[发明专利]用于检测粒子的装置和方法

说明书

交叉引用

本申请要求德国专利申请DE 10 2005 052 752的权利，该专利申 请通过参考完全包括于此。本申请还涉及德国专利申请DE 10 2005 052 713以及在2006年11月6日提交的标题为“Method and device for the detection of molecular interactions”的国际专利申请(Maiwald参考序号： C 7794)，这两份申请都通过参考完全包括于此。

技术领域

本发明涉及用于检测粒子的装置和方法。

背景技术

在诸如人类体液和非人类体液的取样中检测诸如细胞或病毒的一 种或多种粒子的绝对水平的存在和/或枚举，对于确定人类和通常哺乳 动物的健康状态是非常重要的。这些应用的临床重要实例包括计数 HIV-阳性对象中的CD4+细胞、利用化学疗法治疗的病人中的粒细胞和 血小板、以及血袋中的白细胞。另一方面，非医学应用包括检测在诸 如污水或食物产品的环境取样中的(细菌的)污染物。

用于执行该分析的主要化验平台当前是基于流式血细胞计数的化 验系统。流式血细胞计数包括将里面含有具有目标粒子的取样的流动 流传送到流式血细胞计数仪的检测区域。使用在鞘液流中的流体动力 集中将粒子沿着核心流布置成单个纵列(file)。然后，利用光束分别 地询问粒子。通常，使用激光来辐射检测区域中的目标粒子，以利用 目标粒子创建照明现象。光学装置和检测电子装置测量在取样中的目 标粒子的光吸收、散射、荧光和/或光谱特性，或者，测量附着到目标 粒子的荧光标记的相应特性。在荧光的情况下，每个目标粒子在通过 照明区时产生荧光光子的脉冲。此外，可以利用滤光器或滤光器组合 来获得荧光与照明或激发光的区别划分。使用光电倍增管或光电二极 管来完成荧光检测。另一技术依赖利用目标粒子的照明束中的光子的 光散射。利用目标粒子的光散射，识别目标粒子作为散射角的函数， 该散射角的函数则是目标粒子的尺寸和形状以及散射光子的波长的函 数。

因此，单个目标粒子的成功检测和识别依赖多个要素。首先，激 光功率必需足够以在目标粒子通过辐射区域的简短通过期间生成足够 大量的荧光(或散射)光子。当生成足够数量的光子从而来自目标粒 子的荧光脉冲被可靠地从背景光子的随机波动中区别开来时，通常发 生粒子的检测。第二，重要的是使得由取样的载体液体或液体中的杂 质的散射或发射的荧光以及设备本身引发的这些不期望的背景光子最 小化，设备自身诸如流动流通过的毛细管的壁。

例如，在美国纽约由Wiley-Liss出版的Sharpiro，R.M.(2002)的第 四版Practical Flow Cytometry以及WO90/13368、WO99/44037以及 WO01/59429中描述了流式血细胞计数仪及它们在不同应用中的使用 方法。

然而，传统流式血细胞计数系统由于通常设备庞大而尚不可用于 日常临床使用，这不仅仅使得“现场”测量(例如床边测试)困难， 还导致了每次化验的高成本。由此，清楚地需要更简单、更紧凑以及 更便宜的系统，优选呈现可兼容的性能特征。

因此，近年来，已经应用微流技术以便开发需要更小样本和试剂 容积的血细胞计数仪(例如参见Altendorf，E等.(1997) Sens.Actuat.1，531-534；Huh，D.等(2005)Physiol.Meas.26，R73-R98； Dittrich，P.S.，以及Manz，A.(2005)Anal.Bioanal.Chem.382，1771-1782)。 基于这些成就的化验设备比传统装置更小以及更便携。

该小型流动血流计数器的实例在国际专利申请WO02/10713中进 行了描述。该装置使用不精确流体驱动器，该不精确流体驱动器分别 偶联到取样流体接收器以及用于支持流体的储液池，并由闭环反馈路 径控制，从而使得能够进行更紧凑的器械设置。