用于测量分析物的低成本测试条和方法技术

公开了以低成本大量生产用于测量各种工业和环境中的气体的测试条的材料和制造技术。测试条通常包含基材、至少一个电连接部、至少一个感测化学物质和至少一个附加层。测试条可以提供定量和/或定性读出。公开了用于收集和分析数据以监控和管理慢性呼吸道疾病患者的方法。实施方式包括软件应用、连接的医疗设备、网络服务器和电子目录。公开了用于从组合医疗、生物和环境数据的群体中识别治疗趋势的方法。公开了用于通过使用本发明专利技术的实施方式针对健康趋势主动警示患者、护理人员和医疗提供者的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请根据35U.S.C.§119(e)要求2015年4月13日提交的标题为“LowCostTestStripandMethodtoMeasureAnalyte”的美国临时专利申请号62/146,824、2014年6月17日提交的标题为“MethodforCollectingandAnalyzingDatatoMonitorandManagePatientswithChronicRespiratoryDisease”的美国临时专利申请号62/013,233、2014年6月9日提交的标题为“LowCostTestStripAndMethodtoMeasureAnalyte”的美国临时专利申请号62/009,531的权益，其通过引用以其整体并入本文。背景
本专利技术涉及一种气体感测系统，其包括被配置为测量气体的低成本有限使用的测试条、用于将气体递送至测试条的系统以及用于控制和读取测试条的输出的设备。在其它方面，本专利技术总体上涉及诊断患有慢性呼吸道疾病例如哮喘和慢性阻塞性肺病的患者和监测用于所述患者的治疗。相关技术描述存在本领域已知的可用于气体和分析物检测的许多不同类型的传感器和技术。在人类医疗工业中，气体传感器用于许多领域，包括麻醉和呼吸护理。传感器通常被配置为监控吸入的麻醉剂、O2、CO2和N2O。其它实例包括测量呼出气中的一氧化氮，其在最近已获得牵引以诊断和监测慢性呼吸道疾病患者中的气道炎症。为了以临床相关值测量一氧化氮，传感技术必须能够检测低至十亿分之1-300的极限。目前有两种商购可得的技术用于检测呼出气中的一氧化氮。第一种技术测量化学发光，其中将呼吸样品与臭氧混合，并且在用入射光激发后监控发光信号。第二种可用的技术使用电化学信号，通常通过循环伏安法。化学发光和电化学感测的机理是本领域中已知的。这两种技术均具有复杂且具有与传感器本身以及将气体递送至传感器并提供准确读取的系统相关的高成本的缺点。目前的化学发光和电化学感测技术需要复杂系统以准确测量呼吸中的一氧化氮。例如，通过化学发光的感测需要臭氧发生器、真空泵、过滤器、微处理器、电源、光电探测器等。这些物品被容纳在台式计算机尺寸的设备中，并且可能花费数万美元。类似地，电化学传感器需要非常敏感的电子器件、气密密封的分析室和复杂的信号处理。此外，电化学传感器需要不适合于大量、低成本生产的组装过程。类似地，电化学传感器和处理信号的系统可能花费数千美元。这两种技术还具有的缺点是对用户(例如患者，技术人员，医疗提供者等)而言繁琐且不友好。慢性呼吸系统疾病，例如哮喘和COPD，是以慢性潜在炎症、气道高反应性和突然阻塞及收缩为特征的疾病。护理的目标是实现和维持控制。疾病的控制意味着减少症状的频率和强度以及未来攻击的风险。为了实现和维持控制，医生必须从约9类药物中选择医药。每个药物类别由多种药物组成，每种药物具有不同的活性成分。在大多数患者中，来自多个类别的多种药物组合使用。除了各种选择之外，医生必须选择最合适的剂量和使用频率。对于医生来说，实现和维持控制是困难的，因为患者的反应和对治疗的依从性是高度可变的。医生严重依赖患者在与他们的症状的频率和强度有关的访问之间提供的信息。该信息被用于指导医生决定选择适当的医药。治疗的有效性和依从性是未知的，直到随访访问可能由于紧急情况发生或者是未来数周或数月所计划的。疾病的可变性、可用的工具和来自患者的主观数据使得实现和维持控制极为困难。结果是疾病管理不善并且产生医生办公室就诊、急诊室使用、医院住院病人就诊、处方医药和错过工作或上学的日子的形式的大量资源消耗。需要一种更好的方法来监控、管理和治疗慢性呼吸道疾病患者。专利技术概述本专利技术的一个方面涉及用于测量分析物的低成本测试条和方法。在本专利技术的另一方面，公开了一种用于测定流体样品中的至少一种分析物的浓度的系统，其中该系统包括基底基材，设置在所述基材上方的第一电极对，设置在所述基材上方的第二电极对，主动感测化学物质，其响应于所述样品中的所述分析物并与所述第一电极对电连通，参考感测化学物质，其响应于所述样品中的所述分析物并与所述第二电极对电连通，和设置在所述参考感测化学物质上方的阻挡层，所述阻挡层用于抑制所述参考感测化学物质与所述流体样品中的至少一种分析物之间的接触。在另一个实施方案中，该系统还包含设置在感测化学物质上方的膜层。在另一个实施方案中，该系统还包含设置在膜层之上的限定窗口的保护层。在该系统的另一个实施方案中，第一电极对中的第一电极与主动感测化学物质电连通，第二电极对中的第一电极与参考感测化学物质电连通，并且第二电极与主动感测化学物质和参考感测化学物质两者电连通，所述第二电极形成所述第一和第二电极对的第二电极。在该系统的另一个实施方案中，膜层的至少一部分被设置在阻挡层上方。在系统的另一个实施方案中，膜层对流体样品中的至少一种分析物是选择性可渗透的。在该系统的一些实施方案中，电极包含碳。在该系统的一些实施方案中，电极包含银。在该系统的一些实施方案中，电极包含金。在一些实施方案中，该系统还包含设置在电极的至少一部分上方的电介质层。在该系统的一些实施方案中，由感测化学物质桥接的电极之间的空间小于或等于2.5毫米。在该系统的一些实施方案中，主动感测化学物质和参考感测化学物质中的至少一个包含具有至少一个离子官能团的有机分子。在该系统的一些实施方案中，主动感测化学物质和参考感测化学物质中的至少一个包含有机染料。在该系统的其它实施方案中，主动感测化学物质和参考感测化学物质中的至少一个包含芳族化合物。在该系统的其它实施方案中，主动感测化学物质和参考感测化学物质中的至少一个包含金属-配体络合物。在该系统的其它实施方案中，主动感测化学物质和参考感测化学物质中的至少一个包含金属氧化物。在该系统的其它实施方案中，主动感测化学物质和参考感测化学物质中的至少一个包含金属。在该系统的其它实施方案中，主动感测化学物质和参考感测化学物质中的至少一个包含金属盐。在该系统的其它实施方案中，主动感测化学物质和参考感测化学物质中的至少一个包含纳米结构。在该系统的其它实施方案中，主动感测化学物质和参考感测化学物质中的至少一个包含聚合物。在该系统的一些实施方案中，主动感测化学物质和参考感测化学物质包含相同的材料。在该系统的一些实施方案中，主动感测化学物质和参考感测化学物质中的至少一个包含杂环大环。在该系统的一些实施方案中，杂环大环是卟啉。在该系统的一些实施方案中，设置在基材上的主动感测化学物质的体积小于或等于1毫升的材料。在权利要求1所述的系统的一些实施方案中，其中设置在所述基材上的参考感测化学物质的体积小于或等于1毫升的材料。在该系统的一些实施方案中，主动感测化学物质和参考感测化学物质响应于样品中的至少一种相同分析物。在该系统的一些实施方案中，设置在参考感测化学物质上方的阻挡层对流体样品中所关注的分析物基本上不可渗透。在该系统的一些实施方案中，设置在参考感测化学物质上方的阻挡层限定窗口，用以将主动感测化学物质暴露于流体样品。在该系统的一些实施方案中，设置在参考感测化学物质上方的阻挡层包含粘合剂。在一些实施方案中，粘合剂是压敏粘合剂。在该系统的一些实施方案中，粘合剂是热活化粘合剂。在该本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测定流体样品中的至少一种分析物的浓度的系统，所述系统包含：基底基材；设置在所述基材上方的第一电极对；设置在所述基材上方的第二电极对；主动感测化学物质，其响应于所述样品中的所述分析物并与所述第一电极对电连通；参考感测化学物质，其响应于所述样品中的所述分析物并与所述第二电极对电连通；和设置在所述参考感测化学物质上方的阻挡层，所述阻挡层用于抑制所述参考感测化学物质与所述流体样品中的至少一种分析物之间的接触。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.09 US 62/009,531;2014.06.17 US 62/013,233;1.一种用于测定流体样品中的至少一种分析物的浓度的系统，所述系统包含：基底基材；设置在所述基材上方的第一电极对；设置在所述基材上方的第二电极对；主动感测化学物质，其响应于所述样品中的所述分析物并与所述第一电极对电连通；参考感测化学物质，其响应于所述样品中的所述分析物并与所述第二电极对电连通；和设置在所述参考感测化学物质上方的阻挡层，所述阻挡层用于抑制所述参考感测化学物质与所述流体样品中的至少一种分析物之间的接触。2.权利要求1的系统，还包含设置在所述感测化学物质上方的膜层。3.权利要求2的系统，还包含设置在所述膜层之上的限定窗口的保护层。4.权利要求1-3中任一项的系统，其中所述第一电极对中的第一电极与所述主动感测化学物质电连通，所述第二电极对中的第一电极与所述参考感测化学物质电连通，并且第二电极与所述主动感测化学物质和所述参考感测化学物质两者电连通，所述第二电极形成第一和第二电极对两者的第二电极。5.权利要求2-3中任一项的系统，其中所述膜层的至少一部分设置在所述阻挡层上方。6.权利要求2的系统，其中所述膜层对所述流体样品中的至少一种分析物是选择性可渗透的。7.权利要求1的系统，其中所述电极包含碳。8.权利要求1的系统，其中所述电极包含银。9.权利要求1的系统，其中所述电极包含金。10.权利要求1的系统，还包含设置在所述电极的至少一部分上方的电介质层。11.权利要求1的系统，其中由感测化学物质桥接的电极之间的空间小于或等于2.5毫米。12.权利要求1的系统，其中所述主动感测化学物质和所述参考感测化学物质中的至少一个包含具有至少一个离子官能团的有机分子。13.权利要求1的系统，其中所述主动感测化学物质和所述参考感测化学物质中的至少一个包含有机染料。14.权利要求1的系统，其中所述主动感测化学物质和所述参考感测化学物质中的至少一个包含芳族化合物。15.权利要求1的系统，其中所述主动感测化学物质和所述参考感测化学物质中的至少一个包含金属-配体络合物。16.权利要求1的系统，其中所述主动感测化学物质和所述参考感测化学物质中的至少一个包含金属氧化物。17.权利要求1的系统，其中所述主动感测化学物质和所述参考感测化学物质中的至少一个包含金属。18.权利要求1的系统，其中所述主动感测化学物质和所述参考感测化学物质中的至少一个包含金属盐。19.权利要求1的系统，其中所述主动感测化学物质和所述参考感测化学物质中的至少一个包括纳米结构。20.权利要求1的系统，其中所述主动感测化学物质和所述参考感测化学物质中的至少一个包含聚合物。21.权利要求1的系统，其中所述主动感测化学物质和所述参考感测化学物质包含相同的材料。22.权利要求1的系统，其中所述主动感测化学物质和所述参考感测化学物质中的至少一个包含杂环大环。23.权利要求22的系统，其中所述杂环大环是卟啉。24.权利要求1的系统，其中设置在所述基材上的主动感测化学物质的体积小于或等于1毫升的材料。25.权利要求1的系统，其中设置在所述基材上的参考感测化学物质的体积小于或等于1毫升的材料。26.权利要求1的系统，其中所述主动感测化学物质和所述参考感测化学物质响应于所述样品中的至少一种相同分析物。27.权利要求1的系统，其中设置在所述参考感测化学物质上方的所述阻挡层对所述流体样品中所关注的分析物基本上不可渗透。28.权利要求1的系统，其中设置在所述参考感测化学物质上方的所述阻挡层限定窗口，用以将所述主动感测化学物质暴露于所述流体样品。29.权利要求1的系统，其中设置在所述参考感测化学物质上方的所述阻挡层包含粘合剂。30.权利要求29的系统，其中所述粘合剂是压敏粘合剂。31.权利要求29的系统，其中所述粘合剂是热活化粘合剂。32.权利要求1的系统，其中所述膜层包含多孔聚合物、非多孔聚合物、复合材料、纤维材料、纺织织物、无纺织物、聚合物、粘合剂、膜和凝胶中的至少一种。33.权利要求1的系统，其中所述膜层包含PTFE。34.权利要求1的系统，其中所述膜层包含有机硅。35.权利要求1的系统，其中有机硅转移层将所述膜层附接至至少一个其它层。36.权利要求1的系统，其中所述主动感测化学物质和所述参考感测化学物质被设置在测试条上。37.权利要求1的系统，还包含与所述主动感测化学物质和所述参考感测化学物质协作以形成桥接电路的电路。38.权利要求1的系统，还包括计量器，所述计量器被配置为将所述流体样品的至少一部分递送到至少感测化学物质。39.权利要求38的系统，其中与所述流体样品接触的所述计量器的至少一部分包括不锈钢。40.权利要求38的系统，其中与所述流体样品接触的所述计量器的至少一部分包含铝。41.权利要求38的系统，其中与所述流体样品接触的所述计量器的至少一部分包含硅化材料。42.权利要求38的系统，其中与所述流体样品接触的所述计量器的至少一部分包含玻璃。43.权利要求38的系统，其中与所述流体样品接触的所述计量器的至少一部分包含特氟隆。44.权利要求38的系统，其中与所述流体样品接触的所述计量器的至少一部分包含特氟隆涂覆的材料。45.权利要求38的系统，其中与所述流体样品接触的所述计量器的至少一部分包含塑料。46.权利要求38的系统，其中与所述流体样品接触的所述计量器的至少一部分包含K-树脂。47.权利要求38的系统，其中所述计量器被配置为接收来自人类用户的流体样品。48.权利要求47的系统，其中所述流体样品是来自所述人类用户的呼出气。49.权利要求48的系统，其中所述计量器被配置为以小于或等于呼出气的流速的流速将所述流体样品施加至所述测试条。50.权利要求49的系统，其中所述流速小于或等于3000标准立方厘米/分钟。51.权利要求49的系统，其中所述流速小于或等于500标准立方厘米/分钟。52.权利要求49的系统，其中所述流速小于或等于350标准立方厘米/分钟。53.权利要求49的系统，其中所述流速小于或等于代表性人类的呼气流量峰值。54.权利要求49的系统，其中所述计量器被配置为接收小于或等于代表性人类的用力肺活量的样品体积。55.权利要求48的系统，其中所述计量器被配置为仅将呼出气样品的一部分转移至所述感测化学物质。56.权利要求55的系统，其中所述计量器被配置为仅转移呼出气的最后3秒。57.权利要求48的系统，其中呼出气样品的持续时间为10秒。58.权利要求38的系统，其中所述计量器被配置为控制所述流体样品的流速。59.权利要求58的系统，其中所述计量器被配置为将所述流体样品的流速控制至约2700标准立方厘米/分钟至约3300标准立方厘米/分钟。60.权利要求58的系统，其中所述计量器被配置为将所述流体样品的流速控制至约2850标准立方厘米/分钟至约3150标准立方厘米/分钟。61.权利要求38的系统，其中所述计量器被配置为正向限制所述流体样品的压力。62.权利要求61的系统，其中所述计量器被配置为将压力从约5厘米水柱正向限制至约20厘米水柱。63.权利要求1的系统，还包含过滤器，以从所述流体样品中除去至少一种选择的分析物。64.权利要求1的系统，还包含过滤器，以在所述流体样品接触所述主动感测化学物质之前从所述流体样品中除去至少一种选择的分析物。65.权利要求63-64中任一项的系统，其中所述选择的分析物是一氧化氮。66.权利要求63-64中任一项的系统，其中所述选择的分析物是二氧化氮。67.权利要求1的系统，还包含被配置为提供与分析物浓度相关的输出的计量器。68.权利要求1的系统，还包含被配置为提供关于所述流体样品的输入流速的反馈的计量器。69.权利要求68的系统，其中所述反馈是视觉的。70.权利要求69的系统，所述计量器还包含提供所述视觉反馈的显示器。71.权利要求68的系统，其中所述反馈是音频的。72.权利要求68的系统，其中所述反馈是对所述流体样品的输入流的阻力。73.权利要求1的系统，还包含腔室，所述感测化学物质被设置在所述腔室内。74.权利要求73的系统，其中所述腔室...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·L·卡纳汉，T·T·摩根，B·诺兰，
申请(专利权)人：生物统计股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US