專利名稱：便攜式產(chǎn)品鑒定儀器及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
總體而言，本發(fā)明涉及對(duì)樣品進(jìn)行鑒定的方法和儀器。更具體而言，本發(fā)明涉及提供光敏化合物的方法和儀器，光敏化合物用于產(chǎn)品鑒定設(shè)備。
從鑒定測(cè)試和監(jiān)測(cè)受益的一個(gè)具體行業(yè)就是飲料行業(yè)。對(duì)于飲料生產(chǎn)的監(jiān)測(cè)而言，希望能有一種簡(jiǎn)單、快速、針對(duì)具體產(chǎn)品的在線測(cè)試方法，以便確定出飲料的生產(chǎn)是否在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)進(jìn)行。飲料的灌瓶速度在2000瓶/分鐘。因此，如果使用標(biāo)準(zhǔn)的離線分析技術(shù)對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，則正在接受檢測(cè)的飲料早以送入了市場(chǎng)之中。相對(duì)而言，所要求的監(jiān)測(cè)過程應(yīng)具有極短的反應(yīng)時(shí)間，監(jiān)測(cè)方法可以由非專業(yè)人員實(shí)施，該方法應(yīng)該準(zhǔn)確(如誤差率小于2.5％)，并能經(jīng)受住苛刻的生產(chǎn)環(huán)境。
就產(chǎn)品鑒定而言，從中受益的一項(xiàng)行業(yè)就是啤酒行業(yè)。例如，在線測(cè)試可以確定出酒店的某一酒吧間是否在供應(yīng)正牌的啤酒，這種在線測(cè)試不受某一品牌不同批量間質(zhì)量變化的影響。同樣，對(duì)于蒸餾酒精行業(yè)來講，對(duì)產(chǎn)品勾兌的監(jiān)測(cè)也是非常重要的。
被共同轉(zhuǎn)讓的美國(guó)第5,753,511號(hào)專利講述了某種自動(dòng)化方法，該自動(dòng)化方法可以開發(fā)出存儲(chǔ)產(chǎn)品分析的“標(biāo)準(zhǔn)(指紋)”型信息(甚至關(guān)于產(chǎn)品的批號(hào)和批量)數(shù)據(jù)庫(kù)；該專利的全文在此通過引證被并入本文。自動(dòng)分析是評(píng)定和鑒別產(chǎn)品的一種方法，甚至在較窄的領(lǐng)域或行業(yè)內(nèi)是一種競(jìng)爭(zhēng)方式；此外，自動(dòng)分析還可確定出產(chǎn)品的真?zhèn)我约爱a(chǎn)品的原產(chǎn)地。本發(fā)明涉及某種自動(dòng)化方法，該方法能鑒別產(chǎn)品中的關(guān)鍵組份和/或產(chǎn)品與發(fā)光化合物混合后產(chǎn)品中關(guān)鍵組份的相對(duì)含量。當(dāng)將樣品同標(biāo)準(zhǔn)將進(jìn)行比較時(shí)，將對(duì)與發(fā)光化合物混合后樣品所發(fā)出預(yù)定波長(zhǎng)的光線進(jìn)行掃描。
5,753,511號(hào)專利中所提到的對(duì)樣品進(jìn)行鑒定所用的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備運(yùn)輸起來很煩瑣并且運(yùn)輸費(fèi)用很高，因此，無論是在制造地、銷售地點(diǎn)或消費(fèi)地點(diǎn)，使用該套設(shè)備對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)鑒定都是不實(shí)際的。
共同申請(qǐng)的美國(guó)專利第09/232,324號(hào)已轉(zhuǎn)讓給了目前的受讓人，該專利的全文在此通過引證被并入本文。該專利描述了便攜式產(chǎn)品鑒定設(shè)備和產(chǎn)品鑒定方法。該申請(qǐng)所描述的某一實(shí)施方案需要在測(cè)試樣品的真?zhèn)沃皩l(fā)光化合物與受測(cè)樣品進(jìn)行適當(dāng)?shù)幕旌?。雖然這種混合很有效，但在現(xiàn)場(chǎng)將樣品和發(fā)光化合物混合起來可能是比較煩瑣的并且十分耗費(fèi)時(shí)間，還可能需要一定的技術(shù)水平。
在09/232,324號(hào)申請(qǐng)的另一項(xiàng)實(shí)施方案中，發(fā)光化合物可放置在一個(gè)小片上，這個(gè)小片與少量樣品一起被放置在鑒定儀器上以確定產(chǎn)品的真?zhèn)巍Ｕ缭搶＠兴懻摰?，發(fā)光化合物可通過物理或化學(xué)方法施加到小片上，其中包括共價(jià)和非共價(jià)化合鍵方法。例如，發(fā)光化合物可以先溶解在溶劑中，然后按預(yù)定的濃度施加在小片的表面上。溶劑隨后揮發(fā)掉，這樣通過非共價(jià)方式將發(fā)光化合物留在了小片的表面上。雖然這種方法不需要混合，只需要簡(jiǎn)單的溶液就可提供發(fā)光化合物，但此法制得的小片可能成本很高并且容易受損。
09/232,324號(hào)專利還指出，要克服這一特別的缺陷，發(fā)光化合物可以通過共價(jià)的方式附在小片的表面上。在這種情況下，發(fā)光化合物含有一些官能團(tuán)，這些官能團(tuán)在適當(dāng)條件下可與小片表面上的官能團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，小片上的官能團(tuán)可以是小片本身的反應(yīng)官能團(tuán)，或者是附在小片表面上起連接作用的分子。然而，這樣的交錯(cuò)連接通常需要?jiǎng)趧?dòng)密集型的工藝過程，從而造成產(chǎn)品的成本很高，此外，交錯(cuò)連接的分子可能會(huì)干擾正常的發(fā)光測(cè)量讀數(shù)。例如，目前所用的微矩陣技術(shù)表明了檢測(cè)DNA種序或蛋白質(zhì)種序的固定化學(xué)技術(shù)。氨基硅烷的表面化學(xué)性能可以使固定的分子與產(chǎn)品相結(jié)合，這樣可以用于基因表達(dá)式的研究以及進(jìn)行醫(yī)學(xué)診斷。該發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)將這項(xiàng)技術(shù)用于與發(fā)光化合物的結(jié)合只取得了有限的成功。
共同申請(qǐng)的美國(guó)專利09/173,814號(hào)提供了另一例發(fā)光化合物，該專利已轉(zhuǎn)讓給了目前的受讓人，該專利的全文在此通過引證被并入本文。該專利中可用微片來取代前面所述的小片。正如該專利所述的，微片在表面有多個(gè)凹陷部分，發(fā)光化合物置于凹陷部分內(nèi)，并通過與凹陷部分表面直接形成共價(jià)或通過使用連接分子附于凹陷部分的表面上，或者微片本身材料所形成的母體內(nèi)包含有發(fā)光化合物。此外，該發(fā)明還描述了在微片上使用干燥的發(fā)光化合物，或者將微片包裝起來。
因此，所需要的是一種簡(jiǎn)單、低成本的方法和儀器，該方法和儀器能夠提供發(fā)光化合物，該發(fā)光化合物在溶液環(huán)境或類似溶液環(huán)境下與受測(cè)樣品發(fā)生反應(yīng)；該方法和儀器能夠在線進(jìn)行鑒定測(cè)試及產(chǎn)品樣品檢測(cè)。
在本發(fā)明的某一示范性實(shí)施方案中，描述了固定微片或薄膜的固定器。在鑒定液相產(chǎn)品時(shí)，微片或薄膜上至少包括一種光敏化合物。固定器包括第一部分和與第一部分固定在一起的第二部分。當(dāng)?shù)谝徊糠趾偷诙糠止潭ㄔ谝黄饡r(shí)以及當(dāng)液態(tài)產(chǎn)品施加到微片或薄膜上時(shí)，第一部分和第二部分的結(jié)構(gòu)和排列方式可以將微片或薄膜包裹起來。
在本發(fā)明的另一示范性實(shí)施方案中，包括一個(gè)鑒定液態(tài)樣品的工具包。該工具包包括微片或薄膜，微片或薄膜上至少含有一種光敏化合物，光敏化合物與試樣發(fā)生反應(yīng)；工具包還包括固定器和包裝件；固定器可將微片或薄膜固定住，包裝件將微片或薄膜以及固定器包裹起來。
在本發(fā)明的另一示范性實(shí)施方案中，鑒定液體產(chǎn)品的方法包括將液體試樣施加到含有至少一種光敏化合物的微片上；將微片放入微片固定器；使用照射波長(zhǎng)的光線對(duì)微片進(jìn)行照射，并對(duì)光敏化合物與液態(tài)試樣反應(yīng)所產(chǎn)生的發(fā)光量和吸光量進(jìn)行比較。
在本發(fā)明的另一示范性實(shí)施方案中，對(duì)液態(tài)試樣的鑒定方法包括將液體試樣施加到含有至少一種光敏化合物的薄膜上，使用照射波長(zhǎng)的光線對(duì)薄膜進(jìn)行照射，在薄膜上會(huì)記錄有發(fā)光量或吸光量的圖像，將得到的圖像與標(biāo)準(zhǔn)圖像進(jìn)行比較。
本發(fā)明的某他特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)以及本發(fā)明各種實(shí)施方案的結(jié)構(gòu)和操作將結(jié)合本文所附的圖形進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖形簡(jiǎn)介現(xiàn)在將參考本文所附圖形，以實(shí)例的方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明，其中

圖1是某一實(shí)施方案的透視圖，其中鑒定化合物分散在基片上。
圖1a是圖1中圓圈1a部分的放大圖。
圖2是另一實(shí)施方案的側(cè)視圖，其中鑒定化合物分散在基片上。
圖3是圖2中圓圈部分3的放大圖。
圖4是鑒定化合物同試樣反應(yīng)過程的側(cè)視圖。
圖5是使用基片上鑒定化合來鑒別產(chǎn)品真?zhèn)嗡脙x器的透視圖。
圖6a～6c是本發(fā)明中固定基片的實(shí)施方案的側(cè)視圖。
圖7是盛放基片的容器的側(cè)視圖。
圖8a～8c是本發(fā)明中固定基片另一實(shí)施方案的側(cè)視圖。
圖9a～9d是本發(fā)明中固定基片另一實(shí)施方案的側(cè)視圖。
圖10是本發(fā)明中固定基片再一實(shí)施方案的側(cè)視圖。
圖11是帶有固定器的基片被封裝后的透視圖。
圖12表明的是照射微片所用的光源。
詳細(xì)說明本發(fā)明的特點(diǎn)在于將微片使用于便攜式產(chǎn)品鑒定裝置中。微片與受測(cè)試樣合并在一起以便對(duì)產(chǎn)品中的主要成份或被分析物進(jìn)行分析。鑒定化合物，如光敏化合物可用來鑒別受測(cè)樣品。在一種情況下，光敏化合物以某種方式施加到微片上，這樣當(dāng)受測(cè)樣品加到微片上時(shí)光敏化合物可以自由地與受測(cè)樣品發(fā)生反應(yīng)。在這種情況下，光敏化合物被置于微片上。微片將光敏化合物固定住，并提供與自由溶液相類似的三維環(huán)境，以便與受測(cè)樣品發(fā)生反應(yīng)。為了方便將試樣施加到微片上和/或方便其后對(duì)微片進(jìn)行分析，可使用與微片相連的固定器。然后，使用光源對(duì)光敏化合物及受測(cè)試樣共同進(jìn)行照射，以便使光敏化合物發(fā)出或吸收光線。然后再使用光學(xué)檢測(cè)儀器記錄所發(fā)出或所吸收的光線量，并與所儲(chǔ)存的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較以便確定受測(cè)樣品的真?zhèn)?。尤其是發(fā)光量及吸光量要與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較以確定真?zhèn)?。要理解的是，“真?shí)”一詞或其派生詞意思是指真實(shí)的或沒有摻假，或指原產(chǎn)地或其他所需要的信息。
發(fā)光化合物在受光照射時(shí)會(huì)發(fā)出光線。發(fā)光可以是磷光作用、化學(xué)發(fā)光作用的結(jié)果，更優(yōu)選的情況是熒光作用的結(jié)果。本文中“發(fā)光化合物”特別是指具有下列一種或多種性質(zhì)的化合物1)這些化合物具有熒光性、磷光性或發(fā)光性；2)能與試樣或標(biāo)準(zhǔn)樣中的組份發(fā)生反應(yīng)或相互作用以便產(chǎn)生至少一種熒光、磷光或發(fā)光化合物；3)至少與試樣或標(biāo)準(zhǔn)樣中熒光組份、磷光組份或發(fā)光組份中的一種發(fā)生反應(yīng)或相互作用以便改變所發(fā)射波長(zhǎng)的發(fā)光量。
吸光化合物在受光照射時(shí)吸收光線，吸光性可能是由本領(lǐng)域技術(shù)人員共知的化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致的。因此，本發(fā)明可以根據(jù)受光照射后的發(fā)光性加以說明，然而，本發(fā)明并不局限于此，吸光化合物也可以用于本發(fā)明。因此，正如本文所用的，“光敏化合物”既指發(fā)光化合物也指吸光化合物。
“標(biāo)準(zhǔn)值”一詞，正如本文所用的，指的是在特定波長(zhǎng)或一定波長(zhǎng)范圍內(nèi)一種或多種光敏化合物同標(biāo)準(zhǔn)(既真正的)產(chǎn)品結(jié)合后的發(fā)光密度或吸光密度或密度的衰變值。因此，每種產(chǎn)品都有特定的標(biāo)準(zhǔn)值。
正如本文所有的，“標(biāo)準(zhǔn)發(fā)光曲線”是指標(biāo)準(zhǔn)樣與一系列不同的光敏化合物結(jié)合后標(biāo)準(zhǔn)值所形成的集合。
正如本文所用的，“樣品特性”是指一種或多種光敏化合物與受測(cè)試樣結(jié)合后發(fā)光或吸光量或密度和/或密度在量上的衰變或改變。
如圖1所示，微片10包括成層狀的基片12，基片12的一個(gè)或多個(gè)區(qū)域含有至少一種光敏化合物13，如在區(qū)域14、16上含有光敏化合物。經(jīng)稱量的適當(dāng)光敏化合物量被施加到基片上。一種(或達(dá)100種或更多)光敏化合物可以以某種方式施加到微片上，這樣光敏化合物可以與試樣中一種或多種受測(cè)組分(主要組份)發(fā)生反應(yīng)。
優(yōu)選的情況是，微片還包括固體基礎(chǔ)18，其作用是支撐基片12。固體基礎(chǔ)可以由任何適合的材料制成，并具有適當(dāng)?shù)男再|(zhì)，正如本文后面將要討論的，當(dāng)微片與帶有光源和光學(xué)檢測(cè)儀的裝置連接在一起使用時(shí)，固體基礎(chǔ)和基片結(jié)合在一起不會(huì)對(duì)裝置所進(jìn)行的測(cè)量造成影響。固體基礎(chǔ)的優(yōu)選材料是玻璃。同樣，這一基礎(chǔ)的優(yōu)選形狀是平板形狀。
基片12的優(yōu)選材料是多孔材料，基片上含有500個(gè)或更多的微孔，這樣光敏化合物可以吸附在基片中，當(dāng)試樣放在基片上時(shí)，試樣可以與光敏化合物發(fā)生反應(yīng)。多孔基片可以固定住光敏化合物，并能提供與自由溶液相似的三維環(huán)境，以便與受測(cè)試樣發(fā)生反應(yīng)。然而，基片中的毛細(xì)作用力會(huì)將液體從接觸式分散器中吸出，從而造成光敏化合物在基片中出現(xiàn)不必要的擴(kuò)散。為了控制這種擴(kuò)散以及具備其他的優(yōu)點(diǎn)，可使用非接觸式壓電分散方法將光敏化合物施加到基片上。壓電分散可以輸送少量的、精確控制的體積，這些體積被基片均勻地吸收掉。
壓電分散技術(shù)以毛細(xì)分散器為基礎(chǔ)，分散器能夠?qū)⒐饷艋衔镞@樣的溶液從源井中吸出，并以微矩陣的方式將許多小液滴分散到目的地點(diǎn)。分散器由玻璃毛細(xì)管組成，毛細(xì)管的一端為75微米左右的孔，另一端與精密噴射泵相連。噴射泵利用真空作用將溶液吸入噴嘴。當(dāng)受到電脈沖激發(fā)時(shí)，在毛細(xì)管中心周圍的壓電變送器產(chǎn)生壓力波，對(duì)毛細(xì)管施加壓力，毛細(xì)管因此從管口噴出約350微微升的液滴，毛細(xì)管的一端再通過毛細(xì)流動(dòng)從系統(tǒng)的液體貯存器中重新吸取液體。這樣的一種分散器就是Packard儀器公司生產(chǎn)的Biochip ArryerTM型分散器。其他類型的分散器可從噴墨設(shè)備制造商處得到。
在特定實(shí)例中，基片12可用硅制成，優(yōu)選的情況是由多個(gè)硅部件制成。但是，應(yīng)該理解，本發(fā)明并不局限于這一情況，其他適合的材料也可以使用，如石英材料等。另外，如果使用玻璃做基礎(chǔ)，則可以對(duì)玻璃進(jìn)行蝕刻，蝕刻出的玻璃表面是適合的基片。在這一方面，正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知道的，微片10可以是由薄膠片制成的微片，這些膠片可從德國(guó)的Merck公司購(gòu)得。優(yōu)選的情況是，硅部件的尺寸小于約25微米，總計(jì)可達(dá)500或更多，可提供約500或更多的微孔，當(dāng)然也可提供更多或更少的微孔。
這樣，通過將光敏化合物施用在這樣的基片上，光敏化合物可以不與基片形成共價(jià)結(jié)合而保持在基片上。此外，光敏化合物可以在基片上進(jìn)行干燥，然而，基片提供與液態(tài)環(huán)境相似的介質(zhì)。因此，雖然不在要求之列，在微片上干燥的光敏化合物適于包裝及運(yùn)往測(cè)試地點(diǎn)。如果光敏化合物在基片上干燥，則當(dāng)試樣以液態(tài)形式施用在基片上時(shí)，會(huì)引起光敏化合物進(jìn)入試樣溶液。
基片12可也由膜材料制成。這樣的膜材料包括尼龍、硝化纖維及AnaporeTM。安裝在顯微鏡載片上的尼龍和硝化纖維膜可以從Schleicher及Schuell公司購(gòu)得；AnaporeTM膜可從英國(guó)的Whatman公司購(gòu)得。與無孔表面相比，傳統(tǒng)的硝化纖維或尼龍吸收膜或傳遞膜有更大的面積可用于單位宏觀面積的表面相互作用。此外，當(dāng)液體，如光敏化合物和/或試樣分散到這些膜上時(shí)，會(huì)立刻由于毛細(xì)流動(dòng)分散到膜中，這樣會(huì)形成相對(duì)均勻的分布。
AnaporeTM是一種無機(jī)材料制成的微孔膜，該膜具有控制均勻程度高的毛細(xì)孔結(jié)構(gòu)。這種膜的厚度通常為60微米，毛細(xì)孔徑約為200納米，這樣會(huì)使膜具有更大的面積，以便將光敏化合物固定住。如果這種膜安裝在基座上，則使用壓電分散方法可以更加方便地將光敏化合物施加到該薄膜上。
另外，基片可以是膠質(zhì)材料，如聚丙烯酰胺膠體。聚丙烯酰胺膠體基片可以將光敏化合物固定在三維矩陣內(nèi)。使用聚丙烯酰胺膠體基片可使微片單位面積含有相對(duì)更多的光敏化合物，而且不會(huì)出現(xiàn)堆積現(xiàn)象，如使用平板基片，則會(huì)出現(xiàn)堆積現(xiàn)象。與平板基片相比，聚丙烯酰胺膠體更接近于溶液狀態(tài)。然而，膠質(zhì)材料對(duì)有能力滲透到膠體中的光敏化合物分子大小以及試樣分子大小有一定的限制。
在某一實(shí)施方案中，可在基片上施用一種以上的光敏化合物。在某種情況下，希望使用至少二種光敏化合物，這二種光敏化合物彼此相互隔離開。既施用在基片上的光敏化合物彼此相鄰。這種情況下，這種交錯(cuò)結(jié)構(gòu)在相對(duì)較小的空間內(nèi)可以保護(hù)一種波長(zhǎng)以上的光線。此外，正如下面將要說明的，這種交錯(cuò)結(jié)構(gòu)有一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)，它可以抑制背景信號(hào)，同時(shí)能使用電流比率方法。
如圖1所示，光敏化合物分散到微片上指定的區(qū)域14上。在區(qū)域14內(nèi)，光敏化合物分布在多個(gè)相互分開的微小區(qū)域上。圖1A詳細(xì)表明了分布情況，區(qū)域14由多個(gè)微小區(qū)域20組成。
此外，大塊區(qū)域可以分成二個(gè)或多個(gè)區(qū)域，區(qū)域14、16可彼此間隔一段距離。然后，應(yīng)該理解的是，本發(fā)明并不局限于此，二個(gè)或多個(gè)大塊區(qū)域可以彼此相鄰。在某一實(shí)施方案中(未畫出)，大塊區(qū)域是正方形的，邊長(zhǎng)約為6.67毫米。優(yōu)選的情況是在微片上排列四個(gè)這樣的正方形，它們沿微片的縱軸排成一線。每個(gè)大塊區(qū)域可以含有一種或多種光敏化合物。
現(xiàn)參見圖2和圖3，微片還可以包括基礎(chǔ)30，基礎(chǔ)30帶有頂壁32以及至少一個(gè)凹陷部分34，凹陷部分34與頂壁32形成一體。凹陷部分帶有內(nèi)表面36。光敏化合物13可以沉積在凹陷部分36中。在這一實(shí)施方案中，在頂壁32上可粘一層半透膜，這樣可以將凹陷部分36中的光敏化合物13包裹起來。半透膜的作用是將光敏化合物固定在凹陷部分36內(nèi)。在這種情況下，光敏化合物可以是液態(tài)形式的。依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所采用的半透膜至少可以將在微片上的試樣中所要求的部分傳遞到凹陷部分中的光敏化合物上。因此，通過將光敏化合物封裝在凹陷部分內(nèi)，就不再需要光敏化合物與微片形成共價(jià)連接或鍵連接，同時(shí)又可得到液態(tài)光敏化合物這一所希望的結(jié)果。
正如結(jié)合圖1所討論的，施加到微片上的光敏化合物可以彼此相鄰。在這一方面，微片中有多個(gè)凹陷部分。在第一凹陷部分42中至少含有一種光敏化合物，在第二凹陷部分44中至少含有一種光敏化合物。雖然不在要求之列，但優(yōu)選的情況是第一、第二凹陷部分彼此相鄰。此外，在微片所指定的大塊區(qū)域42上可設(shè)置多個(gè)凹陷部分。此外，所選定的大塊區(qū)域可以包括相隔開的第一區(qū)域42和第二區(qū)域44。
本發(fā)明發(fā)現(xiàn)，微片上加上擋板后可以對(duì)碳酸飲料進(jìn)行鑒定。在圖1所示的實(shí)施方案中，硅體或膠體材料可以使試樣滲透到基片中，并與光敏化合物發(fā)生反應(yīng)，但不會(huì)使較大的氣泡滲透過去。否則，如果有氣泡存在，當(dāng)檢測(cè)光敏化合物與試樣主要組份反應(yīng)所發(fā)出光的波長(zhǎng)時(shí)，測(cè)量讀數(shù)會(huì)發(fā)生偏差。
同樣，在圖3中膜40可以使試樣中的液體分子透過而阻止碳酸飲料中的氣泡滲透到凹陷部分中。膜40還將光敏化合物固定在凹陷部分中。
在以前的方法中，尤其是‘511號(hào)專利中所用的方法中，受測(cè)試樣品必須要加以稀釋，以便降低碳酸物的濃度，從而使氣泡不再干擾光敏化合物與試樣主要組份間的反應(yīng)及測(cè)量讀數(shù)。本文所述的擋板便可消除這種干擾。
因此，根據(jù)本發(fā)明的某一方面，處于出售狀態(tài)的產(chǎn)品試樣可以直接施加到微片上。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，微片10可以浸入到盛有試樣52的容器中，如圖4所示，正如下面具體實(shí)例中將要討論的，微片在試樣溶液燒杯中停留一段時(shí)間，以便使試樣溶液穿透到基片或膜中，并由此使試樣與光敏試樣化合物進(jìn)行混合。
現(xiàn)在參考圖5，現(xiàn)在將說明鑒定產(chǎn)品所用的系統(tǒng)。如圖5所示，該系統(tǒng)包括產(chǎn)品鑒定裝置58，它用于讀取微片的測(cè)試結(jié)果。該裝置至少包括一個(gè)光源60，該光源使用預(yù)定波長(zhǎng)的光線對(duì)微片進(jìn)行照射。至少使用一個(gè)光學(xué)檢測(cè)器62來檢測(cè)光敏化合物在光線照射后所發(fā)出至少一種光線的波長(zhǎng)；光學(xué)檢測(cè)器可以與光源同時(shí)存在。所發(fā)出光線的波長(zhǎng)被用于測(cè)定樣品的特性?？刂破?4與光學(xué)檢測(cè)器62相連，控制器接收樣品的特性?？刂破骺梢耘c數(shù)據(jù)庫(kù)(未畫出)相連，從數(shù)據(jù)庫(kù)中可以得到代表真實(shí)樣品的標(biāo)準(zhǔn)值。因此，控制器可以將所接收到的試樣特性與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，以確定出試樣產(chǎn)品的真?zhèn)巍?br> 另外，標(biāo)準(zhǔn)值可以是以前存儲(chǔ)的已知是真實(shí)產(chǎn)品的試樣特性。因此，在某一實(shí)施方案中，為了檢測(cè)某種試樣產(chǎn)品的真?zhèn)?，要將真?shí)產(chǎn)品施加到含有光敏化合物的微片上，并進(jìn)行掃描以接收所發(fā)出光線的波長(zhǎng)。標(biāo)準(zhǔn)試樣的特征值被作為標(biāo)準(zhǔn)值儲(chǔ)存在控制器的內(nèi)存中。第二個(gè)微片用于未知試樣，同樣使用本文所述的裝置進(jìn)行掃描以獲得未知試樣產(chǎn)品的特征值。未知試樣產(chǎn)品的特征值與已知產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較以對(duì)未知試樣進(jìn)行鑒定。
真實(shí)的標(biāo)準(zhǔn)值數(shù)據(jù)或標(biāo)準(zhǔn)值曲線數(shù)據(jù)可以儲(chǔ)存在控制器中或儲(chǔ)存在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)主機(jī)中以及相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)中。這種情況下，控制器可通過數(shù)據(jù)電纜，如調(diào)制解調(diào)器與主計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊。當(dāng)然，本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，可以使用其他的通訊連接方式，如直接數(shù)據(jù)鏈接、衛(wèi)星傳送、同軸電纜傳送、光纖傳送、蜂窩或數(shù)據(jù)通訊。同樣，通訊連接可以是直接的或通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行連接。
還可以提供標(biāo)準(zhǔn)值曲線數(shù)據(jù)的硬拷貝。例如，使用適合的打印機(jī)可將控制器獲得的讀數(shù)打印出來。打印結(jié)果可以包括發(fā)光值或吸光值的數(shù)據(jù)表、圖形或其他圖像。在某一實(shí)施方案中，可以提供發(fā)光值或吸光值的照片圖像或數(shù)字圖像。例如，在裝置上可裝上彩色或黑白膠片81，當(dāng)微片受光線照射發(fā)出或吸收光線時(shí)，膠片會(huì)捕捉到圖像；膠片81可以是立即成像的膠片或以后再?zèng)_洗的膠片。膠片可裝在適合的暗盒83中，并可進(jìn)行一次或多次曝光。膠片上帶有拉柄以方便將膠片取出。優(yōu)選的情況是，所捕捉到的圖像可用肉眼進(jìn)行識(shí)別。
為了便于將微片或基片本身與光源和光學(xué)檢測(cè)器相對(duì)固定，可以使用微片固定框架64來盛放微片。具體而言，將圖1中含有試樣的微片翻轉(zhuǎn)過來，使區(qū)域14、16面向框架敞開的一面。光學(xué)檢測(cè)器和光源能夠掃過框架的開敞面以便對(duì)區(qū)域14、16進(jìn)行掃描。框架可以具有引導(dǎo)部件，如凹槽67。
此外，在某些情況下，還希望將微片移開光學(xué)檢測(cè)器以及光源。在這種情況下，裝置58可以帶有托盤68，該托盤用來容納框架64。該托盤也可含有引導(dǎo)部件，如接頭70，接頭70與框架64上的凹槽67配合操作。裝置還可包括驅(qū)動(dòng)器72，驅(qū)動(dòng)器72與控制器相連，驅(qū)動(dòng)器改變托盤與光學(xué)檢測(cè)器和光源間的相對(duì)位置，然后再移動(dòng)框架。
為了獲得光敏化合物在與試樣發(fā)生反應(yīng)之前所發(fā)出光線波長(zhǎng)的基本值，需要對(duì)微片進(jìn)行預(yù)讀或預(yù)掃描。在這樣情況下，在施加試樣之前，按如上所述將微片放入裝置并進(jìn)行掃描。然后，將試樣施加到微片上，并與微片一起進(jìn)行掃描。因此，由于使用了基礎(chǔ)值，便消除了背景反光、熒光或光吸收所造成的誤差。
微片10可以被包裝起來，以便在微片插入到裝置58之前進(jìn)行必要的準(zhǔn)備以及便于處理。在這種情況下，為了便于將微片放置到溶液中進(jìn)行鑒定，可使用微片固定器。固定器的構(gòu)造可以是任何適合的方式，本文下面將討論一些固定器的例子，固定器的結(jié)構(gòu)可以容納微片和/或基片。
現(xiàn)參見圖6a～6c，這是固定器100的一個(gè)實(shí)施方案。在這一實(shí)施方案中，固定器100含有部件102，該部件適于容納微片10。具體而言，部件102含有凹槽104，如圖所示，微片10的一邊插入到凹槽104中。固定器100還包括第一部分106，該部分通過使用如合葉這樣的連接方式與部件102相連，本文下面將對(duì)此加以說明。固定器100還包括與部件102相連的第二部分108，第二部分108包括開口110。在所示的實(shí)施方案中，固定器100是由塑料材料制成的，第一、二部分通過活動(dòng)合葉112、114與部件102相連。然而，應(yīng)該理解的是，本發(fā)明并不局限于此種情況，其他適合的材料也可以使用。例如，可以使用非塑料制成的固定器，如使用金屬固定器。在這種情況下，第一、二部分可以通過任何適合的方式連接到部件102上，使用不使用合葉均可。
在圖6a所示的結(jié)構(gòu)中，使用者可以用手或其他適當(dāng)?shù)墓ぞ咦プ」潭ㄆ?00，具體而言就是抓住固定器的106-108部分。然后，將微片浸入盛有要進(jìn)行鑒定的試樣的適當(dāng)容器中。一旦微片從試樣中取出，如圖6b所示改變第一部分106和第二部分108與部件102的相對(duì)位置，如圖6c所示，將微片10封閉起來。一旦微片和固定器處于圖6c所示的狀態(tài)，則整個(gè)部件可以放入裝置58中進(jìn)行以后的分析。
如圖5所示的框架64，開口110可使來自光源的光線照射微片并能使光學(xué)檢測(cè)器檢測(cè)所發(fā)出中或所吸收的光。與凹口67相似，固定器100可含有導(dǎo)向口120，該導(dǎo)向口與托盤68上相應(yīng)的導(dǎo)向口70協(xié)同操作。
當(dāng)處于圖6c所示的狀態(tài)時(shí)，固定器100還可將微片10鎖定，在某一實(shí)施方案中，固定器100含有一個(gè)或多個(gè)鎖定片122，這些鎖定片與一個(gè)或多個(gè)相配的鎖定凹口124形成配合。因此，當(dāng)?shù)谝徊糠?06和第二部分108轉(zhuǎn)動(dòng)并將微片10封裝起來時(shí)，鎖定片122插入到鎖定凹口124中。
為有助于在插入到裝置中進(jìn)行隨后分析之前的準(zhǔn)備工作，一般希望將多余的試樣液體從微片上除去。在某一實(shí)施方案中，通過在第一部分106上連接一個(gè)吸液器130可以做到這一點(diǎn)。吸液器130至少能夠吸收掉微片一側(cè)上的多余液體。制造吸液器的材料包括紙或棉花類材料。當(dāng)然，也可使用其他適合的材料。
為了便于分析，固定器適宜由黑色材料制成。因此，在某一實(shí)施方案中，固定器可以用黑色塑料材料制成。同樣，吸液器也可以使用黑色表面。為了獲得足夠及準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果，吸液器和微片固定器的黑色表面可以避免或至少可以降低發(fā)生在裝置內(nèi)部的光反射程度。
應(yīng)該理解的是，本發(fā)明并不局限于此，其他適宜的非反光表面也可使用。此外，裝置本身可以對(duì)反光做出校正，這樣就不必使用黑色材料來制造吸液器和固定器。
雖然在圖6a～6c所示的實(shí)施方案中微片10是通過槽104連接到固定器上的，但應(yīng)該理解的是，本發(fā)明并不局限于此。在這一方面，固定器只是在試樣液體施加到微片上后用于固定微片的目的。因此，微片10可以?shī)A在第一部分106和第二部分108之間，不用連接到固定器上，下面將對(duì)這樣的實(shí)例進(jìn)行說明。
固定器的結(jié)構(gòu)可以適于與容器配合操作，由此使微片10浸入到試樣的溶液中。圖7表明了容器150的一個(gè)實(shí)施方案。容器標(biāo)有刻度線152，這樣可以將所要求的試樣液體量倒入該容器。刻度線152可以位于容器150上，這樣可將約35毫升的試樣液體置于容器150中。在這種情況下，使用者只需將容器充滿到刻度線就可以使微片上的光敏化合物與足夠量的試樣液體發(fā)生反應(yīng)。容器150還可以包括容器蓋154。容器蓋154可通過活動(dòng)合葉與容器150相連。在這種情況下，容器150可以由適宜的塑料材料制成。容器蓋154也可固定在容器150上，這樣在從容器150中取出微片10后可對(duì)試樣液體進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?。容器蓋還可以包括吸液器156，該吸液器用來吸掉微片10上的液體。在某一實(shí)例中，吸液器156被用于吸收微片開口110所露出部分上的液體。
在圖7a所示的另一實(shí)施方案，為便于將試樣液體充入到容器中以及便于將微片10插入到容器中，容器150可以包括一個(gè)擴(kuò)大的開口158。
容器150還可以包括底座160，這樣容器可置于相應(yīng)的表面上。此外，底座160可以制成某種形狀，以便放入適宜的容器托架中(未畫出)。容器托架可以帶有多個(gè)接受器以便容納多個(gè)容器150，容器托架可以置于裝置58的殼體之內(nèi)。
現(xiàn)參見圖8a～8c，圖8a～8c表明的是微片固定器的另一種實(shí)施方案，在這一實(shí)例中，固定器的結(jié)構(gòu)為三折結(jié)構(gòu)。因此，固定器包括部分202，部分202適于容納微片10。具體而言，部分202含有框架204，微片10容納在框架204中。固定器200還包括第一部分206，該部分通過活動(dòng)合葉208與部分202相連。固定器還包括第二部分210，該部分通過活動(dòng)合葉212與第一部分206相連。雖然固定器200包括活動(dòng)合葉208和212，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，其他適宜的連接裝置也可以使用。
固定器200還可以包括吸液器214，該吸液器位于第一部分206上。吸液器可用膠水等適宜的連接方式連接到第一部分206上和/或?qū)⑽浩鲏喝胂鄳?yīng)的凹口中。
如圖6a～6c所示，吸液器被用來吸收微片10至少一側(cè)上的過量試樣液體。此外，為了不影響裝置58所進(jìn)行的分圖8a～8c析，吸液器的表面可以是適宜的非反光表面。此外，如圖6a～6c所示，吸液器可用黑色的紙張或黑色的棉類材料制成，當(dāng)然其他適宜的材料也可以使用。第三部分210可以含有一個(gè)開口220，當(dāng)該開口覆蓋在微片10之上時(shí)，可以使裝置58對(duì)微片進(jìn)行分析。
如圖6a～6c所示，固定器的第一部分206和第二部分210可作為把手，以便將微片10浸入到液體試樣中。在適宜時(shí)間段內(nèi)將適當(dāng)量的試樣施加到微片10上之后，部分202可以按圖8b所示的方式折疊到第一部分206上。微片10上的多余試樣液體，至少是與吸液器214相鄰表面上的多余試樣液體可以被吸液器214所吸收。如圖8c所示，第二部分210可以折疊到部分202和第一部分206上，這樣可將微片固定在那里。
如圖8a～8c所示，固定器可以包括如圖6a～6c所示的導(dǎo)向口。導(dǎo)向口230可以與如上所述的裝置58上的相應(yīng)導(dǎo)向口共同使用。
此外，固定器200可以將微片鎖定。因此，固定器200含有鎖定裝置。在某一實(shí)施方案中，鎖定裝置由接頭234和相配的槽口232構(gòu)成。
應(yīng)該理解的是，固定器200也可以與圖7和7a中所示的容器一同使用。因此，吸液器156可以將微片經(jīng)開口220所暴露部分吸干。此外，應(yīng)該理解的是，一旦測(cè)試完成，用過的微片和/或固定器可盛放在容器150中，并用容器蓋154將容器封蓋住，以便對(duì)微片和/或固定器進(jìn)行方便地處理。
現(xiàn)在參見圖9A～9D，這是微片固定器的另一種實(shí)施方案。在這一實(shí)施方案中，最初從圖9A開始，微片10固定在容器300之內(nèi)，容器300用蓋302封住。容器300可以容納足夠的試樣以備進(jìn)行鑒定。與前面所述的容器150一樣，容器300也帶有表明試樣液量的刻度線。如圖9B最清楚所示的，在從容器300取下蓋于302后，可將微片10從容器300中取出。在這一方面，蓋子302可以包括固定器304，該固定器含有二個(gè)手指形狀的突出部分306、308，如圖所示，這兩部分可以固牢地抓住微片10的邊緣。然后可將受測(cè)樣品加入到容器300中，例如可以直至刻度線為止。然后將微片10浸入到容器中并保持適宜的一段時(shí)間。然后按圖9c所示將微片10從試樣液體中取出并放置在固定器320中。
固定器320包括第一部分322，該部分通過活動(dòng)合葉與第二部分324相連。第一部分322含有凹槽326，該凹槽可容納微片10。如前面所述的微片固定器一樣，固定器320還可包括吸液器(未畫出)。在這一實(shí)施方案中，吸液器可以置于凹槽326之內(nèi)。一旦微片10被置于固定器320之內(nèi)，則第二部分324可通過合葉325折疊到第一部分322上，以便將微片10封在固定器320之內(nèi)。與前面所述的實(shí)例一樣，第二部分324包括開口328，以便微片10在裝置58內(nèi)被加以分析。同樣，固定器320可以含有鎖定部件以便將微片10鎖定。在這一實(shí)施方案中，鎖定部件包括鎖定銷330，該銷位于第一部分322上，并可以插入到第二部分324上的相配鎖定槽332中。
固定器320還可以包括凹陷區(qū)域334和336；凹陷區(qū)域334位于第一部分332，另一凹陷區(qū)域336位于第二部分324，如圖9D所示，當(dāng)固定器320封住微片10時(shí)，凹陷區(qū)域334、336可以容納容器蓋302上的手指形物體310。一旦微片10被封于固定器320之內(nèi)，蓋子302可以從微片10上取下來。
如前面所述的實(shí)施方案，微片固定器還可以包括導(dǎo)向口350。該導(dǎo)向口與裝置58上的導(dǎo)向口70相對(duì)應(yīng)并與之共同操作。
因此，在這一實(shí)施方案中，蓋子302上的固定器304方便了將試樣施加到微片上，而固定器320方便了在裝置58中對(duì)試樣進(jìn)行分析。
在另一實(shí)施方案中，使用適宜的技術(shù)可在微片10周圍制成圍堰380。例如，可以使用注塑成型技術(shù)將聚合材料鑄在微片的周圍。如前面所述的至少一個(gè)實(shí)例，圍堰380可用做為把手以便使微片浸入到試樣液體中。在適宜的試樣液量施加到微片10上并在微片上保持適當(dāng)?shù)臅r(shí)間后，將微片10和圍堰380從試樣液體中取出，微片10上的剩余液體被適宜的吸液器所吸收。固定器可以包括導(dǎo)向部件382，以便使微片進(jìn)入到裝置58中。如前面所述至少某一實(shí)例，導(dǎo)向部件382與裝置58上相應(yīng)的導(dǎo)向部件被一同使用。
在前面所述的示范性實(shí)施方案中，固定器可以帶有相應(yīng)的密封片(未畫出)，該密封片將微片的外圍邊緣包圍起來。密封片有助于產(chǎn)品和/或試樣的密封以及避免散射光照射到微片上不需照射的區(qū)域。
在前面的實(shí)施方案中，雖然微片被浸入到樣品之中，但應(yīng)該理解的是，本發(fā)明并不局限于此，還可以使用其他方法將樣品施加到微片上。例如，樣品可以抹在微片上。另外，還可以使用滴管、手動(dòng)或自動(dòng)移液管及壓電分散器將樣品施加到微片上。其他適宜的方法也可被使用。
正如上前所述的。發(fā)光及吸光的圖像可以記錄在彩色或黑白膠片81上。如前面各種實(shí)施所說明的，這種膠片適合于定位于微片固定器的附近。為了清楚起見，圖中所示的膠片是與固定器相脫離的。當(dāng)位于固定器中時(shí)，通過打開固定器可以將膠片取出，膠片可以帶有拉手85，正如前面所述，與從拍立得照相機(jī)中取出膠片相同，通過拉動(dòng)暴露在外面的膠片拉手的一部分就可將膠片取下。
現(xiàn)參見圖11，前面所說明的微片和/或任意一種固定器在使用之前可進(jìn)行適當(dāng)?shù)陌b，以組合成工具包。該包裝可起到保護(hù)微片和/或固定器的作用，這樣位于微片上的光敏化合物以及微片和/或固定固都不會(huì)受到周圍環(huán)境的影響。在如圖11所示的示范性實(shí)施方案中，微片10和/或固定器320可以置于真空密封袋400之內(nèi)。密封袋可以用適宜的材料制造，其中包括金屬薄膜和聚酯薄膜材料。一旦微片10和/或固定器320放入袋子400之內(nèi)，則可將袋中的空氣抽出并用適當(dāng)?shù)拿芊饧夹g(shù)將其密封。在某一實(shí)施方案中，為了給微片10提供一個(gè)惰性環(huán)境，使用氮?dú)鈦硖鎿Q袋中的空氣，然后再將氮?dú)鈴拇?00中抽出，并隨后對(duì)袋400進(jìn)行熱密封。上面所述的容器以及其他類型的容器可以以整體形式提供，也可以分別提供。
本文所述的便攜式裝置58可以是桌上型裝置。控制器可以是處理器，如PALM PILOT或其他類型的數(shù)據(jù)計(jì)錄儀。裝置所用的電源可由電池提供，如由可充電電池提供電源。雖然控制器可以是手提式的PALM PILOT，但也可以使用專用控制器、膝上型或桌上型計(jì)算機(jī)。
光源可由發(fā)光二極管提供，如美國(guó)加州Hewlett Packard公司所售的HLMP CB15型二極管，二極管可以是紅外發(fā)光二極管，也可以不是紅外發(fā)光二極管。另外，光源可以是激光光源。在任何一種情況，光源要與微片或基片上所含光敏化合物的激發(fā)波長(zhǎng)相配。裝置58還包括像帶通濾波器或擋扳過濾器這些光線過濾器，這些過濾器的作用是將光源中某一段波長(zhǎng)的光線分離出來。同樣還可以使用透鏡將來自光源的光線聚焦到微片上。光學(xué)檢測(cè)器可使用充電電偶裝置。充電電偶可以是美國(guó)新澤西州Edmonds Scientific公司所售的H53308型充電電偶。可以使用像帶通濾波器或擋扳濾波器這些過濾器將微片發(fā)出光線光譜中某一段波長(zhǎng)分離出來。
如圖12所示，在另一實(shí)施方案中，光源可以是垂直空腔表面半導(dǎo)體激光器500，它發(fā)出所希望波長(zhǎng)的光線，如近紅外光譜(750～900納米)的光線。垂直空腔表面半導(dǎo)體激光器可以從美國(guó)新澤西州的Honeywell公司購(gòu)得。垂直空腔半導(dǎo)體激光器500可以與微片固定器形成一體，如固定器320所示，也可以與固定器相分離。垂直空腔表面半導(dǎo)體激光器可以由適合的電源提供電力。在某一實(shí)施方案中，垂直空腔表面半導(dǎo)體激光器500可定位在微片光敏化合物的上方。應(yīng)該理解的是，圖中所示的固定器320是處于敞開狀態(tài)，因此，當(dāng)關(guān)閉時(shí)，垂直空腔表面半導(dǎo)體激光器被放置在微片10的上方。
通過前面所述的適當(dāng)檢測(cè)器，控制器74可以對(duì)微片受光照射后的發(fā)光量或吸光量進(jìn)行檢測(cè)。另外，不論是否位于固定器320之內(nèi)，都可用膠片81來記錄發(fā)光量及吸光量的圖像。
在另一實(shí)施方案中以及在本文所述的任何一個(gè)實(shí)施方案中，微片10可用膠片來取代，如用膠片81來取代微片；膠片上涂有一種或多種光敏化合物。在本實(shí)施方案中，可使用本文所述的適當(dāng)技術(shù)將試樣放置到膠片之上。膠片可用適當(dāng)?shù)墓庠催M(jìn)行照射，如使用垂直空腔表面半導(dǎo)體激光器照射膠片。然后將所得到的圖像與標(biāo)準(zhǔn)圖像進(jìn)行比較。
控制器可使用任何成像技術(shù)來檢測(cè)光敏化合物所發(fā)出或所吸收的光，如使用紅外技術(shù)、近紅外技術(shù)、遠(yuǎn)紅外技術(shù)、轉(zhuǎn)換紅外技術(shù)、ramonspectroscopy技術(shù)、隨時(shí)間消退的熒光技術(shù)、熒光技術(shù)、照明技術(shù)、磷光技術(shù)和可見光成像技術(shù)。
由光敏化合物單獨(dú)造成的光譜變化可通過公式[(Fd-Fp)/Fd]×100來確定，其中Fd是光敏化合物在沒有加上試樣時(shí)的發(fā)光量，F(xiàn)p是加上試樣后的發(fā)光量。發(fā)光量的變化是光敏化合物與試樣發(fā)生反應(yīng)的結(jié)果。可以使用發(fā)光濾波器將試樣和光敏化合物所發(fā)出光中不需要的波長(zhǎng)過濾掉，舉例而言，這樣只有波長(zhǎng)最大的光可以通過過濾波器，過濾后的光線然后直接照射到光學(xué)檢測(cè)器上，檢測(cè)器則產(chǎn)生一個(gè)電壓，該電壓代表所發(fā)出光線的量。
要理解的是，雖然專用鑒定裝置58是參照?qǐng)D5進(jìn)行說明的，但本發(fā)明的微片可以與任何適合的成像器一起使用，如與分子動(dòng)態(tài)熒光成像器575一同使用。當(dāng)然任何類型的微片讀取器可以被使用(如細(xì)胞熒光裝置)。
還要理解的是，試樣的發(fā)光密度將被檢測(cè)。然而，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，試樣發(fā)光的密度、衰變或變化可用來確定試樣的特征曲線。因此，“發(fā)光量”或“吸光量”是指試樣所發(fā)出或所吸收光的密度、數(shù)量、衰變或變化。
在某些情況下，除了對(duì)某些光譜性質(zhì)進(jìn)行比較外，例如將光敏化合物的發(fā)光量和/或吸光量與儲(chǔ)存的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較外，還希望將兩種波長(zhǎng)不同光線的發(fā)光或吸光比率與所儲(chǔ)存的比率標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較。在某一實(shí)施方案中，通過提供光敏化合物可以完成這一目標(biāo)，例如，提供發(fā)光化合物，這種化合物有能力發(fā)出二種波長(zhǎng)峰值不同的光，或者通過提供二種或多種光敏化合物來完成這一目標(biāo)，其中每種光敏化合物能產(chǎn)生一個(gè)特征峰值波長(zhǎng)，并具有一定的發(fā)光量。舉例而言，將兩種發(fā)光化合物施用在基片上。所使用的激發(fā)波長(zhǎng)可以使第一種發(fā)光化合物在峰值波長(zhǎng)(λ1)575微米處產(chǎn)生98相對(duì)熒光單位的光，使第二種發(fā)光化合物在峰值波長(zhǎng)(λ2)525微米處產(chǎn)生76相對(duì)熒光單位的光。在波長(zhǎng)峰值575及525下的相對(duì)熒光單位之比約為1.3。然后將1.3這一比率與所儲(chǔ)存的標(biāo)準(zhǔn)比率進(jìn)行比較。雖然在本實(shí)例中使用相對(duì)熒光單位來表示發(fā)光量的值，但其他單位也可以被使用，例如使用光子計(jì)數(shù)單位。當(dāng)所選的光敏化合物是吸光化合物時(shí)，類似的分析方法仍可使用。
要理解的是，該裝置的采樣率約為10,000。因此，所提供的試樣特征具有很高的可靠度。
雖然生成如此大量的數(shù)據(jù)是可能的，但用使用傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析方法一次對(duì)比一個(gè)或兩個(gè)參數(shù)是不實(shí)際的。因此，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，可以使用多參數(shù)分析方法或多參數(shù)連接判別方法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。在優(yōu)選實(shí)施方案中，所使用的是Tukey分析方法和關(guān)鍵分量分析法。其他可用的多參數(shù)技術(shù)包括層群分析法、K值逼近法、Pineapple分量回歸法、最小二乘法以及類等比軟獨(dú)立模型。這些多參數(shù)技術(shù)將數(shù)據(jù)的維數(shù)減至二維或三維，并可生成模型或關(guān)系式。
數(shù)據(jù)的分析還可以通過繪制具有不同線束的圖形來完成，這些線束概括了被分析試樣與儲(chǔ)存的標(biāo)準(zhǔn)值之間的相同部分及差別。數(shù)據(jù)分析也可使用上述多參數(shù)或多參數(shù)模式判別之外的方法。
實(shí)施例1 真正Guinness的測(cè)檢在這一實(shí)例中，試樣是Guinness、Beamish和Murphy的黑啤酒。按美國(guó)專利5,753,511所述的相似方式對(duì)光敏化合物進(jìn)行識(shí)別。對(duì)于Guinness的鑒定而言，所用的光敏化合物29和光敏化合物18分別在25和10μM下進(jìn)行準(zhǔn)備。光敏化合物29是雙-(1，3-二乙基硫代巴比土酸)三次甲基氧代醇[bis-(1，3-diethylthiobarbituric acid)trimethine oxonol]，光敏化合物18是熒光素-6-異硫代氰酸酯(Fluorescein-6-isothiocyanate)，光敏化合物準(zhǔn)備好后施加到硅基片上，硅基片位于25×75毫米的玻璃片上，施加光敏化合物的一側(cè)朝向顯微鏡。這兩種光敏化合物均可以從美國(guó)俄勒崗州的Molecular Probes公司獲得。光敏化合物在基片上進(jìn)行干燥。通過在同一時(shí)間同一地點(diǎn)對(duì)試樣和真正產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試來對(duì)二者進(jìn)行比較。這樣可以降低由于溫度、光線或光敏化合物濃度的不同所造成的偏差。便攜式熒光記數(shù)器根據(jù)相應(yīng)的發(fā)光濾波器進(jìn)行編程(發(fā)光濾波器對(duì)于顏料29和顏料18分別定在570和535納米)。第一個(gè)微片被用來提供真實(shí)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)值。將沒有試樣的微片放入計(jì)錄器，記錄器測(cè)量出光敏化合物的發(fā)光值(干基)。然后將微片浸入到真正的Guinness中過一段時(shí)間。然后將微片取出，并將多余的試樣去除，再將微片放回到計(jì)錄器中，并計(jì)錄第二個(gè)讀數(shù)(濕基)。干基讀數(shù)被濕基讀數(shù)所除得到熒光值的相對(duì)變化值。這一值輸入到控制器中作為真實(shí)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)值。第二個(gè)微片被用來測(cè)量試樣的干基、濕基值。測(cè)得這兩個(gè)值后計(jì)算出熒光值的相對(duì)變化值。如果試樣值與標(biāo)準(zhǔn)值相差一定的百分比，則試樣有可能不是真正的產(chǎn)品或者是品質(zhì)低劣的產(chǎn)品。
決定試樣是否不合格的計(jì)算方法如下計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)樣品的干基值/濕基值；計(jì)算試樣的干基值/濕基值根據(jù)以前的測(cè)試確定出真實(shí)產(chǎn)品的范圍(通常為5～15％)如果受測(cè)試樣的值＞1.07倍真實(shí)產(chǎn)品的值或受測(cè)試樣的值＜0.93倍真實(shí)產(chǎn)品的值(偏差定為7％)，則試樣不合格。
如果0.93倍真實(shí)產(chǎn)品的值≤試樣的值≤1.07倍真實(shí)產(chǎn)品的值，則試樣合格。
使用光敏化合物29所得到的結(jié)果試樣序號(hào) 干、濕基值之比1.Guiness易拉罐 21D9G301∶49 5.122.Beamish易拉罐 5392015∶49 7.41(不合格)3.Murphy′s易拉罐 L909E82611∶49 6.06(不合格)4.Guinness黑啤(重復(fù)1) 21D9G301∶49 5.02(合格)(Guinness7％的偏差范圍為4.76～5.47)。
實(shí)施例2 檢測(cè)真實(shí)的Ballantine′s Finest下面這一實(shí)例是使用帶有光敏化合物149的微片對(duì)真正的Ballatine′s Finest進(jìn)行鑒定，光敏化合物149可從美國(guó)俄勒岡州的Molecular Probes公司購(gòu)得，應(yīng)用濃度為20mM，所讀取的波長(zhǎng)為550納米。
測(cè)試按實(shí)例1所述的步驟進(jìn)行。
便攜式鑒定裝置的讀數(shù)樣品干基值/濕基值(合格/不合格)Ballantine′s Finest(BF)(真實(shí)標(biāo)準(zhǔn)值)3.76BF兌20％的水2.21(不合格)BF兌10％的水3.13(不合格)BF兌20％的伏特加酒 2.28(不合格)BF兌10％的伏特加酒 2.66(不合格)BF(重復(fù)測(cè)試)3.72(合格)(Ballatine′s Finest 10％的偏差范圍是3.38～4.14)。
實(shí)施例3 將Aspartame專用染料放置在固定孔隙率的薄膜上(非硅表面)在這一實(shí)例中，使用Packard儀器公司的Biochip ArrayerTM將光敏化合物樣品(光敏化合物120)放置在AnaporeTM膜上(英國(guó)whatman Anadisk公司產(chǎn)品目錄6809～6022)。在該膜上可設(shè)置小斑點(diǎn)(少于1000個(gè)/平方厘米)。小斑點(diǎn)的體積在0.1微升至100微升之間。在這種情況下，在薄膜可放置7×8的斑點(diǎn)矩陣。斑點(diǎn)的大小為1.6毫米×1.6毫米，斑點(diǎn)間的距離為250微米。
將帶有Aspartame光敏化合物120的薄膜放入Coke Classic的溶液中，熒光值為5.93。將帶有Aspartame光敏化合物120同樣薄膜放入Diet Coke(含有Aspartame)中，熒光值為15.4。測(cè)量是使用Molecular Dynamics公司(加州)的Fluor Imager 575儀器進(jìn)行的。
上面對(duì)本發(fā)明的某些實(shí)施方案進(jìn)行了說明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以容易地進(jìn)行各種改動(dòng)、修正及改進(jìn)。但這些改動(dòng)、修正和改進(jìn)均在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。此外，本發(fā)明的各種實(shí)施方案具有某些優(yōu)勢(shì)，并非本發(fā)明的所有實(shí)施方案都具有同樣的優(yōu)勢(shì)，具有同樣優(yōu)勢(shì)的實(shí)施方案也不是在所有環(huán)境下都具有同樣的優(yōu)勢(shì)。因此，前面所述的實(shí)施方案中的各種特點(diǎn)可能被用于其他實(shí)施方案。所以，前面的說明只是示范性的，并不構(gòu)成限定。本發(fā)明只由下述的權(quán)利要求以及等同物所限定。
權(quán)利要求
1.一種將微片或膠片固定的固定器，微片或膠片上至少含有一種光敏化合物，該光敏化合物用于鑒定液體產(chǎn)品試樣，該固定器包括第一部分；與第一部分固定在一起的第二部分，當(dāng)?shù)谝徊糠趾偷诙糠止潭ㄔ谝黄饡r(shí)，且?guī)в幸后w試樣的微片放入到第一部分和第二部分中時(shí)，第一部分和第二部分可將微片或膠片包裹起來。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的固定器，還包括至少與第一部分或第二部分相連的固定部分，該固定部分可以容納微片或膠片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的固定器，還包括吸液器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的固定器，其中吸液器含有非反光表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的固定器，其中吸液器包括有深色。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的固定器，其中第一部分和第二部分含有非反光表面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的固定器，其中第一部分和第二部分包括有深色。
8.根據(jù)權(quán)利要求3的固定器，其中第一部分可以容納吸液器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的固定器，其中第二部分有一個(gè)開口，當(dāng)微片或膠片被包在固定器之內(nèi)時(shí)，它可使照射光線照射到涂在微片或膠片上的光敏化合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的固定器，還包括將第一部分和第二部分鎖在一起的鎖定裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10固定器，其中鎖定裝置由鎖片和相應(yīng)的凹槽組成。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的固定器，其中第一部分和第二部分是由合葉連接在一起的。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的固定器，還包括指示裝置。
14.根據(jù)權(quán)利要求2的固定器，其中固定部分包括可容納微片或膠片邊緣的槽口。
15.根據(jù)權(quán)利要求2的固定器，其中固定部分包括可容納微片的框架。
16.根據(jù)權(quán)利要求2的固定器，其中第一部分和第二部分是通過合葉與固定部分連在一起的。
17.根據(jù)權(quán)利要求2的固定器，其中第一部分通過合葉與第二部分和固定部分連接在一起，第二部分與固定部分之間沒有合葉。
18.根據(jù)權(quán)利要求1的固定器，其中第一部分或第一部分中至少有一部分包括一個(gè)缺口，該缺口可以幫助微片或膠片在固定器中的定位。
19.根據(jù)權(quán)利要求1的固定器，其與微片或膠片結(jié)合在一起。
20.根據(jù)權(quán)利要求1的固定器，其與容器組合在一起盛放要進(jìn)行鑒定的試樣液體，容器包括吸液器，吸液器至少可將微片上多余的試樣液體吸收掉。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的組合，其中容器包括漏斗狀的開孔。
22.根據(jù)權(quán)利要求20中所述的組合，其中容器包括容器主體和固定在主體上的容器蓋。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的組合，還包括將固定器和微片或膠片包裹起來的包裝袋。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的組合，其中包裝袋是真空密封袋。
25.根據(jù)權(quán)利要求23的固定器，還包括光源。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的固定器，其中光源是垂直空腔表面半導(dǎo)體激光器。
27.一種用于鑒定液體產(chǎn)品試樣的工具包，該工具包包括微片或膠片；微片或膠片上至少含有一種光敏化合物，光敏化合物與產(chǎn)品試樣發(fā)生反應(yīng)；可以將微片或膠片固定在其內(nèi)部的固定器；以及將微片或膠片以及固定器包裝起來的包裝袋。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的工具包，其中固定器包括第一部分；可與第一部分固定在一起的第二部分，當(dāng)?shù)谝徊糠趾偷诙糠止潭ㄔ谝黄饡r(shí)，且?guī)в幸后w試樣的微片放入到第一部分和第二部分中時(shí)，第一部分和第二部分可將微片或膠片包裹起來。
29.根據(jù)權(quán)利要求28的工具包，其中固定器包括固定部分，固定部分至少與第一部分或第二部分中的一個(gè)部分相連，固定部分可以容納微片或膠片。
30.根據(jù)權(quán)利要求27的工具包，還包括吸液器
31.根據(jù)權(quán)利要求30的工具包，其中吸液器在固定器之內(nèi)。
32.根據(jù)權(quán)利要求30的工具包，其中吸液器包括有非反光表面。
33.根據(jù)權(quán)利要求30的工具包，其中吸液器包括有深色。
34.根據(jù)權(quán)利要求28的工具包，其中第一部分和第二部分包括有非反光表面。
35.根據(jù)權(quán)利要求28的工具包，其中第一部分和第二部分包括有深色。
36.根據(jù)權(quán)利要求28的工具包，其中第二部分帶有開孔，當(dāng)微片或膠片被封在固定器中時(shí)，光線可以穿過開孔照射到微片或膠片上的光敏化合物。
37.根據(jù)權(quán)利要求28的工具包，其中固定器還包括將第一部分和第二部分鎖在一起的鎖定裝置。
38.根據(jù)權(quán)利要求37的工具包，其中鎖定裝置包括鎖片和相應(yīng)的凹槽。
39.根據(jù)權(quán)利要求28的工具包，其中第一部分和第二部分是由合葉連接在一起的。
40.根據(jù)權(quán)利要求27的工具包，其中固定器還包括指示裝置。
41.根據(jù)權(quán)利要求31的工具包，其中固定部分包括可容納微片或膠片邊緣的槽口。
42.根據(jù)權(quán)利要求31的工具包，其中固定部分包括可容納微片的框架。
43.根據(jù)權(quán)利要求29的工具包，其中第一部分和第二部分是通過合葉與固定部分連在一起的。
44.根據(jù)權(quán)利要求43的工具包，其中第一部分通過合葉與第二部分和固定部分連接在一起，第二部分與固定部分之間沒有合葉。
45.根據(jù)權(quán)利要求28的工具包，其中第一部分或第一部分中至少有一部分包括一個(gè)缺口，該缺口可以幫助微片或膠片在固定器中的定位。
46.根據(jù)權(quán)利要求27的工具包，還包括容納產(chǎn)品試樣的容器。
47.根據(jù)權(quán)利要求46的工具包，其中容器包括吸液器，吸液器至少可將微片某一部分上多余的試樣液體吸收掉。
48.根據(jù)權(quán)利要求46的工具包，其中容器包括漏斗狀的開孔。
49.根據(jù)權(quán)利要求46的工具包，其中容器包括容器主體和固定在主體上的容器蓋。
50.根據(jù)權(quán)利要求46的工具包，其中容器位于包裝袋內(nèi)。
51.根據(jù)權(quán)利要求27的工具包，其中包裝袋是真空密封袋。
52.根據(jù)權(quán)利要求27的工具包，其中固定器還包括光源。
53.根據(jù)權(quán)利要求52的工具包，其中光源是垂直空腔表面半導(dǎo)體激光器。
54.一種樣品鑒定工具包，其包括有多個(gè)權(quán)利要求27中所述的工具包。
55.根據(jù)權(quán)利要求27的工具包，其中微片包括底板；鋪在底板上面的多孔基片；基片中至少吸收有一種光敏化合物，當(dāng)液體產(chǎn)品試樣存在于微片表面上時(shí)，試樣液體至少與一種光敏化合物發(fā)生反應(yīng)。
56.根據(jù)權(quán)利要求27的工具包，其中微片包括帶有頂壁的底板；在頂壁上至少有一個(gè)凹陷部分和一個(gè)開孔，至少一個(gè)凹陷部分形成內(nèi)表面；至少有一個(gè)凹陷部分含有至少一種光敏化合物，微片上的試樣至少與凹陷部分中的至少一種光敏化合物發(fā)生反應(yīng)；至少在一個(gè)凹陷部分的上方有半透膜，半透膜至少能將一種光敏化合物固定在凹陷部分中，并能使試樣從凹陷部分的外部滲透到凹陷部分的內(nèi)部。
57.根據(jù)權(quán)利要求27的工具包，其中微片包括底板；底板上至少帶有一種光敏化合物，微片上的試樣至少能與一種光敏化合物發(fā)生反應(yīng)；底板上帶有擋板，擋板至少能將一種光敏化合物保持在底板上，并可以將所需要的試樣部分輸送到至少一種光敏化合物上。
58.根據(jù)權(quán)利要求53的工具包，其中基片由硅材料和膠體材料制成。
59.根據(jù)權(quán)利要求55的工具包，其中擋板由硅材料和膠體材料制成。
60.根據(jù)權(quán)利要求53的工具包，其中基片是一種膜。
61.根據(jù)權(quán)利要求55的工具包，其中擋板是一種膜。
62.一種鑒定液體產(chǎn)品試樣的方法，該方法包括將液體產(chǎn)品試樣施加到至少含有一種光敏化合物的微片上；將微片放置到微片固定器中；用照射波長(zhǎng)的光線照射微片；比較光敏化合物與液體產(chǎn)品試樣反應(yīng)所發(fā)出的光量或所吸收的光量。
63.根據(jù)權(quán)利要求62的方法，其中照射微片的方法包括用垂直空腔表面半導(dǎo)體激光器照射微片。
64.一種鑒定液體產(chǎn)品試樣的方法，該方法包括將液體產(chǎn)品試樣施加到至少含有一種光敏化合物的膠片上；用照射波長(zhǎng)的光線照射膠片；用膠片記錄發(fā)光量以及吸光量的圖像；將得到的圖像與標(biāo)準(zhǔn)圖像進(jìn)行比較。
65.根據(jù)權(quán)利要求64的方法，其中照射膠片的方法包括用垂直空腔表面半導(dǎo)體激光器照射膠片。
66.根據(jù)權(quán)利要求64的方法，還包括將膠片放置到固定器中。
全文摘要
對(duì)產(chǎn)品的真?zhèn)渭百|(zhì)量進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)鑒定的儀器及方法涉及到微片(10)，微片(10)包括基片，基片上帶有光敏化合物?；瑢⒐饷艋衔锕潭ㄗ?，基片提供一種類似于自由溶液的三維環(huán)境，光敏化合物在這種環(huán)境下與產(chǎn)品樣品發(fā)生反應(yīng)。微片上含有的材料具有所希望反光性質(zhì)，微片的表面將光敏化合物固定住。經(jīng)過計(jì)量的光敏化合物施加在微片上。一旦光敏化合物施用在微片上之后，微片就可送往現(xiàn)場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試。產(chǎn)品樣品放置在微片之上(圖9a)，微片上的光敏化合物可以自由地與受測(cè)樣品中主要成份發(fā)生反應(yīng)。為了方便將樣品施加到微片上以及方便此后對(duì)微片進(jìn)行分析(圖9c)，可使用固定器(320)。然后用光源對(duì)微片進(jìn)行照射，光敏化合物和樣品主要成份相互反應(yīng)后的發(fā)光量和吸光量與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較。
文檔編號(hào)B01L3/00GK1425132SQ01808209
公開日2003年6月18日 申請(qǐng)日期2001年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月19日
發(fā)明者弗雷德理查·貝爾英格, 薩凱·奧布瑞奇特, 理查德·H·塞林弗安德, 拉克什·維格 申請(qǐng)人:鑒定技術(shù)公司