CN114846328A - 用于基于薄膜的测定的反射信号的双传感器检测 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种薄膜元件，其能够在分离表面上分析分析物。在实例中，薄膜元件包括用于处理流体样品以生成第一分析物和第二分析物的第一层。所述薄膜元件还包括第二层，所述第二层被配置成对于所述第一分析物是不可渗透的以使得所述第一分析物能够被所述第一层保留，并且对于所述第二分析物是可渗透的以使得所述第二分析物能够穿过所述第二层。所述薄膜元件进一步包括第三层，所述第三层被配置成保留所述第二分析物。所述第二层包括第一反射表面和第二反射表面，以向位于所述薄膜元件相对侧上的传感器提供指示所述第一层和所述第三层中存在的分析物的反射信号。
Description
技术领域
本公开总体上涉及一种用于分析流体样品的薄膜元件和对应装置，并且更具体地涉及一种用于测量来自薄膜元件的两侧的反射信号的装置。
背景技术
通过使用单个传感器测量来自薄膜元件的一个表面的反射信号来执行常规的基于薄膜的测定。在一些情况下，单个传感器可以顺序地分析来自薄膜元件的同一表面的多种分析物。然而，当分析来自同一表面的多种分析物时，一种分析物可能干扰另一种。例如，在HbA1c测定的情况下，高铁血红蛋白(血红蛋白的分析物)可以使果糖基缬氨酸-组氨酸(fVH)(HbA1c的分析物)的测量复杂化。
发明内容
本公开涉及一种薄膜元件，其能够在分离表面上分析分析物，并且涉及一种对应装置，其被配置成测量来自薄膜元件的分离表面的反射信号以执行分析。在一般示例性实施例中，用于分析流体样品的装置包括薄膜元件，该薄膜元件包含用于处理流体样品以生成第一组分和第二组分的第一层。该薄膜元件还包括第二层，该第二层被配置成对于第一组分是不可渗透的以允许该第一组分被第一层保留并且对于第二组分是可渗透的以允许该第二组分穿过第二层。第二层包括第一反射表面和第二反射表面。薄膜元件进一步包括第三层，该第三层被配置成保留第二组分。该装置另外包括朝向第一层定位的第一传感器。第二层的第一反射表面被配置成通过反射由第一组分调制的第一光线来生成第一光信号，其中第一传感器被配置成接收第一光信号。该装置进一步包括朝向第三层定位的第二传感器，其中第二层的第二反射表面被配置成通过反射由第二组分调制的第二光线来生成第二光信号。第二传感器被配置成接收第二光信号。
在另一个实施例中，该装置包括朝向第一层定位的第一光源，其中来自第一光源的光线由第一组分调制以生成第一光信号。该装置还包括朝向第三层定位的第二光源，其中来自第二光源的光线由第二组分调制以生成第二光信号。
在另一个实施例中，该设备包括第一光滤波器，该第一光滤波器被配置成在第一光信号被第一传感器接收之前对第一光信号进行滤波；以及第二光滤波器，该第二光滤波器被配置成在第二光信号被第二传感器接收之前对第二光信号进行滤波。在一些实施例中，光滤波器可以位于光源与薄膜元件之间。在其它实施例中，光滤波器可以位于薄膜元件与光传感器之间。在另外其它实施例中，光滤波器可以位于光源与薄膜元件之间以及薄膜元件与光传感器之间。
在另一个实施例中，第一传感器包含光电倍增管、接触图像传感器、光电二极管和图像捕获传感器矩阵中的至少一个，并且第二传感器包含光电倍增管、接触图像传感器、光电二极管和图像捕获传感器矩阵中的至少一个。
在另一个实施例中，第二层包含明胶和提供第二层的第一反射表面和第二反射表面的光掩蔽材料。
在另一个实施例中，光掩蔽材料包含TiO2。
在另一个实施例中，第一传感器响应于第一光信号而生成第一电信号，并且第二传感器响应于第二光信号而生成第二电信号。该装置进一步包括与第一传感器和第二传感器通信以接收第一电信号和第二电信号的处理器。该处理器被配置成基于第一电信号和第二电信号来确定或生成第一组分与第二组分之间的比率。
在一些实施例中，样品包含多种组分，例如第一组分和第二组分。提供第一和第二组分仅用于说明目的，样品中还可以包括三种或更多种组分。在一些实施方案中，不同组分可以包括一些特性差异，诸如但不限于分子量、尺寸、分子复杂性、电荷、范德华力、疏水性、亲水性等。在一个实施例中，该差异可以是分子量。在此类实施例中，该组分可以是钙和白蛋白，它们具有非常不同的分子量。第一层可以包括用于处理流体样品以生成第一组分和第二组分的至少一种试剂。在一些实施例中，该至少一种试剂是基于特性差异可以生成或分离组分的化合物。
在另一个实施例中，样品包含人或动物血液样品，第一层包括用于处理流体样品以生成第一组分和第二组分的至少一种试剂，该至少一种试剂包含用于处理血液样品以提供Hb和衍生自HbA1c的肽的溶解剂、变性剂和蛋白酶，其中血液样品的第一组分包含Hb并且血液样品的第二组分包含衍生自HbA1c的肽(例如，糖肽)。
在另一个实施例中，第三层包含至少一种试剂，该至少一种试剂被配置成处理第二组分以生成样品的第三组分，并且第二光线由第三组分调制。
在另一个实施例中，薄膜元件可在第一传感器与第二传感器之间沿基本上垂直于从第一传感器到第二传感器限定的方向的方向移动，使得在薄膜滑动件移动时，多个第一光信号由第一反射表面生成并且由第一传感器接收，以及多个第二光信号由第二反射表面生成并且由第二传感器接收。
在另一个实施例中，第一层是顶层，第二层是中间层，第三层是底层，第一传感器是顶部传感器，以及第二传感器是底部传感器。
在一般示例性实施例中，分析流体样品的方法包括在第一传感器与第二传感器之间沿基本上垂直于从第一传感器到第二传感器限定的垂直方向的方向移动薄膜元件。该薄膜元件包含用于处理流体样品以生成第一组分和第二组分的第一层，以及第二层，该第二层被配置成对于第一组分是不可渗透的以允许第一组分被第一层保留，并且对于第二组分是可渗透的以允许第二组分穿过第二层，其中第二层包含第一反射表面和第二反射表面。薄膜元件还包括第三层，该第三层被配置成保留第二组分。该方法还包括同时通过从第一反射表面反射由第一组分调制的第一光线来生成第一光信号，和通过从第二反射表面反射由第二组分调制的第二光线来生成第二光信号，以及同时通过第一传感器接收第一光信号和通过第二传感器接收第二光信号。
在以下具体实施方式和附图中描述了另外的特征和优点，并且从这些具体实施方式和附图中将是显而易见的。本文中描述的特征和优点不是全部包含的，并且特别地，鉴于附图和描述，许多另外的特征和优点对于本领域的普通技术人员中的一个将是显而易见的。而且，任何特定实施例不必具有本文中列出的所有优点，并且明确地考虑到分别要求保护各个有利实施例。此外，应当注意，说明书中使用的语言主要是出于可读性和指导性的目的而选择的，而不是限制本发明主题的范围。
附图说明
现在将仅通过以实例的方式参考附图进一步详细地解释本公开的实施例，其中：
图1是根据本公开的薄膜元件的示例性实施例的侧视图；
图2是图1的薄膜元件的分解透视图；
图3是根据本公开的装置和薄膜元件的示例性实施例的侧视图；以及
图4是示出使用本公开的装置和薄膜元件的方法的示例性实施例的流程图。
具体实施方式
本公开涉及用于分析薄膜元件上的流体样品，例如人或动物样品，的方法和设备。流体样品可以是血液或血液组分或其它液体。流体可以包括但不限于血液、尿液、唾液、脑脊液、胆汁、汗液、精液、血浆、血清、阴道液、泪液、玻璃体液等。在一个实施例中，流体样品是人或动物血液样品。
图1和2绘示了根据本公开的薄膜元件10的示例性实施例。图3绘示了根据本公开的分析装置100的示例性实施例，其被配置成分析分配在图1和2所示出的薄膜元件10上的流体样品。
如图1和2所绘示的，薄膜元件10包括多个层。在所绘示的实施例中，薄膜元件10包括第一层或顶层20、第二层或中间层30和第三层或底层40。那些本领域普通技术人员将认识到，可以将附加层添加到薄膜元件10，或者可以将现有层分成附加层，而不改变如本文中所描述的薄膜元件10的功能。
在一些实施例中，薄膜元件10可以形成在支撑层42上。支撑层42可以是透明材料，诸如但不限于聚酯或其它透明塑料材料。在一些实施例中，该支撑材料在使用期间可以保留在元件上。
薄膜元件10的第一层20被配置成最初接收用于分析的流体样品80。流体样品80可以是包括血清、血浆或全血的血液样品。在实施例中，第一层20可以包括一种或多种试剂50，其处理流体样品80以产生分析物，使得当流体样品置于第一层20上时，一种或多种试剂50从流体样品生成第一组分60和第二组分70。在实施例中，第一层20可以是透明的或部分不透明的，以便不影响由流体样品80调制的光信号的反射率，如下面更详细解释的。在一些实施例中，第一层的组成可以是由水溶性聚合物支撑的30μm聚合物珠。
在示例性实施例中，一种或多种试剂50可以包括用于处理流体样品以例如生成血红蛋白(Hb)和衍生自HbA1c的肽的溶解剂、变性剂和/或蛋白酶。在该实例中，血液样品的第一组分60可以包括Hb并且血液样品的第二组分70可以包括衍生自HbA1c的肽。第一层20中的一种或多种试剂50可以溶解红血细胞、使血红蛋白变性，并且作为蛋白质水解的结果从血红蛋白分子释放fVH(HbA1c分析物)。如下面进一步详细描述的，由于第二层30的组成，变性的血红蛋白分子可以然后保留在第一层20中。变性的改性高铁血红蛋白在～540nm处具有特征性的强光吸收，这使得能够通过检测从第一层20反射的光线的传感器进行检测。
在实施例中，一种或多种试剂50可以包括葡萄糖氧化剂，诸如葡萄糖氧化酶。
薄膜元件10的第二层30被配置成对于流体样品的第一组分60(例如Hb)是不可渗透的，并且对于流体样品的第二组分70(例如衍生自HbA1c的肽)是可渗透的。以这种方式，第二层30使得第二组分70能够穿过其中到达第三层40，而第一组分被保留在第一层20中。在实施例中，通过第二层30的渗透性/不渗透性可以基于分子尺寸和/或分子量。在其它实施例中，通过第二层30的渗透性/不渗透性可以基于离子交换、离子传输、阻挡层等。
第二层30可以包括至少一个反射表面，使得由第一层20保留的第一组分60可以与由第三层40保留的第二组分70分开分析，反之亦然，如下面更详细解释的。例如，至少一个反射表面可以包括第一或顶部反射表面34和第二或底部反射表面36，这使得能够从薄膜元件10的相对侧对第一组分60和第二组分70进行分析。在实施例中，第二层30可以由明胶形成，并且可以包括诸如TiO2的光掩蔽材料，其产生包括顶部反射表面34和/或底部反射表面36的至少一个反射表面。
在其它实施例中，第二层可以由BaSO4形成。该钡层可以包括产生至少一个反射表面的反射材料，诸如TiO2。
薄膜元件10的第三层40被配置成一旦流体样品从第一层20通过第二层30就保留流体样品的第二组分70(例如，衍生自HbA1c的肽)。在一个实施例中，第三层40可以是透明的、部分不透明的，以便不影响由第二组分70调制的光信号的反射率，如下面更详细解释的。在一些实施例中，第三层40可以由诸如但不限于明胶、合成聚合物等材料形成。
第三层40可以包括一种或多种第二试剂90，该第二试剂被配置成处理第二组分70以生成第三组分95。第二试剂90可以与第一试剂相同或不同。在一个实施例中，它们是不同的。在实施例中，第三层40可以包括一种或多种第二试剂90，一旦第三层40接收到第二组分70，该试剂将第二组分70处理成色原体，例如第三组分95。例如，对于HbA1c实例，其中第二组分70包括fVH，第三层40中的一种或多种第二试剂90可以处理fVH(例如，氧化酶→H2O2→HRP→蓝色无色染料级联)，其中结果可以由测量反射率的传感器检测。
在其它实施例中，可以用合适的试剂检测许多不同的分析物。在一些实施例中，可以使用结合的/游离的分析物。分析物可以包括但不限于葡萄糖、血尿素氮(BUN)、肌酸酐、钠、锂、钙、镁、非缀合的胆红素、缀合的胆红素、非缀合的δ胆红素等。
在一些实施例中，可以不需要试剂。
如图3所绘示的，装置100被配置成接受薄膜元件10并且从相对侧分析薄膜元件10。在所绘示的实施例中，装置100包括第一或上部组件110和第二或下部组件120。第一组件110可以包括第一光源112、第一光滤波器114和第一传感器116，该第一传感器被配置成用于分析由薄膜元件10的第一层20保留的第一组分60。下部组件120可以包括第二光源122、第二光滤波器124和第二传感器126，该第二传感器被配置成用于分析由薄膜元件10的第三层40保留的第二组分70。图3绘示了第一光源112以45度照射并且第一传感器116以45度读取(相对于彼此总共以90度定向)。换句话说，光束以90度反射并且被检测。对于第二光源122和第二传感器126绘示了类似配置。然而，在一些实施例中，为了避免镜面反射，光源可以以45度照射并且传感器可以相对于样品以90度读取信号。
虽然图3示出了设置在装置100内的薄膜元件10，但是应当理解，薄膜元件10可以在第一组件110与第二组件120之间移动，例如，沿基本上垂直于从第一组件110到第二组件120限定的垂直方向的方向移动。当如图3所示出的定位时，当来自第一光源112的第一光线135从第一反射表面34反射并且由第一组分60调制时，可以生成多个第一光信号140，同时当来自第二光源122的第二光线145从第二反射表面36反射并且由第二组分70调制时，可以生成多个第二光信号150。
在所绘示的实施例中，第一光源112被提供在第一层20上方，并且被配置成将第一光线135投射到第一层20上，使得第一光线135可以由第一层20保留的流体样品的第一组分60调制。第一光源112可以包括例如一个或多个发光二极管(“LED”)灯或那些本领域普通技术人员所理解的另一种类型的照明结构。那些本领域普通技术人员将认识到，第一光源112的其它配置是可能的，例如，通过将薄膜元件10置于非水平配置，其中第一光源110在侧面，或通过将第一光源112置于另一个位置并且使用第一层20上方的反射器以将第一光线135朝向第一层20引导。
在所绘示的实施例中，第二光源122被提供在第三层40的下方，并且被配置成将第二光线145投射到第三层40上，使得第二光线145可以由第三层40保留的流体样品的第二组分70调制。第二光源122可以包括例如一个或多个LED灯或那些本领域普通技术人员所理解的另一种类型的照明结构。那些本领域普通技术人员将认识到，用于第二光源122的其它配置是可能的，例如，通过将薄膜元件10置于非水平配置，其中第二光源122在侧面，或通过将第二光源122置于另一个位置并且使用第三层40下方的反射器以将第二光线145朝向第三层40引导。
在可替代实施例中，可以使用单个光源来代替第一光源112和第二光源122。例如，单个光源可以向薄膜元件10的两侧投射光线，其中反射器用于将第一光线135导向第一层20并且将第二光线145导向第三层40。
在所绘示的实施例中，第一光滤波器114被提供在第一层20上方，并且被配置成在第一传感器116接收第一光信号140之前，对第一光信号140进行滤波，该第一光信号由第一组分60调制的第一光线135生成并且从第一反射表面34反射。在实施例中，第一光滤波器114可以是用于正在运行的测定的适当波长的带通滤波器。那些本领域普通技术人员将认识到，用于第一光滤波器114的其它配置是可能的，例如，通过将薄膜元件10置于非水平配置，其中第一光滤波器114在侧面。其它类型的光滤波器可以包括但不限于吸收滤波器和二向色滤波器。在一些实施例中，衍射光栅或单色光源也可以用于选择光线的特定波长。
在所绘示的实施例中，第二光滤波器124被提供在第三层40下方，并且被配置成在第二传感器126接收第二光信号150之前，对第二光信号150进行滤波，该第二光信号由第二组分70调制的第二光线145生成并且从第二反射表面36反射。在实施例中，第二光滤波器124可以是用于正在运行的测定的适当波长的带通滤波器。那些本领域普通技术人员将认识到，用于第二光滤波器124的其它配置是可能的，例如，通过将薄膜元件10以非水平配置放置，其中第二光滤波器124在侧面。
在所绘示的实施例中，第一传感器116被提供在第一层20上方，并且被配置成在第一光信号140已经由第一组分60调制并且从第一反射表面34反射的第一光线135生成之后，以及在第一光信号140穿过第一光滤波器114之后，接收第一光信号140。在实施例中，第一传感器116可以包括光电倍增管、接触图像传感器、光电二极管和图像捕获传感器矩阵中的至少一个。那些本领域普通技术人员将认识到，用于第一传感器116的其它配置是可能的，例如，通过将薄膜元件10以非水平配置放置，其中第一传感器116在侧面。
在所绘示的实施例中，第二传感器126被提供在第三层40下方，并且被配置成在第二光信号150已经由第二组分70调制并从第二反射表面36反射的第二光线145生成之后，以及在第二光信号150穿过第二光滤波器124之后，接收第二光信号150。在实施例中，第二传感器126可以包括光电倍增管、接触图像传感器、光电二极管和图像捕获传感器矩阵中的至少一个。那些本领域普通技术人员将认识到，用于第二传感器126的其它配置是可能的，例如，通过将薄膜元件10以非水平配置放置，其中第二传感器126在侧面。
装置100进一步可以包括处理器180或被放置成与处理器180通信，该处理器可以单独地或整体地控制第一组件110和第二组件120的元件，向第一组件110和第二组件120发送信号并且从其接收信号。在实施例中，处理器180可以接收由第一传感器116响应于第一传感器116感测第一光信号140而生成的第一电信号，并且可以接收由第二传感器126响应于第二传感器126感测第二光信号150而生成的第二电信号。第一电信号和第二电信号可以分别指示例如第一光信号140和第二光信号150的测量强度。
在一些实施例中，可以随时间进行多次测量以计算反应速率。在一些实施例中，这些随时间的多次测量可以包括至少早期空白读数和随后的最终读数。可以通过从最终读数中减去早期空白来计算响应。
处理器180然后可以例如通过基于第一电信号和第二电信号生成流体样品的第一组分60的浓度与第二组分70的浓度之间的比率来处理信号。在一些实施例中，如果传感器包括在成像反射计中或作为成像反射计的一部分，则图像处理可以用于获得结果。
在其它实施例中，处理器180然后可以例如通过基于第一电信号和第二电信号计算两种不同分析物或样品组分的浓度来处理信号。
其它类型的算法可以用于计算。其它算法可以包括但不限于两个测量的乘积除以常数以产生风险评分或测量选择的分析物的干扰物的量以及消除偏差的算法。
图4绘示了根据本公开的示例性实施例的使用图1至图3的装置100的薄膜元件10执行测定的方法。那些本领域普通技术人员将认识到，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，某些步骤可以从图4所示出的步骤中省略或添加到图4所示出的步骤中。
在步骤200处，将流体样品分配在薄膜元件10的第一层20上。流体样品可以是例如包括血清、血浆或全血的人或动物血液样品。流体样品可以在薄膜元件10插入到装置100之前添加到第一层20，或流体样品可以在薄膜元件10已经定位在装置100的第一组件110与第二组件120之间的情况下添加。
在步骤202处，分配在薄膜元件10的第一层20上的流体样品与第一层20的一种或多种试剂50反应以产生第一组分60和第二组分70。该反应可以在薄膜元件10插入到装置100和/或定位在装置100的第一组件110与第二组件120之间之前或之后发生。
在其它实施例中，第一组分和第二组分可能已经存在于流体样品中，并且可能不需要产生它们的反应。在一个实施例中，在不需要反应的血液样品中，第一组分可以是葡萄糖，并且第二组分可以是白蛋白。
在步骤204处，第一组分60被第一层20保留，因为第二层30对于第一组分60是不可渗透的，同时第二组分70通过第二层30迁移到第三层40，因为第二层30对于第二组分70是可渗透的。与步骤202一样，第二组分70通过第二层30到第三层40的迁移可以在薄膜元件10插入到装置100中和/或定位在装置100的第一组件110与第二组件120之间之前或之后发生。
在步骤206处，第二组分70被第三层40保留。在实施例中，第三层40可以包括一种或多种试剂80，以在第二组分70迁移通过第二层30时与第二组分70反应。例如，一种或多种试剂80可以从第二组分70中生成第三组分，其将用于调制第二光信号150。与步骤202和204一样，步骤206可以在薄膜元件10插入到装置100中和/或定位在装置100的第一组件110与第二组件120之间之前或之后发生。
在步骤208处，如果薄膜元件10还没有定位在装置100的第一组件110与第二组件120之间，则薄膜元件10可以手动或自动定位在装置100的第一组件110与第二组件120之间。在实施例中，薄膜元件10可在第一组件110与第二组件120之间沿基本上垂直于从第一组件110到第二组件120限定的垂直方向的方向移动。那些本领域普通技术人员将理解，不同的插入方向和/或配置是可能的。
在步骤210处，处理器180通过激活第一组件110和第二组件120来启动分析程序。在图4中，处理器180被示出为同时并且独立地控制第一组件110和第二组件120，但是那些本领域普通技术人员将认识到，第一组件110和第二组件120也可以被顺序地控制或与使用单个信号激活两个组件的单个控制结构一起控制。
在步骤212处，处理器180使第一光源112向第一层20投射第一光线135，而在步骤214处，处理器180使第二光源122向第三层40投射第二光线145。第一光线135和第二光线145可以是例如由一个或多个LED生成的光信号。在图3所绘示的实施例中，第一光线135和第二光线145以45°的角度投射以便于精确测量，但是那些本领域普通技术人员将认识到，如在本文中描述的其它配置也是可能的。
在其它实施例中，可以使用荧光和/或发光。
在步骤216处，当第一光线135从第二层30反射并且由第一层20保留的第一组分60调制时，生成第一光信号140，而在步骤218处，当第二光线145从第二层30反射并且由第三层40保留的第二组分70调制时，生成第二光信号150。在实施例中，第一光信号140被第二层30的第一反射表面34反射，而第二光信号150被第二层30的第二反射表面36反射。应当进一步理解，第一组分60的调制包括由第一组分生成的附加组分的调制，并且第二组分的调制包括由第二组分生成的附加组分的调制。例如，如上所解释的，第三层40所含的一种或多种试剂80可以从第二组分中生成第三组分，其然后调制第二光信号150。
在步骤220处，第一光信号140被第一光滤波器114滤波，而在步骤222处，第二光信号150被第二光滤波器124滤波。如那些本领域普通技术人员将理解的，第一光滤波器114和第二光滤波器124应各自具有用于正在运行的测定的适当波长。在实施例中，第一光滤波器114和第二光滤波器124可以由处理器180自动调节到适当波长，或由用户基于正在运行的测定手动调节。
在步骤224处，第一传感器116响应于第一传感器116在穿过第一光滤波器114之后感测第一光信号140而生成第一电信号，而在步骤226处，第二传感器126响应于第二传感器126在穿过第二光滤波器124之后感测第二光信号150而生成第二电信号。在图3所绘示的实施例中，第一光信号140和第二光信号150由第一传感器116和第二传感器126以45°的角度接收以便于精确测量，但是那些本领域普通技术人员将认识到，其它配置也是可能的。然后将第一电信号和第二电信号中继到处理器180用于进一步处理。第一电信号和第二电信号可以指示例如相应的第一光信号140和第二光信号150的测量强度，其可以指示第一组分60和第二组分70的相应的浓度。
在一些实施例中，可以使用其它类型的光输出。这些可以包括但不限于通过环形谐振器的表面等离子体共振(SPR)衍射、通过波导的输出、通过干涉仪的输出，或通过光子检测器的输出。
在步骤228处，处理器180接收来自第一传感器116的第一电信号和来自第二传感器126的第二电信号，并且使用这两个信号执行分析。在实施例中，该分析包括基于第一电信号的第一组分60的浓度与基于第二电信号的第二组分70的浓度的比较，例如，通过计算浓度之间的比率并且基于该比率的数值进行确定。
经考虑薄膜元件10和/或装置100的有利使用可以在HbA1c测定的执行中，其中作为血红蛋白的分析物的高铁血红蛋白使作为HbA1c的分析物的果糖基缬氨酸-组氨酸(fVH)的测量复杂化。使用单独的层(例如，第一层20和第三层40)来测量每种分析物具有若干优点，例如，减少的测定时间，增加的可靠性以及降低的成本。
在HbA1c测定的实例中，可以将流体样品(例如，全血)分配在第一层20上。第一层20所含的一种或多种试剂可以然后溶解红血细胞、使血红蛋白变性，并且作为蛋白质水解的结果从血红蛋白分子释放fVH(HbA1c分析物)。由于第二层30中的明胶，变性的血红蛋白分子(例如，第一组分)被第一层20保留。在这种情况下，去污剂改性高铁血红蛋白在约540nm处具有特征性的强光吸收，这允许由第一传感器116通过测量反射率进行检测。因此，由第一传感器112生成的第一电信号可以指示血液样品中血红蛋白(Hb)的浓度。
果糖基缬氨酸-组氨酸(fVH)(例如，第二组分)小到足以使其可以穿过第二层中的明胶，因此其穿过第二层30到达第三层40，在那里它被保留。在第三层40处，可以处理fVH(例如，氧化酶→H2O2→HRP→蓝色无色染料级联)，其中结果可以由第二传感器126通过测量在约670nm处的反射率来检测。然后，由第二传感器126生成的第二电信号可以指示血液样品中HbA1c的浓度。
一旦处理器180接收到第一电信号和第二电信号，处理器就可以通过计算HbA1c:Hb的比率来确定测定的结果。用这种方法确定HbA1c:Hb的比率比测量薄膜元件同一侧上的两种浓度的系统有利，例如，因为一种分析物可能干扰另一种分析物。
在其它实施例中，可以使用没有试剂的滑动件。其中，样品的组分，诸如但不限于非缀合的/缀合的胆红素，可以用于传输可以调制光信号的组分。非缀合的胆红素通常与白蛋白结合。在一些实施例中，这种非缀合的胆红素可以保留在顶层中，因为白蛋白对于第二层是不可渗透的。相反，缀合的胆红素可以通过第二层进入第三层，因为它不与白蛋白结合。然后，可以执行通过反射率的直接测量，并且处理器可以提供结果。
应当理解，对本文中所描述的目前优选的实施例的各种改变和修改对于那些本领域技术人员而言是显而易见的。在不脱离本主题的精神和范围并且不减少其预期优点的情况下，可以进行此类改变和修改。因此，此类改变和修改由所附权利要求涵盖。
除非另有指示，在说明书和权利要求中使用的表示成分的量、特性诸如分子量、反应条件等的所有数字应理解为在所有情况下被术语“约”修饰。因此，除非相反地指示，否则在以下说明书和所附权利要求中所阐述的数值参数是可以根据本公开寻求获得的期望特性而变化的近似值。至少，并且不试图将等同原则的应用限制于权利要求的范围，每个数值参数至少应按照所报告的有效数字的数量并且通过应用普通的舍入技术来解释。尽管阐述本公开的广泛范围的数值范围和参数是近似值，但在具体实例中阐述的数值尽可能精确地报告。然而，任何数值都固有地含有由在其相应的测试测量中发现的标准偏差必然造成的某些误差。
在本公开的上下文中(特别是在所附权利要求的上下文中)使用的术语“一个(a)”和“一个(an)”和“该(the)”以及类似的指示物应被解释为涵盖单数和复数，除非本文中另有指示或与上下文明显矛盾。本文中值的范围的叙述仅旨在用作单独提及属于该范围的每个单独值的速记方法。除非本文另有指示，每个单独的值被并入说明书中，如同其在本文中被单独引用一样。本文所描述的所有方法可以以任何合适的顺序执行，除非本文另有指示或与上下文明显矛盾。本文提供的任何和所有实例或示范性语言(例如，“诸如”)的使用仅旨在更好地说明本公开，并且不对本公开另外要求保护的范围造成限制。说明书中的语言不应被解释为指示对于本公开的实践而言必不可少的任何未要求保护的要素。
权利要求中使用的术语“或”用于表示“和/或”，除非明确指示仅指替代项或替代项是相互排斥的，尽管本公开支持仅指替代项和“和/或”的定义。
本文公开的本公开的可替代要素或实施例的分组不应被解释为限制。每个组成员可以单独地或以与该组的其它成员或本文中找到的其它要素的任何组合来提及和要求保护。出于方便和/或专利性的原因，预期组的一个或多个成员可以被包括在组中或从组中被删除。当任何此类包括或删除发生时，本说明书在本文中被认为含有经修改的组，因此满足所附权利要求中使用的所有马库什组的书面描述。
本文描述了本公开的优选实施例，包括发明人已知的用于实施本公开的最佳模式。当然，在阅读了前面的描述后，那些优选实施例的变化对于那些本领域普通技术人员将变得显而易见。本发明人期望那些本领域普通技术人员适当地采用此类变化，并且本发明人意图以不同于本文中具体描述的实践本公开。因此，本公开包括适用法律允许的所附权利要求中所述主题的所有修改和等同物。此外，除非本文另有指示或与上下文明显矛盾，否则以上描述的要素在其所有可能变化中的任何组合都被本公开所涵盖。
本文中公开的具体实施例可以在权利要求中使用由语言组成或基本上由语言组成来进一步限定。当在权利要求中使用时，无论是提交的还是在每次修改时添加的，过渡术语“由……组成”排除权利要求中未指定的任何要素、步骤或成分。过渡术语“基本上由…组成”将权利要求的范围限制为指定的材料或步骤以及不实质上影响基本特征和新颖特征的那些。所要求保护的本公开的实施例在本文中被固有地或明确地描述和启用。
此外，应当理解，本文中公开的本公开的实施例说明了本公开的原理。可以采用的其它修改在本公开的范围内。因此，作为实例而非限制，可以根据本文的教导利用本公开的可替代配置。因此，本公开并非被限制为如精确地所示出和所描述的。
Claims (17)
1.本发明的权利要求如下：
一种用于分析流体样品的装置，所述装置包含：
薄膜元件，其包含：
第一层，所述第一层用于处理所述流体样品以生成第一组分和第二组分，
第二层，所述第二层被配置成对于所述第一组分是不可渗透的以允许所述第一组分被所述第一层保留，并且对于所述第二组分是可渗透的以允许所述第二组分穿过所述第二层，其中所述第二层包括第一反射表面和第二反射表面，以及
第三层，所述第三层被配置成保留所述第二组分；
朝向所述第一层定位的第一传感器，其中所述第二层的所述第一反射表面被配置成通过反射由所述第一组分调制的第一光线来提供第一光信号，其中所述第一传感器被配置成接收所述第一光信号；以及
朝向所述第三层定位的第二传感器，其中所述第二层的所述第二反射表面被配置成通过反射由所述第二组分调制的第二光线来提供第二光信号，其中所述第二传感器被配置成接收所述第二光信号。
2.根据权利要求1所述的装置，其进一步包含：
朝向所述第一层定位的第一光源，其中来自所述第一光源的光线由所述第一组分调制以生成所述第一光信号；以及
朝向所述第三层定位的第二光源，其中来自所述第二光源的光线由所述第二组分调制以生成所述第二光信号。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其进一步包含：
第一光滤波器，所述第一光滤波器被配置成在所述第一光信号被所述第一传感器接收之前对所述第一光信号进行滤波；以及
第二光滤波器，所述第二光滤波器被配置成在所述第二光信号被所述第二传感器接收之前对所述第二光信号进行滤波。
4.根据权利要求1、2或3所述的装置，
其中所述第一传感器包含光电倍增管、接触图像传感器、光电二极管和图像捕获传感器矩阵中的至少一个；并且
其中所述第二传感器包含光电倍增管、接触图像传感器、光电二极管和图像捕获传感器矩阵中的至少一个。
5.根据权利要求1、2或3所述的装置，其中所述第二层包含：
明胶；以及
提供所述第二层的所述第一反射表面和所述第二反射表面的光掩蔽材料。
6.根据权利要求5所述的装置，其中所述光掩蔽材料包含TiO2。
7.根据权利要求1、2或3所述的装置，其中所述第一传感器响应于所述第一光信号而生成第一电信号，并且所述第二传感器响应于所述第二光信号而生成第二电信号。
8.根据权利要求7所述的装置，其进一步包含与所述第一传感器和所述第二传感器通信以接收所述第一电信号和所述第二电信号的处理器，
其中所述处理器被配置成基于所述第一电信号和所述第二电信号来确定所述第一组分和所述第二组分之间的比率。
9.根据权利要求1、2、3或8所述的装置，
其中所述样品包含人或动物样品；
其中所述第一层包括用于处理所述流体样品以生成所述第一组分和所述第二组分的至少一种试剂，所述至少一种试剂包含用于处理血液样品以提供Hb和衍生自HbA1c的肽的溶解剂、变性剂和蛋白酶；并且
其中所述血液样品的所述第一组分包含Hb，并且所述血液样品的所述第二组分包含所述衍生自HbA1c的肽。
10.根据权利要求1、2或3所述的装置，
其中所述第三层包含至少一种试剂，所述至少一种试剂被配置成处理所述第二组分以生成所述样品的第三组分；并且
其中所述第二光线由所述第三组分调制。
11.根据权利要求1、2或3所述的装置，其中所述薄膜元件能够在所述第一传感器与所述第二传感器之间沿基本上垂直于从所述第一传感器到所述第二传感器限定的方向的方向移动，使得在薄膜滑动件移动时，多个所述第一光信号由所述第一反射表面提供并且由所述第一传感器接收，以及多个所述第二光信号由所述第二反射表面提供并且由所述第二传感器接收。
12.根据权利要求1、2或3所述的装置，其中当所述装置被定位用于操作时，所述第一层是顶层，所述第二层是中间层，所述第三层是底层，所述第一传感器是顶部传感器，以及所述第二传感器是底部传感器。
13.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一组分包括第一分析物并且所述第二组分包括第二分析物。
14.一种分析流体样品的方法，所述方法包含：
在第一传感器与第二传感器之间沿基本上垂直于从所述第一传感器到所述第二传感器限定的垂直方向的方向移动薄膜元件，其中所述薄膜元件包含：
第一层，所述第一层用于处理所述流体样品以生成第一组分和第二组分，
第二层，所述第二层被配置成对于所述第一组分是不可渗透的以允许所述第一组分被所述第一层保留，并且对于所述第二组分是可渗透的以允许所述第二组分穿过所述第二层，其中所述第二层包含第一反射表面和第二反射表面，以及
第三层，所述第三层被配置成保留所述第二组分；
同时通过从所述第一反射表面反射由所述第一组分调制的第一光线来生成第一光信号，和通过从所述第二反射表面反射由所述第二组分调制的第二光线来生成第二光信号；以及
同时通过所述第一传感器接收所述第一光信号和通过所述第二传感器接收所述第二光信号。
15.一种用于分析流体样品的装置，所述装置包含：
薄膜元件，其包含：
第一层，所述第一层用于处理包括第一组分和第二组分的所述流体样品，
第二层，所述第二层被配置成对于所述第一组分是不可渗透的以允许所述第一组分被所述第一层保留，并且对于所述第二组分是可渗透的以允许所述第二组分穿过所述第二层，其中所述第二层包括第一反射表面和第二反射表面，以及
第三层，所述第三层被配置成保留所述第二组分；
朝向所述第一层定位的第一传感器，其中所述第二层的所述第一反射表面被配置成通过反射由所述第一组分调制的第一光线来生成第一光信号，其中所述第一传感器被配置成接收所述第一光信号；以及
朝向所述第三层定位的第二传感器，其中所述第二层的所述第二反射表面被配置成通过反射由所述第二组分调制的第二光线来生成第二光信号，其中所述第二传感器被配置成接收所述第二光信号。
16.根据权利要求15所述的装置，其中所述第一组分是δ胆红素。
17.根据权利要求15或16所述的装置，其中所述第二组分是缀合的胆红素。
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