進(jìn)行樣本的冷光和熒光測(cè)量的裝置和相關(guān)方法
【專利說明】進(jìn)行樣本的冷光和熒光測(cè)量的裝置和相關(guān)方法
[0001]相關(guān)專利串請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)涉及美國臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào)61/791，295和61/791，879并主張它們的優(yōu)先權(quán)，這兩份專利申請(qǐng)均于2013年3月15日提交，并且其完整的和全部的公開內(nèi)容明確地以引用方式并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本教導(dǎo)涉及用于進(jìn)行診斷測(cè)定的系統(tǒng)和過程，并且更具體地涉及用于進(jìn)行針對(duì)過敏和自身免疫疾病的診斷測(cè)定的自動(dòng)化免疫分析儀系統(tǒng)和過程。
【背景技術(shù)】
[0004]本節(jié)的陳述僅僅提供與本公開有關(guān)的背景信息，而不應(yīng)理解為構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。
[0005]在自動(dòng)化免疫化學(xué)分析過程中，患者的生物樣本(例如，血清或血漿)中的被分析物分子附接到順磁性顆粒。為了移除與也可能存在于樣本中的潛在化學(xué)源相關(guān)聯(lián)的背景信號(hào)，通常在該過程中實(shí)施多個(gè)洗滌步驟。然而，這些洗滌步驟的結(jié)果是對(duì)于后續(xù)化學(xué)過程來說將損失原始顆粒的一部分。
[0006]因此，需要這樣的過程:該過程允許量化在洗滌步驟之后剩余的顆粒，以便使來自患者樣本的冷光信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)化。本申請(qǐng)旨在改善并解決本領(lǐng)域的這些已知不足中的一些。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面，提供了一種用于光學(xué)地測(cè)量反應(yīng)比色杯中的樣本的動(dòng)態(tài)化學(xué)范圍的過程。根據(jù)本公開的該方面，該過程包括將光學(xué)檢測(cè)器從不透光的光學(xué)器件箱內(nèi)的冷光讀取位置移動(dòng)到該不透光的光學(xué)器件箱內(nèi)的熒光讀取位置。通過將光學(xué)檢測(cè)器移動(dòng)到熒光讀取位置，可以使來自熒光光源的串?dāng)_最小化。
[0008]根據(jù)本公開的另一個(gè)方面，提供了一種用于自動(dòng)化免疫化學(xué)分析儀的光學(xué)讀取子組件，該子組件包括:光學(xué)移液器，其被構(gòu)造成作為在自動(dòng)化分析儀上的化學(xué)過程的一部分而從比色杯抽吸樣本；不透明的光學(xué)器件箱，其以不透光的方式與光學(xué)移液器、與分叉光纖束的公共端和發(fā)射端、與排放管、并且與多引腳電功率/信號(hào)連接器配合；熒光激發(fā)光源；分叉光纖束，其一個(gè)分支連接到光源，其另一個(gè)分支通過一系列發(fā)射光學(xué)濾波器連接到光學(xué)器件箱的熒光檢測(cè)端口，并且其公共端連接到光學(xué)器件箱，使得光學(xué)器件箱可以高效地照亮并因此激勵(lì)光學(xué)移液器的頂端中的熒光樣本并且同時(shí)從熒光樣本收集發(fā)射光的一部分；排放端口，其允許從光學(xué)器件箱移除來自移液器頂端的流體的小滴，而不將雜散光引入箱中；光學(xué)檢測(cè)器，其具有足夠的動(dòng)態(tài)范圍以測(cè)量來自樣本的熒光和冷光信號(hào)兩者；以及快門機(jī)構(gòu)，其可在冷光讀取位置、熒光讀取位置和光學(xué)上暗的位置之間移動(dòng)光學(xué)檢測(cè)器。
[0009]根據(jù)本公開的另一個(gè)方面，提供了一種用于測(cè)量樣本的冷光和熒光的設(shè)備，該設(shè)備包括:不透光的光學(xué)器件箱，其能夠接納包含樣本的移液器頂端；光學(xué)傳感器，其位于光學(xué)器件箱內(nèi)并且能夠設(shè)置在冷光讀取位置和熒光讀取位置兩者；激發(fā)光光纖束和樣本傳輸光纖束；激發(fā)光組件，其將激發(fā)光投射到激發(fā)光光纖束的第一末端上；以及串聯(lián)濾波器，其沿著樣本傳輸光纖束定位；其中，光學(xué)傳感器在處于冷光讀取位置時(shí)觀測(cè)來自樣本的冷光讀數(shù)，然后轉(zhuǎn)移到熒光讀取位置以將激發(fā)光投射到激發(fā)光光纖束的一端內(nèi)，激發(fā)光光纖束被構(gòu)造成將激發(fā)光轉(zhuǎn)移到移液器頂端內(nèi)的樣本上；并且其中，傳輸光纖束被構(gòu)造成將觀測(cè)到的樣本的冷光讀數(shù)通過串聯(lián)濾波器傳輸?shù)皆O(shè)置在熒光讀取位置的光學(xué)傳感器。
[0010]根據(jù)本公開的又一個(gè)方面，提供了一種用于控制自動(dòng)化熒光和冷光讀取裝置的自動(dòng)化方法，該方法包括以下步驟:將光學(xué)移液器從中立位置移動(dòng)至比色杯內(nèi)的位置；從比色杯抽吸樣本；將光學(xué)移液器升高到比色杯之外并且通過抽吸一定體積的空氣而將樣本定位在光學(xué)移液器的頂端處；移動(dòng)光學(xué)移液器以將光學(xué)移液器的透光頂端定向在光學(xué)器件箱的內(nèi)部區(qū)域內(nèi)；通過電動(dòng)馬達(dá)將光學(xué)傳感器從第二位置旋轉(zhuǎn)至第一位置；測(cè)量并記錄來自光學(xué)傳感器的冷光讀數(shù)；將光學(xué)傳感器旋轉(zhuǎn)至第三位置；使激發(fā)發(fā)光二極管能夠?qū)⒓ぐl(fā)光投射到激發(fā)光纖束的一個(gè)末端上；將來自激發(fā)光纖束的激發(fā)光投射到樣本上；將觀測(cè)到的反應(yīng)通過傳輸光纖束傳輸?shù)綇墓鈱W(xué)傳感器橫跨設(shè)置的傳輸末端；測(cè)量并記錄從傳輸末端投射到光學(xué)傳感器上的熒光讀數(shù)；將光學(xué)傳感器旋轉(zhuǎn)至第二位置；在光學(xué)傳感器處于第二位置時(shí)，測(cè)量并記錄暗讀數(shù)；將光學(xué)移液器從光學(xué)器件箱移動(dòng)至洗滌站；通過分配一定體積的空氣來沖洗來自光學(xué)移液器的樣本；將系統(tǒng)液體抽吸到光學(xué)移液器中并且在洗滌循環(huán)中分配系統(tǒng)液體；以及將光學(xué)移液器移動(dòng)至中立位置，以便為下一樣本做好準(zhǔn)備。
[0011]根據(jù)本公開的又一個(gè)方面，提供了一種自動(dòng)化熒光和冷光讀取機(jī)，該讀取機(jī)包括:光學(xué)移液器，其具有透光頂端、不透明本體和在不透明本體周圍的盤形特征；移液器轉(zhuǎn)移臂，其將光學(xué)移液器轉(zhuǎn)移到多個(gè)位置，所述多個(gè)位置包括讀取位置、洗滌位置和樣本抽吸位置；光學(xué)器件箱，當(dāng)光學(xué)移液器處于讀取位置時(shí)，該光學(xué)器件箱可包含不透光的內(nèi)部環(huán)境；聯(lián)接到光學(xué)器件箱的排放端口，該排放端口聯(lián)接到排放管，該排放管將任何過量的液體轉(zhuǎn)移到內(nèi)部環(huán)境之外；第一光纖過渡部，其聯(lián)接到光學(xué)器件箱，該第一光纖過渡部形成不透光的密封以允許第一光纖束暴露內(nèi)部環(huán)境內(nèi)的發(fā)射末端；第二光纖過渡部，其聯(lián)接到光學(xué)器件箱，該第二光纖過渡部形成不透光的密封以允許公共末端光纖束暴露內(nèi)部環(huán)境內(nèi)的公共末端；步進(jìn)馬達(dá)，其聯(lián)接到快門機(jī)構(gòu)；光學(xué)傳感器，其聯(lián)接到快門機(jī)構(gòu)，快門機(jī)構(gòu)和步進(jìn)馬達(dá)控制光學(xué)傳感器的取向；光學(xué)對(duì)準(zhǔn)板，其包含第一讀取位置、第二讀取位置和第三讀取位置；以及在光學(xué)器件箱上的可重入密封件，可重入密封件設(shè)計(jì)成與光學(xué)移液器的不透明本體周圍的盤形特征、熒光激發(fā)組件部分配合，該熒光激發(fā)組件容納發(fā)光二極管，該發(fā)光二極管被構(gòu)造成將熒光信號(hào)傳輸?shù)綗晒饧ぐl(fā)光纖束的末端；其中，當(dāng)移液器轉(zhuǎn)移臂將光學(xué)移液器轉(zhuǎn)移到讀取位置時(shí)，可重入密封件和盤形特征可以彼此部分地配合，以防止光進(jìn)入內(nèi)部環(huán)境；并且其中，當(dāng)移液器處于讀取位置時(shí)，光學(xué)傳感器可以在第一讀取位置對(duì)準(zhǔn)，在第一讀取位置，透光頂端內(nèi)的樣本的冷光讀數(shù)可由光學(xué)傳感器來測(cè)量，并且光學(xué)傳感器在第三讀取位置對(duì)準(zhǔn)，在第三讀取位置，穿過第一光纖束的發(fā)射末端獲得來自透光頂端中的樣本的熒光測(cè)量值。
【附圖說明】
[0012]通過參照結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方案的以下描述，本發(fā)明的上述方面及其實(shí)現(xiàn)方式將變得更顯而易見，并且本發(fā)明本身將更好理解，在附圖中:
[0013]圖1是根據(jù)本申請(qǐng)的教導(dǎo)的自動(dòng)化免疫化學(xué)分析儀和試劑系統(tǒng)的俯視示意圖；
[0014]圖2是圖1的自動(dòng)化免疫化學(xué)分析儀和試劑系統(tǒng)的光學(xué)子組件的透視圖；
[0015]圖3是圖2的光學(xué)子組件的一部分的前側(cè)視圖，其中前表面被移除；
[0016]圖4是圖3的光學(xué)子組件的一部分的內(nèi)部部件中的一些的分解透視圖；
[0017]圖5是圖3的光學(xué)子組件的一部分的局部剖視圖，其具有處于第一位置的光學(xué)傳感器和設(shè)置在其中的光學(xué)移液器；
[0018]圖6是圖3的光學(xué)子組件的一部分的局部剖視圖，其中光學(xué)傳感器處于第三位置；
[0019]圖7是圖3的光學(xué)子組件的一部分的局部剖視圖，其中移液器設(shè)置在光學(xué)子組件內(nèi)；
[0020]圖8是根據(jù)本申請(qǐng)的教導(dǎo)的串聯(lián)光纖濾光器組件的透視圖；
[0021]圖9是圖8的串聯(lián)光纖濾光器組件的分解透視圖；
[0022]圖10是根據(jù)本申請(qǐng)的教導(dǎo)的熒光激發(fā)子組件的透視圖；
[0023]圖11是圖10的熒光激發(fā)子組件的剖視圖；
[0024]圖12是根據(jù)本申請(qǐng)的教導(dǎo)的分叉光纖電纜布線系統(tǒng)的俯視側(cè)剖視圖；以及
[0025]圖13是流程圖，示出了圖2的光學(xué)子組件的系統(tǒng)控制邏輯。
[0026]貫穿各視圖，對(duì)應(yīng)的附圖標(biāo)記指示對(duì)應(yīng)的部件。雖然本文提出的范例以多種形式說明本發(fā)明的實(shí)施方案，但下文公開的實(shí)施方案并非意圖為窮舉性的或被解釋為將本發(fā)明的范圍限制到所公開的精確形式。
【具體實(shí)施方式】
[0027]通過參照本申請(qǐng)的實(shí)施方案的以下描述，本申請(qǐng)的上述方面及其實(shí)現(xiàn)方式將變得更顯而易見，并且本申請(qǐng)本身的教導(dǎo)將更好理解。此外，雖然本文提出的范例以多種形式示出了本申請(qǐng)的實(shí)施方案，但下文公開的實(shí)施方案并非意圖為窮舉性的或被解釋為將本申請(qǐng)的范圍限制到所公開的精確形式。相反，實(shí)施方案被選擇和描述為使得本領(lǐng)域的其他技術(shù)人員可以了解和理解本申請(qǐng)的原理和實(shí)踐。
[0028]除非另行定義，本文使用的所有技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語都具有本申請(qǐng)所屬領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員所通常理解的同樣的含義。雖然在本申請(qǐng)的實(shí)踐或測(cè)試中可以使用類似或等同于本文所述那些的任何方法和材料，但現(xiàn)在描述具體的方法和材料。
[0029]圖1示出了根據(jù)本公開的教導(dǎo)的自動(dòng)化診斷免疫化學(xué)分析儀100的各種部件。自動(dòng)化免疫化學(xué)分析儀100可獲取被分析物樣本，創(chuàng)建允許樣本結(jié)合到順磁性顆粒的環(huán)境，進(jìn)行多個(gè)洗滌步驟，然后量化并標(biāo)準(zhǔn)化被分析物樣本的冷光信號(hào)。這可以通過自動(dòng)化過程來實(shí)現(xiàn)，該過程使用旋渦器102、R1移液器104、反應(yīng)轉(zhuǎn)子106、光學(xué)移液器108、光學(xué)器件箱110、多次漂洗移液器112、試劑轉(zhuǎn)子114、單次漂洗移液器116、樣本轉(zhuǎn)子118、樣本移液器120、R2移液器122和混合基質(zhì)容器124。
[0030]為了更好理解本公開的機(jī)械方面，將概述一種取樣過程，該過程解釋了所述設(shè)備可用來量化和標(biāo)準(zhǔn)化被分析物樣本的冷光信號(hào)的一種可能的方法。具體而言，自動(dòng)化免疫化學(xué)分析儀100開始首先將帶熒光標(biāo)記的順磁性顆粒或熒光珠(fluo-bead)分配到位于反應(yīng)轉(zhuǎn)子106內(nèi)的比色杯中。熒光珠可以開始位于旋渦器102中并且由Rl移液器104轉(zhuǎn)移到反應(yīng)轉(zhuǎn)子106。Rl移液器104可抽吸所需量的熒光珠混合物并將抽吸的量轉(zhuǎn)移到反應(yīng)轉(zhuǎn)子106，在反應(yīng)轉(zhuǎn)子中，抽吸的混合物被注入反應(yīng)轉(zhuǎn)子106的比色杯中。在注入比色杯之后，光學(xué)移液器108可以從反應(yīng)轉(zhuǎn)子106的比色杯抽吸測(cè)試樣本并將測(cè)試樣本轉(zhuǎn)移到光學(xué)器件箱110。一旦樣本被設(shè)置在光學(xué)器件箱110內(nèi)，就可以記錄焚光和冷光測(cè)量值。焚光和冷光信號(hào)的初始記錄可用作熒光信號(hào)的基線測(cè)量值，該測(cè)量值可對(duì)應(yīng)于樣本中的熒光珠的初始濃度。在記錄測(cè)量值之后，多次漂洗移液器112可使用洗滌緩沖液來漂洗比色杯。
[0031]接著，可將熒光珠通過Rl移液器104從旋渦器102轉(zhuǎn)移到反應(yīng)轉(zhuǎn)子106中的比色杯。然后，Rl移液器104可以從試劑轉(zhuǎn)子114抽吸捕獲劑并將捕獲劑注入位于反應(yīng)轉(zhuǎn)子106中的比色杯內(nèi)。在培養(yǎng)期之后，單次漂洗移液器116可以注入漂洗緩沖液以使熒光珠再懸浮。然后，在一段時(shí)間內(nèi)，可以由反應(yīng)轉(zhuǎn)子106內(nèi)的磁體局部化大量的懸浮焚光珠。在磁體將熒光珠在比色杯內(nèi)基本上局部化之后，多次漂洗移液器112可以抽吸并丟棄一部分漂洗緩沖液，將一部分局部化的熒光珠留在比色杯中。多次漂洗移液器112可以繼續(xù)將洗滌緩沖液注入反應(yīng)轉(zhuǎn)子106的比色杯中，使熒光珠再懸浮。熒光珠可以再次被反應(yīng)轉(zhuǎn)子106內(nèi)的磁體局部化，以便由多次漂洗移液器112接著從反應(yīng)轉(zhuǎn)子106中的比色杯抽吸并丟棄未被局部化的一部分樣本。
[0032]患者樣本可被包含在樣本轉(zhuǎn)子118中的樣本管內(nèi)。患者樣本可以進(jìn)一步用樣本稀釋劑部分稀釋。此時(shí)，樣本移液器120可以抽吸一部分患者樣本并將該患者樣本注入反應(yīng)轉(zhuǎn)子106的比色杯中以使熒光珠再懸浮。反應(yīng)轉(zhuǎn)子106內(nèi)包含患者樣本的比色杯可以接著培養(yǎng)患者樣本。在一個(gè)實(shí)施方案中，培養(yǎng)溫度可以為約37°C +/_約0.2°C，而培養(yǎng)時(shí)間可以為約37.75分鐘+/-約2分鐘。在培養(yǎng)之后，單次漂洗移液器116可以注入漂洗緩沖液以使熒光珠再懸浮。另一個(gè)局部化過程由反應(yīng)轉(zhuǎn)子106通過允許將熒光珠基本上收集在反