CN110954486A - 校正由实验室仪器中的检测单元的检测器测量的信号光强度的方法 - Google Patents
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Abstract
提供了一种用以校正由实验室仪器中的检测单元的检测器测量的信号光强度的方法。检测单元包括:光源;样本平面,其包括被配置为保持包括要被照射的测试样本的至少一个样本器皿的样本保持器;参考光传感器;以及检测器。可以基于新制造的光源的基本光强度和由参考光传感器测量的初始光强度来确定参考光传感器的灵敏度。并且可以基于参考光传感器的所确定的灵敏度和随后测量的参考光强度来校正由检测器测量的信号光强度,以便生成可比较的测试结果。
Description
技术领域
本发明属于体外诊断测试样本分析的领域。在本领域内,本发明涉及用于校正由实验室仪器中的检测单元的检测器测量的信号光强度的方法、实验室仪器、计算机程序产品、以及计算机可读介质。
背景技术
在诊断实验室环境中,可以安装多个相同类型的实验室仪器以用于对测试样本执行相同的实验室测试。实验室仪器可以被安装在诊断实验室的同一箱室内、分布在诊断实验室的不同箱室之中、或者甚至分布在不同的诊断实验室之中。为了进行可靠并且一致的诊断,由相同类型的不同实验室仪器生成的测试结果必须是可再现的并且是与彼此可比较的。例如,如果医师预订了两个等同的实验室测试,则他期望这两个测试结果是与彼此可比较的,尽管可能取决于各实验室仪器当前的工作量而发生在两个不同的实验室仪器上执行这两个实验室测试。
典型地,实验室仪器包括用于检测测试样本的分析物的存在和/或用于确定测试样本的分析物的浓度或与分析物相关联的参数的部件。在诸如光度法、荧光测定法、透射比浊法、散射比浊法、发光测量法、荧光旋光法、火焰光度法、原子吸收光度法、流式细胞术、库尔特法以及成像法的许多熟知的检测方法中,实验室仪器的检测单元检测并且测量与分析物相关的信号的光强度。然后,所测量的信号光强度被处理成指示测试样本中的感兴趣的分析物的存在和/或感兴趣的分析物的浓度的测试结果。然而,测试结果可能随实验室仪器的变化而变化,这可能导致在相同类型的不同实验室仪器上生成的测试结果的糟糕的可比较性和随后的误诊。针对在实验室仪器之间的这种测试结果变化的原因可能是诸如光源的检测单元的组件在操作期间遭受制造容限和/或不均等劣化的影响。因此,可以使用例如参考通道来监测实验室仪器的光源的亮度或者强度。并且如在US9956559B2中公开的那样,所测量的参考通道的参考信号可以被用于归一化所测量的信号光强度。然而,这样的参考通道也可能遭受大的制造容限的影响,并且在没有进行校准的情况下其参考信号不能被用于校正所测量的信号光强度——绝对的或者定量的测试结果是在所测量的信号光强度的基础上计算的。用于监测实验室仪器的光源的另一个方法可以基于通过将经校准的光传感器时不时插入到实验室中而进行的定期的光强度测量。然而,这样的方法是时间密集并且成本密集的。更进一步地,不可能对光源进行连续的监测。
因此,存在对于以简单、可靠、并且成本有效的方式来校正由实验室仪器中的检测单元的检测器测量的信号光强度的需要。本发明的目的是改进用于减小在相同类型的不同实验室仪器之间的测试结果变化的常规方法,特别是更好地服务于自动体外诊断测试样本分析的需要。
发明内容
本发明公开了用于校正由实验室仪器中的检测单元的检测器测量的信号光强度的方法、实验室仪器、计算机程序产品、以及计算机可读介质。
本发明涉及用以校正由实验室仪器中的检测单元的检测器测量的信号光强度的方法。实验室仪器包括检测单元和控制设备。检测单元包括:光源;样本平面,其包括被配置为保持包括要被照射的测试样本的至少一个样本器皿的样本保持器;参考光传感器;以及检测器。光源被配置为朝向样本平面发射光。参考光传感器位于样本保持器附近,并且被配置为测量朝向样本平面的所发射的光的初始光强度以及朝向样本平面的所发射的光的至少一个参考光强度。检测器被配置为测量来自样本平面的所发射的光的信号光强度。方法包括如下步骤:
a) 控制设备接收光源的基本光强度
b) 控制设备激活检测单元中的光源
c) 参考光传感器测量朝向样本平面的所发射的光的初始光强度并且将所测量的初始光强度传输到控制设备
d) 控制设备基于所测量的初始光强度和光源的基本光强度来计算参考光传感器的灵敏度
e) 检测器测量来自样本平面的所发射的光的至少一个信号光强度,并且将至少一个所测量的信号光强度传输到控制设备,并且在同一时间,参考光传感器测量朝向样本平面的所发射的光的至少一个参考光强度并且将至少一个所测量的参考光强度传输到控制设备
f) 控制设备利用至少一个参考光强度和所计算的参考光传感器的灵敏度来校正至少一个所测量的信号光强度。
本发明还涉及包括检测单元和控制设备的实验室仪器。检测单元包括:光源;样本平面,其包括被配置为保持包括要被照射的测试样本的至少一个样本器皿的样本保持器;参考光传感器;以及检测器。光源被配置为朝向样本平面发射光。参考光传感器位于样本保持器附近,并且被配置为测量朝向样本平面的所发射的光的初始光强度以及朝向样本平面的所发射的光的至少一个参考光强度。检测器被配置为测量来自样本平面的所发射的光的信号光强度。控制设备被适配为执行如在此描述的用以校正由实验室仪器中的检测单元的检测器测量的信号光强度的方法的步骤。
本发明进一步涉及计算机程序产品,其包括指令以引起如在此描述的实验室仪器执行如在此描述的用以校正由实验室仪器中的检测单元的检测器测量的信号光强度的方法的步骤。
本发明还涉及具有存储于其上的计算机程序产品的计算机可读介质,所述计算机程序产品包括指令以引起如在此描述的实验室仪器执行如在此描述的用以校正由实验室仪器中的检测单元的检测器测量的信号光强度的方法的步骤。
详细描述
本发明涉及用以校正由实验室仪器中的检测单元的检测器测量的信号光强度的方法。实验室仪器包括检测单元和控制设备。检测单元包括:光源;样本平面,其包括被配置为保持包括要被照射的测试样本的至少一个样本器皿的样本保持器;参考光传感器;以及检测器。光源被配置为朝向样本平面发射光。参考光传感器位于样本保持器附近并且被配置为测量朝向样本平面的所发射的光的初始光强度以及朝向样本平面的所发射的光的至少一个参考光强度。检测器被配置为测量来自样本平面的所发射的光的信号光强度。方法包括如下步骤:
a) 控制设备接收光源的基本光强度
b) 控制设备激活检测单元中的光源
c) 参考光传感器测量朝向样本平面的所发射的光的初始光强度并且将所测量的初始光强度传输到控制设备
d) 控制设备基于所测量的初始光强度和光源的基本光强度来计算参考光传感器的灵敏度
e) 检测器测量来自样本平面的所发射的光的至少一个信号光强度,并且将至少一个所测量的信号光强度传输到控制设备,并且在同一时间,参考光传感器测量朝向样本平面的所发射的光的至少一个参考光强度并且将至少一个所测量的参考光强度传输到控制设备
f) 控制设备利用至少一个参考光强度和所计算的参考光传感器的灵敏度来校正至少一个所测量的信号光强度。
如在此使用的那样,术语“实验室仪器”涉及被配置为对测试样本执行实验室测试的分析装置或者设备。例如,实验室仪器可以被设计为使用测试样本或者测试样本的一部分以便产生可测量的信号光,在此基础上能够确定测试样本中是否存在感兴趣的分析物,并且如果想要的话确定处于什么样的浓度。实验室仪器包括检测单元。作为非限制性示例,检测单元可以是光度计、荧光计、透射浊度计、散射浊度计、照度计、荧光旋光计、火焰光度计、原子吸收光度计、流式细胞仪、或者用于检测和/或测量测试样本的与分析物相关的信号光的成像系统。
检测单元包括光源。检测单元可以进一步包括用于安装光源的光源保持器,从而光源能够朝向样本平面发射光。因此,光源被配置为朝向样本平面发射光从而测试样本可以被照射。朝向样本平面的所发射的光可以与测试样本的分析物、有关于分析物的参数、或者有关于分析物的物质相互作用,造成如在下面进一步描述的那样可以通过检测器测量其强度的可测量信号光。作为非限制性示例,在所发射的光与分析物、有关于分析物的参数、或者有关于分析物的物质之间的相互作用可以基于反射、散射、包括荧光、磷光的吸收、折射、光学行为、以及光电效应。作为非限制性示例,光源可以是发光二极管(LED)、卤素灯、氙灯、或者激光器。
在具体的实施例中,光源包括安装在印制电路板上的至少一个发光二极管(LED)。
可以针对光源确定其基本光强度。如在此使用的那样,术语“基本光强度”涉及来自在标称电流下的新制造的光源的并且由经校准的光传感器测量的所发射光的绝对光强度或者功率。光源可以包括在光源的一般制造精度的范围内的基本光强度。作为非限制性示例,基本光强度可以被测量以及被表达为光功率输出(瓦特)或者辐照度(瓦特每平方米)。更进一步地,可以由从光源发射的光强度的任意单位来表示基本光强度。例如,可以使用模数转换器来转换所测量的光功率输出(瓦特)或者辐照度(瓦特每平方米)并且将其表达为“计数”或任何其它数字值,其中取决于所使用的经校准的光传感器,计数或者数字值可以表示功率或者能量。
检测单元进一步包括样本平面,样本平面包括被配置为保持包括要被照射的测试样本的至少一个样本器皿的样本保持器。如在此使用的那样,术语“样本保持器”涉及被适配用于接收、保持、和/或释放包含测试样本和/或测试试剂的至少一个样本器皿的任何设备。样本保持器可以包括被配置为以如下方式接收以及容纳一个或多个样本器皿的至少一个插入区域或者凹部:能够促进对一个或多个测试样本的照射以及对从一个或多个测试样本发射的所得到的信号光的检测。
在一个实施例中,样本保持器具有圆柱形形状、封闭的底部、以及具有用于以竖立定位插入一个样本器皿的插入区域的顶部。这样的样本保持器的非限制性示例是单个样本器皿保持器。
在样本保持器的一个实施例中,样本保持器具有包括孔口、狭缝、或者透明区域的底部,从而从光源朝向样本平面发射的光的一部分可以被分析物、有关于分析物的参数、或者有关于分析物的物质吸收,并且光的未被吸收的部分可以穿过孔口、狭缝或者透明区域并且随后被检测器检测。
在样本保持器的另一个实施例中,样本保持器具有包括孔口、狭缝或者透明区域的侧壁,以便从光源朝向样本平面发射的光的一部分可以被分析物或者有关于分析物的物质吸收,并且光的未被吸收的部分可以穿过孔口、狭缝或者透明区域并且随后被检测器检测。
在另一个实施例中,样本保持器具有立方体形状、封闭的底部、以及具有用于以竖立定位插入一个或多个样本器皿的一个或多个插入区域或者凹部的顶部。这样的立方体测试样本保持器的非限制性示例是被配置为接收、保持、和/或释放一个或多个样本器皿或者多孔板的测试样本块。
如在此使用的那样,术语“样本器皿”涉及被适配用于如下的容器或者盛器:接收、存储、运送、和/或释放诸如测试样本(例如,血液、尿液、血清、血浆、或者液化活检样本等)、测试试剂(例如,用于免疫化学测试、临床化学测试、凝固测试、血液学测试、分子生物学测试等的试剂)、或者其组合的内容物。样本器皿的材料以及如直径、边长、高度和几何形状的尺寸取决于样本器皿的内容物、检测方法、和制造商而变化。
在一个实施例中,样本器皿可以是具有圆柱形、圆锥形或者立方体形状的器皿。样本器皿可以具有封闭的底部和敞开的顶部。圆柱形器皿的封闭的底部可以是圆形的并且敞开的顶部可以是例如通过使用顶盖而可封闭的。样本器皿的侧壁可以由例如透明塑料或者玻璃的透明材料制成。单个圆柱形或者圆锥形样本器皿的非限制性示例是在本领域中熟知的初级样本器皿或者量杯。替换地,两个或更多个样本器皿可以被布置成多样本器皿组装。这样的多样本器皿组装的非限制性示例是在本领域中熟知的多孔板。
如在此使用的那样,术语“测试样本”涉及患者的试样(例如,血清、血浆、全血、尿液、粪便、痰液、脑脊髓液、骨髓等),可以据其使用实验室测试来确定分析物的存在以及如果想要的话确定分析物的浓度或者感兴趣的参数。因为测试样本是在某个时刻处从单独的患者取得的,所以对于每个测试样本而言对应的分析物或者感兴趣的参数是独特的。
检测单元进一步包括参考光传感器。参考光传感器位于检测单元的样本保持器附近或者与检测单元的样本保持器相邻。因为参考光传感器在样本保持器附近,所以参考传感器和样本保持器被暴露于从光源朝向样本平面发射的实质上相同的光。光传感器可以被安装在样本平面上或者被安装在样本平面旁边,从而参考传感器不阻断朝向样本保持器的所发射的光。替换地,样本平面或者样本保持器可以包括参考光传感器。例如,样本平面或者样本保持器可以包括参考光传感器可以被安装在其中的凹部。作为非限制性示例,参考光传感器可以是光电二极管、光电电阻器、或者光电晶体管。
在具体的实施例中,参考光传感器包括一个或多个光电二极管。并且参考光传感器被配置为测量朝向样本平面的所发射的光的初始光强度以及朝向样本平面的所发射的光的至少一个参考光强度。
如在此使用的那样,术语“初始光强度”涉及从光源朝向样本平面的所发射的光的相对光强度,并且其由未经校准的参考光传感器测量。可以当在实验室仪器的检测单元中第一次激活光源时由参考光传感器来测量初始光强度。因此,初始光强度可以涉及来自新制造的光源的所发射的光的强度,并且可以在将实验室仪器投入操作之前测量一次所发射的光的强度,其中然后测量参考光强度和信号光强度以用于分析测试样本。所测量的初始光强度和光源的基本光强度被用于确定或者计算参考光传感器的灵敏度,并且由此来校准参考光传感器。作为非限制性示例,如果参考光传感器是一个或多个光电二极管,则初始光强度可以是按“光电流(A)”来测量以及表达的。更进一步地,可以由从光源发射的光强度的任意单位来表示初始光强度。例如,可以使用模数转换器来转换所测量的光电流(A)并且将其表达为“计数”或者任何其它数字值,其中取决于所使用的参考光传感器,计数或者数字值可以表示功率或者能量。
如在此使用的那样,术语“参考光强度”涉及从光源朝向样本平面的所发射的光的光强度,并且在测量初始光强度和计算参考光传感器的灵敏度之后由参考光传感器来测量。可以在检测器测量来自样本平面的所发射的光的信号光强度时测量参考光强度。因此,可以针对每个所测量的信号光强度测量对应的参考光强度。可以在测量初始光强度之后光源仍然被激活时或者在停用光源之后重新激活光源时测量参考光强度。因为当测量参考光强度时参考光传感器的灵敏度是已知的,所以现在参考光强度可以被用于校正所测量的信号光强度,在其基础上可以计算绝对的或者定量的测试结果。因此,参考光强度和所计算的对应的参考光传感器的灵敏度被用于校正由检测器测量的对应的信号光强度。作为非限制性示例,如果参考光传感器是一个或多个光电二极管,则参考光强度可以是按“光电流(A)”来测量并且表达的。更进一步地,初始光强度可以由从光源发射的光强度的任意单位来表示。例如,可以使用模数转换器转换所测量的光电流(A)并且将其表达为“计数”或者任何其它数字值,其中取决于所使用的参考光传感器,计数或者数字值可以表示功率或者能量。
检测单元进一步包括检测器。检测器被配置为测量来自样本平面的所发射的光的信号光强度。检测单元可以进一步包括用于安装检测器的检测器保持器,从而可以检测来自样本平面的所发射的光并且可以测量信号光强度。可以对检测器进行校准,从而所测量的信号光强度可以被用于计算可比较的定量测试结果。为了所测量的信号光强度的高可再现性——例如某一信号光强度的所测量的信号光强度可以在小于+/-5%的范围内变化,检测器可以在严格的制造容限之内进行操作。
在具体的实施例中,检测器包括单个光电二极管、电荷耦合器件(CCD)、或者互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器。
如在此使用的那样,术语“信号光强度”涉及来自样本平面的所发射的光的光强度,样本平面包括被配置为保持包括要被照射的测试样本的至少一个样本器皿的样本保持器。信号光强度可以是由经校准的检测器测量的。如果样本平面保持要被照射的测试样本,则所测量的信号光强度可以与测试样本的分析物、有关于分析物的参数、或者有关于分析物的物质相关联。来自样本平面的所发射的光或者来自样本平面的所发射的光的至少一部分可以是从测试样本的分析物、有关于分析物的参数、或者有关于分析物的物质发射的。然后所测量的信号光强度被处理成指示测试样本中的感兴趣的分析物的存在和/或浓度的测试结果。可以通过多个所测量的信号光强度来确定或者计算测试结果。例如,测试结果可以基于在光源被激活时测量的第一信号光强度和在光源未被激活时测量的第二信号光强度。并且可以从第一信号光强度减去第二信号光强度以用于计算测试结果。
如果样本平面不保持要被照射的测试样本,则所测量的信号光强度可以与样本平面的背景信号相关联。可以从所测量的与测试样本的分析物、有关于分析物的参数、或者有关于分析物的物质相关联的一个或多个信号光强度减去所测量的与样本平面的背景信号相关联的信号光强度以用于计算测试结果。作为非限制性示例,如果检测器是一个或多个光电二极管、光电ASIC、或者光电倍增管(PMT),则信号光强度可以是按“光电流(A)”来测量并且表达的;如果检测器是互补金属氧化物半导体(CMOS),则信号光强度可以是按“电势(V)”来测量并且表达的;或者如果检测器是电荷耦合器件(CCD),则信号光强度可以是按“电荷(C)”或“光电流(A)”来测量并且表达的。更进一步地,信号光强度可以由来自样本平面的所发射的光的光强度的任意单位来表示。例如,可以使用模数转换器转换所测量的光电流(A)或者电势(V)并且将其表达为“计数”或者任何其它数字值,其中取决于所使用的检测器,计数或者数字值可以表示功率或者能量。
在一个实施例中,光源位于样本平面上方并且被配置为从顶部朝向样本平面的样本保持器发射光。参考光传感器被定位为紧密接近样本保持器。并且检测器位于样本平面上方并且被配置为从顶部测量来自样本保持器的所发射的光的信号光强度。如果检测单元涉及成像系统,则这样的配置可以是有用的。
在另一个实施例中,样本平面位于光源和检测器之间。光源被配置为朝向样本平面的样本保持器发射光,并且检测器被配置为测量来自样本平面的样本保持器的所发射的光的信号光强度。并且参考光传感器被定位为紧密接近样本保持器。在这样的配置中,样本保持器的底部或者侧壁可以包括孔口、狭缝或者透明区域,从而从光源朝向样本平面发射的光的一部分可以被分析物、有关于分析物的参数、或者有关于分析物的物质吸收,并且光的未被吸收的部分可以穿过孔口、狭缝或者透明区域并且随后由检测器检测。如果检测单元涉及光度计,则这样的配置可以是有用的。
在另一个实施例中,检测单元可以包括用于对从光源发射的光的激发波长进行选择的一个或多个激发滤波器。例如,这样的激发滤波器在荧光成像或者光谱应用的领域中是被熟知的。激发滤波器可以是短通滤波器或者带通滤波器。这些滤波器的变体以陷波滤波器或者深阻断滤波器的形式存在。其它形式的激发滤波器包括使用单色器、与窄狭缝耦合的楔形棱镜以及使用全息衍射光栅等。激发滤波器可以在从光源朝向样本平面发射的光束中位于光源和样本平面之间。检测单元可以进一步包括用于对来自样本平面的所发射的光的发射波长进行选择的发射滤波器。
在进一步的实施例中,检测单元可以包括一个或多个光学透镜,其用于聚焦和/或发散从光源朝向样本平面发射的光和/或来自样本平面的从样本平面朝向检测器发射的光。
例如,实验室仪器可以进一步包括来自以下设备的组中的至少一个设备:用于分类测试样本或者样本器皿的分类设备、用于移除样本器皿上的顶盖或者封件的顶盖移除设备、用于装配样本器皿上的顶盖或者封件的顶盖装配设备、用于移除/装配样本器皿上的顶盖或者封件的顶盖移除/装配设备、用于管移测试样本和/或测试试剂的移管设备、用于等分测试样本和/或测试试剂的等分设备、用于使测试样本和/或测试试剂离心的离心设备、用于加热测试样本和/或测试试剂的加热设备、用于冷却测试样本和/或测试试剂的冷却设备、用于混合测试样本和/或测试试剂的混合设备、用于分离测试样本的分析物的分离设备、用于存储测试样本和/或测试试剂的存储设备、用于存档测试样本和/或测试试剂的存档设备、用于确定样本器皿类型的样本器皿类型确定设备、用于确定测试样本质量的测试样本质量确定设备、用于标识样本器皿的样本器皿标识设备。实验室仪器的这样的设备在本领域中是熟知的。
实验室仪器进一步包括控制设备。如在此使用的那样,术语“控制设备”涵盖包括处理器的任何物理的或者虚拟的处理设备,所述处理器被配置为以由实验室仪器执行测试样本处理步骤和测试样本分析步骤的方式来控制实验室仪器。控制设备可以从数据管理单元接收关于需要利用某一测试样本执行哪些步骤的信息。例如,控制设备的处理器可以被体现为可编程逻辑控制器,其被适配为执行被提供有指令的计算机可读程序以执行实验室仪器的操作。一个操作是控制实验室仪器的检测单元以测量初始光强度、信号光强度、以及对应的参考光强度。另一个操作是执行用于校正由如在此描述的实验室仪器中的检测单元的检测器测量的信号光强度的方法。
在方法的一个实施例中,光源的基本光强度是由光源测试系统的经校准的光传感器来测量的,并且光源测试系统与实验室仪器分离。并且在方法的步骤a)中,当将光源第一次安装在检测单元中时,控制设备接收光源的基本光强度。
如在此使用的那样,术语“光源测试系统”涉及用于在新制造的光源被安装在与光源测试系统在空间上分离的实验室仪器的检测单元中之前测量该光源的基本光强度的系统。光源测试系统包括用于确定新光源的绝对基本光强度(其可以被表达为光功率输出(瓦特)或者辐照度(瓦特每平方米))的经校准的光传感器。这样的经校准的光传感器在本领域中是熟知的。作为非限制性示例,经校准的光传感器可以是由光源测试系统的操作者定期地校准的一个或多个光电二极管。光源测试系统可以进一步包括测试单元和进一步的控制设备。测试单元可以包括用于安装要被测试的光源的进一步的光源保持器和包括经校准的光传感器的测量平面。在将光源安装在测试单元中之后,光源被配置为朝向包括经校准的光传感器的测量平面发射光。在制造之后恰是第一次激活光源之后,经校准的光传感器测量朝向测量平面的所发射的光的基本光强度。然后可以将所测量的基本光强度传输到光源测试系统的进一步的控制设备并且将其存储在进一步的控制设备的存储器中。
当将光源第一次安装在实验室仪器的检测单元中时,存在实验室仪器的控制设备能够如何从光源测试系统接收基本光强度的多个并且不同的方式。
在方法的一个实施例中,在步骤a)中,通过将基本光强度从光源测试系统传输到控制设备从而控制设备从光源测试系统接收基本光强度,或者通过在由光源测试系统将光源的基本光强度存储于安装在光源上的存储器上之后从所述存储器读出光源的基本光强度从而控制设备从光源测试系统接收基本光强度。
在一个实施例中,实验室仪器的控制设备和光源测试系统的进一步的控制设备可以被通信地连接到彼此。例如,可以经由基于互联网的数据传输通道将基本光强度从光源测试系统传输到实验室仪器。光源测试系统可以被连接到多个实验室仪器以便在世界范围内提供对应的基本光强度。更进一步地,所传输的基本光强度可以与光源的特定序列号或者其它独特的标识手段相关联,从而可以将正确的基本光强度分派到安装在实验室仪器中的特定光源。
在另一个实施例中,光源测试系统可以进一步包括被连接到进一步的控制设备并且被配置为将基本光强度存储在安装于光源上的存储器上的编程或者写入设备。并且实验室仪器可以进一步包括被连接到控制设备并且被配置为读出被存储在安装于光源上的存储器上的基本光强度的读取设备。当将光源第一次安装在实验室仪器的检测单元中时,连接到控制设备的读取设备从安装在光源上的存储器读出光源的基本光强度。
在更具体的实施例中,光源包括安装在印制电路板上的至少一个发光二极管,并且存储器是被安装在印制电路板上的电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)。使用连接到光源测试系统的进一步的控制设备的EEPROM写入设备或者编程设备来将基本光强度存储在EEPROM上,并且由连接到实验室仪器的控制设备的EEPROM读取设备来读出基本光强度。
在另一个具体的实施例中,存储器可以是安装在光源上的射频标识标签tag(RFID标签)。使用连接到光源测试系统的进一步的控制设备的RFID写入设备来将基本光强度存储在RFID标签上,并且由连接到实验室仪器的控制设备的RFID读取设备来读出基本光强度。
在一个实施例中,光源测试系统的进一步的控制设备可以包括被配置为显示所测量的基本光强度的进一步的用户界面。所显示的基本光强度可以被记录/打印并且然后在实验室仪器的控制设备的用户界面处由服务技术人员手动地输入。替换地,基本光强度可以被存储在与进一步的控制设备以及控制设备兼容的移动存储器设备上。并且可以将移动存储器设备从光源测试系统运送到实验室仪器。
在一个实施例中,方法的步骤a)的时机可以独立于包括步骤b)和步骤c)的步骤序列的时机。可以在包括步骤b)和步骤c)的步骤序列之前、之后、或者同一时间执行步骤a)。因此,控制设备可以在检测单元中第一次激活或者接通光源并且通过参考光传感器测量初始光灵敏度的时间之前、之后或者同一时间从光源测试系统接收基本光强度。例如,光源可以被安装在实验室仪器的检测单元的光源保持器中。然后,从被安装在光源上的存储器读出基本光强度。随后,在实验室仪器的检测单元中第一次激活或者接通光源,并且参考光传感器测量初始光强度。在另一个示例中,光源可以被安装在实验室仪器的检测单元的光源保持器中。然后,在检测实验室仪器的检测单元中第一次激活或者接通光源,并且参考光传感器测量初始光强度。并且在同一时间经由基于互联网的数据传输通道将基本光强度从光源测试系统的进一步的控制设备传输到实验室仪器的控制设备。控制设备需要在步骤d)之前接收基本光强度和所测量的初始光强度,从而可以计算参考光传感器的灵敏度。
在一个实施例中,参考光传感器的灵敏度是所测量的初始光强度除以光源的基本光强度:
因此,通过将所测量的相对光强度(初始光强度)与所测量的绝对光强度(基本光强度)相联系来确定参考光传感器的灵敏度,并且在考虑参考光传感器的灵敏度的情况下由参考光传感器进行的随后的参考光强度的测量可以被用于校正所测量的信号光强度,可以在所测量的信号光强度的基础上计算绝对的或者定量的可比较的测试结果。一旦计算出或者确定了参考光传感器的灵敏度,就可以将其存储在控制设备的存储器上并且可以停用光源。
在确定参考传感器的灵敏度之后,可以将包括测试样本的样本器皿插入到样本平面的样本保持器中,并且可以再次激活光源。由检测单元的检测器测量的来自样本平面的所发射的光的信号光强度以及由参考光传感器测量的对应的参考光强度可以被同时获取并且被传输到控制设备。基于所测量的参考光强度和所计算的参考光传感器的灵敏度,可以校正所测量的信号光强度。在一个实施例中,经校正的信号光强度是所测量的信号光强度除以对应的所测量的参考光强度并且乘以所计算的参考光传感器的灵敏度:
其中
现在可以使用经校正的信号光强度来计算定量的测试结果,所述定量的测试结果是与得自于相同类型的其它实验室仪器的经校正的信号光强度的定量的测试结果可比较的。
在一个实施例中,经校正的信号光强度可以被进一步乘以标度因子,从而经校正的信号光强度是人类可读的或者是与所测量的信号光强度更好地可比较的:
如果经校准的光传感器、参考光传感器、以及检测器以不同的单位和/或测量标度测量基本光强度、初始光强度、参考光强度、以及信号光强度,则这可以是有利的。
示例:
-光源测试系统的经校准的光传感器的测量标度:1-500mW
-所测量的基本光强度:450mW
-实验室仪器的参考光传感器的测量标度:1-65535计数
-所测量的初始光强度:19500计数
-所测量的参考光强度:19000计数
-实验室仪器的检测器的测量标度:1-300mW
-所测量的信号光强度:200mW
-标度因子:500mW
基于在上面提到的基本光强度、初始光强度、参考光强度、信号光强度、以及标度因子,可以根据如下计算经校正的信号光强度:
现在可以容易地将经校正的信号光强度与所测量的信号光强度进行比较。更进一步地,可以随时间的经过绘制所测量的信号光强度和经校正的光强度之间的差以便监测光源。这样的信息可以被用于发起维护行为。例如,如果所测量的信号光强度和经校正的光强度之间的差超过预先限定的门限,则可以触发对光源的更换或者维护。
在一个实施例中,基本光强度与基本光强度最小接受值相关联。如在此使用的那样,术语“基本光强度最小接受值”涉及用于监测光源的操作的预先限定的门限值。只要没有低过该门限值,光源就朝向样本平面发射足够的光以用于生成可以据其计算可靠的测试结果的信号光强度。可以在测量光源测试系统中的新制造的光源的基本光强度之后限定基本光强度最小接受值。可以针对每个新制造的光源确定其对应的基本光强度最小接受值。因此,基本光强度最小接受值可以取决于所测量的基本光强度。
在进一步的实施例中,控制设备在方法的步骤a)中接收基本光强度最小接受值,并且基于至少一个所测量的参考光强度和参考光传感器的灵敏度来计算至少一个比较值。然后,控制设备将基本光强度最小接受值与至少一个比较值进行比较。控制设备进一步包括用户界面。如果至少一个比较值小于基本光强度最小接受值,则在用户界面上显示警告消息、错误消息、或者指示需要更换光源的用户通知。警告消息可以包括如指示在当前安装的光源的情况下不能计算可靠的测试结果的测试结果标志的通知或者指示。错误消息可以包括指示在当前安装的光源的情况下不能测量可靠的信号光强度并且因此光源已经被自动停用以便防止进一步的信号光强度测量的通知。用户通知可以指示光源需要被更换并且可以包括附加的信息,诸如光源身份(例如,序列号)、操作的时间、所执行的实验室测试的数目、基本光强度、基本光强度最小接受值、初始光强度、对应的参考传感器的灵敏度、最后测量的一个或多个参考光强度、以及用于更换光源的指令。
在一个实施例中,基本光强度最小接受值和基本光强度可以被一起或者与彼此独立地从光源测试系统转移到实验室仪器的控制设备。例如,通过将基本光强度最小接受值从光源测试系统传输到控制设备从而控制设备可以从光源测试系统接收基本光强度最小接受值,或者通过在由光源测试系统将光源的基本光强度最小接受值存储在安装于光源上的存储器上之后从所述存储器读出光源的基本光强度最小接受值从而控制设备可以从光源测试系统接收基本光强度最小接受值。
在一个实施例中,可以经由基于互联网的数据传输通道来将基本光强度最小接受值从光源测试系统传输到实验室仪器。光源测试系统可以被连接到多个实验室仪器,以便在世界范围内提供对应的基本光强度最小接受值。附加地,所传输的基本光强度最小接受值可以与特定的序列号或者光源的其它独特的标识手段相关联,从而可以将正确的基本光强度最小接受值分派到安装在实验室仪器中的特定光源。
在另一个实施例中,基本光强度最小接受值被存储在安装于光源上的存储器上,并且控制设备通过从安装在光源上的存储器读出基本光强度最小接受值来接收基本光强度最小接受值。光源测试系统可以进一步包括被连接到进一步的控制设备并且被配置为将基本光强度最小接受值存储在安装于光源上的存储器上的编程或者写入设备。实验室仪器可以进一步包括被连接到进一步的控制设备并且被配置为读出存储在安装于光源上的存储器中的基本光强度最小接受值的读取设备。当将光源安装在检测单元中时,连接到控制设备的读取设备可以从安装在光源上的存储器读出光源的基本光强度最小接受值。
在更具体的实施例中,光源包括被安装在印制电路板上的至少一个发光二极管,并且存储器是被安装在印制电路板上的电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)。可以使用连接到光源测试系统的进一步的控制设备的EEPROM写入设备或者编程设备来将基本光强度最小接受值存储在EEPROM上,并且由连接到实验室仪器的控制设备的EEPROM读取设备来读出基本光强度最小接受值。
在另一个具体实施例中,存储器是被安装在光源上的射频标识标签(RFID标签)。使用连接到光源测试系统的进一步的控制设备的RFID写入器来将基本光强度最小接受值存储在RFID标签上,并且由连接到实验室仪器的控制设备的RFID读取器来读出基本光强度最小接受值。
在替换的实施例中,可以在实验室仪器的控制设备的用户界面处由服务技术人员来手动地输入基本光强度最小接受值。替换地,基本光强度最小接受值可以被存储在与进一步的控制设备以及控制设备兼容的移动存储器设备上。并且可以将移动存储器设备从光源测试系统运送到实验室仪器。
在进一步的实施例中,将进一步的存储器安装在光源上,并且基本光强度最小接受值被存储在安装于光源上的进一步的存储器上,并且控制设备通过从安装在光源上的进一步的存储器读出基本光强度最小接受值来接收基本光强度最小接受值。
如在此使用的那样,术语“比较值”涉及用于监测光源的操作的所计算的光源的实际强度。只要该比较值在光源的基本光强度最小接受值之上,光源就朝向样本平面发射足够的光以用于生成能够据其计算可靠的测试结果的信号光强度。
在一个实施例中,至少一个比较值是至少一个所测量的参考光强度除以参考光传感器的灵敏度:
其中
为了监测光源的操作,控制设备定期地(例如,在预先限定的时间持续之后、在预先限定的数目的参考光强度测量之后、或者在预先限定的数目的所执行的实验室测试之后)计算比较值并且将基本光强度最小接受值与所计算的比较值进行比较。小于基本光强度最小接受值的比较值指示光源没有朝向样本平面发射足够的光以用于生成能够据其计算可靠的测试结果的信号光强度。光源需要被维护或者更换,并且在实验室仪器的控制设备的用户界面上显示警告消息、错误消息、或者指示光源需要被更换的用户通知。
示例:
-所测量的基本光强度:450mW
-基本光强度最小接受值:400mW
-所测量的初始光强度:19500计数
-所测量的参考光强度:16000计数
基于在上面提到的基本光强度、初始光强度、以及参考光强度,可以根据如下计算比较值:
因为所计算的比较值(369.2mW)小于基本光强度最小接受值(450mW),所以光源需要被维护或者更换。因此,还可以在没有如在上面描述的所测量的信号光强度的情况下监测光源的操作。
在一个实施例中,检测单元包括位于光源和光参考传感器之间的至少一个激发滤波器,并且光源测试系统包括位于光源和光源测试系统的经校准的光传感器之间的至少一个等同的激发滤波器。并且针对每个激发滤波器执行方法的步骤a)至步骤f)。
取决于实验室仪器的检测单元的应用,检测单元可以包括用于选择从光源朝向样本平面发射的光的激发波长的一个或多个激发滤波器。因为基本光强度、初始光强度、参考光强度、以及信号光强度取决于所使用的激发滤波器,所以需要针对每个激发滤波器执行用以校正由实验室仪器中的检测单元的检测器测量的信号光强度的方法,以便产生可靠的测试结果。因此,光源测试系统包括等同的激发滤波器,并且针对每个等同的激发滤波器使用与在实验室仪器的检测单元中使用的相同的根据激发滤波器的标称电流来测量基本光强度,其中光源测试系统的等同的激发滤波器与也存在于实验室仪器的检测单元中的相同类型的激发滤波器相对应。
因为基本光强度、初始光强度、参考光强度、以及信号光强度还可能取决于所使用的光学透镜(例如,具有经处理的表面的透镜),所以需要针对在实验室仪器中使用的每个光学透镜来执行用以校正由实验室仪器中的检测单元的检测器测量的信号光强度的方法,以便产生可靠的信号光强度。因此,光源测试系统包括等同的光学透镜,并且针对每个等同的光学透镜测量基本光强度,其中光源测试系统的等同的光学透镜与也存在于实验室仪器的检测单元中的相同类型的光学透镜相对应。
在更具体的实施例中,实验室仪器被配置为执行核酸扩增反应,并且将包括测试样本的至少一个样本器皿插入到样本平面的样本保持器中。利用检测器测量在核酸扩增反应期间来自样本平面的所发射的信号光强度并且将其用于确定测试样本中的感兴趣的分析物的存在和浓度。
如在此使用的那样,术语“核酸扩增反应”涉及在分子生物学中使用的如下方法或反应:其将目标DNA片段(分析物)的单个拷贝或者几个拷贝扩增至DNA片段的牵涉利用聚合酶的取决于温度的反应的重复循环的可检测的量的拷贝。每个循环可以至少包括变性阶段(例如,95℃下持续30秒)、退火阶段(例如,65℃下持续30秒)、以及延伸阶段(例如,72℃下持续2分钟)。样本保持器可以与热电元件热接触以用于将样本保持器加热和/或冷却至不同阶段的预先限定的温度。典型地,核酸扩增反应由20至40个重复的循环构成,并且可以在每个循环之后利用检测单元的检测器测量来自样本平面的所发射的光的信号光强度。可以基于所测量的信号光强度计算DNA片段的数量。替换地,在完成核酸扩增反应之后利用检测器测量来自样本平面的所发射的光的信号光强度。可以基于所测量的信号光强度确定目标DNA片段的存在。用于执行这样的核酸扩增反应的实验室仪器被典型地称为热循环仪并且是在本领域中熟知的。
本发明还涉及包括检测单元和控制设备的实验室仪器。检测单元包括:光源;样本平面,其包括被配置为保持包括要被照射的测试样本的至少一个样本器皿的样本保持器;参考光传感器;以及检测器。光源被配置为朝向样本平面发射光。参考光传感器位于样本保持器附近,并且被配置为测量朝向样本平面的所发射的光的初始光强度以及朝向样本平面的所发射的光的至少一个参考光强度。检测器被配置为测量来自样本平面的所发射的光的信号光强度。控制设备被适配为执行如在此描述的用以校正由实验室仪器中的检测单元的检测器测量的信号光强度的方法的步骤。
本发明进一步涉及计算机程序产品,其包括指令以引起如在此描述的实验室仪器执行如在此描述的用以校正由实验室仪器中的检测单元的检测器测量的信号光强度的方法的步骤。
本发明还涉及具有存储于其上的计算机程序产品的计算机可读介质,所述计算机程序产品包括指令以引起如在此描述的实验室仪器执行如在此描述的用以校正由实验室仪器中的检测单元的检测器测量的信号光强度的方法的步骤。
附图说明
图1示出实验室仪器的实施例。
图2描绘实验室仪器的另一个实施例。
图3示出光源测试系统的实施例。
图4描绘用于校正由实验室仪器中的检测单元的检测器测量的信号光强度的方法的实施例的流程图。
图5示出用于校正由实验室仪器中的检测单元的检测器测量的信号光强度的方法的步骤a)的不同的实施例。
具体实施方式
图1示出实验室仪器(14)的示意性表示。实验室仪器(14)包括检测单元(12)和控制设备(16)。检测单元(12)包括:光源(20);样本平面(22),其包括被配置为保持包括要被照射的测试样本的至少一个样本器皿(23)的样本保持器(24);参考光传感器(26);以及检测器(10)。如在图1中示出的那样,光源(20)可以被安装在样本平面(22)上方的光源保持器(15)中,并且被配置为从顶部朝向样本平面(22)发射光(28)。参考光传感器(26)被定位为紧密接近样本保持器(24)。例如,样本平面(22)包括凹部,在其中参考光传感器(26)可以如在图1中描绘的那样被安装成相邻于样本保持器(24)。因此,参考传感器(26)和样本保持器(24)被暴露于从光源(20)朝向样本平面(22)发射的实质上相同的光(28)。在将光源(20)安装在检测单元(12)中并且第一次激活光源(20)之后,光参考传感器(26)被配置为测量朝向样本平面(22)的所发射的光(28)的初始光强度。在测量初始光强度之后,参考光传感器(26)被配置为当检测器(10)在实验室仪器(14)的操作期间正在测量来自样本平面(22)的所发射的光(30)的信号光强度时测量朝向样本平面(22)的所发射的光(28)的至少一个参考光强度。在所示出的实施例中,检测器(10)位于样本平面(22)上方并且被配置为从顶部测量来自样本平面(22)的所发射的光(30)的信号光强度。所示出的检测单元(12)包括在从光源(20)朝向样本平面(22)发射的光束(28)中的位于光源(20)和样本平面(22)之间的激发滤波器(11)。检测单元(12)进一步包括在来自样本平面(22)的朝向检测器(10)的所发射的光束(30)中的位于样本平面(22)和检测器(10)之间的发射滤波器(13)。检测器单元可以进一步包括光学透镜(未示出),用于聚焦、引导和/或发散从光源朝向样本平面发射的光以用于最佳地照射至少一个样本器皿(23),和/或用于聚焦、引导和/或发散来自样本平面的朝向检测器的所发射的光以用于最佳地测量信号光强度。控制设备(16)包括处理器(17)以及具有存储于其上的计算机程序产品的计算机可读介质(18),所述计算机程序产品包括指令以引起实验室仪器(14)的控制设备(16)执行如在图4中进一步描述的方法(42)的步骤(44、46、48、50、52、54)。控制设备(16)可以进一步包括用户界面(19),在光源(20)需要被维护或者更换的情况下可以在用户界面(19)上显示诸如警告消息、错误消息的用户通知或者指示光源需要被更换的用户通知。如在图1中进一步示出的那样,存储器(21)被安装在光源(20)上。光源(20)的基本光强度以及光源(20)的基本光强度最小接受值可以被存储在可以由读取设备(27)读出的存储器(21)上并且被传输到实验室仪器(14)的控制设备(16)。
图2描绘实验室仪器(14)的另一个实施例。所示出的实验室仪器(14)包括检测单元(12)和控制设备(16)。检测单元(12)包括:光源(20);样本平面(22),其包括被配置为保持包括要被照射的测试样本的至少一个样本器皿(23)的样本保持器(24);参考光传感器(26);以及检测器(10)。在所示出的实施例中,样本平面(22)位于光源(20)和检测器(10)之间。光源(20)被安装在光源保持器(15)中,被配置为朝向样本平面(22)的样本保持器(24)发射光(28)。检测器(10)被配置为测量来自样本平面(22)的样本保持器(23)的所发射的光(30)的信号光强度。并且参考光传感器(26)被定位为紧密接近样本保持器(24)。例如,样本平面(22)包括凹部,在其中参考光传感器(26)可以被安装成相邻于样本保持器(24)。因此,参考传感器(26)和样本保持器(24)被暴露于从光源(20)朝向样本平面(22)发射的实质上相同的光(28)。样本保持器(24)的底部或者侧壁可以包括孔口、狭缝或者透明区域(未示出),从而从光源(20)朝向样本平面(22)发射的光(28)的一部分可以被测试器皿(23)中的测试样本的分析物、有关于分析物的参数、或者有关于分析物的物质吸收。光的未被吸收的部分(30)可以通过穿过样本保持器(24)的孔口、狭缝或者透明区域而从样本平面(22)朝向检测器(10)发射。在将光源(20)安装在测试单元(12)中并且第一次激活光源(20)之后,参考光传感器(26)被配置为测量朝向样本平面(22)的所发射的光(28)的初始光强度。在测量初始光强度之后,参考光传感器(26)被配置为当检测器(10)在实验室仪器(14)的操作期间正在测量来自样本平面(22)的所发射的光(30)的信号光强度时测量朝向样本平面(22)的所发射的光(28)的至少一个参考光强度。实验室仪器(14)的控制设备(16)包括处理器(17)以及具有存储于其上的计算机程序产品的计算机可读介质(18),所述计算机程序产品包括指令以引起实验室仪器(10)的控制设备(16)执行如在图4中进一步描述的方法(42)的步骤(44、46、48、50、52、54)。控制设备(16)可以进一步包括用户界面(19),在其上可以显示诸如警告消息、错误消息的用户通知或者指示光源需要被更换的用户通知。如在图2中进一步示出的那样,将存储器(21)安装在光源(20)上。光源(20)的基本光强度以及光源(20)的基本光强度最小接受值可以被存储在可以由读取设备(27)读出的存储器(21)上并且被传输到实验室仪器(14)的控制设备(16)。
在图3中示出光源测试系统(32)的示意性表示。光源测试系统(32)可以包括测试单元(31)和进一步的控制设备(35)。测试单元(31)可以包括用于安装光源(20)的进一步的光源保持器(40)以及包括经校准的光传感器(34)的测量平面(33)。在将光源(20)安装在测试单元(31)的进一步的光源保持器(40)中之后,光源(20)被配置为朝向包括经校准的光传感器(34)的测量平面(33)发射光(29),其中经校准的光传感器(34)测量朝向测量平面(33)的光源(20)的所发射的光(29)的基本光强度。然后,所测量的基本光强度被传输到光源测试系统(32)的进一步的控制设备(35)并且被存储在进一步的控制设备(35)的存储器中。如在图3中示出的测试单元(31)的进一步的光源保持器(40)和测量平面(33)的设置与如在图1中示出的实验室仪器(14)的检测单元(12)的光源保持器(15)和样本平面(22)的设置相比是实质上相同的。例如,在测试单元(31)的进一步的光源保持器(40)和测量平面(33)之间的距离与在检测单元(12)的光源保持器(15)和样本平面(22)之间的距离是相同的。另外,朝向测试单元(31)的测量平面(33)的所发射的光(29)的入射角度与朝向检测单元(12)的样本平面(22)的所发射的光(28)的进入角度是相同的。更进一步地,测试单元(31)可以包括与存在于实验室仪器的检测单元中的激发滤波器相对应的等同的激发滤波器(41)。因此,如在图1中示出的检测单元(12)的激发滤波器(11)与测试单元(31)的等同的激发滤波器(41)是相同的类型。并且在所发射的光(29)通过等同的激发滤波器(41)之后,经校准的光传感器(34)测量基本光强度。进一步的控制设备(35)包括进一步的处理器(36)以及具有存储于其上的计算机程序产品的进一步的计算机可读介质(37),所述计算机程序产品包括指令以测量、接收、存储、传输、或者显示所测量的光源(20)的基本光强度。控制设备(16)可以进一步包括在其上可以显示所测量的基本光强度的进一步的用户界面(39)。如在图3中示出的那样,光源测试系统(32)可以包括连接到进一步的控制设备(35)并且被配置为将基本光强度和/或基本光强度最小接受值存储在安装于光源(20)上的存储器(21)上的编程或者写入设备(38)。
图4描绘用于校正由实验室仪器(14)中的检测单元(12)的检测器(10)测量的信号光强度的方法(42)的实施例的流程图。如在图4中示出的那样,实验室仪器(10)的控制设备(16)如下面在图5中进一步描述的那样在方法的步骤a)(44)中接收光源(20)的基本光强度。然后,控制设备(16)在方法的步骤b)(46)中激活检测单元(12)中的光源(20)。在方法的步骤c)(48)中,参考光传感器(26)测量朝向样本平面(22)的所发射的光(28)的初始光强度并且将所测量的初始光强度传输到控制设备(16)。随后,控制设备(16)在步骤d)(50)中基于所测量的初始光强度和光源(20)的基本光强度来计算参考光传感器(26)的灵敏度。所计算的灵敏度可以被存储在控制设备(16)上。通过计算或者确定参考光传感器(26)的灵敏度,现在对参考光传感器(26)进行校准。在方法的步骤e)(52)中,检测器(10)测量来自样本平面(22)的所发射的光(30)的至少一个信号光强度并且将至少一个所测量的信号光强度传输到控制设备(16)。同时,参考光传感器(26)测量朝向样本平面(22)的所发射的光(28)的至少一个参考光强度并且将至少一个所测量的参考光强度传输到控制设备(16)。然后,控制设备(16)在方法的步骤f)(54)中利用至少一个参考光强度和所计算的参考光传感器(26)的灵敏度来校正至少一个所测量的信号光强度。一旦在步骤d)(50)中计算出或者确定了参考光传感器(26)的灵敏度,就可以重复步骤e)(52)至步骤f(54)以用于测量并且校正与进一步的测试样本的分析物、有关于分析物的参数、或者有关于分析物的物质相关联的信号光强度。
图5A至图5B示出方法(42)的步骤a)(44)的不同的实施例。在方法(42)的步骤a)(44)中,实验室仪器(14)的控制设备(16)接收光源(20)的基本光强度。光源(20)的基本光强度由与实验室仪器(14)分离的光源测试系统(32)的经校准的光传感器(34)来测量。例如,实验室仪器(14)可以位于诊断实验室(56)中,而光源测试系统(32)位于光源制造设施(58)中。存在实验室仪器(14)的控制设备(16)能够如何从与实验室仪器(14)位置上分离的光源测试系统(32)接收基本光强度的不同方式。
图5A示出方法(42)的步骤a)(44)的一个实施例,其中控制设备(16)通过在由光源测试系统(32)将光源(20)的基本光强度存储在安装于光源(20)上的存储器(21)上之后从所述存储器(21)读出光源(20)的基本光强度来从光源测试系统(32)接收基本光强度。如在图5A中示出的那样,光源测试系统(32)的测试单元(31)可以包括被连接到光源测试系统(32)的进一步的控制设备(35)并且被配置为将基本光强度存储在安装于光源(20)上的存储器(21)上的编程或者写入设备(38)。然后,将光源(20)和所安装的存储器(21)如由虚线箭头指示的那样从光源测试系统(32)运送到实验室仪器(14)并且第一次安装在实验室仪器(14)的检测单元(12)中。实验室仪器(14)的检测单元(12)可以包括连接控制设备(16)并且被配置为读出存储在安装于光源(20)上的存储器(21)中的基本光强度的读取设备(27)。
图5B示出方法(42)的步骤a)(44)的替换的实施例,其中通过将基本光强度从光源测试系统(32)传输到控制设备(16)从而控制设备(16)从光源测试系统(32)接收基本光强度。将具有特定序列号的光源(20)如由虚线箭头指示的那样从光源测试系统(32)运送到实验室仪器(14)并且第一次安装在实验室仪器(14)的检测单元(12)中。如在图5B中示出的那样,实验室仪器(14)的控制设备(16)以及光源测试系统(32)的进一步的控制设备(35)与彼此通信地连接。并且可以经由基于互联网的数据传输通道(60)将基本光强度从光源测试系统传输到实验室仪器。然后,实验室仪器(14)的控制设备(16)可以将所传输的基本光强度与光源特定序列号相关联,从而可以将正确的基本光强度分派到被安装在实验室仪器(14)的检测单元(12)中的光源(20)。
参考标号列表
10 检测器,11 激发滤波器,12 检测单元,13 发射滤波器,14 实验室仪器,15 光源保持器,16 控制设备,17 处理器,18 计算机可读介质,19 用户界面,20 光源,21 存储器,22样本平面,23 样本器皿,24 样本保持器,26 参考光传感器,27 读取设备,28 朝向样本平面发射的光,29 朝向测量平面发射的光,30 来自样本平面的所发射的光,31 测试单元,32光源测试系统,33 测量平面,34 经校准的光传感器,35 进一步的控制设备,36 进一步的处理器,37 进一步的计算机可读介质,38 写入设备,39 进一步的用户界面,40 进一步的光源保持器,41 等同的激发滤波器,42 方法,44 方法的步骤a),46 方法的步骤b),48 方法的步骤c),50 方法的步骤d),52 方法的步骤e),54 方法的步骤f),56 诊断实验室,58光源制造设施,60 数据传输通道。
Claims (15)
1.一种用于校正由实验室仪器(14)中的检测单元(12)的检测器(10)测量的信号光强度的方法(42),其中实验室仪器(14)包括检测单元(12)和控制设备(16),其中检测单元(12)包括:光源(20);样本平面(22),其包括被配置为保持包括要被照射的测试样本的至少一个样本器皿(23)的样本保持器(24);参考光传感器(26);以及检测器(10),其中光源(20)被配置为朝向样本平面(22)发射光(28),其中参考光传感器(26)位于样本保持器(24)附近并且被配置为测量朝向样本平面(22)的所发射的光(28)的初始光强度以及朝向样本平面(22)的所发射的光(28)的至少一个参考光强度,其中检测器(10)被配置为测量来自样本平面(22)的所发射的光(30)的信号光强度,
所述方法包括如下步骤(44、46、48、50、52、54):
a) 控制设备(16)接收光源(20)的基本光强度;
b) 控制设备(16)激活检测单元(12)中的光源(20);
c) 参考光传感器(26)测量朝向样本平面(22)的所发射的光(28)的初始光强度并且将所测量的初始光强度传输到控制设备(16);
d) 控制设备(16)基于所测量的初始光强度和光源(20)的基本光强度来计算参考光传感器(26)的灵敏度;
e) 检测器(10)测量来自样本平面(22)的所发射的光(30)的至少一个信号光强度,并且将至少一个所测量的信号光强度传输到控制设备(16),并且在同一时间参考光传感器(26)测量朝向样本平面(22)的所发射的光(28)的至少一个参考光强度,并且将至少一个所测量的参考光强度传输到控制设备(16);
f) 控制设备(16)利用所述至少一个参考光强度和所计算的参考光传感器(26)的灵敏度来校正所述至少一个所测量的信号光强度。
2.根据权利要求1所述的方法(42),其中由光源测试系统(32)的经校准的光传感器(34)来测量光源(20)的基本光强度,其中光源测试系统(32)与实验室仪器(14)分离,其中在方法的步骤a)(44)中,当光源(20)被第一次安装在检测单元(12)中时,控制设备(16)接收光源(20)的基本光强度。
3.根据权利要求2所述的方法(42),其中在步骤a)(44)中,通过将基本光强度从光源测试系统(32)传输到控制设备(16)从而控制设备(16)从光源测试系统(32)接收基本光强度,或者控制设备(16)通过在由光源测试系统(32)将光源(20)的基本光强度存储在安装于光源(20)上的存储器(21)上之后从所述存储器(21)读出光源(20)的基本光强度从而从光源测试系统(32)接收基本光强度。
4.根据权利要求1至权利要求3中的任何一个所述的方法(42),其中参考光传感器(26)的灵敏度是所测量的初始光强度除以光源(20)的基本光强度。
5.根据权利要求1至权利要求4中的任何一个所述的方法(42),其中基本光强度与基本光强度最小接受值相关联。
6.根据权利要求5所述的方法(42),其中在步骤a)(44)中控制设备(16)进一步接收基本光强度最小接受值,其中控制设备(16)基于所述至少一个所测量的参考光强度和参考光传感器(26)的灵敏度来计算至少一个比较值,其中控制设备(16)将基本光强度最小接受值与所述至少一个比较值进行比较,其中控制设备(16)进一步包括用户界面(19),其中如果所述至少一个比较值小于基本光强度最小接受值,则在用户界面(19)上显示警告消息、错误消息、或者指示需要更换光源的用户通知。
7.根据权利要求6所述的方法,其中所述至少一个比较值是所述至少一个所测量的参考光强度除以参考光传感器(26)的灵敏度。
8.根据权利要求5至权利要求7中的任何一个所述的方法,其中将基本光强度最小接受值存储在安装于光源上的存储器(21)上,其中控制设备(16)通过从安装在光源(20)上的存储器(21)读出基本光强度最小接受值来接收基本光强度最小接受值。
9.根据权利要求2至权利要求8中的任何一个所述的方法,其中检测单元(12)包括位于光源(20)和光参考传感器(26)之间的至少一个激发滤波器(11),其中光源测试系统(32)包括位于光源测试系统(32)的光源(20)和经校准的光传感器(34)之间的至少一个等同的激发滤波器(41),其中针对每个激发滤波器(11)执行方法的步骤a)至步骤f)。
10.根据权利要求3至权利要求9中的任何一个所述的方法,其中光源(20)包括被安装在印制电路板上的至少一个发光二极管,其中存储器(21)是被安装在印制电路板上的电可擦除可编程只读存储器。
11.根据权利要求1至权利要求10中的任何一个所述的方法,其中参考光传感器(26)包括一个或多个光电二极管。
12.根据权利要求1至权利要求11中的任何一个所述的方法,其中实验室仪器(14)被配置为执行核酸扩增反应,其中包括测试样本的至少一个样本器皿(23)被插入到样本平面(22)的样本保持器(24)中,其中在核酸扩增反应期间来自样本平面的所发射的信号光强度是由检测器(10)测量的并且被用于确定测试样本中的感兴趣的分析物的存在和浓度。
13.一种实验室仪器(14),包括检测单元(12)和控制设备(16),其中检测单元(12)包括:光源(20);样本平面(22),其包括被配置为保持包括要被照射的测试样本的至少一个样本器皿(23)的样本保持器(24);参考光传感器(26);以及检测器(10),其中光源(20)被配置为朝向样本平面(22)发射光(28),其中参考光传感器(26)位于样本保持器(24)附近并且被配置为测量朝向样本平面(22)的所发射的光(28)的初始光强度以及朝向样本平面(22)的所发射的光(28)的至少一个参考光强度,其中检测器(10)被配置为测量来自样本平面(22)的所发射的光(30)的信号光强度,其中控制设备(16)被适配为执行根据权利要求1至权利要求12中的任何一个所述的方法的步骤。
14.一种计算机程序产品,其包括指令以引起根据权利要求13所述的实验室仪器执行根据权利要求1至权利要求12中的任何一个所述的方法的步骤。
15.一种计算机可读介质(18),具有存储于其上的如权利要求14所述的计算机程序产品。
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