CZ2003282A3 - Způsob a zařízení pro detekci přítomnosti tekutiny na zkušebním proužku - Google Patents

Description

Způsob a zařízení pro detekci přítomnosti tekutiny na zkušebním proužku.

Oblast techniky

Vynález se vztahuje na lékařská diagnostická zařízení pro hodnocení tekutin ke stanovení koncentrace analytu nebo vlastnosti biologické tekutiny.

Dosavadní stav techniky

Různé lékařské diagnostické způsoby zahrnují hodnocení tekutin biologického původu jako je krev, moč nebo sliny a jsou založené na změně charakteristické fyzikální vlastnosti uvedené tekutiny nebo součásti uvedené tekutiny jako je krevní sérum. Uvedená charakteristická vlastnost může být vlastnost elektrická, magnetická, vlastnost vztažená k proudění nebo vlastnost optická. V případě kdy se sleduje optická vlastnost, je možné v uvedených způsobech použít transparentní nebo průsvitné zařízení do kterého se zavede biologická tekutina a které obsahuje reagenční prostředek. Změnu absorbce, reflexe nebo rozptylu světla tekutinou je možné uvést do vztahu s koncentrací analytu nebo s vlastností tekutiny.

V mnoha výše uvedených diagnostických postupech má stále se zvyšující význam použití analytických systémů obsahujících zkušební destičky nebo proužky pro jedno použití a měřící přístroje pro vyhodnocení uvedených proužků. Ve více systémech ve kterých se používají uvedené destičky nebo proužky se tekutina zavede jedno místo proužku, například na aplikační místo proužku, ale analýza se provede na jiném místě proužku, například na zkušebním místě. V takto uspořádaných zařízeních je nutné přemístit zavedenou tekutinu z aplikačního místa ···· ·· • · titi • · ti • ti ♦

·· ·· proužku do měřící oblasti proužku. Uvedená zařízení proto musí obsahovat prostředky pro přemístění tekutiny z-aplikačního místa, proužku do měřící oblasti proužku.

Jedna kategorie zkušebních destiček nebo proužků ve kterých dochází k pohybu tekutiny a které se používají ve výše popsaných způsobech stanovení se pohyb tekutiny zařízením vyvolá podtlakem který se vyvolá stlačitelným měchýřem.

Uvedená zařízení zahrnují zařízení popsaná v U.S.patentu 3,520,676; U.S.patentu 3,640,267 a v EP 0 803 288.

V zařízeních výše uvedeného druhu se měchýř musí stlačit před aplikací vzorku na místo pro vnesení vzorku na zkušebním proužku a po aplikaci vzorku na místo pro vnesení vzorku se měchýř musí uvolnit.

Významný přínos pro výše popsané systémy by znamenal měřící přístroj umožňující během použití automatické spuštění měchýře zkušebního proužku správným a reprodukovatelným způsobem. Cílem vynálezu je vývoj měřícího přístroje umožňujícího zjistit že na zkušební proužek byl'aplikovaný vzorek tekutiny a správným způsobem v odezvě na nanesení vzorku na proužek spustit měchýř.

Relevantní literatura zahrnuje: U.S.patenty Č.:

3,620,676; 3,640,267; 4,088,448; 4,420,566; 4,426,451; 4,868,129; 5,049,487; 5,104,813; 5,230,866; 5,627,04; 5,700,695; 5,736,404; 5,208,163; 5,708,278 a Evropskou patentovou přihlášku EP 0 803 288.

Podstata vynálezu

Vynález poskytuje způsoby a zařízení pro zjištění přítomnosti vzorku tekutiny na zkušebním proužku. Uvedenými • · · • ♦ · • · • » ··· • · ·· způsoby se v části optického měřicího přístroje ve kterém se nachází místo pro vnesení vzorku na zkušebním proužku stanoví hodnoty reflektancí, kde získané hodnoty reflektancí zahrnují nejméně výsledky získané v okamžiku před aplikací vzorku na zkušební proužek do okamžiku po aplikaci vzorku na zkušební proužek. Z výsledků stanovení reflektancí se pak určí přítomnost vzorku tekutiny na zkušebním proužku. Vynález rovněž zahrnuje optické měřící přístroje které obsahují optické prostředky pro stanovení hodnot reflektance, kde uvedené optické prostředky zahrnují nejméně zdroj záření a detektor světla. Způsoby a zařízení podle vynálezu jsou použitelné s různými zkušebními proužky a zejména jsou vhodné k použití ve spojení se zkušebními proužky obsahujícími prostředky pro pohyb tekutiny jako je stlačitelný měchýř.

Popis obrázků na připojených výkresech

Na obr.l je znázorněný půdorys zkušebního proužku vhodného k použití se způsoby a zařízeními podle vynálezu.

Na obr.2 je znázorněný rozložený pohled na zařízení podle obr.1.

Na obr.3 je znázorněný perspektivní pohled na zařízení podle obr.l.

Na obr.4 je 'Schématicky znázorněný měřicí systém pro použití v zařízení podle vynálezu.

Na obr.5 je znázorněný graf ke stanovení protrombinového času.

Na obr.SA až 6E je postupně znázorněný způsob detekce • · · «· ··· • · * · • · · ···« ·· « · · · ·· ·· aplikace vzorku podle vynálezu.

Popis specifických provedení

Vynález poskytuje způsoby a zařízení pro zjištění přítomnosti vzorku tekutiny na zkušebním proužku. Uvedenými způsoby se v části optického měřícího přístroje ve kterém je umístěné místo aplikace vzorku na zkušebním proužku stanoví hodnoty reflektancí, kde získané hodnoty reflektancí zahrnují nejméně výsledky získané v okamžiku před aplikací vzorku na zkušební proužek do okamžiku po aplikaci vzorku na zkušební proužek. Z výsledků stanovení reflektancí se pak určí přítomnost vzorku tekutiny na zkušebním proužku. Vynález rovněž zahrnuje optické měřící přístroje které obsahují optické prostředky pro stanovení hodnot reflektance, kde uvedené optické prostředky zahrnují nejméně zdroj záření a detektor světla. .Způsoby a zařízení podle vynálezu jsou použitelné s různými zkušebními proužky a zejména jsou vhodné k použití ve spojení se zkušebními proužky obsahujícími prostředky pro pohyb tekutiny jako je stlačitelný měchýř.

V dalším popisu vynálezu jsou nejprve podrobněji popsané způsoby podle vynálezu a potom systémy pro stanovení a jejich komponenty které jsou vhodné pro použití ve spojení se způsoby podle vynálezu.

Před dalším popisem vynálezu je nutné si uvědomit, že vynález není omezený na jednotlivá provedení vynálezu popsaná níže, a že je možné v rámci připojených patentových nároků provést variac.e uvedených jednotlivých provedení. Rovněž je nutné si uvědomit, že použitá terminologie je zvolená s cílem popsat jednotlivá provedení a vynález nijak neomezuje. Rozsah vynálezu je tedy určený připojenými patentovými nároky.

• * · • « · ·· ·· ·· · ···· ··

V popisu vynálezu a v připojených patentových nárocích, pokud ze souvislosti jasně nevyplývá jinak, odkazy uvedené v jednotném čísle zahrnují i číslo množné. Pokud není uvedeno jinak, všechny technické a odborné výrazy uvedené v této přihlášce mají význam obvykle užívaný v oborech zahrnujících předložený vynález.

Způsoby

Jak je souhrnně uvedeno výše, vynález poskytuje způsoby zjištění že došlo k aplikaci vzorku na povrch zkušebního proužku po umístění zkušebního proužku do měřícího přístroje, obecně optického měřícího přístroje. Jinak řečeno, způsoby podle vynálezu poskytuje prostředky pro zjištění přítomnosti vzorku tekutiny na povrchu zkušebního proužku. Způsoby podle vynálezu tedy přinejmenším umožňují získat hodnoty umožňující posouzení zda vzorek tekutiny již byl nebo ještě nebyl zaveden do aplikační oblasti zkušebního proužku v okamžiku kdy proužek je již zavedený do optického měřícího přístroje. Ve více provedeních umožňují způsoby podle vynálezu zjištění že došlo k aplikaci minimálního nebo mezního množství vzorku na povrch zkušebního proužku a v některých provedeních uvedené způsoby umožňují stanovit množství tekutiny které bylo na zkušební proužek vnesené.

V provedeních způsoby podle vynálezu se nejprve' shromáždí soubor hodnot reflektance detekčního proužku, kde získané výsledky se pak použijí přinejmenším ke stanovení, zda již došlo k aplikaci vzorku na zkušební proužek, a v mnoha případech získané hodnoty poskytují informaci, zda na detekční proužek již došlo k aplikaci prahového množství vzorku. Soubor hodnot reflektancí znamená v tomto případě sérii stanovení reflektancí v časovém úseku. Hodnota reflektance v tomto • · · • · · tt ···

9 • · · ·

......

• ·

99 případě znamená zjištěné množství odraženého světla přičemž odražené světlo může mít původ v zrcadlovém odrazu a/nebo v rozptylném odrazu světla a často zahrnuje oba druhy odrazů, jak zrcadlový tak rozptylný odraz světla.

Časový úsek během kterého se stanovují hodnoty reflektance k získání potřebného souboru dat je nejméně v rozmezí od okamžiku před aplikací vzorku na povrch zkušebního proužku do okamžiku po aplikaci vzorku na zkušební proužek, přičemž v některých provedeních je do uvedené doby započítané i následující zavedení zkušebního proužku do optického měřícího přístroje a v některých dalších provedeních uvedený časový úsek je nejméně v rozmezí od okamžiku před zavedením zkušebního proužku do optického měřícího přístroje do okamžiku po aplikaci vzorku na zkušební proužek umístěný v měřícím přístroji. Časový úsek během kterého se stanovují hodnoty reflektancí k získání požadovaného souboru dat je tedy obecně v rozmezí od asi 1 minuty do asi 2 minut, obvykle v rozmezí od asi 20 sekund do 30 sekund a ještě obvykleji v rozmezí od asi 3 sekund 5 sekund. Při získávání požadovaného souboru dat je možné hodnoty reflektancí získat periodickým způsobem nebo v podstatě kontinuálním způsobem pokud nejsou zaznamenávané během uvedeného časového úseku kontinuálně.

Pokud se hodnoty reflektancí získají periodicky stanoví se v minimálním stanoveném počtu za jednotku času, obecně se provede nejméně jeden odečet za sekundu, obvykle nejméně asi 2 odečty za sekundu a ještě obvykleji se provedou 4 odečty za sekundu. Ve více uvedených provedeních počet získaných hodnot reflektancí v daném časovém úseku jev rozmezí od asi 60 do 120, obvykle od asi 40 do 60 a ještě obvykleji od asi 12 do

20.

Výše uvedený soubor hodnot reflektancí je možné získat ···· ·· » W » · » « · « · · Φ ·· « · · * · ·· «·« ·· ·· každým vhodným postupem. Ve více provedeních vynálezu, se soubor dat získá ozařováním oblasti optického měřícího přístroje určené pro místo pro aplikaci vzorku na zkušebním proužku po jeho vložení do měřícího přístroje a měřením odraženého světla, jak zrcadlově odraženého tak rozptylně odraženého světla z uvedené oblasti po požadovaný časový úsek. V uvedených způsobech je specifickou oblastí optického měřícího přístroje která se ozařuje oblast optického· měřícího přístroje která souvisí se spodním povrchem zkušebního proužku který je opačný k místu aplikace vzorku po vložení proužku do měřícího přístroje. Uvedená oblast se obecně ozařuje světlem o úzkém rozmezí vlnových délek. Ve více provedeních se k ozařování uvedené oblasti měřícího přístroje použije světlo v rozmezí od asi 400 nm do 700 nm, obvykle od asi 500 do 640 nm a ještě obvykleji od asi 550 nm do 590 nm.

Jak je uvedeno výše, získání souboru hodnot reflektancí je možné provést periodickým způsobem, stanovením hodnot reflektancí během výše uvedeného časového období nebo je možné uvedený soubor hodnot získat v podstatě kontinuálně, nebo zcela- kontinuálním stanovením uvedených hodnot během- uvedeného období. Jak je uvedeno výše časový úsek během které se měří hodnoty reflektancí k získaní potřebného souboru hodnot je v rozmezí od okamžiku před vložením zkušebního proužku do měřícího přístroje do okamžiku po aplikaci vzorku na aplikační místo detekčního proužku vloženého do měřícího přístroje. Ve výše uvedených provedeních se obecně použije níže uvedený postup.

V prvním stupni se ozařuje světlem úzkého rozmezí vlnových délek oblast optického měřícího přístroje určená pro aplikační místo zkušebního proužku a během uvedeného prvního stupně se detekuje, jednou nebo vícekrát, včetně kontinuálního • fcfc • fcfc ·· • fc ··· • « · · fcfc·· fcfc fc · fcfc fc · měření, odražené světlo (nebo obecně jeho nepřítomnost).

Časový úsek uvedeného prvního stupně je v rozmezí od asi 250 ms do 1 sekundy, obvykle od asi 250 ms do 750 ms a ještě obvykleji od asi 250 ms do 500 ms. Potom se zkušební proužek vsune do měřícího přístroje přičemž uvedená oblast měřícího přístroje se dále ozařuje a během uvedeného druhého stupně se detekuje, jednou nebo vícekrát, včetně kontinuálního měření, světlo odražené od spodního povrchu zkušebního proužku. Časový úsek uvedeného druhého stupně je v rozmezí od asi 500 ms do 2 minut, obvykle od asi 500 ms do 1 minuty a ještě obvykleji od asi 500 ms do 750 ms. Pak se do oblasti aplikace vzorku zkušebního proužku aplikuje vzorek přičemž uvedená oblast měřícího přístroje se dále ozařuje a během uvedeného třetího stupně se detekuje, jednou nebo vícekrát, včetně kontinuálního měření, světlo odražené od spodního povrchu zkušebního proužku. Časový úsek uvedeného třetího stupně je typicky v rozmezí od asi 250 ms do 1 sekundy, obvykle od asi 250 ms do 750 ms a ještě obvykleji od asi 250 ms do 500 ms. Nakonec se po aplikaci vzorku uvedená oblast měřícího přístroje dále ozařuje a detekuje se odražené světlo, jednou nebo vícekrát, včetně kontinuálního měření, až do dosažení konce výše uvedeného časového úseku. Časový úsek uvedeného posledního stupně je v rozmezí od asi 500 ms do 3 sekund, obvykle od asi 500 ms do 2 sekund a ještě obvykleji od asi 500 ms do 1 sekundy.

Po získání uvedeného souboru hodnot reflektancí se získaný soubor porovná s referenčními údaji přinejmenším ke zjištění, zda do aplikační oblasti zkušebního proužku byl nebo nebyl aplikovaný vzorek, přičemž v některých provedeních se uvedeným porovnávacím krokem získá informace o tom, zda do aplikační oblasti zkušebního proužky bylo aplikované minimální nebo mezní množství vzorku. Referenčními údaji se rozumí «99

I 9 I k 9 '

9* «99 • •99 99 »991 • · ·· soubor dat nebo jeho zpracovaná forma pomocí které se zjistí, že do aplikační oblasti povrchu zkušebního proužku byl aplikovaný vzorek, a ve více provedeních se získá informace o tom, zda do aplikační oblasti zkušebního proužky bylo aplikované minimální nebo mezní množství vzorku. Soubor výsledků stanovení reflektancí může nebo nemusí být před srovnáním s referenčními údaji dále zpracovaný v závislosti na konkrétním zpracování referenčních údajů. V některých provedeních se tedy výsledky reflektancí srovnávají s referenčními údaji v prvotní formě, kde srovnávací údaje jsou rovněž v odpovídající prvotní formě v numerických hodnotách, například ve formě hodnot amplitud reflektancí v závislosti na čase. Alternativně je možné soubor hodnot reflektancí zpracovat do grafické formy závislosti reflektance na čase, kde referenční hodnoty jsou zpracované obdobně a oba grafy pak porovnat. Uvedený srovnávací stupeň je možné uskutečnit manuálně nebo pomocí vhodných prostředků pro automatizované zpracování dat například prostředky počítačové techniky zahrnující vhodné technické a programové vybavení. Výsledkem výše uvedeného srovnávacího stupně je signál svědčící o přítomnosti vzorku. Jinak řečeno, po výše uvedeném srovnání je možné získat informaci zda na povrch zkušebního proužku byl aplikovaný vzorek, a ve více případech informaci, zda povrch zkušebního proužku obsahuje mezní množství vzorku.

Systémy

Jak je souhrnně popsané výše, způsoby podle vynálezu mají použití ve spojení se systémy obsahujícími zkušební proužky pro jedno použití a optické měřící přístroje k vyhodnocení uvedených zkušebních proužků. Každá z výše uvedených složek tvořících tyto systémy je podrobněji popsaná níže.

v *· • © · • © ··· ©

···· ©

• · ·« ·« • ♦ · ©t ·©

Zkušební proužky

Zkušební proužky použité v uvedených systémech jsou zařízení ve kterých dochází k toku tekutiny a obecně obsahují oblast pro aplikaci vzorku; měchýř umožňující vytvořit podtlak sáním k nasátí vzorku do zařízení; měřící oblast ve které ve vzorku může dojít ke změně hodnoty optického parametru například rozptylu světla; a uzavírací kanál, sloužící k přesnému zastavení toku po naplnění měřící oblasti. Výhodně jsou zkušební proužky v měřící oblastí v podstatě transparentní aby uvedenou oblast bylo možné na jedné straně ozářit zdrojem světla a propuštěné světlo změřit na straně opačné. Kromě toho, nejméně spodní povrch zkušebního proužku není porézní.

Typický zkušební proužek obsahující měchýř je znázorněný na obr.l, 2 a 3. Na obr.l je znázorněný půdorys typického proužku 10, na obr.2 je znázorněný rozložený pohled a na obr. 3 perspektivní pohled na stejný proužek. Po stlačení měchýře 14 se vzorek aplikuje do vstupu pro vzorek 12. Je zřejmé, že oblasti vrstvy 26 a/nebo 28 které přiléhají k výřezu pro měchýř 14 musí být pružné aby bylo možné měchýř 14 stlačit. Vhodnou pružnost a elasticitu má polyester o tloušťce 0,1 mm. Výhodně má horní vrstva 26 tloušťku asi 0,125 mm a spodní vrstva 28 asi 0,100 mm. Po uvolnění měchýře dojde k nasátí vzorku kanálem 16 do měřící oblasti 18 která výhodně obsahuje reagenční činidlo 20. Aby se zajistilo naplnění měřící oblasti 18 vzorkem, objem měchýře 14 je přinejmenším stejný jako je spojený objem kanálu 16 a měřící oblasti 18. Jestliže měřící oblast 18 je určená k ozařování ze spodu, tak vrstva 28 musí být v oblasti související s měřící oblastí 18 transparentní.

Jak je znázorněné na obr.l, 2 a 3 uzavírací kanál souvisí * ·*# • * • * · ·· • · · • · • · · *« *·· souvisí s měchýřem 14 a měřící oblastí 18; nicméně kanál 16 může probíhat dále přes jednu nebo obě strany uzavíracího kanálu 22 za separace uzavíracího kanálu od měřící oblasti 18 a/nebo měchýře 14. Jakmile vzorek dosáhne uzavírací kanál 22 tok vzorku se zastaví. Princip funkce uzavíracích kanálů je popsaný v U.S.patentu 5,230,866, který je do tohoto popisu včleněný odkazem.

Jak je znázorněné na obr.2, všechny výše uvedené prvky jsou tvořené výřezy ve střední vrstvě 24 sevřené mezi horní vrstvou 26 a spodní vrstvou 28. Výhodně tvoří střední vrstvu 24 oboustranně adhezivní páska. Uzavírací kanál 22 tvoří další výřez ve vrstvě 26 a/nebo 28 související s výřezem ve vrstvě 24 a uzavřený uzavírací vrstvou 30 a/nebo 32. Výhodně jak je znázorněné na výše uvedených obr. uzavírací kanál tvoří výřezy v obou vrstvách, 26 a 28, které jsou opatřené uzavíracími vrstvami 30 a 32. Každý z výřezů tvořících uzavírací kanál 22 má šířku nejméně stejnou jako kanál 16. Jak je rovněž znázorněné na obr.2, proužek případně obsahuje filtr 12A překrývající vstup pro vzorek 12. Uvedený filtr umožňuje případnou separaci červených krvinek ze vzorku plné krve a/nebo může obsahovat reagenční prostředek jehož kontaktem s krví dochází k interakci vedoucí k další informaci. Vhodný filtr obsahuje anisotropní membránu, výhodně polysulfonovou membránu typu dostupného u firmy Spectral Diagnosticslnc., Toronto, Kanada. Na povrchu vrstvy 26 nebo v její těsné blízkosti může být přes měřící oblast 18 umístěný optický reflektor. Pokud proužek obsahuje reflektor, systém pracuje na principu transflektance.

Proužek znázorněný na obr.2 a popsaný výše se výhodně připraví laminaci proužků z termoplastu 26 a 28 na mezivrstvu která je rovněž z termoplastu a má na obou stranách • * · « *** · · · • · · · * · » · · · «·· ·· * ···· ]_2 ···· ·· ·· ··♦ ** ** adhezivní povrch. Výřezy tvořící prvky znázorněné na obr.l je možné připravit řezáním vrstev 24, 26 a 28 laserem nebo prostřihovadlem. Alternativně je možné uvedený proužek připravit tvářením plastu v plastickém stavu. Výhodně je povrch vrstvy 28 hydrofílní (Film 9962 dostupný u 3M, St.Paul, MN.). Nicméně uvedené povrchy nemusí nutně být hydrofilní, protože plnění systému neprobíhá kapilárními silami. Vrstvy 26 a 28 mohou být z nemodifikovaného polyesteru nebo z jiných termoplastů známých v oboru. Podobně, protože ani gravitace není .v procesu plnění zahrnutá, zařízení může byt prostorově libovolně orientované. Na rozdíl od zařízení která se plní působením kapilárních sil, která mají větrací otvory kterými může vzorek unikat, výše uvedené typy proužků jsou odvzdušněné vstupem pro vzorek ještě před aplikací vzorku, z čehož vyplývá, že část proužku který se zavádí do měřící přístroje jako první nemá otvor, což snižuje riziko kontaminace.

Jsou známé i další konfigurace systémů pro tekuté vzorky kde uvedené konfigurace zahrnují systémy mající: a) obtokový kanál; b) více paralelně uspořádaných měřících oblastí; a/nebo c) více sériově uspořádaných měřících oblastí; atd. Kromě toho výše popsané vrstvené struktury je možné přizpůsobit pro výrobu tvářením vstřikováním.

Měřící přístroje

Optické měřící přístroje výše uvedených systémů obsahují přinejmenším prostředky pro získaní souboru hodnot reflektancí z oblasti optického měřícího přístroje ve které je umístěné místo aplikace vzorku na zkušebním proužku po vložení zkušebního proužku do měřícího přístroje. Prostředky pro získání souboru hodnot reflektancí obecně tvoří zdroj světla a detektor. Zdrojem světla je zdroj viditelného světla » ·*· * · • ·· · · · · · ··· · · · · · · ···· ·· ·· ··· ** ** umožňující ozáření nebo osvětlení uvedené oblasti optického měřícího přístroje světlem úzkého rozmezí vlnových délek, kde vlnové délky jsou typicky v rozmezí od asi 400 do 700 nm, obvykle od asi 500 do 640 nm a ještě obvykleji v rozmezí od asi 550 do 590 nm. je možné použít každý vhodný zdroj světla, zahrnující: LED, laserovou diodu, svítidlo opatřené filtry a podobně. Součástí prostředků pro získání souboru hodnot reflektancí je rovněž vhodný detektor umožňují detekcí odraženého světla, například světla odraženého zrcadlově a/nebo rozptylně z uvedené oblasti optického měřícího přístroje a následně umožňující konverzi získaného světelného signálu na signál elektrický. Je možné použít každý vhodný detektor jako jsou detektory z následující skupiny: fotodioda, fotodetektor, fototransistor a podobně. Výhodně je detekční systém AC-modulovaný detekční systém poskytující nezávislost na rušivých vlivech a interferencích vyvolaných okolním prostředím během použití. V tomto provedení se světelný zdroj zapíná a vypíná (přerušuje) frekvencí 2000 Hz. Požadovaný signál z detektoru tvoří v přítomnosti proměnlivého šumu o mnohem větší amplitudě díky modulaci světelného zdroje obdélníkovou vlnu. Přerušovaný signál včetně šumu se zesílí a přivádí se na vstup synchronního detektoru. Uvedený synchronní detektor tvoří integrační analogově-digítální konvertor (ADC) a referenční signál se stejnou frekvencí a ve fázi s přerušovaným zdrojem světlem. Pokud je světelný zdroj zapnutý, signál se integruje; pokud je světelný zdroj vypnutý, integrátor je v klidovém stavu. Uvedený detekční systém může signál integrovat specifikovanou dobu nebo ve formě násobků středních hodnot k eliminaci šumu. K redukci interferencí pocházejících z okolního světla může být přes detektor umístěný spektrální filtr.

Kromě výše uvedených prostředků pro získání hodnot • ··»· · · · · * • · · · » · · · · ·

...............

reflektancí uvedené měřící přístroje obecně obsahují prostředky pro srovnání hodnot reflektancí s referenčními hodnotami jak je popsané výše k získání signálu svědčícímu o přítomnosti vzorku. Obecně se jedná o prostředky sloužící ke zpracování výsledků jako jsou prostředky výpočetní techniky obsahující příslušné technické a programové vybavení pro srovnání získaných hodnot s referenčními hodnotami a získání informace o přítomnosti signálu.

Uvedená zařízení rovněž obsahují prostředky pro aktivaci měchýře které zařízení obsahuje, v odezvě na signál potvrzující přítomnost vzorku. Je možné použít jakékoliv prostředky sloužící k uvedení měchýře do činnosti pokud umožňují dekompresi měchýře v odezvě na signál potvrzující přítomnost vzorku.

Charakteristický měřící přístroj je znázorněný na obr.4, s typickým zkušebním proužkem 10 ve stavu zasunutém do měřícího přístroje. Měřící přístroj znázorněný na obr.4 obsahuje detektor proužku 40 (obsahující LED 40a a detektor 42b), detektor vzorku 42 (obsahující světelný zdroj 42a a detektor 42b jak je popsané výše), měřící systém 44 (obsahující LED 44a a detekční část detektoru 44b) a případný vyhřívací člen 46. Uvedené zařízení dále obsahuje spouštěč £8 měchýře. Spouštěč měchýře se uvede v činnost detektorem proužku 40 a detektorem vzorku 42 popsanými výše tak, že dojde-li ke vsunutí proužku do měřícího přístroje a indikaci vsunutí proužku detektorem proužku spouštěč měchýře se stlačí a stlačí měchýř a po vnesení vzorku do zařízení nebo na proužek vsunutý do měřícího přístroje se spouštěč uvolní a následkem toho dojde k dekompresi měchýře a tím současně ke vtažení vzorku do měřící oblasti zařízení v důsledku podtlaku.

• · · ····· ··«·« ···· «· ·· ··· *· ··

Měřící přístroj rovněž obsahuje displej 50 pro komunikaci s uživatelem.

• ···

Způsoby použití

Výše popsané způsoby detekce vzorku a systémy umožňující jejich použití, kde uvedené systémy obsahují prostředky pro uchycení zkušebního proužku a výše uvedené měřící přístroje, jsou vhodné k provedení různých analytických hodnocení biologických tekutin, jako je stanovení biochemických nebo hematologických vlastností uvedených tekutin nebo stanovení koncentrací analytů v uvedených tekutinách zahrnujících analyty jako proteiny, hormony, sacharidy, lipidy, léčiva, toxiny, plyny, elektrolyty atd. Způsoby provedení výše uvedených zkoušek jsou v literatuře popsané. Mezi uvedené zkoušky patří níže uvedené zkoušky popsané v níže citovaných pracech: 1) Stanovení chromogenního faktoru Xlla (a stanovení dalších koagulačních faktorů): Rand M.D. a sp., Blood, 88,

3432 (1996); 2) Stanovení faktoru X: Bick R.L., Disorders of Thrombosis and Hemostasis: Clinical and Laboratory Practice, Chicago, ASCP Press, 1992; 3) DRVVT (Dilute Russels Viper Venom Test): Exner T. a sp., Blood Coag.Fibrinol., _1, 259(1990); 4) Imunonefelometrické a imunoturbidimetrické stanovení proteinů: Whícher J.T., CRC Crit.Rev.Clin.Lab.Sci., 18:213 (1983); 5) Stanovení TPA: Mann K,G. a sp., Blood, 76, 755, (1990); a Hartshorn J.N. a sp., Blood, 78, 833 (1991); 6) Stanovení APTT (Activated Partial Thromboplastin Time Assay): Proctor R.R. a Rapaport S.I., Amer.J.Clin.Path, 36, 212 (1961); Brandt J.T. a Triplett D.A., Amer. J. Clin. Path., 76, 530(1981); a Kelsey P.R., Thromb.Haemost., 52, 172(1984); 7) Stanovení HbAlc (Glycosylated Hemoglobin Assay): Nicol D.J. a sp., Clin.Chem., 29, 1694(1983); 8) Stanovení celkového hemoglobinu: Schneck a sp., Clinical Chem., 32/33, 526(1986);

» ··· • * ♦ · • · » ···· ·« • · ♦ • * • · · · ·· ·· a U.S.patent 4,088,448; 9) Stanovení faktoru Xa: Vinazzer H., Proč.Symp.Dtsch.Ges.Klín.Chem., 203(1997), ed. Witt I.; 10) Kolorimetrické stanoveni oxidu dusnatého: Schmidt H.H. a sp., Biochemica, 2, 22(1995).

Výše popsané systémy obsahující zařízení s průtokem tekutiny/mšřící zařízení jsou zvláště vhodné pro stanovení doby srážlivosti krve- protrombinového času nebo PT času, kde uvedený způsob stanovení je podrobněji popsaný v patentové přihlášce čj. 09/333765 podané 15.června 1999 a v patentové přihlášce čj. 09/356248 podané 16.července 1999 které jsou včleněné do tohoto popisu odkazem. Modifikace, potřebné k přizpůsobení systému podle vynálezu pro aplikace uvedené výše nevyžadují více než rutinní experimentální vyzkoušení.

Při použití výše uvedených systémů obsahujících prostředky pro detekci aplikace vzorku podle vynálezu musí uživatel nejprve zapnout měřící přístroj, čímž dojde k aktivaci detektoru proužku 40, detektoru vzorku 42, měřícího systému 44 a případně ohřívacího systému 46. Tím dojde k ozařování oblasti měřícího přístroje která je určená pro oblast zkušebního proužku obsahující místo pro aplikaci vzorku světlem ze světelného zdroje 42a a detektor detekuje jen malé množství nebo žádné odražené světlo jak je znázorněné na obr.6A. Potom se zkušební proužek 10 vsune otvorem v měřícím přístroji do zařízení. Výhodně není zkušební proužek přinejmenším ve své části transparentní, aby při vsunutí proužky došlo k zablokování osvětlení pomocí LED 40a detektoru 40b (ještě výhodněji je z nepropustného materiálu vyrobená střední vrstva, aby se zamezilo vstupu světla pozadí do měřícího systému ££). Detektor 40b tím umožňuje zjištění že již došlo k zasunutí zkušebního proužku a spustí spouštěč měchýře 48 ke stlačení měchýře 14. Kromě toho detektor 42b • 4 * « «4··· · ♦ >«4 4 444 •44«· · · • •44 4« 4· ·4· ·· ·· detekuje signál znázorněný na obr.6B jehož hodnota se označuje jako signál před. Potom se na displeji 50 ukáže pokyn uživateli aby do místa pro vstup vzorku 12 aplikoval vzorek, což je třetí a poslední stupeň který musí uživatel provést zahájení měřícího cyklu. Při vnášení vzorku do místa vstupu vzorku jak je znázorněné na obr.6C, se do detektoru 42b začne odrážet více světla. Po aplikaci vzorku detektor světla 42b detekuje světlo podle obr.6D a získá se tak signál po aplikaci. Podle obr.6D se záření 62 světelného zdroje absorbuje vzorkem 60 a odražený paprsek je redukovaný díky výslednému indexu na rozhraní tekutý vzorek/film 64. Uvedená redukce reflektance závisí na hodnotě výsledného indexu na rozhraní tekutého vzorku a proužku. Na obr.6E je znázorněný charakteristický výstupní signál získaný způsobem kterým se detekuje aplikace vzorku a který je popsaný výše. Získané hodnoty reflektancí znázorněné na obr.6E se pak srovnají s referenčními hodnotami a získá se tak signál odpovídající přítomnosti vzorku, kde uvedený signál potvrzující přítomnost vzorku pak signalizuje spouštěči 48 měchýře pokyn k uvolnění měchýře 14. Sacím účinkem v kanálu 16 dojde k nasátí vzorku přes měřící oblast 18 až uzavíracímu kanálu 22. Světlo z LED 44a pak prochází měřící oblastí 18 a detektor 44b monitoruje světlo procházející vzorkem v průběhu koagulace vzorku.

Analýza hodnot odpovídajících procházejícího světla v závislosti na čase (jak je popsané níže) pak je možné vypočítat PT čas, který se pak zobrazí na displeji 50 měřícího přístroje. Výhodně se pomocí ohřevného systému 46 udržuje teplota vzorku na teplotě asi 37 °C.

Na obr.5 je znázorněná typická křivka charakterizující průběh koagulace v uvedeném systému, kde výstup z detektoru pro stanovení 44b je vynesený jako funkce času. V časovém okamžiku 1 se provede první detekce krve v měřící oblasti 44b.

··♦· ·· « · ·*· · · » • « · · * φ · * · • ·· · ·»·« ·· ··· ·· ··

Časový interval A v rozmezí časových okamžiků 1 a 2 odpovídá plnění měřící oblasti vzorkem krve. Snížení výstupního signálu během' tohoto časového intervalu je způsobené rozptylem světla nebo absorpcí světla červenými krvinkami což přibližně odpovídá měření hematokritu. V časovém okamžiku 2 došlo k naplnění měřící oblasti vzorkem a vzorek je v klidu protože jeho pohyb byl zastaven uzavíracím kanálem. V tomto okamžiku dochází k hromadění červených krvinek do ruliček podobných ruličkám mincí (tvorba ruliček). Tvorba ruliček umožňuje zvýšení transmise vzorkem (a menší rozptyl světla) v časovém intervalu mezi časovými okamžiky 2 a 3. V časovém okamžiku 3 koagulací končí tvorba ruliček a transmise světla vzorkem v tomto okamžiku dosahuje maxima. PT Čas je možné vypočítat z intervalu mezi body 1 a 3 nebo mezi body 2 a 3. Potom začne docházet ke změně krve z tekutého stavu na polotuhý gel za odpovídajícího snížení světelné transmise. Redukce výstupního signálu o hodnotu C mezi maximem křivky v bodě 3 a konečným bodem v bodě 4 koreluje s obsahem fibrinogenu ve vzorku.

výše uvedených výsledků a z popisu vyplývá, že výše popsaný vynález poskytuje jednoduchý a přesný způsob zjištění okamžiku kdy došlo k aplikaci vzorku na zkušební proužek. Výše popsaný vynález poskytuje více výhod zahrnujících: a) možnost rozlišit zda byl na zkušební proužek aplikovaný vzorek tekutiny nebo zda se jedná o jinou falešně spouštějící příhodu jako jsou stíny nebo reflexe vyvolané prstem nebo jinými aplikačními zařízeními v blízkosti aplikační oblasti; b) možnost zjištění, že došlo k aplikaci minimálního množství vzorku pro zajištění, že po uvolnění nebude do proužku nasát vzduch; c) možnost provedení zkoušky za podmínek okolního světla s minimálním nebo žádným odstíněním. Vynález svými vlastnostmi představuje významný přínos oboru.

ti ti ··· ti ti ti titititi titi*· ti ·«·· titi

Všechny publikace a patenty citované v tomto popisu jsou včleněné do tohoto popisu odkazem stejně jako kdyby u každé jednotlivé publikace nebo patentu bylo specificky uvedeno včlenění uvedené publikace nebo patentu odkazem. Kterákoli z publikací je citovaná na základě jejích význaků před datem podaní, a nemá žádnou spojitost s předjímáním uvedené publikace vzhledem k předchozímu vynálezu.

Ačkoliv předložený vynález byl podrobněji popsaný pro jasnější porozumění pomocí znázornění a příkladu, pracovníkům v oboru bude na základě·popisu vynálezu zřejmé, že jsou možné některé změny a modifikace aniž by došlo k odchýlení od myšlenky vynálezu nebo rozsahu připojených patentových nároků.

Claims (12)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob detekce přítomnosti tekutého vzorku na neporézním zkušebním proužku v optickém měřícím přístroji vyznačující se tím, že uvedený způsob zahrnuje:

   a) získání souboru hodnot reflektancí ze spodní strany uvedeného zkušebního proužku proti místu do kterého se vnáší tekutý vzorek, po dobu která je v rozmezí před okamžikem vnesení uvedeného tekutého vzorku do uvedené místa pro vnesení tekutého vzorku do okamžiku po vnesení uvedeného tekutého vzorku do uvedené místa pro vnesení tekutého vzorku; a

   b) ze získaného souboru reflektancí odvození informace o přítomnosti tekutého vzorku na uvedeném zkušebním proužku.
2. 2. Způsob podle nároku lvyznačující se tím, že uvedený způsob zahrnuje ozařování spodní strany uvedeného zkušebního proužku během uvedeného časového období viditelným světlem.
3. 3. Způsob podle nároku 2vyznačující se tím, že uvedené viditelné světlo je světlo o úzkém rozmezí vlnových délek.
4. 4. Způsob podle nároku 3vyznačující se tím, že uvedené rozmezí vlnových délek je od asi 550 do 590 nm.
5. 5. Způsob podle nároku 1, 2, 3 nebo 4vyznačuj ící se t í m , že uvedený neporézní zkušební proužek je vyrobený «··· ·« i « ·*· • » · * ·« *♦· *· ·· z polymerního materiálu.
6. 6. Způsob podle kteréhokoli z předcházejících nároků vyznačující se tím, že uvedený soubor hodnot reflektancí se získá způsobem zahrnujícím:

   i) zavedení zkušebního proužku do uvedeného optického měřícího přístroje a ozařování té části optického měřícího přístroje ve které je spodní strana uvedeného zkušebního proužku po zavedení proužku do optického měřícího přístroje světlem o úzkém rozmezí vlnových délek;

   ií) vnesení tekutého vzorku do uvedeného zkušebního proužku za pokračujícího ozařování uvedené části přístroje; a iii) snímání odraženého světla z uvedené části přístroje během uvedených stupňů .(i) a (ii) až do doby po stupni (ii) k získání uvedeného souboru hodnot reflektancí.
7. 7. Způsob podle kteréhokoli z předcházejících nároků vyznačující se tím, že uvedený tekutý vzorek je vzorek fyziologického původu.
8. 8. Způsob podle nároku 7vyznačující se tím, že uvedený vzorek fyziologického původu je krev.
9. 9. Optický měřící přístroj umožňující stanovit že vzorek byl již vnesený na povrch zkušebního proužku zasunutého do měřícího přístroje vyznačující se tím, že uvedený měřící přístroj obsahuje:

   a) prvek pro snímání hodnot reflektancí z oblasti uvedeného měřícího přístroje ve které se nachází místo pro ♦ · 9 9 999 9 9 • · 9 9 9 999 9

   9999 99 *· 999 9·

   9· vnesení vzorku na uvedeném zkušebním proužku při jeho umístění do měřícího přístroje, kde uvedený prvek obsahuje:

   i) světelný zdroj pro ozařování uvedené oblasti uvedeného měřícího přístroje; a ii) detektor pro detekci odraženého světla z uvedené oblasti uvedeného měřícího přístroje;

   b) prvek mající funkci porovnat uvedené hodnoty reflektancí s referenčními hodnotami sloužící k získání signálu potvrzujícímu přítomnost vzorku; a

   c) prvek mající funkci uvést v činnost prostředek pro pohyb tekutého vzorku v uvedeném zkušebním proužku v odezvě na signál potvrzující přítomnost vzorku.
10. 10. Optický měřící přístroj podle nároku 9 vyznačující se tím, že uvedený světelný zdroj je zdroj viditelného světla.
11. 11. Optický měřící přístroj podle nároku 9 nebo 10 vyznačující se tím, že uvedený měřící přístroj dále obsahuje uvedený zkušební proužek.
12. 12. Optický měřící přístroj podle nároku 9, 10 nebo 11 vyznačující se tím, že uvedený prvek mající funkci uvést v činnost prostředek pro pohyb tekutého vzorku je prostředek stlačující měchýř.