发明名称 光谱分析使用之基准组的制造方法
摘要 本发明光谱分析使用之基准组的制造方法,提供一组或多组基准组,在分析中用于光谱信号,以产生一精确的光谱图,从中被分析物的浓度可以被精确地测定。一基准组包括存在于一样品中的所有干扰成分,例如在血清样品中。对于被分析物,例如葡萄糖,有必要厘清干扰比葡萄糖的干扰为大的样品的诸成分。可以产生一基准组,例如能产生干扰或散射光线的红血球细胞的变换以及皮肤效应的变换。一旦所有成分的光谱都知道了之后,然后就有必要确定这些成分是如何相互作用的,以血清数据为例,抽取每个成分,然后对各个成分的光谱与溶液中的诸成分的光谱进行比较。本发明显示了样品中的各个成分,同样也显示了所有其他可能存在的干扰成分,并且在为每一个成分在每一有关频率产生一精确的图像之后,从在该有关频率处产生的光谱中识别并减除每个干扰成分。这些基准组可以采取变换的形式,存储在查阅表中,以供分析之用。
申请公布号 TWI226930 申请公布日期 2005.01.21
申请号 TW087113352 申请日期 1998.09.10
申请人 圣希斯医学公司 发明人 史帝夫F. 马林;凯文H. 哈山
分类号 G01N33/50;G01N21/00 主分类号 G01N33/50
代理机构 代理人 王健 台北市中山区松江路一四六号五楼之三
主权项 1.一种利用光谱分析使用之基准组的制造方法,该 方法包括以下步骤: 在该样本中产生至少一个基准组,该基准组包含至 少一个干扰成分;接着 将该基准组应用在可代表该样本的光谱信号,则该 样本的所有相关成分在所有其它相关样本的成分 中将会被确认出并且与样本光谱分离; 其中所述样本的相应于所述被分析物的一个成分 通过应用所述基准组而被确认出来。 2.如申请专利范围第1项所述之方法,其中之样本是 血清;基准组则由包含水,温度/氢效应,键合效应, 清蛋白,球蛋白,蛋白质,三酸甘油酯,胆固醇,尿素, 散射校正,折射指数校正,贯入深度,有机物,身体和 物理成分等干扰成分所构成。 3.如申请专利范围第1项所述之方法,其中所述基准 组不包括不对被分析物的检测起干扰作用的成分 。 4.如申请专利范围第1项所述之方法,尚包括确认所 有相关干扰成分的步骤。 5.如申请专利范围第4项所述之方法,尚包括测定每 一干扰成分相互作用的步骤。 6.如申请专利范围第5项所述之方法,尚包括抽出每 一干扰成分的步骤。 7.如申请专利范围第6项所述之方法,它还包括把每 一个所述干扰成分的光谱与溶液中每一干扰成分 的光谱相比较的步骤。 8.如申请专利范围第1项所述之方法,其时前述每一 干扰成分将依续并重复地产生一基准组。 9.如申请专利范围第1项所述之方法,它还包括以下 步骤: 找出样本中每一所述干扰成分的特征;以及从有关 频率上产生的光谱中抽出每一干扰成分。 10.如申请专利范围第8项所述之方法,它还包括用 数学方法把所述基准组合起来以产生一组变换,该 组变换可以存储在一查阅表中供分析中使用。 11.如申请专利范围第1项所述之方法,它还包括以 下步骤: 把所述基准组加到在多光谱分析中产生的一信号 上,以找出一代表所述被分析物的信号。 对该信号应用多变量分析。 12.如申请专利范围第11项所述之方法,其中所述多 变量分析包括PLS分析,随后是一主成分分析。 13.一种利用光谱分析使用之基准组的制造方法,该 方法包括以下步骤: 在与被分析物的频率相同的频率上找出至少一个 该样本相关干扰成分; 在其他频率找出该一个相关干扰成分,以便在该其 他频率上为该一干扰成分的吸收率定量; 将该至少一个干扰成分从被分析物之频率上移除; 其时,一个或多个基准组在分析过程中,被应用于 一个光谱信号以产生一个正确的光谱表徵,然后该 样本的所有相关成分在所有其它相关样本的成分 中将会被确认出并且与样本光谱分离;经此方法, 分析物浓度可以被精确的测定。 14.如申请专利范围第13项所述之方法,其中所述方 法的每一步骤为至少一个干扰成分的每一个进行 重复,以产生被分析物的多个基准组。 15.如申请专利范围第13项所述之方法,它还包括以 下步骤: 用所述基准组测定所述被分析物的浓度,测定的方 法是: 用一光谱装置收集光谱数据;把由该光谱装置收集 的光谱数据转换成数字数据。按照各种存储在一 个或多个查阅表(LUTs)中的变换对数字数据进行处 理,其中LUTs包含结合所述基准组找出并从由所述 光谱装置产生的光谱信号中除去诸干扰成分。 16.如申请专利范围第13项所述之方法,它还包括把 所述基准组存储在所述查阅表中的步骤。 17.如申请专利范围第13项所述之方法,所述基准组 包括一系列所述被分析物的在不同有关生理浓度 的光谱。 18.如申请专利范围第15项所述之方法,其中所述基 准组在物理模型之前或与物理模型一起使用,所述 物理模型校正包括任何诸如散射、光程长度或温 度等的物理干扰因素。 19.如申请专利范围第13项所述之方法,它还包括提 供多个基准组,以用于定量液体样本中的被分析物 的步骤。 20.如申请专利范围第13项所述之方法,它还包括为 每一光谱窗选择不同的光程长度的步骤。 21.如申请专利范围第20项所述之方法,其中所述光 程长度包括: 1mm的光程长度用于组合带区 2~8mm用于一第一泛频区域;以及 10mm或10mm以上用于第二泛频区域。 22.如申请专利范围第13项所述之方法,其中所述基 准组包括在所述样本中发现的所有干扰成分。 图式简单说明: 图1是一流程图,图中示出了根据本发明的基准组 的产生。 图2是一仪器的方块示意图,仪器中按照本发明结 合了一个或多个基准组。 图3是一仪器的方块示意图,仪器中使用了一种结 合按照本发明的一个或多个基准组的算法。 图4是水吸收率-波长的曲线图。 图5a是温度变化时水吸收率与波长的关系曲线图 。 图5b示出了温度的影响。 图6a是一吸收率-波长曲线图,图中示出了使用1500nm 长通滤波器时的吸收率情况。 图6b是一吸收率-波长曲线图,图中示出了蛋白质(aq )-水的吸收情况。 图7是一吸收率-波长曲线图,图中示出了清蛋白(aq) -缓冲剂(光程长度校正)的曲线图。 图8是一吸收率-波长曲线图,图中示出了球蛋白(aq) -缓冲剂曲线图。 图9是一吸收率-波长曲线图,图中示出了清蛋白(aq) -缓冲剂(光程校正)曲线图。 图10是一示意图,图中示出清蛋白、球蛋白及甘油 三乙酸酯所要求的光程校正。 图11是吸收率-波长图,图中示出了甘油三乙酸酯- 缓冲剂(光程校正)的情况。 图12a是吸收率-波长图,图中示出了尿素-缓冲剂的 情况。 图12b是吸收率-波长图,图中示出了尿素-缓冲剂(基 线校正)情况。 图13是吸收率-波长图,图中示出了葡萄糖-缓冲剂 情况。 图14是固体样品的吸收率-波长曲线图。 图15是固体样品的归一化吸收率-波长图。 图16是固体样品的又一归一化吸收率-波长图。 图17是葡萄糖(含水)标准误差(mg/dL)-PLS系数数的示 意图。 图18a是又一葡萄糖(含水)标准误差(mg-dL)-分辨率(nm )的第四图。 图18b是又一葡萄糖(含水)标准误差(mg/dL)-分辨率(nm )的第四图,图中示出了一扩大的Y轴线。 图19是又一葡萄糖(含水)的标准误差(mg/dL)-分辨率( nm)的第八图。 图20是又一葡萄糖(含水)标准误差(mg/dL)-分辨率(nm) 的第八图,图中示出了六个PLS系数的诸平均点。 图21是血清中葡萄糖的标准误差(mg/dL)-分辨率(nm) 示意图。 图22是血清中葡萄糖标准误差(mg/dL)-分辨率(nm)的 第二张图。 图23是血清中葡萄糖标准误差(mg/dL)-分辨率(nm)的 第三张图。 图24是血清中葡萄糖标准误差(mg/dL)-分辨率(nm)的 第四张图。 图25是血清中葡萄糖标准误差(mg/dL)-分辨率(nm)的 第五张图。 图26是血清中葡萄糖标准误差(mg/dL)-分辨率(nm)的 第六张图。 图27是血清中葡萄糖标准误差(mg/dL)-分辨率(nm)的 第七张图。 图28是血清中葡萄糖标准误差(mg/dL)-分辨率(nm)的 第八张图。 图29是血清中葡萄糖标准误差(mg/dL)-分辨率(nm)的 第九张图。 图30是血清中葡萄糖标准误差(mg/dL)-分辨率(nm)的 第十张图。 图31是血清中葡萄糖标准误差(mg/dL)-分辨率(nm)的 第八图的又一张图。 图32是吸收率-波长曲线图,图中示出了一含水、清 蛋白、球蛋白和甘油三乙酸酯的原始吸收率情况 。 图33是一样品的吸收率-波长曲线图,该样品中含有 清蛋白,球蛋白,甘油三乙酸酯,样品中除去了水,并 对温度及光程进行了校正。 图34是一吸收率-波长图,示出了清蛋白光谱的线性 ,其中,温度及光程经过校正。 图35是一样品的吸收率-波长图,样品中含有球蛋白 和甘油三乙酸酯,并除去了水及清蛋白。 图36是一吸收率-波长图,图中示出了球蛋白光谱的 线性,其中的温度及光程经过校正,以及 图37是一样品的吸收率-波长图,样品中含有甘油三 乙酸酯,并从中取出了水、清蛋白及球蛋白。
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