專利名稱：體液采樣設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及為了監(jiān)控諸如血糖濃度的分析物濃度而進(jìn)行的體液分析領(lǐng)域。
本發(fā)明涉及用于采樣少量體液的設(shè)備和系統(tǒng)。一種體液采樣設(shè)備包括具有在其中接收體液的采集區(qū)(例如體液通路)的皮膚刺穿元件。采集區(qū)的至少一部分通向環(huán)境使得可以采樣流體。采樣設(shè)備或單獨(dú)的元件包括流體接收裝置，此流體接收裝置不與皮膚刺穿元件的采集區(qū)流體接觸，因此采集區(qū)中的采樣流體最初將不會(huì)接觸該流體接收裝置。具有被連接采集區(qū)的體液采樣設(shè)備或者包括體液采樣設(shè)備和流體接收裝置的系統(tǒng)可以進(jìn)入第二狀態(tài)，在第二狀態(tài)中采集區(qū)的至少一部分接觸該流體接收裝置使得流體被傳送?；趤?lái)自流體接收裝置的測(cè)試區(qū)的信號(hào)，可以確定分析物濃度。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中已知用于采用體液的系統(tǒng)，其中體液被吸取到一次性元件中。例如從文獻(xiàn)EP 0 199 484已知血液采集和分析系統(tǒng)，其包括具有采集體液并將體液傳送到檢測(cè)區(qū)域的毛細(xì)管的一次性單元。在WO 97/42888中說(shuō)明了此概念的進(jìn)一步發(fā)展。此專利中說(shuō)明的方案特別適用于采集較少量的體液，這主要通過(guò)將環(huán)按壓到采集處周圍區(qū)域并按壓泵吸機(jī)件來(lái)完成。從EP 0 723 418已知基于少量組織間隙液進(jìn)行分析的系統(tǒng)。為此，非常細(xì)的封閉中空針被插入到真皮中并且通過(guò)對(duì)刺入處周圍區(qū)域施壓而將組織間隙液通過(guò)針傳送到測(cè)試區(qū)。從US5,801,057已知一種同樣利用中空針來(lái)抽取體液的高度小型化方案。此方案特別的優(yōu)點(diǎn)在于可以被插入病人臂部而基本上沒有任何疼痛的極細(xì)的針。
雖然US 5,801,057中說(shuō)明的方案已經(jīng)滿足了大量實(shí)際需求，但某些特征需要改進(jìn)。根據(jù)上述文獻(xiàn)的采樣設(shè)備的一個(gè)普遍問題在于制造成本效率高和盡可能細(xì)的中空針。
對(duì)于此目的可以設(shè)想到具有開口采集區(qū)的體液采樣器。文獻(xiàn)US2003/0018282和US 2003/0028125兩者都說(shuō)明了具有用于體液采樣的開口通道的皮膚刺穿設(shè)備，該開口通道至少局部位于刺穿針的區(qū)域中。采樣到采集區(qū)中的體液被傳送到固定至皮膚刺穿元件的測(cè)試區(qū)。特別地US 2003/0028125說(shuō)明了皮膚刺穿元件與測(cè)試帶的一部分為一體。設(shè)想到帶有蓄積區(qū)域的類似采樣和測(cè)試設(shè)備的另一個(gè)文獻(xiàn)在US2002/0168290中進(jìn)行了說(shuō)明。
WO 01/72220說(shuō)明了具有皮膚穿透探針的流體采樣和分析設(shè)備。所述穿透探針與分析室直接流體連通。所以此設(shè)備設(shè)計(jì)具有這樣的缺點(diǎn)，即通常通過(guò)伽馬輻射來(lái)實(shí)現(xiàn)的對(duì)穿透探針的殺菌會(huì)破壞分析室中的測(cè)試化學(xué)物質(zhì)。此外采樣和分析在空間上固定到彼此并由此需要相互接近以獲得有效的樣品傳送。

發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)有技術(shù)采樣和測(cè)試設(shè)備說(shuō)明了樣品從毛細(xì)管通道直接傳送到與通道流體接觸的測(cè)試區(qū)的實(shí)施例。與此相反，本發(fā)明提出了這樣的體液采樣和測(cè)試設(shè)備，其中吸入樣品階段中的采集區(qū)不與測(cè)試區(qū)流體接觸。在已經(jīng)吸入流體樣品到采集區(qū)中后的第二階段中，采集區(qū)的至少一部分被傳送到第二位置中，在此位置中采集區(qū)的至少一部分與從采集區(qū)接收流體的流體接收裝置進(jìn)行接觸?？蛇x擇地，流體接收裝置可以被移動(dòng)，或流體接收裝置及采集區(qū)兩者可以被移動(dòng)。
在第一優(yōu)選實(shí)施例中，一種體液采樣設(shè)備包括具有接收體液的采集區(qū)的皮膚刺穿元件和包括測(cè)試區(qū)的流體接收裝置。所述流體接收裝置不與所述采集區(qū)流體接觸使得所述采集區(qū)中存在的該流體不會(huì)接觸此流體接收裝置?；蛘吡黧w接收裝置可以不具有集成的測(cè)試區(qū)而是與分開的測(cè)試區(qū)接觸以實(shí)現(xiàn)分析測(cè)試。
第二優(yōu)選實(shí)施例包括集成的設(shè)備，其包括具有流體采集區(qū)的皮膚刺穿裝置和具有測(cè)試區(qū)的流體接收裝置。所述集成的設(shè)備適合于在促動(dòng)時(shí)經(jīng)受物理變化(具體而言為采集區(qū)相對(duì)于流體接收裝置的移動(dòng))以進(jìn)入所述采集區(qū)中的流體接觸所述流體接收裝置的接觸狀態(tài)。
第三優(yōu)選實(shí)施例涉及根據(jù)第一優(yōu)選實(shí)施例的設(shè)備，其中所述設(shè)備具有可以被移動(dòng)的可移動(dòng)部分，并且所述采集區(qū)或者所述流體接收裝置的至少一部分位于所述可移動(dòng)部分上。
第四優(yōu)選實(shí)施例涉及根據(jù)第一優(yōu)選實(shí)施例的設(shè)備，其中所述采集區(qū)中接收的體液通過(guò)電促動(dòng)被移動(dòng)到該流體接收裝置上。
第五優(yōu)選實(shí)施例涉及根據(jù)第一優(yōu)選實(shí)施例的設(shè)備，其中所述采集區(qū)中接收的體液在不使用體液作為運(yùn)送裝置的情況下被傳送以接觸該流體接收裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第六優(yōu)選實(shí)施例，體液采樣設(shè)備與單獨(dú)的運(yùn)送元件接觸以接收流體，運(yùn)送元件然后再與單獨(dú)的元件上的測(cè)試區(qū)接觸。
本發(fā)明在手持測(cè)試系統(tǒng)中尤為有用。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)施例，運(yùn)送裝置包括例如從采集區(qū)延伸至流體接收裝置的毛細(xì)管(例如EP 1 360 931)。體液在測(cè)試區(qū)被吸取并且通過(guò)毛細(xì)管促動(dòng)被傳送接觸流體接收裝置，即隨后被吸取的體液推動(dòng)樣品到流體接收裝置。此額外所需的流體體積，即所謂的殘留體積，用作傳送用于分析的流體接觸流體接收裝置的運(yùn)送裝置。這意味著按照原理必須采集比測(cè)量所需更多的體流體積并且此殘留體積隨傳送距離的增大而增大。根據(jù)本發(fā)明，與現(xiàn)有技術(shù)相反，不需要?dú)埩趔w積。理想地，在采集區(qū)中采集的全部樣品體積被傳送到流體接收裝置用于測(cè)量。當(dāng)然，很可能部分樣品余留在采集區(qū)中，如圖使用毛細(xì)管的情況。此外，根據(jù)本發(fā)明需要采樣用于測(cè)量的體流體積不必隨采集區(qū)和流體接收裝置之間距離的增大而增大。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，由于皮膚刺穿元件和流體接收裝置最初不流體接觸，它們可以容易地被分成兩部分。皮膚刺穿元件或者至少其一部分穿透皮膚并因此需要被殺菌。但是在大多數(shù)情況下測(cè)試區(qū)對(duì)殺菌很敏感。將皮膚刺穿元件和流體接收裝置分成兩個(gè)部分解決了此問題，因?yàn)槠つw刺穿元件可以獨(dú)立于流體接收裝置被殺菌并因此避免了測(cè)試化學(xué)物質(zhì)的破壞。
流體接收裝置自身可以包括測(cè)試區(qū)，或者其可以是不具有測(cè)試區(qū)而將樣品運(yùn)送到單獨(dú)的測(cè)試區(qū)的元件。但是在兩種情況下，測(cè)試區(qū)的浸濕需要通過(guò)接觸步驟以受控方式啟動(dòng)。測(cè)試區(qū)浸濕的此觸發(fā)具有可以控制反應(yīng)時(shí)間(即使測(cè)試化學(xué)物質(zhì)余樣品流體接觸和讀取測(cè)試結(jié)果之間的時(shí)間)的優(yōu)點(diǎn)，這導(dǎo)致更高的分析物確定精度。
與現(xiàn)有技術(shù)采樣設(shè)備相比的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是流體采樣和采樣設(shè)備與測(cè)試區(qū)接觸可以在不同位置處進(jìn)行。例如流體采樣可以在手持裝置的前端進(jìn)行而與測(cè)試區(qū)的接觸可以在裝置內(nèi)進(jìn)行。由于皮膚刺穿元件的此傳送功能，光學(xué)器件或其他評(píng)定裝置可以移動(dòng)到殼體內(nèi)部，這相對(duì)于前端處有限的空間是有利的。此外，在采樣步驟期間測(cè)試區(qū)與血液的物理分離避免了在采樣期間測(cè)試化學(xué)物質(zhì)擴(kuò)散到人體中。本發(fā)明因此具有優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)流體采樣設(shè)備的很大優(yōu)點(diǎn)。
用于抽取少量體液的系統(tǒng)和設(shè)備的一個(gè)特定應(yīng)用領(lǐng)域是所謂的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控，其中在特定時(shí)間點(diǎn)確定體液中存在的特定分析物濃度。這樣的測(cè)量可以以一定時(shí)間間隔反復(fù)執(zhí)行以監(jiān)控分析濃度的變化。采用一次性測(cè)試元件的這種分析已經(jīng)證實(shí)尤其是在由糖尿病患者進(jìn)行的血糖測(cè)量領(lǐng)域中特別有利。如果在糖尿病患者中發(fā)生過(guò)高血糖值(高血糖)達(dá)一定時(shí)間段，這會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的長(zhǎng)期損害，例如眼盲和壞疽。另一方面，如果糖尿病患者因?yàn)槠淅缱⑸溥^(guò)大劑量的胰島素而進(jìn)入低血糖狀態(tài)，如果糖尿病環(huán)狀進(jìn)入所謂的低血糖休克這可能變成終身的威脅。對(duì)血糖水平的定期控制允許糖尿病患者避免高血糖或低血糖狀態(tài)，并且還可了解如何調(diào)整其飲食習(xí)慣、身體活動(dòng)和胰島素治療。除了提高和維持糖尿病患者的健康，定期血糖監(jiān)控還具有相當(dāng)大的整體經(jīng)濟(jì)性優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)榭梢员苊饫^發(fā)癥的高開銷。阻止血糖監(jiān)控更廣泛傳播及使用的原因主要是目前市場(chǎng)上系統(tǒng)的所需體液采集造成的疼痛和多處理步驟。對(duì)于當(dāng)前所用的系統(tǒng)，糖尿病患者或醫(yī)療工作者必須首先獲得血滴，這通常從指墊獲得?？梢允褂盟^的切割設(shè)備來(lái)減小疼痛。切割設(shè)備必須首先加載刺血針，張緊、放置到身體表面并觸發(fā)。在切割過(guò)程后用戶必須擠壓其手指以傳送血滴到刺穿創(chuàng)口之外。在此過(guò)程之前，糖尿病患者必須已經(jīng)將測(cè)試帶放置到血糖測(cè)量?jī)x器中并啟動(dòng)它?，F(xiàn)在血滴可以被涂到測(cè)試帶上并在例如10s后可獲得血糖測(cè)量值。最后用戶必須處置已用的刺血針和測(cè)試帶。本發(fā)明能夠使血糖測(cè)量過(guò)程大為簡(jiǎn)化。
但是，本發(fā)明也可以用于其他分析。此外可以同時(shí)或者相繼地利用不同測(cè)試區(qū)分析采樣的流體。
根據(jù)本發(fā)明的測(cè)試簡(jiǎn)化不僅對(duì)當(dāng)前用戶有利，還有望具有更多糖尿病患者或者其他疾病患者將在更規(guī)則的基礎(chǔ)上測(cè)試其血糖濃度或其他參數(shù)的優(yōu)點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的采樣設(shè)備和系統(tǒng)用于抽取少量體液。優(yōu)選地，體液樣品在采集區(qū)位于身體中的同時(shí)接收在采集區(qū)中，即血液不需要從刺穿處泄漏出并且用戶不需要擠壓其手指并將其手指上的血液移動(dòng)到測(cè)試區(qū)。當(dāng)然，也可以使用從刺穿處泄漏出的血液。在此情境中體液被具體地理解為血液、組織間隙液和這些體液的混合物。雖然在傳統(tǒng)血液采集系統(tǒng)中這通常在指墊上執(zhí)行，根據(jù)本發(fā)明的收集系統(tǒng)也可以用于從身體上諸如前臂和手掌的替代位置抽取血液。
根據(jù)本發(fā)明用于抽取少量體液的皮膚刺穿元件具有帶刺穿皮膚的尖端的突出部分。在突出部分的至少一個(gè)區(qū)域內(nèi)存在采集區(qū)，其具有采集體液的能力。這具體地可以由毛細(xì)管腔體實(shí)現(xiàn)。體液接收結(jié)構(gòu)的至少一部分是開口的。毛細(xì)管結(jié)構(gòu)在本發(fā)明范圍內(nèi)理解為利用毛細(xì)管力運(yùn)送體液的構(gòu)體。在毛細(xì)管通道的情況中，當(dāng)遠(yuǎn)端區(qū)域與體液接觸時(shí)該流體向著皮膚刺穿元件的近端運(yùn)送。對(duì)于此實(shí)施例根據(jù)本發(fā)明的毛細(xì)管結(jié)構(gòu)類似于此處進(jìn)行引用的US 2003/0018282和US 2003/0028125中說(shuō)明的開口針結(jié)構(gòu)。但是，很重要的一個(gè)區(qū)別是這些文獻(xiàn)描述了毛細(xì)管通道與測(cè)試區(qū)流體接觸使得毛細(xì)管通道中接收的體液直接應(yīng)用到測(cè)試區(qū)并因此啟動(dòng)反應(yīng)的微型針。
采集區(qū)中的毛細(xì)管結(jié)構(gòu)可以通過(guò)類似于文獻(xiàn)US 5,801,057中說(shuō)明的那些方法并且在半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域中已知的光刻圖形法制造。還可以通過(guò)銑削、蝕刻等在實(shí)心針中提供通向外部的通道、槽等。這樣的結(jié)構(gòu)優(yōu)選地通過(guò)如光化學(xué)銑削(PCM)的蝕刻工藝來(lái)產(chǎn)生。PCM基于光學(xué)圖案轉(zhuǎn)移和蝕刻工藝。這已知為微機(jī)加工技術(shù)。
除了用于包括毛細(xì)管通道到表面中的上述方法外，還可以通過(guò)以建立毛細(xì)管間隙的方式組裝構(gòu)體來(lái)產(chǎn)生毛細(xì)管通道。因此，例如可以通過(guò)焊接的方式緊固兩個(gè)或更多實(shí)心針使得實(shí)心針的接觸區(qū)域形成毛細(xì)管通道。在對(duì)應(yīng)方式中，還可以用絞合線形式將線扭合在一起使得形成產(chǎn)生毛細(xì)管通道的多個(gè)接觸區(qū)域。線或纖維可以由金屬、玻璃或者碳制造，并且可以是實(shí)心的或者中空的，例如可能需要研磨刺血針表面以形成開口毛細(xì)管。還可以是毛細(xì)管不一直通向環(huán)境，例如其可以僅在皮膚刺穿步驟期間開口以采集體液。此外，具有流體通路的皮膚刺穿元件可以通過(guò)以這樣的方式將一個(gè)或多個(gè)材料層(例如層疊的箔)涂到平的針上來(lái)建立，即在層之間建立或者在一個(gè)這樣的層中設(shè)置毛細(xì)管間隙的方式。
但是，根據(jù)本發(fā)明的毛細(xì)管結(jié)構(gòu)不限于從皮膚刺穿元件的遠(yuǎn)端延伸到近端的毛細(xì)管通道。而且多孔結(jié)構(gòu)或孔可以用來(lái)采樣流體。對(duì)于本發(fā)明，毛細(xì)管將流體運(yùn)送經(jīng)過(guò)肉眼可見的距離以實(shí)現(xiàn)測(cè)試區(qū)的浸濕不是必要的。相反，采集區(qū)和流體接收裝置被移動(dòng)到彼此附近。
為了實(shí)現(xiàn)將體液正確采樣到皮膚刺穿元件的通道中并且提高采樣速度，優(yōu)選的是采用親水材料，特別是對(duì)于采集區(qū)。替代親水材料或者作為其補(bǔ)充，可以采用親水涂層。
皮膚刺穿設(shè)備被引入到皮膚中并因此必須被殺菌以避免感染和發(fā)炎。據(jù)此皮膚刺穿元件可以以殺菌方式包裹到例如水泡中。在優(yōu)選實(shí)施例中，皮膚刺穿元件的尖端可以被例如塑料覆蓋以避免在皮膚刺穿元件殺菌(例如通過(guò)伽瑪輻射)后的污染。特別優(yōu)選的是如WO 01/66010中說(shuō)明的尖端保護(hù)。環(huán)繞針的這種尖端保護(hù)覆蓋可以容易生產(chǎn)并且還可以容易去除，因此系統(tǒng)內(nèi)的自動(dòng)去除變得可行。根據(jù)本發(fā)明用于分析的系統(tǒng)可以包括促動(dòng)器以在啟動(dòng)皮膚刺穿之前剝落蓋。或者，皮膚刺穿元件可以被傳送到這樣的位置，在該位置保護(hù)蓋被夾持(例如通過(guò)形狀裝配)并且通過(guò)移動(dòng)皮膚刺穿元件離開被固定的蓋而從皮膚刺穿元件去除。優(yōu)選地此移動(dòng)可以通過(guò)任意采用的切割驅(qū)動(dòng)或者運(yùn)送裝置而進(jìn)行。甚至可以有這樣的實(shí)施例，其中保護(hù)蓋被皮膚刺穿元件的切割尖端所刺穿，例如WO 0166010的圖1或6所示。
或者可以在使用之前通過(guò)例如紫外線輻射或者加熱在手持設(shè)備內(nèi)直接將皮膚刺穿元件殺菌。


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的體液采樣設(shè)備；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明具有通孔的實(shí)心刺血針；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明具有盲孔的實(shí)心刺血針；圖4示出了包括三個(gè)細(xì)長(zhǎng)通孔的中空刺血針；圖5示出了電觸發(fā)樣品流體與測(cè)試區(qū)接觸的概念；圖6A和6B示出了手指錐體；圖7示出了鼓形存儲(chǔ)容器；圖8示出了鼓形存儲(chǔ)容器的局部剖視圖；圖9示出了刺血針被推出的鼓形存儲(chǔ)容器的局部剖視圖；
圖10示出了皮膚刺穿元件如何被移動(dòng)到接觸位置；圖11示出了皮膚刺穿元件如何被拉回各自的室進(jìn)行存儲(chǔ)；圖12示出了皮膚刺穿元件的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例；圖13示出了采集區(qū)在細(xì)長(zhǎng)部分中延伸的皮膚刺穿元件實(shí)施例；圖14示出了圖13的皮膚刺穿元件與包括測(cè)試區(qū)的流體接收裝置；圖15示出了包括多個(gè)測(cè)試區(qū)的體液測(cè)試設(shè)備；圖16a-16c示出了根據(jù)本發(fā)明包括經(jīng)由鉸鏈連接的皮膚刺穿元件和流體接收裝置的測(cè)試設(shè)備；圖17a-17c示出了將樣品從皮膚刺穿元件傳送到測(cè)試區(qū)上的其他實(shí)施例；圖18a-18c示出了具有可相對(duì)于彼此移動(dòng)的兩個(gè)部分的皮膚刺穿元件；和圖19示出了被密封的一系列流體接收裝置。
具體實(shí)施例方式
圖1中描述了優(yōu)選實(shí)施例。示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的體液采樣設(shè)備，其中采集區(qū)包括在其中或其上采集所接收體液的孔或者多孔表面。優(yōu)選的是，采樣設(shè)備具有接收樣品的3個(gè)或更多孔，在多孔表面的情況下甚至更多。所描繪的皮膚刺穿元件是扁平刺血針(1)，其例如由不銹鋼、硅或者塑料承載膜制成，具有0.05至1mm的厚度(優(yōu)選地0.2mm)，并在刺血針的刺穿邊(3)附近具有小孔(2)。孔(2)可以是通孔或者盲孔，并且可以具有優(yōu)選地0.01至0.5mm的直徑?？椎臄?shù)量可以從數(shù)個(gè)孔變化至數(shù)百個(gè)孔，優(yōu)選地為3個(gè)或更多孔，更優(yōu)選地為50至100個(gè)孔。優(yōu)選直徑為約20μm?？蛇x擇地皮膚刺穿元件可以如圖2所示為圓形實(shí)心(4)或中空(5)刺血針，具有帶刺穿邊的尖銳表面。圓形刺血針通常包括三個(gè)表面(6-8)。優(yōu)選地圓形實(shí)心刺血針可以在其第三表面(8)處具有采集區(qū)。例如，圖2顯示了包括直徑20μm的70個(gè)通孔(2)的采集區(qū)(9)，圖3描述了直徑0.15mm深度80μm的7個(gè)盲孔(2)。圖4示出了包括0.15mm至0.35mm范圍中的三個(gè)細(xì)長(zhǎng)通孔(2)的中空刺血針(5)。
采集體液的多孔表面的其他實(shí)施例為皮膚刺穿元件的一個(gè)表面上的粗糙區(qū)域，例如通過(guò)研磨制成。研磨的凹入形成采集體液的儲(chǔ)存室?；蛘呖卓梢员粦?yīng)用來(lái)形成采集區(qū)。這些例如可以通過(guò)多孔涂覆或者選擇性蝕刻刺血針材料(例如耐蝕和溶媒金屬的特殊合金)建立海綿狀表面來(lái)實(shí)現(xiàn)。特別是當(dāng)使用扁平刺血針時(shí)，第二材料的細(xì)纖維可以通過(guò)例如軋制包括到可以被選擇性蝕刻的表面中。
根據(jù)上述實(shí)施例流體流入采集區(qū)和流出采集區(qū)到流體接收裝置中的方向可以相同(例如在通孔情況下流體接收裝置在孔與樣品入口相反的一側(cè)與其相接觸)或者流動(dòng)方向可以相反(流體接收裝置與樣品接收到其中的開口或孔相接觸)。
如上所述有利的是毛細(xì)管通道通向外部使得它們可以在毛細(xì)管結(jié)構(gòu)插入身體的同時(shí)吸入體液。
皮膚刺穿元件的形狀相對(duì)不苛求。例如其可以為小管子形式。通常不需要特殊措施將皮膚刺穿元件安裝在驅(qū)動(dòng)單元中，但位于皮膚刺穿元件的近端處的夾持區(qū)域是優(yōu)選的。有利地，該夾持區(qū)域與皮膚刺穿元件的其他區(qū)域一體形成?？梢圆蓸觽鹘y(tǒng)血液采樣系統(tǒng)的一次性刺血針已知的刺穿元件設(shè)計(jì)。例如夾持區(qū)域可以具有錐形，驅(qū)動(dòng)單元的支架的彈簧元件可以插入該錐形中以?shī)A持該刺穿元件。刺穿元件有利地以允許對(duì)刺穿深度進(jìn)行良好控制的方式(例如通過(guò)將刺穿元件遠(yuǎn)離尖端的端部按壓靠向限位器)位于支架中。對(duì)于這樣的支架和支架與一次性刺穿單元之間的相互作用參照文獻(xiàn)EP B 0 565 970。
除了皮膚刺穿元件外體液采樣設(shè)備還具有流體接收裝置，其在空間上與皮膚刺穿元件的采集區(qū)分開使得在填充期間皮膚刺穿元件的流體采集區(qū)中的流體不會(huì)接觸流體接收裝置。但是流體接收裝置和采集區(qū)在流體樣品已經(jīng)接收在采集區(qū)的至少一部分中后并期望啟動(dòng)分析反應(yīng)時(shí)彼此接觸。這樣的接觸主要是保持樣品流體的通道與流體接收裝置一起被移動(dòng)的機(jī)械動(dòng)作。此接觸包括將流體采集區(qū)和流體接收裝置壓在一起或者可以指擦拭作用。
皮膚刺穿元件和流體接收裝置的分離允許有皮膚刺穿元件被用作傳送裝置將采樣的流體傳送到流體接收裝置的實(shí)施例。這在流體采樣在空間上有限的區(qū)域(例如裝置的前端)中進(jìn)行并且流體接收裝置不能很好適合此有限空間時(shí)特別有利。后一情形特別地是固定到條帶的流體接收裝置的情形，例如EP 0 202 6242.4、US 4,218,421和EP 0 299517中說(shuō)明的那些。傳送功能允許以如下步驟進(jìn)行測(cè)試處理
-用皮膚刺穿元件刺穿皮膚-在皮膚刺穿元件的采集區(qū)中接收體液-使采集區(qū)的一部分與流體接收裝置接觸以向測(cè)試區(qū)提供樣品流體-檢測(cè)與分析物的濃度相關(guān)的測(cè)試區(qū)的變化。
在優(yōu)選實(shí)施例中用于運(yùn)送或者傳送并且使采樣的體液與流體接收裝置相接觸的運(yùn)送裝置被自動(dòng)地完成。自動(dòng)傳送的優(yōu)選但非限制的實(shí)施例為電、機(jī)械促動(dòng)，由彈簧力進(jìn)行的促動(dòng)，例如用戶推動(dòng)滑塊的手動(dòng)促動(dòng)，或者這些促動(dòng)原理的結(jié)合。特別地，電動(dòng)機(jī)可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)接觸。
上述運(yùn)送裝置可以由控制單元控制，控制單元控制運(yùn)送裝置的移動(dòng)，包括空間控制及時(shí)間控制。由此填充采樣元件的時(shí)間、運(yùn)送的時(shí)間段、與流體接收裝置的接觸時(shí)間、和測(cè)試區(qū)被評(píng)定的時(shí)間都可以被控制。這樣的控制改進(jìn)了流體采樣和測(cè)試，并由此提高了可靠性。
此外與運(yùn)送裝置協(xié)作的控制單元可以用來(lái)改進(jìn)采樣步驟。特別地可以僅部分地抽回皮膚刺穿元件使得其保留在皮膚中但切口通道已經(jīng)打開，因此體液可以更容易地冒出并被采集區(qū)吸取。甚至可以在創(chuàng)口中旋轉(zhuǎn)或者移動(dòng)皮膚刺穿元件以提高體液的釋放。對(duì)于利用皮膚刺穿元件切割皮膚，例如可以采樣傳統(tǒng)的彈簧式切割單元。此外可以采用例如EP 1101443中說(shuō)明的用于切割的電驅(qū)動(dòng)。上述電驅(qū)動(dòng)自身或者與其他運(yùn)送裝置的組合可以用于皮膚刺穿裝置的上述移動(dòng)。
為了增強(qiáng)皮膚刺穿裝置的采樣，可以采樣真空來(lái)抽取體液。這樣的真空可以施加到進(jìn)行皮膚刺穿的皮膚區(qū)域，并且在中空采樣針的情況下可以應(yīng)用到采樣針的通道。
通過(guò)上述運(yùn)送裝置，皮膚刺穿元件可以被傳送到流體接收裝置以使得皮膚刺穿元件與流體接收裝置接觸。此外，皮膚刺穿元件例如可以通過(guò)用戶被手動(dòng)傳送，例如通過(guò)使用插入皮膚刺穿設(shè)備中的刺血針刺穿皮膚并采集體液樣品。然后它可以被移動(dòng)到插入有流體接收裝置的測(cè)量?jī)x器，并且采集區(qū)與流體接收裝置進(jìn)行接觸來(lái)傳送流體樣品。
測(cè)試區(qū)特別容易被濕氣變質(zhì)。所以測(cè)試區(qū)在存儲(chǔ)時(shí)需要以某種方式進(jìn)行保護(hù)。本發(fā)明的皮膚刺穿元件可以用來(lái)刺穿密封的流體接收裝置的密封。因?yàn)榭梢员苊忸~外的裝置或步驟來(lái)拆開或打開密封，所以這是有利的。
根據(jù)本發(fā)明可以是皮膚刺穿元件被移動(dòng)向流體接收裝置，或者流體接收裝置被移動(dòng)向皮膚刺穿元件，或者兩個(gè)元件都被移動(dòng)。
當(dāng)采用具有流體接收裝置的存儲(chǔ)容器時(shí)，還可以包括將特定流體接收裝置從所存儲(chǔ)流體接收裝置暴露出以接觸載有樣品流體的皮膚刺穿元件。當(dāng)特定流體接收裝置已經(jīng)被評(píng)定時(shí)，另一個(gè)流體接收裝置可以被暴露出以接觸皮膚刺穿元件上的樣品流體。可以是已使用的流體接收裝置被存儲(chǔ)在相同的存儲(chǔ)容器中或者在額外的廢物存儲(chǔ)容器中，或者流體接收裝置例如被手動(dòng)直接處置。
根據(jù)上述傳送概念的自動(dòng)系統(tǒng)因此可以具有一個(gè)或多個(gè)皮膚刺穿元件、驅(qū)動(dòng)皮膚刺穿元件刺穿皮膚的驅(qū)動(dòng)器、和使皮膚刺穿元件與流體接收裝置進(jìn)行接觸的運(yùn)送裝置。用于刺穿的驅(qū)動(dòng)和運(yùn)送裝置可以包括在同一驅(qū)動(dòng)單元中。運(yùn)送系統(tǒng)可以包括例如電促動(dòng)、彈簧力促動(dòng)、例如通過(guò)推動(dòng)滑塊的手動(dòng)促動(dòng)和這些裝置的組合。在根據(jù)上述運(yùn)送概念的手動(dòng)系統(tǒng)中，皮膚刺穿元件和流體接收裝置位于分開的單元中，并且可以手動(dòng)地完成運(yùn)送以彼此接觸，例如用戶利用皮膚刺穿元件刺穿皮膚并采集樣品流體，然后移動(dòng)皮膚刺穿元件到流體接收裝置或者反之，以使流體樣品與流體接收裝置相接觸。
雖然優(yōu)選的是移動(dòng)皮膚刺穿元件到流體接收裝置，但也可以傳送流體接收裝置到皮膚刺穿元件，或者移動(dòng)兩個(gè)元件。此外系統(tǒng)可以包括存儲(chǔ)多個(gè)流體接收裝置的存儲(chǔ)單元。系統(tǒng)還可以包括相繼地暴露出流體接收裝置以接收流體的暴露單元。皮膚刺穿元件可以接觸流體接收裝置并且流體樣品被傳送到流體接收裝置上至測(cè)試區(qū)，或者皮膚刺穿元件可以接觸測(cè)試區(qū)并且流體樣品直接傳送到測(cè)試區(qū)。此外可以采用沒有測(cè)試區(qū)的流體接收裝置，但單獨(dú)的測(cè)試區(qū)與流體接收裝置相接觸使得最終測(cè)試區(qū)被樣品流體浸濕。
流體接收裝置是可以從皮膚刺穿元件的采集區(qū)吸入流體的結(jié)構(gòu)。例如可以通過(guò)施加在采集區(qū)的流體和流體接收裝置之間的電勢(shì)來(lái)實(shí)現(xiàn)此流體吸入。圖5示出了電觸發(fā)樣品流體與測(cè)試區(qū)接觸的概念。具有采集區(qū)(9)的皮膚刺穿元件(14)通過(guò)墊塊(11)與流體接收裝置(10)間隔開。在與采集區(qū)(9)中的體液相接觸的電極(12)和與流體接收裝置接觸的第二電極(13)之間施加高電勢(shì)。這可以使得流體樣品從采集區(qū)移動(dòng)到測(cè)試區(qū)上或者可以使得流體接收裝置在采集區(qū)方向上移動(dòng)。在兩種情況中，可以通過(guò)接通電勢(shì)在非常短的時(shí)間幀內(nèi)觸發(fā)測(cè)試區(qū)被樣品流體浸濕。
優(yōu)選地，流體接收裝置具有比皮膚刺穿元件的采集區(qū)高的毛細(xì)作用，因此在接觸期間流體被自動(dòng)地吸取，即毛細(xì)作用差用作接觸裝置。在這點(diǎn)上流體接收裝置可以由具有高毛細(xì)作用的羊毛或織物材料制成并且是親水的(至少在用于流體吸入的區(qū)域)。流體接收裝置可以具有包括高毛細(xì)作用的此類材料的特殊區(qū)域或者流體接收裝置的整個(gè)區(qū)域可以用作從流體通道接收流體的接收裝置。流體接收裝置實(shí)質(zhì)上可以是可以被織物或紡織材料覆蓋的測(cè)試區(qū)，或者流體接收裝置可以更復(fù)雜并允許對(duì)樣品流體進(jìn)行預(yù)處理和/或傳送流體到傳感器/測(cè)試區(qū)。預(yù)處理可以包括流體樣品的過(guò)濾和/或與試劑的混合?；蛘邽榱酥С肿鳛榻佑|裝置的毛細(xì)管力，可以施加機(jī)械力將采集區(qū)和接收元件按壓在一起，或者可以在采集區(qū)一側(cè)上施加過(guò)壓和/或在接收一側(cè)上施加負(fù)壓，例如真空。特別地在包括通孔的采集區(qū)處孔一端上的過(guò)壓可以用于確保樣品的至少一部分通過(guò)另一端離開采集區(qū)并接觸流體接收裝置。機(jī)械壓縮裝置或者超聲波(例如在鋸齒波操作中)也可以用作接觸裝置將流體樣品傳送到接收裝置。
流體接收裝置包括測(cè)試區(qū)，測(cè)試區(qū)帶有至少一個(gè)化學(xué)物質(zhì)層，其含有用于檢測(cè)分析物的試劑。試劑由于與待檢測(cè)分析物反應(yīng)而經(jīng)歷可檢測(cè)的變化。用于檢測(cè)血糖的典型試劑例如基于與顯色氧化還原系統(tǒng)結(jié)合的血糖氧化酶。試劑在光學(xué)評(píng)定的現(xiàn)有技術(shù)中是公知的，其與來(lái)自體液的血糖形成顏色。血糖測(cè)試帶領(lǐng)域也已知其他試劑，其允許分析物的電化學(xué)檢測(cè)。所使用的試劑混合物通常為固態(tài)，并且由于其成分(例如氧化鋁、硅藻土等)而具有可以從毛細(xì)管通道吸入體液的這種高毛細(xì)作用。因?yàn)檫@些檢測(cè)系統(tǒng)從現(xiàn)有技術(shù)中公知，它們?cè)诖颂幉辉敿?xì)說(shuō)明而可以參考US 5,762,770和US 36,268。
根據(jù)本發(fā)明的體液采集系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施例額外地包括驅(qū)動(dòng)單元，當(dāng)該驅(qū)動(dòng)單元被促動(dòng)時(shí)其將皮膚刺穿元件從第一位置移動(dòng)到第二位置中使得其執(zhí)行切割移動(dòng)。適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)單元在血液采樣系統(tǒng)領(lǐng)域中公知。其例如可以包括由用戶扳起并且被松開時(shí)驅(qū)動(dòng)皮膚刺穿元件的彈簧。在EP B 0565 970中說(shuō)明了特別有利的驅(qū)動(dòng)單元。
體液分析的系統(tǒng)包括檢測(cè)單元。如果使用包含試劑的傳感器/測(cè)試區(qū)(當(dāng)分析物存在時(shí)其改變顏色或形成顏色)，系統(tǒng)可以具有包括光源和檢測(cè)發(fā)射或反射光的檢測(cè)器的光學(xué)檢測(cè)單元。當(dāng)采用電化學(xué)檢測(cè)時(shí)，系統(tǒng)具有與測(cè)試區(qū)或流體接收裝置接觸的電極。為了評(píng)定原始信號(hào)系統(tǒng)可以具有現(xiàn)有技術(shù)已知的電設(shè)備，以例如通過(guò)測(cè)量所謂的Cotrell電流(例如參見US 36,268)來(lái)確定分析物濃度。
利用根據(jù)本發(fā)明的皮膚刺穿元件，體液可以在突出部分插入皮膚中的同時(shí)被抽取或者突出部分可以在刺穿后從身體抽回并吸入身體表面上冒出的體液。包括在體液采集期間位于身體中的采集區(qū)的突出部分是優(yōu)選的。突出部分保留在身體中采集體液的局部抽回特別適用于在臂處采樣。這是由于臂上的小切口非?？斓仃P(guān)閉使得在刺穿后沒有流體或者僅非常少量的流體冒出。另一方面與例如手指相比在臂上對(duì)疼痛的敏感性小很多，因此當(dāng)突出部分保留在身體中時(shí)不會(huì)感到疼痛。
此外可以利用根據(jù)本發(fā)明的采樣設(shè)備執(zhí)行抽取過(guò)程，這是上述過(guò)程的組合。在此組合過(guò)程中，首先執(zhí)行刺穿，突出部分被抽回一部分刺穿路徑并允許停留在該處達(dá)采集時(shí)間段。根據(jù)情況可以幾乎完全去除殘留血液因此用戶看不到血液。
對(duì)于有效吸入體液很重要的另一個(gè)決定因素是采集區(qū)的可濕性。當(dāng)使用由硅制成的毛細(xì)管結(jié)構(gòu)時(shí)，由于表面上的硅氧化物層這些結(jié)構(gòu)通?？沙浞譂駶?rùn)。如果使用金屬作為毛細(xì)管結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)通常較難濕潤(rùn)。這可以通過(guò)多個(gè)不同的親水措施抵消，例如表面的硅化。當(dāng)毛細(xì)管中的流體具有凹彎月面(這是當(dāng)濕潤(rùn)角小于90°時(shí)的情形)時(shí)可濕性通常足夠。
在體液采集系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施例中，流體樣品的體積非常少，即少于0.5μl，優(yōu)選地3至10nl。這樣小的體積可以非?？焖俚夭杉缡褂弥睆?0μm產(chǎn)生高毛細(xì)管力進(jìn)行快速填充的非常小的孔。接收足量體液的時(shí)間可以小于0.1s，例如1至10ms。所以當(dāng)皮膚刺穿元件保留在身體中并且接收足量體液時(shí)皮膚刺穿元件和身體之間的相互作用時(shí)間可以小于0.5s，例如約10ms。優(yōu)選地在身體中采集體液樣品，因此事實(shí)上在皮膚上看不到血液。根據(jù)本發(fā)明，采集區(qū)的幾何結(jié)構(gòu)以及因此所采集的體流體積被精確限定，例如大大減小了流體接收裝置過(guò)度或者不足的風(fēng)險(xiǎn)。
使用根據(jù)本發(fā)明的采樣設(shè)備，體液樣品的接收可以花費(fèi)小于0.1s，優(yōu)選地10至15ms。
有利地，本發(fā)明中可以采用壓出裝置將來(lái)自身體部分的樣品流體壓出。壓出裝置可以是如圖6所示用于改進(jìn)樣品采集的特別形成的手指錐體(15)。圖中示出了根據(jù)US 6,589,260的手指錐體(15)的操作和動(dòng)作。如圖6A和6B所示，手指尖被用戶按壓到手指錐體上使得手指錐體一起被按壓并且手指錐體的內(nèi)寬度(16)減小。結(jié)果，手指尖的一部分被擠壓并且此區(qū)域(17)中的內(nèi)壓增大。此設(shè)計(jì)改進(jìn)了采集區(qū)中的體液采樣并且最小化了體液從身體泄漏。內(nèi)寬度(16)理想地應(yīng)當(dāng)在8到11mm的范圍中以適合于大的成人手指以及兒童的手指。
根據(jù)本發(fā)明從采集區(qū)到流體接收裝置有自動(dòng)傳送的體液采樣系統(tǒng)是快速的單步驟操作系統(tǒng)，其即使對(duì)老年人、殘疾人或者盲人用戶也容易使用。由于采集小的樣品體積，減小了污染系統(tǒng)部件尤其是測(cè)量?jī)x器的風(fēng)險(xiǎn)，促進(jìn)了已使用流體接收裝置的衛(wèi)生處置。
與非常低的流體樣品體積相比，皮膚刺穿元件的高質(zhì)量使得其容易通過(guò)例如加熱皮膚刺穿元件到20℃至40℃(優(yōu)選地30℃)來(lái)保持樣品有小的溫度變化，優(yōu)選地低于10℃。對(duì)于精確測(cè)試，還優(yōu)選的是在測(cè)試區(qū)提供20℃至40℃范圍內(nèi)的恒定溫度。
有利地，皮膚刺穿元件和/或流體接收裝置可以設(shè)置在存儲(chǔ)容器中。一個(gè)可能的實(shí)施例可以包括例如具有作為分開的單元或者例如集成在測(cè)量?jī)x器中的用于皮膚刺穿元件的存儲(chǔ)容器的皮膚刺穿設(shè)備和/或流體接收裝置存儲(chǔ)容器。
圖7-11示出了根據(jù)本發(fā)明布置在存儲(chǔ)容器中作為皮膚刺穿元件的刺血針和作為流體接收裝置的測(cè)試帶的優(yōu)選實(shí)施例。圖7和8描述了用于皮膚刺穿元件的存儲(chǔ)容器(21)和對(duì)每個(gè)流體接收裝置具有單獨(dú)的室的同心外部測(cè)試帶鼓形存儲(chǔ)容器(22)。每個(gè)室被箔密封并且每個(gè)元件具有外部把手，儀器的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以連接到把手以將元件移動(dòng)出存儲(chǔ)容器或者移動(dòng)回存儲(chǔ)容器。可撕裂的箔(25)密封室。皮膚刺穿元件和流體接收裝置每個(gè)都安裝引導(dǎo)元件移動(dòng)的各自滑塊(27)上。圖9示出了具有采集區(qū)的被向前移動(dòng)以刺穿皮膚并采集樣品的刺血針(24)。在此移動(dòng)期間，各個(gè)密封箔被撕開。圖10示出了皮膚刺穿元件(24)如何被移動(dòng)到接觸位置，例如通過(guò)將其移動(dòng)回去。流體接收裝置(23)也被移動(dòng)到接觸位置，例如通過(guò)將其向前移動(dòng)。在優(yōu)選實(shí)施例中，當(dāng)存儲(chǔ)在腔體中時(shí)流體接收裝置被彎曲，并且當(dāng)移動(dòng)出腔體時(shí)進(jìn)入如圖10所示的位置。據(jù)此流體接收裝置與流體采集區(qū)進(jìn)行接觸。或者流體接收裝置和皮膚刺穿元件通過(guò)適當(dāng)?shù)拇賱?dòng)機(jī)構(gòu)被一起推動(dòng)。當(dāng)流體接收裝置被壓靠在元件(24)的采集區(qū)上時(shí)來(lái)自皮膚刺穿元件的樣品被傳送到流體接收裝置以利用樣品浸濕測(cè)試區(qū)。測(cè)試區(qū)例如從背側(cè)被光學(xué)讀取以確認(rèn)樣品傳送并且確定血糖濃度。圖11示出了在測(cè)試完成后用過(guò)的皮膚刺穿元件(24)和流體接收裝置(23)如何被拉回它們各自的鼓形室進(jìn)行存儲(chǔ)。
在根據(jù)本發(fā)明的流體采樣系統(tǒng)中，優(yōu)選地進(jìn)入采集區(qū)的體液樣品流的采集方向不平行于(但優(yōu)選地垂直于)皮膚刺穿元件的主促動(dòng)/切割方向。
根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)提供了避免直接接觸化學(xué)試劑和身體的一次性皮膚刺穿元件和流體接收裝置。
皮膚刺穿元件可以制成為親水的以改進(jìn)體液的接收?？梢栽谡麄€(gè)元件或者在所選擇區(qū)域上具有親水性。
在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選系統(tǒng)中，采集區(qū)中采集的體液被移動(dòng)到體液接收裝置上而不進(jìn)一步使用體液作為傳送裝置，即樣品通過(guò)機(jī)械裝置，優(yōu)選地電或者手動(dòng)裝置傳送而不使用流體裝置。此方法具有如果需要體液可以傳送過(guò)長(zhǎng)距離而不增大殘留體積，并且樣品可以傳送到小的區(qū)別點(diǎn)(即測(cè)試區(qū))的優(yōu)點(diǎn)。結(jié)果流體接收裝置尺寸可以減小。
圖12示出了皮膚刺穿元件的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，包括圓形實(shí)心刺血針(4)，刺血針具有銑削或蝕刻的凹槽或凹入(31)以形成采集區(qū)(2)。
圖13示出了皮膚刺穿元件(14)，其具有在皮膚刺穿元件的細(xì)長(zhǎng)部分中延伸的采集區(qū)(9)。此部分連接到框架形式的支架(32)。細(xì)長(zhǎng)部分具有從支架部分(32)突出的突出部分(33)。尖端部分(3)位于突出部分的前端處。尖端(3)允許在利用皮膚刺穿元件刺穿期間穿透皮膚表面。采集區(qū)(9)位于突出的前端區(qū)域中。采集區(qū)是開口毛細(xì)管通道，此開口毛細(xì)管通道允許在突出部分中接觸通道的體液通過(guò)毛細(xì)管作用移動(dòng)到采集區(qū)(34)的可移動(dòng)部分中。如圖13所示，皮膚刺穿元件(14)的突出部分(34)、可移動(dòng)部分(33)和框架部分(32)一體地形成。皮膚刺穿元件(14)可以通過(guò)蝕刻工藝形成。如在半導(dǎo)體制造工藝中告知的那樣，硅材料晶片可以被蝕刻以提供包括尖端和毛細(xì)管通道的設(shè)備。但是對(duì)于批量生產(chǎn)，有利的是通過(guò)蝕刻薄金屬片來(lái)生產(chǎn)皮膚刺穿元件。特別有利的是突出部分(33)的尖端(3)也可以在蝕刻工藝期間形成以避免單獨(dú)的研磨步驟。如圖13所示，沒有與在采集區(qū)填充樣品流體之后立即接收體液的流體通道相接觸的試劑或傳感器。本發(fā)明提出使測(cè)試區(qū)或傳感器單獨(dú)位于流體接收裝置上。
圖14示出了圖13的皮膚刺穿元件(14)與包括測(cè)試區(qū)(35)的流體接收裝置(10)。示意性地示出了流體接收裝置(10)。流體接收裝置(10)位于皮膚刺穿元件(14)的上側(cè)上，在該上側(cè)上流體通道(9)通向環(huán)境。但是流體接收裝置(10)最初與采集區(qū)(9)間隔開使得采集區(qū)內(nèi)的樣品流體不接觸流體接收裝置。所以在流體采樣設(shè)備的此幾何結(jié)構(gòu)中不發(fā)生從采集區(qū)到流體接收裝置上的流體傳送。在描繪的實(shí)施例中流體接收裝置主要包括保持結(jié)構(gòu)(11)，其提供流體接收裝置相對(duì)于皮膚刺穿元件和測(cè)試區(qū)(35)的正確定向和間隔。在描繪的實(shí)施例中，測(cè)試區(qū)包括基于體液中分析物的濃度產(chǎn)生光學(xué)信號(hào)的試劑。由于包含例如硅藻土或二氧化鈦的多孔材料，試劑已經(jīng)具有從毛細(xì)管通道(9)吸入流體的高毛細(xì)作用。試劑被涂到承載器表面。在流體已經(jīng)接收在采集區(qū)中并已經(jīng)填充可移動(dòng)部分(34)后，體液采樣設(shè)備被起動(dòng)進(jìn)行測(cè)量。通過(guò)機(jī)械促動(dòng)，可移動(dòng)部分(34)可以在傳感器(35)方向上彎曲，使得位于采集區(qū)(9)中的體液接觸測(cè)試區(qū)(35)并浸濕試劑。樣品流體接觸傳感器的此模式提供了優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備的數(shù)個(gè)優(yōu)點(diǎn)。
由于現(xiàn)有技術(shù)的第一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以在特定時(shí)間點(diǎn)啟動(dòng)測(cè)量。這是指浸濕測(cè)試區(qū)和測(cè)量最終信號(hào)之間的時(shí)間可以任意選擇。但是，該時(shí)間段比毛細(xì)管中血液的干燥時(shí)間短。了解或者控制反應(yīng)時(shí)間提高了測(cè)量精度。此外在浸濕之后可以直接開始測(cè)量信號(hào)，這允許監(jiān)控反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。此早期信號(hào)的評(píng)定也可以用于提高測(cè)量結(jié)果的精度。
圖15描述了體液測(cè)試設(shè)備，其包括位于測(cè)試盒(10)上的多個(gè)測(cè)試區(qū)，測(cè)試盒用作允許多個(gè)測(cè)量的流體接收裝置(例如參見EP 1 424040)。盒(10)包括存儲(chǔ)測(cè)試介質(zhì)帶的未污染部分(41)的供應(yīng)部分。還采用了存儲(chǔ)測(cè)試介質(zhì)帶的被污染部分(42)的存儲(chǔ)部分。測(cè)試設(shè)備是可以方便地由用戶握持的手持設(shè)備。測(cè)試介質(zhì)帶(10)可以是測(cè)試設(shè)備的一部分，因此當(dāng)測(cè)試介質(zhì)帶被用盡時(shí)整個(gè)設(shè)備被丟棄，或者測(cè)試介質(zhì)帶可以布置在測(cè)試設(shè)備中接納的一次性盒中。體液將涂到位于供應(yīng)部分(41)和存儲(chǔ)部分(42)之間的檢測(cè)區(qū)域(43)中以檢測(cè)測(cè)試介質(zhì)盒上采集的體液的分析物。測(cè)試設(shè)備還包括用于刺穿身體部分的刺穿單元(皮膚刺穿元件14)。刺穿單元有利地布置為接近檢測(cè)區(qū)域。
圖16示出了本發(fā)明的實(shí)施例，其中包括采集區(qū)(2′)的皮膚刺穿元件(1′)和流體接收裝置(10′)經(jīng)由鉸鏈(50)連接。圖16a)示出了適合于利用采集區(qū)(2′)切割皮膚并采集體液的構(gòu)造。采集區(qū)例如可以根據(jù)針對(duì)圖1至4所述的實(shí)施例來(lái)選擇。當(dāng)已經(jīng)采樣流體時(shí)，皮膚刺穿元件被抽回并折疊，使得采集區(qū)(2′)接觸接收裝置上的測(cè)試區(qū)(35′)?？梢詮南路皆诖苏郫B結(jié)構(gòu)中進(jìn)行測(cè)量。但是，還可以展開此設(shè)備并從上側(cè)測(cè)量測(cè)試區(qū)(35′)上的浸濕部分(51)的顏色，如圖16c)所示。
替代折疊根據(jù)圖16的集成采用和測(cè)試設(shè)備，還可以在平面中旋轉(zhuǎn)皮膚刺穿元件和樣品接收裝置以使皮膚刺穿元件上的樣品與測(cè)試區(qū)接觸。
圖17描繪了將樣品從皮膚刺穿元件(1″)傳送到測(cè)試區(qū)(35″)上的其他實(shí)施例。圖17示出了已經(jīng)具有采樣流體并縮回到殼體中的皮膚刺穿元件。設(shè)置有兩個(gè)部分(60、60′)，它們將橡膠密封件(61)按壓到皮膚刺穿元件上使得保持采樣流體的區(qū)域從一側(cè)被密封。進(jìn)一步施加的壓力擠壓橡膠密封件并且來(lái)自皮膚刺穿元件的流體被傳送到位于下側(cè)的測(cè)試區(qū)(35″)。代替通過(guò)接觸傳送流體或者作為其補(bǔ)充，在此實(shí)施例中經(jīng)由氣動(dòng)促動(dòng)進(jìn)行流體傳送。與根據(jù)例如WO 01/72220中也采樣氣動(dòng)促動(dòng)的設(shè)備相比，此處皮膚刺穿元件和流體接收裝置(10″)的相對(duì)移動(dòng)在發(fā)生氣動(dòng)促動(dòng)之前已經(jīng)進(jìn)行。如前所述這允許將切割部分從測(cè)試部分分開并且因此可以在不破壞測(cè)試化學(xué)物質(zhì)的情況下進(jìn)行殺菌。
圖17還示出了樣品流體從皮膚刺穿元件的采集區(qū)的孔中被傳送到測(cè)試區(qū)的相對(duì)區(qū)域。采集區(qū)中孔的幾何結(jié)構(gòu)圖案導(dǎo)致測(cè)試區(qū)上的類似圖案。當(dāng)采用傳統(tǒng)干燥化學(xué)物質(zhì)時(shí)，測(cè)試區(qū)上的浸濕區(qū)域最初大致與采集區(qū)中的孔的直徑一樣大，并且流體垂直移動(dòng)。優(yōu)選的是從與樣品涂覆相反的一側(cè)評(píng)定與分析物相關(guān)的反應(yīng)，以將流體傳送與光學(xué)器件分開。所以，要求在測(cè)試區(qū)整個(gè)厚度上實(shí)現(xiàn)完全浸濕，因此甚至測(cè)試區(qū)的最下部分也反應(yīng)。例如如果測(cè)試區(qū)的厚度小于采集區(qū)中孔的深度，則實(shí)現(xiàn)充分浸濕。優(yōu)選地測(cè)試區(qū)的流體接收區(qū)的厚度為采集區(qū)中孔深度的10％至80％。這意味著可以采用非常薄的皮膚刺穿元件，這將通過(guò)以下示例變得更清楚。今天生產(chǎn)厚度僅為10至50微米量級(jí)具有流體接收結(jié)構(gòu)的干燥化學(xué)物質(zhì)是切實(shí)可行的。為了確保真確浸濕，皮膚刺穿元件中孔的深度僅需要在50至500微米量級(jí)以采集充足的流體體積，即使采集孔不完全填充滿。這又意味著可以采用此厚度或稍厚的皮膚刺穿元件。所以如果皮膚刺穿元件厚度低于500微米則其是優(yōu)選的，更優(yōu)選的是低于250微米。所以本發(fā)明的皮膚刺穿裝置可以制造為大致與現(xiàn)今不采樣流體的刺血針一樣薄。雖然所采集流體的采樣體積僅為毫微升范圍，由于可獲得適當(dāng)薄的干燥化學(xué)物質(zhì)測(cè)試區(qū)可以實(shí)現(xiàn)可靠的測(cè)量。
圖18示出了具有可相對(duì)于彼此移動(dòng)的兩個(gè)部分(70、70′)的皮膚刺穿元件。在圖18a中，部分(70、70′)被對(duì)齊以形成其中可接收樣品的毛細(xì)管通道。被填充的設(shè)備(圖18b)如圖18c被重布置。在通道的一端處，這些部分被移動(dòng)分開并且因此樣品集中在這些部分仍然彼此接近的區(qū)域(71)中。
圖19示出了一列密封的流體接收裝置(83)，它們被密封箔(88)(例如氧化鋁薄片)從環(huán)境密封。皮膚刺穿元件(84)位于手持設(shè)備(80)中。所示皮膚刺穿元件已經(jīng)填充有樣品并且被移動(dòng)到該列流體接收裝置。皮膚刺穿元件自身或者如圖所示單獨(dú)的尖端85可以被用來(lái)刺穿密封箔。皮膚刺穿元件的尖端然后與撕開的密封箔下的測(cè)試區(qū)接觸以傳送樣品流體?？梢匀鐖D中示意性示出那樣利用光學(xué)器件(86)從下側(cè)進(jìn)行分析物濃度的測(cè)量。為了允許光學(xué)檢查，測(cè)試區(qū)位于透明支撐件(87)上。
本發(fā)明的優(yōu)選特征列舉如下一種體液采樣設(shè)備包括具有接收體液的采集區(qū)的皮膚刺穿元件；和流體接收裝置，包括測(cè)試區(qū)并從所述采集區(qū)間隔開使得所述采集區(qū)中的該流體不會(huì)接觸此流體接收裝置，其中所述皮膚刺穿元件具有兩個(gè)或更多采集區(qū)。
根據(jù)本發(fā)明的體液采樣設(shè)備，其中采集區(qū)包括通孔或盲孔。
根據(jù)本發(fā)明的體液采樣設(shè)備，其中采集區(qū)包括粗糙表面或凹入以接收體液。
根據(jù)本發(fā)明的體液采樣設(shè)備，其中采樣設(shè)備接收的體液的體積為3至10nl。
根據(jù)本發(fā)明的體液采樣設(shè)備，其中皮膚刺穿元件保留在身體中接收體液樣品的時(shí)間為10毫秒。
根據(jù)本發(fā)明的體液采樣設(shè)備，其中接收足量體液樣品的時(shí)間小于0.1秒，優(yōu)選地1至10毫秒。
一種體液分析系統(tǒng)包括具有接收體液的采集區(qū)的皮膚刺穿元件，其中所述采集區(qū)的至少一部分通向環(huán)境；和流體接收裝置，遠(yuǎn)離所述采集區(qū)使得所述通路中的該流體不會(huì)接觸此流體接收裝置，所述流體接收裝置包括測(cè)試區(qū)，其中所述系統(tǒng)包括具有檢測(cè)單元的儀表，此檢測(cè)單元從所述測(cè)試區(qū)接收信號(hào)以確定分析物的存在性和/或濃度。
根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)，其中該儀表包括支架，在支架中接納有流體接收裝置并且能夠進(jìn)行從測(cè)試區(qū)到檢測(cè)器的信號(hào)傳送。
根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)，其中所述儀表具有處理單元，處理單元接收表示接觸裝置已經(jīng)使采集區(qū)與流體接收裝置接觸或者樣品流體已經(jīng)到達(dá)測(cè)試區(qū)的信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)，還包括暴露單元，用于相繼地從所述存儲(chǔ)容器暴露出流體接收裝置以接收流體。
一種確定體液中分析物濃度的方法包括以下步驟a)在皮膚刺穿元件的采集區(qū)中接收體液，b)使皮膚刺穿元件的采集區(qū)與流體接收裝置接觸使得體液到達(dá)流體接收裝置上的測(cè)試區(qū)，c)從所述測(cè)試區(qū)接收作為分析物濃度特征的信號(hào)，d)處理所述信號(hào)以確定分析物濃度。
其中從步驟b)開始的時(shí)間段被監(jiān)控并且基于經(jīng)過(guò)的時(shí)間啟動(dòng)分析物濃度的確定。
根據(jù)本發(fā)明的方法，其中步驟b)啟動(dòng)信號(hào)監(jiān)控并且信號(hào)隨時(shí)間的變化被用來(lái)確定進(jìn)行濃度確定的時(shí)間點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種體液采樣設(shè)備，包括具有接收體液的采集區(qū)的皮膚刺穿元件，其中所述采集區(qū)的至少一部分通向環(huán)境，和流體接收裝置，包括測(cè)試區(qū)并從所述采集區(qū)間隔開使得所述采集區(qū)中的該流體不會(huì)接觸此流體接收裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備適合于在促動(dòng)時(shí)經(jīng)受物理變化以進(jìn)入所述采集區(qū)中的流體接觸所述流體接收裝置的接觸狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備具有可以被移動(dòng)的可移動(dòng)部分，并且所述采集區(qū)的至少一部分位于所述可移動(dòng)部分上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述采集區(qū)中接收的體液通過(guò)電促動(dòng)被移動(dòng)到該流體接收裝置上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述采集區(qū)中接收的體液在不使用體液作為運(yùn)送裝置的情況下被傳送以接觸該流體接收裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中該采集區(qū)包括所接收的體液被采集到其中的孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中該采集區(qū)包括多孔表面以接收體液。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中該采樣設(shè)備接收的體流體積為0.5μl或更少。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中該設(shè)備還包括壓出裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中該壓出裝置包括手指錐體。
11.一種體液分析系統(tǒng)，包括具有接收體液的采集區(qū)的皮膚刺穿元件，其中所述采集區(qū)的至少一部分通向環(huán)境，和流體接收裝置，遠(yuǎn)離所述采集區(qū)使得所述通路中的該流體不會(huì)接觸此流體接收裝置，所述流體接收裝置包括測(cè)試區(qū)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，包括接觸裝置，此接觸裝置使皮膚刺穿元件的采集區(qū)的一部分與流體接收裝置接觸以向測(cè)試區(qū)提供流體。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的系統(tǒng)，其中該采集區(qū)在采集區(qū)的至少一部分位于身體中時(shí)接收體液樣品。
14.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的系統(tǒng)，其中該采集區(qū)位于皮膚刺穿元件的尖端并且采集區(qū)完全引入到身體中。
15.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)包括將測(cè)試區(qū)的溫度調(diào)節(jié)為20℃至40℃范圍中的溫度的裝置。
16.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的系統(tǒng)，其中所述皮膚刺穿裝置具有可移動(dòng)部分，并且所述接觸裝置向所述可移動(dòng)部分施加力以移動(dòng)該采集區(qū)的至少一部分與流體接收裝置進(jìn)行接觸。
17.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的系統(tǒng)，包括驅(qū)動(dòng)皮膚刺穿元件到皮膚中以刺穿皮膚獲得體液樣品的驅(qū)動(dòng)裝置。
18.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的系統(tǒng)，其中所述接觸裝置包括電壓裝置，此電壓裝置在所述采集區(qū)和所述流體接收裝置之間施加電勢(shì)使得來(lái)自所述采集區(qū)的流體接觸流體接收裝置。
19.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的系統(tǒng)，還包括相對(duì)于流體接收裝置運(yùn)送皮膚刺穿元件的運(yùn)送裝置。
20.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的系統(tǒng)，其中所述接觸裝置包括超聲波裝置，該超聲波裝置推動(dòng)所述采集區(qū)中的體液樣品使得來(lái)自所述采集區(qū)的流體接觸所述流體接收裝置。
21.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中皮膚刺穿元件保留在身體中接收體液樣品的時(shí)間少于0.5秒。
22.一種體液分析系統(tǒng)，包括具有接收體液的采集區(qū)的皮膚刺穿元件，其中所述采集區(qū)的至少一部分通向環(huán)境，流體接收裝置，從所述采集區(qū)間隔開使得所述通路中的該流體不會(huì)接觸此流體接收裝置，所述流體接收裝置包括測(cè)試區(qū)，使皮膚刺穿元件與流體接收裝置接觸的運(yùn)送裝置，和檢測(cè)單元，此檢測(cè)單元從所述流體接收裝置接收信號(hào)以確定體液樣品中分析物的存在性和/或濃度。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其中該運(yùn)送裝置包括電促動(dòng)。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其中該運(yùn)送裝置包括彈簧力促動(dòng)。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其中該運(yùn)送裝置包括手動(dòng)促動(dòng)。
26.根據(jù)權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其中該運(yùn)送裝置包括電、彈簧力或手動(dòng)促動(dòng)的組合。
27.根據(jù)權(quán)利要求11或22所述的系統(tǒng)，還包括用于存儲(chǔ)多個(gè)流體接收裝置的存儲(chǔ)容器。
28.一種確定體液中分析物濃度的方法，包括以下步驟a)在皮膚刺穿元件的采集區(qū)中接收體液，b)使皮膚刺穿元件的采集區(qū)與流體接收裝置接觸使得體液到達(dá)流體接收裝置上的測(cè)試區(qū)，c)從所述測(cè)試區(qū)接收作為分析物濃度特征的信號(hào)，d)處理所述信號(hào)以確定分析物濃度。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，還包括用所述皮膚刺穿元件刺穿皮膚。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中皮膚刺穿元件由運(yùn)送裝置傳送到流體接收裝置以使皮膚刺穿元件與流體接收裝置接觸。
31.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中皮膚刺穿元件被自動(dòng)地傳送到流體接收裝置以使皮膚刺穿元件與流體接收裝置接觸。
32.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中皮膚刺穿元件被手動(dòng)地傳送到流體接收裝置以使皮膚刺穿元件與流體接收裝置接觸。
33.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中皮膚刺穿元件保留在身體中接收體液樣品的時(shí)間少于0.5秒。
34.一種體液采樣方法，包括以下步驟a)在皮膚刺穿元件的采集區(qū)中接收體液，和b)從身體中取出皮膚刺穿元件，使體液樣品保留在采集區(qū)中。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中該方法還包括確定體液樣品中分析物的存在性和/或濃度。
36.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中步驟a)包括在皮膚刺穿元件被引入身體中的同時(shí)在采集區(qū)中采集體液樣品。
37.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中該方法包括在步驟a)之前用所述皮膚刺穿元件刺穿皮膚。
38.一種體液分析系統(tǒng)，包括具有接收體液的采集區(qū)的皮膚刺穿元件，其中所述采集區(qū)的至少一部分通向環(huán)境，運(yùn)送元件，從所述采集區(qū)間隔開使得所述通路中的該流體不會(huì)接觸此運(yùn)送元件，包括測(cè)試區(qū)的流體接收裝置，使運(yùn)送元件與流體接收裝置進(jìn)行接觸的運(yùn)送裝置，和檢測(cè)單元，此檢測(cè)單元從所述流體接收裝置接收信號(hào)以確定體液樣品中分析物的存在性和/或濃度。
39.一種體液采樣設(shè)備，包括具有接收體液的采集區(qū)的皮膚刺穿元件，其中所述采集區(qū)的至少一部分通向環(huán)境，并且其中所述采集區(qū)包括所接收的體液采集在其中的3個(gè)或更多孔。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的設(shè)備，其中該采集區(qū)包括多孔表面以接收體液。
41.根據(jù)權(quán)利要求39所述的設(shè)備，其中該采樣設(shè)備接收的體流體積為0.5μl或更少。
42.根據(jù)權(quán)利要求39所述的設(shè)備，其中皮膚刺穿元件的厚度低于500微米，優(yōu)選地低于250微米。
43.根據(jù)權(quán)利要求39所述的設(shè)備，還包括具有測(cè)試區(qū)的流體接收裝置，其中測(cè)試區(qū)的厚度為皮膚刺穿元件的流體接收區(qū)中孔深度的10％至80％。
全文摘要
一種體液采樣設(shè)備包括具有接收體液的采集區(qū)(9)的皮膚刺穿元件(1)，并且該設(shè)備還包括流體接收裝置(10)，流體接收裝置從所述采集區(qū)間隔開使得所述采集區(qū)中的體液最初不會(huì)接觸此流體接收裝置。所述采集區(qū)在小于0.5s的非常短時(shí)間段內(nèi)吸取約10指500nl的非常小體積的體液。所述流體接收裝置可以具有進(jìn)行分析反應(yīng)的測(cè)試區(qū)。來(lái)自所述采集區(qū)的流體樣品被自動(dòng)地或者手動(dòng)地運(yùn)送到所述流體接收裝置以使所述流體接觸所述測(cè)試區(qū)。
文檔編號(hào)A61B5/15GK1929783SQ200580007254
公開日2007年3月14日 申請(qǐng)日期2005年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月6日
發(fā)明者I·卡拉索, P·格里斯, E·薩羅費(fèi)姆, R·耶日, U·克雷默, D·哈斯克, V·齊默, W·施米德, O·費(fèi)爾斯特, H·利斯特, H·-P·哈爾, T·阿尼茨, S·N·羅埃 申請(qǐng)人:霍夫曼-拉羅奇有限公司