[发明专利]用于现场摩尔渗透压浓度测试的方法和装置

说明书

技术领域

本发明通常涉及用于测量相对小体积流体的摩尔渗透压浓度的装置的领域，具体而言，涉及一种用于体内测量人眼泪的摩尔渗透压浓度的方法和装置。

背景技术

干眼综合症(DES)，是由于泪膜缺失水分而发生情况，这在验光师看来，是一种最为普通的疾病。研究发现，对于超过50岁的人，其中约有15％普遍患有DES，并且随年龄的增长而更为普遍。一般来说，干眼是由任何可以增加泪膜蒸发的条件或者任何可以减少眼泪产生的条件所造成的。对一些患者而言，由于眼睛较大，导致了蒸发的增加。归因于较大的表面面积以及水分的缺失，较大的眼睛会引起更多的蒸发。任何降低角膜知觉的条件，也会减少眼泪的产生。长期佩戴接触镜、LASIK眼睛手术、第五神经损伤以及某些病毒感染都会导致角膜知觉的降低。DES的治疗依赖情况的严重程度。一些患者通过使用在市场上获得的各种人造眼泪以寻求减轻DES症状。此外，一些患者得到含有Omega-3的补剂。存在这样的情况，需要插入“泪小管栓子(punctual plugs)”以阻止眼泪的排出。

摩尔渗透压浓度(osmolarity)就是测量溶液中渗透性活性粒子的浓度，其可以量化为每升溶液的溶质渗摩(osmole)。众所周知，当泪膜失去水分时，相对于水的量，盐和蛋白质的浓度就会增加。当盐和蛋白质的浓度相对于水的量增加时，摩尔渗透压浓度就会增加。因此，为了诊断并治疗DES患者，希望治疗师能够量化眼泪流体样本的摩尔渗透压浓度。目前，一些可以得到的测量摩尔渗透压浓度的方法和装置包括：渗透压力测量、冰点测量以及蒸汽压力测量。

在一种方法中，使用渗压计以测量溶液跨半透膜施加的渗透压力。在该方法中，只允许溶剂分子通过的半透膜分离了溶剂与溶液。通过测量过压来确定溶液的渗透压力，其中该过压是必须施加于溶液以阻止溶剂进入溶液的压力。

在另一方法中，可以通过称为“冰点降低”的体外(ex vivo)技术确定样本流体(例如眼泪)的摩尔渗透压浓度。在该技术中，溶剂(即水)中的溶质或者离子导致流体的冰点低于该流体没有离子时的情况。在冰点降低的分析期间，通过检测容器(例如试管)中的一定量的样本(典型为约几毫升的量级)首次开始凝固时的温度来获得电离样本流体的冰点。为了测量冰点，将一定体积的样本液体收集到容器例如试管中。接下来，将温度探测器浸入样本液体，然后将容器放入冷冻浴器或者Peltier冷却装置中并与其接触。不断地搅动样本以便在其冰点之下获得超冷液体状态。基于机械诱导，样本凝固，归因于热力学的溶解热升高至其冰点。样本冰点与0℃的偏差正比于样本流体中的溶质水平(即摩尔渗透压浓度值)。

另一个测试摩尔渗透压浓度的体外技术是测量蒸汽压力。在该方法中，将小片的圆形滤纸放在患者的眼睑下，直至吸收到足够的液体为止。将滤纸片放入密封的容器内，用冷却的温度感应器测量其表面上的蒸汽凝结。最后升高温度感应器至样本的露点。然后，将与水成正比的露点的减小转换为摩尔渗透压浓度。然而，由于诱发的反射性流泪，摩尔渗透压浓度的读取并不准确。类似的，体内(in vivo)技术试图通过直接在患者的眼睑下设置电极来测量摩尔渗透压浓度，这可能会诱发反射性流泪。结果，对于眼科医生的临床操作而言，上述方法既不方便也不准确。

因此需要一种临床上可行、纳升尺度的摩尔渗透压浓度测量装置，其具有减少蒸发的容量，不会遇到上述相关技术的问题。

发明内容

公开了一种用于对体液的摩尔渗透压浓度进行测试的装置和方法。公开了一种装置，其具有通过其自身的流体通路以接收和测试样本流体。本发明允许样本流体的摩尔渗透压浓度测试，其中样本流体的体积小于约1mL，优选体积为小于30nL，以及实现了一种方法和装置以在临床应用中快速和准确地测量流体的摩尔渗透压浓度，同时还减少了流体的蒸发。

本发明的第一方面涉及一种样本接收芯片，包括：衬底，其具有用于接收样本液体的通过所述衬底的流体通路，所述流体通路包括第一端口、至少一个第二端口以及凹进的沟道，所述凹进的沟道被包含在所述衬底中；以及至少两个电极，所述至少两个电极位于所述衬底中并接触所述凹进的沟道中的所述样本流体以便测量所述样本流体的特性。

本发明的第二方面是涉及一种用于摩尔渗透压浓度测试的装置，包括：基础构件；设置在所述基础构件上用于接收样本流体的样本接收芯片；以及设置在所述基础构件上用于在所述样本接收芯片上沉积所述样本流体的导管，所述导管包括第一端和第二端。