改进的光透射样品架和分析，特别是用于血红蛋白制造技术

其中，本发明专利技术涉及用于改善对夹在两个板之间的样品的样品薄层的光学分析的装置和方法。间的样品的样品薄层的光学分析的装置和方法。间的样品的样品薄层的光学分析的装置和方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】改进的光透射样品架和分析，特别是用于血红蛋白
[0001]交叉引用
[0002]本申请要求12月14日提交的美国临时专利申请62/598,899的权益。2017年，为了所有的目的，其内容依赖并通过引用整体并入本文。
[0003]领域
[0004]本专利技术涉及用于改善对夹在两个板之间的样品薄层的光透射分析的装置和方法。
[0005]背景
[0006]样品薄层的光吸收是测定生物和化学样品的方法之一。测量光吸收的一种方法是测量直接进入样品和从样品中出来的入射光和透射光的强度。
[0007]但是，由于种种原因，在许多实际情况下，可能难以直接测量这些光强度。一个原因是，薄层样品经常需要一个样品架进行测量，而被测量的透射光是穿过样品和样品架的光。因此，需要一种可以将样品架的光吸收与样品架的光吸收分开的方法。
[0008]另一个原因是入射光和透射光都在样品的另一侧，因此很难使用单个检测器同时检测两个光。因此，使用单个光电检测器进行吸收测量成为一种需要。
[0009]在薄样品的光透射测量的现有方法中，包括两块板的样品架已被用于将样品夹在两块板之间的薄层中，并且通过样品薄层内部的气泡进行光透射(可能在某些条件下发生)被用作参考信号，以将样品架的光吸收与样品的光吸收分开。这种方法还允许使用单个光电探测器进行光吸收测量。在该方法中，假设(i)通过气泡区域的光传输与通过零厚度样品的光传输相同，并且(ii)在气泡区域中样品架的光吸收相同(其中参考信号)和样品区域(测量单个样品)。但是，实际上，两种假设都可能是错误的。在远离样品信号位置的地方可能会产生气泡，因此两个位置之间的样品架吸收率存在显着差异。气泡可能太小，以至于光将被显着散射，并且参考信号与厚度为零的样品明显不同。此外，空气气泡产生在产生(产生或可以不产生)和产生的位置(例如，随机位置)具有随机性。
[0010]因此，本专利技术的一个目的是提供产生参考光，简化光透射测量并简化样品处理的装置和方法。本专利技术可以克服或减少现有设备或系统的缺点。
[0011]简述
[0012]其中，本专利技术涉及用于改善对夹在两个板之间的样品之间的样品薄层的光学分析的装置和方法，尤其涉及用于产生可改善光学分析的参考信号的装置和方法以及用于分析血红蛋白。
[0013]样品的性质(例如生物学或化学性质)可以通过样品的光密度(即OD)，通过薄样品层的透射光与入射光(即比尔
‑
兰伯特定律)来确定。但是，薄层样品通常需要样品架进行测量，并且被测量的光也会穿过样品架。需要从总的透射光中分离出样品的光透射信号和光吸收(例如光密度)，该总透射光包括穿过样品和穿过样品支架的光透射。
[0014]本专利技术的一个目的是提供样品保持器的某些实施例的器件和方法，并且使用其改善光透射分析的方法。
[0015]通过引用合并
[0016]在本说明书中提到的所有出版物，专利和专利申请都以引用的方式并入本文，等
同于每个单独的出版物，专利或专利申请被明确地并单独地指出通过引用并入。
[0017]附图简述
[0018]本领域技术人员将理解，以下描述的附图仅用于说明目的。在某些图中，附图是按比例绘制的。在提供实验数据点的图中，连接数据点的线仅用于引导数据视图，没有其他手段。为了清楚起见，当在附图中示出时，一些元件被放大。应该注意的是，这些附图并不是要严格按比例显示这些要素。元件的尺寸应从本文提供的描述中划定，并通过引用结合到本文中。附图无意以任何方式限制本专利技术的范围。
[0019]图1A示出了被称为OAC(例如，光学分析卡)的样本保持器的一个实施例的截面图，该样本保持器用于通过使用光透射来分析样本中的被分析物(例如血液样本中的血红蛋白)，包括：第一块板，第二块板和导光垫片(LGS)；其中LGS具有柱状形状，被夹在两个板之间，并且柱的每个端部直接接触形成LGS
‑
板接触区域的两个板中的一个，并且被构型为允许光从第一块板透射通过LGS，不经过样品就移至第二块板。
[0020]图1B示出一个样品保持器的一个实施例的横截面视图，称为OAC(例如光学分析卡)，用于在样品中(血液样品中例如血红蛋白)通过光传输使用的光分析分析物，其包括：第一块板，第二块板和导光垫片(LGS)，其中两个板可相对移动，并且支柱的顶部平坦。
[0021]图1C是CROF(压缩的调节的开放流)实施方案的图示。图(a)示出了第一块板和第二块板，其中第一块板具有垫片。图(b)示出了在打开构造下将样品沉积在第一块板(所示)，第二块板(未示出)或两者(未示出)上。图(c)示出了(i)使用两个板来散布样品(板之间的样品流)并减小样品厚度，以及(ii)使用垫片和板来调节处于闭合构造的样品厚度。每个板的内表面可具有一个或多个结合区域和/或存储区域(未示出)。
[0022]图2A示出了具有第一块板，第二块板和LGS的样品架的一个实施例的截面图，样品架中的样品，样品区域和基准区域的位置以及样品中的入射光和透射光区域和基准区域
[0023]图2B示出了具有第一块板，第二块板和LGS的样品架的一个实施例的透视图，样品架中的样品，以及取样区域和基准区域的位置。
[0024]图3示出了具有第一块板，第二块板和LGS的样品架的一个实施例的顶视图，LGS的位置，采样区域，基准区域以及基准区域和样品区域边缘的示例性位置。注意，在成像处理期间这些边缘被检测。
[0025]图4示出了在波长200nm至1000nm下的氧合血红蛋白[HbO2]和脱氧血红蛋白[Hb]的摩尔消光系数。
[0026]图5示出了用于测量QMAX卡中的血红蛋白的光学装置。
[0027]图6示出了由iPhone进行的QMAX卡中的示例性血红蛋白测量。
[0028]图7示出了与黄金标准(雅培Emerald血细胞计数器)相比的示例性QMAX血红蛋白测量。
[0029]图8示出了由iPhone拍摄的QMAX卡中的示例性血红蛋白测量。
[0030]图9示出了用于选择采样区域和基准区域的示例性方法。
[0031]详细说明
[0032]下面的详细描述通过示例而非限制的方式示出了本专利技术的某些实施例。如果有的话，此处使用的章节标题和任何副标题仅用于组织目的，而不应被解释为以任何方式限制所描述的主题。节标题和/或副标题下的内容不限于节标题和/或副标题，而是适用于本发
明的整个描述。
[0033]任何出版物的引用都是由于其在申请日之前的公开，并且不应解释为承认本权利要求书无权凭借在先专利技术而早于该出版物。此外，提供的发布日期可能与实际发布日期不同，实际发布日期可能需要独立确认。
[0034]定义
[0035]除非另有定义，否则本文中使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属领域的普通技术人员通常所理解的相同含义。尽管类似于或等同于本文描述的那些方法和材料的任何方法和材料也可以用于本教导的实践或测试，但是现在描述一些示例性方法和材料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种器件，包括：第一块板，第二块板，导光垫片(LGS)，采样区域和基准区域，其中：(i)第一块板和第二块板被构造成将样品夹在板之间的薄层中，以用于光透射分析，并且每个板在其内表面上具有与样品接触的样品接触区域；(ii)导光垫片(LGS)具有柱形形状，夹在两块板之间，柱的两端直接接触每一块板形成LGS－板接触区域，从而形成一种结构允许光从第一块板通过LGS传输到第二块板，而没有穿过样品，(iii)采样区域是光可以依次穿过第一块板，样品和第二块板的区域，其中该采样区域不具有LGS；和(iv)基准区域是光依次通过第一块板，导光垫片和第二块板而没有穿过样品的区域；其中，LGS接触面和LGS的横截面尺度大于光的波长，其中，导光垫片被样品包围或和样品相邻；和其中，采样区域中的样品的厚度为500μm或更小。2.一种用于分析样品中血红蛋白的器件，包括：第一块板，第二块板和导光垫片，其中：(i)第一块板和第二块板可相对于彼此移动而形成不同的构造，包括打开构造和闭合构造；(ii)每个板均包括一个内表面，该内表面具有一个样品接触区域，用于接触含有或可能含有血红蛋白的样品；和(iii)所述导光垫片具有柱状形状，其中，所述导光垫片的顶表面和底表面基本平坦，并且所述底表面固定在所述板之一的内表面上，其中，每个垫片的底面和平均横截面分别大于分析样品的光的波长，其中导光垫片在样品接触区域内。其中，打开构造是这样的构造，其中：两个板分开，板之间的间隔不受导光垫片的限制，并且样品被沉积在一个或两个板上。其中，闭合构型是在样品在开放构型时沉积之后的构型；在闭合状态下：至少部分样品被两个板压缩成高度均匀的层，其中该层的均匀厚度由板的样品区域中的的板和导光垫片限制；和其中，在闭合构型中：(a)样品接触区域中的至少一个垫片使其顶表面与其中一个板直接接触，并且至少一个垫片和其之上以及之下的板上的区域定义了一个基准区域，其中该基准区域对于特定波长范围内的光是透明的，并且(b)一块板上的样品接触区域中的至少有一个区域及其在另一板上的相应区域未被导光垫片占据，从而定义了一个对相同特定波长范围的光透明的采样区域。3.一种用于分析样品中分析物中血红蛋白的器件，包括：第一块板，第二块板和导光垫片，其中：(i)第一块板和第二块板被构造成容纳包含或可能包含分析物的样品，其中至少一部分样品在两个板之间并且与两个板接触；和(ii)导光垫片具有柱状形状和预定的基本高度，其中，导光垫片的顶面和底面基本上是平坦的，并且至少一个垫片的顶面和底面与板直接接触，
其中每个垫片的顶表面和底表面以及其平均横截面的尺度分别大于分析样品的光的波长，以及其中：(a)至少一个垫片和在其上方和下面的板的区域定义了一个基准区域，该基准区域对特定波长范围内的光透明，并且光可以穿过板和垫片，并且(b)在一块板上的样品接触区域中的至少一个区域以及在另一板上的其对应区域未被导光垫片占据，从而定义了一个对相同波长范围内的光透明的采样区域。4.一种用于分析样品中分析物的器件，包括：第一块板，第二块板和导光垫片，其中：(i)第一块板和第二块板可相对于彼此移动成不同的构造，包括打开构造和闭合构造；(ii)每个板包括一个内表面，该内表面具有一个样品接触区域，用于接触包含或可能包含分析物的样品；和(iii)导光垫片具有柱状形状并且具有预定的基本均匀的高度，其中，导光垫片的顶表面和底表面基本平坦，并且底表面固定在一个或多个板的内表面上，其中每个垫片的顶面和底面以及平均横截面尺度分别大于分析样品的光的波长，其中至少一个导光垫片在样品接触区域内；其中，打开构造是这样的构造，其中：两个板分开，板之间的间隔不受导光垫片的限制，并且样品被沉积在一个或两个板上。其中，所述封闭构型为在所述样品沉积在所述开放构型后形成的构型；在闭合状态下：至少部分样品被两个板压缩成高度均匀的层，其中该层的均匀厚度由板的样品区域中的的板和导光垫片限制；和其中，在闭合构造中，(a)样品接触区域中的至少一个垫片使其顶表面与其中一个板直接接触，并且至少一个垫片以及其之上和之下的板区域定义了基准区域，其中该基准区域对于特定波长范围内的光是透明的，并且(b)一块板上的样品接触区域中的至少一个区域及其在另一板上的相应区域未被导光垫片占据，从而定义了一个对特定波长范围内的光透明的采样区域。5.一种用于分析样品中血红蛋白的器件，包括：第一块板，第二块板和导光垫片，其中：(v)第一块板和第二块板构造成将样品夹在薄层中；第一块板，第二块板和导光垫片，其中：(i)第一块板和第二块板构造成将样品夹在薄层中；(ii)导光垫片具有柱形形状，被夹在两个板之间，其中柱的头端和尾端直接接触其中一个板，从而在柱的两端和相应的板之间没有样品，其中导光垫片被样品包围或在样品附近，其中柱的直接接触面积和平均横截面分别为至少1um^2(平方微米)或更大；其中两块板的内表面之间的间隔为200μm或更小。6.一种样品分析装置，包括：现有装置实施例中的任何一个装置，光源，照相机；和适配器，其中(i)光源被设置为发射一定波长范围内的光，该波长范围内的光能穿过基准区域；(ii)照相机设置型为对基准区域和采样区域成像。(iii)适配器被设置为将器件，光源和照相机三者相对于彼此定位，从而使得来自光源
的光穿过基准区域和采样区域并且由照相机成像。7.任何先前的装置实施例的装置，还包括：处理器，其被设置为处理由照相机捕获的图像，并通过比较来自基准区域和采样区域的光透射来确定样品中分析物的性质。8.根据任一前述权利要求所述的装置，其中，所述照相机和所述处理器是单个移动设备的一部分。9.根据任一前述权利要求所述的装置，其中，所述光源和所述处理器是单个移动设备的一部分。10.根据任一前述权利要求所述的设备，其中，所述光源，所述照相机和所述处理器是单个移动设备的一部分。11.任何先前的设备实施例的设备，其中，移动设备是智能手机。12.一种使用透射光进行样品分析的方法，包括以下步骤：(a)具有任何先前装置实施例中的器件；(b)将样品沉积在器件的打开构型中，其中样品中可能含有分析物；(c)使器件进入闭合构型；(d)构造有一定波长穿过器件的基准区域的光源；(e)构造一个对器件的基准区域和采样区域成像的成像器；(f)构造一个适配器，适配器被设置为将器件，光源和照相机三者相对于彼此定位，从而使得来自光源的光穿过基准区域和采样区域并且由照相机成像；(g)通过比较来自采样区域和基准区域的光透射率来确定分析物的性质。13.根据前述权利要求中任一项所述的器件，方法或系统，其中，所述分析物是血红蛋白。14.根据前述权利要求中任一项所述的器件，方法或系统，其中，所述分析物是细胞的类型。15.根据前述权利要求中任一项所述的器件，方法或系统，其中，所述样品层的厚度由板和所述导光垫片调节，并且与所述导光垫片的均匀高度基本相同。16.根据前述权利要求中任一项所述的器件，方法或系统，其中，所述分析物是红细胞。17.根据任一前述权利要求所述的器件，方法或系统，其中，所述分析物是白细胞。18.根据任一前述权利要求所述的器件，方法或系统，其中，所述参考区域和所述采样区域具有相同的尺寸。19.根据前述权利要求中任一项所述的器件，方法或系统，其中，所述参考区域在所述导光间隔件的横截面的对应区域内。20.根据前述权利要求中任一项所述的器件，方法或系统，其中，所述参考区域小于0.1μm2，小于0.2μm2，小于0.5μm2，小于1μm2，小于2μm^2，小于5um^2，小于10um^2，小于20um^2，小于50um^2，小于100um^2，小于200um^2，小于500um^2，小于1000um^2，小于2000um^2，小于5000um^2，小于10000um^2，小于20000um^2，小于50000um^2，小于100000um^2，小于200000um^2，小于500000um^2，小于1mm^2，小于2mm^2，小于5mm^2，小于10mm^2，小于20mm^2，或小于50mm^2，或介于两个值之间的范围内。21.前述权利要求中任一项所述的器件，方法或系统中，其中，所述器件还包括高度基
本均匀的多个导光垫片，并且其中至少一个所述导光垫片在所述样品接触区域内。22.根据前述权利要求中任一项所述的器件，方法或系统，其中，所述器件还包括多个具有基本均匀的高度的导光垫片，其中两个相邻的导光垫片之间的距离是已知的，并且其中至少一个导光垫片位于样品接触区域内。23.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，方法或系统，其中，所述器件还包括高度基本均匀的多个导光垫片，其中，两个相邻的导光垫片之间的距离是已知的并且基本恒定(即，所述导光垫片基本上是周期性阵列)，并且其中至少一个导光垫片在样品接触区域内。24.根据前述权利要求中任一项所述的器件，方法或系统，其中，通过在所述板的内表面上进行模塑工艺，将所述导光垫片的底表面固定在其中一个板的内表面上。25.根据前述权利要求中任一项所述的器件，方法或系统，其中，所述导光垫片的底表面固定在所述板之一的内表面上，并且由与所述内表面相同的材料制成。26.根据前述权利要求中任一项所述的器件，方法或系统，其中，所述导光垫片的底表面固定在所述板之一的内表面上，并且由与所述内表面相同的材料制成，并且所述导光垫片的底表面与板的内表面间没有界面。27.根据前述权利要求中任一项所述的器件，方法或系统，其中，所述光的波长大于300nm，并且其中，所述光的波长也小于20μm，小于15μm，小于10μm，小于5μm，小于4μm，小于3μm，小于2μm，小于1μm，小于800nm，小于750nm，小于700nm，小于650nm，小于600nm，小于550nm，小于500nm，小于450nm，小于400nm，或在两个值中的任何一个之间的范围内。28.根据前述权利要求中任一项所述的器件，方法或系统，其中，所述光的波长长于500nm，并且其中，所述光的波长还小于600nm，小于590nm，小于580nm，小于570nm，小于560nm，小于550nm，小于540nm，小于530nm，小于520nm，小于510nm，或在两个值之间的范围内。29.根据前述权利要求中任一项所述的器件，方法或系统，其中，每个导光间隔件的平均横截面小于1um^2(平方微米)，10um^2、20um^2，30um^2、50um^2、100um^2、150um^2、200um^2、300um^2、500um^2、1000um^2、2000um^2、5000um^2，10,000um^2、30,000um^2、100,000um^2、200,000um^2、500,000um^2、1mm^2、2mm^2、5mm^2、10mm^2、50mm^2，或介于两个值之间的范围内。30.根据前述权利要求中任一项所述的器件，方法或系统，其中，每个导光间隔件的平均横截面小于1um^2(平方微米)，10um^2、20um^2，30um^2、50um^2、100um^2、150um^2、200um^2、300um^2、500um^2、1000um^2、2000um^2、5000um^2，10,000um^2、30,000um^2、100,000um^2、200,000um^2，或介于两个值之间的范围内。31.根据前述权利要求中任一项所述的器件，方法或系统，其中，每个导光间隔件的平均横截面小于1um^2(平方微米)，10um^2、20um^2，30um^2、50um^2、100um^2、150um^2、200um^2、300um^2、500um^2、1000um^2、2000um^2、5000um^2，10,000um^2、30,000um^2，或介于两个值之间的范围内。32.根据前述权利要求中任一项所述的器件，方法或系统，其中，所述样品接触面积大于100um^2(平方微米)，大于200um^2，大于400um^2，大于600um。^2，大于800um^2，大于1,000um^2，大于2,000um^2，大于4,000um^2，大于6,000um^2，大于8,000um^2，大于10,000um^
2，大于20,000um^2，大于40,000um^2，大于60,000um^2，大于80,000um^2，大于100,000um^2，大于200,000um^2，大于250,000um^2，大于500,000um^2(平方微米)，或介于两个值之间的范围内。33.根据前述权利要求中任一项所述的器件，方法或系统，其中，预定的恒定垫片间隔距离比所述分析物的尺寸大至少约2倍。34.根据前述权利要求中任一项所述的器件，方法或系统，其中，预定的恒定垫片间隔距离比所述分析物的尺寸大至少2倍，至少6倍，至少8倍，至少10倍，至少20倍，至少40倍，至少60倍，至少80倍或至少100倍。35.根据前述权利要求中任一项所述的器件，方法或系统，其中，所述导光垫片的高度是1μm，2μm，5μm，10μm，30μm，50μm，100μm，200...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬，
申请(专利权)人：ESSENLIX公司，
类型：发明
国别省市：