專利名稱：一種用于微粒分析的自動化裝置及方法
—種用于微粒分析的自動化裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
:本發(fā)明涉及用于微粒分析的裝置及方法。特別地，本發(fā)明涉及一種應(yīng)用流式細胞分析技術(shù)，用于微粒分析的自動化裝置及方法。
二、背景技術(shù):流式細胞分析技術(shù)(Flow Cytometry)應(yīng)用流體動力學(xué)聚焦原理,使待分析的微粒排成一條線，逐個地流過聚焦的光檢測區(qū)，被微粒散射的光和被激發(fā)出的熒光被多個探測器檢測，經(jīng)過信號處理和信息處理，實現(xiàn)針對目標物的分類和計數(shù)。流式細胞分析技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于各種微粒的分析。這里，微粒指人或其他動物、植物的各種細胞和各種人造微球，如有機材料或無機材料制成的微球，這些微球攜帶或包被標記物(如抗體或染料等)，用于特異性地識別和結(jié)合溶于人或其他動物的血清、體液中的各種生物分子，如蛋白質(zhì)、抗原、核酸等，這些可溶性的生物分子是臨床診斷的重要分析目標。現(xiàn)在，流式細胞分析技術(shù)在實踐中被廣泛用于科研和臨床診斷。如五分類血液分析儀可分析白細胞中的五大類細胞。結(jié)合各種抗體，流式細胞儀可分析攜帶特定抗原的特異性細胞，如淋巴細胞的各亞群和造血干細胞等。結(jié)合特異性染料，流式細胞術(shù)可分析核酸及特異性紅細胞和血小板，如網(wǎng)織紅細胞和有核紅細胞等。近年來，流式細胞分析技術(shù)還被發(fā)展用于各種可溶性分子的分析，即液相芯片技術(shù)，其結(jié)合微球和標記物的技術(shù)，可用于核酸和腫瘤標志物等生物分子的高通量檢測。在臨床診斷中，白細胞五分類分析是常用的檢驗項目，用于篩查病人感染細菌或病毒的情況。但淋巴細胞的亞群分析則能更深入地揭示人體免疫系統(tǒng)的病情，如相對或絕對計數(shù)淋巴細胞中T、B、NK各細胞亞群以及T淋巴細胞中的Helper和Suppressor亞類，對診斷和治療人體免疫系統(tǒng)的疾病有重要的參考意義。通常，淋巴細胞的亞群分析是用流式細胞儀檢測的。由于裝備了多種激光和探測器，流式細胞儀的功能十分強大，可用于分析很多種目標物；但常用的流式細胞儀在使用中也有許多不足之處:a.分析測試前，樣品的前處理通常十分繁復(fù)，往往是手工進行的，不僅耗時多，而且對操作者的技術(shù)要求較高，因此現(xiàn)在流式細胞儀主要用于科學(xué)研究和小批量的臨床檢驗。若要進行大批量的樣本分析，需要另外購置專門的樣品前處理設(shè)備。b.在流式細胞分析中，特異性抗體被廣泛采用，用于識別特異性的細胞，如T淋巴細胞中的Helper和Suppressor亞類。但在精確的定量分析中，為了達到最佳的信噪比,抗體與待標記細胞的比例有一個最優(yōu)的范圍，如在分析T淋巴細胞亞類時,在加入的抗體數(shù)量一定時，要求白細胞的絕對濃度小于10*10e9/L，最優(yōu)濃度為5*10e9/L ;若超出這個最優(yōu)的比例范圍，需要對樣本進行稀釋，否則會對待測細胞的精確定量分析產(chǎn)生影響。因此，在用抗體標記細胞之前，需要人工或在血液分析儀上對待測細胞進行絕對濃度檢測，以此計算出對樣本進行稀釋的倍數(shù)或需要使用的最優(yōu)的抗體數(shù)量。
流式細胞分析中的上述問題，不僅針對淋巴細胞的亞群分析，也適用于其他細胞和生物樣本的分析。
三、發(fā)明內(nèi)容:本發(fā)明的目的是為克服流式細胞分析中樣品的前處理對人工和時間的消耗，以及需要額外的人工或自動化分析儀對待測細胞進行絕對濃度(個數(shù)/升)檢測的問題，本發(fā)明提出了一種用于微粒分析的裝置和方法，能夠自動化地進行樣品的前處理和分析，而且能夠自適應(yīng)地確定標記物與待標記物的最優(yōu)比例。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:本發(fā)明的裝置包括樣本前處理系統(tǒng)和流式細胞分析系統(tǒng)。樣本前處理系統(tǒng)能夠根據(jù)需要完成自動化的樣本標記，而且能夠完成自動化的全血樣本的溶血和樣本與試劑的反應(yīng)。本發(fā)明的裝置中的流式細胞分析系統(tǒng)包含流路子系統(tǒng)、光學(xué)子系統(tǒng)、信號處理子系統(tǒng)和信息處理子系統(tǒng)等，能夠?qū)崿F(xiàn)多個角度的散射光和多色熒光的測量。基于測量的多種信息，應(yīng)用智能的信息處理和識別技術(shù)，完成針對目標物的分類和計數(shù)。在流路子系統(tǒng)中采用精密注射器等手段對參與反應(yīng)的樣本和試劑的用量，以及每次分析的量進行精確計量，因此流式細胞分析系統(tǒng)除了可以獲得各種待測目標物的比例和計數(shù)的信息；還可根據(jù)參與反應(yīng)的樣本和試劑的用量以及每次分析的量，計算出某類待測目標物的絕對濃度(個數(shù)/升)。為適應(yīng)不同的檢測種類和樣本數(shù)量，本發(fā)明的裝置中的樣本前處理系統(tǒng)包含多個部件，包括溶血和細胞分類反應(yīng)池、標記物忙存池、標記反應(yīng)池、樣本吸取針裝置、標記物吸取針裝置和樣本進樣位置。本發(fā)明的裝置采用標準的微量離心管來貯存標記物。為適應(yīng)不同的檢測種類和樣本數(shù)量，本發(fā)明的裝置可根據(jù)需要，靈活地設(shè)定不同的工作模式:A.對不需要標記，而只需要分類計數(shù)的樣本，樣本由樣本吸取針裝置直接加入溶血和細胞分類反應(yīng)池與試劑進行反應(yīng)，然后送入流式細胞分析系統(tǒng)進行檢測，獲得各種待測目標物的比例和計數(shù)的信息。由于參與反應(yīng)的樣本和試劑的量，，以及每次分析的量都是精確計量的，因此所述的裝置和方法能進而求出待測目標物的絕對濃度。B.對需要標記和分類計數(shù)的樣本，且標記物與待標記物的比例需要優(yōu)化，待測目標物的絕對濃度需要確定。B-1.若需要進行大批量的樣本檢測，可按下述操作步驟進行:a.在分析測試前，操作者將需要的標記物分別裝入標準微量離心管中，一個標準微量離心管貯存一種標記物。然后將標準微量離心管分別放入標記物貯存池的空穴中，且固定住；b.樣本由樣本吸取針裝置加入溶血和細胞分類反應(yīng)池與試劑進行反應(yīng)，然后送入流式細胞分析系統(tǒng)進行檢測，獲得各種待測目標物的比例和計數(shù)的信息。由于參與反應(yīng)的樣本和試劑的量，以及每次分析的量都是精確計量的，因此所述的裝置和方法能進而求出待測目標物的絕對濃度；c.樣本由樣本吸取針裝置加入標記反應(yīng)池中。之后，樣本吸取針裝置可去處理下一個樣本；d.標記物吸取針裝置從標準微量離心管中吸取一定量的標記物,加入標記反應(yīng)池與樣本進行標記反應(yīng)。這里，加入的標記物的數(shù)量是根據(jù)事先獲得的待測目標物的絕對計數(shù)或濃度信息而自適應(yīng)地調(diào)整的，從而實現(xiàn)了標記物與待標記物的最優(yōu)反應(yīng)比例；e.標記反應(yīng)完成后，被標記的樣本由樣本吸取針裝置加入溶血和細胞分類反應(yīng)池與試劑進行反應(yīng)，然后送入流式細胞分析系統(tǒng)進行檢測，獲得各種待測目標物的比例和計數(shù)的信息。由于參與反應(yīng)的樣本和試劑的量，以及每次分析的量都是精確計量的，因此所述的裝置和方法能進而求出待測目標物的絕對濃度。B-2.若需要進行小批量的樣本檢測，可按下述操作步驟進行:a.樣本由樣本吸取針裝置加入溶血和細胞分類反應(yīng)池與試劑進行反應(yīng)，然后送入流式細胞分析系統(tǒng)進行檢測，獲得各種待測目標物的比例和計數(shù)的信息。由于參與反應(yīng)的樣本和試劑的量，以及每次分析的量都是精確計量的，因此所述的裝置和方法能進而求出待測目標物的絕對濃度；b.操作者將需要的標記物分別裝入標準微量離心管中，一個標準微量離心管貯存一種標記物。然后將標準微量離心管分別放入標記物貯存池的空穴中，且固定住。這里，力口入的標記物的數(shù)量是根據(jù)事先獲得的待測目標物的絕對計數(shù)或濃度信息而自適應(yīng)地調(diào)整的，從而實現(xiàn)了標記物與待標記物的最優(yōu)反應(yīng)比例；c.樣本由樣本吸取針裝置加入標準微離心管中，與標記物進行標記反應(yīng)。d.標記反應(yīng)完成后，被標記的樣本由樣本吸取針裝置加入溶血和細胞分類反應(yīng)池與試劑進行反應(yīng)，然后送入流式細胞分析系統(tǒng)進行檢測，獲得各種待測目標物的比例和計數(shù)的信息。由于參與反應(yīng)的樣本和試劑的量，以及每次分析的量都是精確計量的，因此所述的裝置和方法能進而求出待測目標物的絕對濃度。C.對需要標記和分類計數(shù)的樣本，但標記物與待標記物的比例不需要優(yōu)化，待測目標物的絕對濃度不需要確定，C-1.若需要進行大批量的樣本檢測，可按下述操作步驟進行:a.在分析測試前，操作者將需要的標記物分別裝入標準微量離心管中，一個標準微量離心管貯存一種標記物。然后將標準微量離心管分別放入標記物貯存池的空穴中，且固定住；b.樣本由樣本吸取針裝置加入標記反應(yīng)池中。之后，樣本吸取針裝置可去處理下一個樣本；c.標記物吸取針裝置從標準微量離心管中吸取一定量的標記物,加入標記反應(yīng)池與樣本進行標記反應(yīng)。這里，加入的標記物的數(shù)量是預(yù)設(shè)的固定量；d.標記反應(yīng)完成后,被標記的樣本由樣本吸取針裝置加入溶血和細胞分類反應(yīng)池與試劑進行反應(yīng)，然后送入流式細胞分析系統(tǒng)進行檢測，能獲得各種待測目標物的比例和計數(shù)的信息。C-2.若需要進行小批量的樣本檢測，可按下述操作步驟進行:a.操作者將需要的標記物分別裝入標準微量離心管中，一個標準微量離心管貯存一種標記物。然后將標準微量離心管分別放入標記物貯存池的空穴中，且固定住。這里，力口入的標記物的數(shù)量是預(yù)設(shè)的固定量；b.樣本由樣本吸取針裝置加入標準微離心管中，與標記物進行標記反應(yīng)。c.標記反應(yīng)完成后，被標記的樣本由樣本吸取針裝置加入溶血和細胞分類反應(yīng)池與試劑進行反應(yīng)，然后送入流式細胞分析系統(tǒng)進行檢測，能獲得各種待測目標物的比例和計數(shù)的信息。這里，標記物可以是特異性的抗體或染料等，也可以是攜帶或包被特異性的抗體或染料等的各種微球。因此，本發(fā)明的裝置不僅可以分析各種細胞或微粒；還可以結(jié)合微球和標記物的技術(shù),分析各種可溶性分子。由于采用了以上技術(shù)方案，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)的有益效果在于:利用本發(fā)明的裝置和方法，對常用的檢測項目，其操作步驟相對固定，通過優(yōu)化的操作流程設(shè)計，本發(fā)明的裝置能進行自動化的大批量樣本處理和分析，免除人工的樣品前處理過程。對少量的或科學(xué)研究的檢測項目，本發(fā)明的儀器裝置可以靈活地由人工操作分析少量樣本。同時，針對需要標記的樣本，本發(fā)明的裝置可以先對樣本進行檢測，獲得待測目標物的絕對濃度的信息。然后在進行標記時，加入的標記物的數(shù)量是根據(jù)事先獲得的待測目標物絕對濃度的信息而自適應(yīng)地調(diào)整的，實現(xiàn)了在一個裝置中自適應(yīng)地確定標記物與待標記物的最優(yōu)反應(yīng)比例，提高了分析的準確性和快速性。
四

:圖1.本發(fā)明的裝置的組成包括樣本前處理系統(tǒng)和流式細胞分析系統(tǒng)。圖2.本發(fā)明的裝置中的流式細胞分析系統(tǒng)的組成。圖3.本發(fā)明的裝置中的樣本前處理系統(tǒng)的組成。圖4.本發(fā)明的裝置采用工作模式B-1的操作流程。圖5.本發(fā)明的裝置采用工作模式B-2的操作流程。
五具體實施方式
:本發(fā)明的裝置和方法應(yīng)用流式細胞分析技術(shù)，可用于分析各種微粒。這里，微粒指人或其他動物、植物的各種細胞和各種人造微球，如有機材料或無機材料制成的微球，這些微球攜帶標記物(如抗體或染料等)，用于特異性地識別和結(jié)合溶于人或其他動物的血清、體液中的各種生物分子，如蛋白質(zhì)、抗原、核酸等，這些可溶性的生物分子是臨床診斷的重要分析目標。本發(fā)明的裝置包括樣本前處理系統(tǒng)和流式細胞分析系統(tǒng)，如圖1所示。本發(fā)明的裝置中的流式細胞分析系統(tǒng)包含流路子系統(tǒng)、光學(xué)子系統(tǒng)、信號處理子系統(tǒng)和信息處理子系統(tǒng)等，如圖2所示，能夠?qū)崿F(xiàn)多個角度的散射光和多色熒光的測量。基于測量的多種信息，應(yīng)用智能的信息處理和識別技術(shù)，完成針對目標物的分類和計數(shù)。在流路子系統(tǒng)中采用精密注射器等手段對參與反應(yīng)的樣本和試劑的用量，以及每次分析的量進行精確計量，因此流式細胞分析系統(tǒng)除了可以獲得各種待測目標物的比例和計數(shù)的信息；還可根據(jù)參與反應(yīng)的樣本和試劑的用量以及每次分析的量，計算出某類待測目標物的絕對濃度(個數(shù)/升)。為適應(yīng)不同的檢測種類和樣本數(shù)量，本發(fā)明的裝置中的樣本前處理系統(tǒng)包含了多種部件:a.溶血和細胞分類反應(yīng)池，如圖3中11所示。在流式細胞分析中，為了對待測目標物進行分類和計數(shù)(待測目標物通常指白細胞或某類細胞，如淋巴細胞等)，需要使用一種或多種試劑，溶掉紅細胞，并對白細胞進行一定的處理，進而結(jié)合一定的光學(xué)方法，實現(xiàn)對某類待測目標物的分類和計數(shù)。由于參與反應(yīng)的樣本和試劑的量，以及每次分析的量都是精確計量的，因此本發(fā)明的裝置能實現(xiàn)對某類待測目標物的分類和絕對計數(shù)。為分析多種細胞或微粒，本發(fā)明的溶血和細胞分類反應(yīng)池11可設(shè)置一個或多個，每個反應(yīng)池可連接不同的試劑進入?yún)⑴c反應(yīng)。本發(fā)明的溶血和細胞分類反應(yīng)池11 一般由金屬制成，如不銹鋼；還設(shè)置了加熱控制裝置，可為最優(yōu)的反應(yīng)提供溫度控制，如35攝氏度。b.標記物貯存池，如圖3中22所示。在流式細胞分析中，需要多種標記物，如⑶3、CD4、CD8和CD34單抗等。本發(fā)明的裝置中采用了多個標準的微量離心管(如圖3中25所示)來貯存標記物，一個標準微量離心管25貯存一種標記物。在分析測試前，將標記物裝入標準微量離心管25中，然后放入標記物貯存池22的空穴中，空穴可根據(jù)需要設(shè)置一個或多個。一個標準微量離心管25的容量至少是500微升，一次標記的用量通常是20到50微升，因此裝滿一個標準微量離心管的標記物至少可供標記10到25個樣本用。多個標準微量離心管25分別放置于標記物貯存池22的多個空穴中，空穴的形狀和尺寸與標準微量離心管25的外形緊密配合；還設(shè)有可開合的蓋子，將放置于空穴中的標準微量離心管25壓住固定。本發(fā)明的標記物貯存池22 —般由金屬制成；還設(shè)置了制冷控制裝置，可為標記物貯存提供最優(yōu)的溫度控制，如4攝氏度。c.標記反應(yīng)池,如圖3中33所示。在流式細胞分析中，需要對樣本進行一種或多種標記反應(yīng)，如用⑶3和⑶4單抗標記T淋巴細胞中的Helper亞類。本發(fā)明的標記反應(yīng)池33中設(shè)有空穴，空穴可根據(jù)需要設(shè)置一個或多個，供不同的樣本與標記物進行反應(yīng)。空穴的形狀和尺寸與標準微量離心管25的內(nèi)腔的形狀和尺寸相同。本發(fā)明的標記反應(yīng)池33 —般由金屬制成，如不銹鋼。d.樣本吸取針裝置，如圖3中44所示。在流式細胞分析中，為實現(xiàn)對樣本的精確吸取和加入各個反應(yīng)池中參與反應(yīng)，本發(fā)明的樣本吸取針裝置44可帶動樣本吸取針(如圖3中46所示)，沿橫向和豎向的導(dǎo)軌分別移動，精確地到達指定的空間位置，實現(xiàn)樣本的吸取和加入各個反應(yīng)池。e.標記物吸取針裝置，如圖3中55所示。在流式細胞分析中，為實現(xiàn)對標記物的精確吸取和加入各個反應(yīng)池中參與反應(yīng)，本發(fā)明的標記物吸取針裝置55可帶動標記物吸取針(如圖3中57所示)，沿橫向和豎向的導(dǎo)軌分別移動，精確地到達指定的空間位置，實現(xiàn)標記物的吸取和加入各個反應(yīng)池。f.樣本進樣位置，如圖3中66所示。本發(fā)明的裝置中，樣本進樣位置66位于儀器主體之外。樣本通常盛放于試管中，由人工或自動化的進樣機構(gòu)送入。樣本吸取針可到達這個位置，吸取樣本用于后續(xù)的反應(yīng)。在臨床檢驗和科研中，需要檢測的目標種類和樣本數(shù)
量變化多樣:I)針對一種或多種待測目標物，如T淋巴細胞中的Helper亞類(用⑶3和⑶4單抗標記)或T淋巴細胞中的Suppressor亞類(用⑶3和⑶8單抗標記)，進行大批量的樣本檢測，如大量樣本篩查或高通量檢測。2)針對一種或多種待測目標物，如T淋巴細胞中的Helper亞類(用⑶3和⑶4單抗標記)或T淋巴細胞中的Suppressor亞類(用⑶3和⑶8單抗標記)，進行小批量的樣本檢測，如小量的臨床檢驗和科學(xué)研究實驗。為適應(yīng)不同的檢測種類和樣本數(shù)量，本發(fā)明的裝置可根據(jù)需要，靈活地設(shè)定不同的工作模式:A.對不需要標記，而只需要分類計數(shù)的樣本，可按下述操作流程進行:樣本在進樣位置66被樣本吸取針46吸取后，樣本吸取針裝置44移動到溶血和細胞分類反應(yīng)池11上方，在這個位置上精確容量的樣本和試劑加入溶血和細胞分類反應(yīng)池11進行反應(yīng)。反應(yīng)后，待測分析物被送入流式細胞分析系統(tǒng)進行檢測，獲得各種待測目標物的比例和絕對計數(shù)的信息，如白細胞的絕對計數(shù)或某類細胞的比例和絕對計數(shù)。由于參與反應(yīng)的樣本和試劑的用量，以及每次分析的量都是精確計量的，根據(jù)比例和計數(shù)的信息，軟件可計算出某類待測目標物的濃度(個數(shù)/升)。B.對需要標記和分類計數(shù)的樣本，且標記物與待標記物的比例需要優(yōu)化，待測目標物的絕對濃度需要確定。B-1.若需要進行大批量的樣本檢測，可按下述操作步驟進行(如圖4所示):a.在分析測試前，操作者將需要的標記物(如⑶3、⑶4、⑶8和⑶34單抗等)裝入標準微量離心管25中，一個標準微量離心管貯存一種標記物。然后將標準微量離心管25分別放入標記物貯存池22的空穴中，且固定住。b.樣本在進樣位置66被樣本吸取針46吸取后，樣本吸取針裝置44移動到溶血和細胞分類反應(yīng)池11上方，在這個位置上精確容量的樣本和試劑加入溶血和細胞分類反應(yīng)池11中進行反應(yīng)。反應(yīng)后，待測分析物被送入流式細胞分析系統(tǒng)進行檢測，獲得各種待測目標物的比例和絕對計數(shù)的信息，如白細胞的絕對計數(shù)或某類細胞的比例和絕對計數(shù)。由于參與反應(yīng)的樣本和試劑的用量，以及每次分析的量都是精確計量的，根據(jù)比例和絕對計數(shù)的信息，軟件可計算出某類待測目標物的濃度。c.然后，樣本吸取針裝置44移動到標記反應(yīng)池33上方，排出一定量的樣本進入標記反應(yīng)池33中。之后，樣本吸取針裝置44可去處理下一個樣本。d.標記物吸取針裝置55移動到標記物貯存池22上方，標記物吸取針57從標準微量離心管25中吸取一定量的標記物；標記物吸取針裝置55移動到標記反應(yīng)池33上方,排出一定量的標記物進入標記反應(yīng)池33中，與樣本進行標記反應(yīng)。這里，加入的標記物的數(shù)量是根據(jù)事先獲得的待測目標物的絕對計數(shù)或濃度信息而自適應(yīng)地調(diào)整的，從而實現(xiàn)了標記物與待標記物的最優(yōu)反應(yīng)比例，可對待測目標物進行精確定量分析。e.標記反應(yīng)完成后,樣本吸取針裝置44移動到標記反應(yīng)池33上方,樣本吸取針46吸取被標記的樣本。樣本吸取針裝置44移動到溶血和細胞分類反應(yīng)池11上方，在這個位置上精確容量的被標記樣本和試劑加入溶血和細胞分類反應(yīng)池11中進行反應(yīng)。反應(yīng)后，待測分析物被送入流式細胞分析系統(tǒng)進行檢測，獲得各種待測目標物的比例和絕對計數(shù)的信息，如T淋巴細胞中的Helper亞類或T淋巴細胞中的Suppressor亞類的比例和絕對計數(shù)。根據(jù)絕對計數(shù)的信息，軟件可結(jié)合樣本和試劑的用量，以及每次分析的量，計算出某類待測分析物的濃度。B-2.若需要進行小批量的樣本檢測，除可按工作模式B-1進行；為了節(jié)約標記物的用量，可按下述操作步驟進行(如圖5所示):
a.樣本在進樣位置66被樣本吸取針46吸取后,樣本吸取針裝置44移動到溶血和細胞分類反應(yīng)池11上方，在這個位置上精確容量的樣本和試劑加入溶血和細胞分類反應(yīng)池11中進行反應(yīng)。反應(yīng)后，待測分析物被送入流式細胞分析系統(tǒng)進行檢測，獲得各種待測目標物的比例和絕對計數(shù)的信息，如白細胞的絕對計數(shù)或某類細胞的比例和絕對計數(shù)。由于參與反應(yīng)的樣本和試劑的用量，以及每次分析的量都是精確計量的，根據(jù)比例和絕對計數(shù)的信息，軟件可計算出某類待測分析物的濃度。b.操作者將需要的標記物(如⑶3、⑶4、⑶8或⑶34單抗等)裝入標準微量離心管25中，一個標準微量離心管貯存一種標記物。然后將標準微量離心管25分別放入標記物貯存池22的空穴中，且固定住。這里，加入的標記物的數(shù)量是根據(jù)事先獲得的待測目標物的絕對計數(shù)或濃度信息而自適應(yīng)地調(diào)整的，從而實現(xiàn)了標記物與待標記物的最優(yōu)反應(yīng)比例，可對待測分析物進行精確定量分析。c.然后，樣本吸取針裝置44移動到標記物貯存池22上方，排出一定量的樣本進入標準微離心管25中，與事先加入的標記物進行標記反應(yīng)。d.標記反應(yīng)完成后，樣本吸取針裝置44移動到標記物貯存池22上方，樣本吸取針46吸取被標記的樣本。樣本吸取針裝置44移動到溶血和細胞分類反應(yīng)池11上方，在這個位置上精確容量的被標記樣本和試劑加入溶血和細胞分類反應(yīng)池11中進行反應(yīng)。反應(yīng)后，待測分析物被送入流式細胞分析系統(tǒng)進行檢測，獲得各種待測目標物的比例和絕對計數(shù)的信息，如T淋巴細胞中的Helper亞類或T淋巴細胞中的Suppressor亞類的比例和絕對計數(shù)。根據(jù)絕對計數(shù)的信息，軟件可結(jié)合樣本和試劑的用量，以及每次分析的量，計算出某類待測分析物的濃度。C.對需要標記和分類計數(shù)的樣本，但標記物與待標記物的比例不需要優(yōu)化，待測目標物的絕對濃度不需要確定，C-1.若需要進行大批量的樣本檢測，可按下述操作步驟進行:a.在分析測試前，操作者將需要的標記物分別裝入標準微量離心管25中，一個標準微量離心管貯存一種標記物。然后將標準微量離心管分別放入標記物貯存池22的空穴中，且固定住；b.樣本由樣本吸取針裝置44加入標記反應(yīng)池33中。之后，樣本吸取針裝置44可去處理下一個樣本；c.標記物吸取針裝置55從標準微量離心管中吸取一定量的標記物,加入標記反應(yīng)池33與樣本進行標記反應(yīng)。這里，加入的標記物的數(shù)量是預(yù)設(shè)的固定量；d.標記反應(yīng)完成后，被標記的樣本由樣本吸取針裝置44加入溶血和細胞分類反應(yīng)池11與試劑進行反應(yīng)，然后送入流式細胞分析系統(tǒng)進行檢測，能獲得各種待測目標物的比例和計數(shù)的信息。C-2.若需要進行小批量的樣本檢測，可按下述操作步驟進行:a.操作者將需要的標記物分別裝入標準微量離心管25中，一個標準微量離心管貯存一種標記物。然后將標準微量離心管分別放入標記物貯存池22的空穴中，且固定住。這里，加入的標記物的數(shù)量是預(yù)設(shè)的固定量；b.樣本由樣本吸取針裝置44加入標準微離心管中，與標記物進行標記反應(yīng)。c.標記反應(yīng)完成后,被標記的樣本由樣本吸取針裝置44加入溶血和細胞分類反應(yīng)池11與試劑進行反應(yīng)，然后送入流式細胞分析系統(tǒng)進行檢測，能獲得各種待測目標物的比例和計數(shù)的信息。本發(fā)明的裝置中采用了多個標準的微量離心管(如圖3中25所示)來貯存標記物，但不限于此。在實際應(yīng)用中，可根據(jù)分析的用途和樣本的數(shù)量，選用不同規(guī)格的標準微量離心管或定制的其他容器。這里，標記物可以是特異性的抗體或染料等，也可以是攜帶或包被特異性的抗體或染料等的各種微球。因此，本發(fā)明的裝置不僅可以分析各種細胞或微粒；還可以結(jié)合微球和標記物的技術(shù),分析各種可溶性分子。下面列舉具體的實施例:實例I求人全血樣本中的淋巴細胞的濃度，即需要對淋巴細胞進行分類并絕對計數(shù),但不需要標記。采用上述的工作模式A，樣本由樣本吸取針裝置44直接加入溶血和細胞分類反應(yīng)池11與試劑進行反應(yīng)，溶掉紅細胞，并對白細胞進行一定的處理。然后送入流式細胞分析系統(tǒng)，結(jié)合一定的光學(xué)方法，獲得白細胞的絕對計數(shù)和淋巴細胞占整個白細胞的比例的信息。由于參與反應(yīng)的樣本和試劑的量，以及每次分析的量都是精確計量的，因此所述的裝置和方法能進而求出淋巴細胞的濃度(個數(shù)/升)。實例2求大批量的人全血樣本中的T淋巴細胞的Helper亞類的濃度，S卩需要用⑶3和⑶4單抗對Helper亞類進行標記,求得Helper亞類占淋巴細胞的比例；并需要求得淋巴細胞的濃度。采用上述的工作模式B-1，按下述操作步驟進行:a.在分析測試前，操作者將需要的標記物⑶3和⑶4單抗分別裝入2個標準微量離心管中，然后將標準微量離心管分別放入標記物貯存池22的空穴中，且固定住；b.樣本由樣本吸取針裝置44加入溶血和細胞分類反應(yīng)池11與試劑進行反應(yīng)，然后送入流式細胞分析系統(tǒng)進行檢測，獲得白細胞的絕對計數(shù)和淋巴細胞占整個白細胞的比例的信息。由于參與反應(yīng)的樣本和試劑的量，以及每次分析的量都是精確計量的，因此所述的裝置和方法能進而求出白細胞和淋巴細胞的濃度(個數(shù)/升)；c.樣本由樣本吸取針裝置44加入標記反應(yīng)池33中。之后，樣本吸取針裝置44可去處理下一個樣本；d.標記物吸取針裝置55從標準微量離心管中吸取一定量的標記物⑶3和⑶4單抗，加入標記反應(yīng)池33與樣本進行標記反應(yīng)。這里,加入的標記物的數(shù)量是根據(jù)事先獲得的白細胞的濃度信息而自適應(yīng)地調(diào)整的，從而實現(xiàn)了標記物與待標記細胞的最優(yōu)反應(yīng)比例；e.標記反應(yīng)完成后，被標記的樣本由樣本吸取針裝置44加入溶血和細胞分類反應(yīng)池11與試劑進行反應(yīng)，然后送入流式細胞分析系統(tǒng)進行檢測，可獲得Helper亞類占淋巴細胞的比例。結(jié)合步驟b中獲得的淋巴細胞的濃度信息，可求出T淋巴細胞的Helper亞類的濃度(個數(shù)/升)。實例3
求小批量的人全血樣本中的T淋巴細胞的Suppressor亞類的濃度，即需要用⑶3和0)8單抗對Suppressor亞類進行標記,求得Suppressor亞類占淋巴細胞的比例；并需要求得淋巴細胞的濃度。采用上述的工作模式B-2，按下述操作步驟進行:a.樣本由樣本吸取針裝置44加入溶血和細胞分類反應(yīng)池11與試劑進行反應(yīng)，然后送入流式細胞分析系統(tǒng)進行檢測，獲得白細胞的絕對計數(shù)和淋巴細胞占整個白細胞的比例的信息。由于參與反應(yīng)的樣本和試劑的量都是精確計量的，因此所述的裝置和方法能進而求出白細胞和淋巴細胞的濃度(個數(shù)/升)；b.操作者將需要的標記物⑶3和⑶8單抗分別裝入2個標準微量離心管中，然后將標準微量離心管分別放入標記物貯存池22的空穴中，且固定住。這里，加入的標記物的數(shù)量是根據(jù)事先獲得的白細胞的濃度信息而自適應(yīng)地調(diào)整的，從而實現(xiàn)了標記物與待標記細胞的最優(yōu)反應(yīng)比例；c.樣本由樣本吸取針裝置44加入標準微離心管中，與標記物進行標記反應(yīng)。d.標記反應(yīng)完成后，被標記的樣本由樣本吸取針裝置44加入溶血和細胞分類反應(yīng)池11與試劑進行反應(yīng)，然后送入流式細胞分析系統(tǒng)進行檢測，可獲得Suppressor亞類占淋巴細胞的比例。結(jié)合步驟a中獲得的淋巴細胞的濃度信息，可求出T淋巴細胞的Suppressor亞類的濃度(個數(shù)/升)。盡管在附圖和前述的描述中詳細闡明和描述了本發(fā)明，應(yīng)認為該闡明和描述是說明性的和示例性的，而不是限制性的；本發(fā)明不限于上述實施方式。那些本技術(shù)領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可以通過研究說明書、公開的內(nèi)容及附圖和所附的權(quán)利要求書，理解和實施對披露的實施方式的其他改變。在權(quán)利要求中，措詞“包括”不排除其他的元素和步驟，并且措詞“一個”不排除復(fù)數(shù)。在本發(fā)明的實際應(yīng)用中，一個零部件可能執(zhí)行權(quán)利要求中所引用的多個技術(shù)特征的功能。權(quán)利要求中的任何附圖標記不應(yīng)理解為對范圍的限制。
權(quán)利要求
1.一種用于微粒分析的自動化裝置，其特征在于:所述裝置包括樣本前處理系統(tǒng)，其中包含: a.溶血和細胞分類反應(yīng)池， b.標記物貯存池， c.標記反應(yīng)池， d.樣本吸取針裝置， e.標記物吸取針裝置， f.樣本進樣位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于微粒分析的自動化裝置，其特征在于:所述裝置采用多個標準的微量離心管來貯存標記物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于微粒分析的自動化裝置，其特征在于:所述裝置進一步包括流式細胞分析系統(tǒng)，實現(xiàn)針對目標物的分類和計數(shù)；由于參與反應(yīng)的樣本和試劑的用量，以及每次分析的量都是精確計量的，因此所述裝置除了可以獲得各種待測目標物的比例和計數(shù)的信息，還可根據(jù)參與反應(yīng)的樣本和試劑的用量以及每次分析的量，計算出某類待測目標物的絕對濃度(個數(shù)/升)。
4.一種采用權(quán)利要求1 3中任意一項所述的裝置用于微粒分析的方法，其特征在于: 對不需要標記，而只需要分類計數(shù)的樣本，樣本由樣本吸取針裝置直接加入溶血和細胞分類反應(yīng)池與試劑進行反應(yīng)，然后送入流式細胞分析系統(tǒng)進行檢測，獲得各種待測目標物的比例和計數(shù)的信息；由于參與反應(yīng)的樣本和試劑的量，以及每次分析的量都是精確計量的，因此所述的裝置和方法能進而求出待測目標物的絕對濃度。
5.一種采用權(quán)利要求1 3中任意一項所述的裝置用于微粒分析的方法，其特征在于:對需要標記和分類計數(shù)的大批量的樣本或需要自動化處理的小批量的樣本，且標記物與待標記物的比例需要優(yōu)化，待測目標物的絕對濃度需要確定，所述方法包含下列步驟: a.在分析測試前，操作者將需要的標記物分別裝入標準微量離心管中，一個標準微量離心管貯存一種標記物；然后將標準微量離心管分別放入標記物貯存池的空穴中，且固定住； b.樣本由樣本吸取針裝置加入溶血和細胞分類反應(yīng)池與試劑進行反應(yīng)，然后送入流式細胞分析系統(tǒng)進行檢測，獲得各種待測目標物的比例和計數(shù)的信息；由于參與反應(yīng)的樣本和試劑的量，以及每次分析的量都是精確計量的，因此所述的裝置和方法能進而求出待測目標物的絕對濃度； c.樣本由樣本吸 取針裝置加入標記反應(yīng)池中；之后，樣本吸取針裝置可去處理下一個樣本； d.標記物吸取針裝置從標準微量離心管中吸取一定量的標記物,加入標記反應(yīng)池與樣本進行標記反應(yīng)；這里，加入的標記物的數(shù)量是根據(jù)事先獲得的待測目標物的絕對計數(shù)或濃度信息而自適應(yīng)地調(diào)整的，從而實現(xiàn)了標記物與待標記物的最優(yōu)反應(yīng)比例； e.標記反應(yīng)完成后，被標記的樣本由樣本吸取針裝置加入溶血和細胞分類反應(yīng)池與試劑進行反應(yīng)，然后送入流式細胞分析系統(tǒng)進行檢測，獲得各種待測目標物的比例和計數(shù)的信息；由于參與反應(yīng)的樣本和試劑的量，以及每次分析的量都是精確計量的，因此所述的裝置和方法能進而求出待測目標物的絕對濃度。
6.一種采用權(quán)利要求1 3中任意一項所述的裝置用于微粒分析的方法，其特征在于:對需要標記和分類計數(shù)的小批量的樣本，且標記物與待標記物的比例需要優(yōu)化，待測目標物的絕對濃度需要確定，所述方法包含下列步驟: a.樣本由樣本吸取針裝置加入溶血和細胞分類反應(yīng)池與試劑進行反應(yīng)，然后送入流式細胞分析系統(tǒng)進行檢測，獲得各種待測目標物的比例和計數(shù)的信息；由于參與反應(yīng)的樣本和試劑的量，以及每次分析的量都是精確計量的，因此所述的裝置和方法能進而求出待測目標物的絕對濃度； b.操作者將需要的標記物分別裝入標準微量離心管中，一個標準微量離心管貯存一種標記物；然后將標準微量離心管分別放入標記物貯存池的空穴中，且固定住；這里，加入的標記物的數(shù)量是根據(jù)事先獲得的待測目標物的絕對計數(shù)或濃度信息而自適應(yīng)地調(diào)整的，從而實現(xiàn)了標記物與待標記物的最優(yōu)反應(yīng)比例； c.樣本由樣本吸取針裝置加入標準微離心管中，與標記物進行標記反應(yīng)； d.標記反應(yīng)完成后，被標記的樣本由樣本吸取針裝置加入溶血和細胞分類反應(yīng)池與試劑進行反應(yīng)，然后送入流式細胞分析系統(tǒng)進行檢測，獲得各種待測目標物的比例和計數(shù)的信息；由于參與反應(yīng)的樣本和試劑的量，以及每次分析的量都是精確計量的，因此所述的裝置和方法能進而求出待測目標物的絕對濃度。
7.一種采用權(quán)利要求1 3中任意一項所述的裝置用于微粒分析的方法，其特征在于:對需要標記和分類計數(shù)的大批量的樣本或需要自動化處理的小批量的樣本，但標記物與待標記物的比例不需要優(yōu)化，待測目標物的絕對濃度不需要確定，所述方法包含下列步驟: a.在分析測試前，操作者將需要的標記物分別裝入標準微量離心管中，一個標準微量離心管貯存一種標記物；然后將標準微量離心管分別放入標記物貯存池的空穴中，且固定住； b.樣本由樣本吸取針裝置加入標記反應(yīng)池中；之后，樣本吸取針裝置可去處理下一個樣本； c.標記物吸取針裝置從標準微量離心管中吸取一定量的標記物,加入標記反應(yīng)池與樣本進行標記反應(yīng)；這里，加入的標記物的數(shù)量是預(yù)設(shè)的固定量； d.標記反應(yīng)完成后，被標記的樣本由樣本吸取針裝置加入溶血和細胞分類反應(yīng)池與試劑進行反應(yīng)，然后送入流式細胞分析系統(tǒng)進行檢測，能獲得各種待測目標物的比例和計數(shù)的信息。
8.一種采用權(quán)利要求1 3中任意一項所述的裝置用于微粒分析的方法，其特征在于:對需要標記和分類計數(shù)的小批量的樣本，但標記物與待標記物的比例不需要優(yōu)化，待測目標物的絕對濃度不需要確定，所述方法包含下列步驟: a.操作者將需要的標記物分別裝入標準微量離心管中，一個標準微量離心管貯存一種標記物；然后將標準微量離心管分別放入標記物貯存池的空穴中，且固定住；這里，加入的標記物的數(shù)量是預(yù)設(shè)的固定量； b.樣本由樣本吸取針裝置加入標準微離心管中，與標記物進行標記反應(yīng)； c.標記反應(yīng)完成后， 被標記的樣本由樣本吸取針裝置加入溶血和細胞分類反應(yīng)池與試劑進行反應(yīng)，然后送入流式細胞分析系統(tǒng)進行檢測，能獲得各種待測目標物的比例和計數(shù)的信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 8所述的一種用于微粒分析的自動化裝置及方法，其特征在于:所述的裝置可選用不同規(guī)格的標準微量離心管或定制的其他容器來貯存標記物。
10.根據(jù)權(quán)利要求1 9所述的一種用于微粒分析的自動化裝置及方法，其特征在于:所述的裝置和方法能分析各種微粒，包括人或其他動物、植物的各種細胞和各種人造微球，如有機材料或無機材料制成的微球，這些微球攜帶標記物(如抗體或染料等)，用于特異性地識別和結(jié)合溶于人或其他動 物的血清、體液中的各種生物分子，如蛋白質(zhì)、抗原、核酸等。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于微粒分析的自動化裝置及方法，所述裝置包括流式細胞分析系統(tǒng)，能夠獲得某類待測目標物的絕對濃度(個數(shù)/升)。所述裝置還包括樣本前處理系統(tǒng)，其中包含a.溶血和細胞分類反應(yīng)池，b.標記物貯存池，c.標記反應(yīng)池，d.樣本吸取針裝置，e.標記物吸取針裝置，f.樣本進樣位置。本發(fā)明還公開了應(yīng)用上述裝置對待測目標物進行分析的各種方法及具體的操作步驟。利用本發(fā)明公開的裝置和方法，能進行自動化的樣本處理和分析，免除人工的樣品前處理過程。同時，針對需要標記的樣本，加入的標記物的數(shù)量能夠自適應(yīng)地調(diào)整，實現(xiàn)了在一個裝置中自適應(yīng)地確定標記物與待標記物的最優(yōu)反應(yīng)比例，提高了分析的準確性和快速性。
文檔編號G01N15/10GK103175766SQ20111043936
公開日2013年6月26日 申請日期2011年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月23日
發(fā)明者陶靖 申請人:陶靖