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繃帶型連續(xù)葡萄糖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法

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繃帶型連續(xù)葡萄糖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制造方法與工藝



背景技術(shù):

除非特別指出,該章節(jié)中描述的材料不是本申請(qǐng)的權(quán)利要求的現(xiàn)有技術(shù)并且不旨在通過(guò)包含在該章節(jié)中而承認(rèn)是現(xiàn)有技術(shù)。

某些醫(yī)療條件或狀態(tài)的特征在于跨長(zhǎng)時(shí)間段的生理特性(例如,血糖濃度)的緩慢變化和/或少見(jiàn)的短時(shí)事件。這樣的生理特性能被周期性地測(cè)量(例如,通過(guò)周期性地獲取人的血液)。另外地或可替選地,植入的或可穿戴的裝置可以被采用來(lái)提供這樣的生理特性的連續(xù)的或接近連續(xù)的測(cè)量。這樣的可植入的或可穿戴的裝置能是電池供電的和/或由射頻能量或其他無(wú)線(xiàn)能源提供動(dòng)力的。此外,這樣的裝置能被構(gòu)造成無(wú)線(xiàn)地指示測(cè)量出的生理特性(例如,通過(guò)使用rfid天線(xiàn)和發(fā)送器,通過(guò)使用藍(lán)牙天線(xiàn)和發(fā)送器)。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本公開(kāi)的一些實(shí)施例提供一種身體可安裝的裝置,所述裝置包括:(i)柔性襯底,其中所述柔性襯底被構(gòu)造成被安裝到活體的皮膚表面;(ii)傳感器探頭,其中所述傳感器探頭的近側(cè)端被附接到所述柔性襯底,并且其中所述傳感器探頭的遠(yuǎn)側(cè)端被構(gòu)造成延伸到所述活體中,到足以接觸組織間質(zhì)液的深度;(iii)傳感器,其中所述傳感器被置放在所述傳感器探頭的所述遠(yuǎn)側(cè)端處,并且其中所述傳感器被構(gòu)造成檢測(cè)所述組織間質(zhì)液中的分析物;和(iv)被置放在所述柔性襯底上的一個(gè)或多個(gè)電子部件,其中所述一個(gè)或多個(gè)電子部件被構(gòu)造成(a)使用所述傳感器獲取與所述分析物相關(guān)的數(shù)據(jù)和(b)將與所述分析物相關(guān)的所述數(shù)據(jù)傳達(dá)到外部裝置。

本公開(kāi)的一些實(shí)施例提供一種身體可安裝的裝置,所述裝置包括:(i)柔性襯底,其中所述柔性襯底被構(gòu)造成被安裝到活體的皮膚表面;(ii)探頭器件,其中所述探頭器件的近側(cè)端被附接到所述柔性襯底,并且其中所述探頭器件的遠(yuǎn)側(cè)端被構(gòu)造成延伸到所述活體中,到足以接觸組織間質(zhì)液的深度;(iii)傳感器器件,其中所述傳感器器件被置放在所述探頭器件的所述遠(yuǎn)側(cè)端處,并且其中所述傳感器器件被構(gòu)造成檢測(cè)所述組織間質(zhì)液中的分析物;和(iv)被置放在所述柔性襯底上的一個(gè)或多個(gè)電子部件,其中所述一個(gè)或多個(gè)電子部件被構(gòu)造成(a)使用所述傳感器器件獲取與所述分析物相關(guān)的數(shù)據(jù)和(b)將與所述分析物相關(guān)的所述數(shù)據(jù)傳達(dá)到外部裝置。

本公開(kāi)的一些實(shí)施例提供一種方法,所述方法包括:(i)將身體可安裝的裝置安裝到活體的皮膚表面,其中所述身體可安裝的裝置包括:(a)柔性襯底;(b)傳感器探頭,其中所述傳感器探頭的近側(cè)端被附接到所述柔性襯底,并且其中所述傳感器探頭被構(gòu)造成延伸到所述活體中,到足以接觸組織間質(zhì)液的深度;(c)傳感器,其中所述傳感器被置放在所述傳感器探頭的遠(yuǎn)側(cè)端處,并且其中所述傳感器被構(gòu)造成檢測(cè)所述組織間質(zhì)液中的分析物;和(d)被置放在所述柔性襯底上的一個(gè)或多個(gè)電子部件;(ii)通過(guò)所述一個(gè)或多個(gè)電子部件,使用所述傳感器獲取與所述分析物相關(guān)的數(shù)據(jù);和(iii)通過(guò)所述一個(gè)或多個(gè)電子部件,將與所述分析物相關(guān)的所述數(shù)據(jù)傳達(dá)到外部裝置。

通過(guò)適當(dāng)?shù)貐⒖几綀D,閱讀以下詳細(xì)描述,對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言,這些以及其它方面、優(yōu)點(diǎn)和替代將變得顯而易見(jiàn)。

附圖說(shuō)明

圖1a是示例身體可安裝的裝置的頂視圖。

圖1b是在圖1a中示出的示例身體可安裝的裝置的底視圖。

圖2a是可移除地安裝到示例插入裝置的示例身體可安裝的裝置的視圖。

圖2b是靠近活體的皮膚定位的圖2a的身體可安裝的裝置和插入裝置的截面視圖。

圖2c是圖2b的身體可安裝的裝置、插入裝置和活體的皮膚的截面視圖,示出身體可安裝的裝置和穿過(guò)皮膚的插入裝置。

圖2d是圖2b的身體可安裝的裝置、插入裝置和活體的皮膚的截面視圖,示出穿過(guò)皮膚的身體可安裝的裝置和從皮膚縮回的插入裝置。

圖3是示例系統(tǒng)的框圖,所述示例系統(tǒng)包括與外部閱讀器無(wú)線(xiàn)通信的身體可安裝的裝置。

圖4a是示例電化學(xué)傳感器的前視圖。

圖4b是在圖4a中的示例電化學(xué)傳感器的后視圖。

圖4c是在圖4a和4b中的示例電化學(xué)傳感器的截面視圖。

圖5是示例電化學(xué)傳感器的視圖。

圖6是示例電化學(xué)傳感器的視圖。

圖7是示例光學(xué)傳感器的視圖。

圖8是用于操作身體可安裝的裝置的示例處理的流程圖。

圖9是用于制造傳感器的示例處理的流程圖。

具體實(shí)施方式

在以下詳細(xì)說(shuō)明書(shū)中,參考附圖,附圖形成說(shuō)明書(shū)的一部分。在附圖中,相似的附圖標(biāo)記通常指代相似的部件,除非上下文相反指示。詳細(xì)說(shuō)明書(shū)、附圖和權(quán)利要求中描述的示例實(shí)施例不意味著是限制性的。其它實(shí)施例能被利用,并且可以作出其它改變,而不背離這里提出的主題的范圍。將易于理解的是,如這里一般描述的和在附圖中所圖示的,本公開(kāi)的方面在各種不同的構(gòu)造中能被布置、替換、組合、分離和設(shè)計(jì),所有這些都被明確地預(yù)期在本文中。

i.概述

本公開(kāi)的一些實(shí)施例提供一種身體可安裝的裝置,其被構(gòu)造成被安裝到活體的皮膚表面(例如,人的上臂或腹部的皮膚),具有一個(gè)或多個(gè)傳感器用于原位且實(shí)時(shí)定量地和定性地測(cè)試組織間質(zhì)液(例如皮膚內(nèi)或皮膚下的組織間質(zhì)液)中的分析物濃度。所述一個(gè)或多個(gè)傳感器被安裝在傳感器探頭上,傳感器探頭被構(gòu)造成穿過(guò)皮膚并且附接到裝置的柔性襯底。此外,柔性襯底被構(gòu)造成被安裝到皮膚表面(例如,通過(guò)使用膠水、膠帶、干的粘結(jié)劑或其它粘結(jié)劑手段)。柔性襯底的柔性能提供感測(cè)平臺(tái),感測(cè)平臺(tái)最小地干擾感測(cè)平臺(tái)安裝到的人的活動(dòng),和/或感測(cè)平臺(tái)能被舒適地安裝到人持續(xù)延長(zhǎng)的時(shí)間段。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到,這里所述的感測(cè)平臺(tái)可以被設(shè)置在裝置中,所述裝置能被安裝在人體的各個(gè)部分上以測(cè)量組織間質(zhì)液以外的其它流體中的分析物的濃度(例如,測(cè)量身體的淚液、血液、唾液或一些其它流體或組織中的分析物)。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員也將會(huì)意識(shí)到,這里所述的感測(cè)平臺(tái)可以被設(shè)置在裝置中,所述裝置能被安裝在人體上的位置以外的位置中,以測(cè)量靠近所述裝置的安裝位置的流體中的分析物的濃度。

傳感器探頭能被構(gòu)造成穿到皮膚內(nèi)的規(guī)定深度(例如,到真皮內(nèi)的深度,到皮下深度),使得置放在傳感器探頭上的至少一個(gè)傳感器能測(cè)量在所述規(guī)定深度處的流體(例如,組織間質(zhì)液)中的分析物。傳感器探頭能是柔性的或剛性的;在一些示例中,傳感器探頭能包括柔性襯底材料的伸長(zhǎng)的延伸部。傳感器探頭能被構(gòu)造成刺破皮膚(例如,能是足夠剛性和/或尖銳的,使得傳感器探頭能被驅(qū)動(dòng)到皮膚中)。另外地或可替選地,傳感器探頭能被構(gòu)造成與插入裝置結(jié)合來(lái)刺破和/或穿過(guò)皮膚。例如,傳感器探頭能被構(gòu)造成被安裝在半針體的通道內(nèi)或者安裝到用于刺破皮膚的其它器件;所述半針體或其它刺破器件能被用于刺破皮膚并且隨后縮回,將傳感器探頭留在穿過(guò)皮膚的位置。一個(gè)或多個(gè)傳感器能被置放在這樣的傳感器探頭的端部處和/或沿著這樣的傳感器探頭的長(zhǎng)度的一個(gè)多或多個(gè)另外的位置處。

感測(cè)平臺(tái)能包括電源、電子件、和天線(xiàn),它們都被置放在柔性襯底上,柔性襯底被構(gòu)造成被安裝到皮膚表面。電子件能操作一個(gè)或多個(gè)傳感器(例如,被置放在傳感器探頭的遠(yuǎn)側(cè)端處的傳感器)以執(zhí)行分析物的測(cè)量(例如,測(cè)量皮膚內(nèi)或下方的組織間質(zhì)液中的分析物的濃度)。電子件能另外地操作天線(xiàn)以將來(lái)自傳感器的測(cè)量值或其它信息經(jīng)由天線(xiàn)無(wú)線(xiàn)地傳達(dá)到外部閱讀器或其他遠(yuǎn)程系統(tǒng)。一個(gè)或多個(gè)電源、天線(xiàn)、電子件或感測(cè)平臺(tái)的其它部件可以是柔性的;例如,電源可以包括薄的柔性鋰離子電池。

在一些示例中,置放在感測(cè)平臺(tái)的傳感器探頭的端部處的傳感器能包括兩個(gè)或更多個(gè)電極,它們被構(gòu)造成電化學(xué)地檢測(cè)或測(cè)量分析物。所述兩個(gè)或更多個(gè)電極能包括對(duì)分析物選擇性敏感的工作電極和基準(zhǔn)電極。在一些示例中,將傳感器暴露到目標(biāo)流體引起電位電壓形成在工作電極和基準(zhǔn)電極之間,其能指示靠近工作電極的分析物的濃度。另外地或可替選地,規(guī)定電壓能被施加在基準(zhǔn)電極和工作電極之間,并且作為響應(yīng)流過(guò)工作電極的電流的量可以與工作電極附近的分析物的濃度和/或分析物擴(kuò)散到工作電極的速率相關(guān)。通過(guò)將與分析物選擇性相互作用的物質(zhì)(例如,試劑、蛋白質(zhì)、酶)放置在傳感器的工作電極上或附近,工作電極能被制成對(duì)分析物選擇性敏感。這樣的分析物選擇性物質(zhì)能位于被置放在工作電極上的分析物可滲透的聚合物層內(nèi)。另外地或可替選地,這樣的分析物選擇性物質(zhì)能通過(guò)交聯(lián)位于工作電極的表面上。

在一些示例中,置放在感測(cè)平臺(tái)的傳感器探頭的端部處的傳感器能包括分析物敏感物質(zhì),其具有與分析物的存在、濃度或其它特性相關(guān)的光學(xué)特性。例如,物質(zhì)可以包括熒光團(tuán),其具有與分析物相關(guān)的熒光強(qiáng)度、熒光壽命、發(fā)射波長(zhǎng)、激發(fā)波長(zhǎng)或其它特性。另外地或可替選地,置放在傳感器探頭的端部處的物質(zhì)的顏色、飽和度、吸收光譜或一些其它光學(xué)特性可以與分析物的存在、濃度或一些其它特性相關(guān)。傳感器平臺(tái)能包括光發(fā)射器和/或光檢測(cè)器,其被構(gòu)造成分別照亮和接收從分析物敏感物質(zhì)發(fā)出的光線(xiàn),以便確定與分析物相關(guān)的物質(zhì)的光學(xué)特性。在一些示例中,傳感器探頭能包括光纖并且分析物選擇性物質(zhì)能被置放在這樣的光纖的遠(yuǎn)側(cè)端上。在這樣的示例中,光發(fā)射器和/或光檢測(cè)器能被置放在光纖的近側(cè)端處,使得光發(fā)射器和光檢測(cè)器經(jīng)由光纖照亮分析物敏感物質(zhì)和接收來(lái)自分析物敏感物質(zhì)的光。在這樣的示例中,光發(fā)射器和/或光檢測(cè)器能被置放在傳感器平臺(tái)的柔性襯底上(例如,作為置放在柔性襯底上的電子件的一部分)。

在一些示例中,分析物敏感物質(zhì)(例如,特別地參加與分析物的化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì),特別地綁定到分析物的物質(zhì),或具有與分析物的存在或濃度相關(guān)的特性的物質(zhì))能被置放在感測(cè)平臺(tái)的表面上(例如,在電極的金屬表面上,在光纖的表面上)和/或在分析物可穿透的并且被置放在這樣的表面上的聚合物、凝膠或其它層內(nèi)。另外地或可替選地,分析物可穿透的聚合物、凝膠或其它層可以被置放在傳感器探頭的工作電極或其它元件上,以保護(hù)傳感器探頭的元件或依照其它應(yīng)用。在一些示例中,這樣的分析物可穿透的層的滲透性、厚度或其他特性可以被規(guī)定以控制分析物從組織間質(zhì)液擴(kuò)散到傳感器(例如,到傳感器的金屬電極表面)或到感測(cè)平臺(tái)的一些其它元件(例如,到被置放成靠近電極、光纖或感測(cè)平臺(tái)的一些其它元件的分析物選擇性試劑)的速率。在一些示例中,保護(hù)性的或其它聚合物層可以是水凝膠,例如,包括甲基丙烯酸2-羥乙酯的單元的水凝膠。

能經(jīng)由感測(cè)平臺(tái)中的一個(gè)或多個(gè)電池和/或通過(guò)來(lái)自電源的能量給感測(cè)平臺(tái)提供動(dòng)力。在一些示例中,所述一個(gè)或多個(gè)電池能是柔性的并且被置放在柔性襯底上以允許整個(gè)感測(cè)平臺(tái)的和/或能夠被安裝到皮膚的感測(cè)平臺(tái)的元件的柔性(例如,當(dāng)安裝到用戶(hù)的皮膚時(shí),提供更大的舒適性和/或使對(duì)用戶(hù)的活動(dòng)的影響最小化)。這樣的柔性電池可以包括柔性鋰離子電池。如這里所述的感測(cè)平臺(tái)的電池可以是單次使用的或者可以是可充電的??沙潆姷碾姵乜梢杂赏ㄟ^(guò)從置放在柔性襯底上的天線(xiàn)收集的射頻能提供的電力充電。天線(xiàn)能被布置成導(dǎo)電材料的環(huán),具有連接到電子件的引線(xiàn)。在一些實(shí)施例中,通過(guò)修改環(huán)形天線(xiàn)的阻抗以便修改來(lái)自天線(xiàn)的背散射輻射,這樣的環(huán)形天線(xiàn)可以能無(wú)線(xiàn)地將信息(例如,使用感測(cè)平臺(tái)的傳感器獲得的分析物的測(cè)量值)傳達(dá)到外部閱讀器(例如,到手機(jī))。另外地或可替選地,感測(cè)平臺(tái)可以包括芯片、偶極或其它類(lèi)型的天線(xiàn),用于發(fā)送和/或反射rf能量來(lái)指示信息到外部閱讀器。此外,這樣的天線(xiàn)可以被用于傳遞另外的信息,例如,用以指示由感測(cè)平臺(tái)檢測(cè)到的溫度、光等級(jí)或其它信息,用以接收來(lái)自外部裝置的指令或編制程序,或者用以提供一些其它功能。

ii.示例柔性生物傳感器平臺(tái)

圖1a是示例身體可安裝的感測(cè)平臺(tái)100的頂視圖。圖1b是在圖1a中示出的示例身體可安裝的感測(cè)平臺(tái)的底視圖。應(yīng)注意的是,圖1a和圖1b中的相對(duì)尺寸不必須成比例,而是出于解釋的目的僅描述示例身體可安裝的感測(cè)平臺(tái)100的布置。身體可安裝的裝置100由(作為說(shuō)明性示例)被形成為圓盤(pán)的柔性襯底110形成。傳感器探頭120從柔性襯底110延伸并且被構(gòu)造成穿過(guò)活體的皮膚(例如,人體的上臂或腹部的皮膚中)。傳感器125被置放在傳感器探頭120的遠(yuǎn)側(cè)端處。傳感器125被構(gòu)造成當(dāng)傳感器探頭120穿過(guò)皮膚時(shí)檢測(cè)皮膚下和/或內(nèi)的組織間質(zhì)液或其它流體中的分析物(例如,葡萄糖)。粘接劑層160被設(shè)置成將柔性襯底110安裝到活體的皮膚表面(粘接劑層160未示出在圖1b中,以允許圖示置放在柔性襯底110的底表面150上的身體可安裝的感測(cè)平臺(tái)100的元件)。身體可安裝的感測(cè)平臺(tái)100另外地包括電子件130,其置放在柔性襯底110上并且被構(gòu)造成提供感測(cè)平臺(tái)100的各種應(yīng)用,包括,例如,操作傳感器125檢測(cè)分析物,在電子件130的存儲(chǔ)器中記錄關(guān)于分析物的信息,以及將關(guān)于分析物的信息(例如,通過(guò)天線(xiàn)無(wú)線(xiàn)地指示這樣的信息)傳達(dá)到外部系統(tǒng)。天線(xiàn)(未示出)可以被構(gòu)造成底表面150上的環(huán)形天線(xiàn)(例如環(huán)繞電子件130),或者天線(xiàn)可以被構(gòu)造成芯片天線(xiàn)或一些其它構(gòu)造。電池140被提供來(lái)給身體可安裝的感測(cè)平臺(tái)100提供電力(例如,給電子件130提供電力)。

柔性襯底110被構(gòu)造成被安裝到活體的皮膚表面。在圖1a和1b中所示的示例中,這包括粘結(jié)劑層160,其被提供以將柔性襯底110粘接到皮膚表面。另外的或可替選的手段可以被提供來(lái)將柔性襯底110安裝到皮膚表面。例如,液體或凝膠粘結(jié)劑可以被施加到皮膚表面和/或施加到柔性襯底110以將柔性襯底110安裝到皮膚表面。柔性襯底110可以被放置在皮膚表面上并且使用膠帶或其它粘接劑固定。在一些示例中,身體可安裝的感測(cè)平臺(tái)100可以包括干燥粘接劑,其被構(gòu)造成可移除地將柔性襯底110安裝到皮膚表面。可以預(yù)期用于將柔性襯底110或者身體可安裝的感測(cè)平臺(tái)100的其它元件安裝到皮膚表面或活體的其它元件或方面的其它手段。此外,在一些實(shí)施例中,身體可安裝的感測(cè)平臺(tái)100可以被設(shè)置成,其被構(gòu)造成靠近目標(biāo)流體(例如,組織間質(zhì)液、滑液、血液、眼淚、唾液、黏液)安裝而不安裝到皮膚表面或其它組織表面。例如,這里所述的身體可安裝的感測(cè)平臺(tái)100可以被構(gòu)造成被放置在活體的牙齒與面頰之間,在活體的眼睛上,或者在活體的一些其它位置處,而不被安裝到特定的組織表面。

柔性襯底110能將厚度、形狀、成分和/或其它特性規(guī)定成使得柔性襯底110能被安裝到活體的皮膚表面,并且進(jìn)一步使得這樣的安裝最少地干涉活體的活動(dòng)(例如,活體的運(yùn)動(dòng))。這可以包括柔性襯底110是充分柔性的,使柔性襯底110安裝到皮膚表面造成最小的不舒適性。柔性襯底110可以由聚酰亞胺或一些其它柔性聚合物或者其它材料組成。柔性襯底可以具有小于約100微米的厚度。此外,柔性襯底110可以具有規(guī)定尺寸以最小地干涉活體的活動(dòng)。例如,柔性襯底110可以具有小于接近11毫米的尺寸(如圖1a和1b中所示,圓形部分的直徑)。直徑和厚度值僅被提供用于解釋目的。此外,柔性襯底110的形狀可以不同于圖1a和1b或其它地方圖示的形狀;例如,柔性襯底110可以具有伸長(zhǎng)的形狀、正方形或長(zhǎng)方形的形狀,或者根據(jù)應(yīng)用的一些其它形狀。例如,柔性襯底110可以具有伸長(zhǎng)的形狀以提供足夠的面積用于將電子件、電池、天線(xiàn)或其它部件置放在柔性襯底110上,同時(shí)最小地妨礙柔性襯底110被安裝到的皮膚表面的運(yùn)動(dòng)和/或變形(例如,通過(guò)被形成和/或安裝到皮膚表面使得柔性襯底110的伸長(zhǎng)的形狀的定向垂直于皮膚表面的應(yīng)變方向)。

柔性襯底110的一個(gè)或多個(gè)表面(例如,底表面150)可以被用做用于安裝電子件諸如芯片的平臺(tái)(例如,經(jīng)由倒裝芯片安裝(flip-chipmounting))和用于構(gòu)圖導(dǎo)電材料(例如,經(jīng)由沉積技術(shù))以形成電極、天線(xiàn)和/或連接件。柔性襯底110的成分可以被選擇以允許身體可安裝的感測(cè)平臺(tái)100的這樣的元件的形成和/或沉積。例如,柔性襯底110可以由聚酰亞胺或一些其它聚合物和/或金屬材料組成,使得金屬觸點(diǎn)、軌跡和互連能被直接構(gòu)圖在柔性襯底110的表面上(例如,通過(guò)噴濺涂覆法、cvd或一些其它沉積處理)和/或在形成在柔性襯底110的一個(gè)或多個(gè)表面上的涂層或?qū)由?。此外,這樣的圖案化的結(jié)構(gòu)和/或置放在柔性襯底110上的其它元件(例如,電子件130、電池140、天線(xiàn))能,與柔性襯底110組合,具有規(guī)定的厚度或其它性能以提供整體的具有柔性的身體可安裝的感測(cè)平臺(tái)100。例如,與置放在其上的電子件130和電池140組合的柔性襯底110可以具有小于約0.5毫米的厚度。

置放在柔性襯底110上的電子件130可以包括各種裝置。例如,電子件130可以包括天線(xiàn)(例如,芯片天線(xiàn))、微控制器、放大器、光發(fā)射器、光檢測(cè)器、溫度傳感器、發(fā)送器、收音機(jī)、收發(fā)器或者一些其它部件。這樣的部件能被安裝到柔性襯底110上和/或經(jīng)由在柔性襯底110上構(gòu)圖的連接線(xiàn)或軌跡電連接。此外,天線(xiàn)、電極、電容器、電阻器或其它部件可以由形成在柔性襯底110的表面上的這樣的軌跡或其它互連形成。電子件130能包括被構(gòu)造成操作傳感器125以檢測(cè)分析物的邏輯元件、天線(xiàn)(例如,形成在柔性襯底110上的環(huán)形、偶極或其它類(lèi)型的天線(xiàn),置放在柔性襯底110上的芯片天線(xiàn))以無(wú)線(xiàn)地指示關(guān)于檢測(cè)到的分析物的信息(例如,濃度等級(jí))和/或提供其它功能。環(huán)形、偶極或其它類(lèi)型的天線(xiàn)能是導(dǎo)電材料的一個(gè)或多個(gè)層,其被構(gòu)圖在柔性襯底110的表面(例如,150)上以形成一個(gè)或多個(gè)規(guī)定的導(dǎo)電形狀(例如,圓環(huán)、螺線(xiàn)、彎曲的或直的線(xiàn)、橢圓的或矩形的塊、碎片)。電互連(例如,軌跡)、天線(xiàn)和/或?qū)щ婋姌O(例如,用于電化學(xué)分析物傳感器等)能由通過(guò)用于精確地構(gòu)圖這樣的材料的工藝諸如沉積、光刻等在柔性襯底110上構(gòu)圖的導(dǎo)電材料形成。在柔性襯底110上構(gòu)圖的導(dǎo)電材料可以是例如金、鉑、鈀、鈦,碳、鋁、銅、銀、氯化銀、由貴金屬形成的導(dǎo)體、金屬、這些的組合等。

傳感器探頭120是身體可安裝的感測(cè)平臺(tái)100的伸長(zhǎng)的元件,其被構(gòu)造成穿過(guò)活體的皮膚使得當(dāng)傳感器探頭120穿過(guò)皮膚時(shí)位于傳感器探頭120的遠(yuǎn)側(cè)端處的傳感器125與包含目標(biāo)分析物(例如葡萄糖)的流體(例如,組織間質(zhì)液、血液)接觸。例如,傳感器探頭120可以長(zhǎng)于約2毫米。傳感器探頭120可以具有規(guī)定的長(zhǎng)度或其它特性,使得當(dāng)傳感器探頭120穿過(guò)皮膚和/或柔性襯底120被安裝到皮膚時(shí),置放在傳感器探頭120上的傳感器(例如,125)或其它元件能接觸皮膚內(nèi)的規(guī)定深度處的組織(例如,皮膚的真皮的組織、皮下組織)。例如,傳感器探頭120可以具有在約500微米和約6000微米之間的長(zhǎng)度。此外,傳感器探頭120可以具有一個(gè)或多個(gè)規(guī)定的尺寸以提供用于置放在傳感器探頭120上的電極或其它元件的足夠的面積,以最小地與皮膚干涉(例如,通過(guò)要求皮膚的最小切口或其它變更來(lái)提供傳感器探頭的穿過(guò)),或者根據(jù)一起其它應(yīng)用。例如,傳感器探頭120可以具有在約25微米和約400微米之間的寬度。

傳感器探頭120可以由各種材料和通過(guò)各種處理形成的元件組成。傳感器探頭120可以由柔性材料(例如,聚酰亞胺)或相對(duì)的非柔性材料組成;此外,傳感器探頭120的厚度、寬度形狀或其它特性可以被規(guī)定以提供一定程度柔性或非柔性。例如,柔性傳感器探頭120可以具有在約25微米和約400微米之間的寬度和/或小于約100微米的厚度。在一些示例中,傳感器探頭120可以由與柔性襯底110相同的材料形成;即,傳感器探頭120可以是柔性襯底110的從柔性襯底110的一部分延伸的伸長(zhǎng)部分,其被構(gòu)造成被安裝到皮膚表面和/或電子件130或其它部件被置放在其上??商孢x地,傳感器探頭120可以被附接到柔性襯底110。例如,傳感器探頭120可以包括光學(xué)纖維、柔性元件(例如,聚酰亞胺或其它聚合物或金屬物質(zhì)的伸長(zhǎng)件)、線(xiàn)、成形硅的伸長(zhǎng)件或者被粘接、焊接、結(jié)合或以其它方式附接到柔性襯底110的其它元件。可替選地,這樣的傳感器探頭可以被用于其它應(yīng)用和/或與除這里所述的柔性襯底(例如,110)以外的部件或裝置結(jié)合使用。

傳感器探頭120可以被構(gòu)造成刺破皮膚以允許傳感器探頭120穿過(guò)皮膚并且將傳感器125置放成與皮膚內(nèi)的組織間質(zhì)液或其它流體接觸。例如,傳感器探頭120可以是尖銳的,可以包括一個(gè)或多個(gè)剛性材料以便于施加力到傳感器探頭120來(lái)刺破皮膚(例如,無(wú)銹鋼管、桿、片和/或針),或者可以其它方式被構(gòu)造成刺破皮膚。在一些示例中,傳感器探頭120可以包括具有剛度和一些其它特性的材料,其允許傳感器探頭120被用于在第一時(shí)間段期間刺破皮膚并且隨后變得較不剛性或根據(jù)應(yīng)用改變一些其它特性。在一些示例中,傳感器探頭120可以包括被構(gòu)造成初始地具有高的剛度的材料,以允許刺破皮膚,并且當(dāng)傳感器探頭穿過(guò)皮膚一段時(shí)間時(shí)軟化。例如,傳感器探頭120可以包括被構(gòu)造成一旦傳感器探頭120已經(jīng)穿過(guò)皮膚則通過(guò)吸收水(例如,從組織間質(zhì)液)而軟化的甲基丙烯酸聚-2-羥乙酯(poly-hema)或一些其他水凝膠的塊。在另一示例中,傳感器探頭120可以包括堅(jiān)硬材料,其被構(gòu)造成溶解到皮膚中和/或被皮膚吸收(例如,聚乳酸(pla))。另外地或可替選地,傳感器探頭120可以通過(guò)被構(gòu)造成刺破皮膚的另一裝置插入到皮膚中,或者插入到由另一裝置形成的進(jìn)入到皮膚中的切口中。例如,傳感器探頭120可以被構(gòu)造成被安裝在裝置(例如被構(gòu)造成將傳感器探頭120插入皮膚中和/或?qū)⑷嵝砸r底110安裝到皮膚表面)的半針體的通道內(nèi)使得半針體能刺破皮膚并且隨后被縮回,將傳感器探頭120留在穿透皮膚的位置。

注意的是,身體可安裝的傳感器平臺(tái)100具有單個(gè)傳感器探頭120,在其遠(yuǎn)端側(cè)上在置放單個(gè)傳感器125的描繪旨在是非限制性的、說(shuō)明性的示例。身體可安裝的感測(cè)平臺(tái)的特殊傳感器探頭可以包括置放在特定傳感器探頭上的不同位置處的另外的傳感器。例如,特定的傳感器探頭可以包括沿著特定的傳感器探頭的長(zhǎng)度置放的多個(gè)傳感器,以允許在皮膚內(nèi)的各個(gè)深度處檢測(cè)皮膚的一些特性(例如,皮膚內(nèi)的分析物的濃度)。身體可安裝的傳感器平臺(tái)可以包括不止一個(gè)傳感器探頭,并且這樣的不止一個(gè)傳感器探頭可以具有相應(yīng)的寬度、長(zhǎng)度、厚度、傳感器、傳感器位置和其它特性。此外,身體可安裝的感測(cè)平臺(tái)可以包括不被置放在遠(yuǎn)端處或傳感器探頭上的其它位置處的傳感器。例如,一個(gè)或多個(gè)傳感器可以被置放在柔性襯底(例如,110)上或這樣的身體可安裝的感測(cè)平臺(tái)的其它元件上。

盡管在圖1a或1b中未示出,這里所述的身體可安裝的感測(cè)平臺(tái)(例如,100)可以包括一個(gè)或多個(gè)用戶(hù)接口元件,其被構(gòu)造成接收用戶(hù)輸入(例如,從傳感器探頭120正穿過(guò)其皮膚和柔性襯底110被安裝到其皮膚表面的用戶(hù))和/或指示信息。身體可安裝的感測(cè)平臺(tái)可以包括燈(例如,分立的led)、顯示器(例如,柔性oled顯示器)、振動(dòng)馬達(dá)、電觸發(fā)刺激器或用于向用戶(hù)指示信息的其他器件。這樣指示的信息可以包括關(guān)于檢測(cè)到的分析物的信息(例如,分析物的檢測(cè)濃度)、關(guān)于身體可安裝的感測(cè)平臺(tái)的狀態(tài)的信息(例如,電池荷電狀態(tài)、自由存儲(chǔ)空間狀態(tài))、警報(bào)(例如,分析物的濃度在規(guī)定范圍內(nèi)/外的警報(bào)、已經(jīng)檢測(cè)到特定健康狀態(tài)的警報(bào)、用戶(hù)應(yīng)執(zhí)行某一醫(yī)學(xué)任務(wù)和/或?qū)ふ裔t(yī)學(xué)注意的警報(bào)),或者一些其它信息。身體可安裝的感測(cè)平臺(tái)可以包括按鍵、被構(gòu)造成檢測(cè)觸摸和/或姿勢(shì)的電容觸摸感測(cè)元件、被構(gòu)造成檢測(cè)觸摸的溫度傳感器,或用于檢測(cè)來(lái)自用戶(hù)的輸入的其它器件。這樣的輸出可以包括用以執(zhí)行一些任務(wù)(例如,操作傳感器125以檢測(cè)分析物)指令,用以改變操作狀態(tài)(例如,開(kāi)始和/或停止分析物的常規(guī)檢測(cè),改變檢測(cè)分析物的頻率)指令,用以指示用戶(hù)的個(gè)人和/或健康狀態(tài)(例如,指示用戶(hù)正經(jīng)歷惡心、頭暈等)指令,用以指示已經(jīng)出現(xiàn)的事件(例如,用戶(hù)已經(jīng)吃藥或被給藥)指令或者一些其它輸入/指令到身體可安裝的感測(cè)平臺(tái)。

這里描述了被構(gòu)造成穿過(guò)皮膚的各種傳感器探頭和包括這樣的傳感器探頭的裝置(例如,身體可安裝的感測(cè)平臺(tái))。這樣的傳感器探頭可以被構(gòu)造和/或操作成通過(guò)預(yù)先存在的通過(guò)皮膚表面的傷口、刺痕、切口或他入口穿過(guò)皮膚進(jìn)入包含關(guān)注的含分析物的流體(例如,組織間質(zhì)液)組織(例如,真皮組織,皮下組織)中。這樣的預(yù)先存在的入口可以通過(guò)被構(gòu)造成刺破皮膚的柳葉刀、針頭或其他器械被形成,用于插入傳感器探頭的目的。另外地或可替選地,身體可安裝的感測(cè)平臺(tái)的傳感器探頭和/或其它元件可以被構(gòu)造成刺破皮膚,例如通過(guò)包括剛性元件,通過(guò)包括尖銳端,或通過(guò)被以其它方式被構(gòu)造成允許刺破皮膚。在一些示例中,傳感器探頭(和身體可安裝的感測(cè)平臺(tái),在其中傳感器探頭是這樣的感測(cè)平臺(tái)的元件的實(shí)施例中)可以被可移除地安裝到插入裝置中,所述插入裝置被構(gòu)造成與傳感器探頭組合刺破皮膚并且縮回將傳感器探頭留在原位(即,穿過(guò)皮膚)。

圖2a圖示被可移除地安裝到示例插入裝置270的示例身體可安裝的感測(cè)平臺(tái)200。身體可安裝的感測(cè)平臺(tái)200包括柔性襯底210、被附接到柔性襯底210的傳感器探頭220和被構(gòu)造成將柔性襯底210粘接到活體的皮膚表面的粘接劑層260。傳感器探頭220被構(gòu)造成穿過(guò)活體的皮膚并且包括傳感器(未示出),該傳感器被構(gòu)造成當(dāng)傳感器探頭220穿過(guò)皮膚時(shí)檢測(cè)皮膚內(nèi)的流體中(例如,組織間質(zhì)液中)的分析物(例如,測(cè)量葡萄糖的濃度)。傳感器探頭220被聯(lián)接到插入裝置270的針體280。針體280是半針體;即,針體280包括沿著針體280的長(zhǎng)度的通道,傳感器探頭220被置放在該通道中。針體280被構(gòu)造成刺破皮膚使得針體280和聯(lián)接的傳感器探頭220穿過(guò)皮膚。即,針體是充分剛性的和/或具有充分尖銳的端部使得力能被施加到插入裝置270使得針體280刺破皮膚。插入裝置270然后能被從皮膚移動(dòng)離開(kāi),縮回針體280同時(shí)傳感器探頭220保持插入(即,穿過(guò))皮膚并且柔性襯底210保持安裝到皮膚表面。

圖2b-2d示出,在橫截面中,使用插入裝置270來(lái)刺破活體的皮膚290的處理。皮膚290包括表皮層291和真皮層293。圖2b示出身體可安裝的感測(cè)平臺(tái)200,其被可移除地安裝到插入裝置270,使得感測(cè)平臺(tái)200的傳感器探頭220被聯(lián)接到插入裝置的針體280(即,在該示例中,傳感器探頭220被置放在針體280的通道內(nèi))。如圖2b中所示,插入裝置270和可移除地安裝到其上的感測(cè)平臺(tái)200被置放成靠近皮膚290,但還未刺破和/或穿過(guò)皮膚290。

圖2c示出在針體280(和聯(lián)接到其的傳感器探頭220)已經(jīng)被插入皮膚290中(即,針體280已經(jīng)刺破皮膚)后的插入裝置270和感測(cè)平臺(tái)200。此外,柔性襯底210已經(jīng)經(jīng)由粘接劑層260的粘接作用安裝到皮膚290表面。傳感器探頭220穿過(guò)皮膚290使得傳感器探頭220的遠(yuǎn)側(cè)端位于皮膚290的真皮層293中(例如,使得置放在傳感器探頭220的端部上的傳感器可以檢測(cè)真皮層293中存在的組織間質(zhì)液或其它流體中的分析物)。圖2d示出插入裝置270的針體280已經(jīng)被縮回之后的感測(cè)平臺(tái)200。傳感器探頭220繼續(xù)穿過(guò)皮膚290使得傳感器探頭220的遠(yuǎn)側(cè)端位于皮膚290的真皮層293中。

注意的是,圖示的插入裝置270和感測(cè)平臺(tái)200及其刺破和/或穿過(guò)皮膚290的使用,旨在是這樣的裝置和方法的非限制性說(shuō)明示例。插入裝置270和/或感測(cè)平臺(tái)200可以具有不同的形狀,包括不同的部件和/或元件,被不同地和/或以不同的其它方式構(gòu)造,如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的。例如,插入裝置可以由盤(pán)構(gòu)成,半針體或其它穿過(guò)器件被附接到該盤(pán)并且身體可安裝的感測(cè)平臺(tái)可以可移除地安裝到該盤(pán)。在一些示例中,插入裝置270可以被構(gòu)造成提供一些另外的功能,例如,可以被構(gòu)造成接收來(lái)自感測(cè)平臺(tái)的通信(例如,與檢測(cè)分析物相關(guān)的接收信息),對(duì)感測(cè)平臺(tái)再充電,激活感測(cè)平臺(tái),或提供一些其它功能。在一些示例中,插入裝置可以包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(例如,彈簧加載機(jī)構(gòu)、包括一個(gè)或多個(gè)螺線(xiàn)管的伺服機(jī)構(gòu)、馬達(dá)或其它電動(dòng)致動(dòng)器),其被構(gòu)造成驅(qū)動(dòng)針體(及聯(lián)接到針體的傳感器探頭)到皮膚中(例如,到皮膚內(nèi)的規(guī)定深度,以充分高的速度以使用戶(hù)的不舒適性最小化)。在一些示例中,針體280可以為了安全而縮回到插入裝置270中。

注意的是,將身體可安裝的感測(cè)平臺(tái)安裝到活體表面以及通過(guò)感測(cè)平臺(tái)的傳感器探頭穿過(guò)這樣的皮膚旨在作為這里描述的裝置和方法的非限制性說(shuō)明示例。這樣的裝置和系統(tǒng)可以通過(guò)利用傳感器穿過(guò)這樣的其它組織和/或?qū)⑷嵝砸r底安裝到這樣的組織的表面上來(lái)檢測(cè)其它組織中的其它流體中的分析物。例如,傳感器探頭、柔性襯底和/或這里所述的感測(cè)平臺(tái)可以被用于檢測(cè)粘膜上皮內(nèi)(例如,嘴巴、鼻子的粘膜或活體的其它黏膜內(nèi))的分析物。另外地或可替選地,傳感器探頭、柔性襯底和/或這里所述的感測(cè)平臺(tái)可以被用于在不穿過(guò)組織的情況下檢測(cè)各種流體(例如,檢測(cè)活體的容積中存在的組織中的分析物,例如,通過(guò)將感測(cè)平臺(tái)如這里所述置放在活體的腹膜腔內(nèi)來(lái)檢測(cè)腹膜流體中的分析物)。此外,如這里所述的系統(tǒng)和裝置可以被用于檢測(cè)動(dòng)物或植物體的流體中的分析物,和/或用于檢測(cè)自然環(huán)境(例如,溪流、湖)和/或人工環(huán)境(例如,醫(yī)藥過(guò)程的流體、水處理過(guò)程的流體、食品加工過(guò)程的流體)中的分析物。

如這里所述的置放在傳感器探頭的遠(yuǎn)側(cè)端處或身體可安裝的感測(cè)平臺(tái)的一些其它位置處的傳感器可以包括以各種方式構(gòu)造的各種部件和/或物質(zhì)。在一些示例中,這樣的傳感器可以包括與分析物選擇性相互作用的一種或多種物質(zhì)。例如,這樣的物質(zhì)可以包括蛋白質(zhì)、酶、適體、dna、rna、納米結(jié)構(gòu)、抗體、試劑、納米結(jié)構(gòu)表面或其他物質(zhì),其被構(gòu)造成選擇性地結(jié)合到關(guān)注的分析物、催化關(guān)注的分析物的反應(yīng)或者以其它方式選擇性地與關(guān)注的分析物相互作用。這樣的分析物敏感性物質(zhì)可以被置放在感測(cè)平臺(tái)的表面上(例如,在電極的金屬表面上,在光纖的表面上,在傳感器探頭和/或柔性襯底的一些其它表面上)和/或在分析物可穿透的并且置放在這樣的表面上的聚合物、凝膠或其它層內(nèi)。

在一些示例中,分析物選擇性物質(zhì)可以通過(guò)將表面上的物質(zhì)交聯(lián)(例如使用戊二醛使分析物選擇性物質(zhì)交聯(lián))被置放在感測(cè)平臺(tái)的表面上(例如在電極表面上)。在一些示例中,分析物選擇性物質(zhì)能被置放在形成在感測(cè)平臺(tái)的表面上的聚合物層內(nèi)。這樣的聚合物層對(duì)分析物而言是可滲透的并且包含反應(yīng)物,所述反應(yīng)物能選擇性地與分析物反應(yīng)以形成能被電極和/或其它元件(例如,與反應(yīng)產(chǎn)品選擇性相互作用的熒光團(tuán)或其它物質(zhì))直接感測(cè)的反應(yīng)產(chǎn)品。在一些示例中,包含分析物選擇性物質(zhì)的聚合物層是包括甲基丙烯酸2-羥乙酯單元的水凝膠。這樣的水凝膠可以包含另外的聚合物單元或其它化學(xué)物以調(diào)節(jié)分析物對(duì)水凝膠的滲透性,以將分析物選擇性物質(zhì)約束在水凝膠內(nèi),增加水凝膠的交聯(lián)度,或者規(guī)定水凝膠的一個(gè)或多個(gè)其它特性。例如,這樣的水凝膠可以另外地包括二(乙二醇)二甲基丙烯酸酯單元。

在一些示例中,感測(cè)平臺(tái)的傳感器能包括被構(gòu)造成電化學(xué)地檢測(cè)或測(cè)量分析物的兩個(gè)或更多個(gè)電極。所述兩個(gè)或更多個(gè)電極能包括對(duì)分析物選擇性敏感的工作電極和基準(zhǔn)電極。在一些示例中,將傳感器暴露到目標(biāo)流體(例如,組織間質(zhì)液)引起電位電壓在工作電極和基準(zhǔn)電極之間形成,這能指示靠近工作電極的分析物的濃度。另外地或可替選地,規(guī)定電壓能被施加在基準(zhǔn)電極和工作電極之間,并且響應(yīng)地流過(guò)工作電極的電流的量可以與工作電極附近的分析物的濃度和/或分析物擴(kuò)散到工作電極的速率(例如,通過(guò)包含分析物選擇性物質(zhì)的水凝膠層和/或通過(guò)置放成保護(hù)傳感器的工作電極和/或其它部件的水凝膠層)有關(guān)。

在一些示例中,感測(cè)平臺(tái)的傳感器能包括分析物選擇性物質(zhì),其具有與分析物的存在、濃度或一些其它特性有關(guān)的光學(xué)特性。例如,物質(zhì)可以包括熒光團(tuán),其具有與分析物相關(guān)的熒光強(qiáng)度、熒光壽命、發(fā)射波長(zhǎng)、激發(fā)波長(zhǎng)或其它特性。另外地或可替選地,置放在傳感器探頭的端部處的物質(zhì)的顏色、飽和度、吸收光譜或一些其它光學(xué)特性可以與分析物的存在、濃度或一些其它特性相關(guān)。傳感器平臺(tái)能包括光發(fā)射器和/或光檢測(cè)器,其被構(gòu)造成分別照亮分析物敏感性物質(zhì)和接收從分析物敏感物質(zhì)發(fā)出的光線(xiàn),以便確定與分析物相關(guān)的物質(zhì)的光學(xué)特性。在一些示例中,感測(cè)平臺(tái)的傳感器探頭可以包括光纖,并且分析物選擇性物質(zhì)可以被置放在這樣的光纖的遠(yuǎn)側(cè)端上。在這樣的示例中,光發(fā)射器和/或光檢測(cè)器能被置放在光纖的近側(cè)端處,使得光發(fā)射器和光檢測(cè)器經(jīng)由光纖照亮分析物敏感物質(zhì)和接收來(lái)自分析物敏感物質(zhì)的光。在這樣的示例中,光發(fā)射器和/或光檢測(cè)器可以被置放在傳感器平臺(tái)的柔性襯底上(例如,作為置放在柔性襯底上的電極的一部分)。

在一些示例中,分析物可滲透的聚合物凝膠或其它層可以被置放到傳感器的一個(gè)或多個(gè)部件上(例如,在工作電極上,在包含和/或由分析物組成的層上)和/或到感測(cè)平臺(tái)的其它元件上,以保護(hù)感測(cè)平臺(tái)的元件,或者根據(jù)一些其它應(yīng)用。在一些示例中,這樣的分析物可滲透層的(和/或包含分析物選擇性物質(zhì)的類(lèi)似層的)可滲透性、厚度或其它特性可以被規(guī)定以控制分析物從組織間質(zhì)液擴(kuò)散到傳感器(例如,到傳感器的金屬電極表面)或到感測(cè)平臺(tái)的一些其它元件(例如,到置放成靠近感測(cè)平臺(tái)的電極、光纖或一些其它元件的分析物選擇性物質(zhì))的速率。在一些示例中,保護(hù)性的或其它聚合物層可以是水凝膠,例如,包括甲基丙烯酸2-羥基乙酯單元和/或二(乙二醇)二甲基丙烯酸酯單元的水凝膠。

iii.柔性生物傳感器平臺(tái)的示例電子件

圖3是包括與外部閱讀器380無(wú)線(xiàn)通信的身體可安裝的傳感器平臺(tái)300的系統(tǒng)的框圖。身體可安裝的傳感器平臺(tái)300包括柔性襯底330,其由形成為待安裝到活體的皮膚表面的柔性聚合或金屬材料制成。柔性襯底330提供用于電源340、電子件350和通信天線(xiàn)370的安裝表面。電源340供應(yīng)工作電壓到電子件350和/或感測(cè)平臺(tái)300的其它元件。天線(xiàn)370被電子件350操作以將信息傳達(dá)到身體可安裝的感測(cè)平臺(tái)和/或從身體可安裝的感測(cè)平臺(tái)傳達(dá)信息。天線(xiàn)370、電子件350和電源340能都位于柔性襯底330上。

柔性襯底330能將厚度、形狀、成分和/或其它特性規(guī)定成使得柔性襯底330能被安裝到活體的皮膚表面,并且進(jìn)一步使得這樣的安裝最少地干涉活體的活動(dòng)(例如,活體的運(yùn)動(dòng))。這可以包括柔性襯底330是充分柔性的,使柔性襯底330安裝到皮膚表面造成最小的不舒適性。柔性襯底330可以由聚酰亞胺或一些其它柔性聚合物或者其它材料組成。柔性襯底330的一個(gè)或多個(gè)表面可以被用作用于安裝天線(xiàn)370、電子件350和電源340的部件或元件的平臺(tái),所述部件或元件諸如形成電極、天線(xiàn)和/或連接件的芯片(例如,經(jīng)由倒裝芯片安裝)和導(dǎo)電材料(例如,經(jīng)由沉積技術(shù))。柔性襯底330的組分可以被規(guī)定使得金屬觸點(diǎn)、軌跡和互連能被直接構(gòu)圖在柔性襯底330的表面上(例如,通過(guò)噴濺涂覆法、cvd或一些其它沉積處理)和/或在形成在柔性襯底330的一個(gè)或多個(gè)表面上的涂層或?qū)由稀?/p>

置放在柔性襯底330上的電子件350可以包括各種裝置。例如,電子件350可以包括天線(xiàn)(例如,芯片天線(xiàn))、微控制器、放大器、光發(fā)射器、光檢測(cè)器、溫度傳感器、發(fā)射器、收音機(jī)、收發(fā)器或者一些其它部件。這樣的部件能被安裝到和/或經(jīng)由圖案化在柔性襯底330上的互連或軌跡電連接。此外,天線(xiàn)、電極、電容器、電阻器或其它部件可以由形成在柔性襯底330的表面上的這樣的軌跡或其它互連形成。電子件350能包括被構(gòu)造成操作傳感器362以檢測(cè)分析物的邏輯元件、天線(xiàn)(例如,形成在柔性襯底330上的環(huán)形、偶極或其它類(lèi)型的天線(xiàn),或置放在柔性襯底330上的芯片天線(xiàn))以無(wú)線(xiàn)地指示關(guān)于檢測(cè)到的分析物的信息(例如,濃度等級(jí))和/或提供其它功能。電互連(例如,軌跡)、天線(xiàn)和/或?qū)щ婋姌O(例如,用于電化學(xué)分析物傳感器等)能由通過(guò)用于精確地構(gòu)圖這樣的材料的工藝諸如沉積、光刻等構(gòu)圖在柔性襯底330上的導(dǎo)電材料形成。在柔性襯底330上構(gòu)圖的導(dǎo)電材料可以是例如金、鉑、鈀、鈦,碳、鋁、銅、銀、氯化銀、由貴金屬形成的導(dǎo)體、金屬、這些的組合等。

身體可安裝的感測(cè)平臺(tái)300進(jìn)一步包括傳感器探頭360,其附接到柔性襯底330。傳感器探頭360是身體可安裝的感測(cè)平臺(tái)300的伸長(zhǎng)的元件,其被構(gòu)造成穿過(guò)活體的皮膚使得當(dāng)傳感器探頭360穿過(guò)皮膚時(shí)位于傳感器探頭360的遠(yuǎn)側(cè)端處的傳感器362與包含關(guān)注分析物(例如葡萄糖)的流體(例如,組織間質(zhì)液或血液)接觸。傳感器探頭360可以由柔性材料(例如,聚酰亞胺)或相對(duì)的非柔性材料組成;此外,傳感器探頭360的厚度、寬度、形狀或其它特性可以被規(guī)定以提供一定程度柔性或非柔性。在一些示例中,傳感器探頭360可以由與柔性襯底330相同的材料形成;即,傳感器探頭360可以是柔性襯底330的從柔性襯底330的一部分延伸的伸長(zhǎng)部分,其被構(gòu)造成被安裝到皮膚表面和/或電子件350或其它部件被置放在其上??商孢x地,傳感器探頭360可以被附接到柔性襯底330。例如,傳感器探頭360可以包括光纖、電線(xiàn)、成形硅的伸長(zhǎng)件、構(gòu)圖的導(dǎo)電軌跡或粘接、焊接、結(jié)合或以其它方式附接到柔性襯底330的其它元件。可替選地,這樣的傳感器探頭可以被用于其它應(yīng)用和/或與除這里所述的柔性襯底(例如,330)以外的部件或裝置結(jié)合使用。

襯底330包括適用于安裝電子件350(包括傳感器接口352、存儲(chǔ)器354和通信電路356)、電源340和天線(xiàn)370是一個(gè)或多個(gè)表面。柔性襯底330能被采用作為用于芯片基電路的安裝平臺(tái)(例如,通過(guò)倒裝芯片安裝)和/或作為用于構(gòu)圖導(dǎo)電材料(例如,金、鉑、鈀、鈦、銅、鋁、銀、金屬、其他導(dǎo)電材料、這些的組合等)以形成電極、連接線(xiàn)、天線(xiàn)等的平臺(tái)。例如天線(xiàn)370能通過(guò)將金或另一導(dǎo)電材料的圖案沉積在柔性襯底330上而形成。類(lèi)似地,電子件350和電源340之間的、傳感器接口352和傳感器362之間的以及通信電路356和天線(xiàn)370之間的互連341、351、357分別能通過(guò)沉積合適的導(dǎo)電材料的圖案在襯底330上而形成。包括但不限于光致抗蝕劑、掩模、沉積技術(shù)和/或電鍍技術(shù)的精密制造技術(shù)的組合能被采用來(lái)將材料在襯底330上構(gòu)圖。襯底330能是這樣的材料,諸如聚酰亞胺、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(“pet”)、聚對(duì)二甲苯或其它足以結(jié)構(gòu)地支撐電路和/或電子件的材料。

電源340被構(gòu)造成提供能量以給電子件350提供電力。例如,電源340可以包括電池。這樣的電池可以是柔性的,例如,電池可以是柔性鋰離子電池或一些其它類(lèi)型的柔性電池。電池可以是柔性的以允許電池所安裝到的柔性襯底330響應(yīng)于柔性襯底330所安裝到的皮膚表面的變形和/或運(yùn)動(dòng)而撓曲。這樣的柔性可以被提供以增加感測(cè)平臺(tái)300所安裝到的活體的舒適感和/或最小地干涉這樣的活體的運(yùn)動(dòng)和/或活動(dòng)。電池(或被提供作為電源340的一部分的電池的組合)可以具有容量,該容量足以給裝置提供電力持續(xù)傳感器362、天線(xiàn)370和存儲(chǔ)器354的周期性運(yùn)行的延長(zhǎng)的時(shí)間段,例如,18小時(shí),用以檢測(cè)分析物,在存儲(chǔ)器354中記錄與分析物相關(guān)的信息,以及將這樣的檢測(cè)到的信息無(wú)線(xiàn)地傳達(dá)到外部閱讀器380。例如,電池可以是柔性電池,其具有多于約60微安-小時(shí)的容量和小于約0.5毫米的厚度。

在一些示例中,電源340可以包括可再充電電池并且可以進(jìn)一步包括用于對(duì)這樣的電池進(jìn)行再充電的一些器件。例如,電源40可以包括觸點(diǎn),其被置放在柔性襯底330的表面上并且被構(gòu)造成從充電裝置(例如,外部閱讀器380)的互補(bǔ)性觸點(diǎn)接收電力。在另一示例中,感測(cè)平臺(tái)300可以包括環(huán)形天線(xiàn)(例如,包括在柔性襯底330上構(gòu)圖的導(dǎo)電軌跡的環(huán)形天線(xiàn)),并且電源340可以被構(gòu)造成使用環(huán)形天線(xiàn)來(lái)接收來(lái)自外部裝置(例如,外部閱讀器380)的rf能量;在一些示例中,這樣的rf能量接收天線(xiàn)可以是與用于同外部裝置通信的天線(xiàn)370相同的天線(xiàn)。

傳感器接口模塊352和傳感器接口模塊352與傳感器362之間的連接件351可以根據(jù)用于檢測(cè)傳感器362所暴露到的流體(例如,組織間質(zhì)液)中的分析物的方法采取各種形式。傳感器362能包括分析物選擇性物質(zhì),其選擇性地與流體中的分析物相互作用。分析物選擇性物質(zhì)能包括蛋白質(zhì)、酶、試劑、離子載體、抗體、熒光團(tuán)、納米結(jié)構(gòu)表面和/或結(jié)構(gòu),或其它物質(zhì),其選擇性地結(jié)合到分析物、與分析物反應(yīng)、響應(yīng)于分析物的存在而改變一個(gè)或多個(gè)特性或以其他方式選擇性地與分析物相互作用。傳感器362和傳感器接口352然后能檢測(cè)分析物與分析物選擇性物質(zhì)之間的選擇性相互作用,以檢測(cè)分析物的存在、濃度或其它特性。

這樣的檢測(cè)能包括直接檢測(cè)分析物與分析物選擇性物質(zhì)之間的相互作用(例如,通過(guò)檢測(cè)分析物選擇性物質(zhì)響應(yīng)于與分析物的相互作用的光學(xué)特性中的改變,通過(guò)檢測(cè)由于通過(guò)分析物檢測(cè)物質(zhì)而帶電分析物的累積導(dǎo)致的在傳感器362處的電勢(shì)的改變)或者間接檢測(cè)分析物與分析物選擇性物質(zhì)之間的相互作用(例如,通過(guò)檢測(cè)分析物的選擇性反應(yīng)的反應(yīng)產(chǎn)物,例如,通過(guò)檢測(cè)由分析物選擇性物質(zhì)導(dǎo)致的分析物的氧化而產(chǎn)生的過(guò)氧化氫)。分析物的直接或間接檢測(cè)可以包括電化學(xué)檢測(cè)(例如,傳感器可以包括兩個(gè)或更多個(gè)被構(gòu)造成電化學(xué)地檢測(cè)分析物的電極)、光學(xué)檢測(cè)(例如,傳感器362和/或傳感器接口352可以包括光發(fā)射器和/或光檢測(cè)器,其被構(gòu)造成檢測(cè)分析物和/或分析物選擇性物質(zhì)的與分析物的存在、濃度或一些其它特性相關(guān)的光學(xué)特性)或者一些其它檢測(cè)手段。

在一些示例中,傳感器362包括至少基準(zhǔn)電極和工作電極。工作電極選擇性地對(duì)目標(biāo)分析物敏感,例如,通過(guò)具有位于工作電極附近的分析物選擇性物質(zhì)(例如,通過(guò)被置放在工作電極的表面上,通過(guò)被置放在置放于工作電極上的分析物可滲透的聚合物層中)。傳感器接口352被構(gòu)造成操作傳感器362以電化學(xué)地檢測(cè)分析物。

在一些示例中,電化學(xué)分析物傳感器362能是電位式傳感器。在這樣的示例中,電壓能形成在工作電極和基準(zhǔn)電極之間,與工作電極所暴露到的流體中的分析物的濃度相關(guān)。因而,傳感器接口352能測(cè)量工作電極和基準(zhǔn)電極之間的電位電壓的大小以提供分析物濃度的指示。在這樣的實(shí)施例中,傳感器接口352能包括高阻抗伏特計(jì),其被構(gòu)造成測(cè)量工作電極和基準(zhǔn)電極之間的電壓差同時(shí)基本上防止電流流過(guò)工作電極和基座電極。

另外地或可替選地,電化學(xué)分析物傳感器362能是安培式傳感器。在這樣的示例中,傳感器接口352施加規(guī)定電壓在基準(zhǔn)電極和工作電極之間。施加的電壓然后能驅(qū)動(dòng)電化學(xué)電流通過(guò)工作電極,這與工作電極附近的分析物的濃度相關(guān)。這樣的電化學(xué)電流能與工作電極的表面處的分析物的氧化還原反應(yīng)或其它反應(yīng)相關(guān)和/或可以與工作電極的表面處的分析物的反應(yīng)產(chǎn)物(例如,分析物由于與分析物選擇性物質(zhì)的選擇性相互作用的反應(yīng)而產(chǎn)生的反應(yīng)產(chǎn)物)的氧化還原反應(yīng)或其它反應(yīng)相關(guān)。因而,傳感器接口352能測(cè)經(jīng)過(guò)工作電極的安培電流的大小以提供分析物濃度的指示。在這樣實(shí)施例中,傳感器接口352可以包括規(guī)定電壓源(以在基準(zhǔn)電極和工作電極之間提供規(guī)定電壓)和電流計(jì),電流計(jì)被構(gòu)造成測(cè)量由于施加的規(guī)定電壓引起的經(jīng)過(guò)工作電極的電流。在一些示例中,傳感器362可以另外地包括反電極,返回電流(即,大小與經(jīng)過(guò)工作電極的電流大體相等但是相反的電流)能經(jīng)過(guò)該反電極,使得大體上沒(méi)有電流經(jīng)過(guò)基準(zhǔn)電極。這樣的實(shí)施例可以允許基準(zhǔn)電極相對(duì)于傳感器362所暴露到的流體提供更穩(wěn)定的電壓。

在一些示例中,傳感器362能包括分析物選擇性物質(zhì),其具有與分析物的存在、濃度或一些其它特性有關(guān)的光學(xué)特性。例如,物質(zhì)可以包括熒光團(tuán),其具有與分析物相關(guān)的熒光強(qiáng)度、熒光壽命、發(fā)射波長(zhǎng)、激發(fā)波長(zhǎng)或其它特性。在一些示例中,這樣的分析物選擇性物質(zhì)可以包括蛋白質(zhì)或者其它元件,所述其它元件被構(gòu)造成選擇性地結(jié)合到分析物并且響應(yīng)于這樣的結(jié)合而經(jīng)歷變形改變。熒光團(tuán)和淬滅劑可以被附著到蛋白質(zhì),使得熒光團(tuán)和淬滅劑之間的距離與蛋白質(zhì)是否被結(jié)合到分析物有關(guān);結(jié)果,熒光團(tuán)的熒光度可以與蛋白質(zhì)是否結(jié)合到分析物有關(guān)。另外地或可替選地,置放在傳感器探頭的端部處的物質(zhì)的顏色、飽和度、吸收光譜或一些其它光學(xué)特性可以與分析物的存在、濃度或一些其它特性相關(guān)。

在這樣的示例中,傳感器接口352和/傳感器362可以包括光發(fā)射器和/或光檢測(cè)器,其被構(gòu)造成分別照亮和/或接收從分析物敏感性物質(zhì)發(fā)出的光,以便確定與分析物有關(guān)的物質(zhì)的光學(xué)特性。在一些示例中,光發(fā)射器和/或光檢測(cè)器可以被置放作為傳感器362的一部分(即,置放在傳感器探頭360上)并且經(jīng)由導(dǎo)電互連(例如,傳感器互連351可以包括被構(gòu)圖或以其它方式置放在傳感器探頭360上的軌跡)連接到傳感器接口352。另外地或可替選地,傳感器探頭360可以包括光纖,并且分析物選擇性物質(zhì)可以被置放在這樣的光纖的遠(yuǎn)側(cè)端上。在這樣的實(shí)施例中,光發(fā)射器和/或光檢測(cè)器可以被置放在光纖的近側(cè)端處(例如,在柔性襯底330上作為傳感器接口352的一部分),使得光發(fā)射器和光檢測(cè)器經(jīng)由光纖照亮分析物敏感性物質(zhì)和/或接收來(lái)自分析物敏感性物質(zhì)的光。

存儲(chǔ)器354可以包括各種易失性和非易失性電子存儲(chǔ)元件,其被構(gòu)造成提供用于感測(cè)平臺(tái)300記錄和/或記下檢測(cè)到的關(guān)于分析物的信息(例如,使用傳感器362在多個(gè)時(shí)間點(diǎn)處測(cè)量的濃度)和/或通過(guò)感測(cè)平臺(tái)300或輸入到感測(cè)平臺(tái)300(例如,經(jīng)由感測(cè)平臺(tái)300的用戶(hù)接口部件)的其它信息的手段。例如,存儲(chǔ)器354可以包括一個(gè)或多個(gè)eeprom存儲(chǔ)器、閃存存儲(chǔ)器、nvram存儲(chǔ)器、dram存儲(chǔ)器、sram存儲(chǔ)器、觸發(fā)器或其它信息存儲(chǔ)元件。存儲(chǔ)器354可以具有足夠記錄一些規(guī)定時(shí)間段的關(guān)于在一些規(guī)定的檢測(cè)速率的分析物的檢測(cè)信息的信息存儲(chǔ)容量;例如當(dāng)以接近每分鐘一次的速率檢測(cè)時(shí)存儲(chǔ)器354可以具有足夠記錄多于18小時(shí)的關(guān)于分析物的檢測(cè)信息(例如,濃度)。

盡管未示出在圖3中,身體可安裝的感測(cè)平臺(tái)300可以包括一個(gè)或多個(gè)用戶(hù)接口元件,其被構(gòu)造成接收用戶(hù)輸入(例如,從傳感器探頭360正穿過(guò)其皮膚和柔性襯底330被安裝到其皮膚表面的用戶(hù))和/或指示信息。身體可安裝的感測(cè)平臺(tái)300可以包括燈(例如,分立的led)、顯示器(例如,柔性oled顯示器)、振動(dòng)馬達(dá)、電觸發(fā)刺激器或用于向用戶(hù)指示信息的其他器件。這樣指示的信息可以包括關(guān)于檢測(cè)到的分析物的信息(例如,分析物的檢測(cè)濃度)、關(guān)于身體可安裝的感測(cè)平臺(tái)的狀態(tài)的信息(例如,電源340的電池荷電狀態(tài)、存儲(chǔ)器354的自由存儲(chǔ)空間狀態(tài))、警報(bào)(例如,分析物的濃度在規(guī)定范圍內(nèi)/外的警報(bào)、已經(jīng)檢測(cè)到特定健康狀態(tài)的警報(bào)、用戶(hù)應(yīng)執(zhí)行某一醫(yī)學(xué)任務(wù)和/或?qū)ふ裔t(yī)學(xué)注意的警報(bào)),或者一些其它信息。身體可安裝的感測(cè)平臺(tái)300可以包括按鍵、被構(gòu)造成檢測(cè)觸摸和/或手勢(shì)的電容觸摸感測(cè)元件、被構(gòu)造成檢測(cè)觸摸的溫度傳感器,或用于檢測(cè)來(lái)自用戶(hù)的輸入的其它器件。這樣的輸出可以包括用以執(zhí)行一些任務(wù)(例如,操作傳感器362以檢測(cè)分析物)指令,用以改變操作狀態(tài)(例如,開(kāi)始和/或停止分析物的常規(guī)檢測(cè),改變檢測(cè)分析物的頻率)指令,用以指示用戶(hù)的個(gè)人和/或健康狀態(tài)(例如,指示用戶(hù)正經(jīng)歷惡心、頭暈等)指令,用以指示已經(jīng)出現(xiàn)的事件(例如,用戶(hù)已經(jīng)吃藥或被施用藥物)指令或者一些其它輸入/指令到身體可安裝的感測(cè)平臺(tái)300。

電子件350包括用于經(jīng)由天線(xiàn)370發(fā)送和/或接收信息的通信電路356。通信電路356能可選地包括一個(gè)或多個(gè)振蕩器、混合器、頻率注入器等,以對(duì)要通過(guò)天線(xiàn)370傳輸和/或接收的載波頻率上的信息進(jìn)行調(diào)制和/或解調(diào)。在一些示例中,身體可安裝的感測(cè)平臺(tái)300被構(gòu)造成通過(guò)以可由外部閱讀器感知的方式調(diào)制天線(xiàn)370的阻抗來(lái)指示信息(例如,使用傳感器362檢測(cè)到的分析物濃度)。例如,通信電路356能引起來(lái)自天線(xiàn)370的背散射輻射的振幅、相位和/或頻率的變化,并且這樣的變化能被閱讀器380檢測(cè)。這樣的無(wú)線(xiàn)通信可以與一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)存的背散射無(wú)線(xiàn)通信標(biāo)準(zhǔn)例如rfid相兼容。另外地或可替選地,通信電路356和天線(xiàn)370可以被構(gòu)造成根據(jù)一些其它方法傳輸無(wú)線(xiàn)信號(hào),例如,根據(jù)藍(lán)牙(例如,藍(lán)牙低功耗)、zigbee、wifi、lte和/或某些其他無(wú)線(xiàn)通信標(biāo)準(zhǔn)或方案。在一些示例中,這樣的通信(例如,從傳感器平臺(tái)300傳輸?shù)臄?shù)據(jù),被傳輸?shù)絺鞲衅髌脚_(tái)300的運(yùn)行指令)可以被加密保護(hù);也就是說(shuō),無(wú)線(xiàn)通信鏈接可以被加密。

傳感器接口352經(jīng)由傳感器互連351鏈接到傳感器362。在一些示例中,傳感器互連351可以包括構(gòu)圖的導(dǎo)電材料(例如,金、鉑、鈀、鈦、銅、鋁、銀、金屬、這些的組合等),以將電極、光發(fā)射器、光檢測(cè)器或傳感器362的其它部件連接到包括傳感器接口352的部件或其它部件上的端子。類(lèi)似地,電子件350經(jīng)由互連357連接到天線(xiàn)370。另外地或可替選地,傳感器互連351可以包括用于在傳感器362和傳感器接口352之間傳輸光的光纖或其它器件。例如,傳感器接口352可以包括光發(fā)射器和/或光檢測(cè)器并且傳感器362可以包括分析物敏感物質(zhì),其具有與分析物的存在、濃度或其它特性相關(guān)的光學(xué)特性。在這樣的示例中,光發(fā)射器和/或光檢測(cè)器能被置放在光纖的近側(cè)端處,使得光發(fā)射器和光檢測(cè)器經(jīng)由傳感器互連351的光纖照亮分析物敏感物質(zhì)和接收來(lái)自分析物敏感物質(zhì)的光。傳感器連接線(xiàn)351的其它構(gòu)造可預(yù)期(例如,毛細(xì)管、微流體元件等)。

應(yīng)注意的是,圖3中所示的框圖出于描述的方便而與功能模塊相結(jié)合地描述。然而,身體可安裝的感測(cè)平臺(tái)300的實(shí)施例可以被布置有一個(gè)或更多個(gè)功能模塊,該功能模塊被實(shí)施為單個(gè)芯片、集成電路和/或物理特征中或在多個(gè)這樣的元件上。

外部閱讀器380包括天線(xiàn)388(或者不只一個(gè)天線(xiàn)的組)以發(fā)送無(wú)線(xiàn)信號(hào)371到身體可安裝的感測(cè)平臺(tái)300和從身體可安裝的感測(cè)平臺(tái)300接收無(wú)線(xiàn)信號(hào)371。外部閱讀器380也包括具有與存儲(chǔ)器382通信的處理器386的計(jì)算系統(tǒng)。外部閱讀器380也可以包括用戶(hù)控制器385、顯示器387和通信接口389中的一個(gè)或多個(gè)。存儲(chǔ)器382是非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì),其包括但不限于磁盤(pán)、光盤(pán)、有機(jī)存儲(chǔ)器和/或可由處理器386讀取的其它易失性(例如,ram)或非易失性(例如,rom)存儲(chǔ)系統(tǒng)。存儲(chǔ)器382可以包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器383以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)指示,諸如,傳感器讀數(shù)(例如,使用傳感器362獲取)、程序設(shè)定(例如,用以調(diào)節(jié)身體可安裝的感測(cè)平臺(tái)300和/或外部閱讀器380的行為)等。存儲(chǔ)器382也可以包括程序指令384,用于由處理器386執(zhí)行以使外部閱讀器380執(zhí)行由指令384規(guī)定的處理。例如,程序指令384可以使外部閱讀器380執(zhí)行這里描述的任何功能。例如,程序指令384可以使外部閱讀器380提供用戶(hù)接口,其允許通過(guò)響應(yīng)于通過(guò)用戶(hù)控制器385輸入的命令在顯示器387上顯示信息來(lái)檢索從身體可安裝的感測(cè)平臺(tái)300通信的信息(例如,來(lái)自傳感器362的傳感器輸出)。外部閱讀器380也可以包括用于操作天線(xiàn)388的一個(gè)或多個(gè)硬件部件以發(fā)送無(wú)線(xiàn)信號(hào)371到身體可安裝的感測(cè)平臺(tái)300和從身體可安裝的感測(cè)平臺(tái)300接收無(wú)線(xiàn)信號(hào)371。例如,振蕩器、頻率注入器、編碼器、解碼器、放大器、濾波器等可以根據(jù)來(lái)自處理器386的指令來(lái)驅(qū)動(dòng)天線(xiàn)388。

外部閱讀器380也可以被構(gòu)造成包括通信接口389以經(jīng)由通信介質(zhì)將信號(hào)通信到遠(yuǎn)程系統(tǒng)390和從遠(yuǎn)程系統(tǒng)390通信信號(hào)。例如,遠(yuǎn)程系統(tǒng)390可以是智能手機(jī)、平板計(jì)算機(jī)、膝上計(jì)算機(jī)或個(gè)人計(jì)算機(jī),并且通信接口389和通信介質(zhì)391可以分別是藍(lán)牙模塊和無(wú)線(xiàn)藍(lán)牙通信信號(hào)。在該示例中,外部閱讀器380可以被構(gòu)造成發(fā)送使用傳感器362檢測(cè)到的關(guān)于分析物的信息到智能手機(jī)、平板計(jì)算機(jī)、膝上計(jì)算機(jī)或個(gè)人電腦用于存儲(chǔ)和線(xiàn)下分析。在另一示例中,遠(yuǎn)程系統(tǒng)390是診所或醫(yī)生辦公室處的服務(wù)器,通信接口389是wifi無(wú)線(xiàn)電模塊,并且通信介質(zhì)391是足以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程服務(wù)器和wifi無(wú)線(xiàn)電模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕ヂ?lián)網(wǎng)的元件。醫(yī)生可以使用該數(shù)據(jù)來(lái)作出與患者的狀況相關(guān)的判斷或診斷。此外,外部閱讀器380可以被構(gòu)造成接收來(lái)自遠(yuǎn)程服務(wù)器的信息,諸如由醫(yī)生在遠(yuǎn)程位置發(fā)送的用以例如增加或減小采樣頻率的指令。通信接口389可以被構(gòu)造成能夠?qū)崿F(xiàn)其他形式的有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)通信;例如,cdma、evdo、gsm/gprs、wimax、lte、紅外線(xiàn)、zigbee、以太網(wǎng)、usb、firewire、有線(xiàn)串行鏈路或近場(chǎng)通信。

外部閱讀器380可以是智能手機(jī)、數(shù)字助手或具有足以提供無(wú)線(xiàn)通信鏈路371的無(wú)線(xiàn)連通性的其它便攜式計(jì)算裝置。外部閱讀器380也可以被實(shí)施為天線(xiàn)模塊,其能被插入到便攜式計(jì)算裝置中,諸如在通信鏈路371以便攜式計(jì)算裝置通常不采用的載波頻率操作的示例中。在一些情形中,外部閱讀器380是專(zhuān)用裝置,其被構(gòu)造成被周期性地放置成相對(duì)靠近感測(cè)平臺(tái)300以允許無(wú)線(xiàn)通信鏈路371以低功率預(yù)算操作。

在身體可安裝的感測(cè)平臺(tái)300已經(jīng)被安裝到活體的皮膚使得傳感器362與活體的組織間質(zhì)液接觸的示例中,感測(cè)平臺(tái)300可以被操作成檢測(cè)組織間質(zhì)液中的分析物(例如,測(cè)量分析物的濃度)。組織間質(zhì)液是彌漫于活的動(dòng)物體的許多組織的血管外的流體。組織間質(zhì)液由血液供給通過(guò)組織(例如,表皮組織、皮下組織)的結(jié)構(gòu)中的毛細(xì)血管來(lái)補(bǔ)充并且包括在血液中發(fā)現(xiàn)的可以被分析以表征人的健康狀況的許多生物標(biāo)志物。例如,組織間質(zhì)液包括尿素、葡萄糖、鈣、鈉、膽固醇、鉀、磷酸鹽、其他生物標(biāo)志物等。組織間質(zhì)液中的生物標(biāo)志物濃度可以與血液中的生物標(biāo)志物的對(duì)應(yīng)濃度系統(tǒng)相關(guān),并且該兩個(gè)濃度等級(jí)之間的關(guān)系可以被建立以映射組織間質(zhì)液生物標(biāo)志物濃度值到血液濃度等級(jí)。因而,如這里所述使用感測(cè)平臺(tái)測(cè)量組織間質(zhì)液分析物濃度等級(jí)可以提供這樣一種技術(shù),該技術(shù)用于,對(duì)照通過(guò)切開(kāi)一容積的血液以在人的身體外側(cè)進(jìn)行分析而執(zhí)行的血液采樣技術(shù),監(jiān)測(cè)分析物等級(jí)。此外,這里公開(kāi)的身體可安裝的傳感器平臺(tái)可以被大體上連續(xù)地操作以實(shí)現(xiàn)分析物濃度或關(guān)于分析物的其它信息的實(shí)時(shí)測(cè)量。

在一些實(shí)施例中,身體可安裝的感測(cè)平臺(tái)300可以操作成非連續(xù)地(間歇地)指示與檢測(cè)的分析物相關(guān)的信息(例如,分析物的濃度值)。例如,身體可安裝的感測(cè)平臺(tái)300可以操作成周期性地操作傳感器362來(lái)檢測(cè)分析物和在存儲(chǔ)器354中存儲(chǔ)與分析物的檢測(cè)相關(guān)的信息。感測(cè)平臺(tái)300然后可以較小頻率地操作以傳輸與分析物的不止一個(gè)檢測(cè)相關(guān)的存儲(chǔ)信息。另外地或可替選地,用戶(hù)可以操作外部閱讀器380以要求通過(guò)感測(cè)平臺(tái)300的這樣的信息傳輸。在另一個(gè)示例中,感測(cè)平臺(tái)300可以向用戶(hù)(例如,經(jīng)由光、振動(dòng)馬達(dá)或感測(cè)平臺(tái)的其它用戶(hù)接口元件)指示,用戶(hù)應(yīng)該操作外部閱讀器380以接收來(lái)自感測(cè)平臺(tái)的這樣的傳輸信息(例如,由于存儲(chǔ)器354接近滿(mǎn),由于電源340的電池接近耗盡)??梢灶A(yù)期所示系統(tǒng)的其它操作,用于連續(xù)地、周期性地和/或間歇地使用傳感器362來(lái)檢測(cè)分析物,使用存儲(chǔ)器354來(lái)存儲(chǔ)關(guān)于檢測(cè)的分析物的信息和/或使用天線(xiàn)370來(lái)無(wú)線(xiàn)地指示這樣的信息。

iv.示例生物傳感器

被構(gòu)造成檢測(cè)目標(biāo)分析物的存在、濃度或一些其它特性的傳感器可以被以各種方式構(gòu)造和被包含到裝置的各種不同系統(tǒng)中。例如,傳感器可以被包括在被構(gòu)造成穿過(guò)活體的皮膚的傳感器探頭的遠(yuǎn)側(cè)端上,使得當(dāng)傳感器探頭穿過(guò)皮膚時(shí),傳感器可以檢測(cè)皮膚內(nèi)的組織間質(zhì)液(或其它流體)中的分析物。此外,這樣的傳感器探頭可以被包括作為身體可安裝的感測(cè)平臺(tái)的一部分,所述身體可安裝的感測(cè)平臺(tái)包括柔性襯底,傳感器探頭被附接到柔性襯底并且柔性襯底被構(gòu)造成被安裝(例如,通過(guò)粘接劑層或一些其它手段)到皮膚表面。傳感器可以電化學(xué)地(例如,通過(guò)檢測(cè)兩個(gè)或更多個(gè)電極之間的電壓和/或經(jīng)過(guò)兩個(gè)或更多個(gè)電極的電流)、光學(xué)地(例如,通過(guò)檢測(cè)分析物的和/或環(huán)境和/或傳感器的一些其它元件的光學(xué)特性)檢測(cè)分析物或通過(guò)一些其它手段檢測(cè)分析物。

傳感器能被構(gòu)造成通過(guò)包括選擇性地與分析物相互作用的一種或多種物質(zhì)來(lái)檢測(cè)分析物。這樣的物質(zhì)可以具有與分析物的存在、濃度或其它特性相關(guān)的電學(xué)、光學(xué)或其它特性。另外地或可替選地,分析物選擇性物質(zhì)可以選擇性地與分析物反應(yīng)和/或選擇性地催化分析物的反應(yīng),并且這樣的反應(yīng)的產(chǎn)物可以被傳感器檢測(cè)以允許檢測(cè)分析物。分析物選擇性物質(zhì)可以覆蓋傳感器的一個(gè)或多個(gè)表面,可以被包含到聚合物、凝膠或一些其他材料的分析物可滲透層中,或者可以通過(guò)其它方法位于和/或被包含在傳感器上或傳感器中。

電化學(xué)傳感器包括至少兩個(gè)電極并且被構(gòu)造成電化學(xué)地檢測(cè)分析物。這可以包括操作兩個(gè)或更多個(gè)電極來(lái)檢測(cè)電極中的兩個(gè)或更多個(gè)電極之間的電壓、經(jīng)過(guò)電極中的一個(gè)或多個(gè)電極的電流、電極中的一個(gè)或多個(gè)電極的阻抗或可以與分析物的一個(gè)或多個(gè)特性相關(guān)的一些其它電化學(xué)變量。這樣的電化學(xué)傳感器可以由一種或多種金屬或金屬合金組成。另外地或可替選地,電極可以包括導(dǎo)電聚合物或其它導(dǎo)電材料。電極可以被構(gòu)造成具有規(guī)定的歐姆電阻,以利用一種或多種化學(xué)物質(zhì)(例如,利用分析物,利用被分析物選擇性物質(zhì)催化的分析物的反應(yīng)產(chǎn)物)催化某些氧化還原反應(yīng),對(duì)流體具有規(guī)定的電容,相對(duì)流體具有穩(wěn)定的電極電壓,或者具有一些其它規(guī)定特性。

圖4a-c示出示例傳感器400,其包括伸長(zhǎng)的襯底410,在伸長(zhǎng)的襯底410上置放第一電極420和第二電極430以及第一導(dǎo)電軌跡425和第二導(dǎo)電軌跡435。圖4a和4b示出傳感器400的相反兩側(cè),并且圖4c示出通過(guò)傳感器400的端部觀(guān)察的橫截面。第一電極420和第二電極430以及第一導(dǎo)電軌跡425和第二導(dǎo)電軌跡435位于伸長(zhǎng)的襯底410的相反兩側(cè)上。傳感器400被構(gòu)造成穿過(guò)皮膚,使得第一和第二電極420、430與皮膚內(nèi)的流體(例如,組織間質(zhì)液)接觸。此外,第一電極420對(duì)分析物選擇性敏感,使得第一和第二電極420、430可以被操作以電化學(xué)地(例如,電壓計(jì)量地,電流分析地)檢測(cè)分析物。傳感器400可以是本文其它地方描述的傳感器和/或傳感器探頭的一部分。

伸長(zhǎng)的襯底410可以包括柔性材料、剛性材料或柔性材料和剛性材料的組合。例如,伸長(zhǎng)的襯底410可以包括聚酰亞胺。伸長(zhǎng)的襯底410可以被構(gòu)造成穿過(guò)和/或刺破皮膚(例如,通過(guò)充分地剛性和/或尖銳)。另外地或可替選地,伸長(zhǎng)的襯底410可以被構(gòu)造成與一些其它元件組合(例如,與伸長(zhǎng)的襯底410所聯(lián)接到的半針體組合)穿過(guò)皮膚和/或穿過(guò)現(xiàn)有的穿刺、切割或其它切口進(jìn)入皮膚(例如,通過(guò)針、柳葉刀、解剖刀或其它裝置提供)。伸長(zhǎng)的襯底410可以包括其上可以形成(例如,通過(guò)濺射、cvd、光刻膠工藝或其他一些方法)導(dǎo)電軌跡的材料和/或可以被涂覆有使得導(dǎo)電軌跡可以被形成在伸長(zhǎng)的襯底410上的材料。

第一和第二導(dǎo)電軌跡425、435與第一和第二電極420、430電接觸。第一和第二導(dǎo)電軌跡425、435可以提供第一和第二電極420、430與電子件之間的電連接,所述電子件被構(gòu)造成操作第一和第二電極420、430以電化學(xué)地檢測(cè)分析物(例如,130、230、352)。另外地或可替選地,第一和第二導(dǎo)電軌跡425、435可以提供第一和第二電極420、430與置放在伸長(zhǎng)的襯底410上的其它位置的用于電連接的電氣焊盤(pán)或其它器件之間的電連接。第一和第二導(dǎo)電軌跡425、435可以由金、鉑、鈀、鈦、銅、鋁、銀、其他金屬或這些元素的組合組成。第一和第二導(dǎo)電軌跡425、435可以具有規(guī)定的厚度(例如,在約5微米和約10微米之間),使得第一和第二導(dǎo)電軌跡425、435提供足夠高的導(dǎo)電性,以允許第一和第二電極420、430的操作以電化學(xué)地檢測(cè)分析物。此外,第一和第二導(dǎo)電軌跡425、435可以被保護(hù)層(例如,聚對(duì)二甲苯層)覆蓋以防止第一和第二導(dǎo)電軌跡425、435與第一和第二導(dǎo)電軌跡425、435周?chē)牧黧w或其它介質(zhì)之間的導(dǎo)電。

第一和第二電極420、430可以由類(lèi)似或不同的材料組成,并且可以根據(jù)應(yīng)用包括各種表面處理和/或置放在其上的材料。在一些示例中,第一電極420可以是工作電極(即,對(duì)分析物選擇性敏感的電極)并且第二電極430可以是基準(zhǔn)電極(即,相對(duì)于基準(zhǔn)電極接觸的流體的電勢(shì)具有相對(duì)穩(wěn)定的電極電勢(shì)的電極)。電極420、430可以由各種材料組成和通過(guò)各種方法形成。例如,電極可以由金屬組成,所述金屬通過(guò)濺射、cvd、電鍍或其它一些方法被至少部分地置放在相應(yīng)的導(dǎo)電軌跡425、435上,使得第一和第二電極420、430被置放在伸長(zhǎng)的襯底410上與相應(yīng)的第一導(dǎo)電軌跡425和第二導(dǎo)電軌跡435電接觸。這特別的示例中,第一電極420和/或第二電極430可以通過(guò)將金屬電鍍?cè)诘谝粚?dǎo)電軌跡425和/或第二導(dǎo)電軌跡435上而形成(即,通過(guò)將第一導(dǎo)電軌跡425和/或第二導(dǎo)電軌跡435的一部分浸在包含金屬鹽和/或其它含金屬的化合物的浴盆中,并且通過(guò)第一導(dǎo)電軌跡425和/或第二導(dǎo)電軌跡435施加電流以使金屬沉積在第一導(dǎo)電軌跡425和/或第二導(dǎo)電軌跡435的浸入部分上)。

被構(gòu)造成用作基準(zhǔn)電極的電極(例如,430)可以被構(gòu)造成相對(duì)于其接觸的流體提供相對(duì)穩(wěn)定的電壓。這樣的構(gòu)造可以包括基準(zhǔn)電極的成分(例如,用于形成電極的金屬或其它材料)、基準(zhǔn)電極的結(jié)構(gòu)(例如,電極的形狀,電極的微尺度紋理,電極的多個(gè)材料層的構(gòu)造)或基準(zhǔn)電極的其它特性。此外,這樣的構(gòu)造可以與基準(zhǔn)電極將接觸的流體的特性和/或流體和/或電極的環(huán)境的特性相關(guān)。例如,當(dāng)流體是與充分的氧氣源通常接觸的含水流體(例如,流體是眼淚流體或眼睛)時(shí),基準(zhǔn)電極可以包括由鉑組成的表面層(例如,100納米到約1微米厚的鉑層)。在另一示例(例如,流體是不接近充分的氧氣源的含水流體)中,基準(zhǔn)電極可以包括形成在銀層上的氯化銀層(例如,其中銀層和氯化銀層的組合厚度在約2微米和約20微米之間)。通過(guò)沉積銀層并且隨后通過(guò)陽(yáng)極氧化銀層而在氯銀層上形成氯化銀層,可以形成這樣的銀/氯化銀電極。這樣的陽(yáng)極氧化可以包括將沉積的銀層浸在包含氯離子原的酸性溶液(例如,1m鹽酸溶液)中并且使電流經(jīng)過(guò)銀層而使溶液中的氯在銀層上形成氯化銀。

通過(guò)將與分析物選擇性相互作用的物質(zhì)(例如,試劑、蛋白質(zhì)、酶)固定在傳感器的工作電極上或附近,被構(gòu)造成作為工作電極的電極能被制成對(duì)分析物選擇性敏感。通過(guò)將物質(zhì)交聯(lián)到電極的表面上的交聯(lián)層中,這樣的分析物選擇性物質(zhì)可以被固定在工作電極的表面上。這包括使用醛、二醛(例如,戊二醛)或其它交聯(lián)劑來(lái)在電極表面上形成物質(zhì)的交聯(lián)層。另外地或可替選地,這樣的分析物選擇性物質(zhì)能位于被置放在工作電極上的分析物可滲透的聚合物層(例如,423)內(nèi)。

分析物選擇性物質(zhì)可以被置放在形成在工作電極的表面上的聚合物層423內(nèi)。這樣的聚合物層423能被分析物穿透并且包含反應(yīng)物,所述反應(yīng)物能選擇性地與分析物反應(yīng)以形成能被電極和/或其它元件(例如,與反應(yīng)產(chǎn)品選擇性相互作用的熒光團(tuán)或其它物質(zhì))直接感測(cè)的反應(yīng)產(chǎn)品。在一些示例中,聚合物層423是包括甲基丙烯酸2-羥乙酯單元的水凝膠。這樣的水凝膠可以包含另外的聚合物單元會(huì)其它化學(xué)物以調(diào)節(jié)分析物對(duì)水凝膠的滲透性,以將分析物選擇性物質(zhì)約束在水凝膠內(nèi),以增加水凝膠的交聯(lián)度,或者規(guī)定水凝膠的一個(gè)或多個(gè)其它特性。例如,這樣的水凝膠可以另外地包括二(乙二醇)二甲基丙烯酸酯單元。通過(guò)形成包含單體單元(例如,甲基丙烯酸2-羥乙酯單元)、交聯(lián)劑單元(例如,二(乙二醇)二甲基丙烯酸酯單元)、共聚物單元、分析物選擇性物質(zhì)和/或聚合引發(fā)劑(例如,光引發(fā)劑2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮)的溶液,將所形成的溶液沉積在工作電極420上,以及使溶液聚合成包含分析物選擇性物質(zhì)的聚合物層423,可以將聚合物層423形成在工作電極420上。在一些示例中,這樣的分析物可滲透層的可滲透性、厚度或其它特性可以被規(guī)定以控制分析物從組織間質(zhì)液擴(kuò)散到工作電極的表面的速率(例如,聚合物層423可以具有在約5微米和約20微米之間的厚度)。

在一些示例中,分析物選擇性物質(zhì)可以被構(gòu)造成選擇性地引起分析物的化學(xué)反應(yīng),并且反應(yīng)的一種或多種反應(yīng)產(chǎn)物可以被工作電極(例如,電壓計(jì)量地,電流計(jì)量地)檢測(cè)。例如,分析物選擇性物質(zhì)可以包括選擇性地使分析物氧化和/或還原的媒介(例如,分析物選擇性物質(zhì)可以是氧化還原酶或蛋白質(zhì))。例如,分析物可以是葡萄糖、丙酮酸鹽或尿素,并且分析物選擇性物質(zhì)相應(yīng)地可以是葡萄糖氧化酶、丙酮酸氧化酶或脲酶。這樣的反應(yīng)可以產(chǎn)生包括氧化物(例如,過(guò)氧化氫)的反應(yīng)產(chǎn)物并且工作電極420可以被構(gòu)造成檢測(cè)那些氧化物。例如,反應(yīng)產(chǎn)物可以包括過(guò)氧化氫并且工作電極420可以包括鉑層(例如,厚度在約1微米和約5微米之間的鉑層)。

傳感器400另外地包括保護(hù)層450,其被置放在包括第一電極420和第二電極430的傳感器400的元件上方。該保護(hù)層450可以由分析物可滲透的聚合物、凝膠或其它材料組成。在一些示例中,這樣的保護(hù)層450的可滲透性、厚度或其它特性可以被規(guī)定以控制分析物從組織間質(zhì)液擴(kuò)散到工作電極420和/或擴(kuò)散到包含分析物選擇性物質(zhì)的聚合物層423的速率。在一些示例中,保護(hù)層450可以是水凝膠,例如,包括甲基丙烯酸2-羥基乙酯單元和/或二(乙二醇)二甲基丙烯酸酯單元的水凝膠。另外地或可替選地,保護(hù)層450可以包括一種或多種聚合物,包括聚二甲基硅氧烷、聚氯乙烯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、硅氧烷水凝膠或這些或其它聚合物的組合。注意的是,盡管圖示的保護(hù)層450覆蓋基本上整個(gè)傳感器400,但是保護(hù)層可以被形成為覆蓋傳感器400的較少部分,例如僅僅覆蓋基準(zhǔn)電極430和/或工作電極420。

保護(hù)層450可以通過(guò)各種處理形成,所述各種處理包括cvd、單體溶液的施加及隨后的聚合作用、從傳感器400已經(jīng)浸入的溶液沉淀保護(hù)層450的元素,或者一些其它方法。例如,傳感器400(和/或其某個(gè)末端方面,例如傳感器400的遠(yuǎn)側(cè)端的規(guī)定長(zhǎng)度)可以被浸在包含單體、共聚單體、交聯(lián)劑和/或其它化學(xué)品(例如,甲基丙烯酸2-羥乙酯和/或二甘醇單元的二甲基丙烯酸酯單元)的溶液中,并且然后施加到傳感器400的溶液可以被聚合以形成保護(hù)層450。

傳感器(例如,400)的電極的面積可以根據(jù)應(yīng)用來(lái)規(guī)定。例如,安培計(jì)傳感器的工作電極的面積可以被規(guī)定,使得傳感器具有規(guī)定的電流增益(即,使得通過(guò)工作電極的測(cè)量電流與工作電極所暴露到的流體中的分析物的濃度之間具有某個(gè)規(guī)定值和/或在某個(gè)規(guī)定的值范圍內(nèi)的某個(gè)值)。例如,安培計(jì)傳感器的工作電極可以具有在約0.05平方毫米和約0.5平方毫米之間的面積。此外,安培計(jì)傳感器的基準(zhǔn)電極可以具有足夠大的面積,使得當(dāng)返回電流經(jīng)過(guò)基準(zhǔn)電極時(shí),基準(zhǔn)電極和基準(zhǔn)電極所暴露到的流體之間的相對(duì)電壓在基準(zhǔn)電極的零電流相對(duì)電壓的可接受范圍內(nèi)。例如,安培計(jì)傳感器的基準(zhǔn)電極可以具有在約0.5平方毫米和約3.0平方毫米之間的面積。

注意的是,圖4a-4c中圖示的電化學(xué)傳感器的元件的布置、形狀、存在、尺寸和其它特性旨在作為非限制性示例。例如,電化學(xué)傳感器的第一和第二電極可以被置放在襯底的同一側(cè)上。圖5示出示例的傳感器500,其包括伸長(zhǎng)的襯底510,在伸長(zhǎng)的襯底510上置放第一電極520和第二電極530以及第一導(dǎo)電軌跡525和第二導(dǎo)電軌跡535。第一電極520和第二電極530以及第一導(dǎo)電軌跡525和第二導(dǎo)電軌跡535位于伸長(zhǎng)的襯底510的同一側(cè)上。第一和第二電極520、530可以位于伸長(zhǎng)的襯底520的同一側(cè)上以減少制造傳感器500所要求的步驟的數(shù)目。另外地或可替選地,第一和第二電極520、530可以位于伸長(zhǎng)的襯底520的同一側(cè)上,以減小第一和第二電極520、530之間的距離,例如增大傳感器500對(duì)分析物的敏感性。

電化學(xué)傳感器的電極的進(jìn)一步的構(gòu)造是可預(yù)期的。例如,第一和第二電極的方面可以相互交叉以增大安培計(jì)電化學(xué)傳感器的敏感性(例如,通過(guò)減小第一和第二電極之間的距離和/或增大第一和第二電極之間的面積的量)。圖6示出示例傳感器600,其包括伸長(zhǎng)的襯底610,在伸長(zhǎng)的襯底610上置放相互交叉的第一電極620和第二電極630以及第一導(dǎo)電軌跡625和第二導(dǎo)電軌跡635。

在一些示例中,感測(cè)平臺(tái)的傳感器能包括分析物選擇性物質(zhì),其具有與分析物的存在、濃度或一些其它特性有關(guān)的光學(xué)特性。例如,物質(zhì)可以包括熒光團(tuán),其具有熒光強(qiáng)度、熒光壽命、發(fā)射波長(zhǎng)、激發(fā)波長(zhǎng)或與分析物相關(guān)的其它特性。另外地或可替選地,置放在傳感器探頭的端部處的物質(zhì)的顏色、飽和度、吸收光譜或一些其它光學(xué)特性可以與分析物的存在、濃度或一些其它特性相關(guān)。傳感器和/或包括傳感器的傳感器平臺(tái)能包括光發(fā)射器和/或光檢測(cè)器,其被構(gòu)造成相應(yīng)地照亮分析物敏感物質(zhì)和/或接收從分析物敏感物質(zhì)發(fā)出的光線(xiàn),以便確定與分析物相關(guān)的物質(zhì)的光學(xué)特性。

圖7示出包括光纖710的傳感器探頭700。光纖具有遠(yuǎn)側(cè)端720,分析物選擇性物質(zhì)725被置放在遠(yuǎn)側(cè)端720上。遠(yuǎn)側(cè)端720被構(gòu)造成接觸流體(例如,組織間質(zhì)液)并且分析物選擇性物質(zhì)725被構(gòu)造成具有與分析物選擇性物質(zhì)725所暴露到的流體中的分析物的存在、濃度或其它特性相關(guān)的光學(xué)特性(例如,熒光、熒光壽命、顏色、吸收光譜)。光發(fā)射器735(例如,led、激光器等)和光檢測(cè)器737(例如,光電二極管、光電晶體管、光電電阻器等)被置放在光纖710的近側(cè)端730上。光纖710被構(gòu)造成(例如,光纖710由跨一個(gè)或多個(gè)光波長(zhǎng)范圍光學(xué)透明的材料組成)使得光發(fā)射器735可以發(fā)出照明738以經(jīng)由光纖710照亮分析物選擇性物質(zhì)725。此外,光檢測(cè)器737可以經(jīng)由光纖710相應(yīng)地檢測(cè)從分析物選擇性物質(zhì)725發(fā)出的發(fā)出光738。

注意的是,傳感器700可以包括所示出的那些元件以外的元件。在一些示例中,分析物選擇性物質(zhì)725可以被置放在被置放于光纖710的遠(yuǎn)側(cè)端720處的聚合物、凝膠或其它分析物可滲透的材料725的層中。另外地或可替選地,保護(hù)層可以被置放在分析物可滲透的材料725上。在一些示例中,光纖710可以被置放在(例如粘接到、形成在)柔性襯底上,該柔性襯底進(jìn)而與被構(gòu)造成安裝到皮膚表面的柔性襯底連續(xù),并且電子件(包括,例如,光發(fā)射器735和光檢測(cè)器737)可以被置放在柔性襯底上。此外,光發(fā)射器735和光檢測(cè)器737中的一個(gè)或兩個(gè)可以被置放成靠近分析物選擇性物質(zhì)725,使得光發(fā)射器735和/或光檢測(cè)器737可以分別,直接地而不是通過(guò)光纖(例如,710),照亮分析物選擇性物質(zhì)725和/或接收來(lái)自分析物選擇性物質(zhì)725的發(fā)出光。在這樣的示例中,光發(fā)射器735、光檢測(cè)器737和/或分析物選擇性物質(zhì)725可以被置放在結(jié)合本文所述的其它實(shí)施例(例如,關(guān)于圖1a、1b和2a-2d描述的實(shí)施例)描述的傳感器探頭的遠(yuǎn)側(cè)端上。

此外,特別注意的是,盡管分析物傳感器和包括這樣的傳感器的身體可安裝的傳感器平臺(tái)這里通過(guò)舉例的方式描述為身體可安裝的皮膚穿過(guò)和/或皮膚表面安裝裝置,但注意的是,公開(kāi)的傳感器、電極布置和感測(cè)平臺(tái)也可以在其它情況下被應(yīng)用。例如,這里公開(kāi)的傳感器和感測(cè)平臺(tái)可以被包括在用于測(cè)量動(dòng)物的流體中的分析物的身體可安裝的和/或可植入的傳感器和/或感測(cè)平臺(tái)中。在另一示例中,這里公開(kāi)的傳感器和/或感測(cè)平臺(tái)可以被包括在測(cè)量環(huán)境流體中的分析物的裝置中,所述環(huán)境流體諸如河流、湖泊、沼澤、水庫(kù)、水源、衛(wèi)生下水道系統(tǒng)或雨水系統(tǒng)中的流體。在另一示例中,這里公開(kāi)的傳感器和/或感測(cè)平臺(tái)可以被包括在測(cè)量作為過(guò)程的一部分的流體中的分析物的裝置中,所述處理諸如廢物處理過(guò)程、藥物合成過(guò)程、食品制備過(guò)程、發(fā)酵過(guò)程或醫(yī)療處理過(guò)程。

v.示例方法

圖8是用于操作身體可安裝的裝置以測(cè)量身體的流體中的分析物的方法800的流程圖。身體可安裝的裝置包括:(i)柔性襯底,所述柔性襯底被構(gòu)造成被安裝到活體的皮膚表面;(ii)傳感器探頭,所述傳感器探頭具有被附接到柔性襯底的近側(cè)端,并且所述傳感器探頭被構(gòu)造成延伸到活體的皮膚中、到足以接觸組織間質(zhì)液的深度;(iii)傳感器,所述傳感器被置放在傳感器探頭的遠(yuǎn)側(cè)端處并且被構(gòu)造成檢測(cè)組織間質(zhì)液中的分析物;以及(iv)置放在襯底上的一個(gè)或多個(gè)電子部件。

方法800包括將身體可安裝的裝置安裝到活體的皮膚表面(802)。將身體可安裝的裝置安裝到皮膚表面(802)可以包括使用身體可安裝的裝置的粘接劑層將柔性襯底安裝到皮膚表面。另外地或可替選地,液體粘接劑、膠帶、膠條、干燥粘接劑或其它手段可以被用于將柔性襯底安裝到皮膚表面。此外,將身體可安裝的裝置安裝到皮膚表面(802)可以包括將傳感器探頭安置在皮膚中,使得傳感器探頭穿過(guò)皮膚并且進(jìn)一步使得置放在傳感器探頭上的傳感器被放置成與皮膚內(nèi)的流體(例如,組織間質(zhì)液)接觸。這可以包括將傳感器探頭放置在已經(jīng)(例如,通過(guò)針、柳葉刀、解剖刀或其它器件)被形成在皮膚中的穿刺、切割或其它切口中??商孢x地,傳感器探頭可以被構(gòu)造成穿過(guò)和/或刺破皮膚(例如,通過(guò)被鋒利化和/或具有足夠高的剛度)。

在一些示例中,將身體可安裝的裝置安裝到皮膚表面(802)可以包括使用某種插入裝置或插入輔助裝置以將傳感器探頭安放在皮膚中。在一些示例中,這可以包括將傳感器探頭聯(lián)接到針體(例如,將傳感器探頭放置在半針體的通道中)并且使用針體刺破皮膚,使得針體和聯(lián)接的傳感器探頭穿過(guò)皮膚。即,針體是充分剛性的和/或具有充分尖銳的端部,力能被施加到針體使得針體刺破皮膚。針體(和針體作為一部分的任何設(shè)備)然后能被從皮膚移動(dòng)離開(kāi),縮回針體同時(shí)傳感器探頭保持插入(即,穿過(guò))皮膚并且柔性襯底保持安裝到皮膚表面。使用針體來(lái)刺破皮膚(例如,通過(guò)施加足夠的力到針體)可以被手動(dòng)地執(zhí)行(例如,通過(guò)包括針體的插入裝置的手動(dòng)操縱)或由系統(tǒng)自動(dòng)地執(zhí)行(例如,通過(guò)例如彈簧加載機(jī)構(gòu)、包括一個(gè)或多個(gè)螺線(xiàn)管、馬達(dá)或其它機(jī)電致動(dòng)器的伺服機(jī)構(gòu)的操作),所述系統(tǒng)被構(gòu)造成驅(qū)動(dòng)針體(和聯(lián)接到其的傳感器探頭)到皮膚中(例如,到皮膚內(nèi)的規(guī)定深度,以足夠高的速度以使用戶(hù)的不適感最小化)。

方法800另外地包括,通過(guò)身體可安裝的裝置的電子部件中的一個(gè)或多個(gè),使用傳感器獲取與分析物相關(guān)的數(shù)據(jù)(804)。在一些示例中,傳感器可以是電位計(jì)電化學(xué)傳感器,并且獲取分析物數(shù)據(jù)(804)可以包括測(cè)量?jī)蓚€(gè)或更多個(gè)電極之間的電壓。在一些示例中,傳感器可以是安培計(jì)電化學(xué)傳感器,并且獲取分析物數(shù)據(jù)(804)可以包括施加規(guī)定電壓在兩個(gè)或更多個(gè)電極之間并且測(cè)量通過(guò)所述兩個(gè)或更多個(gè)電極中的一個(gè)電極的電流。在一些示例中,傳感器可以是光學(xué)傳感器,并且獲取分析物數(shù)據(jù)(804)可以包括照亮與流體接觸的且具有與流體中的分析物相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)光學(xué)特性的物質(zhì)和/或檢測(cè)從所述物質(zhì)發(fā)出的光。獲取分析物數(shù)據(jù)(804)可以包括確定流體中的分析物的濃度,確定流體中存在分析物(例如,分析物在流體中的濃度在某個(gè)閾值以上),確定分析物的濃度在濃度的某個(gè)規(guī)定范圍內(nèi),確定分析物的狀態(tài)(例如,確定分析物在流體中的異構(gòu)體的分布和/或構(gòu)象狀態(tài)),或者確定關(guān)于分析物的一些其他信息。獲取分析物數(shù)據(jù)(804)可以包括確定在多個(gè)時(shí)間點(diǎn)處(例如,以規(guī)定速率)關(guān)于分析物的濃度或其它信息。獲取分析物數(shù)據(jù)(804)可以響應(yīng)于(例如,與身體可安裝的裝置通信的外部系統(tǒng))對(duì)這樣的數(shù)據(jù)的請(qǐng)求而被執(zhí)行。

方法800另外地包括,通過(guò)身體可安裝的裝置的電子部件中的一個(gè)或多個(gè),將與分析物相關(guān)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵獠垦b置(806)。傳輸分析物數(shù)據(jù)(806)可以響應(yīng)于對(duì)這樣的數(shù)據(jù)的請(qǐng)求(例如,來(lái)自于與身體可安裝的裝置通信的外部系統(tǒng)),響應(yīng)于事件已發(fā)生和/或規(guī)定條件被滿(mǎn)足的確定(例如,響應(yīng)于通過(guò)身體可安裝的裝置確定裝置所安裝到的身體的特定健康狀態(tài)),而被周期性地執(zhí)行。傳輸分析物數(shù)據(jù)(806)可以被安全地執(zhí)行,例如,通過(guò)加密被傳遞的信息。傳輸分析物數(shù)據(jù)(806)可以包括傳遞另外的數(shù)據(jù),例如,關(guān)于裝置的狀態(tài)的信息(例如,電池荷電狀態(tài)、存儲(chǔ)器自由空間狀態(tài))、由裝置收集的其它信息(例如,使用裝置的溫度傳感器獲取的溫度數(shù)據(jù))、用戶(hù)對(duì)裝置的輸入(例如,對(duì)裝置的按鈕、電容傳感器或其它元件的敲擊、滑動(dòng)或其它輸入,以控制該裝置,指示用戶(hù)狀態(tài)或信息,或者根據(jù)一些其它應(yīng)用),或者一些其它信息。

方法800可以包括另外的步驟。例如,方法800可以包括使用裝置的存儲(chǔ)器來(lái)存儲(chǔ)與分析物相關(guān)的信息(例如,檢測(cè)到的分析物濃度值)。方法800可以包括確定健康狀態(tài)、治療過(guò)程、藥品的服用劑量和/或定時(shí)或者基于檢測(cè)到的分析物數(shù)據(jù)的一些其它信息。方法800可以包括,使用裝置的用戶(hù)接口(例如,led、顯示器、振動(dòng)器)和/或經(jīng)由與裝置通信的外部裝置的用戶(hù)接口,指示檢測(cè)到的分析物數(shù)據(jù)、確定的藥品的服用劑量和/或定時(shí)或由裝置生成的和/或裝置可用的一些其它信息。另外的和/或可替選的步驟或者所列出的步驟中的替代實(shí)施例可以預(yù)期。

圖9是方法900的流程,方法900用于制造傳感器(例如,作為如本文其它地方描述的身體可安裝的感測(cè)平臺(tái)的一部分的傳感器)。方法包括:在柔性襯底上形成第一電極和第二電極,使得第一電極對(duì)組織間質(zhì)液中的分析物選擇性敏感,并且使得第一和第二電極被構(gòu)造成電化學(xué)地檢測(cè)分析物(902)。形成第一和第二電極(902)包括將金屬觸點(diǎn)、軌跡和/或互連直接形成在柔性襯底330的表面上(例如,通過(guò)噴濺涂覆法、cvd或一些其它沉積處理)和/或在形成在柔性襯底的一個(gè)或多個(gè)表面上的涂層或?qū)由?。此外,方?00可以包括將導(dǎo)電軌跡沉積在柔性襯底上(例如,軌跡被構(gòu)造成電連接在電極與在襯底上的其他地方形成的接近焊盤(pán)之間和/或在電極與置放在柔性襯底上的電子件之間);在這樣的示例中,形成第一和第二電極(902)可以包括將電極至少部分地形成在所置放的導(dǎo)電軌跡上(例如,用以提供電極與導(dǎo)電軌跡之間的電接觸)。此外,在這樣的示例中,形成第一和第二電極(902)可以包括電鍍導(dǎo)電軌跡以形成電極。

形成第一和第二電極(902)可以包括另外的步驟。例如,電極中的一個(gè)或兩個(gè)可以是銀/氯化銀電極,其可以通過(guò)將銀層沉積在柔性襯底上并且隨后在銀層上形成氯化銀層來(lái)形成。銀層上的氯化銀層可以通過(guò)陽(yáng)極氧化過(guò)程形成,陽(yáng)極氧化包括將沉積的銀層浸在包含氯離子源的酸性溶液(例如,1m鹽酸溶液)中并且使電流經(jīng)過(guò)銀層而使溶液中的氯在銀層上形成氯化銀。形成第一和第二電極(902)可以包括通過(guò)將分析物選擇性物質(zhì)置放在第一電極上而使第一電極對(duì)分析物敏感。在一些示例中,這可以包括將分析物選擇性物質(zhì)交聯(lián)到電極的表面上的交聯(lián)層中(例如,通過(guò)使用醛、二醛、戊二醛或一些其它交聯(lián)劑)。在一些示例中,這可以包括形成包含分析物選擇性物質(zhì)的分析物可滲透的聚合物層。這樣的聚合物層可以是水凝膠(例如,包含甲基丙烯酸2-羥基乙酯單元和/或一些其它聚合物、共聚物、交聯(lián)劑或其它單元的水凝膠)。

方法900另外地包括修剪襯底成具有伸長(zhǎng)的部分,所述伸長(zhǎng)的部分具有遠(yuǎn)側(cè)端,所述遠(yuǎn)側(cè)端被構(gòu)造成延伸到活體中并且第一和第二電極位于所述遠(yuǎn)側(cè)端上(904)。這可以包括沖壓、切割、激光切割、蝕刻或一些其它過(guò)程,使得柔性襯底被形成為具有規(guī)定形狀,其中規(guī)定形狀包括能穿過(guò)活體的皮膚的伸長(zhǎng)的部分,并且當(dāng)它穿過(guò)皮膚時(shí),該伸長(zhǎng)的部分將置放在柔性襯底上的電極設(shè)置成與皮膚內(nèi)的流體(例如,組織間質(zhì)液)接觸。修剪襯底(904)可以包括根據(jù)另外的應(yīng)用使襯底形成為具有指定形狀,例如,使得修剪的襯底的不是伸長(zhǎng)的部分的方面可以被安裝到活體的皮膚表面。

方法900可以包括另外的步驟。方法900可以包括在柔性襯底和/或其上置放的元件的全部或部分上形成保護(hù)層(例如,保護(hù)聚合物、水凝膠或其他其它保護(hù)材料的層)。例如,保護(hù)水凝膠層可以被形成在柔性襯底的伸長(zhǎng)的部分上(例如,覆蓋電極)。這樣的保護(hù)層可以通過(guò)以下方式形成,即,將伸長(zhǎng)的部分浸在包括單體單元(例如,包括甲基丙烯酸2-羥乙酯單元和/或一些其它聚合物、共聚物、交聯(lián)劑或其它單元)的溶液中并且隨后使通過(guò)浸漬置放在柔性襯底上的溶液聚合化。方法900可以包括形成在柔性襯底上形成天線(xiàn)、互連或其它元件(例如,通過(guò)將金屬或其它導(dǎo)電材料圖案化在柔性襯底上)。方法900可以包括將部件置放在柔性襯底上。通過(guò)本領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉的方法(例如,拾取和放置機(jī)器、倒裝芯片安裝),諸如電子芯片的部件可以被置放在襯底上并且連接到其它部件。方法900可以包括校準(zhǔn)步驟,其中電極被暴露到具有已知分析物濃度的范圍的測(cè)試流體。當(dāng)暴露到相應(yīng)的具有已知濃度的分析物的流體時(shí)使用電極測(cè)量到的關(guān)于分析物的分析物濃度或其它信息可以被用于校準(zhǔn)電化學(xué)傳感器。另外的和/或可替選的步驟或者所列出的步驟中的替代實(shí)施例可以預(yù)期。

vi.總結(jié)

在示例實(shí)施例涉及個(gè)人或個(gè)人的裝置的信息的情況下,實(shí)施例應(yīng)被理解為包括隱私控件。這樣的隱私控件包括至少裝置識(shí)別符、透明度和用戶(hù)控件的匿名化,包括可以使用戶(hù)能修改或刪除與用戶(hù)對(duì)產(chǎn)品的使用相關(guān)的信息。

此外,在這里討論的實(shí)施例收集關(guān)于用戶(hù)的信息或者利用個(gè)人信息的情形中,用戶(hù)可以被提供有機(jī)會(huì)來(lái)控制程序或特征是否收集用戶(hù)信息(例如,關(guān)于用戶(hù)的病歷、社交網(wǎng)絡(luò)、社交行為或活動(dòng)、職業(yè)、用戶(hù)喜好或者用戶(hù)的當(dāng)前位置),或者控制是否和/或如何接收來(lái)自?xún)?nèi)容服務(wù)器的可能與用戶(hù)更相關(guān)的內(nèi)容。另外,某些數(shù)據(jù)在其被存儲(chǔ)或使用之前,可以被以一種或多種方式處理,使得個(gè)人可識(shí)別信息被刪除。例如,用戶(hù)身份可以被處理成使得沒(méi)有個(gè)人可識(shí)別信息能被確定用于用戶(hù),或者用戶(hù)的地理位置可以被一般化為位置信息被獲取的地方(諸如,城市、郵政編碼或者州級(jí)),使得用戶(hù)的特定地點(diǎn)不能被確定。因而,用戶(hù)可以控制如何收集關(guān)于用戶(hù)的信息以及信息如何被內(nèi)容服務(wù)器使用。

附圖中示出的特定布置不應(yīng)被視為是限制性的。應(yīng)理解的是,其它實(shí)施例可以包括更多或更少個(gè)在給定附圖中所示的每個(gè)元件。此外,圖示的元件中的一些可以被組合或者省略。此外,示例性實(shí)施例能包括附圖中未圖示的元件。

另外,盡管這里已經(jīng)公開(kāi)了各種方面和實(shí)施例,但是對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言,其它方面和實(shí)施例將是顯而易見(jiàn)的。這里公開(kāi)的各種方面和實(shí)施例用于說(shuō)明的目的并且不旨在是限制性的,真實(shí)的范圍和精神由以下權(quán)利要求指示。其它實(shí)施例可以被利用,并且可以作出其它改變,而不背離這里提出的主題的精神和范圍。將易于理解的是,如這里一般描述的和在附圖中所圖示的,本公開(kāi)的方面在各種不同的構(gòu)造中能被布置、替換、組合、分離和設(shè)計(jì),所有這些都被預(yù)期在本文中。

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