CN1285912A - 对产品试样中特定组分进行计量的装置和方法及仪器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于对产品试样中的至少一个特定组分进行计量的装置,其包括容器(110)和盖(120),两者可安装在一起而形成一个封闭的接受器,其特征是:所述容器具有竖直轴线(101),容器和盖带有同轴的圆筒形壁(111、112、113),并在容器内部确定了同心的环形腔(102、103、104),所述壁将所述腔隔离开,每个壁包括开口(111a、112a),盖和容器可绕竖直轴线相对转动,所述开口以预定的方式进行设置,所述壁可相对移动,使开口可相向或错开定位,从而使所述连续腔彼此连通或隔离。本发明还涉及一种使用这种装置的方法和实现所述方法的仪器。

Description

对产品试样中特定组分进行计量的装置和方法及仪器

本发明涉及一种对产品试样中的至少一个特定组分进行定性或定量计量的装置，使用该装置可进行免疫计量，本发明还涉及一种应用该装置的方法和仪器。

对化学或生物试样中的被分析物进行检验、检测或定量分析的方法有多种。

这些方法主要是以由特定结合对组分之间的亲和反应而形成的合成物为基础的。

这些配合基/受体型反应由抗原和特定抗体之间的相互作用、两个互补的核酸序列之间的杂交或者蛋白质(例如：酶、荷尔蒙或其它生物体)与其配合基、基质或受体的结合部位之间的认可现象而引起。

亲和合成物的形成能揭示出试样中存在所寻求的被分析物。如果可将合成的结构与那些还处于自由状态的物质分离开来，或者可测量出被分析物特定配合基的占用度，那么，该被分析物就可定量表示。

这种对试样中被分析物(有时是微量的)的检测和定量分析对于研究或分析实验室，特别是临床或生物分析实验室来说是很需要的。

然而，对于日常使用而言，该方法必须可同时用于多个试样。另外，对于同一试样，往往需要进行多次试验。

因此，在大多数情况下，日常分析的操作记录包含许多反应和一系列的操作步骤。这些多次的试验可顺序地在试样上进行，在较大的研究中心里，每天要试验几万个试样。这种多次的试验会受到限制而且需要相对较长的执行时间。另外，连续的操作也会给结果带来误差。

这种试验急需自动化，为实现自动化，或者至少可简化上述的顺序步骤，已出现了各种不同的装置。

但这些装置仍然比较复杂或者只适合于检测特定的被分析物(细胞或分子)或者仅仅可进行定性分析。EP0339277和EP0426729对这些装置给予了描述。

特别是，EP339277描述了一种装置，该装置可进行连续的分析反应来对液态被分析试样中的被分析物进行计量，上述液态被分析试样包含了被分析物和分析试剂之间的分析反应，上述分析试剂与被分析物相互作用而产生一个依赖被分析物的可检测响应。

该装置包括一个封闭的接受器，该接受器有水平转动轴线。该封闭接受器外部是圆筒形壁，其内部包括两个同心的勺形壁，在上述勺形壁之间确定出一个试样入口区域。在上述勺形壁和圆筒形外壁之间存在多个反应区，特定的分析试剂装入在上述反应区中。

根据该专利文献，试样通过进入通道引入到位于勺形壁之间并通向反应区的入口腔中。使所述处于摆动状态的接受器绕其水平轴线转动，液态试样就在重力作用下移动到反应区中，在反应区中可与试剂相互作用，然后，再移动到位于接受器中部的检验区中。

在进行计量时，这种装置首先要避免产品的任何离心作用。

JP5-215750也披露了一种检测和分析细胞群的装置，它包括安装在竖直轴线上并可绕该轴线旋转的水平圆形盘。该开口盘中装满抗体。

该盘绕其竖直轴线旋转，放在其中部的试样就在离心力作用下分布到整个盘中。

进行后续的清洗步骤，同样地，将清洗液引入到盘的中部，在盘转动过程中，液体就排到盘的周边，同时清洗待计量组分所在的表面。为了回收清洗液，在盘的下面设置一个容器。

最后，WO9425159披露了一种可对产品试样中的特定组分进行定性和/或定量计量的装置，该装置包括一个基本为圆形的容器，该容器通过中心壳体可转动地安装在驱动轴上，测试腔设置在该容器中，并沿该容器的半径方向延伸，且具有浓度梯度。在容器的中部，设有一个与每个测试腔相通的环形离心腔。

该环形离心腔可分隔为两个通过上部开口而相互连通的部分。

离心腔第一部分的限制壁是倾斜的，因此，通过从限制壁流出的溢流作用，产品就从第一部分经连通孔而传送到第二部分。类似地，离心腔第二部分的限制壁是倾斜的斜面，因此，在溢流作用下，混合液经离心腔第二部分和所述测试腔之间的连通孔而输送到每个测试腔中。

离心腔第二部分限制壁的斜度大于第一部分限制壁的斜度，因此，在离心过程中，产品在传送到测试腔之前，首先从靠近容器转动轴线的离心腔第一部分经过，并移动到离心腔第二部分中。

本发明提供一种新的计量装置结构，该计量装置结构简单、易于使用，可单独操作，并通过较少数量的操作就可进行计量，且可在抽取包含有待计量特定组分的产品试样的地方附近来进行计量，这种装置结构已显示出是最优化的，且还可从少量试样中顺序地进行试验。

特别是，本发明提供一种用于对标记和固定在产品试样中的至少一个特定组分进行定性和/或定量计量的装置，所述装置包括容器和盖，所述盖可装在容器上而形成一个封闭接受器。

该装置的特征是：所述封闭接受器具有一个竖直轴线，容器和盖有同轴的圆筒形壁，当容器和盖装配在一起时，它们就一个靠着另一个地相互成对定位，在接受器内部确定了至少三个同心的环形腔，也就是，从轴线起算的一个可用于接受试样并适宜于对组分进行标记的入口腔、一个用于固定和辨认所述标记组分的腔和一个排泄腔，同轴的圆筒形壁在连续的环形腔之间形成隔离物，每个圆筒形壁包括至少一个开口，装好的盖和容器可绕竖直轴线相对转动，容器和盖的同轴圆筒形壁上的开口以确定的角度位置设置，每对圆筒形壁上的一个开口可相对于另外的开口移动，每对壁上的开口可相对向地定位或错开角度定位，这样，连续的环形腔就可彼此连通或隔离。

按照本发明装置的一个优选结构，设置在容器和盖同轴圆筒形壁上的所述开口是这样进行定位的，即：一对圆筒形壁的开口彼此相对，从而使两个连续环形腔连通，其它对圆筒形壁的开口错开角度定位，从而使其它环形腔相互隔离。

按照本发明装置的另一个优选实施方式，在盖和容器上，它包括盖和容器的定位指示装置。盖包括一个位于这些同轴圆筒形壁中的一个的外表面上的凸起，该同轴圆筒形壁位于其它圆筒形壁的外侧，从而构成接受器的外周边，所述凸起形成用于使盖绕竖直轴线相对于容器转动的柄或横杆。本发明的装置包括一个中心通孔，所述通孔与直接相邻的环形腔隔离开，并可装到可驱动旋转的竖直轴上，以使所述接受器转动。

在盖的底部或容器的底部设有通向入口腔的进入孔。

根据本发明装置的一个变型实施方式，在入口腔和排泄腔之间，接受器包括多个同心的固定和辨认腔。

本发明装置具有采用优化的人机工程学形状。特别是，其接受器是盘形的。

最好，本发明装置的容器由透明材料制成，这样，透过所述接受器的壁就可辨认位于固定和辨认腔中的标记固定组分。盖可以是不透明的，或者将其处理成可防止乱真辐射，其可借助于CCD摄像机来进行识读。

本发明的装置在固定腔中最好包括至少一个待计量组分的受体，所述受体固定在固定腔中。按照本发明可以理解，术语受体和配合基用于以普通的方式表示两个由强相互作用而附着在一起的元素，因此，它可等同地指抗原/抗体对，或指核酸/互补的核酸对，或指真实的配合基和受体或其它强相互作用。

本领域技术人员已然公知：该技术可用于将蛋白质(如：抗原、抗体)或核酸固定在塑料或平滑的玻璃表面，该技术普遍地用于将同样形式的组分固定在标准的微滴度板(microtiter plate)上，所述标准的微滴度板(microtiter plate)是用于ELISA法或适合于起所包含的聚合物型的功能。

如果可能是易于辨认的单层形式，那么，最好受体是固定在容器的底部。的确，当辨认装置是CCD摄像机时，射线就穿透容器底部，由于标记组分的存在将会改变或不改变射线，射线在第二次穿过容器底部后，就恢复原状。

该技术通常类似于所谓的复合免疫计量过程，也就是说，待检测的元素与受体例如抗体进行作用，而其自身由另一个元素进行标记以便于辨认，它既可带有物理标记，也就是粒子，也可带有化学标记，例如：借助于荧光元素或涂有荧光的元素。

在这方面，根据本发明的一个优选结构，标记粒子具有足够大的直径，其直径最好大于等于约100倍的待计量组分的直径，并具有光学特性，以便进行计数检测。

“具有光学特性”是指：所述粒子可将检测系统发出并朝所述粒子方向前进的光射线全部或部分地反射回去。

尽管在将组分引入到装置中之前可对组分进行标记，但可标记待计量组分的标记元素最好设置在入口腔中，例如：以不固定的无水固态形式，这包含例如标记抗体，标记抗体可识别待计量抗原的一个抗原决定部位，另一个抗体固定在固定和标记腔中。

在本发明的装置中，上述固定受体可选自：

-抗体、抗原、互补的核酸序列，

-用于对组分进行特定计量的真实受体是：

-抗原、抗体、核酸序列、所述受体的配合基。

对于免疫计量，最好使用抗原或标记抗体来分别对互补元素进行计量，另一个互补元素固定在固定和辨认腔中。

还可以提供多次计量，使得对多个抗原或多个抗体进行计量成为可能。为此，将固定和辨认腔分隔成多个扇形部分，相互不同的受体固定在扇形部分上，每个扇形部分可用于固定和辨认不同的标记组分。为此，本发明最好有一个固定腔扇形部分不带受体，从而形成一个空的扇形部分，用于对所述装置进行初始化辨认以此来确定装置的起始零位。

根据本发明，可借助于CCD摄像机来进行辨认，CCD摄像机由计算机装置进行控制，它可对每个元素重新进行计量，并在各种不同的扇形部分上进行辨认。

根据本发明装置的一个优选结构，CCD摄像机可以任意的方式通过发出和接收光信号来对每个固定和辨认腔中的标记固定组分的数目进行计数，从而获得数字检测信号。

这需要使用粒子或微球粒来对试样中待计量的一个或多个组分进行标记，这些粒子最好大于约100倍的所寻求分子微粒尺寸，并可将沿它们方向发出的光射线全部或部分地反射回去，反射的射线形成如此多的事件(event)，并由CCD摄像机所摄取，且使用和传送给计算机装置，计算机装置根据绝对数目实时地表示出所检测的事件(event)。

本发明还提供一种对标记和固定在产品试样中的至少一个特定组分进行定性和/或定量计量的方法。

该方法的特征是：使用至少一个本发明的装置，该装置包含待计量组分的特定受体，所述受体固定在每个固定和辨认腔中，其过程为：

(a)将包含标记组分的产品试样放入与其它环形腔隔离开的入口腔中，

(b)盖相对于容器旋转，使入口腔与每个固定和辨认腔连通，排泄腔与其它的环形腔隔离，

(c)装置绕其竖直轴线转动，在离心力作用下，包含标记组分的产品试样分散在每个固定和辨认腔中，并在强相互作用下，标记组分附着到每个固定和辨认腔中的固定的特定受体上，

(d)盖相对于容器旋转，使固定和辨认腔与排泄腔连通，

(e)装置绕其轴线转动，在离心力作用下，过剩的试样就分散到排泄腔中，

(f)装置内部用清洗液进行清洗，清洗液在离心力作用下循环流过所述装置的各个环形腔，同时重复前述步骤(b)、(c)、(d)、(e)，以便在每个固定和辨认腔中仅保留通过强相互作用而附着到固定受体上的标记组分，

(g)可透过所述装置的壁来检测和计量所述标记组分。

本发明的方法可实现自动化，并且是“通用的”，它可用于对目标物进行检测和计数，也就是分子微粒、粒子、多孔或细胞状特性物。

本发明还提供一种用于实现前述方法的仪器，其特征在于：它包括一个可驱动旋转的竖直轴，本发明的装置装在该竖直轴上，用于使所述装置保持相互间隔的装置，用于使所述竖直轴在两个方向驱动旋转的装置，用于将产品试样和清洗液注入到装于驱动轴的所述装置的入口腔中的装置，用于使所述装置的盖相对于容器旋转从而使所述容器的各个不同的连续环形腔连通或相互隔离的装置，以及一个可辨认标记固定介质的装置。

因此，借助于本发明的仪器，按照本发明的方法和使用本发明的装置，可对同一试样的不同组分，或者不同产品的多个试样中的同一组分进行自动计量。

下面的说明书是结合附图对并非限制性的实施例所进行的描述，这将对本发明所包含的内容及其具体的实施方式作出清楚地阐述。

图1是本发明装置实施例的盖的顶部视图；

图2是图1沿A-A的截面图；

图3是本发明装置的图1所示实施例的容器顶视图；

图4是图3沿A-A的截面图；

图5表示了通过荧光法和本发明的对标记微球粒进行计数而得到的浆液中给定组分的两条检测曲线；

图6表示了通过ELISA法和本发明的对微球粒进行计数而得到的浆液中给定组分的两条检测曲线。

图1-4所示是一种用于通过标记和定位对产品试样中的至少一个特定组分进行定性和/或定量计量的装置的各个单独部件。

这种装置可很好地用于免疫计量、微生物检测、污染物计量或者用于其它揭示特定核酸序列的。

这种装置包括容器110和盖120，两者可装在一起而形成一个封闭的接受器。

如图所示，容器110和盖120大致呈圆形，并具有对称中心线101，当它们安装在一起时，所形成的所述封闭接受器呈盘形，并具有竖直轴线101。

容器110和盖120都具有底部110a、120a，所述底部带有同轴的圆筒形壁111、112、113；121、122、123(此处为三个)。当所述容器110和所述盖120安装在一起时，这些同轴的圆筒形壁就自身一个靠着另一个地成对定位，因此，在封闭的接受器内就确定了三个同心的环形腔102、103、104。

从轴线起向外，所述圆筒形壁首先确定一个入口腔102、一个用于固定和辨认所述标记组分的腔103和一个排泄腔104，所述入口腔102可用于接受产品试样，并适宜于对待计量的组分进行标记，例如用无水固态形式的粒子标记的抗体，所述的用于固定和辨认所述标记组分的腔103包括固定在容器底部的抗体。

根据所述实施例，盖的直径略大于容器的直径，因此，盖自身可定位在容器上。盖120的圆筒形壁123位于其它同轴的圆筒形壁121、122的外侧，并构成该实施例所述接受器的外周边。容器110的同轴圆筒形壁111、112、113靠着盖120的同轴圆筒形壁121、122、123的内表面定位。

容器110和盖120的同轴圆筒形内壁111、112和121、122在连续的环形腔102、103、104之间形成间隙，每个包括至少一个开口111a、112a和121a、122a。

这里，这些同轴的圆筒形壁111、112；121、122每个都包括三个开口111a、111b、111c；112a、112b、112c；121a、121b、121c；122a、122b、122c，这些开口规则地分布在每个壁的外轮廓上，且相互间隔120°。

在所述实施例中，容器110和盖120的同轴圆筒形壁的开口是由切槽构成的。

容器110和盖120的同轴圆筒形壁的开口设置在确定的角度位置，装好的盖120和容器110可以这样的方式相互绕竖直轴线101转动，即：使构成连续环形腔间隙的每对圆筒形壁中的一个相对于另一个移动，每对壁的开口可相互对向定位或者错开角度地定位，以便使所述连续环形腔相互连通或隔离。

在通常情况下，容器110圆筒形壁111上的开口111a、111b、111c分别面向容器110圆筒形壁112上的开口112a、112b、112c设置。或者说，容器110圆筒形内壁111上的每个开口111a、111b、111c面向位于所述壁111外侧的同轴圆筒形壁112的相应开口112a、112b、112c定位。

另一方面，盖120圆筒形壁121上的开口121a、121b、121c与盖120位于所述圆筒形壁121外侧的同轴圆筒形壁122上的开口122a、122b、122c相互错开约60°角定位，因此，位于同一壁上的开口不是面向盖的其它连续同轴壁上的开口的。

因此，由于具有这种结构设置，当盖120与容器110装在一起时，盖120就相对于容器110定位，这样，一对圆筒形壁上的开口相互面对，从而使两个连续环形腔连通，另一对圆筒形壁上的开口错开角度定位，其它的两个连续环形腔就相互隔离开来。

进而，如图1-4所示，盖120和容器110上设有定位指示装置。

根据所述实施例，盖120和容器110的定位指示装置包括一个开口123a和一个凸起113a，所述开口123a在盖120位于其它同轴圆筒形壁外侧并构成接受器外周边的圆筒形壁123的扇形角范围内延伸，所述凸起113a径向伸出并从容器110靠着盖120的外圆筒形壁123定位的圆筒形壁113处突出，所述凸起113a可嵌入盖120外壁123的所述开口123a中，并可在盖120和容器110相对转动过程中在盖开口123a中移动，这样就可使其靠在盖开口123a的两条端部横向侧边123’a、123”a上。

这里，盖120外壁123上的开口123a由延伸约70°角的切口形成。

在开口123a中凸起113a的两个抵靠位置对应于盖120和容器110的两个确定的相对位置。

凸起113a抵靠在所述开口123a的端部侧边123’a上的第一抵靠位置，对应于使产品试样的入口腔102与用于固定和辨认标记组分的腔103连通，而使排泄腔104与其它腔隔离的位置。

凸起113a靠在所述开口123a的另一端部侧边123”a上的第二抵靠位置，对应于使固定和辨认腔103与排泄腔104连通而使入口腔102与其它腔隔离的位置。

为便于盖120和容器110相对转动，盖120包括一个凸起123b，该凸起123b沿径向延伸，并从位于其它圆筒形壁外侧的圆筒形壁123的外表面伸出，所述凸起123b构成一个用来使盖120相对于容器110绕竖直轴线101转动的柄或横杆。

容器110和盖120每个都设有中心通孔105，所述中心通孔105通过同轴的圆筒形壁105a、105b与直接相邻的环形腔这里是入口腔102隔离开来。当盖和容器装在一起时，容器110和盖120的壁105a和105b一个靠着另一个地定位，这样所形成的封闭接受器就包括一个中心通孔，并通过相互定位的两个圆筒形壁105a、105b而与直接相邻的环形腔102隔离开来。

该中心通孔105用来将接受器装到旋转驱动的竖直轴上，从而使所述接受器旋转。通孔105的直径约为4mm。

容器110和盖120的同轴圆筒形壁上用于使接受器环形腔连通的开口宽度约为5mm。

如图1所示，在盖120的底部120a上，盖120具有通到入口腔102的孔102a。由于入口腔直接与所述通孔105相邻，因此，孔102a设置在通孔105的附近。

当然，根据一个变型情况(未示出)，可在容器110的底部110a上设置通向入口腔的该入口孔。

容器110由透明材料制成，这样，借助于CCD摄像机通过射线的传输和反射透过所述容器的底部就可对每个固定和辨认腔中的标记固定组分进行辨认。

盖可以是不透明的，也就是，将其处理成可防止乱真辐射。

最好，容器和盖通过模塑塑料制成，同轴圆筒形壁与所述盖形成在一起。

任何通常可用于“涂覆”分子微粒的塑料都可用于制造本发明的装置。例如：聚苯乙烯，或最好是ZYLAR(注册商标)塑料，这是一种在“涂覆”方面具有较高附着性的塑料。

根据所述计量装置的一种变型实施方式，最好将固定和辨认腔103分成多个扇形部分，不同的受体可固定在所述扇形部分上，每个扇形部分可用于固定和辨认不同的标记组分。根据该变型实施方式，最好设置一个不带有受体的固定腔扇形部分，这样就形成一个空的扇形部分，在该空的扇形部分上可接续进行读取辨认来确定装置的起始零位。

根据另一个变型实施方式，接受器还包括位于入口腔和排泄腔之间的几个其它的同心连续的固定和辨认腔，以便来固定不同的标记组分。

将图1和3所示的容器110和盖120装在一起时就构成了计量装置，该计量装置可用于对产品试样中所固定标记的至少一个特定组分进行定性和/或定量计量。这一过程将在下面进行描述。

根据该工艺，上述装置至少由图1和3所示的容器和盖这两个元件构成，将两者安装在一起构成封闭的接受器，其包括固定在固定和辨认腔中用于待计量组分的特定受体。

在第一步骤(a)中，将包含要计量的标记组分的产品试样放入与所述接受器的其它环形腔隔离开的入口腔中。

在步骤(b)中，盖相对于容器旋转，使入口腔与固定和辨认腔连通，排泄腔与其它的环形腔隔离。

在步骤(c)中，装置绕其竖直轴线转动，在离心力作用下，包含要计量的标记组分的产品试样分散在固定和辨认腔中，并在强相互作用下，标记组分附着到固定和辨认腔中的固定的特定受体上。

值得注意的是：装置的转动使产品试样从入口腔传送到固定和辨认腔，而且使该腔中的试样得到搅拌，因此使标记组分与固定受体附着在一起。

在下一个步骤(d)中，盖相对于容器旋转，使固定和辨认腔与排泄腔连通，而在步骤(e)中，装置绕其轴线转动，在离心力作用下，过剩的试样就分散到排泄腔中。

应当指出的是：为此目的，如图3和4所示，在装置的容器110底部110a上设置圆形的肋114，圆形肋114靠近内圆筒形壁112，并在固定和辨认腔与排泄腔之间形成隔离物，相对于在离心力作用下排泄到所述排泄腔中的过剩试样，或者相对于回收到该腔中的清洗液来说，该圆形肋114就形成了一个止回唇缘，下面将对其进行描述。

在步骤(f)中，装置内部用清洗液清洗几次，清洗液在离心力作用下循环流过所述装置的各个环形腔，同时重复前述步骤(b)、(c)、(d)、(e)，以消除所述产品中的其它组分，所述的其它组分通过吸附在装置内壁或者弱相互作用(例如：吸附)而附着在固定在固定和辨认腔中的特定受体上。

因此，在清洗之后，只有在强相互作用下附着到所述腔中的固定受体上的标记组分保留在固定和辨认腔中。

在步骤(f)中，可透过所述装置的壁来检测和计量附着到固定受体上的标记组分，并以此来对该标记组分进行定性和/或定量计量。

根据本发明，这种检测最好借助于CCD摄像机来进行。为此，对所计量组分的标记必须通过物理或化学方法进行，例如通过荧光微球粒或涂有荧光的微球粒来进行。

可沿固定和辨认腔的半径方向来辨认所标记的固定介质。

特别是，根据借助于CCD摄像机的本发明方法，对每个固定和辨认腔中的所标记的固定组分进行计数。作为可标记计量组分的标记物，可使用的粒子或微球粒最好比所寻求的分子微粒大100倍左右，并与揭示的抗体或抗原相匹配。为了更好地通过CCD摄像机进行分辨，粒子直径最好是2微米。

这些微球粒可将它们接收到的所有或部分射线反射回去。它们可由胶乳或可对其进行检测和计数的任何其它材料构成。

因此，CCD摄像机可记录到与所计量的固定组分的绝对数目相对应的确定数目的事件(event)。

CCD摄像机与可输出数字检测信号的软件相联。这种视频系统可提供从每平方毫米几个到100000个微球粒的实时计数，并通过基准表面和适当的去除算法(dialgorithm)来减少背景噪声。而且还将辨别力控制到其可识别和排出那些易于对分析数据造成曲解的杂质图象的程度。

对于给定浆液中需计量的给定组分，图5和6显示了由本发明的前述检测方法和普通的荧光或ELISA式检测法所计量获得的结果曲线。

图5和6的曲线表明：一方面，在微球粒的计数和需计量组分的浓度之间的确存在一定关系，另一方面，本发明的微球粒计数方法比所谓的普通检测法更精确。特别是，由微球粒计数法进行计量所获得的动态范围大于4Log，而ELISA法则是2Log。这是一个特有的优点，显著地增加了检测的范围。由试样强稀释所获得的结果表明：该方法的灵敏度比ELISA法要高2Log。而由试样弱稀释所获得的结果表明：该方法还可使其在被分析物浓度达到ELISA法的饱和界限值的情况下进行计量。因此，就使其可避免或减小由待测试样中的某一组分稀释所带来的影响。

根据前述过程，在将所述试样引入到装置的所述入口腔中之前，在外部对试样的每个特定组分进行标记。

作为一种变型实施方式，对产品试样的各待计量的特定组分的标记可直接在入口和标记腔中进行，第一步，以不固定的无水固态形式引入一个用于各待计量组分的特定标记受体，第二步，将产品试样引入到所述的隔离入口腔中，在强相互作用下，标记受体就附着到容纳在所述产品试样中的对应组分上。

当然，通过一个图1-4所示装置进行的该过程也可借助于多个这种装置来进行，以便可同时计量多个不同试样中的同一特定组分，或者计量同一产品试样中的各种不同的特定组分。

为此，本发明最好可提供一种通过使用多个图1-4所示装置来实现该过程的仪器，它包括一个可驱动旋转的竖直轴，所述计量装置装在该竖直轴上，用于使所述计量装置保持相互间隔的装置，用于使所述竖直轴在两个方向驱动旋转以使所述计量装置进行旋转离心作用的装置，用于将产品试样和清洗液注入到装于驱动轴的计量装置的入口腔中的装置，用于使计量装置的盖相对于容器旋转从而使所述计量装置的各个不同的连续环形腔连通或相互隔离的装置，以及一个可辨认标记固定剂的装置。

本发明绝不仅局限于上述实施例，本领域普通技术人员还可根据本发明的实质作出多种变型。

Claims (33)

1．一种用于对标记和固定在产品试样中的至少一个特定组分进行定性和/或定量计量的装置，所述装置包括容器(110)和盖(120)，所述盖可装在容器上而形成一个封闭的接受器，其特征是：所述封闭接受器具有一根竖直轴线(101)，容器(110)和盖(120)带有同轴的圆筒形壁(111、112、113；121、122、123)，当容器和盖装配在一起时，它们就一个靠着另一个地相互成对定位，从而在接受器内部确定出至少三个同心的环形腔(102、103、104)，也就是，从轴线开始的一个可用于接受试样并适宜于对组分进行标记的入口腔(102)、一个用于固定和辨认所述标记组分的腔(103)和一个排泄腔(104)，同轴的圆筒形壁(111、112；121、122)在连续的环形腔(102、103、104)之间形成隔离物，每个圆筒形壁包括至少一个开口(111a、112a；121a、122a)，装好的盖(120)和容器(110)可绕竖直轴线(101)相对转动，容器(110)和盖(120)的同轴圆筒形壁上的开口以确定的角度位置进行设置，每对圆筒形壁(111、112；121、122)上的一个开口可相对于另外的开口移动，每对壁上的开口可相向定位或错开角度定位，这样，连续的环形腔就可彼此连通或隔离。

2．根据权利要求1所述的装置，其特征在于：设置在容器(110)和盖(120)同轴圆筒形壁上的所述开口是这样进行定位的，即：一对圆筒形壁的开口彼此相对，从而使两个连续环形腔连通，其它对圆筒形壁的开口错开角度定位，从而使其它环形腔相互隔离。

3．根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：在盖(120)和容器(110)上，它包括盖和容器的定位指示装置。

4．根据权利要求3所述的装置，其特征在于：盖(120)和容器(110)的定位指示装置包括开口(123a)和凸起(113a)，所述开口(123a)在盖(120)位于外侧并构成接受器外周边的圆筒形壁(123)的扇形角范围内延伸，所述凸起(113a)径向延伸，并从容器(110)靠着盖(120)的所述外圆筒形壁(123)定位的圆筒形壁(113)处伸出，所述凸起(113a)可嵌入到盖(120)外圆筒形壁(123)的所述开口(123a)中，并可在盖和容器相对转动过程中在所述开口中移动，这样就可使其抵靠在所述开口(123a)的两条端部横向侧边(123’a、123”a)上，在开口(123a)中，凸起(113a)的两个抵靠位置对应于盖(120)和容器(110)的两个确定的相对位置。

5．根据权利要求4所述的装置，其特征在于：凸起(113a)在所述开口(123a)中的第一抵靠位置，对应于使试样的入口腔(102)与用于固定和辨认标记组分的腔(103)连通，而使排泄腔(104)与其它腔隔离的位置，凸起(113a)在所述开口(123a)中的第二抵靠位置，对应于使固定和辨认腔(103)与排泄腔(104)连通而使入口腔(102)与其它腔隔离的位置。

6．根据任意一项前述权利要求所述的装置，其特征在于：盖(120)包括位于一个同轴圆筒形壁(123)的外表面上的凸起(123b)，该同轴圆筒形壁位于其它圆筒形壁外侧并构成接受器的外周边，所述凸起(123b)形成用来使盖(120)相对于容器(110)绕竖直轴线(101)转动的柄或横杆。

7．根据任意一项前述权利要求所述的装置，其特征在于：接受器包括一个中心通孔(105)，所述中心通孔(105)与直接相邻的环形腔(102)隔离开来，并可装到可驱动旋转的竖直轴上，以使所述接受器转动。

8．根据任意一项前述权利要求所述的装置，其特征在于：在盖(120)的底部(120a)或容器(110)的底部(110a)设有通向入口腔(102)的进入孔(102a)。

9．根据权利要求1-8之一所述的装置，其特征在于：在入口腔和排泄腔之间，接受器包括多个同心的固定和辨认腔。

10．根据任意一项前述权利要求所述的装置，其特征在于：所述同轴的圆筒形壁(111、112；121、122)在连续的环形腔(102、103、104)之间形成隔离物，每个同轴的圆筒形壁包括三个在其圆周方向均匀分布的开口(111a、111b、111c；112a、112b、112c；121a、121b、121c；122a、122b、122c)。

11．根据任意一项前述权利要求所述的装置，其特征在于：接受器是通常的盘形形状。

12．根据任意一项前述权利要求所述的装置，其特征在于：容器(110)由透明材料制成，这样，透过所述接受器的壁就可辨认位于固定和辨认腔中的标记固定组分。

13．根据权利要求1-12之一所述的装置，其特征在于：它由塑料制成。

14．根据权利要求1-13之一所述的装置，其特征在于：在固定腔(103)中，其包括至少一个待计量组分的受体，所述受体固定在至少一个腔壁上。

15．根据权利要求1-14之一所述的装置，其特征在于：所述受体固定在容器(110)的底部壁(110a)上。

16．根据权利要求1-15之一所述的装置，其特征在于：入口腔(102)包括可对待计量组分进行标记的标记元素。

17．根据权利要求1-16之一所述的装置，其特征在于：固定的受体可选自：

-抗体、抗原、互补的核酸序列，用于分别对组分进行计量的真实受体是：

-抗原、抗体、核酸序列、受体的配合基。

18．根据权利要求1-17之一所述的装置，其特征在于：将固定和辨认腔(103)分隔成多个扇形部分，相互不同的受体固定在该扇形部分上，每个扇形部分可用于固定和辨认不同的标记组分。

19．根据权利要求18所述的装置，其特征在于：固定腔的扇形部分不带受体，从而形成空的扇形部分，用于对所述装置进行初始化辨认。

20．根据权利要求16或17所述的装置，其特征在于：标记可通过物理或化学方法来进行。

21．根据权利要求20所述的装置，其特征在于：标记可借助于荧光粒子和/或元素或者涂有荧光的粒子和/或元素来进行。

22．根据权利要求21所述的装置，其特征在于：该粒子具有足够大的直径，其直径大于等于约100倍的待计量组分的直径，并具有光学特性，以便进行计数检测。

23．根据权利要求21所述的装置，其特征在于：粒子直径为2微米。

24．根据权利要求16-23之一所述的装置，其特征在于：标记元素由标记抗体或标记抗原，或者标记核酸序列或任意的可标记的受体元素组成。

25．根据前述任意一项权利要求所述的装置，其特征在于：对盖进行处理使之可防止寄生乱真辐射，并可借助于CCD摄像机来进行辨认。

26．根据权利要求25所述的装置，其特征在于：CCD摄像机可以任意的方式通过发出/接收光信号来对每个固定和辨认腔中的标记固定组分的数目进行计数，从而获得数字检测信号。

27．一种对标记和固定在产品试样中的至少一个特定组分进行定性和/或定量计量的方法，其特征是：使用至少一个权利要求1-26之任意一项所述的装置，该装置包含待计量组分的特定受体，所述受体固定在每个固定和辨认腔中，其过程为：

(a)将包含标记组分的产品试样放入到与其它环形腔隔离开的入口腔中，

(b)盖相对于容器旋转，使入口腔与固定和辨认腔连通，排泄腔与其它的环形腔隔离，

(c)装置绕其竖直轴线转动，在离心力作用下，包含标记组分的产品试样分散在每个固定和辨认腔中，并在强相互作用下，标记组分附着到每个固定和辨认腔中的固定的特定受体上，

(d)盖相对于容器旋转，使固定和辨认腔与排泄腔连通，

(e)装置绕其轴线转动，在离心力作用下，过剩的试样就分散到排泄腔中，

(f)装置内部用清洗液进行清洗，清洗液在离心力作用下循环流过所述装置的各个环形腔，同时重复前述步骤(b)、(c)、(d)、(e)，以便在每个固定和辨认腔中仅保留通过强相互作用而附着到固定受体上的标记组分，

(g)通过适当的手段，透过所述装置的壁来检测和计量所述标记组分。

28．根据权利要求27所述的方法，其特征在于：在将产品试样引入到所述装置的入口腔中之前，在外部对产品试样待计量的每个特定组分进行标记。

29．根据权利要求27所述的方法，其特征在于：对产品试样的每个待计量组分的标记可在入口和标记腔中进行，首先，最好以不固定的无水固态形式将一种用于各待计量组分的特定标记元素引入到产品试样中，然后，将产品试样引入到所述的隔离入口腔中，在强相互作用下，标记元素就附着到容纳在所述产品试样中的对应组分上。

30．根据权利要求27-29之一所述的方法，其特征在于：借助于CCD摄像机来进行辨认操作，所述辨认操作可对固定和辨认腔中的标记固定组分进行检测。

31．根据权利要求30所述的方法，其特征在于：通过发出/接收每个固定和辨认腔中标记固定组分的光信号，CCD摄像机来任意地进行计数，从而获得数字检测信号。

32．根据权利要求27-31之一所述的方法，其特征在于：可沿固定和辨认腔的半径方向来辨认所标记的固定剂。

33．一种用于实现权利要求27-32之一所述方法的仪器，其特征在于：其包括可驱动旋转的竖直轴，权利要求1-26之一所述的装置装在该竖直轴上，用于使所述装置保持相互间隔的装置，用于使所述竖直轴在两个方向驱动旋转的装置，用于将产品试样和清洗液注入到装于驱动轴的所述装置的入口腔中的装置，用于使所述装置的盖相对于容器旋转从而使所述容器的各个不同的连续环形腔连通或相互隔离的装置，以及可辨认标记固定剂的装置。

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