[发明专利]用于测量光谱系统的性能的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于测量光谱系统的性能的方法。本发明具体但非排他地应用于测量拉曼光谱系统的性能，所述拉曼光谱系统用于从已知的一组可能的成分识别或量化样品(例如多重检测)中存在的一种或多种成分。

背景技术

使用拉曼光谱识别样品中存在的成分是公知的。为了增强拉曼信号，可以使用表面增强共振拉曼散射(SERRS)。SERRS的原理是，待识别成分的分子被吸收在包含发色团的活性表面上，该发色团的电子跃迁的频率与用来激发增强底物(substrate)上的胞质团(plasmon)的激光波长接近(优选地位于150nm以内)。

对于生物样品来说，为了给各种类型的待识别分子提供具有足够区分性的发色团，可以将样品处理成对于各种类型的待识别分子(例如，不同类型的低聚核苷酸)来说附着不同的染料。在WO09/022125和US2006246460中描述了这种技术的例子，以引证方式将其合并于此。

一种形式是，试剂盒被构造成通过将染料附着在低聚核苷酸上来检测疾病状态，该低聚核苷酸被构建成用来补充已知对病原体而言唯一的目标核苷酸序列(目标序列)。随后，其被引入含有DNA片段的样品。如果在该样品中存在目标序列，则标记有颜料的低聚核苷酸与之杂交。通过增加具有也识别目标序列的生物素(biotin)的低聚核苷酸，可以使用经由生物素/抗生蛋白链菌素(streptavidin)相互作用而附着至DNA复合物的涂有抗生蛋白链菌素的磁珠将含有目标序列的DNA复合物与染料分离。随后，染料序列被释放并吸收到银或金纳米颗粒上，该银或金纳米颗粒优选地在聚集到一起时充当给出来自含水环境的极强信号的染料的SERRS底物。SERRS具有如下特点，即其光谱由几乎总是唯一地来自染料的一组尖锐的线条组成。这是因为与来自其余的低聚核苷酸的拉曼散射表面增强因子相比，染料的拉曼散射表面增强因子极高，因此其他信号相比而言就非常弱。这些尖锐的线条是给出原位识别的染料的特征，并且这些线条呈尖锐的性质意味着可以在无需分离的情况下就能识别出染料混合物。这使得能够在一个样品中检测多个标记。

希望测量能够从这种多重检测试剂盒预期的性能水平。然而，多重检测试剂盒的复杂性以及样品的未知属性意味着有许多因素会影响正确地识别或量化样品中的分析物的几率。希望在测量多重检测试剂盒的性能时考虑到这许多因素，使得性能的测量能够正确地反映用户可能达到的性能。

可以测量系统性能的一种方法是，进行多次实验，在这些实验中精心改变可能变化的那些因素，并根据结果，确定系统的性能。然而，如果可能改变的因素的数量很大，或者因素难以控制，或者这些因素中的一个或多个的变化范围非常大，则进行几乎涵盖所有可能发生情形的实验以获得有代表性的性能测量是个极大的挑战(如果确实有可能实现的话)。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种测量光谱系统的性能的方法，该方法包括：

a)针对将由所述光谱系统识别的一组成分中的每种成分获得多个成分光谱，所述成分光谱是针对影响该成分光谱的至少一个因素的变化获得的；

b)模拟样品光谱，每个样品光谱都是针对对应的潜在样品使用与用于模拟其他样品光谱的成分光谱不同的至少一个不同成分光谱和/或所述成分光谱中的至少一个成分光谱的不同量来模拟的；

c)对所述样品光谱进行分析，以针对每个样品光谱获得所述对应的潜在潜在样品的特征的测量数量和/或性质；以及

d)基于所述测量数量和/或性质生成性能测量。

这样，可以在考虑到可能发生的可能变化的合理时间范围内确定性能测量。具体而言，有可能针对可由使用代表可能发生的光谱变化性的系统识别的每个单一成分来收集多个成分光谱。这些单一光谱随后可以用于模拟尚未获得光谱的情形，例如，在不同浓度和/或成分的情况下发生的性能变化以及当样品中存在多于一种成分时系统的性能。该方法可以假设来自单一成分的光谱响应在存在来自其他成分的光谱贡献的情况下与浓度和添加物成线性关系。

可以针对任何一个潜在样品模拟许多样品光谱，以获得用于该潜在样品的在统计上显著的性能测量。因而，在样品光谱与潜在样品之间可能存在多对一的对应关系。然而，例如如果性能测量是针对整个系统而非专用于特定潜在样品，则可以不必针对任何一个潜在样品来模拟多个样品光谱。

所述分析可以包括基于所述样品光谱对成分的存在和/或不存在进行定性。在这种实施方式中，可以针对所述成分的不同相对浓度来模拟样品光谱，但所述分析则可以仅关心能否识别出一种成分。然而，所述分析可以包括根据所述样品光谱量化成分的浓度。