CN1286650A - 分析用设备和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于进行分析的装置,仪器和设备。更具体地是,本发明涉及一种适合用于分析分析物,例如分析生物样品如血液中的糖基化蛋白的设备。特别是,它涉及一种用于分析的装置,在该分析中将存在于该装置中的样品提供给一个仪器,该装置包括一个第一入口,一个第二入口和一个入口孔,所述入口孔可相对于所述第一和第二入口中的每一个运动,从而可使入口孔根据需要依次与每个入口形成液体连通,其中,所述入口孔装有一个过滤机构或结合剂保持机构。本发明还涉及一种用于测定由一个装置提供的样品的仪器,它包括一个可通过键盘操作的微处理器,一个或多个光发射体和一个或多个光探测器,一个显示器和一个驱动器,一个模拟数字转换器,和用于把仪器连接到电源上的设备。

Description

分析用设备和装置

本发明涉及用于进行分析的装置，仪器和设备。更具体地说，涉及一种适用于分析测定分析物，例如诸如血液等生物样品中的糖基化蛋白的设备。

糖基化的血红蛋白(Hb)总量的百分比被广泛认为是糖尿病治疗中的一个重要工具，因为它提供了之前2-3个月内平均血糖浓度的一个间接度量。可用于分析糖基化Hb的三个主要方法之一依赖于硼酸酯(boronate)的亲和力。在这种方法中，可以通过固相二羟基硼酸酯与存在于糖血红蛋白的糖结构中的顺式二醇的缩合使糖血红蛋白与非糖血红蛋白分离。这一方法专门用于所有糖血红蛋白，这是该方法优于其它方法之处，该方法依赖于基于净电荷的差异的分离。

但是，尽管硼酸酯方法具有一定的优点，它却仍使分析必须使用实验室设施和相当复杂的设备。特别是，需要确定所存在的糖基化Hb的百分比意味着需要获得两个分析结果并进行比较。目前的情况是，已经开发出快速诊断分析并正使其进一步发展，这种分析采用“简单”而容易使用的诊断装置，该装置可由受治疗者在他们自己家中使用，或者由受治疗者的个人医生在诊所中使用。这种试验装置的一个例子是由CortecsDiagnostics推向市场的HELISAL^ONE-STEP，该装置用于幽门螺杆菌(H.pylori)感染的检测。但是，这种装置的原理一般可应用于许多分析。该装置由两部分构成，一个样品收集器和一个装有分析带的第二部分。样品收集器用于收集样品(在HELISAL^ONE-STEP的情况下为血样)，然后将收集器插入与之相连接的第二部分中，以将样品释放到分析带上。样品沿分析带流动，通过含有不同试剂的多个“区域”，这些区域包括有一个染色的标记(蓝色胶乳粒子)。如果存在幽门螺杆菌的抗体，则标记集中到一个检测区内。但是，这种特定分析的细节并不重要。这种类型的分析所共有的且可使之在家庭中或医生的诊所中使用的基本特点是易于采样和操作以及引起反应的简单性和可很快地获得分析结果。这种单步操作装置可被用于测量糖基化Hb，但条件是，分析方法可与必要的样品处理结合起来，以便允许比较总蛋白与糖基化蛋白。

因此，本发明的第一个方面是提供一种装置，它允许快速而容易地进行样品处理并具有可与单步操作装置，例如所例举的HELISAL^ONE-STEP装置兼容的性质。

根据本发明的第一方面，本发明提供了一种用于分析的装置，在该分析中，将一个样品送入一个仪器，所述装置包括一个第一入口，一个第二入口和一个入口孔，所述入口孔可相对于第一和第二入口中的每一个运动，从而可以根据需要使入口孔依次与每个入口形成液体连通，其中，所述入口孔装有一个过滤机构或一个结合剂保持机构。

在一个实施例中，该装置适于用在一个如下所述的分析系统中，即其中将某种形式的颗粒加入一个可能含有可检测出的分析物的样品中，在这种情况下，所述颗粒可与分析物结合。因此，当将加有颗粒的样品加入到入口孔中时，颗粒连同其所结合的分析物被过滤器所保持。过滤器当然可用任何适宜的材料制成。适宜的是，它将由相对于分析物等是惰性的材料制成。同时，过滤器的“孔目”必须是它能够将分离步骤中所用的颗粒保留住。然后，可将入口孔移动到与第二入口机构对准，并在入口孔中加入一种或多种试剂，这些试剂可妨碍分析物与颗粒的结合。随后，分析物(如果存在的话)将以溶液的形式通过过滤器，而将颗粒保留下来。

因此，例如以糖基化Hb为例，处理血样，以将血细胞溶解，然后与例如琼脂糖或纤维素的颗粒混合，在这些颗粒上结合有硼酸苯酯(phenylboronate)。然后，经由已被移动成与第一入口液体连通的入口孔，把处理过的样品置入装置中。含有未糖基化的Hb的样品的液体部分将会通过而加入装置主体内，而结合有糖基化Hb的颗粒被与入口孔相关联的过滤机构保留下来。然后，可移动入口孔，使之与第二入口液体连通，并可用一种或多种适当的使结合的糖基化Hb与颗粒分开的试剂清洗颗粒。

另外一种方案是，入口孔可装有能够与分析物结合的结合剂。例如，它可以装有诸如上面所描述的颗粒。因而，在一个实施例中，本发明提供了一种用于诊断分析的装置，它包括一个第一入口，一个第二入口和一个入口孔，所述入口孔可相对于所述第一和第二入口中的每一个运动，从而可根据需要使入口孔依次与第一和第二入口中的每一个形成液体连通，其中，入口孔配备有结合剂，它可以与可能存在于生物样品中的分析物结合。这种装置当然也包括有某种将结合剂保持在入口孔上的机构。

在上述本发明的两个方面的优选实施例中，该装置还包括一个第三入口，而且在需要时，入口孔可在三个入口之间移动。比较理想的是，该第三入口位于第一和第二入口之间的中间位置处。设置该第三入口使得可以在处理结合剂以释放分析物之前进行中间清洗步骤。在一个实施例中，该装置基本上是圆形的，并且入口孔构成装置的可旋转顶部的一部分。

在另一个实施例中，入口孔是固定的，而第一和第二入口将旋转成与入口孔连通。

如上所述，本发明的装置可允许一个不太熟练的操作者处理样品，例如血样，以用于在诸如用于测定糖基化血红蛋白的系统中进行分析。

在本发明上述方面的一个优选实施例中，该装置被设计成与例如公开于WO97/18036中的单步分析装置联合使用。因而，本发明的装置适于允许插入WO97/18036中所述的一个或多个样品收集器中。在实际当中，一个或多个样品收集器的插入方式为，使它们与第一和/或第二入口连通。因此，在使用中，可将第一样品收集器插入，从而使之与第一入口液体连通。在上述第一方面的情况下，入口孔开始也与第一入口液体连通，然后将带有颗粒的样品加到入口孔上，入口孔将保留住颗粒和所有结合于其上的分析物，样品的其余部分则通过入口孔，以由第一样品收集器收集。

然后，可将该样品收集器取出并插入到一个如WO97/18036中所描述的检测仪器中。随后，可将入口孔移动到中间入口(如果有的话)处并可加入洗涤缓冲液，使之流过入口孔并流入一个安装在装置内的洗涤剂池内。然后可使入口孔与第二入口液体连通并可加入一种或多种试剂，以将分析物从颗粒上分离出来。此后，一个第二样品收集器可收集分析物溶液并将其取出插入到一个第二单步装置中。

因而，在分析糖基化血红蛋白的情况下，所获得的两个结果可用来计算糖基化血红蛋白的百分比值。这可以采用诸如Cortecs的INSTAQUANT读出器之类的装置很方便地进行，这种读出器是设计用来和单步分析装置一起使用的。

本发明的装置适合用不透水的材料，例如塑料构造。

在一个更优选的实施例中，对本发明的装置进行了改动，从而使分别通过第一和第二入口的各样品被收集在设置于第一和第二入口下方的光学室内，或者所述第一和第二入口就是/或者包括光学室。因而，在一个实施例中，本发明提供了一种用于诊断分析的装置，它包括一个第一入口，一个第二入口和一个入口孔，所述入口孔可相对于所述第一和第二入口的每一个运动，从而可根据需要使入口孔与每一个入口依次地形成液体连通，其中，所述第一和第二入口与相关的光学室液体连通。

该装置可被连接到一个仪器上，该仪器装有用于对光学室内的所述样品进行分光光度计测量的机构。

根据本发明的第二方面，本发明提供了一种用于对装置内的样品进行读数的仪器，它包括一个可通过键盘进行操作的微处理器，一个或多个光发射体和一个或多个光探测器，一个显示器和一个驱动器，一个模拟数字转换器，以及用于将该仪器连接到电源上的机构。

优选地，每一个光学室内装有一个微型杯，并且该仪器包括用于测量每个微型杯中内含物的吸光度的机构。因而，该仪器包括一个LED(发光二极管)光源，以在样品的一侧产生电磁辐射；以及一个相关的光电二极管(PD)，用于测量在样品上产生的透射光的强度，即，该仪器测量吸光度。优选地，该仪器包括一个或多个LED/PD对。在一个实施例中，一个或多个LED/PD对以如下方式配置，即，使得当把该仪器连接到装置上时，一个或多个LED/PD对横穿过每一个光学室地设置。

在另一个实施例中，装置和仪器以这样的方式连接，即将一个或多个LED/PD对定位成能够对第一光学室内的样品进行读数，然后可移动同一个或多个LED/PD对，使之能够读取第二光学室中的样品读数。或者，光学室可相对于一个或多个LED/PD对移动。

制造一个带有对所述样品进行分光光度计测量的机构的仪器被证明是有问题的，因为必须克服两个相冲突的问题，即：

1．在通常的睡眠模式，耗电量仅为微安级，从而不足以防止在用于驱动仪器的电池/电池组内形成钝化层，从而在仪器已停止使用一段时间之后，会产生明显的电压降；以及

2．在进行试验时，来自LED和模拟电路的断续短时负载不足以除去钝化层。

为了克服这些问题，必须：

1．选择一个锂/亚硫酰氯电池；

2．对其进行调整，(例如，可通过施加一个1KΩ的负载24小时而获得所需的调整。但本领域的技术人员可以理解，在更短的时间内施加更高的负载也是有效的)；以及

3．有规律地在短时间内接入一个负载。

在一个实施例中，通过在将一个3.6V锂/亚硫酰氯电池焊接在主PCB(印刷电路板)上之前施加3.3KΩ的负载7至8小时而对该电池进行调整。这可确保电池的钝化状态始终如一。通过接入一个1KΩ的负载3.5mS而将处理器控制成始终处于唤醒状态。

本发明的一个实施例提供了一种仪器，它包括一个可通过键盘操作的微处理器，一个或多个发光二极管(LED)以及一个或多个相关联的光电二极管，一个显示器和一个驱动器，一个模拟数字转换器，一个锂/亚硫酰氯电池，和一个电池调整电路。

在将电池装入并焊接到一个印刷电路板上之前对其进行调整。这种调整降低了电池中的内阻，这种内阻会造成电压与读数不符并具有不可接受的偏差。

提供相应的电路和软件，以便通过电池的重复放电而维持对电池进行调整。

同时，也提供相应的电路和软件控制系统，以在一个定时的程序中向LED提供能量，以便在读取电路噪音读数和下一个读数周期开始之前，允许电压恢复到一个稳定的水平。

根据本发明的第三方面，本发明提供了一种包括本发明的装置和仪器的设备。

在一个特别优选的实施例中，本发明的装置包括三个主要部件：

一个底部；一个顶部和一个用作入口孔的漏斗形部分。

顶部与底部相连，形成一个转盘(carousel)，漏斗形部分装配在顶部内，从而它又可以与处于底部中的各光学室连通。

漏斗形部分具有一个从其中心开始延伸的套管，它用于将装置连接到仪器上。入口孔又将样品和试剂注入底部的各入口内，且具有一个偏离漏斗中心的出口。该出口被设计成或者容纳一个过滤机构或者保持一种结合剂。优选地，将一个烧结体安装在出口内，例如由变窄的出口或一个凸缘对其进行支承。漏斗形部分进一步包括一个用作一个导向件的圆环，包括顶部和底部的转盘围绕该圆环旋转。该圆环具有一个切开部或凹陷部，从而使得竖直地容纳在转盘内的管在分析过程中以适当的次数呈现在使用者面前。竖直地容纳各管可减少装置的尺寸并降低包装成本。设置在仪器底板上的斜坡道可当转盘在该仪器上旋转时使各管通过位于顶部上的开口升起，其中，所述装置安装在仪器的底板上。因而，所述圆环还起着保持各管直到它们准备好呈现时为止的作用，由此可以确保以正确的顺序提供分析试剂。

如前面指出的，顶部的上表面包括许多开孔，含有试剂的各管可穿过这些开孔。

顶部还具有一个指示机构，用于指示装置安装到仪器上的位置。优选地，它是一种凸出构件的形式，以协助操作者将装置旋入仪器中，更重要的是，它可以与仪器上指示操作位置的标记对准。

底部包括一个导向对中的一个导向件，它在使用中与仪器上的导向对的其它构件相结合。在一个优选实施例中，底部在其侧面有一个导向件，例如一个凸出构件，它可使装置保持在仪器上的一个环形导槽内并在其中运动。导向件还起着一个重要的作用，即，将装置的光学室保持在可以读取精确数据的位置上。底部包括一个呈光学室形式的第一和第二入口，这些光学室可与底部一起旋转，以便和入口孔液体连通。光学室具有一个合适的几何形状，从而可使仪器中的LED位于曲率中心。这带来一个优点，即所有在水平面内的光线都将垂直于光学室的壁而不会受到折射。这降低了装置的旋转位置误差。

优选地，光学室的光学平面是凹入的，以避免在转动时造成损坏并防止在处置时出现沾染灰尘的危险。

不必是一个光学室的第三入口优选地包括一个用于抽出洗涤液的机构。这种机构可以包括一种有吸收能力的材料或芯吸材料，例如过滤纸。但也可采用如醋酸纤维基织物，毛毡及类似材料。

顶部和底部优选地以使得所采用的试剂密封于其中的方式连接。采用一个位于这两部分中间的密封环可以最方便地达到这一目的。

优选地，底部由透明材料制成，尽管根据装置的用途可采用浅色或彩色材料，优选地采用塑料。或者，可将一个滤光片置于光学室的前面并利用白光光源。滤光片优选地为波长滤光片。

该装置被设计成是一次性的。

该装置被设计成在一个棘轮机构上操作，从而它只能在仪器上沿一个方向旋转。

在一个特别优选的实施例中，该仪器不是由一个在电池调整电路的控制下的锂/亚硫酰氯电池供电，而是由一个外接电源供电，例如一个经由变压器的主电源或汽车电池供电。因而，该装置设有一个电源控制和监测电路。优选地，该仪器配备有一个通信系统，例如一个RS232，由此提供了用于发送和接收指令及下载数据的机构。

仪器的电子线路装在一个特别适用于本发明的装置的盒体内。它包括一个凹槽，本发明的装置就安装于其中。该凹槽由一个底板、一个最里面的侧壁(该侧壁为从底板伸出的一个插销的外壁)及一个最外面的侧壁所限定。从凹槽的底板向上伸出的插销具有一个与装置漏斗形部分的套管上的凹槽啮合的部分。因而，该凹槽基本上是环形的。最外侧壁具有一个沿其圆周延伸的导槽构件。该导槽的形状被做成可接纳一个从装置伸出的导向件。这个结构使得装置可在仪器内顺滑地旋转，而且十分重要的是，可帮助装置的光学室与仪器的光发射体/光探测器机构对准。光发射体/光探测器机构优选地包括一个LED/PD结构。LED和光电二极管最优选地被配置成使得仪器的读数路径横跨部分环形凹槽。因而，最里面的侧壁和最外侧壁上分别设有窗孔，从LED到光电二极管的一个光路可穿过这些窗孔。最优选地是，LED装在最外侧壁上，并且光线穿过光学室照射到内装光电二极管的插销上。但是，LED和光电二极管可以以其它方式设置。然而，利用前一种配置，光学室的凸面可以帮助将光线聚焦以给出更精确的读数。

本发明仪器结构的另一个特点是，一个从仪器的上表面延伸到周向导槽构件的连接槽使得可将装置的导向件插入到一个设定位置上。一旦旋转该装置，它将被锁定在仪器上，直到它返回到可以从其上退出的连接槽为止。同时，在仪器凹槽的底板上设置一个斜坡道，从而当旋转装置令装在装置上的管接触斜坡道时，将这些管抬起以呈现给使用者。

下面仅以举例的方式并参照附图对本发明的各个方面进行描述，其中：

图1是本发明第一方面的一个实施例的透视图；

图2是表示本发明第四方面的仪器的电子线路的框图；

图3是本发明的一个设备的实施例；

图4a是表示图3所示设备在分析中是如何使用的示意图；

图4b是表示使用图3所示设备的规程的流程图；

图5是本发明装置的一个优选实施例的透视图；

图6是图5所示装置的局部剖视图；

图7是图5和图6所示装置的底部的透视图；

图8是与图5和6所示装置一同使用的本发明仪器的一个优选实施例的透视图；以及

图9是包括图5和6所示装置以及图8所示仪器的一个优选设备的透视图。

参照图1，装置1包括一个底部2和一个可旋转的顶部6。可旋转的顶部6本身包括一个手柄部分8和一个入口孔9，入口孔内装有一个过滤机构7。底部2具有三个入口3，4和5，它们与三个“O”形环11相关联。一个泡沫垫的“吸收器”10插入中间入口4内，以用于收集洗涤缓冲液。在本实施例中，类似的泡沫垫“吸收器”12和13与另外两个入口3和4相联。可旋转的顶部6借助一个弹簧扣环14保持就位。在图1中示出了两个样品收集器15和16，它们可通过开口17和18插入装置1中，从而它们可与入口3和5液体连通。

因而，在操作中，首先使顶部6移动到第一位置处，在该处入口孔9与第一入口3对准。将第一样品收集器15插入第一开口17中。然后，将样品加颗粒加入到入口孔9中，这时颗粒将被过滤机构7保留下来并允许液相物质流过，由样品收集器15所收集。任何过量的液体将被“吸收器”12所保持。

然后，使顶部6移动到第二位置，在该位置处，使入口孔与中间入口4对准，并加入洗涤缓冲液，以清洗所保留的颗粒。洗涤缓冲液通过并被“吸收器”10所保持。

随后，使顶部6移动到第三个位置，在该处入口孔9与剩下的入口5对准。然后，加入一种或多种适当的试剂，使分析物脱离颗粒并通过过滤机构7，被借助第二开口18插入装置1中的第二样品收集器16收集。每个样品收集器可被卸下并按照WO97/18036中所描述的原理进行分析。

根据本发明的第四方面，提供了一种利用本发明的装置进行的分析，其中，将一个样品分成一个第一组成部分和一个第二组成部分，该分析则确定在所述样品部分中是否存在一种或多种分析物。

如上所述，本发明的装置特别适用于分析测定糖基化蛋白，例如糖基化血红蛋白。因而，在本发明的一个实施例中提供了一种用于确定在一个血液样品中存在的一种或多种糖基化蛋白的百分比的分析方法，该分析方法包括一个如下所述的步骤，即，采用这里所描述的装置将血样分成包含一种或多种未糖基化蛋白的第一组分和包括一种或多种糖基化蛋白的第二组分。

优选地，所述分析还进一步包括下述的一个或多个步骤：

(ⅰ)从被治疗者身上获取血样；

(ⅱ)处理在步骤(ⅰ)中获得的血样，将血细胞溶解；以及

(ⅲ)将在步骤(ⅱ)中得到的样品提供给一种用于结合糖基化蛋白的结合剂，例如其上结合有一种或多种能够结合糖基化蛋白的试剂的固相物质。

可采用该方法分析的糖基化蛋白的例子包括糖基化血红蛋白，糖基化人血清清蛋白和糖基化载脂蛋白B。这些蛋白将与硼酸酯配体结合，从而进行其中所有三种糖基化蛋白都将被结合到一种颗粒上的分析。然后，可收集含有所有三种糖基化蛋白的组分，并进行单独的分析，以确定每种糖基化蛋白组分的相对量。或者，可以采用一个单独的单步设备，该设备有三个独立的捕获区，每一区携带有一种专门用于三种糖基化蛋白中的每一种的试剂。然后，可使用诸如INSTAQUANT读出器之类的装置确定其相对含量。

本发明的一个装置可被包含在一套用于分析一种或多种糖基化蛋白的仪器内。因而，在本发明的又一个方面，提供了这样一套仪器，它包括本发明的一个装置且可任选地包括一个或多个样品收集器或单步分析装置或试剂。合适的单步分析装置的例子包括在WO97/18036中所描述的那些装置，不过，一个熟悉本领域的人员将会理解，可以采用任何一种被设计成通过简单地将一个样品加到一个分析带上就可进行分析的装置。

本发明装置的另一个主要优点源于其如下的能力，即，使一个“化学”或生物学俘获或分离步骤，例如采用硼酸酯配体与一个免疫测定法或一种手持式分光光度装置结合。

根据本发明的第五方面，提供了一套仪器，它包括一个根据本发明的装置并可任选地包括一个或多个样品收集器，或者单步分析装置或试剂和/或一个毛细管和/或一个接种环。

根据本发明的第六方面，提供了一种用于检测样品中的分析物的护理方法的要点，它包括：

(ⅰ)利用化学或生物学手段从样品中分离出分析物；以及

(ⅱ)借助于免疫测定或分光光度装置检测/定量测定该分析物。

这里所用的“化学”一词意指采用一种或或多种与分析物的反应主要是化学反应而不是生物反应的试剂。例如，如前面所述的，可以采用以硼酸酯为基础的分离步骤将样品中的糖基化蛋白从未糖基化蛋白中分离出来。优选地，步骤(ⅰ)利用根据本发明的装置来完成，而步骤(ⅱ)则利用单步分析装置来实现。

在一个优选实施例中，将图1的装置加以改进，使之包括光学室，由此可用分光光度计法测定所收集的样品。

优选地，各独立的光学室装有微型透明小容器。以一个给定的波长测量内含物的吸光度可获得比利用反射光所获得的更精确的读数。因而，该装置优选地适于被连接到一个具有用于测量收集在光学室内的液体的吸光度的机构的仪器上。图2是一个表示这样一种仪器的主要部件的框图。

因此，该仪器包括一个装有一微处理器的主体，该微处理器由一个处在电池调整电路的控制下的锂/亚硫酰氯电池供电。可通过一个键盘将指令传输给微处理器，并通过一个由LCD(液晶显示器)驱动器供电的液晶显示器显示信息/指令。微处理器控制一个或多个LED，LED发射出横过光学室的给定波长的光(在用于测定糖基化血红蛋白的情况下波长为420-430nm)，从而由光电二极管测量吸收光。通过一个模拟数字转换器将读数传送给液晶显示器。一个微型开关确定设备(装置和仪器)通过装置与仪器的正确连接而被致动。设有一个LED/光电晶体管对，用于决定何时装置与仪器脱离连接。

图2所示类型的电子线路和控制软件作为仪器的一个整体部分被引入。通过连接装置和仪器组成的设备示于图3中。因而，设备20包括一个类似于图1所示装置1的装置22和一个装有电子线路的仪器24。

装置22与图1所示装置的不同之处在于，其入口(对应于图1中的入口3，4和5)与位于装置底部2中的光学室连通。装置和仪器通过相应的啮合构件相互连接在一起，从而仪器内的一个或各LED/光电二极管对分别位于光学室的两侧或者可依次提供给各光学室，以便可以读取吸光度读数并传递给设置在仪器24上的显示器26。仪器24上还装有一个键盘28。装置22的顶部6和底部2被设计成包括一个用于容纳一套仪器的一种或多种组件的室30，例如容纳诸如清洗溶液和/或缓冲液和/或洗提缓冲剂的试剂和/或一个毛细管的室。图3中示出了处于打开位置的室30。

参照图4a，操作该设备的规程如下：

(ⅰ)将一个手指穿刺血样收集在一个毛细管中并放入含有缓冲剂和一种硼酸氨基苯酯琼脂糖(aPBA)亲和基质的样品缓冲管内。将管加盖并翻转几次，将血液从管中冲洗出到缓冲液中，在此红细胞被溶解，由此释放出血红蛋白。

(ⅱ)将该管放置大约60-90秒钟，间或地倒置，在此期间存在于样品中的糖基化血红蛋白结合在aPBA亲和基质上。

(ⅲ)在这段时间内，将被设计成是一次性的装置22连接到仪器24上。装置相对于仪器的定位致动接通开关。

(ⅳ)在温育大约60-90秒钟之后，通过反复翻转使样品缓冲管内的内含物混合，然后将全部内含物倾注到位于位置1处的入口孔中。

(ⅴ)管内的液体内含物流过位于第一入口底部的烧结体或其它过滤机构并被收集在装置22底部的一个光学室内。但是，aPBA亲和基质太大，以致于不能通过烧结体，因此被收集在第一入口底部的吸附柱上。

(ⅵ)被收集在第一光学室内的液体内含物包含有存在于原始样品中的未糖基化血红蛋白，被收集在入口孔9的底部中的aPBA亲和基质包括存在于原始样品中的糖基化血红蛋白。

(ⅶ)在完成这个第一步骤时，仪器将指示使用者进入第二阶段，通过将装置22的顶部旋转90°并停留在位置2处来实现这一阶段。再次在仪器24的指导下通过入口孔9向入口2加入特定体积的清洗缓冲剂并使之流过。这一步骤是要从aPBA亲和基质上除去在第一步骤中可能存在的任何未特定结合的未糖基化血红蛋白。

(ⅷ)然后，仪器指示使用者进入第三阶段，并通过入口孔9将洗提缓冲管的内含物加到入口3中，它可以流过烧结体并被收集在位于装置22的底部的第二光学室内。洗提缓冲液使糖基化血红蛋白离开aPBA亲和基质。

(ⅸ)然后，仪器24用分光光度法测量(以430nm波长)存在于两个光学室中的非糖基化血红蛋白部分和糖基化血红蛋白部分的吸光度。利用设置在仪器软件中的算法，计算出存在于整个原始血液样品中的糖基化血红蛋白的％，并显示在显示器26上。

(ⅹ)将装置22从仪器24上卸下并作为对生物有害的废弃物弃置。而该仪器则准备作下一次检测。

更确切地说，该仪器根据参照图4b中示出的流程图所概述的规程进行控制操作。

糖基化和未糖基化血红蛋白部分的分光光度计测量在设备的装置的光学室与仪器24的交界处进行。

最优选的装置和仪器示于附图5，6和8中，它们一起构成了图8所示的设备。

参照图5和6，装置31包括一个由透明塑料构成的底部2(其详细地示于图7中)，一个顶部6和一个漏斗形部分32。漏斗形部分32由疏水性塑料制成并具有一个较大的开孔，以便易于排空其中的试剂。它具有一个出口34，当使装置在一个仪器内旋转时，该出口将液体导入光学室3和5中。出口34包括一个烧结体(未示出)，该烧结体用于保持颗粒，例如硼酸氨基苯酯琼脂糖亲和基质。用作入口孔的漏斗32具有一个带有一凹入部38的环形凸缘36，它部分地覆盖形成于装置的顶部6上的开孔40，42和44，从而直到这些开孔与环形凸缘的凹入部38对准之前，竖直放置在装置内的管不能通过各个开孔。一个带有一阴配合件的套管48从漏斗的下侧伸出，装置31通过它与具有一个适于与该阴配合件啮合的阳配合件50的仪器24相连接。阳配合件50将漏斗保持在一个相对于仪器24固定的位置上，从而共同形成一个转盘的装置31的底部2和顶部6围绕该漏斗旋转，漏斗的环形凸缘起着一个导向机构的作用。

装置的底部6由透明塑料制成，基本上为环形，并被分成多个腔室。如从图7中可以看出的，其中有两个光学室3和5，一个用于接收来自清洗步骤的废液的第三室，该第三室设置在光学室3和5之间，同时还有三个额外的腔室40′，42′和44′，每个室中装有一个试剂管。设置在装置31的顶部6中的开孔40，42和44下方的这些腔室40′，42′和44′是这样排布的，即使得当转盘处于对应于图4a中的位置Ⅳ，Ⅵ和Ⅶ的地方或对应于图4b中的位置1，2和3的地方时，试剂管被呈现给使用者。光学室具有一个符合光学质量要求的弯曲的外壁52和一个弯曲的内壁54，它们帮助将从仪器24的LED发射出并通过室内样品的光线聚焦在位于其另一侧的光电二极管上。

每一个光学室3，5可与漏斗形入口孔9的出口34形成液体连通。或者，可将光学室制成凹槽。一个导向件58从底部2的最外侧壁56向外延伸，该导向件58位于在仪器24的环形凹槽64的最外侧壁62上形成的一个周向导槽构件60内。一个从最外侧壁62上的导槽构件60延伸至仪器24的上表面68的连通槽66允许导向件58在装置31与仪器24相连时被插入导槽构件60内。

位于顶部6的压花边缘72上的凸出件或凸起部70起着指示机构的作用，指示将装置安装到仪器上的位置并用于协助转动该装置。

底部2被连接到顶部6上，而漏斗形部分位于由顶部6的上表面78上的阶梯形成的导槽76内。

图8中所示的仪器被设计成与前面所述的装置一起使用。实质上，它与参照图2，3和4b所描述的仪器十分相似。但是，参照图8所描述的仪器确实在一个主要方面不同于参照图2描述的仪器并具有一系列新颖的和有利的额外特点。与参照图2所描述的仪器相比，用一个电源控制和监测线路取代锂/亚硫酰氯电池和电池调整线路，从而该仪器可被连接到例如一个外部DC电源或汽车电池上。此外，该仪器还装有一个通信系统，例如一个RS232，由此提供了一个用于发出和接收指令及下载数据的机构。

重要的是，用于接纳装置的机构是一个位于仪器上的环形凹槽64，它由一个底板、一个最外侧壁62和一个最内侧壁80限定。

环形凹槽的底板包括一个位于其一个部分上的斜坡道82。在环形凹槽的最外侧壁62内，有一个导槽构件60，以及一个从该处向上表面68延伸的连接槽66。

在使用时，通过将装置的导向件58与连接槽66对准而把装置插入环形凹槽60内，从而使装置经由其阴配合件48连接到阳配合件50上。导向件58可由此进入导槽构件60内，使得它可以被旋转。在旋转时，第一个管沿斜坡道82向上并从其开孔44中伸出，因为这时圆环36的凹入部38与该开孔对准。在这个位置，出口34与第一光学室30液体连通，并可进行参照图4a和4b描述的分析的第一步骤。通过将装置进一步旋转90°，经开孔42提供清洗溶液，然后将装置再旋转90°，呈现管40，即，洗提液。这样，为分析过程的每一步提供适当的试剂。

本发明的装置和仪器可适用于多种分析。

特别是，该仪器可以改型，以在不同于400至500nm，更具体地说410至460nm的波长范围内读数，上述波长范围为用于测量糖基化血红蛋白的蓝色LED波长范围。因此，例如可采用彩色光，红光，绿光，黄光等LED或采用白光并同时使用滤光片，更优选地为波长滤光片。

此外，可以对装置进行改型，以进行简单的测量，而不是像前面所列举的其中需要一个分离步骤以由两个读数计算百分比的分析那样要读取几个数据。因此，入口孔和第一及第二入口可以用带有一个或多个光学室的一个转盘型装置所取代。

可进行分析的类型例如包括：

1．ELISA(酶联免疫吸附测定)型分析；

2．亲和色谱法分析；以及

3．分析物的化学分析。

因此，该仪器的波长范围可适于测量两种最常用的ELISA底物，即ABTS(它以414nm的波长进行测量)以及TMB(它可以600nm(蓝)或450nm(黄)的波长进行测量)。

亲和色谱法分析可以通过选择适合的波长而利用分光光度分析确定多种分析物的存在和/或含量。

最后，所描述的技术可用于现场检测化学分析物。例如，用于对水和土壤进行分析，其中计算硝酸盐或硫酸盐或者确定酶活性。

熟悉本领域的人员将会理解，这里所描述的设备类型及构成它的装置和仪器可以用于测量很宽范围内的样品中的各种其它分析物的水平。

Claims (38)

1．一种用于分析的装置，在所述分析中将一个样品提供给一个仪器，所述装置包括一个第一入口，一个第二入口以及一个入口孔，所述入口孔可相对于所述第一和第二入口中的每一个运动，从而可按照需要使入口孔依次与每一个入口形成液体连通，

其特征为，所述入口孔装有一个过滤机构或一个结合剂保持机构。

2．如权利要求1所述的装置，其特征为，所述过滤机构或结合剂保持机构是一个烧结体。

3．如权利要求1或2所述的装置，其特征为，所述第一和第二入口是或者包括光学室。

4．如前面任何一项权利要求所述的装置，进一步包括一个第三入口。

5．如权利要求4所述的装置，其特征为，所述第三入口位于第一和第二入口之间。

6．如权利要求4或5所述的装置，进一步包括一个在所述第三入口内的有吸收能力的材料或芯吸材料。

7．如前面任何一项权利要求所述的装置，包括：一个底部，该底部具有许多包括所述第一和第二入口孔的腔室，

一个与底部一起形成一个转盘的顶部，以及

一个包括所述入口孔的漏斗形部分，

所述转盘围绕所述漏斗形部分可旋转地安装。

8．如权利要求7所述的装置，其特征为，所述漏斗形部分包括一个用于将其置于一个光学仪器之上或之内的机构。

9．如权利要求7或8所述的装置，其特征为，漏斗形部分包括一个导向件，转盘围绕该导向件旋转。

10．如权利要求9所述的装置，其特征为，导向件是一个圆环。

11．如权利要求10所述的装置，其特征为，圆环具有一个切开部分或一个凹陷部分。

12．如权利要求7至11中的任何一项所述的装置，其特征为，转盘适于竖直地装入许多管，并且顶部具有多个孔，在使用时所述管可通过这些孔伸出装置外。

13．如权利要求7至12中的任何一项所述的装置，其特征为，顶部包括一个指示机构。

14．如权利要求13所述的装置，其特征为，指示机构是一个伸出件。

15．如权利要求7至14中的任何一项所述的装置，其特征为，底部包括一个导向对中的一个导向件，在使用时，它与导向对在仪器上的另一个导向件相配合。

16．如前面任何一项权利要求所述的装置，其特征为，第一和第二入口是光学室。

17．如权利要求3至16中的任何一项所述的装置，其特征为，光学室具有弯曲的光学表面。

18．如权利要求3至17中的任何一项所述的装置，其特征为，所述光学室是凹形的。

19．如权利要求7至18中的任何一项所述的装置，其特征为，所述底部由透明材料制成。

20．一种用于测定一个装置中的样品的仪器，包括一个可通过键盘操作的微处理器，一个或多个光发射体和一个或多个光探测器，一个显示器和一个驱动器，一个模拟数字转换器，以及用于将该仪器连接到一个电源上的设备。

21．如权利要求20所述的仪器，其特征为，一个或多个光发射体为发光二极管(LED)，一个或多个光探测器为光电二极管(PD)。

22．如权利要求20或21所述的仪器，其特征为，电源是处在一个电池调整线路的控制下的锂/亚硫酰氯电池。

23．如权利要求20，21或22所述的仪器，它适于接纳一个或多个样品收集器。

24．如权利要求23所述的仪器，其特征为，样品收集器是一个转盘。

25．如权利要求24所述的仪器，其特征为，所述仪器包括一个导向对中的一个导向件，在使用时该导向件与导向对在装置上的另一个导向件相配合。

26．如权利要求24所述的仪器，包括一个由一底板、一最里面的侧壁和一最外侧壁限定出的基本上为环形的凹槽，所述最外侧壁包括一个绕其周边延伸的导槽构件和一个从仪器的上表面延伸到导槽构件的连接槽。

27．如权利要求26所述的仪器，包括一个位于凹槽的底板上的斜坡道。

28．如权利要求20至27中的任何一项所述的仪器，包括一个或多个蓝光发光二极管。

29．如权利要求20所述的仪器，包括一个或多个白色光源。

30．如权利要求20至29中的任何一项所述的仪器，进一步包括一个滤光片。

31．一种设备，包括一个如权利要求1至19中的任何一项所述的装置和一个如权利要求20至30中的任何一项所述的仪器。

32．一种用如权利要求1至19中的任何一项所述的装置进行的分析，其特征为一个样品被分离成一个第一组成部分和一个第二组成部分，同时该分析确定在所述样品部分中一种或多种分析物是否存在。

33．如权利要求32所述的分析，其特征为，所述样品为血液并被分离成包含一种或多种未糖基化蛋白的第一组成部分和含有一种或多种糖基化蛋白的第二组成部分。

34．如权利要求33所述的分析，其特征为，一种或多种糖基化蛋白选自糖基化血红蛋白，糖基化人血清清蛋白或糖基化载脂蛋白中的一种或多种。

35．如权利要求32至34中的任何一项所述的分析，或多个下述步骤：

(Ⅰ)从一个被治疗者身上获取血样；进一步包括一个

(ⅱ)处理在步骤(ⅰ)中获取的血样以溶解红细胞；以及

(ⅲ)利用一种方法将样品分离成两个组成部分，该方法包括：将一种分析物结合在一种固相上以获得第一组成部分，然后释放分析物以获取第二组成部分。

36．一种成套的仪器，包括一个如权利要求1至19中的任何一项所述的装置，和任选的一个或多个样品收集器或单步分析装置或试剂和/或一个毛细管和/或一个接种环。

37，一种用于测定样品中的一种分析物的护理方法的要点，包括：

(ⅰ)利用化学或生物学手段从样品中分离出分析物；以及

(ⅱ)利用免疫测定或分光光度法检测/定量分析物。

38．如权利要求37所述的方法，其特征为，分析物是糖基化蛋白。

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