本发明专利技术提供一种检测样品中带电粒种浓度的方法，所述样品具有多种类型的带电粒种和至少一种不溶组分。该方法包括：提供样品在部分可渗透的层（30）的表面上；使样品的组分通过该部分可渗透的层（30）进入通道（12）；并将组分分离成部分，使得至少一个该部分的每个基本上包含有所述多种类型带电粒种中的单一种类；并确定至少一个该部分中的电荷浓度。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种检测样品中带电粒种浓度的方法，所述样品具有多种类型的带电粒种和至少一种不溶组分。该方法包括：提供样品在部分可渗透的层（30）的表面上；使样品的组分通过该部分可渗透的层（30）进入通道（12）；并将组分分离成部分，使得至少一个该部分的每个基本上包含有所述多种类型带电粒种中的单一种类；并确定至少一个该部分中的电荷浓度。【专利说明】
本专利技术涉及生物、化学、工业或环境样品中带电粒种的传感器。特别地，本专利技术涉及用于测量样品如血液中的带电粒种浓度，特别是离子浓度如锂离子浓度的方法和传感器。本专利技术也涉及用于制造这种传感器的方法。
技术介绍
无机离子是生命的基本需求，并发现其大量存在于饮用水、血液和有机体的每个细胞中以及环境中。例如，细胞内部和外部的许多离子如钠、钾、镁和钙的浓度对任何生物机体来说是必不可少的。因此,动物和人类的血液和血细胞中的离子浓度对大量机体功能也是非常重要的。通常，锂是存在血浆中的痕量元素，但可将它用作药物来治疗两极性精神障碍症。据估计，全世界超过一百万的人在日常用药中摄取锂。使用锂的缺点是极低的治疗指数，即毒性浓度和治疗浓度之间的比值。大部分病人对0.4?1.2mmol/L锂浓度的血浆反应很好，而在1.6mmol/L以上的锂浓度发生毒性作用。长时间的高锂水平血液甚至可以导致神经系统的永久性损伤，乃至死亡。因此，在治疗中监控锂浓度是必要的，每两个月进行定期检查以将锂数量保持在期望水平。为了避免操作者大量的手动处理，通常使用离子选择性电极(ISEs)来自动测量血液参数。这些离子选择性电极是快速的并能提供大的动态量程，但是，它们的响应是对数形式且对锂所需要的高选择性也是一个问题。此外，在锂中毒的情况下，需要一种血液分析的快速方法。目前，静脉血样品必须通过特殊训练的人员从病人抽取并运送到中心实验室，在进行测量之前需要除去血细胞。这一方法要花费45分钟。为了减少样品处理时间并能就地测量，使用离子敏感的场效应晶体管的小型装置可用来测定全血中钾浓度和钠浓度，如手握分析器。然而，这种分析器并不用于锂测量，因为与较小浓度的锂离子相比，存在高基底浓度的其他带电粒种，特别是钠离子。全血中锂的直接测定和血浆中无机阳离子的测定已经描述和显示在E.Vrouwe等Electrophoresis2004, 25, 1660-1667 和 Electrophoresis2005, 26, 3032-3042 中。使用确定样品载荷的微芯片毛细管电泳(CE)并应用层析柱偶联原理，测定一滴全血中的碱金属。指刺(finger stick)收集的血液传送到芯片上，无需浸出或除去组分。无需样品预处理就能够测定来自锂治疗病人的血浆中的锂浓度。使用具有导电率检测的微芯片，已经在140mmol/L的钠基质中获得了 0.lmmol/L的锂检测极限。在这些公开内容中，血样的组分在微通道内部电泳分离。双T型注射几何结构用来选择关心的离子组分并将它们导向检测电极。在这些系统中，样品载荷不得不清楚限定以保证血浆组分正确分离在双T几何结构中。此外，双T几何结构应用起来复杂并不很适合容易地使用这些应用。
技术实现思路
本专利技术提供了一种用于样品中带电粒种浓度的测量方法，所述样品具有多种类型的带电粒种和至少一种不溶组分。该方法包括:提供样品在部分可渗透层的表面上；使样品的组分穿过该部分可渗透层进入通道；并将组分分离成部分，使得至少一个部分的每个基本上包含所述多种类型的带电粒种中的单一种类；且确定所述至少一个部分中的电荷浓度。因此，本专利技术提供了一种方法，用于将样品特别是生物样品如血浆分离成部分，每部分包含基本上一种或一组带电粒种，并随后确定该部分中带电粒种的浓度。本专利技术也提供了一种样品中带电粒种浓度的测量装置，所述样品包括多种类型的带电粒种和至少一种不溶组分，该装置包括至少一个带有至少一个开口的通道，覆盖所述至少一个开口的部分可渗透层，沿开口每侧至少一个通道上排列的至少两个电泳电极，以及用于测量至少一个通道内至少一种带电粒种的至少一个传感器。该方法和装置特别适用于测量生物样品如血浆的离子浓度。测量的离子包括但不限制于钠、钾、镁、钙等。在本专利技术的一个应用中，样品也可包含锂。这种情况下，优选的待测量离子是锂，但也可以是样品中存在的其他离子。本专利技术同样适用于其他带电粒种，例如脂类、DNA或其他高分子电解质或电荷传送聚合物。相对于第二种多种类型的带电粒种，第一种多种类型的带电粒种的浓度是能够确定的。第一种带电粒种可以是锂离子，第二种带电粒种可以是钠离子，因此能够确定样品中锂与钠离子之间的比值。至少一个通道可具有由部分可渗透的层覆盖的单一开口。使用用于样品施加的单一开口，能够有效地避免通道内部的电子渗透压力或液体压力和任何水动力流动。这样，扩散为主要的或唯一的传送机制。在一实施方式中，至少一个通道在其它地方被密封的通道系统中可具有两个开口。使用液体压力，通过从一个开口到另一个的对流实现了样品注射。在这种特定情况下，一个开口覆盖有样品而另一个开口并没有。部分可渗透的层可以是膜，将样品与至少一个通道分离开。该膜对离子或其他带电粒种可以是可渗透的，同时该膜对较大组分可以是不渗透的。特别地，该膜是不渗透所述不溶组分的。该膜也可以是不渗透液体的透气膜。部分可渗透的层可以是设置在第一覆盖层至少一个开口顶部或下方的独立层。膜支架可用在第一覆盖层上以放置第一覆盖层上的膜。膜支架可以附着，即粘合第一覆盖层或直接形成在第一覆盖层中。可渗透的层也可以是被制成部分可渗透的第一覆盖层的一个区域。可渗透的层可包括至少一个具有亲水性表面的区域。此外，可渗透的层或第一覆盖层可包括至少一个具有疏水性表面的区域。可渗透的层也可由通道内一个或多个孔组成。样品因而可与通道内的溶液直接接触。样品也包括至少一种不溶组分，例如在生物样品如通常血液中存在的血、红血球、白血球、血小板等的情况下。因此，本专利技术无需在先纯化或处理的情况下就能方便地测定全血中的离子浓度，因而避免了样品的任何实验室预处理。因此本专利技术特别适合用于不需要特别训练的医师或医疗护理人员的病人手术系统中。至少一个传感器包括一对或多对导电率电极，用于确定所述至少一个部分内的带电粒种，该至少一个部分基本上包含所述多种类型的带电粒种的单一种类。例如，第一对导电率电极以相距至少一个开口的一定距离排列在通道内或其附近来测量第一极性的带电粒种浓度。第二对导电率电极可以排列在通道的相对端以测量与第一极性相对极性的第二带电粒种的浓度。本专利技术也提供了一种用于测量样品中带电粒种浓度的装置的制造方法，所述方法包括提供一基底，形成进入到基底内的通道，在基底上设置第一覆盖层，使得第一覆盖层覆盖通道，由此第一覆盖层包括至少一个通向通道的开口，并且在至少一个开口上设置部分可渗透的层。使用该方法来制造该装置，可以在将第一覆盖层设置在基底之前、之后或同时将第一覆盖层设置在至少一个开口上。在装置使用之前，至少一个通道可充满电解质。在一实施方式中，填充通道包括抽空和吸入电解质到通道中。在第二覆盖层覆盖通道之前，将电解质装入至少一个通道中。【专利附图】【附图说明】参阅附图和优选实施方式的详细说明可更好地理解本专利技术，这仅仅是示例性的，并不用来限制本专利技术本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种使用可一次性使用的装置对样本进行测量的方法，该方法包括下述步骤：从部分可渗透的层（30）除去覆盖层（40），所述部分可渗透的层（30）包括为至少一个通道（12）提供流体进口的一个或多个孔，所述至少一个通道装有背景溶液且被密封；提供样本在部分可渗透的层（30）的表面上；使样品的组分穿过部分可渗透的层（30）进入至少一个通道（12）；确定样本的组分的至少一个属性。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：史蒂文·施塔尔，扬·弗洛里斯，阿尔贝特·范登堡，
申请(专利权)人：麦迪美特控股有限公司，
类型：发明
国别省市：
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