專利名稱：血氧計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種血氧計(jì)，用于體外分光光度樣品中， 溶血血液樣品中， 測(cè)定血紅蛋白衍生物和和至少一種其它的被分析物，該血氧計(jì)具有發(fā)射測(cè)量光 線的唯一的測(cè)量光源，樣品室，例如接受樣品的測(cè)量皿，用于接收與樣品相互 作用后測(cè)量光線的光譜的檢測(cè)裝置，下游連接在光譜檢測(cè)裝置上的評(píng)價(jià)裝置， 其根據(jù)由檢測(cè)裝置接收的光譜測(cè)定血紅蛋白衍生物和至少一種其它的被分析 物。
背景技術(shù)：
目W場(chǎng)i存在的大多數(shù)血氧計(jì)提供白熾燈作為測(cè)量光源，HALLEMANN 等在Point of Care (j頓須知要點(diǎn))第四巻，2005年3月第1號(hào)"Technical Aspects of Bilirubin Determination in Whole Blood (在全血中測(cè)定膽紅素的技 術(shù)方面)"中描述了一種血?dú)夥治鰞x(OMNI血?dú)夥治鰞x)的血氧計(jì)模型，用血 氣分析儀除了光譜檢測(cè)血紅蛋白衍生物之外還光譜檢測(cè)作為其它被分析物的膽 紅素。作為測(cè)量光源使用具有寬光譜范圍的卣素?zé)簟?br> 由JP2004-108781已知一種分光光度計(jì)，其中從白光LED發(fā)射的光線在入 射到樣品之前已經(jīng)通過兩個(gè)衍射光柵被分成兩個(gè)光譜組分，然后穿過投影裂隙 入射到樣品之中，以測(cè)定例如在樣品中的被分析物。它既描述了具有透射幾何 學(xué)的變量，也描述了具有反射幾何學(xué)的變量，在這里先后測(cè)量各波長(zhǎng)的各M" 光和湖光的強(qiáng)度，這種已知的分光光度計(jì)的不利之處在于，借助兩個(gè)將測(cè)量 光線分成光譜組分的衍射光柵檢測(cè)光譜是耗費(fèi)時(shí)間的。
由US2005/0154277A1已知一種鵬化的"體內(nèi)"分光光度計(jì)，其艦體內(nèi)實(shí) 際存在的血紅蛋白衍生物的光譜分析可以獲知體內(nèi)的例如胃腸道出血。可以使 用其它的LED作為光源。
此外，由US2005/0267346A1己知一禾中非侵入性的血氧計(jì)可供使用，其中將 光線入射到指尖或者耳垂的供血良好的組織，這里基于吸收通過光線在血液中 和反射的方法推斷血液的組成(氧飽和度)。可以使用白光LED作為光源， 然而光線在入射組織之前必須使用濾光片和衍射光柵以使只有確定的波長(zhǎng)入射到組織中。
由US6,262,798B1已知一種在非溶血的血液中實(shí)施血氧測(cè)量的方法。由此 種測(cè)量方法將眾多的確定波長(zhǎng)的單色光先后入射到樣品，這里使用不同色光的 LED的列陣或者傳統(tǒng)的白光燈，通過單色儀從它們過濾出確定波長(zhǎng)范圍，該波 長(zhǎng)范圍隨后入射至U樣品之中。
Boalth等在Clinica Chimica Acta(臨床實(shí)用化學(xué))307(2001 )225-233'Blood gases and oximetry: calibration-free new dry-chemistry and optical technology for near-patient testing (血?dú)夂脱鯗y(cè)定無校準(zhǔn)新干式-化學(xué)和接 近-患者的檢驗(yàn)的光學(xué)駄)"中描述了用于體外血氧觀啶的一種分光光度系統(tǒng)， 其以白光LED作為光源工作。在這種情況下M3！ 128通道線性CCD陣列檢測(cè) 470納米-670納米的波長(zhǎng)范圍，并在評(píng)價(jià)時(shí)考慮，從而測(cè)定血紅蛋白衍生物。這 個(gè)波長(zhǎng)范圍超過正常用于測(cè)定血紅蛋白衍生物使用的波長(zhǎng)范圍，由此提供了一 種相對(duì)于作為可能的干擾物質(zhì)的膽紅素校正血紅蛋白衍生物的校準(zhǔn)方法，膽紅 素與血紅蛋白在部分范圍內(nèi)吸收重疊。該加寬了的波長(zhǎng)范圍僅僅用于待測(cè)定的 血紅蛋白衍生物的校正，并不用于測(cè)定作為其它被分析物的膽紅素。
借助LED產(chǎn)生多色光已知所謂的發(fā)光轉(zhuǎn)換LED,其具有一個(gè)或者多個(gè)發(fā)射 波長(zhǎng)，所述發(fā)射波"feM過發(fā)光轉(zhuǎn)換層如此改變使得最終發(fā)射寬帶多色光。這 種光源例如在US2005/0127385A1中纟^描述。在這種情況下，皿的多色光由 初級(jí)發(fā)射波長(zhǎng)的短波光譜范圍和較長(zhǎng)波長(zhǎng)的光譜范圍組成，所述短波光譜范圍 從作為初級(jí)刻寸極的LED芯片發(fā)射出，所述較長(zhǎng)波長(zhǎng)的光譜范圍M LED的 初級(jí)，激發(fā)作為次級(jí)發(fā)射極的染料層^l寸出。
此外，US6,809,347B2描述了一禾中白光LED，其由劃寸藍(lán)光以及紫外線的 LED和涂在其上的熒光層構(gòu)成，該熒光層部分地吸收由LED模擬的藍(lán)光和紫外 線，然后發(fā)射長(zhǎng)波光譜范圍的光線，以此通過疊加形成白光，該白光的光譜組 成可fflil熒光層的f針布確定。
最后，EP1473771A1描述了白光LED的一種替換結(jié)構(gòu)形式，其由多個(gè)不同 鄉(xiāng)波長(zhǎng)的至少部爐明的LED-層構(gòu)成，所述LED層疊置，以使各鄉(xiāng)波長(zhǎng) 的范圍在發(fā)射方向上迭加并且在總體上發(fā)射白光。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于這樣進(jìn)一步開發(fā)用于體外分光光度測(cè)定優(yōu)選醫(yī)學(xué)用品中的血紅蛋白衍生物的血氧計(jì)使之形成緊湊測(cè)量模塊，藉此可以快速地檢測(cè)測(cè) 量光譜，其中除了檢測(cè)血紅蛋白衍生物之外還應(yīng)該檢測(cè)其它的被分析物。此外， 還應(yīng)該保證充分的穩(wěn)定型(微小的漂移)和光源的長(zhǎng)使用壽命。該血氧計(jì)應(yīng)該 具有更高程度的用戶友好性、由于光源更長(zhǎng)待機(jī)時(shí)間引起的更少維修花費(fèi)，以 及測(cè)量結(jié)果的高精度。
根據(jù)本發(fā)明，這一任務(wù)是這樣完成的，測(cè)量光源是多色光LED，其^l寸一
種至少位于光譜范圍B中的測(cè)量光線以檢測(cè)血紅蛋白衍生物，在光譜范圍B中 血紅蛋白衍生物具有顯著的吸收，并發(fā)射另一種至少位于另外的光譜范圍A中 的測(cè)量光線以檢觀侄少一種的其它的被分析物，在光譜范圍A中至少一種的其
它的被分析物具有顯著的吸收。測(cè)量光線必須以這樣的顯著程度被吸收以使 例如對(duì)多組分的分析方法存在足以區(qū)分的血紅蛋白衍生物吸收值和其它被分析
物的吸收值。這種合適的光譜范圍例如對(duì)于測(cè)定血紅蛋白衍生物為520-670納米 的光譜范圍，對(duì)于測(cè)定膽紅素為450-500納米的光譜范圍。
術(shù)語多色光的LED例如基本上意指白光LED，例如根據(jù)前文引用的 US2005/0127385A1、 US6809347B2或EP1473771A1所述，它的發(fā)射波長(zhǎng)范圍 和強(qiáng)度分布與待測(cè)定血紅蛋白衍生物的吸收特性適配，并且視需要予以擴(kuò)大以 觀啶另外的被分析物。
根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)變型方案，測(cè)量光源可以是發(fā)光轉(zhuǎn)換LED，其包含至 少一個(gè)初級(jí)發(fā)射極和至少一個(gè)次級(jí)Mt極，初級(jí)，極發(fā)射的測(cè)量光線在光譜 范圍A內(nèi)，次級(jí)，極發(fā)射的測(cè)量光線在光譜范圍B內(nèi)。
在一^tt別優(yōu)選的解決方案中，在發(fā)光轉(zhuǎn)換-LED的基礎(chǔ)上，M:所用的熒 光體的種類、數(shù)目和用量以及通過激發(fā)波長(zhǎng)(初級(jí)發(fā)射極的種類和數(shù)目)的合 繊擇調(diào)節(jié)光譜分布(不依賴于波長(zhǎng)的光強(qiáng)度)，并且與樣品的待測(cè)被分析物最 佳匹配。相對(duì)于傳統(tǒng)的光源，這種測(cè)量光源的構(gòu)造形式有另外的優(yōu)點(diǎn)，即發(fā)射 的光橫貫為觀糧而4頓的觀糧光源的出射面上和橫貫為觀懂而^頓的觀懂光源 的出射角區(qū)域具有基本均勻的光譜。這樣的發(fā)光特性對(duì)于降低血氧計(jì)測(cè)量系統(tǒng) 光學(xué)部件定位方面的容忍敏感度特別重要。與傳統(tǒng)的卣素?zé)舻南啾?，LED光線 出射面的大小特別有利，其使校準(zhǔn)血氧計(jì)光學(xué)系統(tǒng)可的盡可能容許誤差的校準(zhǔn) 成為可能。
根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)變型方案，測(cè)量光源含有不同發(fā)光光譜的多個(gè)發(fā)光層，這里至少一個(gè)發(fā)光層發(fā)射在光譜范圍A內(nèi)的測(cè)量光線，至少一個(gè)另外的發(fā)光層 劃寸在光譜范圍B內(nèi)的測(cè)量光線，其中在測(cè)量光源內(nèi)的發(fā)光層這樣互相設(shè)置 使測(cè)量光線橫貫為測(cè)量而使用的測(cè)量光源的出射面上或橫貫為測(cè)量而使用的測(cè) 量光源的出射角區(qū)域具有基本均勻的光譜。
按照這種實(shí)施方式也可以使用單一發(fā)光層或者單一發(fā)射極(SMD或者傳統(tǒng) 的LED)以產(chǎn)生測(cè)量光線，只要它們?cè)诳臻g上足夠緊密相鄰地排列，使得為測(cè) 量而f頓的觀懂光線橫貫觀糧光源的出射面上就具有基本均勻的光譜。光譜分 布可以通過單一發(fā)光層的種類、數(shù)目以及工作參數(shù)調(diào)節(jié)。術(shù)語空間上足夠緊密 相鄰地意指當(dāng)測(cè)量光源穿過樣品入射到檢測(cè)單元時(shí)，光學(xué)組件的定位相對(duì)于幾 何學(xué)的容差是不敏感的。即使相關(guān)光學(xué)組件偏離理想位置(例如光學(xué)組件沿著
光軸應(yīng)處的位置)時(shí)，被檢測(cè)光的纟艘和光譜隨之的變化僅僅無關(guān)緊要的。它 的有利效果是產(chǎn)生了對(duì)失調(diào)顯著更具穩(wěn)健性和較少失效的光學(xué)系統(tǒng)。
因此，根據(jù)本發(fā)明的解決方案在于將多色光LED用于分光光度測(cè)定所有血
紅蛋白衍生物和至少一種其它物質(zhì)。其中，這些其它的物質(zhì)具有在血紅蛋白衍 生物的吸收光譜范圍之外的光吸收，這可以用皿行分光光度測(cè)定。
這種被分析物的一個(gè)例子是膽紅素，其例如可以根據(jù)它在450-500納米的波 長(zhǎng)范圍(相當(dāng)于測(cè)量光線的光譜范圍A)的吸收測(cè)定。
一個(gè)用于測(cè)定血紅蛋白衍生物的適當(dāng)?shù)墓庾V范圍特別是520-670納米的波 長(zhǎng)范圍(相當(dāng)于測(cè)量光線的光譜范圍B)。
按照一個(gè)變型方案，測(cè)量光源包含具有不同發(fā)光光譜的多個(gè)發(fā)光層，這些 層至少部分透明并且以上下堆疊形式排列，使得M各發(fā)光層的發(fā)射光線在發(fā) 射方向上的疊加形成總光線，該總光線橫貫觀糧光源的出射面上具有基本均勻 的光譜分布。
按照另一個(gè)變型方案，測(cè)量光源可以包含具有不同發(fā)射光譜的多個(gè)發(fā)光區(qū) 域或者單個(gè)發(fā)射極，其這樣近的間距彼此排列以使各發(fā)光區(qū)域或者單個(gè)發(fā)射極 的發(fā)射光線在發(fā)射方向迭加上形成總光線，該總光線橫貫測(cè)量光源的出射面上 具有基本均勻的光譜分布。
這樣的測(cè)量光源的發(fā)光光譜是加合光譜，并由各自發(fā)光層的各發(fā)光光譜相 加組成，這里依據(jù)各發(fā)光層的定位和/或在測(cè)量光源內(nèi)存在的光削弱層在從觀糧 光源發(fā)出之前還可以對(duì)各發(fā)光層的各發(fā)光光譜進(jìn)行改變。從測(cè)量光源發(fā)射的光應(yīng)該橫貫為測(cè)量而使用的測(cè)量光源的出射面上或橫貫 為測(cè)量而使用的測(cè)量光源的出射角區(qū)域具有基本均勻的光譜。術(shù)語為測(cè)量而使 用的觀懂光源的出射面或?yàn)闇y(cè)量而使用的測(cè)量光源的出射角區(qū)域特別理解為測(cè) 量光源的出射面區(qū)域，其光線通過血氧計(jì)的光學(xué)系統(tǒng)入射至U樣品中，最后在檢 測(cè)裝置上成像。發(fā)射的測(cè)量光線在該區(qū)域特別應(yīng)該具有盡可能均勻的光譜組成。 在面上均勻的光譜組成在此理解為光在該面積內(nèi)的所有位置發(fā)射，所述光不依 賴于精確的發(fā)射位點(diǎn)始終具有相同的光譜組成(相同的發(fā)射波長(zhǎng)范圍和每次發(fā) 射光線的相同強(qiáng)度)。
從測(cè)量光源發(fā)射的光入射至嘰載有待測(cè)樣品的樣品室中。在那里入射光線 與樣品中含有的物質(zhì)以某一方式相互發(fā)生作用，依據(jù)所含物質(zhì)的種類和濃度(特 別是待分析的物質(zhì))，從測(cè)量光源發(fā)射的光的光譜組成發(fā)生了變化。這主要是發(fā) 生了在特定的波長(zhǎng)范圍對(duì)測(cè)量光源發(fā)射的光的物質(zhì)特異性吸收。借助相應(yīng)的檢 測(cè)裝置實(shí)現(xiàn)通過與樣品相互作用而變化了的測(cè)量光線的光譜檢測(cè)。這既可以借 助反射光學(xué)的裝置也可以借助根據(jù)透射光學(xué)的裝置實(shí)現(xiàn)。在這兩種裝置中有利 的是，通過檢測(cè)體(可能與下游連接的評(píng)價(jià)裝置相結(jié)合)在測(cè)量步驟中接收 M31與樣品相互作用而發(fā)生特異性變化的測(cè)量光源的光線的光譜，通過該評(píng)價(jià)， 既可以測(cè)定各血紅蛋白衍生物又可以測(cè)定至少一種其它的被分析物。借助檢測(cè) 器列陣 地實(shí)現(xiàn)該光譜的同時(shí)接收。然而，順序地實(shí)現(xiàn)光譜的接收的實(shí)施方 案也是可行的。在雨巾實(shí)臟案中，檢測(cè)結(jié)果是唯一的可用于評(píng)價(jià)的光譜。
由檢測(cè)裝置接收的光譜由下游連接的評(píng)價(jià)裝置以某一方式評(píng)價(jià)，由此可以 測(cè)定血紅蛋白衍生物和至少一種其它的被分析物。本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)此已知諸 如多組分方法等不同的方法。
有利的是還可以另行通過光散射的擴(kuò)散層對(duì)于對(duì)測(cè)量光源的幾何學(xué)的發(fā)光 特征進(jìn)行改變，以使得發(fā)射出的測(cè)量光線均勻化。這樣的擴(kuò)散元件既可以在測(cè) 量光源之內(nèi)作為其整合組件也可以在測(cè)量光源之外作為分離的光學(xué)元件設(shè)置在 光學(xué)路徑之中。
根據(jù)本發(fā)明的測(cè)量光源的布置，在優(yōu)化考慮到的被分析物吸收總光譜范圍 上的信/噪-比方面，以及在優(yōu)化檢測(cè)單元中4 于波長(zhǎng)的雜散光方面，艦有目 的地選擇初級(jí)發(fā)射極和次級(jí)發(fā)射極的種類、數(shù)目和用量，為測(cè)量光線的光譜匹 配提供了有利的 。
8此外，為了測(cè)量光線從觀懂光源至孵品室和域從樣品室到檢測(cè)裝置的傳導(dǎo) 和轉(zhuǎn)向，血氧計(jì)可以具有其它的光學(xué)組件，如濾光片、光導(dǎo)體、纖、分光器、 鰣?jiān)鹊取?br> 特別地設(shè)想檢測(cè)裝置由多色儀和與其下游連接的多通道檢測(cè)單元組成， 所述多通道檢測(cè)單元例如是同時(shí)檢測(cè)所有測(cè)量波長(zhǎng)的檢測(cè)器列陣。與順序的測(cè)
量相比，例如前文弓閱的JP2004-108781，由此產(chǎn)生巨大的優(yōu)勢(shì)，這里非常突出
的顯著更短的測(cè)量時(shí)間和避免構(gòu)件(衍射光柵等)的機(jī),動(dòng)。
此外，可以使用濾光片或者別的光學(xué)吸收媒介以實(shí)施觀糧光源與樣品室之 間禾口/或樣品室與檢測(cè)體之間的光譜的進(jìn)一步光譜匹配。例如由此可以避免在 檢測(cè)單元中的雜散光和最小化在樣品中產(chǎn)生的熱量和/或至少部分濾掉從測(cè)量光 源發(fā)射的對(duì)血氧計(jì)的光學(xué)系統(tǒng)分析不那么重要的波長(zhǎng)范圍的光線。這樣的元件 既可以作為觀糧光源的整合組件，也可以分開的作為下游連接到光源的光學(xué)構(gòu) 件。
特別是當(dāng)光線在這個(gè)中間區(qū)域所含的與分析相關(guān)信息很少的時(shí)候，Sii較 小強(qiáng)度的區(qū)鄉(xiāng)每應(yīng)用于測(cè)定血紅蛋白衍生物和至少一種其它被分析物的測(cè)量光 線的光譜范圍分開是有利的。
血氧計(jì)在本申請(qǐng)的范疇內(nèi)一般地理解為分光光度計(jì)，用它可以根據(jù)下述物
質(zhì)的不同的吸收特性測(cè)定不同的血紅蛋白衍生物，特別是氧合血紅蛋白(02Hb)、 去氧血紅蛋白(HHb)、碳氧血紅蛋白(COHb)、正鐵血紅蛋白(MetHb)。
相對(duì)于傳統(tǒng)的白熾燈，根據(jù)本發(fā)明的多色LED具有的優(yōu)點(diǎn)一覽
-更好的穩(wěn)定性(更小的漂移)；
-更小的構(gòu)造形式；
-更少的余熱；
-無紅外線強(qiáng)度(因此無需紅外線濾光片)；
-可能的使用壽命在IOO，OOO小時(shí)范圍(典型的鹵素?zé)?,000小時(shí))
-相對(duì)于白熾燈，更高的效率
-提高的光輸出率
-由于長(zhǎng)時(shí)間的使用壽命而具有的長(zhǎng)時(shí)間工作可能性
-可ffiil電流在大范圍調(diào)節(jié)強(qiáng)度
-光源無需機(jī)械調(diào)節(jié)-M:皿芯片(Chiptemperatur)控制^g (^J^傳自或者非接觸紅夕卜傳 繊)
-M工作電流和光線出射角匹配光譜的可能性 -使得專用光譜稱為可能。
相對(duì)于使用傳統(tǒng)的LED (或激光二極管)，本發(fā)明的多色光LED的優(yōu)點(diǎn)一
覽
-像白熾燈一樣，可以被認(rèn)為是橫跨總的出射面具有均勻光譜分布的光源。 以此可以使成像光學(xué)簡(jiǎn)單易行，成本低廉； -低的誤差敏感性； -可行的更好的匹配光譜的可能性； -更嚴(yán)密、更簡(jiǎn)單的溫度管理；
-可以與血紅蛋白參數(shù)一起同時(shí)檢測(cè)其它的被分析物，例如膽紅素。 根據(jù)本發(fā)明的血氧計(jì)尤其適用于含有血、 分的醫(yī)學(xué)樣品，視需要適用于
其它的被分析物，例如膽紅素。這些醫(yī)學(xué)樣品尤其是血液樣品，特別是已溶血
的全血。
根據(jù)本發(fā)明的測(cè)量光源構(gòu)造的變型方案還可以任意地互相組合。這樣例如 單一發(fā)光層的發(fā)光光譜可以是單獨(dú)地被覆蓋，或者和合適的發(fā)光層的發(fā)光光譜 一起被覆蓋，這可以將單一發(fā)光層的初級(jí)發(fā)光光譜延伸到長(zhǎng)波范圍。此外，也 可以添加另外的發(fā)光層例如發(fā)光轉(zhuǎn)^-LED或者也可以添加單一發(fā)射極，以拓寬
發(fā)光光譜范圍從而可以例如測(cè)定其它的被分析物。


下面本發(fā)明借助附圖和圖表作詳細(xì)說明。其中
圖1以示意性圖解形式示出了根據(jù)本發(fā)明的血氧計(jì)， 圖2示出了 02Hb、 HHb、 COHb和MetHb以及膽紅素的不依賴于以納 米為單位的波長(zhǎng)的消光系數(shù)。
圖3-圖6示出了不同的多色LED的發(fā)光光譜。
具體實(shí)施例方式
圖1以示意性圖解形式顯示根據(jù)本發(fā)明的血氧計(jì)的示例性構(gòu)造。在該血氧 計(jì)中，作為測(cè)量光源的多色LED1與另外的光源2經(jīng)分光器(Strahlteiler) 3和 纖系統(tǒng)4直接與樣品室5相連，所述樣品室5例如是裝有待分析的血液樣品的測(cè)量皿。在這個(gè)例子中，另外的光源2是用于血氧計(jì)的波長(zhǎng)校準(zhǔn)的。
將450-670納米的寬帶光譜范圍的測(cè)量光線入射到樣品室5的多色LED1 借助Peltier元件和NTC-溫SI進(jìn)行熱的恒溫調(diào)節(jié)。多色LED M過具有光二 極管6的控制電路進(jìn)行光強(qiáng)度的調(diào)節(jié)。光學(xué)系統(tǒng)是這樣布置的由于測(cè)量光源 的大的出射面以及貫穿該出射面上基本均勻的發(fā)射光譜不再?gòu)?qiáng)制性需要調(diào)試多 色LED1相對(duì)于光軸的位置?？梢栽跍y(cè)量光源1或分光器3與樣品室5之間任 選使用濾光片7，從而在選擇的光譜范圍內(nèi)匹配觀懂光線。通過光導(dǎo)體8與測(cè)量 皿5連接的檢測(cè)裝置由多色儀9 (例如光柵分光光度計(jì))和下游連接的多通道檢 測(cè)單元10組成，所述多鵬檢測(cè)單元10是例如同時(shí)檢測(cè)所有測(cè)量波長(zhǎng)的檢測(cè) 默孵。在圖1中未明確示出的是后接到檢測(cè)裝置的刑介裝置，其根據(jù)檢測(cè)裝 置接收的光譜測(cè)定血紅蛋白衍生物和至少一種其它的被分析物。
對(duì)測(cè)量光源1的光譜要求由分光光度計(jì)的使用以及在待檢測(cè)被分析物(血 紅蛋白衍生物和至少一種其它被分析物)的使用中導(dǎo)出。血紅蛋白衍生物和作 為示例性的其它被分析物的膽紅素的檢測(cè)以圖2描繪的消光系數(shù)為基礎(chǔ)。因此， 在該波長(zhǎng)范圍內(nèi)具有相應(yīng)的強(qiáng)度值的測(cè)量光源1對(duì)于被分析物的分光光度測(cè)定 是必需的。應(yīng)用的測(cè)量光源1在光譜方面應(yīng)該具有相應(yīng)的下列特征
-在長(zhǎng)波范圍的下斷則面(AbMendFlaiike)以減少檢測(cè)器的干擾性雜散光
-血紅蛋白衍生物的吸收的最大值光譜范圍B (520~670納米)內(nèi)的強(qiáng)度最 大值
-用于檢測(cè)膽紅素的短波光譜范圍A (450-500納米)內(nèi)的強(qiáng)度最大值^t 于測(cè)皿夠(顯著)的強(qiáng)度
-在兩個(gè)光譜范圍A和光譜范圍B之間的強(qiáng)度P射氏 實(shí)施例
下面所述的實(shí)施例基于根據(jù)圖1的血氧計(jì)。為此使用具有1.5納米波長(zhǎng)^fjf 率和具有512像素的像素?cái)?shù)的線傳S^ (Zeilensensor) 10的光柵分光光度計(jì)9。 測(cè)量皿5形成寬1毫米、層厚100微米的液體溝槽。多色LED1的光譜測(cè)量在 周圍充滿空氣的測(cè)量皿上實(shí)施。LED的測(cè)量光線被結(jié)合到測(cè)量皿5中，接著經(jīng) 透鏡7 (放大因子大約1.6)被結(jié)合到光導(dǎo)體8中。光導(dǎo)體8被構(gòu)造為纖維束， 以可產(chǎn)生在觀懂皿5與分光光度計(jì)之間的光導(dǎo)體的低曲率半徑。有源光導(dǎo)體直 徑在光線入射處為大約0.7毫米。各纖維在光線出射處構(gòu)造為線型纖維(Faserzeile)，并且以此形成分光光度計(jì)的入射裂隙。使用光二極管6調(diào)節(jié)LED1 的光強(qiáng)度。在這個(gè)實(shí)施例中，LED1借助分光器3與另一個(gè)測(cè)量光源2 (氖白 熾燈)組合在一起，使這兩種不同種類的照明(測(cè)量光線和校準(zhǔn)光線)之間可 以變換。正如已經(jīng)提到的，結(jié)構(gòu)上可以任選加入濾光元件7以用于進(jìn)一步光譜 匹配測(cè)量光源l。 實(shí)細(xì)1:
在上述測(cè)量結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上已經(jīng)使用Firma Seoul semiconductor (首爾半導(dǎo)體 公司)的市售白光LED (型號(hào)N32180, 400毫安，3.5伏)。寬帶的光譜(請(qǐng) 見圖3)在測(cè)量技術(shù)上允許檢測(cè)血紅蛋白衍生物和膽紅素。激發(fā)強(qiáng)度與發(fā)光強(qiáng)度 的比值，以及超過600nm處的光強(qiáng)度衰減相應(yīng)地適用于該用途。
實(shí)施例2:
在此實(shí)施例中，j柳了Luxeon公司的白光LED (型號(hào)LXHL， 1瓦)(請(qǐng) 見按照?qǐng)D4中的光譜)。該LED同樣在測(cè)量,上允許檢測(cè)血紅蛋白衍生物和 膽紅素，然而需要另外使用長(zhǎng)波光譜范圍的濾光片用于減少分光光度計(jì)中的雜 散光。在圖4中描述了未經(jīng)濾光的光譜和使用濾光片(Schott BG38, 2毫米) 的光譜。因此，該光源與此類的濾光片的特殊組合相應(yīng)鵬合于該用途。
實(shí)施例3:
作為優(yōu)選的，方案，使用具有兩種熒光體(Phosphor)和色Mj度為4000 °K的多色LED。通過主導(dǎo)波長(zhǎng)為460462.5納米的LED芯片與兩種發(fā)光體 (Luminophor)組合(熒光體l:綠色，C正坐標(biāo)x=0.195±0.004, y=0.651±0.004, 熒光體2:離，C正坐標(biāo)x=0.450±0.002， y=0.537±0.002)實(shí)現(xiàn)需要的光譜。 該LED的工作電流設(shè)計(jì)設(shè)置為350毫安。在本實(shí)施例中工作電流為100毫安。 所得光譜和被分析物的消光系數(shù)一起顯示在圖5中。該光源滿足對(duì)測(cè)量光源(l) 提出的所有要求。這里不需要借助濾光片另外匹配光譜。
圖6顯示這樣一種例如借助兩種發(fā)光體(510納料卩590納米)作為次級(jí) ，極和在460納米發(fā)射的初級(jí)發(fā)射極的發(fā)光轉(zhuǎn) ^LED的獲得光譜。這里，發(fā) 射藍(lán)光或者紫外線的LED芯片與發(fā)光染料結(jié)合。該染料被包含在糊狀物中，該 糊狀物被施加到LED芯片上。短波的和因而富冑糧的藍(lán)光激發(fā)一種或多種染料 發(fā)光。由此激發(fā)出長(zhǎng)波的、低能量的光。因?yàn)椴⒉皇侨克{(lán)光被轉(zhuǎn)換，所以所 得的光譜顏色加色混合(參見根據(jù)平滑線的獲得光譜)產(chǎn)生具有第一窄帶光譜最大值在大約460納米的光譜范圍A和具有第二寬帶光譜最大值在510-590納 米的光譜范圍B的多色光。這兩個(gè)光譜范圍M大約在485納米的光譜最小值 分開。這樣特別有利的是，通過初級(jí)發(fā)射極發(fā)射的窄帶光線，根據(jù)膽紅素在大 約460納米的吸收最大值存在用于測(cè)定膽紅素的短波長(zhǎng)的測(cè)量波長(zhǎng)范圍， 1 次級(jí)，極發(fā)射的寬帶光線存在較寬的波長(zhǎng)較長(zhǎng)的范圍，所有待測(cè)定的血紅蛋 白衍生物在該范圍具有顯著的吸收和吸收最大值。
根據(jù)本發(fā)明，通ii^擇初級(jí)發(fā)射極(LED芯片，其在光譜范圍A內(nèi)發(fā)光) 和MMi^擇和組合不同的熒光體(次級(jí)發(fā)射極，M光譜范圍B內(nèi)發(fā)光)，可以 將這種多色光的發(fā)光轉(zhuǎn)^"LED的光譜特定地調(diào)節(jié)到另外的待^^測(cè)的被分析物。
權(quán)利要求
1.用于在體外分光光度測(cè)定樣品中血紅蛋白衍生物和至少一種其它的被分析物的血氧計(jì)，它具有發(fā)射測(cè)量光線的唯一的測(cè)量光源(1)，樣品室(5)，用于接收與樣品相互作用后測(cè)量光線的光譜的檢測(cè)裝置(9、10)，和連接在光譜檢測(cè)裝置后的評(píng)價(jià)裝置，其根據(jù)用檢測(cè)裝置接收的光譜確定血紅蛋白衍生物和至少一種的其它的被分析物，其特征在于，測(cè)量光源(1)是多色光的LED，其發(fā)射至少位于光譜范圍B中的測(cè)量光線以測(cè)定血紅蛋白衍生物，在光譜范圍B中血紅蛋白衍生物具有顯著的吸收，并發(fā)射至少位于另外的光譜范圍A中的測(cè)量光線以檢測(cè)至少一種其它的被分析物，在光譜范圍A中所述至少一種其它的被分析物具有顯著的吸收。
2. 如權(quán)利要求l的血氧計(jì)，其特征在于，觀懂光源(1)是發(fā)光轉(zhuǎn)換LED， 其包含至少一個(gè)初級(jí)發(fā)射極和至少一個(gè)次級(jí)發(fā)射極，其中初級(jí)發(fā)射極發(fā)射的測(cè) 量光線在光譜范圍A內(nèi)，次級(jí)發(fā)射極發(fā)射的測(cè)量光線在光譜范圍B內(nèi)。
3. 如權(quán)利要求l的血氧計(jì)，其特征在于，觀懂光源(1)包含具有不同發(fā)光 光譜的多個(gè)發(fā)光層，其中至少一個(gè)發(fā)光層發(fā)射在光譜范圍A內(nèi)的觀糧光線，至 少一個(gè)另外的發(fā)光層發(fā)射在光譜范圍B內(nèi)的測(cè)量光線，其中在測(cè)量光源(1)內(nèi) 的發(fā)光層這樣互相排列使測(cè)量光線橫貫為觀糧而使用的測(cè)量光源(1)的出射 面上或橫貫為測(cè)量而使用的測(cè)量光源(1)的出射角區(qū)域具有基本均勻的光譜。
4. 如權(quán)利要求3的血氧計(jì)，其特征在于，測(cè)量光源(1)包含具有不同發(fā)光 光譜的多個(gè)發(fā)光層，這些層至少部鄰?fù)该鞑⑶乙远询B形式上下設(shè)置。
5. 如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)的血氧計(jì)，其特征在于，所述其它的被分析 物是膽紅素，測(cè)量光線的光譜范圍A為450-500納米。
6. 如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)的血氧計(jì)，其特征在于，測(cè)量光線的光譜范 圍B為520-670納米。
7. 如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)的血氧計(jì)，其特征在于，測(cè)量光線的光譜范 圍A和光譜范圍B艦較小5賊的范圍分開。
8. 如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)的血氧計(jì)，其特征在于，為了測(cè)量光線從測(cè) 量光源(1)到樣品室(5)禾口/或者從樣品室(5)至啦測(cè)驢(9、 10)的傳導(dǎo)， 存在有其它的光學(xué)組件(3、 4、 7、 8)。
9. 如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)的血氧計(jì)，其特征在于，在測(cè)量光源(1)與樣品室(5)之間禾口/,品室(5)與檢測(cè)，(9、 10)之間存在濾光元件(7)， 以用于觀懂光線的進(jìn)一步光譜匹配。
10. 如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)的血氧計(jì)，其特征在于，檢測(cè)裝置由多色儀 (9)和下游連接的多通道-檢測(cè)單元(10)組成，所述多通道-檢測(cè)單元(10)例 如是同時(shí)檢測(cè)所有測(cè)量波長(zhǎng)的檢測(cè)器列陣。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于體外分光光度測(cè)定樣品中、優(yōu)選地在溶血的血液樣品中，測(cè)定血紅蛋白衍生物的血氧計(jì)，它具有發(fā)射測(cè)量光線的唯一的測(cè)量光源(1)，樣品室(5)，例如用于接受樣品的測(cè)量皿，用于接收與樣品相互作用后測(cè)量光線的光譜的檢測(cè)裝置(9、10)，和下游連接在檢測(cè)裝置上的評(píng)價(jià)裝置，其根據(jù)檢測(cè)裝置接收的光譜確定血紅蛋白衍生物和至少一種其它的被分析物，測(cè)量光源(1)根據(jù)本發(fā)明是多色光的LED，其發(fā)射至少位于光譜范圍B中的測(cè)量光線用于檢測(cè)血紅蛋白衍生物，在光譜范圍B中血紅蛋白衍生物具有顯著的吸收，并發(fā)射至少位于另外的光譜范圍A的測(cè)量光線以用于檢測(cè)至少一種其它的被分析物，在光譜范圍A中至少一種其它的被分析物具有顯著的吸收。
文檔編號(hào)G01N21/31GK101319993SQ20081012874
公開日2008年12月10日 申請(qǐng)日期2008年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月3日
發(fā)明者H·休默, M·斯特羅邁耶, P·斯蒂姆普夫爾, S·昂特斯伯格 申請(qǐng)人:霍夫曼-拉羅奇有限公司