微观元素多参数分析设备和方法技术

技术编号:2577415 阅读:208 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术提出了一种分析微观元素的设备(DA),这种设备包括:第一,需分析的微观元素的测量空间(CM);第二,至少一个提供在测量空间(CM)内联合在一起的射线的光源(S),所述射线具有至少两个不同的分析波长,用来与测量空间(CM)内的微观元素交互作用,以形成交互作用射线;第三,在测量空间(CM)的上游用不同的码对射线进行编码的编码装置(M);第四,对荧光和/或扩散的交互作用射线根据它们的波长进行选择性滤波的滤光装置(FO);第五,将来自测量空间(CM)的交互作用射线的至少一部分变换成电信号的检测装置(DE,DF);以及第六,包括对电信号进行解码的解码装置(DRE,DRE)的分析装置(MA),用来确定表示所分析的微观元素的数据。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及微观元素分析领域,具体地说,涉及用光对微观元素进行表征和计数的设备。 在这里,“微观元素”是指任何外形尺寸极微小的元素,特别是生物微粒或细胞(原核细胞和真核细胞)。
技术介绍
在活体外诊断领域(值得注意的是血液计数或流式血细胞计数)中,常规是使用基于光与各种构成样本的微观元素之间的交互作用的表征和计数设备,以便获得这些微观元素的定性和定量信息。 在广泛使用的技术中,可以特别提到的有包括透射、衍射、反射和折射的称为散射技术和包括发荧光和发磷光的称为光致发光的技术。它们可以获得特别是形状、体积、大小、颜色、密度、结构、生化性质和/或粒度分布的单独或组合信息。 然而,用流式血细胞计数这种普通的技术得到的生物元素特别是血球的表征基于有限的变量和细胞鉴别可能性。 每个测量原理是比较简易的物理方法,而同时进行多重测量导致可能干扰以后的测量的交互作用,使得以后的测量无法使用。因此,实现多个测量受到避免这些交互作用的能力的限制。 在市场上现有的血液分析器和流式血细胞计数器中,元素通常用称为Wallace Coulter方法的阻抗测量的电子方法或光学方法(散射、光致发光)检测。 例如,体积和折射率可以根据单个波长和两个不同的观测角度从散射分析结果推断。这种检测模式例如可参见TECHNICON仪器公司的专利US 4,735,504。在这个专利中所揭示的光学系统使用对在两个不同角度范围内衍射的光的测量,使各元素的体积和折射率可以通过将它们的光响应与在体积和折射率上标定的元素的光响应相比较分离出来。这些数据值的处理基于由Gustav MIE开发的球状颗粒光散射原理,在网址<http://en.wikipedia.org/wiki/Mie_scattering>处有值得注意的说明。 在流式细胞计中,普遍接受的是,对在接近光轴(FSC(“前向散射”)或轴上衍射)的角度范围内的衍射的测量可以得到所分析的微观元素的体积的指示。此外,与光轴正交散射(或“侧向散射”,或者是以90°散射)的光表示了元素的内部结构。这些特征与进行测量的角度和波长密切相关。 注意到发荧光是在可激励分子受到波长为它的特征波长之一的光能激励后返回到基态时所出现的现象。发射的荧光始终出现在比激励频率低的频率。荧光发射基本上是无方向性的。通常不在入射光的激励轴上进行测量,通过滤波器发送给检测器的只是所关心的光谱频带。 在荧光中所使用的分子探针(probe)可以是对特定类型的微粒有内在亲和力的活体或离体活体染料。可以特别提到的是核酸的添加染料,诸如橙噻唑、O槐黄、Y二苯氧芑胺之类,或者由附有染色标志(通常是单一或纵列荧光染料,或者有时是纳米晶体)的抗体组成的免疫探针。 这种通过实现免疫探针进行标记的模式对于细胞识别特别是按照上面所说明的流式细胞计技术进行细胞识别已经非常普遍。Ortho诊断公司的专利EP 0022670揭示了用流式细胞计识别各种细胞(通过它们的抗原决定基)的情况。这个专利中所揭示的技术打开了非常广泛地开发现在公认为有效、安全和可靠的细胞识别技术的免疫表现的大门。 然而,可以执行多参数细胞学分析而不使用抗原性识别。因此,在文献“采用荧光染料着色和流式仪器的复合血细胞计数和分类”(“Combined Blood Cell Counting Blood Cell Counting andClassification with Fluorochrome Stains and Flow Instrumentation”,J.of Histochem.Cytochem Vo 124.No.1,pp.396-411,1976)中,Howard M.Shapiro揭示了用执行吸收、衍射和荧光测量的多参数细胞计进行的对血细胞的一般分类,其中使这些元素与核酸和蛋白质的特定荧光染料的混合物接触。 同时,增加分析器内的荧光测量波长允许使用更多的标记,从而使用更多的抗体,如John A.Steinkamp在文献“流式细胞计多色荧光测量的模块化检测器”(“A Modular Detector for Flow CytometricMulticolor fluorescence”,1987,Cytometry 8353-365)中所指出的那样,但是也大大增大了设备和实现它们的复杂性。 使用由单一波长激励的复合染料很快就呈现出一些由于它们的激励和/或它们的荧光发射的光谱重叠而引起的限制。 为了克服光谱重叠的这些问题,通常使用称为“补偿”的校正方法,这些方法都包括减小所分析的微观元素的与其他微观元素光谱重叠的部分的荧光信号,如在文献“流式细胞计的光谱补偿显形膺象、局限性和注意事项”(“spectral compensation for FlowCytometryVisualization Artifacts,Limitations and Caveats”,MarioRoederer 2001,Cytometry 45,pp.194-205)中所指出的那样。 补偿所引起的一个问题是以平均值来计算这些补偿,而且对于一组给定的荧光染料来说补偿值计算不能一劳永逸。确实,同属于一族的荧光染料的物理性质变化范围很宽,值得注意的是取决于供货源。同样的产品来自不同厂家的因此就会导致不同的补偿设置。这在诊断方面就特别成问题,因为供货源的失控会导致错误的因此可能是危险的测量结果。例如,为了接受如在值得注意的Carleton C·Steward和Sigrid J.Stewart的论文“四色补偿”(“Four color compensation”,Cytometry,Vol.38,pp.161-175,1999)中所说明的决定性的软件补偿,PE-TR转移的效率和所使用的抗体的特性都不够稳定。 使用几个激励波长可以更宽地选择需敞开的染料,并且可以更容易地使发射光谱分开。不同的激励波长在测量槽内经常是空间分开的,在这种情况下提供了进行几个独立测量的优点,如J.Steinkamp在论文“经改善的用于细胞和微粒分析和分类的多激光器/多参数流式细胞计”(“Improved multilaser/multiparameter flow cytometer foranalysis and sorting of cells and particles”,John A.Steinkamp,Robert C.Habbersett,and Richard D.Hiebert;Review of ScientificInstruments Vol 62(11)pp.2751-2764,November 1991)中所揭示的。这种方法的问题是,空间错位导致响应中的时间相移,而重新调整信息必须在下游通过以模拟方式延迟信息或者通过用软件措施重新调整测量结果来实现。 增加激励波长(特别是激光源)连同荧光和其他光参数的测量结果导致实现中工艺复杂和明显困难,例如在论文“使用3激光器流式细胞计的9色11参数免疫表现”(“Nine Color Eleven ParameterImmunophenotyping Using Three Laser Flow Cytometry”,MartinBi本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于分析微观元素的设备(DA),包括需分析的微观元素的测量空间(CM);至少一个能提供辐射的光源(S),所述辐射具有至少两个不同的分析波长,用来与在所述测量空间(CM)内的所述微观元素交互作用以便形成交互作用辐射;用来将来自所述测量空间(CM)的交互作用辐射的至少一部分变换成电信号的检测装置(DE,DF);以及用来分析所述电信号以确定表示所分析的微观元素的数据的分析装置(MA);其特征是:    -所述经编码的辐射在所述测量空间(CM)内联合在一起;    -所述设备(DA)包括i)用来在所述测量空间(CM)的上游以不同的码(ωi)对所述辐射进行编码的编码装置(M),以及ii)用来在所述检测装置(DE,DF)的上游对所述荧光和/或散射交互作用辐射根据它的波长进行选择性滤波的滤光装置(FO,LS);以及    -所述分析装置(MA)包括用来对所述电信号进行解码的解码装置(DRE,DRF),以便根据它们原来的代码进行分析。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:菲利普纳瑞迪迪尔勒菲弗
申请(专利权)人:奥里巴ABX股份有限公司简单形式
类型:发明
国别省市:FR[法国]

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