專利名稱：全血樣本分析儀的校準(zhǔn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及分析靜態(tài)的血液或其它生物流體樣本的設(shè)備和方法，優(yōu)選地在可操作的容器內(nèi)進(jìn)行，在分析過程中不需要液流穿經(jīng)血液樣本的分析設(shè)備。由此，使用光學(xué)掃描設(shè)備，可以進(jìn)行單位體積樣本的血液成份計(jì)數(shù)和血液成份體積測(cè)定。更具體而言，本發(fā)明涉及用于對(duì)分析系統(tǒng)的每種應(yīng)用進(jìn)行校準(zhǔn)的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
生物液流分析特別是血液學(xué)分析的最新進(jìn)展，提高了由患者血液樣本獲得的信息的數(shù)量和質(zhì)量。其結(jié)果是，利用患者血樣作為診斷工具的醫(yī)學(xué)界也大大受益，而且，對(duì)抗凝全血進(jìn)行的最普通的檢驗(yàn)是全血細(xì)胞計(jì)數(shù)，或CBC，全血細(xì)胞計(jì)數(shù)通常被認(rèn)為是包括下列測(cè)定的一組檢驗(yàn)血細(xì)胞比容(Hct)、血紅蛋白(Hgb)、紅細(xì)胞計(jì)數(shù)(RBC)、白細(xì)胞計(jì)數(shù)(WBC)和血小板計(jì)數(shù)(Plt)的測(cè)量、紅細(xì)胞測(cè)量如平均紅細(xì)胞容積(MCV)等，以及白細(xì)胞分類計(jì)數(shù)(LDC或“Diff”)，后者是對(duì)存在的白細(xì)胞進(jìn)行分型。與任何其它的實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)相比，本發(fā)明對(duì)CBC具有獨(dú)到的特性，其它任何設(shè)備或方法在操作時(shí)必須進(jìn)行四種不同類型的分析。首先，樣本的一般物理特性，即血細(xì)胞比容和各種細(xì)胞或粒子計(jì)數(shù)，必須使用與整個(gè)樣本有關(guān)的定量方法進(jìn)行分析。在傳統(tǒng)設(shè)備和方法中，這需要準(zhǔn)確的樣本計(jì)量和稀釋，接下來需要特異的測(cè)量?jī)x器。第二，樣本的特定化學(xué)特性，即血紅蛋白濃度，通常必須使用定量化學(xué)方法進(jìn)行測(cè)定。第三，設(shè)備必須對(duì)各個(gè)細(xì)胞進(jìn)行定量測(cè)定，這通常涉及提供高度稀釋的樣本，接下來使稀釋樣本通過流通池，流通池利用電或光學(xué)手段測(cè)量細(xì)胞。第四，定量測(cè)定用于將由特定亞群構(gòu)成的全部白細(xì)胞中各類白細(xì)胞所占的百分比加以歸類。亞群的數(shù)量取決于所使用的設(shè)備的復(fù)雜性，亞群可以是少至2類或者多至7類。
傳統(tǒng)上，使用分開的方法已經(jīng)完成了CBC的不同方面的測(cè)定。例如，CBC的LDC部分測(cè)定的傳統(tǒng)方法是這樣進(jìn)行的將小量未稀釋血液涂于一玻片上，染色，顯微鏡下檢測(cè)血涂片。由這樣的血涂片可以獲得合理的結(jié)果，但是數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可信度很大程度上取決于技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)。另外，使用的血涂片是勞動(dòng)密集型的而且成本高，因此，商業(yè)應(yīng)用通常沒有利潤(rùn)。另一方法是使用電子阻抗或光學(xué)流式血細(xì)胞儀。流式血細(xì)胞儀包括將稀釋血液樣本通過一個(gè)小管，當(dāng)血細(xì)胞連續(xù)通過小管時(shí)，小管中的電子阻抗或光傳感器可以測(cè)量細(xì)胞組分。同一個(gè)設(shè)備也可用于同時(shí)計(jì)數(shù)和提供細(xì)胞計(jì)量數(shù)據(jù)。為測(cè)量WBC和／或血小板，必須稀釋血樣，必須對(duì)血樣進(jìn)行處理以除去遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出WBC和血小板的RBC。盡管較上述血涂片方法更為方便和結(jié)果一致，但是流式血細(xì)胞儀也有一些缺點(diǎn)。一個(gè)缺點(diǎn)是，流式血細(xì)胞儀是管路式和必要的用于控制稀釋血樣通過傳感器的液流速度的控制器?，F(xiàn)有流式血細(xì)胞儀中的管路常常出現(xiàn)滲漏，因而，可能影響設(shè)備準(zhǔn)確性和安全性。許多現(xiàn)有流式血細(xì)胞儀的另一缺點(diǎn)涉及內(nèi)部液流控制器和自動(dòng)稀釋設(shè)備的準(zhǔn)確度。流式血細(xì)胞儀的準(zhǔn)確性取決于液流控制器和樣本稀釋設(shè)備的準(zhǔn)確性，以及它們保持精確校準(zhǔn)的能力。液流控制器和稀釋設(shè)備需要定期重新校準(zhǔn)。需要重新校準(zhǔn)說明，許多現(xiàn)有流式血細(xì)胞儀存在不準(zhǔn)確結(jié)果的潛在可能性和不期望的操作成本。在發(fā)表于細(xì)胞計(jì)量設(shè)備(Cytometry Supplement)1988；37-17上的署名John L．Haynes的文章中描述了阻抗和光學(xué)流式血細(xì)胞儀的原理，和此類技術(shù)在各種領(lǐng)域的應(yīng)用情況。流式血細(xì)胞儀中檢測(cè)的血液樣本無論如何要被稀釋為10∶1～50000∶1。
細(xì)胞分析的另一途徑是在美國(guó)專利5547849、5585246等中描繪的容積毛細(xì)管掃描，其中將相對(duì)未稀釋的全血樣本置入已知容積和厚度的毛細(xì)管中，在血液處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)進(jìn)行檢測(cè)。該技術(shù)處理存在的紅細(xì)胞的方法是通過限定掃描波長(zhǎng)至使得紅細(xì)胞呈相對(duì)透明，該技術(shù)需要處理樣本以使得紅細(xì)胞在測(cè)定過程中不發(fā)生集聚。這樣，該技術(shù)局限于使用較長(zhǎng)波長(zhǎng)的熒光，沒有檢驗(yàn)紅細(xì)胞和血小板或檢驗(yàn)任何細(xì)胞形態(tài)的措施。而且，由于計(jì)數(shù)必須發(fā)生在恒定的容積中，所以在單個(gè)樣本管中檢測(cè)大范圍樣本顆粒組分是困難的和不可能的，因?yàn)檫@些組分在全血樣本中的相對(duì)數(shù)量可以相差1000倍以上。有大量可用于進(jìn)行CBC或相關(guān)檢驗(yàn)的市售設(shè)備，但是，這些設(shè)備除了提供少量CBC檢驗(yàn)之外，就變得復(fù)雜、昂貴和容易發(fā)生故障。此外，有大量旨在進(jìn)行特定血液學(xué)檢驗(yàn)的方法，但是這些方法不能提供CBC中所期望的所有臨床有用信息。
檢測(cè)CBC的更為復(fù)雜的目前可利用設(shè)備的另一問題是必須對(duì)設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)。這是因?yàn)榇蠖鄶?shù)稀釋和測(cè)量均是相對(duì)的而非絕對(duì)的，因此，為了提供精確的數(shù)量、實(shí)際的顆粒，通常必須用設(shè)備分析已知數(shù)值的穩(wěn)定的全血樣本，并調(diào)整設(shè)備從而可以提供準(zhǔn)確的數(shù)值。在標(biāo)準(zhǔn)材料的制備及其轉(zhuǎn)移與貯存期間的穩(wěn)定性方面，這類校準(zhǔn)出現(xiàn)差錯(cuò)的傾向是顯而易見的。標(biāo)準(zhǔn)材料也很昂貴，這就增加了檢測(cè)的成本。
在一共同未決美國(guó)專利申請(qǐng)代理人卷號(hào)No．UFB-016中，公開了允許在基本上不稀釋的全血的靜態(tài)層內(nèi)測(cè)定許多重要血液參數(shù)的方法。所述發(fā)明的重要特征是不需要任何外標(biāo)校準(zhǔn)材料，但是要達(dá)到最理想的精確度，需要精確地確保所述裝置的室的尺寸精確度的方法。
期望具有檢測(cè)靜態(tài)抗凝全血樣本的設(shè)備和方法，所述方法和設(shè)備能夠?qū)Υ罅坎煌簩W(xué)參數(shù)提供準(zhǔn)確的定性和定量結(jié)果，而不需要樣本液流在樣本分析期間穿經(jīng)樣本室。期望提供此類由靜態(tài)血液樣本即能夠得出體積紅細(xì)胞計(jì)數(shù)和細(xì)胞體積信息而不需要外標(biāo)物質(zhì)的方法和設(shè)備。
發(fā)明詳述本發(fā)明涉及用于檢驗(yàn)盛裝在樣本室中的靜態(tài)的、基本上不稀釋的、抗凝全血樣本，并從中獲得信息的方法和設(shè)備。本發(fā)明使用的術(shù)語(yǔ)“基本上不稀釋”，是描述血液樣本的稀釋不超過約1∶1，優(yōu)選更小。通常，在施行本發(fā)明方法中將會(huì)用到的試劑僅僅是染料、顏料和抗凝劑，而這些試劑即使是液體，也不旨在稀釋樣本。優(yōu)選地，樣本室中數(shù)個(gè)區(qū)域的不同通過面(through plane)厚度將在室的所有區(qū)域產(chǎn)生足夠的毛細(xì)管力，從而使得血液樣本遍布全室，由此最終在室中形成靜態(tài)的血液樣本。分析時(shí)血液樣本僅有的運(yùn)動(dòng)是血液樣本成形成份的布朗運(yùn)動(dòng)，該運(yùn)動(dòng)不影響本發(fā)明設(shè)備的使用。裝置包括盛放樣本的樣本室，它具有相對(duì)的樣本密閉壁，至少一個(gè)壁是透明的，室壁在室的至少一部分匯合。因此，室的通過面厚度在室的不同區(qū)域不相同。本說明書中使用的術(shù)語(yǔ)“通過面”，指相當(dāng)于在室的任何區(qū)域中會(huì)聚壁之間最短距離的視線。正如后面將要描述的那樣，兩壁之間會(huì)聚的程度，即兩壁之間距離，在室的任何一個(gè)特定點(diǎn)是已知的，或者，就象后面將要描述的那樣，在樣本盛放于室之后是可以測(cè)得的。該方法和設(shè)備在共同未決美國(guó)專利申請(qǐng)代理人卷號(hào)No．UFB-016中作了更全面的描述。
傳統(tǒng)地，當(dāng)在標(biāo)準(zhǔn)血細(xì)胞計(jì)數(shù)室(通常稱為血細(xì)胞計(jì)數(shù)器)中對(duì)生物流體中的細(xì)胞進(jìn)行計(jì)數(shù)或定量測(cè)定時(shí)，眾所周知，加蓋玻片、清潔表面或充填室的過程中的微小誤差將對(duì)測(cè)量的準(zhǔn)確性產(chǎn)生顯著的影響，因?yàn)槭腋叨瘸叽?名義上是100μ)上的微小誤差，對(duì)于室內(nèi)的任何觀測(cè)體積具有極大的影響。這些室使用1∶10～1∶1000稀釋的血液。在上述本發(fā)明的情況下，室垂直尺寸顯著小于標(biāo)準(zhǔn)計(jì)數(shù)室，通常在約2μ到40 μ的范圍，對(duì)室的尺寸的精確度有著極高的要求。盡管制造所需尺寸容許誤差的室是可能的，但是，更為可行的是，特別是一次性使用的室，建構(gòu)室到接近容許誤差，然后測(cè)量每一個(gè)感興趣區(qū)域的實(shí)際室高度或體積。
室的最薄區(qū)域是這樣的尺寸，當(dāng)樣本室盛滿樣本后，樣本中的單個(gè)紅細(xì)胞或其它顆粒形成單層。此部分室的厚度應(yīng)當(dāng)在約2至約7微米之間，優(yōu)選約5微米。這樣，正如后面將要描述的那樣，在室的這個(gè)區(qū)域可以測(cè)量單個(gè)紅細(xì)胞、其計(jì)量如平均紅細(xì)胞容積(MCV)和平均紅細(xì)胞血紅蛋白量(MCH)。由于細(xì)胞的體積測(cè)量將在此區(qū)域進(jìn)行，所以，任何指定視野的體積或室高度必須已知為適當(dāng)?shù)木_度，優(yōu)選至少+／-5％。
從室的最薄部分開始，室的厚度增加以便在室中形成逐漸增厚的區(qū)域，其可用于識(shí)別和計(jì)數(shù)血樣中的其它細(xì)胞性或顆粒性成份。在所有情況下，該計(jì)數(shù)均在室的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行，所述室的區(qū)域的厚度是可以測(cè)定的，由此，細(xì)胞或成份計(jì)數(shù)可以以一定體積樣本中細(xì)胞或成份數(shù)量的形式給出。因此，室的該區(qū)域厚度范圍通常為約7～約40微米。室含在樣本貯罐(holder)中，貯罐的血液樣本可以被取出。該樣本貯罐的細(xì)節(jié)在共同-未決美國(guó)專利申請(qǐng)代理人卷號(hào)No．UFB-006中公開。由于每單位體積流體中的細(xì)胞或顆粒計(jì)數(shù)在此確定，所以，任何指定視野的體積或室高度必須已知到適當(dāng)?shù)木_度，通常在+／-5％之內(nèi)，優(yōu)選+／-3％或更好。
待測(cè)樣本與著色劑如熒光染料混合，產(chǎn)生的混合物分布于室中，由于室壁的會(huì)聚而形成具有不同厚度的靜置樣本。著色劑可以在將樣本盛裝入室之前加入，或者在將樣本盛裝入室的同時(shí)加入，如在室壁上涂上著色劑干涂層。用具有選擇的波長(zhǎng)或選擇的一個(gè)以上波長(zhǎng)的光源對(duì)室內(nèi)有關(guān)區(qū)域進(jìn)行選擇性照射，所述波長(zhǎng)引起樣本中的著色劑發(fā)出熒光，或者是能夠以其它方式定量測(cè)定的。這樣，含有血樣中的各種成形成份的室內(nèi)區(qū)域被掃描，優(yōu)選用光學(xué)設(shè)備掃描，而掃描結(jié)果可以被掃描設(shè)備進(jìn)行數(shù)字化和分析。樣本是全血的情況下，對(duì)樣本進(jìn)行操作或處理以確保存在不含有成形成份的樣本中的區(qū)域，和只含有血樣的血漿部分的區(qū)域，其中細(xì)胞或其它血中的成形成份被懸浮。
在這種不含成形成份的區(qū)域，每單位面積發(fā)射熒光或發(fā)射信號(hào)的強(qiáng)度(光密度)數(shù)學(xué)上與血漿的厚度相關(guān)，因而，血漿的熒光或光密度隨著室厚度的增加而增加。同樣，來自樣本的熒光或光密度的大小的減少與血樣中可以置換溶于血漿中的著色劑的任何成形體的體積成比例。因此，如果在任何給定信號(hào)大小與室或鄰近室的任何區(qū)域的體積(或者在一些已確定區(qū)域面積處的室高度)之間可以確立絕對(duì)關(guān)系的話，只要有足夠的含有血漿空隙(lacunae)的區(qū)域，所述空隙處沒有成形成份的干擾，并且校準(zhǔn)區(qū)域和測(cè)量區(qū)域之間的著色劑濃度是完全相同的，那么，任何觀測(cè)區(qū)域的確切體積或室高度即可測(cè)定出來。一旦校準(zhǔn)區(qū)域被掃描且由此校準(zhǔn)區(qū)域發(fā)出的著色信號(hào)被測(cè)定，掃描設(shè)備將會(huì)得知室厚度“A”發(fā)出著色信號(hào)“B”，而且“B”的分?jǐn)?shù)或倍數(shù)將等于“A”的成比例的分?jǐn)?shù)或倍數(shù)。有了這個(gè)信息，就可以計(jì)算出樣本單位體積成形成份的數(shù)量，因?yàn)閽呙柙O(shè)備的任何視野的面積是已知的。通過將已知視野面積乘以測(cè)得的視野厚度，可以計(jì)算出室中存在血樣的澄清血漿的任何部位中的區(qū)域視野的體積。困難在于得到特定樣本的校準(zhǔn)信息。
Diether Rectenwald等在物理化學(xué)雜志(J．Phys Chem)第97卷第12期，1993年第2868-2870頁(yè)發(fā)表的文章中描述了一個(gè)方法，其中將球形珠引入室，通過測(cè)量珠對(duì)著色信號(hào)的減少作用來計(jì)算單位體積的著色，因?yàn)橹橹脫Q了著色劑。實(shí)驗(yàn)中使用的數(shù)碼照相機(jī)測(cè)定珠本身的體積。然而，對(duì)于本發(fā)明的應(yīng)用，珠不能奏效，因?yàn)橹楹脱?xì)胞在各自的測(cè)量中相互干擾。因此，期望在有血細(xì)胞或其它顆粒存在時(shí)可以使用的體積著色校準(zhǔn)方法。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供用于由靜態(tài)抗凝全血樣本獲得容量分析有關(guān)信息的方法和設(shè)備。
本發(fā)明的另一目的是提供其特征在于不需要使用外標(biāo)物質(zhì)即可獲得所述容量分析有關(guān)信息的方法和設(shè)備。
本發(fā)明的再一目的是，提供其特征在于允許使用基本上不稀釋的全血樣本或其它生物學(xué)流體以檢驗(yàn)每單位樣本體積中成形成份計(jì)數(shù)信息的方法和設(shè)備。
本發(fā)明還有一目的是提供一種方法和設(shè)備，其特征在于包括一個(gè)盛放樣本的室，所述室具有由相對(duì)會(huì)聚室壁形成的不同通過面厚度的區(qū)域，至少一個(gè)壁是透明的，以便于通過此透明壁可以光學(xué)上或肉眼檢測(cè)樣本。
本發(fā)明另一目的是提供特征在于室中的各種通過面厚度的區(qū)域制成這樣的尺寸，以便能夠測(cè)定流體樣本中不同大小的各個(gè)細(xì)胞以及其它成形成分的形態(tài)學(xué)特征、計(jì)數(shù)和體積的方法和設(shè)備。
本發(fā)明還有一目的是提供用于校準(zhǔn)掃描設(shè)備的方法和設(shè)備，而使設(shè)備能夠測(cè)定樣本中選定視野的體積，和使設(shè)備能夠測(cè)量樣本中成形成份的體積。
附圖簡(jiǎn)述結(jié)合下列附圖，通過接下來的本發(fā)明幾個(gè)實(shí)施方案的詳細(xì)說明，本發(fā)明的這些和其它目的和優(yōu)點(diǎn)將顯得更加清楚。


圖1是樣本室一個(gè)實(shí)施方案的橫截面觀，所述樣本室的通過面厚度在室的不同X、Y區(qū)域是不同的，并且室具有與之相聯(lián)的設(shè)備校準(zhǔn)區(qū)域的第一個(gè)實(shí)施方案。
圖2是圖1所示設(shè)備-校準(zhǔn)區(qū)域的平面圖；和圖3是類似于圖1的樣本室的平面圖，但是提供了與室相聯(lián)的設(shè)備校準(zhǔn)區(qū)域的第二個(gè)實(shí)施方案。
圖4是在室的不同X、Y區(qū)域具有不同通過面厚度的樣本室的一個(gè)實(shí)施方案的橫截面觀，并且室具有與之相聯(lián)的設(shè)備校準(zhǔn)區(qū)域的第三個(gè)圖5是圖4的設(shè)備校準(zhǔn)區(qū)域的平面圖；和圖6是可用于分析容器中樣本的掃描設(shè)備的示意圖。
本發(fā)明特定實(shí)施方案詳述現(xiàn)在參照附圖，圖1是編號(hào)為2的裝置的橫截面觀，所述裝置2包括一盛放樣本的室14，室具有不同的通過面厚度。裝置2包括一個(gè)下面的支撐壁4和上面的壁8，為了描述的目的，壁8可以是顯微鏡蓋玻片。壁4和壁8中至少一個(gè)壁必須是透明的，以便于通過透明壁4或8能夠檢測(cè)置于二者之間的樣本。如果需要，壁4和壁8均透明。壁8具有一個(gè)邊10和一個(gè)相對(duì)邊12，邊10鄰接室14的最薄通過面區(qū)域，而邊12鄰接室14最厚通過面區(qū)域。共同-未決美國(guó)專利中請(qǐng)代理人卷號(hào)No．UFB-016描述了不同厚度的室14的多種變化。
掃描設(shè)備的校準(zhǔn)可以按照如下方式完成。可以整合入裝置2的一個(gè)校準(zhǔn)部件包括模塑的校準(zhǔn)-標(biāo)準(zhǔn)區(qū)域38，校準(zhǔn)-標(biāo)準(zhǔn)區(qū)域38與室14鄰接并且可與室14的狹窄端10的流體接觸。當(dāng)著色劑和樣本混合物進(jìn)入室14，染色的樣本流體組份將會(huì)填充校準(zhǔn)-標(biāo)準(zhǔn)區(qū)域38。校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)區(qū)域38可以呈精確地控制深度的槽的形式，所述槽具有底板37和從底板37向上延伸的中央隆凸36，隆凸36具有精確的已知體積。應(yīng)當(dāng)理解，36的幾何結(jié)構(gòu)呈具有精確已知體積的凹陷形式。隆凸將抑制部件36發(fā)出的信號(hào)，使之達(dá)到與隆凸的體積成正比的程度，而凹陷可增強(qiáng)從部件36發(fā)出的信號(hào)，使之達(dá)到與凹陷體積成正比的程度。這樣，底板37與室壁8的底面7之間的距離是已知的；而且部件36的體積也是已知的并且在開始掃描時(shí)與掃描設(shè)備進(jìn)行信息溝通。
在掃描設(shè)備開始樣本分析程序之前，它首先定位于部件38并產(chǎn)生區(qū)域38的強(qiáng)度圖。然后，設(shè)備計(jì)算掃描區(qū)域底板37的平均強(qiáng)度。該平均值乘以區(qū)域38中像素的數(shù)量即得到值S1，此值是如果不存在隆凸36時(shí)由區(qū)域38發(fā)出的信號(hào)強(qiáng)度。第二個(gè)值S2，是將區(qū)域38中所有像素的信號(hào)強(qiáng)度加和而得出的。因此，S1-S2的差代表被隆凸置換掉的流體體積產(chǎn)生的信號(hào)。隆凸的實(shí)際體積V被編碼到貼在裝置2上的機(jī)器可讀取的條碼或其它標(biāo)簽上，并被掃描設(shè)備掃描。掃描設(shè)備可以利用此[(S1-S2)]／V]值計(jì)算室14中任何成形成份的體積或室本身任何部分的體積。由此，掃描設(shè)備將提供精確校準(zhǔn)的室區(qū)域視野體積信息；并為特定著色劑和正被檢測(cè)的裝置2提供成形成份體積信息。應(yīng)當(dāng)指出，盡管顯示的是隆凸，但是也可以使用傾坡，以及任何其體積或單位面積體積是已知的可識(shí)別形狀。
圖3顯示依本發(fā)明形成的裝置2，它包括可用于校準(zhǔn)設(shè)備的第二個(gè)實(shí)施方案的板上結(jié)構(gòu)，以便于在技師使用該設(shè)備期間在設(shè)備被校準(zhǔn)后能夠測(cè)定室視野厚度。在圖3所示的實(shí)施方案中，已知體積并且優(yōu)選約20μ厚的矩形玻璃毛細(xì)管13，與室14的較厚端區(qū)域12鄰接，毛細(xì)管13填充有樣本和混合的著色劑。當(dāng)紅細(xì)胞錢串在毛細(xì)管13內(nèi)形成后，用上述方法可以測(cè)定從毛細(xì)管13中空隙發(fā)出的熒光。毛細(xì)管13的單位長(zhǎng)度體積是已知的，因?yàn)樗恢圃爝_(dá)精確的容許誤差，因此，由掃描設(shè)備可以計(jì)算出單位體積的熒光。
圖4和圖5顯示類似于圖1的實(shí)施方案，除了已知幾何結(jié)構(gòu)是橫跨室的至少一部分的已知高度的連續(xù)臺(tái)階40。為了進(jìn)行校準(zhǔn)測(cè)量，多次讀取臺(tái)階40兩側(cè)的平均流體著色強(qiáng)度，兩側(cè)多個(gè)讀數(shù)之平均差代表給定室厚度的著色信號(hào)大小的變化。也是因?yàn)樵搮^(qū)域的面積是已知的，此高度讀數(shù)可以換算為體積，反之亦然。臺(tái)階40可以是陡峭的或者是漸增的，只要它能夠?yàn)樵O(shè)備適當(dāng)定位提供充分的限界即可。
圖6是共同-未決美國(guó)專利申請(qǐng)代理人卷號(hào)No．UFB-017中詳細(xì)描述的自動(dòng)比色顯微設(shè)備集成的示意圖。該設(shè)備集成通常用數(shù)字54代表，它可以用于掃描盛在裝置2中的血液樣本，而且不需要顯著的人為干預(yù)，可以對(duì)由血樣本中不同白細(xì)胞和網(wǎng)織紅細(xì)胞發(fā)出的顏色的波長(zhǎng)進(jìn)行比色分析，并因而鑒定這些細(xì)胞類型。也可以進(jìn)行血樣中多種白細(xì)胞類型和網(wǎng)織紅細(xì)胞的單位血樣體積計(jì)數(shù)。設(shè)計(jì)設(shè)備集成54以建立和存貯或發(fā)射正在掃描的血樣中不同白細(xì)胞和網(wǎng)織紅細(xì)胞的圖象。設(shè)備54包括一個(gè)平臺(tái)56，平臺(tái)56包括嚙合樣本貯罐2和當(dāng)樣本貯罐2中的樣本被掃描時(shí)能夠使樣本貯罐2在X和Y方向橫向移動(dòng)的夾子58。
可逆電動(dòng)馬達(dá)59可用于選擇性地在相對(duì)方向轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)螺桿60，由此使得樣本貯罐2可以在X和Y方向橫向移動(dòng)。以這種方式，樣本貯罐2中的全部?jī)?nèi)容可被掃描。公開的設(shè)備集成54的自動(dòng)化實(shí)施方案包括CCD相機(jī)62、光束分裂器64和鏡頭裝置66，鏡頭裝置66可以選擇性地在Z方向移動(dòng)，以使得在樣本貯罐集成2含有樣本的部分聚焦。CCD相機(jī)62通過安裝在可選擇性地旋轉(zhuǎn)的濾光片輪74上的多個(gè)不同發(fā)射光波長(zhǎng)濾光片68、70和72來觀看和記錄樣本圖象。設(shè)備集成54也包括激發(fā)光源75，光源75引導(dǎo)激發(fā)光在樣本貯罐2處透過分光器64和聚焦鏡頭裝置66。一系列激發(fā)光波長(zhǎng)濾光片76、78和80可以固定在可選擇性旋轉(zhuǎn)的濾光片輪82上。激發(fā)光被分光器64向聚焦鏡頭66處偏轉(zhuǎn)，并由鏡頭66聚焦在樣本貯罐2上。這樣，兩個(gè)濾光片輪74和82可以允許人們選擇性地控制和變化激發(fā)光源的波長(zhǎng)，以及發(fā)射光源的波長(zhǎng)。預(yù)編程的處理器控制機(jī)84可以任意地選擇控制樣本貯罐2的運(yùn)動(dòng)；濾光片輪74和82的旋轉(zhuǎn)；和操作CCD相機(jī)62。由此，控制機(jī)84能夠完全自動(dòng)操縱設(shè)備集成12而不需要明顯的人為干預(yù)。
盡管熒光標(biāo)志物是優(yōu)選的，但是也可以使用吸收發(fā)射光的染料。當(dāng)使用這樣的染料時(shí)，要測(cè)定的是光信號(hào)密度值而不是熒光信號(hào)強(qiáng)度。
由于本發(fā)明公開的實(shí)施方案可以進(jìn)行多種變化和改動(dòng)而不背離本發(fā)明實(shí)質(zhì)，因此，公開的實(shí)施方案不是為了限制所附權(quán)利要求所請(qǐng)求的本發(fā)明。
權(quán)利要求
1．一種用于校準(zhǔn)裝在光學(xué)掃描設(shè)備(54)中的室(14)的方法，以便于使設(shè)備能夠測(cè)定視野的體積或生物流體中所含成形成份的體積，所述流體包括澄清的載液，流體中的成形成份懸浮于載液中，所述方法的特征在于a)提供容器(2)用于接受靜態(tài)生物流體樣本的步驟，所述容器包括樣本-接收樣本-觀測(cè)室(14)，室(14)具有不固定的不同通過面厚度的區(qū)域；b)將著色劑和生物流體樣本的混合物引入室的步驟，使得著色劑和生物流體樣本的混合物在室中散開，以便于形成充填室的靜態(tài)的著色生物流體樣本層，所述著色的生物流體樣本層包括著色區(qū)域，所述著色區(qū)域包括成形成份和著色的不含成形成份的澄清載液部分；c)提供具有已知體積或深度的校準(zhǔn)部件(13，38，40)的步驟，所述校準(zhǔn)部件與室以能夠使著色的澄清載液部分進(jìn)入并充填容器校準(zhǔn)區(qū)域的方式相聯(lián)；d)將所述校準(zhǔn)區(qū)域的所述已知通過面體積或深度與掃描設(shè)備溝通信息的步驟；和e)用所述設(shè)備掃描所述校準(zhǔn)區(qū)域的步驟，為的是定量測(cè)量由所述校準(zhǔn)區(qū)域發(fā)射的著色信號(hào)強(qiáng)度，以便于使得設(shè)備能夠?yàn)檎趻呙璧奶囟ㄈ萜鞔_定和貯存著色信號(hào)強(qiáng)度與室深度的關(guān)系，由此使得設(shè)備能夠確定隨后掃描的視野深度，所述視野深度是由樣本室不同深度區(qū)域發(fā)射的著色信號(hào)強(qiáng)度的函數(shù)。
2．權(quán)利要求1所述方法，其中所述校準(zhǔn)區(qū)域包括已知體積的幾何結(jié)構(gòu)(36)，該結(jié)構(gòu)可操作地改變從包含幾何結(jié)構(gòu)的校準(zhǔn)區(qū)域部分發(fā)射的著色信號(hào)，使之達(dá)到與幾何結(jié)構(gòu)的體積成正比的程度，所述方法包括f)將所述已知幾何結(jié)構(gòu)體積與掃描設(shè)備溝通信息的步驟；和g)用所述設(shè)備掃描所述校準(zhǔn)區(qū)域中的所述幾何結(jié)構(gòu)的步驟，為的是定量測(cè)量從所述校準(zhǔn)區(qū)域發(fā)射的著色信號(hào)強(qiáng)度的程度，以使設(shè)備能夠?yàn)檎趻呙璧奶囟ㄈ萜鞔_定和貯存著色信號(hào)強(qiáng)度改變與幾何結(jié)構(gòu)體積的關(guān)系，從而使得設(shè)備能夠確定隨后掃描的視野中所含的成形成份的體積，所述成形成份體積是從含有樣本中成形成份的室之區(qū)域發(fā)射的著色信號(hào)強(qiáng)度的函數(shù)。
3．權(quán)利要求1所述方法，其中所述校準(zhǔn)區(qū)域是已知體積的毛細(xì)管(13)，該毛細(xì)管與室相聯(lián)通。
4．權(quán)利要求1所述方法，其中所述校準(zhǔn)區(qū)域是已知深度的槽(38)，該槽與室相聯(lián)通。
5．權(quán)利要求4所述方法，其中所述幾何結(jié)構(gòu)包含在所述槽中。
6．權(quán)利要求5所述方法，其中所述幾何結(jié)構(gòu)是在所述槽的底壁上形成的隆凸。
7．一種用于校準(zhǔn)光學(xué)掃描設(shè)備(54)的方法，以使得設(shè)備能夠測(cè)定生物流體所含的成形成份體積，所述生物流體包括澄清的載液，其中生物流體中的成形成份懸浮于載液中，所述方法的特征在于a)提供容器(2)接受靜態(tài)的生物流體樣本的步驟，所述容器包括樣本-接收樣本-觀測(cè)室(14)，室(14)具有不固定的不同通過面厚度的區(qū)域；b)將著色劑與生物流體樣本的混合物引入室的步驟，使得著色劑與生物流體樣本的混合物在室中散開，以形成充填室的靜態(tài)的著色生物流體樣本層，所述著色的生物流體樣本層包括著色區(qū)域，所述著色區(qū)域包括成形成份和著色的不合成形成份的澄清載液部分；c)提供具有已知體積的幾何結(jié)構(gòu)(36)的校準(zhǔn)區(qū)域(38)步驟，所述結(jié)構(gòu)有效地改變從包含幾何結(jié)構(gòu)的校準(zhǔn)區(qū)域部分發(fā)射的著色信號(hào)，使之達(dá)到與幾何結(jié)構(gòu)的體積成正比的程度，所述校準(zhǔn)區(qū)域與室以能夠使著色的澄清載液部分進(jìn)入并充填容器的校準(zhǔn)區(qū)域的方式相聯(lián)；d)將所述已知幾何結(jié)構(gòu)體積與掃描設(shè)備溝通信息的步驟；和e)用所述設(shè)備掃描所述校準(zhǔn)區(qū)域中的幾何結(jié)構(gòu)的步驟，為的是定量測(cè)量由所述校準(zhǔn)區(qū)域發(fā)射的著色信號(hào)強(qiáng)度，以便于使得設(shè)備能夠?yàn)檎趻呙璧奶囟ㄈ萜鞔_定和貯存著色信號(hào)強(qiáng)度改變與幾何結(jié)構(gòu)體積的關(guān)系，由此使得設(shè)備能夠確定隨后掃描的視野中所含的成形成份的體積，所述成形成份的體積是由含有樣本中成形成份的樣本室不同區(qū)域發(fā)射的著色信號(hào)強(qiáng)度的函數(shù)。
8．一個(gè)具有用于校準(zhǔn)光學(xué)掃描設(shè)備(54)的區(qū)域(13，38，40)的樣本容器(2)，以便于使得掃描設(shè)備能夠測(cè)定視野的體積，或者能夠測(cè)定包含于包括澄清載液的生物流體樣本中的成形成份的體積，所述生物流體在該容器中進(jìn)行分析，所述容器的特征在于a)具有不固定的不同通過面厚度區(qū)域的樣本接收室和樣本觀測(cè)室；和b)已知通過面厚度或體積的校準(zhǔn)區(qū)域，所述校準(zhǔn)區(qū)域與室以這樣的方式相聯(lián)，使得著色澄清載液部分進(jìn)入并充填容器的校準(zhǔn)區(qū)域，由此所述校準(zhǔn)區(qū)域發(fā)射的著色信號(hào)強(qiáng)度與所述校準(zhǔn)區(qū)域的所述已知通過面厚度或體積成正比。
9．權(quán)利要求8所述的樣本容器，其進(jìn)一步包括在所述校準(zhǔn)區(qū)域中已知體積的幾何結(jié)構(gòu)(36，40)，所述結(jié)構(gòu)有效地改變從包含幾何結(jié)構(gòu)的校準(zhǔn)區(qū)域部分發(fā)射的著色信號(hào)，使之達(dá)到與幾何結(jié)構(gòu)的體積成正比的程度。
10．權(quán)利要求8的樣本容器，其還包括含有校準(zhǔn)區(qū)域的毛細(xì)管(13)。
全文摘要
用光學(xué)掃描設(shè)備(54)光學(xué)地分析靜態(tài)抗凝全血樣本中的有形成分,所述樣本盛放在具有不同通過面厚度的樣本室(14)中。使用該設(shè)備可以計(jì)算含有血漿空隙的血液樣本中任何視野的厚度,所述厚度是空隙中著色血漿發(fā)射的信號(hào)強(qiáng)度的函數(shù)。信號(hào)發(fā)射可以是樣本熒光的結(jié)果或者是樣本發(fā)出的信號(hào)強(qiáng)度的結(jié)果?？梢詼y(cè)定顆粒體積,所述體積是血液樣本中成形成分引起的信號(hào)發(fā)射抑制的函數(shù)。掃描設(shè)備通過包含與室連接的校準(zhǔn)區(qū)域(13,38,40)的方法而被校準(zhǔn),所述校準(zhǔn)區(qū)域包括從血樣中接收已知深度的著色血漿的部分(37),所述校準(zhǔn)區(qū)域也包括具有已知體積結(jié)構(gòu)的著色—發(fā)射—改變結(jié)構(gòu)(36)。掃描設(shè)備掃描校準(zhǔn)區(qū)域已知深度的部分,以測(cè)定信號(hào)發(fā)射強(qiáng)度與該已知深度的相關(guān)程度,掃描設(shè)備也掃描著色—發(fā)射—抑制結(jié)構(gòu),以測(cè)定信號(hào)改變與前述結(jié)構(gòu)的已知體積的相關(guān)程度。該設(shè)備貯存由校準(zhǔn)區(qū)得到的信息,然后進(jìn)行血樣成形成分體積的分析和單位血液樣本的成分計(jì)數(shù)。
文檔編號(hào)G01N33/49GK1294677SQ99803772
公開日2001年5月9日 申請(qǐng)日期1999年2月17日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月7日
發(fā)明者斯蒂芬·C·沃德羅 申請(qǐng)人:斯蒂芬·C·沃德羅, 沃德羅合伙有限公司, 羅伯特·A·利費(fèi)恩