CN113631912A - 基于珠粒的样品分析 - Google Patents

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Abstract

除其他外，引起两个或更多个不同抗体结合至样品中的化学组分的一个或多个单元。抗体的每一个附接至一个或多个珠粒(例如微珠粒)。样品位于图像传感器的表面上。在图像传感器处，接收源于珠粒以外的光源处的光。接收的光包括由珠粒反射、由珠粒折射或透射穿过珠粒的光。图像传感器捕获包括珠粒的样品的一个或多个图像。处理样品的图像的至少一个以单独计算个别珠粒和附接至两个或更多个抗体的珠粒中的两个或更多个的复合体，所述抗体与化学组分的单元结合。使用该处理的结果来鉴定样品中化学组分的存在或水平。

Description

基于珠粒的样品分析
背景
该说明书关于基于珠粒的样品分析。
为获得患者的全血样品中的所有有用信息用于诊断的目的，例如不仅需要血液样品中各种类型的血细胞的全血细胞计数(CBC)及其血红蛋白含量，而且需要血液的非细胞部分(例如血浆)中其他组分的化学分析。此类其他组分可以包括各种种类的分子和离子。
通常，实验室中在大型昂贵机器上使用通过静脉切开术所获得的静脉血管来进行血液的CBC和化学分析两者。完成化学分析且返回结果可能需要数小时或数天。
概述
一般而言，在一方面，引起两个或更多个不同抗体结合至样品中化学组分的一个或多个单元的每个单元。抗体的每一个附接至一个或多个珠粒(例如微珠粒)。样品位于图像传感器的表面上。在图像传感器处，接收源于除珠粒外的光源的光。接收的光包括由珠粒反射、由珠粒折射或透射穿过珠粒的光。图像传感器捕获包括珠粒的样品的一个或多个图像。处理样品的图像的至少一个以单独计算个别珠粒和附接至两个或更多个抗体的珠粒中的两个或更多个的复合体，所述抗体与化学组分的每个单元结合。使用处理的结果来鉴定样品中化学组分的存在或水平。
实施方案可包括以下特征的一个或者两个或更多个的组合。两个或更多个不同抗体结合于化学组分的单元的不同位置处。在一些情况中，附接至不同抗体的至少两个的珠粒具有相同反射、折射及透射特性。在一些情况中，附接至不同抗体的至少两个的珠粒对于源于光源处的光具有不同反射、折射或透射特性或它们的组合。不同反射、折射或透射特性包括珠粒的颜色。不同反射、折射或透射特性包括珠粒的大小。不同反射、折射或透射特性包括珠粒的形状。不同反射、折射或透射特性包括珠粒的双折射性。使样品位于图像传感器的表面上包括在表面上形成样品的单层。处理包括基于(a)个别珠粒的数目与珠粒复合体的数目之间的确定关系与(b)具有已知量的组分的其他样品中个别珠粒的数目与珠粒复合体的数目之间的已知关系的比较来确定样品中化学组分的量。样品包括人或动物的全血。处理图像的至少一个以确定样品中一种或多种类型的血细胞的计数。处理图像的至少一个以确定样品的全血细胞计数。方法在照护点处完成。
一般而言，在一方面，图像传感器具有于图像传感器的表面处暴露的光敏组件阵列。表面经配置以接收含有化学组分的单元的样品。化学组分的单元的至少一个具有与其结合的两个或更多个不同抗体。不同抗体的每一个附接至具有相同反射、折射及透射特性的单一类型的珠粒。光源经配置以照射样品。光敏组件经配置以接收来自光源的光，所述光包括由珠粒反射、由珠粒折射或透射穿过珠粒的光的光。处理器经配置以(a)接收包括直接指示物珠粒的样品的通过图像传感器基于接收的光所捕获的一个或多个图像，(b)处理图像的至少一个以鉴定个别珠粒和附接至两个或更多个抗体的珠粒中的两个或更多个的复合体，所述抗体与化学组分的单元结合，和(c)使用表示鉴定个别珠粒和两个或更多个珠粒的复合体的信息来确定样品中化学组分的存在或量或两者。
一般而言，在一方面，引起两个或更多个抗体结合至样品中化学组分的一个或多个单元。抗体的一个或多个附接至一个或多个珠粒。抗体的至少另一个附接于表面上的位置处。在图像传感器处，样品施加于图像传感器的表面上。接收源于光源且由附接至抗体的一个或多个珠粒反射、由一个或多个珠粒折射或透射穿过一个或多个珠粒的光。图像传感器捕获包括一个或多个珠粒的样品的一个或多个图像。处理包括一个或多个珠粒的样品的图像的至少一个以鉴定抗体附接于表面上的位置，且使用位置来确定样品中化学组分的存在或水平。
实施方案可包括以下特征的一个或者两个或更多个的组合。抗体附接的表面包括图像传感器的表面。抗体附接的表面包括面向图像传感器的表面的表面。
一般而言，在一方面，光敏组件阵列于图像传感器的表面处暴露。表面经配置以接收含有化学组分的一个或多个单元的样品。化学组分的一个或多个单元的至少一个使两个或更多个不同抗体与其结合。抗体的至少一个偶联至一个或多个珠粒。抗体的至少另一个附接于表面上的位置处。光源经配置以照射样品。光敏组件经配置以接收源于源且由一个或多个珠粒反射、由一个或多个珠粒折射或透射穿过一个或多个珠粒的光。处理器经配置以(a)接收通过图像传感器基于接收的光所捕获的一个或多个图像，(b)处理一个或多个图像的至少一个以鉴定珠粒偶联抗体附接至表面的位置，和(c)使用位置来确定样品中化学组分的存在或水平。
一般而言，在一方面，可见鉴定标记与样品的化学组分的单元相关联。当样品与暴露光敏组件阵列的图像传感器的表面接触时，捕获包括可见鉴定标记的样品的一个或多个图像。基于捕获图像来确定一种或多种类型的化学组分的存在或水平。
一般而言，在一方面，样品包括样品的多种类型的化学组分的单元和与单元相关联的可见鉴定标记。光敏组件阵列于图像传感器的表面处暴露。图像传感器经配置以在样品位于表面处时捕获包括可见鉴定标记的样品的一个或多个图像。处理器经配置以基于捕获图像来确定化学组分的一个或多个的存在或水平。
一般而言，在一方面，在暴露光敏组件阵列的图像传感器的表面上进行全血的样品的全血细胞计数和化学分析两者。全血细胞计数和化学分析基于源于样品以外的光源且由样品反射、折射或透射至图像传感器的表面的光。
一般而言，在一方面，光敏组件阵列于图像传感器的表面处暴露。表面经配置以接收全血的样品。光源经配置以照射样品。光敏组件经配置以接收源自源且由样品反射、由样品折射或透射穿过样品的光。处理器经配置以基于源于光源且由样品反射、由样品折射或透射穿过样品至图像传感器的表面的光来进行全血样品的全血细胞计数和化学分析两者。
这些和其他方面、特征、实施方案和优点(1)可表示为方法、装置、系统、组件、程序产品、商业方法、用于进行功能的方式或步骤以及以其他方式，且(2)将根据以下描述以及根据权利要求变得明显。
描述
图1、图2、图3和图5是样品的化学分析的示意图。
图4是标准曲线的曲线图。
在此我们描述了样品分析技术，其在一些实施方案中可使用小型便携易使用的相对较便宜样品分析装置在数分钟内以低成本直接在照护点处单独或结合CBC来进行全血样品的化学分析。在一些使用中，由于其小尺寸及低成本，样品分析装置可大量复制且分布于一个或多个健康护理、居住、工业或商业场所内的诸多位置。在一些应用中，样品分析装置的许多单元可分布并用于包括其中用于样品分析(例如血液化学或CBC)的设备原本不可用或极其昂贵的位置的场所中。
我们广泛使用术语“照护点(point-of-care)”来包括例如，物理接近患者或正提供健康护理的其他人的任何位置。在许多情况中，照护点是指患者的实体存在中(例如在相同房间或建筑物中或在相同位置处或在短距离内)所提供的服务。
尽管以下许多讨论涉及将样品分析技术应用于从人或其他动物抽取的全血的化学分析，但样品分析技术也可应用于其中样品(其可以但未必是生物样品)含有感兴趣的化学组分(诸如分子或离子)且可不涉及计数且可或可不包括待计数的粒子、单元或一种或多种其他元素的各种背景。
我们广泛使用术语“样品”来包括例如，含有一个或多个可分析化学组分且也可或可不含有一种或多种类型的一个或多个可计数单元的任何流体或其他物质或材料体。在一些情况中，可计数单元可以是不透射、半透射或以其他方式不透射入射光。在一些情况中，可分析化学组分可以是透射、半透射或以其他方式不透射入射光。在一些实例中，样品是含有不同类型的可计数血细胞且也含有可分析化学组分(举两个例子，诸如分子或离子)的全血。
我们广泛使用术语“化学组分”来包括例如，化学化合物、离子、分子和不可以以可辨别(例如可见)的可计数单元的形式出现的样品的其他成分。
我们广泛使用术语“化学组分的单元”来包括例如，化学组分的单一单元，诸如单一分子、离子或其他成分。在典型样品中，存在给定类型的化学组分的许多单元，例如化学化合物的许多分子。
我们广泛使用术语“可计数单元”来包括例如，离散、可辨别、可见、可鉴定及易计算的存在于样品中的元素。可计数单元通常不透明。就全血而言，可计数单元可包括不同类型的血细胞。
我们广泛使用术语“化学分析”来包括例如，样品中一种或多种类型的化学组分的鉴定和定量(例如水平的确定)。在一些情况中，化学分析可包括鉴定一种或多种类型的一个或多个分子的存在和表征样品或特定体积的样品中的各类型的分子的量、体积或百分比。
如早先所提及，尽管样品分析技术具有较广泛的应用，但为方便起见，我们有时讨论其中样品包含全血或全血的组分的特定实例。
我们广泛使用术语“全血”来包括例如，从人或其他动物抽取的其原始形式的血液。全血包括诸如血细胞及血浆的可计数单元，其包括化学组分。如标题为“血浆”的维基百科条目中所描述，血浆是“通常使血细胞悬浮保持于全血中的血液的淡黄液体组分。也就是说，其是携载细胞和蛋白质的血液的液体部分...其大部分为水(按体积高达95％)且含有溶解蛋白质(6％至8％)(例如血清白蛋白、球蛋白和纤维蛋白原)、葡萄糖、凝血因子、电解质(Na+、Ca2+、Mg2+、HCO3 -、Cl-等等)、激素、二氧化碳(血浆是用于排泄物运输的主要介质)和氧气。”凝血因子包括参与血块形成的分子，诸如血纤维蛋白溶酶原和凝血酶原。
我们广泛使用术语“血细胞”来包括例如，红细胞(红血细胞)、白细胞(白血细胞)、罕见血细胞类型、不确定血细胞类型和血小板(凝血细胞)。
如图1中所示，用于血液的化学分析的典型自动化技术10使用基于荧光的夹心免疫分析技术来鉴定和定量非细胞化学组分12，例如血浆14中一个或多个化学组分的分子。基于荧光的夹心免于分析中的“夹心”的“填料”是例如血浆中给定目标化学组分的分子16。实际上，各分子由于将两种类型20、22的抗体添加至血液样品而被夹置18。已知一种类型的抗体20特异性结合至目标分子上的位置24且充当“捕获抗体”，也就是说其提供保持目标分子的已知“基底”。另一类型的抗体22充当“检测抗体”且也已知其特异性结合至目标分子，但结合至目标分子上的不同位置26。在一些实例中，例如，捕获抗体固定至表面28且确实“捕获”目标分子并使其保持于表面上的特定位置处。检测抗体通常由附接至其的荧光分子30标记。
一旦捕获目标分子(即结合至捕获抗体)，高强度激发光32以一种波长带照射样品以引起从附接的荧光分子以不同、通常较长的荧光波长带发射34强度低得多的光。发射光由光检测器36感测(在穿过滤波器38以阻挡强度高得多的激发光之后)。光检测器对相对较低强度的荧光波长带光的存在和强度水平高度敏感且因此可产生指示荧光强度且继而指示存在于样品中的目标化学组分的量的信号。
荧光夹心技术可用于通过使用捕获抗体和经适当标记(通过荧光分子)的检测抗体的不同适当对来同时鉴定和定量血液的不同目标化学组分。在此类多任务的一些实施方案中，不同捕获抗体在不同位置处附接至固定表面以藉此基于其在固定表面处的位置来区分不同目标分子。在一些实施方案中，目标分子保持溶解或悬浮于样品中且不同捕获抗体使用产生不同波长带或波长带的不同组合中的荧光的荧光珠粒(例如
Figure BDA0003279630040000061
珠粒)来标记以藉此在不考虑其在样品中的位置的情况下区分不同类型的目标分子。
如稍后将讨论，在样品分析技术的一些实施方案中，化学分析与用于进行全血细胞计数(CBC)的接触式单层非荧光成像技术组合。由于若干原因，刚刚描述的标准荧光夹心技术不与接触式单层非荧光CBC技术最佳相容。一个原因在于接触式CBC技术中，血液样品通常与图像传感器的光敏表面直接接触，其阻止在表面与样品之间包括滤波组件来阻挡高强度激发光。第二个原因在于接触式CBC技术不易与荧光夹心免疫分析技术中一般所需的清洗及其他处理步骤(其中之一涉及从样品移除不透明血细胞)相容。无法在用于样品分析技术的相同全血样品也用于接触式CBC技术时容易地施加清洗和处理步骤。[然而，如稍后将讨论，因为接触式CBC技术基于使用血液的单层，所以单层的部分无血细胞且仅含有透光血浆。因此，尽管图像传感器的整个区域可由于存在血细胞而不适合于目标分子的化学分析，但图像传感器的区域的一些部分适合于样品分析技术，甚至使用全血。]荧光夹心技术不与上述接触式CBC技术最佳相容的第三原因在于高分辨率图像传感器的小尺寸像素无法适当提供与较大面积光检测器可提供的光敏度来检测低强度发射荧光。
本文中所描述的样品分析技术可独立用于进行全血的化学分析或可与使用相同样品及来自相同光源的光的接触式CBC技术组合或互补(同时或循序)用于进行全血的化学分析。因此，可在照护点处基本上同时使用小型便宜装置来对全血的微小样品(例如小于50微升或小于15微升或小于5微升的样品)快速进行接触式CBC技术和血液化学分析两者。尽管我们通常讨论其中对全血进行化学分析的实例，但样品分析技术可应用于原全血或已经处理以更改或调整或移除或补充化学组分的全血或已自其移除一些或所有血细胞的全血(其包括血浆)。
我们广泛使用术语“接触式CBC技术”来包括例如，其中在与图像传感器的表面接触(例如在图像传感器的表面的近场距离内)的样品中鉴定和计数一种或多种类型的血细胞的任何技术。可在美国公开专利2016/0041200、2014/0152801、2018/0284416、2017/0293133、2016/0187235和美国专利9,041,790、9,720,217、10,114,203、9,075,225、9,518,920、9,989,750、9,910,254、9,952,417、10,107,997的一个或多个中找到关于接触式CBC技术的额外信息，所有所述专利以引用的方式并入本文中。
参考图2，在样品分析技术的一些实施方案中，全血的单层100位于其中暴露光敏组件(例如像素)阵列106的高分辨率图像传感器104的表面102与盖110的对应表面108之间以形成具有由其长度、宽度及表面102与表面108之间的厚度112界定的已知体积的单层。美国公开专利2016/0041200、2014/0152801、2018/0284416、2017/0293133、2016/0187235和美国专利9,041,790、9,720,217、10,114,203、9,075,225、9,518,920、9,989,750、9,910,254、9,952,417、10,107,997的一个或多个中描述用于形成此类单层的结构和技术的实例，所有所述专利以引用的方式并入本文中。
我们广泛使用术语“高分辨率”来包括例如，在两个维度的一个或两者上具有小于例如5μm或3μm或1μm或亚微米的像素间距的图像传感器。
我们广泛使用术语“单层”来包括例如，样品的体积，其具有不大于样品中特定类型的单元(诸如血细胞)的厚度的厚度，使得两个单元无法在由厚度界定的维度上跨单层堆栈。就全血样品而言，单层的厚度可在1微米至100微米的范围内。
来自光源122的光120照射单层100。光的部分124可穿过样品单层且由图像传感器的阵列128中的光敏组件126接收。光的部分130可由单层的组分131反射或折射且反射或折射光可由阵列中的光敏组件接收。光的部分132可透射穿过单层的组分且透射光可由阵列中的光敏组件接收；光的部分可由单层的组分吸收。如稍后将讨论，单层的组分可包括可计数单元、化学组分、珠粒及其他元素。
光源可经配置或控制或两者以提供一个或多个选定波长带和它们的组合中的照射光。可使用各种类型的光源和它们的组合，例如LED、LED面板、有机LED、荧光面板、白炽灯、周围照明、单色LED阵列、窄带源阵列(诸如红光、绿光及蓝光LED或雷射)、小型化彩色显示器(诸如液晶或有机LED(OLED)显示器或RGB雷射彩色投影仪)。
使用源于光源且穿过单层、由单层反射或折射或透射穿过单层的光，图像传感器捕获包括各种类型的可计数单元(例如血细胞)和可检测的化学组分(以其原生状态或作为被标记的结果，如稍后将讨论)的单层的一个或多个图像。捕获图像的一个或多个由一个或多个处理器或其他图像处理组件113处理以产生关于全血样品的信息133，其包括例如可计数单元和化学组分的CBC或化学分析或两者。此外，所得信息可包括红细胞及其血红蛋白含量的计数。
可通过在捕获图像中鉴定和计数样品中的各类型的可计数单元的数目来产生CBC信息。例如，可在美国公开专利2016/0041200、2014/0152801、2018/0284416、2017/0293133、2016/0187235及美国专利9,041,790、9,720,217、10,114,203、9,075,225、9,518,920、9,989,750、9,910,254、9,952,417、10,107,997中找到关于CBC技术及关于使用接触式图像传感器来成像的额外信息，所有所述专利以引用的方式并入本文中。
如图3中所展示，全血的单层140(诸如用于接触式CBC技术的全血的相同单层)可用于全血的各种化学组分142、144的化学分析。为此，可将全血单层样品的不同类型的化学组分的个别单元视为类似于荧光夹心的夹心148的填料。然而，在本文所描述的样品分析技术的实施方案中，捕获抗体150、152和检测抗体154、156附接至珠粒158、160、162和164，珠粒158、160、162和164无需具有荧光性质且可直接使用源于光源且穿过单层或单层的组分、由单层或单层的组分反射或折射或透射穿过单层或单层的组分的光来可视或以其他方式可检测。所得光由排列于图像传感器168中的光敏组件(例如像素)166接收。(不同于荧光技术，光源不在单层样品内而是在其外部。)
使用接收的光(在一些情况中，用于接触式CBC技术的相同接收的光)，图像传感器捕获单层样品的一个或多个图像。一个或多个处理器170或其他图像处理装置处理一个或多个接收图像且应用各种技术来鉴定样品中的各化学组分的存在且确定其水平(例如数量、量、体积、百分比)。
附接抗体150、152和154、156的珠粒158、160、160、162无需具有荧光性质。珠粒可具有可基于从其反射、由其折射或穿过其的来自光源的光可检测、可视或以其他方式可辨别的特性。我们有时将这些珠粒指称为“直接指示物珠粒”。直接指示物珠粒可呈有时参考其小尺寸而称为微珠粒的形式。微珠粒具有通常在0.5微米至500微米的范围内的大小。
我们广泛使用术语“直接指示物珠粒”(或有时简称为“珠粒”)来包括例如，可附接至样品的化学组分或与样品的化学组分相关联且可在传感器处使用入射于指示物装置或特性上且由指示物装置或特性反射或折射或透射穿过指示物装置或特性的接收的光来鉴定的任何标签、标记或其他指示物装置或指示物特性。在一些情况中，直接指示物珠粒可呈小晶粒、粒子、珠粒、小球或其他组件及它们的组合的形式且可具有各种形状、大小、材料及颜色。
为确定样品中化学组分的单元的存在，处理器分析图像以检测由源自光源且自珠粒反射、由珠粒折射或透射穿过珠粒至图像传感器的表面的光揭露的珠粒和两个或更多个珠粒的复合体的直接可辨别特性。
我们广泛使用珠粒及珠粒复合体的术语“直接可辨别特性”来包括例如，可自源于光源且自珠粒反射、由珠粒折射或透射穿过珠粒的光检测、确定或推导的任何质量、属性或其他特征。直接可辨别特性可包括例如颜色、大小、纹理、双折射性或形状或它们的组合。
我们广泛使用术语“珠粒的复合体”来包括例如，可因为其附接至样品中单元(诸如分子或其他化学组分)而彼此相关联的两个或更多个珠粒。通常，可检测彼此非常恒定接近(例如触碰)的复合体的两个或更多个珠粒。在一些情况中，复合体的两个或更多个珠粒因为其具有两个或更多个预定不同直接可辨别特性而可检测。例如，复合体的两个珠粒可具有可通过处理来自图像传感器的图像来辨别的两个特定不同颜色。
可以以各种不同模式应用我们在本文中描述的样品分析技术。
在一种此类模式(我们有时称为复合珠粒模式)的一些实例中，化学组分保持溶解或悬浮于样品中。各偶联至分离的直接指示物珠粒的捕获抗体和检测抗体同时结合至目标化学组分的给定目标分子或其他单元上的两个不同位置以形成两个珠粒的复合体(即，双联体)。[因为各直接指示物珠粒具有与其结合表面的一个以上其特定(捕获或检测)抗体，所以珠粒可同时参与一个以上此类复合体以形成三联体或更高阶珠粒复合体。]
可通过处理由图像传感器捕获的一个或多个图像来鉴定存在于双联体或更高阶复合体中且因此与化学组分相关联的珠粒。可通过确定复合珠粒与样品中所鉴定的珠粒的总数目(复合及单独(即非复合))的比例来确定样品中化学组分的目标单元(例如分子)的水平或量或数量或浓度。
确实，所鉴定的单独珠粒未必为未结合至目标分子的珠粒，因为在一些情况中，仅捕获抗体或检测抗体但非两者可结合至目标分子。
然而，在恒定保温条件下且假设样品中的珠粒偶联捕获抗体和珠粒偶联检测抗体的浓度恒定且其比率已知，可凭经验建立表示珠粒复合指数(即，复合珠粒与由装置鉴定的总珠粒的比例)与目标分子的浓度之间的关系的“标准曲线”。
这已用针对催乳素的实验完成以产生图4中所展示的标准曲线。使用标准曲线，可通过确定相同保温条件下的珠粒复合指数来确定样品中的催乳素的原本未知浓度。
在一些实施方案中，相同珠粒可用于标记将结合至化学组分的给定单元的捕获抗体和检测抗体两者。在一些实施方案中，可通过使用具有将附接至不同化学组分的单元的捕获抗体和检测抗体的不同直接可辨别特性的珠粒复合体来同时多任务检测不同化学组分的存在和水平的程序。可通过使用具有不同颜色、大小、形状、纹理或其他直接可辨别特性的珠粒来达成多任务。
如图5中所展示，在一些实施方案中，捕获抗体200不可逆地结合至固定表面202，例如，不同类型的捕获抗体结合为固定表面上的阵列204中的已知对应位置中的点206。在这些实施方案中，捕获抗体无需具有附接至其的直接指示物珠粒，但检测抗体将具有附接至其的直接指示物抗体。固定表面可为面向图像传感器104的表面102且界定由样品的单层100占用的间隙的盖110的表面108。当样品的单层位于间隙中且与捕获抗体阵列中的印刷点接触时，样品中的各自化学组分将基于化学组分的类型来结合至由阵列中的印刷点的位置界定的位置中的各自捕获抗体，且可同时结合至偶联至直接指示物珠粒的检测抗体。然后，可处理使用穿过单层且由直接指示物珠粒反射、折射或透射的入射光所捕获的图像以基于附接至检测抗体的珠粒的成像位置来鉴定及确定不同类型的化学组分的量。这种化学分析技术可单独或与早先所讨论的接触式CBC技术组合使用。
在一些实施方案中，可使用基于位置的化学分析技术和溶解中或悬浮中(即，非基于位置的复合珠粒模式)化学分析技术的组合。
为在照护点背景中使用这些化学分析技术与CBC技术的组合，必须采取步骤以在将样品负载至图像传感器表面上的前将珠粒偶联抗体给予样品。一种方法可以是使从患者取得的血液样品通过其中干燥珠粒偶联抗体由血液溶解且允许其与目标分子结合的管。接着，可将制备样品放置于传感器表面上。另一种方法可以是将珠粒偶联抗体(在一些情况中，外加不可逆地结合于盖的特定位置处的无珠粒捕获抗体)沉积至盖110的表面108上，使得当盖在形成单层中遇到血液样品时，溶解该抗体。
其他实施方案也在所附权利要求的范围内。

Claims (23)

1.方法，其包括：
引起两个或更多个不同抗体结合至样品中化学组分的一个或多个单元的每个单元，所述抗体的每一个附接至一个或多个珠粒；
使所述样品位于图像传感器的表面上；
在所述图像传感器处，接收源于除所述珠粒外的光源处的光，接收的光包括由所述珠粒反射、由所述珠粒折射或透射穿过所述珠粒的光，
所述图像传感器捕获包括所述珠粒的所述样品的一个或多个图像；
处理所述样品的所述图像的至少一个以单独计算个别珠粒和附接至所述两个或更多个抗体的珠粒中的两个或更多个的复合体，所述抗体与所述化学组分的每个单元结合，以及
使用所述处理的结果来鉴定所述样品中所述化学组分的存在或水平。
2.权利要求1的方法，其中所述两个或更多个不同抗体在所述化学组分的单元的不同位置处结合。
3.权利要求1或2的方法，其中附接至所述不同抗体的至少两个的所述珠粒具有相同反射、折射及透射特性。
4.权利要求1至3中任一项的方法，其中附接至所述不同抗体的至少两个的所述珠粒具有对于源于所述光源处的光的不同反射、折射或透射特性或它们的组合。
5.权利要求4的方法，其中所述不同反射、折射或透射特性包含所述珠粒的颜色。
6.权利要求4或5的方法，其中所述不同反射、折射或透射特性包含所述珠粒的大小。
7.权利要求4至6中任一项的方法，其中所述不同反射、折射或透射特性包含所述珠粒的形状。
8.权利要求4至7中任一项的方法，其中所述不同反射、折射或透射特性包含所述珠粒的双折射性。
9.权利要求1至8中任一项的方法，其中使所述样品位于所述图像传感器的表面上包括在所述表面上形成所述样品的单层。
10.权利要求1至9中任一项的方法，其中所述处理包括基于(a)所述个别珠粒的数目与所述珠粒复合体的数目之间的确定关系与(b)具有已知量的组分的其他样品中的所述个别珠粒的数目与所述珠粒复合体的数目之间的已知关系的比较来确定所述样品中所述化学组分的量。
11.权利要求1至10中任一项的方法，其中所述样品包含人或动物的全血。
12.权利要求1至11中任一项的方法，其包括：
处理所述图像的至少一个以确定所述样品中一种或多种类型的血细胞的计数。
13.权利要求1至12中任一项的方法，其包括：
处理所述图像的至少一个以确定所述样品的全血细胞计数。
14.权利要求1至13中任一项的方法，其在照护点处完成。
15.装置，其包含：
图像传感器，其具有于所述图像传感器的表面处暴露的光敏组件的阵列，所述表面经配置以接收含有化学组分的单元的样品，所述化学组分的所述单元的至少一个具有与其结合的两个或更多个不同抗体，所述不同抗体的每一个附接至具有相同反射、折射及透射特性的单一类型的珠粒；
光源，其经配置以照射所述样品，
所述光敏组件，其经配置以接收来自所述光源的光，所述光包括由所述珠粒反射、由所述珠粒折射或透射穿过所述珠粒的光；和
处理器，其经配置以(a)接收包括直接指示物珠粒的所述样品的通过图像传感器基于所述接收的光所捕获的一个或多个图像；(b)处理所述图像的至少一个以鉴定个别珠粒和附接至所述两个或更多个抗体的所述珠粒中的两个或更多个的复合体，所述抗体与所述化学组分的单元结合；和(c)使用表示鉴定所述个别珠粒和两个或更多个珠粒的复合体的信息来确定所述样品中所述化学组分的存在或量或两者。
16.方法，其包括：
引起两个或更多个不同抗体结合至样品中化学组分的一个或多个单元，所述抗体的一个或多个附接至一个或多个珠粒，所述抗体的至少另一个附接于表面上的位置处；
将所述样品施加于图像传感器的表面上；
在所述图像传感器处，接收源于光源且由附接至所述抗体的所述一个或多个珠粒反射、由附接至所述抗体的所述一个或多个珠粒折射或透射穿过附接至所述抗体的所述一个或多个珠粒的光，
所述图像传感器捕获包括所述一个或多个珠粒的所述样品的一个或多个图像；
处理包括所述一个或多个珠粒的所述样品的所述图像的至少一个以鉴定其中所述抗体附接于所述表面上的位置；和
使用所述位置来确定所述样品中所述化学组分的存在或水平。
17.权利要求16的方法，其中附接所述抗体的所述表面包含所述图像传感器的表面。
18.权利要求16的方法，其中附接所述抗体的所述表面包含面向所述图像传感器的表面的表面。
19.装置，其包含：
光敏组件阵列，其于图像传感器的表面处暴露，所述表面经配置以接收含有化学组分的一个或多个单元的样品，所述化学组分的所述一个或多个单元的至少一个具有与其结合的两个或更多个不同抗体，所述抗体的至少一个偶联至一个或多个珠粒，所述抗体的至少另一个附接于表面上的位置处，
光源，其经配置以照射所述样品，
所述光敏组件，其经配置以接收源于所述源且由所述一个或多个珠粒反射、由所述一个或多个珠粒折射或透射穿过所述一个或多个珠粒的光；和
处理器，其经配置以(a)接收通过所述图像传感器基于所述接收的光所捕获的一个或多个图像，(b)处理所述一个或多个图像的至少一个以鉴定其中所述珠粒偶联抗体附接至所述表面的位置，和(c)使用所述位置来确定所述样品中所述化学组分的存在或水平。
20.方法，其包括：
使可见鉴定标记与样品的化学组分的单元相关联；
当所述样品与暴露光敏组件阵列的图像传感器的表面接触时，捕获包括所述可见鉴定标记的所述样品的一个或多个图像；和
基于所述捕获图像来确定一种或多种类型的化学组分的存在或水平。
21.装置，其包含：
样品，其包含样品的多种类型的化学组分的单元和与所述单元相关联的可见鉴定标记；
光敏组件阵列，其于图像传感器的表面处暴露，所述图像传感器经配置以在所述样品位于所述表面处时捕获包括所述可见鉴定标记的所述样品的一个或多个图像；和
处理器，其经配置以基于所述捕获图像来确定所述化学组分的一个或多个的存在或水平。
22.方法，其包括：
在暴露光敏组件阵列的图像传感器的表面上进行全血样品的全血细胞计数和化学分析两者，所述全血细胞计数和所述化学分析基于源于所述样品以外的光源且由所述样品反射、折射或透射至所述图像传感器的所述表面的光。
23.装置，其包含：
光敏组件阵列，其于图像传感器的表面处暴露，所述表面经配置以接收全血样品；
光源，其经配置以照射所述样品，
所述光敏组件，其经配置以接收源自所述源且由所述样品反射、由所述样品折射或透射穿过所述样品的光；和
处理器，其经配置以基于源于所述光源且由所述样品反射、由所述样品折射或透射穿过所述样品至所述图像传感器的所述表面的光来进行所述全血样品的全血细胞计数和化学分析两者。
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