物质确定装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于确定流体之内的物质的物质确定装置（19）。位置事件确定单元（34）从通过对感测区域进行感测生成的感测信号确定指示可能已附着于所述物质的粒子位于所述感测区域中的位置事件及所述位置事件的属性。位置事件选择单元（70）选择所述位置事件中具有在预定义属性范围之内的属性的部分，并且物质确定单元（40）基于所述位置事件的所选部分确定所述流体（3）之内的所述物质。这样允许将所述流体之内所述物质的确定调整到期望的属性范围，所述范围能够涉及期望种类的结合粒子，由此减小不希望的效应对所述物质的确定的影响，因此改善了确定的准确度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】物质确定装置
本专利技术涉及一种用于确定流体之内的物质的物质确定装置和物质确定方法。本专利技术还涉及一种用于彼此合作地确定流体之内的物质的结合设备和分析设备，一种用于确定流体之内物质的分析方法以及一种用于确定流体之内物质的分析计算机程序。
技术介绍
WO2009/098623A1公开了一种基于能够利用电磁场致动的磁珠的磁生物传感器。利用能够与样本中的特定分析物分子结合的抗体将磁珠功能化。珠子被吸引到传感器表面，在那里结合珠子的数目与样本中存在的分析物分子的量直接地相关或相反地相关。之后通过基于受抑全内反射（FTIR）的技术检测珠子。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于确定流体之内的物质的物质确定装置和物质确定方法，其能够提高确定物质的准确度。本专利技术的另一目的是提供一种用于彼此合作地确定流体之内的物质的对应的结合设备和分析设备，一种用于确定流体之内物质的分析方法，以及一种用于确定流体之内物质的分析计算机程序。在本专利技术的第一方面中，提出了一种用于确定流体之内的物质的物质确定装置，其中所述物质确定装置包括：-粒子，其用于附着到所述流体之内的所述物质，-结合表面，其用于如果所述粒子已经附着于所述物质，则结合所述粒子，-感测单元，其用于感测所述结合表面上的感测区域之内的所述粒子，其中，所述感测单元适于根据所述感测区域中的所述粒子生成感测信号，-位置事件确定单元，其用于从所生成的感测信号确定指示粒子位于所述感测区域中的位置事件和所述位置事件的属性，-位置事件选择单元，其用于选择所述位置事件中具有在预定义属性范围之内的属性的部分，以及-物质确定单元，其用于基于所述位置事件的所选部分确定所述流体之内的所述物质。在现有技术中，感测结合的粒子，并基于结合的粒子确定流体之内的物质，具体而言，确定流体之内物质的量或浓度。然而，在确定流体之内物质的程序期间，粒子可能会进入感测区域并可能离开感测区域。因此，在这个程序期间，能够确定位置事件的数目远远大于在特定测量时间结合的粒子数目。因此，如果确定是基于位置事件的，确定流体之内的物质能够基于非常大量的数据。这种大量数据能够改善信噪比，因此，提高确定流体之内物质的准确度。此外，由于位置事件选择单元选择位置事件中具有在预定义属性范围之内的属性的部分，所以可以将流体之内物质的确定调整到期望的属性范围，其中，物质确定单元基于位置事件的所选部分确定流体之内的物质，所述期望的属性范围可以涉及期望种类的结合粒子。物质确定单元之后可以基本仅使用具有特定属性的位置事件，基本不使用可能由其他不希望种类的结合粒子、结合表面上的刮擦、结合表面上的灰尘、自由粒子等导致的其他位置事件。这能够导致进一步改善确定流体之内物质的准确度。位置事件对应于感测区域中各个粒子的位置，其中，各个粒子能够直接位于结合表面上或接近结合表面。位置事件能够涉及例如结合事件，即涉及结合的粒子，或结合表面上或接近结合表面的自由粒子。感测单元可以是使用允许根据感测区域中的粒子生成感测信号的技术的任何单元，其中，感测区域由感测单元界定。例如，如果粒子与渐逝场的相互作用被用于感测粒子，那么由渐逝场界定感测区域。感测区域优选界定了结合表面上和上方的体积，其中，如果粒子位于所述体积之内则感测到所述粒子。优选地，所述位置事件确定单元适于确定各个位置事件的以下属性中的至少一个：各个粒子在感测区域中的寿命、开始时刻、结束时刻、尺寸以及位置变化。所述位置事件确定单元能够适于确定各个位置事件的若干属性，其中，所述位置事件选择单元适于选择位置事件中具有在各自属性范围之内的属性的部分。具体而言，位置事件选择单元能够适于选择位置事件中具有全部在相应属性范围之内的属性的部分，所述属性是由位置事件确定单元确定的。优选相对于预定义的参考时间确定开始时刻和/或结束时刻。此外，位置变化能够是例如各个粒子测量的坐标随时间的标准偏差，其中，平均值能够给出中心位置，标准偏差能够界定位置变化。然而，也能够以另一种方式确定位置变化。例如，它能够是与界定中心位置的平均位置的最大偏差。位置事件的寿命优选是粒子在感测区域之内的时间。因此也能够将寿命视为停留时间。物质确定装置优选是磁生物传感器，其中，粒子是磁珠，即纳米粒子，其标记物质。优选利用附着元件将磁珠功能化，所述附着元件能够附着于作为例如特定分析物分子的物质。附着元件例如是抗体、蛋白质、DNA、适体等。物质确定装置优选适于执行夹心免疫测定。优选地，感测单元适于使得所生成的感测信号指示位置事件的开始时刻和结束时刻，其中，位置事件确定单元适于通过从所生成的感测信号确定位置事件的开始时刻和结束时刻来确定位置事件的寿命。优选地由粒子进入感测区域的时间定义开始时刻，并且优选地由已进入感测区域的粒子离开感测区域的时间定义结束时刻。如果在测量感测信号结束时在感测区域之内有粒子，能够将结束时刻定义为停止测量感测信号的时间。在实施例中，感测单元适于使得所生成的感测信号指示单一位置事件的开始时刻和结束时刻，其中，位置事件确定单元适于通过从所生成的感测信号确定单一位置事件的开始时刻和结束时刻来确定所述位置事件的寿命。具体而言，感测单元能够适于生成结合表面在不同时间的图像作为感测信号，其中，图像示出了粒子在某一时间位于感测区域中的哪些位置，其中，位置事件确定单元适于通过比较时间上连续的图像来确定开始时刻和结束时刻。这样允许通过简单比较时间上连续的图像，以低的计算工作量来确定位置事件和所述位置事件的寿命。位置优选为感测区域之内存在的粒子的平面内位置，为即由结合表面界定的或平行于结合表面的平面之内的粒子位置。能够相对于一系列连续的图像定义开始和结束时刻。例如，第i个图像能够定义开始时刻，第j个图像能够定义结束时刻，其中，j大于i，且其中能够由该系列的第一幅图像定义参考时间。可以通过跟踪时间上连续的图像中的各个粒子来确定感测区域中的位置变化。位置事件确定单元能够适于确定各个图像中各个位置的尺寸作为各个位置事件的属性。物质确定单元优选适于确定流体之内粒子的量或浓度。进一步优选地，感测单元适于生成结合表面在不同时间的图像作为感测信号，其中，图像示出了在某一时间粒子位于结合表面上的哪些位置，其中，物质确定单元适于基于位置事件确定流体之内的物质，所述位置事件在结合表面上具有预定义尺寸的相同区域中彼此相继，其持续时间小于预定义的持续时间阈值，且其寿命小于寿命阈值。因此，物质确定单元能够适于基于这些寿命和预定义寿命范围之内的寿命确定流体之内的物质。通常，将不仅检测结合到结合表面的粒子，而且也检测非常接近结合表面的粒子。基本上，当粒子存在于结合表面上的感测区域中时，粒子是可见的，例如，在基于对渐逝场影响（像渐逝场之内的FTIR或散射）的感测的情况下，在入射光束的渐逝场中。这些粒子没有结合到表面的分子键，但密切接近表面运动。可以将它们称为“自由”粒子。由于它们进出感测区域的运动，它们对应于寿命非常短的粒子。实质上，这不是真实分子键的寿命，而是感测区域中的寿命。由于粒子在运动，所以它们显现出连续不同的位置。通过从信号中过滤这些短寿命，能够消除或至少减小这些自由粒子对信号的贡献。这样能够改善确定流体之内物质的质量。如果感测单元适于通过使用光感测粒子，则位置事件确定单元能够适本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.02.28 EP 11156257.5;2011.04.21 EP 11163337.61.一种用于确定流体(3)之内的物质的物质确定装置，所述物质确定装置(19)包括：-粒子(17)，其用于附着到所述流体(3)之内的所述物质，-结合表面(30)，其用于如果所述粒子(17)已经附着于所述物质，则结合所述粒子(17)，-感测单元(33)，其用于感测所述结合表面(30)上的感测区域之内的所述粒子(17)，其中，所述感测单元(33)适于根据所述感测区域中的所述粒子生成感测信号，-位置事件确定单元(34)，其用于从所生成的感测信号确定指示粒子位于所述感测区域中的位置事件和所述位置事件的寿命，-位置事件选择单元(70)，其用于选择所述位置事件中具有在预定义寿命范围之内的寿命的部分，以及-物质确定单元(40)，其用于基于所述位置事件的所选部分确定所述流体(3)之内的所述物质。2.根据权利要求1所述的物质确定装置，其中，所述位置事件确定单元(34)适于进一步确定各个位置事件的以下至少一个属性：各个粒子在所述感测区域中的开始时刻、结束时刻、尺寸以及位置变化。3.根据权利要求1所述的物质确定装置，其中，所述位置事件确定单元(34)适于进一步确定各个位置事件的若干属性，且其中，所述位置事件选择单元适于选择所述位置事件中具有在各自属性范围之内的属性的部分。4.根据权利要求2所述的物质确定装置，其中，所述感测单元(33)适于使得所生成的感测信号指示位置事件的开始时刻和结束时刻，且其中，所述位置事件确定单元(34)适于通过从所生成的感测信号确定所述位置事件的所述开始时刻和所述结束时刻来确定所述位置事件的寿命。5.根据权利要求2所述的物质确定装置，其中，所述感测单元(33)适于生成所述结合表面(30)在不同时间的图像作为感测信号，其中，图像示出了粒子在某一时间位于所述结合表面(30)上的哪些位置，其中，所述位置事件确定单元(34)适于确定各个位置事件的以下至少一个属性：通过比较时间上连续的图像确定的所述开始时刻，通过比较时间上连续的图像确定的所述结束时刻，各个位置事件在各个图像中的尺寸，以及通过在时间上连续的图像中跟踪各个粒子确定的各个粒子在所述感测区域中的位置变化。6.根据权利要求5所述的物质确定装置，其中，所述感测单元(33)包括光源(20)和光检测器(21、27)，所述光源用于生成辐射(28)，所述辐射用于被引导所述结合表面(30)，以生成界定所述感测区域的渐逝场，所述光检测器(21、27)用于检测来自所述结合表面(30)的光(29、31)，其中，所检测的光已经受到位于所述结合表面(30)上的所述粒子通过影响所述渐逝场的影响，且其中，从所检测的受影响的光生成所述图像。7.根据权利要求1所述的物质确定装置，其中，所述感测单元(33)包括施力单元(23、24)，所述施力单元用于在感测所述粒子的同时，向所述粒子施加力，以将所述粒子和所述结合表面之间的结合置于应力之下。8.根据权利要求7所述的物质确定装置，其中，所述位置事件确定单元(34)适于-从所述感测信号确定指示所述感测区域中粒子数目的粒子信号，-对所述粒子信号求微分，并且-从经微分的粒子信号，根据位置事件在所述感测区域中的寿命，确定所述位置事件分布，其中，所述位置选择单元(70)适于基于所确定的位置事件分布选择所述位置事件中具有在预定义寿命范围之内的寿命的部分。9.根据权利要求1所述的物质确定装置，其中，所述预定义寿命范围被预定义从而使得品质因数...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·B·A·D·范佐恩，T·H·埃弗斯，R·M·L·范利斯豪特，W·M·哈德曼，D·J·W·克隆德，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：
国别省市：