用于表皮采样和感测的微流体系统的制作方法

文档序号:20599075发布日期:2020-05-01 21:28阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种用于监测生物流体性质的微流体系统,所述系统包括:

柔性衬底;

至少两个微流体网络,每个微流体网络被配置成独立地监测生物流体性质;其中

每个微流体网络包括:

微流体入口导管网络,所述微流体入口导管网络至少部分地嵌入所述衬底中或由所述衬底支撑;

生物流体入口,所述生物流体入口与所述微流体入口导管网络流体连接以在使用期间将生物流体从皮肤表面引入所述微流体入口导管;

多个储液室,每个储液室与所述微流体入口导管网络流体连接;以及

多个毛细管爆裂阀,所述多个毛细管爆裂阀与所述微流体导管网络流体连接,每个毛细管爆裂阀定位于流体相邻的储液室之间。

2.根据权利要求1所述的微流体系统,其进一步包括多个比色传感器,其中每个比色传感器定位于唯一的储液室中以监测所述生物流体性质。

3.根据权利要求1所述的微流体系统,其中所述至少两个微流体网络可以在以下方面彼此不同:(i)生物流体入口尺寸,(ii)所述多个储液室中的每一个的储液室体积,(iii)所述多个毛细管爆裂阀中的每一个的爆裂压力,(iv)化学介导的反应室的化学组合物,或(v)其任何组合。

4.根据权利要求1所述的微流体系统,其中第一微流体网络被配置成监测与低流量生物流体状态相关的生物流体参数,并且第二微流体网络被配置成监测与高流量生物流体状态相关的生物流体参数,并且所述生物流体性质为生物流体量;生物流体分析物浓度;生物标志物的存在或不存在;或其组合。

5.根据权利要求4所述的微流体系统,其中所述高生物流体流失状态比所述比低生物流体流失状态高至少10倍。

6.根据权利要求1所述的微流体系统,其中每个微流体网络进一步包括:至少一个微流体出口导管,每个微流体出口导管流体连接到所述多个储液室中的至少一个,并且被配置成减轻来自所述微流体入口导管网络的气体背压。

7.根据权利要求1所述的微流体系统,其中所述多个储液室彼此化学分离(chemicallydecoupled)以用于独立的生物流体性质检测和/或时序的生物流体性质监测。

8.根据权利要求1所述的微流体系统,其进一步包括多个毛细管爆裂阀,其中至少一个毛细管爆裂阀定位于流体相邻的储液室之间。

9.一种用于测量生物流体压力的微流体系统,所述系统包括:

柔性衬底;

多个储液器网络,所述多个储液器网络至少部分地嵌入所述柔性衬底中或由所述柔性衬底支撑,其中每个储液器网络包括:

储液室;

生物流体入口,所述生物流体入口通过毛细管爆裂阀流体连接到所述储液室,以将生物流体从皮肤表面引入所述储液室,其中所述毛细管爆裂阀具有爆裂压力;以及

出口,所述出口流体连接到所述储液室;

其中选择每个毛细管爆裂阀的所述爆裂压力以对应于来自所述皮肤表面的所述生物流体的压力范围。

10.根据权利要求9所述的系统,其中所述多个储液器网络中的至少一个具有唯一的毛细管爆裂阀压力。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的系统,其中在使用期间,所述生物流体入口与所述皮肤表面的生物流体源流体对准。

12.根据权利要求9至10中任一项所述的系统,其中每个储液器网络进一步包括至少一个比色传感器以提供光学读数。

13.根据权利要求9至10中任一项所述的系统,其中所述毛细管爆裂阀的至少一部分以串联配置的形式流体对准,并且其爆裂阀压力增大并且跨越大于0kpa且小于10kpa的范围。

14.一种用于测量生物流体性质的微流体系统,所述系统包括:

柔性衬底;

微流体入口导管网络,所述微流体入口导管网络至少部分地嵌入所述柔性衬底中或由所述柔性衬底支撑;

生物流体入口,所述生物流体入口流体连接到所述微流体入口导管网络以在使用期间将生物流体从所述皮肤表面引入所述微流体入口导管;

多个储液室,每个储液室与所述微流体入口导管网络流体连接;

多个毛细管爆裂阀,所述多个毛细管爆裂阀与所述微流体导管网络流体连接,每个毛细管爆裂阀定位于流体相邻的储液室之间;

微流体出口导管网络,所述微流体出口导管网络与所述多个储液室流体连接并且被配置成减轻来自所述微流体入口导管网络的气体背压;

多个比色传感器,每个比色传感器定位于唯一的储液室中以测量生物流体性质;

并且其中:(i)所述比色传感器中的至少一个具有用于测量氯化物的颜色响应试剂。

15.根据权利要求14所述的微流体系统,其进一步包括颜色指示剂条,所述颜色指示剂条定位于任何两个流体相邻的储液室之间。

16.根据权利要求14所述的微流体系统,其中:(i)所述比色传感器中的至少一个具有包括氯冉酸银的颜色响应试剂。

17.根据权利要求14所述的微流体系统,其中所述比色传感器被配置成测量所述生物流体中氯化物的浓度。

18.根据权利要求1、9或14中任一项所述的微流体系统,其进一步包括封盖层,所述封盖层连接到所述柔性衬底的面对皮肤的表面和/或背向表面。

19.一种微流体系统,其包括:

柔性衬底,所述柔性衬底具有面对皮肤的表面和背向表面;

微流体网络,所述微流体网络至少部分地嵌入所述柔性衬底中或由所述柔性衬底支撑;

传感器,所述传感器流体连接到所述微流体网络,其中所述微流体网络被配置成将生物流体从皮肤表面输送到所述传感器;以及

封盖层,所述封盖层具有封盖层面对皮肤的表面和背向表面,其中所述封盖层的所述背向表面粘附到所述衬底的所述面对皮肤的表面;其中所述柔性衬底至少部分地由热塑性弹性体或聚合物形成,所述热塑性弹性体或聚合物被配置成提供对蒸气或液体水传输的高阻挡性。

20.根据权利要求19所述的微流体系统,其中所述封盖层至少部分地由热塑性弹性体和添加剂形成。

21.根据权利要求20所述的微流体系统,其中所述柔性衬底和所述封盖层由共同的热塑性弹性体组合物形成。

22.根据权利要求19所述的微流体系统,其中所述柔性衬底和所述封盖层具有共同的添加剂。

23.根据权利要求20所述的微流体系统,其中所述热塑性弹性体是选自由以下组成的组的苯乙烯共聚物:苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯(sebs)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(sis)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(sbs)以及其任何组合。

24.根据权利要求20所述的微流体系统,其中所述热塑性弹性体的苯乙烯共聚物的重量分数选自10%到50%的范围内。

25.根据权利要求20所述的微流体系统,其中所述添加剂是烃化合物,其特征在于分子量小于用户选择的分子量。

26.根据权利要求25所述的微流体系统,其中所述添加剂是石蜡油。

27.根据权利要求20所述的微流体系统,其中所述热塑性弹性体的添加剂与苯乙烯共聚物的重量比选自1到3的范围内。

28.根据权利要求19至27中任一项所述的微流体系统,其中所述封盖层包括空间地分布的浮雕、凹陷、或浮雕和凹陷特征的图案,以实现期望的机械性质,同时保持对水蒸气或液体传输的高阻挡性。

29.根据权利要求28所述的微流体系统,其中所述图案包括对称图案。

30.根据权利要求28所述的微流体系统,其中选择所述图案以实现所述封盖层的与所述柔性衬底基本上匹配的期望的柔性和拉伸性机械性质。

31.根据权利要求30所述的微流体系统,其中所述机械性质是小于100mpa的杨氏模量、小于1nnm的净弯曲刚度、和/或小于5mm的厚度。

32.根据权利要求28所述的微流体系统,其中所述图案与所述微流体网络的至少一部分在空间上对准。

33.根据权利要求19所述的微流体系统,其中所述封盖层至少部分地由选自由以下组成的组的刚性聚合物形成:聚烯烃、聚酯、碳氟化合物、聚酰胺、聚酰亚胺以及其任何组合。

34.根据权利要求33所述的微流体系统,其中:所述聚烯烃选自由以下组成的组:聚乙烯、聚丙烯和聚异丁烯;所述聚酯选自由以下组成的组:聚对苯二甲酸乙二酯和聚萘二甲酸乙二酯;所述碳氟化合物选自由以下组成的组:聚偏二氯乙烯和聚四氟乙烯;所述聚酰胺是尼龙;和/或所述聚酰亚胺是聚氧二亚苯基-均苯四甲酰亚胺。

35.根据权利要求19所述的微流体系统,其进一步包括粘合层,所述粘合层在所述封盖层的所述面对皮肤的表面上;其中所述粘合层包括能够将系统可逆地粘合到皮肤表面的粘合剂化合物。

36.根据权利要求35所述的微流体系统,其中所述粘合层包括医用级丙烯酸。

37.根据权利要求36所述的微流体系统,其中所述衬底、所述封盖层、所述粘合剂化合物或其任何组合进一步包括增粘剂添加剂。

38.根据权利要求37所述的微流体系统,其中所述衬底、所述封盖层、或所述功能衬底和所述封盖层两者的增粘剂添加剂的重量分数介于30%到80%之间。

39.根据权利要求37所述的微流体系统,其中所述增粘剂添加剂是松香胶。

40.根据权利要求19至27中任一项所述的微流体系统,其中所述微流体网络包括多个储液器和微流体入口导管网络,所述微流体入口导管网络具有用于将所述生物流体引入所述微流体网络的生物流体入口;并且其中所述微流体出口导管网络流体连接到所述多个储液器。

41.根据权利要求40所述的微流体系统,其中所述微流体网络进一步包括流体连接到所述多个储液器的微流体出口导管网络、所述微流体入口导管网络和出口,并且其中所述出口被配置成(i)提供来自所述微流体入口导管网络的气体背压的释放,并且(ii)防止来自周围环境的液体进入所述微流体出口导管网络。

42.根据权利要求40所述的微流体系统,其中所述传感器是比色传感器。

43.根据权利要求40所述的微流体系统,其中所述传感器是电化学传感器。

44.根据权利要求19所述的微流体系统,其包括两个或更多个传感器,所述传感器包含至少一个比色传感器和一个电化学传感器。

45.根据权利要求44所述的微流体系统,其中所述比色传感器定位于所述多个储液器之一中。

46.根据权利要求44所述的微流体系统,其中所述电化学传感器定位于所述多个储液器之一中。

47.根据权利要求1、9、14或19所述的微流体系统,其进一步包括生物流体胶凝添加剂或吸收剂,所述生物流体胶凝添加剂或吸收剂包含在所述微流体网络内。

48.根据权利要求47所述的微流体系统,其中所述生物流体胶凝添加剂包括两种或更多种唯一的生物流体胶凝添加剂。

49.根据权利要求47所述的微流体系统,其中所述生物流体胶凝剂被配置成与所述生物流体混合或反应以增加生物流体粘度。

50.根据权利要求49所述的微流体系统,其中生物流体粘度比在与所述生物流体胶凝剂混合或反应之前的生物流体粘度增加了至少2倍。

51.根据权利要求47所述的微流体系统,其中所述生物流体胶凝剂包括纤维素或其衍生物。

52.根据权利要求51所述的微流体系统,其中所述生物流体胶凝剂是甲基纤维素或羟丙基甲基纤维素。

53.根据权利要求47所述的微流体系统,其中在所述多个储液器中的至少一个储液器中,所述生物流体胶凝剂与生物流体的重量比选自0.1到1的范围内。

54.根据权利要求1至53中任一项所述的微流体系统,其中所述衬底是功能衬底。

55.一种微流体系统,其包括:

柔性衬底;

微流体网络,所述微流体网络至少部分地嵌入所述柔性衬底中或由所述柔性衬底支撑;

传感器,所述传感器流体连接到所述微流体网络,其中所述微流体网络被配置成将生物流体从皮肤表面输送到所述传感器;以及

生物流体胶凝添加剂或生物流体吸收剂,所述生物流体胶凝添加剂或生物流体吸收剂包含在所述微流体网络中以减少来自所述微流体网络的生物流体流失。

56.根据权利要求55所述的微流体系统,其中所述微流体网络包括:

多个储液器;

生物流体入口,所述生物流体入口用于将生物流体引入所述微流体网络;以及

微流体入口导管网络,所述微流体入口导管网络流体连接到所述生物流体入口和所述多个储液器,以将生物流体引入所述储液器。

57.根据权利要求56所述的微流体系统,其中所述微流体网络进一步包括:

微流体出口导管网络,所述微流体出口导管网络流体连接到所述多个储液器;以及

出口,所述出口流体连接到所述微流体出口导管;

其中所述出口被配置成:

提供来自所述微流体入口导管网络的气体背压的释放,并且

防止来自所述系统周围环境的液体进入所述微流体出口导管网络。

58.根据权利要求55至57中任一项所述的微流体系统,其中所述传感器是比色传感器。

59.根据权利要求55至57中任一项所述的微流体系统,其中所述传感器是电化学传感器。

60.根据权利要求55至57中任一项所述的微流体系统,其包括两个或更多个传感器。

61.根据权利要求58所述的微流体系统,其中所述比色传感器定位于所述多个储液器之一中。

62.根据权利要求59所述的微流体系统,其中所述电化学传感器定位于所述多个储液器之一中。

63.根据权利要求55至57中任一项所述的微流体系统,其中所述生物流体胶凝添加剂定位于所述多个储液器中的至少一个储液器中。

64.根据权利要求55至57中任一项所述的微流体系统,其包括两种或更多种生物流体胶凝添加剂。

65.根据权利要求55至57中任一项所述的微流体系统,其中所述生物流体胶凝剂被配置成与所述生物流体混合或反应以增加生物流体粘度。

66.根据权利要求65所述的微流体系统,其中生物流体粘度比在与所述生物流体胶凝剂混合或反应之前的生物流体粘度增加了至少2倍。

67.根据权利要求55至57中任一项所述的微流体系统,其中所述生物流体胶凝剂至少部分地由纤维素或其衍生物形成。

68.根据权利要求67所述的微流体系统,其中所述生物流体胶凝剂是甲基纤维素或羟丙基甲基纤维素。

69.根据权利要求55至57中任一项所述的微流体系统,其中在所述多个储液器中的至少一个储液器中,所述生物流体胶凝剂与生物流体的重量比选自0.1到1的范围内。

70.根据权利要求55至57中任一项所述的微流体系统,其进一步包括封盖层,所述封盖层具有封盖层面对皮肤的表面和背面,其中所述背面粘着到所述衬底的面对皮肤的表面。

71.根据权利要求55至57中任一项所述的微流体系统,其中所述衬底至少部分地由具有添加剂的热塑性弹性体形成。

72.根据权利要求70所述的微流体系统,其中所述封盖层至少部分地由热塑性弹性体和添加剂形成。

73.根据权利要求72所述的微流体系统,其中所述衬底和所述封盖层各自包括:共同的热塑性弹性体组合物或不同的热塑性弹性体组合物。

74.根据权利要求72至73中任一项所述的微流体系统,其中所述衬底和所述封盖层具有共同的添加剂。

75.根据权利要求72所述的微流体系统,其中所述热塑性弹性体是选自由以下组成的组的苯乙烯共聚物:苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯(sebs)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(sis)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(sbs)以及其任何组合。

76.根据权利要求75所述的微流体系统,其中所述热塑性弹性体的苯乙烯共聚物的重量分数选自10%到50%的范围内。

77.根据权利要求72所述的微流体系统,其中所述添加剂是烃化合物,其特征在于分子量小于用户选择的分子量。

78.根据权利要求77所述的微流体系统,其中所述添加剂是石蜡油。

79.根据权利要求70所述的微流体系统,其中所述热塑性弹性体的添加剂与苯乙烯共聚物的重量比选自1到3的范围内。

80.根据权利要求70所述的微流体系统,其中所述封盖层包括空间地分布的浮雕、凹陷、或浮雕和凹陷特征的图案,以实现期望的机械性质,同时保持对水蒸气或液体传输的高阻挡性。

81.根据权利要求80所述的微流体系统,其中所述图案包括对称图案。

82.根据权利要求80所述的微流体系统,其中选择所述图案以实现所述封盖层的与所述柔性衬底基本上匹配的期望的柔性和拉伸性机械性质,其中所述机械性质是杨氏模量、弯曲刚度或平均厚度中的一个或多个。

83.根据权利要求81至82中任一项所述的微流体系统,其中所述图案与所述微流体网络的至少一部分在空间上对准。

84.根据权利要求70所述的微流体系统,其中所述封盖层至少部分地由选自由以下组成的组的刚性聚合物形成:聚烯烃、聚酯、碳氟化合物、聚酰胺、聚酰亚胺以及其任何组合。

85.根据权利要求84所述的微流体系统,其中:所述聚烯烃选自由以下组成的组:聚乙烯、聚丙烯和聚异丁烯;所述聚酯选自由以下组成的组:聚对苯二甲酸乙二酯和聚萘二甲酸乙二酯;所述碳氟化合物选自由以下组成的组:聚偏二氯乙烯和聚四氟乙烯;所述聚酰胺是尼龙;和/或所述聚酰亚胺是聚氧二亚苯基-均苯四甲酰亚胺。

86.根据权利要求55所述的微流体系统,其进一步包括粘合层,所述粘合层在所述封盖层的所述面对皮肤的表面上;其中所述粘合层包括能够将系统可逆地粘合到皮肤表面的粘合剂化合物。

87.根据权利要求86所述的微流体系统,其中所述粘合层包括医用级丙烯酸。

88.根据权利要求86所述的微流体系统,其中所述衬底、所述封盖层、所述粘合层或其任何组合进一步包括增粘剂添加剂。

89.根据权利要求88所述的微流体系统,其中所述衬底、所述封盖层或所述衬底和所述封盖层两者的增粘剂添加剂的重量分数介于30%到80%之间。

90.根据权利要求88所述的微流体系统,其中所述增粘剂添加剂是松香胶。

91.根据权利要求1、9、14、19或55中任一项所述的微流体系统,其进一步包括排出口,所述排出口与所述储液室流体连接以从所述储液室中去除生物流体。

92.一种用于测量来自皮肤表面的生物流体的特征的可表皮安装的微流体系统;所述系统包括:

柔性衬底;

生物流体入口,所述生物流体入口嵌入所述衬底或由所述衬底支撑以从所述皮肤表面接收所述生物流体;以及

微流体通道,所述微流体通道流体连接到所述生物流体入口以从所述生物流体入口接收所述生物流体的至少一部分,所述微流体通道具有图案化光栅;

其中通过所述图案化光栅的入射电磁辐射的传输随所述微流体通道中的生物流体量的变化而变化。

93.根据权利要求92所述的系统,其中所述表皮微流体系统进一步包括与所述图案化光栅光通信的指示器;其中通过所述光栅的入射电磁辐射的传输的变化改变了所述指示器的外观。

94.根据权利要求92所述的系统,其中所述图案化光栅包括亲水聚合物;并且其中当腔室充满所述生物流体时,通过所述图案化光栅的入射电磁辐射的传输增加。

95.根据权利要求92所述的系统,其中所述图案化光栅包括疏水聚合物;并且其中当腔室充满所述生物流体时,通过所述图案化光栅的入射电磁辐射的传输减小。

96.根据权利要求92至95中任一项所述的系统,其中所述表皮微流体系统进一步包括排出口,所述排出口与所述储液室流体连接以从所述储液室中去除所述生物流体。

97.根据权利要求92至95中任一项所述的系统,其进一步包括粘合层。

98.根据权利要求97所述的系统,其中所述粘合层包括能够可逆地粘合到所述皮肤表面的粘合剂。

99.根据权利要求97所述的系统,其中所述粘合层包括医用级丙烯酸或医用级硅酮。

100.根据权利要求96所述的系统,其中所述排出口包括两个出口。

101.根据权利要求96所述的系统,其进一步包括:毛细管爆裂阀,所述毛细管爆裂阀流体连接到所述排出口和所述储液室。

102.根据权利要求101所述的系统,其中所述毛细管爆裂阀定位于所述排出口与所述储液室之间。

103.根据权利要求92所述的系统,其中所述图案化光栅是纳米图案化或微图案化的。

104.一种用于测量生物流体的特征的表皮微流体系统;所述系统包括:

柔性衬底;

收集层,所述收集层嵌入所述柔性衬底中或由所述柔性衬底支撑,其中所述收集层促进所述生物流体从所述皮肤表面的输送;

至少一个储液室,所述储液室嵌入所述柔性衬底中或由所述柔性衬底支撑并且流体连接到所述收集层,所述储液室具有:

吸收剂,所述吸收剂被提供以从所述收集层接收所述生物流体的至少一部分;以及

传感器,所述传感器用于测量所述吸收剂接收的所述生物流体的特征;其中所述吸收剂提供用于输送所述生物流体的力,所述力大于用于输送所述生物流体的所述收集层的毛细管力。

105.一种用于测量生物流体的特征的表皮微流体系统,所述系统包括:

柔性衬底;

射频(rf)加热器,所述rf加热器嵌入所述柔性衬底中或由所述柔性衬底支撑;其中所述rf加热器能够提高所述皮肤表面的温度,从而提高所述生物流体的释放速率;

至少一个传感器,所述至少一个传感器嵌入所述柔性衬底中或由所述柔性衬底支撑以测量所述生物流体的特征。

106.根据权利要求104至105中任一项所述的表皮微流体系统,其中所述生物流体特征是汗液流失的量或来自皮肤表面的生物标志物的存在或不存在。

107.根据权利要求104至105中任一项所述的系统,其中所述传感器是电子传感器。

108.根据权利要求107所述的系统,其中所述电子传感器包括一个或多个高灵敏度电极,所述电极被配置成测量由所述吸收剂接收的生物流体引起的电参数的变化。

109.根据权利要求108所述的系统,其中所述电参数是电容。

110.根据权利要求104至105中任一项所述的系统,其中所述传感器包括一种或多种比色测定试剂。

111.根据权利要求104至105中任一项所述的系统,其进一步包括无线通信装置,所述无线通信装置用于传输与来自所述皮肤表面的所述生物流体的特征相对应的无线信息。

112.根据权利要求1、9、14、19、55、92、104或105中任一项所述的系统,其中所述柔性衬底包括选自由以下组成的组的材料:聚二甲基硅氧烷(pdms)、聚氨酯、纤维素纸、纤维素海绵、聚氨酯海绵、聚乙烯醇海绵、硅酮海绵、聚苯乙烯、聚酰亚胺、su-8、蜡、烯烃共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚碳酸酯、聚氯乙烯、壳聚糖以及其任何组合。

113.根据权利要求1、9、14、19、55、92、104或105中任一项所述的系统,其进一步包括粘合层,所述粘合层被配置成将所述系统安装到皮肤表面。

114.根据权利要求113所述的系统,其中所述粘合层将所述系统可逆地粘合到所述皮肤表面。

115.根据权利要求114所述的系统,其中所述粘合层包括医用级丙烯酸或医用级硅。

116.根据权利要求1、9、14、19、55、92、104或105中任一项所述的系统,其进一步包括保护层,所述保护层嵌入所述柔性衬底中或由所述柔性衬底支撑。

117.根据权利要求116所述的系统,其中所述保护层防止生物流体从所述储液室或所述汗液传感器逸出。

118.根据权利要求116所述的系统,其中所述保护层是聚乙烯。

119.根据权利要求104所述的系统,其中所述收集层的平均厚度选自50μm到1mm的范围内。

120.根据权利要求104或119所述的系统,其中所述收集层是网格。

121.根据权利要求104或119所述的系统,其中所述收集层具有多个孔,所述多个孔的平均直径选自10μm到250μm的范围内。

122.根据权利要求104或119所述的系统,其中所述收集层是聚酯。

123.根据权利要求1、9、14、19、55、92、104或105中任一项所述的系统,所述系统并入到手套中。

124.根据权利要求1、9、14、19、55、92、104或105中任一项所述的系统,其中所述生物流体性质是视觉上可观察到的。

125.根据权利要求1、9、14、19、55、92、104或105中任一项所述的系统,其中对应于所述生物流体性质的信号从所述系统传输到外部接收装置。

126.根据权利要求1、9、14、19、55、92、104或105中任一项所述的系统,其中所述生物流体性质是汗液量、出汗率或汗液流失中的一个或多个。

127.根据权利要求1、9、14、19、55、92、104或105中任一项所述的系统,其中所述生物流体性质是ph。

128.根据权利要求1、9、14、19、55、92、104或105中任一项所述的系统,其中所述生物流体性质包括所述生物流体或其组分中分析物的存在、量或浓度。

129.根据权利要求128所述的系统,其中所述分析物是所述生物流体或其组分中的电解质、代谢物或生物标志物。

130.根据权利要求1、9、14、19、55、92、104或105中任一项所述的系统,其中传感器微流体通道或储液器中生物流体的前沿随时间变化进行感测。

131.根据权利要求130所述的系统,其中所述前沿被视觉地感测或使用光电探测器测量。

132.根据权利要求1、9、14、19、55、92、104或105中任一项所述的系统,其中所述柔性衬底是功能衬底。

133.根据权利要求1、9、14、19、55、92、104或105中任一项所述的系统,其进一步包括电子传感器,所述电子传感器可操作地连接到所述微流体网络,其中生物流体的量与所述传感器测量的电阻率或电导率参数成比例。

134.根据权利要求1、9、14、19、55、92、104或105中任一项所述的系统,其包括包括所述微流体网络的一次性部分和对应于电子装置的可重复使用部分,其中所述一次性部分和可重复使用部分通过一个或多个可选择性释放的耦合元件彼此连接。

135.根据权利要求134所述的系统,其中所述可选择性释放的耦合元件包括磁体。

136.根据权利要求1、9、14、19、55、92、104或105中任一项所述的系统,其包括多个不同的组件层,所述多个不同的组件层以堆叠式配置布置。

137.一种分析来自受试者的生物流体的方法,所述方法包括以下步骤:

使根据权利要求1、9、14、19、55、92、104或105中任一项所述的柔性衬底与受试者的皮肤表面接触;以及

分析来自所述皮肤表面的所述生物流体。

138.根据权利要求137所述的方法,其中所述生物流体是汗液。

139.根据权利要求137所述的方法,其中所述受试者是人类受试者。

140.根据权利要求137所述的方法,其中所述受试者是正在经受诊断程序的人类受试者。

141.根据权利要求137所述的方法,其中所述受试者是正在经受治疗程序的人类受试者。

142.根据权利要求137所述的方法,其中所述受试者是正在监测病情的存在、发作或进展的人类受试者。

143.根据权利要求137所述的方法,其中所述受试者是正在进行健身活动的人类受试者。

144.根据权利要求137所述的方法,其进一步包括:通过以下一项或多项增加所述系统中的生物流体滞留的步骤:

增加所述微流体网络中的生物流体粘度;和/或

将生物流体吸收到吸收剂中。

145.根据权利要求137所述的方法,其中所述分析包括:观察所述微流体网络的至少一部分中的生物流体体积;和/或观察储液室中的比色变化。

146.根据权利要求137所述的方法,其中所述接触包括使所述柔性衬底与所述皮肤表面适形地接触。


技术总结
提供了用于监测生物流体性质的微流体系统和相关方法。特殊配置的微流体网络和相关结构支撑和功能元件,包括柔性衬底、封盖层以及流体导管和控制器提供可靠的生物流体收集。光学组件和指示器提供可靠且易于观察的读数,所述读数包含多种生物流体性质中任一种的读数,包含直接来自在所述微流体网络中收集的生物流体的读数。

技术研发人员:约翰·A.·罗杰斯;徐正一;泰勒·R.·雷;乔纳森·T.·里德;尤里纳·关根;伊美·J.·邦多德卡;张一;郭合夏;金盛邦;戴安娜·奥斯托吉奇
受保护的技术使用者:西北大学;伊利诺伊大学理事会
技术研发日:2018.06.01
技术公布日:2020.05.01
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