專(zhuān)利名稱(chēng)::一種檢測(cè)β-血紅素和瘧色素的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域:
:本發(fā)明涉及檢測(cè)P"血紅素(haematin)和皰色素(haemozoin)的裝置和方法,特別涉及(但絕不意贈(zèng)專(zhuān)門(mén))檢測(cè)癥疾。
背景技術(shù):
:在世界許多地方,癥疾依然是一個(gè)嚴(yán)重的健康問(wèn)題。不幸地是,在疸疾為地方病的地區(qū),由于目前己有的最好的診斷工具都要求在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下使用,結(jié)果,因?yàn)槲茨芗皶r(shí)而準(zhǔn)確診斷和費(fèi)用過(guò)高而常常得不至瞎效治療和根除。甚至在歐洲,患病和死亡人數(shù)逐年增加,這是由于歐洲人越來(lái)越喜歡去癥疾流行地區(qū)度假,但同時(shí)又不愿采用抗癥疾預(yù)防措施所致。歐洲本地人無(wú)免疫力,結(jié)果,因沒(méi)能早期診斷,感染會(huì)(而且常常確實(shí))造成快速死亡。此外,由于目前全球變暖而使得疙疾更易向包括南歐在內(nèi)的以前無(wú)此疾病的地區(qū)蔓延,上述情況只可能會(huì)更加嚴(yán)重。高倍顯微鏡檢査(通常為畫(huà)個(gè)卞鵬的吉氏液染色厚血膜)仍然被看作是所謂的癥疾診斷的"金標(biāo)準(zhǔn)"。這種技術(shù)作為主要的檢測(cè)方制頓了一個(gè)多世紀(jì),其靈敏度一般可達(dá)至贓每微升血液中檢測(cè)出5到20個(gè)癥原蟲(chóng)感染細(xì)胞。然而,這種技術(shù)耗費(fèi)時(shí)間,而且,特別是在樹(shù)則辦鵬數(shù)方面,和用該方法在檢測(cè),鵬中從癥原蟲(chóng)數(shù)中測(cè)定瘧原蟲(chóng)血癥時(shí),實(shí)際上應(yīng)用這種技術(shù)還會(huì)出現(xiàn)重大變化。由于其1于受過(guò)良好培訓(xùn)的顯微鏡工作者的技術(shù)能力,所以,除了專(zhuān)門(mén)的實(shí)驗(yàn)室之外,很難獲得上述靈。在過(guò)去的十幾年中,人們對(duì)這種情況以及需要盡快診斷的認(rèn)識(shí)加快了幾種不同技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)。目前,用于檢測(cè)和確定核酸序列的熒光顯微鏡檢查法(fluorescentmicroscopy)、激光解吸質(zhì)譜法(laserdesorptionmassspectrometry)以及包括PCR放大在內(nèi)的各種技術(shù)都被認(rèn)為是現(xiàn)有的最靈敏的專(zhuān)門(mén)技術(shù)。然而,一般來(lái)講,這種新一代診斷禾聘依然很費(fèi)時(shí),同時(shí),除了專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室之外,推廣使用成本很高,也很復(fù)雜。為了能夠頓外4頓,許多制造商現(xiàn)在都可以?huà)焐鋵?zhuān)繊桿或傳感器棒形式的快速檢測(cè)試驗(yàn)(RDT)。這些都使用了免疫層析法(immuno-chromatographicmethods)來(lái)檢測(cè)癥,原,諸如感染期間存在于周?chē)褐械母粫?huì)II安酸蛋白II(histidine-richproteinn(HRP-n))和/或皰原蟲(chóng)乳酸脫氫酶()(parasitelactatedehydrogenase(pLDH))。這些i微在15射中內(nèi)就可產(chǎn)生結(jié)果,且對(duì)操作手的培訓(xùn)要求很低。但是,這些試驗(yàn)比較昂貴,不能量化,且在檢測(cè)低水平瘧原蟲(chóng)血癥(<100瘧原%微升)方面使用有限。還有,就是迫切需要新的診斷技術(shù),可提供快速診斷且操作更簡(jiǎn)便的儀器。此外,需要一種可以進(jìn),請(qǐng)化的這類(lèi)技術(shù)。還有,還需要一種可適合野外使用或適合出現(xiàn)第一點(diǎn)病癥的疙疾檢測(cè)裝置。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明(在其至少一些實(shí)施例中)解決了上述問(wèn)題和需求。根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面,提供了一種檢測(cè)標(biāo)本中分析物存在的方法,其中分析物是一種瘧色素、(3-血紅素或含有化合物的類(lèi)似鐵,該方^^括如下步驟提供標(biāo)本;對(duì)至少部分標(biāo)本施加磁場(chǎng);檢測(cè)標(biāo)本的物理特性,將被檢測(cè)至啲物理特性與分析物的物理特性相對(duì)應(yīng),后者根據(jù)施加磁場(chǎng)的變化而變化;以及將所檢測(cè)到的物理特性與分析物的存在進(jìn)行聯(lián)系。術(shù)語(yǔ)"含有化合物的類(lèi)似鐵"可理解為是指帶有與皰色素和P-血紅素實(shí)質(zhì)上相同的光譜、磁性和結(jié)晶特性和特征的化合物。標(biāo)本的物理特性的檢領(lǐng)何以包括向標(biāo)本中引入電磁輻射的步驟。較佳地,物理特性是一種與電磁輻射的吸收相關(guān)的特性。可以很方便地利用磁光光譜檢測(cè)技術(shù)。這樣,電磁輻射可以在400到700nm的范圍之間。電M射^i^大于600nm,且最好在640到680nm范圍之間??梢院?其它波長(zhǎng)的電磁輻射。例如,可以使用尤其是在700-900nm區(qū)域內(nèi)的紫外輻射或近紅外輻射。有利的是,電磁輻射可被偏振。電磁輻射的偏振狀態(tài)是可以變化的,而且,通m所檢測(cè)的物理特ft^偏振狀態(tài)的依賴(lài)性而能檢測(cè)出分析物的存在。在較佳實(shí)施例中,可檢觀(guān)倒穿過(guò)標(biāo)本的電磁輻射的傳輸或光聲能的產(chǎn)生。被檢測(cè)至啲物理特性可以與非線(xiàn)性波混繼程相關(guān)。特別是,可以檢測(cè)到二次諧波產(chǎn)生所引起的輻射。被檢測(cè)至啲物理特性可以是表面等離子體的產(chǎn)生,戶(hù)腿產(chǎn)生會(huì)因分析物的存在而增大,并會(huì)隨施加磁場(chǎng)情況的變化而變化?;蛘撸粰z測(cè)至啲物理特性可以是標(biāo)本的比熱、標(biāo)本的導(dǎo)熱率,或者與超聲波在標(biāo)本中的傳輸相關(guān)的特性,諸如超聲波在標(biāo)本中的傳輸強(qiáng)度。在一些實(shí)施例中,所施加磁場(chǎng)的S破和/或方向是可變的,通艦被檢測(cè)至啲物理特+施加磁場(chǎng)的變化的依賴(lài)性的探測(cè),可檢測(cè)到分析物的存在。為了避免懷疑,施加磁場(chǎng)的所述變化包括了一些實(shí)施例,在這些實(shí)施例中,可采用和不采用施加磁場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)物理特性的相敏檢測(cè),可以M:使用施加磁場(chǎng)的調(diào)制和減弓f入到標(biāo)本中的電磁輻射細(xì)亍。根據(jù)本發(fā)明的第二方面,提供了一種檢測(cè)瘧原蟲(chóng)在含有標(biāo)本的血液中存在的方法,其包括如下步驟通,測(cè)技術(shù)在含有標(biāo)本的血液中檢測(cè)疙色素的存在,該檢測(cè)技術(shù)實(shí)際上不受血液中其它成分存在的影響;將瘧色素的存在與在含有標(biāo)本的血液中瘧原蟲(chóng)的存在進(jìn)行關(guān)聯(lián)。檢測(cè)癥色素存在的步驟可以體外進(jìn)行,也可在體進(jìn)行。檢湖賠色素存在的步驟tm在至少一部M有標(biāo)本的血液中施加一個(gè)磁場(chǎng),并檢測(cè)含有標(biāo)本的血液中的物理特性,被檢測(cè)到的物理特艦應(yīng)于皰色素的物理特性,其會(huì)隨所施加磁場(chǎng)的變化而變化。作為替代方案,可以在不施加磁場(chǎng)的情況下(例如使用光譜技術(shù))來(lái)檢測(cè)癥色素。顯然,本發(fā)明的第一方面可以用來(lái)檢測(cè)瘧色素的存在。根據(jù)本發(fā)明的第三方面,提供一種檢測(cè)標(biāo)本內(nèi)分析物存在的裝置,其中,該分析物是癥色素、(3-血紅素或含有化合物的類(lèi)似鐵,所述裝置包括磁場(chǎng)應(yīng)用裝置,用于)#示本的至少一部分施加磁場(chǎng);用于檢測(cè)標(biāo)本物理特性的檢測(cè)體,被檢測(cè)至啲物理特'艦應(yīng)于分析物的物理特性,后者根據(jù)施加磁場(chǎng)的變化而變化;以及關(guān)聯(lián)裝置,用來(lái)將被檢測(cè)至啲物理特性與分析物的存在進(jìn)行關(guān)聯(lián)。根據(jù)本發(fā)明的第四方面,提供一種^s含有標(biāo)本的血液中檢測(cè)瘧原蟲(chóng)存在的裝置,其包括在含有標(biāo)本的血液中檢泖腔色素#^的裝置,該檢測(cè)實(shí)際上不受血液中其他成分存在的影響;以及關(guān)聯(lián),,用于將癥色素的存在與含有標(biāo)本的血液中的瘧原蟲(chóng)的存在進(jìn)行關(guān)聯(lián)。檢泖膽色素存在的裝置皿包括磁場(chǎng)應(yīng)用裝置和檢測(cè),,該磁場(chǎng)應(yīng)用裝置用于在標(biāo)本的至少一部分中施加磁場(chǎng);該檢觀(guān)蝶置用于檢測(cè)標(biāo)本的物理特性,被檢測(cè)到的物理特艦應(yīng)于癥色素的物理特性,后者根據(jù)所施加磁場(chǎng)的變化而變化。磁場(chǎng)應(yīng)用裝置可以包括永磁鐵。磁場(chǎng)應(yīng)用體可以是可控制的,這樣,就可改^^f施加磁場(chǎng)的強(qiáng)度和/或方向。磁場(chǎng)應(yīng)用裝置可以是電磁鐵。磁場(chǎng)應(yīng)用裝置可以包括微磁元件。通常,微磁元件的尺寸可與分析物的晶體長(zhǎng)度相對(duì)等,一般在l-2,左右。微磁元件可以包括誠(chéng)材料的極片,諸如軟鎳或鎳鐵(NiFe)。典型瞎況下,微磁元件嵌入到由光學(xué)鈍性基底形成的基底內(nèi),該光學(xué)鈍性基地不會(huì)表現(xiàn)出雙折射或二向色性。檢測(cè)裝置可以包括用于提供電磁輻射的裝置,和用于檢測(cè)與被癥色素吸收的電磁輻射相關(guān)的物辦性的感應(yīng)裝置。提供電磁輻射的裝置可以提纖振電磁輻射。作為替代方案,可以提供非偏振的輻射。電磁輻射的波長(zhǎng)可以在400到700nm的范圍之間,優(yōu)選大于600nm,最好在640到680nm之間。感應(yīng)裝置可以是聲探測(cè)器。感應(yīng)裝置可以是一種電磁輻射檢測(cè)器,用于檢測(cè)通過(guò)標(biāo)本傳輸?shù)碾姶泡椛?。檢測(cè)裝置可包括用于改變電磁輻射強(qiáng)度的裝置和用于檢測(cè)物理^寺ttX^,強(qiáng)度的變化的依賴(lài)性的裝置。疸色素的存在可以通過(guò)改變所施加磁場(chǎng)的強(qiáng)度和/或方向來(lái)檢測(cè)。可以使用相敏檢測(cè)裝置。偏振電磁輻射的偏振狀態(tài)是可控制改變的。在這些實(shí)施例中,柜色素的存在可以通過(guò)改變偏振電磁輻射的偏振狀態(tài)和觀(guān)察偏振狀態(tài)對(duì)所檢測(cè)物理特性的性來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。提供電磁輻射的裝置可以提供脈沖的、偏振的電磁輻射,而感應(yīng)裝置可以包括將彈道和準(zhǔn)彈道光子從彌散光子中相分離的裝置。為此,可以使用一種格柵系統(tǒng)。這樣,就能夠解決病人組織內(nèi)出現(xiàn)的消去偏振的影響。用于提供偏振電磁輻射的裝置可以包括至少一個(gè)激光器。用于跑,振電磁輻射的裝置可以包括至少一Xt激光器,其中,所述i^xt激光器中的第一個(gè)激光器產(chǎn)生第一電磁輻射光束,而iM"激光器中的第二激光器產(chǎn)生第二電磁輻射光束,而且,其中,在第一和第二光束被弓l入到標(biāo)本中時(shí),其具有不同的(雌相互正交的)偏振狀態(tài)。第一和第二光束可以4頓光學(xué)元件將它們相結(jié)合,以便在弓l入到標(biāo)本中時(shí)第一和第二光束為共線(xiàn)性。第一和第二電磁輻射光束可以是光強(qiáng)調(diào)制反相180°。^t激光器中的針激光器雌具有電子驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu),其控制電磁輻射的各個(gè)光束的產(chǎn)生,而且該裝置i^t一步包括用于控制該電子驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的控制裝置,以便使第一和第二電磁輻射光束為光強(qiáng)調(diào)制反相180°。該裝置可以設(shè)置成電磁輻射沿一個(gè)軸向標(biāo)本中傳播,磁場(chǎng)應(yīng)用,沿與所述傳播軸平行的方向施加磁場(chǎng)。作為替代方案,該裝置可以設(shè)置為電磁輻針沿軸向標(biāo)本傳播,磁場(chǎng)應(yīng)用裝置沿與所述傳播軸正OT準(zhǔn)的方向施加磁場(chǎng)。在較佳實(shí)施例中,該體可連接在病人的末梢組織上,雌耳垂或手指;用于檢測(cè)瘧色素存在的裝置用來(lái)在體檢測(cè)疙色素在病AifiL流中的存在。根據(jù)本發(fā)明的第五方面,提供一種用于產(chǎn)生偏振調(diào)制電磁輻射光束的裝置,包括.-用于產(chǎn)生第一電磁輻射光束的第一激光器;用于產(chǎn)生第二電磁輻射光束的第二激光器;對(duì)第一電磁輻射光束進(jìn)行偏振的第一偏振結(jié)構(gòu);對(duì)第二電磁輻射光束進(jìn)行偏振的第二偏振結(jié)構(gòu),其中,第一和第二偏振結(jié)構(gòu)設(shè)置為使第一和第二光束以正交偏振狀態(tài)進(jìn)行偏振;用于將錢(qián)振光束結(jié)合的光學(xué)元件,以便戶(hù)腿光束呈共線(xiàn)性;以及用于調(diào)制第一和第二光束強(qiáng)度的強(qiáng)度調(diào)制裝置。已經(jīng)發(fā)現(xiàn),這種結(jié)構(gòu)可以非常方便地形成正交偏振狀態(tài)的光強(qiáng)調(diào)制光束。該裝置可以方便地應(yīng)用到此處附寸論的檢測(cè)技術(shù)上。不過(guò),該裝置也可以有效地應(yīng)用到需要電磁輻lt源的其它分析技術(shù)或?qū)嶒?yàn)中,而這種電磁輻lt源可在相互正交的偏振狀態(tài)之間交替進(jìn)行。激光器優(yōu)選半導(dǎo)術(shù)敫光器。第一和第二電磁輻射光束皿光強(qiáng)調(diào)制反相180°。有利的是,第一和第二激光器^都帶有用于控制產(chǎn)生其各自電磁輻射光束的電子驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu),該設(shè)備進(jìn)一步包括用于控帝盹子驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的控制裝置,以使第一和第二電M射光束為光強(qiáng)調(diào)制反相180°??刂蒲b置可以包括產(chǎn)生數(shù)字時(shí)鐘信號(hào)的數(shù)字時(shí)鐘,以及用于將數(shù)字時(shí)鐘信號(hào)轉(zhuǎn)換成兩個(gè)反相數(shù)字時(shí)鐘信號(hào)的裝置,這樣,每個(gè)激光器就可以在兩個(gè)光強(qiáng)級(jí)之間交替轉(zhuǎn)換,第一激光器的轉(zhuǎn)換與第二激光器的轉(zhuǎn)換為反相180°。將兩個(gè)光束結(jié)合的光學(xué)元件可以是一種偏振光束分裂器。第一和第二光束中的至少一個(gè)可以通過(guò)偏振光束分裂器指向?qū)蓚€(gè)光束結(jié)合的光學(xué)元件上。第一和第二光束在由光學(xué)元件進(jìn)行結(jié)合之前,其均可f頓與蟲(chóng)的格蘭-織偏振器進(jìn)行偏振。至少其中一個(gè)偏振結(jié)構(gòu)可以包括用于可控制地調(diào)整第一或第二光束偏振狀態(tài)的調(diào)整級(jí)。該調(diào)整級(jí)可以是一個(gè)旋轉(zhuǎn)級(jí),其可控制地旋轉(zhuǎn)該偏振結(jié)構(gòu)的至少一個(gè)元件。雖然上面介紹了本發(fā)明,但本發(fā)明可以擴(kuò)展到上述或下面說(shuō)明或附圖或權(quán)利要求所提出的任何創(chuàng)造性組合或次組合形式的特征。下面結(jié)合附圖介紹根據(jù)本方面的方法和設(shè)備的實(shí)施例,附圖如下圖1示出了本發(fā)明的裝置的(a)第一種設(shè)置形式和(b)第二種設(shè)置形式;圖2示出了所觀(guān)察到的施加磁場(chǎng)作用的信號(hào);圖3示出了相對(duì)于血液中P-血紅素濃度的差分吸收信號(hào);圖4示出了整個(gè)血液的吸收光譜;圖5示出了(a)檢領(lǐng)湘對(duì)于血液中P"血紅素濃度的差分透射率的進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)結(jié)果,和(b)檢領(lǐng)湘對(duì)于血液中(3-血紅素濃度的差分M率的實(shí)驗(yàn)結(jié)果;圖6為用于產(chǎn)生偏振調(diào)制激光器光束的裝置的平面圖;圖7示出了檢測(cè)相對(duì)于懸浮液中活的感染痏原蟲(chóng)的紅血球濃度的差,射率的實(shí)驗(yàn)結(jié)果;圖8為癥疾感染的在體檢測(cè)裝置,其分別連接(a)耳垂和(b)手指尖;圖9示出了(在例如手指上進(jìn)行的)在微測(cè)的設(shè)置形式;圖10示出了采用圖9所示設(shè)置形式通過(guò)調(diào)制磁場(chǎng)獲得的信號(hào)電平;圖11為用于在,測(cè)的調(diào)制磁場(chǎng)裝置的示意圖。具體實(shí)施方式盡管本發(fā)明可適用于檢測(cè)培色素和(^血紅素本身,但本發(fā)明的一個(gè)重要方面是用于檢測(cè)癥原蟲(chóng)。癥原蟲(chóng)iaA到^OfiL球(紅血細(xì)胞)并將血紅蛋白轉(zhuǎn)換成癥色素,在該過(guò)程中改變磁性狀態(tài)。紅血細(xì)胞隨后破裂,向血漿中釋放癥色素,同時(shí),瘧原蟲(chóng)繼續(xù)感染紅血細(xì)胞。本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn),可以通皿測(cè)血液中癥色素的存在來(lái)檢測(cè)癥原蟲(chóng)。在一些具體的較佳實(shí)施例中,通皿測(cè)癥色素的適當(dāng)特性來(lái)利用由癥疾感,成的血紅蛋白的磁性狀態(tài)的變化,其中癥色素的適當(dāng)特性取決于對(duì)磁場(chǎng)的應(yīng)用。在一個(gè)較佳實(shí)施例中,〗頓了光聲檢測(cè)。與這種方法相關(guān)的優(yōu)點(diǎn)是,可以進(jìn)行在微測(cè),而且,可避免與)^軍濁液體(諸如全血)進(jìn)行傳統(tǒng)光學(xué)檢領(lǐng)湘關(guān)的光散射問(wèn)題。圖1示出了一種裝置,lii己為10,可用光聲技術(shù)^it行磁光檢測(cè)。體10包括光源12,該光源用于產(chǎn)生光輻射光束14,該光束在投射到固定于標(biāo)本固定器24內(nèi)的標(biāo)本22上之前,穿過(guò)偏振器16的光輻射光束14,可變LC減速器(O或180°阻尼)18,以及一個(gè)斬光器20。標(biāo)本與聲檢測(cè)器26直驗(yàn)觸。裝置10腿一步包括電磁鐵28,而高斯計(jì)30可以用來(lái)檢測(cè)施加的磁場(chǎng)強(qiáng)度。在圖la所示的設(shè)置形式中,電磁鐵28設(shè)置成與光束14軸正交。在圖lb所示的設(shè)置形狀中,電磁鐵28設(shè)置成與光束14軸相平行,而電磁鐵28內(nèi)設(shè)有磁芯32,以使光mM"至胸本22上。本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)很清楚,在圖la所示的設(shè)置形式中,施加磁場(chǎng)與光束14軸相互正交,而在圖lb中,施加磁場(chǎng)與光束14軸相平行。典型情況下,光源12是一種任何合適形式的激光器,而且在一組實(shí)驗(yàn)中,可以利用工作波長(zhǎng)在650nm的半導(dǎo)##光器。禾傭在圖1所示紙片的平面上偏振的激光源(以下稱(chēng)之為p偏振),和在紙片平面范圍之外偏振的激光輻射(以下稱(chēng)之為s偏振)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。就疙色素類(lèi)似卩-血紅素的解決方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。采用圖la所示的設(shè)置形式,即施加的磁場(chǎng)與標(biāo)本22平面平行,戶(hù)形己錄的信號(hào)與磁場(chǎng)呈M2的關(guān)系。該信號(hào)會(huì)在p偏振的施加磁場(chǎng)下減弱,而在s偏振的施加磁場(chǎng)下增強(qiáng)。當(dāng)〗吏用圖lb所示設(shè)置形式時(shí),即施加的磁場(chǎng)垂直于標(biāo)本22的平面時(shí),該信號(hào)實(shí)質(zhì)上也呈M2,但會(huì)隨著磁場(chǎng)而增加,而不論偏振狀態(tài)如何。圖2示出了j頓圖la所示設(shè)置形式獲得的信號(hào),和在實(shí)驗(yàn)中帶有p偏振的激光輻射,在該實(shí)驗(yàn)中,磁場(chǎng)是從0上斜到14kOe,然后再下斜到0kOe??梢钥闯?,該信號(hào)是隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加而減小。不希望受任何具體理論的束縛或限制,上述結(jié)果可以解釋如下。卩-血紅素的晶體是桿狀的。,線(xiàn)偏振輻射的激勵(lì)下,當(dāng)輻射的電矢量沿桿的軸時(shí),P-血紅素的晶體會(huì)吸收。P-血紅素晶體在血液或其它液體中懸浮時(shí),P-血紅素晶體的軸會(huì)隨意定向,于是,懸浮物就在直線(xiàn)偏振輻射下在探查(interrogation)時(shí)不會(huì)呈5見(jiàn)較佳方向。然而,在施加磁場(chǎng)后,晶體的作用只不ii就像經(jīng)受扭矩的弱的條職鐵一樣,該扭矩試圖沿施加磁場(chǎng)方向來(lái)確定晶體的方向。這與不斷作用以任意排列組合的其環(huán)境的熱能相反。實(shí)驗(yàn)表明,在施加的磁場(chǎng)為14kOe左右時(shí),晶體會(huì)密切地保持對(duì)準(zhǔn)。在圖la所示的設(shè)置形式中,通過(guò)將光輻射的偏振狀態(tài)從平行于施加磁場(chǎng)方向轉(zhuǎn)換為正交于施加磁場(chǎng)方向,可以獲得以呈現(xiàn)p-血紅素為特征的差分吸收信號(hào)?;蛘撸ㄟ^(guò)將沿正交于光波偏振方向的方向顛倒磁場(chǎng),也可進(jìn)行相同的檢測(cè)。很顯然,對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)講,圖lb所示設(shè)置形式并不適合這種差分吸收檢測(cè)技術(shù),因?yàn)閜和s偏振光會(huì)產(chǎn)生相同的結(jié)果。然而,在用直線(xiàn)偏振輻射來(lái)探查標(biāo)本的同時(shí),通過(guò)改變磁場(chǎng)強(qiáng)度,以及通過(guò)監(jiān)視信號(hào)對(duì)磁場(chǎng)的依賴(lài)性,{頓圖lb的設(shè)置形式也可檢測(cè)P-血紅素。這種方法也可以與圖la的設(shè)置形式一起使用。進(jìn)行了探査人體血液中(^血紅素標(biāo)本的實(shí)驗(yàn)。使用了圖la的設(shè)置形式,并研究了用p和s偏振光獲得的信號(hào)之間的差異,即獲得了差分吸收信號(hào)。圖3示出了相對(duì)于血液中P-血紅素濃度的差分吸收信號(hào)(用APA/1。表示)。從圖3中可以看出,已經(jīng)確定,血液中(^血紅素的存在可以很容易地在小于10pgm/ml的水平下檢測(cè)到。這大致等同于03%的自感染或癥原蟲(chóng)血癥7乂平。然而,應(yīng)該注意的是,在這個(gè)濃度下,信號(hào)電平和信噪比是這樣的,即以前的試驗(yàn)瞎況允許的可靠的期望值是該技術(shù)的檢測(cè)率倉(cāng)跶到0.05%或以上的瘧原蟲(chóng)血癥水平。對(duì)計(jì)量大大低于0.3%的瘧原蟲(chóng)血癥水平的限制,只不過(guò)是受到難以制作的按不到lOiagm/ml濃度均勻彌散的含(3-血紅素的O.lml標(biāo)本的約束。因?yàn)镻-血紅素更接近癥色素,因JI:說(shuō)P-血紅素進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。例如,P-血紅素和癥色素的電子顯微照片都反映出幾乎相同的桿狀晶體形態(tài)。此外,S.Pagola等人在2000年的《自然》雜志(Nature)第404期以及所弓間的參考文獻(xiàn)中提出"13-血紅素在化學(xué)、光譜和結(jié)晶學(xué)上都與癥色素相似"。為此,可以預(yù)言,使用p-血紅素獲得的結(jié)果應(yīng)可換位到對(duì)所獲得的含皰色素的瘧疾血液進(jìn)行的檢測(cè)中。盡管,光聲實(shí)驗(yàn)是以650nm進(jìn)行的,但也可以禾,其它波長(zhǎng)的光。特別是,可以禾U用較短波長(zhǎng)的光,例如獻(xiàn)綠光譜范圍。在另一個(gè)較佳實(shí)施例中,人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)f頓光學(xué)^^測(cè)也可以檢測(cè)血流中的(3-血紅素。圖4示出了全血的吸收光譜??梢钥闯?,對(duì)大于600nm的,血流吸收的少得多。本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn),對(duì)于大于600nm的,(^血紅素吸收很多,而且實(shí)際上,會(huì)看到在659nm時(shí)p-血紅素吸收光譜達(dá)到高峰。此外,看來(lái)在以高于600nm的波長(zhǎng)自全血中散射至少是一個(gè)可解決的問(wèn)題。為此,除了光聲檢測(cè)器可以用諸如硅光檢測(cè)器的光學(xué)檢測(cè)^ft替外,卩-血紅素的檢測(cè)可以f頓非常接近圖la和圖lb的設(shè)置形式來(lái)實(shí)現(xiàn)。使用半導(dǎo)##光器光源以650nm進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),以探查血流中的p-血紅氣而且,^ffi差分吸收信號(hào)方法以觀(guān)察^頓P和s偏振艦行光學(xué)傳輸之間的差別,得到了與圖3所示非常相似的結(jié)果。另外,也可以用非常相似的實(shí)驗(yàn)設(shè)置形式來(lái)探查血流中的(3-血紅素,在這種設(shè)置中,來(lái)自半導(dǎo)微光器的660nm光與光檢測(cè)器一起《頓,以檢測(cè)穿31lfiL流標(biāo)本的傳輸瞎況。使用了在平面磁場(chǎng)的1T。結(jié)果如圖5所示,這些結(jié)果說(shuō)明,觀(guān)察到了可檢觀(guān)啲差分信號(hào),并連同下降到lpg/ml或更低的P-血紅素濃度。原來(lái)設(shè)想,j頓上述技術(shù)可隨時(shí)檢測(cè)到后期驗(yàn)感染(此時(shí),紅血細(xì)胞已經(jīng)破裂,向血漿釋放自由癥色素)。原先設(shè)想早期感染是可以檢測(cè)的,此時(shí),瘧色素仍然被限制在紅血細(xì)胞內(nèi),雖然原先并不清楚仍被限制在紅血細(xì)胞內(nèi)的癥色素是否完全可移動(dòng)并自由轉(zhuǎn)動(dòng)。紅血細(xì)胞的存在可以減慢疙色素與磁場(chǎng)的對(duì)準(zhǔn),在這種情況下,可以用血槳內(nèi)的自由癥色素來(lái)獲得不同的響應(yīng)??梢岳媒惶娴拇艌?chǎng)來(lái)確定早期感染,將血漿內(nèi)的癥色素的響應(yīng)與紅血細(xì)胞內(nèi)的癥色素的響皿行分離,并獨(dú)立ifj古血槳內(nèi)的疙色素的響應(yīng)。例如,這種響應(yīng)在特征上可以是依賴(lài)于交替磁場(chǎng)的頻率。這些因素主要是與在微測(cè)相關(guān)。采用體外檢觀(guān)附,例如,采用針刺血液分析裝置,例如,通過(guò)向標(biāo)本中添加小量的清潔劑或噴射細(xì)胞至凍融循環(huán)的方式,可以增加紅細(xì)胞的數(shù)量。進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)確認(rèn),后期和早期瘧疾感染都能夠被檢測(cè)到。在一組實(shí)驗(yàn)中,向新鮮血液中添加了以成熟滋養(yǎng)體期瘧原蟲(chóng)感染紅細(xì)胞(PRBC)形式的不同濃度的癥色素,這些紅細(xì)胞經(jīng)培養(yǎng),并在用§1羊全血##之前通過(guò)冷凍和融化來(lái)溶解。使用實(shí)驗(yàn)設(shè)置形式5Wt示本進(jìn)行分析,以獲得圖5a所示數(shù)據(jù),即檢測(cè)用660nm鄉(xiāng)的相對(duì)變化率。圖5b示出了添加皰色素的血液的檢測(cè)結(jié)果。圖5a和圖5b所示圖形的線(xiàn)性尉艮明顯的,并持續(xù)至U濃度至少超過(guò)100^ml(圖未示)。另外,還要注意的是,在晶體被認(rèn)為是特別小的時(shí)候,在癥色素形成早期階段感染的細(xì)胞獲得的點(diǎn)(o)是如何接近線(xiàn)'f德勢(shì)的。兩個(gè)圖形梯度上的差異也許由至少兩個(gè)因素所致。首先,在原位的(insitu)瘧色素晶體會(huì)呈5見(jiàn)一種凝聚趨勢(shì),與相等數(shù)量的單個(gè)晶體相比,這會(huì)降低二向色性(dichroism),例如(3-血紅素就屬于這種情況。其次,將培養(yǎng)的細(xì)胞經(jīng)冷凍處理,以確保所有的細(xì)胞在其感染循環(huán)時(shí)都處于相同點(diǎn)上以方便安全操作。然而,冷凍似乎只能部分地釋放癥色素,這樣,細(xì)胞殘骸繼續(xù)附著在晶體上,改變了作用在其上的動(dòng)態(tài)力,并可能會(huì)抑制在某個(gè)給定施加磁場(chǎng)內(nèi)獲得的旋轉(zhuǎn)。抗磁性細(xì)胞物質(zhì)在晶體上的附著會(huì)(例如)引起些抗試圖用磁場(chǎng)定位晶體的扭矩。另外,附著細(xì)胞物質(zhì)可能僅麟熱恢復(fù)機(jī)帝啲較大相互作用截面。對(duì)于采用這種方式添加的血液來(lái)講,以與圖5a同樣方式獲得的圖形具有完全相同的形式,但二向色性降低了。同樣,還發(fā)現(xiàn)二向色性信號(hào)對(duì)施加磁場(chǎng)變化的響應(yīng)降低了。實(shí)際上,可以,使用清潔劑來(lái)完,放癥色素,目的是將二向色性信號(hào)的強(qiáng)度恢復(fù)到等量P-血紅素濃度所表現(xiàn)的程度。通過(guò)從形成圖5b時(shí)使用的兩個(gè)瘧原蟲(chóng)感染紅細(xì)胞(PRBC)標(biāo)本中提取瘧色素驗(yàn)證了這種手段的有效性。在以相同濃度重新注入,羊全血之前對(duì)其進(jìn)行清潔。這些標(biāo)本的相對(duì)光強(qiáng)變化率在圖5a中標(biāo)以(O)符號(hào)??梢钥闯觯催@種方式處理的癥色素標(biāo)^:可提供與P-血紅素非常一致的結(jié)果。圖5a和圖5b所示結(jié)果和瘧原蟲(chóng)血癥之間的相關(guān)性最初是iM:假設(shè)全血含5x109RBCs/ml建立的,而且,在疾原蟲(chóng)感染的成熟細(xì)胞中,50%的紅血細(xì)胞的轉(zhuǎn)換會(huì)產(chǎn)生&0.6pg癥色素/每個(gè)細(xì)胞。匕基礎(chǔ)上,例如,檢測(cè)100PRBC/(xl(0.002%瘧原蟲(chóng)血癥)要求檢領(lǐng)N0.06^ml的疙色素濃度。迄今為止實(shí)際檢領(lǐng)啲最低濃度是0.1pg/ml,但是如圖5中較低數(shù)據(jù)點(diǎn)的線(xiàn)性分離所示,儀器的分辨率實(shí)際上都稍im于0.05pg/ml。最終,可獲得的靈驗(yàn)大多都可能在一定禾號(hào)上確定,即用來(lái)探查感應(yīng)的二元色性的正交偏振狀態(tài)是在與癥色素晶體交互作用前,在其fflML流標(biāo)本期間從細(xì)胞結(jié)構(gòu)和其它物質(zhì)中,而消去偏振。在該點(diǎn)之后的偏振損失是不重要的,因?yàn)橹粫?huì)檢測(cè)到最終形成的強(qiáng)度調(diào)制(intensitymodulation)。在一個(gè)保密的臨床研究中,本發(fā)明的技術(shù)曾用來(lái)分析了13個(gè)病人的血液標(biāo)本。血液標(biāo)本都進(jìn)行了細(xì)胞溶解,這樣,最初存在于紅細(xì)胞內(nèi)的癥色素在檢測(cè)的時(shí)候呈自由狀態(tài)的。用來(lái)獲得圖5所示的儀器被用于分析臨床血液標(biāo)本。需要注意的是,本發(fā)明提供了一個(gè)量化值,該值與疙色素負(fù)載相關(guān),后者又與瘧原蟲(chóng)血癥的進(jìn)程有關(guān)。也可用來(lái)自"和風(fēng)生物醫(yī)學(xué)"(ZephyrBiomedicals)的由奧科生物醫(yī)學(xué)系統(tǒng)(OrchidBiomedicalSystemsandParascreen)提供盼決速診斷測(cè)試劑(RDT)對(duì)臨tt液標(biāo)本進(jìn)行分析。表1示出了分析結(jié)果,該表表明臨床研究100%成功。特別令A(yù)M舞的是,本發(fā)明正確地給出了標(biāo)勒l(shuí)的癥疾陽(yáng)性識(shí)別,因?yàn)樵谠摾校l(fā)現(xiàn)感染性標(biāo)本為卵形瘧原蟲(chóng),而人們知道這是很難檢測(cè)到的。<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>表l.臨床研究結(jié)果P=陽(yáng)性診斷N—月性診斷在進(jìn)一步研究中,檢測(cè)了培養(yǎng)的、活的瘧原蟲(chóng)感染紅細(xì)胞^懸浮系的傳輸強(qiáng)度的相對(duì)變化率。懸浮時(shí)的細(xì)胞濃度是不同的,對(duì)于^t浮細(xì)胞,瘧色素的瘧色素濃度通過(guò)光譜學(xué)粒。在這些實(shí)驗(yàn)中,沒(méi)有發(fā)現(xiàn)在活細(xì)胞外部的自由癥色素。用來(lái)獲得圖5所示結(jié)果的儀器是用于分析活的癥原蟲(chóng)感染紅細(xì)胞懸浮系,即,^ffl光檢測(cè)器來(lái)測(cè)量率。圖7所示結(jié)果最終反映了活細(xì)胞液胞內(nèi)的至少一部分疙色素^1過(guò)施加磁場(chǎng)自由響應(yīng)方向定位??梢缘?用于在條測(cè)病人癥疾感染的裝置,采用這種體可進(jìn)行末梢組織的檢測(cè)。進(jìn)行在Wt測(cè)的較佳位置是耳垂,手指和腳趾,盡管也可以考慮其它周邊組織,諸如手指和腳趾之間的指蹼艦。有利的是,這種裝置所提供的i離是非侵害性的。一般如圖la所示類(lèi)型的設(shè)備從靈敏度的角度來(lái)講是較佳的,因?yàn)樵谶@種體中,磁場(chǎng)與入針波成正頓準(zhǔn),且在耳垂平面上。然而,{頓通常如圖lb所示的設(shè)置形式也有優(yōu)點(diǎn),在這種裝置中,磁場(chǎng)與入針波成7jC平對(duì)準(zhǔn),而與耳垂平面正交。.在這種設(shè)置中,可以相當(dāng)方便地將磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置定位在耳垂任一側(cè)。也可以使用上述光聲或光學(xué)傳輸技術(shù)。若在磁場(chǎng)SM^^會(huì)變化的環(huán)境下使用時(shí),,使用永磁鐵。在磁場(chǎng)會(huì)以某種方式發(fā)生變化的應(yīng)用環(huán)境下,可以使用電磁鐵,盡管也可以使用包括永磁鐵(諸如旋轉(zhuǎn)磁鐵系)的機(jī)械系統(tǒng)。為了可以調(diào)制光的偏振狀態(tài),使用兩個(gè)激光器比較方便,兩個(gè)激光器可以相互正交偏振,光強(qiáng)調(diào)制為反相180°,并可通過(guò)合適的光學(xué)元件,諸如偏振光束分裂器塊,依次指向相關(guān)位置。下面介紹在皿測(cè)的另一些裝置。圖8(a)示出了在#^測(cè)病人癥疾感染的裝置70,該裝置夾在病人的耳垂上。裝置70包括主體72,其內(nèi)裝有本文戶(hù)做類(lèi)型的儀器,導(dǎo)線(xiàn)74將檢測(cè)數(shù)據(jù)傳送到適當(dāng)?shù)挠浂胤謂^置(圖中未示)。也可以使用數(shù)據(jù)傳輸系取代導(dǎo)線(xiàn)74。圖8(b)示出了另一個(gè)在體設(shè)備76的實(shí)施例,其適合安裝到病人的手指上。另外,裝置76包括主體78和導(dǎo)線(xiàn)80,對(duì)有關(guān)裝置70的類(lèi)似說(shuō)明也適用于裝置76。裝置70和76^WM適當(dāng),聯(lián)接到身體相應(yīng)部位,為夾具裝置。人們認(rèn)為,病人組織內(nèi)各種機(jī)制所弓胞的消去偏振可以影響^(頓偏振輻射的在體裝置的實(shí)施??梢越鉀Q這個(gè)問(wèn)題的一個(gè)方法就是利用偏振脈沖光學(xué)場(chǎng)將彈道或準(zhǔn)彈道光子從彌散光子中分離。已經(jīng)開(kāi)發(fā)了各種格柵技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的(例如,參見(jiàn)Opt.Comm.241(2004)1-9,本文全文弓間該文件的內(nèi)容)。偏振光的輸送可以采用低雙折射初紡纖維(lowbirefringencespunfibres)(例如,參見(jiàn)OpticsE鄧ress13(10)(2005)3841-3851,本文全文引用該文件的內(nèi)容),這些纖維可以保持任何偏振狀態(tài),甚至在纖維彎曲或扭結(jié)時(shí)??梢岳闷窦す饧夹g(shù),盡管也可以使用在脈沖式血氧定量(pulseoximetry)中使用的專(zhuān)用光電二極管?;蛘?,如上所述,可以利用圖lb通常所示的設(shè)置形式。圖9示出了這樣的一種設(shè)置形式,標(biāo)號(hào)為90。裝置90包括適當(dāng)?shù)目?2,用來(lái)置放期望的病人的某1^位,在圖9所示實(shí)施例中,病人的手指94放在孔92內(nèi)。應(yīng)該注意的是,孔92可以不是該裝置的固定特征,而是根據(jù)病人的身體部分形成的夾具、卡箍或其它固定方式。該裝置還包括能產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置96,該磁場(chǎng)與被檢查病人的身體部分成橫向,并與電磁輻射的光束98平行。磁場(chǎng)生成裝置96帶有芯,M該芯使得電磁輻射的光束98指向病人手指94。為了方便展示,圖9中未示出用于檢測(cè)穿過(guò)手指94的光束98透射率的產(chǎn)生電磁輻射光束的光源和檢測(cè)器,諸如光檢測(cè)器。在圖9所示的裝置中,即所施加磁場(chǎng)與被探査的身體部分成橫向,就不必再對(duì)探查電磁輻射進(jìn)行偏振。實(shí)際上,較佳的是禾,未偏振的電磁輻射??梢酝ㄟ^(guò)光學(xué)S驢調(diào)制和域磁場(chǎng)調(diào)制來(lái)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)。在任一種情況下,未偏振的激光器,熒光二極管光源可以用來(lái)$1查的電磁輻射。可4頓光學(xué)斬波器或聲調(diào)希幡來(lái)實(shí)現(xiàn)光弓驢調(diào)制,以調(diào)制電磁輻射的強(qiáng)度。然后,可以〗柳適當(dāng)?shù)腲S,例如鎖相放大器,以在應(yīng)用直流磁場(chǎng)時(shí)從光檢測(cè)器(諸如光二極管)中獲得強(qiáng)度變化情況。Mi^頓去偏振器或非偏振保持光學(xué)纖維來(lái)利用固有偏振光源時(shí),可以獲得非偏振光。禾,持續(xù)虧M(mǎn)的光束98并改^i加在病人身體某個(gè)部位的磁場(chǎng)可實(shí)現(xiàn)磁場(chǎng)調(diào)制。在這種情況下,磁場(chǎng)生成體96必須會(huì)^^f共一種可控變化磁場(chǎng)。磁場(chǎng)可以通過(guò)在直流部件上施加交流信號(hào)進(jìn)纟預(yù)制。交流磁場(chǎng)會(huì)在檢測(cè)的傳輸光中產(chǎn)生交流分量(Vac),該分量與磁場(chǎng)調(diào)制造成的癥色素的吸收變化率成正比。直流磁場(chǎng)在由光檢測(cè)器檢觀(guān)啲傳輸光中產(chǎn)組流分量(Vdc)o圖10示出了招頓這種調(diào)制磁場(chǎng)時(shí)光檢測(cè)器所產(chǎn)生的信號(hào)電平。圖11以示意圖的形式示出了一種設(shè)置形式,標(biāo)號(hào)為110,用來(lái)使用調(diào)制磁場(chǎng)通偏振光皿行在##測(cè),該磁場(chǎng)橫向施加于病人被探査的身體部位,并與電磁輔射的探査光束成7jC平。這種設(shè)置形式包括光源112,其可以是(例如)與光學(xué)纖維裝置相連的激光器光源。光源112將電磁輻射指向探查區(qū)域113,后者包括電磁裝置114,期望的身體相關(guān)部位,如手指,就置于該裝置中。圖8所示的設(shè)置形式可以適合這種用途。磁鐵動(dòng)力源116控審iJ電磁鐵114以產(chǎn)生調(diào)制磁場(chǎng),同時(shí)也產(chǎn)生基準(zhǔn)輸入,后者被送入信號(hào)處理模i央118和鎖相放大器120內(nèi)。光檢測(cè)器122檢測(cè)通過(guò)手指?jìng)鬏數(shù)碾姶泡椛洌瑏?lái)自光檢測(cè)器122的信號(hào)被送入信號(hào)處理模塊118,后者向鎖相放大器樹(shù)共直流輸入和交流輸入。鎖相放大器120的輸出對(duì)應(yīng)于相對(duì)3Ilt變化率VJVdc。在660nm左右的探查波長(zhǎng)處,必須以i^高于病人脈搏的頻率(ca.72瑕^H中或1.2Hz)來(lái)調(diào)制磁場(chǎng),以排除干擾。或者,可以纟頓800nm或左右的等消光點(diǎn)(isobesticpoint)的波長(zhǎng),在這種情況下,這個(gè)問(wèn)題可以最小話(huà),盡管會(huì)出現(xiàn)一些靈驗(yàn)損失。可以使用0.5-0.7T左右的施加磁場(chǎng)。在使用低頻(10Hz-20Hz)磁場(chǎng)的磁場(chǎng)調(diào)制時(shí),較佳的是梢部位進(jìn)行在#^測(cè),諸如手指趾,這些部位距離病人頭部相對(duì)較遠(yuǎn)。本發(fā)明還掛共了一種以預(yù)定波長(zhǎng)實(shí)現(xiàn)偏振調(diào)制的有利技術(shù),這種波長(zhǎng)會(huì)最終形成電磁輻射的單個(gè)光束,而這種電磁輻射會(huì)在正交偏振狀態(tài)之間交替地可控制地被改變。圖6示出了本發(fā)明關(guān)于這方面的一個(gè)實(shí)施例,該實(shí)施例說(shuō)明了產(chǎn)生第一電磁輻射光束60a的第一半導(dǎo),光器60和產(chǎn)生第二電磁輻射光束61a的第二半導(dǎo)^m光器61。第一和第二半導(dǎo)##光器60,61產(chǎn)生相同波長(zhǎng)的光,盡管至少原則上也可以禾鵬不同的波長(zhǎng)。第-一電磁輻射光束60a通過(guò)格蘭-^f力偏振器62,然后穿過(guò)偏振光束分裂器63。第二電磁輻射光束61a同樣經(jīng)過(guò)格蘭-繊偏振器64,隨后用合適的偏振光束分裂器65轉(zhuǎn)動(dòng)90度,從而指向偏振光束分裂器63,這樣,第一和第二電磁輻射光束60461a就得以結(jié)合而產(chǎn)生一個(gè)共線(xiàn)的輸出光束66。第一光束60a和第二光束61a的線(xiàn)性偏振狀態(tài)通過(guò)格蘭-泰勒偏振器62,64和微手動(dòng)旋轉(zhuǎn)級(jí)67而以彼此相對(duì)90度的角度設(shè)定。格蘭-^f]偏振器的消光比(extinctionratios)為10'5,而偏振光束分裂器的消光比是10—3,使得每個(gè)光束的偏振純度非常高,達(dá)到10'8。兩個(gè)光束的正交性原則上僅受至(J旋轉(zhuǎn)級(jí)67的分辨率柳蹄lj,這可以很容易達(dá)到15#級(jí),因此,給出的正交性為90±4.17xl0-3°。每個(gè)激光器60,61都具有各自的激光器驅(qū)動(dòng)器60b,61b。通過(guò)《頓控制裝置68可以將一個(gè)激光器與另一個(gè)激光器電子調(diào)制反相180°,從而實(shí)現(xiàn)偏振轉(zhuǎn)換。這可使用兩個(gè)反相數(shù)字時(shí)鐘信號(hào),行,這樣,激光器就可以在兩個(gè)可調(diào)強(qiáng)度電平之間交辦換。諸如時(shí)鐘和數(shù)字逆變器的部件可以用來(lái)實(shí)施該功能。在個(gè)具體實(shí)施例中,可^(OT^^蟲(chóng)的激光器驅(qū)動(dòng)器(MicroLaserSystems微激光器系統(tǒng)公司),每個(gè)驅(qū)動(dòng)器在兩個(gè)小時(shí)時(shí)間內(nèi)提供>0.1%的激光器功率穩(wěn)定性,以驅(qū)動(dòng)兩個(gè)以660nrn來(lái)輻射50mW的環(huán)形準(zhǔn)直(2國(guó)直徑)激光器模塊(circularisedcollimatedlasermodules)(BlueSkyResearch藍(lán)天研究公司)。以最大2MHz(驅(qū)動(dòng)器的頻率范圍)的頻率,通過(guò)4每?jī)蓚€(gè)激光^t皮此電子調(diào)制反相180°,以實(shí)5見(jiàn)偏振轉(zhuǎn)換。通過(guò)全通i^波器或觸發(fā)邏輯電路也可以提供相移,這樣,從光學(xué)裝置出來(lái)的光束就具有恒定的強(qiáng)度(穩(wěn)定度>0.2%),與此同時(shí),可在正交狀態(tài)之間進(jìn)行偏振轉(zhuǎn)換。通常,i頓不同的驅(qū)動(dòng)電子設(shè)備可以獲得較高的轉(zhuǎn)換頻率。圖6所示的所有光學(xué)部件62,63,64,65,67都可以安裝在可調(diào)級(jí)上,從而對(duì)輸出光束66的共統(tǒng)性進(jìn)行微調(diào)。圖6所示的設(shè)置形式可以方便地與本發(fā)明的檢測(cè)技術(shù)一起使用。特別是,圖la所示的一般設(shè)置形式也可以與圖6所^^置一起使用。在這種情況下,可以對(duì)準(zhǔn)帶有光學(xué)部件62,63,64,65,67的一個(gè)級(jí),以使輸出光束66的一個(gè)偏振狀態(tài)與施加磁場(chǎng)的方向平行。光束66在引入標(biāo)本前可通過(guò)合適的光束擴(kuò)展,展到期望的范圍(例如到4-5mm左右),以便探查較大部分或?qū)嶋H上全部標(biāo)本容積。在一個(gè)實(shí)施例中,穿過(guò)標(biāo)本的傳輸光由較大面積的光二極管來(lái)聚光,以確保最大限度地采光。也可以加裝一個(gè)聚光透鏡。與圖6相關(guān)的戶(hù)艦偏振調(diào)制技術(shù)可方便地集成至體發(fā)明的檢測(cè)技術(shù)中。然而,所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)了解,所麟的偏振調(diào)審他可方便地用于其它實(shí)驗(yàn)和檢測(cè)技術(shù)中。權(quán)利要求1.一種檢測(cè)標(biāo)本中分析物存在的方法,其中,分析物是瘧色素、β-血紅素或含有化合物的類(lèi)似鐵,該方法包括如下步驟提供標(biāo)本;對(duì)至少部分標(biāo)本施加磁場(chǎng);檢測(cè)標(biāo)本的物理特性,將被檢測(cè)到的物理特性與分析物的物理特性相對(duì)應(yīng),后者根據(jù)施加磁場(chǎng)的變化而變化;以及將所檢測(cè)到的物理特性與分析物的存在進(jìn)行聯(lián)系。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中,檢測(cè)標(biāo)本的物理特性包括步驟將電磁輻射引入標(biāo)本。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其中,該物理特性是與電磁輻射的吸收相關(guān)的特性。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法,其中,電磁輻射的范圍在400到700nm之間,優(yōu)選大于600nm,最好在640到680nm的范圍之間。5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法,其中,電磁輻射被偏振。6.根據(jù)權(quán)利要求5戶(hù)脫的方法,其中,電磁輻射的偏振狀態(tài)是可變的,通過(guò)檢測(cè)被檢觀(guān)倒的物理特f樹(shù)偏振狀態(tài)的依賴(lài)性來(lái)檢測(cè)分析物的存在。7.根據(jù)權(quán)禾腰求3至6中任何一項(xiàng)戶(hù)誠(chéng)的方法,其中,檢測(cè)穿過(guò)標(biāo)本的電磁輻射的傳輸瞎況。8.根據(jù)權(quán)利要求3至6中任何一項(xiàng)所述的方法,其中,檢測(cè)光聲能的產(chǎn)生。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中,被檢測(cè)至啲物理特性是標(biāo)本的比熱,標(biāo)本的導(dǎo)熱率,或與經(jīng)由標(biāo)本的超聲波傳輸相關(guān)的特性。10.根據(jù)以上任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法,其中,施加磁場(chǎng)的強(qiáng)度和/或方向是可變的,通過(guò)檢測(cè)被檢領(lǐng)倒的物理特+頓所施加磁場(chǎng)的變化的繊性來(lái)檢測(cè)分析物的存在。11.根據(jù)權(quán)利要求10戶(hù)脫的方法,其中,通艦所施加的磁場(chǎng)和/或引入標(biāo)本的電磁輻射的調(diào)制,行該物理特性的相敏檢測(cè)。12.—種在含有標(biāo)本的血液中檢測(cè)癥原蟲(chóng)存在的方法,其包括如下步驟通過(guò)檢測(cè)技術(shù)在含有標(biāo)本的血液中檢測(cè)疙色素的存在,該檢測(cè)技術(shù)實(shí)際上不受血液中其它成分存在的影響;將瘧色素的存在與在含有標(biāo)本的血液中瘧原蟲(chóng)的存在進(jìn)行關(guān)聯(lián)。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法,其中,檢測(cè)皰色素存在的步驟是在體外進(jìn)行。14.根據(jù)權(quán)禾腰求12所述的方法,其中,檢領(lǐng)賠色素存在的步驟是在體進(jìn)行。15.根據(jù)權(quán)利要求12至14中任何一項(xiàng)所述的方法,其中,檢測(cè)疙色素存在的步驟,是通自含有標(biāo)本的血液的至少一部分施加磁場(chǎng)并檢測(cè)含有標(biāo)本的血液的物理特性鄉(xiāng)行的,被檢測(cè)至啲物理特艦應(yīng)于疙色素的物理特性,后者根據(jù)施加磁場(chǎng)的變化而變化。16.—種檢測(cè)標(biāo)本中分析物存在的裝置,其中,該分析物是培色素、P-血紅素或含有化合物的類(lèi)似鐵,所述裝置包括磁場(chǎng)應(yīng)用裝置,用于對(duì)標(biāo)本的至少一部分施加磁場(chǎng);用于檢測(cè)標(biāo)本物理特性的檢測(cè)裝置,被檢測(cè)到的物理特i4x^應(yīng)于分析物的物理特性,后者根據(jù)施加磁場(chǎng)的變化而變化;以及關(guān)聯(lián)裝置,用來(lái)將被檢測(cè)到的物理特性與分析物的存在進(jìn)行關(guān)聯(lián)。17.—種在含有標(biāo)本的血液中檢測(cè)瘧原蟲(chóng)存在的裝置,其包括在含有標(biāo)本的血液中檢測(cè)癥色素存在的裝置,該檢測(cè)實(shí)際上不,液中其他成分存在的影響;以及關(guān)聯(lián)裝置,用于將癥色素的存在與在含有標(biāo)本的血液中的瘧原蟲(chóng)的存在進(jìn)行關(guān)聯(lián)。18.根據(jù)權(quán)利要求17戶(hù)腐的裝置,其中,檢測(cè)癥色素存在的裝置包括磁場(chǎng)應(yīng)用裝置和檢測(cè)裝置,該磁場(chǎng)應(yīng)用裝置用于在標(biāo)本的至少一部分中施加磁場(chǎng);該檢測(cè)裝置用于檢測(cè)標(biāo)本的物理特性,被檢須倒的物理特fW"應(yīng)于瘧色素的物理特性,后者根據(jù)所施加磁場(chǎng)的變化而變化。19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置,其中,磁場(chǎng)應(yīng)用裝置包括永磁鐵。20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置,其中,磁場(chǎng)應(yīng)用裝置是可控的,以便改變施加磁場(chǎng)的強(qiáng)度和/或方向。21.根據(jù)權(quán)禾腰求20所述的裝置,其中,磁場(chǎng)應(yīng)用裝置包括電磁鐵。22.根據(jù)權(quán)利要求18至21中任何一項(xiàng)所述的裝置,其中,檢測(cè)裝置包括用于樹(shù)共電磁輻射的裝置,和用于檢測(cè)與被癥色素吸收的電磁輻射相關(guān)的物理特性的感應(yīng)裝置。23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的裝置,其中,用于提供電磁輻射的體設(shè)有偏振電磁輻射。24.根據(jù)權(quán)利要求22或23戶(hù)誠(chéng)的裝置,其中,電M射的波長(zhǎng)在400到700nm的范圍之間,i^大于600nm,最好在640到680nm的范圍之間。25.根據(jù)權(quán)禾腰求22至24中任何一項(xiàng)所述的裝置,其中,感應(yīng)裝置是聲檢測(cè)器。26.根據(jù)權(quán)利要求22至24中倒可一項(xiàng)戶(hù)腿的裝置,其中,感繊置是一個(gè)電磁輻射檢測(cè)器,用于檢測(cè)通過(guò)標(biāo)本傳輸?shù)碾姶泡椛洹?7.根據(jù)權(quán)禾腰求22至26中任何一項(xiàng)所述的裝置,其中,檢測(cè)裝置包括用于改變電磁輻射^^的裝置,和用于檢測(cè)該物理特IWf/M弓M變化的,性的裝置。28.根據(jù)權(quán)利要求18至27中任何一項(xiàng)戶(hù)腿的體,其中,通過(guò)改變施加磁場(chǎng)的強(qiáng)度和減方向來(lái)檢領(lǐng)賠色素的存在。29.根據(jù)權(quán)利要求23至28中倒可一項(xiàng)所述的體,其中,電磁輻射被偏振,而偏振的電磁輻射的偏振狀態(tài)是可控制變化的。30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的裝置,其中,通過(guò)改變偏振的電磁輻射的偏振狀態(tài),和觀(guān)察偏振狀態(tài)對(duì)被檢觀(guān)接啲物理特性的依賴(lài)性,來(lái)檢測(cè)癥色素的存在。31.根據(jù)權(quán)禾腰求22至30中任何一項(xiàng)戶(hù)誠(chéng)的裝置,其中,用于^f細(xì)振電磁輻射的裝置包括至少一個(gè)'激光器。32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的裝置,其中,用于JIJ共偏振電M射的裝置包括至少一對(duì)激光器,其中,^Xt激光器中的第一激光器產(chǎn)生第一電磁輻射光束,而SXt激光器中的第二激光器產(chǎn)生第二電磁輻射光束,而且其中,第一和第二光束在引入至U標(biāo)本中時(shí)具有不同的,正交的偏振狀態(tài)。33.根據(jù)權(quán)利要求32戶(hù)誠(chéng)的裝置,其中,第一和第二光頓過(guò)光學(xué)器件進(jìn)行結(jié)合,以便兩個(gè)光束在弓l入標(biāo)本時(shí)為共線(xiàn)性。34.根據(jù)權(quán)利要求32或33所述的裝置,其中,第一和第二電磁輻射光束的S鵬調(diào)制反相180°。35.根據(jù)權(quán)禾腰求34戶(hù)脫的裝置,其中,^Xt激光器中的每個(gè)激光器都具有用于控制各自電磁輻射光束的產(chǎn)生的電子驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu),該裝置進(jìn)一步包括用于控制兩個(gè)電子驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的控制裝置,以便第一和第二電磁輻射光束是光強(qiáng)調(diào)制反相180°。36.根據(jù)權(quán)利要求22至35中任何一項(xiàng)所述的裝置,其中,該裝置設(shè)置成使電磁輻針沿著軸傳播到標(biāo)本中,而磁場(chǎng)應(yīng)用裝置向與戶(hù)腿傳播軸平行對(duì)準(zhǔn)的方向施加磁場(chǎng)。37.根據(jù)權(quán)利要求22至35中樹(shù)可一項(xiàng)戶(hù)腐的裝置,其中,該裝置設(shè)置成使電磁輻針沿軸傳播至嚇本中,而磁場(chǎng)應(yīng)用裝置向與戶(hù)欣傳播軸正頓準(zhǔn)的方向施加磁場(chǎng)。38.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置,其中,磁場(chǎng)應(yīng)用裝置是可控制的,以便改變施加磁場(chǎng)的強(qiáng)度;檢測(cè)裝置包括用于提供電磁輻射的裝置和用于檢測(cè)與疙色素吸收電磁輻射相關(guān)的物理特性的感應(yīng)裝置;其中,該裝置設(shè)置成使電磁輻射沿軸傳播到標(biāo)本中,而磁場(chǎng)應(yīng)用裝置向與所述傳播軸正頓準(zhǔn)的方向施加磁場(chǎng);其中,通過(guò)改魏加磁場(chǎng)強(qiáng)度并檢領(lǐng),理特f挑戶(hù)服變化的繊性來(lái)檢測(cè)癥色素的存在。39.根據(jù)權(quán)利要求17至38中任意一項(xiàng)戶(hù);M的裝置,其中,該裝置可固定到病人的末梢組織上,tt^手指、腳趾或耳垂,而且,其中,檢測(cè)癥色素存在的裝置在體檢測(cè)病人血流中瘧色素的存在。全文摘要本申請(qǐng)通過(guò)檢測(cè)隨著應(yīng)用磁場(chǎng)的改變而改變的瘧色素的適當(dāng)特性,來(lái)利用由瘧疾感染引起的血紅蛋白的磁狀態(tài)的變化。圖1示出了以標(biāo)記(10)表示的裝置采用光一聲技術(shù)進(jìn)行的磁光檢測(cè)。裝置(10)包括光源(12),該光源用于產(chǎn)生光輻射光束(14),該光束在投射到固定于標(biāo)本固定器(24)內(nèi)的標(biāo)本(22)上之前,穿過(guò)偏振器(16)的光輻射光束(14),可變LC減速器(0或180°阻尼)(18),以及斬光器(20)。標(biāo)本與聲檢測(cè)器(26)直接接觸。裝置(10)還進(jìn)一步包括電磁鐵(28),而高斯計(jì)(30)可以用來(lái)檢測(cè)施加的磁場(chǎng)強(qiáng)度。與這種方法相關(guān)的優(yōu)點(diǎn)是,可以進(jìn)行在體檢測(cè),而且,可避免與對(duì)渾濁液體(諸如全血)進(jìn)行傳統(tǒng)光學(xué)檢測(cè)相關(guān)的光散射的問(wèn)題。文檔編號(hào)A61B5/00GK101600962SQ200780041785公開(kāi)日2009年12月9日申請(qǐng)日期2007年11月9日優(yōu)先權(quán)日2006年11月10日發(fā)明者大衛(wèi)·麥克爾·紐曼,約翰·赫普汀斯特申請(qǐng)人:??巳卮髮W(xué)