检测样品中的组分的装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本文公开了检测样品中的组分的装置的实施方式，特别是，通过测量样品对福射 的吸光度检测样品中的组分的装置的实施方式。
【背景技术】
[0002] 通过将样品暴露于福射，且通过测量样品对福射的吸光度来检测样品（如血液样 品）中的组分的光度测量法是众所周知的。
[0003]例如，该些方法被广泛的用于诊断分析领域内，W基于光学测量测定身体成分的 浓度。朗伯-比尔定律适用于光学测量，其中检测器测定穿过样品的来自福射源的福射的 传输，即吸光度与样品中的吸光物质的浓度W及样品的厚度（即通过样品的福射路径的路 径长度）成比例。该比例系数被称为吸光系数。
[0004] 因此应用朗伯-比尔定律来测定未知浓度的组分需要知道路径长度（与消光系 数）。
[0005]在测量装置中，路径长度通常由样品室的尺寸限定。当该些室具有长的使用期限 (lifetime)并可W用于大量测量时，其尺寸可W被确定，例如在校准过程中，使用具有已知 浓度的组分的样本。该同样适用于可W高精确度制造的样品室。然而，当样本室具备较短 的使用期限时，或当它们的尺寸随着时间不稳定或随样品室的不同而改变时，则频繁的校 准是必需的，从而导致测量系统的效率下降。尽管如此，可能人们更想要使用具有较短的使 用期限的样品室、单次使用的样品室或制造的有较大公差（tolerances)的样品室，因为它 们可能大大降低制造成本。
[0006]US6, 442, 411公开了在体内分析血液组分（如血红蛋白和葡萄糖）的方法。该种 现有技术的方法使用血液样品中的水含量作为内标，W用于在动脉脉动的收缩部分和舒张 部分过程中，通过差示测定水而测定光路长度。根据US6, 442, 411，血液中的水浓度的变异 性是1.8% (围绕平均水平）。尽管该样的精确水平可能在一些应用中足够了，但人们通常 希望进一步提高样品组分的浓度测量值的精确度。例如，对于许多体外分析，通常需要更高 的精度。
【发明内容】
[0007] -方面而言，本文所公开为检测样品中的第一组分的装置的实施方式，该第一组 分至少响应于第一波长的福射，该样品包含第一组分和至少响应于第二波长的福射的第二 组分。该装置的实施方式包括：
[0008]-至少一个福射源，其被配置为将福射导向样品；
[0009] -至少一个福射检测器，其被配置为检测至少第一波长和第二波长的福射，所述被 检测的福射沿着穿过样品至少一部分的福射路径传播；和
[0010] -处理单元，可对其进行操作W接收来自指示所检测的福射的至少一个福射检测 器的至少一个检测器信号。
[0011] 该处理单元的实施方式进一步经配置W:
[0012] -至少通过所测定的所述样品对第二波长的福射的吸光度，测定所述福射路径的 估算的路径长度；
[0013]-至少通过所测定的样品对第一波长的福射的吸光度和所估算的路径长度，测定 第一组分的估算浓度；
[0014] -至少通过该估算浓度，和通过指示校正的路径长度的校正项（correction term)，测定第一组分的校正浓度，该校正的路径长度是使用估算浓度针对第一组分的存在 而校正的。
[0015] 第一组分的浓度是基于第一组分响应的第一波长的吸光度测量值，和基于估算的 路径长度而计算的，该估算的路径长度由样品的第二组分响应的第二波长的吸光度测量值 测定。针对样品中第一组分的存在，校正该估算的路径长度。因此，实现更精确地测定福射 路径长度，该随即导致更准确测定的第一组分的浓度。
[0016] 具体地，在测量血液样本的组分的情况下，本发明人已经发现，尽管血液样本中的 水浓度显示相当低的变化性，通常在很少几个百分点的范围内，但是在许多应用中，基于其 测定的福射路径长度是不够的，尤其是对于血液组分的准确体外分析是不够的。在此背景 下，本发明的发明人已经发现，由于某些血液组分的存在，特别是血液中的血红蛋白组分， 血液中的水的浓度是存在偏差的。
[0017] 因此，本发明提供了计算结果的校正，其基于对福射路径长度的改进的测定。该将 允许对测量装置的测量室的福射路径长度的测定具有改善的精确度，即通过考虑来自某些 血液组分的偏差。尽管该装置的一些实施方式可明确地测定校正的路径长度，应当理解，该 样的详尽的计算可能不是必要的，例如在只想要测定第一组分的浓度的实施方式中。在许 多情况下，可能因此足W将校正项应用到最初估算浓度（其中校正项补偿最初估计的路径 长度的不准确性）。例如，校正项可W是待与最初估算浓度相乘的校正因子，W获得经校正 的浓度。该校正项可由函数测定，该函数模仿第一组分的浓度对在第二波长的吸光度的影 响。该校正项可W被计算为第一组分的估算的浓度的函数，且由一个或多个预先确定的模 型参数计算。该模型参数可W在校准过程中预先确定。该模型参数可W针对一个装置而确 定，并用于多个其它装置。
[0018] 因此，通过使用本文描述的装置和方法的实施方式，可研究血液样品，其中血液组 分对某个第一波长的福射的吸光度，连同样品的水内含物对某个第二波长的福射的吸光度 一起测定。通常，吸光度可被定义为福射的输出强度和福射的相应的输入强度的比率的负 对数，如logi。。
[0019] 基于在第二波长测定的吸光度，装置的实施方式和本文描述的方法测定福射路径 的长度的初始估算值。因此，该装置由水对第二波长的福射的吸光度测定福射路径的估算 的长度。
[0020] 随后，基于福射路径的估算的路径长度，该样品的第一组分的估算的浓度由其对 第一波长的福射的吸光度来测定。本发明的发明人已经发现，关联该些估计值，允许测定福 射路径的长度，并因此，允许显著提高精度地测定第一组分的浓度。
[0021] 该装置的一些实施方式可W是用于在体内测量，而装置的其他实施方式可W是用 于在体外测量。在一些实施方式中，特别是那些在体外测量的实施方式，该装置包括用于容 纳样品的样品室，该样品室限定福射路径。例如，样品室可w是样品容器如管、比色杯或类 似物。构成样品室的壁的至少一部分是由透明材料制成，W便允许福射进入和离开样品室。
[0022] 在一些实施方式中，该装置包括驱动器（actuator)，可操作该驱动器W将福射路 径的路径长度在至少第一路径长度和第二路径长度之间改变；并且其中可操作处理单元W 测定第一组分的浓度，其通过在路径长度分别设定为第一路径长度和第二路径长度的情况 下在第一波长测定的吸光度测量值的差异而测定。因此，测量值可针对吸光度和其他不依 赖穿过样品的福射路径长度的人为因素（例如构成样品室的壁的吸光度）进行校正。
[0023] 应当理解的是，第一波长和第二波长的选择可能依赖于样品中的待检测组分，因 为不同样品组分是响应于不同的波长。尤其是，第一波长通常与第二波长不同。在一些实施 方式中，选择第一波长，W使得第二组分不响应于该第一波长；尤其，第二组分的吸收光谱 的任何吸收峰从第一波长移位。类似地，可选择第二波长，W使得所述第一组分不响应于该 第二波长。在一些实施方式中，例如在检测血液样本中的血红蛋白组分的情况下，第一波长 介于100皿至1400皿，例如介于390皿至750皿的可见光范围，例如介于450皿至700皿。 在一些实施方式中，第二波长介于750皿至1mm的红外范围，如介于1400皿至1mm，如介于 4100nm至4400nm。例如，当第二组分是水，第一波长可W选择低于HOOnm，水在此波长没有 显著吸收，而第二波长可选择高于HOOnm，水在此波长吸收福射。还应该理解的是，第一组 分和/或第二组分的浓度可根据在多个波长的吸光度测量值来测定。此外，应理解的是在 一个波长的测量可W包括波长间隔内的测量，例如中屯、波长附近的间隔。所述间隔的宽度 可例如取决于用于检测通过样品的福射的一个或多个检测器的波长选择性。
[0024] 在一些实施方式中，可操作所述处理单元还W测定所述样品中的第=组分的浓 度，该第=组分至少响应于第=波长的福射，测定该第=组分的浓度是通过样品在第=波 长的吸光度，通过估算的路径长度，和通过校正项（该校正项指示经校正的路径长度，该校 正的路径长度是使用第一组分的估算浓度针对第一组分的存在而校正的）而进行。因此， 本文所公开的装置的实施方式，可用于测定多种组分的浓度，其基于已因存在第一组分而 校正的校正的路径长度。在测量血样中的血红蛋白的情况下，该样的其他组分的实例可包 括血红蛋白衍生物、胆红素和/或类似物。
[00巧]或者，当第二组分是水或其他溶剂时，和当第=组分的浓度是要相对于水/溶剂 而测量，而不是相对于整个样品测量时，估算的路径长度的校正可能不是必要的，并且基于 该经估算的、未校正的路径长度，可有利地计算第=组分的浓度。例如，在血液样品的情况 下，血液水相中的C〇2浓度的测量可能是期望的。当路径长度的估算是基于水的吸光度