JP7411281B2 - 呼気関連アプリケーションを使用した結核およびその他の疾患の診断 - Google Patents
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サブシステム101は、シュラウドのうちの少なくとも1つの形態であって良いサンプル抽出コンポーネント104、および、ゆるくフィットする円錐形のデバイスを含んで良い。個人の顔を受け入れるのに適した、または患者/個人105の顔/頭にストラップなどを使用して取り外し可能に取り付けることができる、ぴったりフィットする適切なマスクも使用できるけれども、すべての人間、特にあごひげ/顔の毛のある男性に、良好にフィットすることを確実にすることが困難であるため好ましくない。個人は、オプションの封じ込めブース106に座って、当該患者のEBAを試験室または領域内の周囲空気から隔離することができる。例示的な封じ込めブース106は、Morgan Scientific Inc.(マサチューセッツ州、Haverhill9)によって販売されているような呼吸機能検査ボディボックスを修正されたものを含んで良く、この修正は、ブース106が抽出コンポーネント104と流体連絡するように、プレチスモグラフコンポーネントを、ここで説明される抽出コンポーネント104で置き換えることによって行われる。ブース106は、また、Woodその他(2016)によって記述された呼吸エアロゾルサンプリングチャンバ(Respiratory Aerosol Sampling Chamber:RASC)というチャンバの修正バージョンであり、そこに記述された特徴と能力を組み込んで良い。Woodその他(2016)は参考文献のセクションで引用されている非特許文献であり、その開示は、参照によりその全体がここに組み込まれる。RASCチャンバにおいて、参加者は着席し、呼気サンプリングプロトコルに受動的に従事する。Woodその他に概説されている段階に続いて、チャンバ内で約1時間が費やされる。簡単に説明すると、チャンバを密閉し、高効率の粒子状物質阻止(high-efficiency particulate arrestance:HEPA)フィルタを介して周囲の空気を10分間同伴するエアパージフェーズを実行する。これに続いて、参加者主導の汚染フェーズが行われ、チャンバは外部環境から隔離され、呼気の割合は、周囲レベルより4,000ppm高いチャンバCO2濃度によって定義される10%のしきい値まで上昇することが許可される(想定される呼気CO2濃度が40,000ppmの場合)。測定されたCO2は、Woodその他に記載されているように、呼気量を計算するために使用できる。30分経過しても目標に到達しない場合は、より低い呼気比率でサンプリングフェーズを開始する。サンプリング後、チャンバを再度パージして、空気から残留Mtbを除去する。サンプリングチャンバの汚染は、自発的な咳やくしゃみに加えて、主に周期性呼吸によって引き起こされた。参加者がサンプリング中に全身のデュポンタイベックスーツを着用し、周囲の汚染を最小限に抑えるための最初のパージ段階を行うことで、呼吸以外の発生源に由来する粒子や有機体を最小限に抑えた。コンポーネント104は、患者105の口および鼻から放出されたエアロゾル粒子を、空気源107から供給されるシース流体(通常は空気)として機能する空気の流れに抽出するように働き、エアロゾルをコンポーネント104の出口に向かって輸送し、コンポーネント104の壁に堆積することなく、サンプル捕捉コンポーネント108に導入するのを支援する。空気源107は、空気ポンプまたは圧縮機であって良い。コンポーネント104の例としては、Miltonのグループが使用した漏斗状の円錐や、Fennellyが使用したフェイスマスクがある。エアシース流体は、コンポーネント104の壁を通して、または大きな縁で、またはより一般的にはブース106に加えることができる。コンポーネント104に供給される空気流は、適切に濾過され(例えば、HEPAフィルタを使用して)、すべての、または、ほぼすべての粒子状物質を除去することができ、これは、周囲の空気中のほこりや感染媒介物を含むけれども、これらに限定されない。HEPAは、High Efficiency Particulate Airを表し、0.3ミクロンの粒子の99.97%をトラップできるフィルタを表すために使用される呼称であり、これに限定されないが、ほこりやすすを含む、すべて、または、ほぼすべての、周囲の空気中の粒子状物質を除去するために使用される。さらに、シース流体の流れを加湿して、EBA粒子サイズの成長を可能にし、それにより、呼気中の粒子の大部分をエアロゾル捕捉デバイス108の下流で捕捉することを可能にする。インターフェースチューブ109は、抽出コンポーネント104をサンプル捕捉コンポーネント108に流体接続し、さらに冷却して、EBA粒子のサイズを成長させることができる。冷却は、冷凍システムを使用して、またはより好ましくは、ペルチェ熱電冷却装置113を使用して提供して良く、これは、小型で軽量であり、動作上消費する電力が少ない。たとえば、Marlow Industries(テキサス州Dallas)、TE Technologies Inc.(ミシガン州Traverse City)によって供給されるペルチェ冷却装置は、一般に、交互のn型およびp型半導体のアレイを含む。アレイは、電気的に直列に、熱的に並列に、2枚のセラミックプレートの間にはんだ付けされる。テルル化ビスマス、テルル化アンチモン、およびセレン化ビスマスは、180Kから400Kで最高の性能を提供し、n型とp型の両方を作成できるため、ペルティエ効果デバイスに適した材料である。ペルティエ効果は、結合された交互のn型およびp型半導体に電圧が印加されて電流を生成するときに、2つの電気接合間で熱を伝達することによって温度差を生成する。1つの接合部で熱が除去され、冷却が行われる。熱はもう一方の接合部に蓄積され、ファンまたはブロワーで簡単に除去される。
次に、EBAエアロゾル粒子を含むEBA液体サンプル115は、EBA粒子を分析するための診断装置121、および呼気中の揮発性有機物を分析するための装置122の少なくとも1つを使用する、分析のためにサンプル処理コンポーネント120に送られる。サンプル処理コンポーネント120は、以下のステップのうちの1つまたは複数を実行するために必要な要素を含んで良い。
以下、ここに説明された技術的特徴を列挙する。
[技術的特徴1]
呼気を使用して個人の呼吸器疾患を診断するための自律システムにおいて、
当該システムは、
サンプル収集サブシステムであって、
抽出コンポーネントに供給される空気の流れへの上記予め定められた回数の呼吸操作中に個人から放出された呼気エアロゾル(EBA)粒子を抽出するために個人の顔を受け取るように構成されたサンプル抽出コンポーネントと、
インターフェースチューブによって上記サンプル抽出コンポーネントに流体接続され、収集されたサンプルとして呼気および空気からEBA粒子を分離および収集するように構成されたサンプル捕捉コンポーネントとを有する上記サンプル収集サブシステムと、
上記サンプル捕捉コンポーネントに流動的に接続されたサンプル分析サブシステムであって、
収集されたサンプルの少量をサンプルプレート上にスポットし、収集されたサンプルをサンプルプレート上に濃縮するためのサンプル処理コンポーネントと、
上記サンプルを分析するための診断装置とを有する上記サンプル分析サブシステムとを有することを特徴とする上記システム。
[技術的特徴2]
上記EBA粒子が、上記呼吸器疾患に特徴的な微生物、ウイルス、代謝産物バイオマーカー、脂質バイオマーカー、およびプロテオミクスバイオマーカーのうちの少なくとも1つを有する技術的特徴1に記載のシステム。
[技術的特徴3]
上記サンプル捕捉コンポーネントに入る空気の流量レートが約100L/分から約1000L/分の間である技術的特徴1に記載のシステム。
[技術的特徴4]
上記サンプル捕捉コンポーネントに入る空気の流量レートが約50L/分から約500L/分の間である技術的特徴1に記載のシステム。
[技術的特徴5]
収集されたサンプルの体積が約100マイクロリットルから約1mlの間である技術的特徴1に記載のシステム。
[技術的特徴6]
上記サンプル捕捉コンポーネントが、空気ポンプとインパクタ―とをさらに有し、上記空気ポンプが、呼気を上記抽出コンポーネントから上記インパクターに運ぶための空気の流れを提供し、上記インパクターが上記EBA粒子を上記呼気から分離して収集したサンプルを生成する技術的特徴1に記載のシステム。
[技術的特徴7]
上記インパクターが、サイクロン、接液壁サイクロン、1または複数の接液フィルムインパクター、およびインピンジャーのうちの少なくとも1つを有する技術的特徴6に記載のシステム。
[技術的特徴8]
上記インパクターの上流に配置された少なくとも1つの仮想インパクションステージをさらに有する技術的特徴6に記載のシステム。
[技術的特徴9]
上記サンプル抽出コンポーネントが、円錐形の装置、シュラウド、CPRレスキューマスク、CPAPマスク、人工呼吸器マスク、および医療用ユニバーサルマウスピースのうちの少なくとも1つを有する技術的特徴1に記載のシステム。
[技術的特徴10]
上記サンプル収集サブシステムは、個体を受け入れ、上記個体の呼気を周囲空気から隔離するための封じ込めブースをさらに有し、上記抽出コンポーネントは、上記封じ込めブースの壁を介して上記捕捉コンポーネントに流体接続される技術的特徴1に記載のシステム。
[技術的特徴11]
上記診断装置が、PCR、rt-PCR、免疫ベースのアッセイ、質量分析計(MS)、MALDI-MS、ESI-MS、GC-MS、GC-IMSおよびMALDI-TOFMSのうちの少なくとも1つを有する技術的特徴1に記載のシステム。
[技術的特徴12]
上記インターフェースチューブおよび上記サンプル捕捉コンポーネントのうちの少なくとも1つの壁と熱連絡して上記サンプル捕捉コンポーネントを冷却するように構成された1または複数の冷却装置をさらに有する技術的特徴1に記載のシステム。
[技術的特徴13]
上記サンプル捕捉コンポーネントが、上記1または複数の冷却装置を使用して、約0℃より高く、約10℃未満の温度に冷却される技術的特徴12に記載のシステム。
[技術的特徴14]
上記サンプル捕捉コンポーネントが、上記1または複数の冷却装置を使用して、約0℃より高く、約4℃未満の温度に冷却される技術的特徴12に記載のシステム。
[技術的特徴15]
上記1または複数の冷却装置が、ペルチェ熱電装置を有する技術的特徴12に記載のシステム。
[技術的特徴16]
上記サンプル抽出コンポーネントと流体通信するように構成された1または複数のセンサをさらに有し、上記1または複数のセンサの出力は、上記サンプル捕捉コンポーネントに入る呼気エアロゾル粒子の総累積量を計算するために使用される技術的特徴1に記載のシステム。
[技術的特徴17]
上記1または複数のセンサが、CO 2 センサ、酸素センサ、湿度センサ、光学粒子サイズカウンタ、空力粒子サイザ、および比濁計のうちの少なくとも1つを有する技術的特徴16に記載のシステム。
[技術的特徴18]
上記診断装置を使用して呼吸器疾患を診断するために必要とされる呼気操作の数が、呼気エアロゾル粒子の総累積量を使用して決定される技術的特徴16に記載のシステム。
[技術的特徴19]
上記サンプル収集サブシステムを消毒するための滅菌コンポーネントをさらに有する技術的特徴1に記載のシステム。
[技術的特徴20]
上記滅菌コンポーネントが、消毒剤を噴霧するためのネブライザ、UV放射を生成するための1つ以上のUV光、蒸気発生器、オゾン発生器、過酸化物蒸気発生器、およびそれらの組み合わせのうちの少なくとも1つを有する技術的特徴19に記載のシステム。
[技術的特徴21]
上記消毒剤が、水中の60%エタノール、水中の少なくとも60%イソプロパノール、および過酸化物溶液のうちの少なくとも1つを有する技術的特徴20に記載のシステム。
[技術的特徴22]
上記収集されたサンプルが、分配ポンプ、重力誘導流、およびロボットサンプル移送システムのうちの少なくとも1つを使用して上記サンプル処理コンポーネントに移送される技術的特徴1に記載のシステム。
[技術的特徴23]
上記ポンプが蠕動ポンプである技術的特徴22に記載のシステム。
[技術的特徴24]
上記インターフェースチューブが、銅、およびニッケル-銅合金400のうちの少なくとも1つで製造される技術的特徴1に記載のシステム。
[技術的特徴25]
上記サンプル捕捉コンポーネントが、銅、およびニッケル-銅合金400のうちの少なくとも1つで製造される技術的特徴1に記載のシステム。
[技術的特徴26]
上記診断装置がMALDI-TOFMSを有する技術的特徴1に記載のシステム。
[技術的特徴27]
上記サンプル処理コンポーネントは、流体リザーバおよび流体分配ポンプの少なくとも1つを有し、上記サンプル基板上に配置された上記収集されたサンプル上に約1マイクロリットルの流体を分配する技術的特徴1に記載のシステム。
[技術的特徴28]
上記液体が、溶媒、MALDIマトリックス化学物質、水、および酸のうちの少なくとも1つを有する技術的特徴27に記載のシステム。
[技術的特徴29]
上記個体が、結核およびコロナウイルス疾患のうちの少なくとも1つに感染した人、および、感染していない人のうちの少なくとも1人である技術的特徴1に記載のシステム。
[技術的特徴30]
脂質バイオマーカーが、Mtbに特徴的なバイオマーカーを有する技術的特徴2に記載のシステム。
[技術的特徴31]
上記サンプル捕捉要素が、上記サンプル抽出コンポーネントと流体連絡する充填床カラムを有し、EBA粒子を選択的に捕捉する技術的特徴1に記載のシステム。
[技術的特徴32]
上記充填層カラムが、樹脂、セルロース、シリカ、アガロース、および水和Fe 3 O 4 ナノ粒子のうちの少なくとも1つを有する固体粒子を有する技術的特徴31に記載のシステム。
[技術的特徴33]
上記充填層カラムが、表面上にC18官能基を具備する樹脂ビーズを有する技術的特徴31に記載のシステム。
[技術的特徴34]
呼気を使用して個人の呼吸器疾患を診断するための自律的な方法において、
当該方法は、
上記予め定められた回数の呼吸操作中に個人から放出されたEBA粒子を、個人の顔を受け入れるように構成されたサンプル抽出コンポーネントに供給される空気の流れに抽出するステップと、
インターフェースチューブによって上記サンプル抽出コンポーネントに流体接続されたサンプル捕捉コンポーネントを使用して、収集されたサンプルとして、呼気および空気からEBA粒子を収集するステップと、
上記収集したサンプルの少量をサンプルプレートにスポットするステップと、
溶媒、MALDIマトリックス化学物質、水、および酸、ならびにそれらの混合物のうちの少なくとも1つを使用して上記サンプルを扱うことによって上記サンプルを処理するステップと、
診断装置を使用して上記サンプルを分析するステップとを有することを特徴とする上記方法。
[技術的特徴35]
上記EBA粒子が、呼吸器疾患に特徴的な微生物、ウイルス、代謝産物バイオマーカー、脂質バイオマーカー、およびプロテオミクスバイオマーカーのうちの少なくとも1つを有する技術的特徴34に記載の方法。
[技術的特徴36]
上記処理するステップが、適切な乾燥手段を使用してサンプルを乾燥させることによってサンプルを濃縮するステップをさらに有する技術的特徴34に記載の方法。
[技術的特徴37]
上記診断装置がMALDI-TOFMSを有する技術的特徴34に記載の方法。
[技術的特徴38]
上記サンプル捕捉コンポーネントを使用して収集する上記ステップが、
上記抽出するステップからの出力を充填層カラムに流して、EBA粒子を選択的に捕捉するステップと、
サンプル抽出システムで約12.5%酢酸、約70%イソプロパノール、約5%TFA、約5%ギ酸、および約10%HClの少なくとも1つを使用して、上記充填層カラムからEBA粒子を抽出し、収集サンプルを生成するステップとを有する技術的特徴34に記載の方法。
[技術的特徴39]
上記収集されたサンプルを消化して、EBA粒子に特徴的なペプチドサンプルを生成するステップをさらに有する技術的特徴34に記載の方法。
[技術的特徴40]
上記充填層カラムが、樹脂、セルロース、シリカ、アガロース、および水和Fe 3 O 4 ナノ粒子のうちの少なくとも1つを有する固体粒子を有する技術的特徴38に記載のシステム。
[技術的特徴41]
上記充填層カラムが、表面上にC18官能基を有する樹脂ビーズを有する技術的特徴38に記載のシステム。
[技術的特徴42]
呼気を使用して個人の呼吸器疾患を診断するための自律的な方法において、
当該方法は、
呼気からEBA粒子を抽出するためのサンプル抽出コンポーネントを配置するように個人に指示するステップと、
呼気からサンプル抽出コンポーネントに供給される空気の流れにEBA粒子を排出するために、上記予め定められた回数の呼吸操作を開始するステップと、
サンプル捕捉コンポーネントの壁、および、サンプル抽出コンポーネントと上記サンプル捕捉コンポーネントを流体で接続するインターフェースチューブを冷却しながら、空気中のEBA粒子を上記サンプル捕捉コンポーネントに流し込むステップと、
収集したサンプルを生成するステップと、
溶媒、MALDIマトリックス化学物質、水、および酸、ならびにそれらの混合物のうちの少なくとも1つを使用して上記サンプルを扱うステップを有する、収集された上記サンプルを処理するステップと、
MALDI-TOFMSを使用してプレート処理されたサンプルを分析するステップとを有することを特徴とする上記方法。
[技術的特徴43]
上記サンプル捕捉コンポーネントに入る空気の流量レートが約100L/分から約1000L/分の間である技術的特徴42に記載の方法。
[技術的特徴44]
上記サンプル捕捉コンポーネントに入る空気の流量レートが約50L/分から約500L/分の間である技術的特徴42に記載の方法。
[技術的特徴45]
収集された上記サンプルの体積が約100マイクロリットルから約1mlの間である技術的特徴42に記載の方法。
[技術的特徴46]
上記予め定められた数の呼吸操作が、
a.上記個人の肺をきれいにするために深い息を吐くステップと、
b.最大10秒間一時停止するステップと、
c.FVC吸入を実行するステップと、
d.深い息を吐き出すステップと、
e.上記のシーケンスを最大10回繰り返すステップとを有する技術的特徴42に記載の方法。
[技術的特徴47]
呼気呼吸、咳、通常のFVC呼吸、発話、およびくしゃみのステップのうちの少なくとも1つをさらに有する技術的特徴46に記載の方法。
[技術的特徴48]
上記呼吸器疾患が、結核、インフルエンザ、肺炎、癌、およびコロナウイルスによって引き起こされる疾患のうちの少なくとも1つを有する技術的特徴42に記載の方法。
[技術的特徴49]
上記予め定められた呼気操作の数が、吐き出される粒子の体積および呼気の体積の少なくとも1つを示す、1または複数のセンサによって決定される技術的特徴42に記載の方法。
[技術的特徴50]
上記1または複数のセンサが、CO 2 センサ、酸素センサ、湿度センサ、光学粒子サイズカウンタ、空力粒子サイザ、および比濁計のうちの少なくとも1つを有する技術的特徴49に記載の方法。
[技術的特徴51]
エアロゾル化されたウイルスおよび細菌粒子によって引き起こされる呼吸器疾患を診断するためのシステムにおいて、
当該システムは、
サンプル捕獲コンポーネントであって、収集されたサンプルとして当該サンプル捕獲コンポーネントに供給される空気の流れに予め定められた体積の空気中のEBM粒子を収集するサンプルを収集し、上記空気の流れは約30L/分から約1000L/分の間である、上記サンプル捕獲コンポーネントと、
上記サンプル捕獲コンポーネントに流体的に接続されたサンプル分析サブシステムとを有し、
上記サンプル分析サブシステムは、収集された上記サンプルの少量をサンプルプレート上にスポットし、収集された上記サンプルをサンプルプレート上で扱うサンプル処理コンポーネントと、上記サンプルを分析するための診断装置とを有することを特徴とする上記システム。
[技術的特徴52]
上記サンプル処理コンポーネントが、溶媒、MALDIマトリックス化学物質、水、および酸、ならびにそれらの混合物のうちの少なくとも1つを使用して上記サンプルを処理するための流体コンポーネントを有する技術的特徴51に記載のシステム。
[技術的特徴53]
1または複数のセンサをさらに有し、当該1または複数のセンサは、上記サンプル抽出コンポーネントと流体連通するように構成され、当該1または複数のセンサの出力は、上記サンプル捕捉コンポーネントに入る呼気エアロゾル粒子の総累積量を計算するために使用される技術的特徴51に記載のシステム。
[技術的特徴54]
上記1または複数のセンサが、CO 2 センサ、酸素センサ、湿度センサ、光学粒子サイズカウンタ、空力粒子サイザ、および比濁計のうちの少なくとも1つを有する技術的特徴53に記載のシステム。
[技術的特徴55]
上記予め定められた空気の体積が、1または複数のセンサの上記出力を使用して決定される技術的特徴51に記載のシステム。
[符号の説明]
100 診断システム
101 サンプル収集サブシステム
102 サンプル分析サブシステム
104 サンプル抽出コンポーネント
105 患者/個人
106 ブース
107 空気源
108 サンプル捕捉コンポーネント
109 インターフェースチューブ
110 滅菌コンポーネント
111 喉領域
112 センサ
113 ペルチェ熱電冷却装置
115 EBA凝縮液体サンプル
116 ポンプ
117 バルブ
119 HEPAフィルタ
120 サンプル処理コンポーネント
122 診断装置
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Claims (28)
- 呼気を使用して呼吸器疾患を診断するためのシステムにおいて、
当該システムは、
予め定められた回数の呼吸操作中に個人から放出された呼気エアロゾル(EBA)粒子を抽出するために上記個人の顔を受け取るように構成されたサンプル抽出コンポーネントと、
上記エアロゾル粒子を上記サンプル抽出コンポーネントを通じて搬送するために上記サンプル抽出コンポーネント中へシース空気の連続流を供給する空気ポンプと、
上記サンプル抽出コンポーネントに流体接続され、EBA粒子を収集するように構成されたサンプル捕捉コンポーネントと、
上記サンプル捕捉コンポーネントに流動的に接続されたサンプル分析サブシステムとを有し、
上記サンプル分析サブシステムは、
濃縮されたサンプルの少量をサンプルプレート上にスポットし、収集されたサンプルを上記サンプルプレート上で処理するためのサンプル処理コンポーネントと、
上記サンプルを分析するための診断装置とを有することを特徴とする上記システム。 - 上記EBA粒子が、上記呼吸器疾患に特徴的な微生物、ウイルス、代謝産物バイオマーカー、脂質バイオマーカー、およびプロテオミクスバイオマーカーのうちの少なくとも1つを有する請求項1に記載のシステム。
- 収集されたサンプルの体積が約100マイクロリットルから約1mlの間である請求項1に記載のシステム。
- 上記サンプル捕捉コンポーネントが、インパクタ―をさらに有し、上記空気ポンプが、呼気を上記抽出コンポーネントから上記インパクターに運ぶための空気の流れを提供し、上記インパクターが上記EBA粒子を上記呼気から分離して収集したサンプルを生成する請求項1に記載のシステム。
- 上記インパクターが、サイクロン、接液壁サイクロン、1または複数の接液フィルムインパクター、およびインピンジャーのうちの少なくとも1つを有する請求項4に記載のシステム。
- 上記インパクターの上流に配置された少なくとも1つの仮想インパクションステージをさらに有する請求項4に記載のシステム。
- 上記診断装置が、PCR、rt-PCR、免疫ベースのアッセイ、質量分析計(MS)、MALDI-MS、ESI-MS、GC-MS、GC-IMSおよびMALDI-TOFMSのうちの少なくとも1つを有する請求項1に記載のシステム。
- 上記サンプル捕捉コンポーネントが、上記1または複数の冷却装置を使用して、約0℃より高く、約10℃未満の温度に冷却される請求項1に記載のシステム。
- 上記サンプル補足コンポーネントを消毒するための滅菌コンポーネントをさらに有する請求項1に記載のシステム。
- 上記滅菌コンポーネントが、消毒剤を噴霧するためのネブライザ、UV放射を生成するための1つ以上のUV光、蒸気発生器、オゾン発生器、過酸化物蒸気発生器、およびそれらの組み合わせのうちの少なくとも1つを有する請求項9に記載のシステム。
- 上記消毒剤が、水中の60%エタノール、水中の少なくとも60%イソプロパノール、および過酸化物溶液のうちの少なくとも1つを有する請求項10に記載のシステム。
- 上記収集されたサンプルが、分配ポンプ、重力誘導流、およびロボットサンプル移送システムのうちの少なくとも1つを使用して上記サンプル処理コンポーネントに移送される請求項1に記載のシステム。
- 上記サンプル処理コンポーネントは、流体リザーバおよび流体分配ポンプの少なくとも1つを有し、上記サンプル基板上に配置された上記収集されたサンプル上に約1マイクロリットルの流体を分配する請求項1に記載のシステム。
- 上記液体が、溶媒、MALDIマトリックス化学物質、水、および酸のうちの少なくとも1つを有する請求項13に記載のシステム。
- 呼気を使用して個人の呼吸器疾患を診断するための自律的な方法において、
当該方法は、
上記予め定められた回数の呼吸操作中に個人から放出されたEBA粒子を、個人の顔を受け入れるように構成されたサンプル抽出コンポーネントに供給されるシース空気の連続流中に抽出するステップと、
インターフェースチューブによって上記サンプル抽出コンポーネントに流体接続されたサンプル捕捉コンポーネントを使用して、濃縮された液体サンプルとして、呼気および空気からEBA粒子を収集するステップと、
上記濃縮された液体サンプルの少量をサンプルプレートにスポットするステップと、
溶媒、MALDIマトリックス化学物質、水、および酸、ならびにそれらの混合物のうちの少なくとも1つを使用して上記濃縮された液体サンプルを扱うことによって上記濃縮された液体サンプルを処理するステップと、
診断装置を使用して上記サンプルを分析するステップとを有することを特徴とする上記方法。 - 上記EBA粒子が、呼吸器疾患に特徴的な微生物、ウイルス、代謝産物バイオマーカー、脂質バイオマーカー、およびプロテオミクスバイオマーカーのうちの少なくとも1つを有する請求項15に記載の方法。
- 上記処理するステップが、適切な乾燥手段を使用してサンプルを乾燥させることによってサンプルを濃縮するステップをさらに有する請求項15に記載の方法。
- 上記診断装置がMALDI-TOFMSを有する請求項15に記載の方法。
- 上記収集されたサンプルを消化して、EBA粒子に特徴的なペプチドサンプルを生成するステップをさらに有する請求項15に記載の方法。
- 上記サンプル捕捉コンポーネントに入る空気の流量レートが約100L/分から約1000L/分の間である請求項15に記載の方法。
- 上記予め定められた数の呼吸操作が、
a.上記個人の肺をきれいにするために深い息を吐くステップと、
b.最大10秒間一時停止するステップと、
c.FVC吸入を実行するステップと、
d.深い息を吐き出すステップと、
e.上記のシーケンスを最大10回繰り返すステップとを有する請求項15に記載の方法。 - 呼気呼吸、咳、通常のFVC呼吸、発話、およびくしゃみのステップのうちの少なくとも1つをさらに有する請求項21に記載の方法。
- 上記予め定められた呼気操作の数が、吐き出される粒子の体積および呼気の体積の少なくとも1つを示す、1または複数のセンサによって決定される請求項15に記載の方法。
- 上記1または複数のセンサが、CO2センサ、酸素センサ、湿度センサ、光学粒子サイズカウンタ、空力粒子サイザ、および比濁計のうちの少なくとも1つを有する請求項23に記載の方法。
- 上記サンプル処理コンポーネントが、溶媒、MALDIマトリックス化学物質、水、および酸、ならびにそれらの混合物のうちの少なくとも1つを使用して上記サンプルを処理するための流体コンポーネントを有する請求項1に記載のシステム。
- 1または複数のセンサをさらに有し、当該1または複数のセンサは、上記サンプル抽出コンポーネントと流体連通するように構成され、当該1または複数のセンサの出力は、上記サンプル捕捉コンポーネントに入る呼気エアロゾル粒子の総累積量を計算するために使用される請求項1に記載のシステム。
- 上記1または複数のセンサが、CO2センサ、酸素センサ、湿度センサ、光学粒子サイズカウンタ、空力粒子サイザ、および比濁計のうちの少なくとも1つを有する請求項26に記載のシステム。
- 上記予め定められた空気の体積が、1または複数のセンサの上記出力を使用して決定される請求項1に記載のシステム。
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