JP7061237B6 - 汗感知システム - Google Patents

Description

本発明は、例えば汗中のバイオマーカーをモニタリングするための、汗感知システムに関する。

疾患／健康状態及び幸福度を示すバイオマーカーの非侵襲的、半連続的及び長期モニタリングは、例えば、脱水、ストレス、睡眠、子供の健康及び周術期モニタリングのために要求されている。

汗、涙液及び唾液は全て非侵襲的に得ることができる。汗は、特に接近可能なバイオ流体であり、対象者の生理学及び代謝に関する情報の豊富な供給源である。

汗バイオマーカーモニタリング装置を用いた、重篤な慢性状態の患者、術前又は術後の患者、及び高齢者などの高リスク患者の継続的なモニタリングは、複数の血液サンプルを繰り返し採取することにより、通常行われているような通常のバイオマーカースポットチェックよりも、より質の高い診断情報を提供することができる。斯かる連続的なモニタリングは、病院環境又は他の場所で行うことができる。

ヒト汗単独又は皮脂質との混合物は、装着可能な皮膚上装置におけるバイオマーカー測定のための容易にアクセス可能な供給源であり得る。

汗の臨床的に重要な成分の幾つかの一般的な例は、脱水をモニタリングするためのＮａ＋、Ｃｌ及び／又はＫ＋、炎症に対する早期警告としての乳酸（敗血症に関連する）、糖尿病患者及び新生児に対するグルコース、睡眠時無呼吸及びストレスモニタリングに関連するコルチゾールである。

適切なキャプチャ種（抗体、アプタマー、分子インプリントポリマーなど）を使用してエクリン／アポクリン汗において検出され得るバイオマーカーのより具体的な例は、尿素、クレアチニン、コレステロール、トリグリセリド、ステロイドホルモン（コルチゾール）、グルコース、メラトニン；ＩＬ－１α、ＩＬ－１β、ＩＬ－６、ＴＮＦα、ＩＬ－８及びＴＧＦ－βＩＬ－６、システインプロテイナーゼ、DNAse I、リゾチーム、Ｚｎ－α２－グリコプロテイン、システインに富む分泌タンパク質－３及びデルムシジンなどのサイトカインを含むペプチド及びタンパク質；及びＣ型肝炎ウィルスなどの大規模なバイオマーカーを含む小分子である。

例えば、コレステロールは、心血管疾患の発症におけるリスク上昇と関連する重要なバイオマーカーである。炎症マーカー又はサイトカイン、例えばインターロイキン（例えば、ＴＮＦ－ａ、ＩＬ－６）は、リウマチ性及び乾癬性関節炎、並びに腸疾患における関節損傷の免疫応答及び検出又は疾患モニタリングにおいて重要な役割を果たす。

しかしながら、１９４０年代及び１９５０年代に有望な結果を示した臨床研究にもかかわらず、信頼性の高い汗感知の開発は幾つかの問題によって妨げられている。現在まで、汗分析の衝撃的なアプリケーションは、主に嚢胞性線維症診断、薬物及びアルコール乱用テストに限定されてきた。Mena-Bravo及びde Castroによって「Sweat: A sample with limited present applications and promising future in metabolomics」（J. Pharm. Biomed. Anal. 90, 139-147 (2014)）に要約されているように、汗感知の結果は非常に変動しやすく、血液及び汗サンプリングから決定された値間の相関は、種々のバイオマーカーについて欠如しているようであることが見出されている。しかしながら、この分野における歴史的な研究は、バッグ又は織物中に大量の汗を収集するような比較的粗いサンプリング技術を含んでいた。斯かる技術の欠点は、この明らかな相関の欠如に寄与する要因であったかもしれない。

これらの問題に対処するために、着用可能なセンサを、汗が皮膚から出てくるときに汗とほぼ即座に接触させる努力がなされてきた。ごく最近の例は、Gaoらにより「Fully integrated wearable sensor arrays for multiplexed in situ perspiration analysis」（Nature 529, 509-514 (2016)）において提示された装着パッチである。該パッチは、Ｎａ＋、Ｋ＋、グルコース、乳酸、及び皮膚温度を測定するためのセンサアレイを含む。しかしながら、この検討の焦点は、明らかに重要ではあるが、汗試料収集に関する問題に対処しないセンサ自体の開発及び統合にある。

後者は、主に、数ｃｍ^２サイズの吸収パッドを皮膚とセンサとの間に配置することによって行われる。仮定は、十分な汗が産生される場合（従って試験は常に激しく運動する個体に対して行われる）、パッドは、分析のために汗を吸収し、新たに生成された汗は、パッドを再充填し、古い汗を「すすぐ」ということである。しかしながら、センサの時間依存性応答は、蓄積効果のために、経時的なバイオマーカーの実際のレベルを直接反映しないようである。公表されているセンサへのサンプル収集及び提示は、長期間にわたる連続的な信頼性のある感知が困難であるように、十分に制御されない場合がある。斯かるパッチはまた、通常の状態で、即ち汗腺当たり毎分ナノリットルのオーダーで生成される少量の汗を取り扱うように設計されていなくても良い。

従って、連続的又は断続的なモニタリングのための既存の装置には改善が必要である。関心のあるバイオ流体中のバイオマーカー又は分析物の検出は、キャプチャ種がバイオマーカーに結合するキャプチャ種が固定される表面を有するセンサユニットを装置が含むことを必要とする傾向がある。

汗へのアクセスは、特に、非熱中性状態（即ち、中核体温が非常に安定したままであり、身体を冷却するための汗産生を誘発する理由がない熱中性ゾーンの外側；典型的には、休息している裸の人については２５乃至３０℃、衣服を着た個人については１３乃至２２℃）で休息している個体であって、汗速度が約０．０３乃至０．１０ ｎＬ／分／腺ほど低い個体については、制限され、不均一である。

ｎＬ／分／腺のオーダーの非常に少量の汗のバイオマーカー感知の問題が残っている。その場合、マイクロ流体装置の充填時間は長く、皮膚への汗の排出と実際の測定との間にはかなりの時間遅延があり、これは数時間の遅延にもなり得る。

本発明は、独立請求項によって定義される。従属請求項は、有利な実施例を定義する。

本発明の一態様による例によれば、
汗が形成される又は集められる汗面上に位置させるためのメッシュであって、メッシュ開口のセットを持つメッシュと、
汗の液滴を噴霧するよう適合された振動を提供するよう前記メッシュを振動させるための振動システムと、
前記噴霧された汗の液滴を感知面において凝縮させるための凝縮ユニットと、
前記感知面における汗のバイオマーカー感知のための汗センサと、
を有する、汗感知システムが提供される。

このシステムは、表面から汗を噴霧し、噴霧された液滴を感知面で凝縮させることによって、少量の汗の感知を可能にする。この手法によって、かなり少量の汗を処理することができ、その結果、バイオマーカーのモニタリングは、オフィスで働いているときなど、身体運動を行っていない対象者について可能になる。感知されたサンプリングの分析は、連続的なサンプリングの連続的な収集を有することによって、半連続的であっても良い。代替としては、感知データは、後続の分析のために収集されても良い。本システムは、噴霧された汗の迅速な輸送を提供するために使用され得、その結果、バイオマーカーの濃度は、実質的な時間遅延なしに、少ない分量の汗において検出され得る。

振動周波数は、エアロゾルの生成を提供するが、有意な加熱及び蒸発を伴わないように選択される。特に、蒸発は、液滴が、揮発性有機成分（アルコール、アルデヒド、脂肪族、芳香族、カルボン酸、エステル及びケトン）などの蒸発し得るバイオマーカーを含む汗バイオマーカーの全てを含むこととなるため、望ましくない。

振動システムは、例えば、２０ｋＨｚ乃至２ＭＨｚの周波数範囲で発振を提供するためにメッシュを振動させるためのものである。該範囲は、好適な周波数の範囲であり、例えば、２乃至９０μｍの範囲のサイズ（直径）を有する粒子を生成する。

凝縮ユニットは、例えば、１つ以上の煙突状部構成のセットを含む。

これらは、噴霧流を汗センサが配置されている場所に向ける。例えば、各メッシュ開口部の上に、又はより好適にはそれぞれのメッシュ開口部のセットの上に、煙突状部構成があっても良く、又はメッシュ全体の上に単一の煙突状部があってさえも良い。

煙突状部構成は、例えば、それぞれＵ字型チャネルを有する。このようにして、収集された汗は、その元の経路に戻らず、代わりに、異なる場所で感知の後に収集されることができる。

煙突状部構成は、各々が少なくとも１つの疎水性チャネル及び少なくとも１つの親水性チャネルを含み、感知面は親水性チャネル内にある。このようにして、凝縮した汗は、気泡及び皮脂のような他の疎水性汗成分から分離され得る。

該システムは、検知後に検知表面から汗を収集するための放電室を更に有しても良い。このようにして、皮膚、汗センサ、及び排出室への流れが提供される。このことは、システムの連続的な動作を可能にする。

噴霧された汗の液滴を第１の電荷で帯電させるため、感知面を反対の第２の電荷で帯電させるため、及び第１の電荷で感知面とは反対側の表面領域を帯電させるための、帯電システムを備えても良い。

これは、静電引力及び反発力に基づいて、汗センサで感知されるサンプリングの凝縮を助ける。

本システムは、例えば、皮膚に貼付するためのパッチ内に形成される。該パッチは、目立たない方法で長期間の汗のモニタリングに使用することができる。

本システムは、希釈槽と、希釈槽から汗面に流体を供給するための流体供給システムとを更に有しても良い。例えば、対象者が休息しているときには、非常に少量の汗の排出があり得るので、希釈は、より大きなサンプル体積を提供し、それによって噴霧処理をより速くする。

第１の例のセットでは、メッシュは、皮膚の上に、皮膚と接触して位置するためのものである。従って、この第１の例のセットでは、システムは、皮膚と直接接触するコンパクトな構成とすることができる。

各メッシュ開口又はメッシュ開口のサブセットは、例えば、１ｎＬ以下の容積を有するプーリング室を定義する。このように、メッシュはプーリング領域を形成し、次いで、各々がそれぞれの汗センサに導くことができる。

第２の例のセットでは、システムは更に、
皮膚の上に装着するための支持層であって、皮膚面の上において、前記汗面を有する収集槽を定義する、支持層と、
前記皮膚面から前記収集槽へと汗を供給するための流体供給システムと、
を有する。

この第２の例のセットでは、汗は、皮膚から収集槽に輸送される。該槽は、（支持表面の厚さによって）皮膚表面のすぐ上のみにあっても良い。その目的は、噴霧機能のより良好な制御を可能にすることである。特に、汗面（上記の例では皮膚、この例では支持表面）の材料特性が噴霧機能を決定する。支持面は、例えば、表皮よりも硬い材料層として形成され、それによって、特定の振動周波数におけるメッシュの振動に対して異なる応答を有する。

流体供給システムは、例えば、マイクロチャネル構成を有する。

汗センサは、目標検体を結合するために表面に固定化されたキャプチャ種と、結合した目標検体の存在を検出するための検出器と、を有しても良い。

本発明のこれら及び他の態様は、以下に記載される実施例から明らかになり、それを参照して説明される。

本発明をより良く理解し、本発明をどのように実施することができるかをより明確に示すために、単なる例として、添付の図面を参照する。

汗感知システムを模式的な形態で示す。 該システムの第１の例を更に詳細に示す。 メッシュ構造を更に詳細に示す。 図２のシステムの変形例を示す。 種々のテストのセットについて周波数に対する皮膚の弾性率のプロットを示す。 皮膚上の別個の汗面を備えた該システムの第２の例を示す。 汗成分及び気泡によるマイクロ流体システムの詰まりの可能性を低減させるための手法を示す。

本発明は、図面を参照して説明される。

詳細な説明及び特定の例は、装置、システム、及び方法の例示的な実施例を示しているが、例示のみを目的としたものであり、本発明の範囲を限定することを意図したものではないことを理解されたい。本発明の装置、システム、及び方法のこれら及び他の特徴、態様、及び利点は、以下の説明、添付の特許請求の範囲、及び添付の図面からより良く理解されるであろう。図面は単に模式的なものであり、一定の縮尺で描かれていないことを理解されたい。また、同じ参照番号は、同じ又は類似の部分を示すために、図面全体にわたって使用されることを理解されたい。

本発明は、汗が形成又は収集される汗面上に位置するためのメッシュと、メッシュを振動させて汗の液滴を噴霧するための振動システムとを有する汗感知システムを提供する。噴霧された汗の液滴は、感知面上で凝縮され、汗センサは、感知面における汗のバイオマーカー感知を行う。

図１は、皮膚に貼付するためのパッチの形をとる感知システム１０を模式的な形態で示す。

メッシュ開口のセットを有するメッシュ１２が存在し、メッシュは、汗が形成又は回収される表面上に位置する。該表面は、以下の説明において汗面と呼ばれる。該汗面は、皮膚１４であっても良く、あるいは、矢印１６によって模式的に表されるように、汗が皮膚から運ばれる別個の表面であっても良い。

振動システム１８は、メッシュを振動させるために使用され、２０ｋＨｚ乃至２ＭＨｚの周波数範囲の発振を提供する。これにより噴霧が行われ、汗の液滴が生成される。汗の液滴の流れは矢印２０で示されている。これら液滴は、感知面２４上の霧化された汗の液滴を凝縮するための凝縮ユニット２２に進む。汗センサ２６は、感知面２４における汗のバイオマーカー感知のために使用される。

全体的なシステムは、例えば、皮膚表面に接着された電池式パッチとして実施される。噴霧器のメッシュは、圧電素子によってこれらの超音波周波数で振動するように適合され、駆動され、それらを通して生成される微細な液滴を作るように配置された穴を有するように配置される。メッシュの振動は、液体がメッシュを通過するときにエアロゾル発生を引き起こす。メッシュは例えば、アレイ（例えば１０００乃至７０００個）のレーザー穿穴された穴を有する膜を含む。穴を通して非常に微細な液滴の霧が発生する。該穴は、規則的な配列又は不規則なパターンを形成することができる。メッシュ噴霧器及び関連するメッシュ設計は周知であり、本発明は周知のメッシュ設計を利用することができる。

汗が汗腺から皮膚表面上に排泄されると、汗面が振動メッシュと接触するのに十分に満たされるまで、汗は汗面（皮膚自体であろうと別個の表面であろうと）上に溜まる。次いで、振動メッシュは、超音波周波数、より好適には２０ｋＨｚ乃至２ＭＨｚの範囲で振動する。

噴霧は、小さな液滴を含むミストを生成し、エアロゾル化プロセスである。エアロゾル化と蒸発との間の重要な違いは、後者の方法では、揮発性有機化合物（例えば、エタノール）を除いて、汗中にバイオマーカーを全く含有しない水蒸気が形成されることである。対照的に、エアロゾル化では、汗の液滴（関心のバイオマーカーを含有する）及び気体（特に空気）のコロイド懸濁液が形成される。形成された汗エアロゾルは、凝縮ユニット２２に迅速に輸送され、そこで、汗センサによる感知（及び任意に追加のリアルタイム分析）のために凝縮及び収集される。

汗は、噴霧中に得られる運動量によって輸送されても良く、又はエアロゾル粒子を誘導的に帯電させること、及び粒子移動を誘導するために電場を使用することに基づく輸送及び流れ制御があっても良い。

この手法は、汗中のバイオマーカーの迅速かつ半連続的な感知を可能にする。少量の汗のために、エーロゾル液滴は、落下することなく凝縮器表面に付着し、このことは、凝縮器壁上の親水性表面コーティングの使用によって更に確実にすることができる。

汗噴霧の更なる利点は、皮膚刺激をもたらすことが知られている長期間にわたる皮膚上の汗の蓄積を防止することである。排泄の直後に汗を噴霧することによって、汗は皮膚との接触にあまり長くとどまらない。

図１は、幾つかの任意の追加の特徴を示しており、これについては以下で更に詳細に説明する。第１は、検知後に感知面から汗を捕集するための排出室２７である。これは、システムの連続的な動作を可能にする。

第２は、希釈槽２８と、希釈槽２８から汗面に流体を供給するための流体供給システムである。例えば、対象者が休息している場合、非常に少量の汗排泄が存在し得、従って、希釈は、より大きなサンプル容量を提供する。

第３は、噴霧された汗の液滴を第１の電荷で帯電させるための充電システム２９であり、感知面を反対側の、第２の電荷で帯電させるためのものであり、第１の電荷で感知面から離れた表面領域を帯電させるためのものである。これは、静電引力及び反発力に基づいて汗センサで感知されるサンプリングの凝縮を助ける。

図２は、第１の例をより詳細に示す。

この例における汗面は、皮膚１４の表面３０を含む。メッシュ１２は、皮膚表面上に配置される。

振動システムは、一組の振動源１８として示される。これらは、端部のみにあっても良いし、メッシュ領域に亘って分布していても良い。

汗はプール３２を形成し、その上にメッシュが位置する。汗の液滴流２０は凝縮ユニット２２に至り、この例では漏斗３４の配置を含む。各漏斗３４は、汗センサ２６が配置される感知面２４を画定する煙突状部３６を有する。この例における各煙突状部は、開口部のサブアレイ上に形成される。これは、スケールが開口部のスケールよりも大きいので、煙突状部構成の製造を容易にする。メッシュ全体に対して単一の煙突状部があっても良い。

この（又は各）煙突状部構成は、汗面３０の関連する領域からより小さいチャネル領域に液滴を運ぶように適合された漏斗部分を有する内面を有する。このより小さいチャネル領域は、煙突状部部分を画定する。この煙突状部部分は、検知表面の上流又は下流の室又はセンサ表面につながる。漏斗部分は、汗面に対向するか又はそれに近い位置に配置された入口端部と、汗面から離れて対向するより小さい出口端部とを有する。

マイクロチャネルシステム及び槽（図２には示されていないが、図１には２７として示されている）は、汗センサによって検知された後の廃汗の除去及び貯蔵のために設けられている。

マイクロチャネルシステムは、単に毛管力を使用して、排汗の輸送を提供しても良い。

図３にメッシュ・振動源構造の一例をより詳細に示す。振動源は、メッシュ１２の両側に一対のトランスデューサ１８を有する。メッシュは、拡大部分に示されるように、オリフィスのアレイを画定する。メッシュ１２の振動は、矢印で示すようにメッシュの平面に垂直であり、プールされた汗３２にエアロゾル液滴３３を形成させる。

メッシュによって規定される開口は、穴又は長方形のスリット、又は実際には他の形状の開口であっても良い。開口部は、例えば、１０乃至１５０μｍの範囲、例えば、２０乃至１５０μｍの最大寸法（例えば、円形オリフィスの場合の直径）を持つ。メッシュ全体は、センチメートルのオーダーのサイズ、例えば２乃至２０ｃｍの最大寸法を持つ。

図４は、各煙突状部３６がＵ字型チャネル４０を有し、感知された汗が汗面に逆流するのではなく、自動的に収集槽に流れるようにした変形例を示す。

皮膚表面上に排泄された汗は、十分な汗が迅速に蓄積し、汗が振動メッシュ要素と接触するようにプーリング室を満たすことを可能にする、幾つかの小容量プーリング室内にプールされる。

適切な振動メッシュは、噴霧の技術分野で知られている。発振周波数（好適には２０ｋＨｚ乃至２ＭＨｚ）は、使用される超音波周波数に応じて、汗を直径２乃至９０μｍ程度の液滴にエアロゾル化するのに十分である。例えば、１．４ＭＨｚでは、５乃至７μｍの液滴が典型的に生成され、２０ｋＨｚでは、９０μｍの順序の液滴が形成される。

エアロゾル発生器の公知の電力消費値（例えば、０．２ｍＬ／既知の出力エアロゾルレートを得るために２Ｗ）を使用して、約１０ｍＷの電力が、少量の汗（０．５乃至１μＬ）からエアロゾルを生成するために必要とされる。斯かる電力要求は、身体上ウェアラブル装置に適した標準的なフラットボタン電池により満たすことができる。

超音波噴霧が有効であるためには、液体の粘度は約２ｍＰａ・ｓ未満である必要がある。９９％が水である汗は、０．９１乃至０．９３ｍＰａ・ｓの範囲の粘度を有することによってこの要件を容易に満たす。

皮膚表面は、超音波振動メッシュによる汗の効果的な噴霧を可能にするために、有意に剛体／剛体で減衰されていない支持体を提供する必要がある。過度の減衰は、振動メッシュによるエアロゾルの形成に不可欠な定在波の形成を妨げる。皮膚は粘弾性であり、皮膚が受ける条件及び制約に応じて非線形挙動を示すことが知られている。これらの条件には、例えば、皮膚が伸張されている場合対弛緩されている場合、湿潤対乾燥、暖かい場合対冷たい場合などが含まれる。

更に、年齢、性別及び解剖学的位置などの要因も、皮膚の粘弾性特性に大きく影響する。重要なのは、超音波領域で駆動周波数に曝されたときの皮膚の動弾性係数（Ｙｏｕｎｇ率）である。実験では、５００Ｈｚを超える周波数では、皮膚は２０００ Ｎ／ｍを超える弾性係数を有することが示されている。

図５は、１組の異なる皮膚試験についての弾性率対周波数のプロットを示す。これは、皮膚が関心周波数範囲で堅く振る舞うことを示している。

斯くして、調査は、振動メッシュが配置される汗面として皮膚表面を使用することが可能であることを実証した。

噴霧前に汗を収集するための槽として別個の面を使用することも可能である。

図６は、別個の汗面５０を備えた例を示す。汗面５０は、支持層５２の表面であり、集槽を形成する。流体供給システム５４は、皮膚表面から収集槽に汗５６を供給するために提供される。流体供給システム５４は、例えば、毛管力によって生成された汗を輸送するためのマイクロチャネル構成を有する。
サンプリング機能を提供するためのバルブ配置５８があっても良い。

従って、用語「汗面」は、汗が形成される表面、又は汗が収集される別個の表面を示すために使用される。図２において、汗面は皮膚、即ち汗が形成される場所であり、図６において、汗面は別個の槽、即ち汗が皮膚の下流側に集められる場所である。

この構成は、汗のより最適かつ効率的な噴霧を達成することを可能にする。収集槽は、皮膚と直接接触していないが、半剛性材料層（例えば剛性＞５０００Ｎ／ｍ）である支持層５２によって皮膚から分離されている。マイクロチャネル配置５４は、皮膚表面上の汗腺上に直接開口する入口に連結されたチャネルを有する。

支持層５２は、超音波振動メッシュによって生成される音響定在波を減衰させない表面を設けることによって、汗の効果的な噴霧を保証する。

簡略化のために、凝縮ユニット及び汗センサは図示されていないことに留意されたい。それらは、図２及び図４と同じ設計を有しても良い。

以上に説明したように、このシステムは、分析のために非常に小さい汗量を感知するためのものである。分析は、感知の一部であっても良く、又は収集された感知データの追加の後続の処理に基づいても良い。既知の小さい「不活性」キャリア液体（水など）を、槽から加えて、排出された小さい汗を吸収し、半連続噴霧を可能にするのに十分な液体があることを保証しても良い。これは、図１に示す希釈槽２８である。このことは、非常に少量の汗、例えば０．０１乃至０．０３ ｎｌ／分／腺が噴霧される必要がある状況において興味深い。これらの汗の量は、安静時の個体に典型的である。濃度センサの検出限界が十分に低い限り、キャリア液による希釈は許容可能である。

また、皮膚からの経表皮水損失（ＴＥＷＬ）から捕捉された凝縮水蒸気をキャリア液体として使用することも可能である。このことは、汗モニタリングパッチの使用寿命にわたるキャリア液体の枯渇の問題を排除する。ＴＥＷＬは、皮膚表面（角質層）からの気体水蒸気の連続的な拡散を介して生じる。この水蒸気は、皮膚表面の一部を覆う中空室を使用することによって捕捉することができる。水蒸気は、空気を通って室内に拡散し、次いで、室の屋根上で凝縮し、次いで、槽内に捕捉することができる。

動作時間が３日のパッチの場合、キャリア流体流量を３０ｎＬ／分、平均汗流量を５２ｎＬ／分と仮定すると、約２２５マイクロリットル（＝２２５ｍｍ^３）のキャリア流体が必要である。キャリア流体としてＴＥＷＬを使用する場合、マーカーが、時間溶出によってキャリア液体に添加され得る。

図７は、汗成分及び気泡によるマイクロ流体システムの詰まりの可能性を低減するために採用され得る手法を示す。凝縮室は、親水性チャネル６０及び疎水性チャネル６２を有するように設計される。汗は、凝縮領域６４で凝縮され、次いで、親水性マイクロチャネルを通ってバイオマーカーセンサ２６に向かって吸引され、そこで感知され得、一方、他の疎水性汗成分（例えば皮脂、気泡等）は、バイオマーカーセンサから１つ以上の疎水性側部チャネル６２に向かって吸引される。そうすることにより、バイオマーカーセンサを含むマイクロチャネルの目詰まりが防止され、それにより、汗パッチの寿命にわたって正確かつ信頼性の高い測定が可能になる。

低汗生産速度に伴う主要な問題の１つは、生産される総容量に対して比較的大きなサンプリング領域及び収集領域である。噴霧器は、皮膚からマイクロ流体システムへの液体の迅速な輸送を可能にする。

マイクロ流体システム内のミストの収集は、ミストの方向を制御することによって、又はマイクロ流体システム内でミスト／凝縮物を輸送することによって、より効果的にすることができる。

ミストの方向を制御するために、エアロゾルは、望ましくない堆積領域の対応する電荷がエアロゾルをはじくように帯電させられても良い。これは、図１に示す帯電システム２９の機能である。帯電方法の１つに誘導帯電器がある。エアロゾルに電荷を与えることによって、堆積は、同じ電荷で不要な領域を被覆し、反対の電荷で所望の領域（マイクロ流体システムの入口など）を被覆することによって制御することができる。

バイオマーカーの感知及び分析には、公知の汗センサを使用することができる。

検体を検出するための従来のセンサユニットの検出原理は、表面に固定されたキャプチャ種に依存する。キャプチャ種は、特定の検体に結合するように選択されても良い。例えば、特定の抗原を捕捉する抗体を表面上に固定化することができ、抗原は目的の分析物である。従って、試料が表面に接触すると、キャプチャ種は、試料中に存在する分析物に結合し得る。分析物がキャプチャ種を介して表面に結合されると、表面の様々な特性、例えば光学的及び機械的特性が、分析物を含まない表面に対して変化する。このことは、結合した分析物が、適切な検出器を用いて検出、決定、又は評価され得ることを意味する。検出プロセスは、捕捉種への分析物の結合から生じる表面の変化をモニタリングすることを含んでも良く、この変化は、分析物の濃度に関連する、即ち比例する。

開示された実施例に対する変形は、図面、開示、及び添付の特許請求の範囲の研究から、特許請求の範囲に記載された発明を実施する当業者によって理解され、達成され得る。特許請求の範囲において、単語「有する（comprising）」は、他の要素又はステップを排除するものではなく、不定冠詞「１つの（a又はan）」は、複数を排除するものではない。単一のプロセッサ又は他のユニットが、特許請求の範囲に列挙される幾つかのアイテムの機能を満たすことができる。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用されることができないことを示すものではない。コンピュータプログラムが以上に議論されている場合、該プログラムは、他のハードウェアと一緒に又はその一部として供給される光記憶媒体又はソリッドステート媒体などの適切な媒体上に記憶／配布されても良いが、インターネット又は他の有線もしくは無線電気通信システムなどを介して、他の形態で配布されても良い。用語「適合される（adapted to）」が特許請求の範囲又は説明において使用される場合、用語「適合される」は、用語「構成される（configured to）」と同等であることが意図されることに留意されたい。特許請求の範囲におけるいかなる参照符号も、範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。

Claims (14)

1. 汗が形成される又は集められる汗面上に位置させるためのメッシュであって、メッシュ開口のセットを持つメッシュと、
   汗の液滴を噴霧するよう適合された振動を提供するよう前記メッシュを振動させるための振動システムと、
   前記噴霧された汗の液滴を感知面において凝縮させるための凝縮ユニットと、
   前記感知面における汗のバイオマーカー感知のための汗センサと、
   を有する、汗感知システム。
2. 前記振動システムは、２０ｋＨｚ乃至２ＭＨｚの周波数範囲で振動を提供するよう前記メッシュを振動させるためのものである、請求項１に記載のシステム。
3. 前記凝縮ユニットは、１つ以上の煙突状部構成のセットを有する、請求項１又は２に記載のシステム。
4. 前記煙突状部構成は、それぞれがＵ字型のチャネルを有する、請求項３に記載のシステム。
5. 前記煙突状部構成はそれぞれ、少なくとも１つの疎水性チャネル、及び少なくとも１つの親水性チャネルを有し、前記感知面は親水性チャネルにある、請求項３又は４に記載のシステム。
6. 感知の後に前記感知面から汗を集めるための排出室を更に有する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のシステム。
7. 噴霧された汗の液滴を第１の電荷で帯電させるため、感知面を反対の第２の電荷で帯電させるため、及び第１の電荷で感知面とは離れた表面領域を帯電させるための、帯電システムを更に有する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のシステム。
8. 希釈槽と、前記希釈槽から前記汗面に流体を供給するための液体供給システムと、を更に有する、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のシステム。
9. 前記メッシュは、皮膚の上で皮膚に接触して位置させられるためのものである、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のシステム。
10. 各前記メッシュ開口又はメッシュ開口のサブセットは、１ｎＬ以下の体積を持つプーリング室を画定する、請求項９に記載のシステム。
11. 皮膚の上に装着するための支持層であって、皮膚面の上において、前記汗面を有する収集槽を定義する、支持層と、
    前記皮膚面から前記収集槽へと汗を供給するための流体供給システムと、
    を更に有する、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のシステム。
12. 前記液体供給システムは、マイクロチャネル構成を有する、請求項１１に記載のシステム。
13. 前記汗センサは、目標検体を結合するための表面上に固定されたキャプチャ種と、前記結合された目標検体の存在を検出するための検出器と、を有する、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のシステム。
14. 前記システムは、皮膚に貼付するためのパッチとして形成された、請求項１乃至１３のいずれか一項に記載のシステム。

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