[发明专利]用于分析流体样品的系统和方法

说明书

本发明涉及用于对流体样品执行一种或更多种免疫测定并且在样品正在流动时对流体样品执行图像分析以便基于图像分析获得与一种或更多种目标分析物有关的测量结果的系统和方法。这些系统和方法包括一次性流体装置，诸如试剂盒，该一次性流体装置被构造成装载有流体样品并且对该流体样品执行一种或更多种测定。该试剂盒还被构造成使经受或已经经受测定的一定体积的流体样品流过试剂盒的一部分，以随后由分析仪器进行分析。该分析仪器被构造成在流体样品流过试剂盒的一部分时捕获流体样品的图像，并且随后分析这些图像以便获得对流体样品内的一种或更多种目标分析物的测量结果。

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年1月3日提交的美国临时申请第62/787,967号的优先权和权益，该美国临时申请的内容通过引用以其整体并入本文。

发明领域

本发明总体上涉及流体样品分析系统和方法。

背景

比浊法(turbidimetry)是基于对与悬浮在溶液中的颗粒的光相互作用的测量结果来确定溶液中的浑浊量或浊度的过程。浊度测定尤其用于确定流体样品中的目标分析物的浓度。免疫比浊法和浊度法是免疫测定中使用的用于评估目标分析物，诸如流体样品内的某些分子(例如蛋白质)，的浓度的两种常用方法。此类方法通常依赖于抗原-抗体反应，其中涂覆有对分子具有特异性的抗体的微珠粒或纳米珠粒悬浮在液体试剂中且并与流体样品混合。在存在目标分子时，抗体和抗原群聚以形成免疫复合物，使得当珠粒开始通过偶合物形成的桥彼此偶联时，发生珠粒的聚集。聚集动态(例如，聚集体(aggregates)的速率和尺寸)指示分子浓度。

当前的系统和方法经由各种光测量结果来评估聚集动态。例如，当抗原-抗体反应后光穿过流体样品时，一些光被珠粒聚集体散射，一些光被珠粒聚集体吸收，而其余的光穿过流体样品。免疫比浊法测量珠粒聚集体样品对光的吸收率，其中分子浓度可以与透射光信号成反比，而浊度法则测量某些波长的散射，其中波长散射与颗粒或聚集体的尺寸之间存在相关性。

虽然当前的分析仪器(analysis instruments)可以用于基于浊度测定来测量体液中某些蛋白质的浓度，但是这种分析仪器具有若干缺点。例如，尽管当前的分析仪器可以测量样品中的蛋白质浓度，但是这种测量结果是有限的。特别地，当前的仪器提供表示聚集体尺寸分布平均值的单个信号，但是缺乏有关分布特性以及这种聚集体如何随时间变化的任何信息。另外，在当前的分析仪器中，经光学分析的流体样品的悬浮液通常位于比色皿腔室中，而准直光则穿过该悬浮液的一部分。由于悬浮液因为颗粒沉降和/或混合不当而导致的不均匀性，因此获得的信号不能准确代表整个样品体积。

此外，当检验血液样品中的目标分子，诸如血浆蛋白时，当前的系统限于对血清样品执行浊度测定。因此，需要操作者首先使用离心机或过滤装置从全血样品中分离血清，从而使该过程更加费力，并且不适合未经培训的操作者或资源设置较差的情况。此外，需要将全血式样中血浆蛋白的测量浓度转换为血清中的浓度。在这种情况下，通过不同的装置估计或测量血细胞比容(hematocrit)。此外，一些分析仪器需要裂解正在经受分析的流体样品中的细胞。然而，细胞的裂解可能将碎片和细胞内蛋白引入流体样品中，这可能干扰抗原抗体反应并且进一步干扰光测量结果，从而降低浊度测定的准确性。

另外，当前的分析仪器受到进一步的限制，因为它们通常被构造成测量装入仪器的每个试剂盒(cartridge)/条带中的单一分析物，并且在大多数情况下，限于进行单一测定。例如，除了一种或更多种免疫测量结果，诸如c-反应蛋白(CRP)测量结果，在临床上重要的是能够具有流体样品的总体特性描述，诸如血细胞比容、全血细胞计数(CBC)，或类似特性描述。然而，由于当前分析仪器的局限性，必须在不同的平台上使用不同的技术执行非免疫应答测定和免疫测定。此外，当前的分析仪器无法执行多路复用。换句话说，当前的仪器无法同时测量几种分析物或目标分子的浓度。

概述