進行樣本的冷光和熒光測量的裝置和相關方法
【專利說明】進行樣本的冷光和熒光測量的裝置和相關方法
[0001]相關專利串請的交叉引用
[0002]本申請涉及美國臨時專利申請序列號61/791，295和61/791，879并主張它們的優(yōu)先權，這兩份專利申請均于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。
技術領域
[0003]本教導涉及用于進行診斷測定的系統(tǒng)和過程，并且更具體地涉及用于進行針對過敏和自身免疫疾病的診斷測定的自動化免疫分析儀系統(tǒng)和過程。
【背景技術】
[0004]本節(jié)的陳述僅僅提供與本公開有關的背景信息，而不應理解為構成現(xiàn)有技術。
[0005]在自動化免疫化學分析過程中，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源相關聯(lián)的背景信號，通常在該過程中實施多個洗滌步驟。然而，這些洗滌步驟的結果是對于后續(xù)化學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標準化。本申請旨在改善并解決本領域的這些已知不足中的一些。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]根據(jù)本申請的一個方面，提供了一種用于光學地測量反應比色杯中的樣本的動態(tài)化學范圍的過程。根據(jù)本公開的該方面，該過程包括將光學檢測器從不透光的光學器件箱內(nèi)的冷光讀取位置移動到該不透光的光學器件箱內(nèi)的熒光讀取位置。通過將光學檢測器移動到熒光讀取位置，可以使來自熒光光源的串擾最小化。
[0008]根據(jù)本公開的另一個方面，提供了一種用于自動化免疫化學分析儀的光學讀取子組件，該子組件包括:光學移液器，其被構造成作為在自動化分析儀上的化學過程的一部分而從比色杯抽吸樣本；不透明的光學器件箱，其以不透光的方式與光學移液器、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/信號連接器配合；熒光激發(fā)光源；分叉光纖束，其一個分支連接到光源，其另一個分支通過一系列發(fā)射光學濾波器連接到光學器件箱的熒光檢測端口，并且其公共端連接到光學器件箱，使得光學器件箱可以高效地照亮并因此激勵光學移液器的頂端中的熒光樣本并且同時從熒光樣本收集發(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；光學檢測器，其具有足夠的動態(tài)范圍以測量來自樣本的熒光和冷光信號兩者；以及快門機構，其可在冷光讀取位置、熒光讀取位置和光學上暗的位置之間移動光學檢測器。
[0009]根據(jù)本公開的另一個方面，提供了一種用于測量樣本的冷光和熒光的設備，該設備包括:不透光的光學器件箱，其能夠接納包含樣本的移液器頂端；光學傳感器，其位于光學器件箱內(nèi)并且能夠設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，光學傳感器在處于冷光讀取位置時觀測來自樣本的冷光讀數(shù)，然后轉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)光光纖束被構造成將激發(fā)光轉移到移液器頂端內(nèi)的樣本上；并且其中，傳輸光纖束被構造成將觀測到的樣本的冷光讀數(shù)通過串聯(lián)濾波器傳輸?shù)皆O置在熒光讀取位置的光學傳感器。
[0010]根據(jù)本公開的又一個方面，提供了一種用于控制自動化熒光和冷光讀取裝置的自動化方法，該方法包括以下步驟:將光學移液器從中立位置移動至比色杯內(nèi)的位置；從比色杯抽吸樣本；將光學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移液器的頂端處；移動光學移液器以將光學移液器的透光頂端定向在光學器件箱的內(nèi)部區(qū)域內(nèi)；通過電動馬達將光學傳感器從第二位置旋轉至第一位置；測量并記錄來自光學傳感器的冷光讀數(shù)；將光學傳感器旋轉至第三位置；使激發(fā)發(fā)光二極管能夠將激發(fā)光投射到激發(fā)光纖束的一個末端上；將來自激發(fā)光纖束的激發(fā)光投射到樣本上；將觀測到的反應通過傳輸光纖束傳輸?shù)綇墓鈱W傳感器橫跨設置的傳輸末端；測量并記錄從傳輸末端投射到光學傳感器上的熒光讀數(shù)；將光學傳感器旋轉至第二位置；在光學傳感器處于第二位置時，測量并記錄暗讀數(shù)；將光學移液器從光學器件箱移動至洗滌站；通過分配一定體積的空氣來沖洗來自光學移液器的樣本；將系統(tǒng)液體抽吸到光學移液器中并且在洗滌循環(huán)中分配系統(tǒng)液體；以及將光學移液器移動至中立位置，以便為下一樣本做好準備。
[0011]根據(jù)本公開的又一個方面，提供了一種自動化熒光和冷光讀取機，該讀取機包括:光學移液器，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；移液器轉移臂，其將光學移液器轉移到多個位置，所述多個位置包括讀取位置、洗滌位置和樣本抽吸位置；光學器件箱，當光學移液器處于讀取位置時，該光學器件箱可包含不透光的內(nèi)部環(huán)境；聯(lián)接到光學器件箱的排放端口，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移到內(nèi)部環(huán)境之外；第一光纖過渡部，其聯(lián)接到光學器件箱，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；步進馬達，其聯(lián)接到快門機構；光學傳感器，其聯(lián)接到快門機構，快門機構和步進馬達控制光學傳感器的取向；光學對準板，其包含第一讀取位置、第二讀取位置和第三讀取位置；以及在光學器件箱上的可重入密封件，可重入密封件設計成與光學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)光二極管被構造成將熒光信號傳輸?shù)綗晒饧ぐl(fā)光纖束的末端；其中，當移液器轉移臂將光學移液器轉移到讀取位置時，可重入密封件和盤形特征可以彼此部分地配合，以防止光進入內(nèi)部環(huán)境；并且其中，當移液器處于讀取位置時，光學傳感器可以在第一讀取位置對準，在第一讀取位置，透光頂端內(nèi)的樣本的冷光讀數(shù)可由光學傳感器來測量，并且光學傳感器在第三讀取位置對準，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量值。
【附圖說明】
[0012]通過參照結合附圖對本發(fā)明的實施方案的以下描述，本發(fā)明的上述方面及其實現(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)本申請的教導的自動化免疫化學分析儀和試劑系統(tǒng)的俯視示意圖；
[0014]圖2是圖1的自動化免疫化學分析儀和試劑系統(tǒng)的光學子組件的透視圖；
[0015]圖3是圖2的光學子組件的一部分的前側視圖，其中前表面被移除；
[0016]圖4是圖3的光學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傳感器和設置在其中的光學移液器；
[0018]圖6是圖3的光學子組件的一部分的局部剖視圖，其中光學傳感器處于第三位置；
[0019]圖7是圖3的光學子組件的一部分的局部剖視圖，其中移液器設置在光學子組件內(nèi)；
[0020]圖8是根據(jù)本申請的教導的串聯(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)本申請的教導的熒光激發(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)本申請的教導的分叉光纖電纜布線系統(tǒng)的俯視側剖視圖；以及
[0025]圖13是流程圖，示出了圖2的光學子組件的系統(tǒng)控制邏輯。
[0026]貫穿各視圖，對應的附圖標記指示對應的部件。雖然本文提出的范例以多種形式說明本發(fā)明的實施方案，但下文公開的實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。
【具體實施方式】
[0027]通過參照本申請的實施方案的以下描述，本申請的上述方面及其實現(xiàn)方式將變得更顯而易見，并且本申請本身的教導將更好理解。此外，雖然本文提出的范例以多種形式示出了本申請的實施方案，但下文公開的實施方案并非意圖為窮舉性的或被解釋為將本申請的范圍限制到所公開的精確形式。相反，實施方案被選擇和描述為使得本領域的其他技術人員可以了解和理解本申請的原理和實踐。
[0028]除非另行定義，本文使用的所有技術術語和科學術語都具有本申請所屬領域內(nèi)的普通技術人員所通常理解的同樣的含義。雖然在本申請的實踐或測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)本公開的教導的自動化診斷免疫化學分析儀100的各種部件。自動化免疫化學分析儀100可獲取被分析物樣本，創(chuàng)建允許樣本結合到順磁性顆粒的環(huán)境，進行多個洗滌步驟，然后量化并標準化被分析物樣本的冷光信號。這可以通過自動化過程來實現(xiàn)，該過程使用旋渦器102、R1移液器104、反應轉子106、光學移液器108、光學器件箱110、多次漂洗移液器112、試劑轉子114、單次漂洗移液器116、樣本轉子118、樣本移液器120、R2移液器122和混合基質容器124。
[0030]為了更好理解本公開的機械方面，將概述一種取樣過程，該過程解釋了所述設備可用來量化和標準化被分析物樣本的冷光信號的一種可能的方法。具體而言，自動化免疫化學分析儀100開始首先將帶熒光標記的順磁性顆粒或熒光珠(fluo-bead)分配到位于反應轉子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轉移到反應轉子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移到反應轉子106，在反應轉子中，抽吸的混合物被注入反應轉子106的比色杯中。在注入比色杯之后，光學移液器108可以從反應轉子106的比色杯抽吸測試樣本并將測試樣本轉移到光學器件箱110。一旦樣本被設置在光學器件箱110內(nèi)，就可以記錄焚光和冷光測量值。焚光和冷光信號的初始記錄可用作熒光信號的基線測量值，該測量值可對應于樣本中的熒光珠的初始濃度。在記錄測量值之后，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轉移到反應轉子106中的比色杯。然后，Rl移液器104可以從試劑轉子114抽吸捕獲劑并將捕獲劑注入位于反應轉子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，在一段時間內(nèi)，可以由反應轉子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轉子106的比色杯中，使熒光珠再懸浮。熒光珠可以再次被反應轉子106內(nèi)的磁體局部化，以便由多次漂洗移液器112接著從反應轉子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子118中的樣本管內(nèi)?；颊邩颖究梢赃M一步用樣本稀釋劑部分稀釋。此時，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轉子106的比色杯中以使熒光珠再懸浮。反應轉子106內(nèi)包含患者樣本的比色杯可以接著培養(yǎng)患者樣本。在一個實施方案中，培養(yǎng)溫度可以為約37°C +/_約0.2°C，而培養(yǎng)時間可以為約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。另一個局部化過程由反應轉子106通過允許將熒光珠基本上收集在反