[发明专利]用于测定样品中颗粒浓度的装置和方法

说明书

本发明提供了一种用于测定样品内的靶细胞的浓度的药筒，所述药筒包括分离部和检测部。所述分离部包括限定分离腔室的第一表面和第二表面。所述分离部可容纳密度介质，所述密度介质的密度大于所述样品的第一部分的密度并且小于所述样品的第二部分（其包括所述靶细胞）的密度。所述分离腔室可流体地联接至入口储器，使得在转动期间所述样品可从所述入口储器到达所述分离腔室。所述检测部包括形成检测腔室的边界的检测表面。所述检测表面与所述第一表面不平行，使得所述靶细胞在进入所述检测腔室时撞击在所述检测表面上。所述检测表面配置成捕获所述靶细胞。

相关专利申请的交叉引用

本申请要求 2018 年 5 月 9 日提交的发明名称为“Device and Method forBacterial Assay（用于细菌试验的装置和方法）”的美国临时申请系列第 62/669,357 号，以及 2018 年 12 月 28 日提交的发明名称为“Devices and Method for DeterminingParticle Concentration in a Sample（用于测定样品中颗粒浓度的装置和方法）”美国临时申请系列第 62/785,752 号的优先权权益，这两件美国临时申请中的每一件的公开内容通过引用整体合并于本文。

背景技术

本文描述的实施例涉及用于枚举具有已知或疑似微生物含量的生物样品中的靶细胞的装置和方法。具体地，本文描述的实施例涉及药筒和方法，该方法包括将细胞离心电镀到检测表面、基于大小和/或密度分离细胞、以及基于从被捕获的细胞产生的信号枚举颗粒。

血液感染或败血症是血液中的微生物感染，其住院率高达 1-2%。在美国，它每年导致超过 200,000 例死亡。败血症的治疗途径主要依靠蛮力，通常始于明确诊断之前。有关感染性质的更多信息可使医疗保健提供者具有更大能力来开发有针对性的治疗计划。另外，医疗保健从业者或研究人员可能希望通过使用已知试验法来分析感染性质，这些已知测定法可能会根据样品中细胞的浓度而具有不同的功效。例如，在测试以确定靶细菌是否对使用已知抗生素的治疗敏感（即，抗生素敏感性测试或 AST）时，通常要求样品中的细菌在期望的浓度范围内。例如，如果样品中细菌的浓度低于期望范围，则 AST 的结果可能会错误地将细菌识别为易感的。相反，如果样品中细菌的浓度高于期望范围，则 AST 的结果可能会错误地将细菌识别为对抗生素具有抗性。因此，一些已知的试验包括首先枚举样品中的细菌。

当前的细菌枚举方法包括定量培养、最可能数法分析 (MPN)、直接血球计数和光密度的直接光度法测量。在败血症样品中，用于枚举细菌的主要方法是定量培养，该定量培养涉及将系列稀释的细胞平板接种在培养琼脂上，然后进行繁殖时段达 16 小时或更长，这具体取决于菌株身份或菌株混合物身份。在繁殖时间后，通过在板上形成菌落，将细胞计数为菌落形成单位 (CFU)。使用血球计数或光密度测量可能会更快地获得可行信息，但是已知方法的结果可能会因血液样品的异质性质而模糊不清。血球计数是在包含网格的固定深度载玻片上直接计数细胞，或通过显微镜标线成像。如果存在其他细胞，该技术可能不起作用，这些其他细胞如在红细胞 (RBC) 或白细胞 (WBC) 的情况下可能隐藏起来或者在明场成像中具有相似的表观大小（血小板）。光密度测量通常与细胞密度相关的光散射，但是，该技术导致关于样品基质和菌株同一性的可变相关曲线，并且由于存在其他可能会散射光的非分析物细胞，因此也容易出错。换句话说，颗粒污染物的存在常常使对目标分析物颗粒数量的测量受阻。例如，由于存在大小相似的颗粒，诸如血小板和血细胞凋亡片段，使用已知装置和方法测量悬浮在全血中的细菌的浓度是有问题的。在利用血液培养基进行测量的情况下，全血的颗粒污染更为严重，在这种情况下，血细胞的降解和蛋白质的凝结会产生可能大大超过实际细菌的浓度的大量细菌大小的颗粒。其他现有技术的颗粒计数方法（诸如流式细胞术或吸收光谱）也因污染颗粒而受到干扰。

此外，诸如 MPN 的已知方法可能涉及样品的系列稀释和统计公式以确定原始数量，并且可能需要 24 到 48 小时才能确定结果。