分析杯和具有信号放大的衍生物的制作方法

文档序号:15306031发布日期:2018-08-31 21:00阅读:166来源:国知局

本发明总体上涉及测试样品分析的领域并且更具体地涉及一种分析杆。该杆可选地与含有适合于与分析杆一起使用的尖端的容器组合以用于特定样品分析。在这方面,读者可参考申请人提交的专利申请fr-a-1262786以获得关于该主题的进一步信息。



背景技术:

在可能含有感兴趣的分析物的样品分析的领域中,已知的实践是使用基于特定测量(例如信号测量)的方法。因此测试样品的分析必须包括样品中待检测或者待量化的分析物的代表性试剂的使用。该试剂使得可以获得反应产物。然后从测试样品所得到的并且含有反应产物的介质是反应介质。因此,特定测量可以包括例如荧光测量,也就是说使得可以量化在样品的生物分析期间发射的荧光信号的测量。在这种情形下,所获得的反应产物具有荧光特性。通过荧光原理的应用,暴露于光源(对应于称为激发波长的第一波长)的这种反应产物依次发射根据称为发射波长的第二波长的光线。在该反应介质中,与来自这些荧光信号的处理相关联的荧光信号的检测使得可以确定例如在测试样品中寻找的特定分析物的存在或浓度。当然,可以设想其它类型的使用分析杆和含有合适尖端的容器的样品分析。

样品分析可以使用分析装置进行,在该分析装置中引入分析杆,该分析杆包括至少两个杯,每个杯填充有特定液体。通常,分析杆包括一个适合于接收测试样品的杯。

在该样品的分析期间,使用尖端或移液管吸取一定量的所述样品并将所述样品沉积在存在于分析杆中的各种杯内。存在于各种杯内的液体可以与测试样品反应以在液体转移循环(例如从一个杯到另一个)结束时获得液体或反应介质,可以基于该液体或反应介质执行信号的测量。

为了确保分析杆与尖端结合使用的这种分析最佳地进行,重要的是将一方面分析杆和另一方面适合于该分析杆的尖端相组合。合适的尖端例如来自与分析杆相同的批次。因为尖端和杆是分开生产的并且具有不同的到期日期,因此建议确保一个批次实际上含有用于相同目标/参数的尖端和分析杆并且其到期日期尚未过期。

合适的尖端还可以含有信号的发射所需的试剂的一部分,分析杆含有试剂的其它部分。因此,这种正确的组合保证了使用包括分析杆和尖端的组件的分析装置将提供与该组合相关联的分析结果。实际上,当使用由分析杆和尖端构成的组件时,使用者可能错误地将分析杆和不旨在与所述分析杆一起使用的尖端相结合操作。该错误可能导致关于所执行的分析的错误结果,例如假阴性结果。

这些使用荧光测量的测试最重要的问题之一在于发射的荧光信号的水平和质量(低背景噪声)。如果因为相关联的生物反应的数量不够高而导致荧光信号的水平和质量太弱,则存在这样的风险:如果是自动化系统,则使用者或设备将很容易地将测试的结果归类为阴性,虽然它事实上是阳性。这就是所谓的假阴性。这种情况是以下之一会最恐惧:

-试剂盒制造商,

-设备制造商,

-使用者或专业人员,

-患者,

因为在这种情况下,患者和所有上述在本领域中工作的专业人员都会认为患者关于所研究的参数是健康的,然而这是不正确的。



技术实现要素:

本发明通过提出一种容易地放大发射荧光的技术非常显著地限制了假阴性的数量。

为了这个效果,本发明涉及一种用于分析生物样品的由透明或半透明材料制成的杯,所述杯由至少一个竖直壁和分隔杯的底部组成,在该杯中可以进行荧光酶促反应,其特征在于:杯的一部分在外部部分地覆盖有套管,该套管的与所述杯接触的内部涂层由逆向反射材料制成。

根据杯和套管的一个实施例,除了至少一个区域外,所述套管的内部形状部分地匹配杯的外部形状,该区域允许了一方面以激发波长的照射以及另一方面从所述杯的外部对发射波长的检测。

根据杯和套管的另一个实施例,逆向反射材料包括棱镜或包括珠子。

根据杯和套管的一个实施例,套管通过粘合剂结合附接到杯而没有所述套管的内表面的光学质量的劣化。

根据该实施例,粘合剂是透明或半透明的并且会不会吸收紫外线。

根据杯和套管的再一个实施例,套管通过机械夹紧附接到杯。

根据杯和套管的又一个实施例,由逆向反射材料制成的内部涂层不固定到杯,而是夹在所述杯和套管之间形成夹持件。

根据所有这些实施例的一个变化例,套管完全或部分地呈现在杯的横向隔离物(多个隔离物)的水平面处并且套管不出现在杯的底部处。

本发明还涉及一种用于进行样品分析的分析杆,该分析杆包括多个适合于容纳和存储液体并且适合于在分析期间与尖端组合使用的杯,所述尖端能够从第一杯抽吸一定量的液体并将这些量的液体的全部或部分排出到第二杯中,所述分析杆包括如以上所描述的杯。

根据杆的一个实施例,所述多个杯沿着纵向轴线放置并且第一杯适合于接收样品并且最终杯适合于允许在分析期间对从样品得到的反应介质发射的信号的读取,并且最终杯对应于如前面所描述的杯。

本发明还涉及前面所描述的分析杯或者以上阐述的用于分析样品的分析杆的使用。

根据前面所描述的杯或分析杆的使用的一个具体实施例,其中分析是通过免疫学测定进行的。

在杯或分析杆的一个具体实施例中,其中:

-进行底物和酶之间的酶促反应,

-该反应得到了荧光分子形式的降解产物,

-荧光分子经受激发波长的照射,该激发波长的照射反过来得到发射波长的荧光,该发射波长的荧光对存在于生物样品中的至少一种分析物是特异性的。

最后,本发明涉及一种用于如前面所描述的杯或分析杆的分析装置,所述分析装置含有用于所述杯或杆的支撑件以及引导机构以便迫使杯或杆从第一位置移动到第二位置。

附图说明

附于此处的附图是以解释性的示例的方式给出的并且本质上绝不是限制性的。它们将使得可以更清楚地理解本发明。

图1表示了在存在检测尖端的情况下在将逆向反射纸装到杆的夹持件和读取杯之前的透视图。

图2表示了在将夹持件安装到杆的逆向反射纸和读取杯之前的透视图。

图3表示了在逆向反射纸和夹持件已经放置到位之前从读取杯的下方看到的透视图。

图4表示了在逆向反射纸和夹持件已经放置到位之后从读取杯的下方看到的透视图。

图5表示了在逆向反射纸和夹持件已经放置到位之前从读取杯的上方看到的透视图。

图6表示了在逆向反射纸和夹持件已经放置到位之后从读取杯的上方看到的透视图。

图7表示了根据本发明的根据三面实施例并且在形成之前的一片逆向反射纸。

图8表示了根据本发明的根据四面实施例但是在形成之后的一片逆向反射纸。

图9表示了在逆向反射纸的片材已经放入套管或夹持件之前的套管或夹持件的一个实施例的透视图。

图10表示了根据图9的在逆向反射纸的片材已经根据图4放置到位之后的套管或夹持件的一个实施例的透视图。

图11示出了基于玻璃微珠的逆向反射系统的剖视图,几束光线以第一方向f1进入,被称为激发波长,其在球形体积的半圆形内涂层的内壁上反射之后被反射为以f2方向射出的光线的形式,称为发射波长。方向f1和f2是平行的。

图12表示了与图11相同的图,仅有的区别在于内涂层的内壁呈多面体形状同时至少两个面彼此垂直。

图13表示了显示出使用或不使用根据本发明的套管的情况下在tniultra试剂盒中观察到的量的确定的图解。

图14与图13的图解类似,其示出了使用或不使用本发明的情况下在tniultra试剂盒中观察到的量的确定,但是在0至1000ng/l之间的浓度区域上放大。

最后,图15是根据本发明的在套管存在或不存在的情况下利用tniultra试剂盒测定的样品b和c的可重复性研究的图解。两个亮柱代表在不存在所述套管的情况下测定的样品b或c。两个暗色柱代表在存在所述套管的情况下测定的样品b或c。

具体实施方式

以下详细描述的目的是具体地通过示例的方式充分清楚和完整地阐述本发明,但是不应以任何方式被视为将保护的范围限制到以下呈现的各具体实施例和示例。以下各示例将使得可以更清楚地理解本发明。然而,这些示例仅是以说明的方式给出的并且不应以任何方式被视为以任何方式限制所述发明的范围。

本发明的特征在于,杯的一部分在外部部分地覆盖有套管,该套管的与所述杯接触的内部涂层由逆向反射材料制成。

逆向反射材料被理解为是指具有将光反射到源的特性的任何材料。换句话说,当激发光子击中逆向反射材料时,该光子被反射到读取轴线。

本发明涉及样品的分析,例如生物分析。根据本发明,样品可以具有不同的来源,例如食物、环境、兽医、临床、药物或化妆品来源。

在食品来源的样品中,可以非穷尽地提及乳制品(酸奶、奶酪等)、肉、鱼、蛋、水果、蔬菜、水、饮料(牛奶、果汁、苏打水等)样品。当然,这些食品来源的样品也可以来自更加精细的酱汁或菜肴或者来自未转化或部分转化的原料。食物样品还可以来自动物饲料,如油饼、动物餐。

如先前所指出的,样品可以来源于环境并且可以例如由从表面、从水中等取得的样品组成。

样品还可由临床、人类或动物来源的生物样品组成,其可以对应于从生物流体(尿液、全血或者诸如血清或血浆的衍生物、唾液、脓液、脑脊液等)取得的样品,从大便(例如胆汁性腹泻)取得的样品,从鼻子、喉咙、皮肤、伤口、器官、组织或分离的细胞取得的样品。这份清单显然并非是穷举性的。

通常,术语“样品”是指用于分析的目的从一个或多个实体取得的一部分或一定量,更具体地说是一小部分或少量。该样品可以可选地经受预处理,包括例如混合、稀释或其它研磨步骤,特别是如果初始实体处于固态。

分析的样品能够-或者被怀疑-含有至少一种代表微生物或待检测、表征或监视的疾病存在的分析物。

样品分析可以在感兴趣的分析物和对分析物特异性的一种或多种结合配偶体之间进行反应。

根据本发明的一个实施例,反应是免疫学反应并且待确定的分析物是蛋白质、肽或半抗原。该反应涉及反应物的结合配偶体(多个结合配偶体)、抗原和/或抗体、受体。作为免疫反应的示例,可以提到在elisa型或elfa型测定中进行的“竞争”反应和“三明治”反应。

当然,术语“免疫测定”中的“免疫”在本申请中不被认为是严格地表明结合配偶体是免疫学配偶体(例如抗体)。事实上,当结合配偶体(也称为配体)不是免疫学配偶体,而是例如希望被测定的分析物的受体时,本领域技术人员也广泛使用该术语。因此,术语“免疫”实践已知对于使用非免疫学结合配偶体的测定是指elisa(酶联免疫吸附测定),更广泛地称为“配体结合测定”,尽管在首字母缩写elisa中包括有相同的术语“免疫”。为了清楚起见,申请人在本申请中将使用术语“免疫”用于任何使用结合配偶体的蛋白质分析物的测定,即使当该分析物不是免疫学配偶体时。

该反应也可以是杂交反应并且待确定的分析物是dna或rna类型的核酸,即涉及与待确定的分析物互补的核苷酸片段的反应。

图1示出了根据现有技术的分析杆7以及适合于与分析杆7一起使用的尖端11。分析杆7包括适合于操纵该分析杆7的支撑件9。分析杆7包括第一杯10和多个杯8,也就是说至少两个杯8。分析杆7还包括最终杯1。每个杯8适合于接收和调节在样品的生物分析期间使用液体或流体。位于杯的上边缘上的保护膜(未示出)使得可以以密封方式覆盖各种杯1、8和10的各种内容物。在分析杆7的使用期间保护膜可以被尖端11刺穿,或者覆盖杯10的膜可以被预刺穿或者可以不被预刺穿以用于接收样品。第一杯10(例如圆柱形的)适合于接收待分析的样品。

含有液体的杯8在其所有面上都是封闭的并且包括用于确定测试分析物的存在或用于定量分析物的反应所需的试剂。具体地,杯8中的一个包括试剂,取决于分析状况,例如在待检测或定量的分析物存在的情况下,该试剂能够产生一种反应产物,如果在所述样品中存在分析物则该反应产物发射信号。样品的分析基于该反应产物。反应产物是样品的至少一部分从第一杯10经由杯8到最终杯1的移动的结果。

在样品分析期间,各种杯1、8和10之间的液体转移通过图1所示的尖端11进行。尖端11在反应中用作固相,因为尖端的内部覆盖有至少一个用于结合到分析物的配偶体。尖端11使得可以从第一杯10抽吸液体以将抽吸的液体排出到杯8中以获得第一混合物。然后尖端11抽吸该第一混合物并将第一混合物排出到另一个杯8中以获得第二混合物并且继续直到反应介质被排出到最终杯1。根据期望的分析类型,可能需要所有或一些杯8以用于由最初从杯10中取出的样品所得到的反应介质的分析。

如图1所示,分析杆7包括位于该分析杆7的第二端处的最终杯1。最终杯1包括具有约1毫米厚度的竖直壁。该竖直壁通过包括两个倾斜并且对接的壁的基部接合在一起。

样品的分析使用照射和检测由该最终杯1的内容物发射的信号的同步步骤进行。

为了优化样品分析的过程以及通过分析最终杯1的内容物所获得的结果的可靠性,通过分析对于分析杆7重要的是与用于分析杆7中的各种杯中的各种流体的转移的尖端正确地配对。

当分析杆7和尖端11被手动引入到样本分析装置(未示出)中时,操作者必须注意并使用分析杆和尖端的正确组合。如果分析装置包括多个杆支撑件(例如导轨),则操作员必须仔细地执行与用于每次测试的导轨数相等的多次操作。在测试之前,这些多种操作由插入分析杆和插入相应的尖端以及在测试已经完成后移除分析杆和移除尖端组成。

为了辅助操作者或自动化分析装置,并且为了保证分析杆和尖端的正确配对,分析杆和尖端可以配有标识符,该标识符使得可以识别所使用的分析杆和尖端的类型、它们的过期日期、它们的批号等。

下面的描述涉及根据本发明的分析杆、分析装置以及分析杆的使用。

在下面的描述中,对杯的提及包括例如任何包括连续的长方形壁的杯或任何包括由基部接合的竖直壁(例如两个倾斜和对接的壁)的杯。

在下面的描述中,对保护膜的提及包括任何类型的膜,例如两层或三层的由例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)/铝/聚乙烯(pe)制成的膜。

图1和图2示出了根据本发明的改善发射的荧光信号的质量的方式。

根据图1的实施例,分析杯1在外部接收套管5,该套管5本身在外部接收四面内涂层4。

根据图2的实施例,分析杯1在外部接收四面内涂层4,该四面内涂层4本身在外部接收套管5。

在这两种情形中,该四面内涂层4由逆向反射材料制成。显然为了达到其目的,在图1的实施例的情况下,套管5必须由透明或者甚至半透明的材料制成,该材料允许光线穿过所述套管5以击中涂层4。

当然,涂层4和套管5彼此固定以形成仅称为复合套管或复杂套管4和5的一个部件也是可能的。

因此该概念基于将复杂的“软管”或套管4和5置于杆7的底物杯或分析杯1上,而无需所述杆7的修改。

该复合套管4和5提供了特定的逆向反射光学特性。一些激发光子穿过分析杯1,而不与由底物通过酶的降解得到的荧光分子相互作用。复合套管4和5的逆向反射特性使得可以使这些入射激发光子再次以它们过来的方向离开并且因此再次穿过分析杯1并且可能与荧光分子反应。

发射光子本身不一定在检测器的轴线上发射。因此,当发射光子到达套管4和5时也可以被逆向反射并且这次可以被传感器捕获。像所有的表面一样,逆向反射膜是部分反射性的。该特性还为组件提供了额外增益。这是因为:当发射光子以相对于所讨论的表面的法线成角度α击中装有涂层4的杯1的表面时,并且当反射角β(α=β)叠加到系统的读数轴上时,该光子被反射到读数轴。如果没有这种特异性和补充性的反射,这些光子就不会被检测到并且信号也会不那么强烈。

已经进行了各种测试以确定最佳设计以及在vidas环境中具有最佳特性的材料。还进行了大量测试针对寻找不损害光学特性的实施手段。

材料:

提供了各种逆向反射材料。这些材料以两种不同的类型布置:

·基于珠子的逆向反射物质(通常是玻璃珠),在此处反射部分具有半球形状24,参见图11,以及

·基于棱镜(塑料)的逆向反射物质,在此处反射部分的底部具有直角形状23,参见图12。

所测试的逆向反射材料在免疫学设备(biomérieux–marcyl’etoile–france–reference:30legacy,reference410417)上通过vidastniultra测试(biomérieux-marcyl'etoile-france-reference:30448)测试。这些材料如下:

·逆向反射材料231ww(signs&labels-stockport–england,reference:231wworradiospares–beauvais–france,reference:763-2042),

·逆向反射材料testo(testo-forbach–france,reference05540493orradiospares-beauvais,france,reference:188-393),

·逆向反射材料mactac4700(mactacfrance–morangis–france,reference4700),

·逆向反射材料mactac5700(mactacfrance–morangis–france,reference5700),

·逆向反射材料xuzb11(schneider-electric-rueilmalmaison-france,reference:xuzb11orradiospares–beauvais-france,reference:324-1620)。

当这些材料的片材用没有闪光的照相装置拍摄并且然后用有闪光的照相装置拍摄时,已经注意到逆向反射膜之间的显著差异。

当与一起使用时,最佳的材料是télémécanique,其对应于微反射器或微四面体的布置。该四面体对应于被穿过三个对角相对顶点的平面切割的立方体。该材料展现出视觉各向异性,也就是说其不会根据观察的方向展现出相同的光学行为(在这种情况下为反射)。

杯1上的逆向反射材料的安装:

tniultra测试的生物学视角评估了几种选择:

利用多种类型的双面粘合剂粘合剂结合到底物杯:

○tesa4972(tesafrance–lieusaint–france,reference:4972),

○tesa4959(tesafrance–lieusaint–france,reference:4959),

○arcare8570(adhesivesresearchirelandltd–limerick–ireland,reference:8570),

○mactacpt2113(mactacfrance–morangis–france,referencept2113)。

机械夹紧到杯1上:

○袋夹(interscience–saintnom–france,reference:231040),

○文件夹(office–dardilly–france,reference:0017103)。

应该注意的是,对于夹紧件,它们必须与自动化装置保持兼容,特别是就尺寸而言。

生物学结果:

为了确定这些套管4+5对于一定范围的浓度的心肌肌钙蛋白i(图13和14)的影响,以及对于实验的可重复性(表1和图15)的影响,进行了许多测试。该范围由血清基质构成,向该血清基质以各种浓度添加了重组心肌肌钙蛋白i。

与理论剂量相比,在存在套管5的情况下观察到浓度或剂量的约40%的增加,套管5本身覆盖有存在于四个面上的逆向反射涂层。还应该注意的是,如在表1和图3中清楚地例证的,这些性能水平的可重复性是非常令人满意的。样品b和c由过载有重组心肌肌钙蛋白i的血清基质构成。b的理论效价为30ng/l并且c的理论效价为55ng/l。

表1:根据本发明的有或没有套管的存在的情况下,利用tniultra

试剂盒测定的样品b和c的可重复性研究

图3示出了在分析杯1的水平面处从下方看到的杆7的端部的放大视图。注意到在杆7的端部处定位凸台12的存在,所述凸台有利于将所述杆7放置在未在附图中示出的自动化装置中,该自动化装置适合于进行与杆7相关联的生物学测试。在该图中,所述杯1是裸露的,也就是说没有任何附接元件。杯1由四个大致上竖直且平坦的壁和两个底壁3构成,它们一起分隔分析杯1。图4示出了在分析杯1的水平面处从下方看到的杆7的端部的放大视图。在该图中,与前一个附图相同,但是所述杯1覆盖有涂层4和套管5。该杯1仍然由四个大致上竖直且平坦的壁和两个底壁3构成,但是所述四个大致上竖直且平坦的壁覆盖有复杂套管4和5,两个底壁3一起分隔分析杯1但未被套管4和5覆盖。作为结果,这产生了特别可读取的区域6。

图5示出了在分析杯1的水平面处从上方看到的杆7的端部的放大视图。定位凸台12仍然存在于杆7的端部处。在该图中,所述杯1是裸露的,也就是说没有附接元件。图6示出了在分析杯1的水平面处从上方看到的杆7的端部的放大视图。在该图中,与前一个附图相同,但是所述杯1覆盖有套管5,涂层4在该图中不可见因为其夹在杯1和所述套管5之间。

图7表示了根据本发明的在之前未说明的另一个实施例中的一片逆向反射纸14。因此,该逆向反射涂层14由包括三个面的片材组成:一个中心面15和两个侧面16。

还注意到用于定位三面涂层14的凹口13的存在,该凹口13便于涂层14的折叠以用于形成涂层14并且然后将涂层14放置在尽可能靠近分析杯1的位置,该分析杯1本身由在图3至6中清晰可见小肋条25和大肋条26组成。

图8表示了根据本发明的根据一种四面实施例但是在四个面成形之后的一片逆向反射纸4。

这四个面由涂层4的两个中心面18和两个侧面19组成。还注意到用于定位四面涂层4的凹口17的存在。这些凹口是较小的尺寸17a或较大的尺寸17b的形式。像先前看到的凹口13一样,它们便于涂层4的折叠以形成涂层4并且然后将涂层4放置在尽可能靠近分析杯1的位置,该分析杯1本身由在图3至6中清晰可见小肋条25和大肋条26组成。

杆7的肋条25和26以及涂层14和4的凹口13、17a和17b一起配合以用于相对于彼此正确的定位。

图9表示了在逆向反射纸的片材4已经放入套管5中就位之前套管5的一个实施例的透视图。与逆向反射涂层4一样,套管5由两个中心壁27和两个侧壁28组成。肩部29(其功能将在下面随后说明)也存在于两个侧壁28的上部中。

图10表示了根据图9的在已经将逆向反射纸的片材根据图4放入套管或夹持件5中就位之后的套管或夹持件5的一个实施例的透视图。该构造给予肩部29的作用的更好的理解,肩部29使得可以在不使用胶水、粘合剂或类似物的情况下将涂层4保持就位。当然,可能仅有一个肩部。可替代地,可能仅有一个肩部在中心壁27中的至少一个上或者另一个肩部在壁27和28中的每一个上。

在逆向反射涂层4被固定到套管5的情况下,后者将因此能够在没有肩部存在的情况下工作。

本发明与所有用于增强光信号并因此增强物理测量的光学系统有关。它是一种增强信号同时避免系统中光子的损失的被动方法。在所有测量系统中,一束入射光穿过待表征的介质,并且反过来测量了穿过介质的入射光的改变,可以发现本发明是有利的。

荧光、扩散、浊度等技术可有利于本发明。应该注意的是,当光束不是相干光(例如激光)时,本发明是特别有利的。该系统还使得可以减小测量单元的尺寸,因为光在相同位置穿过两次而不会强加任何较大的定位和对准限制。这可能因此通过响应信号的简化和放大而对于具有激发发光二极管的微流体电路是有利的。

当样品具有非常小的体积和/或当测量元件具有非常小的体积时,该系统是特别适合的。

附图标记

1.分析杯

2.分隔杯1的竖直壁

3.分隔杯1的底部

4.四面内涂层

5.套管

6.杯1的未被套管4覆盖的区域

7.分析杆

8.多个杯(也称为隔室)

9.支撑件

10.第一杯

11.检测尖端

12.定位凸台

13.用于定位涂层14的凹口

14.三面内涂层

15.涂层14的中心面

16.涂层14的两个侧面

17a.用于定位涂层4的小凹口

17b.用于定位涂层4的大凹口

18.涂层4的两个中心面

19.涂层4的两个侧面

20.套管5的内表面

21.用于定位套管5的小凹口

22.用于定位套管5的大凹口

23.直角形状的杯1的底部

24.半球形状的杯的底部

25.分析杯1的小肋条

26.分析杯1的大肋条

27.套管5的两个中心壁

28.套管5的两个侧壁

29.套管5的肩部

f1.激发光束

f2.发射光束

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