CN106255869B - 一次性测量尖端及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于对样品的至少一个参数进行测量的仪器的一次性测量尖端，所述测量尖端包括：尖端体；尖端体中的填充通道，填充通道用于保持待分析的样品并且在尖端体的一个端部上具有用于接纳样品的开口；在尖端体的填充通道内保持的微粒群，当样品被接纳在填充通道中时，微粒群能够与样品混合；其中，在使用时，由仪器照射尖端中的样品，并且照射在微粒上的照明由微粒引导返回至仪器以被检测，并且由此使得至少一个参数能够被确定。

Description

一次性测量尖端及其使用方法
技术领域
本发明涉及与移动手持仪器一起使用的一次性测量尖端，特别地但不排他地用于液体中的光度测量、发光性测量、荧光性测量和浊度测量。
背景技术
光度测定法是针对各种应用的重要分析方法。目前，光度测定设备通常是台式仪器。光度计一般可以分为两种，即，使用比色皿的仪器以及使用浸入式传感器的仪器。基于比色皿的仪器通常是大型桌面仪器或者可以是小型便携式仪器，但是小型仪器往往具有减少的功能。使用浸入式传感器的大多数仪器具有经由导光管例如玻璃纤维来与浸入式传感器连接的桌面单元。传感器通常由金属和/或玻璃制成。从桌面单元始发的光被引导通过传感器并穿过限定长度的样品体积，然后被引导回至桌面单元的检测器。这些传感器往往是大而笨重的，并且通常需要进行清洗然后才可以测试另一个样品。
Trau和Orban(DE 10149879)描述了使用具有比色皿凹部功能的一次性浸入式传感器尖端的手持式光度计。与其他仪器相比，光路中的一小部分是由聚合物制成的一次性尖端的组成部分。该配置由于针对每一次测量使用新的尖端而能够基本上消除样品交叉污染。然而，DE 10149879的尖端具有若干问题和缺点，例如光仍然需要通过尖端材料而行进较长的光路长度。这会导致低传输率。DE 10149879的尖端的另一个特征是，尖端部分地浸入到测量溶液中。然后，待分析的液体进入到尖端的用作比色皿的光学凹部中。手持式光度计的所有部分都在测量溶液的弯月面上方。DE 10149879的尖端需要反射表面例如金属表面以将光反射至检测器，从而增加了复杂性和成本。
因此，需要一种与例如移动手持式光度计一起使用的一次性光度测量尖端，以克服目前现有装置和方法的至少一些问题。此外，需要使得一次性尖端经济高效且简单、具有最小的交叉污染问题、以及易于使用。
发明内容
本发明描述了基于下述尖端的新颖测量尖端设计，该尖端包含微粒悬浮液，用于将光散射到检测器中。尖端设计可以执行光度测量、发光性测量、荧光性测量、比浊测量和浊度测量，并且可以形成手持式光度计的一部分。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于对样品的至少一个参数进行测量的仪器的一次性测量尖端，该测量尖端包括：尖端体；尖端体中的填充通道，该填充通道用于保持待分析的样品并且在尖端体的一个端部上具有用于接纳样品的开口；在尖端体的填充通道内保持的微粒群，当样品被接纳在填充通道中时，微粒群能够与样品混合；其中，在使用时，由仪器照射尖端中的样品，并且照射在微粒上的照明由微粒引导返回至仪器以被检测，并且由此使得至少一个参数能够被确定。
本发明的尖端不是如Trau和Orban所描述的那样将凹部用作比色皿。而是，样品流入到尖端中并且与尖端中的微粒混合，从而在位于尖端内的样品溶液中产生微粒悬浮液。然后将光导向微粒样品悬浮液。光被微粒散射和反射并且穿过样品溶液。一些光被散射回和反射回到手持式光度计内的检测器。然后对反向散射及反射的光进行测量和分析，以执行光度测量、发光性测量、荧光性测量、比浊测量和/或浊度测量。在本发明中将微粒作为用于反射光的“微镜”，而不是使用基于金属反射表面或棱镜的反射器。在光被散射回到检测器之前，光可以穿过样品溶液行进一定距离。该距离可以等效于在基于比色皿的光谱仪中的光路长度。要达到一定光路长度例如10mm路径长度所需的体积可以具有比所需路径长度更小的尺寸，例如对于10mm路径长度来说，体积可以是仅2mm×2mm×2mm。利用本发明，可以将光路“折叠”成非常小的体积，从而需要更小的空间。可以利用本发明来实现具有大光路长度的极小型光度测量尖端。可以将尖端制成一次性的以防止任何交叉污染，并且尖端只需要少量的样品体积。本发明通过提供基于光散射而非基于其他技术的测量尖端来克服许多限制。不需要用于将光引导返回至检测器中的反射表面或其他手段，这使得尖端的成本大幅降低。
尖端的长度可以是在0.5厘米与12厘米之间。
尖端在其填充通道端部处的直径可以是在50微米与10毫米之间。
尖端在填充通道端部的相对端部处的直径可以是在1毫米与20毫米之间。
尖端可以在填充通道端部的相对端部处具有连接器，用于将尖端与光度装置相连接。连接器可以是锥形的或其他形状的。
填充通道的横截面可以是在1平方微米与3平方毫米之间。
毛细管填充通道可以具有集成式过滤器。
尖端可以包括储存器腔，该储存器腔包含至少一种试剂和/或微粒群。储存器腔连接至填充通道或作为填充通道的一部分，或者储存器腔和填充通道是相同的。在图2中提供了腔的非限制性示例。
尖端可以包括混合区，用于将样品与试剂和/或微粒群混合。在图2中提供了混合区的非限制性示例。
尖端可以包含试剂，该试剂与填充满通道的样品混合。
尖端可以用于测量样品的吸光度。
根据本发明的第二方面，提供了一种用于测量样品参数的系统，该系统包括：仪器；根据本发明的第一方面所述的一次性尖端；与尖端连接的用于照射样品的照明源；以及与尖端连接的光检测器，该光检测器用于检测由微粒引导返回的照明。
该系统可以被操作成执行光度测量或荧光性测量或比浊测量或发光性测量或浊度测量或反射率测量和/或折射率测量。
根据本发明的第三方面，提供了一种使用根据本发明的第二方面所述的系统进行测量的方法，该方法包括以下步骤：向填充通道中引入样品，并且形成微粒悬浮液，微粒群沉积在填充通道内，照射填充通道；以及用检测器检测从微粒群引导返回的照明。
根据本发明的第四方面，提供了一种使用与下述类型的仪器相关联的第一方面的尖端来测量样品参数的方法，所述仪器具有与尖端连接的用于照射样品的照明源以及与尖端连接的用于检测由微粒引导返回的照明的光检测器。
附图说明
现在将通过举例的方式参考附图以便更好地理解本发明的实施例，并且这不应当被解释为是限制性的。绘图尺寸不一定按比例绘制。
图1a是根据本发明的实施例的一次性尖端的纵向视图；
图1b是根据本发明的实施例的一次性尖端的另一纵向视图；
图2是根据本发明的实施例的一次性尖端的纵向视图；
图3a是根据本发明的实施例的在600nm处的反射光及散射光强度的曲线图，其中反射光及散射光强度作为样品微粒悬浮液高度的函数；
图3b是示出根据本发明的实施例的在一定高度情况下的化学品的光谱的曲线图；
图4a是示出根据本发明的实施例的通过使用尖端而获得的多个光谱的曲线图；
图4b是示出通过使用现有技术方法而获得的多个参考光谱的曲线图；
图5a是具有根据本发明的实施例的所计算的穿过样品的表观光路长度的表，其中表观光路长度作为微粒浓度的函数；
图5b是根据本发明的实施例的来自图5a中的表的数据的图形表示；
图6a是根据本发明的实施例的吸光度比率与样品的pH的曲线图；以及
图6b是示出根据本发明的实施例的三个未知样品的测量结果的表。
具体实施方式
术语“一次性的”或“一次性尖端”或“光度测量尖端”或“尖端”是指本发明的实施例的尖端。尖端可以由聚合物、玻璃和/或适于在适当波长范围内工作的任何其他材料制成。通常，尖端可以是流体承载通道穿过其长度的截头锥体的形式。通道可以在两个端部处具有开口：一个开口用于填充通道，以及另一个开口用于允许照明进入通道。尖端的长度可以是在0.5厘米与10厘米之间，尖端的直径可以是在50微米与2厘米之间。这两个开口的直径可以不同。通常，用于填充通道的开口的直径或横截面可以比与光度测量装置连接的其他开口的直径或横截面小得多。填充通道的直径可以是在1微米与500微米之间；横截面可以是圆形的、矩形的或任何其他形状的。在图1中给出了本发明的尖端的示例。
术语“光耦接端部”是指尖端的可以与仪器或光度计装置连接的端部。所述与光度计装置的耦接或连接可以通过机械耦接例如在光耦接端部处与尖端匹配的圆锥形或其他形状来实现。或者，还可以同等容易地想到和使用其他的耦接。
术语“填充通道”是指在尖端内的通道。当尖端开始与样品溶液接触时，填充通道被样品填充。样品通过以下方式流入到填充通道中：毛细管作用、或压力差、或使用柱塞、或者使流体在第一端部处进入通道中的其他手段。填充通道可以包含微粒群。毛细管填充通道可以包含用于调节样品的装置例如过滤器、或者是包含试剂的试剂释放容器、或者混合区。
术语“微粒群”或“微粒”或“微珠”是指位于填充通道内的大量微粒或微珠。微粒或微珠以固体、粉末、悬浮液或任何其他形式被沉积在填充通道内。当样品溶液抽吸到填充通道中时，微粒或微珠悬浮在样品中从而形成悬浮液。微粒可以是有机或无机的。微粒的直径可以是在10纳米与500微米之间。微粒可以是球形的或非球形的。微粒的可能示例是聚苯乙烯微粒、密胺微粒、二氧化硅微粒、二氧化钛微粒、金属微粒。微粒可以携带试剂或者可以不携带试剂。
当微粒与样品呈悬浮态时，每个微粒用作微镜将照射在微粒上的照明反射或散射。反射或散射的方向将取决于悬浮液中的微粒的取向。所反射或所散射的照明中的至少一些将通过检测器进行检测，并且用于光度测量技术。通过使用由样品溶液中悬浮的微粒实现的光散射和光反射的原理，本发明的实施例的一次性尖端不需要金属反射表面或光学部件例如透镜、波导或棱镜来将光反射回到检测器中，因此一次性尖端能够以非常低的价格进行制造。
术语“试剂”是指在分析方法和测量中使用的物质。通常，试剂与样品相互作用以生成特征信号。特征信号常常是光信号。通常，试剂是有选择性的，以检测单个分析物或一组分析物。在本发明的实施例中，试剂可以被沉积在尖端内；在专用储存器中或者在填充通道内。微粒可以携带试剂；试剂被吸收至或共价连接至微粒的表面。可以在微粒上沉积或存在多于一种的试剂。(如下所述的)示例2提供了与pH敏感试剂有关的数据以确定样品的pH值。对于本示例的试剂的可能示例可以包括：pH敏感染料，用于测量pH值；螯合剂，用于测量金属离子；酶，用于测量基质；酶和染料的混合物，例如葡萄糖氧化酶和过氧化物酶和/或电子受体染料的混合物，用于测量葡萄糖；用于检测抗原的抗体；NADH或NAD+，用于测量氧化还原反应；有机染料等。
术语“测量”是指使用尖端以及所附接的光度测量装置来分析和确定样品中的分析物的浓度的过程。
术语“手持式光度测量装置”或“个人光度计”或“仪器”是指包含至少一个光源和至少一个光检测器的可移动装置或固定装置，其中光源适于照射样品以及检测器适于收集从微粒反向散射的照明。在一个实施例中，如上所述照明通过第二开口进入并且被检测。所检测的照明被用于执行光度测量。照明源和检测器可以取决于照明源和样品的形状、尖端和取向等而位于不同的位置。
术语“分析物”是指样品中的要通过执行测量来分析的物种，典型地为化学化合物例如但不限于蛋白质、肽、核酸、脂质、葡聚糖、气体、代谢物例如但不限于葡萄糖、胆红素、或者生物化合物例如但不限于微生物、病毒、细胞或生物标志物或pH值或比浊法或散射测浑法或颜色或它们的混合。
术语“比色皿”是指透明容器，用于保持用于光度测量/光谱测量的样品。典型的比色皿由玻璃或聚合物制成。在Trau和Orban中，比色皿是填充有样品的光学凹部。在本发明中，比色皿是填充有样品的通道。
图1a示出了在与样品接触之前的本发明的尖端。尖端包括填充通道(a)，该填充通道在一个端部处具有用于填充该通道的第一开口(a')以及在另一端部处具有用光照射的第二开口(b)。填充通道包括在填充通道内的微粒的沉积物(c)，并且填充通道具有附接点或锥体(d)，用于将尖端与光度测量装置(未示出)连接。尖端体(e)通常由聚合物、玻璃和/或任何其他材料制成。横截面(i)描绘了填充通道在光照射端部(第二开口)处的尖端体。横截面(ⅱ)描绘了填充通道端部(第一开口)的开口。图1所示的尖端是最简化变型，而不应当被解释为限制本发明。
尖端被示为长形管，该长形管具有围绕中央填充通道的壁。还可以在(i)和(ii)处的横截面图中看到，壁被示为具有沿其长度变化的厚度。填充通道还呈现下述管的形式，该管可以具有沿其长度可变的直径或者整体具有基本上相同的直径。尖端并不限于在附图中所示的形状和取向，而是可以为不同形状、具有不同的横截面形状以及以任何方式被形成。形状的示例可以是具有对于要执行的分析或者适于对所讨论样品的分析适用的任何纵横比的圆形或矩形横截面的圆柱形、圆锥形形状。
在图1b中，示出了在与样品接触之后的尖端。尖端被插入到液体样品(f)中，然后样品(f')通过第一开口进入填充通道。然后通过任何合适的混合方法或者通过扩散或者通过对流或者它们的混合来使微粒(c)分散在样品(f')中。
图2示出了根据本发明的实施例的尖端的另一种设计，该尖端具有用于额外试剂的储存器，以便实现所谓的“尖端中的实验室”设计。除了图1的尖端的元件之外，图2的尖端设计包含用于保持试剂(h)的储存器或腔(g)，以及可选地包含用于将试剂与样品的混合的混合器(i)。在简化设计中，填充通道(a)可以用作储存器或腔来保持试剂或若干试剂。还示出了开口(j)，以便用来自仪器如光谱仪的光照射所填充的样品。混合器还可以实现针对样品与试剂之间的反应的反应器功能。
图3a示出了在600nm处的反射光及散射光强度的曲线图，其中反射光及散射光强度作为样品微粒悬浮液高度的函数。样品被表示为具有3毫米直径的圆柱形体积，其中高度的变化范围为从1mm至5mm。可以观察到，样品悬浮液高度对到达检测器的光线数量的影响不大。
图3b示出了在2mm样品高度处记录的0.0001M的浓度下的百里酚酞的光谱。该光谱类似于参考光谱。
图4a示出了使用本发明的实施例针对1微米直径的聚苯乙烯粒子以及浓度0.0131重量％的微粒所获得的在0.625×10-5M或1.25×10-5M或1.88×10-5M或2.50×10-5M的浓度下的百里酚酞的若干光谱。图4b中的参考光谱是利用研究级台式分光光度计(日本岛津制作所株式会社)获得的。从该结果可以了解到，本发明的实施例产生的结果类似于参考光谱。
图5a示出了与根据微粒浓度所计算的穿过样品的表观光路长度有关的表，并且图5b是图5a中的表的数据的图形表示。
图6a示出了使用如图2所示的“尖端中的实验室”构思的pH测量方法。使用间甲酚紫作为用于测量样品的pH的试剂。该图描绘了在434nm或578nm的波长处的峰值比(r)与pH的函数关系。可以根据“r”值来计算未知样品的pH。图6b的表示出了使用本发明的实施例来测量三种未知样品的结果。将所述值与作为基准的通过使用pH电极而得到的测量值进行比较。可以看出，实现了优于0.1的pH值的精确度。
在使用中，将尖端连接至光源和光检测器，光源和光检测器是光度测量装置的一部分；优先地，光度测量装置是手持式光度计。尖端浸入到液体样品中，并且填充通道被样品填充。在填充通道内预沉积的微粒将被分散在样品中从而形成悬浮液。来自光源的光被耦接到尖端中以照射填充通道中的微粒悬浮液。光进入样品中并且被微粒反射和/或散射。光沿一定路径穿过样品，并且部分光最终被反射和散射回到传感器。不同的光线穿过样品行进了不同的路径长度。对于到达检测器的所有光线，测量了表观路径长度并且如上所述在图3中示出了表观路径长度。现在可以测量样品的吸光度来分析样品。如图4所示，光路长度依赖于微粒浓度。
因为光由于在微粒悬浮液内被多次反射和散射而传播，所以可以在小型测量尖端内、在相对较小的样品体积内实现长光路长度。在小型测量尖端内实现这样的长表观路径长度，解决了现有技术中的若干问题。
可以使用朗伯-比尔定律，通过用已知浓度和吸光度系数的物质进行的校准来确定表观路径长度。然后可以将相同设计的尖端与相应的校准因子一起使用。通常对于吸光度测量，可以定量地测量大量不同的分析物。例如，在260nm处的吸光度测量用于测量蛋白质，在280nm处的吸光度测量用于测量核酸例如DNA、RNA和寡核苷酸。在波长为约600nm至700nm处的吸光度测量用于测量微粒浓度。在此情况下，更多的光被散射。
应当理解，在本公开中，术语光不限于可见光谱，而是可以包括适合所采用的分析技术的不同波长的辐射，例如紫外线和红外线。对于某些波长，尖端可能需要由特定材料制成，以避免可引起测量异常的任何吸收或反射。
可以以简单的方式以非常低的成本来制造测量尖端。通过充分利用本发明的实施例的新颖构思，光谱仪/光度计装置可以对大用户组来说变得通用，并且可以商品化。
通过采用本发明的实施例，“尖端中的实验室”被实现为预处理样品并且分析样品。为了预处理样品，可以将多个特征结合到尖端中，例如：
1)填充通道可以具有集成式过滤器，以防止微粒进入尖端而干扰测量。
2)填充通道可以包含吸收物质。当尖端被样品填充时，样品开始与吸收物质接触，该吸收物质可以从样品吸收任何不需要的物质或干扰物质。
为了测量样品中的分析物，可以将若干特征结合到尖端中，例如：
1)将样品与微粒混合以使光反射穿过样品，以供光度测量。
2)释放至少一种试剂以生成信号。
在本发明的另一个实施例中，可以通过使用基质材料将微粒沉积在填充通道中或储存器中。基质材料用作水溶胶以固定微粒。当尖端开始与样品(通常为水性样品)接触时，基质材料溶解，从而将微粒释放到样品溶液中以形成悬浮液。基质可以是碳水化合物例如葡聚糖或葡萄糖或蔗糖或藻酸盐、或者合成聚合物例如聚乙二醇或丙烯酰胺。此外，基质材料还可以包含试剂。类似于微粒，可以通过溶解基质材料来将试剂释放到样品中。首先可以使基质材料在水中溶解，然后可以加入微粒以及可选地加入试剂。然后可以将由基质材料、微粒和试剂构成的混合物的等分试样吸取到填充通道或储存器中并且进行干燥。使用该处理，将预定量的微粒和试剂沉积在每一个制造的尖端中。
在本发明的另一个实施例中，填充通道涂覆有反射表面，典型地但不限于金属反射表面，用于将更多的光反射或散射回到悬浮液中并且进入光检测器中。
在本发明的另一个实施例中，尖端在其光学照明端部处具有圆锥形状，用于将尖端附接至光度测量装置，其中光学照明端部还被称为光耦接端部。锥形形状还可以调节尖端对于光度测量装置的光学部件的位置。还可以使用除锥形之外的其他形状来实现对准；这样的其他形状可以使用凹口或机械功能部件来实现对准和连接。光度计装置包含至少一个光源和至少一个光检测器。光源可以是发光二极管、氙灯、卤灯、氘灯或其他照明装置。光检测器可以是光电二极管、光谱仪、照相机或者用于检测光强度的其他装置。
要测量的波长可以取决于：具有对于每个波长的单独光源，并且接通光源以产生特定波长。可以使用独立的光检测器或光谱仪来读取适当波长处的照度。在一个实施例中，可以使用可调光源和检测器。
本发明的实施例的尖端和光度测量系统可以与最小的样品体积一起使用。利用在微米范围内的通道，所需的样品体积可以小于1微升。尖端的新颖特征中之一是填充通道。通过将尖端浸入到样品中，可以通过毛细管作用或使样品流动的其他手段将样品填充到整个填充通道中。为了填充通道，可以使用小滴的样品。可以在对患者的手术期间使用所述尖端和系统，以使尖端填充有血液或者用于物种测量的其他体液例如氧、葡萄糖或生物标志物。
在本发明的另一个实施例中，将尖端用于液体中的比浊测量或浊度测量。任何分散胶体系会使光散射，并且所散射的光的某些部分可以被反射及散射回到检测器。对于本申请，初始微粒浓度可以被减少，或者无需预填充微粒。利用该原理，具有胶体微粒或细胞的样品将使得用检测器所测量的光强度增大。
在本发明的另一个实施例中，尖端具有覆层或屏蔽件，用于防止环境光到达所述填充通道中。可以将涂层或屏蔽件应用到尖端的外表面上、在填充通道的内表面处以及/或者在尖端材料内。
在本发明的另一个实施例中，尖端由非透明材料制成，用于防止环境光到达所述填充通道中。
在本发明的另一个实施例中，尖端通道可以包含试剂，在使用尖端并且填充通道被样品填充时，试剂与样品混合。尖端可以包含储存器腔，储存器腔包含试剂。储存器腔可以连接至填充通道。腔还可以包含微粒。试剂可以与样品中的分析物进行反应。典型地，可以在反应期间形成颜色，以允许分析物的色度分析或光度分析。在本实施例中，填充通道可以包含混合区，用于将试剂与样品混合。还可以将微粒沉积在储存器内。所述试剂可以是染料、荧光团、酶、抗体、螯合剂、金属指示剂、pH指示剂、氧化剂、还原剂、缓冲剂、用于从液体样品中除去化学物种的吸附剂或离子交换剂、或者它们的混合等。可替选地，可以将试剂与液体样品进行预混合。本实施例的示例是将pH敏感染料或荧光团用作试剂。当通道被样品填充时，pH敏感染料将表现出基于样品的pH值的颜色或荧光。通过测量颜色/荧光性或者多于一个的颜色值/荧光值彼此之间的比率，可以确定样品的pH值。pH敏感染料的示例是酚酞、荧光素、7-羟基香豆素-3-羧酸、若丹明、间甲酚紫、(9-二乙基氨基-5H-7-氧杂-4b,6,13-三氮杂-茚并[2,1-a]蒽-5-基)-2-甲氧基-6-硝基-苯酚(ACIB)、以及它们的衍生物。
在本发明的另一个实施例中，尖端内的通道可以包含限流器和/或毛细管泵，用于控制毛细管填充的流速。限流器用于控制流速或者流动停止。毛细管泵用于产生较大的毛细管压力来填充尖端的通道或腔。
可以在测量之后使用尖端来储存样品以供将来分析。这是可行的，因为细通道不允许样品蒸发。
本发明的尖端解决了与光度测定相关联的若干问题，并且克服了现有技术系统和方法中的许多限制，这些可以包括：
1)尖端不需要金属反射表面或光学部件例如透镜或棱镜来引导光，并且因此可以以非常低的成本来制造尖端。
2)样品之间的交叉污染几乎是不可能的。
3)可以测量极小样品体积。
4)可以从微滴或其他源中将样品吸入到尖端中，并且从样品源移除尖端以供测量。
5)可以在初始测量之后使用尖端来储存样品等分试样以供将来分析。
6)可以将尖端制造得非常小和细，以便进入在实验室或其他样品来源中发现的所有类型的反应管。
7)需要少量尖端材料例如聚合物或玻璃，因此降低了尖端的成本。
8)可以使用尖端来测量不同的分析物和参数。
9)可以执行将试剂结合到尖端中的反应以分析各种化学物种，以实现尖端中的实验室。
10)可以手持尖端和光度测量装置来进行实验室测量、工作台测量或环境测量。
意在将尖端与用于光度测量的光度测定仪器结合使用。然而，应当理解到，可以在实验室中、在医疗环境中、在农业中、在兽医医学中或在生产中、制造场所中将本发明的尖端与其他类型的仪器结合使用。
可以使用尖端来测量样品的任何化学参数、生理学参数、生物参数、物理参数和/或其他类型的参数。如前面提到的，参数可以包括分析物的浓度、pH、混浊度、光度性质、荧光性质、发光性质、比浊性质、反射光强度、微粒/细胞计数、密度测量、折光率测量值和/或任何其他适当的性质。
示例
提供了下列示例以便更好地理解本发明，并且下列示例不应被解释为以任何方式进行限制。
示例1：这是关于使用本发明的尖端和方法的实施例来进行吸光度测量的示例。样品是在碱性水中被溶解的染料百里酚酞溶液。可以使用白光源(氙闪光灯)来照射样品/微粒悬浮液。利用分光光度计(海洋光学Ocean Optics，美国)来测量反向反射及反向散射的光。在图4a中描绘了利用本发明的方法和尖端得到的光谱。可以根据光谱的光谱吸光度数据来计算染料样品的浓度。为了演示本发明的方法的性能，在图4b中提供了相同分析物的参考光谱。
示例2：这是关于本发明的实施例的“尖端中的实验室”设计的示例。尖端内的储存器包含作为试剂的pH指示剂染料间甲酚紫。在尖端的填充期间，pH指示剂染料和微粒与样品混合。然后分别测量与HIn和H2In形式的间甲酚紫的吸光度极大值对应的在间甲酚紫的峰值波长λ1＝578nm和λ2＝434nm处的吸光度，并且根据吸光度峰值比来计算pH。图6a示出了作为样品pH值的函数的间甲酚紫的吸光度峰值比(r)的校准曲线。对于作为试剂的间甲酚紫，能够执行在8至12的范围内的pH测量。图6b中的表示出了使用本发明的方法以及图6a中所示的校准曲线来测量三种未知样品的结果。将所述值与作为基准的通过使用pH电极而得到的测量值进行比较。可以看出，在本实施例中实现了优于0.1的pH值的精确度。为了将pH范围扩展到中性和酸性pH范围，可以使用其他染料或者pH敏感染料的混合物。通过将染料的这种混合物预沉积在填充通道内，针对专用pH值范围的光度测量尖端可以是制成品。除了pH值之外，还可以利用“尖端中的实验室”方法来测量许多其他参数。

Claims (21)

1.一种用于对液体样品中的吸光度进行测量的光学仪器的一次性测量尖端，所述测量尖端包括：
i)尖端体；
ii)所述尖端体中的毛细管填充通道，所述毛细管填充通道用于保持待分析的样品并且在所述尖端体的一个端部上具有用于接纳所述样品的开口；
iii)在所述毛细管填充通道内预沉积的微粒群，并且当所述样品由于毛细管力被接纳在所述毛细管填充通道中时，所述微粒群能够悬浮在所述样品中；
iv)在所述尖端体的另一个端部上的光学仪器的附接点，
其中，在使用时，由所述光学仪器从所述附接点对所述尖端中的所述样品进行照明，并且所述照明照射在微粒上，从而所述照明由所述微粒反射和散射若干次，使得在光被反射和散射回至所述附接点以由所述光学仪器检测并且由此实现吸光度的测量之前，光穿过所述样品行进一定距离以被所述样品吸收。
2.根据权利要求1所述的一次性测量尖端，其中，所述毛细管填充通道为长形并且在每个端部中具有开口。
3.根据权利要求2所述的一次性测量尖端，其中，所述毛细管填充通道中的一个开口用于填充所述通道并且另一个开口提供包括光耦接端部的所述附接点，所述光耦接端部用于从照明源接收照明以及用于连接至检测器，所述检测器用于接收从所述微粒引导返回的照明。
4.根据权利要求3所述的一次性测量尖端，其中，所述尖端在其光耦接端部处的直径是在1毫米与30毫米之间，所述尖端在另一个用于接纳所述样品的填充端部处的直径是在50微米与10毫米之间，以及所述尖端的长度是在0.5厘米与10厘米之间。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的一次性测量尖端，其中，所述微粒群的直径是在10纳米与500微米之间。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的一次性测量尖端，其中，所述微粒群能够是以下中的至少一种：有机化合物；以及无机化合物。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的一次性测量尖端，其中，所述尖端由聚合物或玻璃制成。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的一次性测量尖端，其中，所述毛细管填充通道的横截面在所述通道的长度方向上变化。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的一次性测量尖端，其中，所述毛细管填充通道具有集成式过滤器以防止微粒进入所述尖端和干扰测量。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的一次性测量尖端，其中，所述尖端包括储存器腔，并且其中，所述储存器腔连接至所述毛细管填充通道。
11.根据权利要求10所述的一次性测量尖端，其中，所述储存器腔还包含至少一种试剂。
12.根据权利要求11所述的一次性测量尖端，其中，所述储存器腔和所述毛细管填充通道是相同的，并且所述毛细管填充通道包括所述至少一种试剂。
13.根据权利要求1至4中任一项所述的一次性测量尖端，其中，所述微粒群携带至少一种试剂。
14.根据权利要求1至4中任一项所述的一次性测量尖端，其中，所述尖端包含混合区。
15.根据权利要求1至4中任一项所述的一次性测量尖端，其中，所述样品的荧光性或所述样品的发光性被测量。
16.根据权利要求3或4所述的一次性测量尖端，其中，所述尖端包括至少一个棱镜和/或至少一个反射表面以将光导引返回至所述检测器。
17.根据权利要求6所述的一次性测量尖端，其中，所述有机化合物是聚苯乙烯或三聚氰胺，且所述无机化合物是金属、陶瓷、玻璃、二氧化硅或二氧化钛。
18.根据权利要求17所述的一次性测量尖端，其中，所述金属是金。
19.一种用于测量样品的吸光度和/或荧光性和/或发光性的系统，所述系统包括：
根据权利要求1至18中任一项所述的一次性测量尖端；
包括与所述尖端连接的用于对所述样品进行照明的照明源的光学仪器；以及
与所述尖端连接的光检测器，所述光检测器用于检测由所述微粒引导返回的照明。
20.根据权利要求19所述的系统，所述系统能够操作成执行以下中的至少一个：光度测量、荧光性测量、比浊测量、浊度测量、发光性测量和折射率测量。
21.一种使用根据权利要求19或20所述的系统进行吸光度测量的方法，所述方法包括以下步骤：
向所述毛细管填充通道中引入样品，并且形成微粒悬浮液，其中所述微粒群沉积在所述毛细管填充通道内，
对所述毛细管填充通道进行照明；以及
用检测器检测从所述微粒群引导返回的照明。
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