CN109982628A - 可穿戴测定系统和使用方法 - Google Patents
可穿戴测定系统和使用方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109982628A CN109982628A CN201680090897.9A CN201680090897A CN109982628A CN 109982628 A CN109982628 A CN 109982628A CN 201680090897 A CN201680090897 A CN 201680090897A CN 109982628 A CN109982628 A CN 109982628A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- measurement system
- wearable measurement
- biological sample
- determination unit
- lateral flow
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
- A61B5/1468—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using chemical or electrochemical methods, e.g. by polarographic means
- A61B5/1477—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using chemical or electrochemical methods, e.g. by polarographic means non-invasive
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
- A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
- A61B5/683—Means for maintaining contact with the body
- A61B5/6832—Means for maintaining contact with the body using adhesives
- A61B5/6833—Adhesive patches
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
- A61B5/14507—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue specially adapted for measuring characteristics of body fluids other than blood
- A61B5/1451—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue specially adapted for measuring characteristics of body fluids other than blood for interstitial fluid
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
- A61B5/14507—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue specially adapted for measuring characteristics of body fluids other than blood
- A61B5/14517—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue specially adapted for measuring characteristics of body fluids other than blood for sweat
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
- A61B5/14539—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue for measuring pH
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
- A61B5/14546—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue for measuring analytes not otherwise provided for, e.g. ions, cytochromes
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
- A61B5/1455—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
- A61B5/1455—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters
- A61B5/14551—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters for measuring blood gases
- A61B5/14556—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters for measuring blood gases by fluorescence
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
- A61B5/1486—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using enzyme electrodes, e.g. with immobilised oxidase
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2560/00—Constructional details of operational features of apparatus; Accessories for medical measuring apparatus
- A61B2560/02—Operational features
- A61B2560/0204—Operational features of power management
- A61B2560/0214—Operational features of power management of power generation or supply
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2560/00—Constructional details of operational features of apparatus; Accessories for medical measuring apparatus
- A61B2560/02—Operational features
- A61B2560/0242—Operational features adapted to measure environmental factors, e.g. temperature, pollution
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2560/00—Constructional details of operational features of apparatus; Accessories for medical measuring apparatus
- A61B2560/04—Constructional details of apparatus
- A61B2560/0406—Constructional details of apparatus specially shaped apparatus housings
- A61B2560/0412—Low-profile patch shaped housings
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2560/00—Constructional details of operational features of apparatus; Accessories for medical measuring apparatus
- A61B2560/04—Constructional details of apparatus
- A61B2560/0462—Apparatus with built-in sensors
- A61B2560/0468—Built-in electrodes
Abstract
所公开的各种实施例涉及可穿戴测定系统。该可穿戴测定系统包括适于接触穿戴者的第一外表面和由第一外表面的一部分限定的空隙。样品收集探针位于空隙附近并附接到第一外表面。样品收集探针适于从穿戴者收集生物样品。测定单元适于从样品收集探针接收生物样品。致动系统适于将测定单元定位成与样品收集探针接触。检测系统适于检测生物样品的特性。
Description
背景技术
健康状况可能与某些生物分子的存在或浓度相关。例如,特定激素的浓度的增加可能与健康状况相关。然而,实时地检测生物分子的存在或不存在是困难的。通常需要提取诸如血液或间质液之类的样品并将其发送给专业人员进行分析。这可能是不方便的,也不利于一个人的健康。因此,存在增加实时或接近实时地检测生物分子的存在或不存在的容易性和效率的需求。
附图说明
在不一定按比例绘制的附图中,相似的数字贯穿若干视图描述了基本类似的组件。具有不同字母后缀的相似数字表示基本类似组件的不同示例。附图通过示例的方式而非通过限制的方式总地示出了本文件中讨论的各种实施例。
图1是根据本公开的一个示例的可穿戴测定系统的透视图。
图2是图1的可穿戴测定系统的截面示意图。
图3是测定单元的示例的透视图,其中测定单元是横向流动条(lateral flowstrip)。
图4是测定单元的透视图,其中测定单元包括横向流动条的阵列。
图5是测定单元的透视图,其中测定单元包括横向流动条的阵列和可移除的阻挡层。
图6是包括电极阵列的测定单元的示意图。
图7是示出图6的测定单元的电路的电路图。
图8是示出图6的测定单元的替代电路的电路图。
图9是示出图6的电极阵列的布置的示意性截面图。
图10是示出图6的电极阵列的替代布置的示意性截面图。
图11是示出图6的电极阵列的另一替代布置的示意性截面图。
图12是示出作为可移除盒的测定单元的示意图。
图13是示出图12的测定单元的替代配置的示意图。
图14是示出图12的测定单元的另一替代配置的示意图。
图15是示出图1的可穿戴测定系统中的检测系统的透视图。
图16是与图1的可穿戴测定系统结合使用的发电机的示意性截面图。
图17是包括柔性膜的图1的可穿戴测定系统的示意图。
图18是包括蒸腾系统的图1的可穿戴测定系统的截面示意图。
具体实施方式
现在将详细参考所公开主题的某些实施例,其示例在附图中部分地示出。虽然将结合所列举的权利要求描述所公开的主题,但是将会理解,所例示的主题并不旨在将权利要求限制于所公开的主题。
在整个文件中,应当以灵活的方式解释以范围格式表示的值,以不仅包括被明确记载为范围限制的数值,而且还包括该范围内所涵盖的所有单独数值或子范围,如同每个数值和子范围被明确地记载了一样。例如,“约0.1%至约5%”或“约0.1%至5%”的范围应当被解释为不仅包括约0.1%至约5%,而且包括所指示范围内的单独值(例如,1%、2%、3%和4%)和子范围(例如,0.1%至0.5%、1.1%至2.2%、3.3%至4.4%)。除非另有说明,否则“约X至Y”的陈述具有与“约X至约Y”相同的含义。同样,除非另有说明,否则“约X、Y或约Z”的陈述具有与“约X、约Y或约Z”相同的含义。
在本文中,除非上下文另有明确规定,否则术语“一(a)”、“一个(an)”或“该(the)”用于包括一个或多于一个。除非另有说明,否则术语“或”用于指代非排他性的“或”。陈述“A和B中的至少一个”具有与“A、B、或A和B”相同的含义。此外,将会理解,本文中使用且未另外定义的用词或术语是仅用于描述的目的而非限制的目的。任何节标题的使用都旨在帮助阅读本文件,并且将不被解释为限制;与节标题相关的信息可能出现在该特定节的内部或外部。
在本文描述的方法中,除了当明确记载了时间序列或操作序列的时候,可以在不脱离本发明主题的原理的情况下以任何顺序执行动作。另外,可以并发地执行指定的动作,除非明确的权利要求语言记载了分别执行指定动作。例如,所要求保护的完成X的行为和所要求保护的完成Y的行为可以在单个操作中同时进行,并且所得到的过程将落入所要求保护的过程的字面范围内。
本文所使用的术语“约”可以允许值或范围的一定程度上的可变性,例如,在陈述的值或陈述的范围限制的10%、5%或1%内,并且包括确切陈述的值或范围。
本文所使用的术语“基本上”是指大多数或大部分,如至少约50%、60%、70%、80%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、99.5%、99.9%、99.99%,或至少约99.999%或更多,或100%。
图1是根据本公开的示例的可穿戴测定系统10的透视图。图2是可穿戴测定系统10的截面示意图。图1和2示出了许多相同的组件并且将同时进行讨论。
如图所示,可穿戴测定系统10包括壳体12。壳体12包围可穿戴测定系统10的组件,并且由底部第一外表面14和顶部第二外表面16形成,底部第一外表面14和顶部第二外表面16由侧面第三外表面18连接。每个表面具有限定壳体12内部的相应内表面。
壳体12被示出为具有大致圆柱形的形状,但在其他示例中可呈现其他形状。例如,壳体12可具有大致正方形或矩形的形状。此外,壳体12的形状可以是不均匀的,使得至少两个表面具有不同的形状。例如,第一外表面14可具有弯曲的轮廓,而第二外表面16可具有大致平坦的表面。在第一外表面14与穿戴者的皮肤20直接接触的示例中,这样的构造可能是期望的。也就是说,弯曲的轮廓可提高用户舒适度或增加第一外表面14与穿戴者的皮肤之间的接触点。
壳体12可以由许多不同类型的材料制成。例如,壳体12可以由聚合物形成的塑料制成。例如,聚合物可包括聚氨酯、聚乙烯、聚碳酸酯或其共聚物。壳体12也可以由金属或合金形成。此外,壳体12的不同部分(例如,第一外表面14和第二外表面16)可以由不同的材料制成。形成壳体12的一个或多个特定材料取决于可穿戴测定系统10的所需耐久性、功能和美观。此外,选择壳体12的材料和整体尺寸以使可穿戴测定系统10真正可穿戴。也就是说,选择材料以使可穿戴测定系统10轻到足以舒适地穿着。此外,材料选自将不会对至少绝大多数穿戴者引起过敏反应或将不会对其有毒的材料。
壳体12的内部包括可穿戴测定系统10的许多组件。如图所示,样品收集探针22附接到第一外表面14。更具体而言,样品收集探针22被设置在空隙24内,空隙24由第一外表面14限定。如本文进一步讨论的,样品收集探针22可采用许多不同的形式,并适于从穿戴者收集生物样品。测定单元26A位于样品收集探针22附近。如本文所述,测定单元26A可以是许多不同类型的测定单元之一,其适于在从样品收集探针22接收生物样品时执行不同类型的测定中的任何一种测定。测定单元26A被固定到致动系统28,致动系统28适于将测定单元26A定位成与样品收集探针22接触。如本文所述,致动系统28可采用许多不同的形式。如图所示,可穿戴测定系统10由放置测定单元26A的旋转盘形成。在各种示例中,可以包括第二测定单元26A,并且该第二测定单元26A可以被固定到致动系统28。在该示例中,致动系统28适于选择性地将测定单元26A、第二测定单元26A或任何另外的测定单元放置成与样品收集探针22接触。致动系统28可以以许多不同的方式来驱动,包括通过发动机30来驱动,发动机30驱动连接到致动系统28的轴32。如图所示,发动机30是蜗轮发动机。
可穿戴测定系统10还包括检测系统34。如本文所述,检测系统34适于检测生物样品的特性。如图1所示,检测系统34被设计成光学检测器。在可穿戴测定系统10的其他示例中,检测系统34可采用许多不同的形式。
可穿戴测定系统10还包括泵送系统36。泵送系统36可采用许多不同的形式,并且可以是有源泵送系统或无源泵送系统。如图所示,泵送系统36是有源系统并且包括泵38,泵38被连接到第三外表面18上的阀40。
可穿戴测定系统10还包括至少一个印刷电路板42。印刷电路板42用于控制可穿戴测定系统10中的各种系统。例如,印刷电路板42可包括可用于向致动系统28发出命令以便将测定单元26A或任何另外的测定单元放置成与样品收集探针22接触的驱动器或微控制器。印刷电路板42还可用于激活检测系统34和处理从检测系统34获得的数据。印刷电路板42还可包括天线、无线电或用于无线通信的其他元件。此外,印刷电路板42可用于向泵送系统36发出命令以激活或停用。
印刷电路板42可以由包括导线和硅管芯在内的许多不同类型的组件形成。合适的硅管芯可包括存储器管芯、处理管芯或任何其它合适的管芯以实现可穿戴测定系统10的功能。印刷电路板42可以由设置在可穿戴测定系统10内的电池供电,或者由外部电源供电。
壳体12还可包括诸如用于帮助将可穿戴测定系统10附接到穿戴者的附接构件之类的特征。例如,壳体12可包括第一附接构件44和第二附接构件46。如图所示,第一附接构件44和第二附接构件46成形为允许第一或第二相应的带子(strap)或带(band)附接。然后,第一带和第二带可以类似于连接表带的方式彼此连接(例如,通过搭扣或Velcro连接)。可以将带子的尺寸确定为在穿戴者的任何合适位置处附接。例如,带子可以小到足以适合穿戴者的手腕,或者大到足以适合穿戴者的腹部区域或大腿。
在其他示例中,可能期望将可穿戴测定系统10配置为以类似于皮肤贴片的方式附接到穿戴者。因此,可以用设置在第一外表面14上的粘附层来代替第一附接构件44和第二附接构件46。粘附层可以适于至少临时地将系统粘着到穿戴者。穿戴者与可穿戴测定系统10之间的粘附水平可以是所使用的粘合剂的函数。更强的粘合剂可能导致更长的粘附时间。粘附层可以直接施加到第一外表面14。
此外,第一附接构件44和第二附接构件46可以形成附接到壳体12的柔性片。该柔性片可以附接到第一外表面14的周边,并且粘附层可以被设置在与穿戴者接触的柔性片的表面上。在其他示例中,柔性片可以用作将可穿戴测定系统10结合到另一可穿戴物品中的接口。例如,柔性片可被缝入衣物或缝入布包或模子(cast)。
一旦将可穿戴测定系统10附接到穿戴者,就可以从穿戴者收集生物样品。生物样品可以是许多不同类型的样品。例如,生物样品可包括皮下间质液。间质液是一种沐浴并包围多细胞动物的组织细胞的溶液。它是细胞外液的主要成分。细胞外液包括血浆和跨细胞液。间质液存在于间隙中,间隙是细胞之间的空间。平均而言,人类包括约10升间质液。在功能上,间质液为身体细胞提供营养和废物清除手段。
间质液可包括若干感兴趣的生物分子。例如,间质液通常包括具有糖、盐、脂肪酸、氨基酸、辅酶、激素、神经递质、蛋白质和酶的水溶剂,以及来自细胞和白细胞的废物(例如,代谢物)、电解质、重金属、和其他溶解在其中的有生物兴趣的项目。间质液的确切组成取决于生物组织和血液中的细胞之间的交换。因此,间质液在不同的组织中和在身体的不同区域中具有不同的组成。不同的生物分子或生物分子的浓度可能是各种健康相关问题的指标。
每种组分所占的间质液的重量百分比可以变化。例如,蛋白质或酶可占皮下间质液的1%(w/w)至约5%(w/w)的,或者小于、等于、或大于约1.2%(w/w)、1.4、1.6、1.8、2.0、2.2、2.4、2.6、2.8、3.0、3.2、3.4、3.6、3.8、4.0、4.2、4.4、4.6或4.8%(w/w)。类似地,激素可占皮下间质液的1%(w/w)至约5%(w/w),或者小于、等于、或大于约1.2%(w/w)、1.4、1.6、1.8、2.0、2.2、2.4、2.6、2.8、3.0、3.2、3.4、3.6、3.8、4.0、4.2、4.4、4.6或4.8%(w/w)。另外,代谢物可占皮下间质液的1%(w/w)至约5%(w/w),或者小于、等于、或大于约1.2%(w/w)、1.4、1.6、1.8、2.0、2.2、2.4、2.6、2.8、3.0、3.2、3.4、3.6、3.8、4.0、4.2、4.4、4.6或4.8%(w/w)。间质液的每种组分的重量百分比也可以小于或大于所述的范围。
可穿戴测定系统10还可用于对其他体液进行测定。例如,可穿戴测定系统10可用于对血液或汗液进行测定。血液或汗液可包括许多与皮下间质液相同的生物分子。汗液位于穿戴者的皮肤层20上。例如,汗液可包括蛋白质或激素。蛋白质可占汗液的1%(w/w)至约5%(w/w),或者小于、等于、或大于约1.2%(w/w)、1.4、1.6、1.8、2.0、2.2、2.4、2.6、2.8、3.0、3.2、3.4、3.6、3.8、4.0、4.2、4.4、4.6或4.8%(w/w)。类似地,激素可占汗液的1%(w/w)至约5%(w/w),或者小于、等于、或大于约1.2%(w/w)、1.4、1.6、1.8、2.0、2.2、2.4、2.6、2.8、3.0、3.2、3.4、3.6、3.8、4.0、4.2、4.4、4.6或4.8%(w/w)。
生物样品最初是通过样品收集探针22收集的。如图所示,样品收集探针22是针。在其他示例中,样品收集探针可以是抽吸泵或吸收垫,以及其他合适的组件。针是中空的,这允许生物样品通过。可以根据针的预期功能来选择针的长度。例如,对于其中所需生物样品位于穿戴者皮肤的上皮层处或附近的应用,针可以相对较短。此外,对于其中所需生物样品位于穿戴者皮肤的较深层处或附近的应用,针可以更长。针可以固定在一个位置,使得它延伸超过第一外表面14。这将导致针在可穿戴测定系统10附接到穿戴者的同时刺穿穿戴者的皮肤。
在其他示例中,针可以适于可在第一位置和第二位置之间移动。在第一位置和第二位置之间移动的命令可以由印刷电路板42的管芯发出。在第一位置,针可以处于伸展状态,使得针的主要部分设置在壳体12的外部。在第二位置,针可以处于缩回状态,使得针的主要部分设置在壳体12内。这允许当可穿戴测定系统10附接到穿戴者时针处于缩回状态。这可以允许在启动样品收集时的预定时间之前存储针。在将可穿戴测定系统10附接到穿戴者之前针处于第二位置的一些示例中,可以将膜放置在空隙24上。该膜可以帮助防止外部污染物进入可穿戴测定系统10并且可以帮助防止针头的消毒后二次污染。当针穿过空隙24进入第一位置时,针可刺穿膜。
一旦针已经刺穿穿戴者的皮肤,生物样品就可以流过针。在一些示例中,生物样品可以通过毛细管作用流过针头或被泵送通过针头。毛细管作用(例如,毛细作用、毛细管运动或芯吸(wicking))通常被理解为指的是液体在没有诸如重力之类外力的帮助或甚至与外力相反的情况下在狭窄空间中流动的能力。在薄管中、在诸如纸和石膏之类的多孔材料中、在诸如沙子和液化碳纤维之类的某些非多孔材料中或在细胞中上吸液体时可以看到这种效果。由于液体和周围固体表面之间的分子间作用力而发生毛细管作用。如果管或孔的直径足够小,则液体与容器壁之间的粘合力和表面张力(其由液体内的内聚力引起)的组合起到推进液体的作用。
在其他示例中,样品收集探针22可以是芯垫(wick pad)。芯垫由诸如纸之类的多孔材料如纸制成。芯垫位于穿戴者的皮肤上并直接吸收生物样品(例如,汗液)。如在针的示例中那样,生物样品被芯吸或通过芯垫朝向测定单元26A输送。尽管芯垫不适于像针一样刺穿皮肤,但是芯垫仍可用于收集皮下生物样品,诸如血液或间质液。为此,芯垫可与针结合使用。也就是说,芯垫可以设置在针周围或在针附近,以吸收从针中逸出的皮下生物样品。
测定单元26A可以适于测试感兴趣的特定流体或生物分子的不同生物特性。例如,测定单元26A可以适于测试生物样品中特定生物分子的存在。此外,测定单元26A可以适于确定生物样品中特定生物分子的浓度。也就是说,测定单元26A可能能够明确定位生物样品中感兴趣的生物分子并确定生物样品中该生物分子的浓度。本文将讨论测定单元26A的各种示例。
图3是测定单元26A的透视图,其中测定单元26A是横向流动条。如图所示,横向流动条48成形为矩形并且包括测试线51和对照线(control line)53。横向流动条48可以由许多不同的吸收性材料或多孔材料形成。合适材料的一个示例是硝酸纤维素。尽管示出了一个横向流动条48,但是可穿戴测定系统10可包括在致动系统28上布置为阵列的多个横向流动条。阵列可以包括从2到100的任意数量的构件。图3还示出了吸收性的样品垫50,其连接到吸收性的缀合物垫52。吸收性的缀合物垫52附接到横向流动条48的第一端。图3还示出了第一芯垫54,其附接到横向流动条48的第二端。
在可穿戴测定系统10的操作中,最初通过样品收集探针22收集生物样品。然后将生物样品通过样品收集探针22芯吸到样品垫50。生物样品通过样品垫50芯吸到缀合物垫52。缀合物垫52预装有各种纳米颗粒,这些纳米颗粒适于附接到感兴趣的生物分子。合适的纳米颗粒包括结合到例如激素或蛋白质的抗体。通常,缀合物垫52将包括比所需更多的纳米颗粒。因此,当纳米颗粒加入生物样品的流时,结合的和游离的纳米颗粒将被芯吸到横向流动条48。当通过横向流动条48芯吸纳米颗粒时,结合到感兴趣的生物分子的纳米颗粒附接到测试线51,而不含感兴趣的生物分子的纳米颗粒附接到对照线53。
纳米颗粒在测试线51和对照线53上的聚集可以引起每条线的颜色和强度的变化。用肉眼可以看到颜色变化。此外,颜色变化可以由检测系统34检测,检测系统34可以分析和量化测试线51和对照线53的强度和/或颜色,并将该值与特定生物分子的浓度或存在相关联。本文进一步讨论了检测系统34。颜色变化可以由纳米颗粒与测试线51或对照线53上的暴露侧基团的化学反应引起。此外,颜色变化可以由附接到纳米颗粒的、在被刺激时发光的荧光团的发射引起。
图3示出了测定单元26A的示例,其中测定单元26A是单个横向流动条。图4示出了测定单元26B的示例,其包括横向流动条的阵列。在可穿戴测定系统10中,除了测定单元26A之外和/或代替测定单元26A,可以使用测定单元26B。如图4所示,测定单元26B还包括过滤垫56、第二横向流动条58、以及第二芯垫60。尽管仅示出了两个横向流动条,但是将另外的横向流动条包括在测定单元26B中在本公开的范围内。第一横向流动条48和第二横向流动条58被示出为相对于彼此定向为成180度角,但是任何其他合适的角度都是可能的。第一横向流动条48和第二横向流动条58的定向中的驱动考虑因素是每个条(strip)相对于检测系统34的方向。在一些示例中,可能需要在可穿戴测定系统10中结合第二检测系统,以与第二横向流动条58相互作用。或者,检测系统34可以是可移动的,以选择性地与第一横向流动条48或第二横向流动条58相互作用。
过滤垫56适于接触样品收集探针22。第一横向流动条48包括测试线51和对照线53。第二横向流动条58包括第二测试线62和第二对照线64。过滤垫56由吸收性材料形成,该吸收材料将生物样品朝向第一横向流动条48芯吸。过滤垫56预装有各种纳米颗粒,这些纳米颗粒适于附接到感兴趣的生物分子。合适的纳米颗粒包括结合到例如激素或蛋白质的抗体。通常,过滤垫56将包括比所需更多的纳米颗粒。因此,当纳米颗粒加入生物样品的流时,结合的和游离的纳米颗粒将被芯吸到横向流动条48。当通过横向流动条48芯吸纳米颗粒时,结合到感兴趣的生物分子的纳米颗粒附接到测试线51,而不含感兴趣的生物分子的纳米颗粒附接到对照线53,如上所述。
生物样品继续流过第一横向流动条48,直到第一芯垫54饱和为止。此时,生物样品不再可以流过第一横向流动条48。然后,生物样品继续通过过滤垫56流到达第二横向流动条58所附接到的第二位置。然后,生物样品以与关于第一横向流动条48描述的方式类似的方式继续流过第二横向流动条58。
可以通过流动条58检测另一预定生物分子的浓度。在测定单元26B的一些示例中,第二测试线62和第二对照线64可以适于附接到与第一测试线51和第一对照线53相同的纳米颗粒。然而,在其他示例中,第一横向流动条48和第二横向流动条58之间的过滤垫56的部分可以预装有与位于样品收集探针22和第一横向流动条48之间的过滤垫56的部分不同的纳米颗粒。这样,可以通过测定单元26B检测多个感兴趣的生物分子的存在或浓度。
如图所示,第一横向流动条48和第二横向流动条58具有相同的尺寸。此外,样品收集探针22和第一横向流动条48之间在过滤垫56上的距离与第一横向流动条48和第二横向流动条58之间在过滤垫56上的距离大致相同。这意味着生物样品将以大致相同的速率流过每个横向流动条。例如,如果生物样品花费约五分钟从样品收集探针22流过过滤垫56和流过第一横向流动条48,则生物样品应当花费大致相同数量的时间从饱和的第一横向流动条48流过过滤垫56和流过第二横向流动条58。
然而,在一些示例中,可能需要改变生物样品流过第一横向流动条48或第二横向流动条58所花费的时间。可能驱动该决定的因素可包括按照预先选择的时间间隔测试特定生物分子的存在或浓度。
改变生物样品流过第一横向流动条48和第二横向流动条58所花费的时间可以以许多方式完成。例如,第一横向流动条48可以设计成具有比第二横向流动条58更大的长度。或者,第二横向流动条58可以具有比第一横向流动条48更大的长度。不同的长度意味着生物样品将以不同的速率流过每个横向流动条(例如,生物样品将更快地流过横向流动条中的较短者)。类似地,可以改变每个横向流动条的宽度。例如,第一横向流动条48可以被设计成具有比第二横向流动条58更大的宽度。或者,第二横向流动条58可以具有比第一横向流动条48更大的宽度。不同的宽度意味着生物样品将以不同的速率流过,其中生物样品更快地流过横向流动条中的较窄者。
改变生物样品流过第一横向流动条48和第二横向流动条58的速率的另一种方式是改变每个条所附接到的沿着过滤垫56的位置。例如,样品收集探针22和第一横向流动条48之间的沿着过滤垫56的距离可以小于第一横向流动条48和第二横向流动条58之间的沿着过滤垫56的距离。或者,样品收集探针22和第一横向流动条48之间的沿着过滤垫56的距离可以大于第一横向流动条48和第二横向流动条58之间的沿着过滤垫56的距离。因此可以改变流动的速率,因为生物样品通过过滤垫56过滤来到达横向流动条中的一个比通过过滤垫56过滤来到达横向流动条中的另一个将花费更长时间。
图5示出了另一个示例测定单元26B,其包括可移除的阻挡层66。阻挡层66包括疏水性材料。如上所述,生物样品主要包括水(特别当它是间质液时)。因此,阻挡层66能够充分阻止生物样品通过其中。可制成阻挡层66的合适的疏水性材料包括硅氧烷弹性体、含氟聚合物、橡胶、聚氯乙烯、聚氨酯、蜡、及其组合。在一些示例中,疏水性材料可以是阻挡层66的约50%(w/w)至约100%(w/w),或者阻挡层66的约90%(w/w)至约100%(w/w),或者阻挡层66的小于、等于、或大于约55%(w/w)、60、65、70、75、80、85、90或95%(w/w)。在一些示例中,阻挡层66的平衡(balance)包括比疏水性材料渗透性差的材料。
如图所示,可移除的阻挡层66被设置在第一横向流动条48和第二横向流动条58之间的过滤垫56内。这将基本上防止生物样品从第一横向流动条48流到第二横向流动条58。阻挡层66可以被设置在测定单元26B中的其他地方,以便控制流动。例如,阻挡层66可以被放置在样品收集探针22和第一横向流动条48之间。此外,阻挡层66可以被放置在第一横向流动条48和第一芯垫54之间。如果阻挡层66放置在那里,那么生物样品将不会流过第一横向流动条48。这是因为第一芯垫54无法吸收生物样品以驱动毛细管作用通过第一横向流动条48。而是,流动将被驱动通过过滤垫56和第二横向流动条58。然而,第二阻挡层也可位于第一横向流动条48和第二横向流动条58之间,以完全切断生物样品的流动。在其他示例中,阻挡层66可以被设置在第二芯垫60和第二横向流动条58之间,以防止流过第二横向流动条58。
可以许多不同方式移除阻挡层66。例如,可以通过穿戴者简单地将阻挡层66拉出壳体12来手动移除阻挡层66。这可以通过在阻挡层66上包括凸舌(tab)来实现,其延伸穿过壳体12中的槽。此外,通过用受印刷电路板42的组件控制的加热器来加热阻挡层66,可以自动地移除阻挡层66。热量将熔化阻挡层66但是不会热到足以损坏可穿戴测定系统10的其他组件。阻挡层66的移除可以响应于穿戴者所发出的命令或根据编程到位于印刷电路板42中的控制器中的设定时间表而发生。
尽管关于测定单元26B描述了阻挡层66,但是也可以将阻挡层66结合到测定单元26A中。例如,阻挡层66可以位于样品收集探针22、样品垫50、缀合物垫52、第一横向流动条48和第一芯垫54中的任何两者之间。
测定单元26B可以是独立的测定系统,其可被直接放置成与生物样品接触。此外,可以将测定单元26B结合到可穿戴测定系统10中。也就是说,测定单元26B可被放置在致动系统28中并被选择性地放置成与样品收集探针22接触。此外,可穿戴测定系统10可包括测定单元26A和测定单元26B的混合物。例如,致动系统28可装载有测定单元26A和测定单元26B,并且适于将任一单元定位成与样品收集探针22接触。
使用测定单元26B的原因有许多,包括以下非限制性原因。例如,测定单元26B允许通过一个测定单元进行多个测定。通常,横向流动条单独用于一个测试。然而,测定单元26B允许通过同一单元运行多个测试。这允许穿戴者用同一单元在不同时间测试预先选择的生物分子的存在或浓度。穿戴者还可以使用同一测定单元在横向流动条上运行多个测定而无需切换单元。这可以允许穿戴者测试多个感兴趣的生物分子而不必不断地改变横向流动条。此外,第一横向流动条48和第二横向流动条58的垂直布置允许节省空间,因为减小了相邻的横向流动条所将占据的横向表面区域。将阻挡层66结合到测定单元26B中还可以允许穿戴者一旦生物样品被引入可穿戴测定系统10就选择性地开启生物样品的流动。在其他系统中,一旦生物样品被吸收,就没有办法停止生物样品的流动。
在其他示例中,除了测定单元26A和/或测定单元26B之外或代替测定单元26A和/或测定单元26B,可穿戴测定系统10可包括测定单元26C。如在图6中示意性示出,测定单元26C是电极阵列。如图所示,测定单元26C包括测试电极68、参比电极70和对照电极(controlelectrode)72。利用至少一个固定化的识别分子74来使测试电极68功能化。识别分子74通常是适于结合到预定生物分子76的抗体。
如前所述,预定生物分子可以是蛋白质或激素,以及其他示例。利用阻挡分子78来使对照电极72功能化。阻挡分子78包括多个固定化的阻挡分子。通常,选择每个阻挡分子78的大小以防止预定生物分子76与对照电极72相互作用。此外,可以使阻挡分子的大小与识别分子74基本相同。合适的阻挡分子78的示例可包括VSA蛋白质,其具有结合到对照电极72的巯基侧链。在一些示例中,对照电极72可以是裸露的。
通常,测试电极68和对照电极72由相同的材料形成。例如,测试电极68和对照电极72可以由金形成。此外,测试电极68和对照电极72的尺寸基本相同。
参比电极70可以由任何电极材料形成。通常,参比电极70是未涂覆的,但在一些示例中,它可以是涂覆的。参比电极70的尺寸不必与测试电极68或对照电极72的尺寸相同。在一些示例中,参比电极70的尺寸分别是测试电极68或对照电极72的尺寸的大约两倍。通常,参比电极70的尺寸由测定单元26C所在之处的可用空间量驱动。也就是说,将参比电极70的尺寸确定为占据测定单元26C中的剩余空间。
为了将识别分子74沉积在测试电极68上,可以在测试电极68上设置掩模,以留下测试电极68的表面暴露之处的开口。这些位点是识别分子74沉积之处。类似地,为了将阻挡分子78沉积在对照电极72上,可以在对照电极72上设置掩模,以留下对照电极72的表面暴露之处的开口。这些位点是阻挡分子78沉积之处。
在可穿戴测定系统10的操作中,通过样品收集探针22将生物样品提供给测定单元26C。通常,测定单元26C将被部署在允许生物样品与每个电极相互作用的腔室或其他空间中。每个电极用作电容器。这主要是由于在电极和生物样品中的带电分子之间的界面处形成的双电层。简而言之,双电层是出现在导电电极和相邻液体电解质之间的界面处的电现象。在界面处,如果施加电压,则形成具有相反极性的两个离子层。这两个离子层被单个溶剂分子层分开,该溶剂分子层粘附到电极的表面并且像传统电容器中的电介质一样起作用。存储在双层电容中的电荷量与所施加的电压线性成比例,并且主要取决于电极表面。
每个电极的具体电容是每个电极的表面电荷、生物样品中的盐浓度和施加到电极的电压的函数。然而,当生物分子76结合到识别分子74时,测试电极68的电容改变。这是由于围绕测试电极68的离子的位移。为了检测测试电极68的电容变化,电极被布置在类似惠斯通电桥的电路中。在图7中示出了该电路。
如图7所示,电路80A包括连接到测试电极68的第一电阻器82。电路80A还包括连接到对照电极72的第二电阻器83。测试电极68和对照电极72都连接到参比电极70,参比电极70又连接到地84。电路80A还包括电压输入86和电压输出88。在该示例中,电压输入86由AC电压驱动。如果改为使用DC电压,则电路80A将表现为开路。
当生物分子76结合到识别分子74时,在测试电极68和对照电极72之间产生电容差异。电路80A被配置成使得对照电极72的任何电容变化或由pH变化(该PH变化归因于生物样品浓度的浓度变化)造成的对照电极72的漂移表现为电路的共模。这改善了由测试电极68和对照电极72测量的电容的分辨率。测试电极68和对照电极72的电容可以由印刷电路板42中的组件检测。然后测量电容差异并将其与生物分子76的浓度相关联。电路80A可以允许非常精确地测量直到纳法拉范围的电容差异。其他电路设计在本公开的范围内。例如,图8是电路80B的示意图。电路80B被构造成全惠斯通电桥,并且包括第二测试电极90、第二对照电极92和第二参比电极94。
可以以许多不同的方式将测定单元26C构造或配置为独立的测定设备或作为可穿戴测定系统10的一部分。图9、10和11示出了测定单元26C的不同示例。图9和10是测定单元26C的示意性截面图,其中测试电极68和对照电极72基本上被参比电极70封装。
如图9所示,参比电极70具有限定内部空间的圆形轮廓,测试电极68和对照电极72位于该内部空间中。测试电极68和对照电极72与参比电极70的内部间隔开并彼此间隔开。间隔形成生物样品通道96。生物样品通道96提供生物样品到测定单元26C的入口。生物样品通道96还提供了供生物样品流过的空间,使得指定的生物分子76可以结合到测试电极68。测试电极68连接到第二互连100。参比电极70连接到第一互连98。对照电极连接到第三互连102。每个互连可以连接到可以向测定单元26C提供电力或将电容数据发送回印刷电路板42的元件。
图10示出了测定单元26C的替代布置,其中测试电极68、参比电极70和对照电极72具有齿形配置。具体而言,对照电极72的投影位于参比电极70的投影之间,并且测试电极68的投影位于参比电极70的投影附临近位置。生物样品通道96在每对投影之间穿越。这种配置增加了测试电极68和对照电极72的表面面积,这允许生物样品和每个电极之间的更多相互作用,从而在测量电容差异时提供了增加的准确度。
图11示出了测定单元26C的另一替代布置,其中测试电极68位于参比电极70临近位置并且生物样品通道96设置在它们之间。此外,对照电极72位于参比电极70临近位置,生物样品通道96设置在它们之间。该布置使电极更直接地暴露于生物样品,这与图9和10中所示的其中生物样品必须穿过生物样品通道96的布置形成对比。对于需要较低测量灵敏度的应用,该布置可能是理想的。对于更敏感的应用,图9和10中所示的布置可能是更理想的。
使用测定单元26C的原因有很多,包括以下非限制性原因。例如,测定单元26C允许可穿戴测定系统10对生物分子76的存在和浓度进行实时检测。通常,在常规免疫测定应用(诸如本文所述的那些)中,检测不是实时的,而是延迟的;例如,如果使用横向流动条48,则直到特定生物分子通过横向流动条48流到测试线51和对照线53时才确定特定生物分子的存在。相比之下,使用测定单元26C,当生物分子76结合到识别分子74时,对生物分子76的检测被立即传送到穿戴者。根据生物分子76的浓度,电容将改变。因此,穿戴者可以通过使测定单元26C暴露于生物样品来随着时间流逝持续监视生物分子76的浓度。
此外,可穿戴测定系统10可以适于包括通过致动系统28而与样品收集探针22连通的多个测定单元26C,每个测定单元26C是可单独支配的。例如,每个测定单元26C可以设置在致动系统28的槽中。每个测定单元26C可以在测试电极68上涂覆什么识别分子74方面与其他测定单元26C不同。因此,可以选择性地使被配置为测试不同生物分子76的存在或浓度的各个测定单元26C暴露于生物样品。
图12示出了测定单元26D。测定单元26D是模块化可移除盒,其可以与可穿戴测定系统10结合使用。如图12所示,测定单元26D包括第一井104、第二井106、第三井108、第四井110、以及第五井112。在其他示例中,根据具体应用,测定单元26D可包括更少或更多的井。图12还示出了样品收集探针22,其可以直接附接到测定单元26D。测定单元26D还包括第一样品通道114、第二样品通道116、第三样品通道118、第四样品通道120、以及第五样品通道122。图12还示出了第一试剂出口通道124、第二试剂出口通道126、第三试剂出口通道128、第四试剂出口通道130、以及第五试剂出口通道132。图12还示出了处理井134、处理井出口通道136、以及检测井138。
第一井104、第二井106、第三井108、第四井110和第五井112通过对应的第一样品通道114、第二样品通道116、第三样品通道118、第四样品通道120和第五样品通道122而连接到样品收集探针22。第一井104、第二井106、第三井108、第四井110和第五井112还分别连接到对应的第一试剂出口通道124、第二试剂出口通道126、第三试剂出口通道128、第四试剂出口通道130和第五试剂出口通道132。检测井138通过处理井出口通道136而连接到处理井134。测定单元26D还包括试剂传感器140,其设置在测定单元26D的内部。测定单元26D还包括周边传感器142,其沿着测定单元26D的外周设置。
在测定单元26D的操作中,生物样品通过样品收集探针22进入测定单元26D,在样品收集探针22处,它进入第一井104、第二井106、第三井108、第四井110和第五井112中的至少一个。每个井可包括至少一个用于处理生物样品的试剂。例如,每个井可含有被配置成附接到预定的生物分子的一个或多个抗体。一些试剂可包括有机溶剂以将有机分子分离成离散相。其他试剂包括聚合酶链式反应实验的组分。其他试剂包括用荧光标记物标记并适于结合到特定生物分子的分子。在一些示例中,试剂以冻干状态存储在每个井中以帮助保存分子;当液相生物样品与试剂相互作用时,那么试剂被水合并且可与生物样品反应。
在生物样品已经通过测定单元26D后,它传递到处理井134。在处理井134中,可以将生物分子混合到一个样品中。此外,可以分离有机相和无机相。而且,可能发生若干预处理步骤,诸如生物样品的浓缩。过滤器可位于处理井134中,以分离固体和液体。还可以向处理井134提供热量以蒸发有机溶剂。最后,生物样品可以简单地存储在处理井134中。
生物样品可以从处理井134传递到检测井138中。检测井138可以与检测系统34对准。如果检测系统34包括光源和光电探测器,则光可被提供给检测井138以从任何用荧光分子标记的预先选择的生物分子产生荧光发射。此外,如果生物样品的任何组分是核酸或蛋白质,则它们可能能够在光被提供给检测井138的情况下发射荧光信号。尽管本文描述了荧光研究,但是可以在检测井138处执行其他检测技术。
试剂传感器140被设置在测定单元26D内。试剂传感器140用于监视测定单元26D内的条件。例如,试剂传感器140可以适于测量盒内的温度、湿度和/或压力。试剂传感器140可以将该数据输出到印刷电路板42。该数据可以帮助监视井中试剂的稳定性。也就是说,可以分析测定单元26D内的条件以确定井中的试剂是否暴露于可能导致试剂的分解或不稳定的条件。如果这些条件得到满足,则可以由可穿戴测定系统10或由穿戴者做出不使用特定测定单元26D的决定。
周边传感器142粘附到测定单元26D的外周。周边传感器142可以感测测定单元26D和壳体12之间的接触。也就是说,周边传感器142可以确定测定单元26D是否被适当地设置在壳体12的特定位置。周边传感器142可以肯定地将此信息传送到印刷电路板42,印刷电路板42进而可以允许测定继续进行。或者,如果周边传感器142确定测定单元26D未正确地插入在壳体12中,则可以停止特定测定。周边传感器142还可以感测是否存在来自测定单元26D的生物样品或试剂的任何泄漏。在存在任何泄漏的情况下,周边传感器142可以将此信息传送到印刷电路板42,印刷电路板42进而可以停止测定。此外,来自周边传感器142的存在任何泄漏的警报可以产生声音警报,从而指示穿戴者从他们自身移除可穿戴测定系统10。
图13是示出测定单元26D'的替代配置的示意图。在该配置中,测定单元26D'不直接耦合到样品收集探针22。而是,通过致动系统28将测定单元26D'放置在样品收集探针22上。
图14是示出测定单元26D”的示意图。测定单元26D”包括第一井104、第二井106、第三井108、第四井110、以及第五井112。在其他示例中,取决于具体应用,测定单元26D”可包括更少或更多的井。测定单元26D”还包括第一样品通道114、第二样品通道116、第三样品通道118、第四样品通道120、以及第五样品通道122。图14还示出了第一试剂出口通道124、第二试剂出口通道126、第三试剂出口通道128、第四试剂出口通道130、以及第五试剂出口通道132。
每个样品通道可以连接到样品收集探针22。此外,每个样品通道可以进一步连接到一个处理井或另一测定单元26。例如,每个井可以连接到一个横向流动条48。或者,每个井可以连接到不同的横向流动条48。在这种情况下,每个井可含有不同的试剂,诸如分别适于附接到不同的预先选择的生物分子的不同的纳米颗粒。
可以通过致动系统28使测定单元26D、测定单元26D'或测定单元26D”中的任何测定单元单独地与生物样品连通。此外,测定单元可被配置作为可穿戴测定系统10中的可单独插入或可单独移除的盒。选择性地插入或移除测定单元26D的能力可以允许对可穿戴测定系统10将执行的特定测定的很大控制和改变。
此外,测定单元26D的可移除性可允许存储样品以用于将来的实验。例如,井中的试剂可以是在聚合酶链反应(PCR)实验中使用的引物和酶。可以在井中混合生物样品和PCR试剂,并且可以移除测定单元26D并将其放置在热循环设备中。
已经结合相应测定单元与样品收集探针22连通的布置讨论了致动系统28。图2示出了致动系统28的一个示例。如图所示,致动系统28包括旋转盘144。旋转盘144附接到壳体12并且适于使测定单元26移动到与样品收集探针22接触。每个测定单元26可以放置在旋转盘144上的槽内。将每个槽的尺寸确定为接收和固定测定单元26。
虽然致动系统28被示出为包括旋转盘144,但是其他配置是可能的。例如,致动系统28可包括带,该带包括尺寸被确定为接收各个测定单元26的槽。或者,带可以由多个测定单元26形成。例如,带可以由多个横向流动条48形成。带可以缠绕在鼓(drum)上,该鼓将带展开以使测定单元26与样品收集探针22连通。
尽管本文描述了许多不同类型的测定单元26,但是应当理解,其他合适的测定单元可与可穿戴测定系统10结合使用。此外,所述测定单元26中的任何一个都可用作独立的测定设备。可穿戴测定系统10可以单独使用测定单元26中的任何一个。可穿戴测定系统10还可以使用任何数量的测定单元26。可穿戴测定系统10可以使用测定单元26A、26B、26C或26D、26D'或26D”的任何组合。
一旦使用测定单元26收集和处理预定的生物分子,检测系统34可用于检测预定生物分子的特定特性。检测系统34在图2中示出并在图15中示意性地示出。如图15所示,检测系统34包括第一光学传感器146和第二光学传感器148。每个光学传感器包括发光源和光检测源。通常,发光源是发光二极管,并且光检测源是光电二极管。发光二极管可被配置为选择性地输送期望波长的光。例如,发光二极管可以在可见或近可见范围内输送光。在一些示例中,光可以处于实现生物样品中的荧光发射的波长。为了产生不同的波长,可以将滤光器放置在发光二极管的前面,并且可以通过不同的设置来循环滤光器以选择性地过滤不同波长的光。或者,检测系统34可包括诸如发光二极管之类的发光源的阵列,每个发光源被选择性地配置为将不同波长的光输送到生物样品。
如图15所示,第一和第二光学传感器146和148分别位于测试线51和对照线53上。在从印刷电路板42接收到命令时,发光源在测试线51和对照线53中的每一个处发送光。来自测试线51或对照线53的任何反射或发射的光由作为光电探测器的光检测源检测。处理来自光电探测器的数据,并且可以将其与特定生物分子的存在或该生物分子的浓度相关联。
泵送系统36帮助移动或泵送生物样品通过可穿戴测定系统10。也就是说,泵送系统36可以帮助泵送生物样品从样品收集探针22通过可穿戴测定系统10。通常,泵送系统36在壳体12内创建类似低压真空的环境。然而,在一些示例中,泵送系统36在壳体12内产生热量以蒸发试剂或生物样品的一些成分以驱动生物样品的运动。如图1所示,泵送系统36包括泵38,其适于将空气从壳体12的内部泵送到壳体12的外部。通过将空气泵送出壳体12,泵38降低壳体12内的压力,这可帮助驱动生物样品的流动,生物样品通常经由毛细管作用流动。
泵38可以由为可穿戴测定系统10的其他组件供电的相同电源(诸如可充电电池)驱动。然而,为了节省电力,可以使用其他系统来为泵38供电。
图16示出了可用于为泵38供电的发电机149。发电机使用旋转线圈和磁场通过法拉第感应定律将机械旋转转换成脉冲直流电流。发电机149可以直接链接到泵38,或者可以链接到与泵38连接的电容器。如图所示,发电机149包括主体150,主体150容纳沿着主体150的内表面设置的盘绕线152。在盘绕线152内限定空隙,并且将磁体154设置在其中。磁体154附接到转盘153,转盘153在壳体12的外面延伸。磁体154适于响应于穿戴者的移动而旋转。也可以通过穿戴者旋转转盘153来手动旋转磁体154。当磁体154旋转时,产生电力。
在另外的示例中,太阳能电池板位于壳体12的第二外表面16上。在其他示例中,压电元件可以位于壳体12中。压电元件可以适于响应于穿戴者的移动而被击打。由太阳能电池板或压电元件产生的电力可用于直接为泵38供电或存储在电容器中。除了为泵38供电之外,由发电机149、太阳能电池板或压电元件产生的电力可以为可穿戴测定系统10的其他系统(诸如检测系统34或致动系统28)供电。
泵送系统36的一些示例可以不包括泵38,或者可以使用其他系统来泵送生物样品。例如,图17是可穿戴测定系统10的示意图,该可穿戴测定系统10具有在设备的外表面上的柔性膜。如图17所示,可穿戴测定系统10包括柔性膜155。柔性膜155限定壳体12的外表面的至少一部分。可穿戴测定系统10还包括通风口160。通风口160是单向通风口并且适于从壳体12中排出空气。响应于穿戴者压下柔性膜153,空气从壳体12中排出。一旦空气被排出,壳体12内的压力就会降低。因此,穿戴者可以在不使用电力的情况下启动泵送或帮助维持泵送。
泵送生物样品以通过可穿戴测定系统10的另一种方式是通过使用蒸腾,其中在可穿戴测定系统10中在温度或压力差下蒸发流体。图18示出了包括蒸腾系统156的可穿戴测定系统10的示例。如图所示,蒸腾系统156包括金属层158和通风口160。金属层158设置在壳体12的第一外表面14上并适于接触穿戴者的皮肤20。通风口160附接到检测系统34并且具有由壳体12的第二外表面16限定的出口。
在操作中,金属层158从穿戴者带走热量。一旦热量达到足够的水平,挥发性试剂将开始蒸发。例如,在测定单元26D中,诸如醇或醚的试剂可以设置在包括检测井138的任何井中。当这些试剂被蒸发时,生物样品被泵送以通过可穿戴测定系统10。
可以通过使用加热器元件来加速泵送。例如,加热器可以位于金属层158附近,并且可以选择性地接合以加热金属层158。这可以增加挥发性试剂的蒸发或蒸发较不易挥发的试剂或生物样品中的成分。
根据各种示例,使用可穿戴测定系统10执行测定的方法包括使样品收集探针22与穿戴者的皮肤层接触。然后通过样品收集探针22从穿戴者收集生物样品。将生物样品从样品收集探针22泵送到测定单元26,在测定单元26处检测生物样品的特性。
该方法还可包括将生物样品泵送到第二测定单元26。可以通过致动系统28将第二测定单元26和第一测定单元26选择性地放置成与样品收集探针22流体连通。
另外的实施例。
提供以下示例性实施例,其编号不应被解释为指定重要性级别:
示例1是一种可穿戴测定系统,其包括:壳体,其包括:第一外表面,其适于接触穿戴者;和空隙,其由第一外表面的一部分限定;样品收集探针,其位于所述空隙附近并附接到第一外表面并适于从所述穿戴者收集生物样品;测定单元,其适于从所述样品收集探针接收所述生物样品;致动系统,其适于将所述测定单元定位成与所述样品收集探针接触;以及检测系统,其适于检测所述生物样品的特性。
在示例2中,示例1的主题可选地包括并且还包括:第二测定单元,其适于从所述样品收集探针接收所述生物样品。
在示例3中,示例1-2中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述壳体包括:第一附接构件;以及第二附接构件。
在示例4中,示例1-3中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第一附接构件附接到第一带。
在示例5中,示例1-4中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第二附接构件附接到第二带。
在示例6中,示例1-5中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第一带和第二带彼此连接。
在示例7中,示例1-6中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第一带和第二带通过搭扣彼此连接。
在示例8中,示例1-7中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第一带和第二带通过Velcro连接彼此连接。
在示例9中,示例1-8中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第一附接构件和第二附接构件中的至少一个包括:设置在第一外表面上的粘附层。
在示例10中,示例1-9中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述粘附层适于将所述可穿戴测定系统粘附到所述穿戴者。
在示例11中,示例1-10中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述附接构件包括:柔性片,其附接到所述壳体并且适于接触所述穿戴者;以及粘附层,其设置在该柔性片的第一表面上。
在示例12中,示例1-11中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述粘附层适于将所述柔性片粘附到所述穿戴者。
在示例13中,示例1-12中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述样品收集探针是针。
在示例14中,示例1-13中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述针是中空的。
在示例15中,示例1-14中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述针的直径范围为约10μm至约50μm。
在示例16中,示例1-15中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述针的直径范围为约10μm至约20μm。
在示例17中,示例1-16中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述针适于可在第一位置和第二位置之间移动。
在示例18中,示例1-17中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,当所述针处于第一位置时,所述针的主要部分设置在所述壳体外部。
在示例19中,示例1-18中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,当所述针处于第二位置时,所述针的主要部分设置在所述壳体内。
在示例20中,示例1-19中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述针适于刺穿所述穿戴者的皮肤层。
在示例21中,示例1-20中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述生物样品是通过毛细管作用来通过所述针吸取的。
在示例22中,示例1-21中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述样品收集探针是芯垫。
在示例23中,示例1-22中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述芯垫适于接触所述穿戴者的皮肤层。
在示例24中,示例1-23中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述芯垫适于从所述穿戴者吸收汗液。
在示例25中,示例1-24中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述芯垫适于吸收在所述穿戴者的皮肤层上暴露的皮下间质液。
在示例26中,示例1-25中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述生物样品包括皮下间质液。
在示例27中,示例1-26中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述皮下间质液包括蛋白质。
在示例28中,示例1-27中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述蛋白质是所述皮下间质液的约1%(w/w)至约5%(w/w)。
在示例29中,示例1-28中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述皮下间质液包括激素。
在示例30中,示例1-29中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述激素是所述皮下间质液的约1%(w/w)至约5%(w/w)。
在示例31中,示例1-30中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述皮下间质液包括代谢物。
在示例32中,示例1-31中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述代谢物是所述皮下间质液的约1%(w/w)至约5%(w/w)。
在示例33中,示例1-32中的任何一个或多个的主题可选地包括%(w/w)的所述皮下间质液。
在示例34中,示例1-33中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述汗液位于所述穿戴者的皮肤层上。
在示例35中,示例1-34中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述汗液包括蛋白质。
在示例36中,示例1-35中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述蛋白质的范围为所述汗液的约1%(w/w)至约5%(w/w)。
在示例37中,示例1-36中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述蛋白质的范围为所述汗液的约1%(w/w)至约2%(w/w)。
在示例38中,示例1-37中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述汗液包括激素。
在示例39中,示例1-38中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述激素的范围为所述汗液的约1%(w/w)至约5%(w/w)。
在示例40中,示例1-39中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述测定单元适于针对不同的生物特性进行测试。
在示例41中,示例1-40中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述测定单元包括横向流动条。
在示例42中,示例1-41中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述测定单元包括横向流动条的阵列。
在示例43中,示例1-42中的任何一个或多个的主题可选地包括并且还包括:吸收性的样品垫,其从所述针接收所述生物样品;以及吸收性的缀合物垫,其从所述样品垫接收所述生物样品,其中所述缀合物垫包括被配置为结合到所述生物样品的预先选择的组分的多个纳米颗粒。
在示例44中,示例1-43中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述横向流动条的第一端与所述缀合物垫接触,并且所述横向流动条的第二端与第二芯垫接触。
在示例45中,示例1-44中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述横向流动条包括:测试线,其适于附接到被结合到所述生物样品的预先选择的组分的纳米颗粒;以及对照线,其适于附接到不含所述生物样品的纳米颗粒。
在示例46中,示例1-45中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述纳米颗粒包括抗体。
在示例47中,示例1-46中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述测试线包括活化表面。
在示例48中,示例1-47中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述活化表面包括抗体。
在示例49中,示例1-48中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述抗体适于结合到所述生物样品的预先选择的组分。
在示例50中,示例1-49中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述横向流动条的阵列包括:过滤垫,其适于接触所述样品收集探针;第一横向流动条,其附接到所述过滤垫的第一位置;以及第二横向流动条,其附接到所述过滤垫的第二位置。
在示例51中,示例1-50中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第一横向流动条在第一端处连接到所述过滤垫并且在第二端处连接到第一芯垫。
在示例52中,示例1-51中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第二横向流动条在第一端处连接到所述过滤垫并且在第二端处连接到第二芯垫。
在示例53中,示例1-52中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第一横向流动条和第二横向流动条具有相同的尺寸。
在示例54中,示例1-53中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第一横向流动条具有比第二横向流动条更大的长度。
在示例55中,示例1-54中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第二横向流动条具有比第一横向流动条更大的长度。
在示例56中,示例1-55中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第一横向流动条具有比第二横向流动条更大的宽度。
在示例57中,示例1-56中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第二横向流动条具有比第一横向流动条更大的宽度。
在示例58中,示例1-57中的任何一个或多个的主题可选地包括并且还包括:可移除的阻挡垫,其被设置在所述过滤垫内。
在示例59中,示例1-58中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述阻挡垫被设置在第一横向流动条和第二横向流动条之间。
在示例60中,示例1-59中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述阻挡垫被设置在所述样品收集探针和第一横向流动条之间。
在示例61中,示例1-60中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述阻挡垫包括疏水性材料。
在示例62中,示例1-61中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述疏水性材料是所述阻挡垫的约50%(w/w)至约100%(w/w)。
在示例63中,示例1-62中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述疏水性材料是所述阻挡垫的约90%(w/w)至约100%(w/w)。
在示例64中,示例1-63中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述阻挡垫包括如下材料:所述材料比包括所述过滤垫的材料更不易渗透。
在示例65中,示例1-64中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述测定单元是电极阵列。
在示例66中,示例1-65中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述电极阵列包括:测试电极;参比电极;以及对照电极。
在示例67中,示例1-66中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述测试电极被利用识别分子功能化。
在示例68中,示例1-67中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述测试电极被利用第二识别分子功能化。
在示例69中,示例1-68中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述识别分子是适于结合到所述生物样品的预先选择的分子的抗体。
在示例70中,示例1-69中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第二识别分子是适于结合到所述生物样品的第二预先选择的分子的第二抗体。
在示例71中,示例1-70中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述参比电极不含任何识别分子。
在示例72中,示例1-71中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述对照电极被利用阻挡层功能化。
在示例73中,示例1-72中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述阻挡层不含任何结合的预先选择的分子。
在示例74中,示例1-73中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述阻挡层包括VSA蛋白质。
在示例75中,示例1-74中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述测试电极和所述对照电极具有基本相同的尺寸。
在示例76中,示例1-75中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述参比电极大于所述测试电极和所述对照电极中的至少一个。
在示例77中,示例1-76中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述测试电极和所述参比电极由相同的材料形成。
在示例78中,示例1-77中的任何一个或多个的主题可选地包括并且还包括:第一电阻器,其连接到所述测试电极。
在示例79中,示例1-78中的任何一个或多个的主题可选地包括并且还包括:第二电阻器,其连接到所述对照电极。
在示例80中,示例1-79中的任何一个或多个的主题可选地包括并且还包括:电压输入,其连接到第一电阻器和第二电阻器,其中所述电压输入适于将交流电压输送到第一电阻器和第二电阻器。
在示例81中,示例1-80中的任何一个或多个的主题可选地包括并且还包括:电压输出。
在示例82中,示例1-81中的任何一个或多个的主题可选地包括并且还包括:模数转换器,其连接到所述电压输出。
在示例83中,示例1-82中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述参比电极至少部分地包住所述测试电极和所述对照电极。
在示例84中,示例1-83中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,在所述参比电极和所述测试电极之间形成微通道。
在示例85中,示例1-84中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,在所述参比电极和所述对照电极之间形成微通道。
在示例86中,示例1-85中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,在所述测试电极和所述对照电极之间形成微通道。
在示例87中,示例1-86中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述参比电极连接到电接地。
在示例88中,示例1-87中的任何一个或多个的主题可选地包括并且还包括:第二测试电极;第二参比电极;以及第二对照电极。
在示例89中,示例1-88中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述测试电极由金形成。
在示例90中,示例1-89中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第二测试电极被利用识别分子功能化。
在示例91中,示例1-90中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第二参比电极不含任何识别分子。
在示例92中,示例1-91中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第二对照电极被利用第二阻挡层功能化。
在示例93中,示例1-92中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第二阻挡层不结合到预先选择的组分。
在示例94中,示例1-93中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,阻挡层包括VSA蛋白质。
在示例95中,示例1-94中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第二测试电极和第二对照电极的尺寸与第一测试电极和第一对照电极的尺寸基本相同。
在示例96中,示例1-95中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第二参比电极大于第二测试电极和第二对照电极中的至少一个。
在示例97中,示例1-96中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述测定单元包括试剂盒。
在示例98中,示例1-97中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述试剂盒包括:样品通道,其连接到所述样品收集探针;试剂井,其连接到所述样品通道;以及试剂井出口通道,其连接到所述试剂井。
在示例99中,示例1-98中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述试剂井包括用于处理预定生物分子的试剂。
在示例100中,示例1-99中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述试剂是抗体。
在示例101中,示例1-100中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述盒还包括:第二样品通道,其连接到所述样品收集探针;第二试剂井,其连接到第二样品通道;以及第二试剂井出口通道,其连接到第二试剂井。
在示例102中,示例1-101中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述盒还包括:传感器,其适于测量盒内温度、盒内湿度和盒内压力中的至少一个。
在示例103中,示例1-102中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述盒还包括:粘附到所述盒的外周的传感器,其适于感测以下各项中的至少一项:所述盒和所述壳体之间的接触,以及所述生物样品或试剂从所述盒中泄漏。
在示例104中,示例1-103中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述盒还包括:处理井,其通过所述试剂井出口通道而连接到所述试剂井;检测井,其与检测系统对准;以及处理井出口通道,其连接所述处理井和所述检测井。
在示例105中,示例1-104中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,试剂井和第二试剂井含有不同的试剂。
在示例106中,示例1-105中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述试剂以冻干形式存储在第一和第二试剂井中的至少一个中。
在示例107中,示例1-106中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述致动系统包括:旋转盘,其附接到所述壳体并适于使所述测定单元移动到与所述样品收集探针接触。
在示例108中,示例1-107中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述旋转盘包括:槽,其适于接收所述测定单元。
在示例109中,示例1-108中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述致动系统包括:测定单元的连续带。
在示例110中,示例1-109中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述带缠绕在附接到所述壳体的辊上。
在示例111中,示例1-110中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述检测系统包括:发光源;以及光电二极管。
在示例112中,示例1-111中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述检测系统还包括:第二发光源;以及第二光电二极管。
在示例113中,示例1-112中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述生物样品的特性是所述生物样品的组分的浓度。
在示例114中,示例1-113中的任何一个或多个的主题可选地包括并且还包括:印刷电路板,其适于命令所述致动系统和所述检测系统中的至少一个。
在示例115中,示例1-114中的任何一个或多个的主题可选地包括并且还包括:发动机,其适于驱动所述致动系统,其中所述发动机还连接到所述印刷电路板。
在示例116中,示例1-115中的任何一个或多个的主题可选地包括并且还包括:泵送系统。
在示例117中,示例1-116中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述泵送系统包括微型泵,所述微型泵适于将空气从所述壳体的内部泵送到所述壳体的外部。
在示例118中,示例1-117中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述微型泵包括:发电机,其适于生成电力和将电力输送到所述微型泵。
在示例119中,示例1-118中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述微型泵还包括:电容器,其连接到所述发电机和所述微型泵,其中所述电容器适于存储由所述发电机生成的电力。
在示例120中,示例1-119中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述发电机包括:主体;线圈,其沿着所述主体的内表面设置并限定第二空隙;以及磁体,其设置在第二空隙内。
在示例121中,示例1-120中的任何一个或多个的主题可选地包括并且还包括:转盘,其附接到所述磁体并在所述主体的外部延伸。
在示例122中,示例1-121中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述磁体适于响应于所述转盘的旋转而旋转。
在示例123中,示例1-122中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述微型泵还包括:太阳能电池板,其位于所述壳体的第二外表面上;以及电容器,其位于所述壳体内并连接到所述太阳能电池板和所述微型泵。
在示例124中,示例1-123中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述微型泵还包括:压电元件,其连接到所述微型泵;以及撞击元件,其适于接触所述压电元件。
在示例125中,示例1-124中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述泵送系统包括:柔性膜,其限定所述壳体的外表面的至少一部分;以及单向通风口,其适于从所述壳体中排出空气。
在示例126中,示例1-125中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述单向通风口适于响应于所述柔性膜被压下而从所述壳体中排出空气。
在示例127中,示例1-126中的任何一个或多个的主题可选地包括并且还包括:金属层,其附接到所述壳体的第一外表面;以及通风口,其由所述壳体的第二外表面限定。
在示例128中,示例1-127中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述金属层适于接触所述穿戴者并从所述穿戴者吸收热量。
在示例129中,示例1-128中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述热量被传递到所述测定单元。
在示例130中,示例1-129中的任何一个或多个的主题可选地包括并且还包括:与所述金属层接触的微加热器。
示例131是一种可穿戴测定系统,其包括:壳体,其包括:第一外表面,其适于接触穿戴者;和空隙,其由第一外表面的一部分限定;样品收集探针,其位于所述空隙附近并附接到第一外表面并适于从所述穿戴者收集生物样品;测定单元,其包括:横向流动条的阵列,其适于从所述样品收集探针接收所述生物样品;以及致动系统,其适于将所述测定单元定位成与所述样品收集探针接触。
在示例132中,示例131的主题可选地包括:其中所述横向流动条的阵列包括:过滤垫,其适于接触所述样品收集探针;第一横向流动条,其附接到所述过滤垫的第一位置;以及第二横向流动条,其附接到所述过滤垫的第二位置。
在示例133中,示例131-132中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第一横向流动条在第一端处连接到所述过滤垫并且在第二端处连接到第一芯垫。
在示例134中,示例131-133中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中第二横向流动条在第一端处连接到所述过滤垫并且在第二端处连接到第二芯垫。
在示例135中,示例131-134中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中第一横向流动条和第二横向流动条具有相同的尺寸。
在示例136中,示例131-135中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中第一横向流动条具有比第二横向流动条更大的长度。
在示例137中,示例131-136中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中第二横向流动条具有比第一横向流动条更大的长度。
在示例138中,示例131-137中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中第一横向流动条具有比第二横向流动条更大的宽度。
在示例139中,示例131-138中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中第二横向流动条具有比第一横向流动条更大的宽度。
示例140是一种可穿戴测定系统,其包括:壳体,其包括:第一外表面,其适于接触穿戴者;和空隙,其由第一外表面的一部分限定;样品收集探针,其位于所述空隙附近并附接到第一外表面并适于从所述穿戴者收集生物样品;以及测定单元,其包括:横向流动条的阵列,其适于从所述样品收集探针接收所述生物样品,其中所述横向流动条的阵列包括:过滤垫,其适于接触所述样品收集探针;第一横向流动条,其附接到所述过滤垫的第一位置;和第二横向流动条,其附接到所述过滤垫的第二位置。
在示例141中,示例140的主题可选地包括:其中所述阻挡垫被设置在第一横向流动条和第二横向流动条之间。
在示例142中,示例140-141中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述阻挡垫被设置在所述样品收集探针和第一横向流动条之间。
在示例143中,示例140-142中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述阻挡垫包括疏水性材料。
在示例144中,示例140-143中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述疏水性材料是所述阻挡垫的约50%(w/w)至约100%(w/w)。
在示例145中,示例140-144中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述疏水性材料是所述阻挡垫的约90%(w/w)至约100%(w/w)。
在示例146中,示例140-145中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述阻挡垫包括如下材料:所述材料比包括所述过滤垫的材料更不易渗透。
示例147是一种可穿戴测定系统,其包括:壳体,其包括:第一外表面,其适于接触穿戴者;和空隙,其由第一外表面的一部分限定;样品收集探针,其位于所述空隙附近并附接到第一外表面并适于从所述穿戴者收集生物样品;以及测定单元,其适于从所述样品收集探针接收所述生物样品,所述测定单元包括:电极阵列,其包括:测试电极;参比电极;和对照电极。
在示例148中,示例147的主题可选地包括:其中所述测试电极被利用识别分子功能化。
在示例149中,示例147-148中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述测试电极被领用第二识别分子功能化。
在示例150中,示例147-149中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述识别分子是适于结合到所述生物样品的预先选择的分子的抗体。
在示例151中,示例147-150中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中第二识别分子是适于结合到所述生物样品的第二预先选择的分子的第二抗体。
在示例152中,示例147-151中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述参比电极不含任何识别分子。
在示例153中,示例147-152中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述对照电极被利用阻挡层功能化。
在示例154中,示例147-153中的任何一个或多个的主题可选地包括:所述阻挡层不含任何结合的预先选择的分子。
在示例155中,示例147-154中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述阻挡层包括VSA蛋白质。
在示例156中,示例147-155中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述测试电极和所述对照电极具有基本相同的尺寸。
在示例157中,示例147-156中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述参比电极大于所述测试电极和所述对照电极中的至少一个。
在示例158中,示例147-157中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述测试电极和所述参比电极由相同的材料形成。
在示例159中,示例147-158中的任何一个或多个的主题可选地包括并且还包括:第二测试电极;第二参比电极;以及第二对照电极。
在示例160中,示例147-159中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述测试电极由金形成。
在示例161中,示例147-160中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第二测试电极被利用第二识别分子功能化。
在示例162中,示例147-161中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第二参比电极不含任何识别分子。
在示例163中,示例147-162中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第二对照电极被利用阻挡层功能化。
在示例164中,示例147-163中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述阻挡层不结合到第一和第二预先选择的分子。
在示例165中,示例147-164中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述阻挡层包括VSA蛋白质。
在示例166中,示例147-165中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第二测试电极和第二对照电极的尺寸与第一测试电极和第一对照电极的尺寸基本相同。
在示例167中,示例147-166中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第二参比电极大于第二测试电极和第二对照电极中的至少一个。
示例168是一种可穿戴测定系统,其包括:壳体,其包括:第一外表面,其适于接触穿戴者;和空隙,其由第一外表面的一部分限定;样品收集探针,其位于所述空隙附近并附接到第一外表面并适于从所述穿戴者收集生物样品;以及测定单元,其适于从所述样品收集探针接收所述生物样品,所述测定单元包括:试剂盒,其包括:样品通道,其连接到所述样品收集探针;试剂井,其连接到所述样品通道;和试剂井出口通道,其连接到所述试剂井。
在示例169中,示例168的主题可选地包括:其中所述试剂井包括用于处理预定生物分子的试剂。
在示例170中,示例168-169中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述试剂是抗体。
在示例171中,示例168-170中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述盒还包括:第二样品通道,其连接到所述样品收集探针;第二试剂井,其连接到第二样品通道;以及第二试剂井出口通道,其连接到第二试剂井。
在示例172中,示例168-171中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述盒还包括:传感器,其适于测量盒内温度、盒内湿度和盒内压力中的至少一个。
在示例173中,示例168-172中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述盒还包括:传感器,其粘附到所述盒的外周并且适于感测以下各项中的至少一项:所述盒和所述壳体之间的接触,以及所述生物样品或试剂从所述盒中泄漏。
在示例174中,示例168-173中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述盒还包括:处理井,其通过所述试剂井出口通道而连接到所述试剂井;检测井,其与检测系统对准;以及处理井出口通道,其连接所述处理井和所述检测井。
在示例175中,示例168-174中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中试剂井和第二试剂井含有不同的试剂。
在示例176中,示例168-175中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述试剂以冻干形式存储在所述试剂井和第二试剂井中的至少一个中。
在示例177中,示例168-176中的任何一个或多个的主题可选地包括并且还包括:金属层,其附接到所述壳体的第一外表面;以及通风口,其由所述壳体的第二外表面限定。
在示例178中,示例168-177中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述金属层适于接触所述穿戴者并从所述穿戴者吸收热量。
在示例179中,示例168-178中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述热量被传递到所述测定单元。
在示例180中,示例168-179中的任何一个或多个的主题可选地包括并且还包括:与所述金属层接触的微加热器。
示例181是一种可穿戴测定系统,其包括:壳体,其包括:第一外表面,其适于接触穿戴者;和空隙,其由第一外表面的一部分限定;样品收集探针,其位于所述空隙附近并附接到第一外表面并适于从所述穿戴者收集生物样品;测定单元,其适于从所述样品收集探针接收所述生物样品;致动系统,其适于将所述测定单元定位成与所述样品收集探针接触;以及泵送系统,其适于泵送所述生物样品通过所述可穿戴测定系统。
在示例182中,示例181的主题可选地包括:其中所述泵送系统包括:微型泵,其适于将空气从所述壳体的内部泵送到所述壳体的外部。
在示例183中,示例181-182中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述微型泵包括:发电机,其适于生成电力和将电力输送到所述微型泵。
在示例184中,示例181-183中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述微型泵还包括:电容器,其连接到所述发电机和所述微型泵,其中电容器适于存储由所述发电机生成的电力。
在示例185中,示例181-184中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述发电机包括:主体;线圈,其沿着所述主体的内表面设置并限定第二空隙;以及磁体,其设置在第二空隙内。
在示例186中,示例181-185中的任何一个或多个的主题可选地包括并且还包括:转盘,其附接到所述磁体并在所述主体的外部延伸。
在示例187中,示例181-186中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述磁体适于响应于所述转盘的旋转而旋转。
在示例188中,示例181-187中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述泵送系统包括:柔性膜,其限定所述壳体的外表面的至少一部分;以及单向通风口,其适于从所述壳体中排出空气。
示例189是一种在可穿戴设备上执行测定的方法,该方法包括:使样品收集探针与穿戴者的皮肤层接触;用所述样品收集探针从所述穿戴者收集生物样品;将所述生物样品从所述样品收集探针泵送到第一测定单元;以及检测所述生物样品的特性。
在示例190中,示例189的主题可选地包括并且还包括:泵送所述生物样品到第二测定单元。
在示例191中,示例189-190中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中通过致动系统将第一测定单元和第二测定单元选择性地放置成与所述样品收集探针流体连通。
在示例192中,示例189-191中的任何一个或多个的主题可选地包括:所述致动系统包括:旋转盘,其附接到壳体并适于使所述测定单元移动到与所述样品收集探针接触。
在示例193中,示例189-192中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述旋转盘包括:槽,其适于接收所述测定单元。
在示例194中,示例189-193中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述致动系统包括:由测定单元形成的连续带。
在示例195中,示例189-194中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述带缠绕在辊上。
在示例196中,示例189-195中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述样品收集探针是针。
在示例197中,示例189-196中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述针适于可在第一位置和第二位置之间移动。
在示例198中,示例189-197中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,当所述针处于第一位置时,所述针的主要部分设置在所述设备的壳体外部。
在示例199中,示例189-198中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,当所述针处于第二位置时,所述针的主要部分设置在所述壳体内。
在示例200中,示例189-199中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述针适于刺穿所述穿戴者的皮肤层。
在示例201中,示例189-200中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,通过毛细管作用将所述生物样品从所述针泵送到所述测定单元。
在示例202中,示例189-201中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述样品收集探针是芯垫。
在示例203中,示例189-202中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述芯垫适于接触所述穿戴者的皮肤层。
在示例204中,示例189-203中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述芯垫适于从所述穿戴者吸收汗液。
在示例205中,示例189-204中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,通过毛细管作用将所述生物样品从所述芯垫泵送到所述测定单元。
在示例206中,示例189-205中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述芯垫适于吸收在所述穿戴者的皮肤层上暴露的皮下间质液。
在示例207中,示例189-206中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述生物样品包括皮下间质液。
在示例208中,示例189-207中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述测定单元包括横向流动条。
在示例209中,示例189-208中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述测定单元包括横向流动条的阵列。
在示例210中,示例189-209中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述横向流动条的阵列包括:过滤垫,其适于接触所述样品收集探针;第一横向流动条,其附接到所述过滤垫的第一位置;以及第二横向流动条,其附接到所述过滤垫的第二位置。
在示例211中,示例189-210中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第一横向流动条在第一端处连接到所述过滤垫并且在第二端处连接到第一芯垫。
在示例212中,示例189-211中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第二横向流动条在第一端处连接到所述过滤垫并且在第二端处连接到第二芯垫。
在示例213中,示例189-212中的任何一个或多个的主题可选地包括并且还包括:泵送生物样品通过第一横向流动条;使第一横向流动条饱和;以及泵送生物样品通过第二横向流动条。
在示例214中,示例189-213中的任何一个或多个的主题可选地包括:改变泵送生物样品通过第一和第二横向流动条的速率。
在示例215中,示例189-214中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第一横向流动条和第二横向流动条具有相同的尺寸。
在示例216中,示例189-215中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,泵送生物样品通过第一横向流动条的速率和泵送生物样品通过第二横向流动条的速率基本相等。
在示例217中,示例189-216中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第一横向流动条具有大于第二横向流动条的长度。
在示例218中,示例189-217中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,泵送生物样品通过第一横向流动条的速率大于泵送生物样品通过第二横向流动条的速率。
在示例219中,示例189-218中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第二横向流动条具有大于第一横向流动条的长度。
在示例220中,示例189-219中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,泵送生物样品通过第二横向流动条的速率大于泵送生物样品通过第一横向流动条的速率。
在示例221中,示例189-220中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第一横向流动条具有大于第二横向流动条的宽度。
在示例222中,示例189-221中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,泵送生物样品通过第二横向流动条的速率小于泵送生物样品通过第一横向流动条的速率。
在示例223中,示例189-222中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第二横向流动条具有大于第一横向流动条的宽度。
在示例224中,示例189-223中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,泵送生物样品通过第一横向流动条的速率小于泵送生物样品通过第二横向流动条的速率。
在示例225中,示例189-224中的任何一个或多个的主题可选地包括:将可移除的阻挡垫设置在所述过滤垫内。
在示例226中,示例189-225中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述阻挡垫被设置在第一横向流动条和第二横向流动条之间。
在示例227中,示例189-226中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述阻挡垫被设置在所述样品收集探针和第一横向流动条之间。
在示例228中,示例189-227中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述阻挡垫包括疏水性材料。
在示例229中,示例189-228中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述阻挡垫基本上防止生物样品被泵送到所述阻挡垫之外。
在示例230中,示例189-229中的任何一个或多个的主题可选地包括并且还包括:从所述过滤垫中移除所述阻挡垫。
在示例231中,示例189-230中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,移除所述阻挡垫由穿戴者手动完成。
在示例232中,示例189-231中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,移除所述阻挡垫由设备响应于印刷电路板所发出的命令而自动完成。
在示例233中,示例189-232中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,移除所述阻挡垫通过加热所述阻挡垫来完成。
在示例234中,示例189-233中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中检测生物样品的特性包括:测量适于结合到预定生物分子的测试电极的电容;测量适于不含预定生物分子的参比电极的电容;以及确定测试电极和参比电极之间的测量电容的差异。
在示例235中,示例189-234中的任何一个或多个的主题可选地包括并且还包括:将测试电极和参比电极之间的测量电容的差异与预定生物分子的浓度相关联。
在示例236中,示例189-235中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中该方法包括用电极阵列来测量特性,其中该电极阵列包括:测试电极;参比电极;和对照电极。
在示例237中,示例189-236中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述测试电极被利用识别分子功能化。
在示例238中,示例189-237中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述测试电极被利用第二识别分子功能化。
在示例239中,示例189-238中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述识别分子是适于结合到预定生物分子的抗体。
在示例240中,示例189-239中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第二识别分子是适于结合到所述生物样品的第二预先选择的分子的第二抗体。
在示例241中,示例189-240中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述参比电极不含任何识别分子。
在示例242中,示例189-241中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述对照电极被利用阻挡层功能化。
在示例243中,示例189-242中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述阻挡层不含任何结合的预先选择的分子。
在示例244中,示例189-243中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述阻挡层包括VSA蛋白质。
在示例245中,示例189-244中的任何一个或多个的主题可选地包括并且还包括:将生物样品从所述样品收集探针提供给吸收性的样品垫;将生物样品从所述样品垫提供给缀合物垫,其中所述缀合物垫包括被配置为结合到生物样品的预定生物分子的多个纳米颗粒。
在示例246中,示例189-245中的任何一个或多个的主题可选地包括并且还包括:将生物样品从所述缀合物垫提供给横向流动条。
在示例247中,示例189-246中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述横向流动条包括:测试线,其适于附接到被结合到所述生物样品的预先选择的组分的纳米颗粒;以及对照线,其适于附接到不含所述生物样品的纳米颗粒。
在示例248中,示例189-247中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述纳米颗粒包括抗体。
在示例249中,示例189-248中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述测试线包括活化表面。
在示例250中,示例189-249中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述活化表面包括抗体。
在示例251中,示例189-250中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述抗体适于结合到预定生物分子。
在示例252中,示例189-251中的任何一个或多个的主题可选地包括并且还包括:将生物样品从所述缀合物垫提供给第二横向流动条。
在示例253中,示例189-252中的任何一个或多个的主题可选地包括并且还包括:使所述测试线与光接触;以及用光电二极管测量从所述纳米颗粒发出的光。
在示例254中,示例189-253中的任何一个或多个的主题可选地包括并且还包括:使所述对照线与光接触;以及用光电二极管测量从所述纳米颗粒发出的光。
在示例255中,示例189-254中的任何一个或多个的主题可选地包括并且还包括:将设备内部的压力降低到低于大气压的压力。
在示例256中,示例189-255中的任何一个或多个的主题可选地包括并且还包括:为微型泵供电以从设备内部排出气体。
在示例257中,示例189-256中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述微型泵由适于生成电力并将该电力输送到所述微型泵的发电机供电。
在示例258中,示例189-257中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述发电机包括:主体;沿着主体的内表面设置并限定空隙的线圈;以及设置在该空隙内的磁体。
在示例259中,示例189-258中的任何一个或多个的主题可选地包括并且还包括:使转盘附接到所述磁体并在主体外部延伸。
在示例260中,示例189-259中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,磁体适于响应于所述转盘的旋转而旋转。
在示例261中,示例189-260中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中由电容器给所述微型泵供电。
在示例262中,示例189-261中的任何一个或多个的主题可选地包括并且还包括:通过用太阳能电池板收集光来对所述电容器充电。
在示例263中,示例189-262中的任何一个或多个的主题可选地包括并且还包括:通过撞击压电元件来对所述电容器充电。
在示例264中,示例189-263中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中降低压力包括:压下柔性膜以从单向通气口排出空气。
在示例265中,示例189-264中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述测定单元包括试剂盒。
在示例266中,示例189-265中的任何一个或多个的主题可选地包括并且还包括:将至少一部分生物样品从样品收集探针提供给样品通道;将该部分生物样品从样品通道提供给试剂井;以及使该部分生物样品与试剂井中的试剂接触。
在示例267中,示例189-266中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述试剂井包括用于处理预定生物分子的试剂。
在示例268中,示例189-267中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述试剂是抗体。
在示例269中,示例189-268中的任何一个或多个的主题可选地包括并且还包括:将第二部分生物样品从样品收集探针提供给第二样品通道;将第二部分生物样品从第二样品通道提供给第二试剂井;以及使第二部分生物样品与第二试剂井中的第二试剂接触。
在示例270中,示例189-269中的任何一个或多个的主题可选地包括并且还包括:测量盒内的温度、盒内的湿度和盒内的压力中的至少一个。
在示例271中,示例189-270中的任何一个或多个的主题可选地包括并且还包括:感测以下各项中的至少一项:盒与壳体之间的接触,以及生物样品或试剂从盒中泄漏。
在示例272中,示例189-271中的任何一个或多个的主题可选地包括并且还包括:将生物样品提供给通过试剂井出口通道与试剂井连接的处理井;以及将生物样品提供给与检测系统对准的检测井。
在示例273中,示例189-272中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第一试剂井和第二试剂井含有不同的试剂。
在示例274中,示例189-273中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第一试剂和第二试剂中的至少一个以冻干形式存储在所述试剂井中。
在示例275中,示例189-274中的任何一个或多个的主题可选地包括并且还包括:用所述生物样品使所述试剂水合。
在示例276中,示例189-275中的任何一个或多个的主题可选地包括并且还包括:将所述盒加热至足以使所述生物样品和所述试剂中的至少一个的组分蒸发的温度;以及通过通风口从所述设备中排出蒸发的组分的蒸汽。
在示例277中,示例189-276中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述盒由附接到所述设备并适于接触穿戴者的金属层加热。
在示例278中,示例189-277中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述金属层适于从穿戴者吸收热量。
在示例279中,示例189-278中的任何一个或多个的主题可选地包括并且还包括:用微加热器加热所述金属层。
Claims (64)
1.一种可穿戴测定系统,包括:
壳体,其包括:
第一外表面,其适于接触穿戴者;和
空隙,其由所述第一外表面的一部分限定;
样品收集探针,其位于所述空隙附近并附接到所述第一外表面,并且适于从所述穿戴者收集生物样品;
多个测定单元,其适于从所述样品收集探针接收所述生物样品;
致动系统,其适于将所述测定单元定位成与所述样品收集探针接触;和
检测系统,其适于检测所述生物样品的特性。
2.如权利要求1所述的可穿戴测定系统,还包括:
第二测定单元,其适于从所述样品收集探针接收所述生物样品。
3.如权利要求1所述的可穿戴测定系统,其中所述测定单元适于针对不同的生物特性进行测试。
4.如权利要求1所述的可穿戴测定系统,其中所述测定单元包括横向流动条。
5.如权利要求1所述的可穿戴测定系统,其中所述测定单元包括横向流动条的阵列。
6.如权利要求4所述的可穿戴测定系统,还包括:
吸收性的样品垫,其从所述样品收集探针接收所述生物样品;和
吸收性的缀合物垫,其从所述样品垫接收所述生物样品,其中所述缀合物垫包括被配置为结合到所述生物样品的预先选择的组分的多个纳米颗粒。
7.如权利要求6所述的可穿戴测定系统,其中所述横向流动条的第一端与所述缀合物垫接触,并且所述横向流动条的第二端与第一芯垫接触。
8.如权利要求6所述的可穿戴测定系统,其中所述横向流动条包括:
测试线,其适于附接到被结合到所述生物样品的预先选择的组分的所述纳米颗粒;和
对照线,其适于附接到不含所述生物样品的纳米颗粒。
9.如权利要求8所述的可穿戴测定系统,其中所述纳米颗粒包括抗体。
10.如权利要求8所述的可穿戴测定系统,其中所述测试线包括活化表面。
11.如权利要求9所述的可穿戴测定系统,其中所述活化表面包括抗体。
12.如权利要求11所述的可穿戴测定系统,其中所述抗体适于结合到预定的生物分子。
13.一种可穿戴测定系统,包括:
壳体,其包括:
第一外表面,其适于接触穿戴者;和
空隙,其由所述第一外表面的一部分限定;
样品收集探针,其位于所述空隙附近并附接到所述第一外表面,并且适于从所述穿戴者收集生物样品;
测定单元,其包括:
横向流动条的阵列,其适于从所述样品收集探针接收所述生物样品;和
致动系统,其适于将所述测定单元定位成与所述样品收集探针接触。
14.如权利要求13所述的可穿戴测定系统,其中所述横向流动条的阵列包括:
过滤垫,其适于接触所述样品收集探针;
第一横向流动条,其附接到所述过滤垫的第一位置;和
第二横向流动条,其附接到所述过滤垫的第二位置。
15.如权利要求14所述的可穿戴测定系统,其中所述第一横向流动条在第一端处连接到所述过滤垫并且在第二端处连接到第一芯垫。
16.如权利要求14所述的可穿戴测定系统,其中所述第二横向流动条在第一端处连接到所述过滤垫并且在第二端处连接到第二芯垫。
17.如权利要求14所述的可穿戴测定系统,其中所述第一横向流动条和所述第二横向流动条具有相同的尺寸。
18.如权利要求14所述的可穿戴测定系统,其中所述第一横向流动条具有比所述第二横向流动条更大的长度。
19.如权利要求14所述的可穿戴测定系统,其中所述第二横向流动条具有比所述第一横向流动条更大的长度。
20.如权利要求14所述的可穿戴测定系统,其中所述第一横向流动条具有比所述第二横向流动条更大的宽度。
21.如权利要求14所述的可穿戴测定系统,其中所述第二横向流动条具有比所述第一横向流动条更大的宽度。
22.一种可穿戴测定系统,包括:
壳体,其包括:
第一外表面,其适于接触穿戴者;和
空隙,其由所述第一外表面的一部分限定;
样品收集探针,其位于所述空隙附近并附接到所述第一外表面,并且适于从所述穿戴者收集生物样品;
测定单元,其包括:
横向流动条的阵列,其适于从所述样品收集探针接收所述生物样品,其中所述横向流动条的阵列包括:
过滤垫,其适于接触所述样品收集探针;
第一横向流动条,其附接到所述过滤垫的第一位置;和
第二横向流动条,其附接到所述过滤垫的第二位置;
致动系统,其适于将所述测定单元定位成与所述样品收集探针接触;和
可移除的阻挡垫,其被设置在所述过滤垫内。
23.如权利要求22所述的可穿戴测定系统,其中所述阻挡垫被设置在所述第一横向流动条和所述第二横向流动条之间。
24.如权利要求22所述的可穿戴测定系统,其中所述阻挡垫被设置在所述样品收集探针和所述第一横向流动条之间。
25.如权利要求22所述的可穿戴测定系统,其中所述阻挡垫包括疏水性材料。
26.如权利要求25所述的可穿戴测定系统,其中所述疏水性材料是所述阻挡垫的约50%(w/w)至约100%(w/w)。
27.如权利要求26所述的可穿戴测定系统,其中所述疏水性材料是所述阻挡垫的约90%(w/w)至约100%(w/w)。
28.如权利要求22所述的可穿戴测定系统,其中所述阻挡垫包括如下材料:所述材料比包括所述过滤垫的材料更不易渗透。
29.一种可穿戴测定系统,包括:
壳体,其包括:
第一外表面,其适于接触穿戴者;和
空隙,其由所述第一外表面的一部分限定;
样品收集探针,其位于所述空隙附近并附接到所述第一外表面,并且适于从所述穿戴者收集生物样品;和
测定单元,其适于从所述样品收集探针接收所述生物样品,所述测定单元包括:
电极阵列,其包括:
测试电极;
参比电极;和
对照电极。
30.如权利要求29所述的可穿戴测定系统,其中所述测试电极被利用识别分子功能化。
31.如权利要求30所述的可穿戴测定系统,其中所述测试电极被利用第二识别分子功能化。
32.如权利要求30所述的可穿戴测定系统,其中所述识别分子是适于结合到所述生物样品的预先选择的分子的抗体。
33.如权利要求31所述的可穿戴测定系统,其中所述第二识别分子是适于结合到所述生物样品的第二预先选择的分子的第二抗体。
34.如权利要求29所述的可穿戴测定系统,其中所述参比电极不含任何识别分子。
35.如权利要求29所述的可穿戴测定系统,其中所述对照电极被利用阻挡层功能化。
36.如权利要求30所述的可穿戴测定系统,其中存在所述生物样品的情况下的所述电极阵列的输出电压不同于不存在所述生物样品的情况下的所述电极阵列的输出电压。
37.如权利要求30所述的可穿戴测定系统,其中所述电极阵列还包括:
第二测试电极;
第二参比电极;和
第二对照电极,其中第一测试电极、第二测试电极、第一对照电极和第二对照电极具有基本相同的尺寸。
38.如权利要求29所述的可穿戴测定系统,其中所述测试电极和所述对照电极具有基本相同的尺寸。
39.如权利要求29所述的可穿戴测定系统,其中,所述参比电极大于所述测试电极和所述对照电极中的至少一个。
40.如权利要求29所述的可穿戴测定系统,其中所述测试电极和所述参比电极由相同的材料形成。
41.一种可穿戴测定系统,包括:
壳体,其包括:
第一外表面,其适于接触穿戴者;和
空隙,其由所述第一外表面的一部分限定;
样品收集探针,其位于所述空隙附近并附接到所述第一外表面,并且适于从所述穿戴者收集生物样品;和
测定单元,其适于从所述样品收集探针接收所述生物样品,所述测定单元包括:
试剂盒,其包括:
样品通道,其连接到所述样品收集探针;
试剂井,其连接到所述样品通道;和
试剂井出口通道,其连接到所述试剂井。
42.如权利要求41所述的可穿戴测定系统,其中所述试剂井包括用于处理预定生物分子的试剂。
43.如权利要求42所述的可穿戴测定系统,其中所述试剂是抗体。
44.如权利要求41所述的可穿戴测定系统,其中所述盒还包括:
第二样品通道,其连接到所述样品收集探针;
第二试剂井,其连接到所述样品通道;和
第二试剂井出口通道,其连接到所述第二试剂井。
45.如权利要求41所述的可穿戴测定系统,其中所述盒还包括:
传感器,其适于测量盒内温度、盒内湿度和盒内压力中的至少一个。
46.如权利要求41所述的可穿戴测定系统,其中所述盒还包括:
粘附到所述盒的外周的传感器,适于感测以下各项中的至少一项:所述盒和所述壳体之间的接触,以及所述生物样品或试剂从所述盒中泄漏。
47.如权利要求41所述的可穿戴测定系统,其中所述盒还包括:
处理井,其通过所述试剂井出口通道而连接到所述试剂井;
检测井,其与检测系统对准;和
处理井出口通道,其连接所述处理井和所述检测井。
48.如权利要求44所述的可穿戴测定系统,其中第一试剂井和所述第二试剂井含有不同的试剂。
49.如权利要求48所述的可穿戴测定系统,其中所述试剂以冻干形式存储在所述试剂井中。
50.如权利要求41所述的可穿戴测定系统,还包括:
金属层,其附接到所述壳体的第一外表面;和
通风口,其由所述壳体的第二外表面限定。
51.如权利要求50所述的可穿戴测定系统,其中所述金属层适于接触所述穿戴者并从所述穿戴者吸收热量。
52.如权利要求51所述的可穿戴测定系统,其中所述热量被传递到所述测定单元。
53.如权利要求50所述的可穿戴测定系统,还包括与所述金属层接触的微加热器。
54.一种可穿戴测定系统,包括:
壳体,其包括:
第一外表面,其适于接触穿戴者;和
空隙,其由所述第一外表面的一部分限定;
样品收集探针,其位于所述空隙附近并附接到所述第一外表面,并且适于从所述穿戴者收集生物样品;
测定单元,其适于从所述样品收集探针接收所述生物样品;
致动系统,其适于将所述测定单元定位成与所述样品收集探针接触;和
泵送系统,其适于泵送所述生物样品通过所述可穿戴测定系统。
55.如权利要求54所述的可穿戴测定系统,其中所述泵送系统包括微型泵,所述微型泵适于将空气从所述壳体的内部泵送到所述壳体的外部。
56.如权利要求55所述的可穿戴测定系统,其中所述微型泵包括:
发电机,其适于生成电力并将所述电力输送到所述微型泵。
57.如权利要求56所述的可穿戴测定系统,其中所述微型泵还包括:
电容器,其连接到所述发电机和所述微型泵,其中所述电容器适于存储由所述发电机生成的所述电力。
58.如权利要求56所述的可穿戴测定系统,其中所述发电机包括:
主体;
线圈,其被设置为沿着所述主体的内表面并限定第二空隙;和
磁体,其被设置在所述空隙内。
59.如权利要求58所述的可穿戴测定系统,还包括:
转盘,其附接到所述磁体并在所述主体的外部延伸。
60.如权利要求59所述的可穿戴测定系统,其中所述磁体适于响应于所述转盘的旋转而旋转。
61.如权利要求54所述的可穿戴测定系统,其中所述泵送系统包括:
柔性膜,其限定所述壳体的外表面的至少一部分;和
单向通风口,其适于从壳体排出空气。
62.一种在可穿戴设备上执行测定的方法,该方法包括:
使样品收集探针与穿戴者的皮肤层接触;
利用所述样品收集探针从所述穿戴者收集生物样品;
将所述生物样品从所述样品收集探针泵送到第一测定单元;和
检测所述生物样品的特性。
63.如权利要求62所述的方法,还包括:
将所述生物样品泵送到第二测定单元。
64.如权利要求63所述的方法,其中通过致动系统将所述第一测定单元和所述第二测定单元选择性地放置成与所述样品收集探针流体连通。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/US2016/065671 WO2018106249A1 (en) | 2016-12-08 | 2016-12-08 | Wearable assay system and method of use |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109982628A true CN109982628A (zh) | 2019-07-05 |
CN109982628B CN109982628B (zh) | 2023-09-08 |
Family
ID=62491185
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201680090897.9A Active CN109982628B (zh) | 2016-12-08 | 2016-12-08 | 可穿戴测定系统和使用方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20190133500A1 (zh) |
CN (1) | CN109982628B (zh) |
DE (1) | DE112016007510T5 (zh) |
WO (1) | WO2018106249A1 (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114495611A (zh) * | 2020-11-11 | 2022-05-13 | 郑州畅想高科股份有限公司 | 一种基于vr的机械间检修模拟培训方法 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10660546B2 (en) * | 2017-12-21 | 2020-05-26 | Michael Saigh | Human and animal physiological comparatives, communication and developers' tool kit |
US11497449B2 (en) | 2017-07-21 | 2022-11-15 | Equine Smartbit, LLC | Oral and saliva based equine ID drug monitoring system |
TW201930593A (zh) | 2017-09-11 | 2019-08-01 | 英商卡美納生物科學公司 | 用於複雜且無偏見之溶液剖析的組成物和方法 |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6365417B1 (en) * | 2000-02-09 | 2002-04-02 | A-Fem Medical Corporation | Collection device for lateral flow chromatography |
CN1412560A (zh) * | 2001-08-01 | 2003-04-23 | 生命扫描有限公司 | 用于分析物浓度测定的装置和使用该装置的方法 |
CN1476566A (zh) * | 2000-10-04 | 2004-02-18 | 病人输液系统的数据采集装置 | |
CN1747683A (zh) * | 2002-07-15 | 2006-03-15 | 因苏雷特公司 | 独立的、自动的、经皮的生理检测系统 |
US20080214909A1 (en) * | 2005-02-21 | 2008-09-04 | Otto Fuerst | Catheter With Microchannels For Monitoring The Concentration Of An Analyte In A Bodily Fluid |
US20080300508A1 (en) * | 2007-05-30 | 2008-12-04 | Inverness Medical Switzerland Gmbh | Diagnostic patch |
US20100041571A1 (en) * | 2008-08-15 | 2010-02-18 | Prognosys LLC | Multiplexed Lateral Flow Assay Arrays |
CN101674773A (zh) * | 2007-04-30 | 2010-03-17 | 霍夫曼-拉罗奇有限公司 | 产生体液样品并对其进行分析的仪器和系统 |
US20100106088A1 (en) * | 2007-06-25 | 2010-04-29 | Ofer Yodfat | Portable infusion pump with cannula inserter and pain reduction mechanism |
CN102018496A (zh) * | 2003-09-03 | 2011-04-20 | 生命修复国际股份有限公司 | 个人诊断装置和相关方法 |
CN104394757A (zh) * | 2012-04-04 | 2015-03-04 | 德克斯康公司 | 经皮分析物传感器、其施加器以及相关的方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20110092854A1 (en) * | 2009-10-20 | 2011-04-21 | Uwe Kraemer | Instruments and system for producing a sample of a body fluid and for analysis thereof |
-
2016
- 2016-12-08 CN CN201680090897.9A patent/CN109982628B/zh active Active
- 2016-12-08 WO PCT/US2016/065671 patent/WO2018106249A1/en active Application Filing
- 2016-12-08 US US15/571,660 patent/US20190133500A1/en not_active Abandoned
- 2016-12-08 DE DE112016007510.3T patent/DE112016007510T5/de active Pending
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6365417B1 (en) * | 2000-02-09 | 2002-04-02 | A-Fem Medical Corporation | Collection device for lateral flow chromatography |
CN1476566A (zh) * | 2000-10-04 | 2004-02-18 | 病人输液系统的数据采集装置 | |
CN1412560A (zh) * | 2001-08-01 | 2003-04-23 | 生命扫描有限公司 | 用于分析物浓度测定的装置和使用该装置的方法 |
CN1747683A (zh) * | 2002-07-15 | 2006-03-15 | 因苏雷特公司 | 独立的、自动的、经皮的生理检测系统 |
CN102018496A (zh) * | 2003-09-03 | 2011-04-20 | 生命修复国际股份有限公司 | 个人诊断装置和相关方法 |
US20080214909A1 (en) * | 2005-02-21 | 2008-09-04 | Otto Fuerst | Catheter With Microchannels For Monitoring The Concentration Of An Analyte In A Bodily Fluid |
CN101674773A (zh) * | 2007-04-30 | 2010-03-17 | 霍夫曼-拉罗奇有限公司 | 产生体液样品并对其进行分析的仪器和系统 |
US20080300508A1 (en) * | 2007-05-30 | 2008-12-04 | Inverness Medical Switzerland Gmbh | Diagnostic patch |
US20100106088A1 (en) * | 2007-06-25 | 2010-04-29 | Ofer Yodfat | Portable infusion pump with cannula inserter and pain reduction mechanism |
US20100041571A1 (en) * | 2008-08-15 | 2010-02-18 | Prognosys LLC | Multiplexed Lateral Flow Assay Arrays |
CN104394757A (zh) * | 2012-04-04 | 2015-03-04 | 德克斯康公司 | 经皮分析物传感器、其施加器以及相关的方法 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114495611A (zh) * | 2020-11-11 | 2022-05-13 | 郑州畅想高科股份有限公司 | 一种基于vr的机械间检修模拟培训方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20190133500A1 (en) | 2019-05-09 |
DE112016007510T5 (de) | 2019-09-26 |
WO2018106249A1 (en) | 2018-06-14 |
CN109982628B (zh) | 2023-09-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109982628A (zh) | 可穿戴测定系统和使用方法 | |
US20080213133A1 (en) | Flow analysis apparatus and method | |
ES2312763T3 (es) | Aparato y metodos para medicion de analitos y inmunoensayo. | |
CN104334274B (zh) | 汗液模拟、收集和感测系统 | |
JP2020523564A (ja) | 生体液の光学的読み出し、視覚化、および分析のための表皮感知システム | |
CN103154738B (zh) | 用于在免疫测定中减少白细胞干扰的磁珠 | |
CN201596509U (zh) | 分析装置 | |
AU2009228014B2 (en) | Cotton thread as a low-cost multi-assay diagnostic platform | |
WO2012118494A1 (en) | Menstrual fluid analysis | |
US8475735B2 (en) | Disposable immunodiagnostic test system | |
CN102016596A (zh) | 纸基微流体系统 | |
US20080154179A1 (en) | Agent delivery system | |
CN103796585B (zh) | 测试带的单步样品捕获 | |
AU2512500A (en) | Method and apparatus for continuous liquid flow in microscale channels using pressure injection, wicking, and electrokinetic injection | |
JP2530021B2 (ja) | 比色指示試験装置 | |
JP2008518215A (ja) | ディスポーザブル免疫診断検査システム | |
CN112494037A (zh) | 一种可穿戴布基电化学汗液传感装置和方法 | |
JP2002521077A (ja) | 連続式流体収集兼検出装置の液体管理システムおよび方法 | |
US8287809B2 (en) | Method for stimulating saliva production during oral sample collection procedure | |
CN108414034A (zh) | 一种基于毛细-蒸发效应可实时监测汗液流量的微泵 | |
EP3727151A1 (en) | Skin patch for diagnosis | |
WO2014072753A1 (en) | Personal test device | |
Benito-Lopez et al. | Pump less wearable microfluidic device for real time pH sweat monitoring | |
JP2011095157A (ja) | 捕集器具及び捕集器具の使用方法 | |
JP2006337252A (ja) | 体液採取器具 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |