KR20030011804A - 간질 유액 및 전혈 샘플의 표본추출 및 분석을 위한 방법및 장치 - Google Patents

간질 유액 및 전혈 샘플의 표본추출 및 분석을 위한 방법및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 본 출원에서 병원 및 가정 용도로 피하 액체, 예를 들어 간질 유액 또는 전혈의 표본 채취 및 분석을 같이 하는 방법 및 장치를 공개한다. 본 발명의 장치는 분석 챔버(20)와 유체가 서로 통하는 피부층 관통 프로브(12)를 포함한다. 이는 유체 내에 유효하게 표현될 수 있는 농도로 존재하는 임의의 분석 대상물에 적용될 수 있으며, 특히 포도당의 모니터링에 적합하다.

Description

간질 유액 및 전혈 샘플의 표본추출 및 분석을 위한 방법 및 장치{Method and device for sampling and analyzing interstitial fluid and whole blood samples}
많은 의학적 조건을 관리하기 위해서는 체액 내의 다양한 분석 대상물을 측정 및 모니터링할 필요가 있다. 역사적으로, 혈액 내의 분석 대상물을 측정하는 것은 표본채취용 혈액을 얻기 위해 정맥 천자 또는 손가락 천자와 같은 침투성 기술(invasive technique)이 요구되었다. 침투성 기술로 혈액 샘플을 얻어 정기적으로 시험되는 분석 대상물의 일 예로는 포도당이 있다. 그 상태를 제어하기 위해서는, 당뇨병 환자들은 기본적으로 그 포도당 레벨을 모니터링할 필요가 있다. 분석을 위해 혈액 샘플을 얻기 위해 사용되는 침투성 기술은 고통스럽다는 단점을 가지며, 이러한 고통은 정기적인 모니터링에 환자가 순응하여 감소될 수는 있다. 예를 들어 손가락 끝에 반복적으로 시험되면, 상처입은 조직이 반흔 조직(scar tissue)이 형성될 수 있으며, 이는 이 영역에서 샘플을 얻기 더 힘들게 한다. 더욱이, 침투성 표본 채취 절차는 감염 또는 질병의 전달 위험을 갖는다.
대안으로는 전혈 대신 간질 유액을 표본채취하는 것이 있다. 간질 유액은 피부의 피부층의 연결 조직 및 세포 사이의 공간을 채우는 액체이다. 간질 유액이 혈장 또는 전혈에 대한 적절한 대체물로 밝혀진 용도로는 포도당 농도 측정이 있다(J. Lab. Clin. Med. 1997, 130, 436-41).
미국 특허 제 5,879,367호, 5,879,310호, 5,820,570호, 5,582,184호는 포도당 모니터링을 위해 적은 체적의 간질 유액을 얻는데 관통 깊이를 제한하는 장치와 연계하여 미세한 바늘을 사용하여 표본채취하는 방법을 공개한다. 그러나, 가정 또는 병원(hospital bedside) 용도에 적합한 뽑아내진 샘플을 분석하는 방법은 공개되지 않았다.
본 발명은 병원 및 가정 용도로 적합한 간질 유액 또는 전혈의 표본 채취 및 분석을 같이 하는 방법 및 장치에 대한 것이다.
도 1은 관통 프로브, 프리-챔버(pre-chamber)와 분석 챔버의 장치를 예시하는 표본채취 장치의 일 실시예의 평면도(실제 축척이 아님).
도 2는 도 1의 선 A-A'에 따른 단면도(실제 축척이 아님).
도 3은 본 발명의 장치의 선단 에지(proximal edge)가 오목부(recess)를 형성하는, 관통 프로브, 프리-챔버와 분석 챔버의 장치를 예시하는 표본채취 장치의 일 실시예의 평면도(실제 축척이 아님).
도 4는 관통 프로브, 프리-챔버와 분석 챔버의 장치를 예시하는 표본채취 장치의 일 실시예의 평면도(실제 축척이 아님).
도 5는 도 4의 선 B-B'에 따른 단면도.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 장치가 해제가능한 액츄에이터(actuator)에 장전되어 관통 프로브에 의해 피부층을 뚫기 쉽게 하는, 본 발명의 일 실시예를 예시하는 도면이며, 도 6a는 액츄에이터가 트리거될(triggering) 준비가 된 대기 상태인, 액츄에이터에 장전된 장치의 도면이고, 도 6b는 쏜 후의 액츄에이터와 장치의 도면.
종래의 방법에 의해 혈액 샘플을 뽑지 않고도 사람 또는 다른 동물의 분석대상물의 농도를 측정할 수 있는 것이 바람직하다. 또한, 병원 또는 가정 용도에 충분하게 간단한 저렴한 일회용 장치로 이렇게 할 수 있는 것이 바람직하다.
본 발명은 전통적인 전혈 표본채취 기술에 비해 덜 침투적이고 종래의 정맥 천자 또는 손가락 천자의 샘플채취 방법에서 요구되는 것보다 훨씬 적은 체적의 샘플을 요구하는, 종래의 표본채취 장치 및 방법에 대한 적절한 대안을 제공한다. 보다 적은 체적의 샘플이 요구되기 때문에, 샘플을 얻기 위해 보다 적은 상처가 나게 된다. 종래의 손가락을 찌르는 방법에서, 한 방울의 혈액이 손가락 끝에 형성된 다음, 센서 샘플 입구가 이 방울로 젖게 된다. 샘플이 피부표면과 접촉하게 되므로, 피부표면 상의 물질에 의해 샘플이 오염될 수 있다. 본 원에 공개된 장치 및 방법은 피부 표면에 혈액 방울을 형성시킬 필요가 없으므로, 샘플이 오염될 가능성이 적다.
본 발명의 일 실시예에서, 관통 단부와 전달 단부(communicating end)를 갖는 피부층 관통 프로브를 포함하는 본체와, 소정의 체적을 가지며 선단부와 말단부를 갖는 분석 챔버를 포함하는 유체 표본채취 장치가 제공되며, 상기 관통 프로브는 관통 프로브로부터 분석 챔버로 유체가 흐를 수 있게 분석챔버와 유체가 서로 통한다. 분석 챔버는 압축되어 분석챔버의 체적을 감소시킬 수 있는 하나이상의 가요성 벽을 가질 수 있다. 관통 프로브는 예를 들어, 바늘, 피침(lancet), 튜브, 채널, 또는 중실 돌출부를 포함할 수 있고, 탄소 섬유, 붕소 섬유, 플라스틱, 금속, 유리, 세라믹, 복합 재료, 이들의 혼합물, 및 이들의 화합물로 구성될 수 있다. 관통 프로브는 각각의 시트(sheet)에 돌출부를 가지는 실질적으로 정합하는(registration) 두 시트의 재료를 포함할 수 있으며, 여기서 시트들은 모세관 현상에 의해 시트 사이에서 액체가 뽑아내지도록 이격되어 있다. 이 두 시트의 재료는 프리-챔버를 형성하도록 장치로 연장할 수 있다. 관통 프로브는 장치의 선단부의 오목부 내에 배치될 수 있고, 오목부는 선택된 피부 표면의 형상과 실질적으로 정렬되도록 설정될 수 있다.
다른 실시예에서, 본 발명의 장치는 소정의 체적과, 제 1 및 제 2 단부를 갖는 프리-챔버를 더 포함할 수 있으며, 프리-챔버는 관통 프로브와 분석 챔버 사이에 개재하여 프리-챔버의 제 1 단부가 관통 프로브의 전달 단부에 인접하고, 프리-챔버의 제 2 단부가 분석 챔버의 선단부에 인접하게 된다. 프리-챔버의 체적은 분석 챔버의 체적 이상일 수 있다. 프리-챔버는 압축되어 프리-챔버의 체적을 감소시킬 수 있는 하나 이상의 가요성 벽을 가질 수 있다. 프리-챔버는 관통 프로브로부터 프리-챔버를 실질적으로 밀봉시킬 수 있는 밸브를 제 1 단부에 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 본 발명의 장치는 분석 챔버와 통하는 압축가능한 블래더(bladder; 囊)를 더 포함하며, 압축가능한 블래더는 분석 챔버에 정(+) 또는 부(-)의 압력을 가할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 프리-챔버와 분석 챔버는 상이한 모세관 힘을 발휘할 수 있다. 분석 챔버에 의해 작용되는 모세관 힘은 프리-챔버에 의해 가해지는 모세관 힘보다 클 수 있다. 모세관 힘의 차는 적어도 부분적으로 프리-챔버의 높이와 분석 챔버의 높이 간의 차에 기인할 수 있다. 이 실시예에서, 프리-챔버의 내면은 제 1 거리로 이격된 제 1 및 제 2 프리-챔버 벽을 포함하여 프리-챔버 높이를 정할 수 있고, 분석 챔버의 내면은 제 2 거리로 이격된 제 1 및 제 2 분석 챔버 벽을 포함하여 분석 챔버 높이를 정할 수 있고, 분석 챔버의 높이는 프리-챔버의 높이보다 작다.
또 다른 실시예에서, 하나 이상의 챔버가 챔버에 의해 가해지는 모세관 힘을 강화 또는 감소시킬 수 있는 물질을 포함할 수 있다. 이러한 물질로는 예를 들어 중합체, 수지, 분말, 망상 조직(mesh), 섬유 물질, 결정질 물질, 또는 다공성 물질이 포함될 수 있다. 적절한 물질로는 폴리에틸렌 글리콜, 폴리비닐피롤리돈, 계면 활성제, 친수성(hydrophilic) 블록 공중합체, 및 폴리비닐아세테이트가 포함된다.
다른 실시예에서, 본 발명의 장치는 관통 프로브가 피부층을 관통하게 하기에 충분한 힘을 공급할 수 있는 해제가능한 액츄에이터(releasable actuator)를 더 포함한다.
다른 실시예에서, 분석 챔버는 작동 전극과 역/기준 전극(counter/reference electrode)과 계측기와 통신하는 인터페이스를 포함하는 전기화학적 셀(cell)을 포함할 수 있고, 인터페이스는 전압 또는 전류가 서로 통한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 유체 샘플 내의 분석 대상물의 존재 여부를 측정하는 방법이 제공되며, 이 방법은 상술한 바와 같은 유체 표본채취 장치를 구비하는 단계와, 관통 프로브로 피부층을 관통하는 단계와, 샘플이 관통 프로브로부터 분석 챔버로 흐르게 하여 분석 챔버를 유체 샘플로 실질적으로 채우는 단계와, 분석 챔버 내의 분석 대상물의 존재 여부를 검출하는 단계를 포함한다. 이러한 샘플로는 예를 들어, 간질 유액 또는 전혈이 포함된다. 샘플의 특성의 정량적 또는 정성적 측정이 검출 단계에서 이루어질 수 있다. 샘플의 특성으로는 예를 들어 색 지시기, 전기 전류, 전기 전위, 산, 염기, 환원된 종(reduced species), 침전물과, 가스와 같은 분석 대상물의 반응 생성물이 포함될 수 있다. 분석 대상물로는 예를 들어, 칼륨과 같은 이온, 원소, 당분, 에탄올과 같은 알콜, 호르몬, 단백질, 효소, 보조 인자(cofactor), 핵산의 염기서열(nucleic acid sequence), 지질(lipid), 약제(pharmaceutical), 약(drug)이 포함될 수 있다. 분석될 수 있는 물질의 예로는 콜레스테롤과 젖산염이 있다.
다른 실시예에서, 분석 챔버를 향한 샘플의 유동은 모세관 힘 또는 압력 차와 같은 구동력에 의해 구동될 수 있다. 분석 챔버는 가요성 벽을 가지며, 이 벽은피부를 관통하기 전에 압축되어 분석 챔버의 체적을 감소시킨 다음에, 압축이 해제되어 분석 챔버 내에 부분적인 진공을 형성할 수 있다. 유체 표본채취 장치가 압축가능한 블래더를 더 포함하는 경우, 블래더는 압축되어 그 체적을 감소시킨 다음에, 피부층을 관통한 후에 압축이 해제되어 압축가능한 블래더와 분석 챔버에 부분 진공을 형성할 수 있다.
하기의 설명 및 예들은 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 예시한다. 당업자는 본 발명의 범위 내에서 이러한 본발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 잇음을 인지할 것이다. 따라서, 양호한 실시예의 설명은 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다. 유체 샘플의 표본 채취를 최적화하는 방법 및 장치는 함께 출원되었으며 본원의 참고문헌으로서 포함되고 본원과 동일자로 출원되었으며 발명의 명칭이 "모세관 또는 위킹(wicking) 현상에 의해 충진하는 장치에서 불충분하게 표본채취되는 것을 방지하는 방법"인 미국 특허 출원 제 __/_____호에 더 설명되어 있다.
본원에 공개된 본 발명은 병원 및 가정 용도에 적합한 장치로 피하조직으로부터 유체 샘플을 표본 채취 및 분석을 함께 하는 장치 및 방법이다. 유체 샘플로는 동물로부터 얻어진 간질 유액 또는 전혈 샘플이 포함될 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 식물 또는 동물의 피하조직으로부터 얻어진 임의의 유체 샘플이 표본채취 및 분석될 수 있으므로, 본 발명은 인체 의약, 수의학적 의약 및 원예학 분야에 광범위한 용도를 갖는다. 본 발명의 장치 및 방법은 유체 샘플 내에 유효하게 표현될 수 있는 농도로 존재하는 임의의 분석 대상물에 적용될 수 있다. 명확하게 나타내기 위해, 본 발명은 포도당 모니터링에 적용하는 것에 대해 논의한다. 그러나, 본 발명은 포도당의 모니터링에 제한되지 않고, 후술하는 바와 같은 다른 분석 대상물도 측정할 수 있다.
본 발명의 방법은 간질 유액 또는 전혈 샘플을 추출하기 위해 환자의 피부층을 관통할 수 있는 관통 프로브(12)를 포함하는 일체식 표본채취 및 분석 장치(10)와, 샘플을 관통 프로브(12)로부터 분석 챔버(20)로 전달하는 방법을 사용한다. 일 실시예에서, 장치(12)는 샘플의 분석을 수행하고 결과값을 표시 및 선택적으로 저장하는 계측기에 삽입될 수 있는, 일회 사용후 폐기가능한 장치(one-shot disposable device)일 수 있다.
장치(10)에서, 문제의 피부층을 관통하여 간질 유액 또는 전혈 샘플을 채칩하는 관통 프로브(12)는 분석 챔버(20)와 일체이다. 간질 유액을 표본 채취하는 특성상, 분석하기에 충분한 샘플을 채취하는데 수초 내지 수십초가 걸릴 수 있다. 분석 과정의 일부로서 분석 대상물이 반응을 수행하는 분석 챔버(20)에 있어서 이는 종종 바람직하지 않으며, 왜냐하면 정확한 시험 시작 시간을 얻는 것 및 샘플 내에 반응용 시약이 균일하게 분포되기 어려울 수 있기 때문이다. 본 발명의 제 2 특징에서, 프리-챔버(14) 내에 샘플을 모으고, 가득 찼을 때 샘플을 분석 챔버(20)로 신속히 전달하는 방법이 공개된다.
이러한 설명에서, 그 사용 문맥상 상이한 뜻이 명백한 것이 아닌 한, "선단(proximal)"은 관통될 피부 표면을 향하거나 또는 이에 인접하게 위치하는 장치의 영역 또는 구조물이고, "말단(distal)"은 장치의 반대쪽(선단이 아닌) 단부를 향하여 위치하는 장치의 영역 또는 구조물을 의미한다. 예를 들어, 관통 프로브(12)는 장치의 선단 부분에 있다.
관통 프로브
관통 프로브(12)는 원하는 정도까지 환자의 피부층을 관통할 수 있고 샘플을 프리-챔버(14) 또는 분석 챔버(20)로 수송할 수 있는 임의의 장치일 수 있다. 관통프로브(12)는 도 1에 예시된 바와 같이 두 개의 단부를 포함한다. 관통 프로브(12)의 관통 단부(11)는 피부층으로 삽입되는 단부이다. 관통 프로브(12)의 전달 단부(13)는 프리-챔버(14) 또는 분석 챔버(20) 중의 하나와 통하는 단부이다.
하나 이상의 날카로운 에지 또는 지점을 갖는 하나 이상의 돌출부(12)가 관통 프로브(12)에 적합하다. 관통 프로브(12)는 플라스틱, 금속, 유리, 세라믹, 복합 재료(예를 들어, 세라믹과 금속 입자의 합성물), 또는 이러한 재료들의 혼합물 또는 화합물을 포함하는 재료로 제조될 수 있다. 관통 프로브(12)는 중실(solid) 돌출부, 바늘, 피침(lancet), 튜브, 채널의 형태일 수 있다. 채널은 그 하나 이상의 기다란 측면을 따라 선택적으로 개구(open)될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 관통 프로브(12)의 양호한 실시예는 실질적으로 정합하는 각 시트(30)들이 날카로운 끝을 갖는 돌출부(12)를 갖도록 형성된 두 개의 시트(30) 재료이며, 시트(30)들은 모세관 현상에 의해 시트(30) 사이에서 유체가 뽑아내질 수 있도록 이격되어 있다. 양호한 실시예에서, 두 개의 시트(30) 재료는 분석 챔버(20)로 연장하고 오버랩(overlap)하여 샘플을 모으기 위한 프리-챔버(14)를 형성한다.
간질 유액이 표본채취될 때, 관통 깊이는 샘플링 장치(10)의 선단 표면(34)으로부터 돌출하는 관통 프로브(12)의 길이를 피부층 두께보다 작게 제한하여 제어될 수 있다. 양호한 실시예에서, 돌출부(12)의 길이는 2 내지 3mm보다 작고, 바람직하게는 약 1.5mm이다. 돌출부(12)의 길이에 상응하여 적절한 깊이로 관통한 후, 피부층 표면과 분석 장치 표면(34) 간에 접촉되어 더 관통되지 않게 한다. 두꺼운 피부층을 갖는 영역으로부터 간질 유액을 표본채취하는 것과 같은 다른 용도 또는,수의학적 용도를 위해서는, 돌출부(12)의 길이를 3mm 이상으로 하는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 본 발명은 임의의 길이의 돌출부(12)를 고려하며, 여기서 길이는 간질 유액을 표본채취하기에 충분하다. 전혈이 표본채취될 때, 약간 더 긴 관통 프로브(12), 즉, 2 내지 3mm 이상의 길이를 갖는 것이 사용되어야 한다.
관통 프로브(12)의 직경 또는 폭은 관통 프로브(12)의 디자인에 의존한다. 샘플이 충분히 유동할 수 있는 직경 또는 폭이 적합하다. 돌출부(12)가 날카로운 에지 또는 지점, 또는 튜브 또는 채널을 형성하는 경우, 최소 직경 또는 폭은 전형적으로 약 10μm 이상이다. 관통 수단(12)이 실질적으로 정합하며 각각 날카로운 끝의 돌출부(12)를 갖는 2개의 시트(30)를 포함할 때, 두 돌출부(12)는 일반적으로 1mm 내지 10μm 이격된다.
관통 프로브(12)는 시험편(10)의 임의의 적절한 부분, 즉 에지(34), 코너(42), 편평한 표면(44) 중의 하나 상에 위치될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이 시험편(10)의 말단 에지(34)에 형성된 오목부 내에 프로브를 위치시키거나 또는, 시험편(10)의 표면(44) 상의 오목부에 위치시켜 관통 프로브(12)가 보호된다. 바람직한 실시예에서, 시험편(10)의 말단 에지(34)의 오목부는 선택된 피부표면, 예를 들어, 손가락끝의 형상에 실질적으로 정렬되도록 설정될 수 있다. 그러나, 오목부는 다른 적절한 형상, 예를 들어, 정사각형 오목부, V-자형 오목부, 만곡된 오목부, 다각형 오목부 등으로 설정될 수 있다. 양호한 실시예에서, 관통 프로브(12)는 장치(10)의 표면(44) 또는 선단 에지(34)의 최선단 부분을 지나 돌출하지 않지만, 피부에 대해 눌렸을 때, 피부가 오목부로 변형해 들어가 관통 프로브(12)에 의해 천자(punctured)된다. 이러한 장치는 표본 채취 지점 주위의 피부 영역을 압축시켜 표본 채취를 돕는다. 관통 프로브(12)는 시험편(10)의 다른 구성요소, 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같은 프리-챔버(54)의 측면과 일체로 형성된다. 다르게는, 관통 프로브(12)는 예를 들어 접착제, 열 접합(thermal bonding), 상호체결 부품, 압력 등과 같은 임의의 적절한 수단에 의해 시험편(10)에 부착 또는 통합될 수 있는 개별적인 부품을 포함할 수 있다. 관통 프로브(12)는 신축가능하거나 또는 비신축성일 수 있다.
관통 자체는 관통 장치(12)를 수동으로 삽입하거나 또는 예를 들어, 도 6a 및 도 6b에 예시된 스프링-장착된 메커니즘(84)과 같은 해제가능한 액츄에이터(84)에 삽입하는 것을 포함하는 임의의 적절한 수단에 의해 이루어질 수 있다. 이러한 스프링-장착된 메커니즘(84)은 압축되어 있으며, 트리거링(triggering) 메커니즘이 작동될 때 스프링을 압축시키던 힘을 해제할 수 있는 트리거(88)에 의해 제 위치에 유지되는 스프링(86)을 포함한다. 트리거(88)는 수동으로 작동되거나, 또는 장치(84)가 샘플을 얻기에 충분한 압력이 가해졌는지를 나타내는 압력 센서를 포함하여 트리거(88)를 작동시킬 수 있다. 일 실시예에서, 장치(10)의 말단부는 스프링-장착된 메커니즘(84)에 배치되어 스프링(86)을 압축시키는 힘이 트리거(88)를 작동시켜 해제될 때, 장치(10)에 전달되어, 메커니즘(84)으로부터 방출되어 관통 프로브(12)가 피부층으로 삽입된다.
임의의 적절한 본체 부분이 표본 채집에 사용될 수 있다. 양호한 실시예에서, 표본 채취 영역은 신경 말단(nerve ending)이 고밀도로 있지 않은 곳, 예를 들어, 전완(forearm)이다. 전형적으로, 충분한 샘플을 얻는데 5 내지 15초가 필요하다. 간질 유액 또는 전혈을 추출하기 위해서는 샘플링 영역에 압력을 가할 필요가 있을 수 있다. 적절한 양의 압력이 가해지기 쉽도록, 압력 센서가 장치(10)에 통합되어 충분한 압력이 가해졌을 때 표시할 수 있다. 직접적인 샘플링 영역 주위의 영역에 가해지는 압력을 증가시켜 샘플 획득 시간이 개선될 수 있다. 간질 유액 또는 전혈 샘플 획득 시간에 영향을 미칠 수 있는 몇몇 인자로는 환자의 연령, 피부 두께, 온도, 수화 정도(hydration)가 포함된다. 시험을 위해 채집된 간질 유액 또는 전혈 샘플의 양은 약 0.02μl 이상, 바람직하게는 0.1μl 이상, 보다 바람직하게는 0.5μl 이상일 수 있다.
양호한 일 실시예에서, 장치(10)는 샘플 획득전에 계측기에 삽입될 수 있다. 이러한 실시예에서, 계측기는 장치(10)의 지지, 샘플 획득을 개시하는 자동화 수단을 제공하는 것, 및 샘플 획득이 완료되면 알리는 것을 포함하는 여러 기능을 한다.
관통 프로브로부터 분석 챔버로의 샘플 전달
샘플링 장치(10)의 양호한 실시예에서, 장치는 두 개의 부품- 관통 프로브(12), 분석 챔버(20)를 포함한다. 도 1 및 도 2에 예시된 다른 양호한 실시예에서, 장치(10)는 관통 프로브(12), 프리-챔버(14)를 포함한다. 프리-챔버(14)는 분석 챔버(20)와 일체이거나 또는 분석 챔버(20)에 결부(interface)될 수 있다.
다른 실시예에서, 분석 챔버(20)는 분석 챔버(20)를 채우기 쉽게 하는 수단과 일체이거나 또는 결부될 수 있다. 이러한 수단은 도 3 및 도 4에 도시된 바와같은 접히거나 또는 압축될 수 있는 블래더(22)를 포함할 수 있으며, 이 블래더는 분석 챔버(20)에 정 또는 부(즉, 부분 진공)의 압력을 가하는데 사용될 수 있다. 압축가능한 블래더(22)는 압축되어 챔버의 체적을 감소시킬 수 있는 가요성 벽을 갖는 임의의 챔버를 포함한다. 압축가능한 블래더(22)를 압축하는 힘이 해제될 때, 분석 챔버(20)로 샘플을 끌어들이는 부분 진공이 형성된다. 양호한 실시예에서, 압축가능한 블래더(22)의 체적은 충분히 커서 블래더(22)가 실질적으로 완전히 압축되었을 때 블래더(22)의 체적 감소가 분석 챔버(20)의 전체 체적 이상이어서 분석 챔버(20)가 충분히 채워짐을 보장한다. 그러나, 분석 챔버(20)보다 적은 체적을 갖는 압축가능한 블래더(22)도 분석 챔버(20)를 채우는 것을 돕는데 유효할 수 있다.
다르게는, 분석 챔버(20) 자체가 접힐 수 있거나 또는 압축될 수 있다. 이러한 실시예에서, 피스톤 또는 환자나 의료인의 손가락과 같은 다른 압축 매개체(compressing agent)가 먼저 분석 챔버(20)를 누른 다음에 해제하여 부분 진공을 형성할 수 있다. 압축력이 해제될 때, 부분 진공은 샘플이 관통 프로브로부터 분석 챔버로 흐르게 한다.
프리-챔버
양호한 실시예에서, 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 분석 챔버(20)로 전달되기 전에 샘플의 축적 및 모인 샘플의 저장을 위해 프리-챔버(14)가 일체형 표본 채취 및 시험 장치(10)에 구비된다. 정확한 결과값을 내기 위해 단시간, 즉 피부층으로부터 충분한 샘플을 뽑아내는데 필요한 것보다 짧은 시간 내에 분석 챔버(20)를 채울 필요가 있는 분석 방법을 사용할 때 프리-챔버(14)가 유용하다. 양호한 실시예에서, 프리-챔버(14)의 체적은 분석 챔버(20)의 체적보다 크므로, 일단 프리-챔버(14)가 채워지면, 충분한 샘플이 모여 분석 챔버(20)를 완전히 채움을 보장한다.
양호한 실시예에서, 도 1 및 도 2에 예시된 바와 같이, 관통 프로브(12)는 제 1 단부에서 프리-챔버(14)에 개방되고, 제 2 단부에서 프리-챔버(14)가 분석 챔버(20)에 개방된다. 프리-챔버(14)에는 시약 또는 다른 물질이 없을 수 있고, 또는 프리-챔버(14)의 벽에 의해 작용되는 모세관 힘을 향상 또는 감소시키기 위해 또는 분석 전에 샘플을 사전 처리(pre-treat)하기 위해 하나 이상의 물질을 선택적으로 포함할 수 있다. 이러한 물질로는 예를 들어 중합체, 수지, 분말, 망상 조직, 섬유 물질, 결정질 물질, 또는 다공성 물질, 또는 이들의 혼합물이나 화합물이 포함될 수 있다. 분석 챔버(20)를 쉽고 효과적으로 채우기 위해, 양호한 실시예에서는, 도 2에 예시한 바와 같이 상이한 높이의 프리-챔버(14)와 분석 챔버(20)를 사용한다. 분석 챔버(20)가 그 높이(일반적으로 가장 작은 챔버 치수를 일컬음)가 프리-챔버(14)의 높이보다 작도록 형성된 경우에, 프리-챔버(14)로부터 분석 챔버(20)로 유체를 뽑아내는 모세관 힘이 생성된다. 제 1 공기 통기구(64; first air vent)가 프리-챔버(14)로의 개구(62) 반대쪽의 분석 챔버(20)의 단부(70)에 형성되어, 샘플이 들어갈 때 공기가 분석 챔버(20)로부터 배출될 수 있게 하여 분석 챔버(20)를 채우기 쉽게 할 수 있다. 선택적으로, 제 2 통기구(74)는 관통 프로브(12)가 프리-챔버(14)로 개구된 곳인 프리-챔버(14)의 반대쪽 단부(60)에 프리-챔버(14)로의 개구되어 형성될 수 있다. 이러한 통기구(74)는 샘플이프리-챔버(14)로부터 분석 챔버(20)로 전달될 때 프리-챔버(14)에 공기를 공급하여 샘플을 대체한다. 통기구(74)는 시험편(10) 상의 임의의 적절한 위치에 배치될 수 있다. 양호한 실시예에서, 통기구(74)는 샘플이 통기구(74)를 통해 장치(10)로부터 나가는 것을 방지하는 "모세관 현상 정지부"로서 기능하는, 예를 들어 90° 각도의 날카로운 모서리를 포함한다.
다른 실시예에서, 프리-챔버(14)는 관통 프로브(12)에 부착된, 가요성 벽들을 갖는, 튜브 또는 다른 형상의 챔버로 구성된다. 이러한 실시예에서, 프리-챔버(14)는 분석 챔버(20)에 영구적으로 고정되거나 또는 분석 챔버(20)로의 포트 옆에 정렬되어 배치된다. 이러한 정렬은 측정용 계측기와 같은 외부 장치에 적절히 배치하여 사용중에 이루어질 수 있다. 이러한 실시예의 일 특징에서, 프리-챔버(14)가 관통 프로브(12)와 프리-챔버(14) 사이의 유체 샘플의 유동을 제어하기 위한 장치로 정의되는, 밸브를 더 포함한다. 이 밸브는 하나 이상의 롤러, 피스톤, 또는 압착(squeezing) 장치를 포함하여, 프리-챔버(14)의 제 1 단부(60)를 닫고 프리-챔버(14)를 동시에 압축하여 프리-챔버(14) 내의 유체가 프리-챔버(14)의 제 2 단부(62)로, 이후에 분석 챔버(20)로 가압수송되게 할 수 있다.
다르게는, 분석 챔버(20)는 관통 프로브(12)에 부착된, 가요성 벽들을 갖는, 튜브 또는 다른 형상의 챔버로 구성된다. 이러한 실시예에서, 관통하기 전에 분석 챔버(20)는 하나 이상의 롤러, 피스톤, 또는 압착 장치에 의해 압축된다. 관통 프로브(12)가 삽입된 후, 압축이 해제되어, 샘플을 분석 챔버(20)로 끌어당기는 진공을 형성한다. 이러한 실시예에서, 신속한 샘플 획득을 위해 충분한 진공이 생성된다면 프리-챔버(14)는 필요없을 수 있다. 이러한 실시예에서, 장치(10)는 진공을 형성하는데 방해가 된다면 통기구(64, 74)가 필요없을 수 있다.
다른 실시예에서, 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 일단부(60)에서 관통 프로브(12)로 개방되고 다른 단부(62)에서 분석 챔버(20)로 개방된 적절한 사이즈의 프리-챔버(14)가 형성된다. 프리-챔버(14)의 개구 반대쪽의 분석 챔버(20)의 단부(70)는 압축가능한 블래더(22)에 개방된다. 블래더(22)는 개별적으로 형성되어 분석 챔버(20)의 단부(70)에 부착될 수 있다. 다르게는, WO97/00441(본원에 참고문헌으로 포함됨)의 도 3 및 도 4에 예시된 것과 유사하게, 시험편(10)의 중간 층(82; middle laminate)의 일부를 제거하여 형성될 수 있다.
사용시에, 시험편(10)의 블래더(22)는 관통 프로브(12)가 환자에 삽입되기 전에 적절한 수단에 의해 압축된다. 관통 프로브(12)의 삽입은 압력 센서와 같은 센서를 사용하여 확인되거나, 또는 환자가 눈으로 또는 촉감으로 관통 프로브(12)가 삽입된 것을 확인할 수 있다. 후자의 경우에, 환자가 버튼을 누르는 것등에 의해 계측기를 작동시킬 수 있다. 이 때, 블래더(22)를 압축하는 수단은 중간 위치로 후퇴되어 프리-챔버(14)로 샘플을 뽑아들인다. 프리-챔버(14)가 가득 찼을 때, 적절한 센서에 의해 지시되어 계측기는 환자에게 관통 프로브(12)를 빼낼 것을 알려준다. 그 다음에, 압축 수단이 완전히 후퇴한 위치로 움직여 샘플을 프리-챔버(14)로부터 분석 챔버(20)로 인입한다. 블래더(22)로부터의 초기 흡입이 충분한 속도로 샘플이 축적되게 하는 경우에, 프리-챔버(14)가 필요없을 수 있고, 샘플을 관통 프로브(12)를 통해 분석 챔버(20)로 직접 뽑아내는데 블래더(22)가 사용된다. 진공을형성하는 것을 방해할 수 있는 통기구(64, 74)는 몇몇 실시예에서는 장치에 포함될 필요가 없다.
분석 챔버
양호한 실시예에서, 분석 챔버(20)는 WO97/00441호에 공개된 것과 유사하게 일회용 분석 시험편을 포함하는 분석 장치(10)에 포함된다. WO97/00441호의 분석 시험편은 예를 들어 유체 샘플 내의 포도당의 농도와 같은 담체(carrier) 내의 분석 대상물의 농도를 측정하기 위해 생물학적 센서(biosensor)를 포함한다. 이러한 시험편의 전기화학적 분석 셀은 1.5μl 이하의 유효 체적을 갖고, 다공성 멤브레인, 이 멤브레인의 한쪽 측면 상의 작동 전극, 다른 측면 상의 역/기준 전극을 포함할 수 있다. 양호한 실시예에서, 0.02μl 이상의 유효 체적을 갖는 분석 셀이 사용된다. 바람직하게는, 셀(20)은 약 0.1μl 내지 약 0.5μl 범위의 체적을 갖는다.
이러한 실시예의 한 양태(aspect)에서, 관통 프로브(12)는 바늘(12)의 일단부가 시험편 분석 챔버(20)로 개방되도록 분석 챔버(20)의 벽을 통해 삽입되어 분석 시험편(10)에 통합된 작은 바늘이다. 간질 유액의 샘플을 획득 및 분석하기 위해 배치된 장치(10)의 사용시에, 바늘(12)이 환자의 피부층으로 삽입되고 샘플이 모세관 현상을 통해 바늘(12)로 인입된다. 그 다음에 샘플이 모세관 현상에 의해 바늘(12)로부터 분석 챔버(20)로 전달되어 샘플이 분석된다. 바늘(12)이 챔버로 개방된 지점으로부터 떨어진 분석 챔버(20) 내의 대기(atmosphere)로의 개구(64)는, 분석 챔버(20)가 샘플로 채워짐에 따라 배출되는 공기가 나갈 수 있게 하는 통기구(64)로서 작용한다. WO97/00441호에 공개된 타입의 분석 장치는 이러한 장치에 사용하기 특히 적합한데, 왜냐하면 매우 적은 체적의 샘플을 사용할 수 있기 때문이며, 전형적으로 간질 유액 표본 채취에 유용하다.
분석 챔버(20)는 분석 챔버(20)의 벽들에 작용하는 모세관 힘을 강화 또는 감소시키기 위해 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다. 이러한 물질로는 상술한 프리-챔버에 사용될 수 있는 것과 같이, 중합체, 수지, 분말, 망상 조직, 섬유 물질, 결정질 물질, 또는 다공성 물질, 또는 이들의 혼합물이나 화합물이 포함될 수 있다. 예를 들어, 분석 챔버(20)의 벽(24)들은 분석 챔버로의 유체 샘플의 유동을 촉진하기 위해 친수성 물질로 코팅될 수 있다. 적절한 친수성 물질로는 폴리에틸렌 글리콜, 폴리비닐피롤리돈, 계면 활성제, 친수성 블록 공중합체, 및 폴리아크릴 산이 포함된다. 분석 챔버(20)는 분석 대상물 또는 샘플 내에 존재하는 다른 물질과 반응할 수 있는 시약을 포함할 수도 있다. 이러한 다른 물질로는 분석 대상물의 존재 여부를 측정하는 것을 방해하는 물질이 포함될 수 있다. 이러한 경우, 시약은 이러한 물질과 반응하여 분석을 더 이상 방해하지 않게 한다.
유체 샘플 내에 검출가능한 양으로 존재하는 분석 대상물은 장치(10)를 사용하여 분석될 수 있다. 전형적인 분석 대상물로는 이온, 원소, 당분, 알콜, 호르몬, 단백질, 효소, 보조 인자(cofactor), 핵산의 염기서열(nucleic acid sequence), 지질(lipid), 약(drug)이 포함될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 양호한 실시예에서, 포도당이 시험될 분석대상물이다. 전형적인 분석 대상물로는 에탄올, 칼륨 이온, 약제, 약, 콜레스테롤과 젖산염이 포함될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
분석 대상물의 존재 여부는 직접적으로 측정될 수 있다. 다르게는, 분석 대상물은 분석 대상물을 분석 챔버 내에 존재하는 하나 이상의 시약과 반응시켜 측정될 수 있다. 그 다음에, 분석 대상물의 존재 여부를 나타내는, 이 반응의 생성물이 검출될 수 있다. 적절한 반응 생성물로는 색 지시기(color indicator), 전기 전류, 전기 전위, 산, 염기, 침전물 또는 가스가 포함되지만, 이에 제한되지 않는다.
분석 대상물 또는 분석 대상물의 반응 생성물의 존재 여부를 측정하기 위해, 임의의 적합한 해석 방법이 사용될 수 있다. 적절한 해석 방법으로는 전기화학적 방법, 광흡수 검출 방법, 광방출 검출 방법, 자화율(magnetic susceptibility)의 측정이 포함되지만, 이에 제한되지 않는다. 반응 생성물이 분석 대상물과 상이한 색을 갖거나 또는 침전물 또는 가스를 형성하는 경우에, 분석 대상물의 존재 여부를 측정하는데 있어 눈으로 측정하는 것이 적절한 방법일 수 있다.
측정 데이터의 표시/저장
양호한 실시예에서, 상술한 분석 시험편 또는 다른 실시예의 샘플링 장치(10)는 시험 데이터를 표시, (선택적으로 컴퓨터가 판독가능한 포맷으로) 저장할 수 있는 예를 들어 계측기와 같은 측정 장치에 통합된다. 이러한 실시예에서, 시험편(10)은 계측기와 교신하는 인터페이스, 예를 들어 전기화학적 셀(20)의 전극으로부터의 전도성 도선(lead)을 포함한다. 전기화학적 측정을 하는 경우에, 인터페이스는 전기화학적 셀(20)과 전압 또는 전류가 서로 통한다.
상술한 설명은 본 발명의 몇몇 방법 및 구성요소를 공개한다. 본 발명은 이 방법 및 구성요소를 수정할 수 있으며, 제조 방법 및 장치를 변경할 수 있다. 이러한 수정은 본원에 공개한 본 발명을 고려할 때 당업자에게 명백할 것이다. 결과적으로, 본 발명은 본원에 공개된 특정 실시예에 제한되지 않으며, 첨부된 청구범위에 구현된 본 발명의 범위 및 진의 내에 모든 수정 및 변경을 포괄한다.

Claims (54)

  1. 관통 단부와, 전달 단부(communicating end)를 갖는 피부층 관통 프로브와, 선단부와 말단부를 가지며 소정의 체적을 갖는 분석 챔버를 포함하는 본체를 포함하며, 관통 프로브는 유체가 관통 프로브로부터 분석 챔버로 흐르도록 분석 챔버와 유체가 서로 통하는 유체 표본 채취 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    분석 챔버는 하나 이상의 가요성 벽을 가지며, 가요성 벽에서 챔버가 압축될 때 분석 챔버의 체적이 감소되는 유체 표본 채취 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    소정의 체적을 가지며 제 1 단부 및 제 2 단부를 갖는 프리-챔버(pre-chamber)를 더 포함하고, 프리-챔버는 관통 프로브와 분석 챔버 사이에 개재하여 프리-챔버의 제 1 단부가 관통 프로브의 전달 단부에 인접하고 프리-챔버의 제 2 단부가 분석 챔버의 선단부에 인접하게 되는 유체 표본 채취 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    프리-챔버의 체적은 분석 챔버의 체적 이상인 유체 표본 채취 장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    프리-챔버는 하나 이상의 가요성 벽을 가지며, 프리-챔버가 가요성 벽에서 압축될 때 프리-챔버의 체적이 감소되는 유체 표본 채취 장치.
  6. 제 3항에 있어서,
    프리-챔버가 제 1 단부에 밸브를 포함하여 관통 프로브로부터 프리-챔버를 실질적으로 밀봉할 수 있는 유체 표본 채취 장치.
  7. 제 3항에 있어서,
    프리-챔버는 제 1 모세관 힘을 가할 수 있고, 분석 챔버는 제 2 모세관 힘을 가할 수 있고, 제 1 모세관 힘과 제 2 모세관 힘 사이에 차이가 있는 유체 표본 채취 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    분석 챔버에 의해 가해지는 모세관 힘은 프리-챔버에 의해 가해지는 모세관 힘보다 큰 유체 표본 채취 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    프리-챔버의 내면에는 제 1 거리로 이격된 제 1 및 제 2 프리-챔버 벽이 적어도 포함되어 프리-챔버 높이를 형성하고, 분석 챔버의 내면에는 제 2 거리로 이격된 제 1 및 제 2 분석 챔버 벽이 적어도 포함되어 분석 챔버 높이를 형성하고, 분석 챔버의 높이는 프리-챔버의 높이보다 작고, 모세관 힘의 차이가 프리-챔버의 높이와 분석 챔버의 높이 간의 차이를 적어도 부분적으로 발생시키는 유체 표본 채취 장치.
  10. 제 7항에 있어서,
    하나 이상의 챔버들이 챔버에 의해 가해지는 모세관 힘을 강화 또는 감소시킬 수 있는 물질을 포함하는 유체 표본 채취 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 물질은 중합체, 수지, 분말, 망상 조직, 섬유 물질, 결정질 물질, 또는 다공성 물질, 또는 이들의 화합물로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 유체 표본 채취 장치.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 물질은 폴리에틸렌 글리콜, 폴리비닐피롤리돈, 계면 활성제, 친수성(hydrophilic) 블록 공중합체, 및 폴리비닐아세테이트로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 유체 표본 채취 장치.
  13. 제 3항에 있어서,
    프리-챔버는 제 1 프리-챔버 벽과 제 2 프리-챔버 벽을 포함하고, 분석 챔버는 제 1 분석 챔버 벽과 제 2 분석 챔버 벽을 포함하고, 프리-챔버 벽들 간의 거리는 분석 챔버 벽들 간의 거리보다 큰 유체 표본 채취 장치.
  14. 제 1항에 있어서,
    분석 챔버와 서로 통하는 압축가능한 블래더를 더 포함하고, 상기 압축가능한 블래더는 분석 챔버에 정 또는 부의 압력을 가할 수 있는 유체 표본 채취 장치.
  15. 제 14항에 있어서,
    압축가능한 블래더는 분석 챔버의 말단부로 개방된 유체 표본 채취 장치.
  16. 제 1항에 있어서,
    관통 프로브는 바늘, 피침(lancet), 튜브, 채널과, 중실 돌출부로 구성된 그룹으로부터 선택되는 유체 표본 채취 장치.
  17. 제 1항에 있어서,
    관통 프로브는 탄소 섬유, 붕소 섬유, 플라스틱, 금속, 유리, 세라믹, 복합 재료, 이들의 혼합물, 및 이들의 화합물로 구성된 그룹으로부터 선택되는 재료를 포함하는 유체 표본 채취 장치.
  18. 제 1항에 있어서,
    관통 프로브는 실질적으로 정합하는 두 개의 시트 재료를 포함하며, 각 시트 상에는 돌출부를 가지며, 시트들은 액체가 모세관 현상에 의해 시트들 사이에서 뽑아내질 수 있게 이격된 유체 표본 채취 장치.
  19. 제 18항에 있어서,
    두 개의 시트 재료는 분석 챔버에 인접하게 프리-챔버를 형성하고 분석 챔버와 유체가 서로 통하게 형성하도록 상기 장치로 연장하는 유체 표본 채취 장치.
  20. 제 1항에 있어서,
    상기 장치는 선단 에지를 가지며, 상기 에지는 오목부를 가지며, 관통 프로브는 오목부 내에 위치되는 유체 표본 채취 장치.
  21. 제 20항에 있어서,
    오목부는 선택된 피부 표면의 형상에 실질적으로 정렬되도록 설정되는 유체 표본 채취 장치.
  22. 제 1항에 있어서,
    해제가능한 액츄에이터를 더 포함하고, 액츄에이터는 관통 프로브가 피부층을 관통하기에 충분한 힘을 공급할 수 있는 유체 표본 채취 장치.
  23. 제 22항에 있어서,
    액츄에이터는 본체 외측에 있고, 해제시에 액츄에이터는 본체를 피부층을 향해 전진하게 하는 유체 표본 채취 장치.
  24. 제 22항에 있어서,
    액츄에이터는 본체와 일체인 유체 표본 채취 장치.
  25. 제 24항에 있어서,
    해제시에 액츄에이터는 관통 프로브를 피부층을 향해 전진하게 하는 유체 표본 채취 장치.
  26. 제 1항에 있어서,
    분석 챔버는 전기화학적 셀(cell)을 포함하고, 상기 셀은 작동 전극과 역/기준 전극을 포함하는 유체 표본 채취 장치.
  27. 제 1항에 있어서,
    계측기와 통신하는 인터페이스를 더 포함하는 유체 표본 채취 장치.
  28. 제 27항에 있어서,
    상기 인터페이스는 전압 또는 전류를 주고 받는 유체 표본 채취 장치.
  29. 유체 샘플 내의 분석 대상물 존재여부 측정 방법에 있어서,
    관통 단부와, 전달 단부를 갖는 피부층 관통 프로브와, 선단부와 말단부를 가지며 소정의 체적을 갖는 분석 챔버를 포함하는 본체를 포함하며, 관통 프로브는 유체가 관통 프로브로부터 분석 챔버로 흐르도록 분석 챔버와 유체가 서로 통하는 유체 표본 채취 장치를 구비하는 단계와,
    관통 프로브로 피부층을 관통하는 단계와,
    샘플이 관통 프로브로부터 분석 챔버로 흐르게 하여 유체 샘플로 분석 챔버를 충분히 채우는 단계와,
    분석 챔버 내에 분석 대상물의 존재 여부를 검출하는 단계를 포함하는 측정 방법.
  30. 제 29항에 있어서,
    샘플은 간질 유액과 전혈로 구성된 그룹으로부터 선택되는 측정 방법.
  31. 제 29항에 있어서,
    검출 단계는 샘플의 특성을 정성적 또는 정량적으로 측정하는 것을 포함하는 측정 방법.
  32. 제 31항에 있어서,
    샘플의 특성에는 분석 대상물의 반응 생성물이 포함되는 측정 방법.
  33. 제 32항에 있어서,
    반응 생성물은 색 지시기, 전기 전류, 전기 전위, 산, 염기, 침전물과, 가스로 구성된 그룹으로부터 선택되는 측정 방법.
  34. 제 29항에 있어서,
    분석 대상물은 이온, 원소, 당분, 알콜, 호르몬, 단백질, 효소, 보조 인자(cofactor), 핵산의 염기서열(nucleic acid sequence), 지질(lipid), 약제(pharmaceutical), 약(drug)으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 측정 방법.
  35. 제 29항에 있어서,
    분석 대상물은 칼륨 이온, 에탄올, 콜레스테롤, 젖산염으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 측정 방법.
  36. 제 29항에 있어서,
    구동력에 의해 샘플이 분석 챔버를 향해 유동하며, 상기 구동력은 모세관 힘과 압력차로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 힘으로 이루어지는 측정 방법.
  37. 제 29항에 있어서,
    유체 표본 채취 장치는 제 1 및 제 2 단부를 가지며 소정의 체적을 갖는 프리-챔버를 더 포함하고, 프리-챔버는 관통 프로브와 분석 챔버 사이에 개재하여 프리-챔버의 제 1 단부가 관통 프로브의 전달 단부에 인접하고 프리-챔버의 제 2 단부가 분석 챔버의 선단부에 인접하게 되는 측정 방법.
  38. 제 37항에 있어서,
    프리-챔버는 제 1 모세관 힘을 가할 수 있고, 분석 챔버는 제 2 모세관 힘을 가할 수 있고, 제 1 모세관 힘과 제 2 모세관 힘 사이에 차이가 있는 측정 방법.
  39. 제 38항에 있어서,
    분석 챔버에 의해 가해지는 모세관 힘은 프리-챔버에 의해 가해지는 모세관 힘보다 큰 측정 방법.
  40. 제 39항에 있어서,
    프리-챔버의 내면에는 제 1 거리로 이격된 제 1 및 제 2 프리-챔버 벽이 적어도 포함되어 프리-챔버 높이를 형성하고, 분석 챔버의 내면에는 제 2 거리로 이격된 제 1 및 제 2 분석 챔버 벽이 적어도 포함되어 분석 챔버 높이를 형성하고, 분석 챔버의 높이는 프리-챔버의 높이보다 작고, 모세관 힘의 차이가 프리-챔버의 높이와 분석 챔버의 높이 간의 차이를 적어도 부분적으로 발생시키는 측정 방법.
  41. 제 39항에 있어서,
    하나 이상의 챔버들이 챔버에 의해 가해지는 모세관 힘을 강화 또는 감소시킬 수 있는 물질을 포함하는 측정 방법.
  42. 제 41항에 있어서,
    상기 물질은 중합체, 수지, 분말, 망상 조직, 섬유 물질, 결정질 물질, 또는 다공성 물질, 또는 이들의 화합물로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 측정 방법.
  43. 제 41항에 있어서,
    상기 물질은 폴리에틸렌 글리콜, 폴리비닐피롤리돈, 계면 활성제, 친수성 블록 공중합체, 및 폴리비닐아세테이트로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 측정 방법.
  44. 제 36항에 있어서,
    압력 차는 분석 챔버를 향해 가해지는 정(positive)의 압력을 포함하는 측정 방법.
  45. 제 36항에 있어서,
    압력 차는 분석 챔버를 향해 가해지는 부의 압력을 포함하는 측정 방법.
  46. 제 37항에 있어서,
    프리-챔버는 하나 이상의 가요성 벽을 더 포함하며, 가요성 벽에서 챔버가 압축될 때 프리-챔버의 체적이 감소되는 측정 방법.
  47. 제 46항에 있어서,
    프리-챔버는 제 1 단부에 밸브를 포함하여 관통 프로브로부터 프리-챔버를 실질적으로 밀봉할 수 있는 측정 방법.
  48. 제 47항에 있어서,
    분석 챔버를 샘플로 충분히 채우는 단계는 밸브를 닫고 프리-챔버를 압축하는 것을 포함하는 측정 방법.
  49. 제 29항에 있어서,
    분석 챔버는 하나 이상의 가요성 벽을 더 포함하며, 가요성 벽에서 분석 챔버가 압축될 때 분석 챔버의 체적이 감소되는 측정 방법.
  50. 제 49항에 있어서,
    분석 챔버의 체적을 감소시키기 위해 분석 챔버의 가요성 벽에 압축력을 가하는 단계와,
    압축력을 해제하여 분석 챔버에 부분 진공을 형성하는 단계를 더 포함하는 측정 방법.
  51. 제 50항에 있어서,
    관통 단계는 압축력을 가하는 단계 이후이고, 압축력을 해제하는 단계보다 앞서는 측정 방법.
  52. 제 30항에 있어서,
    유체 표본 채취 장치는 분석 챔버와 서로 통하는 압축가능한 블래더를 더 포함하고, 상기 압축가능한 블래더는 분석 챔버에 정 또는 부의 압력을 가할 수 있는 측정 방법.
  53. 제 52항에 있어서,
    압축가능한 블래더에 압축력을 가하여 압축가능한 블래더의 체적을 감소시키는 단계와,
    압축력을 해제하여 압축가능한 블래더와 분석 챔버 내에 부분 진공을 형성하는 단계를 더 포함하는 측정 방법.
  54. 제 53항에 있어서,
    관통 단계는 압축력을 가하는 단계 이후이고, 압축력을 해제하는 단계보다앞서는 측정 방법.
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