所采集的间质液样本的质量保证制造技术

一种具有机械，电气和/或化学成分的间质液采样设备，以减轻样本质量问题和/或测量所采集样本的质量，以警告和/或纠正质量问题。该设备包括至少一个对间质液中的分析物具有特异性的传感器；至少一个芯吸部件；以及至少一种以确保所采集的间质液的质量的成分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】所采集的间质液样本的质量保证相关申请的交叉引用本申请要求于2018年11月13日提交的第62/760,545号美国专利申请的优先权，并要求其申请日，第62/760,545号美国专利申请的公开内容在此通过引用并入本文。
本专利技术总体涉及用于采样间质液的设备，更具体地，涉及减轻了所采集的间质液样本的质量问题的设备。
技术介绍
该部分旨在向读者介绍可能与本专利技术的各个方面有关的本领域的各个方面，这些方面在下文中被描述和/或要求。相信该讨论有助于向读者提供背景信息，以有助于更好地理解本专利技术的各个方面。因此，应该理解，这些陈述应在这种情况下解读，而不是作为对现有技术的承认。间质液感测技术在从田径运动，到新生儿医学，到药理学监测，到个人数字健康等一些应用中具有巨大的潜力。间质液包含携带在血液中的许多相同的生物标记物，化学物质或溶质，并且可以提供重要的信息，使人能够在即使出现任何体征之前，也可以诊断疾病，健康状况，毒素，表现和其他生理属性。间质液与血液更直接地耦合，与其他生物流体(例如汗液，眼泪和尿液)不同，在生物流体中，生物标记物必须首先通过限制性更强的组织层扩散才能到达这些生物流体。由于诸如代谢产物，废物，信号分子，激素或药物制剂等分析物的浓度可能比全身性血液浓度更具有临床相关性，所以间质液具有优势。此外，可以测量皮肤上，附近或下方的其他参数，属性，溶质或特征，以进一步揭示生理信息。间质液包围着细胞，起着在细胞和血液之间交换营养物质、废物和信号分子的作用。虽然它存在于整个身体的组织系统中，但表皮和真皮中的间质液由于其可及性而最常被用于感测应用。由于间质液不会分泌或从身体排泄，因此有必要采用穿透皮肤屏障的方法来采集。皮肤屏障由角质层的细胞内脂质、上活表皮和颗粒层的紧密连接组成。戴维·坎宁安(DavidCunningham)在《人体到生物流体转移设备》(HumanBodytoDeviceBiofluidTransfer)(《微流体与纳米流体百科全书》(2015)：1301-1312)(MicrofluidicsandNanofluidicsEncyclopediaofMicrofluidics,2015：1301-1312)中回顾了皮肤穿孔的方法，包括使用胰针、刀片、微注射/微针、注射器针头、分裂针、水泡、液体或动力射流、激光、热、磨蚀、超声或离子电渗疗法。这些方法中最常见的涉及宏观或微观规模的空心针，以单一或阵列配置。在穿透屏障后，间质液可以通过中空通道被移除。常见的基于宏/微针的方法面临着与采集的样本质量有关的几个挑战。皮肤表面的污染物，如灰尘、碎屑、汗液、油脂或微生物，可能会被吸入更深的皮肤层，造成意想不到的负面反应，或进入中空通道本身，对下游的化验或传感器造成干扰。不完全渗透到所需的皮肤层可能会使部分或全部中空通道接触到汗液或稀释液体，如淋浴、雨水或游泳的水。当这些液体与间质液样本混合时，产生的浓度可能会被稀释到无法预测的程度，从而限制了样本的临床相关性。此外，这些液体还可能含有如洗涤剂、酸/碱或盐的干扰成分，这些成分可能干扰下游的化验或传感器。这些液体也可能含有目标分析物，对样本的临床相关性产生负面影响。间质液感测对于生物感测方面，特别是对于连续或重复的生物感测或监测，尚未出现其最充分的机会和能力。然而，通过适当的技术应用，可以使间质液在提供可靠的、与临床相关的信息方面实际胜过所有其他生物流体。
技术实现思路
下面列出了本专利技术的某些示例性方面。应当理解，提出这些方面仅仅是为了向读者提供本专利技术可能采取的某些形式的简要总结，并且这些方面并不是为了限制本专利技术的范围。事实上，本专利技术可以包括各种可能没有在下面明确阐述的方面。上述的许多缺点和限制可以以经济、有效、方便、智能或者可靠地采集和感测间质液的方式，通过创造新颖和先进的相互作用的机械元素、化学物质、材料、传感器、电子、微流体、算法、计算、软件、系统和其他特征或设计来解决。有了这样的新专利技术，间质液感测可以成为引人注目的新模式作为生物感测平台。本公开的专利技术提供了一种带有机械、电气和/或化学部件的间质液采样设备，以减轻样本质量问题和/或测量所采集样本的质量，以提醒和/或纠正质量问题。本专利技术的一个方面提供了用于感测皮肤上的间质液的设备，包括至少一个对间质液中的分析物有特异性的传感器，至少一个芯吸部件，以及至少一个以确保所采集的间质液的质量的部件。本专利技术的另一个方面提供了一种防止外部污染源与所采集的间质液样本混合的方法。该方法包括将至少一种阻断剂施加于以下两者或其中之一：(a)用于采集间质液的设备的至少一个表面，或(b)要从其采集间质液的受试者的皮肤。用于采集间质液的设备与受试者的皮肤接触，并通过该设备从受试者身上采集间质液。本专利技术的另一个方面提供了一种向要从其采集间质液的受试者的皮肤输送药剂的方法。该方法包括将至少一种药剂施加于采集间质液的设备的至少一个表面，使采集间质液的设备与受试者的皮肤接触，并通过离子电渗疗法或皮下输送将至少一种药剂输送到皮肤。本专利技术的另一个方面提供了一种评估间质液样本质量的方法。该方法包括从受试者采集间质液样本，并测量所采集的间质液样本中存在的外部污染物的比例。本专利技术的另一方面提供了一种增加用于样本采集的皮肤渗透的有效性的方法。该方法包括使受试者的皮肤变硬，并将用于采集样本的设备与皮肤接触。这些和其他方面将在下面的详细描述中，并结合附图进行更详细的描述。附图说明根据以下详细描述和附图，将进一步理解所公开的专利技术的目的和优点，其中：图1A是间质液感测设备的一个实施方式的俯视图。图1B是具有标识出呼出区域的间质液感测设备的一个实施方式的截面图。图2A是图1B的所述呼出区域在插入包括阻断剂的皮肤中之前的一个实施方式的剖视图。图2B是图1B的所述呼出区域在插入包括阻断剂的皮肤中之后的一个实施方式的剖视图。图3是包括输送成分的图1B的所述呼出区域的一个实施方式的截面图。图4是包括输送成分的图1B的所述呼出区域的一个实施方式的截面图。图5是图1B的所述呼出区域的一个实施方式的剖视图，其包括电极以测量在所采集的间质液样本中的外部污染物的比例。图6是图1B的所述呼出区域的一个实施方式的剖视图，其包括电极以测量在所采集的间质液样本中的外部污染物的比例。图7A是间质液感测设备的一个实施方式的俯视图，该间质液感测设备包括电极，以测量所采集的间质液样本中的外部污染物的比例，并且具有被标识的呼出区域。图7B是图7A的所述呼出区域的俯视图。图7C是沿图7B的7C-7C线所截取的所述呼出区域的截面图。图8A和8B是证明皮肤的粘弹性的间质液感测设备的一个实施方式的截面图。图9A是皮肤硬化装置的一个实施方式的俯视图。图9B是图9A的皮肤硬化装置的一个实施方式的截面图。图10是皮肤硬化装置的一个实施方式的截面图。具体实施方式下面将描述本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于感测皮肤上的间质液的设备，包括：/n至少一个对间质液中的分析物具有特异性的传感器；以及至少一种以确保所采集的间质液的质量的成分。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181113 US 62/760,5451.一种用于感测皮肤上的间质液的设备，包括：
至少一个对间质液中的分析物具有特异性的传感器；以及至少一种以确保所采集的间质液的质量的成分。


2.根据权利要求1所述的设备，其中以确保质量的所述至少一种成分包括至少一种阻断剂。


3.根据权利要求2所述的设备，其中所述至少一种阻断剂包括疏水材料。


4.根据权利要求2所述的设备，其中所述至少一种阻断剂选自在与外部污染源接触时被激活的粘合剂或树脂。


5.根据权利要求1所述的设备，其中以确保质量的所述至少一种成分包括至少一种输送成分。


6.根据权利要求5所述的设备，其中所述至少一种输送成分包括选自以下的至少一种药剂：减少污染的药剂；减轻疼痛的药剂；减少皮肤刺激的药剂；防止出汗的药剂；对皮肤进行消毒的药剂；抗炎药剂；止痒药剂；止痛药剂；及其组合。


7.根据权利要求1所述的设备，其中以确保质量的所述至少一种成分包括至少一个对外部污染物的成分具有特异性的传感器。


8.根据权利要求1所述的设备，其中以确保质量的所述至少一种成分包括连接到至少一个阻抗测量部件的至少一个电极。


9.根据权利要求8所述的设备，其中所述至少一个电极在所述设备的外表面上，并且可以与外部污染源接触。


10.根据权利要求8所述的设备，其中所述至少一个电极在所述设备的内表面上，并且可以与外部污染源接触。


11.根据权利要求8所述的设备，其中所述至少一个电极在重复阵列中，并且连接至阻抗测量部件。


12.根据权利要求1所述的设备，其中以确保质量的所述至少一种成分包括拉伸所述皮肤的基底。


13.根据权利要求1所述的设备，还包括至少一个芯吸部件。
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【专利技术属性】
技术研发人员：詹森·C·海肯费尔德，A·贾杰克，
申请(专利权)人：辛辛那提大学，
类型：发明
国别省市：美国;US