[发明专利]机械地共置汗液刺激和感测

说明书

所公开的发明提供了一种汗液传感器设备(100)，其当需要刺激和感测时通过机械地共置感测和刺激组件(102、104)，以及当不需要刺激和/或感测时通过机械地移除刺激或感测组件(104、102)中的一个或两个，能够在皮肤(12)上的相同部位进行高性能刺激和感测。

背景技术

汗液感测技术在从田径运动到新生儿学、药理学监测、个人数字健康等等(仅举几例应用)具有巨大的应用潜力。汗液含有许多与血液承载的相同生物标记物、化学物质或溶质，并且可以提供重要的信息，使得人们能够在任何物理标志之前诊断疾病，健康状况、毒素、表现和其他生理属性。此外，可以测量出汗液本身、出汗的行为以及皮肤上、皮肤附近或皮肤之下的其他参数、属性、溶质或特征，以进一步揭示生理信息。

如果汗液具有如感测范例那样巨大的潜力，那么为什么其在婴儿氯化物检测中用于囊性纤维化或非法药物监测补丁的超过数十年的使用中没有出现？在数十年的汗液感测文献中，大多数医学文献利用粗糙、缓慢和不方便的汗液刺激过程，采集样本，将样本运送到实验室，然后由台式机器和训练有素的专家对样品进行分析。这个过程是如此劳力密集，复杂和昂贵，以至于在大多数情况下，人们也可以实施抽血，因为它是大多数形式的高性能生物标志物感测的金标准。因此，汗液感测尚未成为生物感测的最充分的机会和能力，特别是对于连续或重复的生物感测或监测。此外，尝试使用汗液来感测诸如葡萄糖之类的“圣杯(holy grails)”还没有成功地生产出可行的商业产品，降低公共感知的能力和汗液感测的机会空间。

在用于生物监测的所有其他生理流体(例如血液、尿液、唾液、眼泪)中，在没有技术的情况下，汗液采样率可以说是最不可预测的。然而，通过适当的技术应用，汗液可以在可预测的采样中超越所有其他无创生物流体。这是因为你无法轻易控制唾液或眼泪速度，而不会对用户造成任何后果(例如，眼睛干涩、流泪，在讲话时口干或唾液过多)。尿液也是困难的，因为控制尿液中生物标记物的稀释量而不会给用户或测试对象带来不便是非常具有挑战性的。重要的是，在需要时采样汗液以及以正确的汗液速率采样汗液是更有利的，因为生物流体分泌速率对于使生物流体提供与血液的生物标志物相关性是理想的(例如，太高的生物流体分泌会稀释生物标志物浓度，因为它可能没有时间通过扩散进入生物流体来平衡)。Sonner等人在“外泌汗腺的微流体学，包括生物标记物分配、运输和生物感测影响(The microfluidics of the eccrine sweat gland,including biomarkerpartitioning,transport,and biosensing implications)”，生物微流体学9,031301(2015)中提供了一个极好的总结。

发明内容

可以通过创造机械元件、化学物质、材料、传感器、电子器件、微流体学、算法、计算、软件、系统和其他特征或设计的新颖和先进的相互作用，以一种经济实惠、有效、方便、智能或可靠地将汗液感测和刺激技术随着汗液的产生而与汗液紧密接近的方式来解决上述许多缺点和限制。有了这样一项新发明，汗液感测可以成为作为生物感测平台的引人注目的新范例。

所公开的发明提供了一种汗液传感器设备，其当需要刺激和感测时通过机械地共置(co-locating)刺激和感测组件，以及当不需要刺激和感测时通过机械地移除刺激或感测组件，能够在皮肤上的相同部位进行高性能刺激和感测。

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，其中：

图1是根据所公开的发明的实施例的用于汗液生物感测的可穿戴设备的一部分的俯视图。

图2A是沿着图1中的线2A-2A截取的设备的横截面图，示出了与皮肤接触的感测组件。

图2B是图2A中的设备的横截面图，示出了与皮肤接触的刺激组件。

图3是沿着图1中的线3-3截取的设备的横截面图，示出了与皮肤接触的刺激组件。

图4是根据所公开的发明的实施例的用于汗液生物感测的可穿戴设备的一部分的俯视图。