熒光檢測組件的制作方法

本申請要求2015年5月4日提交的美國臨時申請62/156,441，2015年4月20日提交的美國臨時申請62/149,988以及2014年6月27日提交的美國臨時申請62/018,448的優先權。其全部內容在此參考并入。

發明領域

本發明涉及羰基檢測和定量領域，具體地涉及生物樣品中的含羰基部分濃度的檢測和定量。

背景技術：

對含羰基部分的檢測是已知的，但是對生物樣品中特定低濃度的特定含羰基部分的精確檢測仍是未知的。已知羰基用于在高溫下引發鄰苯二胺和對苯二胺聚合以產生隨后用于制備產物的固體聚合物，但是苯二胺衍生物在用于檢測在一些生物樣品中的含羰基部分的方法中的用途仍是未知的。此外，測量在溶液中熒光物質的熒光以確定對應于該物質的分子的存在情況以及對給定樣品中此類分子的濃度進行定量是已知的。此外，包括用于酒精水平的呼吸分析裝置是已知的。

附圖簡述

圖1是根據本發明的優選實施方式的呼吸分析系統的透視圖，其中門板開啟以顯示凹口中的分析筒；

圖2是分析筒的截面正視圖；

圖3A是分析筒的截面透視圖；

圖3B是分析筒的截面分解透視圖；

圖4是手柄組件的分解圖；

圖5A是分析筒在連接至手柄組件之前的截面透視圖；

圖5B是分析筒在連接至手柄組件之后的截面透視圖；

圖6A是分析筒在連接至手柄組件之前的透視圖；

圖6B是連接至手柄組件的分析筒的透視圖；

圖7是分析筒的底視圖；

圖8是分析裝置背面的透視圖；

圖9是拆下電池蓋的分析裝置背面的透視圖；

圖10是去除一半殼體的分析裝置的透視圖；

圖11是分析裝置的分解透視圖；

圖12是分析筒在凹口中時旋轉組件的俯視透視圖；

圖13是旋轉組件的分解透視圖；

圖14是旋轉組件的底部透視圖的另一透視圖；

圖15是分析筒在凹口中時旋轉組件的透視圖；

圖16是分析筒在凹口中時可旋轉部分的透視圖；

圖17A是分析筒在凹口中時可旋轉部分的分解透視圖；

圖17B是可旋轉部分的另一分解透視圖；

圖17C是光學系統的分解透視圖；

圖17D是光學系統外殼的下半部的平面圖；

圖17E是光學系統的透視圖；

圖18是包括凸輪軌跡的第二固定構件的透視圖；

圖19A是臂處于收起位置時旋轉組件的透視圖；

圖19B是臂處于伸出位置時旋轉組件的透視圖；

圖20是可旋轉組件的一部分的透視圖，其中去除外殼的第二半部以顯示光學系統的組件；

圖21A是顯示處于第一位置(亦稱為開始位置)的可旋轉部分的旋轉組件的截面端視圖；

圖21B是顯示處于第二位置(也稱為第一混合位置)的可旋轉部分的旋轉組件的截面端視圖；

圖21C是顯示處于第三位置(本申請中也稱為基線讀取位置)的可旋轉部分的旋轉組件的截面端視圖；

圖21D是顯示處于收起位置的臂和朝向第四位置旋轉的可旋轉部分的旋轉組件的截面端視圖；

圖21E是顯示處于第四位置(亦稱為插入位置)的可旋轉部分和處于伸出位置的臂的旋轉組件的截面端視圖；

圖22是顯示處于第五位置(亦稱為分析位置)的可旋轉部分的旋轉組件的截面端視圖；

圖23是顯示處于第六位置的可旋轉部分的旋轉組件的截面端視圖，其中分析筒可移除；

圖24是根據本發明的另一優選實施方式的包括呼吸分析筒和熒光分析筒的分析筒系統的分解透視圖；

圖25是當安瓿組件在高位置時圖24的呼吸分析筒的截面圖；

圖25A是呼吸分析筒的安瓿組件的截面圖；

圖26是當安瓿組件在高位置時和安瓿構件在推入位置時圖24的呼吸分析筒的截面圖；

圖26A是呼吸分析筒的安瓿組件的截面圖；

圖27是圖24的熒光分析筒的截面圖；

圖28是當呼吸分析筒接收于熒光分析筒上時圖24的分析筒系統的正視圖；

圖29是圖24的分析筒系統的截面圖；

圖30是根據本發明的另一優選實施方式的分析筒的截面圖；

圖31A顯示了具有降低的表面活性劑依賴性的替代的苯二胺衍生物；

圖31B顯示了替代的苯二胺衍生物；

圖31C顯示了圖31B中所示的替代的苯二胺衍生物的合成途徑；

圖31D顯示了圖31B中所示的替代的苯二胺衍生物對醛引發的間苯二胺聚合的Fret應答；

圖31E顯示了描繪存在1μΜ己醛時圖31B中所示的替代的苯二胺衍生物的熒光增加的圖表；

圖32顯示了描述mPDA與1-己醛反應的發射光譜作為時間函數的圖表；

圖33顯示了描述mPDA與作為含羰基部分的1-己醛的反應隨著時間的推移熒光增加的圖表；

圖34A顯示了描述作為濃度從0.01至0.4％(w/v)的十二烷基硫酸鈉(“SDS”)函數的與1-己醛的反應隨著時間推移的熒光增加的圖表；

圖34B顯示了描述在SDS濃度為0.2％SDS時與空白比較的隨著與1-己醛反應時間推移的熒光增加的圖表；

圖34C顯示了描述在SDS濃度為0.4％SDS時與空白比較的隨著與1-己醛反應時間推移的熒光增加的圖表；

圖35顯示了展示作為1-己醛濃度函數的熒光的圖表；

圖36顯示了描述作為醛鏈長度的函數的相對熒光的圖表；

圖37顯示了描述所選擇的小型芳胺的相對熒光的圖表。

技術實現要素：

根據本發明的一個方面，提供了一種分析筒，所述分析筒包括：主體部分，所述主體部分具有界定上室的上部分和界定流體室的下部分；和濾光器組件，所述濾光器組件可沿第一位置與第二位置之間的濾光器組件路徑移動。所述濾光器組件具有通過其中被其界定的開口。在第一位置中，開口部分地界定上室，且在第二位置中，開口部分地界定流體室。在一個優選實施方式中，濾光器組件可在從上室延伸至流體室的圓柱形套管內移動。優選地，套管包括頂部開口使得濾光器組件的上表面暴露于主體部分的外部。

在一個優選實施方式中，濾光器組件包括呈圓柱形形狀的濾光器支架，所述濾光器支架包括橫向地延伸通過其中的開口，和兩個濾光器，所述兩個濾光器經定位使得其跨越所述開口。濾光器將基底空間界定于其間，且基底被置于基底空間中。在一個優選實施方式中，基底為二氧化硅且流體室中包含洗脫溶液或沖洗液。優選地，上室是呼吸室，所述呼吸室包括呼吸進入開口、呼吸離開開口和所述呼吸進入開口與所述呼吸離開開口之間的呼吸路徑。在一個優選實施方式中，分析筒包括界定于所述上部分的壁中的壓力測量孔，所述壓力測量孔連通呼吸室與壓力隧道，所述壓力隧道延伸通過主體部分并且至界定于下部分中的壓力凹口。

在一個優選實施方式中，苯二胺衍生物置于分析筒中。優選地，分析筒包括具有熒光發色團空間的安瓿構件，苯二胺衍生物置于所述熒光發色團空間中，且流體室包含置于其中的洗脫溶液。安瓿構件可在第一位置與第二位置之間移動，在所述第一位置中苯二胺衍生物從洗脫溶液中分離，在所述第二位置中苯二胺衍生物被置于洗脫溶液中。在一個優選實施方式中，苯二胺衍生物是間苯二胺。

根據本發明的一個實施方式，提供了一種方法，所述方法包括(a)獲得分析筒，所述分析筒包括主體部分，所述主體部分具有界定呼吸室的上部分和界定流體室的下部分，和濾光器組件，所述濾光器組件可沿第一位置與第二位置之間的濾光器組件路徑移動。濾光器組件具有通過其中被其界定的開口，且在第一位置中開口部分地界定上室，和在第二位置中開口部分地界定流體室，且流體室中包含洗脫溶液，如下所述。所述方法還包括(b)將呼吸樣品捕獲于濾光器組件中，(c)將濾光器組件從第一位置移動至第二位置，和(d)將呼吸樣品的成分洗脫至洗脫溶液中以形成成分溶液。在一個優選實施方式中，在步驟(c)之前，所述方法包括下述步驟：將分析筒插入至分析凹口中，以及旋轉分析筒至插入位置，在插入位置由臂執行步驟(c)。

根據本發明的另一個實施方式，提供了一種分析筒系統，所述分析筒系統包括：呼吸分析筒和熒光分析筒。呼吸分析筒包括主體部分，所述主體部分包括界定呼吸室的上部分和界定流體室的下部分。呼吸室包括呼吸進入開口、呼吸離開開口和所述呼吸進入開口與所述呼吸離開開口之間的呼吸路徑，以及下部分包括從其延伸的接收器構件。呼吸分析筒還包括濾光器組件，所述濾光器組件可沿第一位置與一第二位置之間的濾光器組件路徑移動。濾光器組件具有通過其中被其界定的開口，且在第一位置中，開口部分地界定呼吸室并且是呼吸路徑的一部分，和在第二位置中，開口部分地界定流體室。熒光分析筒包括主體部分，所述主體部分包括界定上室的上部分和界定流體室的下部分。所述上室包括經調試以將呼吸分析筒的接收器構件接收于其中的前開口。熒光分析筒還包括濾光器組件，所述濾光器組件可沿第一位置與第二位置之間的濾光器組件路徑移動。濾光器組件具有通過其中被其界定的開口，且在第一位置中，開口部分地界定上室，和在第二位置中，開口部分地界定流體室。在一個優選實施方式中，在呼吸分析筒和熒光分析筒兩者中，在濾光器組件處于第一位置時，呼吸室或上室與流體室隔絕。

在一個優選實施方式中，呼吸分析筒包括安瓿構件，所述安瓿構件可在第一位置與第二位置之間的滑動管內滑動。優選地，安瓿構件中包括至少一個開口，當所述安瓿構件處于第一位置時，開口與流體室的流體連通被隔離，且當所述安瓿構件處于第二位置時，開口與流體室的流體連通。在一個優選實施方式中，濾光器組件將熒光分析筒的上室劃分成前室和后室。前室包括置于其中且經調試以刺穿安瓿構件的可破裂屏障的刺穿構件。優選地，熒光分析筒的后室包括定位于其中的吸收構件。

在一個優選實施方式中，呼吸分析筒包括界定與呼吸室連通的中央開口的可拆卸式吹口。吹口包括接收于呼吸進入開口中的套管部分和吹口部分。優選地，吹口包括鄰接主體部分的止動器。止動器包括從其延伸且接收于主體部分中的對準開口中的對準構件。在一個優選實施方式中，熒光分析筒包括定位于流體室的對置側上的對置的光進入窗口和光離開窗口以及定位于主體部分的底部上的熒光窗口。優選地，光進入窗口和光離開窗口各包括外表面，且其中所述外表面彼此平行。優選地，熒光窗口包括外表面且熒光窗口的外表面垂直于光進入窗口的外表面。

根據本發明的另一個實施方式，提供了一種方法，所述方法包括：獲得分析筒系統，所述分析筒系統包括生物分析筒和識別成分分析筒。生物分析筒具有上室和流體室，且識別成分分析筒具有上室和流體室。該方法還包括將如下文所述的生物樣品捕獲于定位于生物分析筒中的上室中的如下文所述的基底上，將基底從上室移動至流體室，所述流體室中含有如下文所述的第一洗脫溶液，將生物樣品的成分洗脫至第一洗脫溶液中以形成如下文所述的成分溶液，將一部分釋放至第二溶液以形成第一可識別成分溶液，將如下文所述的第一可識別成分溶液轉移至識別成分分析筒的上室，使得識別成分被捕獲至定位于上室中的基底上，將基底從上室移動至流體室，所述流體室中含有如下文所述的第二洗脫溶液，以及將識別成分洗脫至第二洗脫溶液中以形成如下文所述的第二可識別成分溶液。

在一個優選實施方式中，生物分析筒是呼吸分析筒，識別成分分析筒是熒光分析筒，且生物樣品是呼吸樣品。優選地，部分是如下文所述的熒光發色團。

根據本發明的另一個實施方式，提供了一種在呼吸分析筒內形成溶液的方法，所述呼吸分析筒包括：主體部分，所述主體部分具有界定呼吸室的上部分和界定流體室的下部分，所述流體室具有置于其中的洗脫溶液，和安瓿構件，所述安瓿構件可在第一位置與第二位置之間移動。安瓿構件包括熒光發色團空間，所述熒光發色團空間具有置于其中的熒光發色團。該方法包括將安瓿構件從第一位置移動至第二位置，在所述第一位置中熒光發色團空間和熒光發色團與流體室分離，在所述第二位置中熒光發色團空間與流體室連通，以及將熒光發色團與洗脫溶液混合。

根據本發明的另一個實施方式，提供了一種分析筒，所述分析筒包括主體部分，所述主體部分包括界定呼吸室的上部分和界定流體室的下部分。呼吸室包括呼吸進入開口、呼吸離開開口和所述呼吸進入開口與所述呼吸離開開口之間的呼吸路徑。該分析筒還包括濾光器組件，所述濾光器組件可沿第一位置與第二位置之間的的濾光器組件路徑移動。濾光器組件具有通過其中被其界定的開口，且第一位置中，開口部分地界定呼吸室并且是呼吸路徑的一部分，和在第二位置中，開口部分地界定流體室。在一個優選實施方式中，濾光器組件包括定位于開口中的第一濾光器和第二濾光器，且第一濾光器和第二濾光器將基底空間界定于其間，基底被置于所述基底空間中。優選地，基底與活性反應性捕獲劑相結合。在一個優選實施方式中，活性反應性捕獲劑是熒光肼或氨氧基化合物。

根據本發明的另一個實施方式，提供了一種在分析筒內形成熒光溶液的方法，所述分析筒包括主體部分，所述主體部分具有界定呼吸室的上部分和界定流體室的下部分，所述流體室具有置于其中的洗脫溶液，和濾光器組件，所述濾光器組件可沿第一位置與第二位置之間的濾光器組件路徑移動。濾光器組件具有通過其中被其界定的開口，且在第一位置中，開口部分地界定呼吸室，和在第二位置中，開口部分地界定流體室。濾光器組件包括基底，所述基底結合了置于其中的活性反應性捕獲劑。該方法包括將含羰基部分捕獲于基底上，將濾光器組件從第一位置移動至第二位置，和將含羰基熒光發色團和活性反應性捕獲劑洗脫至洗脫溶液中以形成發熒光溶液。

根據本發明的另一個實施方式，提供了一種呼吸捕獲組件，所述呼吸捕獲組件包括手柄組件，所述手柄組件具有長形主體部分、帽和壓力傳感器，所述長形主體部分界定手柄內部，所述帽置于主體部分的一端，包括界定于其中的壓力開口，所述壓力傳感器置于手柄內部中。呼吸捕獲組件還包括接收于手柄組件上端上的分析筒。分析筒包括主體部分，所述主體部分具有界定呼吸室的上部分和界定流體室的下部分。呼吸室包括呼吸進入開口、呼吸離開開口和所述呼吸進入開口與所述呼吸離開開口之間的呼吸路徑。分析筒包括可沿第一位置與第二位置之間的濾光器組件路徑移動的濾光器組件。濾光器組件具有通過其中被其界定的開口，且在第一位置中，開口部分地界定呼吸室并且是呼吸路徑的一部分，和在第二位置中，開口部分地界定流體室。

在一個優選實施方式中，壓力測量孔界定于分析筒上部分的壁中并且連通呼吸室與壓力隧道，所述壓力隧道延伸通過主體部分。壓力路徑從呼吸室界定，通過壓力測量孔、壓力隧道、壓力開口并至壓力傳感器。優選地，手柄組件的帽包括從其向上延伸且密封地接收于分析筒中的壓力凹口中的壓力凸部。壓力凹口與壓力隧道連通，且壓力開口界定于壓力凸部中。在一個優選實施方式中，帽包括界定于其周圍的底座，且從分析筒向下延伸的軸環接收于該底座上。帽優選地包括從其徑向地向外延伸的附接凸部，所述附接凸部接收于界定于分析筒的軸環中的附接凹口中。

在一個優選實施方式中，中空延伸件從手柄組件的帽向下延伸并至手柄內部中。該中空延伸件是壓力路徑的部件。優選地，壓力管接收于中空延伸件上且在中空延伸件與壓力傳感器之間的壓力路徑中。

在一個優選實施方式中，分析筒包括可破裂屏障，當濾光器組件處于第一位置時該可破裂屏障置于呼吸室與流體室之間以便將呼吸室與流體室隔離。

根據本發明的另一個實施方式，提供了一種分析裝置，該分析裝置包括殼體、門板和旋轉組件，所述殼體界定殼體內部，所述門板可在開啟位置與閉合位置之間移動，所述旋轉組件定位于殼體內部中，包括第一固定構件和第二固定構件以及定位于第一固定構件與第二固定構件之間的可旋轉部分。可旋轉部分可繞著旋轉軸相對于第一固定構件和第二固定構件旋轉。可旋轉部分包括具有界定于其中以接收待旋轉物體的漏斗部分的護罩。護罩包括界定于其頂部處的凹口開口，且旋轉組件包括總體定位于該護罩下方的熒光檢測組件。該分析裝置還包括電機和控制器，所述電機驅動可旋轉部分的旋轉，所述控制器控制電機和熒光檢測組件。

在一個優選實施方式中，護罩包括彼此對置的凹口開口和分析開口，且護罩包括在凹口開口與分析開口之間漸縮的壁。熒光檢測組件優選地包括具有帶有界定于其中的井的分析筒接收部分的外殼，井與護罩中的分析開口對準以形成分析凹口。在一個優選實施方式中，分析筒接收部分與護罩協作以界定光進入孔、光離開孔和熒光孔。優選地，熒光檢測組件包括經構造被引導沿著光路的光，所述光路延伸通過界定于外殼中的光室，通過光進入孔，通過光離開孔并至光阱中。

在一個優選實施方式中，熒光檢測組件包括檢測器，所述檢測器用于接收發射的通過熒光開口且通過界定于外殼中的熒光室的熒光。優選地，熒光室總體正交于光室。在一個優選實施方式中，分析裝置包括在收起位置與伸出位置之間樞轉的臂。臂包括第一端，所述第一端在處于伸出位置時延伸通過界定于護罩中的臂開口。當可旋轉部分從開始位置旋轉至插入位置時，臂從收起位置樞轉至伸出位置。在一個優選實施方式中，臂經偏置朝向收起位置且包括在操作上與第二固定構件上的凸輪表面相關聯的第二端。凸輪表面優選地具有與臂的收縮位置相關聯的收縮端和與臂的伸出端相關聯的伸出端，且包括從收縮端漸增至伸出端的半徑。在一個優選實施方式中，臂在其第二端上包括與凸輪表面相互作用的滾球軸承。優選地，臂在從護罩延伸的軸件上樞轉。

根據本發明的另一個實施方式，提供了一種旋轉組件，所述旋轉組件包括第一固定構件和第二固定構件，以及定位于第一固定構件和第二固定構件之間的可旋轉部分，所述可旋轉部分可繞著旋轉軸相對于第一固定構件和第二固定構件旋轉。可旋轉部分包括具有界定于其中以接收待旋轉物體的漏斗部分的護罩和在收縮位置與伸出位置之間樞轉的臂。臂包括在處于伸出位置時延伸通過界定于護罩中的臂開口的第一端。分析裝置還包括驅動可旋轉部分旋轉的電機。當可旋轉部分從開始位置旋轉至插入位置時臂從收縮位置樞轉至伸出位置。在一個優選實施方式中，護罩包括彼此對置的凹口開口和分析開口以及在凹口開口和分析開口之間漸縮的壁。

在一個優選實施方式中，護罩包括從其向外延伸且分別接收于第一固定構件和第二固定構件中的開口中的第一軸線構件和第二軸線構件。優選地，護罩包括從其延伸的至少一個內部帶螺紋的緊固件接收器構件。熒光檢測組件的外殼包括至少一個接收器管，且帶螺紋接收器延伸通過該接收器管并至緊固件接收器構件中以將護罩固定至外殼。優選地，外殼包括第一外殼半部和第二外殼半部。第一接收器管定位于第一外殼半部上且第二接收器管定位于第二外殼半部上。帶螺紋接收器延伸通過第一接收器管和第二接收器管并至緊固件接收器構件中以將護罩固定至外殼。

根據本發明的另一個實施方式，提供了一種結合呼吸分析系統使用的手柄組件，所述呼吸分析系統包括分析筒和分析裝置。該手柄包括長形主體部分、帽、壓力傳感器和壓力路徑，所述長形主體部分界定手柄內部，所述帽置于主體部分的一端，包括界定于其中的壓力開口，所述壓力傳感器置于手柄內部中，所述壓力路徑界定于壓力開口與壓力傳感器之間。在一個優選實施方式中，帽包括從其向上延伸的壓力凸部，且壓力開口界定于該壓力凸部中。優選地，手柄內部包括置于其中且與分析裝置中的磁體相互作用的磁體。該磁體定位于界定于該帽中的磁體凹口中。

根據本發明的另一個實施方式，提供了一種濾光器組件，所述濾光器組件包括主體部分、開口、第一濾光器和第二濾光器以及基底，所述主體部分具有界定第一軸的總體呈圓柱形的形狀，所述開口被界定橫向地通過主體部分，其總體在垂直于第一軸的方向上延伸，所述第一濾光器和第二濾光器跨越開口且將基底空間界定于其間，所述基底置于基底空間中。優選地，第一濾光器和第二濾光器包含具有孔的塑料，所述孔被其界定并通過其中。在一個優選實施方式中，主體部分在其外表面上包括總體在平行于軸線的方向上延伸的導軌。優選地，主體部分包括下表面，其包含從其向下延伸的至少一個刺穿器。

根據本發明的另一個實施方式，提供了一種制備濾光器組件的方法，所述方法包括：獲得濾光器支架，所述濾光器支架具有主體部分，其帶有界定第一軸的總體呈圓柱形的形狀，且包括被界定橫向地通過該主體部分的開口，該開口總體在垂直于第一軸的方向上延伸，用基底對第一濾光器配量，將第二濾光器壓置在該基底上，以及將第一濾光器、基底和第二濾光器定位至開口中，使得第一濾光器和第二濾光器跨越所述開口。第一濾光器和第二濾光器以及基底可一起或分別定位于開口中。

根據本發明的另一個實施方式，提供了一種熒光檢測組件，所述熒光檢測組件包括發射器，檢測器，界定光室、熒光室和井的外殼，從發射器延伸、通過光室且通過井的光路，和從井延伸、通過熒光室并至檢測器的熒光光路。在一個優選實施方式中，熒光檢測組件包括定位于光路中的第一透鏡和第一濾光器。優選地，熒光檢測組件包括定位于熒光光路中的第二透鏡和第二濾光器。在一個優選實施方式中，熒光檢測組件包括下述中的至少一個：定位于發射器與第一透鏡之間的光路中的第一光擋板，定位于第一透鏡與第一濾光器之間的光路中的第二光擋板以及定位于第一濾光器與井之間的光路中的第三光擋板。第一擋板包括界定于其中的第一光擋板孔，所述第一光擋板孔具有小于光室內徑的內徑。第二擋板包括界定于其中的第二光擋板孔，所述第二光擋板孔具有小于第一光擋板孔內徑的內徑。第三擋板包括界定于其中的第三光擋板孔，所述第三光擋板孔具有小于第二光擋板孔內徑的內徑。

在一個優選實施方式中，光阱定位于所述光路的遠端處，且包括第一壁，所述第一壁相對于光路所成的角度介于約25°與約45°之間。優選地，光阱包括連接至第一壁的第二壁，且第二壁不垂直于光路。在一個優選實施方式中，外殼由上外殼半部和下外殼半部構成，且下外殼半部包括界定井的分析筒接收部分。在一個優選實施方式中，上外殼半部包括凸緣，所述凸緣從其向下延伸且與從下外殼半部向上延伸的凸緣重疊。在一個優選實施方式中，分析筒定位于包括光進入窗口、光離開窗口和熒光窗口的井中。光進入窗口和光離開窗口沿著光路被定位。

在一個優選實施方式中，外殼由上外殼半部和下外殼半部構成，所述上外殼半部和所述下外殼半部協作以界定容置第一透鏡的第一透鏡凹口、容置第一濾光器的第一濾光器凹口、容置第二透鏡的第二透鏡凹口和容置第二濾光器的第二濾光器凹口。優選地，熒光檢測組件包括連接至外殼的護罩，所述護罩包括彼此對置的凹口開口和分析開口以及所述凹口開口與所述分析開口之間的漏斗部分。漏斗部分與井協作以界定分析凹口，且護罩至少部分地界定光進入孔和熒光孔。

根據本發明的另一個實施方式，提供了一種檢測熒光的方法，所述方法包括將來自發射器的光沿著光路發射至光室中，所述光路包括沿著其的感測室。感測室中包括熒光溶液。發射的光通過熒光溶液并產生熒光，且其中所述熒光從感測室沿著熒光光路發射至熒光室中，和檢測熒光的熒光信號。

根據本發明的另一個實施方式，提供了一種檢測熒光的方法，所述方法包括將分析筒插入分析凹口中。該分析筒包括濾光器組件，所述濾光器組件包括在其上具有含羰基部分的基底。該方法還包括使分析筒從開始位置旋轉至插入位置，將分析筒內的濾光器組件從上室移動至含有洗脫溶液的流體室，使分析筒從插入位置旋轉至分析位置，使得洗脫溶液通過濾光器組件排出且使含羰基部分洗脫至洗脫溶液以形成熒光溶液，以及分析發熒光溶液的熒光。

根據本發明的另一個實施方式，提供了一種呼吸分析系統，所述呼吸分析系統包括呼吸捕獲組件，所述呼吸捕獲組件包括手柄組件，所述手柄組件包括長形主體部分、壓力開口和壓力傳感器，所述長形主體部分界定手柄內部，所述壓力開口界定于長形主體部分的一端中，所述壓力傳感器置于手柄內部中。呼吸分析系統還包括接收于手柄組件的上端上的分析筒。分析筒包括主體部分，所述主體部分包括界定呼吸室的上部分和界定流體室的下部分。呼吸室包括呼吸進入開口、呼吸離開開口和所述呼吸進入開口與所述呼吸離開開口之間的呼吸路徑。分析筒包括可沿呼吸捕獲位置與分析位置之間的濾光器組件路徑移動的濾光器組件。濾光器組件具有通過其中被其界定的開口，且在呼吸捕獲位置中，開口部分地界定呼吸室且是呼吸路徑的一部分，且在分析位置中，開口部分地界定流體室。系統還包括分析裝置，所述分析裝置包括殼體、門板和旋轉組件，所述殼體界定殼體內部，所述門板可在開啟位置與閉合位置之間移動，所述旋轉組件定位于殼體內部中，包括具有界定于其中以接收分析筒的漏斗部分的護罩。系統還包括控制器，所述控制器控制電機和熒光檢測組件。壓力傳感器與控制器連通。

根據本發明的另一個實施方式，提供了一種用于檢測和定量呼吸中的含羰基部分的方法。該方法包括(a)提供分析筒，(b)將分析筒連接至手柄組件，(c)將含羰基部分的呼吸樣品收集于濾光器組件上，(d)標記該含羰基部分以提供經標記的溶液，(e)將經標記的溶液插入分析裝置中，(f)引導預定波長范圍內的光通過經標記的溶液，從而產生熒光和(g)檢測熒光。

應理解，可使用本發明的系統分析任何生物樣品。可根據需要捕獲和分析除了含羰基部分(CCM)或醛以外的呼吸成分。美國專利申請公開號2003/0208133和2011/0003395的全部內容通過引用并入本申請。

具體實施方式

下述描述和附圖是說明性的并且不被解釋為限制性的。描述了許多具體細節以提供對本公開的透徹理解。然而，在某些實例中，未對熟知或常規細節進行描述以避免模糊該描述。引用本公開中的一個或另一個實施方式可以是(但不一定是)對相同的實施方式的引用；并且此類引用表示實施方式中的至少一個。

在本說明書中提到“一個實施方式”或“實施方式”旨在指與實施方式結合描述的特定特性、結構或特征包括在本公開的至少一個實施方式中。在本說明書各處中術語“在一個實施方式中”的出現未必指相同的實施方式，也不是與其他實施方式相互排斥的單獨的或替代的的實施方式。而且，描述了可以由一些實施方式而非由其他實施方式展現的各種特征。類似地，描述了可以是對一些實施方式而非其他實施方式的各種要求。

在本公開的上下文中以及在各術語使用的特定上下文中，在本說明書中使用的術語一般具有其在本領域中的通常含義。在本說明書的下文或其他地方討論了用于描述本公開的某些術語以便為從業人員提供關于本公開描述的額外指導。為方便起見，可以突出顯示某些術語，例如使用斜體和/或引號標記。使用突出顯示對術語的范圍和含義不具有影響；在相同的上下文中無論其是否被突出顯示，術語的范圍和含義是相同的。應理解，相同的事物可以有多于一種表達。

因此，替代的語言和同義詞可用于任何一個或多個本申請討論的術語。無論在本申請中是否對術語進行詳細闡述或討論，均不會賦予其任何特殊意義。本申請提供了某些術語的同義詞。敘述一個或多個同義詞不排除使用其他同義詞。在包括任何本申請討論的術語示例的本說明書任何地方使用的實施例僅是說明性的，并且不旨在進一步限制本公開或任何示例性術語的范圍和含義。同樣地，本公開不限于本說明書中給出的各個實施方式。

在不旨在進一步限制本公開范圍的情況下，下文給出根據本公開的實施方式的儀器、設備、方法及其相關結果的實施例。應注意，為了方便讀者，可以在實施例中使用標題或小標題，其絕不應當限制本公開的范圍。除非另有定義，本申請中使用的所有技術和科學術語具有與本申請所屬技術領域的普通技術人員所普遍理解的含義相同的含義。在存在沖突的情況下，應以本文件(包括定義)為準。

應意識到，本申請中使用的術語如“前”、“后”、“頂部”、“底部”、“側面”、“短”、“長”、“上”、“下”和“下方”僅為了便于描述且指如圖中所示的部件的方向。應理解，本申請所描述的部件的任何方向在本發明范圍內。

圖1-30顯示了用于分析患者呼吸中的含羰基部分(“CCM”)的呼吸分析系統10。如圖1中所示，系統10通常包括手柄組件12、分析筒14和分析裝置16。通常，手柄組件12和分析筒14供醫師和患者用以捕獲患者呼吸的某些組分(如下文更完全地描述)，和分析裝置16用于分析所捕獲的組分。

現將描述圖2-7和圖21A-23中所示的分析筒14。在一個優選的實施方式中，分析筒14包括主體部分11，所述主體部分11包括界定上室或呼吸室30的上部分29以及界定下室或流體室32的下部分31。呼吸室30包括前開口或呼吸進入開口33，呼吸離開開口40以及呼吸進入開口33與呼吸離開開口40之間的呼吸路徑P1。在一個優選的實施方式中，呼吸室30朝向呼吸離開開口40漸縮，然而本發明不限于此。分析筒14還包括濾光器組件19，所述濾光器組件19可沿第一或呼吸捕獲位置(圖2)與第二或分析位置(圖21E)之間的濾光器組件路徑P2移動。濾光器組件19具有通過其中被其界定的開口17，其包括定位于其中的至少一個優選地兩個濾光器26。在呼吸捕獲位置中，開口17部分地界定呼吸室30且是呼吸路徑P1的一部分，且在分析位置中，開口17部分地界定流體室32。

在一個優選的實施方式中，分析筒14包括可拆卸式吹口18、頂部上的濾光器組件19和底部上的安瓿構件22。如圖3B中所示，吹口18包括套管部分15，其接收于主體部分11上的呼吸進入開口33中，吹口部分18a，止動器21，其鄰接主體部分11以及對準構件21，其接收于主體部分11中的互補對準開口(未顯示)中。吹口18部分地界定呼吸室30和呼吸路徑P1。濾光器組件19優選地包括由玻璃料支架20夾持的兩個濾光器或玻璃料片26(有時統稱為玻璃料堆疊)。玻璃料片26跨越開口17。

在一個優選的實施方式中，玻璃料支架20在其底部表面上包括用于刺穿下文所討論的可破裂屏障的至少一個刺穿器20a。優選地，玻璃料支架20在外表面上包括至少一個導軌39，用于當玻璃料組件19沿著濾光器組件路徑移動時幫助引導該玻璃料組件19。刺穿器20a可在導軌39的底部上。在使用之前，玻璃料堆疊26定位于呼吸室30中。如圖2中所示，基底空間27界定于玻璃料片26之間。在一個優選的實施方式中，基底28(如二氧化硅)置于玻璃料片26之間的基底空間27中。應意識到，玻璃料片26有足夠的多孔性使得呼吸可通過其間，但沒有過度的多孔性以免陷獲于玻璃料片26之間的基底28逸出。濾光器或玻璃料片26優選由聚乙烯球體制成，將所述聚乙烯球體以某種形式壓制并封裝在一起。當以碟形或片形壓制在一起時，球形或圓形形狀產生呼吸通過所必需的空隙或孔。球體可由具有不同直徑的不同塑料材料(如聚乙烯、聚丙烯等)或特弗隆制成。在另一個實施方式中，濾光器26可包含全部由相同塑料材料制成且具有相同或不同直徑的球體。在一個示例性的實施方式中，玻璃料26是具有10μm或20μm孔的聚乙烯或特弗隆玻璃料。如下文更完全地描述，在使用中，隨著患者吹氣通過呼吸室30，將包括醛的CCM收集于基底28(也稱為CCM捕獲材料)上。在一個優選的實施方式中，使用二氧化硅作為基底或CCM捕獲材料。然而，本發明不限于此且可使用具有捕獲CCM或醛能力的其他基底。

在一個優選的實施方式中，跨越開口17的玻璃料片或濾光器26優選地壓入開口中。產生濾光器組件的方法包括將球形塑性件壓入至第一和第二濾光器26中，將第一濾光器26壓入至玻璃料支架20中的開口17中。接著，將基底28(優選二氧化硅)配量于第一玻璃料26上，接著使用預定的壓力將第二濾光器26壓入開口17中并至二氧化硅28上。在另一個實施方式中，在將玻璃料堆疊壓入至玻璃料支架20中的開口17中之前，可將二氧化硅28配量至第一玻璃料26上且接著可將第二玻璃料26壓入至二氧化硅28上以產生玻璃料堆疊。在另一個實施方式中，可將濾光器置于界定于玻璃料支架20的內側壁中的槽中。

如圖2-3B中所示，安瓿構件22包括主體部分23，所述主體部分23具有界定于其中且包括上邊23a和下表面23b的熒光發色團空間或溝槽25。溝槽25包含置于其中的苯二胺衍生物(“PD衍生物”)24。安瓿構件22可在第一位置與第二位置之間移動，在第一位置中溝槽25和PD衍生物24通過第一可破裂屏障36a與流體室32分離，在第二位置中溝槽25與流體室32連通(其中PD衍生物24和洗脫溶液34在流體室32中混合，如下文所述)。可破裂屏障36a可以是箔材等。在一個優選的實施方式中，安瓿構件22可在界定于分析筒14的下部分31中的安瓿隧道130內移動。在一個優選的實施方式中，安瓿構件22包括在安瓿構件22移動至第二位置時鄰接分析筒14上的止動器表面132的凸緣或止動器23c。止動器23c防止安瓿構件22過深地移動進安瓿隧道130和/或流體室32中。在一個優選的實施方式中，安瓿隧道130正交于流體室32。然而，本發明不限于此。

如圖2-3B中所示，流體室32定位于呼吸室30與安瓿構件22及安瓿隧道130之間。洗脫溶液34置于流體室32中。在一個優選的實施方式中，洗脫溶液34包括水和乙醇，然而本發明不限于此。在一個優選的實施方式中，流體室32與安瓿隧道130隔絕。這可以通過任何密封方法完成。在一個優選的實施方式中，流體室32通過第一可破裂屏障36a與安瓿隧道130隔絕。在一個優選的實施方式中，流體室32與呼吸室30隔絕。這可以通過任何密封方法完成。在一個優選的實施方式中，第二可破裂屏障36b經定位跨呼吸室30與流體室32之間的濾光器組件路徑P2(劃分濾光器組件套管53)。流體室與呼吸室之間的開口在本申請中稱為濾光器組件開口134且包括上面固定有第二可破裂屏障36b的突部。流體室32還包括通氣孔37以保持洗脫溶液34在混合期間不被“空氣鎖定”。

本領域技術人員將意識到，在使用分析筒14之前(即在其附接或連接至手柄組件12之前)，濾光器組件19處于呼吸捕獲位置且安瓿構件22處于第一位置。在這種構造中，流體室32中的洗脫溶液34通過第二可破裂屏障36b與呼吸室30中的濾光器組件19分離，且通過第一可破裂屏障36a與安瓿隧道130中的安瓿構件22分離。

圖4是手柄組件12及其組件的分解圖。在一個優選的實施方式中，手柄組件12包括長形主體部分101，其具有界定手柄內部99的第一和第二半部102(見圖5A)，頂部端帽103和底部端帽105，握柄104，電纜106，其通過插頭107連接至分析裝置16(電子和/或數據)以及壓力傳感器50和相關組件(電路板108、壓力管110等)。手柄組件12還優選包括與下文所述的手柄儲存凹口66和管150中的磁體150a相互作用的磁體111。壓力凸部49從頂部端帽103的上表面52向外延伸(見圖5A)。壓力開口113界定于壓力凸部49的頂部中。在一個優選的實施方式中，壓力凸部在其周圍包括在壓力凸部49偶聯至分析筒14時所述密封壓力凸部49的O形環115。優選地，壓力凸部49接收于界定于分析筒的下部分31中的壓力凹口139(參見圖7)中。如圖5和5A中所示，在一個優選的實施方式中，手柄組件12內的壓力路徑從壓力開口113延伸，通過頂部端帽103的底部表面上的延伸件117(其接收于壓力管110中)，通過壓力管110并至壓力傳感器50(其一端接收于壓力管110中)。通常，壓力路徑界定于壓力開口113與壓力傳感器50之間。電纜106連接至電路板108。因此，壓力傳感器50的壓力讀數可傳達至分析裝置16的主電路板74。

圖5A至圖6B顯示了附接至手柄組件12的分析筒14。在一個優選的實施方式中，分析筒14包括從主體部分11向下延伸的軸環138。軸環138包括界定于其中的至少一個且優選地多個附接凹口140。凹口140之一與手柄組件12的頂部端帽103上的對準或附接凸部142配對(在另一個實施方式中可存在更多附接凸部142)。軸環138亦接收于作為頂部端帽103的一部分的底座144上。環形凸部從帽103向外延伸以匹配軸環138上的底切槽并產生滑入配合。摩擦配合亦在本發明的范圍內。附接凹口140允許軸環在其固定于手柄組件12的頂部上時展開。

用于接收手柄組件12頂部上的壓力凸部49的壓力凹口139界定于軸環138內。互補的附接凹口140和附接凸部142在附接過程中對準分析筒14和手柄組件12，使得壓力凸部49被接收于壓力凹口139中。底座144可包括用于提供與軸環138摩擦配合的橡膠材料等。任何將分析筒14附接至手柄組件12的方法在本發明的范圍內。例如，可通過螺紋配合、滑入配合、摩擦配合等將分析筒14連接至手柄組件12。

如圖5A所示，在第一位置中，安瓿構件22從分析筒14的下部分31向下延伸。因此，當分析筒14連接至手柄組件12時，安瓿構件22的下表面23b接觸手柄組件12的上表面52，從而向上推送安瓿構件22，因此使第一可破裂屏障36a破裂，且將安瓿構件從第一位置移動至第二位置。這有助于將PD衍生物24轉移至流體室32和洗脫溶液34中。可以理解，PD衍生物24保持與洗脫溶液34分離直至分析筒14連接至手柄組件12為止。洗脫溶液34和PD衍生物24混合以形成苯二胺溶液(“PD溶液”)35(下文描述了在分析裝置16中洗脫溶液34和PD衍生物24的進一步混合)。

參考圖2-7，在分析筒14中包括的另一特征是呼吸壓力測量能力。這使得患者能夠吹氣至分析筒中以通過分析裝置16上的屏幕60知道吹氣壓力是否在預定范圍內。通常，壓力路徑界定于分析筒14的上部分29中的壓力測量孔42(與呼吸室30連通)與手柄組件12中的壓力傳感器50之間。如圖3A中所示，壓力路徑從壓力測量孔42延伸至部分地繞著濾光器組件19延伸的壓力通道44，并至向下延伸通過主體部分11的壓力隧道46。應意識到，圖3A顯示了從分析筒14省略的頂部環蓋47。頂部環蓋47(或其他壁或屏障)封閉壓力通道44以維持壓力。

圖7顯示了分析筒14的底部和與壓力凹口139連通的壓力隧道46的端部。在壓力凸部49接收于壓力凹口139中時，壓力隧道46與壓力開口113連通。因此，整個壓力路徑從壓力測量孔42延伸，通過壓力通道、通過隧道、通過壓力開口、通過中空延伸部117、通過壓力管110并至壓力傳感器50。

在患者吹氣通過呼吸室30(和玻璃料片26)時，進行壓力測量。在一個優選的實施方式中，這需要壓差流計算。隨著呼吸吹過呼吸室，取決于人員吹氣的輕重程度，在后玻璃料片26與呼吸離開孔40中間的呼吸室30的遠端空間38中產生壓差。壓力測量孔42界定于遠端空間38內的壁中且實質上是用于測量周圍壓力與遠端壓力之差的壓力表。經過壓力測量孔42在遠端空間38中的呼吸壓力加壓于壓力隧道(壓力路徑)內已有的空氣。壓力路徑延伸通過壓力測量孔42至通道44中并且通過通道然后向下通過壓力隧道46并至手柄組件12。通過壓力傳感器50測量呼吸室30的遠端空間38內側的壓力，且基于該壓力可測量計算通過呼吸室30的流速。壓力傳感器50的電子裝置定位于手柄組件12中(即定位于電路板108上)。

在使用中，一旦將分析筒14放置于手柄組件12上，則用戶吹氣使其通過吹口18和呼吸室30，從而預定體積的空氣或呼吸(例如3升)被呼出通過呼吸室30。因此，CCM從預定或已知體積的呼吸中被濾出并被收集在基底28上。在CCM被收集后，用戶從手柄組件12上取下分析筒14，取下吹口18并將分析筒14置于分析裝置16中，如下文所述。分析筒14和手柄組件12的組合(如圖6B中所示)在本申請中稱為呼吸捕獲組件13。

如圖6A-7中所示，分析筒包括底部窗口和兩個側窗口。底部窗口在本申請中稱為熒光窗口170，側窗口在本申請中稱為光進入窗口172a和光離開窗口172b。熒光窗口170、光進入窗口172a和光離開窗口172b與下文所述的在分析裝置16中的光學系統77(在本申請中也稱為熒光檢測組件或熒光計)結合使用。在一個優選的實施方式中，窗口170和172a以及172b是透明塑料且與主體部分11的其余部分是相同材料。然而，窗口可以是不同材料的。優選地，窗口170和172a以及172b經光學拋光且經定向使得外表面正交于光學系統77的適當組件(下文所述)。在一個優選的實施方式中，主體部分11的其余部分不是光學透明的且包括拔模斜度使得窗口170和172a和172b是隔離的(即筒的側面或底部成角度或與窗口的外表面不平行)。優選地，光進入窗口172a和光離開窗口172b是彼此平行的且熒光窗口170垂直于光進入窗口172a和光離開窗口172b。

在一個優選的實施方式中，分析筒14由塑料(例如聚碳酸酯、PMMA等)制成且各種片彼此超聲波接合。然而，本發明不限于此，并且分析筒可由任何所需材料制成且根據需要予以接合。

圖1和圖8-23顯示了分析裝置16。如圖1和圖8-11中所示，通常，分析裝置16包括殼體48(由兩個半部48a和48b組成)，門板54，其可在開啟位置與閉合位置之間滑動，護罩56，分析凹口58，其界定于護罩56中(其中接收分析筒)，底部57，主電路板74，旋轉組件76和顯示器60(其優選地是觸摸屏)。應意識到，整個分析凹口58包括下文所述的漸縮漏斗部分58a和井173。分析裝置16還包括開/關按鈕62、揚聲器64、手柄收納凹口66、USB端口和DC電源輸入端口70(見圖8)。分析裝置16還包括如圖9中所示的電池72和圖11中所示的電池門板156。電池優選地是可充電的，然而本發明不限于此。

護罩56是分析筒14與分析裝置16之間的界面。在使用中，在使用分析筒14采集呼吸樣品之后，用戶將分析筒置于分析凹口58中(通過凹口開口58b)并關閉門板54。圖10顯示了除去殼體的下半部48b的分析裝置16。如所顯示的，分析裝置16包括主電路板74和用于混合洗脫溶液34和醛的旋轉組件76，如下文所述。旋轉組件76還包括光學系統77。主電路板74(母板)是控制器且包括(或電連通)，但不限于，USB端口68、DC電源輸入端口70、用于與電機78和光學系統77(和下文所述的光學板160和162)連通的電纜、用于與手柄組件12連通(通過插頭107和148、電纜106和電路板108)的電纜、顯示器60、開/關62、電池72和用于感測門板54是開啟還是閉合的光學傳感器。

圖11顯示了分解的分析裝置16且圖解說明了殼體的第一半部48a和第二半部48b、可滑動門板54、主電路板74和旋轉組件76。如所顯示的，分析裝置16還包括端帽146，所述端帽146在其中具有用于連接電纜106的插頭148和界定手柄收納凹口66的管150。如上文所討論的，手柄收納凹口66和管150包括與手柄組件12中的磁體111相互作用的磁體150a。這兩個磁體的相互作用有助于將手柄組件12固定在手柄收納凹口66中。在一個優選的實施方式中，殼體48a的第一半部包括與護罩56對準以界定分析凹口58的開口152。殼體48中的開口/蓋154容置顯示器60。在一個優選的實施方式中，殼體的第二半部48b包括底部57、電池門板156以及用于USB端口68和DC電源輸入端口70的開口，其作為主電路板74的一部分。

圖12-20顯示了省略了大多數其他組件的旋轉組件76。如圖12-13中所示，旋轉組件76通常包括可旋轉部分86、第一固定構件88a和第二固定構件88b、電機78、齒輪系81(其優選地包括驅動大齒輪84的小齒輪83)、護罩56和光學系統77。電機78包括驅動小齒輪83的驅動軸(未顯示)，其嚙合大齒輪84且使大齒輪84旋轉。電機78優選地受主電路板74控制。應意識到，中心部分(可旋轉部分86)樞轉，且固定構件88a和固定構件88b在殼體48內保持靜止。大齒輪84優選地在其中包括弓形槽186，其接收固定構件88a上的引導凸部188。弓形槽186的端部提供止動(通過與引導凸部188的相互作用)使得可旋轉部分86僅能夠在各方向上旋轉一定程度。

圖16-17B單獨顯示了可旋轉部分86。可旋轉部分86包括通過鍵和鍵槽關系連接至護罩的第一軸線構件164和第二軸線構件166。本發明不限于此。在另一個實施方式中，第一軸線構件164和第二軸線構件166可粘附或接合至護罩或可與護罩形成一體。如圖13所示，在一個優選的實施方式中，護罩56包括軸向對準的圓柱形凸部174，在其對側上具有鍵56a。凸部174接收包括界定于其中的互補鍵槽176的第一軸線構件164和第二軸線構件166。第一軸線構件164和第二軸線構件166優選地鍵合使得其僅在一個方向上適合安裝在護罩56上。

第一軸線構件164和第二軸線構件166在其上具有軸承178，所述軸承178與固定構件88a和88b中的中央開口180協作且允許可旋轉部分86旋轉。可旋轉部分86通過至少一個鍵166a連接至大齒輪84，所述鍵166a嚙合大齒輪84的中心開口中的至少一個鍵槽84a。第二軸線構件166還包括用于大齒輪84的止動器184和電纜通過凹口165，所述電纜通過凹口165允許來自主電路板74并延伸至光學系統77的電纜(未顯示)經過其中。因此，電機78驅動小齒輪83，小齒輪83驅動大齒輪84，大齒輪84嚙合并驅動第二軸線構件166，第二軸線構件166驅動護罩56(其將分析筒14固定于分析凹口58中)和附接至護罩56的所有其他組件，如光學系統77和臂80(下文討論)。

在一個優選的實施方式中，分析裝置16包括門板鎖定組件，其中通過旋轉組件76的運動鎖定門板54。優選地，門板鎖定組件包括感測門板是開啟還是閉合的門板檢測傳感器。護罩56在其上包括與殼體上的樞轉突片構件相互作用的凸輪特征114(見圖16)。凸輪特征114經定位使得在旋轉組件76轉至負載位置時突片脫落，從而允許門板滑動打開。在旋轉組件76的所有其他方向中，突片是向上的并且鎖定門板且防止門板滑動打開。

如下文將描述的，可旋轉部分86與其中的分析筒14一起旋轉以混合其中的PD溶液35并允許光學系統77執行分析。此外，可旋轉部分86包括凸輪和杠桿系統，其用于將旋轉運動轉化成樞轉運動使得臂80將濾光器組件19從呼吸室30推送至流體室32中。圖17A-19C顯示了凸輪和杠桿系統且顯示了旋轉組件76如何移動臂80。臂80圍繞界定樞轉軸的柱191樞轉且包括第一端80a和第二端，所述第一端80a在其上具有位于凸輪表面120上的滾球軸承122，所述第二端在護罩56的側面中的臂開口56b內外移動。在一個優選的實施方式中，臂80圍繞柱191樞轉且固定至從第一軸線構件164延伸的突片192，如圖17B中所示。優選地，臂80包括接收柱191的開口189，該開口189從護罩56向下延伸(見圖17B)。形成彈簧124使得線圈區段形成接收柱191的開口。緊固件190延伸通過突片192中的開口192a并至柱191的端部中。具有滾球軸承122的臂80的第一端80a延伸至界定于第二固定構件88b中的凸輪通道194中(見圖18)。

臂80可在收縮位置(圖19A)與伸出位置(圖19B)之間移動。彈簧124將臂偏置至收縮位置。如圖18中所示，凸輪表面120是彎曲的且包括沿滾球軸承122行進的路徑漸增的半徑。隨著可旋轉部分86(和臂80)旋轉，滾球軸承122在凸輪表面120上滑行。凸輪表面120的漸增半徑致使臂80繞著樞轉軸樞轉且因此將臂80的第二端或工作端80b推送至護罩56中的臂開口56b中。對其中臂未向內樞轉的圖19A與其中臂向內樞轉的圖19B進行比較。由于護罩56內的分析筒14的定位，臂80的第二端80b將濾光器組件19從呼吸室30推送至流體室32。凸輪表面120、滾球軸承122、樞轉(和由彈簧124偏置的彈簧)臂80一起工作以便將旋轉運動轉換成樞轉運動。

圖17B-17D和圖20顯示了光學系統77。光學系統77包括包含第一半部197a和第二半部197b(圖20中省略了第二半部197b)的外殼196。外殼196優選地通過帶螺紋緊固件196a固定至護罩56(見圖10)。在一個優選的實施方式中，護罩56包括四個緊固件接收器構件175，所述緊固件接收器構件175接收延伸通過第一和第二外殼半部197a上的互補的第一接收器管177a和第二接收器管177b的長形帶螺紋緊固件196a。緊固件接收器構件175可內部帶螺紋或可經制作使得隨著帶螺紋緊固件196a螺合于其中在塑料中產生螺紋。如圖17B所示，包括不對應于護罩56上的緊固件接收器構件175的額外組的第一接收器管177a和第二接收器管177b。因此，帶螺紋緊固件196a將外殼的兩個半部固定在一起且將外殼196固定至護罩56。

護罩56在其底部中包括分析開口200，在分析筒14位于分析凹口58中時分析筒14的背部延伸通過所述分析開口200。分析開口200與外殼196的第二半部197b中的井173對準，該井173將分析筒14的背部接收于其中。外殼196包括如圖17C中所示的界定井173的分析筒接收部分204。形成外殼196使得第一外殼半部197a和第二外殼半部197b協作以界定光室198、熒光室207、光阱94和井173。護罩56在其底部表面上包括的三個凹口203，所述凹口203與分析筒接收部分204上的凹口協作以界定光進入孔216、熒光孔217和光阱開口218。

光學系統77還包括包含LED 79的第一光學電路板或微控制器162和包含接收器或檢測器82(例如光二極管)的第二光學電路板160。兩個光學電路板包括用以連接用于通信的電纜(未顯示)和來自主電路板74的控制的插孔或連接器163。光學系統77還包括定位于光室198中的至少一個第一透鏡90和至少一個第一濾光器92，以及定位于熒光室207中的至少一個第二透鏡96和至少一個第二濾光器98。形成外殼196使得第一外殼半部197a和第二外殼半部197b協作以界定第一透鏡凹口199、第一濾光器凹口201、第二透鏡凹口203和第二濾光器凹口205。

如圖17C-17E和圖20所示，頂部外殼半部197a包括界定于其中的第一凹口212和第二凹口214，其與分析筒接收部分204的頂部表面中的第一凹口213和第二凹口215協作以至少部分地形成光進入孔216和熒光孔217。頂部外殼半部197a和底部外殼半部197b還協作以至少部分地形成光阱開口218。在分析筒14定位于井173中時，光進入窗口172a與光進入孔216對準，熒光窗口170與熒光孔217對準，且光離開窗口172b與光阱開口218對準。

在使用中，LED 79沿光路(LP)發出光通過第一透鏡90，通過第一濾光器92，通過光進入孔216，通過分析筒14中的光進入窗口172a(其中其致使熒光溶液206中的CCM在感測室32b內發熒光)，通過光離開窗口172b，通過光阱開口218并至光阱94中。光阱94被構造成角壁使得進入其中的光四處反彈且無法回逸通過進入開口以及在朝向檢測器82的任意方向上反射。從經發熒光CCM反射的光沿熒光光路(FP)與進入分析筒14的光成近似90度角通過熒光窗口170離開分析筒14。熒光光路行進通過熒光孔217，通過第二透鏡96和第二濾光器98并至檢測器82。這通常是發射器檢測器設置。在一個優選的實施方式中，檢測器82與發射器79成約90度角。其他角度在本發明的范圍內。

在一個優選的實施方式中，從LED 79發射且經引導沿光路LP的光盡可能準直。優選地，對光室198進行設計以消除盡可能多的非準直光。為了達到這個目標，光室198包括至少第一透鏡90和定位于光路LP中的一系列擋板和孔(下文所述)。圖17D顯示光路LP經引導平行于光室198的軸。然而，從LED 79發射的一些光可在不平行于該軸的方向上延伸。參見例如圖17D中的虛線。在一個優選的實施方式中，第一透鏡90是菲涅耳(Fresnel)透鏡。然而，本發明不限于此。在一個示例性的實施方式中，第一透鏡90是具有約10mm焦距、25.4mm x 25.4mm x 22mm總尺寸和12.7mm透鏡直徑的菲涅耳透鏡(第二透鏡可以具有相同性質)。然而，這些尺寸均不是限制性的。第一透鏡90經定位且包括一定規格使得其優選地將來自感測室32b內側的LED 79的光聚焦于井173內。在一個示例性的實施方式中，在感測室32b的中心處，經準直光束的直徑為約4mm。

如圖17C-17D中所示，在一個優選的實施方式中，光室198包括定位于其中的第一光擋板244，該第一光擋板244包括界定于其中的第一光擋板孔244a。第一光擋板244沿第一透鏡90前方的光路LP定位。光室198還包括定位于其中的第二光擋板246，該第二光擋板246包括界定于其中的第二光擋板孔246a。第二光擋板246沿第一透鏡90與第一濾光器92之間的光路LP定位。優選地，包括第三光擋板孔248a的第三光擋板248定位于第一濾光器92后方的光路LP中。優選地，第一光擋板和第二光擋板正交于光路LP的方向且第三光擋板不正交于光路LP的方向。應意識到，通過第一外殼半部197a與第二外殼半部197b協作形成擋板和孔。圖17D僅顯示了第二外殼半部197b。

在光經過分析筒之后，其經過光阱開口218并至光阱94中。在一個優選的實施方式中，光阱的壁是黑色的，其將吸收大部分進入的光。圖17D顯示了光阱94的平面圖。在一個優選的實施方式中，光阱94包括彎曲的壁，該彎曲的壁有助于隨著光反彈分散光。然而，如圖17D中所示，壁相對于光路LP形成角度，其經設計以吸收多數光(由于其為黑色)，同時也反射朝向另一壁反射的任何光使得實際上無光回逸通過光阱開口218。光阱94優選地包括在光進入光阱后接收光的第一壁94a。第一壁相對于光路LP所成的角度優選在約25°至約45°之間。在一個示例性的實施方式中，其與光路LP所成的角為35°。光阱94還優選包括與光路LP成角的第二臂94b。優選地，與光路LP成的角不是直角。在一個示例性的實施方式中，隨著光進入光阱94，每當光從不同壁反彈，則約80％的光被吸收和20％的光被反射。在以80％對20％的吸收反射比率從一些壁反彈之后，其余光將忽略不計。

熒光光路FP還包括位于其中的擋板和孔，連同第二透鏡96和第二濾光器98孔。如圖17D中所示，在一個優選的實施方式中，熒光光路FP包括沿著其的第一熒光擋板250和相關孔(其為由分析筒接收部分204的頂部表面中的第二凹口215以及界定于其中的第二透鏡96形成的熒光孔217)，第二熒光擋板252(其包括界定于其中的第二熒光擋板孔252a和第二濾光器98)。優選地，第二透鏡96具有與第一透鏡90相同的規格。然而，本發明不限于此且這兩個透鏡可以是不同的。在另一個實施方式中，光路和熒光光路的任意一個或兩個可在其中包括一個以上的透鏡。

應意識到，從LED發射的光不是完全準直的。因此，提供擋板和孔以阻擋從光室198的內側反射的一些光及其他外來光。第一光擋板244、第二光擋板246和第三光擋板248中的孔具有小于光室198的直徑，從而使得光擋板阻擋或消除非準直光且幫助產生沿光路LP行進通過光室198的更準直的光束。

在一個優選的實施方式中，第一光擋板、第二光擋板和第三光擋板的直徑隨著其沿光路相遇而變小。在一個示例性的實施方式中，光室198具有約16mm的內直徑，第一光擋板孔具有約10mm的內直徑、第二光擋板孔具有約9mm的內直徑和第一光擋板孔具有約5mm的內直徑。對于熒光室207而言，在一個示例性的實施方式中，第一熒光擋板孔具有約5mm的內直徑和第二熒光擋板孔具有約7mm的內直徑。

如圖17D中所示，在一個優選的實施方式中，第一透鏡凹口199、第一濾光器凹口201、第二透鏡凹口203和第二濾光器凹口205各在其中包括擠壓脊，所述擠壓脊幫助將其中的透鏡或濾光器維持在穩定位置且防止透鏡或濾光器振動。然而，可以省略擠壓脊。此外，井173可以在其中包括對準構件254和用于排出井173中的任何流體的溝256。

提供第一濾光器92以便從LED 79發射的光束中過濾不需要波長的光。任何濾光器均在本發明的范圍內。在一個優選的實施方式中，第一濾光器允許第一范圍內的光透射。例如，第一濾光器可以包括300nm至540nm的透射區域(T<0.0001％，OD>6)、540nm至550nm的過渡區域(0％<T<100％)和阻擋介于550nm至800nm之間的光的阻擋區域(T>90％)。然而，這僅是示例性的且任何濾光器均在本發明的范圍內。在一個優選的實施方式中，第二濾光器允許第二范圍內的光透射。例如，第二濾光器可以包括阻擋介于300nm與555nm之間光的阻擋區域(T<0.0001％，OD>6)、555nm至565nm的過渡區域(0％<T<100％)和565nm至800nm的透射區域(T>90％)。然而，這僅是示例性的且任何濾光器均在本發明的范圍內。設計第二濾光器98以阻擋依某種方式進入熒光室207中的所有LED光且僅允許預定波長的熒光通過(例如長通濾光器)。

在一個優選的實施方式中，為進一步分離熒光信號，使用鎖相放大。使用鎖相放大器來幫助消除在背景光中具有起源的信號(例如來自室內的光、裝置內的電路板、來自屏幕的背光和有可能到達檢測器82的任何其他白色光源)。在一個使用這項技術的示例性實施方式中，LED以第一速率(例如在400Hz與1000Hz之間)閃爍。這有助于遠離DC，有助于避免噪聲問題。接著，如果在檢測時，檢測到不具有相同頻率但相位非常接近于驅動LED的頻率的信號，則存在光來自某個其他光源(例如背景光)的可能性，因此從信號中將其消除。通常，鎖相放大器采集該信號，在LED開啟時對該信號求平均值且接著在LED閉合時對該信號求平均值并減去這兩個平均值。這優選得到具有極小噪聲的熒光信號。

如圖17C中所示，在一個優選的實施方式中，上外殼半部197a包括唇部或凸緣258，其向下延伸且與下外殼半部197b向上延伸的另一唇部或凸緣260重疊。互補的凸緣有助于阻擋光進入或離開光室198或熒光室207。優選地，凸緣彼此互補使得其重疊。

如本申請中所討論的，特別針對分析筒的化學物質且針對這種特定PD衍生物和待測量熒光量調諧光學系統77的組件。90度角允許光檢測器82檢測從發熒光的CCM發射的光。換言之，檢測器82不接收來自LED的任何光，但僅檢測發出熒光的醛顆粒。

從本申請的描述，應了解，呼吸分析系統優選地用于在分析筒14中獲得來自患者的呼吸樣品且接著在分析裝置16中分析該呼吸樣品。一旦分析筒14放置于分析裝置16中的分析凹口58中且向下延伸至井173中，則旋轉組件76使分析筒14旋轉數次以混合內容物，將濾光器組件19從呼吸室30移動至流體室32且使光學系統77執行分析。

圖21A-23顯示了以下步驟：旋轉組件76如何混合PD溶液35、如何將濾光器組件19從呼吸室30移動至流體室32、如何混合PD溶液和呼吸醛(CCM)以形成發熒光溶液206以及光學系統77如何對發熒光溶液206執行分析。各圖顯示了當分析筒14在分析凹口58中時的旋轉組件76的截面端正視圖。在一個優選的實施方式中，如圖21A中所示，當分析筒放置于分析凹口58中且其背部向下延伸通過分析開口200至井173中時，對準構件208接收于呼吸離開孔40中。

在圖21A中，分析筒14在旋轉組件76中的分析凹口58中且處于醫師剛從手柄組件12將其拆掉并將其放置于分析凹口58中(在本申請中稱為開始位置)的構造。在使用中，旋轉組件76通過至少一次樞轉或旋轉使分析筒14旋轉以將PD衍生物24引入或混合至洗脫溶液34中。圖21B顯示了在旋轉之后處于第二位置(在本申請中稱為第一混合位置)的可旋轉部分86和分析筒14的方向。可旋轉部分86可在開始位置與第一混合位置之間移動預定次數以便適當攪拌或混合。如上文所討論的，可旋轉部分86通過電機78移動(參見圖15)，電機78使可旋轉部分86旋轉且主要前后晃動PD溶液35以確保PD衍生物24完全溶解。這是混合步驟。

圖21C顯示了處于第三位置(在本申請中稱為基線讀取位置)的可旋轉部分86和分析筒14的方向。在這一步驟中(在本申請中稱為基線讀取步驟)，使分析筒14樞轉使得流體室32上下豎直。因此，所有PD溶液35在流體室32的后部分或感測室32b中。此時，由光學系統77采集基線熒光讀數。在一個優選的實施方式中，由接通LED 79(主電路板74與第一光學電路板162連通)和使用檢測器82測量其中不具有任何CCM的PD溶液35的熒光完成這一步。基線讀數由第二光學電路板160傳送至主電路板74。

接下來，如圖21D-21E中所示，可旋轉部分86和護罩56(和分析筒)移動通過且經過第一混合位置(圖21D中所示)并至圖21E中所示的第四位置(在本申請中稱為插入位置)，其中臂80推送濾光器組件19并沿濾光器組件路徑P2(參見圖2)將濾光器組件19從呼吸室30移動至流體室32。換言之，在這一步驟中，通過臂80將濾光器組件19插入至流體室32中。當發生此情況時，第二可破裂屏障36b破裂。應意識到，臂80經上文所述的凸輪路徑120推送濾光器組件19。如圖21D所示，在基線讀取步驟之后，臂80仍處于收縮位置。因此，在混合步驟和基線讀取步驟以及開始位置、第一混合位置和分析位置之間的旋轉期間，構造凸輪路徑120使得臂80保持在收縮位置。然而，在可旋轉部分86旋轉超出第一混合位置時，半徑漸增的凸輪表面120向外推送滾球軸承122，從而使臂80的第二端80b樞轉并向內推送濾光器組件19，如圖21E中所示。在這個位置中，所有流體下降至流體室32的前部分32a中且濾光器組件19(玻璃料片26和基底28)現位于流體室32中。然而，由于流體體積，PD溶液35尚未觸及玻璃料片26或基底28的任意一者。

接下來，如圖22中所示，可旋轉部分86和護罩56(和分析筒)旋轉至第五位置(在本申請中稱為分析位置)，其中流體室32再次上下豎直。應意識到，在分析位置和基線讀取位置中，可旋轉部分86的定位是相同的。在這個位置中，PD溶液35經過濾通過玻璃料堆疊支架20的開口17以及玻璃料片26和基底28，從而將玻璃料片26和二氧化硅28浸沒于PD溶液35中。此外，臂80已收縮回至收縮位置，但濾光器組件19仍處于原位置。隨著PD溶液排空且滲透玻璃料片26，其從基底28沖洗掉CCM并將CCM沖洗至溶液(在本申請中稱為發熒光溶液206)中。分析筒14在這一方向停留預定時間量；有足夠時間來排出PD溶液35并將PD溶液35收集于流體室32的感測室32b中(排出步驟)。在這一步驟期間，使用PD溶液對CCM進行標記或染色。在另一個實施方式中，可添加另一混合步驟以進一步混合該發熒光溶液。接下來，由光學系統77采集熒光讀數以分析該發熒光溶液。將在該溶液中不具有任何CCM的原始讀數作為基線并在具有CCM的情況進行測量。

在分析步驟之后，旋轉組件76旋轉至與第一位置相同的第六位置。換言之，可旋轉部分86返回至開始位置使得分析筒14可被移除，如圖23中所示。接著可處置分析筒14。在一個優選的實施方式中，自動完成上文所述的所有步驟。基本上，用戶開啟門板54，將分析筒14放置于門板54中，閉合門板54并在顯示器60上點擊運行等。

圖24-29顯示了本發明的另一個實施方式，其中將上文結合分析筒14所討論的一些步驟劃分成包括呼吸分析筒220和熒光分析筒222的系統。兩種分析筒在本發明中共同稱作分析筒系統219。呼吸分析筒220和熒光分析筒222兩者的結構類似于上文所述的分析筒14，以便其可安裝于分析凹口58中，如下文所述。圖24-29中的類似數字指代圖1-23中的類似組件。

使用分析筒系統219捕獲呼吸醛(CCM)并使用類似于上文所述的呼吸筒和系統的裝置中的光學系統77分析CCM。使用分析筒系統219的一般步驟如下：1)吹氣通過呼吸分析筒220中的呼吸室30以捕獲CCM；2)將呼吸分析筒220放置于分析凹口58中；3)允許旋轉組件76和臂80將濾光器組件19從呼吸室30移動至流體室32，其中CCM與洗脫溶液34混合以形成CCM溶液；4)從分析凹口58移除呼吸分析筒220；5)將安瓿構件從第一位置移動至第二位置以允許CCM溶液與PD衍生物混合以形成染色的CCM溶液209；6)將呼吸分析筒220連接至熒光分析筒222使得染色的CCM溶液排出至熒光分析筒222的上室中并通過濾光器組件19。濾光器組件19中的基底28從染色的CCM溶液209捕獲染色的CCM且吸收構件238吸收其余溶液；7)將熒光分析筒222放置于分析凹口58中；8)允許旋轉組件76和臂80將濾光器組件19從呼吸室30移動至流體室32，其中染色的CCM洗脫至第二洗脫溶液202中以形成發熒光溶液206；9)由光學系統77對發熒光溶液206執行熒光檢測分析。在一個優選的實施方式中，第二洗脫溶液洗劑包含50％以上的乙腈且優選地包含90％乙醇。

如圖25中所示，呼吸分析筒220包括上室或呼吸室30、流體室32和濾光器組件19(其中具有基底28)。帽221塞住且密封流體室32。呼吸分析筒220包括定位于流體室32的背部中的安瓿組件224。洗脫溶液34置于流體室32中，且流體室32與呼吸室30隔離。其能夠通過如上文所述的可破裂箔屏障或通過另一密封方法實現。例如，玻璃料堆疊支架20可密封濾光器組件開口134。在使用中，患者吹氣通過呼吸室30使得呼吸醛收集于基底28上。接下來，將呼吸分析筒220置于處于開始位置中的分析凹口58中(參見圖21A)。然后，旋轉組件76使護罩56和呼吸分析筒220旋轉至插入位置(參見圖21E)使得濾光器組件19從呼吸室30移動至流體室。在流體室中，CCM洗脫至洗脫溶液24中以形成CCM溶液。接著從分析凹口58移除呼吸分析筒220。

在一個優選的實施方式中，安瓿組件224包括接收于滑動管228內且可在該滑動管228內滑動的安瓿構件226。安瓿構件226優選是圓柱體，其界定內部226a，包括封閉端且具有界定于其側壁中至少一個且優選地兩個流體開口230。從流體室外側凸出的端部被可破裂屏障231封閉。如圖25中所示，PD衍生物24置于安瓿構件內部或熒光發色團空間226a中。安瓿構件226可在第一位置與第二位置之間的滑動管228內移動，在所述第一位置PD衍生物24與流體室32分離，在所述第二位置安瓿構件內部226a與流體室32連通。在一個優選的實施方式中，在安瓿構件226處于第一位置時，流體開口230定位于滑動管228內且因此不允許洗脫溶液34在其中，如圖25中所示。然而，在安瓿構件226滑動至第二位置時，開口230與流體室32流動連通，其允許流體室32中的流體進入安瓿構件內部226a中。圖26顯示了處于第二位置中的安瓿構件226。如圖24-25所示，在一個優選的實施方式中，安瓿組件224容置于如下文所述的與熒光分析筒222配對的接收器構件232中。在使用中，在從分析凹口58移除呼吸分析筒220之后，如上文所述，用戶按壓安瓿構件226并將安瓿構件226從第一位置移動至第二位置。

如圖27中所示，在一個優選的實施方式中，熒光分析筒222包括上室30、流體室32和濾光器組件19(其中具有基底28)。第二洗脫溶液202置于流體室32中。帽221塞住且密封流體室32。刺穿構件234置于上室30中的前開口33附近。刺穿構件234是一中空管式構件，其包括具有從其延伸的刺穿器236的主體部分235。刺穿器236具有小于該主體部分和上室30的直徑。

在使用中，如圖28-29中所示，呼吸分析筒220的接收器構件232插入至熒光分析筒222的前開口33中。接著刺穿器236刺穿可破裂屏障231，從而連通安瓿構件內部226a與熒光分析筒222的下室32。在刺穿可破裂屏障231之后，染色的CCM溶液209流動至熒光分析筒222的上室30中并沖洗濾光器組件19中的濾光器26和基底28，且染色的CCM被基底28捕獲。任何過量溶液被吸收于上室30的后部中的吸收構件238中。

接著將熒光分析筒222置于處于開始位置的分析裝置16中的分析凹口58中(參見圖21A)。接著旋轉組件76將熒光分析筒222旋轉至插入位置(參見圖21E)，其中染色的CCM洗脫至第二洗脫溶液202中以形成發熒光溶液206。接著旋轉組件76將熒光分析筒222旋轉至分析位置(參見圖22)且如上文所述對發熒光溶液206執行熒光分析。

圖30顯示了分析筒240的另一實施方式。分析筒240的結構類似于上文所述的分析筒14，以便可以將其安裝于分析凹口58中，如下文所述。圖30中類似數字指代圖1-29中的類似組件。如圖30中所示，分析筒240包括上室或呼吸室30、流體室32、濾光器組件19(當濾光器26被基底空間27分離時)和用于密封流體室32的通氣帽242。將預先負載PD衍生物的基底(在本申請中稱為PD基底)置于基底空間27中并將洗脫溶液34置于流體室32中。

在使用中，將分析筒240置于手柄組件12上，用戶吹氣通過吹口18和呼吸室30達預定時間量且依預定壓力(或在預定壓力范圍內)直至CCM收集于PD基底241上為止。在收集CCM后，用戶將分析筒240從手柄組件12移除，移除吹口18并將分析筒240放置于分析裝置16中。

起初，分析筒240在處于開始位置的分析凹口58中(參見圖21A)。在一個優選的實施方式中，無需第一混合或基線讀取步驟。然而，在另一個實施方式中，可以包括這些步驟。接著旋轉組件76使分析筒14旋轉通過且經過圖21D中所顯示的位置并至插入位置，在此臂80推送濾光器組件19并沿濾光器組件路徑P2將濾光器組件19從呼吸室30移動至流體室32。換言之，在這一步驟中，通過臂80將濾光器組件19插入至流體室32中。應意識到，臂80經上文所討論的凸輪路徑120推送濾光器組件19。在可旋轉部分86旋轉至插入位置時，半徑漸增的凸輪表面120向外推送滾球軸承122，從而使臂80的第二端80b樞轉且向內推送濾光器組件19，如圖21E中所示。在這個位置中，所有流體下降至流體室32的前部分32a中且濾光器組件19現位于流體室32中。然而，由于流體體積，洗脫溶液34尚未觸及玻璃料片26或PD基底241的任意一者。

接下來，如圖22中所示，可旋轉部分86和護罩56(和分析筒)旋轉至分析位置，其中流體室32再次上下豎直。在這個位置中，洗脫溶液34經過濾通過玻璃料堆疊支架20的開口17以及玻璃料片26和PD基底241，從而將玻璃料片26和PD基底241浸沒于洗脫溶液34中。隨著洗脫溶液34排空且滲透玻璃料片26，其將染色的CCM從PD基底241沖洗掉并沖洗至溶液(在本申請中稱為發熒光溶液206)中。分析筒240在這一方向停留預定時間量；有足夠時間來排出洗脫溶液并將洗脫溶液收集于流體室32的感測室32b中(排出步驟)。在另一個實施方式中，可添加另一混合步驟以進一步混合該熒光溶液。接下來，由光學系統77采集熒光讀數以分析該發熒光溶液。

在分析步驟之后，旋轉組件76旋轉回至開始位置，以便可移除分析筒240，如圖23中所示。接著可處置分析筒240。

分析裝置16及其顯示屏60能夠引導患者和醫師執行呼吸分析所必需的步驟。例如，顯示屏對用戶提供例如對流速的反饋以使患者知道其吹氣是過重還是過輕。

下文描述了使用系統10和顯示屏60上的用戶界面(UI)的步驟的示例性集合。應理解，這僅是示例性的且可根據需要重新配置和/或省略或添加步驟。而且，應理解，可在UI上進行所有條目。在另一個實施方式中，UI按鈕和按鍵可為手動按鈕和按鍵。醫師的步驟如下：1)通過按定位于觸摸屏上方的電源按鈕62接通裝置。2)按UI上的開始按鈕。3)按UI按鍵左下角上的清單按鈕并選擇右上角中的醫師姓名。其自動填寫醫師的ID。按運行按鈕。4)將患者ID鍵入患者ID欄(可以是數字或患者郵箱地址)中。按運行按鈕。5)將6位數批號鍵入分析筒批號欄中。按運行鍵。6)打開分析筒包裝。7)從分析收納凹口66中移出手柄組件12。按箭頭按鈕“>”以繼續操作。8)將呼吸捕獲組件13提供給患者。按箭頭按鈕“>”以繼續操作。9)按開始。

患者的步驟如下：1)按“點擊開始”。2)經吹氣通過吹口18遞送呼吸樣品，將圓圈保持在UI上的綠色區域中。在表示總體積的圓圈的外側將出現一個環。維持綠色圓圈直至該環顯示100％完成為止。2)在達到100％總體積時，停止吹氣并將手柄交給醫師。

醫師接下來的步驟如下：10)按“下一步”。11)將分析筒14、220或240從手柄組件12上取下。按箭頭按鈕“>”以繼續操作。12)將手柄組件放回手柄收納凹口66。按箭頭按鈕“>”以繼續操作。13)將吹口18從分析筒14、220或240上取下。按箭頭按鈕“>”以繼續操作。14)開啟門板54。按箭頭按鈕“>”以繼續操作。將分析筒14、220或240插入分析凹口58。按箭頭按鈕“>”以繼續操作。15)閉合門板54。16)按“完成”。17)分析裝置16將開始處理樣品。在完成后，將顯示“100％”。18)點擊顯示分數。19)按“完成”。

應意識到，如果使用分析筒系統219，則最后幾個步驟將改變。步驟16之后的步驟如下。17)分析裝置16將推送呼吸分析筒220中的濾光器組件19至第二位置。在完成推送之后，其將顯示“完成”。18)開啟門板54并移出呼吸分析筒。19)按壓安瓿構件。20)將呼吸分析筒連接至熒光分析筒以允許染色的CCM溶液進入熒光分析筒。21)將呼吸分析筒從熒光分析筒上取下。22)將熒光分析筒222插入分析凹口58。按箭頭按鈕“>”以繼續操作。23)閉合門板54。24)按“完成”。25)分析裝置16將開始處理樣品。在完成后，將顯示“100％”。26)點擊顯示分數。27)按“完成”。

如果裝置連接至Wi-Fi，則該裝置將自動上傳測試記錄至門戶。如果沒有，則該裝置將存儲分數直至其發現安全連接為止。也可以通過USB端口168上傳分數。

應意識到，可以對本發明作出修改。例如，吹口可以是不可取下的。

本發明涉及一種用于檢測、定量和測定包括醛的含羰基部分(“CCM”)方法和裝置，優選地在生物樣品中和優選地在生物樣品中為低濃度的。在這一方面，將CCM定義為包括一個或多個不同的含羰基部分。

如在本申請中使用的，“生物樣品”指其最廣泛的含義并且包括固體和液體或從自然界獲得的任何生物樣品，包括個體、體液、細胞系、組織培養物或任何其他來源。如所指出的，生物樣品包括體液或氣體，如呼吸、血液、精液、淋巴液、血清、血漿、尿液、滑液、脊髓液、痰、膿、汗，以及來自環境的液體樣品，如植物提取物、池塘水等。固體樣品可以包括動物或植物體部分，包括但不限于毛發、指甲、葉子等。用于本發明一個實施方式的優選生物樣品是人類呼吸。

CCM是具有至少一個羰基的化合物。羰基是在大量化學化合物中出現的二價基團>C＝0。該基團由通過雙鍵與氧原子連接的碳原子組成。羰基官能團最常見于三種主要類型的有機化合物中：醛、酮和羧酸。如在本申請中使用的，“醛”具有其常規化學含義且本發明的方法用于檢測生物樣品中的醛濃度。特別地，本發明用于檢測各種醛形式，包括但不限于：1-己醛、丙二醛，4-羥基壬烯醛、乙醛、1-丙醛、2-甲基丙醛、2,2-二甲基丙醛、1-丁醛和1-戊醛。

由基底捕捉的CCM量可變化，但是通常對于由200mg的50-270目(300-50μm)粒子組成且床直徑為12.5mm的基底來說，一般而言，其應等于在呼氣進入如呼氣測醉器的管后在人類呼吸中的量。優選地，其應為從75至0.1ppb(400至4皮摩爾)和更優選地為從20ppb至0.01ppb(80至0.4皮摩爾)。

本發明適合“混合&讀取”和“實時”測定形式用于檢測CCM。本發明可以應用于檢測溶液中的CCM。本發明可以通過添加初級捕獲(如下文所討論的在基底上)和釋放(如下文所討論的從負載基底洗脫)過程應用于檢測氣相中的痕量CCM。優選地在該過程的一個步驟中，將氣相CCM(例如來自人類呼吸的醛)捕捉在基底上。

本發明的基底最好是由固體(但不一定是剛性的)材料形成。該固體基底可由各種材料的任意一種形成，如膜、紙、非織造網、針織物、編織物、泡沫、玻璃等。例如，用于形成固體基底的材料可以包括但不限于天然的、合成的或以合成方法改性的天然材料，如多糖(例如纖維素材料如紙和纖維素衍生物如醋酸纖維素和硝酸纖維素)；聚醚砜；聚乙烯；尼龍；聚偏二氟乙烯(PVDF)；聚酯；聚丙烯；二氧化硅；無機材料，例如失活氧化鋁、硅藻土、MgSO₄、或其他在多孔基質中均勻分散的無機細碎材料，與聚合物如氯乙烯、氯乙烯丙烯共聚物和氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物；布，天然的(例如棉)和合成的(例如尼龍或人造絲)；多孔凝膠，如硅膠、瓊脂糖、葡聚糖和明膠；聚合物膜，例如聚丙烯酰胺等等。優選地基底是任選地在玻璃料之間隔開的二氧化硅固相基底。選擇基底尺寸使得由該基底捕捉可測量量的CCM。該尺寸可以改變，但一般而言其為約2mL，優選地為約1mL和更優選地為約0.25mL。

基底通常由50-60埃孔的粒子床組成，具有50至270目(300-50μm)和重量75至300mg，優選60-120目(250-125μm)和重量100至200mg以及更優選50-120目(210-125μm)和重量125至175mg。

在該過程的另一步驟中，將熒光發色團如苯二胺衍生物添加至洗脫溶液以形成苯二胺溶液。可用于本發明的苯二胺衍生物包括但不限于多種苯二胺衍生物(包括但不限于間苯二胺(“mPDA”)及其衍生物)和圖1A以及圖1B中所示的那些，mPDA對于檢測包括但不限于1-己醛的醛是優選的。雖然某些p-PDA或o-PDA衍生物可用于本發明的方法，但是其不可用于檢測1-己醛，那是因為其產生混濁膠狀混懸液，該混濁膠狀混懸液不能用于下文所討論的基于光學的檢測。

其他苯二胺衍生物包括下述或其混合物：

其中R1、R2、R3、R4各自獨立地選自：H、烷基、取代的烷基、烷氧基、取代的烷氧基、酰基、酰氨基、酰氧基、氨基、取代的氨基、氨基羰基、氨基硫代羰基、氨基羰基胺、氨基硫代羰基氨基、氨基羰氧基、氨基磺酰基、氨基磺酰氧基、氨基磺酰氨基，脒基、羧基、羧基酯、(羧基酯)氨基、(羧基酯)氧基、氰基、鹵代、羥基、SO3-、磺酰基、取代的磺酰基、磺酰氧基、硫代酰基、硫醇基、烷硫基、取代的烷硫基、酰基、取代的芳基、雜芳基、取代的雜芳基、環烷基、取代的環烷基、雜環和取代的雜環。

參考圖1B，顯示了mPDA-桔(mPDA-Orange)，即4-[2-[4-(二乙胺基)苯基-乙烯基]-1-[1-(3,5-二亞胺基苯甲酰胺)-戊基氨基-5-氧基己基]吡啶鎓。該mPDA衍生物mPDA-桔利用a)對環境變化的敏感性和b)調節由mPDA-醛引發的聚合的表面活性劑依賴性的可能。在圖2C中闡明了用于合成mPDA-桔的路線。基本路線為通過烷基酰胺接頭將mPDA與苯乙烯基吡啶鎓部分偶聯。

隨著分子結合至醛引發的mPDA聚合物，mPDA-桔顯示出量子產率提高。此外，苯乙烯基吡啶鎓部分的激發和發射性質產生來自mPDA聚合物的FRET(Forster能量轉移)生成信號。苯乙烯基吡啶鎓部分顯示出在470nm處最大的寬激發和在570nm處最大的發射。激發譜與mPDA聚合物的發射譜具有充分重疊以產生基于FRET的信號生成。基于Fret的信號生成將通過在mPDA聚合物(405nm)處的激發和在570nm處苯乙烯基吡啶鎓部分的發射體現。圖1D中顯示了mPDA-桔對醛引發的mPDA聚合的FRET應答的圖示。

由于聚合物引發需要高濃度苯乙烯基吡啶鎓的淬滅，因而單獨的mPDA-桔的直接醛引發聚合不會產生應答信號。預期僅當mPDA-桔包含在mPDA和mPDA-桔的混合物中時才會產生應答。實際上，僅當mPDA-桔以大幅度稀釋摩爾比mPDA/mPDA-桔為1,000:1至10,000:1摻雜入mPDA時才觀察到醛應答。在圖1E中闡明了對醛的應答。當在405nm處激發且當將1μΜ己醛添加至該系統時觀察到mPDA-桔在570nm的發射增加。當在470-490nm處直接激發mPDA-桔苯乙烯基吡啶鎓部分時未觀察到發射增加。該應答在背景值上約3X，參見圖1E，此處條件為7mM mPDA、5μΜmPDA-桔(摩爾比15,000:1)、90mM NaCl、15％乙醇、0.1％SDS、50mM pH 2.5的檸檬酸鹽。激發在405nm處并且發射在575-585nm處。可以看出，在不存在醛時該背景水平維持相當穩定并且引起mPDA-桔結合的自誘導似乎是最小的。盡管與單一mPDA為15X相比，mPDA-桔應答為遠遠較低的3X，該衍生物具有幾個優點：1)在激發與發射間的大Stokes位移提供增加的波長辨別度和2)增強的基線穩定性。

一般而言，在苯二胺溶液中苯二胺衍生物濃度范圍從0.5mM至25mM。對于mPDA而言，在苯二胺溶液中mPDA濃度范圍一般從0.5至21mM，優選為2至10mM，以及對于醛類如1-己醛而言最佳5mM。盡管如上所述，對于mPDA-橙而言，必需將其以低摩爾比稀釋到mPDA中，優選為1000-10,000。

一般而言，洗脫溶液包括鹽、緩沖劑、表面活性劑和有機溶劑。鹽濃度的范圍可從5mM至200mM且優選從20mM至80mM；緩沖劑濃度的范圍可從25mM至200mM且優選從40mM至60mM；以及表面活性劑濃度的范圍可從0.05％(1.7mM)至0.4％(13.9mM)且優選從0.15％(5.2mM)至0.25％(8.7mM)。最佳使用0.2％或6.96mM。鹽可以是任何對熒光溶液無負面影響以及控制洗脫溶液中的鹽效應的鹽，并且可以包括NaCl、LiCl、KCl、硫酸鹽和磷酸鹽及其混合物，優選為NaCl。

使用緩沖劑使洗脫溶液維持微酸性以及優選在pH 2和4.5之間，更優選為2.5。緩沖劑可以是硼酸鹽緩沖劑、磷酸鹽緩沖劑、檸檬酸鹽緩沖劑，有機緩沖劑如HEPES(1-哌嗪乙烷磺酸)或TRIS(三(羥甲基)氨基乙烷)緩沖劑，優選地使用檸檬酸鹽緩沖劑以檢測醛。

表面活性劑可以包括癸基硫酸鈉、十二烷基硫酸鈉(“SDS”)、十四烷基硫酸鈉以及Standapol ES-1，使用包括SDS的C10、C12和C14形式的SDS是優選的。還可以使用Trition X-100、Ninate 11、Georpon 71、Tetraonic 1357、Cremapor-el、Chemal la-9、Silwet L7900、Surfynly468、表面活性劑10G和Tween 80，但是其不能為優選的洗脫溶液(CCM 1-己醛和mPDA)提供良好結果。

在缺乏SDS時，如下文所討論的，聚合和醛應答受到嚴重抑制。mPDA是高度水溶性的而SDS的存在可以提供將mPDA組織和定位至基質的支架以促進聚合反應。

溶劑可以包括EtOH、MeOH、丙醇和異丙醇的水溶液，優選15％EtOH。

鹽濃度與苯二胺濃度的摩爾比是重要的。一般而言，該比例應從0.03至0.5。對于CCM 1-己醛而言，發現mPDA與NaCl的0.165的摩爾比提供最佳應答。

實施本發明方法的溫度范圍優選從15至35℃，更優選為25至30℃。

對于醛如1-己醛而言，洗脫溶液的一個優選實施方式包括33mM NaCl、50mM檸檬酸鹽，pH 2.5、15％EtOH和0.2％SDS。其他優選的洗脫溶液包括50mM檸檬酸鹽，pH2.5、15％丙醇和0.4％癸基硫酸鈉。

使用含有苯二胺衍生物的洗脫溶液時，將CCM洗脫至苯二胺溶液以形成熒光溶液。CCM和mPDA反應形成熒光物質，通過測量在熒光溶液中熒光物質發射的熒光檢測其在熒光溶液中的存在情況。

通過監測信號上升(終點)和/或對于給定的mPDA濃度而言作為醛濃度的函數變化的信號變化速率(動力學)對醛含量進行定量，并將此類數據與呼吸的羰基群樣品進行比較。實施中必需濾除所選擇羰基以外的羰基的影響。具有兩種常規測定形式或檢測模式。其通常是以終點和動力學方式描述。在終點測定中，將系統培養設定時間并讀取信號。在該點的信號反映了系統中分析物的量。對于陽性測定而言，分析物濃度越高，信號增加越大。在動力學測定中，在設定的持續時間內監測變化速率。變化速率與分析物的量相關。優選地在本發明中使用終點測定。

測定測量可以根據標準測定實踐在典型熒光光譜儀上進行，包括常規掃描光譜儀、酶標儀或基于LED/二極管的光譜儀。出于說明的目的，通過將共2mL反應溶液與醛混合至標準熒光比色杯并使用LED/二極管光譜儀在特定時間片以模擬終點測定來測量強度增加以獲得圖2中所示的數據。所使用的LED/二極管光譜儀是由具有LED源的Ocean Optics Jazz光譜儀與經由光纖偶合至Qpod-e(Quantum Northwest)溫度控制熒光樣品架的二極管檢測組成。使用紫色LED(電壓：3.3V，I：0.03A)產生405nm激發。使用發射設置為495-505nm帶通和250毫秒積分的ILX-51 18二極管檢測檢測信號。與大多數基于熒光的測定一樣，最佳設置取決于所使用光譜儀的通量和雜散光排斥特性并且必須針對每個儀器根據經驗確定。

在一個優選的實施方式中，苯二胺衍生物在溶液中與CCM反應以產生熒光發射或熒光物質。一般認為苯二胺衍生物氧化偶聯至CCM以及苯二胺衍生物聚合為二聚體、三聚體、低聚物和/或聚合物。盡管聚合由CCM的存在調節且具有劑量應答，并不清楚CCM是否實際上成為增長的聚合物的一部分。

可以將使用CCM聚合苯二胺衍生物的過程描述為分散聚合。聚苯二胺已經用于構造不同形狀、管、球等的納米結構和膠狀分散體。然而，如果聚合導致產生大量高分子量結構，則在溶液中出現沉淀，其在本發明中可能妨礙光學檢測。因而必須選擇用于本發明方法的成分以避免在熒光溶液中存在抑制CCM檢測和定量的元素。

本發明利用CCM調節(引發、催化和加速)苯二胺衍生物的氧化偶聯和聚合的能力以檢測和定量生物樣品中痕量醛、酮和含羰基的分析物。苯二胺的氧化偶聯和聚合產生發色和熒光物質。在mPDA和醛的情況下，聚合物或多聚體的形成在405nm處形成寬光吸收帶和在505nm處產生相關發射帶。在<350nm的UV區域發現單體吸收。因此，可以方便地通過常規吸光或熒光光譜法跟蹤聚合物的產生。在這方面，應意識到吸光和發射帶可根據CCM和所選擇的苯二胺衍生物而改變，但是所有此類用于實施本發明的條帶均為本發明的一部分。

例如，參考圖2，顯示了在1μΜ1-己醛存在下作為時間函數的mPDA的反應的發射光譜。熒光溶液的條件為：1μΜ1-己醛、5.4mM mPDA、33mM NaCl、50mM檸檬酸鹽(pH 2.5)、15％EtOH和0.1％SDS。發射作為時間的函數顯著增加。

參考圖3，觀察了具有和不具有醛(“空白”)的反應和應答。熒光溶液的條件為：1μΜ1-己醛、5.4mM mPDA、33mM NaCl、50mM檸檬酸鹽(pH 2.5)、15％EtOH和0.1％SDS。發射增加程度和增加速率取決于苯二胺溶液中的醛濃度。醛濃度越高，觀察到越大和越迅速的信號增加。在不存在醛時，“空白”進行緩慢逐漸的小信號上升，表明在所檢測條件下mPDA緩慢聚合。據推測聚合是由于存在痕量氧化劑，如鐵、活性氧物質和其他引發劑。加入CCM后，相較空白或背景觀察到顯著的信號增強。特別值得注意的是變化速率易于追蹤。因此，檢測系統適于動力學和終點測定設計和檢測模式。可以在特定時間點對應答進行定量，例如15分鐘(時間片)或通過監測作為醛函數的斜率。動力學速率足夠緩慢，不需要迅速和高精度的反應物添加。通過CCM如醛調節聚合反應及其作為CCM定量傳感器的應用是在本說明書中描述的另一個新發現和應用。其他替代包括標簽、染色或標記CCM以供隨后分析。

參考圖4A、圖4B和圖4C，顯示了CCM引發的與苯二胺衍生物的聚合反應對環境條件和反應系統組分如SDS的濃度敏感。在這些圖中的熒光溶液的條件為：1μΜ1-己醛、5.4mM mPDA、33mM NaCl、50mM檸檬酸鹽(pH 2.5)和15％EtOH。例如，反應和醛測定性能取決于鹽含量、mPDA含量、表面活性劑、pH和溫度。由于反應涉及單體向聚合物的“準相位”轉變，不足的mPDA濃度得到具有有限信號變化的緩慢反應。相比之下，大量過量的mPDA導致非常迅速的反應和形成限制光學檢測的不溶性沉淀物。此外，大量過量導致背景或“空白”信號增加。

參考圖4A，信號作為SDS濃度的函數增加。在SDS濃度0.4％時，信號增加接近于在0.2％時觀察到信號的3倍。

圖4B和圖4C分別顯示了0.2％SDS和0.4％SDS時醛應答與空白的比較。SDS濃度增加也會導致“空白”或背景信號增加。信號和背景二者均由SDS濃度調節且不能僅通過監測信號應答來確定最佳SDS濃度。因此，必須對SDS濃度進行優化以提供信號和背景信號生成之間的最大區分。對于特定的實施方式而言，最佳SDS濃度落入較窄濃度帶內，并且較小偏差就會導致可變性增加并限制測定靈敏度。

參考圖5，顯示了經背景校正的作為1-己醛濃度函數的mPDA的熒光應答。從0.1至1μΜ1-己醛觀察到線性應答。數據點是三次重復樣品的平均值。將醛加入苯二胺溶液20分鐘后檢測信號。在這些條件下(25℃下10.8mM mPDA、65.5NaCl、50mM檸檬酸鹽(pH 2.5)、0.2％SDS)，溶液的檢測限(LOD)可以達到0.1μM。

參考圖6中的圖表，mPDA對于作為鏈長度的函數的脂肪醛顯示出不同的應答。圖表顯示了在醛加入20分鐘后并且在下述條件下的熒光信號：5.4mM mPDA、33mMNaCl、50mM檸檬酸鹽(pH 2.5)、15％EtOH和0.1％SDS。在20分鐘時測量信號并將該時間片用作假終點分析方法。對于脂肪醛而言，相對應答隨脂肪鏈長度而增加。乙醛的應答僅為觀察到的1-己醛應答的12％。相比之下，癸基(C₁₀)醛的應答比1-己醛高出30％。

芳香二胺的性質也是使用本發明方法時需要考慮的重要因素。O-PDA是高反應性的并經歷快速常規氧化。o-PDA的高反應性阻礙了其在本發明優選實施方式中作為醛傳感器的用途。參考圖7，顯示了二胺的子集的相對熒光應答以及闡明了位置和電子效應二者對醛熒光應答的影響。傳統芳基給電子效應和吸電子效應調節苯二胺衍生物對聚合的反應性和敏感性。在優選條件下即使暴露于過量的醛也沒有觀察到硝基苯二胺和萘二胺的醛應答。已發現醛檢測基于反應聚合的調節。如果選擇的分子是高反應性和易于被引發聚合，則一般氧化劑能夠促進反應過程且可能限制其作為傳感器的應用。另一方面，如果分子“過于”穩定，聚合過程變得受到抑制且不能被醛充分地促進從而需要更強的氧化劑以產生應答。

如上討論的本發明還包括一種用于使用本發明方法的裝置。該裝置包括優選由塑料制成的呼吸室且在呼吸室中具有基底。基底由上文所討論的材料制成且優選二氧化硅。基底支撐來自動物呼吸的含羰基部分，例如醛。該裝置還包括流體室。流體室包含水溶液，該水溶液含有醇(例如15％EtOH)、鹽(例如NaCl)、表面活性劑(例如SDS)和緩沖劑(例如檸檬酸鹽)。該溶液還可以包含苯二胺衍生物如mPDA。

下述實施例顯示了一種使用本發明測定人類呼吸樣品中是否含有可測量的醛濃度和在呼吸中的醛濃度的方法。使用上文所討論的方法，進行一系列熒光測量以提供已知包含在人類呼吸樣品(群體)中的各種特定醛及其混合物的標準，以及此類各種標準品及其混合物濃度的標準。使用這些標準，能夠測定在人類呼吸樣品中特定醛或醛混合物的存在和此類特定醛或醛混合物的濃度。一般而言在一個實施方式中，步驟如下：

a.將來自人類呼吸樣品的醛捕獲至二氧化硅上；

b.在微酸性條件下在醇中形成包含鹽、緩沖劑、表面活性劑的溶液；

c.將苯二胺衍生物添加至步驟b的溶液中；

d.將所捕獲的醛洗脫至步驟c的溶液中；

e.測定步驟c的溶液的熒光信號；

f.測定步驟d的溶液的熒光信號；

g.從來自步驟f的熒光信號中減去來自步驟e的熒光信號；和

h.將來自步驟g的所得熒光信號凈值與已知醛的標準熒光(校正曲線，即經測定對已知濃度的應答)進行比較，以確定在熒光溶液中的醛濃度。簡而言之，是“y”軸值的比較以提供“x”軸值，或者已知y和校正函數y＝f(x)計算x。

在本發明的另一個實施方式中，可以使用活性反應性捕捉劑預先負載基底，所述活性反應性捕捉劑共價地連接至包括但不限于熒光肼或氨氧化物的CCM(“試劑”)。一些氨氧基化合物的實例如下：氨氧基5(6)四甲基羅丹明(氨氧基5(6)TAMRA)，優選5或6的單一異構體；和氨氧基5(6)羧基熒光素(氨氧基5(6)FAM)，優選5或6的單一異構體，例如氨氧基-C5-5-FAM。其它包括氨氧基-7-氨基-3-乙酰基-4-甲基香豆素-6-磺酸；5-氨氧基乙酸羅丹明B；和二硝基苯肼。在前述實例中，規定反應性基團不具有連接基團，這是本領域技術人員熟知的。除前述以外，肼或酰肼形式包括在本發明內。優選地，試劑有一些極性。

例如，對于由200mg 50至270目(300-50μm)粒子組成且具有12.5mm床直徑的基底而言，試劑的量可以從5.5mg至0.1mg，和優選地從2.5mg至0.4mg。

在本發明又一個實施方式中，使用雙溶液方法。在使用CCM負載基底后，將CCM洗脫至第一洗脫溶液或“沖洗”溶液，該溶液通常包含30％乙醇和優選50mM檸檬酸鹽、30％乙醇，pH2.5。將試劑加入沖洗溶液，從而產生染色的CCM。然后將該溶液通過另一基底(優選二氧化硅玻璃料堆疊)以捕獲染色的CCM。然后使用第二洗脫溶液或“沖洗”溶液從具有捕獲于其上的染色CCM的基底上洗脫經染色的CCM，該溶液包含高于50％的乙腈和優選90％的乙醇。該第二實施方式的好處之一是基線讀數不是去噪所必須的。

除非上下文另有明確要求，在整個說明書和權利要求書中，詞語“包括(comprise)”、“包括(comprising)”等應被解釋為包括的意義，而不是排他或窮舉的意義；即“包括，但不限于”的意義。如本申請中使用的，術語“連接”、“偶聯”或其任意變體指兩個或更多元件之間的任何連接或偶聯(直接或間接)；元件之間連接的偶聯可以是實體的、邏輯的或其組合。此外，詞語“此處”、“上文”、“下文”和相似含義詞語，當用于本申請中時，應指本申請整體而不是本申請的任何特定部分。在上下文允許的情況下，上述優選實施方式的具體描述中使用單數或復數的單詞也可以分別包括復數或單數。關于在兩個項目或多個項目列舉中的詞語“或”，涵蓋該詞語的所有以下解釋：列舉中的任何項目，列舉中的所有項目和列舉中項目的任意組合。

本公開實施方式的上述詳細描述并非旨在窮舉或將教導限于上文公開的精確形式。盡管上文出于說明的目的描述了本公開的特定實施方式和實施例，但是如相關領域的技術人員將認識到的，在本公開范圍內的各種等同修改是可能的。此外，本申請指出的任何特定數字均僅是實例：替代的實施方式可以采用不同的值或范圍。

本公開實施方式的上述詳細描述并非旨在窮舉或將教導限于上文公開的精確形式。盡管上文出于說明的目的描述了本公開的特定實施方式和實施例，但是如相關領域的技術人員將認識到的，在本公開范圍內的各種等同修改是可能的。此外，本申請指出的任何特定數字均僅是實例：替代的實施方式可以采用不同的值、測量或范圍。應意識到，本申請中給出的任何尺寸僅是示例性的且尺寸或描述均不限制本發明。

本申請中提供的本公開的教導可以應用于其他系統，而不必須是上述系統。可以對上文所述各實施方式的元件和作用進行組合以提供進一步的實施方式。

上文所提及的任意專利和申請以及其他參考文獻(包括可能在所附的申請文件中列出的任何文件)均通過引用整體并入本申請。如有必要，可以修改本公開的方面以采用上文所述各參考文獻的系統、功能和概念以提供本公開進一步的實施方式。

根據上述優選實施方式的具體描述可以對本公開進行這些和其他改變。盡管上述說明書描述了本公開的某些實施方式，并且描述了預期的最佳模式，但是無論上述內容在文本中出現多么詳細，都可以以很多方式實施教導。系統的細節可以在其實施細節方面大幅變化，同時仍包含在本公開所揭示的主題中。如上文所示，當描述本公開的某些特征或方面時使用的特定術語不應被認為暗示該術語在本申請中被重新定義為限于與該術語相關的本公開的任何特定特征、特性或方面。一般而言，在下述權利要求中使用的術語不應被解釋為將本公開限制在說明書中公開的特定實施方式，除非上述優選實施方式的具體描述部分明確地定義了這些術語。因此，本公開的實際范圍不僅包括所公開的實施方式，而且涵蓋根據權利要求實踐或實施本公開的所有等同方式。

因此，盡管已經示出并描述了本發明的示例性實施方式，但是應當理解，本申請使用的所有術語是描述性的而不是限制性的，并且本領域的普通技術人員在不脫離本發明的精神和范圍的前提下可以進行很多改變、修改和替換。