CN1981187A - 便携式样本分析仪盒 - Google Patents

Abstract

一种在患者的治疗点(如医生的办公室、家中或其他现场)处使用的样本分析仪盒。通过提供具有所有需要的试剂和/或流体的可拆卸的和/或一次性的盒，该样本分析仪可以在实验室环境外可靠地使用，且需要很少或无需专门培训。

Description

便携式样本分析仪盒

本申请要求序列号为60/571235的于2004年5月14日提交的美国专利申请的优先权，此处通过引用将其包含于本文之中。

背景技术

本发明一般涉及样本分析仪，更具体地，涉及可以在患者的治疗点(如医生办公室、家中或其他现场)处使用的样本分析仪和盒。

微粒区分法可在多种临床化验(如确定血液样本中的细胞数量和类型、检测体液样本中的细菌或病毒微粒和化验细胞容积和浓度)中应用。在某些临床测试中，例如，在尿样本中检测蛋白质和分析物之类的非细胞微粒也是有价值的。分析流体悬浮物中的晶体和其他微粒也具有重要的工业用途。

一种能在微粒悬浮样本中快速且有效率地区分微粒的方法是流式细胞术。在该方法中，通过流体通道输送血液样本中的微粒悬浮物(通常是血液样本中的细胞)，其中，利用一个或多个经过聚焦的光束照明样本中的各个微粒。通过一个或多个光检测器检测光束与流经流体通道的各个微粒的相互作用。通常，这些检测器设计成测量特定光束或发射波长处的吸收或萤光发射和/或特定散射角的光散射。因此，可以将流经流体通道的每个微粒表征为与其吸收、萤光、光散射或其他光学或电学特性相关的一个或多个特性。这些检测器测量的特性允许将每个微粒映射到某一特征空间，其中，该空间的轴是光强度或其他由检测器测量的特性。在理想情况下，将样本中的不同微粒映射到特征空间的不同和非重叠的区域，从而能基于这些微粒在特征空间中的映射来分析每个微粒。这类分析可包括对这些微粒的统计、识别、量化(有关一个或多个物理特性)和/或分类。

在流式细胞术中，日常进行两种类型的光散射测量。以小角度进行的光强度测量(相对于入射光束成约1.5-13度)通常称为前向或小角度散射，它提供有关细胞大小的信息。在很大程度上，前向散射也与细胞与细胞外媒介之间的折射差异相关，从而，便可以辨别细胞膜受损的细胞。以相对于入射光成约65度-115度的角度进行的光强度测量通常称为正交或大角度散射，它可以提供与微粒的大小和结构度(degree of structure)有关的信息。

流式细胞术中提出了以不同角度同时进行光散射测量或将这种光散射测量与吸收或荧光测量相结合的方法。例如，可以在流式细胞术中使用结合光散射的光吸收，以区分红细胞和血小板，以及区分淋巴细胞、单核细胞、嗜碱性粒细胞、嗜酸性粒细胞和中性粒细胞。但是，该方法有时需要对细胞染色，因此它相当复杂，且在进行细胞分类后可能无法使用这些细胞进行后续研究。

也可将结合圆二色性(CD)和旋光色散(ORD)的光散射测量用于在病毒微粒或细胞的悬浮物中进行微粒区分。有关Mie(各向同性微粒)散射对病毒微粒中DNA的CD和ORD光谱的影响的研究表明，可以使用散射测量值来修正较大的生物结构(如病毒微粒和细胞)中的ORD和CD测量值，以允许根据ORD和CD特性进行微粒区分。还演示了用于区分若干不同微生物的右和左圆偏振光的微分散射。圆强度微分散射(CIDS)法与CD(利用了左和右圆偏振光的微分吸收)类似，但CIDS法利用螺旋结构(如DNA)来对右和左圆偏振光进行微分散射。

典型地，使用一个或多个设备来至少部分地实施这类微粒区分法，这些设备在本文中统称为样本分析仪。许多样本分析仪是由经过训练的人员在实验室环境中使用的相当大的设备。为使用许多样本分析仪，在将制备的样本提供给样本分析仪之前，必须首先处理收集的样本(如将样本稀释到期望的水平、添加适合的试剂和对样本进行离心分离来提供希望的分离物，等等)。为取得准确结果，通常必须由经过训练的人员来执行这类样本处理，而这可能增加了执行样本分析所需的成本和时间。

在分析阶段，许多样本分析仪也需要操作人员的干预(例如，需要另外的信息输入或对样本进行其他处理)。这可能进一步增加了进行希望的样本分析所需的成本和时间。而且，许多样本分析仪仅输出原始的分析数据，为作出恰当的临床决定，通常还需要由经过训练的人员进行进一步计算和/或解释。

发明内容

本发明一般涉及样本分析仪，更具体地，涉及具有可拆卸的和/或一次性的盒的、在患者的治疗点(如医生办公室、家中或其他现场)处使用的样本分析仪。通过提供具有所有必要试剂和/或流体的可拆卸盒和/或一次性盒，可以可靠地在实验室环境以外使用样本分析仪，且需要很少或无需专门培训。这可以帮助将样本分析过程流水线化，降低医务人员或其他人员的成本和工作量，并且，对许多患者(包括需要相对频繁的血液监视/分析的那部分人)而言，可以增加样本分析的便利性。

在本发明的一个说明性实施例中，提出了一种样本分析仪，它具有可接纳收集的样本(如收集的全血样本)的可拆卸盒，并且，一旦安装了该可拆卸盒和启动了该分析仪，这些分析仪和盒便会自动处理样本，且分析仪为用户提供了足够的信息，以作出临床决定。在某些实施例中，分析仪显示或打印定量结果(如处于预定义的范围之内和/或之外)，这使得用户无需进行进一步的计算或解释。

例如，可以将样本分析仪用于确定血液样本中的细胞数量和/或类型，检测流体、食物或其他样本中的细菌或病毒微粒，和/或化验样本中的细胞容积和密度。也可以将样本分析仪用于检测非细胞微粒，如尿样本中的尿酸晶体以及流体悬浮物中的结晶和其他微粒，和/或用于根据需要进行的任何其他合适类型的分析。

在一个说明性实施例中，分析仪包括壳体和可拆卸流体盒，其中，该壳体适于接纳可拆卸流体盒。在某些情况下，可拆卸流体盒是一次性盒。在一个说明性实施例中，可拆卸流体盒可包含一种或多种试剂(如溶剂、球化试剂、稀释剂等)、一个或多个分析通道、一个或多个流量传感器、一个或多个阀和/或适于处理(如溶解、球化、稀释、混合等)样本并将处理后的样本送至盒上的适当分析通道的流体回路。为支持卡，上述壳体可包括压力源、一个或多个光源、一个或多个光检测器、处理器和电源。压力源可以向可拆卸流体盒端口提供合适的压力，以根据需要使流体在流体回路中流动。可以用分析仪的上述一个或多个光源来探询(interrogate)可拆卸盒的至少选定的分析通道中的制备样本，且分析仪的上述一个或多个光检测器可以检测经过的、被样本吸收和/或散射的光。处理器可以耦合到至少某些光源和检测器，并可确定样本的一个或多个参数。在某些实施例中，可拆卸流体盒上的上述一个或多个分析通道可包括一个或多个流式细胞通道和/或一个或多个吸收通道，但不要求在所有实施例中均具有这种配置。

在某些说明性实施例中，可以将全血样本提供给可拆卸流体盒，并且，可拆卸盒适于执行血液分析，如完全血液计数(CBC)分析。为对全血样本中的红细胞进行统计和分类，可以分出全血样本的一部分，并将其提供给可拆卸盒的红细胞测量通道。如果需要，可以对提供给红细胞测量通道的该部分血液样本进行稀释，可以即时球化这些红细胞，可以以流体动力学方式集中所得的样本来形成核，并将所得的核提供给可拆卸盒中的第一流式细胞通道。

在某些情况下，可以沿可拆卸盒中的第一透明流体窗或在其下方设置第一流式细胞通道，使得第一光源和第一光检测器可以以光学方式探询该流体中的细胞/血小板。也可以在可拆卸盒上设置流量传感器，以测量通过第一流式细胞通道的流速。

在某些情况下，测量的参数可以包括，样本流速(FR)、测量时间(T)长度、样本稀释因子(DF)、统计的红细胞数目(N_RB)、统计的血小板数目(N_Plt)、各细胞的直径(drbc)和各细胞的血红蛋白浓度(CHC)。根据这些参数可以计算若干红细胞分析参数，包括红细胞计数(RBC)、血小板计数(Plt)、平均细胞血红蛋白浓度(MCHC)、平均细胞容积(MCV)、平均细胞血红蛋白含量(MCH)、相对分布宽度(RDW)、血细胞比容参数(Hct)和/或血红蛋白浓度(Hb)。

在某些实施例中，也可以将一部分血液样本引至可拆卸盒上的吸收测量通道。可以沿透明窗设置该吸收测量通道，使得相应的光源和光检测器可以以光学方式探询血液样本。如果需要，可以在可拆卸盒上设置另一流量传感器，以便对进入或通过吸收测量通道的流速进行测量，但这并非是必须的。可以用吸收通道来测量入射光的吸收水平。该吸收水平可以提供对血液样本中的平均或总细胞血红蛋白浓度的量度。

为对白细胞进行统计和分类，可以分出全血样本的一部分，并将其提供给可拆卸盒中的白细胞测量通道。如果需要，可以稀释提供给白细胞测量通道的该部分血液样本，可以即时溶解其中的红细胞，然后以流体动力学方式集中(hydrodynamically focus)所得的样本，以形成核，并最终将所得的核提供给可拆卸盒中的第二流式细胞通道。也可以沿可拆卸盒中的透明流体窗或在其下设置第二流式细胞通道，使得相应的光源和检测器能以光学方式探询液流中的细胞。在某些情况下，可以在可拆卸盒上设置流量传感器，以便测量通过第二流式细胞通道的流速。

在某些情况下，白细胞测量通道的说明性的测量参数可包括，三(3)或(5)部分白细胞区分、总白细胞计数和/或轴上(on-axis)白细胞容积。根据希望的应用，也可以测量或计算其他参数。在某些情况下，在将样本提供给第二流式细胞通道之前，可以将染色和/或萤光标签加入样本，在某些情况下，这有助于细胞的区分。

附图说明

图1是根据本发明的样本分析仪和盒的透视图；

图2是图1的样本分析仪和盒的示意图；

图3的更为详细的示意图示出了图2中的样本分析仪和盒的流量控制；

图4是根据本发明的盒的某些特征的示意图；

图5是可包含在根据本发明的盒中的若干存储池的示意图；

图6的流程图示出了一种根据本发明来分析血液样本的方法；

图7的流程图示出了一种根据本发明来获取若干红细胞参数的方法；

图8的流程图示出了另一种根据本发明来分析血液样本的方法；

图9的流程图示出了一种根据本发明来操作样本分析仪的方法；

图10的流程图示出了另一种根据本发明来操作样本分析仪的方法；

图11的流程图示出了另一种根据本发明来操作样本分析仪的方法；以及

图12的流程图示出了另一种根据本发明来操作样本分析仪的方法。

具体实施方式

图1是根据本发明的样本分析仪和盒的透视图。在图中，该样本分析仪用10表示，并包括壳体12和可拆卸的或一次性的盒14。壳体12包括基部16、盖18和将基部16连接到盖18的折叶20，但这并非是必需的。在该实施例中，基部16包括第一光源22a、第二光源22b和第三光源22c，以及用于操作样本分析仪的相关光学元件和必要的电子元件。取决于具体应用，每个光源可以是单个光源或由多个光源组成。在某些实施例中，根据需要，壳体的整体尺寸可以小于1立方英尺、小于二分之一立方英尺、小于四分之一立方英尺或更小。类似地，根据需要，壳体的总重量可小于10磅、小于5磅、小于1磅或更小。

盖12包括压力源(如具有微阀控制装置的压力室)、第一光检测器24a、第二光检测器22b和第三光检测器22c，且这些元件具有与其相关的光学元件和电子元件。取决于具体应用，每个光检测器可以是单个检测器或由多个检测器组成。取决于具体应用，根据需要，也可以设置偏振镜和/或滤光片。

可拆卸盒14适于通过样本收集器端口接收样本流体，在该实施例中，该端口包括刺血针32。在某些实施例中，刺血针32是可伸缩的和/或装设有弹簧。当未使用可拆卸盒14时，可以用套38来保护样本收集器端口和/或刺血针32。

在该实施例中，可拆卸盒14对全血样本进行血液分析。可以用刺血针32扎用户的手指，以产生血液样本，该血液样本可通过毛细管作用吸入可拆卸盒14中的涂有抗凝血剂的毛细管中。可以制造与Micronics技术公司提供的流体回路类似的可拆卸盒14，其中，某些上述流体回路是用具有蚀刻的通道的层状结构制造的。然而，我们认为，根据需要，可以以任何合适的方式(包括通过注塑成型或任何其他合适的制造工艺和方法)来制造可拆卸盒14。

在使用过程中和将血液样本吸入可拆卸盒14之后，可以在盖18处于打开位置时将可拆卸盒14插入壳体。在某些情况下，可拆卸盒14可包括用于接纳基部16中的定位引脚28a和28b的孔26a和26b，而这有助于仪器的不同部分之间的对准和连接。可拆卸盒14也可包括第一透明流体窗30a、第二透明流体窗30b和第三透明流体窗30c，它们分别与第一、第二和第三光源22a、22b和22c，以及第一、第二和第三光检测器24a、24b和24c对准。

在可拆卸盒14中，在将盖移至关闭位置且对系统加压时，盖18可经压力提供端口36a、36b、36c和36d将受控的压力提供给压力接收端口34a、34b、34c和34d。我们认为，取决于具体应用，可以使用更多或更少的压力提供和压力接收端口。或者或另外地，我们认为，可以在可拆卸盒14之上或之中设置一个或多个微泵(如静电致动的中型泵)，以提供必要的压力来操作可拆卸盒14上的流体回路。在专利号为5836750、6106245、6179586、6729856和6767190的美国专利(所有这些专利均已转让给本发明的受让人)中描述了某些示例性的静电致动的中型泵，此处通过引用将这些专利包含于本文之中。

一旦被加压，所示仪器便对收集的血液样本进行血液分析。在某些情况下，血液分析可包括完全血液计数(CBC)分析，但是，取决于具体应用，也可以执行其他类型的分析。

为对红细胞进行统计和分类，可以分出全血样本的一部分，并将其提供给可拆卸盒14中的红细胞测量通道。如果需要，可以稀释该血液样本，可以即时球化其中的红细胞，然后以流体动力学方式集中所得的样本来形成核，最后，将核提供给第一流式细胞通道。可以沿可拆卸盒14的第一透明流体窗30a设置第一流式细胞通道，这使得第一光源22a和第一光检测器24a可以以光学方式探询液流中的细胞。在某些情况下，可以在可拆卸盒14上设置第一流量传感器，以测量通过第一流式细胞通道的流速。

在某些情况下，测量的参数可以包括，样本流速(FR)、测量时间(T)长度、样本稀释因子(DF)、统计的红细胞数目(N_RB)、统计的血小板数目(N_Plt)、各个细胞的直径(drbc)和各个细胞的血红蛋白浓度(CHC)。根据这些参数，可以计算若干红细胞分析参数，包括红细胞计数(RBC＝N_RB/(DF×FR×T))、血小板计数(Plt＝N_plt/(DF×FR×T))、平均细胞血红蛋白浓度(MCHC＝<CHC>)、平均细胞容积(MCV＝(π/6)×<drbc³>)、平均细胞血红蛋白含量(MCH＝(π/6)×<drbc³×CHC>)、相对分布宽度(RDW＝[(π/6)×drbc³]/MCV的标准差)、血细胞比容参数(Hct＝RBC×MCV)和/或血红蛋白浓度(Hb＝MCHC×Hct)。

在某些实施例中，也可以将一部分血液样本引入吸收测量通道。可以沿可拆卸盒14的第三透明窗30c设置吸收测量通道，这使得第三光源22c和第三光检测器24c可以以光学方式来探询血液样本。可以在可拆卸盒14上设置流量传感器，以测量通过吸收测量通道的流速。吸收测量通道可以对由第三光源22c提供的入射光的吸收进行测量。测得的吸收水平可以提供关于血液样本中的总或平均细胞血红蛋白浓度的指示。

为对白细胞进行统计和分类，可以分出全血样本的一部分，并将其提供给可拆卸盒14中的白细胞测量通道。如果需要，可以稀释该血液样本，可以即时溶解其中的红细胞，然后以流体动力学方式集中所得的样本来形成核，最后，将核提供给第二流式细胞通道。可以沿可拆卸盒14的第二透明流体窗30b设置第二流式细胞通道，这使得第二光源22b和第二光检测器24b可以以光学方式探询液流中的细胞。在可拆卸盒14上设置流量传感器，以便对通过第二流式细胞通道的流速进行测量。在某些情况下，测量的白细胞参数可包括，三(3)或(5)部分白细胞区分、总白细胞计数和/或轴上的白细胞容积。取决于具体应用，也可以测量或计算其他参数。

图1示出了样本分析仪和盒组件。然而，我们认为也可以使用其他样本分析仪配置。例如，样本分析仪10和可拆卸盒可以与Schwichtenberg等人的美国专利申请2004/0211077中所述的装置类似，此处通过引用将其包含于本文之中。

在某些情况下，样本分析仪10适于在患者的治疗点(如医生办公室、家中或其他现场)处使用。提供可在实验室环境外可靠使用的样本分析仪10(需要很少或无需专门训练)有助于使样本分析过程流水线化、降低医务人员的成本和工作量，并且，对许多患者(包括需要相对频繁的血液监视/分析的那部分人)而言，增加了样本分析的便利性。

在运行中，样本分析仪10可以接纳收集的样本(如收集的全血样本)，并且，一旦启动分析仪，样本分析仪10便可以自动处理样本，并向用户提供信息，以作出临床决定。在某些实施例中，样本分析仪10可以显示或打印出定量结果(如处于预定义范围内和/或外)，使得用户无需进行其他的计算或解释。

图2是图1的样本分析仪和盒的示意图。如上所述，在所示的实施例中，基部16包括用于操作分析仪的若干光源22、相关的光学元件和必要的控制和处理电子元件40。基部16也可以包括电池42、变压器或其他电源。在图中，示出盖12具有压力源/流量控制模块44以及具有相关光学元件的若干个光检测器24。

可拆卸盒14可通过样本收集器端口或刺血针32接收样本流体。当由压力源/流量控制模块44加压时，可拆卸盒14可以对接收的血液样本进行血液分析。在某些实施例中，如上所述，可拆卸盒14可包含多种试剂49和用于将试剂与血液样本进行混合来制备供分析的血液样本的流体回路。可拆卸盒14也可以包括若干个流量传感器，以帮助控制和/或检验流体回路的正确运行。

在某些情况下，制备血液样本(例如溶解、球化、染色、稀释和/或其他处理)，然后以流体动力学方式将其进行集中，以在一个或多个板上的流式细胞通道(如流式细胞通道50)中形成核。在该实施例中，流式细胞通道50途经可拆卸盒14中的透明流体窗(如第一透明流体窗30a)。基部16中的由光源22及其相关光学元件组成的阵列可以提供经流体窗30a通过核流的光。同样，光源24及其相关光学元件组成的阵列可以经流体窗30a接收来自该核的散射和非散射的光。控制器或处理器40可以接收来自由检测器24组成的阵列的输出信号，并可区分和/或统计核流中存在的选定细胞。

我们认为，可拆卸盒14还可包括流体控制模块48，以用于帮助控制可拆卸盒14上的至少某些流体的速度。在所示实施例中，流体控制模块48可包括流量传感器，这些传感器用于感测各种流体的速度，并将这些速度报告给控制器或处理器40。然后，控制器或处理器40可调节一个或多个控制信号(被提供给压力源/流量控制模块44)，以便为分析仪的正确运行实现所希望的压力(从而实现希望的流体速度)。

因为血液和其他生物废液可能传播疾病，所以可拆卸盒14可包括位于所示流式细胞通道50下游的废液池52。废液池52可接收和储存可拆卸盒14中的流体。当完成测试时，可以从分析仪拆下可拆卸盒14，并最好将其丢弃在与生物废液兼容的容器中。

图3的更为详细的示意图示出了图2中的样本分析仪和盒的流量控制。在该实施例中，盖18中的压力源/流量控制器44提供五个受控压力，包括样本推送(P)压力36a、溶剂(L)压力36b、球化试剂(SP)压力36c、鞘液(SH)压力36d和稀释剂(D)压力36e。这些压力仅是说明性的，而且，我们认为，取决于具体应用，可通过压力源/流量控制器44提供更多、更少或不同的压力(如至染色剂池的染色剂压力)。同样，我们认为，盖18可以完全不包括压力源/流量控制器44。相反，根据需要，可拆卸盒14可包含板上压力源(如压缩空气池)、一个或多个微泵(如上述静电致动的中型泵)或任何其他合适的压力源。图3中未示出由光源和检测器组成的阵列。

在所示的实施例中，压力源36a通过推送器流体(pusher fluid)65向血液样本池62提供压力，压力源36b向溶剂池64提供压力，压力源36c向球化试剂池66提供压力，压力源36d向鞘液池68提供压力，且压力源36e向稀释剂池70提供压力。

在一个实施例中，每个压力源可以包括用于接收输入压力的第一压力室和用于向可拆卸盒提供受控压力的第二压力室。可以在第一压力室和第二压力室之间提供第一阀门，以便以可控方式将第一压力室中的压力释放到第二压力室。与第二压力室存在流体联系的第二阀门可以以可控方式将第二压力室中的压力排放到大气中。这样，便允许压力源/流量控制器44将受控压力提供给可拆卸盒14上的每个压力接收端口。如序列号为09/404560的、标题为“用于比例式压力或流量控制的可寻址阀门阵列”的(ADDRESSABLE VALVEARRAYS FOR PROPORTIONAL PRESSURE OR FLOW CONTROL)同时待审的美国专利申请所述，每个阀门可以是由可单独寻址和控制的静电致动的微阀组成的阵列，此处通过引用将其包含于本文之中。或者，每个阀门可以是由静电致动的微阀组成的阵列，其中，可以用受控占空比来对上述微阀进行脉宽调制，以实现受控的“有效”流量或泄漏率(leak rate)。如果需要，也可以使用其他阀门。

所示的可拆卸盒14包括五个压力接收端口34a、34b、34c、34d和34e，它们各用于从压力源/流量控制器44接收相应的受控压力。在所示的实施例中，压力接收端口34a、34b、34c、34d和34e分别将受控压力引入血液池62、溶剂池64、球化试剂池66、鞘液池68和稀释剂池70。在可拆卸盒14交付使用之前，可以填充溶剂池64、球化试剂池66、鞘液池68和稀释剂池70，而血液池62则在现场通过样本收集器端口或刺血针32得到填充。

如图所示，可以将流量传感器设置成与每个或选定的流体成一直线。各个流量传感器80a-80e可以测量相应的流体速度。优选地，流量传感器80a-80e是热风速计型的流量传感器，更优选地，是微桥型的流量传感器。在专利号为4478076、专利号为4478077、专利号为4501144、专利号为4651564、专利号为4683159和专利号为5050429的美国专利中描述了微桥流量传感器，此处通过引用将它们全部包含在本文之中。可以将来自各个流量传感器80a-80e的输出信号提供给控制器或处理器40。如图所示，控制器或处理器40可以将控制信号提供给压力源/控制器44。例如，为了控制提供给血液样本的压力，当血液样本的速度下降到第一预定值以下时，控制器或处理器40可打开压力源/控制器44中的第一压力室与第二压力室之间的第一阀门，以便以可控方式将第一压力室中的压力释放到第二压力室。同样地，当血液样本的速度增加到大于第二预定值时，控制器或处理器40可打开第二阀门，以将第二压力室中的压力排放出去。

控制器或处理器40可以以类似方式控制溶剂、球化试剂、鞘液和稀释剂的速度。

在某些情况下，控制器或处理器40可以检测通过流体通道的流速方面的一个或多个变化。流速方面的变化可能对应于一个或多个气泡、流体通道的阻塞或局部阻塞(由血液样本的凝固、流体中的不希望的物体或异物和/或流体通道的其他不希望的特性引起)。可以对控制器或处理器40进行编程，以根据流速来检测这类特性，并在某些情况下，发出警报和/或关闭样本分析仪。

热风速计类型的流量传感器通常包括加热器元件，当被供能时，该加热器部件在流体中产生一个或多个热脉冲，且这种流量传感器还包括设置在上述加热器元件的上游和/或下游的、用于检测所述一个或多个热脉冲的一个或多个热传感器。可以将通过流体通道的流体的速度与热脉冲从加热器部件到达间隔设置的热传感器的其中之一花费的时间进行关联。

在某些情况下，热风速计型的流量传感器可用于检测流体的热导率和/或比热。流体的热导率和/或比热方面的变化可能对应于流体特性方面的变化(如流体状态的变化(血液样本的凝固)、流体中的气泡、流体中不希望的物体或异物，等等)。从而，在某些实施例中，我们认为，控制器或处理器40可通过监视通过热风速计型的流量传感器的流体的热导率和/或比热来检测流体的特性。

在某些情况下，可以将阻抗传感器设置成与与流体通道存在流体联系。可以将控制器或处理器40耦合到该阻抗传感器。流体阻抗方面的变化可以指明流体特性方面的变化(如流体状态的变化(血液样本的凝固)、流体中的气泡、流体中不希望的物体或异物，等等)。从而，在某些实施例中，我们认为控制器或处理器40可通过监视通过阻抗传感器的流体的阻抗来检测流体的特性。

也可以设置一般用110表示的下游阀门。控制器或处理器40可根据需要打开/关闭下游阀门110。例如，下游阀门110可以保持关闭状态，直到系统被完全加压为止。这有助于防止血液、溶剂、球化试剂、鞘液和稀释剂在系统被完全加压之前流入流体回路86。也可以控制下游阀门110来协助执行某些测试，如零流量测试，等等。在另一个实施例中，可以通过机械操作打开下游阀门110(例如，当盖关闭时)。

图4是根据本发明的可拆卸盒的某些特征的示意图。一般用100表示可拆卸盒，且该盒可以类似于以上结合图1-3描述的和示出的可拆卸盒14。应当理解，可拆卸盒100仅仅是说明性的，且本发明可应用于许多微流盒，而无需考虑形式、功能或配置。例如，可以将本发明用于适于以下目的可拆卸盒：流式细胞术、血液学、临床化学、血液化学分析、尿分析、血液气体分析、病毒分析、细菌分析、电解质测量，等等。我们也认为，本发明的可拆卸盒(如可拆卸盒100)可以由任何合适的材料或材料系统(包括玻璃、硅、一种或多种聚合物或任何其他合适的材料或材料系统或多种材料或材料系统的组合)制成。

可拆卸盒100包括第一测量通道102和第二测量通道104，尽管可根据需要使用更多或更少的测量通道。在所示的实施例中，第一测量通道102是红细胞测量通道，第二测量通道104是白细胞测量通道。可拆卸盒100经血液接收端口106接收全血样本(通过毛细管作用，将已知数量的血液吸入到涂有抗凝血剂的血液样本储存毛细管108中)。将样本推送(P)压力(如图3的样本推送(P)压力36a)提供给样本推送流体池(如图3的样本推送流体池65)。当施加压力后，样本推送流体被迫从样本推送流体池进入血液样本推送通道110。

在某些实施例中，可以与血液样本推送通道110成直线的方式设置阀门112和流量传感器114。可以控制阀门112，使得在需要推送血液样本来使其在流体回路中流通时打开该阀门。流量传感器114可以测量血液样本推送流体的流速，并由此测量流经涂有抗凝血剂的毛细管108的血液样本的流速。由流量传感器114提供的流速可用于帮助控制提供给可拆卸盒100的样本推送(P)压力。

在该所示的实施例中，分离全血样本，并将分出的部分经支路116提供给红细胞测量通道102和白细胞测量通道104。在该所示的实施例中，以与上述支路成直线的方式设置了阀门118，以控制进入红细胞测量通道102的血液样本流，并设置了阀门120，以控制进入白细胞测量通道104的血液样本流。

现在来看红细胞测量通道102，将红细胞球化试剂压力(SP)(如图3的球化剂压力(SP)36c)提供给球化试剂池(如图3的球化试剂池66)。当施加压力后，球化试剂池66中的球化试剂被迫进入球化试剂通道124。

在某些实施例中，也可以与球化试剂通道124成直线的方式设置阀门126和流量传感器128。可以控制阀门126，使得在希望将球化试剂推入流体回路时打开该阀门。流量传感器128可以测量球化试剂的流速，并测量流经球化试剂通道124的球化试剂流速。由流量传感器128提供的流速可用于帮助控制由压力源/控制器44提供给可拆卸盒100的球化试剂压力(SP)。

在可拆卸盒100的正常功能操作过程中，将球化试剂以球化试剂流速推入交汇区域130，并将血液样本以血液样本流速推入交汇区域130。可以通过图3的压力源/控制器44来控制血液样本流速和球化试剂流速。

可以将交汇区域130配置成以下形式，当上述两种流体流经交汇区域130时，球化试剂围绕血液样本流动。在某些情况下，球化试剂流速可高于血液样本流速，这可以帮助改善下游的即时球化通道132中的流量特性，并且在某些情况下，有助于形成被球化试剂完全和均匀包围的较薄血带。当红细胞流经即时球化通道132时，这种带流(ribbon flow)可帮助球化试剂均匀地球化红细胞。而且，可以将即时球化通道132的长度连同球化试剂和血液样本的流速设置成使血液样本在球化试剂中暴露适当的时间。

可以将鞘液(SH)压力(如图3的鞘液(SH)压力36d)提供给鞘液池(如图3的鞘液池68)。当施加压力后，鞘液被迫使从鞘液池68进入鞘液通道134。在某些实施例中，可以以与鞘液通道134成直线的方式设置阀门136和流量传感器138。可以控制阀门136，使得在需要将鞘液推入流体回路时打开该阀门。流量传感器138可以测量鞘液的流速，并测量流经鞘液通道134的鞘液流速。由流量传感器138提供的流速可用于帮助控制提供给可拆卸盒100的鞘液压力(SH)。

在该实施例中，以鞘液流速将鞘液提供给交汇区域140，并以球化后的血液样本流速将球化后的血液样本提供给交汇区域140。可通过压力源/控制器(如图3的压力源/控制器44)来控制球化后的血液样本流速和鞘液流速。

可以将交汇区域140配置成以下形式，当以上两种流体流经交汇区域140时，鞘液围绕球化后的血液样本流动。在某些情况下，鞘液流速远高于球化后的血液样本流速，这有助于促进在下游的流式细胞通道142中的核形成。例如，在某些流式细胞术应用中，可以将交汇区域140配置成以流体动力学方式将球化后的血液细胞集中和安排成单行的核，使得当红细胞通过可拆卸盒100中的光学窗区域144时，分析仪可以以光学方式探询各个红细胞。在某些情况下，将通过流式细胞通道142的流体引至板上的废液池。

现在来看白细胞测量通道104，将白细胞溶剂压力(L)(如图3的溶剂压力(L)36b)提供给溶剂池(如图3的溶剂池64)。当施加压力后，溶剂池64中的溶剂被迫进入溶剂通道154。

在某些实施例中，可以以与溶剂通道154成直线的方式设置阀门156和流量传感器158。可以控制阀门156，使得在需要将溶剂推入流体回路时打开该阀门。流量传感器158可以测量溶剂的流速，并测量流经溶剂通道154的溶剂的流速。由流量传感器158提供的流速可用于帮助控制由压力源/控制器44提供给可拆卸盒100的溶剂压力(L)。

在可拆卸盒100的正常功能操作过程中，将溶剂以溶剂流速提供给交汇区域160，并将血液样本以血液样本流速提供给交汇区域160。可通过压力源/控制器(如图3的压力源/控制器44)来控制血液样本流速和溶剂流速。

可以将交汇区域160配置成当以上两种流体流经交汇区域160时使溶剂围绕血液样本流动。在某些情况下，溶剂流速可以高于血液样本流速，这可以帮助改善下游的即时溶解通道162中的流量特性，以及在某些情况下，帮助形成被溶剂完全且均匀包围的较薄血带。当红细胞流经即时溶解通道162时，这种带流可以帮助溶剂均匀地溶解红细胞。而且，可以将即时溶解通道162的长度连同溶剂和血液样本的流速设置成使血液样本在溶剂中暴露适当的时间。

可以将鞘液(SH)压力(如图3的鞘液(SH)压力36d)提供给鞘液容器(如图3的鞘液容器68)。当施加压力后，鞘液被迫从鞘液池68进入鞘液通道164。在某些实施例中，可以以与鞘液通道164成直线的方式设置阀门166和流量传感器168。可以控制阀门166，使得在需要将鞘液推入流体回路时打开该阀门。流量传感器168可以测量鞘液的流速，并测量流经鞘液通道164的鞘液的流速。由流量传感器168提供的流速可用于帮助控制提供给可拆卸盒100的鞘液压力(SH)。在某些情况下，流经鞘液通道164的鞘液流速与流经鞘液通道134的鞘液流速相同。然而，在其他情况下，流经鞘液通道164的鞘液流速可能与流经鞘液通道134的鞘液流速不同。

在该实施例中，将鞘液以鞘液流速提供给交汇区域170，并将溶解后的血液样本以溶解后的血液样本流速提供给交汇区域170。可以通过压力源/控制器来控制(例如图3的压力源/控制器44)溶解后的血液样本流速和鞘液流速。

可以将交汇区域170配置成以下形式，当以上两种流体流经交汇区域170时，鞘液围绕溶解后的血液样本流动。在某些情况下，鞘液流速远高于溶解后的血液样本流速，这可以帮助促进下游流式细胞通道172中的核形成。例如，在某些流式细胞应用中，可以将交汇区域170配置成以流体动力学方式将溶解后的血液样本中的白细胞集中和安排成单行的核，使得当白细胞通过可拆卸盒100的光学窗区域174时，分析仪可以以光学方式探询各个白细胞。在某些情况下，将通过流式细胞通道172的流体提供给板上的废液池。

在某些情况下，也可以设置吸收测量通道。在所示的实施例中，将一部分溶解后的血液样本提供给吸收通道180。可以设置阀门182，以有选择地允许该溶解后的血液样本的一部分通过吸收通道或区域184。分析仪可包括用于照明吸收通道或区域184的光源和用于检测未由吸收通道或区域184中的溶解后的血液样本吸收的光的检测器。然后，分析仪可以确定吸收水平，根据该吸收水平，可以得出基于总吸收的血红蛋白测量值。在某些情况下，如图8所示，如果需要，可以将吸收通道184设置在流式细胞通道172的下游。在其他情况下，可以将全血样本直接(如从支路116)提供给吸收通道。在这类情况下，吸收通道可包括在执行吸收测量之前溶解红细胞的机构。尽管所示的可拆卸盒100适于对全血样本进行完全血液计数(CBC)分析，但是，我们认为，可以根据需要使用其他可拆卸盒配置和分析类型。

图5是可被包括在根据本发明的可拆卸盒中的多个存储池的示意图。在图示的实施例中，可拆卸盒(如图4的可拆卸盒100)可以包括溶剂池64、推送流体池65、球化试剂池66、鞘液池68、稀释剂池70、染色剂池190和废液池52。这些实例仅是说明性的，并且，我们认为可以在可拆卸盒上或之中设置更多、更少或不同的池。

可以调整每个池的大小，且这些池包含适当数量的流体和/或试剂，以支持可拆卸盒的期望的操作。稀释剂池70可包括用于稀释输入样本(如全血样本)的稀释剂流体。在图4的实施例中，球化试剂和/或溶剂可以执行稀释的功能，因此，可以不需要或甚至不希望单独设置稀释剂池70。同样地，在某些实施例中，可能需要染色剂池(如染色剂池190)来将白细胞通道染色，以支持白细胞区分。我们认为，取决于具体应用，存储在池中的试剂和/或流体最初可处于液体或冻干形式。

图6的流程图示出了一种根据本发明的使用可拆卸盒来分析血液样本的方法。在该方法中，首先在步骤200中取得血液样本。接下来，将血液样本提供给可拆卸盒中涂有抗凝血剂的毛细管。然后，分离该全血样本，并将分出的部分分别提供给红细胞与血小板(RBC/P)测量通道204和白细胞(WBC)测量通道206。

在RBC/P测量通道204中，如212所示，首先球化红细胞，然后以流体动力学方式将其集中，并沿可拆卸盒中的RBC/P流式细胞通道214提供排列成单行的上述红细胞。当这些红细胞通过RBC/P流式细胞通道214的分析区域时，光源216(如垂直腔面发射激光器(VCSEL))将光照射在各个红细胞上。在某些情况下，设置了VCSEL阵列，且当各个红细胞通过RBC/P流式细胞通道214的分析区域时，仅那些与各个红细胞对准的VCSEL被启动。散射了VCSEL提供的一部分入射光，且检测器218检测该散射光。在某些情况下，检测器218既检测前向角度散射光(FALS)也检测小角度散射光(SALS)。

在某些情况下，将激光(或其他)光源在RBC/P流式细胞通道214中聚焦(或作为拉长的线光源或作为两个独立的点光源)。RBC/P流式细胞通道214中的RBC和血小板通过上述经过聚焦的光。可以用高质量的光收集光学元件来在不透明屏幕上形成细胞与聚焦后的照明光的清晰图像，其中，该不透明屏幕包含一个、两个或两个以上的平行狭缝，最好将这些狭缝的纵轴设置成与RBC/P流式细胞通道214中的流体流动方向垂直。这些狭缝之间的距离约为RBC/P流式细胞通道21中预期的平均细胞间距。可以将该包含狭缝的不透明屏幕设置在一个或多个检测器218之前。当细胞的图像通过狭缝时，它阻挡入射在狭缝上的光，并导致检测器218上的信号减少，从而产生了宽度与细胞直径成比例的脉冲波形。当设置两个间隔设置的狭缝时，所得的两个波形使得可以进行细胞流速的计算，并由此计算细胞尺寸。采用这种技术，可以获得高信噪比，这样，便允许方便地对事件进行计数和识别多个细胞事件。脉宽和幅值还使得人们可以区分某些细胞类型。

在某些情况下，在设置在检测器218之前的双狭缝孔径上形成了细胞与光源的图像。双狭缝孔径提供了清楚定义的几何孔径和高信噪比来统计细胞。如上所述，来自狭缝的信号使得人们可以对细胞流速进行准确的测量，而这又使得人们可以计算细胞的直径。

在某些情况下，如220所示，可以在这种分析期间测量多个参数，包括样本流速(FR)、测量时间(T)长度以及样本稀释因子(DF)。通过监视检测器的输出和/或相应的散射特征(signature)，可以测量红细胞数目(N_RB)、血小板数目(N_Plt)、各个细胞的直径(drbc)和各个细胞的血红蛋白浓度。

根据这些参数，如282所示，可计算若干红细胞分析参数，包括红细胞计数(RBC＝N_RB/(DF×FR×T))、血小板计数(Plt＝N_plt/(DF×FR×T))、平均细胞血红蛋白浓度(MCHC＝<CHC>)、平均细胞容积(MCV＝(π/6)×<drbc³>)、平均细胞血红蛋白含量(MCH＝(π/6)×<drbc³×CHC>)、相对分布宽度(RDW＝[(π/6)×drbc³]/MCV的标准差)、细细胞比容参数(Hct＝RBC×MCV)和/或血红蛋白浓度(Hb＝MCHC×Hct)。

在所示的WBC测量通道206中，如232所示，首先溶解红细胞，然后以流体动力学方式将它们集中，并沿可拆卸盒中的WBC流式细胞通道234提供排列成单行的这些红细胞。当各细胞通过WBC流式细胞通道236的分析区域时，光源234(如垂直腔面发射激光器(VCSEL))将光照射在各个细胞上。在某些情况下，设置了VCSEL阵列，且当各个细胞通过WBC流式细胞通道234的分析区域时，仅那些与各个细胞对准的VCSEL被启动。散射了VCSEL提供的一部分入射光，且检测器238检测该散射光。在某些情况下，检测器238检测前向角度散射光(FALS)、小角度散射光(SALS)和大角度散射光(LASL)。在某些情况下，如240所示，可以在此分析期间测量若干参数，包括轴上细胞容积、总WBC计数和WBC五(5)部分区分。

图7的流程图示出了一种根据本发明的用于获取多个红细胞参数的方法。在该方法中，在步骤260处获取了血液样本。接下来，如264所示，将血液样本用希望的稀释因子(DF)进行稀释和进行球化。然后，以流体动力学方式集中以上经过稀释和球化的血细胞，并沿可拆卸盒中的RBC/P流式细胞通道提供排列成单行的这些细胞。当各细胞通过RBC/P流式细胞通道的分析区域时，光源216(如垂直腔面发射激光器(VCSEL))将光照射在各个细胞上。散射了VCSEL提供的一部分入射光，且可以使用检测器218来检测该散射光。在某些情况下，检测器218检测各个细胞的前向角度散射光(FALS)和小角度散射光(SALS)。然后，处理器或之类的器件按以下方式将各细胞的两个独立的散射参数(即SALS和FALS)映射为细胞直径参数和细胞血红蛋白浓度参数：

{S_SALSi，S_FALSi}->{drbc_i，CHC_i}

如270所示，如果散射S_SALSi加S_FALSi的强度不大于预定的检测阈值，则控制返回步骤268。然而，如果散射S_SALSi加S_FALSi的强度大于预定的检测阈值，则控制转至步骤272。在步骤272中，判断S_SALSi和S_FALSi之和是否大于预定的血小板阈值。如果S_SALSi加S_FALSi不大于预定的血小板阈值，则确定微粒“i”是血小板，且控制转至步骤274。在步骤274中，将统计的血小板数目(N_Plt)加1，并将控制转回步骤268。

如果S_SALSi加S_FALSi之和大于预定的血小板阈值，则该细胞是红细胞，且控制转至步骤276。步骤276将统计的红细胞数目(N_RBC)加1，并将控制转至步骤278。在步骤278中，判断是否已达到预定测量时间。如果没有，则控制转回步骤268。

在步骤278处，一旦达到了测量时间，则控制转至步骤280。在步骤280中，示出了多个测得的参数，包括样本流速(FR)、测量时间(T)长度、样本稀释因子(DF)、统计的红细胞数目(N_RB)、统计的血小板数目(N_plt)、各个细胞的直径(drbc_i)和各个细胞的血红蛋白浓度(CHC_i)。根据这些参数，如282所示，可以计算出若干血细胞分析参数，包括红细胞计数(RBC＝N_RBC/(DF×FR×T))、血小板计数(Plt＝N_plt/(DF×FR×T))、平均细胞血红蛋白浓度(MCHC＝<CHC_i>)、平均细胞容积(MCV＝(π/6)×<drbc_i ³>)、平均细胞血红蛋白含量(MCH＝(π/6)×<drbc_i ³×CHC_i>)、相对分布宽度(RDW＝[(π/6)×drbc_i ³]/MCV的标准差)、血细胞比容参数(Hct＝RBC×MCV)和/或血红蛋白浓度(Hb＝MCHC×Hct)，其中符号<X_i>表示用所有细胞X_i求出的平均细胞参数。

图8的流程图示出了另一种根据本发明的分析血液样本的方法。在该方法中，获取血液样本，并将其提供给血液样本池，如步骤300所示。接下来，将血液样本提供给可拆卸盒中涂有抗凝血剂的毛细管和进行稀释。然后分离全血样本，并将分出的部分分别提供给红细胞与血小板(RBC/P)测量通道304和白细胞(WBC)测量通道340。

在RBC/P测量通道304中，如306所示，首先球化红细胞，然后以流体动力学方式将它们集中，并沿可拆卸盒中的RBC/P流式细胞通道308提供排列成单行的这些细胞。当各细胞通过RBC/P流式细胞通道308的分析区域时，光源310(如垂直腔面发射激光器(VCSEL))及其相关的光学元件将聚焦后的光束提供给各个细胞。在某些情况下，设置了VCSEL阵列，当各细胞通过RBC/P流式细胞通道308的分析区域时，仅那些与各个细胞对准的VCSEL被启动。

当各个细胞/微粒通过上述聚焦后的入射光束时，阻挡、散射或以其他方式阻碍了其中的一部分光，而这可以通过检测器(未示出)检测出来。当将两个或两个以上光源聚焦在沿RBC/P流式细胞通道308的间隔设置的不同点上时，可以检测到各个细胞的前端和/或后端。通过测量细胞从一个聚焦点移动到下一个聚焦点所用的时间，可以确定流速，并由此确定细胞速度。利用确定的细胞速度，可以将细胞阻挡、散射或以其他方式阻碍光束的时间长度与细胞大小和/或细胞容积进行关联。

在某些实施例中，可以由分析仪提供另一光源314和相关的光学元件。光源314的相关光学元件可以校准光和测量轴外散射(如SALS和FALS散射)。如上所述，可以用SALS和FALS散射来测量统计的红细胞数目(N_RBC)316、统计的血小板数目(N_Plt)322、各个细胞的直径(drbc)、细胞容积318和各个细胞的血红蛋白浓度(CHC)320。根据这些参数，如上所述，可以计算若干血细胞分析参数，包括红细胞计数(RBC＝N_RBC/(DF×FR×T))、血小板计数(Plt＝N_plt/(DF×FR×T))、平均细胞血红蛋白浓度(MCHC＝<CHC_i>)、平均细胞容积(MCV＝(π/6)×<drbc_i ³>)、平均细胞血红蛋白含量(MCH＝(π/6)×<drbc_i ³×CHC_i>)、相对分布宽度(RDW＝[(π/6)×drbc_i ³]/MCV的标准差)、血细胞比容参数(Hct＝RBC×MCV)和/或血红蛋白浓度(Hb＝MCHC×Hct)，其中，符号<X_i>表示用所有细胞X_i求出的平均细胞参数。

在所示的WBC测量通道340中，溶解了红细胞，并根据需要注入染料，如342所示。然后，以流体动力学方式将这些细胞集中，并沿可拆卸盒中的WBC流式细胞通道344提供排列成单行的这些细胞。当各个细胞通过WBC流式细胞通道344的分析区域时，光源344(如垂直腔面发射激光器(VCSEL))将光照射在各个细胞上。在某些情况下，设置了VCSEL阵列，当各个细胞通过WBC流式细胞通道344的分析区域时，仅那些与各个细胞对准的VCSEL被启动。

当各个细胞/微粒通过聚焦后的入射光束时，阻挡、散射或以其他方式阻碍了其中的一部分光，而这可以通过检测器(未示出)检测到。当将两个或两个以上光源聚焦在沿WBC流式细胞通道344的间隔设置的不同点上时，可以检测到各个细胞的前端和/或后端。通过测量细胞从一个聚焦点移动到下一个聚焦点所用的时间，可以确定流速，并由此确定细胞速度。利用确定的细胞速度，可以将细胞阻挡、散射或以其他方式阻碍光束的时间长度与细胞大小和/或细胞容积进行关联。

在某些实施例中，可以设置光源350与相关的光学元件和/或偏振镜。光源350的相关光学元件可以校准光和测量轴外散射(如SALS、FALS和LALS散射)，如354所示。与以上相同，如352所示，可以用SALS、FALS和LALS散射来测量白细胞数目(N_WBC)，并协助区分白细胞，如356所示。在某些情况下，设置一个或多个偏振镜，以便使光源提供的光发生偏振，且可以用检测器处检测的偏振消光/旋转水平来协助进行白细胞的区分，但是，不要求在所有实施例中采取这种做法。

在所示的实施例中，可以将离开WBC流式细胞通道344的细胞提供给总吸收通道360。光源362可以照射吸收通道360中的细胞，且检测器364可以检测未被那些驻留细胞吸收的光。从而，可以用吸收通道360来测量驻留细胞的总吸收水平。而吸收水平可以提供对血液样本中总或平均细胞血红蛋白浓度的量度。

图9的流程图示出了一种操作根据本发明的样本分析仪的方法。在所示的实施例中，可以使用和分析血液分析盒(如350所示)，可以使用和分析控制盒来协助检验分析仪的性能(如370所示)，和/或可以使用和分析校准盒来协助校准分析仪(如380所示)。可以在每次要进行血液分析时装入血液分析盒。可以周期性地(如每天天一次地)将控制盒装入分析仪，以对分析仪是否在产生准确的结果进行检验。可以以更低的频度(例如每三个月一次)将校准盒装入分析仪，以重新校准分析仪。

每个盒可包含执行相应功能必需的所有流体和/或部件。这样，只需非常少的培训即可操作和/或维护该分析仪，同时仍能取得精确的结果。提供可以在实验室环境以外可靠使用的、具有可拆卸盒和/或一次性盒的样本分析仪(需要很少或无需任何专门培训)，将有助于将样本分析过程流水线化，降低医务人员的成本和工作量，并且，对许多患者(包括需要相对频繁的血液监视/分析的那部分人)而言，增加了样本分析的便利性。

如350所示，当使用血液分析盒时，收集血液样本，并将其装入血液分析盒中，如352和354所示。根据需要，可通过毛细管作用或人工泵送将血液样本吸入血液分析盒。然后，可以将血液分析盒装入分析仪器。在所示的实施例中，在进行上述步骤后，分析仪可以将血液分析盒和分析仪的相应组件(如光源/光检测器，等等)自行对准，如356所示。接下来，可以按下一个或多个按钮来开始血液分析过程。不同于按下按钮或之类的操作，在某些情况下，仅仅将盒装入分析仪的步骤即可导致分析仪启动上述对准和血液分析过程。

一旦启动了分析仪，分析仪便可以进行若干项测试。例如，分析仪可以关闭血液分析卡上的所有阀门，并将压力施加到卡上的各种流体端口。然后，分析仪可以测量流过卡上的一个或多个流量传感器的流速。流量应当为零，因为所有阀门都是关闭的。但是，如果流量传感器指示了非零流速，则分析仪可以将流量传感器重新校准为零流量。这可以帮助提高流量传感器测量值的精度。或者或附加地，分析仪可以通过测量血液样本的流速(如使用流量传感器)和施加的压力来检查可拆卸盒中的血液凝固，相对于施加的压力，如果流速显得太低，则确定血液样本已经凝固。如果检测到了血液凝固，则分析仪可以显示指明测量已失败的消息。

然后，分析仪可以实施血液分析盒定时协议。血液分析盒定时协议可以类似于序列号为10/932662的美国专利申请中示出和描述的协议，该申请已转让给本发明的受让人，此处通过引用将其包含于本文之中。具体的血液分析盒定时协议取决于血液分析盒的具体设计。分析仪也可以检验在血液分析盒上的任何流式细胞通道中是否存在稳定的核流，并且，如果存在这样的核流，则识别其位置。

然后，血液分析盒可以溶解将用于白细胞测量的部分血液样本中的红细胞，并球化将用于红细胞测量的部分血液样本中的红细胞，在血液分析盒上的任何流式细胞通道中形成核流，和/或执行任何其他需要的功能。分析仪可以向血液分析盒的选定区域(如任何流式细胞通道)提供光，并检测通过选定区域的光。

据此，分析仪可以对样本中的微粒(如白细胞、红细胞、血小板等)进行统计和分类，然后显示、打印、发出声音或以其他方式向用户指明血液分析的结果。在某些实施例中，分析仪显示或打印定量结果(如处于预定义的范围之内和/或以外)，这使得用户无需进行进一步的计算或解释。最后，可以从分析仪卸下血液分析盒和将其丢弃。

如370所示，当要进行控制运行时，可以使用控制盒。在某些情况下，可以周期性地执行控制运行，如一天一次或一周一次。控制盒可包含具有已知特征的控制样本。因此，当分析仪对控制样本进行分析时，应当得到已知结果。在所示的方法中，将控制盒装入分析仪，如372所示。接下来，如374所示，启动分析仪，且分析仪进行分析并显示结果，如376所示。在某些实施例中，分析仪显示或打印定量结果(如处于预定义的范围之内和/或以外)，从而用户无需进行进一步的计算或解释。最后，从分析仪卸下控制盒，并将其丢弃。如果控制运行的结果处于预定义的范围之外，则可能需要执行校准运行，如校准运行380。

如380所示，当要执行校准运行时，可以使用校准盒。在某些情况下，可以周期性地进行校准运行，如一月一次或根据需要以其他方式进行该运行。校准盒可包含具有已知特性的校准样本。从而，当分析仪对校准样本进行分析时，应当得到已知结果。在所示的方法中，将校准盒装入分析仪，如382所示。接下来，如384所示，启动分析仪，并获取若干个结果。通过将校准运行期间获得的结果与预期的结果进行比较，分析仪可以自动调整存储器中的一个或多个校准因子，以重新校准分析仪，这使得在后续运行过程中分析仪将产生预期的或希望的结果，如386所示。

图10的流程图示出了另一种根据本发明的操作样本分析仪的方法。该方法一般用400表示，它开始于步骤402。控制转至步骤404，在其中，将血液样本提供给一次性流体盒。然后，控制转至步骤406，在其中，将一次性流体盒插入血液样本分析仪。然后，控制转至步骤408。在步骤408中，启动血液样本分析仪，然后在步骤410中，从血液样本分析仪获取血液分析结果，而无需血液样本分析仪的用户的任何进一步干预。然后，控制转至步骤412，在该步骤中，退出了上述方法。

图11的流程图示出了另一种根据本发明的操作样本分析仪的方法。该方法一般用500表示，它开始于步骤502。控制转至步骤504，在其中，将血液样本提供给一次性流体盒。控制转至步骤506，在其中，将一次性流体盒插入血液样本分析仪。然后，控制转至步骤508。在步骤508中，启动血液样本分析仪，然后在步骤510中，从血液样本分析仪获取血液分析结果，而无需血液样本分析仪的用户的任何进一步干预。然后，控制转至步骤512。在步骤512中，判断血液分析结果是否处于预定义的范围内。如上所述，在某些实施例中，分析仪可以显示或打印定量结果(如处于预定义的范围之内和/或以外)，这使得用户无需进行进一步的计算或解释。然后，将控制转至步骤514，在该步骤中，退出了上述方法。

图12的流程图示出了另一种根据本发明的操作样本分析仪的方法。该方法一般用600表示，它开始于步骤602。在该实施例中，可以使用和分析血液分析盒(如604所示)，可以使用和分析控制盒，以协助验证分析仪的性能(如620所示)，和/或可以使用和分析校准盒，以协助校准分析仪(如640所示)。可以在每次要进行血液分析时装入血液分析盒。可以周期性地(如一天一次地)将控制盒装入分析仪，以检验分析仪在产生准确的结果。可以以更低的频度(如每三个月一次)或根据需要将校准盒装入分析仪，以重新校准分析仪。

每种类型的盒可以包含执行相应功能的所有必要的流体和/或部件。因此，只需非常少的培训即可操作和/或维护该分析仪，而仍能取得精确的结果。提供可以在实验室环境之外可靠使用的、具有可拆卸盒和/或一次性盒的样本分析仪(需要很少或无需专门培训)，可以帮助将样本分析过程流水线化，降低医务人员的成本和工作量，以及对许多患者(包括需要相对频繁的血液监视/分析的那部分人)而言，增加了样本分析的便利性。

在图12所示的方法中，当要使用分析盒时，控制转至步骤604。在步骤606中，将血液样本提供给一次性流体盒。然后，控制转至步骤608，其中，将一次性流体盒插入血液样本分析仪。然后，控制转至步骤610。在步骤610中，启动了血液样本分析仪，且在步骤612中，从血液样本分析仪获取血液分析结果。

当要使用控制盒时，将控制转至步骤620。步骤620将控制转至步骤622，在其中，将控制盒插入血液样本分析仪。然后，控制转至步骤624。在步骤624中，启动血液样本分析仪，然后，在步骤626中，使用控制流体盒获取血液分析结果。然后，控制转至步骤628。在步骤628中，判断控制分析结果是否处于预期的控制范围内。如果控制分析结果未处在预期范围内，则不应信任血液分析盒获得的结果。在某些情况下，可以运行校准盒来重新校准样本分析仪，然后，通过另一个控制盒来检验样本分析仪的运行/校准。

当要用校准盒时，控制转至步骤640。然后，转至步骤642。在步骤642中，将校准盒插入血液样本分析仪。然后，控制转至步骤644。在步骤644中，启动血液样本分析仪，然后，在步骤646中，用校准流体盒获取校准分析结果。然后，控制转至步骤648。在步骤648中，根据校准分析结果，在必要时，对分析仪进行调整。

Claims (54)

1.一种能执行至少部分的血液样本测量的一次性分析盒，包括：

两个或更多个流式细胞分析通道，每个通道适于以流体动力学方式集中样本和支持光散射测量；以及

流体引导装置，用于将样本流体流引至所述两个或更多个流式细胞分析通道的至少其中之一。

2.如权利要求1所述的一次性分析盒，还包括：

一个或多个基于光吸收的测量通道。

3.如权利要求1所述的一次性分析盒，还包括：

一个或多个与所述流体引导装置流体连通的通道；

一个或多个流量传感器，用于测量所述一个或多个通道中的至少选定的通道内的流速。

4.如权利要求3所述的一次性分析盒，还包括：

一个或多个压力传感器，用于测量所述一个或多个通道中的至少选定的通道内的压力。

5.如权利要求4所述的一次性分析盒，还包括：

控制器，用于确定所述一个或多个通道中的所述至少选定的通道内的所述流体是否具有处于预定阈值以外的粘度。

6.如权利要求1所述的一次性分析盒，还包括：

一个或多个存储池，每个池用于存储一种试剂。

7.如权利要求6所述的一次性分析盒，其中，所述试剂选自由以下物质组成的组：等渗溶液(稀释)、低渗溶液(溶解)、球化剂、缓冲剂、溶血剂、抗体、细胞化学染色剂、荧光染色剂。

8.如权利要求7所述的一次性分析盒，其中，所述试剂呈液体形式。

9.如权利要求7所述的一次性分析盒，其中，所述试剂呈冻干形式。

10.如权利要求1所述的一次性分析盒，还包括板上的全血采集设备。

11.如权利要求10所述的一次性分析盒，其中所述全血采集设备是刺血针。

12.如权利要求1所述的一次性分析盒，还包括板上的全血存储回路。

13.如权利要求12所述的一次性分析盒，其中，所述板上的全血存储回路的至少一部分涂有抗凝血剂。

14.如权利要求13所述的一次性分析盒，其中，所述抗凝血剂是乙二胺四乙酸。

15.如权利要求1所述的一次性分析盒，其中，所述一个或多个流式细胞分析通道中的第一个通道适于支持对一个或多个白细胞参数的测量，且所述一个或多个流式细胞分析通道中的第二个通道适于支持对一个或多个红细胞参数的测量。

16.如权利要求15所述的一次性分析盒，其中，所述一个或多个白细胞参数的至少其中之一与总白细胞计数有关。

17.如权利要求15所述的一次性分析盒，其中，所述一个或多个白细胞参数的至少其中之一与白细胞区分有关。

18.如权利要求15所述的一次性分析盒，其中，所述一个或多个白细胞参数的至少其中之一与细胞容积有关。

19.如权利要求15所述的一次性分析盒，其中，所述一个或多个红细胞参数的至少其中之一与红细胞计数有关。

20.如权利要求15所述的一次性分析盒，其中，所述一个或多个红细胞参数的至少其中之一与血小板计数有关。

21.如权利要求15所述的一次性分析盒，其中，所述一个或多个红细胞参数的至少其中之一与细胞直径有关。

22.如权利要求15所述的一次性分析盒，其中，所述一个或多个红细胞参数的至少其中之一与血红蛋白浓度有关。

23.如权利要求15所述的一次性分析盒，还包括一个或多个存储池，每个存储池用于存储一种试剂，其中，所述试剂的至少其中之一与被引至所述两个或更多个流式细胞分析通道中的所述第一通道的所述样本流体混合。

24.如权利要求23所述的一次性分析盒，其中，与被引至所述两个或更多个流式细胞分析通道中的所述第一通道的所述样本流体混合的所述试剂是红细胞溶血剂。

25.如权利要求24所述的一次性分析盒，其中，所述试剂的至少其中之一与被引至所述两个或更多个流式细胞分析通道中的所述第二通道的所述样本流体混合。

26.如权利要求25所述的一次性分析盒，其中，与被引至所述两个或更多个流式细胞分析通道中的所述第二通道的所述样本流体混合的所述试剂是红细胞球化剂。

27.如权利要求1所述的一次性分析盒，还包括适于支持光吸收测量的吸收通道。

28.如权利要求1所述的一次性分析盒，还包括适于支持消光测量的消光通道。

29.一种用于分析血液样本的方法，包括：

将所述血液样本的一部分提供给一次性分析盒中的第一测量通道；

将所述血液样本的一部分提供给所述一次性分析盒中的第二测量通道；

在将所述样本提供给所述一次性分析盒中的所述第一测量通道后，溶解来自所述血液样本的红细胞；

将所述红细胞得到溶解的样本提供给第一流式细胞分析通道，其中，所述第一流式细胞分析通道适于以流体动力学方式集中所述红细胞得到溶解的样本；以及

将光束引至所述第一流式细胞分析通道中的所述红细胞得到溶解的样本，并检测两个或更多个检测器角度上的光散射能量。

30.如权利要求29所述的方法，还包括从来自所述第一流式细胞分析通道的所述检测的光散射能量确定一个或多个白细胞参数的步骤。

31.如权利要求29所述的方法，还包括在将所述样本提供给所述一次性分析盒中的所述第一测量通道后将所述血液样本中的一个或多个白细胞染色的步骤。

32.如权利要求29所述的方法，还包括在将所述样本提供给所述一次性分析盒中的所述第一测量通道后有区别地溶解所述血液样本中的一种或多种白细胞的步骤。

33.如权利要求29所述的方法，还包括以下步骤：

在将所述样本提供给所述一次性分析盒中的所述第二测量通道后，球化所述血液样本中的所述红细胞；

将所述红细胞得到球化的样本提供给第二流式细胞分析通道，其中，所述第二流式细胞分析通道适于以流体动力学方式集中所述红细胞得到球化的样本；以及

将光束引至所述第二流式细胞分析通道中的所述红细胞得到球化的样本，并检测两个或更多个检测器角度上的光散射能量。

34.如权利要求29所述的方法，还包括使用一个或多个检测器检测消光情况的步骤。

35.如权利要求33所述的方法，其中，在一次性盒上即时地完成对红细胞的所述球化。

36.如权利要求35所述的方法，其中，通过将球化剂与所述红细胞混合进行所述球化。

37.如权利要求36所述的方法，其中，将所述红细胞暴露在所述球化剂中的时间控制在预定的时间范围内。

38.如权利要求33所述的方法，还包括从来自所述第二流式细胞分析通道的所述检测的光散射能量确定一个或多个红细胞参数的步骤。

39.如权利要求33所述的方法，还包括向所述第二流式细胞分析通道中的所述样本提供两个或更多个波长的光的步骤。

40.如权利要求33所述的方法，还包括在将所述光束提供给所述第二流式细胞分析通道中的所述样本之前使所述光束发生偏振的步骤。

41.如权利要求40所述的方法，还包括使用一个或多个检测器来检测偏振消光情况的步骤。

42.如权利要求33所述的方法，还包括从来自所述第二流式细胞分析通道的所述检测的光散射能量确定两个或更多个红细胞参数的步骤。

43.如权利要求33所述的方法，还包括以下步骤：

将光束提供给所述第二流式细胞分析通道中的所述样本，并检测与所述第二流式细胞分析通道中的所述样本吸收的光对应的吸收值。

44.如权利要求33所述的方法，其中，所述一个或多个检测器角度包括轴上检测器角度。

45.如权利要求33所述的方法，还包括确定至少一个红细胞的折射率测量值的步骤。

46.如权利要求33所述的方法，还包括确定至少一个红细胞的直径测量值的步骤。

47.如权利要求33所述的方法，还包括确定通过所述第二流式细胞分析通道的所述样本的样本容积的步骤。

48.一种用于分析血液样本的方法，包括：

将所述血液样本的一部分提供给一次性分析盒中的第一测量通道；

将所述血液样本的一部分提供给所述一次性分析盒中的第二测量通道；

在将所述样本提供给所述一次性分析盒中的所述第二测量通道后，球化所述血液样本中的红细胞；

将所述红细胞得到球化的样本提供给第一流式细胞分析通道，其中，所述第一流式细胞分析通道适于以流体动力学方式集中所述红细胞得到球化的样本；以及

将光束引至所述第一流式细胞分析通道中的所述红细胞得到球化的样本，并检测一个或多个检测器角度上的光散射能量。

49.一种能执行至少部分的血液样本测量的一次性分析盒，包括：

两个或更多个流式细胞分析通道，所述流式细胞分析通道中的至少第一通道适于以流体动力学方式集中样本，以及适于在所述样本通过所述第一流式细胞分析通道时支持对所述样本的电气测量；以及

用于将流体引至所述流式细胞分析通道中的至少所述第一通道的流体引导装置。

50.一种能执行至少部分的血液样本测量的一次性分析盒，包括：

两个或更多个流式细胞分析通道，所述流式细胞分析通道中的至少第一通道适于以流体动力学方式集中样本，以及适于在所述样本通过所述第一流式细胞分析通道时支持对所述样本的荧光标签测量；以及

用于将流体引至所述流式细胞分析通道中的至少所述第一通道的流体引导装置。

51.一种能执行至少部分的血液样本测量的一次性分析盒，包括：

两个或更多个流式细胞分析通道，所述流式细胞分析通道中的至少第一通道适于以流体动力学方式集中样本，以及适于在所述样本通过所述第一流式细胞分析通道时支持对所述样本的光吸收和/或消光测量；以及

用于将流体引至所述流式细胞分析通道中的至少所述第一通道的流体引导装置。

52.如权利要求51所述的一次性分析盒，还包括适于支持光吸收测量的吸收通道，且其中所述流体引导装置适于将流体引至所述吸收通道。

53.如权利要求51所述的一次性分析盒，还包括适于支持消光测量的消光通道，且其中所述流体引导装置适于将流体引至所述消光通道。

54.一种能执行至少部分的血液样本测量的一次性分析盒，包括：

两个或更多个试剂存储池，第一存储池用于存储溶血剂，且第二存储池用于存储球化剂；

与所述试剂存储池中的所述第一存储池流体连通的第一流量传感器；

与所述试剂存储池中的所述第二存储池流体连通的第二流量传感器；

与所述试剂存储池中的所述第一存储池流体连通的即时溶解通道；

与所述试剂存储池中的所述第二存储池流体连通的即时球化通道；

第一流式细胞分析通道，用于以流体动力学方式集中样本，并用于支持光散射测量，所述第一流式细胞分析通道与所述即时溶解通道流体连通；以及

第二流式细胞分析通道，用于以流体动力学方式集中样本，并用于支持光散射测量，所述第二流式细胞分析通道与所述即时球化通道流体连通。

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