专利名称：用于进行血细胞计数的一次性设备的制作方法
技术领域：
本发明总的来说涉及用于分析生物液体样品的设备，尤其是涉及用于在分析过程中存储生物液体样品的容器。
用于测定生物液体样品中的组分的大多数分析方法要求在测定之前将样品充分稀释。例如，一种典型的化学分析包括将充分稀释的样品放入具有已知尺寸和恒定光路的透明小容器中，以便进行测定。透明小容器可以由玻璃或硬的聚丙烯制成，使其经过磨削或用别的方法制造成有紧密的公差。为保证穿过透明小容器的光路的精确性所必需的紧密公差也使透明小容器非所希望地昂贵。在血液分析中，充分稀释的样品通常经过一光学流动血细胞计数器中的流槽或经过一阻抗型流动血细胞计数器中的阻抗孔。多数流动血细胞计数器需要有机械部件来稀释样品，以便控制经过流槽的样品流速，并且需要多个传感器来测定稀释的样品。与血液学测量有关的一个特殊问题是必须计数的粒子的较宽的动态范围。红血细胞(RBC)是数目最多的，每微升(μl)约为4.5×106个，其次为血小板，约为0.25×106个/μl，白血细胞(WBC)为0.05×106个/μl。由于在完全分析时必须对所有细胞或粒子进行计数，因此，细胞/粒子的范围至少需要两个稀释级。进行多重稀释的能力非所希望地增加了装置的复杂性。熟悉本领域的人都将认识到与流动血细胞计数器有关的缺点，包括管道泄漏和由于流体控制标定错误而引起的不精确性。在前述两种分析中，操作人员(或设备本身)必须从设备中清除生物液体样品并彻底清洁该设备，以免污染后续的分析。在两种分析中所需要的充分稀释还提高了误差的可能性、分析的复杂性和每次分析的费用。
其它分析方法通过采用一种一次性的样品分析室而使上述问题减至最少。在一种化学分析方法中，将生物液体样品放在一柔性的密封袋中，在分析时将该样品留在其中。此方法不需要管路系统、流量控制和容器的清洗，但是需要较大的稀稀剂容积，并且只限于标准的光透射测量。在上述方法中，光路范围是由分析仪器控制的，该分析仪器在测量时将柔性袋形成一个具有所要求的厚度的透明小容器。其它类似的“温化学”系统采用了具有特制厚度的刚性的分析用透明小容器。用于对生物液体样品进行化学分析的其它方法采用了单个或多个试验片基。试验片基也避免了与稀释、流量控制等有关的问题，但是仍然要求样品的精确测量与放置，并且也只限于那些利用反光的分析。试验片基法进一步受到这样的限制，即要求有关的一次性用品总是具有位置相同的分析区；如果在预定的分析区中不存在所要求的信息，则试验片基就不会产生有用的信息。利用一次性样品分析室的血液分析法包括HemaCueTM和QBCTM。HemaCueTM方法是一种用小型的透明小容器测量血红蛋白的方法。HemaCueTM法对于其预期的目的特别有用，但是它不能测量纯血的微粒状的组分。QBCTM系统是美国新泽西的Becton Dickinsonand Company 0f Franklin Lakes的注册商标，它包括将血液液体样品放在一圆筒形管中，并按一给定的时间对该管子与样品进行离心分离。离心分离过程将液体样品组分按照其密度分离成若干层。放置在管子中的浮标有利于测定每一层中的组分。可在一种一次性试验系统中进行特殊的血液试验，其在一种由生物成像(Biometric Imaging)生产的装置中采用了一种可扫描的光学视窗。在此装置中，将基本未稀释的纯血样品放在具有已知恒定尺寸的毛细管中，在该毛细管中使其受到能鉴别某些辅助型WBC的激光扫描。生物成像法也受到这样的限制，即它不能测量纯血中的任何其它组分。
血清分析或免疫分析测量血液中的可溶性物质，通常是像特殊的免疫球蛋白这样的蛋白质。这些试验常常通过将样品与敏化的微粒子如胶乳混合来进行，当存在有所研究的蛋白质时，所述的敏化微粒子将凝集。进行更定量的免疫分析的另一方法是采用像ELISA这样的酶连接变色。所有这些方法都在为使用它们而专门定做的设备上进行。
另一种普通的专业化的试验是尿分析。尿的分析通常分成两个单独的阶段确定样品的整体性质和/或化学性能，以及分析样品中的微粒子。这样分析需要截然不同的规定，并且通常是分开做的。有可以同时进行这两类分析的大型且复杂的装置，但是它们是极其昂贵的，而且要求有适当的维护和操作人员的技术。
上面所述的分析方法中没有一种能够在同一个仪器中对样品组分进行血液分析、化学分析/免疫化学分析和血清分析。因此，需要购买专用于进行化学分析的设备和专用于进行血液分析的设备。还必须训练技术人员去操作各种类型的设备，并且为它们提供实验室空间和对它们的维护。对于那些将分析结合在一起比较有利的分析来说，过去也不可能在同一设备中将血液分析与化学分析综合在一起。例如，在要确定贫血症的分析中，最好同时对样品进行血液分析(例如血红蛋白、血细胞比容和网组红细胞计数)和化学分析或免疫化学分析(例如铁或铁蛋白，和/或维生素B12或叶酸确定)。上面所述的方法中没有一种允许在单个的一次性样品室中对单个血液样品进行血液分析和化学分析。因此，实验室的技术人员必须将各种样品分开，并将样品送到其单独的仪器中，而这些仪器又常常在单独的实验室中，由此降低了过程的效率，并增加了样品损耗或鉴别错误的可能性。而且，分析结果可能不能同时适用，这样就增加了解释分析结果的困难。
所需要的是一个用于存储生物液体样品的单个容器，它可以用于多重分析，此多重分析包括但不限于血液分析、化学分析，免疫分析、血清分析和尿分析，采用这一容器可以在一个有着普通的操作人员界面的仪器中对样品进行多重分析，可用基本未稀释的生物液体样品操作，其将样品送入容器中的方法对每组分析来说是相同的，并且可有效地用作一次性物品。
因此，本发明的一个目的为提供一种用于存储生物液体样品的容器，它允许在同一样品中分析多种组分，特别是用定量图像分析法分析单独存在或成群存在的组分。
本发明的另一目的为提供一种用于存储生物液体样品、以便用于分析的容器，它可用于这些分析中，即，需要与样品的整体性质和/或化学性能有关的信息的分析，和需要与样品的微粒子含量有关的信息的分析。
本发明的另一目的为提供一种用于存储生物液体样品、以用于分析的容器，它可用于多种分析科目，包括但不限于血液分析、化学分析/免疫化学分析、血清分析/免疫分析和尿分析。
本发明的另一目的为提供一种能包括不同尺寸的分析室的容器，其厚度可以与一空间座标发生连系，以便包容所含微粒子的较宽的动态范围。
本发明的另一目的为提供一种用于存储生物液体样品的容器，它只需要单个的仪器去感知样品中的信息或与容器有关的信息，并解释所感知的信息，以用于多重分析中，从而降低了对实验室的培训和质量控制要求。
本发明的另一目的为提供一种用于存储生物液体样品、以用于分析的容器，它可以有效地用作一次性使用物品。
本发明的另一目的为提供一种用于存储生物液体样品、以用于分析的容器，它在分析以前不需要充分稀释样品。
本发明的另一目的为提供一种用于存储生物液体样品的容器，它可以用最少量的血液或其它生物液体进行操作。
本发明的另一目的为提供一种用于存储生物液体样品的容器，它对试验操作人员来说有利于安全处理生物液体样品。
本发明的另一目的为提供一种用于存储生物液体样品的容器，它包括一适于用数字相机或其它数字成像装置/析像器来成像的分析区，该析像器产生适于定量分析的输出信号。
本发明的另一目的为提供一种用于存储生物液体样品的容器，它具有在分析前保存未处理的或基本未稀释的样品并在需要时将上述样品释放至分析区中的能力。
本发明的另一目的为提供一种用于存储生物液体样品的容器，它带有标记，该标记在进行手头的分析时能向所使用的仪器提供信息。
按照本发明，提供了和种用于存储生物液体样品、以用于分析的容器，它包括一室和一标签。该室包括一第一壁、一透明的第二壁和多个特征，其中包括在空间上位于室内的特征。透明的第二壁允许液体样品静止地停留在室中，以便透过第二壁而成像。包括那些在空间上位于室内的特征在内的所述多个特征，都可用于进行生物液体的分析。这些特征例如可包括分析化学组分的区域、可以分析微粒子的，具有变化的高度和尺寸的室、以及允许对分析进行校正或质量控制的区域。该特征还可包括对按手头工作如过滤器找正、透镜调节等而安装、调节和/或校正该分析装置有用的信息。标签直接或间接包含与所述特征和这些特征在室中的空间位置有关的信息。用一分析装置对样品进行分析，该分析装置利用了通过标签而传递的信息。
与本发明的容器一起使用的优选的分析装置是共同待审的美国专利申请号-(代理人案号UFB-017)的主题。简述为，“用于分析基本未稀释的生物液体样品的设备”，如同它所提到的那样，包括一读数模块，一输送模块和一可编程的分析器。读数模块包括用于使容器中的一个视场成像的光学器件和通过附在容器上的标签而选取信息的设备。输送模块包括用于使容器相对于读数模块移动或使读数模块相对于容器移动的设备。用指令对可编程的分析器进行编程，以按照各种各样的分析算法使读数模块与输送模块的运作协调配合。所用的分析算法是通过阅读容器标签确定的。
本发明的容器的一个优点为，它可用于各种各样的分析，其中包括但不限于血液分析、化学分析、免疫化学分析、血清分析、尿分析和免疫分析。此外，还可以在同一分析装置中对同一样品进行多个这种分析。某些传统的分析方法使光进入透明的小容器，并解释穿过透明小容器或从透明小容器发出的光，以提供分析数据。其它方法，诸如那些利用片基来分析样品组分的方法，都利用了从片层反射的光。用这些类型的方法得到的数据是比较一致的，而且不会包含任何的空间信息。这样，它们对分析样品的整体性质来说是有用的，其指的是那些均匀分布在溶液或悬浮液中的性质，不过，不可能得到与样品中单独的微粒子材料有关的有用数据。缺少空间信息限制了对一给定样品的可能的试验数目。例如，如果用上述透明小容器对样品进行光密度试验，则试验参数将提供与微粒子组分有关的信息，但是不会提供表征细胞含量所需的信息。与之相反，本发明的容器包括一分析室，该分析室包括使读数模块能从静止地停留在室中的样品中同时提取空间信息和定量的光度信息的特征。分析这两种类型信息的能力使得该仪器与一次性用品结合起来，以便分析大量的不同组分，并因此进行更大量的试验。
能进行不同科目的分析例如血液分析和化学分析的能力之所以重要，有若干理由。首先，大大减少了做同样数量的分析所需要的设备的数量。其次，采购和维护设备的费用也同样降低了。还有，操作该设备所需要的人员培训也减少了。另一理由为，能进行不同科目分析的装置提供了多功能性。许多临床机构和实验室目前都不能对与用于每个分析科目的试验设备有关的办公空间和费用提出正当理由。不过，采用多功能的本发明，由于本发明需要比较小的空间和较低的费用，因此，就有可能有较大的固有的分析能力。
本发明的另一优点为提供了一种用于存储、分析和处理所要分析的生物液体样品的一次性容器。本发明的容器与分析装置无关，价廉，易于装料、并易于用自动化的分析装置进行处理。这些特征使本发明的容器成为合乎要求的一次性用品。作为一次性用品，本发明不需要在每次使用之后清洁样品室，因此也消除了被原有样品污染的机会。对于试验操作人员来说，本发明的容器的一次性性质还通过最大程度地减小与所有液体的接触而有利于安全处理生物液体样品。
本发明的容器的另一优点为，它采用体积较小的生物液体，而不是采用体积较大的充分稀释的生物液体。熟悉本领域的人都将很容易认识到这样的优点，即消除了与需要较大体积的稀释样品的多数流动血细胞计数器有关的管道和流体控制，并且消除了稀释步骤、稀释设备和对稀释剂的需求。
本发明的另一优点为，它能在分析之前存储未经处理或基本未稀释的样品，并在需要时有选择地将样品释放至分析区中。因此，可以用本发明进行那些依赖时间的分析。
借助于对附图所示最佳实施例的详细说明，本发明的这些和其它目的、特征和优点将变得更加清楚。
图1是本发明的容器的示意图。
图2是图1所示容器沿A-A线的剖视图。
图3是图1所示容器沿B-B线的剖视图。
图4是图3的剖视图，示出阀被打开时的情况。
图5是本发明的具有两个室的容器的示意图。
图6是室中的一个视场的示意说明。
图7是室的示意图。
图8A～8F是具有各种特征的室的示意剖视图。
图9是本发明的具有两个室的容器的示意图。
图10是室的示意图。
现在参看图1～4，用于存储生物液体样品的容器10至少包括一个室12、一标签14、一储存器16、一通道18和一阀20。容器10以这样一种方式存储生物样品，即能用下面要描述的分析装置(未示出)来分析样品。用图1～3所示的容器10的实施例包括卡在一起的第一构件22和第二构件24。室10包括一个设置在第一构件22中的第一壁26和一个夹持在第一构件22和第二构件24之间的透明的第二壁28。在某些实施例中，第一壁26也可以是透明的，从而使光线能通过室12穿过容器10。室12在任何给定位置都有穿过平面的厚度(“t”)。图6示出了室中的一个视场的示意说明，以便更好地说明体积与穿过平面的厚度之间的关系。此处所用的术语“穿过平面的厚度”指的是对应于第一壁26的室内表面30与第二壁28的室内表面32之间的最短距离的视线。储存器16通常容纳50μl的生物液体样品，并且最好包括一个盖子34，以用于密封储存器16和诸如球之类的搅拌元件36，该搅拌元件使样品保持为均匀的悬浮体。通道18在储存器16与室12之间延伸。阀20在储存器16与室12之间动作，以便有选择地使液体从储存器16进入室12。此处所使用的术语“阀”不仅包括一种含有可选择地阻止流动的可运动部件的结构，而且包括任何一种有选择地允许流动的结构。图1和图3～5所示的阀20包括一对与储存器16相邻的槽38，可以用属于分析装置的一部分的杆40来操作该阀。槽38使杆40能够将储存器16与第一构件22分开一小段距离，从而形成一个开口，生物液体可通过该开口经过通道18并进入室12中。阀20的最佳类型将根据应用而变。在具有不止一个室12的那些实施例中(见图5)，每个室12通过一通道18与储存器16连通。如同要在下面描述的一样，当需要考虑时间时，储存器16和阀20对分析提供了明显的效用。不过，在某些情况下，提供一个没有储存器16和/或阀20的容器10可能是有益的。
参看图1、5和7，每个容器10包括多个特征，它们可用于分析生物液体样品，其中某些特征位于室12中。位于室12中的特征都是空间地布置的，其中每一个特征都有一个例如可用x、y、z座标描述的地址。x、y、z型座标地址系统的优点为，可用一x、y、z座标表示该室，其中，用一个相对于容器确定分析装置地址的可定位原点打上网格。短语“可用于分析生物液体”用于说明这样一个事实，即这些特征可直接地或间接地提供能使分析装置提供有用的分析信息的信息。例如，多数分析要求样品的体积或穿过平面的厚度是已知的。以后，此处所用的术语“体积”都指这一要求，这是因为，可通过采用穿过平面的厚度来确定给定的图像视场的体积，或是通过采用给定的图像视场的体积来确定穿过平面的厚度。例如，当样品用荧光光源成像时，能直接提供有用信息的就是视场体积，这是因为，荧光信号是每单位体积的着色剂的函数。另一方面，当将光吸收技术用于成像时，视场的体积将间接地提供必要而有用的信息，这是因为，吸收性是视场的穿过平面的厚度的函数(即光经过样品传播的距离)。可以容易地从测出的体积和分析装置的已知的视场面积确定出穿过平面的厚度。为了能够做这些分析，这些特征包括用于确定样品中所选择的一个或多个视场体积的装置。
参看图3、4和7，在用于确定样品中一个或多个视场体积的装置的第一实施例中，室12的第一壁26和第二壁28或其一部分处于彼此固定的关系，每个壁26、28的斜度值和一个室12的穿过平面的厚度都是已知的，并且通过标签14(标签14在下面详细讨论)传递至分析装置。壁26、28(或壁26、28的一部分)的可行结构包括以一已知的数值分开的平行壁(即斜度=0)，以及以一已知数值分开的以一定角度彼此面对面(即斜度≠0)的壁26、28。
用于确定样品中所选择的一个或多个视场体积的装置的第二实施例包括1)已知量的用于与已知体积的生物液体样品混合的可测出的着色剂；2)可最好地进行特定分析的室12的区域；和3)确定那些用于分析装置的最佳区域的位置的空间信息。此处所用的术语着色剂定义为任何能通过荧光发射或通过吸收特定波长的光而产生可测出的信号的试剂，该信号可通过分析装置而量化。着色剂有已知的信号大小与着色剂浓度之比，通过标签14将该比值传递到分析装置。由于将已知体积的生物液体样品加在已知量的着色剂中，故着色剂浓度是固定的。或者，可通过与具有稳定特征的第二已知材料如材料的染液(pad)44(以后称为“校准染液”，见图1)作比较而确定出信号大小与着色剂浓度之比，分析装置用该材料作参考并用于校准着色剂的响应。如果通过分析装置在一特定的视场中测出着色剂信号，则可以利用测出的信号大小和样品中着色剂的已知浓度而算出该视场的体积。室12的能最好地进行分析的区域是指那些具有诸如特定的穿过平面厚度之类的物理特征的室的区域，它们可用于识别样品中的特定组分。例如，已经知道，25微米左右的室的穿过平面的厚度对于在纯血样品中的红细胞钱串与腔隙(lacunae)的形成是有益的。在腔隙中不存在RBC，使每个腔隙成为一个能准确地测出着色剂信号的合适区域。确定用于分析装置的最佳区域位置的空间信号指的是一些特征的座标地址，根据上述纯血样品的红细胞钱串/腔隙，该特征是腔隙可能要扩展的区域。分析装置包含用于鉴别该特征从而鉴别可用这些特征得到的信息的装置，它应当用于特定分析中。
参看图1和8A～8F，一用于确定所选择的一个或多个视场体积的装置的第三实施例包括1)一定量的均匀地分散在生物液体中的着色剂；2)室12中的几何特征，它包括但不限于在壁26、28之一或两者中的具有已知高度的台阶46、有已知高度或体积的凹穴48或突起50、或有已知体积的物体52；3)室12的可最好地进行特定分析的区域；和4)确定那些用于分析装置的最佳区域位置的空间信息。在此实施例中，不需要知道样品中的可测出的着色剂的量，也不需要知道样品的总体积。而是在比较的基础上来确定视场体积。检测一个不包含几何特征的视场，并将其与包含有一已知几何特征的视场作对比。物体52、凹穴48或突起50的已知体积(或可由具有已知高度的台阶和对分析装置来说已知的视场横截面积而确定的体积)取代了样品的一已知体积。由于来自可测出的着色剂的信号为样品体积的函数，故两个视场之间所测得的信号的差可归因于被几何特征取代的样品体积。因此，可以算出信号与样品体积之比，并将其用于整个视场，以确定视场的体积。同用于确定样品视场体积的装置的第二实施例一样，室12的可以最好地进行分析的区域指的是具有可用于鉴别样品中特殊组分的物理特征的室的区域。确定用于分析装置的最佳区域位置的空间信息也指的是室12的座标系统，其中，室12中的每个特征都有一座标地址。分析装置包含用于鉴别该特征和用这些特征得到的信息的装置，它应当用于特定分析中。
用于确定所选择的一个或多个视场体积的装置的第四实施例包括一个具有镜面的室12，在镜面上，可以用分析装置检测出一反射的虚像。镜面是两个与生物液体接触的壁面30、32，或者是在壁厚为已知时的外表面。分析装置检测出在镜面30、32之一上反射的虚像，然后再聚焦在形成于第二个表面32、30上的反射虚像上。分析装置的光学器件必须在两个图像之间移动的距离为室12在特定视场中的穿过平面的厚度。标签14将室12中所选择的视场的座标地址传递至分析装置。
参看图8E，在用于确定所选择的一个或多个视场体积的装置的第二和第三实施例中，第一或第二壁26、28之一或两者都可以用柔性材料形成，其将由于由作用在壁26、28上的样品产生的毛细管力而偏斜一可确定的量，由此，在第一壁26和第二壁28之间形成所要求的逐渐缩小的关系。
参看图7，对于生物液体样品的化学分析/免疫化学分析，所述特征包括多个不同的、分别位于一特定的座标地址上的化学试剂54，也可包括室12的能最好地进行特定分析的区域以及定位这些最佳区域的座标地址。在第一实施例中，将已知量的每种化学试剂54放置在一特定的座标地址上，通常采取粘在室的壁26、28之一上的涂层的形式。当生物液体样品被送入容器的室12中时，生物液体样品与每一种试剂54混和。液体样品在这些区域中可能是邻接的，但是，由于室的结构，在一段时间内在相邻的区域之间不会有明显的试剂混合。具体一些说，虽然垂直方向与横向的扩散速率是相等的，但是室12的穿过平面的厚度相对于可能的横向广阔区域来说是足够小的，以致化学试剂54将沿垂直方向扩散，并且，与沿横向相比，其达到平衡的速度要快得多。事实上，由于垂直扩散达到平衡要比横向扩散快得多，故横向扩散在短时间内可认为可以忽略。不同的化学试剂54的地址之间的横向间隔是这样的，即，在试剂横向扩散可以忽略的短时间内，可以进行能在特定地址上产生的任何反应的有用分析。各种化学试剂54的座标地址使分析装置能选取每种试剂54并进行有意义的分析。在要求化学分析与血液分析的那些例子中，上述室的结构可以设置在单个室12的特定区域中，而其它结构则设置在室12中的其它地方。试剂54的可忽略的横向扩散防止了与室12的可用作其它类型分析的邻接区域发生干涉。另一种方案为，可通过在室12的一个或两个表面中形成的中介间壁55而将不同的试剂区域部分地或完全地分隔成室的子室(见图8F)。
参看图1和5，标签14是用于将信息传递到分析装置的机构。标签14的一个实际例子是可用机器阅读的，并且能够传递信息，这些信息包括但不限于1)要进行的分析的类型；2)与特征类型有关的信息，和那些位于样品室中的特征的座标地址；3)试剂信息；4)批量信息；5)校正数据；等等。在一种形式中，标签14可以是一磁条或一条形码带或类似物，其直接含有所有在进行分析时对分析装置有用的信息。这类标签14在所传递的信息量有限的情况下是特别有用的。在那些所传递的信息量相当大的情况下，比较理想的是，标签14使分析装置对着含有合适信息的数据文件存储器(储存在分析装置中或可通过调制解调器、网络链路等由分析装置远距离地存取)。在此情况下，可以认为标签14是通过提供所需要的通向信息的路径而间接地含有信息。还有，标签14在此处可以是条形码或磁条，其在此情况下传递一特定的代码，该代码在与一定的数据文件存储器发生联系时可由分析装置对其进行解释。通过在容器中加入能用分析装置解释的物理特征56(例如一缺口、一标记等，见图5)，可以得到同样的结果。此外，也可以采用起到将信息传递至分析装置的作用的其它标签14。
容器10最好还包括一个可由人阅读的标签58，以便于在实验室或诊所内进行处理。可由人阅读的标签58可以包括诸如病人的姓名、样品采取日期、办公室地址、合适的警告(例如“生物危害-小心搬运”)、商标等之类的信息。容器10的侧面60适于与包含在分析装置中的运输工具(未示出)相配合。运输工具可用于使容器10相对于包含在分析装置中的成像装置(未示出)而移动。
如上所述，容器10的明显效用使得能用单个的分析装置对单个的样品进行各种各样的分析。
提供了下面给出的例子，以便可以完全理解本发明的容器10。例Ⅰ血液分析参看图1和图4，为了能分析抗凝纯血样品中的白血细胞(WBC)，容器10包括约0.8微克(μg)的放置在储存器16中的可测出的着色剂。EDTA(乙二胺四乙酸)是可以与样品一起使用的抗凝剂的一个例子，而像吖啶橙、碱性橙-21或类似物这样的荧光照亮的超活体染色剂则是可加至储存器16中的可测出的着色剂的例子。为了测定WBC，最好在室12中有一个这样的区域，该区域有多个所选择的视场，其有着大小为20μm左右的穿过平面的厚度。选择20微米左右的室12的穿过平面的厚度有两个理由。首先，0.02μl的测量体积(由横截面为1毫米(mm)、厚度为20微米的室12的特定视场所形成)通常含有50～200个WBC，这对测量目的来说是一个合适的量。其次，20微米的穿过平面的厚度对红细胞钱串和腔隙的形成提供了一最佳的室12。所选择的视场的座标地址通过标签14被传递至分析装置。因此，在此例子中，用于分析生物液体样品的多种特征包括1)放置在储存器16中的可测出的试剂；2)室12的具有多个所选择的视场的区域，其具有特定的穿过平面的厚度；和3)室12内的那些视场的座标地址。
操作人员将大致20μl的抗凝纯血放在储存器16中，并将盖34上紧。轻轻地摇动容器，直至试剂与纯血样品充分地混和。放置在储存器16中的搅拌球36有助于混和。将容器10插入分析装置中，接着将阅20打开，通过通道18将样品释放至室12中。一旦将样品散布在室12中，样品就静止地停留。样品在室12中的唯一运动可能是样品的成形组分的布朗运动，而该运动对本发明不是不适用的。要注意，对于像WBC计数这样的、时间并不重要的简单试验，可将样品直接放入室12中，从而不需要储存器16和阀20。
在将样品加入室之后不久，当用透射光或更好一些用外照明荧光来观察时，样品将显得不透明。不透明的外观是由红血细胞(RBC)引起的，它在形成红细胞钱串之前已经形成重叠的团块。在基本不动地放置约30秒以后，在室12内，红血细胞将自然地集结成红细胞钱串，在红细胞钱串间留下腔隙。就是在这些腔隙中可以找到并测定出其它纯血样品组分(例如WBC与血小板)。如果要求进行WBC的计数，就可以对室12的20微米厚的含有0.02μl纯血样品的1平方毫米视场进行测定。选择0.02μl的样品，可使WBC的数目适当(正常的纯血样品每微升样品包含约7000个WBC；0.02μl的正常纯血样品包含约140个WBC)。要对许多这种视场进行测定，直至数出足够的细胞，从而得到有足够的统计精度的数目，该数目实际上约为1000个细胞。如果要求得到另外的WBC信息，可以仅仅用例如像CCD(计算机控制显示)相机这样的析象器或连同分析软件一起来分析样品中的WBC(淋巴细胞，粒性细胞，单核细胞等)。从收集到的数据可以确定出分类计数。
上述在血液分析中利用本发明的容器10的例子包括多种可用于分析生物液体样品的特征。在一优选的实施例中，该特征不仅包括多个所选择的具有20μm左右的穿过平面的厚度的视场，而且还包括体积略大和略小的视场。可以用若干上述机构例如逐渐收缩的室壁26、28或在壁26、28中的一个或两个上的阶梯46等等形成较大/较小的视场体积。一个视场体积范围是有利的，因为在生物液体样品内，组分数目的大小是常常变化的。例如，如果样品中的WBC数目异常高，则对于像计数这样的测量技术，室12的具有20μm的穿过平面的厚度的区域可能有比最佳的WBC数目多的数目。换成体积较小的视场，则将减少WBC的数目，从而有利于手头的分析。另一方面，如果样品中的WBC数目异常低，则对于测量目的来说，室12的具有20μm的穿过平面的厚度的区域可能有比最佳的WBC数目少的数目。换成体积较大的视场，则将增加WBC的数目，同样有利于手头的分析。其它特征(即上述例子中穿过平面的厚度较大或较小的区域)的空间位置通过标签被传送至分析装置。例Ⅱ化学分析参看图9，完整的血液计数要求测定RBC以用于血红蛋白含量。在第一实施例中，血红蛋白测定是在通过一通道18与储存器16相连的第一室62中进行的。在第一室62中最初要储存至少两种化学试剂64、66。试剂64、66在第一室62中是作为独立的附着物而示出的，以说明多种试剂的使用。通常也可以将试剂组合成单个的试剂混合物，并作为单个的附着物而储存起来。其中一种化学试剂64是一种溶解的试剂，它打碎样品中的RBC，从而释放出储存在RBC的血红蛋白。另一种试剂66是血红蛋白稳定剂，它提高了血红蛋白测定的可靠性。在多数情况下，血红蛋白测定是在将溶解的试剂放入样品中一段时间以后进行的或是以一特定的时间间隔进行的。采用本发明，所述时间是在阀20被打开，从而允许样品进入第一室62和第二室68时开始的。剩下的与完整的血液计数有关的分析是在第二室68中进行的。在此实施例中，可用于分析生物液体样品的特征包括1)容器10中与储存器16成流体连通的第一室和第二室62、68；2)放置在第一室62中的化学试剂64、66；3)第一室62的空间位置和第一室62中的化学试剂64、66的空间位置；和4)储存器16与室62、68之间的阀20，它启动该时间段。诸如前面在“血液分析”的例子中描述的那些附加特征可以存在于第二室68中。
参看图10，在第二实施例中，所有完整的血液计数分析都在单个的室12中进行。用于血红蛋白测定的那部分生物液体样品与该液体样品的其余部分是邻接的，不过这部分最好朝着室12的一侧，以使溶解的试剂与液体样品的其余部分可能发生的混合减至最少。除了使血红蛋白测量朝向一侧以外，最好还将室12的穿过平面的厚度选取得足够小，以使化学试剂64、66在生物液体样品中的垂直扩散(极限平衡)以比横向扩散大得多的速度发生。扩散速度之差是这样的，即横向扩散在短时间内认为可以忽略。血红蛋白测定地点与液体样品的其余部分之间的横向间距是这样的，即在试剂横向扩散可以忽略的短时间内，可以进行所要求的分析的其余部分，而不受溶解试剂的干涉。在此实施例中，如同上面所述的那样，起初将同样的两个化学试剂64、66放在室12的血红蛋白测量区中，打开阀20，用于测量的时间开始。用于分析生物液体样品的特征包括1)放置在前述室12的区域中的化学试剂64、66；2)化学试剂64、66在室中的空间位置；3)室在功能上可用于将血红蛋白测量区与生物液体样品的其余部分分开的结构；4)储存器16与室12之间的阀20，它启动该时间段；和5)如前面在“血液分析”的例子中描述的任何特征。例Ⅲ尿分析参看图5，完整的尿分析要求进行尿样品的化学分析和微粒子分析。在空间上位于室中的特定座标地址上的化学试剂70用于在一给定的时间段之后用比色与信息发生联系。微粒子分析包括检测、测定和/或对样品中的粒子进行计数。在第一实施例中，化学分析在第一室72中进行，而微粒子分析则在分开的第二室74中进行。第一室72与第二室74都与储存器16作流体连通。按与上述相似的方式，选择第一室72和第二室74的穿过平面的厚度和其它物理特征，以便分别有利于化学分析和微粒子分析。因此，在第一实施例中，可用于分析生物液体样品的特征为1)放置在第一室72中的化学试剂70；2)室12的所选择的有利于化学分析的物理特征；3)化学试剂70在室72中的空间位置，和室12的物理特征的空间位置；和4)储存器16与室12之间的阀20，它启动该时间段。在第二实施例中，化学分析与微粒子分析在同一室12中进行。按与上述血红蛋白测定相似的方式(见图10)，室12的用于化学分析的区域最好朝向室12的一侧，而穿过平面的厚度是这样的，即来自化学试剂的干涉可以完全忽略。在第二实施例中可用于分析生物液体样品的特征为1)放置在室12中的化学试剂70；2)化学试剂70在室12中的空间位置；3)室12在功能上可用于将化学测定区与生物液体样品的其余部分分开的结构；4)储存器16与室12之间的阀20，它启动该时间段。
虽然本发明是根据其详细的实施例而示出并进行描述的，但是对于熟悉本领域的人来说，应当明白，在不脱离本发明的精神与范围的情况下，可以在其形式和细节上作出各种改变。
权利要求
1．一种用于存储生物液体样品以用于分析的容器，所述容器包括一个具有第一壁(26)和一透明的第二壁(28)的室(12)，其中，静止地停留在所述室中的液体样品可以通过所述第二壁而成像；多个可用于分析生物液体的特征，其中，所述特征的一部分在空间上位于所述室中；以及一标签(14)，它附在所述容器上，含有与所述特征有关的信息。
2．如权利要求1所述的容器，它进一步包括一用于存储液体样品的储存器(16)；和一阀(20)，它用于有选择地允许液体样品从所述储存器(16)转移至所述室(12)中。
3．如权利要求2所述的容器，它进一步包括一设置在所述储存器(16)中的液体样品搅拌元件(36)，其中，所述搅拌元件在液体样品被放置在所述储存器中时有助于将其混合。
4．如权利要求2所述的容器，它进一步包括一放置在所述储存器(16)中的可测出的试剂，其中，包含在所述标签(14)中的所述信息识别所述可测出的试剂。
5．如权利要求1所述的容器，其特征为，所述标签(14)可用机器阅读。
6．如权利要求5所述的容器，其特征为，可用光学方法阅读所述标签(14)。
7．如权利要求5所述的容器，其特征为，可用磁学方法阅读所述标签(14)。
8．如权利要求5所述的容器，其特征为，包含在所述标签(14)中的所述信息进一步包括位于所述室(12)中的每种所述特征的空间位置，其中，所述空间位置使一分析装置能确定所述特征的位置。
9．如权利要求8所述的容器，其特征为，所述空间位置可描述为座标地址。
10．如权利要求8所述的容器，其特征为，所述信息直接包含在所述标签(14)中。
11．如权利要求8所述的容器，其特征为，将所述信息远离所述标签(14)而存储，所述标签包括用于存取所述远距离存贮的信息的装置。
12．如权利要求8所述的容器，其特征为，包含在所述标签(14)中的所述信息进一步识别至少一个要对生物液体样品进行的试验。
13．如权利要求12所述的容器，其特征为，直接或间接包含在所述标签(14)中的所述信息包括一套指令，它用于调节分析装置，使所述装置能进行所述试验。
14．如权利要求13所述的容器，其特征为，所述指令包括校准所述分析装置所必需的步骤。
15．如权利要求12所述的容器，它进一步包括至少一种放置在所述室(12)中的试剂，其中，进入所述室中的液体样品与所述试剂混合并反应。
16．如权利要求15所述的容器，它进一步包括所述试剂的空间位置，而所述空间位置则包括在所述的含于所述标签(14)中的信息中。
17．如权利要求16所述的容器，其特征为，所述试剂的所述空间位置位于所述室(12)的第一区域中，所述第一区域有一穿过平面的厚度，该厚度足够小，以致所述试剂在液体样品中的垂直扩散发生得比所述试剂在所述液体样品中的横向扩散快得多，从而允许认为横向扩散在一段时间中可以忽略。
18．如权利要求17所述的容器，它进一步包括一在所述室(12)中的第二区域，该第二区域与所述第一区域邻接并与其成液体连通，其中，所述第二区域包括适用于那些除了利用所述第一区域中的所述试剂的试验以外的试验的物理特征，从而允许在所述室(12)中进行多种不同的所述试验。
19．如权利要求15所述的容器，它进一步包括多种放置在所述室(12)中的试剂，其中，所述试剂中的每一种都位于所述室(12)中唯一的空间位置上，而所述空间位置则包括在所述的直接或间接含在所述标签(14)中的信息中。
20．如权利要求19所述的容器，其特征为，每个所述试剂的所述空间位置都位于所述室(12)的一个区域内，所述区域有一穿过平面的厚度，该厚度足够小，以致所述试剂在液体样品中的垂直扩散发生得比所述试剂在所述液体样品中的横向扩散快得多，从而允许认为横向扩散在一段时间中可以忽略，并且避免所述室(12)中的相邻试剂之间的干涉。
21．如权利要求19所述的容器，它进一步包括多个间壁(55)，该间壁从所述第一壁(26)或所述第二壁(28)之一伸出并进入所述室(12)中，所述间壁位于相邻的试剂之间，其中，所述间壁使相邻试剂之间的干涉为最小。
22．如权利要求1所述的容器，其特征为，所述室(12)的所述第一壁(26)是透明的。
23．如权利要求1所述的容器，其特征为，所述室(12)具有在所述第一壁(26)和所述第二壁(28)之间延伸的穿过平面的厚度，所述第一壁和所述第二壁在空间上是彼此相对固定的。
24．如权利要求23所述的容器，其特征为，所述室(12)的所述穿过平面的厚度包括在所述的直接或间接含在所述标签(14)中的信息中。
25．如权利要求24所述的容器，其特征为，所述第一壁(26)和所述第二壁(28)的至少一部分是平行的。
26．如权利要求24所述的容器，其特征为，所述第一壁(26)有一第一斜度值，所述第二壁(28)有一第二斜度值。所述第一斜度值和所述第二斜度值都包括在所述的直接或间接含有所述标签(14)中的信息中。
27．如权利要求1所述的容器，其特征为，所述第一壁(26)或所述第二壁(28)之一包括一个具有已知体积的几何特征，所述几何特征的体积在所述几何特征的空间位置都包括在所述的直接或间接地含在所述标签(14)中的信息中。
28．如权利要求1所述的容器，它具有多个彼此流体连通的室(12)，从而使送入所述室(12)之一的足够量的流体样品可以分布至其它的所述室(12)中。
29．如权利要求28所述的容器，其特征为，所述的在空间上位于每个所述室(12)中的特征可用于进行对该室来说独有的一个或多个试验。
30．如权利要求1所述的容器，其特征为，所述容器静止地将所述样品储存在所述室(12)中。
31．如权利要求5所述的容器，其特征为，所述室(12)包括多个区域，每个所述区域具有独特的物理特征，其中，所述独特的物理特征使之能对生物液体样品进行多种不同的试验。
32．如权利要求31所述的容器，其特征为，每个所述区域在所述室(12)中有一空间位置，所述空间位置包含在所述信息中。
33．如权利要求5所述的容器，其特征为，所述室(12)包括多个区域，每个所述区域有独特的物理特征，其中，所述独特的物理特征使之能对生物液体样品重复地进行多种不同的试验。
34．如权利要求33所述的容器，其特征为，每个所述区域在所述室(12)中有一空间位置，所述空间位置包含在所述信息中。
35．一种用于存储生物液体样品、以用于在一分析装置中进行分析的容器，所述容器包括一个具有第一壁(26)和一透明的第二壁(28)的室(12)，其中，静止地停留在所述室(12)中的液体样品可以通过所述第二壁(28)而成像；以及一可用机器阅读的、附在所述容器上的标签(14)，所述标签直接或间接地包含有在进行分析时由分析装置使用的信息，其中，所述信息对分析装置指出要进行的试验和所述容器的在进行分析时有用的特征。
36．一种用于存储生物液体样品以用于分析的容器，所述容器包括一个具有第一壁(26)和一透明的第二壁(28)的室(12)，其中，静止地停留在所述室(12)中的液体样品可通过所述第二壁(28)而成像。一液体样品储存器(16)；一个将所述室与所述储存器连接起来的通道(18)；一阀(38)，它可用于有选择地使放置在所述储存器中的液体样品转移至所述室中；和一可用机器阅读的、附在所述容器上的标签(14)，所述标签直接或间接地包含有在进行分析时有用的信息。
全文摘要
提供了一种用于存储生物液体样品以用于分析的容器,它包括一室(12)和一标签(14)。室(12)包括一第一壁(26)、一透明的第二壁(28)和多种特征,其包括在空间上位于室(12)内的特征。透明的第二壁(28)允许静止地停留在室(12)中的液体样品通过第二壁(28)而成像。包括那些在空间上位于室中的特征在内的多种特征可用于分析生物液体。标签(14)直接或间接地包含与该特征和该特征在室(12)中的空间位置有关的信息。用分析装置分析样品,该分析装置利用通过标签(14)而传递的信息。
文档编号G01N33/49GK1302229SQ99803687
公开日2001年7月4日 申请日期1999年3月2日 优先权日1998年3月7日
发明者斯蒂芬·C·沃德罗 申请人:斯蒂芬·C·沃德罗, 沃德罗合伙有限公司, 罗伯特·A·利费恩