分析物的濁度測定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及分析物的濁度測定方法和自動分析裝置的散射比濁系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，用于測定體液樣本或其他生物樣本中的生理參數(shù)的許多檢測和分析方法是在自動分析裝置中以自動方式和大量地進(jìn)行的，也稱為體外診斷系統(tǒng)。
[0003]當(dāng)前的分析裝置能夠使用樣本進(jìn)行多個檢測反應(yīng)和分析。為了能夠以自動方式進(jìn)行多個檢查，需要用于測量元件的空間轉(zhuǎn)移、反應(yīng)容器和試劑容器的各種裝置，諸如，具有夾持功能的轉(zhuǎn)移臂、傳輸帶或可旋轉(zhuǎn)的傳輸輪、以及用于轉(zhuǎn)移液體的裝置，諸如，移液管裝置。分析裝置包括控制單元，其通過合適的軟件能夠基本上獨立計劃并進(jìn)行所期望的分析工作步驟。
[0004]在帶有自動化操作的如此分析裝置中所使用的許多分析方法是基于光學(xué)處理。臨床相關(guān)參數(shù)的測定，諸如，分析物的濃度或活性，通常借助于部分樣本在反應(yīng)器皿中與一個或多個測試試劑混合實現(xiàn)，該反應(yīng)器皿也可以是測量元件，由此，開始生化反應(yīng)或者特定的結(jié)合反應(yīng)，引起測試混合物的光學(xué)或其他物理屬性的可測量的變化。
[0005]除分光光度法之外，濁度測定法是廣泛使用的分析過處理方法。舉例來說，濁度測定法能夠在定量地確定液體或氣體中精細(xì)分布的膠體粒子的濃度。如果懸浮的微粒被弓I入光束，部分的輸入光會被吸收，另一部分(也稱為主光束)在沒有散射的情況下離開懸浮物，并且另一部分相對于輸入光束被側(cè)向散射。在濁度測定法中，對側(cè)向出射的散射光進(jìn)行測量。
[0006]濁度測定法主要用于對分析物進(jìn)行定量或者定性的分析，例如，蛋白質(zhì)，可以通過特定結(jié)合配偶體之間的特定結(jié)合反應(yīng)進(jìn)行檢測，例如，通過抗原/抗體結(jié)合。
[0007]散射比濁系統(tǒng)包括至少一個光源、至少一個光電檢測器和用于測量元件的至少一個插座位置。通常，光源和光檢測器的布置以以下方法選擇，即散射光是可測量的，該散射光由樣本中待檢測的高分子散射，例如，由反應(yīng)混合物中的分析物相關(guān)的反應(yīng)所產(chǎn)生的顆粒聚集體散射。
[0008]可買到不同的配置，配置可在光源的布置、用于測量元件的插座位置以及光電分析器這些方面不同。舉例來說，在一個配置中，光電檢測器可相對于由光源發(fā)射的光束而側(cè)向布置，以便記錄相對于由光源發(fā)射的光束的方向的90°角范圍中的散射光。這在以下方面是有利的，即散射光的強(qiáng)度可以相對低，并且由光源發(fā)射的光束的非散射部分(稱為主光束)對測量的影響相對小。
[0009]在另一個配置中，光源、插座位置和光電檢測器可以以下方法布置，即光電檢測器記錄圍繞光源發(fā)射的光束的傳播方向的角范圍中的散射光，其中散射光的強(qiáng)度相對較高。然而，不僅散射光而且主光束也以這種幾何結(jié)構(gòu)到達(dá)光電檢測器。然而，因為僅光的散射部分被用于測量結(jié)果，所以最優(yōu)化測量結(jié)果需要完全阻擋主光束。
[0010]光闌通常用于阻擋主光束。這些光闌通過細(xì)連接件，諸如，導(dǎo)線，保持在光束路徑中，并且在其尺寸和形狀方面以以下方法調(diào)整，即光闌優(yōu)選地完全阻擋主光束，使得在可能的情況下，僅散射光入射在檢測器上。優(yōu)選地，散射光部分與主光束部分的比例小于0.001。
[0011]在分析裝置中，或者光學(xué)單元相對于測量元件可移動，或者測量元件相對于光學(xué)單元可移動，這種分析裝置變得更廣泛。這在以下方面是有利的，即多個樣本可以實際上同時通過使用一個光學(xué)單元檢查，這顯著增加樣本處理量。
[0012]EP-A1-2309251已描述了用于樣本的光度檢查的裝置，其中測量元件被實施為固定的，并且以圓弧形狀的方式布置，而光學(xué)單元沿著以圓弧形狀方式布置的測量元件移動。
[0013]在這樣的光學(xué)系統(tǒng)中，其中光學(xué)單元相對于測量元件移動(或者反之亦然)，光束優(yōu)選地沿著穿過測量元件的路線行進(jìn)，并且對多個測量值進(jìn)行記錄，其中由于前述的移動，每個單獨的測量值來自于測量元件的不同位置。因此，在濁度測量中產(chǎn)生具有首先降低的側(cè)面的彎曲基部和然后上升的側(cè)面的典型的、凹槽形狀的曲線(參見圖1)。當(dāng)測量元件進(jìn)入(降低側(cè)面)并且退出(上升側(cè)面)主光束時，主光束的光入射到測量元件壁上、被反射或折射并且被引導(dǎo)通過光闌至光電檢測器，其中該光闌實際上旨在阻擋主光束。用于測定分析物的重要區(qū)域位于彎曲基部的區(qū)域中，其中對主光束的阻擋最大化。此外，由于移動部分的機(jī)械誤差，在時間上連續(xù)的測量之間，對于相同的樣本，測量元件中的散射體積的位置發(fā)生變化，這對于如果例如想要記錄反應(yīng)動力而言是很重要的。
[0014]因此，為了精確的分析物測定，必須從全部的測量的光強(qiáng)度信號中選擇光強(qiáng)度信號來進(jìn)行進(jìn)一步的分析，所選擇的光強(qiáng)度信號來自于穿過測量元件的光束的散射部分，并且在可能的情況下，這些光強(qiáng)度信號并不具有主光部分。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]因此，本發(fā)明的目的在于改善散射比濁系統(tǒng)的測量質(zhì)量，其中一方面，光源、光闌和光電檢測器能夠相對彼此移動，并且在另一方面，光源、光闌和光電檢測器以及插座位置能夠相對于彼此移動。
[0016]該目的借助于間隔I的位置實現(xiàn)，該位置僅包含來自于穿過測量元件的光束的散射部分并且沒有(或者僅具有少量)如此主光部分的光強(qiáng)度信號，該主光部分根據(jù)在光束沿著穿過測量元件的路徑行進(jìn)期間所記錄的全部光強(qiáng)度信號而自動測定。
[0017]因此本發(fā)明的主題是對樣本中分析物的濁度進(jìn)行測定的方法，該樣本位于測量元件中。該方法包括以下步驟:
[0018]a.將測量元件放入包括至少一個光學(xué)單元的散射比池系統(tǒng)中，光學(xué)單元包括:至少一個光源，用于發(fā)射光束；擋塊，用于阻擋穿過測量元件之后的光束的非散射部分；以及光電檢測器，用于接收穿過測量元件之后光束的散射部分；
[0019]b.移動測量元件和/或移動光學(xué)單元，使得由光源發(fā)射的光束沿著路線穿過測量元件；
[0020]c.記錄沿著所述的路線由光電檢測器接收的光強(qiáng)度信號，由光源發(fā)射的光束沿著該路線行進(jìn)穿過測量元件；
[0021]d.測定記錄的光強(qiáng)度信號的間隔I的位置，該位置僅包含來自于穿過測量元件的光束的散射部分的光強(qiáng)度信號，其中間隔I的尺寸來自于限定數(shù)量的光強(qiáng)度信號并且是所使用的散射比濁系統(tǒng)的預(yù)定參數(shù)；并且
[0022]e.基于記錄的光強(qiáng)度信號的間隔I中的光強(qiáng)度信號或者基于記錄的光強(qiáng)度信號的間隔I中的多個光強(qiáng)度信號的平均值測定分析物。
[0023]所記錄的光強(qiáng)度信號的間隔I的位置是通過沿著路線記錄的光強(qiáng)度信號來確定，其中，對所述路線的評估如下:
[0024]-形成沿著路線記錄的光強(qiáng)度信號的一階導(dǎo)數(shù)和二階導(dǎo)數(shù)；
[0025]-測定滿足條件f’ (x) <0和f ” (x) = 0的沿著路線的第一位置Ff ;
[0026]-測定滿足條件f’(X) >0和f ”(X) = 0的沿著路線的第二位置Fs ;以及
[0027]-通過應(yīng)用公式M= Ff+(Fs-Ff)/2確定沿著路線的第三位置Μ ;以及
[0028]-定位間隔I，使得位置Μ形成間隔I的中心。
[0029]間隔I的尺寸來自于限定數(shù)量的光強(qiáng)度信號并且是所使用的散射比濁系統(tǒng)的預(yù)定參數(shù)。參數(shù)取決于測量元件的尺寸、幾何形狀和材料、取決于主光束移動穿過測量元件的速度、取決于阻擋光束的非散射部分的擋塊的尺寸、幾何形狀和布置、取決于在通過期間所記錄的光強(qiáng)度信號的數(shù)量，等等。因此，對于給定的散射比濁系統(tǒng)，在通常測量典型測量元件中的典型樣本時獲得的連續(xù)的光強(qiáng)度信號的數(shù)量根據(jù)經(jīng)驗確定，其中光強(qiáng)度信號僅來自于穿過樣本/測量元件的光束的散射部分，即其中最大化對主光束的阻擋。當(dāng)設(shè)置所使用的散射比濁系統(tǒng)的間隔I的特定尺寸時，首先尋求盡可能大的光強(qiáng)度信號的數(shù)量，因為這帶來大信噪比；其次，間隔I的尺寸應(yīng)當(dāng)被選擇為小到使得能夠確保間隔I的開始值和結(jié)束值均不處在信號曲線的降低側(cè)面或上升側(cè)面的區(qū)域中。
[0030]舉例來說，在示例的散射比濁系統(tǒng)中，該示例的散射比濁系統(tǒng)具有繞以圓弧形狀和固定方式布置的測量元件旋轉(zhuǎn)(旋轉(zhuǎn)速度2Hz)的光學(xué)單元并且具有為圓形截面的和近似7_直徑的塑料測量元件，并且在光束穿過測量元件期間所記錄的光強(qiáng)度信號數(shù)量近似1000的情況下，為初步試驗中的散射比濁系統(tǒng)確定和設(shè)置具有300個光強(qiáng)度信號的尺寸的間隔I。
[0031]如上所確定的第一位置Ff對應(yīng)于凹槽形狀信號曲線的降低側(cè)面的轉(zhuǎn)折點。
[0032]如上所確定的第二位置Fs對應(yīng)于凹槽形狀信號曲線的上升側(cè)面的轉(zhuǎn)折點。
[0033]在方法的一個實施方式中，重復(fù)方法步驟b) -d)至少η次并且在步驟e)中對分析物的測定是基于記錄的光強(qiáng)度信號的n+1個間隔I的各一個光強(qiáng)度信號的平均值或者基于記錄的光強(qiáng)度信號的n+1個間隔I的多個光強(qiáng)度信號的n+1個平均值的平均值實現(xiàn)。舉例來說，η是從1至50的數(shù)，優(yōu)選地，從10-20的數(shù)。對相同樣本的多次測量增加對分析物的定量測定的精確度。
[0034]在方法的另一個實施方式中，重復(fù)方法步驟b) -d)至少η次并且在步驟e)中對分析物的測定是基于記錄的光強(qiáng)度信號的n+1個間隔I的各一個光強(qiáng)度信號隨時間的變化或者基于記錄的光強(qiáng)度信號的n+1個間隔I的多個光強(qiáng)度信號的平均值歲時間的變化。舉例來說，η是從1至1000的數(shù)。這使得可以記錄反應(yīng)動力，反應(yīng)動力的參數(shù)，諸如最大梯度、曲線下的區(qū)域等，可以用于分析物的定量測定。
[0035]“樣本”應(yīng)當(dāng)理解為意味著可能包含待測定的分析物的組合物。體外診斷中的傳統(tǒng)樣本由至少以下物質(zhì)組成或者包括至少以下物質(zhì)，即血液、血漿、血清、尿液、唾液、液體、耳分泌物、鼻分泌物或其他身體流體，或者液體中保留的身體組織樣本或細(xì)胞。具體地，術(shù)語“樣本”還包括反應(yīng)混合物，即實際樣本與一種或多種試劑的混合物，例如，抗體涂覆的膠乳粒子，其中分析物的量或活性可以基于光學(xué)性能的變化確定。
[0036]本發(fā)明的其他的主題為散射比濁系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括至少一個光學(xué)單元，該光學(xué)單元具有用于發(fā)射光束的至少一個光源、用于測量元件的至少一個插座位置、用于阻擋穿過布置在插座位置中的測量元件之后的光束的非散射部分的擋塊、以及用于接收穿過測量元件之后的光束的散射部分的光電檢測器，并且其中一方面，光源、光闌和光電檢測器能夠相對彼此移動，并且另一方面，光源、光闌和光電檢測器以及插座位置能夠相對于彼此移動。此外，根據(jù)本發(fā)明的散射比濁系統(tǒng)具有控制包括以下方法步驟的方法的控制器:
[0037]1.移動測量元件和/或移動光學(xué)單元，使得由光源發(fā)射的光束沿著路線穿過測量元件；
[0038]i1.記錄沿著路線由光電檢測器