[发明专利]用于临床诊断学的改进的离子选择电极模块

说明书

相关申请的交叉引用

该申请要求2009年7月1日提交的美国临时申请第61/222,360号的权益，并且通过引用将其全部结合在此。

技术领域

本发明通常涉及包括离子选择电极(ISE)的化验。

背景技术

利用ISE装置分析诸如血清和小便的临床样品包括使用多个离子特定分析物电极来多次读取试验溶液。通常，分析物电极响应特殊的离子活度。在通常称为间接ISE系统的一些ISE系统中，试验溶液与稀释剂混合，产生化验混合物。稀释的试验溶液的使用减少了所需的试验溶液的量，并且减少了可能以高浓度存在于一些试验溶液中的物质的不利影响，该物质诸如是蛋白质。在一些系统中，相同试验溶液或化验混合物的不同的等分试样可能被应用于具有不同的特定电极的独立装置。其它系统将多个电极组合在一个测量装置中，从试验溶液的单个等分试样测定多个离子活度。然而，现有的多电极ISE装置可能使用体积大的结构来提供流过多个电极的适当的流体，并且可能相对需要大量的试验溶液来执行准确的混合和测量。

通常，离子选择电极(ISE)是一种传感器，该传感器通过电子手段响应溶液中的特定离子的活度。该传感器协同其它部件一起将特定离子的活度转换为可测量的电势。电极的传感部分普通由离子特定膜制成。参考电极完成用于测量该电势的电路。通常，接地连接使溶液联系到系统电子的地面，以使电噪声最小化，并且将电位带到与测量电子设备相容的范围中。在分析物电极和参考电极之间产生的电压可能用来测定溶液中的离子的活度。

离子选择电极被广泛地使用在用于测量水溶液中的离子浓度的生物化学和生物物理学化验中。临床电解质化验经常采用ISE来测定血清、血浆、脑脊液或小便中的多个离子活度。这样的试验溶液通常可在非常有限的数量中得到。现有的ISE系统使用与实际一样少容量的这种试验溶液，但是使用容量仍然相当大；一些系统使用65微升以上。这是用于其它常规临床化验的容量的十到二十倍。

通常，临床ISE系统持续地交换填充它的流体，依次向电极呈现第一化验混合物、参考溶液、第二化验混合物、参考溶液等等。保留在系统内的任何量的先前的流体必须是下一个流体的足够小比例的容量，它只是对测量结果贡献可忽视的影响。因此，ISE系统的容量对所需的试验溶液的量具有双重影响；首先，充足的化验混合物必须可以用来填补该容量；其次，化验混合物的容量必须比任何在先流体的剩余容量更加大。剩余流体的量依赖于湿润表面的面积和那个表面的几何形状。小转弯、暴露于湿润的未清扫过的死体积的复杂形状、以及粗糙表面全部增加剩余流体的量并且需要更多化验混合物，由此需要更多缺乏的试验溶液。

通常采用的一个试验溶液减小策略是使试验溶液的单个等分试样暴露于多个电极。在现有的多电极ISE试验装置中可能存在一些缺点。例如，一些现有的系统可能使用分离的、解体的部件来形成多电极ISE化验系统。通常，流体连接器和管连接现有的ISE系统的解体元件以互连工作系统。这些解体系统可能需要大量试验溶液来填充解体元件之间的流体连接器和管。可能仍然需要更多的试验溶液从管中和从流体连接器的死空间中冲洗在先流体。

此外，一些现有的系统在制备用于试验的样品中效率很低。尤其是，混合精确性和效率可能在一些间接的ISE系统中成问题。一些ISE系统可能使用机械的搅拌棒来将试验溶液与稀释剂混合。搅拌棒和类似的混合器与它们的关联驱动机构对ISE系统增加了机械的和操作的费用。搅拌棒还需要在不同试验溶液的应用之间彻底打扫，以防止可能使试验结果偏离的交叉污染(即遗留物)。此外，搅拌棒需要最低量的流体以进行有效地混合，从而在缺乏的试验样品上给予其他容量的约束。

其它临床ISE系统使用封闭的注射口，其中，稀释剂的流与试验溶液的流互相作用，通过密封在该注射口中的探针传送试验溶液的流。在这种系统中的流体混合取决于来自两个源的液流的互相贯通，是与流体粘度直接相对的处理。需要相对高的流体注入速度来引起该混合。在这种条件下维持希望的试验溶液与稀释剂的比率通常需要泵，泵是固有的比率计，诸如多室正位移比率泵。这种泵已经证实是成问题的，一部分是归因于在多个密封处的泄漏，引起扰乱电极电位的不希望的流体接合。封闭的注射口的所有表面都需要在不同的试验溶液的应用之间进行彻底打扫，以防止可能使试验结果偏离的遗留物。此外，密封在这种系统中的探针是可能需要经常保养的磨损部分。