專利名稱：熒光檢測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及廣為多樣的、基于熒光壽命變化的化學(xué)傳感器。作為一項實例，本發(fā)明適用于無侵染性的、用于檢測在諸如血液、尿液或唾液等液態(tài)試樣之中的生物活性的裝置和方法，其中此試樣和一種培養(yǎng)基被送入可密封的容器中并被暴露在在樣品中存在微生物的情況下能夠發(fā)生許許多多代謝、物理和化學(xué)變化的條件之下。生物活性是基于熒光壽命方面的變化由一種化學(xué)傳感器予以檢測的。
通常，諸如細菌或霉菌等微生物在一種病人體液特別是血液之中的存在是利用培養(yǎng)玻璃瓶來予以確定的。少量的體液通過一密封橡膠隔膜注入一盛有某種培養(yǎng)基的無菌小瓶。此小瓶在一有助于細菌生長的溫度下，比如37℃，予以培育并針對細菌生長接受監(jiān)測。
各種已知的可起作用的方法可檢測培養(yǎng)瓶之中CO2含量的變化，CO2是細菌生長的一種代謝副產(chǎn)品。近來，已經(jīng)研制出一些自動的血液培養(yǎng)系統(tǒng)，它們利用設(shè)置在一玻璃瓶之內(nèi)的各傳感器。這種傳感器往往通過改變它們的顏色或通過改變它們的熒光強度(請見比如美國專利第4945060號)來反映CO2濃度的變化。出自這種傳感器的輸出基于光強度測定結(jié)果。
在各種已知的自動無侵染性血液培養(yǎng)系統(tǒng)中，各個光源、各個譜狀激勵和發(fā)射濾清器，以及各個光電檢測器配置得靠近每一玻璃瓶。這些配置可導(dǎo)致從一瓶到下一瓶的某種測點靈敏度差異。由于大多數(shù)血液培養(yǎng)傳感器只生成在細菌生長期間測得的光電流之中的一中度反差比值，所以需要多方和耗時的標定過程和精細的檢測算法以運作這些系統(tǒng)。再有，必須采用具有極為狹窄的技術(shù)要求容差的光源、光譜過濾器，以及光電檢測器。還可能在每一光源處使用所謂光源監(jiān)測光二極管，但每一這種測定都導(dǎo)致成本增高。不過，即使如果確有可能均衡所有的玻璃瓶測點，也會保留某些在傳感器組成方面的批量對批量的差異和某些瓶對瓶的幾何差異。
這種以強度為基準的傳感裝置的缺點以通過采用可以改變自身熒光壽命的熒光傳感器來予以克服，其中強度測定由時間參數(shù)測定來代替，而強度變化對于傳感輸出信號無任何影響。已知有許多化學(xué)傳感物質(zhì)，其熒光壽命隨著改變氧濃度、pH值、二氧化碳濃度、或者其他一些化學(xué)參數(shù)而改變(請見比如英國專利第2132348)。
傳感熒光壽命的變化通常通過應(yīng)用一種熟知的相移方法(請見比如美國專利第5030420號)予以監(jiān)測，其中激發(fā)光線是經(jīng)過正弦型強度調(diào)制的。此方法可造成一種經(jīng)過正弦型強度調(diào)制的熒光輻射，相對于激發(fā)相位是經(jīng)過相移的。相移角θ按照方程tanθ＝ωτ(1)依賴于熒光壽命τ，方程中ω＝2πf，是光調(diào)制角頻率。
從方程(1)可見，相移法的缺點是顯然的。如果乘積ωτ很小，則得出的相移θ也很小。這就限制了化學(xué)傳感裝置對于必須測定的被分析物的分辨率。為了克服這種分辨問題，人們或許可以增大調(diào)制頻率。這樣做會導(dǎo)致另一局限，即所得出的相移角受到緊縮，因為它們趨近70-90度范圍。對于一單獨的指數(shù)衰減型熒光團來說，最大可能的相移角是90度，甚至對于一無限長的熒光壽命也是如此。由于這些局限，一種基于相移方法的化學(xué)傳感器的效能范圍是有限的。
相移法的第二項缺點相關(guān)于以下事實，即電子電路會引入一依賴于光調(diào)制頻率的附加相移。因而，通常的作法是，使用一種非熒光散射介質(zhì)，以便確定電子相移，并且把此值從監(jiān)測熒光時所觀測到的值中減去。遺憾的是，電子相移可隨時間改變。因而，散射測定必須予以重復(fù)，或者系統(tǒng)周期性地在熒光與散射測定之間切換。不過，這會導(dǎo)致傳感裝置更為復(fù)雜。
相移法的另一缺點是由以下事實造成的，即激發(fā)光線的相位可以相對于調(diào)制激勵信號表現(xiàn)出某種偏移。這種人為現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)于內(nèi)部調(diào)制的激光，并且也發(fā)現(xiàn)于發(fā)光二極管、聲 光調(diào)制器和發(fā)現(xiàn)于電光調(diào)制器。后果是，用于激發(fā)調(diào)制的相位信息不能從電子激勵信號中推衍出來，而必須經(jīng)由一輔助光電檢測器予以測定。同樣，這表示傳感裝置的復(fù)雜性增加。
相移法的又一缺點會出現(xiàn)在如果采用會經(jīng)由壽命猝熄而發(fā)生反應(yīng)的熒光團的情況之下。在此情況下，測得的相移與被分析物濃度之間的關(guān)系是一種非線性關(guān)系。換言之，一種低被分析物濃度的傳感分辨率很高，但卻隨著被分析物濃度的增大而降低。這就限制了傳感器的效能范圍，并對于許多應(yīng)用場合是不能接受的。
還可能通過測定由熒光團發(fā)出的熒光的調(diào)制程度來監(jiān)測熒光壽命。在此情況下，與相移法之中一樣，激發(fā)光線是經(jīng)過正弦型調(diào)制的。這會造成一種經(jīng)過正弦型調(diào)制的熒光發(fā)射，其中調(diào)制程度mF取決于符合方程mF=mEX1+(ωτ)2---(2)]]>的壽命，在方程(2)中，mEx是激發(fā)光源的調(diào)制程度。
一經(jīng)過正弦型調(diào)制的信號的調(diào)制程度m定義為m=ACDC---(3)]]>其中AC指的是隨時間變化分量的峰對峰幅度的一半，而DC指的是由在至少一個正弦周期內(nèi)取均值所獲得的分量。實際上，這兩個分量是通過分解光電檢測器信號成為兩個通道而被分離開來的。一個通道包括一高通濾清器并可測定AC分量。另一通道包括一低通過濾器并只測定DC分量。一比值器用以生成一傳感輸出信號AC/DC＝m。
這樣一種調(diào)制方法在熒光傳感裝置中尚未找到實際應(yīng)用，因為在光電檢測器暗電流方面的任何變化或任何晝光漏入傳感裝置都會造成在測得的DC分量方面的某種變化。這當然會在傳感輸出信息方面生成某種誤差。已經(jīng)有人建議克服這一問題的辦法是，把激發(fā)光源周期性地打開和關(guān)掉并從光源打開時測得的信號DC中減去光源關(guān)掉時測得的信號Ddark，以便算出校正過的信號Dcorr，此信號隨后用以算出真正的調(diào)制程度。這一校正過程需要附加的諸如一種同步式放大器等電子模塊，并導(dǎo)致裝置的復(fù)雜性增大。
一種可能的調(diào)制方法的第二項缺點是，方程(2)是高度非線性的。最佳傳感分辨率只在一較窄的所謂頻率壽命乘積ωτ的范圍內(nèi)獲得。已經(jīng)有人建議克服這一問題的辦法是，以頻率壽命乘積ωτ在τ正在變化時保持不變的方式來自動地調(diào)諧ω。不過，這樣也導(dǎo)致復(fù)雜性顯著增大。因而，有必要來克服已知各種傳感方法的缺點。
本發(fā)明的目的是要克服先前技術(shù)的上述各種問題，方式是，提供一種基于熒光壽命變化的熒光檢測器的配置和操作原理，其中達到關(guān)于被分析物的很高的效能范圍，其中傳感分辨率幾乎不依賴于被分析物濃度，其中光電檢測器暗電流方面的變化或漏入裝置的光強度方面的變化對于傳感輸出信號無任何影響，而結(jié)構(gòu)簡單以致可以低成本生產(chǎn)。
按照本發(fā)明，以上目的的達到借助于一種裝置和方法，用于以按照一對稱方波周期性地予以打開和關(guān)掉的激發(fā)光照射一種化學(xué)傳感物質(zhì)；把測得的熒光光電流分解成為兩個代表方波信號不同諧波的AC分量；測定兩個分量的幅度；生成兩個分量的比值；以及使用這一比值作為傳感輸出信號。
通過采用基于熒光壽命變化的化學(xué)傳感器，在傳感器組成方面的與生產(chǎn)有關(guān)的批量與批量之間的差異、傳感器位置上的微小變化、光源強度方面的變化、光學(xué)過濾器特性方面的變化，以及光電檢測器方面的靈敏度變化，都對傳感輸出信號沒有影響。因而，本發(fā)明為簡化的傳感算法和儀器的優(yōu)良長期穩(wěn)定性創(chuàng)造了條件。最后，為操作傳感器所需要的光學(xué)和電子零部件的數(shù)量被減至最低限度，與已知的基于熒光壽命的傳感裝置相比，這一點具有降低成本的效用。
本發(fā)明的這些和其他一些特點、目的、益處和優(yōu)點，在結(jié)合各圖連同所附各項權(quán)利要求一起閱讀各項優(yōu)先實施例的以下詳細說明之后，會變得更為明顯，各圖中的各附圖標記標明相應(yīng)的各零部件。


圖1表明一種符合本發(fā)明的熒光檢測器結(jié)構(gòu)；圖2是一曲線圖，表明對于一熒光團的第三和第一諧波的比值與氧濃度的相互關(guān)系，此熒光團以一方波調(diào)制光強予以照射并按照一種斯特恩-活默(Stern-Volmer)關(guān)系予以猝熄；圖3是一曲線圖，表明一100kHz方波的第一、第三和第五諧波的各相對幅度和可能的各帶通濾光器傳輸曲線；圖4是一曲線圖，表明第五和第一諧波的比值與氧濃度的相互關(guān)系；圖5是一曲線圖，表明第一和第五諧波的比值與氧濃度的相互關(guān)系；以及圖6是一曲線圖，表明一熒光團的第一和第五諧波(harmonic)的比值與熒光壽命的相互關(guān)系，此熒光團以一方波調(diào)制光強予以照射并具有取決于任何傳感輸入的一種熒光壽命。
一種體現(xiàn)本發(fā)明的各項原理和概念的熒光檢測裝置示意性地畫在圖1之中。在此裝置中，試樣和一培養(yǎng)基4被送入一透光容器1，容器由一器蓋2密封起來。一種熒光化學(xué)傳感材料3配置在容器1的內(nèi)壁或內(nèi)部底面并由一種激發(fā)光源5，最好是由一藍或綠光發(fā)射二極管(“LED”)，予以照射。光源5連接于一電子信號源6，此電信號源可提供一種對稱的方波信號，這種信號在斷開“零(ZERO)”和接通“高(HIGH)”兩種狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換。
從傳感材料3重新射出的熒光借助于諸如一種光電倍增器等光檢測器予以檢測。一發(fā)射過濾器(emission filter)7配置在傳感材料3與光檢測器8之間，以便剔除反向散射的(back-scattered)激發(fā)光線。光檢測器8的信號輸出被饋送至一功率分配器9。功率分配器9的一個輸出連接于一第一帶通濾光器(bandpass filter)10的輸入。過濾器10的輸出經(jīng)由一第一高頻伏特計11連接于一A/B比值器(ratio unit)12的B輸入。第一帶通濾光器10調(diào)諧到由信號源6發(fā)送的方波頻率的一諧波。功率分配器9的另一輸出連接于一第二帶通濾光器13的輸入。過濾器13的輸出經(jīng)由一第二高頻伏特計14連接于A/B比值器12的A輸入。第二帶通濾光器13調(diào)諧到由信號源6發(fā)送的方波頻率的另一諧波。最后，比值器12的輸出通道連接于一信號記錄器15。
在操作中，光源5以具有一時間相關(guān)性激發(fā)光強E(t)的方波調(diào)制激發(fā)光線照射化學(xué)傳感材料3，E(t)狀為E(t)=2απ[c2+Σk=1∞sin(kc)kcos(kωt)]---(4)]]>其中t是時間，a是方波幅度，c描述占空比，而ω是方波頻率。如果我們采用一對稱的方波，c＝π/2，所有的偶次諧波等于零，而方程(4)寫為E(t)=a[12+2πcos(ωt)-23πcos(3ωt)+25πcos(5ωt)-…]---(5)]]>重新發(fā)射的熒光強度E(t)在時域內(nèi)具有一相當復(fù)雜的歷程。不過，通過把第一和第二帶通濾光器調(diào)諧到方波信號的各不同諧波，可以生成兩個AC光電流分量，它們是正弦式調(diào)制的，并且不含一DC偏流。如果第一帶通濾光器調(diào)諧到第一諧波，而第二帶通濾光器調(diào)諧到第三諧波，比值器12的輸出信號R由以下方程(6)給出R(ω,τ)=131+(ωτ)21+(3ωτ)2---(6)]]>作為一項實例，我們假定一熒光團，具有按照斯特恩-活默定律取決于氧‘O’濃度的壽命ττ(O)=τo1+qO---(7)]]>其中q是一猝熄常數(shù)。
圖2描繪了對于τo＝4.74微秒和q＝0.297％的熒光團第三和第一諧波的比值R31與氧濃度之間的關(guān)系，此熒光團用一方波調(diào)制光強予以照射并按照斯特恩-活默關(guān)系予以猝熄。三條曲線分別對應(yīng)于30、100和300kHz的方波頻率。從此圖中可以看出，通過選定一最佳ω，可以建立R31與O之間的大致線性關(guān)系。
圖3表明對于一100kHz對稱方波信號的第一、第三和第五諧波的各相對幅度。此圖表明，即使是第五諧波也具有一充分高的幅度。此圖還表明，各帶通濾光器不需要具有一高Q值，因為第二和第四諧波是不出現(xiàn)的。
圖4描述了對于與圖2中同樣的熒光團第五和第一諧波的比值R51與氧濃度之間的關(guān)系。三條曲線分別對應(yīng)于20、80和240kHz的方波頻率。一如圖2，通過選定一最佳ω，可以建立R51與O之間的大致線性關(guān)系。采用第五和第一諧波導(dǎo)致高與低氧濃度之間的一較高的反差。
如已經(jīng)提及的那樣，大多數(shù)已知血液培養(yǎng)系統(tǒng)檢測各培養(yǎng)瓶的二氧化碳含量的變化，它是細菌生長的一種代謝副產(chǎn)物。由于歷史原因，顯示一種隨時間增大的信號的生長曲線受到偏愛。另外，已經(jīng)開發(fā)了許多適應(yīng)于各種正(positive-going)生長曲線的精細檢測算法。
如果氧消耗用來檢測微生物的存在，則圖4中的比值R51會在一高水平上開始，并會隨后降至一低水平。因此，可能比較實用的是計算比值R15，作為耗氧的結(jié)果，此比值顯示出隨時間而增大。圖5分別描繪了80、120和160kHz的方波頻率的R15，采用與圖2和4中同樣的熒光傳感器。
應(yīng)當理解，本發(fā)明的范疇并不限于那些由一種被分析物按照示于方程(7)的斯特恩活默定律來予以猝熄的熒光團。圖6描繪了對于一種以一方波調(diào)制光強予以照射并具有取決于任何傳感輸入(sensor input)的熒光團的第一和第五諧波的比值R15與熒光壽命的相互關(guān)系。三條曲線分別對應(yīng)于10、40和200kHz的方波頻率。不過，同樣的各曲線會仍然適用，如果熒光壽命是在毫微秒范圍之內(nèi)。在此情況下，所指出的各方波頻率會在兆赫的范圍之內(nèi)。如圖2和4之中那樣，在傳感輸出信號與輸入之間可以建立大致線性的關(guān)系。在圖6中，我們假定熒光壽命是線性依賴于被分析物的。
符合本發(fā)明的一種熒光檢測器比起先前技術(shù)中的常用裝置來具有一些重要的優(yōu)點。通過測定兩個不同的AC分量，而不是測定一個AC分量和DC分量，消除了光檢測器暗電流變化的影響以及晝光漏入到裝置里面的影響。此外，通過選定一最佳方波頻率，傳感輸出信號與被分析物濃度之間的關(guān)系可以“處理”成為一大致的線性關(guān)系，以致傳感器分辨率變得不依賴于被分析物濃度。對于遵循典型的斯特恩-活默猝熄關(guān)系式的各種傳感材料，這種線性化是可以達到的，但對于其他一些傳感材料也是如此。
一種符合本發(fā)明的熒光檢測器不受以下各種變化的影響，即激發(fā)光源強度的變化，試樣容器位置的微小變化，發(fā)射過濾器特性的變化，或者光檢測器靈敏度的變化。這是由于，所有這些人為現(xiàn)象對于被選定并因而由比值器12予以刪除的兩個諧波具有同樣的影響。
眾所周知，熒光傳感器生產(chǎn)過程中批量與批量之間的各種差異可能對于熒光強度具有主要的影響。傳感材料之內(nèi)的染料濃度方面的各種差異是一項主要原因。不過，關(guān)于熒光壽命就不是這種情況，因為壽命對于濃度差異要不敏感得多。于是，一種符合本發(fā)明的光學(xué)傳感器為高可靠性、絕對校準和長期穩(wěn)定性提供了絕好機會。如果此種傳感器用以監(jiān)測那些需要延及許多天的異常長期觀測的肺結(jié)核(“TB”)試樣，這一點尤其重要。甚至有可能在一些小型擱架上配置很大數(shù)量的試樣容器。這些擱架的撤除和隨后重新位置略有不同地置入一熒光讀出器不會造成信號差異。
本發(fā)明的范疇也不限于對稱的方波信號。其他一些c小于或小于π/2的非對稱方波及各種周期性非方波信號也都可以適用。不過，對稱方波信號是一優(yōu)選方案，因為它表現(xiàn)出以下各項優(yōu)點。
首先，一種方波信號可以最易生成而具有高精度且需要最少的電子線路。
其次，對于一種對稱方波，所有偶次諧波等于零。這導(dǎo)致相鄰諧波之間具有大的頻率差并允許使用低Q值的帶通濾光器，它們在長時間內(nèi)是比較穩(wěn)定的。
第三，激發(fā)光線的調(diào)制程度是界限分明的(well-defined)并且是不隨時間變動的。因而，不需要光源監(jiān)測器來確保激發(fā)光源仍然是經(jīng)過良好調(diào)制的。這第二方面對于進行AC和DC測定的常用調(diào)制檢測裝置具有更大的重要性，在這種裝置中，實際的光源調(diào)制對于傳感輸出信號具有直接的影響。如果一偏置正弦信號用來調(diào)制光源，則AC/DC比值的任何漂移將在傳感輸出信息方面造成誤差。不過，一種符合本發(fā)明的熒光檢測器可擺脫這種問題。
第四，一種對稱方波在第五、第三和第一諧波之間形成一合理比值，同時代表一種無危險的驅(qū)動(driving)模態(tài)。假如人們使用一些較短的脈沖，則三個諧波之間的幅度比就會較好地得到均衡。不過，方程(4)中的一降低的c可導(dǎo)致所有各諧波的較低的信號幅度。信號幅度方面的降低可通過使一LED脈動到高得多的正向電流，亦即通過增大方程(4)中的量a，而予以補償。這樣做，損壞LED的危險迅速增大并對于整個檢測裝置的壽命期望值具有某種負面影響。
最后，本發(fā)明的范疇不限于使用LED。本發(fā)明也可在使用二極管激光(diode laser)、內(nèi)部或外部調(diào)制的激光或其他光源時應(yīng)用。
如果一種化學(xué)傳感物質(zhì)用按照一對稱方波周期性予以打開和關(guān)掉的激發(fā)光線予以照射，則可給出本發(fā)明的一種改型，測得的熒光光電流在一計算機內(nèi)進行分析，它以數(shù)字方式把接受到的信號分離成為兩個代表方波信號的不同諧波的AC分量，計算兩個分量的幅度，并生成兩個分量的比值，從而這一比值用作傳感輸出信號。
應(yīng)當理解，上述實施例是一種體現(xiàn)本發(fā)明的各項原理和概念的裝置的簡單例證。當然，其他一些適當?shù)淖兏托薷囊部蓪τ谏鲜鲅b置和方法作出而依然保留在本發(fā)明的范疇之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于檢測一容器內(nèi)的微生物生長的裝置，該容器具有一種培養(yǎng)基、一種試樣和一種化學(xué)敏感物質(zhì)，所述裝置包括一激發(fā)光源，用于以按照在狀態(tài)“零”和“高”之間的一方波進行強度調(diào)制的光照射化學(xué)敏感物質(zhì)，以便使化學(xué)敏感物質(zhì)響應(yīng)由血樣中的微生物生長所生成或消耗的氣體發(fā)射一種熒光；用于檢測從化學(xué)敏感物質(zhì)發(fā)出的熒光的裝置；用于生成一種代表由所述檢測裝置所檢測的熒光的電輸出信號的裝置；一第一帶通濾光器，調(diào)諧到強度調(diào)制光的一個諧波，用于過濾輸出信號成為一第一過濾信號B；一第二帶通濾光器，調(diào)諧到強度調(diào)制光的另一諧波，用于過濾輸出信號成為一第二過濾信號A；用于通過第二過濾信號A除以第一過濾信號B而算出A/B比值的裝置；以及用于生成一代表算出的A/B比值的傳感輸出信號的裝置。
2.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述熒光檢測裝置是一光電檢測器。
3.按照權(quán)利要求1所述的裝置，還包括一發(fā)射過濾器，配置在化學(xué)敏感物質(zhì)與所述熒光檢測裝置之間以剔除從容器反向散射的任何強度調(diào)制光。
4.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第一帶通濾光器所調(diào)諧到的所述諧波是強度調(diào)制光的一第一諧波，而所述第二帶通濾光器所調(diào)諧到的所述諧波是強度調(diào)制光的一第三諧波。
5.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第一帶通濾光器所調(diào)諧到的所述諧波是強度調(diào)制光的一第一諧波，而所述第二帶通濾光器所調(diào)諧到的所述諧波是強度調(diào)制光的一第五諧波。
6.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第一帶通濾光器所調(diào)諧到的所述諧波是強度調(diào)制光的一第三諧波，而所述第二帶通濾光器所調(diào)諧到的所運諧波是強度調(diào)制光的一第一諧波。
7.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第一帶通濾光器所調(diào)諧到的所述諧波是強度調(diào)制光的一第五諧波，而所述第二帶通濾光器所調(diào)諧到的所述諧波是強度調(diào)制光的一第一諧波。
8.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述方波是一關(guān)于時間的對稱方波。
9.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述方波是一關(guān)于時間的非對稱方波。
10.一種用于檢測一容器內(nèi)的微生物生長的方法，該容器具有一種培養(yǎng)基、一種試樣和一種化學(xué)敏感物質(zhì)，所述方法包括以下各步驟以按照在狀態(tài)“零”和“高”之間的一方波進行強度調(diào)制的光照射一容器之中的一化學(xué)敏感物質(zhì)，以便使化學(xué)敏感物質(zhì)響應(yīng)由血樣中的微生物生長所生成或消耗的氣體發(fā)射一種熒光；檢測化學(xué)敏感物質(zhì)響應(yīng)于激發(fā)光而發(fā)出的熒光；生成一種基于測得的熒光的光電流；將光電流分離成為代表強度調(diào)制光的不同諧波的一第AC分量和一第二AC分量；測定出自第一AC分量的一第一幅度和出自第二AC分量的一第二幅度；以及生成一代表第一和第二幅度分量的比值的傳感輸出信號。
11.按照權(quán)利要求10所述的方法，還包括過濾發(fā)自化學(xué)敏感物質(zhì)的熒光以剔除從容器反向散射的任何強度調(diào)制光的步驟。
12.按照權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述方波是一關(guān)于時間的對稱方波。
13.按照權(quán)利要求10所述的方法，其中所述方波是一關(guān)于時間的非對稱方波。
14.一種用于檢測一容器內(nèi)的微生物生長的裝置，該容器具有一種培養(yǎng)基、一種試樣和一種化學(xué)敏感物質(zhì)，所述裝置包括一激發(fā)光源，用于以一種經(jīng)過周期性地強度調(diào)制的光照射化學(xué)敏感物質(zhì)，以使化學(xué)敏感物質(zhì)響應(yīng)由血樣中的微生物生長所生成或消耗的氣體發(fā)射一種熒光；用于檢測從化學(xué)敏感物質(zhì)發(fā)出的熒光的裝置；用于生成一種代表由所述檢測裝置所檢測的熒光的電輸出信號的裝置；一第一帶通濾光器，調(diào)諧到強度調(diào)制光的一個諧波，用于過濾輸出信號成為一第一過濾信號B；一第二帶通濾光器，調(diào)諧到強度調(diào)制光的另一諧波，用于過濾輸出信號成為一第二過濾信號A；用于通過第二過濾信號A除以第一過濾信號B而算出A/B比值的裝置；以及用于生成一代表算出的A/B比值的傳感輸出信號的裝置。
全文摘要
一種熒光檢測方法和裝置,用于檢測一種諸如血液、尿液或唾液等的液態(tài)試樣之中的生物活性,其中此試樣和一種培養(yǎng)基被送入可密封容器之中并被暴露在使之能夠在樣本中存在微生物的情況下發(fā)生許許多多代謝、物理和化學(xué)變化的條件之下。在操作中,此檢測方法和裝置,以按照一對稱方波周期性地打開和關(guān)掉的激發(fā)光線,照射一種在可密封的容器之中的化學(xué)敏感物質(zhì);分離測得的熒光光電流成為代表對稱方波信號不同諧波的兩個分量;測定兩個分量的幅度;生成兩個分量的比值;以及利用這一比值作為傳感輸出信號以表明生物活性。
文檔編號C12M1/34GK1202246SQ96198218
公開日1998年12月16日 申請日期1996年8月21日 優(yōu)先權(quán)日1995年9月11日
發(fā)明者克勞斯W·伯恩特 申請人:貝克頓迪金森公司