背景技术
总血红蛋白的测定是血液携氧量的重要指标。迄今为止已经在正常人和血液病患者中发现了300种以上的血红蛋白,这些异常导致血红蛋白浓度的改变或者血红蛋白携氧能力的改变,从而出现镰状细胞性贫血、地中海贫血和血红蛋白异常等疾病。
测定血样中血红蛋白的浓度是相关疾病诊断的十分重要的依据,对监控血红蛋白疾病的治疗以及其他可能影响血红蛋白水平改变的疾病的治疗也是十分重要的。
在用人工或自动测定血样中总血红蛋白浓度及用于同时进行白细胞计数或白细胞亚群的分类计数的分析实验中,尽管通过标准的氰化正铁血红蛋白方法及其改良的自动方法形成的色原稳定可靠,然而,由于使用氰化钾,试剂废物会引起很大的环境污染。在过去十年中,人们付出了巨大的努力以开发不使用氰化物的自动血红蛋白分析方法。
Oshiro等[临床生物化学(Clin.Biochem.),1583(1982)]说明了用于血红蛋白分析所使用的试剂,该试剂包含十二烷基硫酸钠(SLS)和Triton X-100(非离子型表面活性剂)。SLS用于溶解红细胞,并被认为进一步产生SLS-血红蛋白复合物,它在539nm处具有最大吸光度并在572nm处有肩峰。SLS法现为世界公认的一种比较稳妥可靠的无氰化物的测定方法,然而使用oshiro方法不可能在进行血红蛋白测定的同时分析白细胞。因为高浓度的十二烷基硫酸钠将白细胞破坏程度过深。
美国专利号5,242,832(属Sakata)公开了用于对血样白细胞计数并测定血红蛋白浓度的无氰化物溶血素。该溶血素包含至少一种表面活性剂包括阳离子表面活性剂和两性表面活性剂以及至少一种选自下列化合物的血红蛋白稳定剂:Tiron、8-羟奎啉、联吡啶、1,10-临菲咯啉、酚类化合物、双酚等等。Sakata说明了白细胞分级分离或三个组(包括淋巴细胞,单核细胞、嗜酸细胞和嗜碱细胞的聚集体以及中性白细胞的聚集体)只有通过使用至少两种适合的表面活性剂和严格控制表面活性剂浓度才能完成。Sakata也说明了溶血素优选的PH值是5.0-8.0。如果PH值是3.0或更小,对白细胞的破坏增加,这样使白细胞的测定困难,如果PH值是9.0或更大,血红蛋白的稳定性随时间变坏。
PCT/US95/02897(Kim)公开了用于测定全血样中的血红蛋白的无氰化物方法与试剂。该试剂包括配体(选自下列化合物:咪唑及其衍生物、N-羟乙酰胺、H-羟胺、吡啶、恶唑,噻唑、吡唑、嘧啶、嘌呤、喹啉和异喹啉)以及一种强红细胞溶解能力的表面活性剂(选自十二烷基二甲基胺氧化物和辛基苯氧基聚乙氧基乙醇)。该分析方法快速,不到10秒。然而,该试剂仅在极端碱性pH值11-14条件下操作。此外,Kim没有说明计数白细胞或分别白细胞亚群的能力。
上述的无氰化物血红蛋白测定方法中,没有一种可以在血红蛋白测定的同时提供单核细胞和整个粒细胞的数量;然而,这两个参数都是用于各种疾病临床诊断的有价值的工具。这就需要更多用途的无氰化物血红蛋白测定方法和多功能试剂以在单个自动步骤中可以完成若干诊断分析。
中国专利申请号98801947属于库而特公司,公开了一种无氰化物试剂组合物,其中含有选自下列化合物的血红蛋白配体三唑及其衍生物、四唑及其衍生物、4,6-二羟基-1,3,5三嗪-2-羧酸的碱金属盐、蜜胺、苯胺-2-磺酸、喹那啶酸、2-氨基-1,3,4-噻二唑、三嗪及其衍生物、尿唑、DL-2-哌啶酸、异烟酰胺、邻氨基苯甲晴、6-氮杂-2-硫代胸腺嘧啶、腺嘌呤、3-(2-噻吩基)丙烯酸、苯甲酸和苯甲酸的碱金属和铵盐、吡嗪及其衍生物的有机配体的水溶液。还有选自季铵盐、吡啶盐、有机磷酸酯和烷基磺酸的溶血性表面活性剂以溶解红细胞释放血红蛋白。然而该方法仍然采用了具有一定毒性或者致癌的化合物,对环境依然有一定的污染。
发明内容
本发明的目的在于克服以上所述溶血素的缺陷,提供一种不含有氰化物、没有毒性的、能够采用可靠方法测定血红蛋白的溶血素,并且同时白细胞能被分成至少两个亚群用于分别记数。
本发明的另一目的是提供使用该溶血素的方法。
本发明的技术方案是所述的无氰化物溶血素含有可以和血色素配合的阴离子表面活性剂,选自烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐以及烷基硫酸盐,以及能溶解红细胞的阳离子表面活性剂,选自季铵盐、吡啶盐、氧化胺型季胺盐,还有起到增溶作用的非离子表面活性剂。此组合物在很宽的pH范围内可以使用。
本发明无氰化物溶血素的技术方案进一步形式为至少一种足以溶解红细胞并释放量血红蛋白的量的表面活性剂,该表面活性剂选自由下列物质组成的组:
1)至少一种阳离子表面活性剂,该表面活性剂在合适的浓度范围内用特定的仪器能够将人类的红细胞全部溶解并且将白细胞分成两个亚群。包括季铵盐、吡啶盐、氧化胺型季铵盐。
其中式中的R1、R5是碳原子数是8-18的长链烷基、烯基或炔基,R2、R3、R4都是碳原子数1-5的短链烷基、烯基、炔基或者氢原子,x-是任何一种阴离子。
2)至少一种阴离子表面活性剂,能在合适的浓度下和血红蛋白结合形成一种色原,从而测定其浓度,该阴离子表面活性剂具有以下结构:
R1-SO4 -X+
式中R1是碳原子数是8-18的长链烷基、烯基或炔基,x+是任何碱金属的阳离子或者铵离子。
3)至少一种非离子表面活性剂,具有以下结构:
其中R1是碳原子数是6-8的长链烷基、烯基或炔基,n为4-40的整数。
在优选的方式中,该组合可以用于同时提供总血红蛋白浓度的测定、白细胞的计数和血样中白细胞亚群的分别计数,其中所说的白细胞被区分成包括淋巴细胞、单核细胞和粒细胞的三个亚群。
在溶解红细胞的阳离子表面活性剂中,季铵盐是优选的。在溶血素组合物中的表面活性剂的浓度需要足以溶解红细胞并释放血红蛋白、而同时保存白细胞核。为了对白细胞计数,不需要使白细胞膜保持完整。一般来说,使用上述的本发明溶血素组合物中的溶血性表面活性剂时,当红细胞完全溶解和破坏时,白细胞膜部分溶解。白细胞留下的核使得可以使用直流阻抗方法计数白细胞并将白细胞亚群分别成淋巴细胞、单核细胞和粒细胞。
在上述溶血素组合物中的阳离子表面活性剂浓度是大约2g/L至大约100g/L,优选地是大约15g/L至大约60g/L。
在溶血素中阴离子表面活性剂的浓度要足以使所有的血红蛋白都形成阴离子表面活性剂-血红蛋白复合物。如果阴离子表面活性剂的量不足,使形成的复合物色原不稳定。
本发明无氰化物溶血素中阴离子表面活性剂的浓度在0.1-10g/L范围,优选0.5-3g/L,最为合适。
本发明无氰化物溶血素,非离子表面活性剂的浓度范围可以在0.5-5g/L范围内。
本发明无氰化物溶血素,所述阳离子表面活性剂浓度可以是25g/L,阴离子表面活性剂的浓度可以为1.5g/L,非离子表面活性剂的浓度可以为0.58g/L。
本发明无氰化物溶血素,所述阳离子表面活性剂为十二烷基三甲基溴化铵其浓度是25g/L,阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠(SLS)其浓度为1.5g/L,非离子表面活性剂为乳化剂OP其浓度为0.58g/L。
本发明的另一个目的是,提供一种使用该溶血素的方法,和适当的血液稀释剂配合用于测定血液中的血红蛋白浓度或同时与白细胞计数或白细胞亚群的分别计数。
该方法包括用适合的血液稀释剂稀释血样、将足量的溶血素组合物与稀释的样品混合、在预定的用于血红蛋白浓度测定的波长下用光度法测定该样品、同时在装备有直流阻抗测定装置的血液分析仪上计数白细胞或分别别计数白细胞至少两个亚群。
将抗凝血或毛细血通过合适的稀释液稀释,将合适量的上述溶血素与稀释后的样品混合(手工或者仪器自动),根据仪器的需要,稀释比从125∶1(总试剂量相对于血液)到大约500∶1,然后在添加溶血素4秒以后,在仪器的光度计上以特定的波长测定样品混合物的吸光度,也可以通过手工引入装备有光度计和具有阻抗测定装置的血液分析仪中,测定血红蛋白浓度或者同时进行白细胞计数。
更优选的是在进行白细胞计数时根据所获得体积大小直方图进行白细胞亚群分类。
在最优选的方式下,白细胞可以分成三个亚群,包括淋巴细胞、中间细胞和粒细胞,其中的中间细胞包含单核细胞嗜酸细胞和嗜碱细胞。
采用以上的方案,实现了使用不含有氰化物、没有毒性的溶血素、能够采用可靠方法测定血红蛋白,并且同时白细胞能被分成至少两个亚群用于分别记数。
具体实施方式
一般来说,要用光度测定法测定血样中的总血红蛋白浓度,必须使用溶血试剂溶解红细胞并释放血红蛋白,然后把血红蛋白转化成稳定的色原,这种色原可以在预定的波长白紫外光谱发现和测定。对于定量和精确的测定,所形成的复合物要稳定,至少在测定的时间范围内稳定。红细胞的溶解可以通过酸溶解、渗透溶解和使用各种天然以及合成的表面活性剂完成。释放的血红蛋白包含各种形式,如氧合血红蛋白、脱氧血红蛋白、高铁血红蛋白、碳氧血红蛋白等、大多数把血红蛋白转化成稳定包原的有效方法是提供配体,该配体对血红素铁具有高亲和性以形成稳定的血红蛋白复合物。这已用氰化正铁血红蛋白方法成功地证明,其中氰阴离子对血红素铁具有极高的亲和性。术语血红蛋白复合物和血红蛋白色原在本发明上下文中可以互换使用。通常,在缺少高亲和性配体的情况下,所形成的血红蛋白色原不十分稳定。其吸光度有变化,并且在大多数情况下随时间衰减。在这种情况下,分析方法不可靠(即使很好地监控并校正降解反应的动力学因为色原可能对环境(如温度和样品制备条件等)十分敏感、当提供了适合的血红蛋白配体时,血红蛋白转变可以是定量的,形成的血红蛋白复合物的稳定性确保分析方法的可靠性。
配体的选择取决于要完成的分析,例如,仅用于血红蛋白测定,或用于多个诊断分析(如血红蛋白测定同时结合白细胞计数或白细胞亚群分别计数)。如果配体不与其它分析相容,对于血红蛋白测定来说极好的配体可能不适合于后者的应用。Sakata在其文献中提供了一种可以准确测定血红蛋白的方法,用阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂溶解红细胞释放血红蛋白,并且试剂中的阴离子表面活性剂SLS和血红蛋白形成SLS-血红蛋白复合物,在539nm处和572nm处有峰值而且具有很高的时间稳定性,但是其一个很大的缺点是不能同时分类计数白细胞,因为用非离子表面活性剂溶解红细胞的时候也很大程度上将白细胞破坏了。另一个缺点就是时间很长,据其文献需要5-10分钟,这在用仪器测定的方法中是不可容忍的。
一般来说,阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂是不可配合使用的,因为它们会形成阴离子-阳离子复合物,降低溶解性,在溶液里形成沉淀或者乳化,从而无法使用。但是在本发明中,通过适当的两者的比例,形成的复合物不至于形成沉淀,而且加入增溶剂以后复合物溶解,在阳离子表面活性剂溶解红细胞释放血红蛋白以后,由于选定阴离子表面活性剂和血红蛋白的亲和力要高得多,夺取了阴阳离子表面活性剂复合物中的阴离子表面活性剂,形成新的表面活性剂-血红蛋白复合物,通过精密控制两者的浓度,可以实现血红蛋白测定。另一方面阳离子表面活性剂破坏白细胞膜,使白细胞核裸露,通过体积测定的仪器来进行大小分群。
试验还表明,非离子表面活性剂和阳离子表面活性剂的加入,使得阴离子表面活性剂-血红蛋白复合物形成的速度大大增加,在3-5秒内形成了稳定的复合物,使得用仪器测定成为可能。
本发明无氰化物溶血素为至少一种足以溶解红细胞并释放量血红蛋白的量的表面活性剂,该表面活性剂选自由下列物质组成的组:
1)至少一种阳离子表面活性剂,该表面活性剂在合适的浓度范围内用特定的仪器能够将人类的红细胞全部溶解并且将白细胞分成两个亚群。包括季铵盐、吡啶盐、氧化胺型季铵盐。
其中式中的R1、R5是碳原子数是8-18的长链烷基、烯基或炔基,R2、R3、R4都是碳原子数1-5的短链烷基、烯基、炔基或者氢原子,x-是任何一种阴离子。
2)至少一种阴离子表面活性剂,能在合适的浓度下和血红蛋白结合形成一种色原,从而测定其浓度,该阴离子表面活性剂具有以下结构:
R1-SO4 -X+
式中R1是碳原子数是8-18的长链烷基、烯基或炔基,x+是任何碱金属的阳离子或者铵离子。
3)至少一种非离子表面活性剂,具有以下结构:
其中R1是碳原子数是6-8的长链烷基、烯基或炔基,n为4-40的整数。
在优选的方式中,该组合可以用于同时提供总血红蛋白浓度的测定、白细胞的计数和血样中白细胞亚群的分别计数,其中所说的白细胞被区分成包括淋巴细胞、单核细胞和粒细胞的三个亚群。
在溶解红细胞的阳离子表面活性剂中,季铵盐是优选的。在溶血素组合物中的表面活性剂的浓度需要足以溶解红细胞并释放血红蛋白、同时保存白细胞核不至于被破坏。为了对白细胞计数,不需要使白细胞膜保持完整。一般来说,使用上述的本发明溶血素组合物中的溶血性表面活性剂时,当红细胞完全溶解和破坏时,白细胞膜部分溶解。白细胞留下的核使得可以使用直流阻抗方法计数白细胞并将白细胞亚群分别成淋巴细胞、单核细胞和粒细胞、在溶血素组合物中的表面活性剂浓度是大约2g/L至大约100g/L,优选地是大约15g/L至大约60g/L。
在溶血素中阴离子表面活性剂的浓度要足以使所有的血红蛋白都形成阴离子表面活性剂-血红蛋白复合物。如果阴离子表面活性剂的量不足,使形成的复合物色原不稳定。试验发现,本发明中阴离子表面活性剂的浓度在0.1-10g/L范围,优选0.5-3g/L,最为合适。
在本发明中,我们使用的非离子表面活性剂的浓度范围视所采用的具体的种类而定,但范围在0.5-5g/L范围内,经过试验证明低于0.5g/L时,起不到应有的作用,而高于5g/L时,就会对白细胞的分类测定,甚至血色素的测定产生显著影响,甚至无法分类。
本发明还涉及使用上述无氰化物溶血素组合物测定血样中的总血红蛋白浓度、或同时对白细胞计数或对白细胞亚群的分别计数的方法。
将抗凝血或外周血通过合适的稀释液稀释,将合适量的上述溶血素与稀释后的样品混合(手工或者仪器自动),根据仪器的需要,稀释比从125∶1(总试剂量相对于血液)到大约500∶1,然后在添加溶血素4秒以后,在仪器的光度计上以特定的波长测定样品混合物的吸光度,也可以通过手工引入装备有光度计和具有阻抗测定装置的血液分析仪中,测定血红蛋白浓度或者同时进行白细胞计数,更优选的是在进行白细胞计数时根据所获得体积大小直方图进行白细胞亚群分类。在最优选的方式下,白细胞可以分成三个亚群,包括淋巴细胞、中间细胞和粒细胞,其中的中间细胞包含单核细胞嗜酸细胞和嗜碱细胞。
具体来说,我们采用迈瑞公司生产BC-3000血液分析仪,取13ul静脉抗凝血,经过3.5ml稀释液稀释以后,加入0.5ml本发明所述的溶血素,在白细胞通道进行白细胞计数和血红蛋白分析,得出的结果的直方图如附图2所示。
本发明的溶血素组合物和使用该组合物的方法提供了精确的血红蛋白测定、精确的白细胞计数以及白细胞亚群的分别计数。表1说明了该溶血素在使用迈瑞公司生产BC-3000血液分析仪测定血红蛋白浓度方面和五分类血液分析仪GENS的结果高度相关性。在BC-3000上获得的血红蛋白浓度和在相同的仪器上使用经典的溶血素所获得的结果之间具有极好的相关性。表3说明了在BC-3000上获得的白细胞计数和在相同的仪器上使用该仪器配套的溶血素所获得的结果之间具有极好的相关性。
表1本发明的溶血素结果和Coulter公司的GENS结果的相关系数。
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
平均值 |
Wbc |
0.9983 |
0.9955 |
0.9971 |
0.9906 |
0.9799 |
0.9923 |
Hgb |
0.9969 |
0.9935 |
0.9972 |
0.9981 |
0.9956 |
0.9963 |
Gran% |
0.9650 |
0.9667 |
0.9543 |
0.9590 |
0.9281 |
0.9546 |
Lym% |
0.9556 |
0.9585 |
0.9584 |
0.9428 |
0.9316 |
0.9494 |
每次试验的样本数目在40-50之间。
本发明的溶血素组合物提供了不同的病人样本的精确的血红蛋白测定。在我们使用的样本中,有70%是来自各科的临床病人,有感染内科、血液科、肿瘤科等其中有的来自血液科病人的血样含有不同类型的异常血红蛋白,然而用本发明的溶血素和方法测定结果与用常用的氰化物一Hgb方法也有着高度的相关性(在迈瑞公司BC-3000上测定相关系数为0.99以上见表1),这表明各种临床样品的总血红蛋白浓度都可以通过使用本发明的溶血素组合物测定。
一般来说,包含上述阴离子表面活性剂配体和表面活性剂的本发明溶血素组合物可以在非常大范围的pH值内测定血样的总血红蛋白浓度。优选地,一种或几种季按盐与任何有机配体的结合用于提供通过DC阻抗测定方法测定血样中的总血红蛋白浓度和白细胞计数。更优选地,一种或几种季按盐与和白细胞差别分析相容的有机配体的结合用于提供血样的总血红蛋白浓度的测定、白细胞计数和白细胞亚群的分别计数。在最优选的方式中,白细胞被分成三个亚群,包括淋巴细胞、单核细胞和粒细胞。
无氰化物溶血素组合物和使用该组合物的方法与现有技术的血红蛋白测定方法相比具有几个优点。本发明使得可以在无氰化物的条件下精确测定血样中的血红蛋白浓度,并确定白细胞数量或将白细胞亚群分别成淋巴细胞、单核细胞和粒细胞。溶血素组合物将存在于血样中的血红蛋白在大约5秒后迅速转化成稳定的色原,使得可以进行快速自动分析。血红蛋白复合物一旦形成,在测定时期是很稳定的。
本发明的溶血素组合物可以与许多适合的血液稀释剂一起使用。我们采用配方阳离子表面活性剂为十二烷基三甲基溴化铵其浓度是25g/L,阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠(SLS)其浓度为1.5g/L,非离子表面活性剂为乳化剂OP其浓度为0.58g/L的溶血素,使用标准的磷酸缓冲盐溶液和商业血液稀释剂由迈瑞公司生产的M30稀释液,由上述方法处理的全血样,如图3所示的图谱。用这两种稀释剂,基本上形成了相同的血红蛋白色原,可以在540nm下测定。
不同于以前的试剂,本发明的溶血素组合物具有宽范围的pH值,以前的中性和碱性试剂不可能使用这种化学物质用于血红蛋白的测定。Sakata在美国专利号5,242,832中说明:如果pH值是3.0或更低,对白细胞的破坏增加,这样使白细胞的测定变得困难。图2显示了按照本发明的方法使用实施例的溶血素组合物(M30作为稀释剂)所获得的白细胞亚群分布直方图。
白细胞清楚地分成淋巴细胞、单核细胞和粒细胞。
另一种使用表面活性剂稳定血红蛋白的功能的方式是,将其作为一个独立的成分添加到稀释后的血液中,提前或者然后加入可以溶血的阳离子表面活性剂,释放出的血红蛋白仍然可以和阴离子表面活性剂结合形成复合物而测定。
如果不使用稀释液直接使用溶血素溶解血样,那么可以在一定比例下大范围调节溶血素各化学成分的浓度,并且可以认为加入合适的电解质使之达到合适的电导率,适合特定的粒子分析仪器使用,如果这样使用,组合物的浓度范围应该和溶血素与稀释血样配合后的最终浓度相同。
溶血素可以包含其他可有可无的添加剂,例如无机和有机的盐类,防腐剂,抗氧化剂以及其他所有不影响血红蛋白测定和白细胞记数或分类记数的化学成分。
另一种使用表面活性剂稳定血红蛋白的功能的方式是,将其作为一个独立的成分添加到稀释后的血液中,提前或者然后加入可以溶血的阳离子表面活性剂,释放出的血红蛋白仍然可以和阴离子表面活性剂结合形成复合物而测定。
实施例1
按照下列比例配成溶液:
1、十二烷基硫酸钠 5g
2、十二烷基三甲基溴化铵 25g
3、聚乙二醇辛基苯基醚 5ml
4、蒸馏水 11
以G4砂滤器循环过滤,以适合的血液分析仪,或者其他的粒子分析仪器监控空白记数值使之符合空白记数要求。
移取13ul全血加入到3.5ml稀释液中,搅拌均匀后加入0.5ml溶血素,在BC系列血液分析仪上测定。
图1是稀释血加入溶血素后马上进行扫描的紫外-可见吸收光谱图。在540nm处有吸收峰。
图2是本发明的溶血素在迈瑞公司生产的BC-3000+血液分析仪上所得到的白细胞直方图。
图3是本发明的溶血素以作为稀释液时的紫外-可见吸收光谱图。
实施例2
按照下列比例配成溶液:
1、十六烷基三甲基氯化铵 10g
2、十二烷基硫酸钠 1.5g
3、乳化剂OP 0.58g
4、双蒸水 11
以G4砂滤器循环过滤,以适合的血液分析仪,或者其他的粒子分析仪器监控空白记数值使之符合空白记数要求。
以磷酸盐缓冲液(PBS)作为稀释剂稀释血样,加入上述配方的溶血素,测定吸收紫外-可见吸收光谱如图3所示,同时以预稀释的模式用血液分析仪进行分析,得出的直方图如图4所示。