測量血紅蛋白的方法

2023-06-04 22:48:36

專利名稱：測量血紅蛋白的方法
技術領域：
本發明涉及一種簡易地測量全血樣中血紅蛋白濃度的方法，特別涉及一種可以被非熟練技術人員很快地完成的方法。
全血樣的兩種常規測量是血細胞比容和血紅蛋白含量。血細胞比容是聚集的紅血細胞佔被離心的全血樣的百分比體積;血紅蛋白含量是每單位體積全血樣中血紅蛋白的重量。血紅蛋白與血細胞比容的數值比稱之為平均細胞血紅蛋白濃度(MCHC)，在通常的人體中，這個值接近33.9%。當人體患有某種疾病時，這個值可在38%到26%之間變化。因此，確定血細胞比容和血紅蛋白含量對於發現和診斷貧血和其它血液失調症是有重要意義的。
在大型實驗室中，血細胞比容和血紅蛋白的測量一般是在自動分析儀中同時進行的。但在小醫院或在內科醫生診所裡，它們必須分別用不同的兩種技術進行。血細胞比容可用如下方法測量將抗凝的全血樣裝入小內徑的玻璃管中，封住一端，把試管放在小型離心機離心3-5分鐘來聚集紅血細胞。聚集之後，測量聚集的紅血細胞的長度和裝入的全部血樣的長度，按百分比計算出血細胞比容。因為在準備試管和進行測量時不需要熟練的技術，所以這一方法很受歡迎。1977年6月7日公布的S.C.WardLaw等的美國專利US-4，027，660;1980年1月1日公布的美國專利US-4，181，609;1978年5月公布的美國專利US-4156570和1985年12月7日公布的美國專利US-4558947等描述了一種方法它包括將抗凝的全血樣吸入毛細管，管內放入一個浮標，離心血樣，使浮標進入紅細胞層並伸展到血樣裡淺黃色的部分中。這種已有技術也被用來測量血紅蛋白。只不過考慮到計算血液成分的全長時，血樣因浮標而伸長了一部分，所以，觀察到的全長將由測量儀器按比例降低去補償浮標的存在。
此外，不可忽視的是，測量血紅蛋白濃度更加複雜。在小型醫院或內科醫生診所內為了進行這一檢查，必須將血樣精確地稀釋到1∶250或1∶500，這個比例是依所用的設備而定的。這個稀釋過程是精確地將微量血樣裝入吸管，然後放入一個裝有溶解紅血細胞並進行氰化處理藥物的容器內，使血紅蛋白轉化為易於測量形式。將這一混合物靜置3-10分鐘後放入光度計，在560nm(綠光)處的光吸收與標準溶液相比較，從比較中可以算出血紅蛋白的濃度。還有許多已經公開的類似方法，但目前所有可採用的這些方法卻需要在為此設計的儀器上精確測量光吸收。進而，與測量血細胞比容相比，精確控制微量的血樣需要更高的技術水平。因此這也是一個產生分析測量誤差的原因。
我們已經發現了一種用於測量血樣中血紅蛋白的方法，該方法基本上使用的與現行測量血細胞比容的相同設備和儀器。我們的測量方法是建立在我們的下述發現的基礎上聚集的紅血細胞中血紅蛋白的濃度是反比於已有技術中浮標沿入紅血細胞層的深度。測量儀器中的微處理機按程序將附加的深度測量值轉換成血紅蛋白濃度。本發明的操作步驟如下。將抗凝的全血樣吸入離心管，最好是毛細管，並將浮標放入管中，堵住管子的底部後，離心血樣直到分出紅血細胞層，淺黃層和血漿層。在離心過程中，浮標進入紅血細胞層，然後用普通現有技術測出血細胞比容。
接下來測量血紅蛋白。如上所述，紅血細胞的MCHC是在紅血細胞中的血紅蛋白濃度，通常約為340g/l。因此，大約每個細胞的1/3是血紅蛋白，其餘是水和小濃度的鹽以及濃度相對一定的小量蛋白值。由於實際上不同病人的紅血細胞的密度差別只是因為他們的血紅蛋白濃度，所以聚集的紅血細胞的密度與MCHC成比例，因此如能精確地得到MCHC值，則血紅蛋白濃度可按下式算出血紅蛋白＝血細胞比容×MCHC。
本發明的裝置包括一個口徑一定的透明試管，在管中放有一個樹脂浮標。然後通過毛細作用或微小的吸力將抗凝的血液吸入管中。只要有足夠的血液使浮標浮起，血液量的準確數值是不重要的。將管子的一端密封，然後管子在接近10，000G』S下離心約5分鐘。這一過程與常規的血細胞比容檢測相同。經過離心後，具有一定比重的浮標處在血漿和聚集的紅血細胞之間，其一部分浮在紅血細胞上，測量管中血樣的長度(聚集的紅血細胞，淺黃層和血漿的總長)與聚集的紅血細胞柱的長度之比，求得血細胞比容。浮標的體積必須並且當然並加以考慮，因為浮標的深度與聚集的紅血細胞的密度成反比，按如下所示，紅血細胞的密度能夠被計算出來，並且轉換成血紅蛋白的含量。
作用在處於平衡狀態的浮塊上的浮力的總和，如本發明中的浮標上的浮力之和為零。這些浮力處在由柱狀塑料浮標，聚集的紅血細胞和血漿形成的一個三方系統中，可以表示如下(Dr-Df)×Lr+(Dp-Df)×Lp＝0其中Dr是聚集的紅血細胞的密度;Df是塑料浮標的密度;Lr是浮標沒入聚集的紅血細胞部分的長度;Dp是血漿的密度;Lp是浮標沒入血漿部分的長度。
上式中，聚集的紅血細胞密度是未知的。塑料浮標的密度和長度是已知的，並已輸入微處理機內存。同樣，血漿的密度是已知的，也已輸入微處理機內存。測出進入紅血細胞層的浮標長度，並輸入微機，最後由微機從浮標總長中減去沉入紅血細胞層的長度，深到沿入血漿層的浮標長度。微機就可以針對紅血細胞密度(Dr)的求解方程。
一旦Dr被計算出來，MCHC就可由微機用求解下列方程算出MCHC＝(Dr×Ks)+KoMCHC的常數Ko和Ks可由對大量不同血樣的紅血細胞密度進行測量和修正用傳統的對照測量確定的MCHC密度來經驗地確定。最佳平滑的相關方程的斜率(Ks)和偏移常數(Ko)被用於通過紅血細胞密度來算出MCHC。一旦Ks和Ko被計算出來後，就保持不變，除非在設備的修正參數，如浮標的密度等發生變化時。
如前所述，血紅蛋白的濃度可以通過MCHC確定。亦即血紅蛋白＝血細胞比容×MCHC。
因此本發明的一個目的是提供一種改進的測量全血樣中血紅蛋白含量的方法。
本發明的另外一個目的是提供一種具有所說特徵的方法，其中將血紅蛋白含量作為浮標伸入到裝在管內被離心的血樣的聚集紅血細胞層內的函數來測量。
本發明的進一步目的是提供一種具有所述特徵的方法，其中血紅蛋白和血細胞比容的測量既可使用也可不用自動儀器能夠簡單而迅速地進行。
本發明的這些或其它目的和優點將在以下部分結合附圖及其詳細描述得到進一步的闡明。其中

圖1是裝有血樣和浮標的玻璃管的正視圖。其中浮標已進入被離心血樣的紅血細胞層;
圖2是圖1中按照線2-2的剖視圖。
參見上述附圖，管2最好是玻璃毛細管，可在它的內管壁塗上一種抗凝劑。在血樣吸入管2中後將管2的底部用一個陶瓷塞或一個塑料蓋，緊緊蓋住。浮標6放在管2中，當血樣在管2中被離心時，浮標6進入由8表示的紅血細胞層。浮標6上部是血漿層10。浮標6的軸向長度是已知的，技術人員將測出它的長度Lr，這是浮標6沉入紅血細胞層的長度。圖示的浮標有一帶凹槽的截面形狀，這樣的形狀使浮標有一個較小的截面積，這是為使觀測到的離心血樣的軸向長度，特別是淺黃層的，不致明顯地伸長。浮標6上的槽7是為了保持與管2的同軸關係。上述的槽形截面形狀對測量血紅蛋白和血細胞比容不是必須的。在本實施例中，浮標的截面積最好不大於管內徑截面積的2/3。
用於檢驗的血液必須是抗凝結的。因此應該分離紅血細胞和血漿。這可以在向管子中裝血前，先將血液抽入裝有血液抗凝劑的容器，或在透明管本身中加入抗凝劑，如肝素或類似藥物。也允許直接地從手指穿刺，把血充入管子。
可以理解，本方法與單獨測量血紅蛋白相比，花費時間更少、操作更為簡單。也可以理解光學掃描儀，如同1978年5月S.C.WordLaw的美國專利US-4，156，570;或者如1985年12月17日S.C.WordLaw的美國專利US-4，558，947所描述的(這兩者在此就整體而言專門地被參考地引用)可以用於讀出長度和自動地計算結果。由於這種方法依賴於兩個基本測量(長度和密度)，所以這種檢驗不需要標準化。
有兩種用於完成本發明方法的實施例。第一個如在附圖和上面的說明所描述的，第二個是與1976年5月7日公布的S.C.WordLaw等的美國專利4077396(所公開的內容就整體而言在此被參考地引用)中描述的裝置相同。在後一種情況，沿伸入淺黃層的浮標的浮力效應必須被考慮。無論如何，這一讀數可由微處理機算出，微機最好象下示所闡明的那樣被預編程序。
當浮標大到足以淺黃層測量時，如前所說的WardLaw或與他人合作的美國專利中所描述的膨脹的淺黃層作用在浮標上的浮力效應可按如下方式進行補償。在使用這種浮標時，淺黃層的三種細胞成分將增加作用在塑料浮標上的浮力。因此在計算紅血細胞密度時，必須考慮這一效應。因此將使用下列方程(Dr-Df)×Lr+(Dg-Df)×Lg+(Dlm-Df)×Llm+(Dpl-Df)×Lpl+(Dp-Df)×Lp＝0其中Dp、Dr、Df、Lp、Lr和Lf與前述相同。
Lpl是觀察到的浮標進入血樣的血小板層的長度。
Lml是觀察到的浮標進入血樣的單核/覆核白血球層的長度。
Lg是觀測到的浮標進入血樣的粒性白血球層的長度;
Dg是粒性白血球層的密度;
Dlm是單核/覆核白血球層的密度;
Dpl是血小板層的密度。
如前述已有技術描述的那樣使用的儀器，適用於測量白細胞成分的數量。因此微機中已經輸入了如上所述的信息，以及粒性白血球，單/覆核白血球和血小板密度。在測量過程中，測量浮標在粒性白血球，單/覆核白血球和血小板層中的長度，並輸入微處理機。Lf值將作為浮標總長度減去浮標在紅細胞、粒性白血球、單/覆核白血球和血小板層中累積長度的差由微機算出。接著由微機算出Dr值，一旦得出Dr值，血紅蛋白值用第一個例子中的方法確定。
本技術由確定100名病人的血紅蛋白和血細胞比容驗正，本發明所獲得的結果實際上與送院實驗室中用自動分析儀獲得的結果相同(相對標準誤差為2.7%)。
這是很易於理解的，本發明的方法能夠簡易而迅速地測量抗凝全血樣的血細胞比容和血紅蛋白含量。本方法可以由技術比較不熟練的人員實施，並且可以用測量一個血樣完成，本方法特別適用於小型醫院和內科醫生診所，而且也使用於大型實驗室和醫院。
從本發明公開的實施例中可以得到許多不脫離本發明構思的改造和變核，因此本發明的保護範圍並不只限於所提出的權利要求書。
權利要求
1.一種用於測量抗凝全血樣中紅血細胞的血紅蛋白濃度的方法，所說的方法包括如下步驟a)提供一個毛細管；b)將血樣抽入毛細管；c)將一個浮標件置於毛細管內的血樣中，所說的浮標件是用一種材料製成的，當裝有血樣和浮標件的管子被離心，這種材料製成的浮標漂浮在血樣的紅血細胞層中；d)離心血樣，浮標件和管子，使得紅血細胞，白血細胞和血漿按各自的密度分層；e)測量浮標件潛入紅血細胞層表面以下部分的長度；和f)計算均為浮標件潛入紅血細胞層表面以下長度的函數的血紅蛋白濃度。
2.如權利要求1的方法，其中測量紅血細胞層的總長度，用來計算血樣的血細胞比容值，用算出的血細胞比容數乘以血樣的平均細胞血紅蛋白濃度，得到血紅蛋白的濃度。
3.如權利要求2的方法，其中血樣的平均細胞血紅蛋白濃度由下列公式決定(Dr-Df)×Lr+(Dp-Df)×Lp＝0;和MCHC＝(Dr×Ks)+Ko;其中Dr是紅血細胞密度;Df是浮標件密度;Dp是血漿密度;Lr是浮標件進入紅細胞層的長度;Lp是浮標件進入血漿層的長度;MCHC是平均細胞血紅蛋白濃度;Ko和Ks是按經驗確定的常數。
4.如權利要求1所述的方法，其中所說的浮標件是軸向沿伸的，並有最小的且延軸向不變的橫截面，從而減小由於浮標件的進入而引起的細胞層的伸長。
5.如權利要求4所述的方法，其中浮標件具有一個帶槽形的截面形狀，以減小了細胞層的膨脹，但保持了浮標件與毛細管的共軸。
6.如權利要求1所述的方法，其中所有的計算均由預先編好程序的微處理機完成。
7.一種用於測量抗凝全血樣的紅血細胞的血紅蛋白濃度的方法，所說的方法包括如下步驟a)準備一個裝在毛細管中的血樣;b)將一個浮標件裝入毛細管中的血樣內，所述的浮標件用一種材料製成，當裝有血樣和浮標件的管子被離心，這種材料製成的浮標件將浮漂在血樣中的紅血細胞層中，並且所述的浮標件可使被離心的血樣的淺黃層擴展到足以在其中形成一個數量可測的白細胞和血小板構成的層;c)離心血樣，浮標件和管子使得紅血細胞，白血細胞，血小板和血漿按其各自的密度分層;d)測量浮標件潛入紅血細胞層表面以下部分的長度;e)測量浮標進入淺黃層中粒性白血細胞層的長度;f)測量浮標進入淺黃層中單/覆核白血細胞層的長度;g)測量浮標進入淺黃層中血小板層的長度;和h)計算作為浮標潛入紅血細胞層下長度的函數的血紅蛋白濃度，這一長度是考慮到伸展的淺黃層作用在浮標上的浮力影響而被修正過的。
8.如權利要求7所述的方法，其中測量紅血細胞層的總長度，用來計算血樣的血細胞比容值，用算出的血細胞比容乘以血樣的平均細胞血紅蛋白濃度得到血紅蛋白的濃度。
9.如權利要求8所述的方法，其中血樣的平均細胞血紅蛋白濃度由下列公式決定a)(Dr-Df)×Lr+(Dg-Df)×Lg+(Dlm-Df)×Llm+(Dpl-Df)×Lpl+(Dp-Df)×Lp＝0;其中Dr是紅血細胞密度;Df是浮標件密度;Dg是粒性白血細胞密度;Dlm是覆核/單核白血細胞密度;Dpl是血小板密度;Dp是血漿密度;而其中Lr是浮標件進入紅細胞層的長度;Lg是浮標件進入粒性白血細胞層的長度;Llm是浮標件進入復/單核白血細胞層的長度;Lpl是浮標件進入血小板層的長度;並且Lp是浮標件進入血漿層的長度;並且b)MCHC＝(Dr×Ks)+Ko，其中MCHC是平均細胞血紅蛋白濃度;並且Ko和Ks是由經驗決定的常數。
全文摘要
把全血樣放在一個類似於毛細管的帶有塑料浮標的試管中。該浮村是軸向伸長並具有一定的比重，使得管中的血樣被離心後，浮標浮在聚集的紅血細胞中。用測量浮標沿人紅血細胞層的深度，來測量聚集的紅血細胞的血紅蛋白的濃度，然後計算血液的血紅蛋白的濃度。由於實際上對紅血細胞密度起作用的成分只有血紅蛋白，所以可用這樣的方法測量血紅蛋白的濃度。
文檔編號G01N33/48GK1036079SQ8810671
公開日1989年10月4日 申請日期1988年9月16日 優先權日1988年3月21日
發明者羅伯特·A·利費恩, 斯泰芬·C·沃爾達勞 申請人:羅伯特·A·利費恩, 斯泰芬·C·沃爾達勞