使用水凝胶对分析物取样和分析的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及经皮分析物监控系统，该系统包含适合于和生物膜连接并接收来自生物膜的分析物的介质以及包含由多个电极组成的电极组件，其中所述介质适合连续地和所述分析物反应，通过电极组件检测电信号，且电极信号和分析物的值关联。分析物的值可以是该分析物通过生物膜的流量或该分析物在受试者体液中的浓度。介质可包含例如基于醋酸乙烯酯的水凝胶、基于琼脂糖的水凝胶或基于聚乙二醇二丙烯酸酯（ＰＥＧ－ＤＡ）的水凝胶。电极的表面区域可包含纯铂。该系统可包括位于生物膜和电极组件之间用于减少系统内干扰的干涉过滤器。该系统可包括经编程以执行校正传感器漂移的误差校正法的处理器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本申请是2005年8月11日提交的美国申请11/201,334的分案申请，所述申请是2004年10月28日提交的美国申请10/974,963的继续申请，两者以其全文在此引用作为参考。本申请涉及下列专利和申请，其各自在此以其全文引用作为参考2001年3月16日提交的美国专利09/979,096；1999年12月17日提交的美国专利09/868,442；1998年12月18日提交的美国临时申请60/112,953；1999年7月12日提交的美国临时申请60/142,941；1999年7月12日提交的美国临时申请60/142,950；1999年7月12日提交的美国临时申请60/142,951；1999年7月12日提交的美国临时申请60/142,975；1998年1月8日提交的美国专利6,190,315；和美国临时申请60/070,813。
技术介绍
专利
本专利技术涉及体液的非侵入性取样，和更特别地，涉及用于非侵入性体液取样和分析的系统、方法和装置。相关领域的描述为了监控糖尿病患者的血糖浓度，频繁刺破其手指和前臂以获得血液。使用血液进行频繁监控的该实践可能疼痛和不方便。已设计和公开了采集体液样品的新的、痛苦较小的方法。例如，这些无痛方法包括使用细针、使用离子透入法和对样品体液例如血液和组织间液使用超声。已显示超声的使用可增加皮肤的渗透性。该应用的实例公开于美国专利4,767,402、美国专利5,947,921和美国专利6,002,961，其公开内容以其全文在此引用作为参考。为了通过空泡形成作用和其生物声学效应破坏脂质双层，可通过偶联介质对角质层施用超声。角质层(运输的屏障)的破坏允许增强分析物例如葡萄糖或药物扩散通过、进入皮肤和从皮肤扩散出来。分析物和体液的运输可通过运动力的作用得到进一步增强。除其他以外，这些运动力包括超声促渗(sonophoretic)、离子电渗疗法、电动力、压力、真空、电磁运动力、热力、磁力、化学运动力、毛细管作用和渗透力。主动力的使用提供了获得用于随后分析的液体的方法。运动力在使皮肤可渗透之前、期间和之后的使用已公开于美国专利5,279,543、美国专利5,722,397、美国专利5,947,921、美国专利6,002,961和6,009,343，其公开内容以其全文在此引用作为参考。使用运动力的目的在于主动地将体液和其内容物抽提出皮肤以进行分析。如所提到的，主动力，例如真空力、超声促渗和静电力，可产生通过角质层的对流。尽管这些力可用于体液的提取，但当所述力用于人皮肤时存在某些使用的限制。例如，主要的限制是可被运输穿过角质层的体液的流量和体积。一般地，为了将液体运输穿过角质层的增强的可渗透区域，必需使用高压。对皮肤施用长时间的真空可使表皮和真皮分离，导致青肿和水泡。限制的另一个实例是可用于皮肤以产生对流的能量的量。随着长时间暴露于超声，可使用的体液体积的提取具有产生疼痛和皮肤损伤的可能。以相似的方式，体液通过角质层的电渗提取由于需要使用高电流密度的原因而具有导致皮肤损伤的可能性。很明显，当所述提取法用于人皮肤时，存在对所述提取法的用途的限制。专利技术概述因此，产生对用于非侵入性体液取样和分析、克服所述相关技术的这些和其他缺点的系统、方法和装置的需要。因此，产生了对长时间内增加生物膜例如皮肤、口腔和指甲的渗透性的方法，和用于以不连续或连续的非侵入性和实用的方式提取体液以进行血液、组织间液、淋巴或其他体液分析物监控的方法。根据一个实施方案，本专利技术涉及了经皮分析物监控系统，该系统包括适合于和生物膜接触和接收来自生物膜的分析物的介质和电极组件，其中所述介质包含选自基于醋酸乙烯酯的水凝胶、基于琼脂的水凝胶、基于聚乙二醇二丙烯酸酯(PEG-DA)的水凝胶和其混合物，其中所述介质适于与分析物连续反应，并且其中通过电极组件检测电信号，所述电信号和分析物的值关联。根据另一个实施方案，本专利技术涉及经皮分析物监控系统，该系统包括适合和生物膜连接和接收来自生物膜的分析物的介质和由多个电极组成的电极组件，其中至少一个电极的表面区域基本上由纯铂构成，其中所述介质适合连续地和所述分析物反应，其中电信号由所述电极组件检测，且所述电信号和分析物的值关联。根据另一个实施方案，本专利技术涉及经皮分析物监控系统，其包括适合和生物膜连接的和接收来自生物膜的分析物的介质、电极组件和位于生物膜和电极组件之间用于在经皮分析物监控系统中减少来自非靶生物部分的干扰的干涉过滤器。根据另一个实施方案，本专利技术涉及经皮分析物监控系统，该系统包含适合和生物膜连接和接收受来自生物膜的分析物的介质、包含电极组件(包括多个电极)的传感器和经编程以执行校正传感器漂移的误差校正法的处理器，其中所述介质适合于和所述分析物连续地反应，其中通过所述电极组件检测电信号，且所述电信号和分析物的值关联。公开了用于非侵入性体液取样和分析的方法。根据本专利技术的一个实施方案，所述方法包括步骤(1)鉴定具有渗透性水平的生物膜区域；(2)增加生物膜区域的渗透性水平；(3)将生物膜区域和接收器接触；(4)将体液提取通过和提取出生物膜区域；5)提供外力以增加体液提取；(6)将所述体液收集在接收器中；(7)在至少一种分析物存在的情况下分析收集的体液；和(8)提供分析体液的步骤的结果。可使用具有受控剂量测定法的超声使生物膜的区域产生渗透性。可在暴露于超声的区域使用渗透运输进行体液的提取。可使用接收器收集体液。可以帖片、可佩带的贮器、膜、吸收带、水凝胶或等同物的形式使接收器附着至生物膜。可分析所述接收器是否存在表示血液分析物的各种分析物。所述分析可包括使用电化学测量法、生物化学测量法、光学测量法、荧光测量法、吸光率测量法、反射系数测量法、拉曼光谱测量法、磁力测量法、质谱分析法、红外(IR)光谱测量法和其组合。所述接收器也可附着至第二接收器，在所述第二接收器中的分析物的浓度持续地保持显著低于体液中的浓度，这样可使体液和第二接收器之间的化学浓度驱动力最大化。这可通过化学反应或用于稀释的体积或相似的方法获得。在一个实施方案中，所述接收器和第二接收器可根据不同的原理(例如，渗透作用、稀释作用等)工作。在另一个实施方案中，所述接收器可按相同的原理工作。公开了用于非侵入性体液取样和分析的系统。根据本专利技术的一个实施方案，该系统包括控制超声产生的控制器；对生物膜区域施用超声的超声施用器；接触生物膜的区域和接收通过和透出生物膜区域的体液的接收器；以及和接收器相互作用并检测接收器的体液中至少一种分析物存在的计量表。所述接收器可包括膜和介质，例如膜内包含的水凝胶、流体或液体。公开了用于非侵入性体液取样和分析的方法。根据本专利技术的一个实施方案，所述方法包括步骤(1)增加生物膜区域的渗透性水平；(2)将接收器附着至生物膜区域；(3)将分析物提取通过和透出生物膜区域；(4)将所述体液收集在接收器中；和(5)确定至少一种分析物在体液中的浓度。公开了用于非侵入性体液取样和分析的装置。根据本专利技术的一个实施方案，所述装置包括附着至具有增加的渗透性的生物膜区域并接收通过和透出生物膜区域的体液的接收器，和在接收的体液中检测至少一种分析物的存在和显示该分析物浓度的可佩带计量表。所述接收器可包括膜和介质，例如膜中包含的水凝胶、流体或液本文档来自技高网...

【技术保护点】
经皮分析物监控系统，其包括：适合于和生物膜连接且接收来自生物膜的分析物的介质，其中所述介质包含选自基于琼脂糖的水凝胶、基于聚乙二醇二丙烯酸酯（ＰＥＧＤＡ）的水凝胶及其混合物的水凝胶；和电极组件；其中所述介质适合连续地 和所述分析物反应；和其中由电极组件检测电信号，且该电信号与分析物的值相关。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：H常，SP巴曼，
申请(专利权)人：桑特拉医学公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]