[发明专利]光学分析材料的制备方法与装置

说明书

本发明的技术范围

本发明是关于采集和分析流体中物质的装置和方法。

发明的背景

在许多技术中，从用於流体中存在物质的测试能力来看，把物质，一般是颗粒状物质，从流体中分离出来的能力和设施是一个关键问题。例如，实验室现在有能力用红外光谱测定癌细胞，但是，这一项技术的运用受限于样品制备方面的困难。样品制备中带来的干扰经常使我们难以分析目标细胞，使分析过程不够可靠，或者要花很多的钱排除这种干扰。

类似的情况也发生在许多其它与检测和/或诊断有关的领域：包括环境测试，辐射研究，癌细胞筛选，细胞学测试，微生物测试和有害废物污染等等。

所有这些测试中，制备样品方案存在一个限制因素，即很难从流动载体(如生理、生物和环境等各种流动载体)中准确分离出固态物质，同时，也很难简单、有效地以一种易于实现的电磁辐射照射的方式进行采集和浓缩这些固态物质。例如，有报告说红外技术可以用来区分恶性细胞和正常细胞。细胞具有特征吸收波长，可以用来鉴别细胞的存在、类型以及它的数量。样品制备过程包括艰难地从组织或体液中分离出目标细胞，然后让红外光束通过含有细胞样品的支撑物。一般是采集细胞并涂在支撑物上，如显微镜的承物玻璃片上。采集和涂片需要一些技巧，而且细胞涂片仍可能不适合于用红外技术作分析。

在诊断微生物学，细胞学，特别是临床病理学领域，其基础是细胞的显微镜检查和其它显微镜分析。诊断的精度和最佳采样的制备取决于合适的样品制备方法。

本发明部分是以用红外辐射之类的电磁辐射标志物质的较新的发展为基础。例如，用一红外光束通过在预定位置的某种含有固态物质(如细胞)的支撑物。光束通过固态物质，固态物质吸收其中的特征波长，这种测量和特征吸收谱型可以用耒鉴别样品中的固态物质的类型和数量，以及分子构成或组份。

如上所说，任何一种电磁波检测方案受样品制备方式的限制。本发明提供一种使用电磁辐射分析采集固态物质样品的方便，快速，低成本，可重复而又极好的处理方法和装置。

本发明和一般常用的各种样品制备技术相比有显著的优点。在铸膜法中，样品被溶解在溶剂中，溶液滴在红外窗口材料上(溴化钾或碘化铯)，溶液蒸发后，在窗口材料上形成一簿膜。有时在红外辐射照射前，薄膜要从窗口材料上移去放在无活性的固体支撑物上。

热压膜技术：聚合样品被小心地融化到两片红外盐板(溴化钾或碘化铯)之间，小心地把一块盐板压到另一块上，直到薄膜形成。另一种类似的技术，压粘滞流体样品，产生毛细薄膜以形成液体涂片。

溴化钾小球技术：样品磨成大小一微米的粒子，样品和红外级的溴化钾粉末混合(必须小心，保证均匀)，然后把粉状混合物用高压制成小球。

低浓度样品用热解法制备，即用液态镏出物干镏。

容易明白的是，这些红外分析样品制备方案，都需要相当好的操作技巧。而且，样品必须转到固态支撑物或窗口材料(溴化钾，碘化铯，玻璃，铝箔或汞的表面)上，这些材料有时会影响样品的吸收谱型。

发明综述

本发明是关于一种采集物质用作电磁辐射检测，分析，数量测定和/或观察的装置和方法。本发明的装置和方法尤其适用于从生物，生理和环境流体中分离出物质，和用红外辐射分析微粒物质。例如，按本发明制造的设备可制备样品物质供分析，为电磁辐射照射采集的物质提供方便。这样，容易分析和测定数量。

进一步说，采样，分离，制备和分析可以在一个设备内进行。用本发明的设备，消除了对能准确制备样品的熟练技术人员的需求。因此，时间，开支和专业训练要求(这些是制备样品方案中的重要因素)被消除了，或减少了。

本发明的装置和方法也提供了许多优点，因为它们适合于制备新鲜的，未经处理的细胞，原来的细胞(unmodified cells)以及特殊设计提供的薄的均匀的固态物质层(大约40微米或更厚)。

还有，本发明的装置和方法不需要操作采集点或固态物质支撑物，就可以把采集到的物质置于电磁辐射之下。这和现有的红外光谱仪不同，现有仪器中要移去支撑物如膜层，物质要固定在另一支撑物如显微镜承物玻璃片上，然后支撑物必须正确地放置在支架上。

本发明的装置也可以拆装，放入物质采集介质，可以方便其他需要的测试。例如，在用红外光谱分析后，可以打开装置，取下含有细胞的膜层，细胞可以放在显微镜承物玻璃片上，或作进一步处理，如培养或溶血，处理后可进一步测试细胞。