專利名稱：使用電磁輻射均勻處理生物樣本的方法
使用電磁輻射均勻處理生物樣本的方法本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2005年9月四日，申請(qǐng)?zhí)枮?00580008263. 6，發(fā)明題目為“使用電磁輻射均勻處理生物樣本的方法”的分案申請(qǐng)。相關(guān)申請(qǐng)的相互參照本申請(qǐng)依照35U. S. C. 119(e)要求2004年3月15日遞交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng) 60/553，686號(hào)的優(yōu)先權(quán)，在此以與本文公開不矛盾的參考程度將其全文引入。
背景技術(shù)：
生物樣本的采集、處理和純化是醫(yī)學(xué)治療和規(guī)程范圍內(nèi)的重要過(guò)程。用作治療和 /或再輸注劑的重要生物樣本包括全血和純化的血液成份，例如紅細(xì)胞、血小板、白細(xì)胞和血漿。在輸血醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，直接將一或多種全血成份引入患者血流中，代替衰竭的或不足的成份。在許多再輸注方法和其他的重要治療中，輸注血漿衍生材料，例如血蛋白，也起到關(guān)鍵性的作用。例如，血漿衍生的免疫球蛋白通常用于補(bǔ)充患者缺乏免疫力的免疫系統(tǒng)。由于用于輸血、輸注和移植治療的純化生物樣本的需要增加，研究成就基本上在直接改善用作治療和/或再輸注劑的生物樣本的可用性、安全性和純度上。雖然用作再輸注或其他目的的生物樣現(xiàn)在比過(guò)去更加安全，但在人血樣本中接觸病原體的風(fēng)險(xiǎn)依然顯著存在。在人血的細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞外部分已經(jīng)鑒定出大量的有害的污染物。例如，據(jù)估計(jì)大約1/34000的獻(xiàn)血和血液成份樣本染有病毒污染物例如人免疫缺陷病毒I/II型(HIV)、乙型和丙型肝炎病毒(HVB和HVC)或人T淋巴細(xì)胞病毒I/II型(HTLV 1/11)。在獻(xiàn)血和血液成份樣本中，細(xì)菌污染比病毒污染更加常見(jiàn)，污染發(fā)生率可能高達(dá)約 1/2000樣本。另外，獻(xiàn)血成份染有供者粒細(xì)胞是經(jīng)常能遇到的另一個(gè)問(wèn)題。除這些已知的危險(xiǎn)之外，已經(jīng)證明了人血貯儲(chǔ)器常染有不能被常規(guī)的血液篩查實(shí)驗(yàn)檢測(cè)出的其他的病原體，包括輸血傳染的病毒、肝炎G病毒、人皰疹病毒8、HTLV-2、甲型肝炎、TT病毒、SEN-V瘧疾、巴貝西蟲、錐蟲、和B19細(xì)小病毒。最近十年中，已經(jīng)開發(fā)了許多方法用于減少生物樣本尤其獻(xiàn)血成份因病原性污染所伴隨的風(fēng)險(xiǎn)。一種減少這些材料污染所伴隨風(fēng)險(xiǎn)的有希望的途徑是使用化學(xué)或物理途徑，減少生物樣本中存在的病原體的生物活性或使它們不能復(fù)制。最近十年中，已經(jīng)開發(fā)了多種方法用于減少生物流體中的病原體的生物活性，包括直接的光致還原、除污劑用于滅活具有類脂膜的病毒、化學(xué)處理方法和光誘導(dǎo)的化學(xué)還原技術(shù)。由于它們對(duì)滅活高容量病原體作用的相容性、有效性和已證明的效能，光誘導(dǎo)的化學(xué)還原和直接的光致還原已經(jīng)成為處理生物樣本的兩種尤其有希望的技術(shù)。美國(guó)專利號(hào)6，277，337,5, 607，924、 5，545，516,4, 915，683,5, 516，629和5，587，490描述了示例性的應(yīng)用于減少血液中病原體的光誘導(dǎo)的化學(xué)還原方法和直接的光致還原方法。在光誘導(dǎo)的化學(xué)還原方法中，將有效量的一或多種光敏劑加入生物流體中，隨后可以將其混合并用電磁輻射照射。照射使光敏劑活化，從而啟動(dòng)殺滅樣本中存在的病原體或者基本上防止病原體復(fù)制的化學(xué)反應(yīng)和/或物理過(guò)程。在直接光致還原方法中，使用選定波長(zhǎng)的電磁輻射照射可直接導(dǎo)致病原體減少。光誘導(dǎo)的化學(xué)還原和直接的光致還原方法中一種重要的須考慮的事項(xiàng)是一些血液成份接觸電磁輻射會(huì)有害地影響它們的生物活性和生存力。由于暴露于電磁輻射下而使生物活性和生存力下降，將降低這些材料作為治療和/或再輸注劑的效力。因此，光誘導(dǎo)的化學(xué)還原和直接的光致還原方法中常存在一種對(duì)病原體減少程度最佳化與含治療和/或再輸注劑的血液成份的損害最小化之間的折衷。光誘導(dǎo)的化學(xué)還原和直接的光致還原方法中另一種重要的須考慮的事項(xiàng)是這些方法提供均勻處理流體樣本的能力，其流體樣本特征是其易于發(fā)生變化，例如體積、質(zhì)量、 供者身份和樣本的細(xì)胞和非細(xì)胞成份的濃度。例如常規(guī)的病原體減少規(guī)程對(duì)所有處理的血液和血液成份樣本每照射面積遞送同樣的凈輻射能，可以隨著受處理的血液或血液制品樣本的體積系統(tǒng)地變化而導(dǎo)致不均勻的處理。作為血液和血液成份一般依賴于供者的體質(zhì)屬性和用于采集和處理的方法呈現(xiàn)出樣本容積的范圍，這種實(shí)際限制可以導(dǎo)致具有病原體濃度的和治療特性的血液制品顯著的變化。這種不希望的變化能顯著地破壞質(zhì)量控制的努力，負(fù)面影響產(chǎn)品的驗(yàn)證和管理者批準(zhǔn)。根據(jù)上述的描述，可以理解，存在明確的需要使用電磁輻射均勻地處理生物流體的方法和裝置。特別地，需要方法和裝置提供使用電磁輻射同等地處理流體樣本，而不需要考慮樣本受到的例如樣本的體積或質(zhì)量變化的特性。另外，需要使用電磁輻射處理流體樣本的方法和裝置，產(chǎn)生處理后的樣本具有可比較的病原體水平和表現(xiàn)出可比較的生物活性和生存力的含有治療和/或再輸注劑的成份。發(fā)明概述本發(fā)明提供用于與電磁輻射混合，均勻處理流體的方法、裝置和裝置部件。該方法、裝置和裝置部件特別地用于處理含有有效地散射和/或吸收入射的電磁輻射的材料的流體。本發(fā)明的方法能夠使用電磁輻射均勻地處理流體樣本，而不需要考慮樣本通常遇到的例如所處理的流體樣本體積和質(zhì)量的變化的物理特征。本發(fā)明提供可重現(xiàn)的手段，均勻地遍及流體樣本全部體積遞送電磁輻射，致使所處理的樣本具有適合后連續(xù)用于所選擇應(yīng)用中的組成。說(shuō)明書中的均勻性涉及本發(fā)明方法的兩種有益的屬性。首先均勻性指的是電磁輻射遞送到流體的全部體積使得基本上所有包含于流體的顆粒暴露于同等有效的凈輻射能。 其次，均勻性指的是使用電磁輻射處理多個(gè)流體樣本使得每個(gè)流體樣本經(jīng)受同等的處理， 而不需要考慮它們的物理特征的差別，例如各自的體積上的、質(zhì)量的和處理中混合程度的差別。在本文中，同等的處理可以指處理方法的最后結(jié)果是同等的，諸如遍及不同樣本的全部體積減少病原體至可比較的水平；或者可以指處理期間其中基本上所有的多個(gè)樣本的顆粒暴露于同等有效的凈輻射能的處理。本發(fā)明的一個(gè)方面，使用電磁輻射處理經(jīng)受混合的流體樣本的全部體積，其中基于樣本的特征和決定包含顆粒的流體輸送通過(guò)照射時(shí)形成的光敏層的速度的處理技術(shù)，選擇電磁輻射的凈輻射能、輻射功率或兩者。例如，在本發(fā)明的一些方法中，基于流體樣本的體積、質(zhì)量和/或混合速度或者這些變量的任何組合選擇凈輻射能和/或輻射功率。本發(fā)明此方面另外的實(shí)施方案中，同時(shí)經(jīng)受混合和電磁輻射處理的流體樣本的攪動(dòng)速度基于樣本的體積和/或質(zhì)量來(lái)選擇，以確保處理期間包含于不同樣本的顆粒暴露于同等有效的凈輻射能。另一方面，本發(fā)明提供方法、裝置和裝置部件，通過(guò)電磁輻射處理均勻地減少多個(gè)流體樣本中的病原體生物活性。本發(fā)明此方面模范的方法中，流體樣本提供在至少部分透明的容器中，并在處理過(guò)程中經(jīng)受混合。待遞送到每個(gè)樣本上的凈輻射能根據(jù)經(jīng)處理的流體個(gè)體樣本的體積、質(zhì)量和/或混合程度或者這些變量任何組合而決定。本發(fā)明用于均勻地減少多個(gè)流體樣本中的病原體的方法的實(shí)施方案中，基于樣本的體積、質(zhì)量和/或混合程度選擇能提供給每個(gè)樣本的凈輻射能，使得基本上每個(gè)流體樣本的所有的顆粒暴露于同等有效的凈輻射能。處理期間，具有選定輻射功率的電磁輻射被導(dǎo)向容器的一或多個(gè)至少部分透明的表面持續(xù)一段選定的照射時(shí)間。本發(fā)明的此實(shí)施方案中，輻射功率和照射時(shí)間是可變的，其經(jīng)選擇以提供給每個(gè)流體樣本使用電磁輻射均勻處理所必需的適當(dāng)?shù)膬糨椛淠堋Ｔ诰o鄰位于電磁輻射照射的流體的表面的光敏層，發(fā)生流體暴露于電磁輻射。在此光敏層，電磁輻射與流體中的顆粒相互作用，從而誘導(dǎo)化學(xué)和/和物理變化，導(dǎo)致病原體減少。容器中流體的混合輸送流體通過(guò)光敏層，此光敏層提供將已遞送的電磁輻射均勻分配到全部體積的手段，并因此減少遍及樣本全部體積的病原體。任選地，本發(fā)明此方面的方法進(jìn)一步地包括添加有效量的一和多種添加劑到流體中的步驟，其中添加劑例如光敏劑、增強(qiáng)劑、穩(wěn)定劑、抗凝固劑、稀釋劑、防腐劑和所有這些組合。添加劑可以在電磁輻射處理前、期間或后加到經(jīng)受處理的流體中。本發(fā)明此方面的實(shí)施方案中，將流體暴露于具有直接減少遍及樣本全部體積的病原體生物活性的波長(zhǎng)、強(qiáng)度和/或輻射功率的電磁輻射。另外可選地，本發(fā)明包括一種方法，其中將光敏劑提供給經(jīng)受處理的流體樣本的全部體積并暴露給于具有引發(fā)涉及光敏劑的光化學(xué)反應(yīng)的波長(zhǎng)、強(qiáng)度、和/或輻射功率的電磁輻射，這減少遍及樣本全部體積的病原體生物活性。任選地，本發(fā)明的方法可以包括在使用選取的凈輻射能處理前，確定流體樣本的體積和/或質(zhì)量的步驟。在一個(gè)實(shí)施方案中，流體樣本的體積在照射前直接測(cè)量。另外可選地，本發(fā)明包括一種方法，其中通過(guò)測(cè)量流體樣本的質(zhì)量并用流體的密度或其估計(jì)值除測(cè)量過(guò)的質(zhì)量來(lái)確定流體樣本體積。本發(fā)明的方法可以進(jìn)一步地包括以下步驟產(chǎn)生相應(yīng)于測(cè)量的體積或質(zhì)量的輸出信號(hào)，并將輸出信號(hào)發(fā)射給能夠執(zhí)行運(yùn)算法則以確定實(shí)現(xiàn)流體樣本中病原體減少所必需的凈輻射能、輻射功率和/或照射時(shí)間的裝置或裝置部件，例如電磁輻射源控制器。本發(fā)明此方面的實(shí)施方案中，提供使用電磁輻射處理流體的方法，其中遞送給樣本的凈輻射能與經(jīng)受處理的流體樣本的流體混合速率負(fù)相關(guān)。本發(fā)明此方面中，例如提供給經(jīng)受較高流體混合速率的流體的凈輻射能比提供給經(jīng)受較低流體混合速率的流體的凈輻射能少。本發(fā)明中，凈輻射能和混合速率之間可以以導(dǎo)致使用電磁輻射有效處理流體的任何方式逆相關(guān)，包括但不限于線性的或基本上線性的方式、指數(shù)的或基本上指數(shù)的方式、 對(duì)數(shù)的或基本上對(duì)數(shù)的方式、二次方程式的或基本上二次方程式的方式或這些函數(shù)關(guān)系的任何組合。本發(fā)明此方面另外的實(shí)施方案中，提供使用電磁輻射處理流體的方法，其中遞送給樣本的凈輻射能與經(jīng)受處理的流體樣本的體積或質(zhì)量正相關(guān)(即成比例的)。在本發(fā)明申請(qǐng)方法的上下文中，術(shù)語(yǔ)“流體體積”和“流體質(zhì)量”指的是照射期間容器中存在的流體體積和質(zhì)量，并包括在照射期間或照射前提供給流體的任何添加劑。例如具有較大體積和/或質(zhì)量的流體比具有較小體積和/或質(zhì)量的流體暴露于較大量的凈輻射能中。在一些實(shí)施方案中，使用正相關(guān)于經(jīng)受處理的流體樣本的體積或質(zhì)量的凈輻射能的好處是出于涉及保存在同等的固定體積的容器中混合流體樣本的混合考慮。對(duì)于通過(guò)樣本攪動(dòng)技術(shù)混合流體，例如保存在類似的固定體積的容器中，具有較大體積的流體比具有較小體積的流體趨向于較小的流體混合速率。本發(fā)明中凈輻射能和流體體積和/或質(zhì)量之間可以以導(dǎo)致使用電磁輻射有效處理流體的任何方式正相關(guān)，包括但不限于線性的或基本上線性的方式、指數(shù)的或基本上指數(shù)的方式、對(duì)數(shù)的或基本上對(duì)數(shù)的方式、二次方程式的或基本上二次方程式的方式或這些函數(shù)關(guān)系的任何組合。本發(fā)明使用電磁輻射均勻處理流體的能力特別得益于減少流體病原體的本方法的利用。通過(guò)電磁輻射均勻處理流體樣本引起的病原體減少有益于避免使具有較小體積和 /或質(zhì)量的樣本暴露于比有效減少病原體所需的大的凈輻射強(qiáng)度；和/或有益于避免具有較大體積和/或質(zhì)量的流體樣本暴露于比那些有效減少病原體所需的小的凈輻射強(qiáng)度。由本方法提供的使用電磁輻射均勻處理樣本也確保對(duì)經(jīng)受處理的流體樣本的全部體積提供足夠的電磁輻射的輻射能以實(shí)現(xiàn)有效的病原體減少，用于所處理的流體樣本的隨后使用， 例如作為治療和/或再輸注劑的隨后使用。因此，本發(fā)明此方面的病原體減少的方法能夠?qū)λ幚淼牧黧w產(chǎn)生低于明確定義的、預(yù)定水平的病原體的濃度。更進(jìn)一步地，通過(guò)電磁輻射均勻處理流體樣本引起的病原體減少，由于避免這些成份過(guò)度暴露于導(dǎo)致它們喪失和損害的電磁輻射強(qiáng)度，有益于維持和優(yōu)化(在一些實(shí)例中)含有治療、再輸注和/或診斷劑等所處理的流體樣本的流體成份的生物活性和生存力。再一方面，本發(fā)明提供運(yùn)算法則，用于計(jì)算對(duì)于電磁輻射處理流體樣本有用的照射參數(shù)。本發(fā)明此方面的運(yùn)算法則應(yīng)用測(cè)量的、計(jì)算的或估計(jì)的體積、質(zhì)量和/或流體樣本的混合速率，來(lái)確定提供電磁輻射均勻處理流體樣本所必需的凈輻射能、輻射功率和/或照射時(shí)間。在一項(xiàng)有效減少多個(gè)不同體積的流體樣本中病原體的實(shí)施方案中，例如，本發(fā)明提供運(yùn)算法則，其中通過(guò)流體體積與傳送光線到流體的容器的表面積比率乘以數(shù)值大于零的比例常數(shù)，確定提供給流體樣本的凈輻射能。使用不變的輻射功率將光線傳達(dá)到樣本的實(shí)施方案中，本發(fā)明的運(yùn)算法則能夠應(yīng)用流體樣本的體積和/或質(zhì)量，確定均勻處理多個(gè)流體樣本所必需的照射次數(shù)。本發(fā)明方法中使用的運(yùn)算法則可以涉及大量的其他的變量， 包括但不限于，流體的密度、傳送光線到流體的容器或流動(dòng)反應(yīng)器的表面積、儲(chǔ)備流體的容器體積、容器的攪動(dòng)速度、能吸收和/或散射電磁輻射的顆粒濃度和同一性、包括血液成份的濃度和同一性的流體組分、加至流體中的光敏劑的濃度和組分、傳達(dá)到流體的光線波長(zhǎng)的分布、照射期間應(yīng)用的輻射功率、所用流體混合的方法、電磁輻射處理前流體的稀釋情形、或這些變量的任何組合。本發(fā)明此方面的運(yùn)算法則可以通過(guò)多種處理器、裝置和裝置控制器，包括微型計(jì)算機(jī)、通用計(jì)算機(jī)或能夠運(yùn)行應(yīng)用軟件的處理系統(tǒng)執(zhí)行。另一個(gè)方面，本發(fā)明提供處理于至少部分透明的具有固定體積和經(jīng)受攪動(dòng)容器中的流體樣本的方法，其中以流體的體積為基礎(chǔ)確定應(yīng)用的攪動(dòng)速度。說(shuō)明書的上下文中，攪動(dòng)速度指的是其中容器受到的周期性替換循環(huán)的速度，并可以是以每單位時(shí)間攪動(dòng)循環(huán)數(shù) (例如每分鐘循環(huán)數(shù))的方式定量表征。實(shí)施方案中，選擇應(yīng)用的攪動(dòng)速度為多個(gè)經(jīng)受處理的流體樣本提供同等的流體混合速率，而不依賴樣本體積。例如容器的攪動(dòng)速度可以正相關(guān)于經(jīng)受處理的容器中的流體的體積。本發(fā)明中使用的示例性的容器攪動(dòng)速度與流體體積的相關(guān)性運(yùn)算法則包括，但不限于，基本上線性相關(guān)、基本上指數(shù)相關(guān)、基本上對(duì)數(shù)相關(guān)、基本上二次方程式相關(guān)或這些中的任何組合。本發(fā)明的方法和裝置廣泛適用于將經(jīng)受處理的流體暴露于電磁輻射的任何過(guò)程。 本方法尤其適用于期望用選取的輻射能均勻處理流體顆粒的流體處理過(guò)程。本發(fā)明提供減少生物流體中的病原體生物活性的方法，其中生物流體包括血液或血液成份，例如含紅細(xì)胞的血液成份、含血小板的血液成份、含血漿的成份、含白細(xì)胞的成份和含一或多種來(lái)自血液中的蛋白質(zhì)和流體中作為治療和/或再輸注劑，例如靜脈內(nèi)藥品或腹膜溶液的溶液。本發(fā)明的方法也用于有效的減少流體中由表達(dá)系統(tǒng)例如重組體表達(dá)系統(tǒng)所產(chǎn)生的病原體。說(shuō)明書的上下文中，術(shù)語(yǔ)“重組體表達(dá)系統(tǒng)”可以指細(xì)胞或組織培養(yǎng)系統(tǒng)，包括大規(guī)模的發(fā)酵系統(tǒng)。本發(fā)明的方法中其他示例性的應(yīng)用包括，但不限于，減少流體包括生物流體中粒細(xì)胞的生物活性、流體凈化法、控制流體中光化反應(yīng)速度和程度的方法、光致聚合技術(shù)、和調(diào)節(jié)流體中化學(xué)合成反應(yīng)的方法。另一個(gè)方面，本發(fā)明提供減少流體中的病原體的方法，包括以下步驟(1)提供保存在至少部分透明的容器中的流體，其中流體包括顆粒；( 確定流體的體積；C3)將保存在至少部分透明的容器中的流體任選經(jīng)選取的混合速率混合；(4)應(yīng)用流體的體積和/或混合速率計(jì)算減少流體中病原體的凈輻射能；和( 提供具有凈輻射能的電磁輻射到達(dá)流體，從而在流體中產(chǎn)生光敏層，其中電磁輻射與顆粒相互作用；和其中在容器中混合流體將輸送顆粒通過(guò)光敏層，從而減少流體中的病原體。任選地，本發(fā)明此方面的方法可以進(jìn)一步地包括將添加劑，例如光敏劑加入流體的步驟。另一個(gè)方面，本發(fā)明提供用電磁輻射均勻處理多個(gè)流體樣本的方法，該方法包括以下步驟(1)提供多個(gè)流體樣本，其中每個(gè)流體樣本含有顆粒；( 確定保存在至少部分透明的容器中的每個(gè)流體樣本的體積；C3)提供保存在至少部分透明的容器中的每個(gè)流體樣本；(4)將保存在至少部分透明的容器中的每個(gè)流體樣本任選經(jīng)選取的混合速率混合； (5)應(yīng)用每個(gè)流體樣本的體積和/或混合速率計(jì)算每個(gè)流體樣本的凈輻射能；(6)和提供具有凈輻射能的電磁輻射到達(dá)每個(gè)流體樣本，從而在每個(gè)流體樣本中產(chǎn)生光敏層，其中電磁輻射與顆粒在每個(gè)流體樣本的光敏層中相互作用；和其中混合流體樣本將輸送顆粒通過(guò)光敏層，從而使電磁輻射均勻處理多個(gè)流體樣本。任選地，本發(fā)明此方面的方法可以進(jìn)一步地包括將添加劑，例如光敏劑加入每個(gè)流體樣本的步驟。附圖簡(jiǎn)述

圖1是用于減少經(jīng)受連續(xù)混合的流體中的病原體生物活性的示例性裝置的概略圖。圖2A是概略圖，用于說(shuō)明具有用于在經(jīng)受電磁輻射處理的流體中產(chǎn)生光敏層的選定波長(zhǎng)的電磁輻射曲線。圖2A所示的曲線中，光強(qiáng)度對(duì)照射流體的表面的距離作圖。圖2B說(shuō)明穿透深度(Y軸，毫米)為波長(zhǎng)(X軸)函數(shù)的曲線㈧和示例性的電磁輻射源的輻射輸出(Y軸)為波長(zhǎng)(X軸)函數(shù)的曲線(B)。在圖2B中圖右邊Y軸所示的刻度相對(duì)于曲線(A)，圖左邊Y軸所示的刻度相對(duì)于曲線(B)，X軸以納米為單位。圖3是流程圖，用于說(shuō)明均勻處理多個(gè)流體樣本的示例方法的處理步驟，其中以計(jì)算的體積為基礎(chǔ)確定暴露給流體樣本個(gè)體的凈輻射能。圖4A提供柱狀圖，說(shuō)明保存在具有非透射標(biāo)簽的容器中并暴露于固定等于3焦耳cm—2的凈輻射能的兩種不同體積的流體樣本的BVDV病原體平均減少數(shù)。圖4B提供柱狀圖， 表示保存在沒(méi)有非透射標(biāo)簽的容器中并暴露于固定為3焦耳cm—2凈輻射能的兩種不同體積的流體樣本的BVDV病原體平均減少數(shù)。圖4A和圖4B中所示的柱誤差符合相應(yīng)每個(gè)體積獨(dú)立測(cè)量6次的誤差標(biāo)準(zhǔn)差(Ιο)。圖5說(shuō)明在含有人血小板和血漿樣本的豬細(xì)小病毒組病毒(PPV)病原體平均減少數(shù)作為暴露于以體積為基礎(chǔ)計(jì)算凈輻射能的流體樣本體積的函數(shù)。圖6說(shuō)明在含有人血小板和血漿樣本的甲型肝炎病毒(HAV)病原體平均減少數(shù)作為暴露于以體積為基礎(chǔ)計(jì)算凈輻射能的流體樣本體積的函數(shù)。圖7提供柱狀圖，顯示體積為210mL和390mL流體樣本暴露于以體積為基礎(chǔ)使用方程式V計(jì)算的凈輻射能下，金黃色葡萄球菌平均減少數(shù)。圖7中所示的柱誤差符合相應(yīng)每個(gè)體積獨(dú)立測(cè)量4次的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)差(1σ)。發(fā)明詳述參考附圖，相同數(shù)字指示相同組件和出現(xiàn)在一個(gè)以上附圖中的相同數(shù)字指的是相同的組件。另外，在下文中應(yīng)用以下的定義在本說(shuō)明書中使用的術(shù)語(yǔ)“電磁輻射”和“光線”是同義詞，指的是電和磁領(lǐng)域中的波。用于本發(fā)明方法的電磁輻射包括但不限于紫外光、可見(jiàn)光、和紅外線或這些中的任何組合。在本發(fā)明方法中使用的電磁輻射的波長(zhǎng)分布的選擇可以基于許多因素，包括但不限于提供給經(jīng)受處理的樣本的一或多種光敏劑的吸收頻譜、經(jīng)受處理的流體中的顆粒的消光系數(shù)作為波長(zhǎng)函數(shù)或這些組合。示例性的處理流體的方法可以使用電磁輻射，其特征在于波長(zhǎng)分布基本上被加入流體的光敏劑吸收。本發(fā)明用于治療含紅細(xì)胞血液成份的示例性方法和裝置使用波長(zhǎng)在電磁波譜可見(jiàn)光區(qū)的電磁輻射。例如，本發(fā)明一方面可以用于處理含紅細(xì)胞流體，應(yīng)用光敏劑例如能吸收電磁波譜可見(jiàn)光區(qū)的光的材料，可以應(yīng)用選自約400nm 至約SOOnm波長(zhǎng)分布的電磁輻射。本發(fā)明用于治療含血漿和血小板的血液成份的示例性方法和裝置可以使用波長(zhǎng)在電磁波譜紫外光區(qū)的電磁輻射。例如，本發(fā)明一方面可以應(yīng)用選自約300nm至約400nm波長(zhǎng)分布的電磁輻射，用于處理含血漿和血小板的流體。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解當(dāng)某些顆粒例如蛋白質(zhì)存在時(shí)光敏劑的吸收頻譜可以改變；在選擇遞送給經(jīng)受處理的流體的電磁輻射適當(dāng)?shù)牟ㄩL(zhǎng)分布時(shí)，本方法可以考慮光敏劑吸收頻譜的這一變化?！皟糨椛淠堋敝傅氖窃诹黧w處理過(guò)程或流體處理組合過(guò)程期間遞送給流體的輻射能總量。凈輻射能可以通過(guò)方程式以功率、暴露時(shí)間和照射表面積的方式表示
權(quán)利要求
1.減少包含顆粒的流體體積中病原體的方法，所述的方法包括 將流體保存在部分透明的容器中；提供用于確定流體混合速率的工具； 以選取的流體混合速率混合所述容器內(nèi)的流體； 提供用于確定流體體積的工具； 確定流體體積；提供可操作地連接到用于確定流體體積的工具和用于確定流體的混合速率的工具的光源控制器；從所述用于確定流體的混合速率的工具和用于確定流體體積的工具產(chǎn)生輸出信號(hào)，所述信號(hào)提供光源控制器的輸入?yún)?shù)，用以確定用于減少流體中的病原體的凈輻射能；用所述光源控制器以流體的體積和選取的混合速率為基礎(chǔ)計(jì)算所述的凈輻射能，其中所述的光源控制器產(chǎn)生相應(yīng)于所述計(jì)算的凈輻射能的輸出信號(hào)；可操作地將電磁輻射源連接到所述的光源控制器，用于接受相應(yīng)于所述計(jì)算的凈輻射能的輸出信號(hào)；在混合期間暴露流體至具有所述凈輻射能的電磁輻射，從而在與所述流體的被照明表面相鄰的位置產(chǎn)生光敏層，其中所述電磁輻射與所述顆粒相互作用；藉此，流體的混合使得所述顆粒循環(huán)通過(guò)光敏層，從而減少流體體積中的病原體。
2.權(quán)利要求1的方法，其中光源控制器執(zhí)行確定凈輻射能的運(yùn)算法則，和其中經(jīng)由運(yùn)用運(yùn)算法則使凈輻射能實(shí)質(zhì)上線性相關(guān)于流體的體積。
3.權(quán)利要求2的方法，其中所述的運(yùn)算法則使用如下公式確定凈輻射能其中Enrt是凈輻射能，V是所述流體的體積，Z是數(shù)值大于零的第一常數(shù)，b是第二常數(shù)， A是能透射提供到流體樣本的電磁輻射的容器的表面積。
4.權(quán)利要求3的方法，其中流體體積的數(shù)值選自200ml至400ml并且所述的第一常數(shù) (Z)等于6. 24J cm—3，所述的第二常數(shù)(b)數(shù)值等于0。
5.權(quán)利要求1的方法，其中光源控制器執(zhí)行確定計(jì)算凈輻射能的運(yùn)算法則，和其中經(jīng)由運(yùn)用運(yùn)算法則使凈輻射能與流體的混合速率逆相關(guān)。
6.權(quán)利要求1的方法，其中保存在部分透明的容器中的流體混合將輸送流體的全部體積通過(guò)所述光敏層，從而減少遍及流體全部體積的病原體。
7.權(quán)利要求1的方法，其中包含于流體中的實(shí)質(zhì)上所有的所述顆粒暴露于同等有效的凈輻射能。
8.權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括提供電磁輻射給流體，所述電磁輻射具有在電磁波譜的紫外光區(qū)、在電磁波譜的可見(jiàn)光區(qū)或兩者內(nèi)的波長(zhǎng)。
全文摘要
提出了使用電磁輻射均勻處理經(jīng)受混合的流體的方法、裝置和裝置元件。一方面，本發(fā)明提供處理經(jīng)受連續(xù)流體混合的方法，其中以流體的體積、質(zhì)量或混合速率或者這些變量的任何組合為基礎(chǔ)計(jì)算使用電磁輻射均勻處理流體樣本所需提供的凈輻射能。另一方面，本發(fā)明提供運(yùn)算法則，用于確定均勻處理流體樣本必需提供的凈輻射能、輻射功率、和/或照射時(shí)間。本發(fā)明提供均勻減少包括血液和血液成份的生物流體中病原體的方法。
文檔編號(hào)A61L2/00GK102188728SQ20111010958
公開日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2005年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月15日
發(fā)明者G·D·安特威爾勒, L·古德里奇, R·A·埃德里奇 申請(qǐng)人:科安比司特生物技術(shù)有限責(zé)任公司