CN112752972A - 使用热分析方法提供癌症诊断信息的方法和使用热分析方法的便携式癌症诊断装置 - Google Patents

使用热分析方法提供癌症诊断信息的方法和使用热分析方法的便携式癌症诊断装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及使用热分析方法提供癌症诊断信息的方法和使用热分析方法的便携式癌症诊断装置。用于使用本发明的热分析方法提供癌症诊断信息的方法能够通过使用通过分析生物样品的热流入和流出而获得的热化学反应起始温度、卡路里变化结果等来诊断癌症的类型、进展、转移等。另外，通过使用通过加热生物样品而测量的对应于时间的温度函数数据，本发明的使用热分析方法的便携式癌症诊断装置能够准确并简单容易地诊断癌症的存在。

Description

使用热分析方法提供癌症诊断信息的方法和使用热分析方法 的便携式癌症诊断装置
技术领域
本公开涉及使用热分析方法提供癌症诊断信息的方法和使用热分析方法的便携式癌症诊断装置。
背景技术
癌症是全球最普遍的死亡原因之一。每年约有1千万个新病例发生，并且它是第三大死亡原因，约占所有死亡的12％。
现存的癌症诊断方法例如磁共振成像、内窥镜检查、活组织检查、化学测试等的缺点在于它们可能对人体有害、需要长时间诊断、且十分昂贵。
癌细胞的温度比附近的正常细胞更高，因为它们比正常细胞增殖得更快并且表现出热反应。许多专利和文献公开了使用这些癌细胞特征来诊断癌症的方法。
然而，基于简单的温度测量的癌症诊断的问题在于由于系统数据不充分，可能发生误差，并且由于例如外部温度、对象年龄、对象体温、存在创伤等外部因素，使准确的测量变得困难。
发明内容
技术问题
本公开涉及提供根据本公开的各种示例性实施方案使用热分析方法来提供癌症诊断信息的方法。
本公开还涉及提供根据本公开的各个方面和示例性实施方案使用热分析方法来提供便携式癌症诊断装置的方法。
技术方案
本公开的一个方面涉及用于提供癌症诊断信息的方法，其包括：获得生物样品的步骤；在37℃至47℃的温度下获得生物样品的热流数据的步骤；和基于热流数据提供癌症诊断信息的步骤。
根据本公开的示例性实施方案，生物样品可以是选自细胞组织、血液和体液中的一种或多于一种。
根据本公开的另一种示例性实施方案，热流数据可以是选自热化学反应起始温度、热流量变化、卡路里变化、功率补偿和补偿温度中的一种或多于一种。
根据本公开的另一个示例性实施方案，获得热流数据的步骤可以是通过差示扫描量热法(DSC)、等温滴定量热法(ITC)或差热分析(DTA)进行的。
根据本公开的另一个示例性实施方案，获得热流数据的步骤可以是通过差示扫描量热法进行的，并且可以包括以1℃/分钟至10℃/分钟的速率将生物样品加热至37℃至47℃的步骤。
根据本公开的另一个示例性实施方案，获得热流数据的步骤还可以包括在达到获得热流数据的温度之前，将生物样品的温度在25℃至30℃维持1分钟至60分钟的稳定步骤。
根据本公开的另一个示例性实施方案，获得热流数据的步骤可以是通过差示扫描量热法进行的，并且，在基于热流数据提供癌症诊断信息的步骤中，可以基于生物样品的热化学反应起始温度提供关于癌症存在的诊断信息。
本公开的另一个方面涉及使用热分析方法的便携式癌症诊断装置，其包括：将生物样品引入其中的样品接收单元；加热样品接收单元的加热单元；测量样品接收单元温度的第一温度传感器；向加热单元供应功率的功率供应单元；和控制单元，其基于由第一温度传感器测量的样品接收单元的随时间变化的温度变化数据来确定癌症的存在。
本公开的另一个方面涉及使用热分析方法的便携式癌症诊断装置，其包括：将生物样品引入其中的样品接收单元；加热样品接收单元的加热单元；测量样品接收单元温度的第一温度传感器；和接口单元，其将由第一温度传感器测量的样品接收单元的随时间变化的温度变化数据传输到电子装置的控制单元，并从电子装置向加热单元供应功率，其中电子装置的控制单元基于由接口单元传输的随时间的温度变化数据确定癌症的存在。
根据示例性实施方案，控制单元可以将样品接收单元的随时间变化的温度变化数据的温度分为低于第一预定温度的温度区A、第一预定温度和第二预定温度之间的温度区B和高于第二预定温度的温度区C，并且可以通过测量在温度区B花费的时间来确定癌症的存在。
根据另一个示例性实施方案，控制单元可以通过测量样品接收单元的温度一段预定时间，从样品接收单元的随时间变化的温度变化数据，来确定癌症的存在。
根据另一个示例性实施方案，控制单元可以在x轴上为时间和y轴上为温度的曲线图上表示样品接收单元的随时间变化的温度变化数据，并且可以通过分析通过根据时间对曲线图进行微分而获得的曲线图的大致形状来确定癌症的存在。
根据另一个示例性实施方案，控制单元可以在x轴上为时间和y轴上为温度的曲线图上表示样品接收单元的随时间变化的温度变化数据，可以将曲线图中的时间区分为对应于低于第一预定温度的时间区A、对应于第一预定温度和第二预定温度之间的时间区B和对应于高于第二预定温度的时间区C，并且可以通过分析通过根据时间区B的时间对曲线图进行微分而获得的曲线图的大致形状来确定癌症的存在。
根据另一个示例性实施方案，使用热分析方法的便携式癌症诊断装置可以通过将对应于预定最大目标温度的固定功率施加到加热单元来控制加热单元的温度。
根据另一个示例性实施方案，使用热分析方法的便携式癌症诊断装置可以通过随时间以预定比率升高供应至加热单元的功率来控制加热单元以预定加热速率加热。
根据另一个示例性实施方案，使用热分析方法的便携式癌症诊断装置还可以包括测量加热单元的温度的第二温度传感器，和可以使用由第二温度传感器测量的温度数据来控制加热单元以预定加热速率加热的控制单元。
根据另一个示例性实施方案，控制单元可以通过测量随时间供应至加热单元的功率来确定癌症的存在。
根据另一个示例性实施方案，生物样品可以是选自细胞组织、血液和体液中的一种或多于一种。
有益效果
用于使用根据本公开的热分析方法提供癌症诊断信息的方法能够使用通过分析流入和流出生物样品的热流而获得的热化学反应起始温度、卡路里变化等来诊断癌症的类型、进展、转移等。因为即使用细胞组织或血液也可以进行诊断，所以可以简单地在短时间内诊断癌症的类型、进展、转移等，而不需要现有的复杂的程序如组织培养等。
另外，本公开的使用热分析方法的便携式癌症诊断装置能够准确地诊断癌症的存在，并容易地使用通过加热生物样品所测量的随时间变化的温度函数数据等。因为甚至以类似于血糖自我监测的方式来使用细胞组织或血液也可以进行癌症诊断，所以可以在短时间内进行诊断，而不需要现有的复杂程序如组织培养等。另外，因为自我诊断可以在空间上不受限制地以低成本进行，所以提供癌症的一级预防如预防、早期检测、监测等的效果，并且健康自理成为可能。
附图说明
图1显示了根据本公开的示例性实施方案的水的差示扫描量热法的结果。
图2显示了根据本公开的示例性实施方案的介质的差示扫描量热法的结果。
图3a和图3b显示了根据本公开的示例性实施方案的正常细胞的差示扫描量热法的结果。
图4a显示了根据本公开的示例性实施方案的癌细胞和介质的混合物的差示扫描量热法的结果，并且图4b和4c比较了根据本公开的示例性实施方案的正常细胞和癌细胞的差示扫描量热法的结果。图4d显示了根据本公开的示例性实施方案的癌细胞的附加测试的结果。
图5显示了重复三次根据本公开的示例性实施方案的相同癌细胞的差示扫描量热法的结果。
图6示意性地显示了使用热分析方法的便携式癌症诊断装置，所述装置根据本公开的示例性实施方案独立使用。
图7示意性地显示了使用热分析方法的便携式癌症诊断装置，所述装置根据本公开的示例性实施方案与电子装置一起使用。
图8显示了描述使用本公开的便携式癌症诊断装置的癌症诊断方法概念的曲线图。
图9显示了描述根据本公开的示例性实施方案的癌症诊断方法的概念的曲线图，所述方法使用加热单元的加热速率受控的便携式癌症诊断装置。
最佳实施方式
在下文中，详细地描述了本公开。
现存的癌症诊断方法例如磁共振成像、内窥镜检查、活组织检查、化学测试等的缺点在于它们可能对人体有害、需要长时间诊断、且十分昂贵。
由于本公开的使用热分析方法提供癌症诊断信息的方法基于对如血液、细胞组织等的生物样品的热分析来进行诊断，因此省略了培养细胞组织的复杂过程。另外，该方法对人体无害，不需要高成本，并且在几到几十分钟的非常短的测量时间内非常有效。
本公开的一个方面提供用于提供癌症诊断信息的方法，其包括：获得生物样品的步骤；在37℃至47℃的温度下获得生物样品的热流数据的步骤；和基于热流数据提供癌症诊断信息的步骤。
癌细胞的温度比附近的正常细胞更高，因为它们比正常细胞增殖得更快并且表现出热反应。许多专利和文献公开了使用这些癌细胞特征的诊断癌症的方法。
然而，基于简单的温度测量的癌症诊断的问题在于由于系统数据不充分，可能发生误差，并且由于例如外部温度、对象年龄、对象体温、存在创伤等外部因素，使准确的测量变得困难。
相反，根据本公开，在没有由个体和外部因素导致的误差的情况下，进行准确的诊断成为可能，因为诊断信息是通过测量生物样品的吸热和放热反应温度、热流变化等提供的。
如上所述，癌细胞倾向于产生热量并且温度比正常细胞高2℃至3℃。当由外部供热时，正常细胞在35℃至37℃下展现热化学反应，然而生长旺盛的癌细胞在38℃至45℃下展现热化学反应并吸收所供应的热。当癌细胞被激活、变性、坏死或杀死时发生吸热反应。因此，可以通过加热细胞或血液后分析热行为来诊断癌症。
另外，鉴于先前报导的基于温度分析的方法在60℃或高于60℃的较高温度下进行，本公开的优点在于可以通过检测38℃至45℃的低温下的热流提供癌症诊断信息。
根据本公开的示例性实施方案，生物样品可以是选自细胞组织、血液和体液中的一种或多于一种，尽管不限于此。本公开所述的生物样品包括全血、血清、血浆、尿液、粪便、痰、唾液、组织、细胞、细胞提取物、体外细胞培养物等。根据本公开的用于提供癌症诊断信息的方法，通过监测介质中细胞的热特异性，可以简单地获得结果，而无需任何预处理。
根据本公开的另一种示例性实施方案，热流数据可以是选自热化学反应起始温度、热流量变化、卡路里变化、功率补偿和补偿温度中的一种或多于一种。
根据本公开的另一个示例性实施方案，获得热流数据的步骤可以是通过差示扫描量热法(DSC)、等温滴定量热法(ITC)或差热分析(DTA)进行的。然而，可以使用能够检测进出生物样品的热流、热(功率)补偿等的任何方法，而不受此限制。
差示扫描量热法(DSC)是从差示热分析(DTA)改善而来的一种热分析方法。当在相同条件下以恒定速率加热或冷却样品和参考材料时，在纵坐标上记录使得两种材料的温度相等而进行的功率施加的卡路里差异，并在横坐标上记录温度(或时间)。虽然DTA与样品中的热传导有关，但是卡路里的定量测量很困难。不同的是，在DSC中，因为样品和参考材料是用不同的装置加热的，当它们以恒定速率被加热或冷却时发生温度差异，并且施加能量以补偿该差异。通过该测量，可以测定样品的比热、一级相变温度等。广泛应用于食品工业中的淀粉糊化与老化、多糖凝胶的溶胶-凝胶转变、蛋清受热固化、其他蛋白质变性、固体脂肪指数测定、可可脂结晶度测定、蛋白质、糖类等与水的相互作用、食品中水的存在与状态、酒精饮料或巧克力的质量评价等。这种方法的特征在于可以用相对少量的样品进行测量，并且简单地且自动化地进行操作。
等温滴定量热法(ITC)用于生物分子相互作用的定量研究，并且可以直接测量生物分子相互作用期间释放或吸收的热。因为进出生物样品的热流可以通过差示扫描量热法和等温滴定量热法检测，所以它们可用于提供本公开的癌症诊断信息的方法。
例如，可以通过差示扫描量热法在38℃至45℃下测量生物样品的热化学反应起始温度来区分癌症的类型，并且可以通过从相应温度范围的DSC吸热峰面积数据监测癌症的进展。
根据本公开的另一个示例性实施方案，获得热流数据的步骤可以包括以1℃/分钟至10℃/分钟的速率将生物样品加热至37℃至47℃的步骤。如果加热速率在1℃/分钟至10℃/分钟的范围之外，那么由于热流数据的灵敏度和准确度的误差，将很难提供准确的癌症诊断信息。
根据本公开的另一个示例性实施方案，获得热流数据的步骤还可以包括将生物样品的温度在25℃至30℃维持1分钟至60分钟的步骤。当还包括将生物样品的温度在25℃至30℃维持1分钟至60分钟的步骤时，可以提高热流数据的稳定性和准确度。
但是，在将生物样品的温度在25℃至30℃维持1分钟至60分钟的步骤和以1℃/分钟至10℃/分钟的速率将生物样品加热至37℃至47℃的步骤中，温度范围、时间和加热速率不限于上述的那些，并且可以根据生物样品的类型在保持达成的准确度和再现性的范围内进行充分控制。
根据本公开的另一个示例性实施方案，获得热流数据的步骤可以是通过差示扫描量热法进行的，并且在基于热流数据提供癌症诊断信息的步骤中，可以基于生物样品的热化学反应起始温度提供关于癌症存在的诊断信息。如上所述，与正常细胞不同，在进行癌细胞的差示扫描量热法期间，在38℃至45℃的温度范围内发生吸热反应。关于癌症存在的诊断信息可以使用这些癌细胞特征根据热化学反应的是否存在来提供。
根据本公开的另一个示例性实施方案，癌症诊断信息可以包括癌症的类型、进展和转移。
根据本公开的另一个示例性实施方案，癌症的类型可以是选自血癌、肝癌、肺癌、膀胱癌、胃癌、结直肠癌、胆管癌、乳腺癌、子宫癌、结肠癌、卵巢癌、胰腺癌、前列腺癌、骨癌、皮肤癌、喉癌、鼻咽癌、小肠癌、甲状腺癌、甲状旁腺癌、尿道癌、支气管癌、肾癌和骨髓癌中的一种或多于一种癌症类型。
提供癌症诊断信息的步骤可以开发为统计算法。统计算法可以是基于数据库开发的一种算法，所述数据库包括生物样品的热分析数据、根据癌症类型的热化学反应起始温度数据、吸热峰的卡路里数据等。因此，可以通过将未知细胞组织或血液的热分析结果应用至统计算法来监测癌症的类型和进展。可以将统计算法单独应用至个人电脑的程序、移动电话应用等。
本公开的另一个方面提供了使用热分析方法的便携式癌症诊断装置，其包括：将生物样品引入其中的样品接收单元10；加热样品接收单元10的加热单元20；测量样品接收单元10的温度的第一温度传感器30；向加热单元20提供功率的功率供应单元60；和控制单元40，其基于由第一温度传感器30测量的样品接收单元10的随时间变化的温度变化数据来确定癌症的存在。
本公开的另一个方面提供使用热分析方法的便携式癌症诊断装置，其包括：将生物样品引入其中的样品接收单元10；加热样品接收单元10的加热单元20；测量样品接收单元10的温度的第一温度传感器30；和接口单元50，其将由第一温度传感器30测量的样品接收单元10的随时间变化的温度变化数据传输到电子装置的控制单元，并从电子装置向加热单元20供电，其中电子装置的控制单元基于由接口单元传输的随时间变化的温度变化数据确定癌症的存在。
基于简单的温度测量的癌症诊断的问题在于由于系统数据不充分，可能发生误差，并且由于例如外部温度、对象年龄、对象体温、存在创伤等外部因素，使准确的测量变得困难。
相反，根据本公开的使用热分析方法的便携式癌症诊断装置，在没有由个体和外部因素导致的误差的情况下，进行准确的诊断成为可能，因为诊断信息是通过测量生物样品的吸热和放热反应温度、热流变化等提供的。
如上所述，癌细胞倾向于产生热量并且温度比正常细胞高约2℃至3℃。当由外部供热时，正常细胞在35℃至37℃下展现热化学反应，然而生长旺盛的癌细胞在37℃至47℃下展现热化学反应并吸收所供应的热。当癌细胞被激活、变性、坏死或杀死时发生吸热反应。因此，可以通过加热细胞或血液后分析热行为来诊断癌症。
另外，鉴于先前报导的基于温度分析的方法在60℃或高于60℃的较高温度下进行，本公开的优点在于可以通过检测37℃至47℃的低温下的热流提供癌症诊断信息。
如上所述，本公开的使用热分析方法的便携式癌症诊断装置可独立使用或与电子装置一起使用。图6示意性地显示了使用热分析方法的独立便携式癌症诊断装置100，所述装置根据本公开的示例性实施方案独立使用，并且图7示意性地显示了使用热分析方法的可连接的便携式癌症诊断装置200，所述装置根据本公开的示例性实施方案与电子装置一起使用。
控制单元40可以将样品接收单元10的随时间变化的温度变化数据的温度分为低于第一预定温度的温度区A、第一预定温度和第二预定温度之间的温度区B和高于第二预定温度的温度区C，并且可以通过测量在温度区B花费的时间来确定癌症的存在。
图8显示了描述使用本公开的便携式癌症诊断装置的癌症诊断方法概念的曲线图。图8a显示了正常细胞的温度-时间图，其用于说明本公开的便携式癌症诊断装置的癌症诊断方法的概念，并且图8b显示了癌细胞的正常细胞的温度-时间图。参考图8a和8b，癌细胞的温度-时间图显示了当与正常细胞的温度-时间图比较时的特征拐点，并且在当与正常细胞的温度-时间图比较时，在特定温度范围内发生了时间延迟。因此，如果正常细胞的随时间变化的预定温度变化数据和由便携式癌症诊断装置测量的直到样品接收单元10达到预定温度所需的时间之间产生了显著差异，则可以诊断癌症。
第一预定温度可以为34℃至38℃，第二预定温度可以为42℃至47℃。特别地，第一预定温度可以为35℃至37℃，第二预定温度可以为45℃至47℃。第一预定温度是癌细胞的吸热反应开始的温度，第二预定温度是吸热反应结束的温度。如上所述，第一预定温度和第二预定温度之间的温度设为温度区B。由于在过滤掉没有发生热化学反应并且因此在癌症诊断中无用的其他温度范围的数据之后，仅温度区B的数据可以选择用于诊断，所以准确诊断成为可能。
另外，控制单元40可以通过测量样品接收单元10的温度一段预定时间，从样品接收单元10的随时间变化的温度变化数据来确定癌症的存在。如上所述，由于癌细胞的吸热反应，存在温度升高到37℃至47℃的区域。因此，通过测量样品接收单元10的温度一段预定时间，如果温度低于期望温度，则诊断癌症是可能的。特别地，预定时间可以设为正好在癌细胞的热化学反应终止之前的时间，使得可以清楚地测量温度升高的延迟。因此，它可以设为直到温度达到45℃至47℃的时间，这是癌细胞的热化学反应终止的范围。
控制单元40可以在x轴上为时间和y轴上为温度的曲线图上表示样品接收单元10的随时间变化的温度变化数据，并且可以通过分析根据时间对曲线图进行微分而获得的曲线图的大致形状来确定癌症的存在。与正常细胞不同，对于癌细胞，存在温度变化速率由于吸热反应而快速降低的范围。因此，通过根据时间对x轴上为时间和y轴上为温度的曲线图进行微分而获得的曲线图显示了特征的大致形状，其包括其导数快速降低然后快速增加的峰。这能够诊断样品中癌症的存在。这有利于即使当加热单元20的加热速率不能准确控制时，也能进行准确诊断。
控制单元40可以在x轴上为时间和y轴上为温度的曲线图上表示样品接收单元10的随时间变化的温度变化数据，可以将曲线图中的时间区分为对应于低于第一预定温度的时间区A、对应于第一预定温度和第二预定温度之间的时间区B和对应于高于第二预定温度的时间区C，并且可以通过分析通过根据时间区B的时间对曲线图进行微分而获得的曲线图的大致形状来确定癌症的存在。
第一预定温度可以为34℃至38℃，第二预定温度可以为42℃至47℃。特别地，第一预定温度可以为35℃至37℃，第二预定温度可以为45℃至47℃。第一预定温度是癌细胞的吸热反应开始的温度，第二预定温度是吸热反应结束的温度。如上所述，第一预定温度和第二预定温度之间的温度设为温度区B。由于在过滤掉没有发生热化学反应并且因此在癌症诊断中无用的其他温度范围的数据之后，仅温度区B的数据可以选择用于诊断，所以精确诊断成为可能。
根据另一个示例性实施方案，使用热分析方法的便携式癌症诊断装置可以通过将对应于预定最大目标温度的固定功率施加到加热单元20来控制加热单元20的温度。特别地，预定最大目标温度可以为50℃或高于50℃，用于完全检测癌细胞的热化学反应。图3A和图3B显示了其中通过施加对应于50℃的最大目标温度的固定功率来提高加热单元20的温度的实施例。
根据另一个示例性实施方案，使用热分析方法的便携式癌症诊断装置可以通过随时间以预定比率升高供应至加热单元20的功率来控制加热单元20以预定加热速率加热。
根据另一个示例性实施方案，使用热分析方法的便携式癌症诊断装置还可以包括测量加热单元20的温度的第二温度传感器，和可以使用由第二温度传感器测量的温度数据来控制加热单元20以预定加热速率加热的控制单元40。
即使当没有配置测量加热单元20的温度的第二温度传感器时，通过随时间以预定比率升高供应至加热单元20的功率，可以以一定程度控制加热速率。
但是，当没有额外配置测量加热单元20的第二温度传感器时，可以控制温度随时间线性增加，而与生物样品的量或其它条件无关。也就是说，可以同时测量加热单元20和样品接收单元10的温度，并更准确地控制对应于温度数据的加热单元20的加热速率。结果，更准确的诊断成为可能。
图9显示了描述根据本公开的示例性实施方案的癌症诊断方法的概念的曲线图，所述方法使用加热单元的加热速率受控的便携式癌症诊断装置。图9a显示了加热速率受控的加热单元20的温度-时间图，并且图9b显示了容纳由加热单元20加热的癌细胞的样品接收单元10的温度-时间图。如果如图9a所示，控制加热单元20的温度随时间线性变化，则如图9b所示，可以清楚地检测到癌细胞的温度-时间图中温度的增加被延迟的范围，因此，可以提高诊断的精确度。通过根据时间对曲线图进行微分，诊断的准确性可以进一步提高。
预定的加热速率可以为0.1℃/分钟至10℃/分钟，特别是1℃/分钟至5℃/分钟。如果加热速率低于0.1℃/分钟，则需要长时间的测量，因为加热样品非常慢。并且，如果加热速率超过10℃/分钟，则由于过快的加热速率，精确诊断可能会很困难。
控制单元40可以通过测量随时间供应至加热单元20的功率来确定癌症的存在。为了通过测量功率随时间的变化来确定癌症的存在，上述的第二温度传感器可以是必要的。如上所述，当额外配置了第二温度传感器时，样品接收单元10的温度可以以恒定加热速率升高，而与癌细胞的热化学反应无关。因为样品接收单元和加热单元20的温度分别通过第一温度传感器30和第二温度传感器测量，所以可以实时控制供应至加热单元20的功率，使得通过温度传感器之间的反馈以恒定速率加热样品接收单元10。因为供应功率的量在癌细胞的特征吸热反应中快速增加以保持加热速率，所以可以通过测量供应功率的快速增加量来确定癌症的存在。这有利于更准确的诊断，因为测量方法不受样品接收单元10中的容纳的生物样品的量、起始温度等所影响。
当使用热分析方法的便携式癌症诊断装置用于与电子装置连接时，它的运行可以通过与电子装置连接的接口单元50来控制，而无需用于装置运行的附加控制单元。接口单元50可以从电子装置接收功率供应和控制信号。也就是说，接口单元50不仅可以将由第一温度传感器30测量的随时间变化的温度变化数据传输到电子装置的控制单元，而且还通过将由电子装置的控制单元供应的功率传输到加热单元20来操作加热单元20。另外，它可以基于传输信号运行或停止加热单元20。
对此，使用热分析方法的便携式癌症诊断设备连接到电子装置时可以包括用于在电子装置的控制单元中操作电子装置的应用或程序。
生物样品可以是选自细胞组织、血液和体液中的一种或多于一种，尽管不限于此。本公开所述的生物样品包括全血、血清、血浆、尿液、粪便、痰、唾液、组织、细胞、细胞提取物、体外细胞培养物等。根据本公开的用于提供癌症诊断信息的方法，通过监测介质中细胞的热特异性，可以简单地获得结果，而无需任何预处理。
特别地，样品容器可以由具有高导热性的材料制备，用于精确分析生物样品的热行为。
样品容器可以由涂有碳基材料的金属制备，并且所述金属可以是具有优越的导热性的金属，其选自金、银、铜和铝中的一种或多于一种。
因为碳基材料如石墨、石墨烯、碳纳米管等具有优越的导热性，所以当其涂在容器外部上时，可以预期改善的导热性。
更特别地，样品容器可以具有100W/m·K或大于100W/m·K的导热性。因为基于样品精确的热行为分析诊断癌症的存在，当导热性低于100W/m·K时，不能实现具有高稳定性的诊断。
加热单元20使用从功率供应单元60提供的功率来加热其中引入了生物样品的样品接收单元10，并且通过施加预定能量来加热样品接收单元10。
使用热分析方法的便携式癌症诊断装置还可以包括显示关于癌症存在的测定结果的显示单元70。对于用于与电子装置连接的可连接便携式癌症诊断装置，可以通过电子装置显示结果，而无需额外的显示单元。
使用热分析方法的便携式癌症诊断装置还可以包括向加热单元20供应功率的功率供应单元。当额外配置了功率供应单元时，虽然与接收来自电子装置的功率供应的装置相比，该装置的尺寸和重量可能增加，但有利的是可以进行更精细的温度控制。
癌症的类型可以是选自血癌、肝癌、肺癌、膀胱癌、胃癌、结直肠癌、胆管癌、乳腺癌、子宫癌、结肠癌、卵巢癌、胰腺癌、前列腺癌、骨癌、皮肤癌、喉癌、鼻咽癌、小肠癌、甲状腺癌、甲状旁腺癌、尿道癌、支气管癌、肾癌和骨髓癌中的一种或多于一种癌症类型。
电子装置80可以是选自移动电话、智能手机、个人电脑、笔记本电脑和平板电脑中的任意一种。储存于应用或程序中的癌症诊断信息可以通过无线网络用于个人健康护理，并可以用作大数据。
在下文中，通过测试实施例更详细地描述本公开。
测试实施例1.血液癌细胞的差示扫描量热法
细胞
大鼠肾上皮细胞和人早幼粒细胞的白血病细胞HL-60购自韩国Cell Line Bank。
差示扫描量热法
使用DSC250(TA仪器)进行差示扫描量热法。在将样品温度在25℃维持10分钟同时以50mL/分钟的速率从外部供氮后，以2℃/分钟的速率将温度升高至50℃。
分析结果
图1显示了根据本公开的示例性实施方案对水进行差示扫描量热法的结果。如从图1能够看出的，在测量温度范围内没有特殊的变化，表明差示扫描量热法正常进行。
接下来，使用介质进行两次差示扫描量热法。图2显示了根据本公开的示例性实施方案对介质进行差示扫描量热法的结果。如从图2能够看出的，在介质的差示扫描量热法进行期间没有观察到特殊的变化。
另外，对正常细胞进行6次差示扫描量热法。图3A和图3B显示了根据本公开的示例性实施方案对正常细胞进行差示扫描量热法的结果。如从图3A和图3B能够看出的，在正常细胞中没有观察到特殊的变化。
对癌细胞进行5次差示扫描量热法。图4A显示了根据本公开的示例性实施方案对癌细胞和介质的混合物进行差示扫描量热法的结果，以及图4B和图4C比较了根据本公开的示例性实施方案对正常细胞和癌细胞进行差示扫描量热法的结果。图4D显示了根据本公开的示例性实施方案的癌细胞的附加测试的结果(在最佳温度范围外可以观察到特殊的结果)。
如从图4A能够看出的，在进行癌细胞与介质的混合物的差示扫描量热法期间，吸热反应(包括玻璃转化/相转化)在38.94℃至40.80℃开始。而且，如从图4B和图4C中正常细胞与癌细胞的比较可以看出的，热化学反应在癌细胞中更加明显。另外，如从图4D能够看出的，温度偏移的发生取决于癌细胞的结构等。
另外，对相同癌细胞重复进行差示扫描量热法3次。图5显示了重复三次根据本公开的示例性实施方案的相同癌细胞的差示扫描量热法的结果。如从图5能够看出的，在第一差示扫描量热法期间，吸热反应在39.47℃开始，但在第二次和第三次分析中由于癌细胞的变性或死亡，在相同样品中没有观察到特殊的变化(热吸收或转化)。
因此，通过血液癌细胞的差示扫描量热法，证实了与正常细胞不同，癌细胞在37℃至47℃的温度范围内发生热反应，并且可基于此提供癌症诊断信息如癌症的存在。
上述的示例性实施方案仅用于说明本公开，并且本公开不限于此。本领域普通技术人员将能够通过对其进行各种改变来实现本公开。因此，本公开的技术保护范围应由所附权利要求所限定。

Claims (18)

1.一种用于提供癌症诊断信息的方法，其包括：
获得生物样品的步骤；
在37℃至47℃的温度范围内获得生物样品的热流数据的步骤；和
基于热流数据提供癌症诊断信息的步骤。
2.根据权利要求1所述的用于提供癌症诊断信息的方法，其中生物样品是选自细胞组织、血液和体液中的一种或多于一种。
3.根据权利要求1所述的用于提供癌症诊断信息的方法，其中热流数据是选自热化学反应起始温度、热流量变化、卡路里变化、功率补偿和补偿温度中的一种或多于一种。
4.根据权利要求1所述的用于提供癌症诊断信息的方法，其中获得热流数据的步骤是通过差示扫描量热法(DSC)、等温滴定量热法(ITC)或差热分析(DTA)进行的。
5.根据权利要求1所述的用于提供癌症诊断信息的方法，其中获得热流数据的步骤是通过差示扫描量热法进行的，并且包括以1℃/分钟至10℃/分钟的速率将生物样品加热至37℃至47℃的步骤。
6.根据权利要求1所述的用于提供癌症诊断信息的方法，其中获得热流数据的步骤还包括在达到获得热流数据的温度之前，将生物样品的温度在25℃至30℃维持1分钟至60分钟的稳定步骤。
7.根据权利要求1所述的用于提供癌症诊断信息的方法，其中获得热流数据的步骤是通过差示扫描量热法进行的，并且，在基于热流数据提供癌症诊断信息的步骤中，基于生物样品的热化学反应起始温度提供关于癌症存在的诊断信息。
8.一种使用热分析方法的便携式癌症诊断装置，其包括：
用于将生物样品引入其中的样品接收单元；
用于加热样品接收单元的加热单元；
用于测量样品接收单元温度的第一温度传感器；
用于向加热单元供应功率的功率供应单元；和
控制单元，其用于基于由第一温度传感器测量的样品接收单元的随时间变化的温度变化数据来确定癌症的存在。
9.一种使用热分析方法的便携式癌症诊断装置，其包括：
用于将生物样品引入其中的样品接收单元；
用于加热样品接收单元的加热单元；
用于测量样品接收单元温度的第一温度传感器；和
接口单元，其用于将由第一温度传感器测量的样品接收单元的随时间变化的温度变化数据传输到电子装置的控制单元，并从电子装置向加热单元供应功率，
其中电子装置的控制单元基于由接口单元传输的随时间变化的温度变化数据确定癌症的存在。
10.根据权利要求8或9所述的使用热分析方法的便携式癌症诊断装置，其中控制单元将样品接收单元的随时间变化的温度变化数据的温度分为低于第一预定温度的温度区A、第一预定温度和第二预定温度之间的温度区B和高于第二预定温度的温度区C，并且通过测量在温度区B花费的时间确定癌症的存在。
11.根据权利要求8或9所述的使用热分析方法的便携式癌症诊断装置，其中控制单元通过测量样品接收单元的温度一段预定时间，从样品接收单元的随时间变化的温度变化数据来确定癌症的存在。
12.根据权利要求8或9所述的使用热分析方法的便携式癌症诊断装置，其中控制单元在x轴上为时间和y轴上为温度的曲线图上表示样品接收单元的随时间变化的温度变化数据，并且通过分析根据时间对曲线图进行微分而获得的曲线图的大致形状确定癌症的存在。
13.根据权利要求8或9所述的使用热分析方法的便携式癌症诊断装置，其中控制单元在x轴上为时间和y轴上为温度的曲线图上表示样品接收单元的随时间变化的温度变化数据，将曲线图中的时间区分为对应于低于第一预定温度的时间区A、对应于第一预定温度和第二预定温度之间的时间区B和对应于高于第二预定温度的时间区C，并且通过分析通过根据时间区B的时间对曲线图进行微分而获得的曲线图的大致形状来确定癌症的存在。
14.根据权利要求8或9所述的使用热分析方法的便携式癌症诊断装置，其中使用热分析方法的便携式癌症诊断装置通过将对应于预定最大目标温度的固定功率施加到加热单元来控制加热单元的温度。
15.根据权利要求8或9所述的使用热分析方法的便携式癌症诊断装置，其中使用热分析方法的便携式癌症诊断装置通过随时间以预定比率升高供应至加热单元的功率来控制加热单元以预定加热速率加热。
16.根据权利要求8或9所述的使用热分析方法的便携式癌症诊断装置，其中使用热分析方法的便携式癌症诊断装置还包括测量加热单元的温度的第二温度传感器，和使用由第二温度传感器测量的温度数据来控制加热单元以预定加热速率加热的控制单元。
17.根据权利要求16所述的使用热分析方法的便携式癌症诊断装置，其中控制单元通过测量供应至加热单元的随时间变化的功率来确定癌症的存在。
18.根据权利要求8或9所述的使用热分析方法的便携式癌症诊断装置，其中生物样品是选自细胞组织、血液和体液中的一种或多于一种。
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