专利名称：：一种检测β-血红素和疟色素的装置和方法
技术领域：
：本发明涉及检测P"血红素(haematin)和疱色素(haemozoin)的装置和方法，特别涉及(但绝不意赠专门)检测症疾。
背景技术：
：在世界许多地方，症疾依然是一个严重的健康问题。不幸地是，在疸疾为地方病的地区，由于目前己有的最好的诊断工具都要求在实验室环境下使用，结果，因为未能及时而准确诊断和费用过高而常常得不至瞎效治疗和根除。甚至在欧洲，患病和死亡人数逐年增加，这是由于欧洲人越来越喜欢去症疾流行地区度假，但同时又不愿采用抗症疾预防措施所致。欧洲本地人无免疫力，结果，因没能早期诊断，感染会(而且常常确实)造成快速死亡。此外，由于目前全球变暖而使得疙疾更易向包括南欧在内的以前无此疾病的地区蔓延，上述情况只可能会更加严重。高倍显微镜检査(通常为画个卞鹏的吉氏液染色厚血膜)仍然被看作是所谓的症疾诊断的"金标准"。这种技术作为主要的检测方制顿了一个多世纪，其灵敏度一般可达至赃每微升血液中检测出5到20个症原虫感染细胞。然而，这种技术耗费时间，而且，特别是在樹则辦鹏数方面，和用该方法在检测,鹏中从症原虫数中测定疟原虫血症时，实际上应用这种技术还会出现重大变化。由于其1于受过良好培训的显微镜工作者的技术能力，所以，除了专门的实验室之外，很难获得上述灵。在过去的十几年中，人们对这种情况以及需要尽快诊断的认识加快了几种不同技术的研究与开发。目前，用于检测和确定核酸序列的荧光显微镜检查法(fluorescentmicroscopy)、激光解吸质谱法(laserdesorptionmassspectrometry)以及包括PCR放大在内的各种技术都被认为是现有的最灵敏的专门技术。然而，一般来讲，这种新一代诊断禾聘依然很费时，同时，除了专业实验室之外，推广使用成本很高，也很复杂。为了能够顿外4顿，许多制造商现在都可以掛射专繊杆或传感器棒形式的快速检测试验(RDT)。这些都使用了免疫层析法(immuno-chromatographicmethods)来检测症,原，诸如感染期间存在于周围血液中的富会II安酸蛋白II(histidine-richproteinn(HRP-n))和/或疱原虫乳酸脱氢酶()(parasitelactatedehydrogenase(pLDH))。这些i微在15射中内就可产生结果，且对操作手的培训要求很低。但是，这些试验比较昂贵，不能量化，且在检测低水平疟原虫血症(<100疟原％微升)方面使用有限。还有，就是迫切需要新的诊断技术，可提供快速诊断且操作更简便的仪器。此外，需要一种可以进，请化的这类技术。还有，还需要一种可适合野外使用或适合出现第一点病症的疙疾检测装置。
发明内容本发明(在其至少一些实施例中)解决了上述问题和需求。根据本发明的第一个方面，提供了一种检测标本中分析物存在的方法，其中分析物是一种疟色素、(3-血红素或含有化合物的类似铁，该方^^括如下步骤提供标本；对至少部分标本施加磁场；检测标本的物理特性，将被检测至啲物理特性与分析物的物理特性相对应，后者根据施加磁场的变化而变化；以及将所检测到的物理特性与分析物的存在进行联系。术语"含有化合物的类似铁"可理解为是指带有与疱色素和P-血红素实质上相同的光谱、磁性和结晶特性和特征的化合物。标本的物理特性的检领何以包括向标本中引入电磁辐射的步骤。较佳地，物理特性是一种与电磁辐射的吸收相关的特性。可以很方便地利用磁光光谱检测技术。这样，电磁辐射可以在400到700nm的范围之间。电M射^i^大于600nm，且最好在640到680nm范围之间。可以禾,其它波长的电磁辐射。例如，可以使用尤其是在700-900nm区域内的紫外辐射或近红外辐射。有利的是，电磁辐射可被偏振。电磁辐射的偏振状态是可以变化的，而且，通m所检测的物理特ft^偏振状态的依赖性而能检测出分析物的存在。在较佳实施例中，可检观倒穿过标本的电磁辐射的传输或光声能的产生。被检测至啲物理特性可以与非线性波混继程相关。特别是，可以检测到二次谐波产生所引起的辐射。被检测至啲物理特性可以是表面等离子体的产生，戶腿产生会因分析物的存在而增大，并会随施加磁场情况的变化而变化。或者，被检测至啲物理特性可以是标本的比热、标本的导热率，或者与超声波在标本中的传输相关的特性，诸如超声波在标本中的传输强度。在一些实施例中，所施加磁场的S破和/或方向是可变的，通舰被检测至啲物理特+施加磁场的变化的依赖性的探测，可检测到分析物的存在。为了避免怀疑，施加磁场的所述变化包括了一些实施例，在这些实施例中，可采用和不采用施加磁场进行检测。对物理特性的相敏检测，可以M:使用施加磁场的调制和减弓f入到标本中的电磁辐射細亍。根据本发明的第二方面，提供了一种检测疟原虫在含有标本的血液中存在的方法，其包括如下步骤通，测技术在含有标本的血液中检测疙色素的存在，该检测技术实际上不受血液中其它成分存在的影响；将疟色素的存在与在含有标本的血液中疟原虫的存在进行关联。检测症色素存在的步骤可以体外进行，也可在体进行。检湖赔色素存在的步骤tm在至少一部M有标本的血液中施加一个磁场，并检测含有标本的血液中的物理特性，被检测到的物理特舰应于疱色素的物理特性，其会随所施加磁场的变化而变化。作为替代方案，可以在不施加磁场的情况下(例如使用光谱技术)来检测症色素。显然，本发明的第一方面可以用来检测疟色素的存在。根据本发明的第三方面，提供一种检测标本内分析物存在的装置，其中，该分析物是症色素、(3-血红素或含有化合物的类似铁，所述装置包括磁场应用装置，用于)#示本的至少一部分施加磁场；用于检测标本物理特性的检测體，被检测至啲物理特'舰应于分析物的物理特性，后者根据施加磁场的变化而变化；以及关联装置，用来将被检测至啲物理特性与分析物的存在进行关联。根据本发明的第四方面，提供一种^s含有标本的血液中检测疟原虫存在的装置，其包括在含有标本的血液中检泖腔色素#^的装置，该检测实际上不受血液中其他成分存在的影响；以及关联，，用于将症色素的存在与含有标本的血液中的疟原虫的存在进行关联。检泖膽色素存在的装置皿包括磁场应用装置和检测，，该磁场应用装置用于在标本的至少一部分中施加磁场；该检观蝶置用于检测标本的物理特性，被检测到的物理特舰应于症色素的物理特性，后者根据所施加磁场的变化而变化。磁场应用装置可以包括永磁铁。磁场应用體可以是可控制的，这样，就可改^^f施加磁场的强度和/或方向。磁场应用装置可以是电磁铁。磁场应用装置可以包括微磁元件。通常，微磁元件的尺寸可与分析物的晶体长度相对等，一般在l-2,左右。微磁元件可以包括誠材料的极片，诸如软镍或镍铁(NiFe)。典型瞎况下，微磁元件嵌入到由光学钝性基底形成的基底内，该光学钝性基地不会表现出双折射或二向色性。检测装置可以包括用于提供电磁辐射的装置，和用于检测与被症色素吸收的电磁辐射相关的物辦性的感应装置。提供电磁辐射的装置可以提纖振电磁辐射。作为替代方案，可以提供非偏振的辐射。电磁辐射的波长可以在400到700nm的范围之间，优选大于600nm，最好在640到680nm之间。感应装置可以是声探测器。感应装置可以是一种电磁辐射检测器，用于检测通过标本传输的电磁辐射。检测装置可包括用于改变电磁辐射强度的装置和用于检测物理^寺ttX^，强度的变化的依赖性的装置。疸色素的存在可以通过改变所施加磁场的强度和/或方向来检测。可以使用相敏检测装置。偏振电磁辐射的偏振状态是可控制改变的。在这些实施例中，柜色素的存在可以通过改变偏振电磁辐射的偏振状态和观察偏振状态对所检测物理特性的性来进行检测。提供电磁辐射的装置可以提供脉冲的、偏振的电磁辐射，而感应装置可以包括将弹道和准弹道光子从弥散光子中相分离的装置。为此，可以使用一种格栅系统。这样，就能够解决病人组织内出现的消去偏振的影响。用于提供偏振电磁辐射的装置可以包括至少一个激光器。用于跑，振电磁辐射的装置可以包括至少一Xt激光器，其中，所述i^xt激光器中的第一个激光器产生第一电磁辐射光束，而iM"激光器中的第二激光器产生第二电磁辐射光束，而且，其中，在第一和第二光束被弓l入到标本中时，其具有不同的(雌相互正交的)偏振状态。第一和第二光束可以4顿光学元件将它们相结合，以便在弓l入到标本中时第一和第二光束为共线性。第一和第二电磁辐射光束可以是光强调制反相180°。^t激光器中的針激光器雌具有电子驱动结构，其控制电磁辐射的各个光束的产生，而且该装置i^t一步包括用于控制该电子驱动结构的控制装置，以便使第一和第二电磁辐射光束为光强调制反相180°。该装置可以设置成电磁辐射沿一个轴向标本中传播，磁场应用，沿与所述传播轴平行的方向施加磁场。作为替代方案，该装置可以设置为电磁辐針沿轴向标本传播，磁场应用装置沿与所述传播轴正OT准的方向施加磁场。在较佳实施例中，该體可连接在病人的末梢组织上，雌耳垂或手指；用于检测疟色素存在的装置用来在体检测疙色素在病AifiL流中的存在。根据本发明的第五方面，提供一种用于产生偏振调制电磁辐射光束的装置，包括.-用于产生第一电磁辐射光束的第一激光器；用于产生第二电磁辐射光束的第二激光器；对第一电磁辐射光束进行偏振的第一偏振结构；对第二电磁辐射光束进行偏振的第二偏振结构，其中，第一和第二偏振结构设置为使第一和第二光束以正交偏振状态进行偏振；用于将錢振光束结合的光学元件，以便戶腿光束呈共线性；以及用于调制第一和第二光束强度的强度调制装置。已经发现，这种结构可以非常方便地形成正交偏振状态的光强调制光束。该装置可以方便地应用到此处附寸论的检测技术上。不过，该装置也可以有效地应用到需要电磁辐lt源的其它分析技术或实验中，而这种电磁辐lt源可在相互正交的偏振状态之间交替进行。激光器优选半导術敫光器。第一和第二电磁辐射光束皿光强调制反相180°。有利的是，第一和第二激光器^都带有用于控制产生其各自电磁辐射光束的电子驱动结构，该设备进一步包括用于控帝盹子驱动结构的控制装置，以使第一和第二电M射光束为光强调制反相180°。控制装置可以包括产生数字时钟信号的数字时钟，以及用于将数字时钟信号转换成两个反相数字时钟信号的装置，这样，每个激光器就可以在两个光强级之间交替转换，第一激光器的转换与第二激光器的转换为反相180°。将两个光束结合的光学元件可以是一种偏振光束分裂器。第一和第二光束中的至少一个可以通过偏振光束分裂器指向将两个光束结合的光学元件上。第一和第二光束在由光学元件进行结合之前，其均可f顿與虫的格兰-織偏振器进行偏振。至少其中一个偏振结构可以包括用于可控制地调整第一或第二光束偏振状态的调整级。该调整级可以是一个旋转级，其可控制地旋转该偏振结构的至少一个元件。虽然上面介绍了本发明，但本发明可以扩展到上述或下面说明或附图或权利要求所提出的任何创造性组合或次组合形式的特征。下面结合附图介绍根据本方面的方法和设备的实施例，附图如下图1示出了本发明的装置的(a)第一种设置形式和(b)第二种设置形式；图2示出了所观察到的施加磁场作用的信号；图3示出了相对于血液中P-血红素浓度的差分吸收信号；图4示出了整个血液的吸收光谱；图5示出了(a)检领湘对于血液中P"血红素浓度的差分透射率的进一步实验结果，和(b)检领湘对于血液中(3-血红素浓度的差分M率的实验结果；图6为用于产生偏振调制激光器光束的装置的平面图；图7示出了检测相对于悬浮液中活的感染痏原虫的红血球浓度的差，射率的实验结果；图8为症疾感染的在体检测装置，其分别连接(a)耳垂和(b)手指尖；图9示出了(在例如手指上进行的)在微测的设置形式；图10示出了采用图9所示设置形式通过调制磁场获得的信号电平；图11为用于在,测的调制磁场装置的示意图。具体实施方式尽管本发明可适用于检测培色素和(^血红素本身，但本发明的一个重要方面是用于检测症原虫。症原虫iaA到^OfiL球(红血细胞)并将血红蛋白转换成症色素，在该过程中改变磁性状态。红血细胞随后破裂，向血浆中释放症色素，同时，疟原虫继续感染红血细胞。本发明人已经发现，可以通皿测血液中症色素的存在来检测症原虫。在一些具体的较佳实施例中，通皿测症色素的适当特性来利用由症疾感，成的血红蛋白的磁性状态的变化，其中症色素的适当特性取决于对磁场的应用。在一个较佳实施例中，〗顿了光声检测。与这种方法相关的优点是，可以进行在微测，而且，可避免与)^军浊液体(诸如全血)进行传统光学检领湘关的光散射问题。图1示出了一种装置，lii己为10，可用光声技术^it行磁光检测。體10包括光源12，该光源用于产生光辐射光束14，该光束在投射到固定于标本固定器24内的标本22上之前，穿过偏振器16的光辐射光束14，可变LC减速器(O或180°阻尼)18，以及一个斩光器20。标本与声检测器26直驗触。装置10腿一步包括电磁铁28，而高斯计30可以用来检测施加的磁场强度。在图la所示的设置形式中，电磁铁28设置成与光束14轴正交。在图lb所示的设置形状中，电磁铁28设置成与光束14轴相平行，而电磁铁28内设有磁芯32，以使光mM"至胸本22上。本领域技术人员会很清楚，在图la所示的设置形式中，施加磁场与光束14轴相互正交，而在图lb中，施加磁场与光束14轴相平行。典型情况下，光源12是一种任何合适形式的激光器，而且在一组实验中，可以利用工作波长在650nm的半导##光器。禾佣在图1所示纸片的平面上偏振的激光源(以下称之为p偏振)，和在纸片平面范围之外偏振的激光辐射(以下称之为s偏振)进行实验。就疙色素类似卩-血红素的解决方案进行实验。采用图la所示的设置形式，即施加的磁场与标本22平面平行，戶形己录的信号与磁场呈M2的关系。该信号会在p偏振的施加磁场下减弱，而在s偏振的施加磁场下增强。当〗吏用图lb所示设置形式时，即施加的磁场垂直于标本22的平面时，该信号实质上也呈M2，但会随着磁场而增加，而不论偏振状态如何。图2示出了j顿图la所示设置形式获得的信号，和在实验中带有p偏振的激光辐射，在该实验中，磁场是从0上斜到14kOe，然后再下斜到0kOe。可以看出，该信号是随着磁场强度的增加而减小。不希望受任何具体理论的束缚或限制，上述结果可以解释如下。卩-血红素的晶体是杆状的。,线偏振辐射的激励下，当辐射的电矢量沿杆的轴时，P-血红素的晶体会吸收。P-血红素晶体在血液或其它液体中悬浮时，P-血红素晶体的轴会随意定向，于是，悬浮物就在直线偏振辐射下在探查(interrogation)时不会呈5见较佳方向。然而，在施加磁场后，晶体的作用只不ii就像经受扭矩的弱的条職铁一样，该扭矩试图沿施加磁场方向来确定晶体的方向。这与不断作用以任意排列组合的其环境的热能相反。实验表明，在施加的磁场为14kOe左右时，晶体会密切地保持对准。在图la所示的设置形式中，通过将光辐射的偏振状态从平行于施加磁场方向转换为正交于施加磁场方向，可以获得以呈现p-血红素为特征的差分吸收信号。或者，通过将沿正交于光波偏振方向的方向颠倒磁场，也可进行相同的检测。很显然，对于本领域的技术人员来讲，图lb所示设置形式并不适合这种差分吸收检测技术，因为p和s偏振光会产生相同的结果。然而，在用直线偏振辐射来探查标本的同时，通过改变磁场强度，以及通过监视信号对磁场的依赖性，{顿图lb的设置形式也可检测P-血红素。这种方法也可以与图la的设置形式一起使用。进行了探査人体血液中(^血红素标本的实验。使用了图la的设置形式，并研究了用p和s偏振光获得的信号之间的差异，即获得了差分吸收信号。图3示出了相对于血液中P-血红素浓度的差分吸收信号(用APA/1。表示)。从图3中可以看出，已经确定，血液中(^血红素的存在可以很容易地在小于10pgm/ml的水平下检测到。这大致等同于03%的自感染或症原虫血症7乂平。然而，应该注意的是，在这个浓度下，信号电平和信噪比是这样的，即以前的试验瞎况允许的可靠的期望值是该技术的检测率倉跶到0.05%或以上的疟原虫血症水平。对计量大大低于0.3%的疟原虫血症水平的限制，只不过是受到难以制作的按不到lOiagm/ml浓度均匀弥散的含(3-血红素的O.lml标本的约束。因为P-血红素更接近症色素，因JI:说P-血红素进行实验。例如，P-血红素和症色素的电子显微照片都反映出几乎相同的杆状晶体形态。此外，S.Pagola等人在2000年的《自然》杂志(Nature)第404期以及所弓间的参考文献中提出"13-血红素在化学、光谱和结晶学上都与症色素相似"。为此，可以预言，使用p-血红素获得的结果应可换位到对所获得的含疱色素的疟疾血液进行的检测中。尽管，光声实验是以650nm进行的，但也可以禾,其它波长的光。特别是，可以禾U用较短波长的光，例如獻绿光谱范围。在另一个较佳实施例中，人们已经发现f顿光学^^测也可以检测血流中的(3-血红素。图4示出了全血的吸收光谱。可以看出，对大于600nm的，血流吸收的少得多。本发明人已经发现，对于大于600nm的，(^血红素吸收很多，而且实际上，会看到在659nm时p-血红素吸收光谱达到高峰。此外，看来在以高于600nm的波长自全血中散射至少是一个可解决的问题。为此，除了光声检测器可以用诸如硅光检测器的光学检测^ft替外，卩-血红素的检测可以f顿非常接近图la和图lb的设置形式来实现。使用半导##光器光源以650nm进行了实验，以探查血流中的p-血红氣而且，^ffi差分吸收信号方法以观察^顿P和s偏振舰行光学传输之间的差别，得到了与图3所示非常相似的结果。另外，也可以用非常相似的实验设置形式来探查血流中的(3-血红素，在这种设置中，来自半导微光器的660nm光与光检测器一起《顿，以检测穿31lfiL流标本的传输瞎况。使用了在平面磁场的1T。结果如图5所示，这些结果说明，观察到了可检观啲差分信号，并连同下降到lpg/ml或更低的P-血红素浓度。原来设想，j顿上述技术可随时检测到后期驗感染(此时，红血细胞已经破裂，向血浆释放自由症色素)。原先设想早期感染是可以检测的，此时，疟色素仍然被限制在红血细胞内，虽然原先并不清楚仍被限制在红血细胞内的症色素是否完全可移动并自由转动。红血细胞的存在可以减慢疙色素与磁场的对准，在这种情况下，可以用血桨内的自由症色素来获得不同的响应。可以利用交替的磁场来确定早期感染，将血浆内的症色素的响应与红血细胞内的症色素的响皿行分离，并独立ifj古血桨内的疙色素的响应。例如，这种响应在特征上可以是依赖于交替磁场的频率。这些因素主要是与在微测相关。采用体外检观附，例如，采用针刺血液分析装置，例如，通过向标本中添加小量的清洁剂或喷射细胞至冻融循环的方式，可以增加红细胞的数量。进一步的实验确认，后期和早期疟疾感染都能够被检测到。在一组实验中，向新鲜血液中添加了以成熟滋养体期疟原虫感染红细胞(PRBC)形式的不同浓度的症色素，这些红细胞经培养，并在用§1羊全血##之前通过冷冻和融化来溶解。使用实验设置形式5Wt示本进行分析，以获得图5a所示数据，即检测用660nm鄉的相对变化率。图5b示出了添加疱色素的血液的检测结果。图5a和图5b所示图形的线性尉艮明显的，并持续至U浓度至少超过100^ml(图未示)。另外，还要注意的是，在晶体被认为是特别小的时候，在症色素形成早期阶段感染的细胞获得的点(o)是如何接近线'f德势的。两个图形梯度上的差异也许由至少两个因素所致。首先，在原位的(insitu)疟色素晶体会呈5见一种凝聚趋势，与相等数量的单个晶体相比，这会降低二向色性(dichroism)，例如(3-血红素就属于这种情况。其次，将培养的细胞经冷冻处理，以确保所有的细胞在其感染循环时都处于相同点上以方便安全操作。然而，冷冻似乎只能部分地释放症色素，这样，细胞残骸继续附着在晶体上，改变了作用在其上的动态力，并可能会抑制在某个给定施加磁场内获得的旋转。抗磁性细胞物质在晶体上的附着会(例如)引起些抗试图用磁场定位晶体的扭矩。另外，附着细胞物质可能仅麟热恢复机帝啲较大相互作用截面。对于采用这种方式添加的血液来讲，以与图5a同样方式获得的图形具有完全相同的形式，但二向色性降低了。同样，还发现二向色性信号对施加磁场变化的响应降低了。实际上，可以,使用清洁剂来完，放症色素，目的是将二向色性信号的强度恢复到等量P-血红素浓度所表现的程度。通过从形成图5b时使用的两个疟原虫感染红细胞(PRBC)标本中提取疟色素验证了这种手段的有效性。在以相同浓度重新注入,羊全血之前对其进行清洁。这些标本的相对光强变化率在图5a中标以(O)符号。可以看出，按这种方式处理的症色素标^:可提供与P-血红素非常一致的结果。图5a和图5b所示结果和疟原虫血症之间的相关性最初是iM:假设全血含5x109RBCs/ml建立的，而且，在疾原虫感染的成熟细胞中，50%的红血细胞的转换会产生&0.6pg症色素/每个细胞。匕基础上，例如，检测100PRBC/(xl(0.002%疟原虫血症)要求检领N0.06^ml的疙色素浓度。迄今为止实际检领啲最低浓度是0.1pg/ml，但是如图5中较低数据点的线性分离所示，仪器的分辨率实际上都稍im于0.05pg/ml。最终，可获得的灵驗大多都可能在一定禾號上确定，即用来探查感应的二元色性的正交偏振状态是在与症色素晶体交互作用前，在其fflML流标本期间从细胞结构和其它物质中,而消去偏振。在该点之后的偏振损失是不重要的，因为只会检测到最终形成的强度调制(intensitymodulation)。在一个保密的临床研究中，本发明的技术曾用来分析了13个病人的血液标本。血液标本都进行了细胞溶解，这样，最初存在于红细胞内的症色素在检测的时候呈自由状态的。用来获得图5所示的仪器被用于分析临床血液标本。需要注意的是，本发明提供了一个量化值，该值与疙色素负载相关，后者又与疟原虫血症的进程有关。也可用来自"和风生物医学"(ZephyrBiomedicals)的由奥科生物医学系统(OrchidBiomedicalSystemsandParascreen)提供盼决速诊断测试剂(RDT)对临tt液标本进行分析。表1示出了分析结果，该表表明临床研究100%成功。特别令AM舞的是，本发明正确地给出了标勒l的症疾阳性识别，因为在该例中，发现感染性标本为卵形疟原虫，而人们知道这是很难检测到的。<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>表l.临床研究结果P=阳性诊断N—月性诊断在进一步研究中，检测了培养的、活的疟原虫感染红细胞^悬浮系的传输强度的相对变化率。悬浮时的细胞浓度是不同的，对于^t浮细胞，疟色素的疟色素浓度通过光谱学粒。在这些实验中，没有发现在活细胞外部的自由症色素。用来获得图5所示结果的仪器是用于分析活的症原虫感染红细胞悬浮系，即，^ffl光检测器来测量率。图7所示结果最终反映了活细胞液胞内的至少一部分疙色素^1过施加磁场自由响应方向定位。可以帝,用于在條测病人症疾感染的装置，采用这种體可进行末梢组织的检测。进行在Wt测的较佳位置是耳垂，手指和脚趾，尽管也可以考虑其它周边组织，诸如手指和脚趾之间的指蹼舰。有利的是，这种装置所提供的i離是非侵害性的。一般如图la所示类型的设备从灵敏度的角度来讲是较佳的，因为在这种體中，磁场与入針波成正顿准，且在耳垂平面上。然而，{顿通常如图lb所示的设置形式也有优点，在这种装置中，磁场与入針波成7jC平对准，而与耳垂平面正交。.在这种设置中，可以相当方便地将磁场产生装置定位在耳垂任一侧。也可以使用上述光声或光学传输技术。若在磁场SM^^会变化的环境下使用时，，使用永磁铁。在磁场会以某种方式发生变化的应用环境下，可以使用电磁铁，尽管也可以使用包括永磁铁(诸如旋转磁铁系)的机械系统。为了可以调制光的偏振状态，使用两个激光器比较方便，两个激光器可以相互正交偏振，光强调制为反相180°，并可通过合适的光学元件，诸如偏振光束分裂器块，依次指向相关位置。下面介绍在皿测的另一些装置。图8(a)示出了在#^测病人症疾感染的装置70，该装置夹在病人的耳垂上。装置70包括主体72，其内装有本文戶做类型的仪器，导线74将检测数据传送到适当的记敦分^^置(图中未示)。也可以使用数据传输系取代导线74。图8(b)示出了另一个在体设备76的实施例，其适合安装到病人的手指上。另外，装置76包括主体78和导线80，对有关装置70的类似说明也适用于装置76。装置70和76^WM适当，联接到身体相应部位，为夹具装置。人们认为，病人组织内各种机制所弓胞的消去偏振可以影响^(顿偏振辐射的在体装置的实施。可以解决这个问题的一个方法就是利用偏振脉沖光学场将弹道或准弹道光子从弥散光子中分离。已经开发了各种格栅技术，可以实现这个目的(例如，参见Opt.Comm.241(2004)1-9,本文全文弓间该文件的内容)。偏振光的输送可以采用低双折射初纺纤维(lowbirefringencespunfibres)(例如，参见OpticsE邓ress13(10)(2005)3841-3851，本文全文引用该文件的内容)，这些纤维可以保持任何偏振状态，甚至在纤维弯曲或扭结时。可以利用偏振激光技术，尽管也可以使用在脉冲式血氧定量(pulseoximetry)中使用的专用光电二极管。或者，如上所述，可以利用图lb通常所示的设置形式。图9示出了这样的一种设置形式，标号为90。装置90包括适当的孔92，用来置放期望的病人的某1^位，在图9所示实施例中，病人的手指94放在孔92内。应该注意的是，孔92可以不是该装置的固定特征，而是根据病人的身体部分形成的夹具、卡箍或其它固定方式。该装置还包括能产生磁场的磁场产生装置96，该磁场与被检查病人的身体部分成横向，并与电磁辐射的光束98平行。磁场生成装置96带有芯，M该芯使得电磁辐射的光束98指向病人手指94。为了方便展示，图9中未示出用于检测穿过手指94的光束98透射率的产生电磁辐射光束的光源和检测器，诸如光检测器。在图9所示的装置中，即所施加磁场与被探査的身体部分成横向，就不必再对探查电磁辐射进行偏振。实际上，较佳的是禾,未偏振的电磁辐射。可以通过光学S驢调制和域磁场调制来实现检测。在任一种情况下，未偏振的激光器，荧光二极管光源可以用来$1查的电磁辐射。可4顿光学斩波器或声调希幡来实现光弓驢调制，以调制电磁辐射的强度。然后，可以〗柳适当的^S，例如锁相放大器，以在应用直流磁场时从光检测器(诸如光二极管)中获得强度变化情况。Mi^顿去偏振器或非偏振保持光学纤维来利用固有偏振光源时，可以获得非偏振光。禾,持续亏M的光束98并改^i加在病人身体某个部位的磁场可实现磁场调制。在这种情况下，磁场生成體96必须會^^f共一种可控变化磁场。磁场可以通过在直流部件上施加交流信号进纟预制。交流磁场会在检测的传输光中产生交流分量(Vac)，该分量与磁场调制造成的症色素的吸收变化率成正比。直流磁场在由光检测器检观啲传输光中产组流分量(Vdc)o图10示出了招顿这种调制磁场时光检测器所产生的信号电平。图11以示意图的形式示出了一种设置形式，标号为110，用来使用调制磁场通偏振光皿行在##测，该磁场横向施加于病人被探査的身体部位，并与电磁辅射的探査光束成7jC平。这种设置形式包括光源112，其可以是(例如)与光学纤维装置相连的激光器光源。光源112将电磁辐射指向探查区域113，后者包括电磁装置114，期望的身体相关部位，如手指，就置于该装置中。图8所示的设置形式可以适合这种用途。磁铁动力源116控审iJ电磁铁114以产生调制磁场，同时也产生基准输入，后者被送入信号处理模i央118和锁相放大器120内。光检测器122检测通过手指传输的电磁辐射，来自光检测器122的信号被送入信号处理模块118，后者向锁相放大器樹共直流输入和交流输入。锁相放大器120的输出对应于相对3Ilt变化率VJVdc。在660nm左右的探查波长处，必须以i^高于病人脉搏的频率(ca.72瑕^H中或1.2Hz)来调制磁场，以排除干扰。或者，可以纟顿800nm或左右的等消光点(isobesticpoint)的波长，在这种情况下，这个问题可以最小话，尽管会出现一些灵驗损失。可以使用0.5-0.7T左右的施加磁场。在使用低频(10Hz-20Hz)磁场的磁场调制时，较佳的是梢部位进行在#^测，诸如手指趾，这些部位距离病人头部相对较远。本发明还掛共了一种以预定波长实现偏振调制的有利技术，这种波长会最终形成电磁辐射的单个光束，而这种电磁辐射会在正交偏振状态之间交替地可控制地被改变。图6示出了本发明关于这方面的一个实施例，该实施例说明了产生第一电磁辐射光束60a的第一半导，光器60和产生第二电磁辐射光束61a的第二半导^m光器61。第一和第二半导##光器60，61产生相同波长的光，尽管至少原则上也可以禾鹏不同的波长。第-一电磁辐射光束60a通过格兰-^f力偏振器62，然后穿过偏振光束分裂器63。第二电磁辐射光束61a同样经过格兰-繊偏振器64，随后用合适的偏振光束分裂器65转动90度，从而指向偏振光束分裂器63，这样，第一和第二电磁辐射光束60461a就得以结合而产生一个共线的输出光束66。第一光束60a和第二光束61a的线性偏振状态通过格兰-泰勒偏振器62，64和微手动旋转级67而以彼此相对90度的角度设定。格兰-^f]偏振器的消光比(extinctionratios)为10'5，而偏振光束分裂器的消光比是10—3，使得每个光束的偏振纯度非常高，达到10'8。两个光束的正交性原则上仅受至(J旋转级67的分辨率柳蹄lj，这可以很容易达到15#级，因此，给出的正交性为90±4.17xl0-3°。每个激光器60，61都具有各自的激光器驱动器60b，61b。通过《顿控制装置68可以将一个激光器与另一个激光器电子调制反相180°，从而实现偏振转换。这可使用两个反相数字时钟信号，行，这样，激光器就可以在两个可调强度电平之间交辦换。诸如时钟和数字逆变器的部件可以用来实施该功能。在个具体实施例中，可^(OT^^虫的激光器驱动器(MicroLaserSystems微激光器系统公司)，每个驱动器在两个小时时间内提供>0.1%的激光器功率稳定性，以驱动两个以660nrn来辐射50mW的环形准直(2国直径)激光器模块(circularisedcollimatedlasermodules)(BlueSkyResearch蓝天研究公司)。以最大2MHz(驱动器的频率范围)的频率，通过4每两个激光^t皮此电子调制反相180°，以实5见偏振转换。通过全通i^波器或触发逻辑电路也可以提供相移，这样，从光学装置出来的光束就具有恒定的强度(稳定度>0.2%)，与此同时，可在正交状态之间进行偏振转换。通常，i顿不同的驱动电子设备可以获得较高的转换频率。图6所示的所有光学部件62，63,64,65，67都可以安装在可调级上，从而对输出光束66的共统性进行微调。图6所示的设置形式可以方便地与本发明的检测技术一起使用。特别是，图la所示的一般设置形式也可以与图6所^^置一起使用。在这种情况下，可以对准带有光学部件62，63，64,65,67的一个级，以使输出光束66的一个偏振状态与施加磁场的方向平行。光束66在引入标本前可通过合适的光束扩展,展到期望的范围(例如到4-5mm左右)，以便探查较大部分或实际上全部标本容积。在一个实施例中，穿过标本的传输光由较大面积的光二极管来聚光，以确保最大限度地采光。也可以加装一个聚光透镜。与图6相关的戶舰偏振调制技术可方便地集成至体发明的检测技术中。然而，所属领域的技术人员会了解，所麟的偏振调审他可方便地用于其它实验和检测技术中。权利要求1.一种检测标本中分析物存在的方法，其中，分析物是疟色素、β-血红素或含有化合物的类似铁，该方法包括如下步骤提供标本；对至少部分标本施加磁场；检测标本的物理特性，将被检测到的物理特性与分析物的物理特性相对应，后者根据施加磁场的变化而变化；以及将所检测到的物理特性与分析物的存在进行联系。2.根据权利要求1所述的方法，其中，检测标本的物理特性包括步骤将电磁辐射引入标本。3.根据权利要求2所述的方法，其中，该物理特性是与电磁辐射的吸收相关的特性。4.根据权利要求3所述的方法，其中，电磁辐射的范围在400到700nm之间，优选大于600nm，最好在640到680nm的范围之间。5.根据权利要求3或4所述的方法，其中，电磁辐射被偏振。6.根据权利要求5戶脱的方法，其中，电磁辐射的偏振状态是可变的，通过检测被检观倒的物理特f树偏振状态的依赖性来检测分析物的存在。7.根据权禾腰求3至6中任何一项戶诚的方法，其中，检测穿过标本的电磁辐射的传输瞎况。8.根据权利要求3至6中任何一项所述的方法，其中，检测光声能的产生。9.根据权利要求1所述的方法，其中，被检测至啲物理特性是标本的比热，标本的导热率，或与经由标本的超声波传输相关的特性。10.根据以上任何一项权利要求所述的方法，其中，施加磁场的强度和/或方向是可变的，通过检测被检领倒的物理特+顿所施加磁场的变化的繊性来检测分析物的存在。11.根据权利要求10戶脱的方法，其中，通舰所施加的磁场和/或引入标本的电磁辐射的调制，行该物理特性的相敏检测。12.—种在含有标本的血液中检测症原虫存在的方法，其包括如下步骤通过检测技术在含有标本的血液中检测疙色素的存在，该检测技术实际上不受血液中其它成分存在的影响；将疟色素的存在与在含有标本的血液中疟原虫的存在进行关联。13.根据权利要求12所述的方法，其中，检测疱色素存在的步骤是在体外进行。14.根据权禾腰求12所述的方法，其中，检领赔色素存在的步骤是在体进行。15.根据权利要求12至14中任何一项所述的方法，其中，检测疙色素存在的步骤，是通自含有标本的血液的至少一部分施加磁场并检测含有标本的血液的物理特性鄉行的，被检测至啲物理特舰应于疙色素的物理特性，后者根据施加磁场的变化而变化。16.—种检测标本中分析物存在的装置，其中，该分析物是培色素、P-血红素或含有化合物的类似铁，所述装置包括磁场应用装置，用于对标本的至少一部分施加磁场；用于检测标本物理特性的检测装置，被检测到的物理特i4x^应于分析物的物理特性，后者根据施加磁场的变化而变化；以及关联装置，用来将被检测到的物理特性与分析物的存在进行关联。17.—种在含有标本的血液中检测疟原虫存在的装置，其包括在含有标本的血液中检测症色素存在的装置，该检测实际上不，液中其他成分存在的影响；以及关联装置，用于将症色素的存在与在含有标本的血液中的疟原虫的存在进行关联。18.根据权利要求17戶腐的装置，其中，检测症色素存在的装置包括磁场应用装置和检测装置，该磁场应用装置用于在标本的至少一部分中施加磁场；该检测装置用于检测标本的物理特性，被检须倒的物理特fW"应于疟色素的物理特性，后者根据所施加磁场的变化而变化。19.根据权利要求18所述的装置，其中，磁场应用装置包括永磁铁。20.根据权利要求18所述的装置，其中，磁场应用装置是可控的，以便改变施加磁场的强度和/或方向。21.根据权禾腰求20所述的装置，其中，磁场应用装置包括电磁铁。22.根据权利要求18至21中任何一项所述的装置，其中，检测装置包括用于樹共电磁辐射的装置，和用于检测与被症色素吸收的电磁辐射相关的物理特性的感应装置。23.根据权利要求22所述的装置，其中，用于提供电磁辐射的體设有偏振电磁辐射。24.根据权利要求22或23戶诚的装置，其中，电M射的波长在400到700nm的范围之间，i^大于600nm，最好在640到680nm的范围之间。25.根据权禾腰求22至24中任何一项所述的装置，其中，感应装置是声检测器。26.根据权利要求22至24中倒可一项戶腿的装置，其中，感繊置是一个电磁辐射检测器，用于检测通过标本传输的电磁辐射。27.根据权禾腰求22至26中任何一项所述的装置，其中，检测装置包括用于改变电磁辐射^^的装置，和用于检测该物理特IWf/M弓M变化的，性的装置。28.根据权利要求18至27中任何一项戶腿的體，其中，通过改变施加磁场的强度和减方向来检领赔色素的存在。29.根据权利要求23至28中倒可一项所述的體，其中，电磁辐射被偏振，而偏振的电磁辐射的偏振状态是可控制变化的。30.根据权利要求29所述的装置，其中，通过改变偏振的电磁辐射的偏振状态，和观察偏振状态对被检观接啲物理特性的依赖性，来检测症色素的存在。31.根据权禾腰求22至30中任何一项戶诚的装置，其中，用于^f細振电磁辐射的装置包括至少一个'激光器。32.根据权利要求31所述的装置，其中，用于JIJ共偏振电M射的装置包括至少一对激光器，其中，^Xt激光器中的第一激光器产生第一电磁辐射光束，而SXt激光器中的第二激光器产生第二电磁辐射光束，而且其中，第一和第二光束在引入至U标本中时具有不同的，正交的偏振状态。33.根据权利要求32戶诚的装置，其中，第一和第二光顿过光学器件进行结合，以便两个光束在弓l入标本时为共线性。34.根据权利要求32或33所述的装置，其中，第一和第二电磁辐射光束的S鹏调制反相180°。35.根据权禾腰求34戶脱的装置，其中，^Xt激光器中的每个激光器都具有用于控制各自电磁辐射光束的产生的电子驱动结构，该装置进一步包括用于控制两个电子驱动结构的控制装置，以便第一和第二电磁辐射光束是光强调制反相180°。36.根据权利要求22至35中任何一项所述的装置，其中，该装置设置成使电磁辐針沿着轴传播到标本中，而磁场应用装置向与戶腿传播轴平行对准的方向施加磁场。37.根据权利要求22至35中樹可一项戶腐的装置，其中，该装置设置成使电磁辐針沿轴传播至嚇本中,而磁场应用装置向与戶欣传播轴正顿准的方向施加磁场。38.根据权利要求18所述的装置，其中，磁场应用装置是可控制的，以便改变施加磁场的强度；检测装置包括用于提供电磁辐射的装置和用于检测与疙色素吸收电磁辐射相关的物理特性的感应装置；其中，该装置设置成使电磁辐射沿轴传播到标本中，而磁场应用装置向与所述传播轴正顿准的方向施加磁场；其中，通过改魏加磁场强度并检领,理特f挑戶服变化的繊性来检测症色素的存在。39.根据权利要求17至38中任意一项戶;M的装置，其中，该装置可固定到病人的末梢组织上，tt^手指、脚趾或耳垂，而且，其中，检测症色素存在的装置在体检测病人血流中疟色素的存在。全文摘要本申请通过检测随着应用磁场的改变而改变的疟色素的适当特性，来利用由疟疾感染引起的血红蛋白的磁状态的变化。图1示出了以标记(10)表示的装置采用光一声技术进行的磁光检测。装置(10)包括光源(12)，该光源用于产生光辐射光束(14)，该光束在投射到固定于标本固定器(24)内的标本(22)上之前，穿过偏振器(16)的光辐射光束(14)，可变LC减速器(0或180°阻尼)(18)，以及斩光器(20)。标本与声检测器(26)直接接触。装置(10)还进一步包括电磁铁(28)，而高斯计(30)可以用来检测施加的磁场强度。与这种方法相关的优点是，可以进行在体检测，而且，可避免与对浑浊液体(诸如全血)进行传统光学检测相关的光散射的问题。文档编号A61B5/00GK101600962SQ200780041785公开日2009年12月9日申请日期2007年11月9日优先权日2006年11月10日发明者大卫·麦克尔·纽曼,约翰·赫普汀斯特申请人:埃克塞特大学