[发明专利]具有浓度调节的汗液感测装置

说明书

所公开的发明的实施例提供了用于缓冲汗液样本的装置和方法，以使得能够通过对盐度敏感的传感器或pH敏感的传感器来准确进行汗液分析物的浓度测量。所述装置的缓冲能力包括控制汗液样本的盐度和pH的能力，特别是通过管理汗液中的溶质，如盐、H+、其他离子和其他汗液成分。这种控制的目的是通过改善目标分析物的可检测性或改善分析物传感器的性能来增强特定的汗液感测装置应用。一些实施例还包括实现样本浓缩以增强低浓度汗液溶质的测量的部件。

关于联邦资助研究或开发的声明

本发明是在美国政府的任何支持之外作出的。

相关申请的交叉引用

本申请具有建立于以下的说明书：2016年7月20日提交的美国临时申请号62/364,589；2015年10月23日提交的美国临时申请号62/245,638；2015年12月18日提交的美国临时申请号62/269,244；以及2015年12月18日提交的美国临时申请号62/269,447，其公开通过引用以它们的全部内容并入本文。

背景技术

非侵入式生物感测技术从体育运动到新生儿学、药理学监测、个人数字健康(列举几个应用)的应用都有着巨大的潜力。汗液管可以提供进入血液中携带的许多相同生物标记物、化学物或溶质的途径，并且可以提供重要的信息，使得人们甚至能够在任何体征前诊断疾病、健康状态、毒素、性能和其他生理特性。汗液具有许多与血液和组织液中发现的相同的分析物和分析物浓度。特别是对于大尺寸和更亲水的分析物(例如蛋白质)，组织液相比于汗液具有更接近血液浓度的更多分析物。

然而，对于两种流体尤其对于汗液的一个挑战是，汗液中的高浓度离子，例如Na⁺、K⁺、铵、Cl^-，pH和其他化学溶质能够干扰特定于分析物的传感器，例如用于皮质醇的适体传感器，或用于尿素的电流/离子选择性传感器。主要问题是这些干扰性溶质的浓度可能在宽的范围内变化。如果这些溶质在汗液中更稳定，则可以通过校准或其他合适的方法解决所产生的干扰。一种可能的解决方案是实时测量溶质浓度，并使用这些测量结果来校正其他传感器读数，然而，该解决方案无效地使用两个传感器来实现一个感测结果，并且将来自每个传感器的单独的误差合并。所需要的是简单但稳健的方法来化学地缓冲汗液感测装置中的汗液或生物流体样本，理想的是不降低时间保证的采样率。

发明内容

所公开的发明的实施例提供了用于缓冲汗液样本的装置和方法，以使得能够通过对盐度敏感的传感器或pH敏感的传感器来准确进行汗液分析物的浓度测量。所述装置的缓冲能力包括控制汗液样本的盐度和pH的能力，特别是通过管理汗液中的溶质，例如盐、H+，其他离子和其他汗液成分。这种控制的目的是通过改善目标分析物的可检测性，或改善分析物传感器的性能来增强特定的汗液感测装置应用。一些实施例还包括实现样本浓缩以增强低浓度汗液溶质的测量的部件。

附图说明

根据以下详细描述和附图将进一步理解所公开的发明的目的和优点，在附图中：

图1是用于生物感测的配置成实现汗液样本的化学缓冲的可佩戴装置的横截面图。

图2是所公开的发明的配置成提供汗液样本的缓冲和浓缩的可佩戴装置的图示，其中缓冲和浓缩部件被组合。

图3是所公开的发明的配置成提供汗液样本的缓冲和浓缩的可穿戴装置的图示，其中缓冲和浓缩部件是分开的。

定义

如本文所使用，“汗液”是指主要为汗液的生物流体，例如外分泌汗液或顶泌汗液，以及还可包括生物流体的混合物，例如汗液和血液，或汗液和组织液，只要生物流体混合物的平流运输(例如，流动)主要由汗液驱动。