CN108375558A - 用于校准生物通量的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于校准通量分析仪的装置，包括第一框架、第二框架、以及渗透膜。所述第一框架与所述第二框架相互连接或一体形成。提供了一种用于校准通量分析仪的方法，所述方法使用人工标准品而不是生物标准品。

Description

用于校准生物通量的方法和装置
相关申请的交叉引用
无
发明领域
本发明涉及用于改进通量分析仪的校准的方法和装置，如测量生物通量(biological flux)的仪器。
背景
活细胞通常消耗其周围环境中的氧气(O2)并释放代谢副产物，如二氧化碳(CO2)、乳酸盐和各种其他代谢副产物。通量分析仪使得人们可以测量耗氧率(OCR)、细胞外酸化率(ECAR)、CO2产生率(CPR)和/或其他生物通量参数。这样的测量可以提供关于由这些活细胞进行的代谢过程的有价值的信息。
一种已知的测量活细胞的OCR和ECAR的方法是：使用一组荧光传感器测量由孔板中的这些活细胞所产生的O2和H+的通量。使用荧光传感器检测O2和H+通量的分析仪的一个例子是Seahorse通量分析仪，其通常在美国专利No.7,276,351和8,202,702中有描述。荧光传感器测量随时间变化的荧光信号强度。对于含有活细胞的样品，这些随时间变化的信号将与由细胞代谢所消耗或产生的O2分子和H+离子的产生或消耗率成比例。该数据用于计算由活细胞消耗和产生的O2分子和H+离子的通量。
与通量分析仪和通量测量相关的问题包括缺乏标准化和没有精确的校准参比可用。由于测量的是随时间变化而不是在稳态条件下的通量，不同分析物化学扩散或渗透到传感器和周围介质中的速率可能不同，从而产生复杂和动态的测量环境。目前，为了解决这些问题，通量测量***一般采用复杂的算法来补偿与每种分析物相关的不同速率常数。这些速率常数是根据生物参比凭经验推导的。***性能的最终验证通常使用含有已知含量的特定类型的细胞的生物标准品完成；例如，一种已得到充分表征的永生化啮齿动物骨骼肌成纤维细胞系(C2C12)常被用作标准品。使用前将这些细胞系在2级生物实验室中维持培养。在准备测定时，将细胞用胰蛋白酶消化，计数并接种到孔板中。控制接种量，使得细胞群在接种后24小时达到可测量的汇合度以备在仪器中使用。由于细胞在接种后继续生长/增殖，所以测定的时间对于获得可重现的结果而言是至关重要的。另外，细胞系固有地具有易变性，并且容易由于传代、基因型、培养条件等发生变化。由于这些变化因素，典型的孔间、测定间重现性常常超过20％cv。生物标准品的变异性降低了它们用作验证通量测量***性能的适合标准品的能力。
在孔板内产生通量的其他方法包括使用诸如葡萄糖氧化酶(GOx)的酶/催化剂、硫酸钠或氧化还原反应。这些方法以前已经被使用过，但也受到变异性和复杂性的影响。例如，典型的酶促反应依赖两种或更多种化合物反应产生期望的信号。两种化合物的反应是浓度依赖性的，因而随着催化剂作为反应的一部分被消耗，通量是变化的(非线性的)。另外，这些方法的速率常数难以调准，当期望一种以上的通量时，这些方法会变得复杂。如果要用这样的方法来复制生物活性，需要使反应组分附着在平板的底部，以可控的速率线性地分解代谢。这些要求让测定变得困难和复杂。
总之，对于更好的标准，比如不依赖于用于校准通量分析仪性能的细胞的设备存在着需要。
附图简述
图1A是本公开的校准装置的一个实施方案的横截面图。
图1B是图1A的校准装置的孔的放大横截面图。
图2是校准装置的孔的放大的横截面图，该孔正在接纳一个柱塞以测量两种分析物的通量率。
实施方案的详述
如本文中使用的术语“通量”(flux)是指某种参数作为时间函数的变化。由于参数所代表的反应物的消耗或反应，该变化是可以预期的。
现在参考图1A和1B，本公开的通量块(flux block)统一用数字100指示。通量块100包括：(1)第一框架102；(2)第二框架104；和(3)选择性渗透膜106。在这个实施方案中，通量块100的第一框架102与通量块100的第二框架104相互连接或一体形成。例如，通量块100可以由适当连接的两个或更多个单独形成的部分(例如两半部分)形成。所述框架可以具有诸如在边缘处卡扣在一起的永久地或可移除地互锁的物理配合表面。或者，所述框架可以通过粘合剂或通过焊接在一起而彼此连接。
更具体地说，第一框架102包括多个壁，包括：(1)第一壁108；(2)第二壁110；(3)第三壁112；和(4)第四壁(在横截面图中未示出)。第一框架102的壁包括内表面和外表面。在某些实施方案中，第一框架102限定了一多孔微孔板或孔板。第一框架102的多个壁部分地围绕多个孔114。在某些实施方案中，第一框架102的多个孔114被布置成四个不同的列和六个不同的行。因而，本实施方案中的第一框架102包括二十四个孔。多个孔114可以是圆锥形的或部分圆锥形的。
在某些实施方案中，第一框架102的多个孔114可以被布置成不同数量的列、不同数量的行或其组合。例如，本公开的通量块100的另一个实施方案可以包括具有多个孔114的孔板，所述孔被布置成八个不同的列和十二个不同的行。因而，孔板的这个可选实施方案可以包括九十六个孔。通量块的又另一个实施方案包括单排孔，例如单排8个、12个、16个或24个孔。通量块的又另一个实施方案包括16个不同的列和24个不同的行。因此，孔板的这个可选实施方案可以包括384个孔。
图1B展示了通量块100的第一框架102的单个孔114以及其与膜106和第二框架104的关系的更接近的视图。该孔114的壁116限定了孔空隙118，其配置为容纳一定体积的适当液体样品。孔114的壁116包括内表面和外表面。如下面进一步描述的，孔114被配置为接纳柱塞或其他传感器。
本公开的通量块100可以包括填充物150。应该理解的是，填充物150可以是任选的。填充物150可以由与第一框架102和/或第二框架104相同的材料制成。填充物150也可以由其他适合的材料制成。填充物150不应干扰通量块100的操作。
孔114包括孔基底120。孔114的孔基底120包括第一表面121和第二表面122。第二表面122接合第一隔离件124。孔基底120和第一隔离件124各自具有开口，并且它们一起限定孔开口126。孔开口126允许CO2、O2和/或其他气体或液体分子移入和/或移出孔114的孔空隙118。在某些实施方案中，液体和/或固体分子可以移动穿过孔口126，以进一步移入和/或移出孔114的孔空隙118。
在某些实施方案中，孔基底120的第一表面121具有不平坦(uneven)的表面，其外周边可以比其内周边稍微凸起。在某些实施方案中，传感器挡块123从孔114的孔基底120的第一表面121延伸。传感器挡块123被配置为当柱塞被推入(second)孔114的孔空隙118中时接合柱塞。替代地或另外地，第一表面121的凸起部分可以接合传感器或柱塞，以防止其接触更低的部分。传感器/柱塞的用途的更多细节在后面讨论。在某些实施方案中，本公开的通量块100可以包括一个或多个传感器挡块123，它们与孔114的孔基底120的第一表面121连接并从该表面延伸。在某些实施方案中，一个或多个传感器挡块123可以由孔114的孔壁116的内表面限定。一个或多个传感器挡块123可以成夹角(angled)或倾斜(sloped)。本公开的通量块100的某些实施方案可以包括呈阶梯状而非倾斜或成夹角的一个或多个传感器挡块123。因此，一个或多个传感器挡块123的顶部表面可以平行于孔114的孔基底120的顶部表面121。
每个孔可以具有顶部部分和底部部分，顶部部分带有面积为A1的开口，底部部分可以是圆柱形(cylindrical)或方形，面积为A2，并且该孔可以由锥形侧壁限定。A2可以显著小于A1。可以提供用作布置在阻挡件上的传感器的前挡块的底座表面。如美国专利No.7,276,351中所讨论的，这种底座表面可帮助产生局部化的体积减小的介质，通过提述将该专利并入本文。在一个实施方案中，所述座位表面可以由孔的底部表面上的多个凸起圆点(例如三个圆点)限定。孔的面积和深度可以为任何尺寸，并且可以优选地选自：面积A1为40至60mm2或为50mm2，面积A2为9至15mm2或为11.4mm2；孔的深度可以在1至16mm的范围或更深，优选约15mm；具有这些尺寸的实施方案包括：包括单列或单排孔的板，以及包括24个或96个孔的板。在另一个实施方案中，其中板包括384个孔，并且孔面积A1和A2以及深度与以上相同或者与上述的数量成比例。优选地，这些孔以相等的间隔彼此隔开。微孔板中的每个孔可以具有基本相同的尺寸，也可以具有不同的尺寸。
第二框架104包括多个壁，包括：(1)第一壁128；(2)第二壁110(不可见)；(3)第三壁132；和(4)第四壁(未示出)；(5)第五壁136；和(6)第六壁138。在该实施方案中，第一壁128限定了被配置为接纳一个管(未示出)的入口/出口端口140。应该理解的是，本公开的通量块100的某些实施方案可以包括限定入口/出口端口140的第二框架104的其他适合的壁。第二框架104的壁包括内表面和外表面。可以移除第六壁138来清洁通量块100。出于适当目的，例如清理或修理，可从第二框架移除第六壁138。
在某些实施方案中，第二框架104的壁限定了腔室139，该腔室被配置为容纳一定体积的适合物质，比如CO2、O2或其组合。应该理解的是，腔室139可以容纳一定体积的其他物质，并且可以令该腔室适合容纳这种物质，例如通过在其表面上配备涂层。应该进一步理解的是，本公开的通量块100的某些实施方案可以包括第二框架104的限定腔室139的壁，所述腔室被配置为容纳一定体积的适合的液体样品、其他适合的气体样品、或其组合。腔室可以被分成多个子腔室，并且框架的不同子腔室可以有不同的入口-出口部件。
顶壁136的第一表面142接合第二隔离件144。顶壁136和第二隔离件144(当存在时)限定与孔开口126对齐的腔室开口146。腔室开口146和孔开口126充分对齐或同心以允许CO2、O2和/或其他分子移入第二框架104的腔室139和/或从其移出并进入孔空隙118。
选择性渗透膜106被配置为允许一种或多种物质渗透穿过渗透膜106，其中这些物质构成或造成被通量分析仪所测量的通量。例如，所述膜可允许CO2、O2或两者从膜的一侧通过到达另一侧。所述选择性渗透膜还充当对水、其他溶剂和其他分子中的一者或多者的屏障。通常，所述渗透膜防止孔中的液体大量移动到所述腔室中。如图1B中所展示的，选择性渗透膜106被保持在第一隔离件124和第二隔离件144之间。第一隔离件124和第二隔离件144被配置为使得当渗透膜被定位在孔114的孔基底120的第二表面122与第二框架104的第五壁136的第一表面142之间时，一般不移动。渗透膜106充当孔114的孔空隙118与第二框架104的腔室139之间的边界。
在通量块100的某些实施方案中，第一隔离件124和第二隔离件144被配置为使得当定位在第一框架102和第二框架104之间时，渗透膜106与第二框架104的顶壁136的第一表面142和孔114的孔基底120的第二表面122的距离是相等的。在本公开的通量块100的某些实施方案中，第一隔离件124和第二隔离件144可以被配置为使得当定位在第一框架102和第二框架104之间时，渗透膜106被定位在从第二框架104的顶壁136的第一表面142到孔114的孔基底120的第二表面122的其他适当的距离处。隔离件和框架可以具有对齐标记以确保正确对齐。此外，渗透膜106是孔114的孔空隙118与第二框架104的腔室139之间的边界。
在某些实施方案中，本公开的通量块100不包括第一隔离件124和第二隔离件144。在这样的实施方案中，选择性渗透膜106接合第二框架104的顶壁136的第一表面142和孔114的孔基底120的第二表面122。在某些实施方案中，所述膜延伸穿过(extends across)第二框架104的最接近第一框架102的面。在这样的实施方案中，膜106是孔114的孔空隙118与第二框架104的腔室139之间的边界。应该进一步理解的是，膜106可以与第一框架102和第二框架104中的任一者或两者成为一体。膜可以是在第一框架和/或第二框架的基本上整个表面上延伸的单一片层(sheet)，或者可以是覆盖孔开口的多个离散的小片(patches)。
本公开的通量块100可以由模制塑料比如聚苯乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯或其他适合的材料形成。孔的底部可以是不透明的或反射性的，使得孔中的传感器收集由孔中的内容物发射或反射的光，或者孔的底部可以是透明的以允许光穿过那些底部。在某些实施方案中，孔的侧面是不透明的，以减少从一个孔到另一个孔的光学串扰或光污染。在一些实施方案中，例如，用于发光测量，孔可以是白色或反射性的。
在某些实施方案中，渗透膜106是聚甲基戊烯薄膜，例如TPX薄膜。或者，渗透膜106可以是聚苯乙烯。应该进一步理解的是，某些实施方案可以包括由其他适合的材料制成的选择性渗透膜。在一些实施方案中，所述膜可从装置上移除，以便可以更换膜，从而复原(rejuvenate)该校准装置。
本公开的通量块100被设计成用于校准运行着校准应用程序的基于孔的分析***，比如光学***或通量分析仪。在一些实施方案中，使用本公开的通量块来校准通量分析仪的方法包括：用已知的CO2浓度(如100％)填充第二框架的腔室；用具有已知CO2浓度(如0％)的缓冲溶液填充第一框架的孔的孔隙；并且测量分析物(诸如CO2或O2或氢离子)浓度在一段时间内的变化。在一些实施方案中，所述方法进一步包括评估通量分析仪是通过还是失败。在一些实施方案中，所述方法还包括将测量结果与一项或多项标准进行比较，并确定测量结果是否符合标准；在这些实施方案中，所述标准可以是单个值或一系列的值。在一些实施方案中，该方法还包括评估将校正因子应用于分析仪或用于进一步校准。
更具体地说，该方法可以包括将管(未示出)与第二框架104的第一壁128的入口/出口端口140连接。CO2分子穿过所述管并进入第二框架104的腔室139，从而用100％CO2清洗第二框架104的腔室139。换言之，腔室139中的CO2的分压是100％。第二框架104的腔室139中的O2的分压为0％。在用100％CO2净化腔室139时，将管道装置从入口/出口端口140移除。密封件(未示出)通过接合第二框架104的第一壁128的外表面而覆盖入口/出口端口140。密封件允许第二框架104的腔室139容纳CO2分子，使得没有CO2离开腔室139，并且没有其他气体或液体样品进入腔室139。
该方法进一步包括用适当体积的测试溶液(比如具有7.4的pH的缓冲溶液)填充第一框架102的多个孔114的孔空隙118。孔空隙118可以容纳一定体积的其他适合的液体样品和/或一定体积的活细胞周围的介质。所述方法进一步包括测量一个或多个参数如CO2的变化或通量，同时允许缓冲溶液在环境条件下平衡。环境条件通常包括气体分压约为21％O2和0.03％CO2的条件。通过在环境条件下平衡，缓冲溶液达到平衡使得在第二框架104的腔室139中包括小于的CO2的100％分压的CO2分压。CO2分压的这种差异建立了跨渗透膜106的CO2浓度梯度。因此，只要第二框架104的腔室139中的CO2浓度高于包含缓冲溶液的孔114的孔空隙118中的CO2浓度，CO2将继续移动穿过所述膜。此外，当缓冲溶液在环境条件下达到平衡时，形成O2的浓度梯度。因此，包含缓冲溶液的孔114的孔空隙118中的O2浓度高于包含O％的O2分压的第二框架104的腔室139中的O2浓度。
当如上所述的浓度梯度在第二框架104的腔室139与第一框架102的孔114的孔空隙118之间形成时，O2分子和CO2分子沿其浓度梯度向下移动。换言之，每个分子从较高浓度的区域移动到另一浓度。在这种情况下，CO2从第二框架104的腔室139移动到孔114的孔空隙118。更具体地说，CO2分子移动穿过腔室开口146。CO2分子进一步渗透穿过渗透膜106。CO2分子进一步穿过孔114的孔开口126，其中CO2分子进一步溶解在第一框架102的孔114的孔空隙118中的缓冲溶液中。O2分子从孔114的孔空隙118移动到第二框架104的腔室139。更具体地说，O2分子移动通过孔114的孔空隙118的孔口126。O2分子进一步渗透穿过渗透膜106。O2分子进一步穿过第二框架104的腔室139的腔室开口146并填充腔室139，从而增加第二框架104的腔室139中的O2分压。正如下面更详细解释的，可以以高置信度计算在平衡的整个时间段内孔中的O2分子和CO2分子的变化或通量。因此，可以在平衡的整个过程中测量O2分子和CO2分子的浓度，可以将测量值与计算值比较，并且可以确定分析仪的准确度。如果测量值与计算值不同，可以采取纠正措施。纠正措施可以是调整分析仪，对现有的测量值和/或未来的测量值应用校正因子，或清洁或更换传感器。这样，分析仪得以校准。
随着CO2分子溶解在缓冲溶液中，CO2分子经历如下反应：
CO2(g)+H20(l)H+(aq)+HCO3-(aq)
换言之，CO2分子与缓冲溶液中的水(H2O)分子反应形成氢离子或H+离子。H+离子的形成导致溶液的pH降低。
在某些实施方案中，测量O2分子和H+离子的浓度变化并进一步计算每种分析物的通量的方法包括将柱塞260送入第一框架202的孔214的孔空隙218中。柱塞260包括(例如容纳、保持或支撑)一个或多个传感器264。图2展示了该工艺和设备在第一框架202的第一孔214的一个孔空隙218中的一个实施方案。在这个实施方案中，渗透膜206接合第一隔离件224和第二隔离件244。
柱塞260从手动或自动致动器或其他支撑件延伸。柱塞260的一端布置有阻挡件262。一个或多个传感器264布置在柱塞260的阻挡件262的远端。传感器的一个例子是包埋在透氧物质如硅橡胶中的荧光指示剂，如氧淬灭的荧光团。荧光指示剂提供依赖于孔中组分的存在和/或浓度的荧光信号。可以使用其他类型的已知传感器，比如电化学传感器、ISFET传感器和安培传感器，例如克拉克电极。
在某些优选实施方案中，一个或多个光学传感器包括荧光传感器。荧光传感器被配置为检测与缓冲溶液中的O2分子和H+离子在一段时间内的浓度变化速率成比例的荧光信号强度。一个或多个传感器264经由光纤或导线270与***266电通信，***266包括运行校准程序的处理器。所述校准程序被编程为使用由一个或多个传感器264收集、测量或确定的数据(如测得的通量)来校准***266，所述传感器264与孔214中的孔空隙218中的缓冲溶液中的分析物处于感测通信中。
在一些实施方案中，在自动致动时，柱塞260下降到第一框架202的孔空隙218中。一个柱塞下降到一个给定的孔中，并且各柱塞可以精确地间隔开以便与标准孔板(例如标准的24孔板、96孔板或384孔板)中的孔的位置对准。柱塞260的阻挡件262接合传感器挡块223。柱塞260的阻挡件262与孔214的传感器挡块223的接合限定了具有减小的介质体积的微孔268。在该实施方案中，微孔268保持一减小体积的缓冲溶液，所述缓冲溶液进行上述化学反应或其他反应。在本公开的通量块100的一些实施方案中，微孔268被配置为容纳小于10微升体积的缓冲溶液。该体积可以由孔的底部面积(例如11.4mm2)和止挡件的高度(例如0.2mm)限定。在某些实施方案中，微孔268可以被配置为保持大于10微升的缓冲溶液或其他适合的液体样品的体积。具有该容积的微孔268允许一个或多个传感器264在O2分子从微孔268移动到第二框架228的腔室239中、并且CO2分子从第二框架228的腔室239移动到微孔268中，随后经历上述化学反应的一段时间内测量O2分子和H+离子浓度的变化。具有该容积的微孔268进一步提高了测量灵敏度。应该理解的是，微孔268可以通过将第一框架202朝向静止柱塞移动加以限定，使得静止柱塞的阻挡件或其他支撑件或传感器的布置接合第一框架202的孔214的传感器挡块。传感器挡块是任选的，并且可以采用任何传感器被定位在样品上方的期望高度处的布置。
在限定微孔268时，一个或多个光学传感器264检测荧光信号的变化，所述荧光信号与孔214的微孔268中的O2分子和H+离子的浓度在一段时间内变化的速率成比例。一个或多个传感器264经由导线或光纤270将反映这些浓度变化的数据发送到分析仪***266。运行校准应用程序的处理器接收这些数据并测量每种分析物的通量。所述处理器采用：(1)每种分析物的测得的通量率；和(2)编程到校准程序中的校正因子来进一步校准光学分析仪266。在美国专利No.7,276,351中提供了使用柱塞的进一步细节，通过提述将该专利并入本文。
在某些实施方案中，本公开的通量块100的孔214的直径，特别是在孔214底部的直径D2(如图2所示)略小于柱塞260的阻挡件262的直径D1(如图2所示)，使得当阻挡件262接合孔214的止挡件223时，阻挡件262限定了微孔268的容积与孔214的孔空隙218的剩余容积之间的边界。
在某些实施方案中，本公开的通量块100可以被配置为在每种分析物移动通过渗透膜的一段时间内维持每种分析物的期望的通量率(Q)。更具体地说，可以调整下列等式中的变量，使得期望的每种分析物的通量率得以保持：(1)渗透膜的厚度(t)；(2)透气膜的表面积(A)；(3)气体和/或液体样品的跨越渗透膜的差异浓度(dP1)；(4)第二框架的腔室中的气体样品的气体压力(dP2)；和(5)渗透膜的渗透系数(K)。可以调整这些变量并将其用于下面的等式中以维持期望的移动穿过渗透膜的每种分析物的通量率。
在本公开的通量块100和校准方法的某些实施方案中，期望的O2分子通量率为大约100-150皮摩尔/分钟。可以选择膜参数(如厚度和制造膜的材料)，使得膜在其预期的使用条件(其包括测试流体的压力(dP1)和以期望的通量率通过膜的物质如CO2的分压(dP2))下具有期望的通量率。dP1的单位是psi，dP2是百分比。对于聚甲基戊烯材料的膜，在预期用于通量块中的测试流体为100％CO2气体的情况下，厚度通常在50μm至150μm的范围内，并且面积通常在1mm2至5mm2的范围内。对于在相同条件下的聚苯乙烯膜，其厚度通常在5μm至15μm的范围内，面积通常在1mm2至5mm2的范围内。可以选择孔开口的面积，从而确定膜的面积。
本发明的通量块100的某些实施方案可以被配置成允许将碳源例如葡萄糖、氨基酸、脂肪和活性剂递送到第二框架104的腔室139、孔202的孔空隙118、孔202的子孔216或其组合中。应该进一步理解的是，某些实施方案可以被配置和/或用于控制生物反应器的环境条件，比如液体和/或气体样品的O2的分压、pH等。
本公开的通量块100的某些实施方案可以被配置为测量其他适合的分析物(比如溶解的气体(例如O2、CO2、NH3)、离子(例如H+、Na+、K+、Ca++)、蛋白质(例如细胞因子、胰岛素、趋化因子、激素、抗体)、底物(例如葡萄糖、脂肪酸、氨基酸、谷氨酰胺、糖原、丙酮酸盐)、盐和/或矿物质)的通量率。所述组分可以被至少一部分细胞从介质中提取。所述组分可以被至少一部分细胞分泌到培养基中。
应该进一步理解的是，本公开的通量块100的某些实施方案可以由两个或更多个(例如两个)分开的可拆卸部分形成或制成，所述可拆卸部分包括：(1)第一框架；和(2)第二框架。第一框架和第二框架分别包括第一和第二附接机构，其分别允许第一框架附接于(永久地或可移除地)第二框架，或者反之。
本发明还提供了包含密封在箔袋中的一个或多个通量块的套件。已经发现，如果密封在铝箔袋中，通量块可以保持长达7天。
实施例1
这个实施例说明了本公开的通量块如何可以用于确定通量分析仪的校正因子。在这个实施例中，评估了具有图1的总体布置的五个通量块，通过传感器在每个通量块中的每个孔中的重复测量来计算传感器校正因子。如上所述，将校正因子应用在校准中来校准通量分析仪。通过应用校正因子来校准通量分析仪，可改善从传感器收集的数据的变异系数。
五个通量块包括24个孔。每个通量块在四次试验中评估，总共20次试验。用100％CO2气体填充腔室，并且在孔中装入少量磷酸盐缓冲盐水。使用Seahorse XF24分析仪(更具体地说，使用该分析仪中的荧光传感器)测量每个通量块的每个孔中的ECAR和OCR数据。如下所述，利用所述数据进一步计算要应用于校准通量分析仪的每个传感器的校正因子。
与计算校正因子有关的数据列于表1至表6B中；这些数据一般性地代表了本公开的通量块的测试和使用。在这些表中，“无再装填”(no recharge)是指在测试与测试之间没有补充腔室中的气体的一系列测试，“再装填”是指在测试与测试之间补充腔室中的气体的一系列测试。如表1所示，第一通量块(标记为FB1)被测试了四次。在每次试验中，测量了二十四个孔中每一个孔中的ECAR和OCR数据。在每次试验中在评估其他四个通量块时收集相同的数据。
表1
表2
表3
表4
表5
表7A–原始数据
FB1-运行1 FB1-运行2 FB1-运行3 FB1-运行4 FB2-运行1
孔 SCF ECAR ECAR ECAR ECAR ECAR
1 1.08137479 89.6119617 93.2799622 76.1785606 74.7705956 60.9401975
2 1.246549312 83.8809812 79.242285 64.2579312 70.0484392 63.2933664
3 1.181338446 84.1534425 75.6403122 59.9598305 65.8474472 65.0643076
4 1.237252005 70.3843788 79.6535144 63.0226751 66.8341828 60.9303178
5 1.069641504 70.0143804 76.579838 66.8113656 72.7658473 72.431357
6 1.00598515 78.9241038 80.5621052 74.5257068 73.0840322 83.4464115
7 0.815646582 96.6373607 107.739986 92.6249142 99.326922 96.0204549
8 0.98901642 84.0563585 81.4066769 82.7083316 86.0272529 84.465556
9 0.985784233 81.9462732 80.3239655 80.018464 89.4875251 81.4343198
10 0.976195694 80.483165 84.0574369 90.0210331 82.7399803 96.0240378
11 0.928513637 75.7725142 82.5136745 82.0218824 87.7643651 84.9727228
12 0.968955717 70.7506723 75.0075889 75.0492842 75.3755429 78.3421352
13 0.892619686 93.6566367 85.4294639 83.7319074 82.3164016 80.4743018
14 0.929182833 79.6736062 85.2551379 83.9493197 85.8965431 80.3708037
15 0.911026763 90.8479969 90.8641234 87.8687104 90.5704381 88.3244069
16 0.920535631 91.2749705 91.786507 86.1715858 89.2136009 91.3666749
17 1.011999196 78.3189936 81.5375405 77.176296 80.3430622 78.6484295
18 0.862335474 86.4374653 92.6708021 86.0528466 85.7863493 92.4808562
19 0.987827409 85.8536538 90.999879 80.0462754 81.0017595 73.2350313
20 1.025222423 79.3133607 82.4589641 76.379714 81.4589362 74.5092491
21 1.05186766 86.1692893 77.7860387 73.3345084 77.1843288 74.7094829
22 1.028118995 77.3115065 78.5655247 71.5917543 76.5309262 78.4002449
23 1.105020635 69.4050541 75.1118177 68.3691277 68.8348972 72.2803578
24 1.041572042 75.2434173 76.933904 74.370416 78.4870179 76.2710909
AVG 81.671731 83.558627 77.343435 80.0706831 78.6848381
SD 7.63926803 7.7113534 8.72745167 8.36532409 10.1211856
cv 9％ 9％ 11％ 10％ 13％
表7A–原始数据(续)
FB2-运行2 FB2-运行3 FB2-运行4 FB3-运行1 FB3-运行2
孔 SCF ECAR ECAR ECAR ECAR ECAR
1 1.08137479 56.1588551 75.1327384 58.9416867 71.1566829 65.6770873
2 1.246549312 67.4488459 62.3056134 66.6732294 63.6031602 50.7183271
3 1.181338446 68.4291366 64.8574085 64.4358737 67.8719539 60.1897486
4 1.237252005 69.1377667 57.7935972 62.4399996 65.2058759 53.4047157
5 1.069641504 72.3842855 69.0613433 72.5578511 76.3309814 68.9273837
6 1.00598515 87.2129072 74.875157 76.7470049 75.6008541 60.7792193
7 0.815646582 92.0931333 90.8392956 95.20618 99.1387621 95.178036
8 0.98901642 87.5730133 80.2655954 68.1167392 67.1516932 65.5644437
9 0.985784233 91.9546811 81.8116704 85.0462703 64.8361016 62.5405687
10 0.976195694 97.4176257 91.7983697 88.4068855 68.5520821 67.2022214
11 0.928513637 93.9082228 84.0056715 88.3470159 76.836607 79.7035293
12 0.968955717 86.597794 68.3312319 73.2234336 83.997875 82.130023
13 0.892619686 89.7126493 76.6410512 83.1575563 84.8208929 90.4683111
14 0.929182833 88.3467996 75.5566302 80.7380947 73.8833611 74.5701783
15 0.911026763 94.4028144 85.3054246 88.5909089 72.8718058 74.7580481
16 0.920535631 95.0755612 90.3808473 91.3586156 76.0557461 78.2777678
17 1.011999196 83.2162726 75.1680815 77.8584215 66.630164 67.62361
18 0.862335474 91.2319292 89.4419615 93.16771 85.3966779 88.178782
19 0.987827409 78.9930539 71.7333066 76.405514 73.9801636 64.5725623
20 1.025222423 79.8600805 70.6861577 74.2407193 65.7041797 64.3729294
21 1.05186766 79.0960424 70.2139832 72.7722094 61.3507734 65.5850265
22 1.028118995 85.7199015 75.3111771 81.0573868 61.3435337 66.0635305
23 1.105020635 79.3086294 70.7077754 71.682521 62.3591741 65.5200248
24 1.041572042 81.2880311 77.3819987 72.8542223 66.9195309 67.6667386
AVG 83.1903347 76.233587 77.6677521 72.149943 69.9863672
SD 10.4305738 9.14230864 10.0048931 9.18148363 11.0244694
cv 13％ 12％ 13％ 13％ 16％
表7A–原始数据(续)
FB3-运行3 FB3-运行4 FB4-运行1 FB4-运行2 FB4-运行3
孔 ECAR ECAR ECAR ECAR ECAR
1 73.5819468 102.555301 72.3554283 77.4656697 71.6975336
2 54.5400221 82.3817909 59.959784 58.53901 70.5365292
3 58.2609501 97.0081679 60.3590924 61.3997202 74.8820654
4 53.8193107 79.9792709 64.430667 56.9545998 70.3870113
5 64.7887792 111.438502 78.2202028 69.8755956 79.0004399
6 64.5369706 106.453367 81.1811988 73.5420132 79.4937284
7 84.8935328 142.592786 102.404989 106.400201 86.6505707
8 78.562686 105.539463 81.2048116 83.5546907 85.4924099
9 69.8505069 109.656435 89.3361486 86.6547873 85.1942636
10 68.6920947 111.385816 75.4889916 82.0385236 80.7402025
11 79.5522445 124.667116 82.5846554 83.0226854 86.3246186
12 77.9399721 121.248498 84.0723 88.4242454 76.2434272
13 75.1200352 133.889589 85.3050788 86.3041531 73.9102549
14 77.3311219 114.265533 83.0977412 85.3443203 83.6844502
15 76.7204194 114.571142 86.2439064 89.6915918 86.3239479
16 80.1857194 119.570899 79.4346809 82.5091355 78.6073881
17 71.2526522 108.140553 79.673299 84.3965913 79.2321067
18 79.8958466 137.389916 84.6661305 89.3219998 74.3810941
19 72.3839789 113.562541 67.2691703 71.5357769 63.674902
20 66.4169037 109.591394 77.168433 80.2854161 76.1385397
21 62.134004 101.057261 80.0349645 81.6168517 71.3437567
22 63.9522025 102.480455 83.0178199 85.0823194 79.5545094
23 64.8115167 98.1244171 73.7679412 78.0940309 73.218805
24 73.8784761 95.9313694 78.8974519 73.87523 68.5678444
AVG 70.5459122 110.145066 78.757287 79.8303816 77.30335
SD 8.44360642 15.1394126 9.34393492 10.9182734 6.31712316
cv 12％ 14％ 12％ 14％ 8％
表7A–原始数据(续)
FB4-运行4 FB5-运行1 FB5-运行2 FB5-运行3 FB5-运行4
孔 ECAR ECAR ECAR ECAR ECAR
1 62.6733667 79.866209 80.9837313 74.1625121 70.74534245
2 51.3756605 57.074072 66.7736016 65.5061887 52.61705134
3 67.0835841 67.7018077 69.3153772 66.0261142 63.5414535
4 61.7608113 67.4605446 71.0703069 66.3737943 59.43206043
5 74.3404551 79.6305836 81.0576455 74.2463687 73.79386667
6 76.6938975 96.3071195 102.479138 73.5827081 79.41524936
7 98.3405728 102.221165 101.347971 88.8724915 94.15815128
8 85.4184732 79.5579415 78.4666363 77.8841039 83.86793954
9 82.438494 79.7317997 76.5911639 77.505448 75.86015561
10 78.6794401 76.9710306 75.1209524 75.9298907 76.50149623
11 84.330193 88.8413032 91.512032 86.1356642 90.07737707
12 83.6347938 89.0131159 96.7849441 89.1415339 85.25849586
13 87.1740917 109.522501 107.749657 89.0153038 104.177254
14 85.471893 102.07173 104.57063 91.8996175 95.66855336
15 87.4771206 93.4243242 95.7650707 85.4220734 86.11218074
16 80.1033755 89.5696231 91.3921089 82.4366455 83.14111306
17 78.8477774 80.8680884 85.6214254 78.6574234 76.72703379
18 86.11092 111.995152 112.627204 91.5878963 107.0599494
19 64.2319373 103.514431 105.071175 91.7549697 99.02295584
20 78.515028 85.3738441 91.6260466 76.1109336 79.22011684
21 75.0550934 83.6297192 89.7746031 71.3634808 75.46371056
22 86.1638499 78.9725246 87.386753 70.7966719 75.70671598
23 74.4262501 73.6899927 79.4117136 68.1261926 68.84546351
24 73.379613 84.6384427 89.1927467 80.7728579 78.24509466 总体
AVG 77.6552788 85.901961 88.8205264 78.8879535 80.61078255 80.45079
SD 10.4249862 13.5760837 12.7920993 8.71123946 13.32294008 10.066901
cv 13％ 16％ 14％ 11％ 17％ 12％
表7B-使用孔校正因子的校正数据
孔 FB1-运行1 FB1-运行2 FB1-运行3 FB1-运行4 FB2-运行1
1 96.9041163 100.8706 82.377575 80.8550371 65.8991933
2 104.561779 98.7794159 80.1006799 87.3188337 78.8983023
3 99.4136969 89.3568089 70.832853 77.7881209 76.862968
4 87.0832137 98.5514703 77.9749311 82.6907266 75.3861579
5 74.8902871 81.912973 71.4642096 77.8333703 77.4755856
6 79.3964763 81.0442814 74.9717543 73.521451 83.9458507
7 78.821933 87.8777515 75.5491947 81.0156645 78.3187559
8 83.1331188 80.5125402 81.7998981 85.0823657 83.5378219
9 80.7813441 79.1820988 78.8809402 88.2153914 80.2766685
10 78.5673191 82.056508 87.8781448 80.7704124 93.7382522
11 70.3558127 76.6150719 76.1584363 81.4904098 78.8983318
12 68.5542684 72.6790321 72.7194329 73.0355632 75.9100597
13 83.5997576 76.2560213 74.7407489 73.4772406 71.8329461
14 74.0313472 79.2176106 78.0042667 79.8135933 74.6791711
15 82.7649565 82.7796482 80.0507468 82.512093 80.4658985
16 84.0218626 84.4927502 79.3240151 82.1242984 84.1062797
17 79.2587585 82.5159254 78.1023495 81.3071143 79.5921474
18 74.5380926 79.9133201 74.2064222 73.9766121 79.7495229
19 84.8085924 89.8921747 79.0719048 80.0157582 72.3435713
20 81.3138358 84.5387789 78.3061954 83.5135279 76.3885529
21 90.6386887 81.8206185 77.1381977 81.1876993 78.5844889
22 79.4854284 80.7747083 73.6048425 78.6828989 80.604781
23 76.6940169 83.0001085 75.5492969 76.0639817 79.8712868
24 78.3714398 80.1322035 77.4621461 81.7498835 79.4418359
AVG 82.166256 83.9488508 77.3445493 80.1684187 78.6170179
SD 8.65394573 7.1109348 3.76007064 4.08350793 5.17517019
cv 11％ 8％ 5％ 5％ 7％
表7B-使用孔校正因子的校正数据(续)
孔 FB2-运行2 FB2-运行3 FB2-运行4 FB3-运行1 FB3-运行2
1 60.7287702 81.2466491 63.7380541 76.947043 71.0215465
2 84.0783124 77.6670195 83.1114683 79.2844757 63.2228957
3 80.8379699 76.6185502 76.1205749 80.1797485 71.1044641
4 85.5408405 71.505244 77.2540147 80.6761007 66.0750915
5 77.425236 73.8708791 77.610889 81.6467857 73.7275904
6 87.7348895 75.323296 77.2063472 76.0533366 61.142992
7 75.1154494 74.092761 77.6545953 80.8621925 77.6316397
8 86.6111481 79.3839919 67.3685735 66.4141272 64.8443114
9 90.6474748 80.6486547 83.8372724 63.9144067 61.6515066
10 95.0986667 89.6131732 86.3024209 66.9202473 65.6025192
11 87.1950655 78.0004115 82.031409 71.3438374 74.0058138
12 83.9094276 66.2099378 70.9502646 81.3902211 79.5803553
13 80.0792769 68.4113111 74.2280718 75.7127988 80.7537955
14 82.0903296 70.2059237 75.0204516 68.6511509 69.2893296
15 86.0034904 77.7155248 80.7086889 66.3881654 68.1065825
16 87.5204417 83.1987903 84.0988609 70.0120242 72.0574744
17 84.2148009 76.070038 78.7926599 67.4296724 68.4350389
18 78.6725289 77.1289762 80.3418214 73.6405846 76.0396917
19 78.0315037 70.8601264 75.4754609 73.0796333 63.786547
20 81.8743452 72.4690338 76.1132502 67.3613983 65.9965706
21 83.198569 73.8558182 76.5467336 64.5328944 68.9867683
22 88.130259 77.4288517 83.336639 63.0684523 67.9211706
23 87.637672 78.1335509 79.2106649 68.9081741 72.4009793
24 84.6673405 80.5989264 75.8829211 69.7015124 70.479783
AVG 83.2101587 76.2607267 77.6225878 72.2549576 69.7443524
SD 6.57679685 5.08427951 5.24738619 6.16531811 5.37680325
cv 8％ 7％ 7％ 9％ 8％
表7B-使用孔校正因子的校正数据(续)
孔 FB3-运行3 FB3-运行4 FB4-运行1 FB4-运行2 FB4-运行3
1 79.5696622 110.900717 78.2433361 83.7694223 77.5319054
2 67.9868271 102.692965 74.7428276 72.9717626 87.927262
3 68.8259002 114.599478 71.3045164 72.5338501 88.4610627
4 66.58805 98.9545133 79.716972 70.4671928 87.0864708
5 69.3007672 119.199247 83.6675754 74.7418372 84.5021493
6 64.923234 107.090507 81.6670805 73.9821731 79.9695103
7 69.2431199 116.305319 83.5262793 86.7849603 70.6762418
8 77.6997865 104.380262 80.3128921 82.6369611 84.5533972
9 68.8575284 108.097585 88.0661667 85.4229231 83.9831618
10 67.056927 108.734354 73.6920286 80.0856535 78.818238
11 73.8653438 115.755117 76.6809788 77.0876956 80.1535855
12 75.5203816 117.484425 81.4623357 85.6791781 73.8765046
13 67.0536223 119.512483 76.1449927 77.0367861 65.9737486
14 71.854751 106.173572 77.2129946 79.3004774 77.7581545
15 69.8943553 104.377376 78.5705069 81.7114405 78.6434268
16 73.8138118 110.069273 73.1224541 75.9525991 72.3609016
17 72.1076267 109.438153 80.6293145 85.4092826 80.1828282
18 68.8970227 118.476198 73.0106077 77.025529 64.141456
19 71.5028783 112.180191 66.4503302 70.6650011 62.8998135
20 68.092099 112.355555 79.1148079 82.3104088 78.0589381
21 65.3567494 106.298865 84.1861908 85.8501268 75.0441903
22 65.7504742 105.362103 85.3521976 87.4747488 81.7915023
23 71.6180633 108.429506 81.5150972 86.2955156 80.9082904
24 76.9497552 99.9194323 82.1773801 76.9463741 71.4183497
AVG 70.5136974 109.866133 78.7737443 79.6725792 77.7800454
SD 4.02488381 5.94987991 5.00391642 5.48861987 7.12341778
cv 6％ 5％ 6％ 7％ 9％
表7B-使用孔校正因子的校正数据(续)
孔 FB4-运行4 FB5-运行1 FB5-运行2 FB5-运行3 FB5-运行4
1 67.7733987 86.365305 87.5737654 80.197471 76.50222982
2 64.0422943 71.1456452 83.2365872 81.6566945 65.58974917
3 79.248417 79.9787483 81.88492 77.9991871 75.06396191
4 76.4136876 83.4656941 87.9318797 82.1211101 73.53243591
5 79.5176361 85.1761772 86.7026218 79.4169975 78.93298251
6 77.1529219 96.883532 103.092491 74.0231116 79.89056151
7 80.2111521 83.3763436 82.6641258 72.4885439 76.79977427
8 84.4802726 78.6841105 77.6047918 77.0286577 82.94676936
9 81.2665676 78.5983511 75.5023618 76.4036486 74.78174533
10 76.8065306 75.1387886 73.3327502 74.1224323 74.68043118
11 78.3017342 82.4903615 84.9701696 79.9781388 83.63807295
12 81.0384116 86.2497675 93.7803249 86.3741989 82.61170696
13 77.8133104 97.7619401 96.1794649 79.4568126 92.99066778
14 79.4190157 94.8432991 97.1652341 85.391547 88.89357748
15 79.693998 85.1120596 87.2445423 77.821795 78.45050126
16 73.7380113 82.4520295 84.1296927 75.8858695 76.53435698
17 79.7938873 81.8384404 86.6488137 79.6012492 77.6476965
18 74.256501 96.577392 97.1224336 78.979492 92.32159217
19 63.4500682 102.254392 103.792186 90.638074 97.81758991
20 80.4953672 87.5271793 93.9370775 78.0306357 81.21824012
21 78.9480254 87.967397 94.4310017 75.0649376 79.37783662
22 88.5866908 81.1931526 89.8439807 72.7874031 77.83551278
23 82.2425421 81.4289625 87.7515822 75.2808486 76.07565777
24 76.4301533 88.1570356 92.9006713 84.1307505 81.49790301 总体
AVG 77.5466915 85.6110877 88.7259779 78.953317 80.23464805 80.45079
SD 5.75419702 7.52585143 7.89195843 4.46926259 7.04553136 5.8755866
cv 7％ 9％ 9％ 6％ 9％ 7％
在收集每个通量块的每次试验的所有ECAR和OCR数据之后，计算所有五个通量块的每个孔的平均ECAR和OCR。这些数据在表6中表示为“AVG”。例如，评估的五个通量块中的1号孔的平均ECAR测量值为74。计算5个通量块的每个孔的平均ECAR测量值和平均OCR测量值。以这种方式，通过用单个通量块重复测量或用若干通量块进行多次测量，可以获得给定传感器的平均传感器测量值。
为了计算传感器校正因子，计算了来自每个传感器(即，来自所有五个通量块的相同位置的孔)的平均ECAR和OCR测量值。通过将五个通量块的每个孔(孔1、孔2、...孔24)的每个平均ECAR和OCR读数求平均来计算出这些测量值。另外，根据五个通量块的每个孔的每个ECAR和OCR平均读数，计算通量块的所有孔的ECAR和OCR测量值的标准偏差。在所有五个通量块的同一个孔中使用相同的传感器；例如，使用分析仪的传感器24来测量五个通量块的每一个通量块中的孔24中的ECAR和OCR。使用平均ECAR和OCR以及ECAR和OCR测量值的标准差来计算任何通量块的ECAR和OCR的变异系数。如表6所示，ECAR测量值的变异系数为10％，OCR测量值的CV为4％。这些数据显示了在五个通量块之间ECAR和OCR测量值的良好孔间重现性。
此外，通过将通量块的平均ECAR测量值除以来自分析仪中的每个传感器的测量值的平均ECAR来计算通量块的每个孔的校正因子。如表7A中所示的，根据各通量块的变异系数计算平均变异系数。这个平均CV是12。此外，表7B显示了当对采集自使用通量块的数据应用校正因子时，CV如何降低，且结果的再现性如何因此提高。在表7B中，用校正因子作为乘数与来自通量块的每个孔的平均ECAR测量值相乘，结果等于来自通量块的每个孔的经校准的平均ECAR测量值。以这种方式调整通量块的每个孔的平均ECAR测量值。此外，对通量块的每个孔的经校正的平均ECAR测量值求平均，结果等于7％的平均变异系数。由此可见，通过应用校正因子，24传感器分析仪的平均变异系数降低了5％，由此表明，在校准通量分析仪时应用校正因子提供了改善的结果。
实施例2
该实施例将本公开的通量块与从通量分析仪取得测量值中的生物(基于细胞)标准品进行比较。在该实施例中，通量块的总体布置如图1，只是一些通量块具有96个孔。分别利用通量块和基于细胞的标准品从Seahorse XF24和XF96通量分析仪获得OCR和ECAR测量值。基于细胞的标准品是汇合的细胞单层(C2C12小鼠骨骼肌成纤维细胞)。表8A显示了来自XF24分析仪的数据，表8B显示了来自XF96分析仪的数据；这些数据一般性地代表本公开的通量块的测试和使用。这些表报告了标准品孔之间的变异系数(CV)(其为与这些孔一起使用的分析仪的各传感器的CV)。其次还有通过每个分析仪测量的OCR和ECAR的速率/通量(基于分析仪的所有24个或96个传感器计算的)。对于OCR，计算不同孔板之间的CV，当使用基于细胞的标准品时为39％，而当使用通量块时仅为18％。对于ECAR，基于细胞的标准品的CV为34％，通量块的CV为22％。由此可见，相比于基于细胞的标准品，通量块产生的测量值由于标准品所致的变异性(而非可归因于分析仪的变异性)小得多。
表8A
XF24 基于细胞的标准品 通量块
平均OCR(所有板) 211 496
CV OCR(板内的孔间变异) 10％ 7％
CV OCR平均值 39％ 18％
平均ECAR 54 73
CV ECAR 8％ 13％
CV ECAR(所有板之间的变异) 34％ 22％
表8B
XF96 基于细胞的标准品 通量块
平均OCR(所有板) 158 142
CV OCR(板内的孔间变异) 5％ 9％
Unif OCR(所有板的变异) 30％ 23％
平均ECAR(所有板) 46 66
CV ECAR(板内的孔间变异) 11％ 9％
UnifECAR(所有板之间的变异) 22％ 18％
关于孔间变异(即来自单个孔板的各个孔的24个或96个测量值的CV)，某些使用通量块的测量值导致的CV数字比基于细胞的标准品更高。对于XF24分析仪，基于细胞的测定法的ECAR的CV％为8％，而通量块的ECAR的CV％为13％。对于XF96分析仪，基于细胞的标准品的OCR的CV％为5％，而通量块的OCR的CV％为9％。然而，此类变异中至少有一些归因于传感器而不是标准品。
在本文中引用的所有参考文献，包括专利、专利申请和出版物，均通过提述完整并入本文。
在本公开中，无论何处见到词语“包含”，可以预期的是，可以使用短语“基本上由...组成”或“由......组成”取而代之。除非特别指出，单数的使用包括复数情况。每当术语“约”出现在一个值之前时，应该理解的是，说明书还提供除了术语“约”之外的值的描述，反之亦然。
在本公开中，可以通过用于实施这样的功能的一种或多种手段来实施本文中叙述的任何功能。关于在说明书中描述的过程，预期说明书还提供用于实施那些过程的装置的描述。关于说明书中描述的装置，预期说明书还提供对这样的装置的部件、零件、部分的描述。
虽然从属权利要求依照美国专利实践具有单一的依赖性，但是任何从属权利要求中的每个特征可以与其他从属权利要求或主权利要求中的每个特征组合。
应当理解的是，针对本文所述的当前优选的实施方案的各种改变和修改对于本领域技术人员而言是不言自明的。可以做出这样的改变和修改，而不脱离本发明主题的精神和范围，以不减弱本发明主题的预期优势。因此预期所附权利要求书涵盖这样的改变和修改。

Claims (10)

1.一种用于校准通量分析仪的装置，其包括：
第一框架，其包括多个孔，每个孔在其底部具有孔开口；
第二框架，其与所述第一框架相互连接或一体形成，其中所述第二框架限定腔室及通向该腔室的入口，并且所述第二框架具有至少一个腔室开口，其中所述腔室开口至少部分地与所述孔开口重叠；以及
在所述第一框架和第二框架之间的选择性渗透膜，该渗透膜将所述孔开口与所述腔室开口分开。
2.权利要求1的装置，其中所述膜对于O2、CO2或这两者是基本上可渗透的，并且是基本上不透水的。
3.前述任一项权利要求的装置，其中所述腔室开口是多个腔室开口，并且每个所述孔开口与腔室开口对齐。
4.前述任一项权利要求的装置，其中所述第二框架包括可移除的或可滑动的壁，所述壁在所述第一框架的相反面，并被适配为容许达到所述腔室。
5.前述任一项权利要求的装置，其中进一步包括在所述膜的第一侧上的第一隔离件和在所述膜的第二侧上的第二隔离件，两个隔离件均包括隔离件开口，所述第一隔离件和所述第二隔离件配合在所述第一框架和所述第二框架之间，并且被定位以使得所述隔离件开口与所述孔开口和所述腔室开口对齐。
6.前述任一项权利要求的装置，其中所述孔至少部分地沿着该孔的深度具有圆锥形状。
7.前述任一项权利要求的装置，其中所述第一框架在每个所述孔的底部具有底壁，并且每个所述底壁限定所述孔开口之一，并且所述孔的每个底壁具有一个或多个传感器挡块。
8.前述任一项权利要求的装置，其中所述膜以物理或化学方式固定到所述框架中的一者或两者上。
9.前述任一项权利要求的装置，其中所述膜可从所述装置上移除，使得该膜可以更换，从而复原该校准装置。
10.一种校准通量分析仪的方法，所述方法包括：
用测试溶液填充如前述任一项权利要求的装置的多个孔，其中所述测试溶液含有具有已知值的第一分析物，
使所述测试溶液与测量所述第一分析物的通量传感器接触；
供应测试流体到该装置的第二框架的所述腔室，其中所述测试流体包含穿过所述膜的物质；
测量所述第一分析物的通量以获得测得的通量。
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