CN102076504A - 用于检测分析物存在的临时纹身贴纸 - Google Patents

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Abstract

本文大体公开了施用于使用者的皮肤用于分析物的检测的临时纹身。临时纹身通过临时纹身贴纸施用到使用者皮肤。通过在目标分析物存在时显示某种光谱响应(例如变色)，所述临时纹身可以指示分析物的存在。这种颜色变化可以实时向使用者和/或看护人员指示目标分析物的存在。

Description

用于检测分析物存在的临时纹身贴纸
背景技术
关于在人皮肤周围或之上存在的污染物(如化学物质、微生物和其它分析物)的信息是识别个人健康和优质生活的潜在威胁的有效手段。一旦这类污染物的存在被验证，则可以采取适当的措施来处理环境中的污染物。
可以利用许多不同类型的化学传感器来检测这类污染物的存在。例如，化学传感器可以被放置于建筑物中来监测空气中污染物的存在。此外，可以利用化学检测带来检测试样(如液体或气体)中分析物的存在。
然而，通常期望临时性监测个人所处的环境。因而，对能快速且可靠地检测分析物存在并提醒个人或看护人员的一次性诊断工具存在需要。
发明内容
本发明的目的和优点将在下面的描述中部分阐明，或者可以从说明书中显而易见地得出，或者可通过本发明的实施中了解到。
一般地，本发明涉及施用于使用者皮肤并且配置用于检测分析物存在的临时纹身贴纸。所述临时纹身贴纸包括基纸、水溶性滑层、临时纹身、胶粘层以及保护片。可将所述水溶性滑层施加到所述基纸，以允许其与水(或其它适当的溶剂)接触时从所述临时纹身分离所述基纸。可以将所述临时纹身以图像的形式施加到位于所述基纸上的水溶性分离层。所述临时纹身包括配置用于与所述分析物接触时变色的化学指示剂。胶粘层覆在所述临时纹身上，并且保护片覆在所述胶粘层上。
在其它实施例中，本发明还涉及用于检测分析物存在的方法。所述方法包括首先将临时纹身施用于使用者皮肤的步骤。所述临时纹身形成图像，并且包括配置用于与所述分析物接触时变色的化学指示剂。然后，可以监测所述临时纹身以确定是否发生颜色变化。如果观察到这种颜色变化，那么可以报告所述分析物的存在。
以下将更详细地讨论本发明的其它特征和方面。
附图说明
本发明完整而能实现的内容，包括对本领域技术人员来说是最佳的实施方式，在本说明书的其余部分(包括参考附图)中作了更详细的阐述，其中：
图1给出根据本发明的一种实施例的示例性临时纹身贴纸；
图2-4依次示出将图1中的临时纹身贴纸施用于皮肤的示例性方法。
在本说明书和附图中重复使用附图标记意在表示本发明的相同的或相似的特征或元件。
具体实施方式
现在将参考本发明的多个实施例，以下阐述这些实施例的一个或多个实例。各实例仅作为本发明的解释来提供，并不作为对本发明的限制。事实上，在不背离本发明的精神和范围的情况下，在本发明中做出各种变型与变化对于本领域技术人员来说是显而易见的。例如，作为一个实施方例示出或描述的特征可以在另一个实施例中使用，来获得又一实施例。因此，本发明旨在涵盖在后附的权利要求书范围内的这些变型和变化以及它们的等同。本领域普通技术人员应当理解，本论述仅仅是对示例性实施例的描述，并不打算限制本发明更广泛的方面，这些更广泛的方面是具体的示例性结构。
通常，本发明涉及可施用于使用者皮肤的临时纹身。在一个实施例中，临时纹身通过临时纹身贴纸施用到皮肤。一旦施用，临时纹身就能检测分析物的存在，并且提醒使用者或看护人员。因此，个人或看护人员可采取适当措施来处理所述分析物的存在。此外，一旦测试时间届满，所述临时纹身可以从皮肤去除(如洗掉)，或者一段时间(如2-5日)之后能完全消失。
临时纹身能通过在目标分析物存在的情况下显示某种光谱响应(如变色)来指示分析物的存在。例如，临时纹身可从第一颜色变为第二颜色，从无色变为有色，或者从有色变为无色。这种颜色变化可以向使用者和/或看护人员实时指示目标分析物的存在。在本文中，术语“分析物”是指可能是气相、蒸汽相、液相或固相的任何化合物、元素、微生物或其它物质。
根据本发明，为了检测分析物的存在和提醒使用者或看护人员，可以利用临时纹身贴纸来快速和有效地将临时纹身施用于施用表面(一般是使用者的皮肤)。临时纹身可在表面形成图像，以对临时纹身提供美学性质。由临时纹身形成的图像可以形成任何形状、符号或所期望的其它图形。例如，图像可以形成能吸引使用者，尤其是使用者为儿童时的一种或多种符号(如，卡通人物、字母数字式的字符等)。
I.临时纹身贴纸
借助于临时纹身贴纸，可以将临时纹身施用于使用者皮肤。在这种实施例中，所述贴纸是预制的并且容易用来施用到皮肤或其它表面。临时纹身贴纸还提供将临时纹身施用于使用者皮肤的相对简单的方法。
在一具体实施例中，临时纹身贴纸包括基纸、水溶性滑层、临时纹身、胶粘层以及保护片。例如，参考图1，示出了示例性的临时纹身贴纸10。临时纹身贴纸10包括主要用于提供贴纸10的支承结构的基纸12。基纸12可以根据任何一种造纸方法制成。一般地，基纸12可以由能用粘合剂任意连接在一起的大量随机的造纸纤维(如纤维素纤维)制成。当然，根据需要，基纸12中可以存在其它材料，例如合成聚合物纤维、染色剂、填充材料等。
水溶性滑层14覆在基纸12上。虽然在图1中为了示例的目的作为独立的层示出，水溶性滑层14可以是直接施加到基纸12顶面13上的涂层。例如，水溶性滑层14可以是直接形成于基纸12顶面13上的薄膜或非织造纤网。水溶性滑层14构造成能在与水或其它溶剂接触时溶解。例如，水溶性滑层14可以在水、醇、油或其它皮肤接触安全的试剂中溶解或分散。
水溶性滑层14将基纸基本上保持至所述临时纹身上，以形成所述贴纸。然而，与水(或其它试剂)接触时，水溶性滑层14能分散并且允许基纸12与胶粘层16和临时纹身15分离。这个步骤完成临时纹身从所述贴纸到使用者皮肤的转移。
在一个具体实施例中，水溶性滑层14包括呈膜或非织造纤网形式的水溶性聚合物材料。在一些实施例中，水溶性聚合物材料可包括但不限于：聚乙烯醇、海藻酸钠、羟丙基甲基纤维素、壳聚糖、聚乙二醇、四亚甲基醚二醇、聚乙烯吡咯烷酮、羟甲基纤维素以及它们的组合物。然而，可以使用任何一种合适的水溶性材料来形成水溶性滑层14。
临时纹身15可以形成于水溶性滑层14的暴露表面上，所述暴露表面是与基纸12相反的表面。在图1中，示出了使用字母数字字符的临时纹身15，但是如上所述，可以利用任何一种图像来形成纹身。此外，由于施用贴纸10的方式，所述图像是要施用于皮肤的图像的镜像图像，以下将做更详细的解释。
覆在临时纹身15上的是胶粘层16和保护片18。胶粘层16构造成能粘到要施用临时纹身的皮肤或其它表面。胶粘层能直接施加到临时纹身15和水溶性滑层14上，或者施加到保护片18的背面19。在任何一种应用中，胶粘层16均位于临时纹身15和保护片18之间。
在一种实施例中，胶粘层16和保护片18都基本上是透明的，使得可以透过这些层看到下面的由临时纹身形成的图像。此外，透明的胶粘层在使用者皮肤上将不可见。胶粘层16可以是能安全施用到皮肤上的任何胶或其它胶粘材料。
保护片18主要用于覆盖和保护胶粘层16，直至被除去以露出下面的胶粘层16以施加到目标区域。保护片18可以是膜、非织造纤网或其它柔性片。在一个具体实施例中，保护片18是透明膜，使得能够看到下面的由临时纹身15形成的图像。合适的透明膜可以由能够形成柔性膜的任何透明的聚合物材料形成，例如聚烯烃(如聚乙烯、聚丙烯等)、聚酯(如聚对苯二甲酸乙二醇酯)、聚偏二氯乙烯、聚醋酸乙烯酯以及它们的共聚物和组合物。
在一具体实施例中，当通过贴纸施用所述临时纹身时，所述临时纹身通过将化学指示剂组合物以呈要转移的期望图像的形式施加所述基纸形成。然而，由于这种转移方法，所述图像作为最终在皮肤上得到图像的镜像形成于基纸上。可以利用任何合适的施加方法来在基纸上形成图像，包括但不限于：印刷、浸渍、喷涂、熔融挤出、涂敷(如溶剂涂敷、粉体涂敷、刷涂等)、喷涂等等。印刷技术可以包括例如凹版印刷、胶版印刷、丝网印刷、激光印刷、热打色带印刷、活塞印刷等。
所述化学指示剂组合物包括所述化学指示剂和任何其它期望的组分。在一个实施例中，所述化学指示剂组合物可以使用多种已知组分和/或方法中的任一种作为印刷油墨形成。例如，所述印刷油墨可以包含作为载体的水，特别是去离子水。各种共载体也可以包含于油墨中，例如内酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N-甲基乙酰胺、N-甲基吗啉-N-氧化物、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基甲酰胺、丙二醇-单甲基醚、四亚甲基砜、三丙二醇单甲醚、丙二醇和三乙醇胺(TEA)。还可以利用保湿剂，例如乙二醇；二甘醇；丙三醇；聚乙二醇200、300、400和600；丙烷-1，3-二醇；丙二醇单甲醚如Dowanol PM(Gallade Chemical公司圣安娜，加利福尼亚)；多元醇；或它们的组合物。
所述化学指示剂组合物中使用的化学指示剂的确切数量可基于各种因素变化，包括指示剂的敏感度、其他添加剂的存在、检测能力的期望程度(如，用肉眼)。
II.施用到使用者的皮肤
为了将临时纹身15从临时纹身贴纸转移至使用者的皮肤，首先保护片18从贴纸10剥离以露出下面的胶粘层16，如图2所示。然后将胶粘层16靠近皮肤20放置，如图3所示。由此，临时纹身15通过胶粘层16粘附至皮肤20。
最后，可以用水(或其它合适的溶剂)润湿基纸12。由于基纸的的亲水性，所述溶剂浸透基纸12饱和，并且透过基纸12接触下面的水溶性滑层14。溶剂随后溶解或分散水溶性滑层14，允许基纸12分离。因此，留下临时纹身15粘附于使用者的皮肤20。
当然，可以利用其它层和构造来在使用者皮肤上形成临时纹身15。例如，可以用刷子和/或笔或类似工具以类似在纸上作图的方式，将临时纹身施加到皮肤。在这个实施例中，可以使用蜡纸来形成图像或图像可以手绘形成。
III.化学指示剂
如上所述，化学指示剂以临时纹身的形式施用于使用者的皮肤。和施用方法无关，本发明的临时纹身包括配置成能在目标分析物存在时显示某种光谱响应(如变色)的化学指示剂。例如，所述临时纹身可以从第一颜色变为第二颜色，从无色变为有色，或者从有色变为无色。这种颜色变化可以向使用者和/或看护人员实时指示所述目标分析物的存在。
在一种实施例中，可以将所述临时纹身作为透明图像施用，所述图像仅在与微生物接触时出现。因此，所述临时纹身在使用者外露的皮肤上基本上是不可见的，但是仍然能检测目标分析物的存在。
根据本发明的临时纹身还可以如此制成，使得在同一图像中，图形的某些指定区域包含不同的化学指示剂。
所述化学指示剂可以是与某种分析物接触时变色的任何材料。许多这样的化学指示剂可以专门用于特定的分析物或一类分析物。例如，丙酮肼或酮尿乙酰乙酸硝普钠可以作为酮化学指示剂使用，以检测酮的存在。当酮存在时，这种酮化学指示剂从无色变为蓝色。酮可以被定义为具有连接两个另外的碳原子的羰基(O＝C)的化合物。
在另一实施例中，氯化铁、4-氨基-安替吡啉和/或2，6-二溴醌-4-氯亚胺可以作为化学指示剂来检测毒叶藤，或更特别是漆酚，所述漆酚是包括引起水泡和皮疹的油的一系列烷基取代的儿茶酚。与毒叶藤(毒漆藤(Rhusradicans)、毒栎(毒葛)和毒漆树(毒肤杨))接触时，所述临时纹身中的化学指示剂能从无色变为蓝色。
在又一实施例中，所述化学指示剂可以是4，4′-双(二甲氨基)-二苯甲醇，又被称为“BDMD”、“米氏醇(Michler′s hydrol)”或“MH”。这种指示剂与胺或硫化合物反应，并且对含硫和含氨气味敏感，在这些气味存在时，其从蓝色变为无色。
以下更详细地讨论几种其它合适的化学指示剂。然而，应当理解的是，本发明并不局限于任何具体类型的化学指示剂。
A.用于细菌的化学指示剂
在一具体实施例中，在本发明的临时纹身中使用的化学指示剂可以提供用于细菌或其它微生物的广谱响应。这个实施例在人口稠密的建筑物中制止传播感染可能是特别有用的，这类建筑物在过去易受传播微生物的感染(如医院、学校、公共建筑物等)。在这个实施例中，可以将临时纹身15施用于使用者的手或前臂(或使用者皮肤的其它外露区域)。由此，所述临时纹身在使用者与微生物接触时，能向使用者发出报警信号。这种早期检测方法可以帮助预防感染的传播以及与健康问题相关的其它微生物的传播。
化学指示剂对细菌或其它微生物的响应可以与它对病毒的响应相同或不同。例如，溶剂化显色指示剂在广谱细菌或其它微生物存在时发生明显变色是特别有效的，但是在与上呼吸病症相关的病毒存在时几乎没有任何变化。
部花青指示剂(如单-部花青、双-部花青和三-部花青)是在本发明中可以使用的一类溶剂化显色指示剂的一个实例。部花青指示剂如部花青540，属于Griffiths的供体-简单受体指示剂类，如在“有机分子的颜色和构造(Colour and Constitution of Organic Molecules)”学术出版设，伦敦(1976)中所论述的。更特别地，部花青指示剂具有由具有偶数个次甲基碳的共轭链分开的碱性核和酸性核。这种指示剂具有用作电子受体部分的羰基。所述电子受体与电子供体基团诸如羟基或氨基共轭。所述部花青指示剂可能是环状或无环的(如环状部花青指示剂的插烯酰胺(vinylalogous amides))。两性离子指示剂为含有正电及负电荷，净电荷中性，却高度电荷化的指示剂。不受理论限制，人们相信两性离子形式对指示剂的基态贡献显著。该类指示剂产生的颜色因此取决于指示剂基态及激发态的分子极性差别。
靛蓝为本发明中适用的溶剂化显色剂的另一个实例。靛蓝具有明显极性低于激发态的基态。
在本发明中可以使用的其它合适的溶剂化显色指示剂包括具有永久性两性离子形式的指示剂。即这些指示剂具有包含在连续的π-电子体系中的形式正电荷和负电荷。这类示例性的指示剂包括N-苯酚甜菜碱指示剂。
雷查德氏染料显示强的负电性溶剂化显色，并且由此在细菌存在下经历明显的从蓝色至无色的颜色变化。即雷查德氏染料显示向更短的波长处的吸光度位移，并且当溶剂稀释强度(极性)增加时具有可见的颜色变化。
其它合适的溶剂化显色指示剂还可以包括但不限于：4-二丙烯腈-2-甲基-6-(对-二甲氨基苯乙烯基)-4H-吡喃(DCM)；6-丙酰基-2-(二甲氨基)-萘胺(PRODAN)；9-(二乙氨基)-5H-二苯甲酮-吖嗪-5-酮(尼罗红)；4-(二乙烯腈)久洛尼定(DCVJ)；苯酚蓝；苯乙烯基吡啶盐指示剂类；香豆素指示剂；青色素酮指示剂；N，N-二甲基-4-硝基苯胺(NDMNA)和N-甲基-2-硝基苯胺(NM2NA)；尼罗蓝；1-苯胺基萘-8-磺酸(1，8-ANS)，以及二硝基苯氧基丁基磺酰胺(DBS)和2，4-二硝基苯氧基类似物。除了上述的指示剂外，在本发明中可以使用的其它合适的指示剂包括但不限于：4-[2-N-取代的-1，4-氢化吡啶-4-叉)乙缩醛]环己-2，5-二烯-1-酮、红吡咯啉酮指示剂、甲亚胺指示剂、靛苯胺指示剂以及它们的混合物。适合在本发明中使用的合适的溶剂化显色染色剂描述于MacDonald等的美国专利公开号第2006/0134728号中，其在此为了全部目的通过引用整体纳入本文。
除了广谱指示剂外，还可以使用能够区分某些类型的微生物的一种或更多指示剂(如染料、色素等)。例如，也可以使用能检测微生物生长培养基中pH值变化的pH-敏感性指示剂。例如，细菌和病毒可以使培养基产生代谢变化并且产生导致pH值变化的酸性化合物(如CO2)或碱性化合物(如氨)。同样地，某些微生物(如细菌)在它们的细胞壁上包含高有机酸部分。由于酸/碱偏移随不同的微生物而变化，本发明中可以选择的pH-敏感性指示剂被调节用于期望的pH转换。如此一来，临时纹身设有pH-敏感性指示剂，这些敏感性指示剂配置成仅在细菌或病毒存在时经历显示某种酸/碱偏移的可检测的颜色变化。
酞指示剂构成在本发明的临时纹身中可以使用的一类合适的pH-敏感性指示剂。例如，酚红(即苯酚磺酞)在pH值为6.6-8.0的范围内显示从黄色至红色的转变。在pH值为约8.1以上，酚红变为亮粉(桃红)色。酚红的衍生物也适合于本发明，例如用氯基、溴基、甲基、羧酸钠、羧酸、羟基和胺基官能团取代的那些衍生物。示例性的取代酚红化合物包括，例如氯酚红、间甲酚紫(间-甲酚磺酞)、甲酚红(邻-甲酚磺酞)、邻苯二酚紫(邻苯二酚磺酞)、氯酚红(3′，3″-二氯酚磺酞)、二甲酚蓝(对-二甲酚磺酞钠盐)、二甲酚橙、媒介蓝3(C.I.43820)、3，4，5，6-四溴酚磺酞、溴二甲酚蓝、溴酚蓝(3′，3″，5′，5″-四溴酚磺酞)、溴氯酚蓝(二溴-5′，5″-二氯酚磺酞钠盐)、溴甲酚紫(5′，5″-二溴-邻-甲酚磺酞)、溴甲酚绿(3′，3″，5′，5″-四溴-邻-甲酚磺酞)等等。还有其它合适的酞指示剂是本领域内熟知的，可以包括溴百里酚蓝、百里酚蓝、溴甲酚紫、百里酚酞以及酚酞(通用指示剂的常见组分)。例如，氯酚红在约4.8～6.4的pH值范围内显示从黄色到红色的变化；溴百里酚蓝在约6.0～7.6的pH值范围内显示从黄色到蓝色的变化；百里酚酞在约9.4～10.6的pH值范围内显示从无色到蓝色的变化；酚酞在约8.2～10.0的pH值范围内显示从无色到粉红色的变化；百里酚蓝在约1.2～2.8的pH值范围内显示从红色到黄色的变化，并且在约8.0～9.6的pH值范围内显示从黄色到pH的第二次变化；溴酚蓝在约3.0～4.6的pH值范围内显示从黄色到紫罗兰色的变化；溴甲酚绿在约3.8～5.4的pH值范围内显示从黄色到蓝色的变化；以及溴甲酚紫在约5.2～6.8的pH值范围内显示从黄色到紫罗兰色的变化。
羟基蒽醌组成在本发明中使用的另一类合适的pH-敏感性指示剂。羟基蒽醌具有可发生官能团取代的稠环结构。对于羟基蒽醌来说，至少一种官能团是羟基(-OH)基团或包含羟基(-OH)基团。可以在稠环结构上被取代的官能团的其它实例包括卤素基团(如氯或溴基团)、磺酰基团(如磺酸盐)、烷基基团、苯甲基基团、氨基基团(如伯胺、仲胺、叔胺或季胺)、羧基基团、氰基团、含磷基团等。在本发明中可以使用一些合适的羟基蒽醌，如媒介红11(茜素)、媒介红3(茜素红S)、茜素黄R、茜素络合酮、媒介黑13(茜素蓝黑B)、媒介紫5(茜素紫3R)、茜素黄GG、天然红4(胭脂红酸)、氨基-4-羟基蒽醌、大黄素、核固红、天然红16(红紫素)、醌茜素等等。例如，胭脂红酸在约3.0～5.5的pH值范围显示从橙色到红色的第一次变化，并且在约5.5～7.0的pH值范围内显示从红色到紫色的第二次变化。另一方面，茜素黄R在约10.1～12.0的pH值范围么哦显示从黄色到橙红色的变化。
芳甲烷(如二芳基甲烷和三芳基甲烷)组成在本发明中使用的又一类合适的pH-敏感性指示剂。
在测试带中可以使用的其它合适的pH-敏感性指示剂，包括刚果红、石蕊(石蕊素)、亚甲蓝、中性红、酸性品红、靛蓝胭脂红、亮绿、苦味酸、间胺黄、间甲酚紫、喹哪啶红、金莲橙OO、2，6-二硝基酚、荧光桃红B、2，4-二硝基酚、4-二甲氨基偶氮苯、2，5-二硝基酚、1-萘红、氯酚红、苏木精、4-硝基酚、硝嗪黄、3-硝基酚、碱性蓝、厄普西隆(Epsilon)蓝、尼罗蓝A、通用指示剂等等。例如，刚果红在约3.0～5.2的pH值范围内经历从蓝色到红色的变化，石蕊在约4.5～8.3的pH值范围内经历从红色到蓝色的变化，以及中性红在约11.4～13.0的pH值范围内经历从红色到黄色的变化。
除了pH值之外，其它机理也可以整体或部分造成在指示剂中诱导颜色变化的原因。例如，许多微生物(如细菌)在生长培养基中产生被称为“铁载体”的低分子量铁络合物。因此，在本发明的一些实施例中，可以使用在铁载体存在时经历颜色变化的金属络合物指示剂。一类特别合适的金属络合物指示剂是芳香族偶氮化合物，如羊毛铬黑T、羊毛铬蓝SE(媒染蓝B)、羊毛铬蓝黑B、羊毛铬菁R、二甲酚橙、铬天青S、胭脂红酸等。其它合适的金属络合物指示剂还可以包括茜素络合酮、茜素S、偶氮砷III、金黄三羧酸、2，2′-联吡啶、溴焦酚红、钙试剂(羊毛铬蓝黑R)、钙羧酸、变色酸、二钠盐、双环己酮草酰二腙(Cuprizone)、5-(4-二甲氨基-亚苄基)罗丹宁、二甲基乙二醛肟、1，5-二苯氨基脲、二硫腙、荧光素络合酮、苏木素、8-羟基喹啉、2-巯基苯并噻唑、甲基百里酚蓝、紫脲酸铵、1-亚硝基-2-萘酚、2-亚硝基-1-萘酚、亚硝基-R-盐、1，10-邻菲啰啉、苯芴酮、酞紫、1-(2-吡啶偶氮)-萘酚、4-(2-吡啶偶氮)间苯二酚、邻苯三酚红、偶氮磺III、5-磺基水杨酸、4-(2-噻唑偶氮)间苯二酚、钍试剂、百里酚酞氨羧络合剂、钛试剂、甲苯-3，4-二硫酚、锌试剂等等。应当注意的是，以上提及的一种或多种pH-敏感性指示剂也可以归类为金属络合物指示剂。
虽然以上提及的指示剂基于它们的颜色变化机理分类(如pH-敏感性、金属络合物或溶剂化显色)，应当理解的是，本发明并不限于任何一种特定的颜色变化机制。例如，即使在使用pH-敏感性指示剂的情况下，事实上其它机理也可以部分或整体造成指示剂的颜色变化。例如，指示剂与微生物之间的氧化还原反应可以促使颜色变化。
作为本发明的结果，已发现通过经历可检测到颜色变化的指示剂的使用，细菌、病毒或其它微生物的存在可以容易被检测到。所述颜色变化是快速的，并且在相对短的时间内可以被检测到。例如，变化发生的时间可以为约30分钟或更少，在一些实施例中约10分钟或更少，在一些实施例中约5分钟或更少，在一些实施例中约3分钟或更少，以及在一些实施例中，约10秒钟至约2分钟。以这种方式，所述指示剂可以提供微生物存在或不存在的“实时”指示。这种“实时”指示能提醒使用者或看护人员寻求治疗(如抗生素)。另一方面，没有某种颜色变化可以向使用者或看护人员提供样品未感染的保证。
B.用于酵母菌的化学指示剂
在另一实施例中，所述临时纹身可以被设置用于检测酵母菌的存在，如白念珠菌。与尿疹相关的更难以解决的继发性感染之一是“酵母菌感染”，其一般是由白念珠菌引起。例如，在导致尿疹的条件下，白念珠菌的正常单细胞酵母-样形态可以转变成入侵性的多细胞丝状体。白念珠菌可导致疼痛的肿胀，并且很难消退。
在这种实施例中，本发明的临时纹身可施用于使用者的被尿布覆盖的皮肤。由此，看护人员在更换尿布时可以容易地断定尿布中是否存在白念珠菌。
包含在临时纹身中的化学指示剂能够区分假丝酵母菌(如白念珠菌)和其它一般与尿疹相关的微生物，如金黄色葡萄球菌和大肠杆菌。因此，当所述临时纹身被放置于使用者皮肤上时，可以简单地观察到这种颜色变化，以确定感染是否由假丝酵母菌引起。若是颜色变化发生到一定程度(如从黄色到亮红色)，可以确定测试样品包含假丝酵母菌。同样地，若是颜色变化的程度较小(如从黄色到淡橙色)或一点也不变化，可以确定其它微生物(如金黄色葡萄球菌或大肠杆菌)存在于皮肤上、不存在感染、或者感染仅是由其它原因引起的。无论如何，都将会很容易地表现出是否需要治疗假丝酵母菌。
在假丝酵母菌存在时经历可检测到的颜色变化的一类特别合适的着色剂是pH-敏感性着色剂。即pH-敏感性着色剂可以检测微生物培养基中pH值的变化。因为酸/碱漂移可能随不同微生物而变化，可以选择调节期望pH值变化的pH-敏感性染色剂。例如，某些假丝酵母菌属(如白念珠菌)被认为产生将培养基pH值改变至约6.6的代谢物或其它副产物。因此，在本发明中可以使用发生pH值处于或接近这种水平变化的pH-敏感性染色剂。例如，酚红(即苯酚磺酞)可能是特别合适的，因为它在约6.6～8.0的pH值范围内显示从黄色到红色的变化。
然而，在本发明中还可以使用其它酞染色剂来指示白念珠菌的存在。例如，可以使用酚红的衍生物，例如用氯基、溴基、甲基、羧酸钠、羧酸、羟基和胺基官能团取代的那些衍生物。示例性的取代酚红化合物包括，例如氯酚红、间甲酚紫(间-甲酚磺酞)、甲酚红(邻-甲酚磺酞)、邻苯二酚紫(邻苯二酚磺酞)、氯酚红(3′，3″-二氯酚磺酞)、二甲酚蓝(对-二甲酚磺酞钠盐)、二甲酚橙、媒介蓝3(C.I.43820)、3，4，5，6-四溴酚磺酞、溴二甲酚蓝、溴酚蓝(3′，3″，5′，5″-四溴酚磺酞)、溴氯酚蓝(二溴-5′，5″-二氯酚磺酞钠盐)、溴甲酚紫(5′，5″-二溴-邻-甲酚磺酞)、溴甲酚绿(3′，3″，5′，5″-四溴-邻-甲酚磺酞)等等。还有其它合适的酞指示剂是本领域内熟知的，可以包括溴百里酚蓝、百里酚蓝、溴甲酚紫、百里酚酞以及酚酞(通用指示剂的常见组分)。例如，氯酚红在约4.8～6.4的pH值范围内显示从黄色到红色的变化；溴百里酚蓝在约6.0～7.6的pH值范围内显示从黄色到蓝色的变化；百里酚酞在约9.4～10.6的pH值范围内显示从无色到蓝色的变化；酚酞在约8.2～10.0的pH值范围内显示从无色到粉红色的变化；百里酚蓝在约1.2～2.8的pH值范围内显示从红色到黄色的变化，并且在约8.0～9.6的pH值范围内显示从黄色到pH的第二次变化；溴酚蓝在约3.0～4.6的pH值范围内显示从黄色到紫罗兰色的变化；溴甲酚绿在约3.8～5.4的pH值范围内显示从黄色到蓝色的变化；以及溴甲酚紫在约5.2～6.8的pH值范围内显示从黄色到紫罗兰色的变化。
在另一实施例中，通过临时纹身中化学指示剂的明显颜色变化，可以检测由微生物产生的排出气体来指示特定微生物的存在和鉴定特定微生物。各类微生物排出的气体是该类微生物完全特有的，它们几乎同样闻起来也不同(如包含大肠杆菌活培养物的皮氏培养皿具有独特的酸胺气味，而白念珠菌闻起来像新鲜面包)。这种反应将导致颜色变化，对于使用者来说足够明显以清楚地看到该变化(如一般ΔE＞5)。下表给出常见微生物的成功结果，所述微生物对于通过施用纹身检测来说是重要的。
表1：用于鉴定独特的微生物气体化学物质的变色染料
  微生物类型   鉴定的独特气体化合物   对特定化学物质敏感的变色染料
  大肠杆菌   吲哚   二甲基氨基肉桂醛
  金黄色葡萄球菌   2-乙酰基噻唑   2，4-二硝基苯肼
  绿脓杆菌   2-甲基-2-丁烯甲酯   高锰酸钾
  白念珠菌   异戊醇   重铬酸铵
  沙门氏菌   3，5-二甲基吡嗪   高锰酸钾
C.胺化学指示剂
在一种实施例中，通过本发明的临时纹身可以检测胺化合物的存在。当从人体分泌时，胺化合物与某些类型的感染相关。例如，细菌性阴道炎和滴虫病都产生典型的阴道酵母菌感染或外阴阴道念珠菌病的明显的胺气味。对于细菌性阴道炎，厌氧性细菌、普氏菌属、拟杆菌属、动弯杆菌属和消化球菌属的几种成员大量存在于阴道中。这些有机体中的一些产生代谢产物如胺，包括导致受感染患者注意的气味的三甲基胺、腐胺、尸胺和酪胺。“胺试验(Whiff test)”是用于胺气味的常规操作，其中增强的气味由添加到样品的强碱产生，然而，这种试验必须专业操作，并且由于该化学物质的腐蚀性质，强碱的使用不可应用于皮肤。
因而，可以将本发明的临时纹身在接近人体的胯部区域施用到使用者，以能够检测胺化合物。例如，所述临时纹身可以包括胺敏感性化学显色染料来指示在阴道气味中胺的存在，并由此发出可能感染的信号。
特别有用的一类化学显色染料是芳甲烷染料，例如二芳基甲烷、三芳基甲烷等等。在一些实施例中，三芳基甲烷的侧链可以独立地选自取代的和未取代的芳基基团，如苯基、萘基、蒽基等。例如，所述芳基基团被官能团取代，例如氨基、羟基、羰基、羧基、磺酸基、烷基和/或其它已知的官能团。当与所述纹身接触时，所述胺的氨基基团(如氨、二胺和/或叔胺)与所述化学指示剂的中心碳原子反应。氨基基团的加入导致所述化学指示剂发生颜色变化。
合适的三芳基甲烷染料的一个具体实例是副品红(又被称为“碱性品红”或“洋红0”)及其类似物，如蔷薇苯胺(“洋红I”)、洋红II、新品红(“洋红III”)、甲基紫2B、甲基紫6B、甲基紫10B(“结晶紫”)、甲基绿、乙基绿、酸性品红等等。副品红与胺反应时从红色变为无色(即白色)。副品红包含三个苯胺基团(即氨基取代的芳基基团)。
在一些情况下，可以通过以下方式形成三芳基甲烷染料，即转化隐色基为无色甲醇，然后用酸处理甲醇以使甲醇氧化并形成该染料。因此，例如，副品红可能由副品红(“副品碱”)的甲醇形式与酸反应生成，所述酸例如为但不限于磺酸、磷酸、盐酸等等。
合适的三芳基甲烷染料的另一个实例是对萘酚苯及其类似物。对萘酚苯与胺接触时，从橙/红色变为灰/黑色。对萘酚苯包含羟基取代的萘基基团、羰基取代的萘基基团和苯基基团。
合适的三芳基甲烷染料的其它实例还有萘铬绿及其类似物。萘铬绿与胺接触时，从浅黄色变为蓝/绿色。与对萘酚苯类似，萘铬绿包含羟基取代的萘基基团、羰基取代的萘基基团和苯基基团。然而，各萘基基团还被羧基钠取代。
如上所述，还可以使用二芳基甲烷。这种二芳基甲烷的一个实例是4，4′-双(二甲氨基)二苯甲醇(又被称为“米氏醇”)。
还有其它包括米氏醇类似物的实例，如米氏醇隐色苯并三唑、米氏醇隐色吗啉、米氏醇隐色苯磺酰胺等等，以及其它二芳基甲烷，如隐色孔雀绿、孔雀石绿甲醇、2，6-二氯靛酚钠、罗丹明内酰胺、结晶紫内酯以及隐色结晶紫。
在本发明的临时纹身中使用的几种合适的化学指示剂在美国专利申请第2005/0124072号中公开，其在此通过引用纳入本文。
D.其它组合物
当然，其它组合物可以与所述化学指示剂一起存在于临时纹身中，只要这些组合物不影响所述化学指示剂检测目标分析物存在的能力。例如，可以利用表面活性剂帮助提高不同指示剂之间的对比度。特别期望的表面活性剂是非离子表面活性剂，如烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚、氧化乙烯-氧化丙烯嵌段共聚物、脂肪酸(C8-C18)乙氧基酯、氧化乙烯与长链胺或酰胺的缩合产物、氧化乙烯与乙醇、乙炔二醇以及它们的混合物的缩合产物。合适的非离子表面活性剂的多个具体实例包括但不限于：甲基葡糖聚醚-10、PEG-20甲基葡糖二硬脂酸酯、PEG-20甲基葡糖倍半硬脂酸酯、C11-15链烷醇聚醚-20、鲸蜡醇聚醚-8、鲸蜡醇聚醚-12、十二烷基苯酚聚醚-12、月桂醇聚醚-15、PEG-20蓖麻油、聚山梨酸酯20、硬脂醇聚醚-20、聚氧乙烯-10十六烷基醚、聚氧乙烯-10十八烷基醚、聚氧乙烯-20十六烷基醚、聚氧乙烯-10油基醚、聚氧乙烯-20油基醚、壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、十二烷基酚聚氧乙烯醚、或脂肪醇(C6-C22)聚氧乙烯醚、包括3至20氧乙烯部分、聚氧乙烯-20异十六烷基醚、聚氧乙烯-23月桂甘油酯、聚氧乙烯-20硬脂酸甘油酯、PPG-10甲基葡糖醚、PPG-20甲基葡糖醚、聚氧乙烯-20山梨醇酐单酯、聚氧乙烯-80蓖麻油、聚氧乙烯-15十三烷基醚、聚氧乙烯-6十三烷基醚、月桂醇聚醚-2、月桂醇聚醚-3、月桂醇聚醚-4、PEG-3蓖麻油、PEG 600二油酸酯、PEG 400二油酸酯以及它们的混合物。市售的非离子表面活性剂可包括购自位于宾夕法尼亚州Allentown的Air Products and Chemicals公司的SURFYNOL
Figure BPA00001280883300141
乙炔二醇表面活性剂系列，和购自位于宾夕法尼亚州匹兹堡的FischerScientific of Pittsburgh公司的TWEEN聚环氧乙烷表面活性剂系列。
还可以使用粘合剂来促进所述化学指示剂在使用者皮肤上的固定。例如，可以使用水溶性有机聚合物作为粘合剂，例如多聚糖及其衍生物。多聚糖是包含重复糖单元的聚合物，其可以是阳离子、阴离子、非离子和/或两性的。在一种特定实施例中，所述多聚糖为非离子、阳离子、阴离子和/或两性的纤维素醚。合适的非离子纤维素醚包括但不限于：烷基纤维素醚如甲基纤维素和乙基纤维素；羟烷基纤维素醚如羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基羟丁基纤维素、羟乙基羟丙基纤维素、羟乙基羟丁基纤维素和羟乙基羟丙基羟丁基纤维素；烷基羟烷基纤维素醚如甲基羟乙基纤维素、甲基羟丙基纤维素、乙基羟乙基纤维素、乙基羟丙基纤维素、甲基乙基羟乙基纤维素和甲基乙基羟丙基纤维素；等等。
IV.颜色变化的检测
指示剂变色的程度可以在视觉上或使用仪器确定。在其最简单的形式中，所述临时纹身与所述分析物接触时能以使用者和/或看护人员容易看见的方式变色，而无需任何助视器或其它仪器。一般对于＞5ΔE的颜色的可见变化，大部分人能从视觉上看到颜色变化(颜色1至颜色2)或相同色相的增强或减弱。例如，在一种实施例中，可以将显示器佩戴于使用者或看护人员的腰上。
然而，在其它实施例中，可以用光读出器测量颜色强度。所述光读出器的实际配置和结构通常可以随容易被本领域技术人员理解而变化。一般地，所述光读出器包括能够发出电磁辐射的光源和能够记录信号的检测器(如发射光或反射光)。所述光源可以是本领域内已知的能够提供电磁辐射如可见光范围或近可见光(如红外或紫外光)范围的任何一种设备。例如，在本发明中可以使用的合适的光源包括但不限于：发光二极管(LED)、闪光灯、冷阴极荧光灯、场致发光灯等等。所述光可以是多路和/或对准的。在一些情况下，所述光可进行脉冲调制以减少任何背景干扰。此外，光可以为连续的或可结合连续波(CW)和脉冲光，其中多光束是多路的(如脉冲光束与CW光束多路传输)，允许由CW源引起的信号和由脉冲源引起的信号之间的信号鉴别。例如，在一些实施例中，使用发光二极管(如铝砷化镓红光二极管、磷化镓绿光二极管、磷砷化镓绿光二极管或氮化镓铟紫/蓝/紫外(UV)二极管)作为脉冲光源。
检测器通常可以是本领域内已知的能够感应信号的任何装置设备。例如，所述检测器可配置成用于空间辨别的电子成像检测器。这种电子成像感应器的一些实例包括高速线性电荷耦合器件(CCD)、电荷注入器件(CID)、互补金属氧化物半导体(CMOS)器件等等。例如，这种图像检测器通常是电子光传感器的二维阵列，尽管还可以使用包括单线像素的检测器或光传感器的线性成像检测器(如线性CCD检测器)，如，例如用于扫描图像的那些检测器。各阵列包括一组已知独特的位置，其可以被称为“地址”。图像检测器中的各地址由覆盖区域(如一般形状为箱或矩形的区域)的传感器占据。这种区域通常被称为“像素”或像素区。例如，检测器像素可以为CCD、CID或CMOS传感器，或者检测或测量光的任何一种其它器件或传感器。检测器像素的大小可大范围变化，并且在一些情况下具有低至0.2微米的直径或长度。
在其它实施例中，所述检测器可以是缺少空间辨别能力的光传感器。例如，这种光感受器的实例可以包括光电倍增器件、光电二极管如雪崩光电二极管或硅光电二极管等等。硅光电二极管往往在便宜、灵敏、能够高速运转(短的上升时间/高带宽)和容易整合至大多数其它半导体技术和单片电路方面是有优势的。此外，硅光电二极管体形小，使它们能够容易结合至多种类型的检测系统。若使用硅光电二极管，则发射信号的波长范围可以在它们的灵敏度范围内(400～1100纳米)。
光读出器通常可以使用任何一种已知的检测技术，包括例如发光(如荧光、磷光等)、吸光(如荧光或非荧光)、衍射等。在本发明的一种特定实施例中，所述光读出器测量颜色强度随吸光度而变化。
在一种实施例中，可以利用光读出器作为由使用者和/或看护人员容易监测的便携式监测器。例如，所述光读出器可以与所述临时纹身连接，并且能提供信号(如通过线接头或无线连接)至显示单元。因而，所述显示单元能提醒使用者和/或看护人员目标分析物的存在已被检测(或未被检测)到。
实施例
实施例1：氯化铁
当与一滴(10mg/ml)4-对-叔丁基儿茶酚(Aldrich Chemic Company，Milwaukee W1)混合时，氯化铁在异丙醇中的溶液(50mg/ml)立即从黄色变为深蓝/黑色。在将氯化铁溶液施加到艾利(Avery)标签纸、普通纸和同成型擦拭巾材料来形成黄色着色之后，也可以观察到这种变色。在将物品暴露于一滴4-对-叔丁基儿茶酚溶液之前，允许所述染料风干。儿茶酚溶液与物品接触时，黄色立即变为蓝/黑色。由此，可以看出，可以使用氯化铁处理的物品作为漆酚接触和污染的可视指示剂。
实施例2：4-胺基安替吡啉
已证明当与一滴在异丙醇中的4-对-叔丁基儿茶酚(10mg/ml)混合时，4-氨基安替吡啉(Aldrich Chemical Company，Milwaukee W1)在异丙醇中的溶液(50mg/ml)与一滴氢氧化钠(0.5N)颜色从无色溶液变为深红色。当将氨基安替吡啉溶液施加到艾利标签纸材料、普通纸和共成型擦拭巾材料来形成允许风干的无色涂层时，也能观察到这种颜色变化。将一滴4-对-叔丁基儿茶酚施加到处理的物品导致深红色的快速出现。
实施例3：用氯化铁指示剂测试真实的毒叶藤
在乔治亚州的迪凯特的绿地公园(Mason Mill Park green space)小心采集天然毒叶藤的真实样品。戴着腈手套将三叶部分切开并放置于塑料袋(Zip-loc
Figure BPA00001280883300161
S.C.Johnson & Son公司)中。每个袋中放置约4个部分。将一张如实施例1所述用氯化铁处理的Avery标签纸放入袋中，然后摇动该袋3分钟，以将标签纸与叶片接触。观察到标签纸上的部分黄色斑点立即变为蓝色/黑色，表明接触到毒叶藤的漆酚油。因此，这些指示剂粘附物的真实测试是成功的。
实施例4：雷查德氏染料
将在异丙醇溶液中的雷查德氏染料(Aldrich Chemical Co.，MilwaukeeW1)(50mg/ml)涂敷于临时纹身上，并使其干燥。然后将所述纹身施用于志愿者的手背。接着，用小漆刷将少量酵母乳培养物(200μl)施加到具有纹身的皮肤区域。酵母乳具有log5cfu(菌落形成单位)的乳杆菌的活培养物。当纹身的染料与酵母乳接触时，所述紫色变为无色或白色，向使用者给出他们进入与微生物污染接触并且所述手现在已污染的明显指示。
实施例5：微生物的排出气体
通过继之是质谱分析(即“GC-MS”)的GC顶部空间鉴定由一系列细菌和酵母排出的特定独特的气体或蒸汽。一旦鉴定出所述微生物的特有化学物质，则研究会与这种排出气体反应的有色化合物。
表2：由独特细菌模型气味触发的可见颜色变化
  微生物-气味化合物   初始颜色   最终颜色
  大肠杆菌-吲哚气味   浅粉色   深紫色
  金黄色葡萄球菌-2-乙酰基噻唑气味   浅黄色   橙色
  白假丝酵母菌-异戊醇   橙色   绿色
  沙门氏菌-3，5-二甲基吡嗪   浅粉色   深紫色
  绿脓杆菌-2-甲基-2-丁烯甲酯   紫色   棕色
将所述微生物活性化合物涂敷于所述薄膜表面，然后使其干燥。将1cm×1cm的方形涂敷薄膜的附着到20ml玻璃容器的盖子上，使得当盖子拧上时其可以悬浮于容器内部。玻璃容器的底部放置一般浓度为log5菌落形成单位的100μl微生物悬浮液。然后将所述盖子置于容器上，允许测试带伸出但不接触微生物液体。几秒内测试带的颜色变化，向观察者指示特定微生物的存在。
在不背离本发明的精神和范围的情况下，本领域普通技术人员可以对本发明做出这些和其它的更改与变化，这在后附的权利要求书中做了更具体的阐述。另外，应当理解的是，不同实施例的多个方面可以完全或部分地相互替换。此外，本领域普通技术人员将会理解，前面的说明仅仅是示例性的，不会对在后附的权利要求书中进一步描述的本发明内容构成限制。

Claims (20)

1.一种施用于使用者皮肤并且配置成用于检测分析物存在的临时纹身贴纸，所述临时纹身贴纸包括：
基纸；
施加到所述基纸的水溶性滑层；
以图像形式施加到位于所述基纸上的水溶性分离层的临时纹身，其中所述临时纹身包括配置成用于与所述分析物接触时变色的化学指示剂；
覆在所述临时纹身上的胶粘层；以及
覆在所述胶粘层上的保护片。
2.如权利要求1所述的临时纹身贴纸，其特征是，所述化学指示剂在与所述分析物接触之前是基本上透明的，其中所述化学指示剂与所述分析物接触时变为可见的。
3.如权利要求1所述的临时纹身贴纸，其特征是，所述化学指示剂与所述分析物接触时从第一可见颜色变为第二可见颜色。
4.如权利要求1所述的临时纹身贴纸，其特征是，所述化学指示剂与所述分析物接触时变为基本上透明的。
5.如权利要求1所述的临时纹身贴纸，其特征是，所述分析物包括微生物。
6.如权利要求5所述的临时纹身贴纸，其特征是，所述化学指示剂包括溶剂化显色指示剂。
7.如权利要求6所述的临时纹身贴纸，其特征是，所述溶剂化显色指示剂包括部花青指示剂。
8.如权利要求6所述的临时纹身贴纸，其特征是，所述溶剂化显色指示剂包括具有包含在连续的π-电子体系中的形式正电荷和形式负电荷的永久性两性离子形式。
9.如权利要求1所述的临时纹身贴纸，其特征是，所述化学指示剂包括2，6-二溴醌-4-氯亚胺、氯化铁、4-胺基安替吡啉或它们的组合物。
10.如权利要求1所述的临时纹身贴纸，其特征是，所述化学指示剂包括4，4’-双(二甲氨基)-二苯甲醇。
11.如权利要求1所述的临时纹身贴纸，其特征是，所述化学指示剂包括配置用于检测pH值变化的pH-敏感性指示剂。
12.如权利要求1所述的临时纹身贴纸，其特征是，所述化学指示剂配置用于检测酵母菌的存在。
13.如权利要求1所述的临时纹身贴纸，其特征是，所述化学指示剂配置用于检测由微生物产生的特定排出气体。
14.如权利要求1所述的临时纹身贴纸，其特征是，所述化学指示剂配置用于检测细菌、霉菌、酵母菌或真菌的存在。
15.一种检测分析物存在的方法，所述方法包括：
将临时纹身施用于使用者皮肤，其中所述临时纹身形成图像并且包括配置成用于与所述分析物接触时变色的化学指示剂；以及
监测所述临时纹身，以确定是否发生颜色变化。
16.如权利要求15所述的方法，其特征是，所述将临时纹身施用于使用者皮肤包括以下步骤：
从临时纹身贴纸上剥离保护片以露出胶粘层，其中所述临时纹身贴纸包括基纸，施加到所述基纸的水溶性滑层，以图像形式施加到位于于所述基纸上的水溶性分离层的临时纹身，覆在所述临时纹身上的胶粘层，以及覆在所述胶粘层上的保护片；
将所述露出的胶粘层靠近使用者皮肤的布置；
用溶剂润湿所述基纸以分散所述水溶性滑层；以及
去除所述基纸以在皮肤上留下所述临时纹身。
17.如权利要求15所述的方法，其特征是，所述化学指示剂在与所述分析物接触之前是基本上透明的，其中所述化学指示剂与所述分析物接触时变为可见的。
18.如权利要求15所述的方法，其特征是，所述化学指示剂与所述分析物接触时从第一可见颜色变为第二可见颜色。
19.如权利要求15所述的方法，其特征是，所述化学指示剂与所述分析物接触时变为基本上透明的。
20.如权利要求15所述的方法，其特征是，所述分析物包括微生物。
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