CN110691832A - 湿敏膜 - Google Patents

Abstract

一种湿敏膜，其可以包括络合基质和施加至络合基质上以形成湿敏膜的碘层。该湿敏膜可以包括形成在湿敏膜的测试表面上的测试区域。

Description

湿敏膜

优先权资料

本申请要求于2017年3月28日提交的美国临时申请序列号No.62/477,691的优先权，该申请通过引用并入本文。

背景技术

多汗症是在身体的一个或多个区域发生出汗过多的医学病症。例如，出汗过多可能出现在手掌、脚、腋下和/或头部，而身体的其他区域保持干燥。在一些情况下，例如当人变热或紧张时，出汗是正常的。然而，患有多汗症的人可能由于不明原因而常常出汗。这种情况会妨碍各种正常的日常活动，例如转动门把手或使用计算机。此外，出汗过多会浸透到人的衣物中，使人感到尴尬和/或自我形象不良。许多另外的挑战也可能与多汗症有关。

附图说明

图1示出了根据本公开的实例的湿敏膜(MRF)的截面图。

图2A示出了根据本公开的实例的MRF的平面图。

图2B示出了根据本公开的实例的MRF和单独的校准条的平面图。

图2C示出了根据本公开的实例的MRF的平面图。

图3A描绘了根据本公开的实例的MRF在与典型的非多汗性汗液水平的手掌皮肤接触20秒之后，示出了对应于在一些毛孔处的有效出汗量的点状暗斑。

图3B描绘了根据本公开的实例的MRF装置在与可以代表轻度多汗症的具有更多有效出汗量的手掌皮肤接触20秒之后的情况。

图3C说明了用于定量测定的活动汗腺的阈值检测的实例。

图3D描绘了用于记录图3A中取样的非多汗性手(右手侧)和图3B中取样的潜在多汗性手(左手侧)的根据本公开的实例的MRF装置以及用于产生图3C的一组不同水量标准的1μL校准剂量(左上区域)，图3A和图3B是图3D的部分放大图。

图4A示出了足印，其示出了该方法在单次操作中记录大面积(例如，整个足底)上的出汗量的能力。图上的正方形示出了放大以用于图2B的区域，比例尺为3/4”。

图4B示出了记录在膜中的细节的特写视图，其中易于辨别足底表面的皮肤褶皱中的各个毛孔。在该健康志愿者中，并非所有的毛孔均有活性，并且浅色区域对应于与PVA膜缺乏接触以及干的汗管开口。由于水分含量使得褶皱可见，尽管相对于毛孔的更深的颜色，易于分辨这些褶皱。比例尺＝500μm。

图5示出了在暴露于水分之前，用粘合膜条带将底面粘合，从而连接在一起的两个含淀粉的膜。在检测通过与皮肤表面接触而积存的水分含量时，覆盖在粘合剂膜上的膜区域表现出提高的灵敏度。

现在将参照所示的示例性实施方案，并且在本文中使用特定语言来描述这些示例性实施方案。然而，应当理解，这不旨在限制本发明的范围。

具体实施方式

在公开和描述本发明的具体实施方案之前，应当理解本发明不限于本文公开的特定方法和材料，因为这些方法和材料可以在一定程度上进行改变。还应理解，本文所用的术语仅用于描述具体实施方案，而不是限制性的。

除非上下文另有明确指示，否则如在本文字说明中所使用的，单数形式“一(a)”、“一个(an)”和“该”应包括明确支持复数指代物。

如本文所用，术语“约”用于通过提供可“略高于”或“略低于”端点的给定值来为数值范围端点提供灵活性。

术语“受试者”是指可受益于使用本发明的装置或方法进行施用的哺乳动物。受试者的实例包括人和其他动物，如马、猪、牛、狗、猫、兔和水生哺乳动物。

如本文所用，术语“基本上”是指作用、特征、性质、状态、结构、项目或结果的完全或几乎完全的范围或程度。

如本文所用，为了方便起见，序列、化合物、制剂、递送机制或其他项目可以以共同列表呈现。然而，这些列表应被解释为列表的每个成员可被单独地确定为单独且唯一的成员。因此，在没有相反指示的情况下，这种列表中单独的成员不应当仅仅基于它们在共同的组中出现而被解释为同一列表中任意其他成员的实际等同物。

如本文所用，“衍生物”是以氧化、氢化、烷基化、酯化、卤化等方式通过简单的化学方法转化一个或多个官能团，从而由来源化合物、其类似物、同系物互变异构形式、立体异构体、多晶型物、水合物、药学上可接受的盐或药学上可接受的溶剂合物获得的化合物。术语“类似物”是指这样的化合物，其具有与另一化合物相似的结构，但在某一部分上与该另一化合物不同。化合物可以在一个或多个原子、官能团或子结构上不同，所述不同可为被其他原子、基团或子结构替代。在一个方面，对于给定的适应症，这种结构具有至少相同或相似的治疗功效。术语“互变异构体”或“互变异构形式”是指可经由低能垒相互转化的不同能量的结构异构体。术语“立体异构体”是指一组异构体中的一种，这些异构体的分子具有相同数目和种类的彼此键合的原子，但这些原子在空间排列方式上不同。术语“多晶型物”是指晶体学上不同形式的物质。此外，可以说试剂“来源于”含有许多化合物或试剂的来源，例如植物、真菌、细菌或其他生物体。在这种情况下，可以根据试剂的来源而不是通过其自身的性质、特征、名称或属性本身来描述或以其他方式引用该试剂。例如，从植物获得的提取物可被描述为“来源于”植物。此外，在一些实例中，衍生物可以比来源化合物的效力更高或更低和/或衍生物可以比来源化合物的毒性更高或更低。在一些具体实例中，衍生物可以比来源化合物的效力更低和/或毒性更低。

如本文所用，“包含(comprise，comprising)”、“含有”和“具有”等可以具有美国专利法中赋予它们的含义且可以表示“包括(include，including)”等，并且通常被解释为开放式术语。术语“由……组成(consisting of，consist of)”是封闭式术语，并且仅包括结合这些术语具体列出的成分、结构、步骤等，以及根据美国专利法的含义。“基本上由……组成(consisting essentially of，consist essentially of)”具有通常由美国专利法赋予它们的含义。特别地，除了允许包括本质上不影响与其一起使用的物质的基本和新颖的特征或功能的附加物质、材料、成分、步骤或元件之外，这些术语通常为封闭式术语。例如，组合物中存在的、但不影响组合物的性质或特征的微量元素如果在“基本上由……组成”的语言下存在，即使在该表述之后的物质列表中没有明确地叙述，也是允许的。当在文字说明中使用诸如“包含”或“包括”之类的开放式术语时，应当理解，还应直接支持术语“基本上由……组成”以及术语“由……组成”，就像已明确陈述过一样，反之亦然。

在本文中，浓度、含量和其他数值数据可以范围形式表达或呈现。应当理解，使用这种范围形式仅仅是为了方便和简明，因此应当灵活地解释为不仅包括作为范围的极限而明确列举的数值，而且包括包含在该范围内的所有单个数值或子范围，就像已明确列举了各数值和子范围一样。作为说明，“约0.5g至10g”的数值范围应解释为不仅包括明确列举的约0.5g至约10.0g的值，而且包括在所述范围内的单个值和子范围。因此，在该数值范围中包括诸如2、5和7等单个值，以及诸如从2至8、从4至6等的子范围。同样的原则适用于仅列举一个数值的范围。此外，不论范围的宽度或所描述的特征如何，均应适用这种解释。

除非另外定义，否则本文所用的所有技术术语和科学术语均具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。尽管与本文所述的方法、装置和材料类似或等同的任意方法、装置和材料均可用于本发明的实践或测试，但将代表性的方法、装置和材料描述如下。

应注意的是，当讨论装置、系统和相关方法时，可以认为这些讨论中的每一者都适用于这些实施方案的每一者，而不论是否在该实施方案的上下文中明确地讨论了这些装置、系统和相关方法。因此，例如，当讨论湿敏膜(MRF)时，这种MRF也可以用于诊断方法，反之亦然。考虑到这一点，将进一步详细讨论MRF和相关方法。

在临床诊断装置(diagnostic setting)中用于确定汗液量的一种方法是淀粉/碘测试，其中用碘溶液涂抹患者的待测试区域，然后用干淀粉或淀粉的非水性介质(如矿物油)悬浮液进行涂覆。然而，现有的淀粉/碘测试是繁琐、耗时且令人不快的，即使在胶质淀粉和/或油性残留物已经被清除之后，患者仍然被碘和深紫色的碘/淀粉络合物染色。多汗症患者可能已经表现出不良的自我形象并感到尴尬，这可能使皮肤染色更具心理创伤。此外，关于多汗症的构成，出汗程度的测定可能是高度主观的。通常，测试的记录需要拍摄患者暴露的皮肤，这可能在拍摄期间受到照相机聚焦和环境照明的影响，从而导致相比于先前测试的更多的不准确性和阻碍。在许多情况下，可能会完全绕过繁琐的测试，并且可能基于主观(非定量)的医生评估或者基于甚至更主观的患者自我评估来进行诊断，可能会导致过度诊断和较差的资源利用。因此，需要一种简单的定量检测来对临床环境中的多汗症进行确认和分级。

本公开描述了具有适当性能的可选诊断工具和相关方法，所述性能来源于仅与待测试的皮肤进行短暂接触，在经测试的皮肤区域上不留下污迹或残留物，并且可以以高度可再现的方式进行电子扫描。此外，与校准区域或标准分数相比，测试区域的颜色强度的图像分析可以产生客观的、量化的结果，该结果易于与先前测试或后续测试进行比较。因此，本发明的工具和方法可以减轻患者的不适，可以减轻执行医生或工作人员的时间负担，并且可以产生比当前管理标准更可靠的量化结果。

据此，本文描述了用作诊断工具的MRF。此外，本公开还提供了一种诊断或检测多汗症或其他异常出汗症状和/或使用MRF监测出汗量减少的方法。

更详细地，在一些实例中，MRF可以包含络合材料，该络合材料在碘和水的存在下形成可视化络合物，例如通过显色可见的颜色。可以形成这种可视化络合物的络合材料的非限制性实例可以包括淀粉、聚乙烯醇等或它们的组合。当提及淀粉时，应当理解，形成这种可视化络合物的任意络合材料均可以替代本文公开的组合物、系统和方法中的淀粉。在一些实例中，MRF可以包括在碘和水的存在下形成可视化络合物的络合基质(如含淀粉的基质)以及涂覆在络合基质上的碘薄层。

通常，络合基质可以包含各种基质材料。非限制性地，基质材料可以包括纸、织物、聚合物材料等或它们的组合。在一些其他实例中，基质材料可以为刚性材料或刚性材料上的涂层。在一些具体实例中，基质材料可以为纤维素或纸基材料。在一些另外的实例中，淀粉或其他络合材料可以与用于制备纤维素或纸基材料的原料合并，以提供具有提高的干强度和/或改良的表面结构的纸基材料。因此，在一些实例中，淀粉或其他络合材料可以混合在纸基材料的整体中。在另外的实例中，淀粉或其他络合材料可以作为施加至纸基材料的表面涂层而被包括在内，以提供具有络合表面的络合基质。在将涂层施加至纸基材料的情况中，涂层可以为可具有任意合适的成分组合的任意合适的涂层。例如，涂层可以包含以下的任意合适的组合：颜料、粘合剂(例如丙烯酸粘合剂、胶乳粘合剂等)、聚合物材料(例如本文其他地方所述的聚合物材料)、填料(例如碳酸钙、高岭土、滑石、二氧化钛等)、增塑剂(例如丙二醇、甘油、山梨糖醇、聚乙二醇、其他多元醇、其他聚醚等)等或它们的组合。

在一些实例中，基质材料可以由织物材料制成或包含织物材料。可以使用各种合适的织物材料来制备络合基质。非限制性实例可以包括棉、亚麻、丝绸、麻布、竹、聚酰胺、聚酯、聚氨酯等、或它们的组合。在一些实例中，可能希望使用吸水性织物(例如，棉、亚麻、丝绸、麻布、竹等或它们的组合)来制备络合基质。在一些其他实例中，可能希望使用防水性织物(例如聚酰胺、聚酯、聚氨酯等或它们的组合)来制备络合基质。在一些另外的实例中，可能希望使用吸水性纤维和防水性纤维的组合来制备共混织物，以用于制备络合基质。在一些实例中，可以包含淀粉或其他络合材料作为施加至织物材料的表面涂层，以制备络合表面。当将涂层施加至织物材料时，涂层可以为任意合适的涂层，涂层可以具有任意合适的成分(例如如上所述的那些成分)的组合。在一些实例中，可以将织物材料浸泡在络合材料介质等中，以在织物材料的表面上沉积合适量的淀粉或其他络合材料。也可以使用将络合材料施加至织物材料的其他合适的方法。

在另外的实例中，基质材料可以由聚合物或其他合适的材料制成，或包括聚合物或其他合适的材料。这种材料的非限制性实例可以包括聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、卡波姆、聚丙烯酸、聚氧乙烯/聚氧丙烯共聚物、其他共聚物、白蛋白、酪蛋白、玉米蛋白、胶原蛋白、其他蛋白质、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、海藻糖、直链淀粉、右旋糖、果糖、甘露糖、半乳糖、其他糖类、赤藓糖醇、苏糖醇、阿糖醇、木糖醇、核糖醇、甘露糖醇、山梨糖醇、半乳糖醇、海藻糖醇、艾杜糖醇、肌醇、庚七醇、异麦芽酮糖醇、麦芽糖醇、乳糖醇、麦芽三糖醇、麦芽四糖醇、聚葡萄糖醇、其他糖醇、软骨素和/或其他糖胺聚糖、菊粉、淀粉、阿拉伯胶、琼脂、羧甲基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素、海藻酸盐、角叉菜胶、肉桂胶、纤维素胶、甲壳质、壳聚糖、凝胶多糖、明胶、葡聚糖、纤维蛋白、红藻胶(furcelleran)、结冷胶、印度胶、瓜尔胶、黄芪胶、刺梧桐树胶、刺槐豆胶、果胶、淀粉、塔拉胶、黄原胶和其他多糖、以及任意上述物质的官能化衍生物、它们的共聚物或混合物。

当基质材料由聚合物或其他合适的材料制成，或包含聚合物或其他合适的材料时，可以将淀粉或其他络合材料以各种方式施加至基质材料。在一些实例中，可以将淀粉或其他络合材料作为表面涂层施加至聚合物材料或其他合适的材料，以形成络合表面。在这种情况下，表面涂层可以包含任意合适的成分(例如如上所述的那些成分)的组合。在其他实例中，淀粉或其他络合材料可以与用于制备聚合物的原料或其他合适材料进行组合。因此，淀粉或其他络合材料可以分散在络合基质的整体中。在一些实例中，聚合物或其他合适的材料可以在络合材料介质中浸泡和/或溶胀，以使足够量的络合材料涂覆至聚合物或其他合适的材料上，从而形成络合基质。也可以使用将络合材料涂覆至聚合物或其他合适材料的其他合适的方法。

因此，可以使用各种基质材料来制备络合基质。在一些实例中，络合基质的组成通常仅受限于制备含有溶解或分散的淀粉的溶液的能力，可以将所述溶液干燥以形成膜，该膜包含或以其他方式结合有均匀分散在膜的整体中的络合材料。在其他实例中，络合基质可以在络合基质内和/或络合基质的整体中掺入淀粉或其他络合材料。

当将淀粉用作络合材料时，可以使用各种不同的淀粉来制备络合基质(例如通过涂布、混合等)。在一些实例中，淀粉可以包括天然淀粉，如玉米淀粉、玉蜀黍淀粉(maizestarch)、马铃薯淀粉、米淀粉、木薯淀粉、小麦淀粉等或它们的组合。在一些实例中，淀粉可以为改性淀粉，如氧化淀粉、阳离子淀粉、两性淀粉、酯化淀粉、酶促变性淀粉等或它们的组合。在一些实例中，淀粉可以包括天然淀粉和改性淀粉的组合。通常，可以使用能够在水的存在下与碘形成有色络合物的任意淀粉或淀粉衍生物。在一些具体实例中，络合基质可以包括至少0.75纳克(ng)淀粉(或其他络合材料)/平方毫米(mm²)表面积、至少1ng淀粉(或其他络合材料)/mm²表面积、至少2ng淀粉(或其他络合材料)/mm²表面积、或至少5ng淀粉(或其他络合材料)/mm²表面积。

作为一个具体的非限制性实例，可以通过制备含有15％聚乙烯醇(SpectrumChemicals，New Brunswick，NJ)和1％麦芽糖糊精(Maltrin M040，Grain ProcessingCorporation，Muscatine，IA)的水溶液，随后将该溶液流延或以其他方式铺展成200μm厚的膜，并蒸发至干，从而形成络合基质。如下所述，可以用碘涂覆所得的膜，以形成MRF。

更详细地，可以将碘(I₂)薄层施加至络合基质。可以以各种方式将碘层施加至络合基质。在一些实例中，可以通过用非水性碘溶液(如含有少于5重量％水、2重量％水、1重量％水或0.5重量％水的碘溶液)进行涂覆，随后进行蒸发，从而用碘涂覆络合基质，而不触发强烈的颜色形成。可以使用各种非水性溶剂来制备非水性碘溶液。非限制性实例可以包括甲醇、乙醇、正己烷、乙酸乙酯、氯仿、二乙基醚等或它们的组合。作为一个具体实例，可以将1％碘的试剂乙醇(Spectrum Chemicals，New Brunswick，NJ)溶液喷涂到上述麦芽糖糊精/PVA膜上并蒸发至干。在亚微升量的水存在下，所得碘涂覆的淀粉/PVA膜可以产生强烈有色络合物。如果水暴露在空间上是不连续的，例如当将膜压在皮肤上并且各个汗管分布在皮肤表面的不同区域上时，则位于那些汗管区域的膜的局部水合会产生2维图像。

在其他实例中，可以通过在不存在液态水时直接冷凝碘蒸气，从而使碘沉积在络合基质上，而不产生强烈的有色络合物。例如，如本文所述，可以使用纸基材料、织物材料、聚合物材料或其他合适的基质材料来制备络合基质，并且可以使碘直接冷凝至络合基质。在一些实例中，热敏收银纸(Thermal Paper Direct Inc，Mahwah，NJ)或其他合适的纸基材料、或用于络合基质的其他合适的基质材料可以具有有效量的淀粉，以用于制备MRF。此外，当如本文所述进行制备时，作为具体的纸基基质的非限制性实例，商业复印纸、喷墨打印纸、激光打印纸和来自多个全国性品牌的测试的多用途办公用纸(包括Boise(PaperCorporation of America(Lake Forest，IL)、Hammermill纸张(Erie，PA)、HP(Palo Alto，CA)，Weyerhaeuser(Seattle，WA)、Xerox(Norwalk，CT)等)可以包含有效水平的淀粉含量。因此，大多数来源的商业打印机用纸或书写纸通常可用于制备如本文所述的MRF的目的。作为一个具体实例，可以通过在24℃时将Hammermill优质多用途纸的样品置于含有结晶碘的玻璃容器中，从而制备MRF。经过几个小时，由于碘蒸气冷凝到纸表面上，因而纸可以显现浅棕色色调。在施加水分时，所得的MRF会产生强烈的紫色，并且可以容易地产生包括在活动毛孔位置处的暗斑的指纹图像。根据测试个体的手指的相对湿度，该图像可能在仅仅5秒内显现或者可能需要5分钟才能清楚地显现。在其他方面，对于检测特定的湿度水平或组织特征而言，更长或更短的接触时间可能是更理想的，因此本文不隐含具体的时间要求。在一些实例中，可以通过将玻璃容器的底板加热至高于24℃的温度，如高于或等于40℃、50℃、60℃、70℃或其他高温，从而加速碘的蒸发和随后转移至络合基质。

在其他实例中，可以通过使碘涂层或富碘层直接与络合基质进行物理接触，从而将碘层施加至络合基质。在一些情况下，可以将碘涂层或富碘层粘附至络合基质或以其他方式转移至络合基质，以形成碘层。在一些其他实例中，碘涂层可以包含粘合剂(例如丙烯酸粘合剂、胶乳粘合剂等或它们的组合)、填料(例如碳酸钙、高岭土、滑石、二氧化钛等或它们的组合)、增塑剂(例如丙二醇、甘油、山梨糖醇、聚乙二醇、其他多元醇、其他聚醚等或它们的组合)、聚合物材料(例如本文所列的聚合物材料)等、或它们的组合。例如，可以通过干燥还含有作为增塑剂的0.05％甘油(Spectrum Chemicals，New Brunswick，NJ)以及1％碘(Spectrum Chemicals)的2％的海藻酸盐溶液，从而在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)片状基质上制备海藻酸钠(Manucol DH，FMC Biopolymers，Philadelphia，PA)的薄层。单独的海藻酸盐与碘不产生有色络合物。干燥的含碘海藻酸盐膜可以从PMMA基质上剥离，并施加至上述络合基质中的一者。当施加一滴水时，所得的2层或双层MRF可以在局部形成强烈的有色淀粉碘络合物。

薄碘层可以在络合基质表面上形成均匀的棕色。当储存在密闭的气密容器中时，该颜色可以保持数周。此类容器可以包括玻璃、聚乙烯、蜡、铝箔等或它们的组合。然而，一些金属和其他材料(特别是含铁材料)对碘敏感并迅速腐蚀，因此对于富碘膜的储存不理想，除非具有透不过碘蒸气的保护性外涂层。当薄碘层暴露于水分，如来自指纹、手印、足印或其他皮肤表面(例如腋窝皮肤表面、胸部皮肤表面、腹股沟皮肤表面等)和相关汗管的水分时，润湿区域基本上变暗。此外，在一些实例中，这种变暗可为基本不可逆的，当使留下印记并变暗的区域暴露于空气时，该区域仍然变暗。相比之下，在一些实例中，当暴露于空气时，未变暗的区域可随着时间推移而变浅，直至棕色基本上消失或完全消失。不希望受到理论的束缚，据信这可能是由于在水的存在下，碘被捕获在络合基质中的直链淀粉或其他络合材料的螺旋中。这种碘的捕获形式可能较为稳定，并且不易通过蒸发而损失。未压印区域的蒸发还用于提高压印区域的对比度，从而使得压印的MRF的图像更清晰。

应注意的是，通过将碘层施加至络合基质，使得在皮肤表面与MRF接触之前，不需要将碘施加至皮肤表面。与将碘施加至皮肤表面、然后使皮肤表面与络合基质接触相比，这可以提供MRF整体的更为一致的测定结果。然而，可以在没有引入碘层的情况下使用络合基质。在这些实例中，皮肤或其他皮肤表面可以预先涂有碘，然后与络合基质接触，以生成与由MRF产生的图像相似的图像。在一些实例中，MRF可以以能够贴合非平面表面的薄的、柔性的形式体现。在一些实施方案中，MRF还可以包含可弹性变形的基体，如可拉伸的膜或弹性泡沫背衬，使得可以最大程度地接触非平面的表面。

在一些另外的实例中，MRF可以包括施加至络合基质背侧的背衬层，该背侧与络合基质的施加有碘层的一侧相对。在一些实例中，在检测皮肤表面上的水分含量时，背衬层可以提供提高的灵敏度。在一些实例中，这可能是因为水分更多地被限制在MRF内而不是使水分能够通过MRF。因此，背衬层可以具有可选择程度的透湿性。例如，在一些情况下，背衬层可以是隔水层。在另外的实例中，对于水而言，背衬层可以是半隔水层。在其他实例中，背衬层可以是吸水性材料。这些不同类型的背衬层可以适应不同水平的皮肤水分。例如，高吸收性背衬层可能更适合于高水分样品，而不会使MRF的信号感光过度或饱和。相反地，高度隔水的背衬层可以通过防止水分透过MRF而为低水分样品提供提高的灵敏度。

图1示出了MRF 100的一个实例的截面图。MRF 100可以包括基质材料110和施加至基质材料110的表面的络合材料涂层120。在该具体的实例中，基质材料110和含淀粉涂层120可以形成络合基质，并且络合材料涂层120可以形成络合基质的络合表面122。在其他实例中，淀粉或其他络合材料可分散在基质材料110的整体中。在这种情况下，可以不必包括络合材料涂层120，这取决于基质材料110表面上的络合材料的浓度。在这种情况下，络合表面可以是络合基质的表面，该表面上施加有碘层130。在该具体实例中，将碘层130施加至络合材料涂层120上，以形成测试表面132。在一些实例中，可以将背衬层140施加至络合基质的与施加有碘层130的一侧相对的一侧上，或与测试表面132相对的一侧上。应注意的是，附图的各种特征不是按比例绘制的，而仅仅是为了便于描述MRF的实例而表示的。

当用作诊断工具时，还可以用至少一种预选剂量的水对MRF进行处理，以便在MRF的一个或多个预选区域(如在拐角区域或沿着边缘)中产生至少一种校准颜色响应或标记，留下可以用于进行测试测定的未经处理的区域。在一些实例中，可以预先选择一个或多个校准标记或校准区域以指示阈值颜色，其中在测试区域中产生的显色可以弱于、等于或强于所述一个或多个校准标记，从而指示是否存在诊断相关的水分水平。在其他实例中，可以预先选择校准区域以指示诊断相关的水分水平的严重性或程度。在这种情况下，可以采用多个校准标记，每个校准标记代表不同的水分水平。可以将测试区域中产生的显色与校准标记进行比较，以确定诊断相关的水分水平的严重性或程度。

图2A示出了具有测试区域250和校准区域260的MRF 200的一个具体实例，其中校准区域260具有单个阈值校准标记262。因此，可以将测试区域250中产生的显色与校准区域260中的阈值校准标记262进行比较，以确定是否存在诊断相关的水分水平。在其他实例中，校准标记可以沿着MRF的边缘的一部分或边缘的整体延伸，并且可以包括多个校准标记或梯度校准标记，以确定诊断相关的水分水平的程度。

在一个实例中，可以通过直接施加水来产生一个或多个校准标记。在另一个实例中，可以通过施加其中分散、溶解或捕获有水的非水性材料来产生一个或多个校准标记。作为一个非限制性实例，这可以通过将溶解有预选量的水的预选量的无水乙醇施加至校准区域来实现。在另一个实例中，可以将负载有预选量的水的塑料海绵施加至MRF校准区域。在又一个实例中，可以通过使校准区域暴露于具有预选浓度的水蒸气的料流或气氛(例如在空气或其他合适的流体中)达预选时间以产生适当的校准基准颜色，从而生成校准标记。在另一个实例中，可以通过使校准区域局部冷却至预选温度达预选时间来产生校准标记，将预选时间选择为产生环境水分的冷凝而足以形成标记。

在其他实例中，一个或多个MRF校准标记可以由单独的校准条或校准图例(calibration key)上的以墨水印刷的一个或多个标记代替。单独的校准条上印刷的一个或多个标记可以对应于通过将预选量的水分添加至MRF的区域而产生的颜色。在一些实例中，校准条或校准图例可以包括阈值颜色，其中在MRF上产生的显色可以弱于、等于或强于阈值校准标记，从而指示是否存在诊断相关的水分水平。在其他实例中，校准条或校准图例可以包括多个校准标记或具有连续或半连续颜色梯度的校准标记，从而基于MRF上产生的显色指示诊断相关的水分水平的严重性或程度。

图2B示出了MRF 200的一个实例，其中MRF的整体表面为测试区域。图2B还示出了包括多个校准标记262的单独的校准条264。在该具体实例中，单独的校准条264可以邻近MRF 200放置，以将MRF上产生的显色程度与多个校准标记进行比较，以确定诊断相关的水分水平的严重性或程度。

还在其他实例中，可以用软件再现校准标记的功能，测试区域的显色可以与校准标记进行电子比较。然而，在一些实例中，当用软件再现校准标记时，MRF可以包括对照标准区域，该对照标准区域可以用于使通过软件进行的数据采集和分析归一化。在一些实例中，可以通过用墨水打印特定的颜色标准区域来制备对照标准区域。在其他实例中，可以通过向对照标准区域施加预定量的水来制备对照标准区域。还在其他实例中，对照标准区域可能是不必要的，并且软件可以基于电子校准信息或存储的校准信息来确定是否存在诊断相关的水分水平或其程度如何。

因此，可以以多种合适的方式产生或生成MRF的校准区域。对产生或生成校准区域的方式没有特别的限制，因而可以使用任意合适的方法。

利用与诊断MRF相关的合适的校准区域和/或相关的方法，可以将患有可能的多汗症或其他出汗或水分相关的症状的医学患者的待诊断的皮肤区域与MRF诊断工具的水分响应测试区域接触。可以将各种皮肤表面用于测试，如手掌、足底、面部、胸部、腋窝区域、腹股沟或其他合适的皮肤表面。测试的皮肤表面可以保持与MRF接触预选的一段时间，之后可以使皮肤表面离开所接触的MRF，以允许对响应于来自患者皮肤表面上的排汗的水分而产生的显色进行目测检查。皮肤表面可以与水分响应测试区域保持接触各种预定的时间，这取决于所选择的具体校准标准、所使用的MRF的类型等。应用时间段的非限制性实例可以包括约1秒至约300秒、约2秒至约240秒、约3秒至约120秒、约5秒至约90秒、约8秒至约60秒或约10秒至约30秒。

应注意的是，出汗是自然的生物过程，并且存在许多可能引起出汗的因素。因此，可能期望采取措施来使假阳性最小化或使测量的准确度最大化。例如，在一些情况下，测试对象在进行测试之前可能变得紧张或焦虑，这可能会引起出汗，因而可能会产生错误的测试结果。因此，在一些情况下，可以进行多个预测试步骤以协助使错误的测试结果最小化。例如，在一些情况下，在进行测试之前，可以指导测试对象用毛巾、电干燥器等或它们的组合来干燥待测试的皮肤表面。在一些实例中，在进行测试之前，可以指导测试对象对其待测试的皮肤表面进行干燥至少3分钟或约3分钟、至少5分钟或约5分钟、至少8分钟或约8分钟、至少10分钟或约10分钟、或至少15分钟或约15分钟。在一些实例中，在将皮肤表面贴附至测试区域之前，或在其他合适的时间，可以指导测试对象以约5分钟至约30分钟、或约10分钟至约60分钟的范围内的时间对其待测试的皮肤表面进行干燥。在一些其他实例中，可能期望控制进行测试的环境。例如，在一些情况下，可能期望在具有受控的温度、湿度水平、气流等或它们的组合的环境中进行测试。在一些实例中，在进行诊断测试之前，可以指导测试对象在受控测试环境中达预定的一段时间。在一些其他实例中，当测试对象在受控测试环境中时，可以指导测试对象对其待测试的皮肤表面进行干燥，并且在等待预定的一段时间后，将皮肤表面贴附至MRF达预定的一段时间。在一些其他实例中，在进行测试之前可以监测测试对象的心率，以证实测试对象的心率在预定范围内(例如，从每分钟大约60次到每分钟大约100次、或者小于或等于每分钟100次)。也可以进行各种其他预测试步骤。因此，可以进行一个或多个预测试步骤(如上述的预测试步骤)，以使错误的测试结果最小化。

任选地，在进行测试之后，可以对MRF进行电子成像，如使用平板文档扫描仪、来自便携式计算机或智能电话的照相机、其他合适的电子成像技术、或它们的组合。在一些实例中，可以使用诸如NIH ImageJ开源软件之类的通用图像分析软件，或者通过在计算机或智能电话上运行的相应程序或应用，从而任选地分析电子扫描的图像。在一些另外的实例中，图像可以作为分析程序或应用的一部分而被获取，该分析程序或应用进行测试区域和校准区域之间的颜色密度比较，以确定测试区域中的水分是否高于、低于或等于校准区域中的水平，从而可直接确定诊断结果。

此外，在一些实例中，MRF还可以印有追踪码、电子扫描图案、文本、指令和/或待写入的区域作为文档形式的一部分等。在这样的实例中，测试区域可以是形式文档的子部分。在一些实例中，在测试之前和/或之后，可以通过保护膜、覆盖物或包装来保护用于测试的MRF的区域以免暴露于水或通过升华等损失碘。在一些另外的实例中，测试区域可以与校准区域相邻或相连，从而便于比较测试区域中来自水分的颜色信号和校准区域中的颜色信号。

因此，如前所述，MRF可以用于诊断或检测多汗症、或其他与水分相关的病症和/或监测皮肤表面出汗或水分含量减少的方法。该方法可以包括向受试者提供具有水分响应测试区域和任选的校准区域的MRF。该方法还可以包括使受试者的皮肤表面贴附至MRF的测试区域达预定的一段时间，随后使皮肤表面离开测试区域以露出暴露的测试区域。在一些实例中，皮肤表面可以为任意的皮肤表面，其中出于任意原因，期望确定出汗量或皮肤表面水分水平。在一些具体实例中，皮肤表面可以为足的皮肤表面(如足底)、或手的皮肤表面(如手掌)、腋窝区域(例如腋窝)、胸部区域、腹股沟区域、面部区域、或者其他合适的皮肤表面。

如上所述，当暴露于皮肤水分时，MRF会变暗。因此，当MRF的测试区域与样品皮肤表面接触时，MRF的变暗将与皮肤表面的不同区域的水分含量成比例。因此，暴露的测试区域可以提供样品皮肤表面的“指纹”或“排汗图(perspirograph)”。可以将暴露的测试区域与MRF相关的校准区域(如位于MRF上的校准区域、单独的校准条或校准图例上的校准区域、或电子校准区域)进行比较，以确定受试者是否患有多汗症或其他与水分相关的症状。此外，暴露的测试区域可以用于监测随时间推移的出汗量。在一些实例中，通过用治疗剂治疗，可以改善出汗量。因此，用MRF监测症状可以帮助检验是否向受试者施用了治疗有效量的治疗剂。由此，可以以任意合适的间隔进行该方法以监测治疗的进展。还应注意，可能需要在预定的一段时间内进行多次测定以确定平均分数。这可以帮助使由于外部因素(如焦虑、心率加快等)造成的异常数据点所导致的错误数据最小化。因此，在一些情况下，可以随时间推移监测多个测试结果的平均值，以监测治疗的进展。

当MRF通过与手指、手掌、脚趾、足或其他合适的皮肤表面接触而适当地暴露于水分时，以类似于熟知的基于墨水的指纹记录的独特图案记录了所接触的皮肤的水分含量以及个体汗管。然而，MRF不仅记录了皮肤接触区域，而且记录了汗管口处的有效出汗量的证据。以与基于墨水或其他指纹信息相同的方式，这种组合图案对于个体而言是唯一的。很好理解，通过使用硅树脂或其他聚合物印记，可以以高再现性复制基于墨水或基于油质的指纹，甚至能够骗过基于指纹的安全措施。相比之下，由MRF技术生成的分布在指纹内的活动汗管的存在可能非常难以复制，因此可以在这种识别记录中提供高得多的安全级别。

尽管已经参照诊断和监测与皮肤表面相关的出汗量或其他与水分相关的症状而大体描述了MRF诊断工具和相关方法，但是MRF和相关方法不限于这些实例。例如，MRF的测试区域可以暴露于含有水蒸气的气流、或人的呼吸气流，以确定水在气体中的存在或水平、或者确定人是否正在呼吸。还在其他实例中，可以测试切开的植物或水果的含水量。在另一个实例中，可以用隔水层覆盖或涂覆宽的、平面维度的MRF，使得水分的进入来自边缘的暴露。在另一个实例中，在保护性包装或运输监测或其他用途中，MRF可以产生暴露于水的不可逆指示。在另一个实例中，可以将MRF整合到电子器件中，以指示暴露于可能损坏设备的水。在另一个实例中，MRF可以采取嵌入水分测定仪中的小测试条的形式。因此，MRF和相关方法可以与需要测定水的任意合适的方法一起使用。此外，本文所述的MRF可以提供一种确定测试表面上存在的水量的简单、可定量且可再现的方法，并且该MRF是物理柔性的，能够与不规则形状的表面接触。

因此，本公开还描述了基于表面处的水分含量而识别表面特征的方法。通常，该方法可以包括使表面贴附至本文所述的湿敏膜(MRF)的测试区域达预定的一段时间，并使表面离开测试区域以露出暴露的测试区域。如本文所述，表面可以包括植物表面、水果表面、包装表面、电子器件或元件的表面等。还在其他实例中，表面可以包括受试者的皮肤表面。

当表面为皮肤表面时，可以基于水分含量来确定不同表面特征。例如，在一些情况下，该方法可以用于基于汗管位置处的指纹识别或其他识别方法。在这种情况下，MRF可包括一个或多个测试区域，以容纳一个或多个皮肤表面位置，例如指尖。

例如，图2C示出了包括多个测试区域250的MRF 200。具有多个测试区域的MRF在评价或识别多个表面的表面特征方面是有效的，例如用于指纹识别目的。在其他实例中，具有多个测试区域的MRF可以用于(例如)采集关于诸如皮肤表面之类的常见表面的水分数据、进行多次采集以生成更宽的表面轮廓、获取附加数据点以生成关于常见表面的平均测试分数等。虽然图2C中的MRF不包括校准区域，但是在一些实例中，将表面特征与一个或多个校准标记进行比较以确定特定结果的显著性或相关性仍然是有价值的。

本公开还描述了一种湿敏膜(MRF)系统或试剂盒。该系统或试剂盒可以包括一个或多个本文所述的MRF。在一些实例中，系统或试剂盒的MRF可以包括校准区域。在这种情况下，在一些实例中，系统可以包括一个或多个水标准物，可以将水标准物施加至校准区域以生成一个或多个有色校准标记。在这种情况下，可以通过滴管、移液管或其他合适的分配装置将水标准物施加至校准区域。在一些实例中，系统或试剂盒中可以包括分配装置。在其他实例中，系统可以包括关于如何制备一个或多个水标准物以及如何将水标准物施加至校准区域的说明。还在其他实例中，可以用墨水打印校准区域或用类似方式制作，以制备有色校准标记。

在一些实例中，MRF可不包括校准区域。在一些实例中，系统可以包括一个或多个单独的校准条或校准图例，该校准条或校准图例具有印刷的或以其他方式形成在其上的校准标记或刻度。在一些情况下，校准条或校准图例可以包括一个或多个指定的校准区域，可以将水标准物施加至该一个或多个指定的校准区域以生成校准标记。在这种情况下，系统或试剂盒中可以包括一个或多个水标准物，以与一个或多个校准条或校准图例一起使用。

在其他实例中，系统或试剂盒可以包括关于如何通过软件结合电子校准数据来使用MRF的说明。在这种情况下，MRF可不包括校准区域。此外，在一些实例中，系统或套件可不包括校准条或校准图例、水标准物或任何其他非电子校准工具。

系统或试剂盒还可以包括关于如何使用系统或试剂盒的使用说明。例如，该使用说明可以指导终端用户将MRF贴附至皮肤表面达预定的一段时间。在一些实例中，该使用说明可以指导最终用户如何生成适当的颜色校准数据以用于与测试结果进行比较。还在其他实例中，该使用说明可以指导终端用户在进行测试之前进行一个或多个预测试步骤。

在一些实例中，试剂盒还可以包括合适的皮肤干燥用材料，以准备用于贴附MRF的测试部位。在一些实例中，皮肤干燥用材料可以包括吸水性织物(例如本文所述的吸水性织物)。在一些实例中，吸水性织物可以为微纤维织物。在一些实例中，皮肤干燥用材料可以包括纸基毛巾、含有干燥溶剂(例如乙醇、异丙醇等)的一次性巾等。系统或试剂盒中可以包括这些皮肤干燥用材料的任意组合或其他合适的皮肤干燥用材料。

下面提供几个非限制性实例以帮助说明本文公开的方法、装置和系统的一些益处。这些实例仅用于说明性目的，而不是限制性的。

在一些实例中，湿敏膜可以包括：

含有络合材料的络合基质，该络合材料在碘和水的存在下形成可视化络合物；以及

碘层，其施加至络合基质以形成包括测试区域的湿敏膜。

在一些实例中，络合基质包含纸、织物、聚合物材料或它们的组合。

在一些实例中，络合基质包含纸。

在一些实例中，络合材料混合在纸的整体中。

在一些实例中，纸包括含有络合材料的表面涂层。

在一些实例中，络合基质包含织物。

在一些实例中，织物包括棉、亚麻、丝绸、麻布、竹、聚酰胺、聚酯、聚氨酯或它们的组合。

在一些实例中，络合基质包含聚合物材料。

在一些实例中，聚合物材料为选自由下列组成的组中的成员：聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、卡波姆、聚丙烯酸、聚氧乙烯/聚氧丙烯共聚物、其他共聚物、白蛋白、酪蛋白、玉米蛋白、胶原蛋白、其他蛋白质、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、海藻糖、直链淀粉、右旋糖、果糖、甘露糖、半乳糖、其他糖类、赤藓糖醇、苏糖醇、阿糖醇、木糖醇、核糖醇、甘露糖醇、山梨糖醇、半乳糖醇、海藻糖醇、艾杜糖醇、肌醇、庚七醇、异麦芽酮糖醇、麦芽糖醇、乳糖醇、麦芽三糖醇、麦芽四醇、聚葡萄糖醇、其他糖醇、软骨素和/或其他糖胺聚糖、菊粉、淀粉、阿拉伯胶、琼脂、羧甲基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素、海藻酸盐、角叉菜胶、肉桂胶、纤维素胶、甲壳质、壳聚糖、凝胶多糖、明胶、葡聚糖、纤维蛋白、红藻胶、结冷胶、印度胶、瓜尔胶、黄芪胶、刺梧桐树胶、刺槐豆胶、果胶、淀粉、塔拉胶、黄原胶和其他多糖、以及任意上述物质的官能化衍生物、它们的共聚物以及它们的组合。

在一些实例中，络合材料包括天然淀粉。

在一些实例中，络合材料包括改性淀粉。

在一些实例中，络合基质包括至少0.75纳克(ng)络合材料/平方毫米(mm²)基质表面积。

在一些实例中，碘层包括碘涂层。

在一些实例中，碘涂层包含粘合剂、填料、增塑剂、聚合物材料或它们的组合。

在一些实例中，湿敏膜还包括背衬层，该背衬层位于络合基质的与施加碘层的一侧相对的背侧上。

在一些实例中，湿敏膜还包括指定的校准区域和指定的测试区域。

在一些实例中，制造湿敏膜的方法可以包括：

将络合材料与基质材料结合以制备络合基质，该络合基质在碘和水的存在下形成可视化络合物；以及

将碘层施加至络合基质，以形成湿敏膜。

在一些实例中，结合包括将络合材料混合或分散在基质材料的整体中。

在一些实例中，结合包括将络合材料涂层施加至基质材料的表面上，以制备络合基质，该络合基质在碘和水的存在下形成可视化络合物。

在一些实例中，施加碘层包括用非水性碘溶液涂覆络合基质的络合表面。

在一些实例中，施加碘层包括使碘蒸气直接冷凝至络合基质的络合表面。

在一些实例中，施加碘层包括用碘涂层涂覆基材的络合表面。

在一些实例中，碘涂层包含粘合剂、填料、增塑剂、聚合物材料或它们的组合。

在一些实例中，该方法还包括将背衬膜施加至基质。

在一些实例中，将背衬膜施加至基质材料，然后将络合材料与基质材料结合，以制备络合基质。

在一些实例中，检测与水分相关的皮肤症状的方法可以包括：

向受试者提供本文所述的湿敏膜(MRF)；

使受试者的皮肤表面贴附至湿敏膜的测试区域达预定的一段时间；

使皮肤表面离开测试区域，以露出暴露的测试区域；以及

将暴露的测试区域与校准区域进行比较，以检测是否存在与水分相关的皮肤症状。

在一些实例中，皮肤表面为足表面、手表面、脸表面、胸表面、腋窝表面或腹股沟表面。

在一些实例中，预定的一段时间为1秒至300秒。

在一些实例中，湿敏膜上包括校准区域。

在一些实例中，单独的校准条上包括校准区域。

在一些实例中，校准区域为不包括在湿敏膜上的数字校准区域。

在一些实例中，方法还包括在使受试者的皮肤表面贴附至测试区域之前，对皮肤表面进行干燥。

在一些实例中，湿敏膜(MRF)系统可以包括：

本文所述的湿敏膜(MRF)；以及

使用说明，其指导终端用户将MRF贴附至表面达预定的一段时间。

在一些实例中，表面为皮肤表面。

在一些实例中，皮肤表面为足表面、手表面、脸表面、胸表面、腋窝表面或腹股沟表面。

在一些实例中，预定的一段时间为1秒至300秒。

在一些实例中，MRF包括校准区域。

在一些实例中，印刷校准区域以制备一个或多个校准标记。

在一些实例中，该系统还包括一个或多个水标准物，以用于施加至校准区域，从而制备一个或多个校准标记。

在一些实例中，该系统还包括与MRF分离的一个或多个校准条。

在一些实例中，该系统还包括皮肤干燥用材料。

在一些实例中，皮肤干燥用材料包括吸水性织物、纸基毛巾、含有干燥溶剂的一次性巾或它们的组合。

在一些实例中，MRF包括多个测试区域。

在一些实例中，基于表面处的水分含量来识别表面特征的方法可以包括：

使表面贴附至本文所述的湿敏膜(MRF)的测试区域达预定的一段时间；以及

使表面离开测试区域以露出暴露的测试区域。

在一些实例中，表面为受试者的皮肤表面。

在一些实例中，皮肤表面包括指尖。

在一些实例中，MRF包括多个测试区域。

在一些实例中，贴附表面包括将受试者的各个指尖贴附至多个测试区域中的各个测试区域，以获得受试者的指纹。

在一些实例中，该方法还包括将暴露的测试区域与校准区域进行比较，以检测是否存在基于水分含量的表面特征。

实施例

实施例1-使用聚乙烯醇膜装置的出汗量指纹识别

本发明人开发了一种通常用于显现毛孔的碘-淀粉络合作用的基于膜的改进装置(adaptation)，该改进装置包括聚乙烯醇(PVA)和麦芽糖糊精的薄的柔性膜。在碘的存在下，当润湿时，该膜迅速地显色。与使用干淀粉颗粒或分散在油中的颗粒的更普通的方法相比，这种膜方法具有显著的优点。该膜以高分辨率显色，表明淀粉在干膜中的均匀分布，并且显色是在膜本身内产生的，使得可以从下面的组织基质上除去该显色，并随后使用归一化电子方法使其显现并永久记录(扫描)，从而避免了在受试者皮肤的不规则表面上看到的斑点的基本视觉分析，并且有助于汗液水平的定量比较。

更详细地，在碘的存在下，通过干燥聚乙烯醇/麦芽糖糊精溶液制备的膜对出汗具有响应。通过这种“指纹识别”方法生成了具有可分辨的汗管的出汗量的高分辨率图像，其中将涂覆有碘的皮肤表面压在干燥的淀粉/PVA膜上几分钟。小至小鼠脚爪和大至人足的区域均可以使用该方法进行分析，并且所得的“膜”可以储存在干燥环境中或电子成像以进行更加定量的分析。

本发明人还将上述膜传感器改造成不需要使用PVA或任何其他单独施加的聚合物的纸基装置。简言之，将已知在碘和水的存在下会形成有色络合物的材料(通常为淀粉、麦芽糖糊精或类似物)负载于纸、织物或任意其他亲水表面上，尽管PVA也可以用于这种作用。根据需要，使表面干燥，然后以无水方式使元素碘沉积在该表面上，这防止了过早的络合作用。所得的表面负载有碘和能够形成有色络合物的相应试剂，所得的表面对水敏感，当暴露于微量的水(大约暴露于来自单个毛孔的约150pL/mm²或更低、或250fL/像素、或1.8pL的水)时，可迅速产生可见的颜色。通过从结晶固体进行直接蒸气暴露，或通过用元素材料在诸如试剂甲醇或乙醇或类似物之类的无水(或几乎无水)的溶剂中的溶液润湿淀粉基质，随后通过蒸发干燥溶剂(其进行得快于碘的蒸发损失)，从而能够以无水方式方便地沉积碘。所得的膜可储存在可密封的容器或包装中，以便防止碘含量的逐渐损失，并且必须储存在湿度足够低的条件下，以便防止液态水的凝结和膜传感器材料中颜色的显色。设计用于接受印刷的大多数商业纸张包括所谓的施胶剂，从而赋予了许多益处，这些益处包括墨水材料的均匀性和易吸收性。这些施胶剂通常包括如淀粉那样在水的存在下与碘形成有色络合物的材料，从而提供了适用于本文所述的水分传感装置的现成平台。

实施例2-MRF中淀粉和碘含量的评价

为了评价对水显现颜色响应所需的淀粉和碘的量，对未负载淀粉的纸基质、Kimwipe实验室拭子(Kimberly-Clark，Irving，TX)施用1μL的作为模型淀粉成分的麦芽糖糊精的少量各种溶液。1μL剂量的0.01重量％的麦芽糖糊精水溶液形成直径约8mm的斑点，以便完成约1mg*0.01％/50mm²＝0.000002mg/mm²＝2ng/mm²的淀粉沉积。当用类似量的无水碘溶液处理并随后暴露于水分时，该剂量反应形成的有色区域对于普通光下的目测检查是显而易见的。在本文所述系统的该示例性实施方案中，较低的淀粉水平(例如500pg/mm²)没有形成明显可见且可区分的信号。

实施例3-纸基装置中的MRF

在20℃的环境温度下，将一片标准喷墨打印纸(如Hammermill喷墨纸，产品#105050)暴露于约0.5g从50℃升华沉积为1立方英尺体积的碘蒸气1小时。移除后，不进行进一步处理，所得的MRF表现出与直接接触皮肤的液态水接触的强敏感性，然而所得的MRF可以在环境20℃、55％湿度的气氛中容易地操作而不产生明显的显色。

实施例4-MRF的校准表征

通过施加微量的水，易于校准上述实施例3的MRF以检测特定的水分水平。纯水的施用产生了强烈可见的深紫色显色，平均灰度等级为约40，其可容易地区别于通过在普通平板彩色扫描仪上扫描产生的标准0-255灰度级上的约220的浅褐色背景(未润湿)水平，在该实施例中，普通平板彩色扫描仪为Epson Perfection V550照片扫描仪(Epson America,Inc.,Long Beach，CA)，其扫描参数设置为1200dpi24位RGB，使用ImageJ开源图像分析软件(http://imagej.nih.gov/ij,v.1.50d)分析图像。使用普通的手机照相机(iPhone 7+、Apple Inc.，Cupertino，CA)和相同的软件，发现了相似的相对灰度等级和计算响应。一种递送微量水的方便方法是以在非水性溶剂(如试剂乙醇或甲醇)中的溶液形式来引入水。例如，当将1μL量的1％的水在无水丙酮中的溶液施加到实施例2中所述的MRF时，随着丙酮蒸发，使得水渗透入MRF中，从而在约10秒内出现纸中可辨别的颜色变化产生的所得斑点，所得斑点超过10个灰度等级或最大颜色响应的约5％。这可以提供半径为约4.5mm或半径为4.5*600＝2700像素宽度的大致圆形的斑点，其面积为约63.6mm²或约63.6*600＝38000像素。由此显现的斑点是由分布在这些38000个像素上的1μL初始溶液的10nL水含量所产生的。因此，当1％水溶液剂量为1μL/38000像素、或水剂量为10pL/38000像素、或约260fL/像素时，颜色明显。通过对扫描图像的目测检查，非常容易观察到作为由于与活动人体汗毛孔接触而产生的显色区域而观察到的斑点尺寸，并且斑点尺寸可以小至直径为0.12mm，面积为0.011mm²。因此，来自人毛孔的斑点的面积可以比1μL校准点尺寸小5600倍以上，相当于所测定的来自毛孔的水剂量在10nL/5600＝1.7pL的范围内。因此，通过递送精确体积的标准浓度的水溶液，可以有助于对暴露于水的响应的信号强度进行定量，以便原位产生信号-响应数据。包括一个或多个此类校准标记可以用于证实传感器是否正常工作，并且可便于进行分级或质量控制，以及为随后的使用提供便捷的读出参考。

例如，图3A示出了实施例3的纸基MRF在与人手掌皮肤接触20秒后的图像，其示出了界限清楚的点状暗斑，这些暗斑沿着表皮皮肤的褶皱排列，在褶皱处，汗毛孔与MRF接触，从而触发碘-淀粉显色反应，类似于皮纹或指纹，但是记录了表面的汗液。该图像描述了对可能被认为在正常汗液范围内(不能被诊断为患有多汗症的个体)的皮肤的MRF响应。图3B描述了在相似的与皮肤接触20秒之后的同一张纸的不同区域，该皮肤可能被认为展示了一定程度的多汗症(具有该印迹的个体可能被诊断为患有多汗症)。比例尺表示3/4”。如图3B所示，记录了与图1A中观察到的点状图案相似的点状图案，但是在图3B中，这些点状图案的数量和密度高于非多汗症个体，并且还记录了可能由过量水分的毛细作用(wicking)造成的或由表皮表面处额外扩散的水分引起的额外扩散染色。这种图像可以通过展示总的汗液输出、出汗分布或过量汗液的芯吸程度，从而形成多汗症诊断的基础。此外，图3B或整个手的扩展印记可以用于识别或多或少具有多汗症的特定区域，作为医生随后治疗的指导。此外，图3C示出了在用于记录图3A和图3B的印记的实施例3的同一纸基MRF上，来自一组标准1μL剂量的选定水浓度以及所产生的响应的响应数据，其中标记了轴以示出在每像素基础上的水剂量以及所得的灰度等级。应注意的是，y轴绘制了由于暴露于水而变暗的像素的灰度等级显示为较低的灰度值，并且对于0.0pL水剂量所看到的195的灰度等级反映了未变暗的背景灰度等级。标有“阈值”的虚线示出了颜色阈值(在该情况中为180灰度)如何被用来记录高于预选水平的水暴露量的任意选择的示例，例如可用于检测和计数被视为多汗性活动腺体或区域，以用于定量测定出汗活性或密度。这种阈值数量或多个阈值数量可以在与皮肤科医生的会诊中进行设定，以表示用于特定状况(如多汗症、或汗腺或汗管的其他功能障碍)的有用的诊断标准，或者估计药物或治疗的作用。通过使用以Epson Scan软件3.9.2.3US版本运行的Epson Reflection V550扫描仪以24位RGB颜色和1200dpi分辨率设置对膜进行电子成像，从而定量水响应强度。将图像保存为1200dpi图像以用于分析，并且使用开源ImageJ软件版本2.0.0-rc-42/1.50d提取图像信号强度水平。

可以使用各种方法进行图3A和图3B中所示的图像分析，其中的任意一种方法都可适用于确定反映所吸收的水分量的MRF的变暗程度。例如，使用灰度值180的阈值，其排除了MRF的大部分非暴露区域(为较浅的褐色并且以180或更高的数字RGB灰度值进行扫描)，生动地描绘了与MRF的相应区域上的大约250fL或更高的水剂量相对应的像素。使用该阈值，当以较低灰度值的像素(较暗的像素，指示水暴露量在阈值之上)计数时，在图3A中为295,313个像素，而在图3B中为超过阈值的1,394,286个像素。因此，由与图3B的较湿的皮肤接触而产生的MRF信号容易被分配定量的暗像素计数，其为图3A的较不湿的皮肤的1,394,286/295,313＝4.7倍。如果不仅仅对暗像素进行计数，而是使用加权和，加权和为每个像素的反转灰度等级的和(即，灰度等级为60的各像素的共计值为255-60＝195，等等)，则由此产生的图1A的“得分”为2.63*10⁷，而图3B的较湿的MRF得分为1.40*10⁸，因此增强了两次扫描中的湿度差异，图3B中的得分为图3A中得分的约5.3倍。如图3C所示，低于约1pL/像素暴露水平时，该实例MRF的响应基本上是线性的，并且示出了0.99+的相关系数，利用了反映在该范围内的湿度的精确和定量测定的加权和。

图3D描绘了单个MRF片，图3A、图3B和图3C均为提取自图3D的子图像。图3A示出了取自图3D左手侧的非多汗性全掌纹的放大区域。图3B示出了取自图3D右手侧的较湿的、潜在多汗性全掌纹的放大区域。在图3D的左下角处，可以看到作为校准标记的一系列圆形的深色区域，这些校准标记由施用1μL等份的一系列水的干燥丙酮溶液而产生，从中分析颜色强度数据以生成图3C的曲线图。

图4A示出了使用PVA基MRF所获得的足部汗液印记的一个具体实例，从而证明了该方法在单次操作中记录大面积(例如，整个足底)上的出汗量的能力。比例尺表示3/4”，并且方框示出了在图4B中放大的区域。图4B示出了记录在膜中的细节的特写视图，其中易于辨别足底表面的皮肤褶皱的各个汗毛孔。在该健康志愿者中，并非所有的汗毛孔均是活动性的，并且浅色区域对应于与PVA膜缺乏接触以及干的汗管开口。由于水分含量使得褶皱可见，尽管相对于汗毛孔的更深的颜色，易于分辨这些褶皱。

图5示出了在背面(未暴露)表面上用粘合膜连接在一起的两个含淀粉的纸基膜。如在该图像中可以看出的，在检测皮肤表面上的水分含量时，膜背衬可以提供提高的灵敏度。

虽然在一个或多个特定应用中，上述实例说明了本发明的原理，但是对于本领域普通技术人员而言，显然可以在不使用创造性劳动的情况下，并且在不脱离本发明的原理和概念的情况下，对实施方式的形式、用途和细节进行多种修改。因此，除了由以下所述权利要求书限定之外，不旨在限制本发明。

Claims (48)

1.一种湿敏膜，包括：

含有络合材料的络合基质，所述络合材料在碘和水的存在下形成可视化络合物；以及

碘层，其施加至所述络合基质以形成包括测试区域的湿敏膜。

2.根据权利要求1所述的湿敏膜，其中所述络合基质包含纸、织物、聚合物材料或它们的组合。

3.根据权利要求1所述的湿敏膜，其中所述络合基质包含纸。

4.根据权利要求3所述的湿敏膜，其中所述络合材料混合在所述纸的整体中。

5.根据权利要求3所述的湿敏膜，其中所述纸包括含有所述络合材料的表面涂层。

6.根据权利要求1所述的湿敏膜，其中所述络合基质包含织物。

7.根据权利要求6所述的湿敏膜，其中所述织物包括棉、亚麻、丝绸、麻布、竹、聚酰胺、聚酯、聚氨酯或它们的组合。

8.根据权利要求1所述的湿敏膜，其中所述络合基质包含聚合物材料。

9.根据权利要求3所述的湿敏膜，其中所述聚合物材料选自：聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、卡波姆、聚丙烯酸、聚氧乙烯/聚氧丙烯共聚物、其他共聚物、白蛋白、酪蛋白、玉米蛋白、胶原蛋白、其他蛋白质、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、海藻糖、直链淀粉、右旋糖、果糖、甘露糖、半乳糖、其他糖类、赤藓糖醇、苏糖醇、阿糖醇、木糖醇、核糖醇、甘露糖醇、山梨糖醇、半乳糖醇、海藻糖醇、艾杜糖醇、肌醇、庚七醇、异麦芽酮糖醇、麦芽糖醇、乳糖醇、麦芽三糖醇、麦芽四糖醇、聚葡萄糖醇、其他糖醇、软骨素和/或其他糖胺聚糖、菊粉、淀粉、阿拉伯胶、琼脂、羧甲基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素、海藻酸盐、角叉菜胶、肉桂胶、纤维素胶、甲壳质、壳聚糖、凝胶多糖、明胶、葡聚糖、纤维蛋白、红藻胶、结冷胶、印度胶、瓜尔胶、黄芪胶、刺梧桐树胶、刺槐豆胶、果胶、淀粉、塔拉胶、黄原胶和其他多糖、以及任意上述物质的官能化衍生物、它们的共聚物以及它们的组合。

10.根据权利要求1所述的湿敏膜，其中所述络合材料包括天然淀粉。

11.根据权利要求1所述的湿敏膜，其中所述络合材料包括改性淀粉。

12.根据权利要求1所述的湿敏膜，其中所述络合基质包括至少0.75纳克(ng)络合材料/平方毫米(mm²)基质表面积。

13.根据权利要求1所述的湿敏膜，其中所述碘层包括碘涂层。

14.根据权利要求13所述的湿敏膜，其中所述碘涂层包含粘合剂、填料、增塑剂、聚合物材料或它们的组合。

15.根据权利要求1所述的湿敏膜，还包括背衬层，所述背衬层位于所述络合基质的与施加所述碘层的一侧相对的背侧上。

16.根据权利要求1所述的湿敏膜，还包括指定的校准区域和指定的测试区域。

17.一种制造湿敏膜的方法，包括：

将络合材料与基质材料结合以制备络合基质，该络合基质在碘和水的存在下形成可视化络合物；

将碘层施加至所述络合基质，以形成湿敏膜。

18.根据权利要求17所述的方法，其中结合包括将所述络合材料混合或分散在所述基质材料的整体中。

19.根据权利要求17所述的方法，其中结合包括将络合材料涂层施加至所述基质材料的表面，以制备所述络合基质，所述络合基质在碘和水的存在下形成可视化络合物。

20.根据权利要求17所述的方法，其中施加所述碘层包括用非水性碘溶液涂覆所述络合基质的络合表面。

21.根据权利要求17所述的方法，其中施加所述碘层包括使碘蒸气直接冷凝至所述络合基质的络合表面。

22.根据权利要求17所述的方法，其中施加所述碘层包括用碘涂层涂覆所述基质的络合表面。

23.根据权利要求22所述的方法，其中所述碘涂层包含粘合剂、填料、增塑剂、聚合物材料或它们的组合。

24.根据权利要求17所述的方法，还包括将背衬膜施加至所述基质。

25.根据权利要求24所述的方法，其中将所述背衬膜施加至所述基质材料，然后将所述络合材料与所述基质材料结合，以制备所述络合基质。

26.一种检测与水分相关的皮肤症状的方法，包括：

向受试者提供根据权利要求1所述的湿敏膜(MRF)；

将所述受试者的皮肤表面贴附至所述湿敏膜的所述测试区域达预定的一段时间；

使所述皮肤表面离开所述测试区域，以露出暴露的测试区域；以及

将所述暴露的测试区域与校准区域进行比较，以检测是否存在所述与水分相关的皮肤症状。

27.根据权利要求26所述的方法，其中所述皮肤表面为足表面、手表面、脸表面、胸表面、腋窝表面或腹股沟表面。

28.根据权利要求26所述的方法，其中所述预定的一段时间为1秒至300秒。

29.根据权利要求26所述的方法，其中所述湿敏膜上包括所述校准区域。

30.根据权利要求26所述的方法，其中单独的校准条上包括所述校准区域。

31.根据权利要求26所述的方法，其中所述校准区域为不包括在所述湿敏膜上的数字校准区域。

32.根据权利要求26所述的方法，还包括在使所述受试者的所述皮肤表面贴附至所述测试区域之前，对所述皮肤表面进行干燥。

33.一种湿敏膜(MRF)系统，包括：

根据权利要求1所述的湿敏膜(MRF)；以及

使用说明，其指导终端用户将MRF贴附至表面达预定的一段时间。

34.根据权利要求33所述的系统，其中所述表面为皮肤表面。

35.根据权利要求34所述的系统，其中所述皮肤表面为足表面、手表面、脸表面、胸表面、腋窝表面或腹股沟表面。

36.根据权利要求33所述的系统，其中所述预定的一段时间为1秒至300秒。

37.根据权利要求33所述的系统，其中所述MRF包括校准区域。

38.根据权利要求37所述的系统，其中印制所述校准区域以制备一个或多个校准标记。

39.根据权利要求37所述的系统，还包括一个或多个水标准物，以用于施加至所述校准区域，从而制备一个或多个校准标记。

40.根据权利要求33所述的系统，还包括与所述MRF分离的一个或多个校准条。

41.根据权利要求33所述的系统，还包括皮肤干燥用材料。

42.根据权利要求41所述的系统，其中所述皮肤干燥用材料包括吸水性织物、纸基毛巾、含有干燥溶剂的一次性巾或它们的组合。

43.根据权利要求33所述的系统，其中所述MRF包括多个测试区域。

44.一种基于表面处的水分含量来识别表面特征的方法，包括：

使表面贴附至根据权利要求1所述的湿敏膜(MRF)的测试区域达预定的一段时间；以及

使所述表面离开所述测试区域以露出暴露的测试区域。

45.根据权利要求44所述的方法，其中所述表面为受试者的皮肤表面。

46.根据权利要求45所述的方法，其中所述皮肤表面包括指尖。

47.根据权利要求44所述的方法，其中所述MRF包括多个测试区域。

48.根据权利要求47所述的方法，其中贴附所述表面包括将受试者的各个指尖贴附至所述多个测试区域中的各个测试区域，以获得所述受试者的指纹。

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