檢測(cè)樣品中的組分的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本文公開了檢測(cè)樣品中的組分的裝置的實(shí)施方式，特別是，通過測(cè)量樣品對(duì)福射 的吸光度檢測(cè)樣品中的組分的裝置的實(shí)施方式。
【背景技術(shù)】
[0002] 通過將樣品暴露于福射，且通過測(cè)量樣品對(duì)福射的吸光度來檢測(cè)樣品（如血液樣 品）中的組分的光度測(cè)量法是眾所周知的。
[0003]例如，該些方法被廣泛的用于診斷分析領(lǐng)域內(nèi)，W基于光學(xué)測(cè)量測(cè)定身體成分的 濃度。朗伯-比爾定律適用于光學(xué)測(cè)量，其中檢測(cè)器測(cè)定穿過樣品的來自福射源的福射的 傳輸，即吸光度與樣品中的吸光物質(zhì)的濃度W及樣品的厚度（即通過樣品的福射路徑的路 徑長(zhǎng)度）成比例。該比例系數(shù)被稱為吸光系數(shù)。
[0004] 因此應(yīng)用朗伯-比爾定律來測(cè)定未知濃度的組分需要知道路徑長(zhǎng)度（與消光系 數(shù)）。
[0005]在測(cè)量裝置中，路徑長(zhǎng)度通常由樣品室的尺寸限定。當(dāng)該些室具有長(zhǎng)的使用期限 (lifetime)并可W用于大量測(cè)量時(shí)，其尺寸可W被確定，例如在校準(zhǔn)過程中，使用具有已知 濃度的組分的樣本。該同樣適用于可W高精確度制造的樣品室。然而，當(dāng)樣本室具備較短 的使用期限時(shí)，或當(dāng)它們的尺寸隨著時(shí)間不穩(wěn)定或隨樣品室的不同而改變時(shí)，則頻繁的校 準(zhǔn)是必需的，從而導(dǎo)致測(cè)量系統(tǒng)的效率下降。盡管如此，可能人們更想要使用具有較短的使 用期限的樣品室、單次使用的樣品室或制造的有較大公差（tolerances)的樣品室，因?yàn)樗?們可能大大降低制造成本。
[0006]US6, 442, 411公開了在體內(nèi)分析血液組分（如血紅蛋白和葡萄糖）的方法。該種 現(xiàn)有技術(shù)的方法使用血液樣品中的水含量作為內(nèi)標(biāo)，W用于在動(dòng)脈脈動(dòng)的收縮部分和舒張 部分過程中，通過差示測(cè)定水而測(cè)定光路長(zhǎng)度。根據(jù)US6, 442, 411，血液中的水濃度的變異 性是1.8% (圍繞平均水平）。盡管該樣的精確水平可能在一些應(yīng)用中足夠了，但人們通常 希望進(jìn)一步提高樣品組分的濃度測(cè)量值的精確度。例如，對(duì)于許多體外分析，通常需要更高 的精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] -方面而言，本文所公開為檢測(cè)樣品中的第一組分的裝置的實(shí)施方式，該第一組 分至少響應(yīng)于第一波長(zhǎng)的福射，該樣品包含第一組分和至少響應(yīng)于第二波長(zhǎng)的福射的第二 組分。該裝置的實(shí)施方式包括：
[0008]-至少一個(gè)福射源，其被配置為將福射導(dǎo)向樣品；
[0009] -至少一個(gè)福射檢測(cè)器，其被配置為檢測(cè)至少第一波長(zhǎng)和第二波長(zhǎng)的福射，所述被 檢測(cè)的福射沿著穿過樣品至少一部分的福射路徑傳播；和
[0010] -處理單元，可對(duì)其進(jìn)行操作W接收來自指示所檢測(cè)的福射的至少一個(gè)福射檢測(cè) 器的至少一個(gè)檢測(cè)器信號(hào)。
[0011] 該處理單元的實(shí)施方式進(jìn)一步經(jīng)配置W:
[0012] -至少通過所測(cè)定的所述樣品對(duì)第二波長(zhǎng)的福射的吸光度，測(cè)定所述福射路徑的 估算的路徑長(zhǎng)度；
[0013]-至少通過所測(cè)定的樣品對(duì)第一波長(zhǎng)的福射的吸光度和所估算的路徑長(zhǎng)度，測(cè)定 第一組分的估算濃度；
[0014] -至少通過該估算濃度，和通過指示校正的路徑長(zhǎng)度的校正項(xiàng)（correction term)，測(cè)定第一組分的校正濃度，該校正的路徑長(zhǎng)度是使用估算濃度針對(duì)第一組分的存在 而校正的。
[0015] 第一組分的濃度是基于第一組分響應(yīng)的第一波長(zhǎng)的吸光度測(cè)量值，和基于估算的 路徑長(zhǎng)度而計(jì)算的，該估算的路徑長(zhǎng)度由樣品的第二組分響應(yīng)的第二波長(zhǎng)的吸光度測(cè)量值 測(cè)定。針對(duì)樣品中第一組分的存在，校正該估算的路徑長(zhǎng)度。因此，實(shí)現(xiàn)更精確地測(cè)定福射 路徑長(zhǎng)度，該隨即導(dǎo)致更準(zhǔn)確測(cè)定的第一組分的濃度。
[0016] 具體地，在測(cè)量血液樣本的組分的情況下，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，盡管血液樣本中的 水濃度顯示相當(dāng)?shù)偷淖兓?，通常在很少幾個(gè)百分點(diǎn)的范圍內(nèi)，但是在許多應(yīng)用中，基于其 測(cè)定的福射路徑長(zhǎng)度是不夠的，尤其是對(duì)于血液組分的準(zhǔn)確體外分析是不夠的。在此背景 下，本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，由于某些血液組分的存在，特別是血液中的血紅蛋白組分， 血液中的水的濃度是存在偏差的。
[0017] 因此，本發(fā)明提供了計(jì)算結(jié)果的校正，其基于對(duì)福射路徑長(zhǎng)度的改進(jìn)的測(cè)定。該將 允許對(duì)測(cè)量裝置的測(cè)量室的福射路徑長(zhǎng)度的測(cè)定具有改善的精確度，即通過考慮來自某些 血液組分的偏差。盡管該裝置的一些實(shí)施方式可明確地測(cè)定校正的路徑長(zhǎng)度，應(yīng)當(dāng)理解，該 樣的詳盡的計(jì)算可能不是必要的，例如在只想要測(cè)定第一組分的濃度的實(shí)施方式中。在許 多情況下，可能因此足W將校正項(xiàng)應(yīng)用到最初估算濃度（其中校正項(xiàng)補(bǔ)償最初估計(jì)的路徑 長(zhǎng)度的不準(zhǔn)確性）。例如，校正項(xiàng)可W是待與最初估算濃度相乘的校正因子，W獲得經(jīng)校正 的濃度。該校正項(xiàng)可由函數(shù)測(cè)定，該函數(shù)模仿第一組分的濃度對(duì)在第二波長(zhǎng)的吸光度的影 響。該校正項(xiàng)可W被計(jì)算為第一組分的估算的濃度的函數(shù)，且由一個(gè)或多個(gè)預(yù)先確定的模 型參數(shù)計(jì)算。該模型參數(shù)可W在校準(zhǔn)過程中預(yù)先確定。該模型參數(shù)可W針對(duì)一個(gè)裝置而確 定，并用于多個(gè)其它裝置。
[0018] 因此，通過使用本文描述的裝置和方法的實(shí)施方式，可研究血液樣品，其中血液組 分對(duì)某個(gè)第一波長(zhǎng)的福射的吸光度，連同樣品的水內(nèi)含物對(duì)某個(gè)第二波長(zhǎng)的福射的吸光度 一起測(cè)定。通常，吸光度可被定義為福射的輸出強(qiáng)度和福射的相應(yīng)的輸入強(qiáng)度的比率的負(fù) 對(duì)數(shù)，如logi。。
[0019] 基于在第二波長(zhǎng)測(cè)定的吸光度，裝置的實(shí)施方式和本文描述的方法測(cè)定福射路徑 的長(zhǎng)度的初始估算值。因此，該裝置由水對(duì)第二波長(zhǎng)的福射的吸光度測(cè)定福射路徑的估算 的長(zhǎng)度。
[0020] 隨后，基于福射路徑的估算的路徑長(zhǎng)度，該樣品的第一組分的估算的濃度由其對(duì) 第一波長(zhǎng)的福射的吸光度來測(cè)定。本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，關(guān)聯(lián)該些估計(jì)值，允許測(cè)定福 射路徑的長(zhǎng)度，并因此，允許顯著提高精度地測(cè)定第一組分的濃度。
[0021] 該裝置的一些實(shí)施方式可W是用于在體內(nèi)測(cè)量，而裝置的其他實(shí)施方式可W是用 于在體外測(cè)量。在一些實(shí)施方式中，特別是那些在體外測(cè)量的實(shí)施方式，該裝置包括用于容 納樣品的樣品室，該樣品室限定福射路徑。例如，樣品室可w是樣品容器如管、比色杯或類 似物。構(gòu)成樣品室的壁的至少一部分是由透明材料制成，W便允許福射進(jìn)入和離開樣品室。
[0022] 在一些實(shí)施方式中，該裝置包括驅(qū)動(dòng)器（actuator)，可操作該驅(qū)動(dòng)器W將福射路 徑的路徑長(zhǎng)度在至少第一路徑長(zhǎng)度和第二路徑長(zhǎng)度之間改變；并且其中可操作處理單元W 測(cè)定第一組分的濃度，其通過在路徑長(zhǎng)度分別設(shè)定為第一路徑長(zhǎng)度和第二路徑長(zhǎng)度的情況 下在第一波長(zhǎng)測(cè)定的吸光度測(cè)量值的差異而測(cè)定。因此，測(cè)量值可針對(duì)吸光度和其他不依 賴穿過樣品的福射路徑長(zhǎng)度的人為因素（例如構(gòu)成樣品室的壁的吸光度）進(jìn)行校正。
[0023] 應(yīng)當(dāng)理解的是，第一波長(zhǎng)和第二波長(zhǎng)的選擇可能依賴于樣品中的待檢測(cè)組分，因 為不同樣品組分是響應(yīng)于不同的波長(zhǎng)。尤其是，第一波長(zhǎng)通常與第二波長(zhǎng)不同。在一些實(shí)施 方式中，選擇第一波長(zhǎng)，W使得第二組分不響應(yīng)于該第一波長(zhǎng)；尤其，第二組分的吸收光譜 的任何吸收峰從第一波長(zhǎng)移位。類似地，可選擇第二波長(zhǎng)，W使得所述第一組分不響應(yīng)于該 第二波長(zhǎng)。在一些實(shí)施方式中，例如在檢測(cè)血液樣本中的血紅蛋白組分的情況下，第一波長(zhǎng) 介于100皿至1400皿，例如介于390皿至750皿的可見光范圍，例如介于450皿至700皿。 在一些實(shí)施方式中，第二波長(zhǎng)介于750皿至1mm的紅外范圍，如介于1400皿至1mm，如介于 4100nm至4400nm。例如，當(dāng)?shù)诙M分是水，第一波長(zhǎng)可W選擇低于HOOnm，水在此波長(zhǎng)沒有 顯著吸收，而第二波長(zhǎng)可選擇高于HOOnm，水在此波長(zhǎng)吸收福射。還應(yīng)該理解的是，第一組 分和/或第二組分的濃度可根據(jù)在多個(gè)波長(zhǎng)的吸光度測(cè)量值來測(cè)定。此外，應(yīng)理解的是在 一個(gè)波長(zhǎng)的測(cè)量可W包括波長(zhǎng)間隔內(nèi)的測(cè)量，例如中屯、波長(zhǎng)附近的間隔。所述間隔的寬度 可例如取決于用于檢測(cè)通過樣品的福射的一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)器的波長(zhǎng)選擇性。
[0024] 在一些實(shí)施方式中，可操作所述處理單元還W測(cè)定所述樣品中的第=組分的濃 度，該第=組分至少響應(yīng)于第=波長(zhǎng)的福射，測(cè)定該第=組分的濃度是通過樣品在第=波 長(zhǎng)的吸光度，通過估算的路徑長(zhǎng)度，和通過校正項(xiàng)（該校正項(xiàng)指示經(jīng)校正的路徑長(zhǎng)度，該校 正的路徑長(zhǎng)度是使用第一組分的估算濃度針對(duì)第一組分的存在而校正的）而進(jìn)行。因此， 本文所公開的裝置的實(shí)施方式，可用于測(cè)定多種組分的濃度，其基于已因存在第一組分而 校正的校正的路徑長(zhǎng)度。在測(cè)量血樣中的血紅蛋白的情況下，該樣的其他組分的實(shí)例可包 括血紅蛋白衍生物、膽紅素和/或類似物。
[00巧]或者，當(dāng)?shù)诙M分是水或其他溶劑時(shí)，和當(dāng)?shù)?組分的濃度是要相對(duì)于水/溶劑 而測(cè)量，而不是相對(duì)于整個(gè)樣品測(cè)量時(shí)，估算的路徑長(zhǎng)度的校正可能不是必要的，并且基于 該經(jīng)估算的、未校正的路徑長(zhǎng)度，可有利地計(jì)算第=組分的濃度。例如，在血液樣品的情況 下，血液水相中的C〇2濃度的測(cè)量可能是期望的。當(dāng)路徑長(zhǎng)度的估算是基于水的吸光度