器件的视图，其正常地耦接到旋转驱动单元和夹持器；

图12是示出根据示范性实施例的测试装置的控制方法的流程图；

图13是示出根据本发明另一个实施例的测试装置的控制方法的流程图；

图14是示出根据本发明另一个实施例的测试装置的控制方法的流程图；

图15是示出根据本发明一个实施例的测试装置的结构的方框图；

图16是示出根据本发明一个实施例的测试装置的结构的概念侧视图；

图17和18是示出从顶上观看的根据本发明一个实施例的检测模块的径向运动的视图；

图19、20和21是示出从顶上观看的在根据本发明一个实施例的测试装置中通过检测模块的运动和微流体器件的旋转使检测对象移动到面对检测模块的光接收元件的位置的视图；

图22是示出根据本发明另一个实施例的测试装置的结构的方框图；

图23是示出图22的测试装置的结构的概念侧视图；

图24和25是示出根据本发明另一个实施例的检测模块的径向运动的视图；

图26、27和28是示出在根据本发明另一个实施例的测试装置中通过检测模块的运动和微流体器件的旋转使检测对象移动到面对检测模块的光接收元件的位置的视图；

图29是示出根据本发明一个实施例的测试装置的控制方法的流程图；

图30是示出根据本发明另一个实施例的测试装置的控制方法的流程图；

图31是示意地示出根据本发明实施例的用作测试装置的检测对象的示例的试纸的视图；以及

图32是示出根据本发明实施例的用于捕获检测对象的图像并保持试纸的均一亮度的测试装置的控制方法的流程图。

在全部附图中，相同或相似的附图标记将被理解为指代相同或相似的元件、特征和结构。

具体实施方式

现在将详细参照本发明的非限制性实施例，其示例在附图中示出，其中相似的附图标记始终指代相似的元件。然而，本发明可以以很多不同的形式实施，而不应被解释为限于这里所阐述的示范性实施例。相反，所公开的实施例被提供使得本发明透彻且完整，并将其范围全面地传达给本领域技术人员。

将首先描述根据本发明示范性实施例的微流体器件，然后将给出用于检测在微流体器件的检测对象上发生的生化反应的结果的测试装置的描述。测试装置的示例是血液测试装置。

对于测试装置，将首先描述测试装置中定位微流体器件的结构和控制方法并将描述用于检测位于微流体器件上的不同半径处的检测对象的检测模块，最后将描述检测检测对象并同时保持检测对象的均一亮度以减少检测对象的检测结果的变化的方法。

<微流体器件>

以下将参照图1至图4E描述根据本发明示范性实施例的微流体器件。

图1是示意地示出根据本发明示范性实施例的微流体器件的透视图。

参照图1，根据示出的实施例的微流体器件10包括平台100以及形成在平台100上的微流体结构。

微流体结构包括容纳流体的多个腔室和连接腔室的通道。

这里，微流体结构不限于具有特定形状的结构，而是广泛地指代形成在微流体器件上（具体地，在微流体器件的平台上）以允许流体流动的结构，包括将腔室连接至彼此的通道。微流体结构可以执行不同的功能，取决于腔室和通道的布置以及容纳在腔室中或沿通道流动的流体的种类。

平台100可以由各种材料制成，这些材料包括塑料诸如聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚二甲硅氧烷（PDMS）、聚碳酸酯（PC）、聚丙烯、聚乙烯醇和聚乙烯、玻璃、云母、硅石和硅（以晶片的形式），它们容易加工并且其表面在生物学上是非活性的。以上材料仅仅是可用于平台100的材料的示例，本发明的实施例不限于此。具有合适的化学和生物稳定性、光学透明性和机械可加工性的任何材料可以用作平台100的材料。

平台100可以形成为多层的板。平台100中的容纳流体的空间和允许流体从其流动的通道可以通过在两个板的接触面上形成对应于微流体结构诸如腔室和通道的凹刻（intaglio）结构并将所述板接合来提供。接合两个板可以利用不同的技术诸如用粘合剂或双面胶带结合、超声波焊接和激光焊接来实现。

图1的所示实施例采用圆板形状的盘型平台100，但是在示出的实施例中使用的平台100可以具有可旋转的完整圆板形状，或者在可旋转的框架中当位于其上时可旋转的扇形，或者它可以具有任何多边形状，只要这样的形状是可旋转的。

平台100可以提供有一个测试单元，该测试单元可以包括腔室120和130以及通道125。然而，为了以低成本较快地处理，平台100可以被分成多个部分，每个部分可以提供有可独立于其他微流体结构操作的微流体结构。微流体结构可以被分配给不同的测试并同时进行几个测试。备选地，可以提供进行相同测试的多个测试单元。为了所示实施例描述的方便，在下文将假设，从样品供给室接收样品的腔室和连接到该腔室的通道形成单元，不同的样品供给室表示不同的单元。

由于根据示出实施例的微流体器件10利用离心力使得流体移动，所以接收流体的腔室130设置在比供应流体的腔室120的位置更加远离平台100的中心的位置，如图1所示。

两个腔室通过通道125连接，在示出实施例的微流体器件10中，虹吸通道可以用作通道125以控制从其流动的流体。

“虹吸”通道表示利用压力差使得流体移动的通道。在微流体器件10中，流体通过虹吸通道的流动利用毛细压力和通过平台100的旋转产生的离心力来控制，毛细压力强制使流体通过具有很小的截面面积的管向上移动。也就是，虹吸通道的具有非常小的截面面积的入口连接到其中容纳流体的腔室，虹吸通道的出口连接到流体被转移到的另一个腔室。这里，虹吸通道弯曲的点（即虹吸通道的最高点）应当比容纳在腔室中的流体的水平面高。诸如“最高点”和“比...高”的术语是相对于微流体器件的旋转中心来说的。此外，由于位于比虹吸通道的入口更靠***台100的外侧的流体没有被转移，所以虹吸通道的入口的位置取决于要被转移的流体的量。当虹吸通道通过虹吸通道的毛细压力而用流体填充时，填充虹吸通道的流体通过离心力转移到下一个腔室。

在下文，将参照图2A至4E详细描述根据示出的实施例的微流体器件的结构和操作。

图2A至2C详细地示出了根据示范性实施例的微流体器件的结构的平面图。在下文，将参照图2A至2C详细描述微流体器件10的结构。

如上所述，平台100可以形成为各种形状包括圆形、扇形和多边形，在示出的实施例中，平台100具有圆形形状。此外，如图2A至2C所示的，至少一个第一腔室可以连接到分配通道。为了描述的方便，在示出的实施例中，将假设三个第一腔室120也就是腔室120-1、120-2和120-3并联连接到分配通道115并且三个第二腔室130-1、130-2和130-3连接到各自的第一腔室120，如图2C所示。

样品供给室110形成在靠近旋转中心C的位置以容纳从外部提供的样品。样品供给室110容纳处于流体状态的样品，在所示的实施例中，所提供的样品为血液。

样品引进入口111提供在样品供给室110的一侧，并且工具诸如吸管可以用于通过样品引进入口111将血液引入到样品供给室110中。血液可能在血液的引进期间在样品引进入口111附近溢出，或血液可能在平台100的旋转期间通过样品引进入口111向后地流动。为了防止微流体器件10被这样的事件污染，回流收集腔室112可以形成在微流体器件10的邻近于样品引进入口111的上表面上以容纳在引进样品期间溢出的血液或向后流动的血液。

在另一个实施例中，为了防止被引入样品供给室110的血液的回流，用作毛细管阀门的结构（未示出）可以形成在样品供给室110中，该毛细管阀门仅在大于或等于预定水平的压力被施加时允许样品通过。

在另一个示范性实施例中，为了防止被引入样品供给室110的血液的回流，肋条形状的回流防止器件（未示出）可以形成在样品供给室110中。在与样品从样品引进入口111流动到样品排出口的方向交叉的方向上布置回流防止器件可以产生对样品流动的阻力，从而防止样品朝向样品引进入口111流动。

样品供给室110可以形成为具有从样品引进入口111到样品排出口113逐渐增大的宽度以便促进容纳在其中的样品通过样品排出口113排出。

样品供给室110的样品排出口113连接到在平台100的圆周方向上形成在平台100上的分配通道115，并且分配通道115在其逆时针方向延伸时顺序地连接到第“1-1”腔室120-1、第“1-2”腔室120-2和第“1-3”腔室120-3。指示样品的供应完成的量控制（QC）腔室128和容纳在样品的供应之后保留的样品过量部分的过量腔室180可以连接到分配通道115的端部。

第一腔室120可以容纳从样品供给室110提供的样品并通过离心力使样品分离成上层清液和沉淀。由于在示出的实施例中使用的样品是血液，所以血液可以在第一腔室120中分成包括血清和血浆的上层清液以及包括血球的沉淀。

每个第一腔室120-1、120-2和120-3连接到虹吸通道125-1、125-2和125-3中的相应一个。如上所述，虹吸通道125的最高点应该比容纳在第一腔室120中的流体的最高水平高，为了保证高度差，第“1-2”腔室120-2位于比第“1-1”腔室120-1所在的圆周更远离旋转中心C的圆周上或更大半径的圆周上，第“1-3”腔室120-3位于比第“1-2”腔室120-2所在的圆周更远离旋转中心C的圆周上或更大半径的圆周上。

在此布置中，远离样品排出口113定位的第一腔室120在径向方向上具有较短的长度。因此，如果第一腔室120被设定为具有相同的体积，则第一腔室120中远离样品排出口113定位的一个具有在圆周方向上较大的宽度。

如上所述，虹吸通道125-1、125-2和125-3的入口与第一腔室120-1、120-2和120-3的出口相遇的位置根据要被转移的流体的量而变化。因此，如果样品是血液，如示出的实施例中，测试通常仅对上层清液进行，因此第一腔室120的出口可以布置在第一腔室120的上部处，上层清液位于该上部处，在第一腔室120的中间部分之上。此外，连接到虹吸通道125-1、125-2和125-3的突出物（未示出）可以提供在第一腔室120的出口处以促进流体的流动。这仅是用于示出提供的实施例，如果样品不是血液或者测试对除上层清液之外的沉淀进行，则出口可以提供在第一腔室120的下部处。

虹吸通道125-1、125-2和125-3的出口连接到第二腔室130-1、130-2和130-3。第二腔室130可以仅容纳血液，或者可以在其中具有预先存储的试剂或者反应物以进行血液的预处理或一级反应，或者进行主要测试之前的简单测试。在示出的实施例中，分析物和第一标记共轭物之间的结合发生在第二腔室130-1、130-2和130-3中的至少一个中。

具体地，第一标记共轭物可以以液相或固相保持在第二腔室130的至少一个中。当标记共轭物为固相时，第二腔室130的内壁可以涂覆有标记共轭物或者标记共轭物可以被暂时地固定在多孔衬垫上。

第一标记共轭物可以是通过将标记和与分析物特定地反应的捕获材料结合而形成的合成物。例如，如果分析物是抗原Q，则第一标记共轭物可以为标记和与抗原Q特定地反应的抗体Q的共轭物。

标记可以为乳胶珠、包括金胶体和银胶体的金属胶体、包括过氧化物酶的酶、荧光材料、发光材料、超顺磁材料、包含镧（III）螯合物的材料和放射性同位素中的一种。然而，本发明的实施例不限于此。

作为示例，NT-proBNP可以用作分析物，并且NT-proBNP抗体可以用作俘获材料。

作为另一个示例，用于乙型肝炎B诊断，HbsAg（乙型肝炎B表面抗原）可以用作分析物，并且HbsAg（乙型肝炎B表面抗体）可以用作捕获材料。此外，如果其上发生色谱反应的试纸被***反应室150中，这将在后面描述，则与固定在试纸的控制线上的第二捕获材料结合以确认反应的可靠性的第二标记共轭物可以被包括在第二腔室130中。第二标记共轭物也可以为液相或者固相，当处于固相时，第二腔室130的内壁可以涂有第二标记共轭物或者第二标记共轭物可以暂时地固定在多孔衬垫上。

与固定在控制线上的第二捕获材料结合的第二标记共轭物是通过将标记和与固定在控制线上的第二捕获材料特定地反应的材料的共轭物。标记可以是上述的示范性材料的一种。如果固定在控制线上的第二捕获材料是生物素，则抗生物素蛋白链菌素和标记的共轭物可以暂时地固定在第二腔室130中。

因此，当血液流入第二腔室130时，存在于血液中的抗原Q与具有抗体Q的第一标记共轭物结合并被排出到第三腔室140。此时，具有抗生物素蛋白链菌素的第二标记共轭物也被排出。

第二腔室130-1、130-2和130-3连接到第三腔室140-1、140-2和140-3，在示出的实施例中，第三腔室140被用作计量室。计量室140用于计量容纳在第二腔室130中的固定量的血液并供应固定量的血液到第四腔室150。以下将参照图4描述计量室的计量操作。

计量室140中的没有被供应到第四腔室150的残余物被转移到废腔室170。

第三腔室140-1、140-2和140-3连接到作为第四腔室的反应室150-1、150-2和150-3。反应可以以各种方式发生在反应室150中，并且在示出的实施例中，基于毛细压力的色谱分离法用于反应室150-1、150-2和150-3中的至少一个中。为此，反应室150包括试纸型检测对象20以通过色谱分离法检测分析物的存在。

反应室150-1、150-2和150-3连接到第五腔室，即废腔室170-1、170-2和170-3。废腔室170-1、170-2和170-3容纳从反应室150-1、150-2和150-3排出的杂质。

除其中容纳样品或者残余物或者发生反应的腔室之外，平台100可以提供有磁体容纳腔室160-1、160-2、160-3和160-4用于位置识别。磁体容纳腔室160-1、160-2、160-3和160-4容纳磁性材料，并且磁体容纳腔室160-1、160-2、160-3和160-4中容纳的磁性材料可以由铁磁材料诸如铁、钴和镍（其具有高的磁化强度并形成像永磁铁一样的强磁铁）或者顺磁材料诸如铬、铂、锰和铝（其具有低的磁化强度因此独自地不形成磁铁但是可以在磁铁靠近其以增大其磁化强度时变成磁铁）形成。

图3是示意地示出在根据本发明示范性实施例的微流体器件中在各个流体转移操作期间平台100的旋转速度的图形，图4A至4E是示出流体在根据示范性实施例的微流体器件中的流动的平面图。图4A至4E的微流体器件具有与图2A至2C所示的微流体器件相同的结构。

参照图3，转移微流体器件10中的流体的操作可以概括地分成∶引进样品（A）、分配样品（B）、浸湿虹吸通道（C）和转移样品（D）。这里，浸湿指的是流体填充虹吸通道125的操作。在下文，将参照图3的图形以及图4A至4E的示出各个操作的平面图来描述微流体器件的操作。

图4A是处于引进样品的操作（A）中的微流体器件的平面图。当平台100处于静止（rpm=0）时，样品通过样品引进入口111被引入样品供给室110。在本实施例中，血液样品被引入。由于回流收集腔室112布置在邻近于样品引进入口111的部分，所以可以在引进样品的操作期间防止由于血液滴落在除了样品引进入口111之外的地方而引起微流体器件10的污染。

图4B是处于分配样品的操作（B）中的微流体器件的平面图。当完成样品的引进时，开始分配样品至第一腔室120。此时，平台100开始旋转并且其旋转速度（rpm）增大。如果如示出的实施例对血液样品进行测试，则离心分离可以随样品的分配而进行。通过离心分离，血液可以分成上层清液和沉淀。上层清液包括血清和血浆，沉淀包括血球。测试中使用的样品基本上是上层清液。

如图3所示，旋转速度增加至v1以利用离心力将容纳在样品供给室110中的血液分配到第“1-1”腔室120-1、第“1-2”腔室120-2和第“1-3”腔室120-3，并且进一步增加到v2以允许离心分离在每个腔室中发生。当容纳在每个腔室中的血液被离心分离时，上层清液聚集在靠近旋转中心的位置，而沉淀聚集在远离旋转中心的位置。在图4A至4E的实施例中，第一腔室120具有相同的尺寸。然而，第一腔室120可以分别具有不同的尺寸，取决于分配到其的流体的量。

当完成血液至第“1-1”腔室120-1、第“1-2”腔室120-2和第“1-3”腔室120-3的供应时，没有供应到第一腔室120而保留在样品供给室110中的部分血液通过分配通道115流入QC腔室128，而没有流入QC腔室128中的其余部分流入过量腔室180中。

如图4B所示，磁体容纳腔室160-4形成在邻近于QC腔室128的位置，因此检测模块（其将在后面描述）内的磁体可以使QC腔室128面对检测模块的光接收元件。因此，当光接收元件面对QC腔室128时，它可以测量QC腔室128的透射率并确定血液至第一腔室120的供应是否已经完成。

图4C是处于浸湿虹吸通道的操作（C）中的微流体器件的平面图。当完成血液的分配和离心分离时，平台100停止（rpm=0），并且当平台100停止时，通过毛细压力使得容纳在第一腔室120-1、120-2和120-3中的血液填充虹吸通道125-1、125-2和125-3。

图4D是转移样品的操作（D）期间处于转移样品至第二腔室130的操作中的微流体器件的平面图。当完成虹吸通道125的浸湿时，平台100再次旋转以允许填充虹吸通道125-1、125-2和125-3的血液流入第二腔室130-1、130-2和130-3。如图4D所示，由于虹吸通道125-1、125-2和125-3的入口连接到第一腔室120-1、120-2和120-3的上部（靠近旋转中心的部分），上层清液通过虹吸通道125-1、125-2和125-3流入第二腔室130-1、130-2和130-3。

第二腔室130可以只是用来暂时容纳流动到其中的血液或者如上所述允许血液中的特定的抗原和来自预先提供于第二腔室130中的标记共轭物22a’和23a的标记共轭物22a’之间的结合发生。

图4E是在转移样品的操作（D）期间处于转移样品到计量室140的操作中的微流体器件的平面图。流入第二腔室130-1、130-2和130-3的血液然后通过离心力被引入第三腔室，即计量室140-1、140-2和140-3。通过离心力，计量室140-1、140-2和140-3用来自其下部（即，来自远离旋转中心的部分）的血液填充。在计量室140-1、140-2和140-3用血液填充直到其出口（其连接到第四腔室，即反应室150-1、150-2和150-3）之后，被引入计量室140-1、140-2和140-3的血液通过计量室140-1、140-2和140-3的出口流入反应室150-1、150-2和150-3。因此，计量室140的出口的位置可以被调节以供应固定量的血液到反应室150。

在反应室150中发生的反应可以是免疫色谱分离（immunochromatography）或者与捕获抗原或者捕获抗体的结合反应，如上所述。

如图4E所示，如果磁体容纳腔室160-1、160-2和160-3形成在邻近于反应室150-1、150-2和150-3的位置，则反应室150-1、150-2和150-3的位置可以通过检测模块的磁铁来识别，这将在后面描述。

<测试装置-定位微流体器件>

在下文，将详细描述根据本发明一个实施例的测试装置。

将参照图5到图14描述与定位和旋转微流体器件相关的组件。

图5是根据一个示范性实施例的测试装置的功能方框图，图6是示出根据本发明示范性实施例的处于打开状态的托盘的平面图，图7是示出根据示范性实施例的处于关闭状态的托盘的平面图，图8是示出根据本发明示范性实施例的上壳体的底表面的平面图。

如图5至图8所示，测试装置1000包括：输入单元1100，允许用户通过其从外部输入命令；控制器1200，根据来自输入单元1100的命令控制测试装置1000的整个操作和功能；开关驱动单元1300，根据来自控制器1200的命令驱动垂直移动单元1310或者托盘1320；以及检测模块驱动单元1400，根据来自控制器1200的命令来驱动检测模块1410。

控制器1200控制与测试装置1000的旋转驱动单元1340有关的操作，并控制托盘1320和垂直移动单元1310的操作以将微流体器件10安装在测试装置1000上。此外，控制器1200控制检测模块1410的操作以执行与微流体器件10中的检测对象20的检测有关的反应。

旋转驱动单元1340利用主轴电机旋转微流体器件10。旋转驱动单元1340可以接收从控制器1200输出的信号以重复旋转和停止的操作，从而产生离心力以转移微流体器件10中的流体或者移动微流体器件10中的不同结构到期望的位置。此外，旋转驱动单元1340可以包括驱动电机以控制微流体器件10的角度位置。例如，驱动电机可以采用步进电机或者直流（DC）电机。

微流体器件10位于托盘1320上。托盘1320可以移动到其中托盘1320位于测试装置1000外面的第一状态（图6）和其中托盘1320位于测试装置1000内的第二状态（图7）。

垂直移动单元1310可以进行第一运动和第二运动，在第一运动期间垂直移动单元1310移动到上侧（托盘1320布置在上侧），第二运动在与第一运动相反的方向上进行。通过垂直移动单元1310的运动，微流体器件10可以被正确地定位在托盘1320上。此外，通过作用在位于壳体1010的夹持器1330和旋转驱动单元1340之间的力，夹持器1330可以挤压微流体器件10。例如，作用在夹持器1330和旋转驱动单元1340之间的力可以为磁力。因此，微流体器件10可以定位在测试装置1000上的设定位置处，从而可以防止由于没有将微流体器件10定位在设定位置处而引起测试的错误诸如不能进行测试。此外，由于微流体器件10被夹持器1330挤压，所以可以在测试装置1000的操作期间防止微流体器件10从托盘1320偏移。

微流体器件10可以装载到托盘1320上，微流体结构和磁体161可以位于微流体器件10中。检测对象20位于微流体结构中的至少一个中。对于磁体161，可以使用铁磁材料或者顺磁材料。检测对象20可以是分析位置（assaysite）或者试纸。微流体器件10的平台100可以是非光学生物盘或光学生物盘。

检测模块1410可以包括光接收元件1411。此外，检测模块1410可以包括至少一个磁铁1413以引导微流体器件10到其正确的位置。此外，检测模块1410可以在测试装置1000的壳体1010中移动。对于检测模块1410，检测模块1410在托盘1320容纳在壳体1010中的方向上进行的运动被定义为第三运动，其在与第三运动相反的方向上进行的运动被定义为第四运动。也就是说，当微流体器件10位于托盘1320上时，第三运动和第四运动在微流体器件10的径向方向上进行。因而，通过检测模块1410的运动，光接收元件1411可以移动以在不同的位置进行检测，另外微流体器件10可以通过在检测模块1410中的磁铁1413和微流体器件10中的磁体161之间产生的吸引力而被定位在设定位置处。

测试装置1000包括：壳体1010，形成其外观；托盘1320，其上装载微流体器件10；和垂直移动单元1310，位于壳体1010内部并耦接到微流体器件10以旋转微流体器件10。

形成外观的壳体1010可以包括上壳体1012和下壳体1011。在一个实施例中，光发射元件1333可以位于上壳体1012处，垂直移动单元1310可以位于下壳体1011处。垂直移动单元1310可以布置在托盘1320的下侧。在第二状态下，托盘1320可以容纳在下壳体中。检测模块1410可以布置在垂直移动单元1310处。由于检测模块1410提供有光接收元件1411，光发射元件1333和光接收元件1411可以布置为使得微流体器件10位于两者之间。

托盘1320可以提供有其上定位微流体器件10的定位面1321。定位面1321形成为对应于微流体器件10的形状以稳定地支撑微流体器件10。托盘1320可以通过位于托盘1320下侧的开关驱动单元1300移动到第一状态和第二状态。托盘1320在第一状态下打开，在第二状态下被关闭。托盘1320可以被控制器1200控制以被打开或关闭。备选地，托盘1320可以通过专门的开/关按钮的控制来打开和关闭，代替控制器1200。

垂直移动单元1310可以提供有通过托盘1320的开口***到微流体器件10的通孔中的旋转驱动单元1340。旋转驱动单元1340耦接到微流体器件10以旋转微流体器件10。耦接到微流体器件10的头部1311提供在旋转驱动单元1340的上侧。头部1311可以提供有被***微流体器件10的通孔中的***部分1312和当旋转驱动单元1340完全地被***通孔中时适于接触微流体器件10的下表面的支撑部分1313。对于安装在旋转单元1340上的微流体器件10，旋转驱动单元1340执行朝向托盘1320的位置的第一运动，因此耦接在微流体器件10的通孔中。在旋转驱动单元1340在通孔中耦接之后，它旋转微流体器件10。

可以通过开关驱动单元1300使得垂直移动单元1310进行朝向托盘1320的位置移动的第一运动以及在与第一运动相反的方向上进行的第二运动。根据垂直移动单元1310的运动，旋转驱动单元1340也移动。垂直移动单元1310可以通过位于托盘1320的下侧的开关驱动单元1300移动。

开关驱动单元1300包括驱动电机1301。驱动电机1301耦接到齿轮（未示出），其进而耦接到主动轮1302。主动轮1302传输动力到从动轮1303。从动轮1303耦接到托盘1320使得托盘1320移动到第一状态和第二状态。根据示出的实施例，当托盘1320移动到第二状态时，垂直移动单元1310自动地进行朝向托盘1320的第一运动。

检测模块1410安装在垂直移动单元1310的一侧。检测模块1410可以包括检测微流体器件10的检测对象20的元件。检测模块1410可以包括板1416，该元件设置在板1416处。检测模块1410可以通过提供在垂直移动单元1310的引导构件1420可滑动地移动。引导构件1420包括支撑杆1422和突出到板1416的上侧的耦接部分1421。板1416可以耦接到支撑杆1422以沿支撑杆1422在壳体1010内移动，从内圆周到外圆周。耦接部分1421可滑动地安装到支撑杆1422以支撑检测模块1410并同时允许检测模块1410沿支撑杆1422移动。

上壳体1010位于托盘1320的上侧。上壳体1010提供有夹持器1330以固定微流体器件10到旋转驱动单元1340。夹持器1330可以包括容纳旋转驱动单元1340的容纳部分1331和突出物1332，突出物1332突出以形成突出的外圆周，从而稳固地耦接到旋转驱动单元1340。夹持器1330可以布置为执行相对于上壳体1010的运动。

夹持器1330的容纳部分1331可以提供有磁体，并且磁铁可以提供在旋转驱动单元1340的上部。备选地，夹持器1330的容纳部分1331可以提供有磁铁，并且磁体可以提供在旋转驱动单元1340的上部。

当装载到托盘1320上的微流体器件10的通孔位于旋转驱动单元1340上时，夹持器1330被允许利用夹持器1330与旋转驱动单元1340之间产生的磁力来挤压微流体器件10。因此，可以在其操作期间防止微流体器件10的摇动，即使当吸引力作用在安装到检测模块1410的磁体1413与微流体器件10的磁体161之间时，微流体器件10的通孔可以保持位于旋转驱动单元1340上。为此，夹持器1330与旋转驱动单元1340之间的磁力被设定为比安装到微流体器件10的磁体161与安装到检测模块1410的磁铁1413之间的磁力强。

图9是示出根据本发明一个实施例的反常地耦接到旋转驱动单元和夹持器的微流体器件的视图，图10是示出根据本发明实施例的与旋转驱动单元和夹持器分离的微流体器件的视图，图11是示出根据本发明实施例的正常地耦接到旋转驱动单元和夹持器的微流体器件的视图。

如图9至11所示，根据本发明所示实施例的旋转驱动单元1340可垂直地移动。独立于旋转驱动单元1340，检测模块1410可在壳体1010内移动。旋转驱动单元1340通过开关驱动单元1300移动，而检测模块1410通过检测模块驱动单元1400移动。

微流体器件10的通孔位于旋转驱动单元1340上。旋转驱动单元1340可以进行第一运动和第二运动至少一次。因此，如果旋转驱动单元1340如图9所示反常地耦接到夹持器1330，旋转驱动单元1340可以进行第二运动。通过旋转驱动单元1340的第二运动，旋转驱动单元1340和夹持器1330如图10所示彼此间隔开地布置。由于微流体器件10从夹持器1330分离使得托盘1320被打开，所以旋转驱动单元1340执行第二运动仅到旋转驱动单元1340不与微流体器件10间隔开的程度。当旋转驱动单元1340在第二运动之后执行第一运动时，旋转驱动单元1340通过微流体器件10和托盘1320耦接到夹持器1330，如图11所示。

旋转驱动单元1340可以通过垂直移动单元1310的运动而移动。对于检测模块1410，由检测模块驱动单元1400产生的动力通过动力传输部分1401传输到检测模块1410以允许检测模块1410在径向方向上移动。因此，如果旋转驱动单元1340反常地耦接到夹持器1330，则错误可以被校正而不用用户干预。

在通常的情况下，如果布置在上壳体1010的夹持器1330反常地位于微流体器件10和上壳体1010之间，则微流体器件10不能旋转。然而，在示出的实施例中，间隙通过旋转驱动单元1340的第二运动而产生在旋转驱动单元1340和夹持器1330之间，因此即使当夹持器1330被反常地定位时，错误通过允许夹持器1330被正常地定位而被校正。

图12是示出根据示范性实施例的测试装置的控制方法的流程图。

如图12所示，测试装置1000的控制方法包括装载微流体器件10到托盘1320上（200）、将微流体器件10的中心定位在旋转驱动单元1340上（220）以及通过旋转驱动单元1340执行垂直移动至少一次（230）。

首先，微流体器件10被装载到托盘1320上（200）。托盘1320移动到第二状态，从而容纳在壳体1010中并被关闭（210）。当托盘1320关闭时，旋转驱动单元1340耦接到微流体器件10的通孔，并且微流体器件10定位在旋转驱动单元1340上（220）。旋转驱动单元1340可以移动以正常耦接到夹持器1330使得微流体器件10耦接到夹持器1330（230）。根据示出的实施例，即使当旋转驱动单元1340的第一运动进行一次并允许旋转驱动单元1340耦接到微流体器件10时，旋转驱动单元1340可以做第二运动然后做第一运动。因而，旋转驱动单元1340可以进行第一运动和第二运动至少一次。因此，当夹持器1330通过旋转驱动单元1340的第一运动被不正确地耦接到旋转驱动单元1340时，夹持器1330的位置可以通过再次进行旋转驱动单元1340的第二运动然后第一运动而校正。在旋转驱动单元1340如示出的实施例耦接到垂直移动单元1310的情况下，垂直移动单元1310可以进行第一运动和第二运动以移动旋转驱动单元1340。

控制器1200控制由旋转驱动单元1340或垂直移动单元1310做的第二运动使得微流体器件10在运动期间不与旋转驱动单元1340分离。这是因为当垂直移动单元1310和托盘1320被开关驱动单元1300移动时，旋转驱动单元1340的第二运动超过一定距离会使得托盘1320打开。由于旋转驱动单元1340需要移动不使托盘1320打开的距离，所以旋转驱动单元1340被移动到不使微流体器件10从旋转驱动单元1340偏移的程度。当微流体器件10通过以上操作正常地定位在旋转驱动单元1340上时，微流体器件10开始旋转（240）。

图13是示出根据本发明另一个实施例的测试装置的控制方法的流程图。

根据图13所示的示出实施例，除旋转驱动单元1340的运动（330）之外，检测模块1410可以移动（340）。与旋转驱动单元1340相比，检测模块1410可以执行第三运动和第四运动，在第三运动中检测模块1410移动到壳体1010的一侧，第四运动在与第三运动相反的方向上进行。由于提供检测模块1410的至少一个磁铁1413和微流体器件10的磁体161，检测模块1410移动以使得微流体器件10被稳定地定位。通过检测模块1410的运动，当微流体器件10被定位时允许微流体器件10的位置的精细调节。

当微流体器件10耦接到夹持器1330时，检测模块1410可以移动到壳体1010的最外圆周。这用于在利用微流体器件10分析期间防止磁铁1413影响微流体器件10的旋转。

在传统情形下，检测模块1410的运动使微流体器件10移动而不能正常旋转。然而，在示出的实施例中，微流体器件10的定位不仅通过检测模块1410的运动控制，而且通过旋转驱动单元1340的运动来控制，因此可以防止检测模块1410的运动引起操作错误。

图14是示出根据本发明另一个实施例的测试装置的控制方法的流程图。

根据图14所示的示出实施例，在旋转驱动单元1340移动之后，控制器1200可以检查微流体器件10是否被适当地耦接到旋转驱动单元1340和夹持器1330（355）。例如，耦接可以通过旋转驱动单元1340和夹持器1330的条件来检查。如果旋转驱动单元1340和夹持器1330被适当地耦接，则磁力产生在夹持器1330和旋转驱动单元1340之间。基于此磁力，可以证明微流体器件10在旋转驱动单元1340上的正常定位。因此，如果确定微流体器件10被正常地定位，则微流体器件10开始旋转（356）。如果微流体器件10没有被正常定位，则旋转驱动单元1340的第一运动和第二运动被再次进行（354）。

<测试装置-检测在不同半径上的检测对象>

在下文，将参照图15至图28详细描述根据本发明一个实施例的测试装置。

图15是示出根据本发明一个实施例的测试装置的结构的方框图，图16是示出根据本发明实施例的测试装置的结构的概念侧视图。

根据示出的实施例，测试装置1000包括：旋转驱动单元1340，旋转微流体器件10；光发射元件1333，发射光到微流体器件10；检测模块1410，提供有光接收元件1411以通过从光发射元件1333发射的光来检测检测对象20；温度传感器1412，检测检测对象20的温度；检测模块驱动单元1400，在径向方向上移动检测模块1410；输入单元1100，允许用户通过其从外部输入命令；以及控制器1200，根据通过输入单元1100输入的命令来控制测试装置1000的整个操作和功能。

本实施例的微流体器件10与以上参照图1至图4E描述的微流体器件10相同，因此将省略其详细描述。

当微流体器件10被装载时，旋转驱动单元1340（其可以用主轴电机实现）被控制器1200控制以旋转微流体器件10。旋转驱动单元1340可以接收从控制器1200输出的信号并重复旋转和停止的操作，从而产生离心力以转移微流体器件10的流体或者移动微流体器件10上的不同结构到期望的位置。

此外，旋转驱动单元1340可以包括驱动电机以控制微流体器件10的角度位置。例如，驱动电机可以采用步进电机或者DC电机。

光发射元件1333可以是具有大的光发射面积的面光源以均匀地发射光在微流体器件10的特定区域上。例如，背光单元可以用作光发射元件1333。

光发射元件1333可以布置为面对与光接收元件1411相同的方向，或者它可以布置为面对光接收元件1411，如图23所示。图23示出，光发射元件1333位于微流体器件10的上侧，光接收元件1411位于微流体器件10的下侧，使得微流体器件10位于光发射元件1333和光接收元件1411之间。然而，光发射元件1333和光接收元件1411的位置可以变化。光发射元件1333可以被控制器1200控制以调整从其发射的光的量。

在光从光发射元件1333发射之后，光接收元件1411接收从检测对象20反射或者透射穿过检测对象20的光，并检测检测对象20。光接收元件1411可以是CMOS图像传感器或者CCD图像传感器。

当光接收元件1411接收从检测对象20反射或透射穿过检测对象20的光并获得检测对象20的图像时，控制器1200利用该图像来检测检测对象20的存在，例如试纸中的分析物和分析物的浓度。

根据示出的实施例，测试装置1000具有安装在检测模块1410（其是可在径向方向上移动的机构）处的一个光接收元件1411，使得光接收元件1411可以检测提供于微流体器件10中的多个检测对象20。

图17和18是示出从顶上观看的根据本发明一个实施例的检测模块1410的径向运动的视图。

参照图17和18，检测模块1410可以通过从检测模块驱动单元1400提供的驱动力而在径向方向上移动。检测模块驱动单元1400可以是进给电机或步进电机。

检测模块1410的行进距离可以比微流体器件10的半径长。如果检测模块1410从微流体器件10的外圆周的外侧移动到微流体器件10的中心附近的位置，则行进距离是足够的。

检测模块1410可以包括其上安装部件诸如光接收元件1411或温度传感器1412的板1416。检测模块1410可以由引导稳定的径向运动的两个引导构件1420可滑动地移动。引导构件1420可以形成为杆形，板1416可以耦接到引导构件1420以沿引导构件1420运动。板1416可滑动地安装在引导构件1420上以支撑检测模块1410且允许检测模块1410沿着引导构件1420移动。

此外，检测模块1410安装在动力传输部分1401上使得由检测模块驱动单元1400产生的动力通过动力传输部分1401传输到检测模块1410以在径向方向上移动检测模块1410。也就是，当检测模块驱动单元1400被开动并且其动力通过动力传输部分1401传输到检测模块1410时，检测模块1410沿动力传输部分1401和引导构件1420在径向方向上移动。

图16示出，检测模块1410位于微流体器件10下面并且光发射元件1333位于微流体器件10之上。然而，此配置仅是示例，检测模块1410和光发射元件1333的位置可以改变。

温度传感器1412安装在检测模块1410上以检测布置在不同半径上的检测对象20的温度。

对于温度传感器1412，可以使用无接触温度传感器诸如红外温度传感器或接触温度传感器诸如热敏电阻、电阻式温度探测器和热电偶。在检测对象20的温度需要保持恒定的情形下，可以使用无接触温度传感器以无接触方式测量检测对象20的温度。

图19至21是示出从顶上观看的在根据本发明的一个实施例的测试装置1000中通过检测模块1410的运动和微流体器件10的旋转使检测对象20运动到面对检测模块1410的光接收元件1411的位置的视图。

位于检测模块1410上侧的微流体器件10示出为虚线以更清楚地示出位于微流体器件10下侧并示出为实线的检测模块1410的运动。

图19示出当微流体器件10中的反应已经完成时已经停止旋转的微流体器件10。在图19中，检测模块1410位于微流体器件10下面，在微流体器件10的外圆周以外。为了描述的方便，没有示出微流体器件10中的其他结构，仅示出一个检测对象20。

这里，检测对象20可以是包括在上述微流体器件10的反应室150中以通过色谱分离法检测分析物的存在的试纸。

当微流体器件10中的反应完成并且微流体器件10的旋转停止时，控制器1200控制检测模块驱动单元1400以在径向方向上移动检测模块1410使得检测模块1410位于要被检测的检测对象20所处的半径R处。

图20示出，根据检测模块1410在径向方向上朝向微流体器件10的中心的移动，检测模块1410的光接收元件1411已经到达微流体器件10的检测对象20所安装的半径R处。

关于提供在微流体器件10中的检测对象20所安装的半径的信息可以预先存储在控制器1200中。当开动检测模块驱动单元1400时，控制器1200利用该信息控制检测模块驱动单元1400使得检测模块1410的光接收元件1411移动到要被检测的检测对象20所安装的半径R。

当检测模块1410的光接收元件1411位于微流体器件10的检测对象20所在的半径R处时，控制器1200控制旋转驱动单元1340以旋转微流体器件10使得微流体器件10的检测对象20移动到面对检测模块1410的光接收元件1411的位置。

控制器1200计算微流体器件10的检测对象20和检测模块1410的光接收元件1411之间的角度A，并控制旋转驱动单元1340以使微流体器件10旋转角度A。

图21示出在微流体器件10的检测对象20已经移动到面对检测模块1410的光接收元件1411的位置之后已经停止旋转的微流体器件10。

当微流体器件10的检测对象20移动到面对检测模块1410的光接收元件1411的位置并且微流体器件10停止时，光发射元件1333被控制器1200控制以发射光到检测对象20，并且光接收元件1411利用从光发射元件1333发射且透射穿过检测对象20的光建立检测对象20的图像。

控制器1200通过分析所建立的检测对象20的图像来计算分析物的存在或浓度。

图22是示出根据本发明另一个实施例的测试装置1000的结构的方框图，图23是示出图22的测试装置1000的结构的概念侧视图。

参照图22，测试装置1000包括：旋转驱动单元1340，旋转微流体器件10；光发射元件1333，发射光到微流体器件10；检测模块1410，提供有光接收元件1411以通过从光发射元件1333发射的光来检测检测对象20；至少一个磁铁1413，施加磁力到微流体器件10的磁体161；温度传感器1412，感测检测对象20的温度；检测模块驱动单元1400，在径向方向上移动检测模块1410；输入单元1100，允许用户通过其输入命令；控制器1200，根据通过输入单元1100输入的命令来控制测试装置1000的整个操作和功能。

在示出的实施例中，除了检测模块1410中包括磁铁1413之外的所有细节与图15至21中示出的前述实施例中的细节相同，因此将省略其描述，将详细描述具有安装到其的磁铁1413的检测模块1410。

在根据示出的实施例的测试装置1000中，检测模块1410可以包括至少一个磁铁1413，如图23所示。

提供于检测模块1410中的磁铁1413施加吸引力到形成在邻近检测对象20的区域中的磁体容纳腔室160的磁体161，以识别微流体器件10的检测对象20的位置。在示出的实施例中，磁铁容纳在检测模块中，并且磁性材料容纳在微流体器件的磁体容纳腔室中。然而，本发明的实施例不限于此。磁性材料可以容纳在检测模块中，并且磁铁可以容纳在微流体器件的磁体容纳腔室中。

当检测模块1410的磁铁1413和微流体器件10的磁体161彼此面对时，吸引力通过磁铁1413施加到磁体161，并且微流体器件10可以保持在适当的位置，只要没有给其施加超过该吸引力的力。

如图28所示，当微流体器件10的磁体161位于面对磁铁1413的位置并且其位置被吸引力固定时，检测模块1410中的磁铁1413布置在检测对象20面对检测模块1410的光接收元件1411的位置。

也就是，当微流体器件10的磁体161和检测模块1410的磁铁1413布置得彼此面对时，检测对象20自然面对光接收元件1411。

因而，通过安装在检测模块1410处的磁铁1413，当磁体161通过微流体器件10朝向光接收元件1411的旋转靠近磁铁1413移动以检测检测对象20时，磁体161被磁铁1413的吸引力固定，从而微流体器件10停止移动，检测对象20面对光接收元件1411。

因此，检测对象20可以被稳定地检测。在检测对象20的检测期间从外部施加到检测对象20的冲击会干扰检测对象20的精确检测。在此情况下，检测对象20的稳定的检测可以通过作用在磁铁1413和磁体161之间的吸引力保证以稳定地固定微流体器件10。

在图23至图28中，检测模块1410提供有两个磁铁1413。然而，磁铁的数目不限于此，因为磁体161可通过检测模块1410在径向方向上的移动和微流体器件10的旋转而从微流体器件10上的任何位置移动到面对检测模块1410的磁铁1413的位置。

在示出的实施例中，检测模块1410提供有两个磁铁1413，因为与当仅提供一个磁体1413时相比，两个或更多磁铁1413允许处于不同半径的其他检测对象20运动较短的距离并在要进行检测时面对光接收元件1411。

图24和25是示出根据另一个实施例的检测模块1410的径向运动的视图，其中从顶上观看检测模块1410。

检测模块1410的配置和操作与图17和18的检测模块1410相同，除了另外安装的磁铁1413之外，因此将省略其描述。

图26至28是示出在根据本发明另一个实施例的测试装置1000中通过检测模块1410的运动和微流体器件10的旋转使检测对象20运动到面对检测模块1410的光接收元件1411的位置的视图。

位于检测模块1410上侧的微流体器件10示出为虚线以更清楚地示出位于微流体器件10下侧并示出为实线的检测模块1410的运动。

图26示出当微流体器件10中的反应完成时已经停止旋转的微流体器件10。在图26中，检测模块1410位于微流体器件10下面，在微流体器件10的外圆周以外。为了描述的方便，微流体器件10中的其他结构没有示出，仅示出一个检测对象20和用于识别检测对象20的位置的一个磁体161。

当微流体器件10中的反应完成并且微流体器件10的旋转停止时，控制器1200控制检测模块驱动单元1400以在径向方向上移动检测模块1410使得检测模块1410的磁铁1413中的一个位于半径L处，在邻近于要被检测的检测对象20的区域中安装的磁体161位于半径L处。

图27示出，根据检测模块1410在径向方向上朝着微流体器件10的中心的运动，检测模块1410的磁铁1413已经到达微流体器件10的磁体161所安装的半径L。

关于提供于微流体器件10中的磁体161所安装的半径的信息可以预先存储在控制器1200中。当开动检测模块驱动单元1400时，控制器1200利用该信息控制检测模块驱动单元1400，使得检测模块1410的磁铁1413移动到对应于半径L的位置，邻近于要被检测的检测对象20的区域中布置的磁体161位于半径L处。

当检测模块1410的磁铁1413位于微流体器件10的磁体161所在的半径L处时，控制器1200控制旋转驱动单元1340以旋转微流体器件10，使得微流体器件10的磁体161移动到面对检测模块1410的磁铁1413的位置。

当磁体161接近检测模块1410的磁铁1413时，磁体161被磁铁1413和磁体161之间的吸引力固定在面对磁铁1413的位置。从而，微流体器件10停止，使微流体器件10的检测对象20面对检测模块1410的光接收元件1411。

图28示出微流体器件10的磁体161通过微流体器件10的旋转移动到面对检测模块1410的磁铁1413的位置且通过磁铁1413向其施加的吸引力固定在适当位置。

控制器1200可以计算微流体器件10的磁体161和检测模块1410的磁铁1413之间的角度B并控制旋转驱动单元1340以使微流体器件10旋转角度B。

当微流体器件10的磁体161移动到面对检测模块1410的磁铁1413的位置并且微流体器件10停止时，光发射元件1333被控制器1200控制以发射光到检测对象20，并且光接收元件1411利用从光发射元件1333发射并透射穿过检测对象20的光建立检测对象20的图像。

控制器1200通过分析所建立的检测对象20的图像来计算分析物的存在或浓度。

图29是示出根据本发明一个实施例的测试装置1000的控制方法的流程图。

参照图29，控制器1200首先开动检测模块驱动单元1400（400），并在径向方向上移动检测模块1410（410）。

当微流体器件10中的反应完成并且微流体器件10的旋转停止时，控制器1200控制检测模块驱动单元1400以在径向方向上移动检测模块1410使得检测模块1410的光接收元件1411移动到要被检测的检测对象20所安装的半径处。

控制器1200确定检测模块1410的光接收元件1411是否已经到达预先确定的半径（420），并且如果检测模块1410的光接收元件1411已经到达预先确定的半径，则控制器1200停止开动检测模块驱动单元1400（430）。

这里，预先确定的半径表示微流体器件10上的半径R，提供于微流体器件中的检测对象20位于半径R处。关于提供于微流体器件10中的检测对象20所在的半径的信息可以预先存储在控制器1200中。在开动检测模块驱动单元1400时，控制器1200利用该信息控制检测模块驱动单元1400使得检测模块1410的光接收元件1411移动到要被检测的检测对象20所在的半径R。

当检测模块1410的光接收元件1411位于微流体器件10的检测对象20所在的半径R处并且检测模块驱动单元1400停止时，控制器1200开动旋转驱动单元1340（440）并旋转微流体器件10（450）。

也就是，控制器1200控制旋转驱动单元1340以旋转微流体器件10使得微流体器件10的检测对象20移动到面对检测模块1410的光接收元件1411的位置。

控制器1200计算微流体器件10的检测对象20和检测模块1410的光接收元件1411之间的角度A并控制旋转驱动单元1340以使微流体器件10旋转角度A。

控制器1200确定微流体器件10的检测对象20是否已经到达面对检测模块1410的光接收元件1411的位置（460），并且如果检测对象20已经到达面对检测模块1410的光接收元件1411的位置，则控制器1200停止开动检测模块驱动单元1400（470）。

当检测对象20到达面对检测模块1410的光接收元件1411的位置并且控制器1200停止开动旋转驱动单元1340时，微流体器件10停止移动，微流体器件10的检测对象20面对检测模块1410的光接收元件1411。

当微流体器件10的检测对象20到达面对检测模块1410的光接收元件1411的位置并且微流体器件10停止旋转因为停止开动旋转驱动单元1340时，控制器1200启动光发射元件1333以检测微流体器件10的检测对象20（480）。

控制器1200驱动光发射元件1333以发射光到检测对象20，光接收元件1411利用从光发射元件1333发射并透射穿过检测对象20的光建立检测对象20的图像。控制器1200通过分析所建立的检测对象20的图像来计算分析物的存在或浓度。

图30是示出根据本发明另一个实施例的测试装置1000的控制方法的流程图。

参照图30，控制器1200首先开动检测模块驱动单元1400（500），并在径向方向上移动检测模块1410（510）。

当微流体器件10中的反应完成并且微流体器件10的旋转停止时，控制器1200控制检测模块驱动单元1400以在径向方向上移动检测模块1410使得检测模块1410的磁铁1413之一位于半径L处，安装在邻近于要被检测的检测对象20的区域中的磁体161位于半径L处。

控制器1200确定检测模块1410的磁铁1413是否已经到达预先确定的半径（520），并且如果检测模块1410的磁铁1413已经到达预先确定的半径，则控制器1200停止开动检测模块驱动单元1400（530）。

这里，预先确定的半径是微流体器件10上的半径L，提供于微流体器件10中的磁体161安装在该半径L处。关于提供在微流体器件10中的磁体161所安装的半径的信息可以预先存储在控制器1200中。当开动检测模块驱动单元1400时，控制器1200利用该信息控制检测模块驱动单元1400使得检测模块1410的磁铁1413移动到对应于半径L的位置，在邻近于要被检测的检测对象20的区域中布置的磁体161位于该半径L处。

当检测模块1410的磁铁1413位于微流体器件10的磁体161所在的半径L处并且检测模块驱动单元1400停止时，控制器1200开动旋转驱动单元1340（540）并旋转微流体器件10（550）。

也就是，控制器1200控制旋转驱动单元1340以旋转微流体器件10使得微流体器件10的磁体161移动到面对检测模块1410的磁铁1413的位置。控制器1200可以计算微流体器件10的磁体161和检测模块1410的磁铁1413之间的角度B并控制旋转驱动单元1340以使微流体器件10旋转角度B。

控制器1200确定微流体器件10的磁体161是否已经到达面对检测模块1410的磁铁1413的位置（560），并且如果磁体161已经到达面对检测模块1410的磁铁1413的位置，则控制器1200停止开动旋转驱动单元1340（570）。

当磁体161到达面对检测模块1410的磁铁1413的位置并且控制器1200停止开动旋转驱动单元1340时，磁体161通过磁铁1413和磁体161之间的的吸引力而固定在面对磁铁1413的位置。从而，微流体器件10停止，使微流体器件10的检测对象20面对检测模块1410的光接收元件1411。

当微流体器件10的磁体161到达面对检测模块1410的磁铁1413的位置并且旋转驱动单元1340的开动被停止以停止微流体器件10的旋转时，控制器1200驱动光发射元件1333以检测微流体器件10的检测对象20（580）。

光发射元件1333被控制器1200控制以发射光到检测对象20，光接收元件1411利用从光发射元件1333发射并透射穿过检测对象20的光建立检测对象20的图像。控制器1200通过分析所建立的检测对象20的图像来计算分析物的存在或浓度。

<测试装置/在检测对象的图像当中抑制亮度变化的方法>

图31是示意地示出根据本发明的一个实施例的用作测试装置的检测对象的示例的试纸的视图。

检测对象20包括由微孔、微柱或薄的多孔膜诸如纤维素形成并允许毛细压力起作用的试纸型对象。参照图31，其上施加样品的样品垫22形成在检测对象20的一端，并且用于检测分析物的第一捕获材料24a固定在其上的测试线24形成在样品垫22的一端，其面对检测对象20的另一端。

当生物样品诸如血液或尿滴落在样品垫22上时，生物样品由于毛细压力而流向相反侧。例如，如果分析物是抗原Q并且分析物和第一标记共轭物之间的结合发生在第二腔室130中，则生物样品包含抗原Q和第一标记共轭物的共轭物。

在分析物是抗原Q的情形下，固定在测试线24上的捕获材料24a可以是抗体Q。当根据毛细压力流动的生物样品到达测试线24时，抗原Ｑ和第一标记共轭物的共轭物与抗体Q24a结合以形成三明治共轭物。因此，如果分析物包含在生物样品中，则它可以被测试线24上的标记检测。

如果样品的量小或者样品被污染，则正常测试经常由于各种原因失败。因此，为了确定测试是否已经正常进行，检测对象20提供有控制线25，其上固定第二捕获材料25a，第二捕获材料25a与包含在样品中的特定材料特定地反应，而与分析物的存在无关。如以上在图2中所述，已经经过第二腔室130的样品包含具有特定材料的第二标记共轭物，该特定材料与第二捕获材料25a特定地反应，因此，如果样品已经正常地在检测对象20上流动，则第二标记共轭物将与控制线25上的第二捕获材料25a结合并且该结合将被该标记物标记出来。

生物素可以用作固定在控制线25上的第二捕获材料25a，从而第二腔室130中的样品中的第二标记共轭物是抗生物素蛋白链菌素标记共轭物，其对于生物素具有高亲合性。

如果样品通过渗透压力正常地移动到相反侧，则第二标记共轭物也随样品一起移动。因此，不管样品中分析物的存在，共轭物通过第二标记共轭物和第二捕获材料25a之间的共轭形成，并由标记物标记在控制线25上。

也就是，如果标记物的标记出现在控制线25和测试线24两者上，则样品将被认为是阳性的，其指示分析物存在于样品中。如果标记仅出现在控制线25上，则样品将被认为是阴性的，其指示分析物不存在于样品中。相反地，如果标记没有出现在控制线25上，则可以确定测试没有正常地进行。

另外，光接收元件1411通过从光发射元件1333发射的光捕获上述试纸的图像。测试线24的信号值从捕获的试纸的图像获得以检测分析物的存在或浓度。

另外，取决于试纸的条件，亮度可以在捕获的图像当中变化。这会导致分析结果的变化，需要保持试纸的均匀的亮度。

图32是示出根据本发明实施例的用于捕获检测对象20（即，试纸）的图像的测试装置1000的控制方法的流程图，其在测试装置1000中保持试纸的均一亮度。

参照图32，光接收元件1411首先捕获微流体器件10的检测对象20（即试纸）的图像（600）。光接收元件1411将捕获的试纸的图像传输到控制器1200。

控制器1200计算对于检测对象20的预定区域的信号值（610）。

也就是，控制器1200从由光接收元件1411传输的试纸的图像来计算对于预定区域的信号值。

这里，预定区域可以包括，如图31所示，测试线24和控制线25之间的区域（第一区域26）或控制线25的右侧的区域（第二区域27）。

本发明的实施例不限于此，信号值可以对于试纸上的不同区域计算。然而，测试线24和控制线25的信号值对于反应结果的分析是重要的，因此信号值可以对于测试线24和控制线25之间的区域或控制线25的右侧的区域计算。

这里，作为信号值，可以使用RGB信号值、YCbCr信号值或灰阶信号值。

在信号值被计算之后，控制器1200确定计算的信号值是否等于预定目标值（620）。这里，第一区域26的信号值和第二区域27的信号值中的一个可以与目标值比较，或第一区域26和第二区域27的信号值的平均可以与目标值相比较。在下文，将描述第一区域26的信号值与目标值相比的情形。

这里，目标值，其是计算的信号值应当遵循的值，反映在捕获试纸的图像中作为目标的最优亮度。目标值可以通过重复的实验确定并预先存储在控制器1200中。

控制器1200将计算的信号值与目标值比较，并且取决于比较的结果，控制光接收元件1411或光发射元件1333以调整试纸的亮度从而保证试纸的图像被捕获为具有均一的亮度。

如果信号值等于目标值，则终止控制操作，因为不需要亮度的单独调整。

如果信号值不同于目标值，则控制器1200确定是否信号值超过目标值（630）。如果信号值超过目标值，则控制器1200确定试纸的亮度高于最优亮度并执行控制操作以捕获试纸的较暗的图像。

也就是，如果信号值大于目标值，则控制器1200确定信号值和目标值之间的差异是否大于或等于预定标准值（640）。

如果信号值和目标值之间的差异大于或等于预定标准值，则控制器1200控制光发射元件1333以降低从光发射元件1333发射的光的强度（650）。

当信号值和目标值之间的差异通过此操作降低到预定标准值以下时，控制器1200降低光接收元件1411的曝光量级以捕获检测对象20的较暗图像（660）。

如果信号值大于目标值，这表明试纸的亮度高于如目标值限定的最优亮度，因此，为了获得具有低亮度变化的检测结果，需要捕获试纸的较暗的图像。

如果信号值大于目标值并且两者之间的差异大于或等于预定标准值，则控制器1200确定信号值和目标值之间的差异是大的。

也就是，控制器1200确定，在通过控制光接收元件1411的曝光量级精细调节亮度之前，需要进行控制操作以粗略降低从光发射元件1333发射的光强度至特定水平。

这里，标准值是定义信号值和目标值之间的差异的值，在通过控制光接收元件1411的曝光量级来调整试纸的图像的亮度之前，光发射元件1333的光强度需要通过其减小。标准值可以通过重复实验确定并预先存储在控制器1200中。

如上所述，如果信号值大于目标值并且两者之间的差异大于或等于标准值，则控制器1200降低从光发射元件1333发射的光强度至某一水平，从而，当信号值和目标值之间的差异在标准值以下时，控制器1200降低光接收元件1411的曝光量级并捕获检测对象20的图像。

控制器1200控制光接收元件1411的快门速度和光圈中的至少一个以降低光接收元件1411的曝光量级，即降低从光接收元件1411接收的光强度，从而捕获检测对象20的图像。

光接收元件1411的曝光量级的变化和信号值的变化之间的关系可以被预先建立并预先存储在控制器1200中，并且控制器1200参照此关系计算光接收元件1411的曝光量级（在该曝光量级，信号值被设定为具有应当满足的目标值），因此降低光接收元件1411的曝光量级。

在操作630中，如果信号值小于目标值，则控制器1200确定试纸的亮度低于最优亮度并执行控制操作以捕获试纸的较亮图像。

也就是，如果信号值小于该信号值，则控制器1200确定目标值和信号值之间的差异是否大于或等于预定标准值（670）。

如果目标值和信号值之间的差异大于或等于预定标准值，则控制器1200控制光发射元件1333以增加由光发射元件1333发射的光的强度（680）。

从而，当目标值和信号值之间的差异在预定标准值以下时，控制器1200增大光接收元件1411的曝光量级，并捕获检测对象20的较亮的图像（690）。

如果信号值小于目标值，这表明试纸的亮度低于在目标值中反映的最优亮度，因此为了获得具有低亮度变化的检测结果，需要捕获试纸的较亮的图像。

如果信号值小于目标值并且目标值和信号值之间的差异大于或等于预定标准值，则控制器1200确定信号值和目标值之间的差异是大的。

也就是，控制器1200确定，在通过控制光接收元件1411的曝光量级精细调节亮度之前，需要进行控制操作以粗略地增加从光发射元件1333发射的光强度至特定水平。

这里，标准值是定义信号值和目标值之间的差异的值，在通过控制光接收元件1411的曝光量级来调整试纸的图像的亮度之前，需要由其增加光发射元件1333的光强度。标准值可以通过重复实验确定并预先存储在控制器1200中。操作670的标准值可以设定为等于操作640的标准值。

如上所述，如果信号值小于目标值并且两者之间的差异大于或等于标准值，则控制器1200增大从光发射元件1333发射的光强度至某一水平，从而，当目标值和信号值之间的差异为标准值以下时，控制器1200增大光接收元件1411的曝光量级并捕获检测对象20的图像。

控制器1200控制光接收元件1411的快门速度和光圈中的至少一个以增加光接收元件1411的曝光量级，即增加从光接收元件1411接收的光强度，从而捕获检测对象20的图像。

光接收元件1411的曝光量级的变化和信号值的变化之间的关系可以被预先建立并预先存储在控制器1200中，并且参照此关系，控制器1200计算光接收元件1411的曝光量级（在该曝光量级，信号值被设定为具有其应当满足的目标值），因此增大光接收元件1411的曝光量级。

如从以上描述而显然的，可以防止微流体器件在旋转驱动单元和夹持器上的异常定位，因此可以防止由于微流体器件无法旋转而发生测试错误。

虽然已经示出和描述了本发明的几个实施例，但是本领域技术人员将理解，可以在这些实施例中进行形式和细节上的变化而不背离本发明的原理和精神，本发明的范围由权利要求书及其等同物限定。

Claims (15)

1.一种测试装置（1000）的控制方法，其特征在于：

在托盘（1320）上安装微流体器件（10）；

在所述托盘上安装所述微流体器件时，将旋转驱动单元（1340）定位在所述微流体器件的中心处；以及

上下移动所述旋转驱动单元至少一次。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在上下移动所述旋转驱动单元至少一次中，所述微流体器件的中心耦接到定位在壳体（1010）的夹持器（1330）。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述旋转驱动单元耦接到垂直移动单元（1310）且基本上通过垂直运动而上下运动。

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述微流体器件的中心通过所述垂直移动单元的垂直移动而定位在位于上壳体（1012）处的夹持器（1330）。

5.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，在所述托盘上安装所述微流体器件中，所述托盘运动到第一状态，

其中所述托盘定位在壳体的外部以允许所述微流体器件装载到所述托盘上，并且

在将所述微流体器件装载到所述托盘上时，所述托盘移动到位于所述壳体的内部的第二状态。

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，在所述第二状态下，所述垂直移动单元执行向上运动的第一运动和向下运动的第二运动至少一次，

所述微流体器件通过所述第一运动耦接到所述夹持器，并且

所述第二运动被执行以固定所述微流体器件到所述旋转驱动单元。

7.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，在关闭所述托盘时，使包括磁铁（1413）的检测模块（1410）移动至少一次，并定位所述微流体器件，

其中所述检测模块重复运动到所述壳体中的一侧的第三运动和在与所述第三运动相反的方向上运动的第四运动至少一次。

8.根据权利要求7所述的控制方法，还包括，在耦接所述微流体器件到所述夹持器时，将所述检测模块移动到所述壳体的最外圆周。

9.一种测试装置（1000），其特征在于：

壳体（1010），形成所述测试装置的外观；

托盘（1320）；

微流体器件（10），装载到所述托盘上；

旋转驱动单元（1340），耦接到所述微流体器件的中心，并适合于进行朝向所述托盘所在位置的第一运动和在与所述第一运动相反的方向上的第二运动；

开关驱动单元（1300），构造为移动所述旋转驱动单元以执行所述第一运动和所述第二运动至少一次；以及

控制器（1200），构造为控制所述开关驱动单元以在所述微流体器件装载到所述托盘上时启动所述旋转驱动单元从而执行所述第一运动和所述第二运动至少一次，使得所述微流体器件容纳在预定位置。

10.根据权利要求9所述的测试装置（1000），其特征在于，所述旋转驱动单元耦接到位于所述壳体内的垂直移动单元（1310），并且所述垂直移动单元适合于执行所述第一运动和所述第二运动至少一次。

11.根据权利要求9所述的测试装置（1000），其特征在于，所述壳体还包括布置在所述托盘的上侧的上壳体（1012）、布置在所述托盘的下侧的下壳体、以及将所述微流体器件定位在所述托盘上的夹持器（1330），其中所述夹持器布置在所述上壳体的内部。

12.根据权利要求9所述的测试装置（1000），其特征在于，所述控制器构造为控制所述托盘以运动到第一状态和第二状态，在所述第一状态中所述托盘位于所述壳体的外部，在所述第二状态中所述托盘位于所述壳体的内部。

13.根据权利要求12所述的测试装置（1000），其特征在于，所述托盘的运动和所述垂直移动单元的运动由所述开关驱动单元实现，

其中所述控制器构造为控制所述垂直移动单元的所述第二运动使得所述托盘不被打开。

14.根据权利要求9所述的测试装置（1000），还包括检测模块（1410），所述检测模块包括适合于发射光到所述微流体器件的光发射元件（1333）和适合于接收从所述光发射元件（1333）发射且透射穿过所述微流体器件的光的光接收元件（1411），其中所述光发射元件（1333）布置在所述壳体（1010）的至少一部分处。

15.根据权利要求14所述的测试装置（1000），还包括用于驱动所述检测模块的检测模块驱动单元（1400），

其中所述检测模块适合于执行运动到所述壳体一侧的第三运动和在与所述第三运动相反的方向上运动的第四运动，

其中所述控制器构造为控制所述检测模块驱动单元以启动所述检测模块执行所述第三运动和所述第四运动至少一次，使得所述微流体器件容纳在预定位置。

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