CN101410708A - 用于探测荧光团标记了的生物组分的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用来探测液体样品中的生物组分的样品获取装置包括：用来接收液体样品的测量空腔，其中所述测量空腔具有预定的固定厚度；以及以干燥形式置于所述测量空腔内的试剂。所述试剂包括荧光团共轭分子。

Description

用于探测荧光团标记了的生物组分的装置和方法
技术领域
本发明涉及到用来对液体样品中的荧光团标记了的生物组分进行探测和计数的一种样品获取装置、方法和***。
背景技术
当分析生物样品(诸如细胞样品)时，希望能够识别样品中的不同组分，例如识别所存在的不同类型的细胞。这些不同的组分具有各自的分子结构(例如细胞表面标记)，通过这些分子结构可以区分这些组分。利用能与这些分子结构进行键合的荧光团共轭分子可以对这些生物组分进行荧光团标记。在本领域中已经有若干用来对荧光团标记了的组分(主要是细胞)进行探测和分析的技术，主要是流式细胞术(flow cytometry)和荧光显微技术。
在流式细胞术中，悬浮的荧光团标记细胞一个接一个地通过激光束前面的流动通道，可以测量几种不同波长的荧光以及前向光散射和侧向光散射。因此，可以分析几种不同荧光团的标记，以及细胞的大小和粒度。在例如US 3,826,364、US 4,248,412和US 5,047,321中给出了流式细胞术方法。
荧光显微术通常这样进行，即，用具有特殊的较短波长的电磁辐射来照射要研究的荧光样品(该样品通常被涂在显微镜载玻片上)，使所述样品中的荧光团吸收所述辐射并随后发射出具有特殊的较长波长的电磁辐射。用配有滤色镜或等价的单色仪(基本上只允许所发射的较长波长的辐射通过)的显微镜来探测所发射的辐射。
在US 4,125,828和US 2006/0017001中给出了荧光显微镜以及用来探测涂在显微镜载玻片上的荧光样品的方法。
在US 5,932,428中给出了一种化验和样品混合方法，用于由成像仪器对血液样品中的荧光染色了的目标组分进行计数。在US 5,932,428的一个方面中，全血(whole blood)与干燥的荧光团标记抗体以及两性离子清洁剂相混合，之后，将所述血液混合物引入扫描毛细管中。利用激光束对充满血液混合物的毛细管进行扫描，其中所述激光束很窄，其高斯光束束腰照射在毛细管上。因此，所述激光照射在毛细管的一个等于高斯束束腰直径乘以毛细管管腔深度的柱形区域上，并对该区域中的任何荧光物质进行激发。从该区域中发射出来的荧光由光探测器来探测。然后，所述激光照射所述毛细管的另一个区域，并对该区域的荧光也进行探测，等等。这样，对所述样品的预定体积进行扫描以探测荧光。
在US 2006/0024756中给出了对荧光团标记和磁标记了的细胞进行计数的设备、方法和算法。根据所给出的方法，对所有细胞进行荧光团标记，但只对目标细胞还进行磁标记。标记了的细胞样品被置于两个楔形磁体之间的腔或者试管内，以便选择性地将磁标记了的细胞移动到试管的观察表面处。用LED照射细胞，并用CCD相机拍摄目标细胞所发射出的荧光的图像。细胞标记可以在用于分析的腔或试管内进行，或者，在经过足够长的时间进行细胞标记后将样品传送到这个试管或腔中。所述试管的体积是已知的，并用来确定血液样品中的目标细胞的绝对浓度。然而，这就要求等到用磁的办法将所有目标细胞都移动到观察表面处之后才能对其进行探测和计数。
EP 0 422 708给出了一种用于化学测试过程的装置。该装置包括由两个平坦而平行的壁所界定的空腔，其中的一个壁上附有共价结合的抗体，而该壁或另一个壁上附有干燥的但不是共价结合的荧光团标记了的抗体。其目的在于，使用该装置对可以与所述共价结合的抗体和标记了的抗体都能键合的抗原进行夹心法分析(sandwich assay)。含有待分析抗原的液体样品通过毛细管力吸入所述装置中，溶解掉所述标记了的抗体。所述抗原被所述固定的抗体所束缚，而标记了的抗体也与所述抗原进行键合，由此，荧光团标记了的抗体就被浓缩在附有共价结合抗体的那一个壁上。这个壁由玻璃或其它透光材料制成，并能够像光纤或波导那样导光。通过测量所述壁的边缘处的光强(即，从所述壁上存在的荧光抗体所发射出来的由所述壁进行传导的光)，可以探测所述液体样品中抗原的存在。
发明内容
本发明的一个目标是，提供一种简单的分析方法，用来探测液体样品中的荧光团标记了的(fluorophore labeled)生物组分。根据本发明的一个方面，本发明的目标是提供一种简单的分析方法，用来对液体样品中的荧光团标记了的生物组分进行计数。本发明的另一个目标是，提供一种快速分析方法，而不需要复杂的设备或大量的样品制备。
这些目标部分地或全部地由独立权利要求所述的样品获取装置、方法和***来实现。优选实施例由附属权利要求给出。
根据一个方面，本发明涉及到一种用来探测液体样品中的生物组分的样品获取装置，所述样品获取装置包括用来接收液体样品的测量空腔，其中所述测量空腔具有预定的固定厚度。所述样品获取装置还包括以干燥形式置于所述测量空腔内的试剂，所述试剂包括荧光团共轭分子。
根据另一个方面，本发明涉及到一种用来探测液体样品中的荧光团标记了的生物组分的方法。所述方法包括将包含荧光团共轭分子的试剂与液体样品混合，使得所述荧光团共轭分子(fluorophore conjugated molecule)与所述液体样品中的生物组分的特定分子结构进行键合；将所述液体样品引入样品获取装置的测量空腔内，所述测量空腔具有预定的固定厚度；用波长与其中的荧光团(fluorophore)的激发波长相对应的电磁辐射来照射所述测量空腔中的所述样品的某个区域；以及在所述测量空腔的整个厚度上探测荧光团标记了的生物组分，所述探测过程包括获取所述测量空腔中的受照射区域的数字图像。
所述样品获取装置能够直接将全血样品引入所述测量空腔并进行分析。不需要进行样品制备。事实上，血液样品可以直接从病人刺破的手指中吸入所述测量空腔。在所述样品获取装置中置入试剂使得在所述样品获取装置中产生反应，从而使样品可以用于分析。当血液样品与所述试剂相接触时，所述反应便开始。因此，不需要手工制备样品，这就使所述分析特别适合于当病人等待时直接在诊室内进行。
由于所述试剂是以干燥的形式存在的，所以，对所述样品获取装置可以进行运输和长时间存储，而不会影响样品获取装置的可用性。因此，所述带有试剂的样品获取装置可以在进行血液样品分析之前很久就制备完成。
因此，本发明所述的样品获取装置可以容易而又可重复地由甚至是没受过训练的人来使用，不需要在一个规范标准的实验室环境中来使用，因为所述样品获取装置可以做成随时可用的工具包，其中所述样品获取装置的样品入口只需要被移动到与样品进行接触就可以使样品能够被分析。
此外，所述测量空腔的固定厚度可以用来确定液体样品的单位体积内的生物组分的数目。由于所述方法用来在所述测量空腔的整个厚度上探测荧光团标记了的生物组分，所以可以很快地对液体样品进行分析。不需要等待感兴趣的生物组分在测量空腔内安定或者被牵引到观察表面上。
所述液体样品中的生物组分可以是例如真核细胞，诸如哺乳动物的细胞(例如，白细胞和血小板)、细菌、病毒、大分子(诸如DNA)。
所述液体样品可以是例如体液(诸如未稀释的全血、尿液或者脊髓液)，或者是细胞培养液(诸如哺乳动物细胞培养液或细菌培养液)。所述液体样品可以是一种未稀释的生物液，这种生物液没经过任何预处理。生物样品的预处理，诸如稀释、离心过滤、以及溶解，在涉及对被分析体积中的目标细胞计数时会导致较低的精度。预处理步骤越多，计数的精度就越低。由于在将样品引入所述随时可用的样品获取装置之前不使用任何预处理，因此所述方法被进一步简化了。
因此，可以探测例如血液样品中的某种特定细胞类型的存在或数量。
所述样品获取装置包括主体部分，该主体部分具有两个平坦的面，这两个平坦的面构成了所述测量空腔。所述平坦的面设置为彼此相距一个预定的距离，这个距离确定了用于光学测量的样品厚度。这意味着，所述样品获取装置为所述光学测量提供了精确限定的厚度，这可以用于精确地确定所述液体样品单位体积中的荧光团标记了的生物组分的数目。被分析的液体样品的体积由所述测量空腔的厚度和样品成像区域来精确确定。因此，精确确定的体积可以使荧光团标记了的生物组分的数目与样品体积相关联，从而可以确定荧光团标记了的生物组分的在一定体积内的计数。
所述测量空腔优选具有50-170微米的均匀厚度。厚度至少为50微米意味着，所述测量空腔不会使液体样品(诸如细胞样品)展成一个单层，从而使液体样品在小的横截面上能有较大的体积用于分析。因此，可以利用细胞样品的相对较小的图像来分析体积足够大的液体样品，以便给出荧光团标记了的生物组分的可靠的计数值。所述厚度更优选为至少100微米，这个厚度允许用甚至更小的横截面积进行分析或者对更大的样品体积进行分析。此外，厚度至少为50微米以及厚度优选为大于100微米也能够简化在两个平坦面之间有精确确定的厚度的测量空腔的制造。
对于被置于厚度不大于170微米的空腔中的大多数样品(例如血液样品)，荧光团标记了的生物组分(诸如血液样品中的细胞)的数目很少，从而只有很小的由于组分彼此重叠而导致的偏差。然而，这种偏差效应会与荧光团标记了的生物组分的计数相关，因此，至少在某种程度上，至少对于荧光团标记生物组分的很大的计数值，可以通过对结果进行统计校正来处理这种偏差。这种统计校正可以基于对测量设备的校准。对于厚度不大于150微米的测量空腔，这种偏差将会更小，由此，可以使用更简单的校准方法。这个厚度甚至不需要对重叠的生物组分进行任何校准。
此外，测量空腔的所述厚度足够小，以使测量设备能够获得数字图像，使得能同时对测量空腔的整个厚度进行分析。如果在测量设备中使用放大***，那么，获得大的景深就不简单了。所以，所述测量空腔的厚度优选不要超过150微米，以便在数字图像中同时对整个厚度进行分析。所述景深可被设置来处理170微米的测量空腔厚度。
获取数字图像时的景深至少与所述测量空腔的厚度相对应。这意味着，在整个样品厚度上可以获得充分的聚焦，使得可以在样品的数字图像中同时分析测量空腔的整个厚度。因此，不需要等待例如细胞在测量空腔内安定下来，由此减小了进行分析所需要的时间。通过选择不在样品的某个特殊部分进行仔细的聚焦，由此可以在整个样品厚度上获得足够的聚焦使得能够辨认样品中荧光团标记了的生物组分的数目。这意味着，荧光组分在某种程度上可以是模糊的，但仍然可以被认为是在景深范围内被聚焦。
测量空腔具有固定厚度使得能对精确确定体积的样品进行分析。具体说，对测量空腔的一个区域进行成像，以便对某个确定体积内的样品进行分析，由此可以获得样品中生物组分的单位体积计数。测量空腔的被成像区域和厚度给出了样品的某个确定体积。通过对这个固定体积内的标记了的生物组分进行计数，可以很容易获得样品内生物组分的单位体积计数。通过分析这个体积内的样品的数字图像可以获得所述单位体积计数。因此，不需要像流式细胞术中那样使样品在分析仪前通过，就可以获得单位体积计数。
所述样品获取装置中可以提供有试剂，所述试剂溶于挥发性液体中后被施加在表面上，所述挥发性液体挥发后留下干燥的所述试剂。
已经认识到，所述试剂先溶于挥发性液体中，然后再***所述测量空腔中，这是有利的。这意味着，在制备所述样品获取装置期间，所述液体可以有效地从所述测量空腔的狭窄空间中蒸发掉。
所述试剂优选溶于有机溶剂中，更优选的是溶于甲醇中。这些溶剂是挥发性的，可以适用于使所述试剂干燥后留在所述测量空腔的表面上。
本发明中的所述试剂(包括其所有的组分)优选在待分析的液体样品中可溶解或者可悬浮，优选能在整个分析过程中都留在溶液/悬浮液中。如上所述，由于所述方法被安排来在测量空腔的整个厚度上探测荧光团标记了的生物组分，所以不需要将感兴趣的生物组分牵引或固定到某个观察表面上，也不需要对所述试剂或该试剂的任何组分进行固定或以任何其他方式避免溶解/悬浮。相反，使用一种可溶解/可悬浮的试剂(优选是一种容易溶解/悬浮的试剂)便于所述试剂与所述液体样品进行混合，并能加速所述试剂与含有待测量的生物组分的液体样品之间的反应。
本发明中的所述试剂包括荧光团共轭分子。荧光团(或者荧光染料)在这里被定义为分子的某个基团(moiety)，该基团能够使所述分子发射荧光。如果一个分子在某个波长的辐射照射下能够发射出波长不同的特定波长的电磁辐射，那么该分子就是荧光分子。
常用的荧光团(或者荧光染料)包括，例如，异硫氰酸荧光素(fluorescein isothiocyanate，FITC)、藻红蛋白(phycoerythrin，PE)、多甲藻叶绿素蛋白(peridinin chlorophyll protein，PerCP)、别藻蓝蛋白(allophyccocyanin，APC)以及花色素-5.5(cyanin-5.5，Cy5.5)。
荧光团共轭分子优选设置成用来与生物组分的特定分子结构进行键合。这种分子的例子包括但不限于配位体、受体、抗原、抗体和抗体片段。抗体片段的例子有抗原结合片段(fragment antigen binding，Fab)和单链可变片段(single chain fragment variable，scFv)。优选使用抗体和抗体片段，因为它们相对容易获得，并且对所有种类的分子结构都有亲和性，同时使它们与不同种类的荧光团进行共轭结合的许多设计都是已知的。
所述分子结构可以是生物组分的任何特定的分子结构，例如，细胞表面标记(诸如CD4或CD8)或者细胞内结构(诸如DNA)。细胞表面标记在这里被定义为细胞(能够从该细胞外部进入该细胞)的质膜上的任何分子特征，诸如抗原或抗原决定部位(epitope)。这意味着，可以探测任何种类的细胞以用于各种目的，例如对CD4+细胞进行探测和计数以便对HIV感染进行监视。
荧光团共轭分子的量优选为使其有足够的量与生物组分进行键合。为了确保基本上所有的目标生物分子在合适的时间内被荧光团共轭分子充分标记，需要荧光团共轭分子有余量。但是，在混合样品中就会仍然存在未键合的荧光团共轭分子，希望这些未键合分子的浓度被保持为足够地低，以便在分析样品时背景荧光很少。因此，荧光团共轭分子的余量不应太大。键合与未键合的荧光团共轭分子之比依赖于荧光团共轭分子与生物组分之间的亲和性、以及所留出的将荧光团共轭分子与生物组分混合的时间。
所述的样品获取装置还包括样品入口，该样品入口使所述测量空腔能够与所述样品获取装置的外部相通，所述入口用来获取液体样品。所述样品入口被设置成通过毛细管力吸取液体样品，而所述测量空腔则进一步将所述液体从所述入口吸入空腔。于是，只需移动样品入口以与所述液体相接触，就能很容易地将所述液体样品引入所述测量空腔中。然后，样品入口和测量空腔中的毛细管力将确定量的液体引所述测量空腔中。或者，可以在所述样品获取装置上施加一个外部抽吸力，由此将所述液体样品吸入或牵引入所述测量空腔中。根据另一个可选方案，可以先将所述液体样品吸入吸管，然后再用该吸管将所述液体样品引入所述测量空腔中。
所述样品获取装置是可丢弃的，即，它只被设置为只使用一次。所述样品获取装置提供了一种对荧光团标记了的生物组分进行计数的工具，因为所述样品获取装置能够接收液体样品并装有对样品进行计数所需要的所有试剂。由于所述样品获取装置只使用一次，并且在制造时不需要考虑清洗样品获取装置并重新施加试剂的可能性，所以，就尤其能够提供这样一种工具。而且，所述样品获取装置可以用塑料材料来铸造，因此制造成本很低。所以，使用一次性样品获取装置的性价比较高。
根据液体样品中的荧光团标记了的生物组分的探测方法的一个实施例，所述样品获取装置包括以干燥的形式置于所述测量空腔内的试剂，其中，所述试剂包括荧光团共轭分子。然后，将所述液体样品引入所述测量空腔与所述试剂相接触，从而实现混合。这意味着，不需要进行样品制备。当血液样品与所述试剂相接触时，反应就开始了。因此，不需要人工制备样品，这就使所述分析过程特别适合于在病人等待期间在诊所内直接进行。
然而，根据另一个实施例，在将所述液体样品引入所述测量空腔中之前，可以先将试剂与液体样品进行混合。根据再一个实施例，至少以两步来进行混合，其中，第一步在样品被引入所述测量空腔之前进行，而第二步在所述测量空腔中进行。这意味着，样品制备至少部分地在所述样品获取装置之外进行。然而，使用具有固定厚度测量空腔的样品获取装置的好处仍然存在。因此，所述方法提供了一种确定液体样品中单位体积中的生物组分计数的可能性。此外，不需要等待感兴趣的生物组分在测量空腔内安定下来或者被牵引到观察表面处。
至于对待研究样品的照射，优选所使用的照射源不会让波长与样品中的荧光团所发射出的波长相等或相近的辐射到达样品，因为这样会干扰对所发射出的辐射进行探测。为了获得这种波长受限的辐射，优选使用带有滤色镜的辐射源。或者，使用能发射出可以由荧光团吸收的特定波长辐射的激光。也可以使用棱镜或光栅以便从辐射源只将某些波长的辐射导向样品。该辐射优选采用发光二极管(LED)，但可以使用任何辐射源，如激光器或普通灯泡。优选LED是因为它相对便宜而可靠。
对荧光团标记了的生物组分的探测优选包括获取测量空腔内的受照射样品的数字图像，其中，显示出具有荧光团的生物组分作为荧光点被区分，所述荧光点所发射出的电磁辐射波长对应着荧光团的发射波长。使用荧光显微镜中的CCD相机可以方便地获得所述数字图像，可以方便地通过滤色镜来调整所述显微镜，以便基本上只允许荧光团所发射出来的电磁辐射到达所述相机。
对荧光团标记了的生物组分的探测优选还包括对所述数字图像进行数字分析，以便识别样品中携带荧光团的生物组分并确定携带荧光团的生物组分的数目。这意味着，通过基于计算机的图像分析，可以很容易地对生物组分进行探测和/或计数。因此，可以获得可靠而且可重复的结果。
所述液体样品优选由毛细管力经毛细管样品入口引入所述样品获取装置的测量空腔中。
可以使用3-50倍(更优选的是3-10倍)的放大率来获取所述数字图像。在这个放大率范围内，本发明所关注的大多数生物组分(诸如哺乳动物的细胞)都能被充分放大以便被探测到，同时景深可以覆盖所述样品厚度。放大率低意味着可以获得大的景深。然而，如果采用低放大率，就很难探测到生物组分。增加所获图像中的像素数，就是说提高数字图像的分辨率，就可以使用较低的放大率。这样，就可以使用3-4倍的放大率，而还能够探测到所述生物组分(诸如哺乳动物的细胞)。
所述分析过程包括，在数字图像中识别具有特定波长的电磁辐射的高发射区，其中所述特定波长与对生物组分进行标记的荧光团的发射波长相对应。所述分析过程还包括，在数字图像中识别由特定的电磁辐射所导致的亮斑。由于荧光团共轭分子会聚集在目标生物组分的周围，所以，特定荧光的发射会在分离开的各个点处有峰值。这些点将在数字图像中形成亮斑，而与目标生物组分相对应的这些亮斑能够被探测到。
所述分析过程还包括，对所获取的数字图像进行电子放大。在对样品进行放大以获取样品的放大了的数字图像的同时，对所获数字图像自身可以进行电子放大以便于在所获数字图像上区分彼此非常靠近的成像物体。
如果在所述试剂中包含两种或多种不同的荧光团共轭分子，其中这些荧光团共轭分子分别与不同的荧光团共轭，分别发射不同波长的电磁辐射，并且用来分别与不同的分子结构键合，那么，可以获得所述样品的每种辐射波长的图像。然后这些图像可以被叠加起来，由此，分析结果会表明，一些生物组分显示出一种分子结构，另一些生物组分显示出另一种分子结构，而还有一些生物组分则显示出两者。如果使用多于两种不同的荧光团共轭分子，那么推理是类似的。
在另一个实施例中，本发明涉及到一种对液体样品中的荧光团标记了的生物组分进行计数的***，所述***包括上述的样品获取装置；以及测量设备，所述测量设备包括样品获取装置支架、光源、成像***，以及图像分析仪，其中，所述样品获取装置支架用来安置所述样品获取装置，而所述样品获取装置的测量空腔中含有液体样品；所述光源用具有预定波长的电磁辐射来照射所述液体样品；所述成像***包括数字图像获取装置，用来获取所述测量空腔中的受照射样品的数字图像，其中，通过对电磁波长进行选择成像，可以在所述数字图像中区分出荧光团共轭生物组分；所述图像分析仪用来分析所获取的数字图像，以识别所述液体样品中的荧光团共轭生物组分并确定其数目。
所述测量设备可以利用上述样品获取装置的特性来对被直接引入所述测量空腔中的液体样品进行分析。所述测量设备可以对所述样品的特定空间区域进行成像，以便对所述样品中的生物组分进行计数。
附图说明
下面将参考附图通过例子来进一步详细描述本发明。
图1是根据本发明的一个实施例所述的样品获取装置的示意图；
图2是根据本发明的另一个实施例所述的样品获取装置的示意图；
图3是根据本发明的一个实施例所述的测量***的示意图；
图4是根据本发明的一个实施例所述的方法的流程图。
具体实施方式
下面参考图1描述根据本发明的一个实施例所述的样品获取装置10。样品获取装置10是一次性的，在用来分析之后就可以扔掉。这意味着，样品获取装置10不需要复杂的处理。样品获取装置10由塑料制成，通过注塑成型来制造。这就使样品获取装置10的制造简单而便宜，由此可以减小样品获取装置10的成本。
样品获取装置10包括主体部分12，该主体部分上有基座14，操作人员可以接触所述主体部分而不会对分析结果有任何影响。基座14上有凸出部分16，用来安装在分析设备中的支架上。凸出部分16的安排可以使样品获取装置10正确地固定在分析设备上。
样品获取装置10还包括样品入口18。样品入口18由样品获取装置10内的相对的壁来界定，所述相对的壁设置成彼此之间非常靠近，以至于在样品入口18内会产生毛细管力。样品入口18与样品获取装置10的外部相通，能使血液被吸入样品获取装置10中。样品获取装置10还包括用来对荧光团标记了的生物组分(诸如细胞)进行计数的腔，该腔的形式是设置于样品获取装置10内部的相对的壁之间的测量空腔20。测量空腔20与样品入口18相通。界定测量空腔20的各壁设置为比界定样品入口18的各壁相互之间靠得更近，从而毛细管力可以将血液从样品入口18吸入测量空腔20内。
测量空腔20的壁之间的距离设置为140微米。这个距离在整个测量空腔20上都是均匀的。测量空腔20的厚度确定了待检测血液的体积。由于分析结果要与待检测血液样品的体积进行比较，所以，测量空腔20的厚度需要非常精确，即，测量空腔20内的厚度变化以及不同样品获取装置10的测量空腔20之间的厚度变化要非常小。所述厚度足以在所述空腔的一个小区域内提供一个较大的样品空间进行分析。理论上，所述厚度允许细胞在测量空腔20内彼此相叠。然而，样品(诸如血液样品)内的细胞数是非常少的，以至于这种情况出现的概率是非常低的。
样品获取装置10用来测量超过每升血液0.5×109个细胞的荧光团标记了的细胞数。当细胞数低于这个数目时，样品体积就太小了，以至于不能给出在统计上有意义的量的要计数的细胞。此外，当荧光团标记了的细胞数超过了每升血液12×109个细胞时，在所测量的细胞数中细胞彼此重叠的效应开始变得显著。当荧光团标记了的细胞数为这个值时，如果测量空腔的厚度为140微米，那么标记了的细胞就占有约8％的受照射的样品横截面。因此，为了获得荧光团标记了的细胞的正确数目，需要考虑这个效应。所以，需要对每升血液超过12×109个标记了的细胞的标记的细胞计数值进行统计校正。荧光团标记了的细胞数越多，这个统计校正越要加强，因为标记的细胞的重叠效应随着细胞计数的增加而增强。所述统计校正可以由测量设备的校准措施来确定。或者，可以在一般层次上确定所述统计校正，用以设置与样品获取装置10连用的测量设备。可以预期，样品获取装置10可以分析的荧光团标记细胞数能够多达每升血液50×109个标记的细胞。
根据另一个实施例，对荧光团标记了的生物组分的探测可以用来确定样品中是否有某种特定的生物组分。在这个实施例中，不需要测量含量，因此，在样品中甚至组分含量非常少也能探测出某种生物组分的存在。
在测量空腔20的一个壁的表面上至少部分地覆盖有试剂22。试剂22可以经过冷冻干燥、加热干燥或真空干燥并施加在测量空腔20的表面上。当样品进入测量空腔20时，该样品将与所述干燥的试剂22相接触并在试剂22和样品组分之间开始键合反应。
使用吸液管或分配器将试剂22送入测量空腔22中。在将试剂22送入测量空腔20时将试剂22溶解在甲醇中。将溶剂连同试剂22填充进测量空腔20中。然后进行干燥，使溶剂蒸发，从而使试剂22附着在测量空腔20的表面上。
由于要对试剂进行干燥使其附着在狭小空间的表面上，所以液体与周围空气的接触面积非常小，从而使液体的蒸发会变得很困难。因此，采用挥发性液体(诸如甲醇)是有利的，它能使液体从测量空腔的狭小空间中有效地蒸发掉。
根据另一种制造方法，将两个部分附着在一起，使一个部分形成测量空腔20的底壁而另一个部分形成测量空腔20的顶壁，从而形成样品获取装置10。这样，在将两个部分附着在一起之前，就能使试剂22在敞开的表面上进行干燥并附着在其上。因此，试剂22可以溶解在水里，因为溶剂不需要是挥发性的。
试剂22包括一种或多种荧光团共轭抗体。所述抗体用来与目标生物组分(诸如细胞)的某种特定的特征分子结构相键合。所述结构可以是细胞的表面标记，诸如CD4或CD8。当血液样品与试剂22相接触时，所述抗体将会与目标血细胞的特定分子结构进行键合，从而聚集在细胞上。试剂22优选应该含有足够量的抗体，以清楚地标记目标细胞的基本上覆盖整个细胞的各个部分。这意味着，基本上整个标记了的细胞都能发出荧光，因此可以很容易地在样品的数字图像中被探测到。另外，通常也有多余的荧光团共轭抗体混合在血浆中。这些多余的抗体将在血浆中发出均匀的、低背景水平的荧光。在目标细胞上聚集的抗体将在这个荧光背景上清晰可辨。
试剂22也可以包含其他成分，这些成分可以是活性的，即与例如血液样品中的细胞进行化学键合，也可以是非活性的，即不参加键合。所述活性成分可以用来例如促进抗体与其各自的目标分子结构进行键合。所述非活性成分可以用来例如提高试剂22与测量空腔20的壁的表面的附着性。
在几分钟之内，血液样品就与试剂22完成反应，从而荧光团标记了的抗体就与目标细胞进行了键合。
下面将参考图2描述所述样品获取装置的另一个实施例。样品获取装置110包括一个腔120，该腔构成了所述测量空腔。样品获取装置110有一个通向腔120的入口118，用来将血液送入腔120中。腔120通过吸管121与泵(未示出)相连。所述泵通过吸管在腔120内产生吸力，使样品通过入口118被吸入到腔120中。在进行测量前可以将样品获取装置110与泵断开。就像第一个实施例所述的样品获取装置10的测量空腔20那样，该腔120具有精确的厚度，这个厚度确定了待检查样品的厚度。此外，试剂122被施加在腔120的壁上，用来与样品进行反应。
下面参考图3来描述对荧光团标记了的生物组分的探测和计数***。***30包括样品架32，用来安放含有血液样品的样品获取装置10。样品架32设置为用来安放样品获取装置10，使样品获取装置10中的测量空腔20被正确地置于***30内。***30包括光源34，用来照射样品获取装置10内的样品。光源34可以是LED，该LED连同滤色镜一起发射出与样品中所用的荧光团的激发波长相对应的光48。应该对所述波长进行进一步选择，使得样品中荧光团标记组分之外的其它荧光化合物的吸收相对较小。此外，样品获取装置10的壁对所述波长应该基本上是透明的。在通过所述滤色镜之后，所述光经二色镜35被导向样品。在样品中的标记了的生物组分(诸如细胞)的周围(或内部)所聚集的荧光团将吸收这种具有特定波长的光48，并发射出某种特定的更长波长的光50。所发射的更长波长的光50能够通过所述二色镜并到达成像***36，使得所述组分以亮区或亮斑的形式出现在样品的数字图像中。如果获得的是彩色图像，那么标记了的细胞将作为特定色斑而出现。如果获得的是黑白图像，那么标记了的细胞将作为较暗背景上的亮斑而出现。
光源34也可以是与滤色镜连用的白炽光，或者是激光。
或者，可以将光48以一个角度直接导向样品，而不需要使用二色镜。
***30还包括设置于样品架32之上的成像***36。因此，成像***36用来接收血液样品所发射出的辐射50。成像***36可以包括光学放大***38和图像获取装置40。为了防止不是从样品中的荧光团所发射出来的光进入图像获取装置40中，可以使用滤色镜。放大***38设置为提供提供3到50倍的放大率，更优选的是3到100倍的放大率，最优选的是3到4倍。在这个放大率范围内，可以区分标记了的细胞。可以以高分辨率来获取图像以便能使用较低的放大率。此外，放大***38的景深可以设置为至少对应着测量空腔20的厚度。
放大***38包括物镜或物镜***42(其设置为靠近样品架32)以及目镜或目镜***44(其设置为离物镜42有一段距离)。物镜42对样品进行第一次放大，而目镜44进行进一步的放大。物镜42可以设置于二色镜35和样品架32之间。放大***38还可以包括其它透镜以便对样品进行合适的放大以及成像。放大***38的配置使得当被置于样品架32上时测量空腔20中的样品能够被聚焦在图像获取装置40的图像平面上。
图像获取装置40被设置为用来获取样品的数字图像。图像获取装置40可以是任何类型的数字相机，诸如CCD相机。所述数字相机的像素大小限制了成像***36，使得图像平面上的弥散圆(circle of confusion)在景深范围内不可以超过像素大小。然而，即使标记了的细胞在某种程度上模糊了，它们也仍然能被探测到，所以，在景深范围内考虑弥散圆时，可以允许弥散圆超过像素的大小。数字相机40获取测量空腔20内的样品的数字图像，其中，整个样品厚度能被充分地聚焦在数字图像上，以便对标记了的血细胞进行计数。成像***36将界定测量空腔20的一个区域，该区域将被成像在数字图像上。所述被成像的区域连同测量空腔20的厚度界定了被成像样品的体积。配置成像***36以适合对样品获取装置10中的血液样品进行成像。不需要改变成像***36的配置。成像***36优选被置于箱体内，使其配置不会发生偶然的变化。
或者，***30可以包括多于一个的成像***36，由此，所发射的不同波长的荧光可以被导向各个不同的成像***。使用例如一个或多个二色镜或光栅可以实现将不同波长的光导入不同的成像***36中。
另外，可以使用多个光源34，由此，可以同时或依次用几束不同的特定波长的光来照射样品。通过使用多个LED并为每个LED配备至少一个滤色镜，可以实现这一点。可以将***30中所使用的所有滤色镜方便地排列在轮子上(在轮子上可以排列上所有最常用的滤色镜)，使得某个特定探测所需要的特定滤色镜可以很容易地被置于工作位置上。如果滤色镜用于激发光，那么，当滤色镜在LED的光到达样品之前与其相交时，该滤色镜就处于工作位置，或者，如果滤色镜用于发射光，那么，当滤色镜在样品的荧光到达图像获取装置40之前与其相交时，该滤色镜就处于工作位置。
***30还包括图像分析仪46。图像分析仪46与数字相机相连，用来接收数字相机40所获得的数字图像。图像分析仪46设置为用来在数字图像中识别与标记了的细胞相对应的图形，从而对数字图像中所出现的标记了的细胞进行计数。因此，图像分析仪46可以用来识别较暗背景上的亮斑。图像分析仪46可以设置为在分析数字图像之前首先对数字图像进行电子放大。这意味着，图像分析仪46可以更容易地区分彼此靠近地成像的标记了的细胞，虽然数字图像的电子放大会使数字图像有一些模糊。
通过将在数字图像中所识别出的标记了的血细胞的数目除以血液样品的体积，图像分析仪46可以计算出单位体积血液中的标记了的血细胞数，其中血液样品的体积已经如前述那样确定好了。可以将单位体积的标记了的血细胞计数呈现在设备30的显示屏上。
图像分析仪46可以是一个处理单元，该单元包含进行图像分析的代码。
下面将参考图4描述荧光团标记了的生物组分的方法。下面将参考标记了的淋巴T细胞的探测和计数方法来具体描述所述方法。然而，本领域技术人员会认识到，可以对所述方法进行修改以便对其它生物组分进行探测和计数。需要使用对感兴趣的生物组分进行标记的合适的试剂，照射和探测需要适合所选荧光团的激发和发射波长，这些都是本领域技术人员所理解的。
对淋巴T细胞的探测和计数方法包括，在具有140微米固定厚度的样品获取装置中装上血液样品(步骤102)。在样品获取装置中装上人的全血(human whole blood)未稀释样品。所述样品可以从毛细血管血或静脉血中获取。可以直接从病人刺破的手指中将毛细血管血的样品吸入测量空腔内。血液样品在样品获取装置内与试剂22相接触，进行键合反应。所述试剂包括一种Fitc标记的抗CD4抗体和一种APC标记的抗CD8抗体。在几分钟之内，血液样品将与试剂22完成反应，使得所述荧光团标记了的抗体分别与血液样品中的辅助性T淋巴细胞的CD4标记以及杀伤性T淋巴细胞的CD8标记相键合，于是就可以对样品进行分析了。将样品获取装置置于分析设备中(步骤104)。通过按下分析设备的按钮开始进行分析。或者，在所述设备探测到样品获取装置存在时所述分析过程自动开始。
使用LED作光源和设置为只能透过约450nm的光的滤色镜来照射样品(步骤106)。所透过的光以与样品获取装置的上表面成一个很小的角度被直接导向诉述样品。LED的光被对CD4+淋巴细胞进行标记的Fitc荧光团吸收，由此，Fitc发射出约500nm的光。使用CCD相机来获取荧光样品的图像，不进行任何光学放大(步骤108)。所述相机与滤色镜连用，该滤色镜设置为只允许约500nm波长的光进入所述相机。这意味着，数字图像上标记了的辅助性T细胞所在的位置处呈现亮斑或亮区。
然后，以与上述同样的方式再用LED照射样品，此次采用的滤色镜只允许约590nm的光通过以照射样品，从而激发对CD8+杀伤性T细胞进行标记的APC荧光团。与对Fitc标记了的细胞的探测类似，采用只允许约640nm的光通过以进入CCD相机的滤色镜，由此，可以获得第二个数字图像，这一次，在样品中所含的标记了的杀伤性T细胞所在的位置处呈现亮斑或亮区。
所获得的数字图像被传送到图像分析仪进行电子放大图像分析(步骤110)，以便对各个数字图像中的亮斑数进行计数。因此，图像分析仪能够分别确定血液样品中辅助性T细胞和杀伤性T细胞的浓度。图像分析仪也能够将两个图像叠加起来，以便判断是否有任何与预期相反的既含有CD4又含有CD8的细胞。
或者，液体样品(在这里的情形中为全血)可以在样品获取装置10之外与试剂22(抗体)进行反应或部分反应，之后，将反应了的或部分反应了的样品置于样品获取装置10中。
在一个实施例中，试剂22包含荧光团标记了的二级抗体，该二级抗体与某种初级抗体有亲和性，该二级抗体以干燥的形式被置于样品获取装置10的测量空腔20中。首先，在样品获取装置10的外部用所述一级抗体处理所述液体样品，所述一级抗体与样品中的目标生物组分的特定的预定分子结构进行键合。然后，结合了所述一级抗体的样品被引入含有所述二级抗体的样品获取装置10中。因此，所述二级抗体就与所述样品进行混合，并与所述一级抗体相键合，这样，两种抗体就依次与目标生物组分相键合，由此通过荧光团对目标生物组分进行标记。这个实施例意味着，可以使用干燥的荧光团共轭抗体来标记许多不同种类的生物组分，只要事先用与其有亲和性的一级抗体预处理这些组分即可。因此，样品的预处理使得样品获取装置10能够用于许多不同的场合，而不需要使样品获取装置10只用于探测一种生物组分。
应该强调的是，这里所描述的优选实施例绝不是限制性的，在由附属权利要求书所确定的保护范围内，许多其它实施例也是可行的。

Claims (28)

1.一种用来探测液体样品中的生物组分的样品获取装置，所述样品获取装置包括：
用来接收液体样品的测量空腔，所述测量空腔具有预定的固定厚度，以及
以干燥形式置于所述测量空腔内的试剂，所述试剂包括荧光团共轭分子。
2.根据权利要求1所述的样品获取装置，其中，所述荧光团共轭分子被设置来与某种生物组分的特定分子结构进行键合。
3.根据权利要求1或2所述的样品获取装置，其中，所述样品获取装置包括主体部分，该主体部分具有两个平坦的面，这两个平坦的面限定了所述测量空腔。
4.根据权利要求3所述的样品获取装置，其中，所述平坦的面被设置为彼此相距预定的距离，这个距离确定了用于光学测量的样品厚度。
5.根据前述权利要求中的任何一个权利要求所述的样品获取装置，其中，所述测量空腔具有50-170微米的均匀厚度。
6.根据权利要求5所述的样品获取装置，其中，所述测量空腔具有至少100微米的均匀厚度。
7.根据权利要求5或6所述的样品获取装置，其中，所述测量空腔具有不大于150微米的均匀厚度。
8.根据前述权利要求中的任何一个权利要求所述的样品获取装置，其中，所述测量空腔的一个区域用来成像，以便对体积确定的所述样品进行分析，由此获得所述样品中的某种生物组分的单位体积的计数。
9.根据前述权利要求中的任何一个权利要求所述的样品获取装置，还包括样品入口，该样品入口使所述测量空腔与所述样品获取装置的外部相通，所述入口被设置为用来获取液体样品。
10.根据权利要求9所述的样品获取装置，其中，所述入口被设置为用来通过毛细管力来获取液体样品。
11.根据前述权利要求中的任何一个权利要求所述的样品获取装置，其中，所述试剂被溶于挥发性液体中后，所述挥发性液体蒸发后留下干燥的所述试剂，从而使所述试剂施加到所述表面上。
12.根据前述权利要求中的任何一个权利要求所述的样品获取装置，其中，所述荧光团共轭分子为抗体或抗体片段。
13.根据前述权利要求中的任何一个权利要求所述的样品获取装置，其中，所述样品获取装置是一次性的。
14.根据权利要求1所述的样品获取装置，其中，所述试剂在所述液体样品中是可溶解的以及/或者是可悬浮的。
15.一种探测液体样品中的荧光团标记了的生物组分的方法，所述方法包括：
将包含荧光团共轭分子的试剂与液体样品混合，使得所述荧光团共轭分子与所述液体样品中的某种生物组分的特定分子结构进行键合；
将所述液体样品引入样品获取装置的测量空腔内，所述测量空腔具有预定的固定厚度；
用波长与所述荧光团的激发波长相对应的电磁辐射来照射所述测量空腔中的所述样品的某个区域；以及
在所述测量空腔的整个厚度上探测荧光团标记了的生物组分，所述探测包括获取所述测量空腔中的受照射区域的数字图像。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述样品获取装置包含试剂，所述试剂以干燥形式置于所述测量空腔内，所述试剂包括荧光团共轭分子，以及其中，通过将所述液体样品引入所述测量空腔内与所述试剂进行接触来实现所述混合。
17.根据权利要求15或16所述的方法，其中，含有所述荧光团的生物组分发射出波长与所述荧光团的发射波长相对应的电磁辐射，在所述数字图像中作为荧光斑可以被区分出来。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，使用3-50倍的光学放大率，优选是3-10倍的光学放大率，来获取所述数字图像。
19.根据权利要求17或18所述的方法，还包括：
用数字方法来分析所述数字图像，以识别所述样品中含有所述荧光团的生物组分并确定含有所述荧光团的生物组分的数目。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述分析包括，识别所述数字图像中由所发射的电磁辐射所产生的区域。
21.根据权利要求19或20所述的方法，其中，所述分析包括，在所述数字图像中识别由所发射的电磁辐射所产生的斑点。
22.根据权利要求19-21中的任何一个权利要求所述的方法，其中，所述分析包括，将所获得的两个或多个图像叠加起来，其中每个图像都显示出各自特定的发射波长。
23.根据权利要求19-22中的任何一个权利要求所述的方法，其中，所述分析包括，对所获取的数字图像进行电子放大。
24.根据权利要求15-23中的任何一个权利要求所述的方法，其中，所述液体样品由毛细管力经毛细管样品入口引入所述样品获取装置的测量空腔内。
25.根据权利要求15-24中的任何一个权利要求所述的方法，其中，所获得的数字图像中，景深至少对应着所述测量空腔的厚度。
26.根据权利要求15-25中的任何一个权利要求所述的方法，其中，所述被分析的液体样品的体积由所述测量空腔的厚度和所述样品的被成像区域来确定。
27.根据权利要求15-26中的任何一个权利要求所述的方法，其中，由含有发光二极管的光源来进行所述照射。
28.根据权利要求15-27中的任何一个权利要求所述的方法，其中，通过发光二极管连同滤色镜来实现与激发波长相对应的所述波长。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107850544A (zh) * 2015-08-03 2018-03-27 菲尔德水检测有限责任公司 用于水污染物测试的设备、***和方法

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2563002C (en) 2004-04-07 2011-07-12 Wardlaw Partners Lp Disposable chamber for analyzing biologic fluids
SE528697C2 (sv) * 2005-03-11 2007-01-30 Hemocue Ab Volymetrisk bestämning av antalet vita blodkroppar i ett blodprov
US7731901B2 (en) 2005-10-19 2010-06-08 Abbott Laboratories Apparatus and method for performing counts within a biologic fluid sample
SE530750C2 (sv) * 2006-07-19 2008-09-02 Hemocue Ab En mätapparat, en metod och ett datorprogram
US7738094B2 (en) * 2007-01-26 2010-06-15 Becton, Dickinson And Company Method, system, and compositions for cell counting and analysis
US7927561B2 (en) * 2008-01-10 2011-04-19 Becton, Dickinson And Company Rapid particle detection assay
EP2257783B1 (de) 2008-03-21 2014-02-26 Eppendorf Ag Küvette und verfahren zur optischen untersuchung kleiner flüssigkeitsmengen
CN102762289B (zh) 2009-12-18 2016-08-03 艾博特健康公司 生物流体分析卡盒
EP2585578A4 (en) * 2010-05-08 2014-01-08 Univ Twente EASY AND AFFORDABLE METHOD FOR IMMUNOPHENOTYPIZING ON SAMPLE PREPARATION WITH A MICROFLUIDIC CHIP WITH IMAGE CYTOMETRY
US10203275B2 (en) 2010-08-05 2019-02-12 Abbott Point Of Care, Inc. Method and apparatus for automated whole blood sample analyses from microscopy images
US9873118B2 (en) 2010-12-30 2018-01-23 Abbott Point Of Care, Inc. Biologic fluid analysis cartridge with sample handling portion and analysis chamber portion
CN105817276B (zh) 2011-08-24 2018-02-06 艾博特健康公司 生物流体样品分析盒
EP2780705B1 (en) 2011-11-16 2018-09-19 Becton, Dickinson and Company Methods and systems for detecting an analyte in a sample
ES2692407T3 (es) 2013-01-11 2018-12-03 Becton, Dickinson And Company Dispositivo de ensayo de punto de cuidado de bajo coste
CN106029863A (zh) 2013-11-06 2016-10-12 贝克顿·迪金森公司 微流体性装置和制造和使用其的方法
CN105899936B (zh) 2013-11-13 2019-12-24 贝克顿·迪金森公司 光学成像***及使用其的方法
SG11201702377QA (en) 2014-10-14 2017-04-27 Becton Dickinson Co Blood sample management using open cell foam
CA3172023A1 (en) 2014-10-14 2016-04-21 Becton, Dickinson And Company Blood sample management using open cell foam
EP3381559B1 (en) 2015-03-10 2024-02-28 Becton, Dickinson and Company Biological fluid micro-sample management device
KR102391249B1 (ko) * 2015-05-28 2022-04-28 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
ES2857873T3 (es) 2015-09-01 2021-09-29 Becton Dickinson Co Dispositivo de filtración en profundidad para separar fases de muestras
JP7173867B2 (ja) 2016-04-22 2022-11-16 ベクトン・ディキンソン・アンド・カンパニー 多重高分子色素デバイス及びその使用方法
WO2018148098A2 (en) 2017-02-08 2018-08-16 Becton, Dickinson And Company Dried dye reagent devices and methods for making and using the same
US11067526B2 (en) 2017-08-17 2021-07-20 Abbott Point Of Care Inc. Devices, systems, and methods for performing optical and electrochemical assays
WO2020101831A1 (en) 2018-11-13 2020-05-22 Becton, Dickinson And Company Dried reagent strainers and methods for making and using the same
JP7432815B2 (ja) * 2020-02-07 2024-02-19 東ソー株式会社 乾燥試薬の溶解方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE399768B (sv) * 1975-09-29 1978-02-27 Lilja Jan E Kyvett for provtagning, blandning av, provet med ett reagensmedel och direkt utforande av, serskilt optisk, analys av det med reagensmedlet blandade provet
AU583040B2 (en) * 1984-06-13 1989-04-20 Applied Research Systems Ars Holding N.V. Devices for use in chemical test procedures
US5164598A (en) * 1985-08-05 1992-11-17 Biotrack Capillary flow device
GB8824712D0 (en) * 1988-10-21 1988-11-30 Biotrace Ltd Luminescence monitoring apparatus & method
US5585246A (en) * 1993-02-17 1996-12-17 Biometric Imaging, Inc. Method for preparing a sample in a scan capillary for immunofluorescent interrogation
US5547849A (en) * 1993-02-17 1996-08-20 Biometric Imaging, Inc. Apparatus and method for volumetric capillary cytometry
JP3566756B2 (ja) * 1993-09-03 2004-09-15 謙 石原 非侵襲血液分析装置とその方法
JPH07120375A (ja) * 1993-10-21 1995-05-12 Hitachi Ltd フロー式粒子画像解析方法及び装置
SE504193C2 (sv) * 1995-04-21 1996-12-02 Hemocue Ab Kapillär mikrokyvett
NZ500686A (en) * 1997-05-05 2001-05-25 Chemometec As A method and a system for determination of the number of somatic cells in milk, utilizing electromagnetic radiation
US5986271A (en) * 1997-07-03 1999-11-16 Lazarev; Victor Fluorescence imaging system
SE520341C2 (sv) * 1998-01-14 2003-06-24 Hemocue Ab Metod och förfarande för blandning i ett tunt vätskeskick
CA2407701A1 (en) * 2000-04-28 2001-11-08 Edgelight Biosciences, Inc. Micro-array evanescent wave fluorescence detection device
US7630063B2 (en) * 2000-08-02 2009-12-08 Honeywell International Inc. Miniaturized cytometer for detecting multiple species in a sample
FR2826977B1 (fr) * 2001-07-03 2004-07-16 Imstar S A Procede et systeme de detection de desequilibre inter-chromosomique par hybridation in situ de sondes fluorescentes (fish) sur des noyaux cellulaires en interphases
ATE470859T1 (de) * 2001-09-06 2010-06-15 Straus Holdings Inc Schneller und empfindlicher nachweis von molekülen
US20030133119A1 (en) * 2002-01-17 2003-07-17 Bachur Nicholas R. Rapid imaging of particles in a large fluid volume through flow cell imaging
EP1651947B1 (en) * 2003-07-19 2015-11-04 NanoEnTek, Inc. Device for counting micro particles
US7413868B2 (en) * 2003-11-05 2008-08-19 Trellis Bioscience, Inc. Use of particulate labels in bioanalyte detection methods
FI20040236A0 (fi) * 2004-02-13 2004-02-13 Arctic Diagnostics Oy Kaksoisfotoniviritetyn Fluoresenssin käyttö kliinisen kemian analyyttien määrityksissä

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107850544A (zh) * 2015-08-03 2018-03-27 菲尔德水检测有限责任公司 用于水污染物测试的设备、***和方法

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Publication number Publication date
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