用于在薄膜流体样本中执行血清凝集和其他免疫测定的方法技术

一种用于在液体样本中执行血清凝集检验的方法和系统。该系统提供了一种简单的方法，用于在样本分析腔室内创建原位样本／试剂混合物而不使用任何精密流体处理部件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及用于在液体样本中执行血清凝集检验的方法和系统。该系统提供简单 的方法，用于在样本分析腔室内产生原位样本/试剂混合物而不使用任何精密流体处理部 件。可以在反应器的任意小的面积中确定反应物的相对和绝对浓度。
技术介绍
在大多数检验中，需要提供要被分析的样本的精确稀释，以使得可以使分析物的 浓度处于有效的检验范围，并且由于该稀释影响分析物的浓度，因此测试的精确性和准确 性很大程度上取决于稀释的精确性和准确性。这种稀释的一个原因是免疫测定受已知为前 带效应的现象的影响。本公开中使用的术语“前带”是指在基于沉淀或凝集的免疫测定反应 中通常要禁止或防止的抗体过量的情况，“后带”是指凝集或沉淀反应被禁止的免疫测定中 抗原过量的情况，以及“钩状效应”是指导致伪低(falsely low)结果的抗原过量的情况。 前带效应发生的情况可以导致对患者具有灾难性后果的假阴性(false negative)和伪低 的结果。每个检验组合都具有根据经验限定的工作范围，并且检验必须使用适当稀释的样 本和反应物来执行。传统上，已经通过精密流体处理部件的使用或者以较高的抗体稀释手 动重复检验实现了这种类型的稀释，以检查该阴性是否为真的阴性。尽管这些可以非常准 确，但这需要仔细的校准并且极大地增加了自动化仪器的复杂性。另外，存在于样本中的分 析物的范围可能会超过检验的动态范围，并且为了获得准确的结果可能会需要样本的进一 步稀释。另外，现有技术需要许多个腔室来容纳各种浓度的反应物。诸如针对传染病病原抗体，血清检验是重要的，这是因为血清检验会表明是由于 免疫作用还是由于先前或当前暴露于感染原而存在免疫性，这取决于免疫球蛋白存在的类 型。类似地，可以使用血清检验来检测自身免疫(auto-immunity)等。存在许多所进行的 检验类型，包括凝集、补体结合(complement-fixation)、沉淀等。这些测试的一个几乎普遍 的特征在于需要对样本进行多重稀释，以检测抗体不再对引起阳性测试有效的点。这被称 为“滴定度”，滴定度是与测试抗原产生可检测的凝集或者被测量的反应的患者血清或血浆 的最高稀释度。实际中，这需要在单独的腔室中执行许多单独的测试来达到该结果。使用 这种检验的另一个问题在于，有时难以确定结束点(end-point)，从而为滴定度的确定增加 了显著的误差。自动化可以增加测试效率和准确性，但是通过仪器来执行稀释是非常困难 且耗时的，包括需要首先限定期望的稀释度，这可以根据测试的不同而不同，并且多重稀释4步骤是非常复杂的。提供一种用于在不需要多重稀释并且消除了由于前带效应而引起假阴性的风险 的自动化系统中对抗体滴定度进行测量的方法和设备是所希望的。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，使用可感测标记物以允许在被分析的反应区域中对添加 到试管内(in vitro)腔室的反应物的浓度进行测量。本公开中的可感测标记物是指不会 干扰被分析反应并且以接近该可感测标记物被加入其中的反应物的速率扩散的染料或可 检测的物质。可感测标记物可以是能够通过诸如吸收或荧光发射之类的光学方法进行测量 的一种或多种染料。可感测标记物均勻地存在于溶液或胶状悬浮体之中，该溶液或胶状悬 浮体具有随后要被添加到所使用的薄分析腔室的并且允许在所使用的薄分析腔室中混合 的两种或更多种液体中的至少一种液体。由于腔室的高度小于100微米(100 μ m)，优选地小于20微米QO μ m)，并且腔室 的横向尺寸优选地为几厘米，垂直尺寸和水平尺寸的差异大于1000倍将导致在垂直尺寸 方向上非常迅速地达到均衡而在横向尺寸方向上的均衡则需要花费几百到几千倍的更长 的时间。如果对成像或扫描的反应腔室的整个图像和成像或扫描的离散小区域进行分析， 其中离散分析区域的横向方面在腔室高度的1至3倍的范围内，则被分析的体积将近似均 衡。第一区域旁边的以毫米或更大的距离取得的区域将具有不同的均衡条件。在随后的与 附加反应物混合或扩散之前和之后，对来自混合的可感测标记物的信号进行测量，以允许 计算最终测量的可感测标记物的浓度，从而反映组分的相对稀释度。在腔室中存在多于两 种液体的情况下，可以采用能够与其他可感测标记物区分开的多于一种的可感测标记物， 将每种可感测标记物添加到被添加的多种组分中的一种组分，以能够计算每种组分的相对 比例。如果已经知道组分组成的初始浓度，则可以利用相对浓度来计算每单位体积被添加 组分整体的绝对浓度。从而，可以将任意小的被分析区域中的被添加的反应物的相对浓度 视为其被添加的试剂浓度可计算的虚拟离散反应器或腔室，并且结合的相对游离的或者凝 集或在被执行的免疫测定中采用的其他信号的结果可以被测量并绘制为按照计算出的样 本稀释度获得的信号或者按照被添加抗体或被添加抗原的浓度的标准体(standard)。因此，本专利技术的一个目的在于提供一种方法和设备，其中利用混合和扩散在腔室 内的薄膜样本中的两种或更多种可混合液体之间建立浓度梯度，以使得在检验时间期间该 腔室的薄尺寸方向上的均衡非常迅速而该腔室的长轴方向上的浓度差异没有达到均衡，并 且通过可感测标记物的相对浓度对最终相对相互稀释度(inter-dilution)进行测量，该 可感测标记物不参与任何期望的化学反应并且具有这样的属性其允许在反应腔室中的任 何小区域处对其进行准确测量。附图说明图1为在执行本专利技术的方法中使用的腔室的示意平面图；图2为图1腔室的截面图；图3为图1腔室的放大截面图，其示出了通过腔室的顶面的偏斜在腔室中抽吸溶 液，以便于在遍及该腔室的横向方面建立不同的浓度；图4为抽吸步骤已经完成后的图1腔室的平面图；图5示出了来自沿着图4的线a-a获得的图1腔室的荧光发射踪迹的读数，其中 可感测标记物为荧光染料；图6为图1腔室的平面图，其中该腔室具有内部挡板，当样本被首先引入到腔室中 时该挡板会引起样本混合，从而不需要对样本进行物理操作；图7为类似于图1的示意平面图，但在腔室中具有相对少的样本；图8为类似于图7的平面图，但其示出了混合之后的样本；图9为图1腔室的示意平面图，但其示出了向该腔室添加三种液体的结果；图10为根据本专利技术形成的测试腔室的示意截面图；图11为类似于图10的测试腔室的示图，其示出了向该腔室添加测试样本之后的 包含目标表位的粒子的凝集以及控制粒子的不凝集；图12为类似于图10的截面图，其示出了向该腔室添加测试样本之前在该测试腔 室中存在的抗体；图13为类似于图11的示图，其示出了向该腔室添加测试样本之后的包含目标表 位的粒子的凝集以及控制粒子的不凝集；图14A为测试腔室的混合物平面图，其示出了样本中存在凝集的包含目标表位的 粒子以及不存在控制粒子的凝集；以及图14B为从沿着线a-a的扫描获取的样本中的凝集粒子的示图，并且示出了样本 中没有粒子凝集的截止位置T。具体实施例方式图1为腔室1的示意顶视图，在此示例中为正方形，其截面图在图2中示出。该腔 室包括相对较薄的顶板和底板，其中至少一个必须为透明的。在该腔室中引入两种或更多 种液体，其中一种液体为要被分析的样本3而其他液体为分析所需的试剂4。这些液体中的 至少一种具有溶解的标记物，其可以为荧光的染料(诸如荧光)或者为能吸收的染料(诸 如酚红)等本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于针对液体样本中的一种或多种目标分析物抗体执行血清凝集检验的方法，所述方法包括以下步骤：　　ａ）提供具有相对的平板表面的薄平板腔室，其中至少一个平板表面为透明的；　　ｂ）将有效量的可检测的第一粒子放置在所述平板腔室中，所述第一粒子在其表面上包含有目标分析物抗体所针对的抗原；　　ｃ）将大小和形状类似于所述第一粒子的第二控制粒子放置在所述腔室中，所述控制粒子的颜色或荧光或其他可辨别特征与所述第一粒子不同，并且所述控制粒子没有所述抗原；　　ｄ）允许或引起所述可检测粒子与所述样本彼此混合，从而当存在所述目标分析物抗体时，所述目标分析物抗体将引起所述第一粒子的凝集；　　ｅ）对所述混合物进行电子成像或扫描，以通过分析由于被检测粒子的凝集而产生的像素强度图案来检测各粒子聚集体；以及　　ｆ）通过对任意凝集的第一粒子的信号与任意凝集的控制粒子的信号进行比较来确定是否存在显著的粒子凝集。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2008-4-2 61/041,790;US 2008-4-2 61/041,784;US 21.一种用于针对液体样本中的一种或多种目标分析物抗体执行血清凝集检验的方法， 所述方法包括以下步骤a)提供具有相对的平板表面的薄平板腔室，其中至少一个平板表面为透明的；b)将有效量的可检测的第一粒子放置在所述平板腔室中，所述第一粒子在其表面上包 含有目标分析物抗体所针对的抗原；c)将大小和形状类似于所述第一粒子的第二控制粒子放置在所述腔室中，所述控制 粒子的颜色或荧光或其他可辨别特征与所述第一粒子不同，并且所述控制粒子没有所述抗 原；d)允许或引起所述可检测粒子与所述样本彼此混合，从而当存在所述目标分析物抗体 时，所述目标分析物抗体将引起所述第一粒子的凝集；e)对所述混合物进行电子成像或扫描，以通过分析由于被检测粒子的凝集而产生的像 素强度图案来检测各粒子聚集体；以及f)通过对任意凝集的第一粒子的信号与任意凝集的控制粒子的信号进行比较来确定 是否存在显著的粒子凝集。2.根据权利要求1所述的方法，其中通过测量包含凝集的第一粒子的像素面积和包含 任意凝集的控制粒子的像素面积来执行对粒子凝集存在的检测。3.根据权利要求1所述的方法，其中通过确定任意给定类型的粒子凝集或凝块的百分 比来执行对粒子凝集的检测。4.根据权利要求1所述的方法，其中存在多于一种类型的单独可辨别可检测的第一粒 子，每种类型包含不同的抗原，以使得可以在同一样本腔室中同时执行多种检验。5.根据权利要求1所述的方法，其中对所述第一粒子和所述控制粒子区别地标记，以 使其可以相互区分开。6.一种用于针对液体样本中的一种或多种目标分析物抗体执行血清凝集检验的方法， 所述方法包括以下步骤a)提供具有相对的平板表面的薄平板腔室，其中至少一个平板表面为透明...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬C沃德洛，罗伯特A莱文，
申请(专利权)人：艾博特健康公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]