确定液体中分析物的时间响应值的制作方法

1.本发明涉及一种用于确定指示液体中两种或多种预定的分析物之间浓度差值的差值测量的装置，更具体地，涉及一种包括半透明多孔元件的装置，用于确定指示液体中两种或多种预定的分析物之间浓度差值的差值测量，以及对应的方法和计算机程序。


背景技术：

2.由于一个或多个原因，获得关于液体中分析物的信息通常可以是有利的。例如，获得关于与分析物相关的参数的信息可以提供对已知或未知的分析物的洞察。对于包括浓度差值未知的两种分析物的液体，它可以得出关于该液体的(新)结论，例如溶血是在体内还是在体外发生的，其结果影响对某些分析物的浓度测量的解释。
3.对于某些装置和方法，如果该信息与该装置另外提供的信息互补，具体是如果该附加参数允许区分在没有附加参数的情况下基于该装置提供的一个或多个参数本来不可区分的分析物，则获得分析物的附加参数(诸如指示液体中两种或多种预定的分析物之间浓度差值的差值测量)的可能性可能具体相关。替代地，如果附加参数相对于以其他方式提供的信息是累积的，则可以更好地确定附加参数的值，即，确定更接近真实值的值。
4.因此，需要一种改进的装置、方法和计算机程序，具体是需要一种改进的装置、方法和计算机程序，用于确定指示液体中两种或多种预定的分析物之间浓度差值的差值测量。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种改进的装置、方法和计算机程序，具体是一种改进的装置、方法和计算机程序，用于确定指示液体中两种或多种预定的分析物之间浓度差值的差值测量。
6.根据第一方面，本发明提供了一种用于确定差值测量的方法，差值测量指示液体(诸如全血，诸如全血样品)中两种或多种预定的分析物之间的浓度差值，诸如绝对差值或相对差值，该方法包括：
[0007]-提供：
[0008]
i.包括孔的半透明元件，其中，孔是从半透明元件中的相应开口延伸到半透明元件中的死端孔，其中，孔的开口的横截面尺寸被设定为防止较大颗粒或碎片进入孔，同时允许液体中的两种或多种预定的分析物通过扩散进入孔，
[0009]
ii.一个或多个光源，以及
[0010]
iii.光检测器，
[0011]-使半透明元件的孔与液体接触，
[0012]-用一个或多个光源至少照射半透明元件中的孔，
[0013]-在多个时间点的每个接收响应于照射从孔出射的光，
[0014]-基于所接收的光生成一个或多个信号，一个或多个信号中的每个被时间分辨并
且表示所接收的光的至少一部分，
[0015]-基于一个或多个信号确定一个或多个时间响应值，以及
[0016]-基于一个或多个时间响应值，确定指示液体中两种或多种预定的分析物之间浓度差值(诸如绝对差值或相对差值)的差值测量。
[0017]
本发明的一个可能的优点是，它能够获得关于差值测量的信息，这反过来有利于推导某种分析物是否存在以及可选地以何种浓度(相对于另一分析物或甚至以绝对项计)存在的信息。
[0018]
例如，它可以区分其他不可区分的分析物或分析物组。例如，对于光学上相似的分析物或分析物组，本来可能很难或不可能区分分析物或分析物组，但是如果它们在影响扩散系数的参数(例如分子量、形状和/或程度)上不同，则该参数将影响扩散系数，这又会影响或决定时间响应值，其在被确定时因此允许得出关于某一分析物或某分析物组的(定性)存在(诸如以高于预定绝对或相对阈值的浓度存在)的结论，并且还可能得出某一分析物或某分析物组的绝对或相对浓度的(定量)测量。
[0019]
本发明还可以有利于提供获得指示半透明元件的孔中两种或多种预定的分析物之间浓度差值(诸如绝对差值或相对差值)的差值测量的可能性，因为过滤是或可以通过不需要外部能量的扩散来执行。另一可能的优点是扩散是快速的，使得在液体已经到达多孔半透明元件(诸如已经通过液体入口引入到包括多孔半透明元件的测量室中)之后不久(或之后很短的时间内)可以对已经扩散到半透明元件的孔中的液体进行测量。另一可能的优点是，该装置可以保持简单，具有很少的部件，并且在过滤和测量过程中不需要移动或改变位置。另一可能的优点是，与包括常规过滤设备的装置相比，该装置可以保持较小的尺寸，并且测量所需的体积非常小。
[0020]
另一可能的优点是，除了一个或多个时间响应值之外，该装置还能够确定补充信息。例如，可以获得一种或多种其他形式(诸如其他光学测量，诸如吸收度测量和/或光谱测量)的信息，从而能够推导关于液体中分析物的浓度和/或类型的信息(类似于上面关于可区分性的评论，这可能能够区分具有相似或相同时间响应值的分析物或分析物组)。
[0021]
通常，当提到诸如光学可区分性等可区分性时，可以在所要求保护的装置的上下文中理解。例如，如果在根据本发明的装置(的实施例)内不允许例如基于吸收度来光学地区分两种分析物，则在本文中可以认为这两种分析物是光学可区分的，即使其他装置，例如更先进的装置(例如具有更高的光强度和/或更好的光谱分辨率)实际上可能允许光学地区分相同的分析物。
[0022]“差值测量”被理解为指示液体中两种或多种预定的分析物之间浓度差值(诸如绝对差值或相对差值)的测量。例如，“差值测量”可以是一种关系，诸如两种分析物之间的比率，例如两种(可能光学上不可区分的)分析物之间的比率，即浓度
分析物1
/浓度
分析物2
。替代地，“差值测量”可以是绝对值，诸如差值浓度
分析物1
减去浓度
分析物2
。一个可能的优点可以是，该实施例能够提供关于分析物浓度的信息，如果分析物在光学上不可区分，则这可能是特别相关的。
[0023]“(一个或多个信号中的每个被)时间分辨”可以被理解为一个或多个信号中的每个包括对应于或表示不同时间点的数据，诸如不同的、明确定义的时间点，诸如在一系列时间点或时间间隔获得的一个或多个信号中的每个。
[0024]“时间响应值”可以被理解为指示(诸如量化)包括液体中的分析物或分析物组的系统的瞬态响应的时间尺度的值。
[0025]
例如，根据实施例，时间响应值可以是物理学和工程学中使用的“时间常数”，通常由希腊字母t(tau)表示，其是表征对一阶线性时不变系统的阶跃输入的响应的参数，诸如其中，作为时间t的函数的孔中分析物浓度c
p
的变化率dc
p
/dt与孔中浓度cp与孔开口处浓度c0之间的差值c
p-co成正比，比例常数为1/t。根据一个实例，在时间t＝0之前，孔中分析物的浓度cp和孔开口处分析物的浓度co均为零，在时间t＝0时，孔开口处分析物的浓度co立即(参见阶跃函数或亥维赛函数，h(t))达到浓度k0，其可以被描述为：
[0026]
dc
p
/dt+t-1cp
＝k0h(t)，
[0027]
其有解决方案：
[0028]cp
(t)＝k0(1-e-t/t
)
[0029]
因此，孔中的浓度在t＝0时为零，在t＝t时变为k0(1-e-1
)(≈0.63k0)，并且当t接近无穷大(t
→
∞)时接近k0。
[0030]
根据另一示例或实施例，时间响应值可以由另一函数表达式中的一个或多个常数来表示。
[0031]
根据另一示例或实施例，时间响应值可以由特定时间点的变化率来表示，诸如对于以时间间隔采样的信号，时间响应值可以是两个信号值(诸如两个相邻信号值)之间的差值。
[0032]
然而，根据其他示例，时间响应可以采取其他形式，诸如更高级的形式，例如，包括不能通过对一阶线性时不变系统的阶跃输入的响应来充分描述扩散的情况。例如，多相(例如，对于无细胞血红蛋白cfhb，全血样品的可渗透血浆相和全血样品的红血球内的不可渗透相)。另一示例可以是包括来自缓慢和快速扩散的分析物的贡献的信号。替代地，无论出于何种原因，如果所获得的信号与欠阻尼阶跃响应相似或相同，则一个或多个时间响应值可以包括表示上升时间、到达第一峰值的时间、稳定时间和周期中的一个或多个的一个或多个值。
[0033]“一个或多个时间响应值”被理解为可以为液体中的分析物或分析物组确定若干时间响应值。首先，例如，可以采用多个波长，例如，由于每个波长产生表示分析物组中的某分析物(或分析物子组)的信号，每个波长可以提供一个或多个时间响应值。其次，例如，即使对于单个波长，时间响应也可能是若干参数的结果，这使得时间响应可以(或最精确地)根据对应的多个时间响应值(例如，指示快速扩散的分析物的时间响应的第一时间响应值和指示缓慢扩散的分析物的时间响应的第二时间响应值)来描述。
[0034]“瞬态响应”被理解为本领域中常见的，诸如对从平衡和/或向平衡变化(或从某配置向平衡变化)的响应。例如，从包括一种或多种分析物的液体被放置在孔的开口处，而孔仅包括没有一种或多种分析物的对应液体的情况的改变，在这种情况下，发生瞬时响应，诸如其中，一种或多种分析物扩散到孔中直到平衡发生的位置。
[0035]“分析物”被理解为任何实体、物质或组合物，并且尤其可以是元素、离子和/或分子。“分析物组”可以可选地理解为共享一种或多种性质的分析物组，诸如化学性质或结构或光学或物理性质。
[0036]“预定的(分析物)”可以被理解为预先已知的分析物，诸如光学性质和/或扩散性
质中的一个或多个已知的分析物，可选地相对于另一(预定的)分析物，诸如两个或多个预定的分析物中的另一种预定的分析物。在替代的方面和/或实施例中，分析物在某种意义上不是预先确定的，即它们是未知的或不被预先测量，因此在本技术中，“预定的分析物”可以与“分析物”或“待(进一步)分析的分析物”互换。
[0037]“两种或多种(分析物)”可以被理解为两组或多组分析物，其中，每组分析物可以包括或由单一分析物或一组多种分析物(诸如具有一种或多种相同性质的分析物)组成。
[0038]
术语“液体”是指任何液体，诸如全血、全血的血浆部分、脊髓液、尿、胸膜、腹水、废水、用于任何种类注射的预先制备的液体、具有可通过光谱检测的组分的液体。液体可以被理解为具有等于或低于1.50的折射率(折射率的这种实部)，诸如等于或低于1.45，诸如等于或低于1.40，诸如等于或低于1.38，诸如等于或低于1.36，诸如等于或大约416nm或等于或大约455nm。
[0039]
在实施例中，液体是液体样品。术语“样品”是指用本发明的装置进行分析时使用或需要的液体部分。
[0040]
术语“全血”是指由血浆和细胞成分组成的血液。血浆大约占体积的50％至60％，并且细胞成分大约占体积的40％至50％。细胞成分是红细胞(红血球)、白细胞(白血球)和血栓细胞(血小板)。优选地，术语“全血”是指人类受试者的全血，但也可以指动物的全血。红细胞大约占所有血细胞总数的90％至99％。在未变形状态下，它们的形状为直径大约为7μm、厚度大约为2μm的双凹圆盘。红细胞非常柔韧，这使得它们能够通过非常狭窄的毛细管，从而将它们的直径减小到大约1.5μm。红细胞的一个核心成分是血红蛋白，它结合氧以将氧运输到组织，然后释放氧并且结合二氧化碳以将二氧化碳作为废物输送到肺部。血红蛋白是红细胞呈红色的原因，并且因此也是血液呈红色的原因。白细胞占所有血细胞总数的不到大约1％。它们具有大约6μm至大约20μm的直径。白细胞参与人体的免疫系统，例如对抗细菌或病毒的入侵。血小板是最小的血细胞，其长度为大约2至大约4μm，厚度为大约0.9μm至大约1.3μm。它们是细胞碎片，含有酶和其他对凝血很重要的物质。具体地，它们形成了一种临时的血小板栓塞，有助于密封血管中的裂缝。
[0041]
术语“血浆”是指血液和淋巴液的液体部分，大约占血液体积的一半(例如大约50％至60％体积)。血浆缺乏细胞。它包括所有的凝血因子，具体是纤维蛋白原，并且包括大约90％至95％体积的水。血浆成分包括电解质、脂质代谢物质、标记物(例如用于感染或肿瘤的标记物)、酶、底物、蛋白质和其他分子成分。
[0042]
术语“废水”是指已经使用过的水，例如用于洗涤、清洗，或在制造过程中使用过的水，并且因此包括废物和/或颗粒，并且因此不适合饮用和制备食物。
[0043]“确定分析物或分析物组的一个或多个时间响应值”可以被理解为定性地检测例如时间响应值是否高于/低于某个阈值或在某个区间内/外(是/否)，以及定量地确定例如时间响应值，诸如在序数、区间或比率类型尺度上。
[0044]
可以理解，确定一个或多个时间响应值，并且更具体地是用于确定一个或多个时间响应值的数据采集，依赖于“光学探测”，这在本领域中是公知的，诸如将光照射到至少一部分液体(诸如孔内的一部分液体)上，并且接收至少一部分光，其中，所接收的光能够推导关于(可能在)其中的分析物的信息。
[0045]
在一个实施例中，该装置可以被布置成自动确定液体中分析物或分析物组的一个
或多个时间响应值。“用于自动确定液体中的分析物或分析物组的一个或多个时间响应值的装置”可以被理解为能够自动确定(诸如在向装置提供液体(样品)之后无需人工干预)液体中的分析物或分析物组的一个或多个时间响应值、液体中(诸如液体样品中)分析物浓度的任何装置，诸如能够探测液体中分析物或分析物组的相关光学性质并且确定液体中分析物或分析物组的一个或多个时间响应值的装置。
[0046]
术语“半透明”是指材料允许光通过的性质。术语“透明”是指材料允许光通过材料而不被散射的性质。术语“透明”因此被认为是术语“半透明”的子集。
[0047]
优选地，当在积分球中测试时，例如对于垂直入射光，在检测的光谱范围内，即在产生表示相关等离子体成分的信号的光谱范围内(诸如在380nm至750nm、在400nm至525nm、416nm或大约416nm、455nm或大约455nm)，膜(诸如一个或多个层)(诸如在半透明元件与一个或多个层之间的界面处)显示出大于25％的反射率，诸如大于30％，诸如大于35％，诸如大于40％，诸如大于50％，诸如大于75％，诸如大于90％或甚至大于99％。
[0048]
用于测量来自界面的反射率或穿过界面或穿过一段(块状)材料(光可能是或包括漫射光)的透射率的技术可以使用积分球，诸如依靠傅立叶变换红外(ftir)分析。光以垂直于一个或多个层90
°
的角度照射(可能漫射)样品(诸如界面或一部分块状材料)，诸如半透明元件与一个或多个层之间的界面。当与样品相互作用时，反射和/或透射光被散射。积分球是一种收集来自漫射样品的散射透射和/或反射光的设备，使用球壁的高反射表面，光在球壁周围“反弹”，直到到达检测器。这样，可以从通常由于散射而产生低反射率或透射率的表面获得精确的结果。
[0049]“半透明(元件)”通常可以被理解为包括半透明材料的元件，诸如其中，所述材料(诸如半透明材料和/或半透明元件的材料)具有衰减系数，使得对于穿过材料的100微米的长度，光穿过材料的可选部分或全部漫射的透射系数(诸如不考虑任何界面效应)为至少50％，诸如未穿过材料的长度的光的比例等于或小于50％pr.100微米，诸如等于或小于40％pr.100微米，诸如等于或小于20％pr.100微米，诸如等于或小于10％pr.100微米，诸如等于或小于5％pr.100微米，诸如波长为416nm或大约416nm，或455nm或大约455nm。这样做的一个优点是，它能够使光子进入和/或离开半透明元件。措辞“半透明元件”可以被理解为与“包括半透明材料的元件”互换使用。在一个实施例中，诸如波长(诸如至少对于一个波长)在380nm至750nm范围内的电磁辐射(或光)，诸如在400nm至520nm，诸如在400nm至460nm(或415nm至420nm)，诸如415nm或大约415nm，416nm大约416nm，450nm或大约450nm，455nm或大约455nm，诸如忽略任何界面效应，穿过半透明元件(诸如在与前侧和/或后侧正交的方向上从前侧到后侧)的光的透射系数为至少10％，诸如至少25％，诸如至少50％，诸如至少75％，诸如至少90％，诸如至少95％，诸如至少99％。
[0050]
术语“后侧(back side)”和“背侧(backside)”是同义词，并且可以互换使用。
[0051]“衰减系数”可以被理解为纳氏衰减系数u，诸如其中，穿过材料的透射率t由下式给出：
[0052]
t＝exp(-int(u(z)dz)，
[0053]
其中，“exp”表示指数函数，“int”表示积分(通过材料的长度)，z表示通过材料的对应轴和对应坐标。
[0054]
衰减系数可以如本领域中常见的那样获得，诸如通过在标准分光光度计中测量，
该分光光度计通过例如1cm比色皿测量吸收。用a(或abs)表示的测量的吸收度在标准装置中确定为a＝log(i0/i)，其中，log是以10为底的对数，i0是比色皿之前的强度，并且i是比色皿之后的强度。因此，测量的吸收度与纳氏衰减系数相关，如a＝log(e)int(u(z)dz，其中，e＝2.71828表示自然对数的底数。
[0055]
通常，当在本技术中提及光学性质(诸如半透明、吸收性、内反射性、反射性)时，通常可以被理解为是指波长(诸如至少对于一种波长)在380nm至750nm范围内的电磁辐射(或光)，诸如在400nm至520nm，诸如在400nm至460nm(或在415nm至420nm)，诸如415nm或大约415nm，416nm或大约416nm，450nm或大约450nm，455nm或大约455nm。
[0056]
半透明元件具有前侧和背对前侧的后侧，其中，前侧可以适于：
[0057]-与液体直接接触(诸如在半透明层的前侧不存在一个或多个层)，或
[0058]-通过半透明元件前侧的一个或多个层与液体分离，诸如完全与液体分离，该一个或多个层适于：
[0059]-对于从半透明元件以至少一个入射角(诸如至少垂直入射)到达一个或多个层的光是不反射的，
[0060]-是反射性的(诸如所述一个或多个层是或包括金属和
[0061]
/或具有消光系数使其不具有半透明性的材料)，其中，一个或多个层的折射率等于或高于半透明元件的折射率，和/或
[0062]-允许从半透明元件到达界面的光在界面(诸如外部界面)处发生内反射(诸如全内反射)，
[0063]
其中，死端孔从相应的开口延伸到半透明元件中(通过一个或多个层，如果存在)，开口将死端孔与前侧的液体流体连接。
[0064]“与液体直接接触”可以被理解为半透明元件的前侧表面是固-液界面，诸如其中，一个或多个层不将半透明元件与半透明元件外部的体积(诸如液体)分开。“在半透明元件的前侧通过一个或多个层与液体分离”可以被理解为在半透明元件的前侧的固液界面处存在一个或多个层，诸如薄膜层(诸如厚度等于或小于100微米的薄膜层)。“完全分离”可以被理解为没有其他层将半透明元件与液体分离。
[0065]“适于对至少以一个入射角到达一个或多个层的光不反射”可以被理解为至少在一个入射角(诸如垂直入射)，当入射光(416nm或大约416nm，455nm或大约455nm)以穿过半透明元件的方向入射时，很少或没有光从一个或多个层反射(诸如反射系数小于0.95，诸如小于0.9，诸如小于0.8，诸如小于0.7，诸如小于0.6，诸如小于0.5，诸如小于0.4，诸如小于0.3，诸如小于0.1，诸如小于0.01)。
[0066]
例如，非反射性可以是由于吸收和/或透射。至少一个入射角可以是垂直入射。
[0067]
根据一个实施例，提出了一种半透明元件，其中，半透明元件的前部(侧面)通过半透明元件前侧的一个或多个层与液体分离，诸如完全与液体分离，该一个或多个层适于对从半透明元件垂直入射到达前侧的光是半透明的。
[0068]
根据一个实施例，提出了一种半透明元件，其中，半透明元件的前部(侧面)通过半透明元件前侧的一个或多个层与液体分离，诸如完全与液体分离，该一个或多个层适于吸收从半透明元件垂直入射到达前侧的光。
[0069]“吸收性”可以被理解为在至少一个入射角(诸如垂直入射)的入射光(416nm或大
约416nm、455nm或大约455nm)的1％以上，诸如10％以上，诸如25％以上，诸如40％以上，诸如50％以上，诸如60％以上，诸如75％以上，诸如90％以上，既不从一个或多个层反射回半透明元件，也不透过一个或多个层。
[0070]“适于反射至少以一个入射角到达一个或多个层的光”可以被理解为至少在一个入射角，当入射光以穿过半透明元件的方向进入时，光从一个或多个层反射(例如，在416nm或大约416nm，在455nm或大约455nm，诸如反射系数为至少0.25，诸如至少0.4，诸如至少0.5，诸如至少0.6，诸如至少0.75，诸如至少0.90，0.95，诸如至少0.99，和/或垂直入射)，其中，一个或多个层的折射率等于或高于半透明元件的折射率。根据这样的“反射”实施例，一个或多个层可以是或包括金属层(诸如包括这样的层，该层包括铂，钯，包括作为主要成分的铂或钯、银和/或铝的合金，诸如由它们组成)和/或包括具有消光系数的材料的层，该消光系数使所述层不具有半透明性。
[0071]
根据一个实施例，提出了一种半透明元件，其中，半透明元件和/或一个或多个层将半透明元件的前侧与液体分离，诸如完全分离，该半透明元件和/或一个或多个层被布置成能够在一侧的半透明元件和/或一个或多个层与另一侧的液体之间的界面处进行内反射，诸如全内反射。
[0072]“适于允许内反射”可以被理解为在介质之间的界面处的内反射，其中，包括入射光和反射光的介质在折射率比界面相对侧的介质更高的介质中传播，例如，在416nm或大约416nm、455nm或大约455nm，诸如反射系数至少为0.25，诸如至少0.4，诸如至少0.5，诸如至少0.6，诸如至少0.75，诸如至少0.90，0.95，诸如至少0.99，和/或垂直入射或非垂直入射，例如相对于法线成45
°
角。在实施例中，两种介质(即界面每一侧的每种介质)的消光系数(或衰减系数)足够低，以使每种材料具有半透明性。
[0073]
根据一个实施例，半透明元件是半透明板，诸如其中，板被理解为单片的。
[0074]
小孔中的每个具有开口，通过该开口它可以与半透明元件前侧的液体空间连通。因此，孔穿透一个或多个层(如果存在)，以允许孔与液体空间之间的液体连通。这些孔从前侧的相应开口沿着朝向后侧的方向延伸到半透明元件中。这些孔是“死端”，意味着这些孔终止于半透明元件内。这些孔不会一直穿过半透明元件延伸到后侧或元件内部的任何公共储器或接收器。孔仅与半透明元件前侧的液体空间液体连通。需要说明的是，在一些实施例中，死端孔可以是十字形的，并且因此至少一些孔可以彼此连接，形成x形、y形、v形或类似的互连形状。这样的配置同样被认为是死端，因为孔仅从前侧填充，并且在操作中没有显著的净质量传输通过孔，即使它们彼此交叉。通过适当地确定前侧的孔的开口尺寸，可以防止例如全血样品的红血球或半透明元件前侧的液体中的碎片进入孔，同时允许全血样品的血浆部分或液体中的相关成分进入孔，其中，相关成分是全血样品的血浆部分中存在的物质，并且将使用传感器测量/检测。具体地，胆红素和二氧化碳是相关的成分。
[0075]
在操作中，半透明元件的前侧与全血样品或液体接触。半透明元件中的小孔通过前侧的开口与全血样品或液体连通。孔开口的尺寸被设定为选择性地提取全血样品的血浆相的子样品，或提取包括分析物的液体的子样品。没有红血球可以通过半透明元件前侧的开口进入孔中。任何大于孔径的物质都不能进入孔，这排除了例如液体中包括的任何碎片。如上所述，孔是死端的，仅与半透明元件的前侧连通，即子样品被提取用于孔内的光学探测，并且在测量之后通过半透明元件前侧的相同开口再次排出。子样品体积对应于孔的总
内部体积。任何滤液都不会通过含孔层进行过滤和净质量传输，既不会进入任何公共滤液接收器，也不会到达任何滤液出口。然后，将仅对包括在孔中的子样品进行光学检测。
[0076]
具有相关成分的表示性含量的小的子样品可以以任何合适的方式转移到孔中。小的死端孔允许借助毛细管力和/或扩散通过前侧的开口非常高效和快速地从全血样品或液体中提取用于光学探测的子样品。
[0077]
在典型的操作模式中，在半透明元件的前侧与全血样品或待分析的液体接触之前，该前侧表面与漂洗液体接触。因此，孔被预填充的液体“灌注”，该预填充的液体与全血样品或液体相容，并且如果液体是全血，则具体是与血浆相相容的液体，诸如通常用于血液分析仪中的漂洗、校准和/或质量控制目的的水溶液。全血分析仪系统中用于例如清洗的典型漂洗液体可以用作这种液体。漂洗液体是包括浓度对应于人血浆的k
+
、na
+
、cl-、ca
2+
、o2、ph、co2和hco
3-的水溶液。下文进一步给出了通常用于漂洗、校准和/或质量控制目的的合适溶液的非限制性示例。当全血样品或液体然后与用血浆相容性液体灌注的前侧表面接触时，全血样品或液体的血浆相中的成分的表示性子样品通过相关成分扩散到预填充的孔中以非常高效和温和的方式被提取和转移。具体地，孔中液体与参考液体之间的分析物含量的任何浓度梯度驱动扩散转移，从而在孔中产生具有表示液体中分析物浓度的分析物浓度的子样品。
[0078]
根据一个实施例，提出了一种半透明元件，其中，孔被布置成通过(诸如仅通过)扩散来漂洗。
[0079]
在另一种操作模式中(诸如用于测量分析物浓度的实施例中)，也可以设想将干传感器的前侧与全血样品或液体直接接触。更优选地，在这种操作模式中，孔的内表面是亲水的，从而在半透明元件的前侧通过毛细作用力将子样品从全血样品或液体中提取到孔中。当在这种模式下操作半透明元件时，由于由同一批多孔膜材料制成的半透明元件往往具有相同的灵敏度(当使用由形成半透明元件的同一批的不同多孔膜材料制成的半透明元件对相同的液体进行测量时，具有相同的光吸收度)，因此校准可以通过批量校准来进行。替代地，半透明元件的孔可以包括具有不同于分析物的吸收特性的校准染料。校准染料可用于归一化/校准光学探测信号，同时在光谱上可与待检测/测量的血浆样品中的物质(例如胆红素)区分开来。由于校准染料不会存在于实际液体中，校准染料会在测量过程中扩散出传感器，同时分析物会扩散到传感器的孔中。通过在获取液体之前和之后光学探测孔，可以通过校准参考和液体物质信号的比较来进行待检测物质(例如胆红素)的定量测量。
[0080]
可以方便地从半透明元件的后侧，或更一般地，从前侧/前侧和/或面向半透明元件的一个或多个层(如果存在)的侧面光学探测孔的内容，其中，一个或多个层(如果存在并且包括光吸收层)将包括孔的光学探测区域与接触半透明元件前侧的液体光学分离，从而防止探测光到达单元或半透明元件前侧的液体并且与其相互作用。因此，仅在孔内的子样品上选择性地执行光学探测。“从(半透明元件的)后侧(光学地)探测”通常可以被理解为入射到孔的探测光从后侧朝向前侧的方向传播(诸如在从后侧到前侧的方向上通过后侧进入半透明元件)，并且从孔发射到接收单元(诸如光检测器)的光在从前侧到后侧的方向上发射，诸如在远离前侧的方向上从后侧发射。
[0081]“使半透明元件的孔与液体接触”可以被理解为使待检查的液体与孔接触，例如通过孔开口处的装置的液体入口放置液体，并且让液体和/或液体中的分析物例如通过扩散
进入孔。
[0082]“用一个或多个光源照射至少半透明元件中的孔”被理解为是本领域中常见的，并且例如可以用“一个或多个光源适于照射至少半透明元件中的孔”来完成，由此被理解为任何光源，诸如能够提供足够的光(或更特别地，能够在相关波长范围内提供足够的光谱通量或能够光学探测分析物)的任何光源。一个或多个光源可以包括，例如，白炽光源(诸如钨灯)、荧光光源(诸如汞蒸气灯)、led光源或激光光源(诸如氩离子气体激光器)。
[0083]“在多个时间点的每个接收响应于照射从孔出射的光”被理解为本领域中常见的，并且例如可以通过“光检测器适于在多个时间点中的每个接收响应于一个或多个光源的照射从孔中出射的光”来实现，由此被理解为本领域中常见的，并且具体可以理解的是，“每个时间点”可以指与一个间隔(诸如一个仓)相关联的时间戳，诸如对应于有限时间间隔的对应时间点。“光检测器”被理解为本领域中常见的，诸如电操作的光检测器，诸如电和/或数字地输出信号。“光检测器”在本文中通常被理解为与“检测器”同义并且可互换地使用。还可以理解，“光检测器”可以包括或包含多个(子)光检测器。
[0084]“基于所接收的光生成一个或多个信号，一个或多个信号中的每个被时间分辨并且表示所接收的光的至少一部分”被理解为在本领域中是公知的。还应当理解，“光检测器还适于基于所接收的光生成一个或多个信号，一个或多个信号中的每个被时间分辨并且表示所接收的光的至少一部分”，诸如其中，光检测器被布置成提供时间分辨的信号，诸如数字或模拟信号，包括至少两对(诸如至少3、5、10、100、1000或10000对中的任何对)对应的接收光(诸如接收光的总强度或某个波长间隔内的接收强度，其可能只是接收光的一部分)和时间的值。
[0085]
入射光被引导/导向光学探测区域(包括孔)以确保光穿过孔并且与其中的(子样品)液体相互作用。优选地，探测光相对于半透明元件和/或一个或多个层(如果存在)的前侧表面的平面上的表面法线以倾斜入射的方式被发送到探测区域中，以确保光穿过填充有待探测液体的孔，从而确保光学相互作用路径长度的最大化。
[0086]
响应于照射从孔中出射的光与孔中的子样品相互作用，从而携带子样品的信息。然后，可以诸如利用数据处理设备，针对该信息分析出射光和/或表示出射光的信号(诸如一个或多个信号)，以便确定一个或多个时间响应值，并且可选地附加地确定表示全血样品或液体中的分析物含量的值(诸如孔中的稳态浓度)。分析可以包括光谱分析出射/检测光，和/或信号/数据处理，例如用于将获得的信号与在校准/参考样品上获得的信号进行比较，用于噪声过滤，用于应用校正，以及用于去除伪像。光谱分析可以如本领域中已知的那样进行，诸如通过包括入射光中的多个波长和用于解析检测信号中的波长的部件的任何方法(例如，不同波长的入射光的频率调制或时间或空间分离和/或波长敏感检测)。
[0087]
根据一个实施例，提出了一种方法，其中，两种或多种预定的分析物是未结合触珠蛋白的无细胞血红蛋白和结合触珠蛋白的血红蛋白，诸如血红蛋白-触珠蛋白复合物。确定未结合触珠蛋白的无细胞血红蛋白和/或结合触珠蛋白的血红蛋白(诸如血红蛋白-触珠蛋白复合物)的一个可能的优点是，它能够确定样品中的溶血是发生在体内还是体外，这又能够确定样品中某些实体(诸如钾离子)的浓度是否表示真实的患者值，和/或任选地允许从测量值估计真实的患者值。
[0088]
根据另一实施例，提出了一种方法，其中，两种或多种预定的分析物是胆红素，诸
如游离胆红素，和人血清白蛋白结合胆红素，诸如hsa-胆红素。
[0089]
根据进一步的实施例，提出了一种方法，该方法还包括：
[0090]-基于差值测量确定血红蛋白-触珠蛋白复合物的存在，和/或
[0091]-基于差值测量确定血红蛋白-触珠蛋白复合物的不存在。
[0092]
例如，该方法可以包括将差值测量值和/或从其推导的值(诸如血红蛋白-触珠蛋白复合物相对于未结合触珠蛋白的血红蛋白的相对浓度和/或血红蛋白-触珠蛋白复合物的绝对浓度)与预定阈值进行比较，以定性地确定血红蛋白-触珠蛋白复合物的存在和/或不存在。确定血红蛋白-触珠蛋白复合物的存在和/或不存在的一个优点是，它提供了关于溶血是发生在体内还是离体(诸如体外)的信息。
[0093]
根据一个实施例，提出了一种方法，该方法还包括使装置与参考液体接触，以便用参考液体填充孔，和/或等待扩散时间，以允许液体中的两种或多种预定的分析物扩散到孔中，从而达到稳态。如果最初允许参考液体填充孔，则施加待检查的液体将导致液体中的分析物能够扩散到孔中，这与例如通过待检查液体的毛细作用用分析物填充孔相反，这可能使得更难以获得反映分析物扩散性质的数据。如果达到稳态，则孔中分析物的浓度可能被认为等于待检测液体中分析物的浓度。
[0094]
根据一个实施例，提出了一种方法，其中，该方法还包括：
[0095]-提供：
[0096]-数据处理设备，包括被配置为执行以下步骤中的一个或多个的处理器：
[0097]-控制一个或多个光源至少照射半透明元件中的孔，
[0098]-控制检测器在多个时间点中的每个接收响应于照射从孔出射的光，
[0099]-基于所接收的光接收一个或多个信号，一个或多个信号中的每个被时间分辨并且表示所接收的光的至少一部分，
[0100]-基于一个或多个信号确定一个或多个时间响应值，以及
[0101]-基于一个或多个时间响应值，确定指示液体中两种或多种预定的分析物之间浓度差值(诸如绝对差值或相对差值)的差值测量。
[0102]
诸如，其中，两种或多种预定的分析物是未结合触珠蛋白的无细胞血红蛋白和结合触珠蛋白的血红蛋白，诸如血红蛋白-触珠蛋白复合物。
[0103]“数据处理设备”被理解为本领域中常见的，并且具体是能够接收、处理和输出信息(诸如数字信息)的任何设备。
[0104]“处理器”被理解为本领域中常见的，并且具体是能够执行构成计算机程序的指令的电子电路，诸如处理单元，诸如中央处理单元(cpu)。
[0105]
通过将数据处理设备布置成基于一个或多个信号来确定一个或多个时间响应值，可以理解，一个或多个时间响应值可以随着一个或多个信号中的值的变化而变化。
[0106]
数据处理设备还可以被布置成基于一个或多个时间响应值来输出信号(输出信号)。“输出信号”被理解为本领域中常见的，诸如向数据处理设备外部提供指示一个或多个时间响应值(诸如“211毫秒”)和/或基于此的参数(在基于一个或多个时间响应值进一步推导该复合物存在的情况下，“液体(样品)中存在的结合触珠蛋白的血红蛋白”)。
[0107]
(输出)信号的内容和格式可以采取不同的形式，例如，格式可以是数字或模拟信号。例如，输出信号可以是数字信息。在另一示例中，信号的输出是视觉和/或听觉信号。例
如，该内容可以是定性或定量的值。
[0108]
数据处理设备可以包括或可以访问(例如，通过可操作地包括在数据处理设备内和/或连接到处理器的数字存储设备)预定指令，诸如使得数据处理设备能够将一个或多个信号作为输入并且基于一个或多个信号确定一个或多个时间响应值的预定指令。例如，预定指令可以作为算法或查找表或基于算法或查找表来实现。例如，预定指令可以被实现为或基于包括模型(诸如数学模型)的函数或算法，其中，一个或多个信号的数据点被拟合到模型，例如利用回归分析，产生未知模型参数(诸如t(tau))的估计。根据一个实施例，提出了一种方法，其中，该方法还包括：
[0109]-针对不同波长间隔获得多个信号，诸如，多个信号中的每个信号是针对相对于多个信号中的其余信号的波长间隔唯一的波长间隔获得的。
[0110]
一个可能的优点是多个信号可以反映不同的分析物，诸如能够以并行的方式获得关于多个分析物的信息。另一可能的优点是，至少一个信号可以用作参考或背景信号，诸如使得能够在另一信号中考虑背景。例如，在确定时间响应值之前，参考信号(诸如在感兴趣的分析物没有或很少具有光学活性(在探测光的波长下，诸如在最高活性波长下，诸如低于30％，诸如低于20％，诸如低于10％的活性)的波长或波长间隔下获得的信号)从另一信号(诸如在感兴趣的分析物是光学活性的波长或波长间隔下获得的信号)中减去，诸如其中，得到的信号(理论上或原则上)表示没有重叠背景信号的分析物。“不同波长”间隔应理解为不相同的间隔，这样的间隔部分或完全重叠或不重叠。
[0111]
在实施例中，可以分析例如在明确定义的样品(诸如稀释的样品)中针对单个波长(例如，wl1)获得的时间响应值，例如，以便确定诸如存在若干(本来可能无法区分的)分析物中的哪一种。
[0112]
根据一个实施例，提出了一种方法，其中，
[0113]-确定指示两种或多种预定的分析物之间浓度差值的差值测量是基于针对不同(诸如唯一的)波长间隔获得的多个时间响应值，诸如其中，一个响应值用作另一响应值的参考。
[0114]
一个可能的优点是在包括分析物贡献的信号中背景贡献的影响被降低或最小化。例如，多个时间响应值可以在不同的波长获得(诸如，对于不同的波长，分析物分别是光学活性的、非光学活性的)。在一个示例中，调整后的时间响应值被给定为两个时间响应值之间的差值，诸如其中，一个时间响应值用作另一响应值的参考，诸如其中，两个时间响应值是针对不同的(诸如唯一的)波长间隔获得的信号而获得的，并且差值测量基于所述调整后的时间响应值。在另一示例中，差值测量基于两个时间响应值之间的比率。“不同的波长间隔”可以被理解为不相同，诸如可能重叠的波长间隔，诸如基本上不重叠，诸如不重叠的波长间隔。
[0115]
根据一个实施例，提出了一种方法，其中，
[0116]-确定指示两种或多种预定的分析物之间浓度差值的差值测量基于多个时间响应值，更具体地，基于以下各项之间的比率：
[0117]-针对第一波长间隔(诸如415nm的单个波长)获得的时间响应值，以及
[0118]-针对第二波长间隔(诸如450nm的单个波长)获得的时间响应值。
[0119]
一个可能的优点是在包括分析物贡献的信号中背景贡献的影响被降低或最小化。
应用该比率是因为它利用另一信号作为内部基准，这可能是最精确的方法。例如，至少两个时间响应值可以在不同的波长获得(诸如，对于不同的波长，分析物分别是光学活性的、非光学活性的)。
[0120]
根据一个实施例，提出了一种方法，其中，
[0121]-第一波长间隔是415nm的单个波长，并且
[0122]-第二波长间隔是450nm的单个波长。
[0123]
所选择的波长可能是有益的，因为它们与血红蛋白吸收光谱有关，更具体地，因为415nm与血红蛋白峰值波长415nm或416nm相同或接近，所以可以有利地采用415nm，并且因为450nm远离血红蛋白峰值波长415nm或416nm，所以可以有利地采用450nm，这又使得450nm适合用作参考波长。
[0124]
通常理解的是，波长间隔可以是“单波长”，由此，如本领域技术人员将意识到的，理解为用于实际目的的有效对应于单(中心)波长的窄间隔，诸如以某一波长为中心的峰值，诸如fwhm(全宽，半最大值)小于20nm的高斯函数，诸如小于10nm，诸如小于5nm，诸如小于2nm，诸如小于1nm。
[0125]
根据一个实施例，提出了一种方法，其中，一个或多个时间响应值是：
[0126]-基于一个或多个信号中的每个信号内的信号值的一个或多个差值，其中，所述信号值是在不同时间点获得的，诸如一个或多个时间响应值中的每个是从第二时间点的信号值减去第一时间点的信号值的结果，
[0127]
和/或
[0128]-是一个或多个特征时间，诸如一个或多个特征时间各自表示参数变化的持续时间或一定量的变化。
[0129]“基于信号值的一个或多个差值”例如可以被理解为基于信号值的差值计算时间响应值，例如其中，时间响应值等于具有特定信号值差值的数据点之间的时间差值，例如，信号值超过基线信号值的特定偏差的第一点与信号值超过特定阈值的第二点之间的时间差值，例如，其中，阈值被表示为百分比，诸如(随后的)稳态或饱和信号值的63％，诸如“上升时间”。以这种方式计算的时间响应值可以独立于关于信号的时间发展的(模型)假设(但它随时间增加并且最终稳定)。
[0130]
替代地，“基于信号值的一个或多个差值”可以被理解为在不同时间获得的信号值的信号值之间的差值，诸如信号值的变化率。例如，可以获得两个不同波长的信号值的变化率，并且用于确定差值测量。
[0131]“特征时间”可以被理解为系统反应时间的测量。例如，对于作为或被建模为一阶线性时不变系统的系统，特征时间可以如以上所描述给出为t(tau)。
[0132]
根据一个实施例，提出了一种方法，其中，
[0133]-半透明元件，
[0134]-一个或多个光源，以及
[0135]-检测器
[0136]
被布置成使得在多个时间点的每个生成的一个或多个信号表示孔中两种或多种预定的分析物的浓度。
[0137]
技术人员将能够容易地设计一种装置，使得至少对于某些浓度，在多个时间点的
每个生成的一个或多个信号表示孔中分析物或分析物组的浓度。例如，该装置可以被布置成使得信号值反映在所寻找的分析物吸收的波长处的吸收度或荧光强度中的任何一个或多个(其中，光源在第一波长处激发分析物的荧光团，并且检测器在另一波长处检测发射的荧光)。
[0138]
根据一个实施例，提出了一种方法，该方法还包括：
[0139]-基于一个或多个信号，确定液体中未结合触珠蛋白的无细胞血红蛋白的浓度和/或结合触珠蛋白的血红蛋白(诸如血红蛋白-触珠蛋白复合物分析物)的浓度。
[0140]
一个可能的优点可以是，一种分析物或另一种分析物的绝对浓度可能是相关的，例如，用于研究目的和/或用于临床目的，诸如用于能够确定(例如，以更大的确定性)溶血是否发生在体内或离体/体外。
[0141]
根据一个实施例，提出了一种方法，其中，液体中分析物的确定浓度是基于一个或多个时间响应值来调整的。
[0142]
液体中分析物或分析物组的浓度不能单独由信号值，诸如饱和信号值来确定。如果存在多种光学上不可区分的分析物，则情况尤其如此。例如，在存在两种光学上不可区分的分析物的情况下，饱和信号值(本来可以直接推导浓度)将是来自两种分析物的贡献的结果，诸如(加权)和。然而，时间响应值可以使得能够确定存在哪些分析物和/或它们之间的比率，这又使得能够解开它们对信号值的单独贡献，并且推导一种或两种分析物中的每种的浓度。
[0143]
替代地或此外，可以基于一个或多个时间响应值，相对于(直接)测量的分析物浓度，调整确定的分析物浓度。例如，如果测量某一钾离子浓度和某一结合触珠蛋白的血红蛋白浓度，则钾的确定浓度可以由测量值减去估计的干扰值给出，其中，确定的浓度旨在估计真实的患者钾值，即排除来自体外溶血的钾贡献(如结合触珠蛋白的血红蛋白浓度所确定的)。
[0144]
更具体地，例如对于钾离子：如果存在触珠蛋白，则通过将比例因子(0.3mm/(100mg/dl cfhb))乘以测量的cfhb浓度来估计cfhb的影响因子或干扰效应，而不管cfhb是否与触珠蛋白结合。真实患者值钾离子浓度的估计值被估计为所测量的钾浓度减去所述影响因子(由于假设触珠蛋白的存在是体外发生溶血的指示，并且因此来自红血球的钾离子相对于患者体内的钾浓度增加了样品中的钾浓度)。类似的原理适用于其他分析物，并且根据实施例，该方法还包括针对所确定的体外/离体溶血来校正溶血敏感参数，诸如k
+
、ca
++
和/或na
+
。
[0145]
根据一个实施例，提出了一种方法，其还包括确定液体中无细胞血红蛋白的浓度是否高于第一预定浓度值，诸如100mg/dl，和/或低于第二预定浓度值，诸如330mg/dl，诸如在预定区间内，诸如[100mg/dl；300mg/dl]。这样做的一个可能的优点是，基于时间响应值区分分析物彼此可能特别有效，诸如仅在特定的浓度范围内，并且通过检查浓度是否在该范围内，可以获得关于基于时间响应值区分分析物的可能性或有效性的信息。
[0146]
根据一个实施例，提出了一种方法，该方法还包括：
[0147]-确定差值测量是否在一个或多个预定的差值测量范围内，诸如超过预定的差值测量阈值，以及
[0148]-如果差值测量在一个或多个预定的差值测量范围内，则提供指示差值测量的信
号，诸如在仪器上提供视觉信号。
[0149]
一个可能的优点是，例如，警报(在所提供信号的一个实施例中)可以通知/警示用户例如发生了体外溶血，并且因此某些测量的分析物浓度不可靠。
[0150]
根据第二方面，提供了一种用于确定差值测量的装置，差值测量指示液体(诸如全血，诸如全血样品)中两种或多种预定的分析物之间的浓度差值，诸如绝对差值或相对差值，该装置包括：
[0151]-包括孔的半透明元件，其中，孔是从半透明元件中的相应开口延伸到半透明元件中的死端孔，其中，孔的开口的横截面尺寸被设定为防止较大颗粒或碎片进入孔，同时允许液体中的两种或多种预定的分析物通过扩散进入孔，
[0152]-一个或多个光源，适于至少照射半透明元件中的孔，以及
[0153]-光检测器，适于在多个时间点中的每个接收响应于一个或多个光源的照射从孔出射的光，
[0154]
其中，光检测器还适于基于所接收的光生成一个或多个信号，一个或多个信号中的每个被时间分辨并且表示所接收的光的至少一部分，以及
[0155]
其中，装置还包括：
[0156]-数据处理设备，包括处理器，处理器被配置为：
[0157]-基于一个或多个信号确定一个或多个时间响应值，以及
[0158]-基于一个或多个时间响应值，确定指示液体中两种或多种预定的分析物之间浓度差值(诸如绝对差值或相对差值)的差值测量。
[0159]
根据一个实施例，提出了一种装置，其中，两种或多种预定的分析物是未结合触珠蛋白的无细胞血红蛋白和结合触珠蛋白的血红蛋白，诸如血红蛋白-触珠蛋白复合物。
[0160]
根据一个实施例，提出了一种装置，其中，该装置，诸如作为血液气体分析仪的所述装置，还被布置用于测量液体样品中以下一个或多个或全部的浓度：
[0161]-二氧化碳，诸如co2，
[0162]-氧气，诸如o2，以及
[0163]-ph。
[0164]
具有这样的(血液气体分析仪)装置的优点可以是，它能够提供进一步相关的液体(血液)样品参数，诸如，其中，通过输出，可以通知用户(甚至是非专业的)，例如，一个或多个分析物是否可能与(过高的)无细胞血红蛋白干扰临界性相关，诸如其中，可能需要重新测试。例如，一个优点可以是，它提供了用于即时检验的相关解决方案，其中，快速响应时间、对非专业用户的相关输出和多个参数中的一个或多个或全部可能是特别相关的。
[0165]
根据一个实施例，提出了一种装置，其中，一个或多个光源和/或光检测器可操作地耦合到包括处理器的数据处理设备，并且其中，包括处理器的数据处理设备还被布置为：
[0166]-针对不同波长间隔获得多个信号，诸如，多个信号中的每个信号是针对相对于多个信号中的其余信号的波长间隔唯一的波长间隔获得的，
[0167]-通过为多个信号中的每个信号确定时间响应值来确定多个时间响应值，诸如其中，每个时间响应值是基于针对不同波长信号获得的信号来确定的，诸如针对相对于多个信号中的其余信号的波长间隔唯一的波长间隔获得的信号，以及
[0168]-基于多个时间响应值，确定指示液体(99)中两种或多种预定的分析物(96)之间
浓度差值(诸如绝对差值或相对差值)的差值测量。
[0169]
这样做的一个优点可以是，该装置因此能够确定从不同波长信号获得的多个时间响应值，这些时间响应值例如可以表示分析物和背景，这些时间响应值又可以用于确定(例如，通过考虑背景的调整后的时间响应值)基于这些时间响应值的差值测量，并且因此可能提供更精确的差值估计。
[0170]“可操作地耦合”可以被理解为包括处理器的数据处理设备能够与一个或多个光源和/或光检测器一起操作，诸如控制和/或从其接收数据。
[0171]“不同的波长间隔”可以被理解为不相同，诸如可能重叠的波长间隔，诸如基本上不重叠，诸如不重叠的波长间隔。
[0172]
根据一个实施例，提出了一种装置，其中，数据处理设备被进一步配置为：
[0173]-确定调整的时间响应值，其中，调整的时间响应值是基于多个时间响应值中的至少两个时间响应值来确定的，诸如其中，一个时间响应值用作另一响应值的参考，诸如其中，两个时间响应值是针对不同的(诸如唯一的)波长间隔获得的信号而获得的，以及
[0174]-基于调整的时间响应值，确定指示液体(99)中两种或多种预定的分析物(96)之间浓度差值(诸如绝对差值或相对差值)的差值测量。
[0175]
这样做的一个优点可以是，该装置因此能够确定调整的时间响应值，例如，用于考虑背景(参见上面的评论)，并且因此提供对例如差值的更精确的估计。
[0176]
根据上述权利要求中任一项的装置，其中，一个或多个光源和/或光检测器可操作地耦合到包括处理器的数据处理设备，并且其中，包括处理器的数据处理设备还被布置为：
[0177]-获得第一波长间隔的第一信号，诸如基本上以415nm为中心的第一波长间隔，
[0178]-在第二波长间隔获得第二信号，其中，第二波长间隔相对于第一波长间隔是不同的，诸如是唯一的，诸如第二波长间隔基本上以450nm为中心，以及
[0179]-确定以下各项之间的比率：
[0180]-针对第一波长间隔获得的第一时间响应值，以及
[0181]-针对第二波长间隔获得的第二时间响应值，以及
[0182]-基于比率，确定指示液体(99)中两种或多种预定的分析物(96)之间浓度差值(诸如绝对差值或相对差值)的差值测量。
[0183]
这样做的一个优点可以是，该装置因此能够确定从不同波长信号获得的时间响应值，并且确定比率，这又使得包括分析物贡献的信号中背景贡献的影响被减小或最小化，这又使得该装置因此能够确定比率，例如，用于考虑背景(参见上述评论)，并且因此提供例如差值的更精确的估计。应用该比率是因为它利用另一信号作为内部基准，这可能是最精确的方法。例如，至少两个时间响应值可以在不同的波长获得(诸如，对于不同的波长，分析物分别是光学活性的、非光学活性的)。
[0184]
根据一个实施例，提出了一种装置，其中，半透明元件包括，例如主要包括，诸如包括50w/w％或更多的材料，诸如由材料组成，材料具有衰减系数，使得对于穿过材料的100微米的长度，光穿过材料的可选部分或全部漫射的透射系数(诸如不考虑任何界面效应)为至少50％，诸如未穿过材料的长度的光的比例等于或小于50％pr.100微米，诸如等于或小于40％pr.100微米，诸如等于或小于20％pr.100微米，诸如等于或小于10％pr.100微米，诸如等于或小于5％pr.100微米，诸如至少对于380nm至750nm范围内的一个波长，诸如400nm至
520nm，诸如400nm至460nm范围内，诸如415nm至420nm范围内，诸如415nm或大约415nm，或416nm或大约416nm，或450nm或大约450nm，或455nm或大约455nm。这可以以简单的方式实现半透明元件的半透明性质。
[0185]
根据一个实施例，提出了一种包括多孔单元的装置，该装置包括半透明元件并且还包括光学组件，光学组件包括光导芯，光导芯包括输入分支、输出分支和耦合接口，耦合接口被布置成接触半透明元件的与前侧相对的后侧(4)，诸如其中，输入分支和输出分支被布置在垂直于前侧表面布置的公共光导平面中。可选地耦合到多孔单元的后侧的光学组件可以使得能够对多孔单元的后侧的孔中的流体(诸如液体)执行(诸如以高效、简单和/或良好控制的方式执行)光学测量，诸如选择性光学测量(诸如入射到孔的探测光从后侧沿朝向前侧的方向进入，并且从孔发射到光检测器的光沿从前侧到后侧的方向发射)，诸如也在本文的其他地方讨论。将光学组件耦合(诸如刚性耦合)到多孔单元的后侧的一个可能的优点可以是，多孔单元和光学组件然后可以一起形成一个单元或盒，诸如传感器单元或传感器盒，其可以插入(传感器)系统或装置中，或从中取出，诸如形成消耗品，其可以通过替换以高效的方式克服多孔单元的磨损和/或污染(诸如孔的污染)问题，其中，可以通过光学组件实现和/或促进与一个或多个外围设备的集成，诸如有效集成，外围设备诸如光学外围设备，诸如光源和/或接收单元，诸如光检测器。在一个实施例中，光学组件如在申请wo2021123441a1中所描述的(其中，光学组件可能被称为光学子组件)，该申请通过引用整体并入本文中，诸如在所述申请的图1值图9和所附文本中所描述的，它们通过引用附加地具体并入本文。输入分支和输出分支可以指向光学组件与半透明元件之间的耦合界面，诸如半透明元件的后侧。
[0186]
根据一个实施例，提出了一种包括多孔单元的装置，该装置包括半透明元件多孔单元，并且还包括被限定轴向方向的流动通道穿过的外壳，流动通道包括样品空间并且被布置成使得多孔单元的前侧限定用于接触液体(诸如当液体在样品空间中时)的传感器表面，传感器表面面向样品空间，诸如其中，孔相对于液体中的分析物被配置用于与样品空间扩散液体连通。具有可选地刚性连接到多孔单元(诸如多孔单元的前侧)的这样的外壳的一个可能的优点可以是，多孔单元和外壳(以及可选地光学组件)然后可以一起形成一个单元或盒，诸如传感器单元或传感器盒，其可以插入(传感器)系统或装置中，或从中取出，诸如形成消耗品，其可以通过替换以高效的方式克服多孔单元的磨损和/或污染(诸如孔的污染)问题，其中，通过光学组件可以实现和/或促进与一个或多个外围设备诸如(微)流体系统(以及光学组件情况下的光学外围设备)的集成，诸如有效集成。在一个实施例中，外壳(以及可选地光学组件)如在申请wo2021123441a1中所描述的(其中，光学组件可能被称为光学子组件)，该申请通过引用整体并入本文中，诸如在所述申请的图1值图9和所附文本中所描述的，它们通过引用附加地具体并入本文。
[0187]
根据一个实施例，提出了一种包括多孔单元的装置，该多孔单元包括半透明元件和光学组件以及可选地外壳，并且其中，多孔单元形成盒，诸如可以形成装置的一部分的粘合单元，诸如其中，盒可以可操作地并且可逆地(以可选地非破坏性方式)连接到装置的其余部分。在另一实施例中，盒和装置的其余部分可以通过过渡配合连接，诸如可逆摩擦配合。“过渡配合”被理解为这样一种配合，其中，要被保持在一起的部件被牢固地保持，但没有牢固到不能被拆卸，诸如不用工具拆卸，诸如由人(诸如正常人)用手拆卸。在另一实施例
中，设备的不同部分通过机械锁定构件保持在一起，诸如以下一个或多个或全部：销(诸如开口销或弹簧销)、卡锁(诸如这样的锁，其中，位于一个部件上的弹簧加载的接合构件在组装时与另一部件上的空腔或边缘接合，从而在拆卸之前必须克服弹簧力)、制动球、手动操作的螺钉，诸如汤米螺钉或翼形螺钉。可以理解的是，任何机械锁定构件可以用于将部件保持在一起，但是任何机械锁定构件也可以可选地不用工具克服或移除，诸如通过人(诸如正常人)的手。
[0188]
根据一个实施例，提出了一种包括多孔单元的装置，该多孔单元包括半透明元件和光学组件以及可选地外壳，诸如所述多孔单元是可操作地并且可逆地连接到装置的其余部分的盒。
[0189]
根据一个实施例，提出了一种装置，其中，该装置被布置用于从前侧的面向后侧的一侧光学探测布置在孔内的液体。一个可能的优点可以是，它能够避免光在去往和/或来自孔的途中必须穿过孔外的液体(诸如前侧的前面)，这可能导致来自孔外的液体组分的光学探测信号的贡献(诸如污染)(其中，需要说明的是，孔本身可能有利于有效地过滤液体，以便能够仅从小到足以进入孔的组分获得信号)。
[0190]
根据一个实施例，提出了一种装置，包括一个或多个光源(诸如一个或多个光源)和至少一个光检测器(诸如光检测器)，并且其中，一个或多个光源和光检测器中的每个都被放置在前侧的面向后侧的一侧上，诸如在前侧的与后侧相同的一侧上的半透明元件的外部。这可能有利于实现简单和/或高效的装置，诸如用于从前侧的面向后侧的一侧光学探测布置在孔内的液体。
[0191]
根据一个实施例，提出了一种装置，其中，
[0192]-一个或多个光源适于从前侧的面向后侧的一侧至少照射半透明元件中的孔，和/或
[0193]-光检测器被布置成接收从孔出射的光，诸如响应于由一个或多个光源(诸如一个或多个光源)照射而发射的光，并且其中，光检测器适于生成表示所接收的光的信号，所接收的光已经在远离前侧的方向上在面向后侧的方向上从孔发射，诸如主要发射。
[0194]
这可能有利于实现简单和/或高效的装置，诸如用于从前侧的面向后侧的一侧光学探测布置在孔内的液体。
[0195]
根据一个实施例，提出了一种装置，其中，
[0196]-一个或多个光源适于至少照射半透明元件中的孔，诸如从前侧的面向后侧的一侧，其中，来自一个或多个光源的到达孔的光不需要穿过与孔流体连接并且在半透明元件(诸如在前侧的与后侧相对的一侧上)外部的体积，和/或
[0197]-光检测器被布置成接收从孔出射的光，诸如响应于由一个或多个光源(诸如一个或多个光源)的照射而发射的光，并且其中，光检测器适于生成表示所接收的光的信号，其中，从孔发射并且到达光检测器的光不需要穿过与孔流体连通并且在半透明元件(诸如在前侧的与后侧相对的一侧上)外部的体积。一个可能的优点可以是，通过避免光在去往和/或来自孔的途中必须穿过孔外的液体(诸如前侧的前面)，来自孔外的液体组分的光学探测信号的贡献(诸如污染)可以被减少、最小化或消除(其中，需要说明的是，孔本身可能有利于有效地过滤液体，以便能够仅从小到足以进入孔的组分获得信号)。
[0198]
根据一个实施例，提出了一种装置，其中，该装置被配置用于测量(可选地光谱解
析的)吸收度，诸如孔中液体的吸收度。这样做的一个优点可以是，它能够以简单的方式获得信息，诸如孔内液体中分析物的浓度信息。
[0199]
根据一个实施例，提出了一种装置，其中，数据处理设备还被配置为基于一个或多个信号来确定液体中的分析物或分析物组的浓度。
[0200]
一个可能的优点可以是获得了附加的信息，诸如不仅获得了一个或多个时间响应值，还获得了浓度。液体中的浓度可以被确定为孔中的稳态或饱和浓度。孔中的浓度可以例如基于建模、计算和/或校准来确定。
[0201]
根据一个实施例，提出了一种装置，其中，孔被功能化，诸如用一种或多种生物受体(诸如人血清白蛋白)功能化。“功能化”可以被理解为将元素添加到孔中，目的是增加它们的功能以达到某种(传感器)目的，诸如化学或生物功能化，包括将化学或生物识别元素诸如酶、抗体和适体固定在孔内(在侧面或在基质中)，使得例如特异性和/或灵敏度增加。
[0202]
根据一个实施例，提出了一种装置，其中，数据处理设备被布置成基于一个或多个时间响应值(诸如一个或多个时间响应值和液体中一个或多个分析物的浓度)来检测分析物或分析物组，诸如区分分析物和具有不同分子量和可选地相似光学性质的一个或多个其他分析物。“检测分析物或分析物组”可以被理解为定性地检测分析物的存在(是/否)和定量地确定浓度，诸如在顺序、间隔或比率类型尺度上。
[0203]
根据一个实施例，提出了一种装置，其中，两种预定的分析物是结合了人血清白蛋白的胆红素，诸如hsa胆红素，以及不结合人血清白蛋白的胆红素，诸如游离胆红素。
[0204]
在一个特别有利的实施例中，光学探测的是胆红素对血浆的着色，例如通过使用光谱分辨吸收度测量，或通过测量在指示液体子样品中胆红素存在的光谱范围内的预定带宽上的光谱积分吸收度，诸如在380nm至750nm波长的光谱范围内，诸如在400nm至520nm波长的光谱范围内，或在大约455nm处。
[0205]
根据一个实施例，提出了一种方法，该方法还包括基于一个或多个时间响应值，诸如一个或多个时间响应值和液体中一种或多种分析物的浓度，区分两种或多种预定的分析物，诸如其中，两种或多种预定的分析物具有不同的分子量和可选地相似的光学性质。
[0206]
根据一个实施例，提出了一种半透明元件，其中，孔的开口的横截面尺寸为1μm或更小，诸如800nm或更小，诸如500nm或更小，诸如400nm或更小，和/或其中，孔在沿孔的轴向方向上的长度小于100μm，并且可选地大于5μm，诸如小于50μm，诸如小于30μm，诸如25μm。
[0207]
通过使用在半透明元件的前侧的平面中具有开口的孔，该开口的最大横截面尺寸为大约1μm或更小，或优选在亚微米范围内，诸如大约800nm或更小，诸如大约500nm或更小，或甚至大约400nm或更小，防止了包括红细胞、白细胞和血栓细胞(血小板)的任何细胞成分进入孔中。
[0208]
更令人惊讶的是，与较大的孔(诸如具有大约800nm或更大的开口的孔)相比，具有大约500nm或更小的开口的孔具有增加的灵敏度，但具有相同的总孔体积/体积孔率。
[0209]
最优选地，孔具有最小开口和相应的最小孔体积，以允许高效提取足够大的子样品，该子样品仍然可以用可接受的信噪比进行探测。有利地，孔具有大约30nm或更大、或50nm或更大、或100nm或更大、或大约200nm或更大的开口。
[0210]
合适的孔可以例如由具有所谓的轨迹蚀刻孔的透明聚合物膜制成，类似于可从it4ip公司(it4ip s.a./avenue jean-etienne lenoir 1/1348louvain-la-neuve/
belgium)获得的透明聚合物膜，进行的修改是孔在一端封闭。膜中的贯通孔可以被封闭，例如通过将背衬片层压到多孔膜的后侧，或通过减速离子，使得离子轰击轨迹以及沿着这些轨迹蚀刻的孔停止在透明聚合物膜内，以形成终端孔。该膜通常由刚性透明元件支撑，以为半透明元件提供足够的机械强度。
[0211]
根据一个实施例，提出了一种多孔材料，其中，半透明元件由透明聚合物制成。
[0212]
根据一个实施例，提出了一种多孔材料，其中，在半透明元件中以及可选地在一个或多个层(如果存在)中轨迹蚀刻孔。
[0213]
透明元件应该优选由不吸收光的材料制成，并且同时应该能够例如通过轨迹蚀刻材料在材料中产生死端孔。适用于此的材料是聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet或pete)或pet的类似物(聚对苯二甲酸乙二醇酯聚酯(petp或pet-p))或聚碳酸酯(pc)。透明元件可以包括例如聚乙二醇(peg)的亲水涂层，以增加向孔中的扩散。亲水涂层可以根据半透明元件的用途来选择。在一些使用情况下，半透明元件一旦使用就永远不会变干，并且因此它只需要在启动时是亲水的。对于半透明元件的其他用途，它需要涂层来永久保持其亲水性，以允许半透明元件变干，并且当半透明元件被再次润湿以供进一步使用时仍可使用。
[0214]
根据一个实施例，提出了一种半透明元件，其中，
[0215]-包括孔的半透明元件的给定体积的孔率在50体积％与5体积％之间，诸如在30体积％与10体积％之间，诸如15体积％。
[0216]
孔在半透明元件中(或半透明元件的给定区域中)产生孔率，对应的前侧表面面积上分布有孔的开口。孔率可以根据由孔在半透明元件中产生的空隙的体积，即孔体积来表征，其中，孔体积是指被孔穿透的半透明元件的体积。该体积在这里被定义为分布有孔的前侧面积与相同的平行面积之间的体积，该平行面积通过孔穿透半透明元件的最大深度而移动到半透明元件中，如在垂直于半透明元件前侧的轴向方向上所看到的。
[0217]
除此之外，孔率还可以用积分孔体积来表征，积分孔体积等于可用于光学探测的子样品体积。孔体积可以方便地表示为等效孔体积深度delta，它是指孔开口分布于其上的对应前侧面积的孔体积。因此，半透明元件的孔率可以转换成等效的孔体积深度delta，如下所示。在给定的前侧面积a内具有开口的孔具有总孔体积v。等效孔体积深度然后计算为总孔体积除以给定的前侧面积：delta＝v/a。
[0218]
根据一个实施例，提出了一种半透明元件，其中，
[0219]-等效孔体积深度(delta)小于20μm，诸如小于10μm，诸如5μm或更小，其中，等效孔体积深度(delta)定义为孔的总体积(v)除以孔的开口分布于其上的前侧面积(a)。
[0220]
由此，获得了具有相关成分的表示性浓度的小的子样品。小的子样品体积有利于促进快速的子样品交换，从而减少半透明元件的响应时间和使用半透明元件的测量周期时间。为了避免接近半透明元件前侧的全血样品中血浆部分的边界层的耗尽效应，小的子样品体积是更理想的。否则，这种耗尽效应可能发生在小的静止样品中，其中，如果等效孔体积深度超过临界值，则例如红血球可能阻碍相关成分从全血样品体积向半透明元件前侧的边界层的高效扩散交换。
[0221]
优选地，等效孔体积深度delta为至少1μm，替代地至少2μm，或在3μm至5μm的范围内，其中，等效孔体积深度如以上所定义。由于较大的子样品体积有助于等离子体中相关成分的光学探测信息，所以较大的子样品体积对于实现较好的信噪比水平是理想的。
[0222]
进一步，根据一些实施例，对于在1μm至20μm范围内，优选地在2μm至10μm范围内或在大约4μm至5μm范围内的等效孔体积深度delta，发现在减少响应时间、减少循环时间和/或避免少量静止全血样品或液体中的耗尽效应这一方面与所需或期望的信噪比的另一方面之间的有益权衡。
[0223]
有利地，根据一个实施例，半透明元件由附接到半透明元件后侧的半透明背衬支撑。因此，实现了增强的机械稳定性。
[0224]
根据一个实施例，提出了一种半透明元件，其中，半透明元件的透明背衬载玻片具有相对于前侧表面成45
°
至75
°
角的表面(诸如在半透明元件的外侧没有90
°
角，这些角被“切掉”以获得45
°
至75
°
，诸如60
°
角的表面)，诸如60
°
角的表面，以最小化外侧空气与透明背衬载片之间折射率偏移的影响。
[0225]
进一步，根据本发明的半透明元件的一个实施例，附接到半透明元件后侧的透明背衬具有这样的厚度，使得60
°
棱镜(即半透明元件外侧没有90
°
角，这些角被“切掉”以获得60
°
表面)位于透明背衬的外侧，用于来自光源的光，并且对于到达孔区域的光，检测器具有增加的入射角。具有例如60
°
棱镜的可能优点还将增加光在半透明元件内部传播的机会，因为光在背衬的表面被反射，所以在出射光到达检测器之前将有多次反射。
[0226]
进一步，根据本发明的半透明元件的一个实施例，孔的内壁表面是亲水的，例如涂有亲水涂层。因此，实现了液体对干孔的高效毛细驱动填充。此外，亲水涂层防止某些疏水物质，诸如疏水染料、血红蛋白和其他蛋白质沉积在孔内，否则会导致传感器逐渐结垢，这很难用水溶液清洗。因此，可以实现具有快速和可靠响应的用于检测液体中分析物的改进的设备。
[0227]
根据一个实施例，提出了一种半透明元件，其中，孔的内壁表面涂覆有亲水涂层。
[0228]
进一步，根据本发明的装置的一个实施例，光源被配置用于从半透明元件的后侧提供倾斜入射的照射光束，其中，照射角度被定义为入射光束相对于由半透明元件的前侧定义的参考平面的表面法线的角度。因此，实现了增加的光学相互作用长度，从而在入射光离开探测区域以由检测器检测之前，增强了入射光与孔的内容物的相互作用。此外，由于孔开口的表观横截面减小，以及将光散射到探测区域而不是通过孔开口进入反射层另一侧的液体空间的增加，防止了探测光通过孔开口穿透到液体中。
[0229]
原则上，光源可以是在孔中的分析物吸收光的区域中发射光以便系统工作的任何光源，但是优选地，光源应该具有平坦的光谱特性，即光谱不包括峰值幅度，因为平坦的特性将给出更好的响应。如果光源具有非平坦的光谱，即光源具有峰值幅度；峰值的微小变化可能被错误地解释为吸收度的变化。由于它们在尺寸、重量、效率等方面的性质，所以发光二极管通常是优选的。进一步，根据本发明的传感器的一个实施例，检测器被配置为收集从半透明元件的后侧倾斜出射的光，其中，检测角被定义为出射光相对于由半透明元件的前侧限定的参考平面的表面法线朝向检测器传播的角度。检测器被配置为收集响应于光学探测装置的光源的照射而出现的光。检测从半透明元件的后侧倾斜出射的光减少了从全血样品出射并且通过前侧表面和一个或多个层(如果存在)泄漏回探测区域的光对检测信号的贡献。
[0230]
检测器可以是能够检测整个光谱中的吸收的光电二极管或分光计。替代地，可以使用阵列或二极管，其中，每个二极管发射不同波长的光，并且光电二极管用作检测器。二
极管可以被多路复用以在不同的时间间隔发射光。然后，通过将二极管在该特定时间间隔内发射的光与光电二极管检测到的光进行比较，可以找到吸收度。
[0231]
进一步，根据本发明的装置的一个实施例，入射平面和检测平面相交于表面法线，以包围至少0度且小于180度、优选小于160度、优选小于130度或优选大约90度的方位角，其中，入射平面由照射光束的方向和垂直于参考平面的表面跨越，并且其中，检测平面由朝向检测器的出射光传播方向和垂直于参考平面的表面跨越。因此，在通过探测区域之前，在光学界面处的部分反射对检测到的眩光信号的贡献减少了。这样的未与探测区域中的子样品相互作用的眩光不包括相关信息，并且因此不利于信噪比。
[0232]
光学探测光可以由任何合适的光学探测装置来执行。这样的光学探测装置可以包括仅仅将光束引导到半透明元件的后侧，并且将光学检测器的输入引导到照射区域。该光学装置可以包括进一步的光学元件，以改善探测光到半透明元件中的耦合，并且改善从半透明元件出射的光到检测器输入中的耦合。这样的光学元件可以包括直接附接/胶合到半透明元件后侧的一个或多个棱镜和/或透镜装置。优选地，耦合光学器件适应光学探测的“反射”性质，其中，入射探测光和检测到的出射光保持在半透明元件的前侧表面的同一侧。在增强探测光与孔的光学相互作用方面可以寻求进一步的改进，例如通过在第一端处将探测光耦合到半透明元件中，迫使探测区域中的光基本上在平行于半透明元件的前侧的方向上传播，沿着半透明元件的前侧表面并穿过孔，并且收集来自半透明元件的另一端的出射光，该另一端可以是第一端的横向或相对端。
[0233]
当光源老化时，它们可能会改变特性，例如发出较少的光或漂移可能会影响峰值幅度。这可以通过使用反馈校准过程来补偿，其中，在半透明(诸如透明)元件中的孔预期是干净的(即孔中不包括吸收光的分子)的情况下，检测器测量通过半透明(诸如透明)元件接收的光。如果所接收的光的幅度小于预期，则光源的反馈回路可以控制增加光源的电流或电压，以补偿光源的退化。替代地，如果光源改变了特性，测量时实际吸收的计算可以针对与原始工厂校准相比发射光的这种变化进行调整。
[0234]
有利地，根据一个实施例，检测器包括分光光度计，并且光学探测设备被配置用于对从半透明元件中的探测区域出射的光进行分光光度分析。这允许解析从探测区域中的子样品出射的光中的一种或多种相关成分的光谱特征。
[0235]
进一步，根据特别有利的实施例，光学探测设备被配置用于测量吸收度。因此，用相对简单的光学装置获得了令人惊讶的显著信号。这使得传感器可以与更复杂的分析装置(诸如血液分析仪系统)轻松集成。
[0236]
在血液中可以发现若干种光学活性成分，例如胆红素、二氧化碳(co2)、专利蓝v和亚甲蓝。半透明元件使得能够以足够高的灵敏度检测胆红素，从而能够报告自然的成人胆红素浓度。染料专利蓝v可以用于淋巴管造影术和前哨淋巴结活组织检查以对淋巴管进行着色。它也可以用于牙科指示剂中，作为显示牙齿上牙菌斑的着色剂。亚甲蓝用于治疗病人的高铁血红蛋白浓度过高，也用于治疗某些尿路感染。
[0237]
当分析半透明元件产生的光谱时，很明显全血或血浆的吸收光谱具有负基线。当测量全血或血浆时，与漂洗相比，半透明元件向检测器反射的入射光比例更高，导致负基线。在血红蛋白不吸收的高波长(600nm至700nm)下可以看到这种效应。这种效应是由于与漂洗相比，血浆中的高蛋白质含量导致了较高的折光率。与在血红蛋白峰值波长(416nm)处
具有大约15mabs的血红蛋白相比，该效应大约为5mabs(其中，吸收度abs是光学单位，其中，1abs导致对原始光强度的10％的衰减，并且其中，mabs是指毫abs)。检测器利用来自光源的光强度的参考测定，将可以检测全血样品的蛋白质(人血清白蛋白，hsa)含量，检测极限为大约1g/l至5g/l。
[0238]
然而，基线(偏移)的幅度(和幅度的符号)取决于装置的几何形状(如果光入射与光出射之间的角度小(小于大约40
°
)，则观察到正基线，如果角度大则相反)。
[0239]
半透明元件可以用作颜色产生/消耗测定的读数设备。优点是在测定之前不需要产生血浆。
[0240]
以下类型的测定可以与半透明元件一起使用：
[0241]
·
夹心测定法，其中，受体配体可以结合在膜通道内。
[0242]
·
其中一部分结合在孔中的测定，例如溴甲酚绿白蛋白测定，其使用溴甲酚绿与白蛋白形成特定的有色复合物。在620nm处测量的颜色强度与液体中的白蛋白浓度成正比。
[0243]
·
酶活性测定，例如天冬氨酸氨基转移酶(ast)活性测定试剂盒，其中，氨基从天冬氨酸转移到α-酮戊二酸导致谷氨酸盐的生成，从而产生与存在的ast酶活性成比例的比色(450nm)产物。
[0244]
该半透明元素还可以用于非医学应用，诸如啤酒酿造、废水分析、食品检测和染料生产。在啤酒酿造中，需要精确的颜色。半透明元件可以用于通过测量液体并且将读数与正确颜色的液体进行比较来确定啤酒是否具有期望的颜色。可以分析废水中是否存在某种组分。在食品测试中，半透明元件可以用于分析液体(诸如牛奶、果汁和其他浆液)是否存在组分或分析物。其他化学反应器，例如染料工业，可以使用半透明元件来获得其液体所需的颜色、含量或其他化学性质。
[0245]
有利地，根据一些实施例，半透明元件或包括半透明元件的血液分析系统还包括处理器，该处理器被配置用于将检测器生成的信号与预定校准参考进行比较，以进行液体中分析物水平的定量测量。
[0246]
进一步，有利地，根据一些实施例，在基于染料的校准溶液(诸如包括柠檬黄染料的水溶液)上获得校准参考。优选地，基于染料的水溶液由添加校准染料(诸如柠檬黄)的典型漂洗液制备。
[0247]
根据一些实施例，光学检测液体中的分析物的方法包括以下步骤：提供如以上所描述的半透明元件；使半透明元件与参考液体接触，以便用参考液体填充孔；使半透明元件的前侧与液体接触；等待扩散时间，以允许液体中的分析物扩散到孔中达到稳定；光学探测孔内的液体；以及基于光学探测的结果，确定液体的分析物水平。优选地，参考液体是与液体相容的水溶液，具体是与可能进入孔的液体部分相容的水溶液，诸如用于漂洗、校准和/或质量控制的液体。最有利的是，由于提取的子样品中存在表示性量的分析物，通过颜色变化在孔中光学检测分析物。
[0248]
有利地，根据一些实施例，光学探测包括用来自后侧的探测光照射半透明元件，并且作为对探测光的光学响应，对从半透明元件后侧出射的光进行分光光度分析。
[0249]
有利地，根据一些实施例，光学探测是测量吸收度。
[0250]
有利地，根据一些实施例，该方法还包括将光学响应与预定的校准参考进行比较以进行液体中分析物水平的定量测量的步骤。
[0251]
进一步，有利地，根据该方法的一些实施例，在基于染料的校准溶液(诸如包括柠檬黄染料的水溶液)上获得校准参考。优选地，基于染料的水溶液由添加校准染料(诸如柠檬黄)的典型漂洗液制备。
[0252]
在一个实施例中，提出了一种方法，其中，分析物是：
[0253]-无细胞血红蛋白，
[0254]-胆红素，和/或
[0255]-总蛋白质含量。
[0256]
在一个实施例中，提出了一种方法，其中，液体是全血样品，或其中，液体是全血样品的血浆相。
[0257]
在一个实施例中，提出了一种方法，该方法还包括：
[0258]-使半透明元件与参考液体接触，以填充孔，诸如通过扩散用参考液体填充孔，和/或
[0259]-等待扩散时间以允许液体中的分析物扩散到孔中达到稳定。
[0260]
在即时检验系统或装置(在本领域中也称为“病床”系统或装置)以及类似的实验室环境中，血液气体分析通常由用户(诸如护士)进行，他们可能不是在使用例如血液气体分析仪方面受过训练的用户。
[0261]
根据本发明的另一方面，提出了根据本发明第二方面的装置的使用，用于指示液体(诸如全血，诸如全血样品)中两种或多种预定的分析物之间的浓度差值，诸如绝对差值或相对差值。
[0262]
poc测量在本领域中也被称为“床点”测量。在本文中，术语“即时检验”应该理解为在靠近患者的地方进行的测量，即不在实验室进行的测量。因此，根据该实施例，该装置的使用者，诸如该装置是血液气体分析仪，在患者附近的手持血液样品容器中进行全血样品的测量，血液样品取自患者，例如在容纳患者床位的医院房间或病房中，或在同一医院部门的附近房间中。在这样的使用中，用户的专业水平经常从新手到有经验者而变化，因此血液气体分析仪基于传感器输入自动输出与每个个体用户的技能相匹配的指令的能力在这样的环境中特别有益。
[0263]
根据第三方面，提供了一种计算机程序，诸如计算机程序产品，包括指令，当指令由计算机执行时，使计算机：
[0264]-接收表示所接收的光的一个或多个信号，一个或多个信号中的每个被时间分辨并且表示所接收的光的至少一部分，
[0265]-基于一个或多个信号确定一个或多个时间响应值，以及
[0266]-基于一个或多个时间响应值，确定指示两种或多种预定的分析物之间浓度差值(诸如绝对差值或相对差值)的差值测量。
[0267]
根据替代的第三方面，提出了一种计算机程序，诸如计算机程序产品，包括使根据第二方面的装置(或根据第二方面的装置，其中，数据处理设备进一步可操作地连接到一个或多个光源和/或检测器)执行第一方面的方法的步骤的指令。
[0268]
根据另一方面，提出了一种计算机可读介质，其中存储有第三方面的计算机程序和/或可选的第三方面的计算机程序。
[0269]
本发明的第一方面、第二方面和第三方面可以各自与任何其他方面相结合。参考
下文描述的实施例，本发明的这些和其他方面将变得显而易见并得到阐述。
附图说明
[0270]
现在将参考附图更详细地描述根据本发明的装置、方法和计算机程序。附图示出了实现本发明的一种方式，并且不应该被解释为限于落入所附权利要求书范围内的其他可能的实施例。
[0271]
将结合附图更详细地描述本发明的优选实施例，在附图中：
[0272]
图1示意性地示出了根据一个实施例的在操作条件下的多孔单元设备；
[0273]
图2示意性地示出了与液体直接接触的多孔单元；
[0274]
图3示意性地示出了包括低折射率层的多孔单元；
[0275]
图4示意性地示出了测量单元的横截面侧视图；
[0276]
图5是图4的测量单元的俯视图；
[0277]
图6a/图6b示意性地示出了根据另一实施例的测量单元的两个横截面侧视图，该测量单元在透明背衬的外侧具有棱镜状；
[0278]
图7是图6a的测量单元的俯视图；
[0279]
图8是示出了血浆中胆红素的响应示例的图；
[0280]
图9是示出co2和h2o的ir光谱的图(从2016年11月8日http://www.randombio.com/co2.html检索的)；
[0281]
图10示出了使用染料(柠檬黄)作为分光光度测量的校准和质量控制参考的示例；
[0282]
图11示出了对人全血中不同浓度的蛋白质(hsa)的反应的示例的图；
[0283]
图12示出多孔单元的时间分辨信号的图；
[0284]
图13是在四种不同浓度的cfhb下，波长为wl1和wl4的多个时间分辨信号；
[0285]
图14是从图13的数据推导的特征tau-时间；以及
[0286]
图15至图16是tau_ratio和tau_wl1与cfhb的函数关系。
具体实施方式
[0287]
在本技术中提到的wl1可以被理解为第一特定波长，诸如415nm(由于其与血红蛋白峰值波长415nm或416nm相同或接近，所以可以有利地使用该波长)。
[0288]
在本技术中提到的wl4可以被理解为第二特定波长，诸如450nm(由于其远离血红蛋白峰值波长415nm或416nm，这又使得450nm适合用作参考波长，所以可以有利地使用该波长)。
[0289]
图1示意性地示出了多孔单元1的截面图。多孔单元1包括半透明元件2，其具有前侧3和后侧4。前侧3设置有能够进行内部反射的一个或多个层5(在一个替代实施例中，没有一个或多个层，而在另一替代实施例中，有一个或多个半透明层，而在又一替代实施例中，有一个或多个吸收层)。半透明元件2还包括死端孔6，死端孔6从前侧3处的开口7穿过一个或多个层5延伸到半透明元件2的主体中，在那里它们终止。虽然如图1的示意图所示，但孔不必垂直于前侧3或彼此平行。在操作中，具有孔开口7的多孔单元的前侧3与液体99接触。液体可以具有包括红血球或颗粒98的细胞部分或特定部分，以及具有待检测的相关成分(这里是分析物96)的血浆部分/液体部分97。孔6的开口7的横截面尺寸被设定为防止红血
球或颗粒98进入孔6，同时允许分析物96进入孔6。
[0290]
孔6可以预先填充有与液体99，具体是与液体部分97相容的漂洗溶液8。当液体99接触具有预填充的孔6的多孔单元1的前侧3时，分析物96扩散转移到孔6中，从而在孔6内建立子样品9，其分析物96的浓度表示液体99中分析物96的浓度。
[0291]
用于预填充孔6的漂洗溶液8可以是与液体99相容的任何水溶液。合适的漂洗溶液包括血液参数分析仪中通常用于漂洗、校准和/或质量控制目的的溶液。这样的溶液组合物通常包括有机缓冲剂、无机盐、表面活性剂、防腐剂、抗凝剂、酶、着色剂，有时还包括代谢物。使用具有光源10和检测器20的光学探测装置从后侧执行光学检测。光源10从一个或多个层5的背对液体99的一侧照射半透明元件2的多孔部分中的探测体积。探测光11是倾斜入射的光束，与孔6中的子样品9相互作用。出射光21被检测器20检测到，检测器20还被布置成以倾斜的角度观察探测区域。由于与孔6中的子样品9的相互作用，检测器20生成表示出射光的信号，并且具体包括关于分析物96的浓度的信息。处理所生成的信号允许发展液体中分析物的水平。使用校准，液体中分析物的水平可以是定量的。在以下实施例中用于所有测量的光学探测技术使用在电磁光谱的可见范围内的光谱分辨吸收度测量，例如波长在大约380nm与750nm之间，在大约400nm与520nm之间，或在大约455nm。
[0292]
通过用漂洗溶液清洗液体，诸如用于预填充孔6的漂洗溶液8，结束测量循环。由此，传感器设备被重新初始化，并且准备好接收下一种液体。
[0293]
图2示出了如图1中的多孔单元，不同之处是图2中的多孔单元不包括一个或多个层，即半透明元件直接与液体接触(在半透明层的前侧不存在一个或多个层)。
[0294]
图3示出了包括低折射率折射层5(与半透明元件的折射率相比)的多孔单元，该低折射率折射层5允许在半透明元件与从半透明元件到达界面的光的层5之间的界面处发生内反射，诸如全内反射。
[0295]
图4和图5示意性地示出了包括多孔单元1的测量单元100，多孔单元1的前侧3面向测量单元100内部的液体体积101。液体体积与液体输入和输出端口(未示出)连通，用于供给和排出液体，并且用于执行灌注、漂洗和清洗步骤。多孔单元的后侧由透明的背衬载玻片30机械稳定，该载玻片30还用作从多孔单元1的后侧4光学进入探测区域的窗口。使用如以上参考图1所描述的具有光源10和检测器20的装置来执行光学探测，其中，探测光束和检测方向相对于多孔单元1的前侧3的平面上的表面法线倾斜相应的角度。此外，如图5所示，入射探测光11和检测光21的平面优选地以小于180度的角度彼此相交，以避免眩光效应，并且优选地以大约90度或更小的尖角相交。在下面给出的示例的测量中，入射探测光11和出射光21的平面相对于平行于小反射镜元件52的对称平面的方向对称布置。
[0296]
图6a、图6b和图7示意性地示出了与多孔单元1的半透明元件2的后侧4直接接触的透明背衬载玻片31。当入射探测光11进入具有60
°
棱镜32表面的半透明元件2的后载玻片4时，空气与聚合物之间的折射率变化不影响入射探测光11，并且光进入半透明元件2的孔6(未示出)而不改变光的角度，并且出射光21到达检测器20。图6b示出了在出射光21到达检测器20之前，入射探测光11可能在透明背衬载玻片31中被反射几次。此外，如图7所示，入射探测光11和入射光21的平面优选地以小于180度的角度彼此相交，以避免眩光效应，并且优选地以大约90度或更小的尖角相交，并且棱镜32不影响入射探测光11，也不影响出射光21。
[0297]
在图1、图4、图5、图6a、图6b和图7中，从半透明元件2的后侧4光学探测孔，即入射
到孔6的探测光11从后侧4朝向前侧3的方向传播，即从后侧4到前侧3的方向通过后侧4进入半透明元件2，从孔6发射的光21到达接收单元，诸如光检测器20，沿着从前侧到后侧的方向发射，即，沿着远离前侧的方向从后侧发射。
[0298]
在图1、图4、图5、图6a、图6b和图7中，入射和发射光被描述为在空气或真空中传播，但是在实施例中，入射光和发射光可以在包括光导芯的光学组件中传播，光导芯包括输入分支、输出分支和耦合接口，耦合接口被布置成接触半透明元件2的与前侧3相对的后侧4，诸如其中，输入分支和输出分支被布置在垂直于前侧表面布置的公共光导平面中。
[0299]
示例
[0300]
具有反射钯层的半透明元件
–
稳态测量
[0301]
参考下面的图8至图11，给出了来自测试运行测量的数据作为示例，示出了多孔反射镜的性能的不同方面，多孔反射镜对应于在半透明元件(在该示例中为板)的前侧包括反射钯层的多孔单元，反射钯层适于反射从半透明元件的后侧到达反射钯层的光，其中，图8至图11中来自多孔反射镜的数据被呈现为有助于理解根据本发明的实施例的多孔单元的示例。
[0302]
用于这些示例的实验的多孔反射镜由总厚度为49μm的透明petp膜制成，该膜具有单侧轨迹蚀刻的线性孔。这些孔具有25μm的孔深和0.4μm的孔径，用亲水性pvp处理。面积孔密度为1.2e8/cm2。因此，孔在petp膜的一侧是开口的死端，基本上终止于作为半透明板的petp膜的中途。膜(半透明板)的多孔侧以0度角溅射涂覆钯，层厚大约为100nm。这在膜(半透明板)的多孔前侧上提供了金属涂层，并且在孔内侧的一侧上提供了小涂层，从而在靠近朝向前侧的开口的孔的开口部分中形成了小凹面镜。溅射的多孔petp膜使用双面胶带层压到定制的比色皿上，使得孔中的小反射镜的凹面指向来自光源和来自光谱仪输入的光导之间的中间。将大约10μl的硅橡胶滴到膜上，然后将盖玻片固定到膜的后侧，作为传感器膜(半透明板)的机械背衬。多孔反射镜安装在测试台上，用于自动处理液体、时间间隔和数据采样。数据采集持续大约3s，并且延迟到液体采集之后14s。
[0303]
测试台配备有两个发光二极管(一个紫色和一个“白色”led)作为光源，并且配备有微型光谱仪作为检测器。微型光谱仪中的标准狭缝已被125μm的狭缝取代，以增加光线和灵敏度。由于测量是反射测量，所以光源和检测器都放置在多孔膜的后侧(无孔侧)。膜的多孔金属涂覆侧位于测量室的内侧，并且因此反射镜和孔直接暴露于室中的液体。来自两个发光二极管的光被引导通过公共光纤光导，该光导在末端具有透镜，用于将光准直到多孔反射镜膜的小点(大约2mm
×
2mm)。参考笛卡尔坐标，膜的平面(半透明板的前侧)可以被定义为坐标系的zx平面。光以相对于y轴成45
°
角进入膜的外表面(半透明板的后侧)，即垂直于zx平面的表面(并且在坐标系的yz平面中)。检测器相对于y轴以60
°
的极角定位，并且相对于光源的入射平面(例如在yx平面中)以90
°
的方位角相对于yz平面转动。相对于y轴的相对较高的光入射角和检测方向导致血红蛋白的检测灵敏度提高，因为所收集的光已经穿过孔中子样品的更大长度。
[0304]
液体是通过在全血样品中掺入胆红素来制备的。基于等离子体的干扰溶液是通过将含有干扰物的等离子体掺至规定值来制备的。通过在1500g下离心15分钟产生血浆。作为参考，也在perkin elmer lambda 19uv-vis分光光度计上测量来自所有测试的全血样品的离心得到的血浆的吸收光谱。
[0305]
光谱图8示出了两种液体的光谱解析吸收度数据，一种是含胆红素的血浆，另一种仅为血浆。在大约455nm的波长处，观察到明显的峰，其中，不同液体的最大吸收度明显地根据它们在胆红素中的含量成线性比例。
[0306]
光谱图9示出了二氧化碳(co2)和水(h2o)的光谱解析红外数据。与水相比，co2的非重叠峰表明，即使流体中存在水，也可以使用本发明的多孔反射镜在含co2的流体中确定co2含量。
[0307]
光谱图10示出了一个示例，其中包括一系列基于染料的校准溶液获得的光谱解析吸收度数据，以及作为对比之用的基于漂洗溶液获得的光谱解析吸收度数据。光谱是在彼此紧接的连续循环中获得的。基于染料的校准溶液是一种漂洗溶液，每1l漂洗溶液添加0.5g柠檬黄。测量溶液的顺序如下：首先是漂洗溶液，然后是基于染料的校准溶液，然后再次是漂洗溶液，再次是相同的基于染料的溶液，以及对漂洗溶液进行的一系列三次连续测量。所有的光谱都以相同的尺度绘制，并且一个在另一之上。实验再次显示了所获得结果的非常好的稳定性和再现性。然而更重要的是，数据显示出令人惊讶的清晰分离，两个基于染料的溶液光谱彼此重叠，并且所有五个漂洗溶液光谱也彼此重叠。需要说明的是，光学数据都是在多孔反射镜的探测体积中探测的。这表明，当使用基于染料的分光光度校准溶液，诸如上述柠檬黄染色漂洗溶液时，对于孔中的子样品的提取和清洗，存在非常高效和完全的扩散交换。
[0308]
光谱图11示出了负基线的光谱解析吸收度数据，该负基线是由血浆中高蛋白质含量导致的较高(与漂洗相比)折光率引起的。与漂洗相比，当测量全血或血浆时，多孔反射镜向检测器反射更高比例的入射光。在全血中的血红蛋白不吸收的高波长(600nm至700nm)下可以看到这种效应。与在血红蛋白峰值波长(416nm)下具有大约10至15mabs的血红蛋白相比，该效应大约为5mabs。有可能以大约1g/l至5g/l的检测极限检测全血样品的蛋白质(hsa)含量。测量了两种不同的hsa浓度(20％和8％)，还测量了液体中游离(即红血球外的血红蛋白)的较高浓度。液体中血红蛋白的存在仅影响600nm以下的光谱部分。在600nm以上，hsa含量是对光谱的主要影响，负基线越多，全血样品中的蛋白质含量越高。
[0309]
虽然本发明的设备和方法已经具体参考胆红素的检测进行了讨论，但是根据更广泛的方面，本文所讨论的设备和方法同样适用于检测全血样品的血浆部分或液体中的其他光学活性物质，其中，“术语光学活性”是指可以通过光谱光学探测技术直接检测的物质。这样的物质可以包括但不限于代谢物质、制药物质、药物或维生素。
[0310]
没有层的半透明元件
–
多个时间分辨(瞬态)信号
[0311]
图12示出了与用于获得图8至图11所示数据的装置类似的装置的光学检测(吸收度)信号，具体是在多孔单元直接与液体接触的情况下(即不存在一个或多个层)。所有尺度都是线性的。横轴以秒为单位示出时间。垂直轴示出光学(吸收度)信号。所有曲线示出了时间发展(扩散)，并且子图从左至右示出了血细胞比容(hct)水平分别为0、45％、55％和65％的液体的数据。在每个子图中，示出了四条曲线(或有效绘制四条曲线的标记组)，每条曲线对应于不同的波长(尽管在每个子图中采用了相同的四个波长(wl1、wl2、wl3和wl4))。
[0312]
多孔单元和装置与(或可以与)参考图8至图11描述的多孔反射镜和装置类似，其中，相对于该装置的变化具体包括在多孔单元的前侧没有一个或多个层(具体是没有反射金属钯层)，诸如多孔单元直接与液体接触。
[0313]
能够区分hap-cfhb和cfhb的时间响应值
[0314]
触珠蛋白(hap)结合无细胞血红蛋白(cfhb)，并且将其携带到肝脏，在肝脏中被降解，铁(fe)可以被重新利用。血浆平均含有大约160mg/dl的hap，并且这可以结合大约100mg/dl的cfhb。在体内溶血期间，hap迅速耗尽，因此结合触珠蛋白的无细胞血红蛋白(hap-cfhb)的测定可以潜在地用于确定溶血是发生在体内还是体外。该示例证明了使用通过本发明的实施例获得的时间响应值来量化hap-cfhb的可能性。
[0315]
结论
[0316]
·
触珠蛋白测定在超过不明显溶血间隔(100至165mg/dl cfhb)的样品中特别相关。
[0317]
·
对于高度溶血的样品(cfhb》330mg/dl)，可能的校正(受影响的值，诸如受cfhb干扰的值)会不太精确。因此，hap的存在可能只需要在100mg/dl至330mg/dl的溶血间隔中被标识。
[0318]
·
溶血样品中触珠蛋白的存在可以在重要的溶血间隔中通过第一波长下的特征(
‘
tau
’‑
)时间tau_wl1相对于第二波长下的特征(
‘
tau
’‑
)时间tau_wl4的比率的增加来标识，其中，
‘
tau’被确定为如以上所描述的一阶时不变系统中的特征时间。
[0319]
·
tau_wl1/tau_wl4 tau增加是由hap结合cfhb引起的，并且因此增加了扩散的平均mw和tau。wl4信号被用作样品中的内部tau参考。
[0320]
·
该结果是突破性的，因为它证明了具有根据本发明的半透明元件的装置区分具有相同光学性质(至少对于所述装置)但具有不同分子量(mw)的两种化合物的能力。这在普通的分光光度计上是不可能的。
[0321]
·
在cfhb为165mg/dl或大约165mg/dl的样品中，可以很好地检测到hap。数据
[0322]
当cfhb与hap结合时，复合物的分子量增加。该装置确定信号建立的时间常数，并且能够确定样品中是否存在hap。为了获得对干扰不敏感的值，可以将wl1(被理解为第一波长)上的cfhb信号的tau(被理解为特征时间)与等离子体信号(wl4(被理解为第二波长))的tau进行比较。平均血浆蛋白含量没有颜色，但是血浆的较高折射率(ri)在所有波长(wls)上产生信号，在wl4没有hb吸收。因此，确定tau_ratio(tau_ratio＝100*((tau_wl1-tau_wl4)/tau_wl4)可以阐明样品是否含有hap。
[0323]
图13示出了在四种不同浓度的cfhb下，波长为wl1和wl4的多个时间分辨归一化信号。该图示出，在0和330mg/dl的浓度下，特征tau-时间大致相似，但在165mg/dl时，wl1比wl4慢，并且在1000mg/dl时则相反。如上所述，平均血清hap能够复合大约100mg cfhb，因此tau_ratio预计在ccfhb＝1000mg/dl时不受影响(ccfhb是无细胞cf血红蛋白hb的浓度c的缩写)。类似地，在ccfhb为0mg/dl时，不存在cfhb，并且tau_wl1由构成wl4信号的相同蛋白质决定，因此tau_ratio预计接近于零。
[0324]
图14示出了从图13的数据推导的特征tau-时间。
[0325]
图15示出了tau_ratio(tau_wl1/tau_wl4)和tau_wl1与ccfhb的函数关系。样品是溶血的血液(hb)或血液样品，其中，血浆被8％hsa代替，以获得不含hap的样品(wb-hsa)。所有样品都包括45％的血细胞比容(hct)值。
[0326]
从图15中可以看出，与0和1000mg/dl相比，在ccfhb＝165mg/dl时，hb样品显示出较高的tau_ratio。
[0327]
图16示出了tau_ratio(tau_wl1/tau_wl4)和tau_wl1与ccfhb的函数关系。样品为溶血的血浆(pl)或8％hsa，以获得不含hap的样品(pl-hsa)。两种样品类型都不含红血球。
[0328]
从图16中可以看出，与0和1000mg/dl相比，在ccfhb＝165mg/dl时，pl样品显示出较高的tau_ratio。
[0329]
图15至图16示出了tau_ratio对hct相当不敏感。
[0330]
此外，图14至图16示出了基于一个或多个时间响应值，可以提供指示液体中两种或多种预定的分析物之间浓度差值(诸如绝对差值或相对差值)的差值测量。例如，基于tau_ratio tau_wl1/tau_wl4或例如仅tau_wl1，可以估计或确定(至少对于cfhb的某些相关浓度)二元尺度上的差值测量(hap-cfhb浓度与hap-未结合cfhp浓度之间的比率浓度
hap-cfhb
/浓度
cfhb
超过某个阈值，这导致例如tau_wl1/tau_wl4比率(显著地和可测量地)超过阈值)。通过例如tau_wl1/tau_wl4的值对比率浓度
hap-cfhb
/浓度
cfhb
的值的定量校准，将可以从比率tau_wl1/tau_wl4的测量值获得比率浓度
hap-cfhb
/浓度
cfhb
的定量相对值。此外，通过测量绝对浓度，例如hap-cfhb和hap-未结合cfhp之和(浓度
hap-cfhb
+浓度
cfhb
)，将可以确定hap-cfhb和hap-未结合cfhp中每种的浓度以及绝对差值(测量)。
[0331]
尽管已经结合特定实施例描述了本发明，但是它不应该被解释为以任何方式局限于所呈现的示例。本发明的范围由所附的权利要求书阐述。在权利要求的上下文中，术语“包括”不排除其他可能的元件或步骤。此外，提及诸如“一”或“一个”等引用不应该被解释为排除多个。权利要求中关于图中所示元件的参考符号的使用也不应该被解释为限制本发明的范围。此外，在不同权利要求中提到的各个特征可能被有利地组合，并且在不同权利要求中提到这些特征并不排除特征的组合是不可能的和不利的。

技术特征：
1.一种用于确定指示液体(99)中两种或多种预定的分析物(96)之间浓度差值，诸如绝对差值或相对差值，的差值测量的方法，包括：-提供：i.包括孔(6)的半透明元件，其中，所述孔(6)是从所述半透明元件中的相应开口(7)延伸到所述半透明元件中的死端孔(6)，其中，所述孔(6)的所述开口(7)的横截面尺寸被设定为防止较大颗粒或碎片进入所述孔(6)，同时允许所述液体(99)中的所述两种或多种预定的分析物通过扩散进入所述孔(6)，ii.一个或多个光源(10)，以及iii.光检测器(20)，-使所述半透明元件的所述孔与所述液体(99)接触，-用所述一个或多个光源至少照射所述半透明元件(2)中的所述孔(6)，-在多个时间点的每个接收响应于所述照射(11)从所述孔(6)出射的光(21)，-基于所接收的光生成一个或多个信号，所述一个或多个信号中的每个被时间分辨并且表示所接收的光的至少一部分，-基于所述一个或多个信号确定一个或多个时间响应值，以及-基于所述一个或多个时间响应值，确定指示液体(99)中两种或多种预定的分析物(96)之间浓度差值，诸如绝对差值或相对差值，的差值测量。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述两种或多种预定的分析物是未结合触珠蛋白的无细胞血红蛋白，和结合触珠蛋白的血红蛋白，诸如血红蛋白-触珠蛋白复合物。3.根据权利要求2所述的方法，还包括：-基于所述差值测量确定所述血红蛋白-触珠蛋白复合物的存在，和/或-基于所述差值测量确定所述血红蛋白-触珠蛋白复合物的不存在。4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，还包括：-使所述装置(1)与参考液体接触，以便用所述参考液体填充所述孔(6)，和/或等待扩散时间，以允许所述液体(99)中的所述两种或多种预定的分析物(96)扩散到所述孔(6)中，从而达到稳态。5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法还包括：-提供：-数据处理设备，包括被配置为执行以下步骤中的一个或多个的处理器：-控制所述一个或多个光源至少照射所述半透明元件(2)中的所述孔(6)，-控制所述检测器在多个时间点中的每个接收响应于所述照射(11)从所述孔(6)出射的光(21)，-基于所接收的光接收一个或多个信号，所述一个或多个信号中的每个被时间分辨并且表示所接收的光的至少一部分，-基于所述一个或多个信号确定所述一个或多个时间响应值，以及-基于所述一个或多个时间响应值，确定指示液体(99)中两种或多种预定的分析物(96)之间浓度差值，诸如绝对差值或相对差值，的所述差值测量，诸如，其中，所述两种或多种预定的分析物是未结合触珠蛋白的无细胞血红蛋白，和结合触珠蛋白的血红蛋白，诸如血红蛋白-触珠蛋白复合物。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法还包括：-针对不同波长间隔获得多个信号，诸如，所述多个信号中的每个信号是针对相对于所述多个信号中的其余信号的波长间隔唯一的波长间隔获得的。7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，-确定指示所述两种或多种预定的分析物(96)之间浓度差值的所述差值测量是基于针对不同波长间隔获得的多个时间响应值，诸如其中，一个响应值用作另一响应值的参考。8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，-确定指示所述两种或多种预定的分析物之间浓度差值的所述差值测量基于多个时间响应值，更具体地，基于以下各项之间的比率：-针对第一波长间隔，诸如415nm，获得的时间响应值，以及-针对第二波长间隔，诸如450nm，获得的时间响应值。9.根据权利要求8的方法，其中，-所述第一波长间隔是415nm，并且-所述第二波长间隔是450nm。10.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述一个或多个时间响应值：-基于所述一个或多个信号中的每个信号内的信号值的一个或多个差值，其中，所述信号值是在不同时间点获得的，诸如所述一个或多个时间响应值中的每个是从第二时间点的信号值减去第一时间点的信号值的结果，和/或-是一个或多个特征时间，诸如所述一个或多个特征时间各自表示参数中变化的持续时间或一定量的变化。11.根据上述权利要求中任一项所述的方法，还包括：-基于所述一个或多个信号，确定所述液体中未结合触珠蛋白的无细胞血红蛋白的浓度和/或结合触珠蛋白的血红蛋白，诸如血红蛋白-触珠蛋白复合物分析物，的浓度。12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述液体中分析物的确定浓度是基于所述一个或多个时间响应值来调整的。13.一种用于确定指示液体(99)中两种或多种预定的分析物(96)之间浓度差值，诸如绝对差值或相对差值，的差值测量的装置，包括：-包括孔(6)的半透明元件，其中，所述孔(6)是从所述半透明元件中的相应开口(7)延伸到所述半透明元件中的死端孔(6)，其中，所述孔(6)的所述开口(7)的横截面尺寸被设定为防止较大颗粒或碎片进入所述孔(6)，同时允许所述液体(99)中的所述两种或多种预定的分析物通过扩散进入所述孔(6)，-一个或多个光源(10)，适于至少照射所述半透明元件(2)中的所述孔(6)，以及-光检测器(20)，适于在多个时间点中的每个接收响应于所述一个或多个光源的照射(11)从所述孔(6)出射的光(21)，其中，所述光检测器还适于基于所接收的光生成一个或多个信号，所述一个或多个信号中的每个被时间分辨并且表示所接收的光的至少一部分，以及其中，所述装置还包括：-数据处理设备，包括处理器，所述处理器被配置为：
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基于所述一个或多个信号确定一个或多个时间响应值，以及-基于所述一个或多个时间响应值，确定指示液体(99)中两种或多种预定的分析物(96)之间浓度差值，诸如绝对差值或相对差值，的差值测量。14.根据权利要求13所述的装置，其中，所述两种或多种预定的分析物是未结合触珠蛋白的无细胞血红蛋白，和结合触珠蛋白的血红蛋白，诸如血红蛋白-触珠蛋白复合物。15.根据权利要求13或14所述的装置，其中，所述一个或多个光源和/或所述光检测器可操作地耦合到包括处理器的所述数据处理设备，并且其中，包括处理器的所述数据处理设备还被布置为：-针对不同波长间隔获得多个信号，诸如，所述多个信号中的每个信号是针对相对于所述多个信号中的其余信号的波长间隔唯一的波长间隔获得的，-通过为所述多个信号中的每个信号确定时间响应值来确定多个时间响应值，诸如其中，每个时间响应值是基于针对不同波长信号获得的信号来确定的，诸如针对相对于所述多个信号中的其余信号的波长间隔唯一的波长间隔获得的信号，以及-基于所述多个时间响应值，确定指示液体(99)中两种或多种预定的分析物(96)之间浓度差值，诸如绝对差值或相对差值，的所述差值测量。16.根据权利要求15所述的装置，其中，所述数据处理设备还被配置为：-确定调整的时间响应值，其中，所述调整的时间响应值是基于所述多个时间响应值中的至少两个时间响应值来确定的，诸如其中，一个时间响应值用作另一响应值的参考，诸如其中，所述两个时间响应值是针对不同的，诸如唯一的，波长间隔获得的信号而获得的，以及-基于所述调整的时间响应值，确定指示液体(99)中两种或多种预定的分析物(96)之间浓度差值，诸如绝对差值或相对差值，的所述差值测量。17.根据权利要求13至16中任一项所述的装置，其中，所述一个或多个光源和/或所述光检测器可操作地耦合到包括处理器的所述数据处理设备，并且其中，包括处理器的所述数据处理设备还被布置为：-在第一波长间隔的获得第一信号，诸如基本上以415nm为中心的第一波长间隔，-在第二波长间隔获得第二信号，其中，所述第二波长间隔相对于所述第一波长间隔是不同的，诸如是唯一的，诸如所述第二波长间隔基本上以450nm为中心，以及-确定以下各项之间的比率：-针对所述第一波长间隔获得的第一时间响应值，以及-针对所述第二波长间隔获得的第二时间响应值，以及-基于所述比率，确定指示液体(99)中两种或多种预定的分析物(96)之间浓度差值，诸如绝对差值或相对差值，的所述差值测量。18.根据权利要求13至17中任一项所述的装置，其中，所述半透明元件包括，诸如主要包括，诸如包括至少50w/w％的材料，诸如由所述材料组成，所述材料具有衰减系数，使得对于穿过所述材料的100微米的长度，诸如不考虑任何界面效应，光穿过所述材料的可选部分或全部漫射的透射系数为至少50％，诸如未穿过所述材料的长度的光的比例等于或小于50％pr.100微米，诸如等于或小于40％pr.100微米，诸如等于或小于20％pr.100微米，诸如等于或小于10％pr.100微米，诸如等于或小于5％pr.100微米，诸如至少对于380nm至750nm
范围内的一个波长，诸如400nm至520nm，诸如400nm至460nm范围内，诸如415nm至420nm范围内，诸如415nm或大约415nm，或416nm或大约416nm，或450nm或大约450nm，或455nm或大约455nm。19.根据权利要求13至18中任一项所述的装置，还包括光学组件，所述光学组件包括光导芯，所述光导芯包括输入分支、输出分支和耦合接口，所述耦合接口被布置成接触半透明元件的与前侧相对的后侧(4)，诸如其中，所述输入分支和所述输出分支被布置在垂直于前侧表面布置的公共光导平面中。20.根据权利要求13至19中任一项所述的装置，还包括被限定轴向方向的流动通道穿过的外壳，所述流动通道包括样品空间并且被布置成使得多孔单元的前侧限定用于接触所述液体，诸如当所述液体在所述样品空间中时，的传感器表面，所述传感器表面面向所述样品空间，诸如其中，所述孔相对于所述液体中的所述分析物被配置用于与所述样品空间扩散液体连通。21.根据权利要求13至20中任一项所述的装置，其中，所述装置被布置用于从前侧(3)的面向所述后侧(4)的一侧光学探测布置在所述孔(6)内的所述液体。22.根据权利要求13至21中任一项所述的装置，其中，所述一个或多个光源和所述检测器中的每个都被放置在所述前侧的面向所述后侧的一侧上，诸如在所述前侧的与所述后侧相同的一侧上的所述半透明元件的外部。23.根据权利要求13至22中任一项所述的装置，其中，-所述一个或多个光源(10)适于从所述前侧(3)的面向所述后侧(4)的一侧至少照射所述半透明元件(2)中的所述孔(6)，以及-所述检测器(20)被布置成接收从所述孔(6)出射的光(21)，诸如响应于由一个或多个光源，诸如所述一个或多个光源(10)，照射(11)而发射的光，并且其中，光检测器(20)适于生成表示所接收的光的信号，所接收的光已经在远离所述前侧(3)的方向上在面向所述后侧(4)的方向上从所述孔发射，诸如主要发射。24.根据权利要求13至23中任一项所述的装置，其中，-所述一个或多个光源(10)适于至少照射所述半透明元件(2)中的所述孔(6)，诸如从所述前侧(3)的面向所述后侧(4)的一侧，其中，来自所述一个或多个光源的到达所述孔的光不需要穿过与所述孔流体连接并且在所述半透明元件外部，诸如在所述前侧的与所述后侧相对的一侧上，的体积，以及-所述光检测器(20)被布置成接收从所述孔(6)出射的光(21)，诸如响应于由一个或多个光源，诸如所述一个或多个光源(10)，的照射(11)而发射的光，并且其中，所述光检测器(20)适于生成表示所接收的光的信号，其中，从所述孔(6)发射并且到达所述光检测器(20)的光不需要穿过与所述孔流体连通并且在所述半透明元件外部，诸如在所述前侧的与所述后侧相对的一侧上，的体积。25.根据权利要求13至24中任一项所述的装置，其中，所述装置被配置用于测量吸收度，诸如所述孔中液体的吸收度。26.一种计算机程序，诸如计算机程序产品，包括指令，当所述指令由计算机执行时，使所述计算机：-使根据权利要求13至25中任一项所述的装置，诸如根据第二方面的装置，其中，所述
数据处理设备进一步可操作地连接到所述一个或多个光源和/或所述检测器，执行根据权利要求1至12中任一项所述的方法的步骤，和/或，-接收表示所接收的光的一个或多个信号，所述一个或多个信号中的每个被时间分辨并且表示所接收的光的至少一部分，-基于所述一个或多个信号确定一个或多个时间响应值，以及基于所述一个或多个时间响应值，确定指示两种或多种预定的分析物之间浓度差值，诸如绝对差值或相对差值)，的差值测量。

技术总结
提出了一种用于确定液体(99)中的分析物或分析物组(96)的一个或多个时间响应值的装置，该装置包括半透明元件，该半透明元件包括孔(6)，其中，孔(6)是从半透明元件中的相应开口(7)延伸到半透明元件中的死端孔(6)，其中，孔(6)的开口(7)的横截面尺寸被设定为防止较大的颗粒或碎片进入孔(6)，同时允许液体(99)中的分析物或分析物组通过扩散进入孔(6)，一个或多个光源(10)，适于至少照射半透明元件(2)中的孔(6)，以及光检测器(20)，适于在多个时间点中的每个接收响应于一个或多个光源的照射(11)从孔(6)出射的光(21)，其中，光检测器还适于基于所接收的光生成一个或多个信号，一个或多个信号中的每个被时间分辨并且表示所接收的光的至少一部分，以及其中，该装置还包括数据处理设备，该数据处理设备包括处理器，该处理器被配置为基于一个或多个信号来确定一个或多个时间响应值。一个或多个时间响应值。一个或多个时间响应值。


技术研发人员：T
受保护的技术使用者：雷迪奥米特医学公司
技术研发日：2021.12.20
技术公布日：2023/10/15