專利名稱：生理活性物質(zhì)采集設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生理活性物質(zhì)采集設(shè)備，具體地，涉及用來從活體體表表面獲取生理活性物質(zhì)的生理活性物質(zhì)采集設(shè)備。
背景技術(shù)：
獲取關(guān)于活體的壓力、情緒、月經(jīng)周期和其它狀況的信息(下文，“關(guān)于活體的信息”或簡(jiǎn)單地稱為“生物信息”)的已知方法包括基于涉及例如詢問和感官問卷的心理評(píng)價(jià)、測(cè)量例如腦電波或肌電的生理測(cè)試以及涉及利用例如工作記錄的行為測(cè)試的生物信息采集方法。例如，JP-A-2006-94969(專利文獻(xiàn)1)公開了基于心率確定月經(jīng)周期的方法。日本專利第2582957號(hào)(專利文獻(xiàn)2)公開了監(jiān)測(cè)體溫波動(dòng)和心率的生物活動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。近年來，研發(fā)出利用血液、尿或唾液中所包含的生物活性物質(zhì)作為指標(biāo)來獲取關(guān)于活體信息的更簡(jiǎn)單的技術(shù)。例如，JP-A-11-38004 (專利文獻(xiàn)3)公開了利用唾液中腎上腺皮質(zhì)類固醇和/或其代謝產(chǎn)物的濃度作為指標(biāo)來定量壓力的方法。JP-A-2000-131318(專利文獻(xiàn)4)公開了利用血液或身體其它部分中所包含的生物物質(zhì)(例如，內(nèi)啡肽、多巴胺、免疫球蛋白A和前列腺素D2)將壓力等級(jí)分為“舒適的”或“不舒適的”的方法。

發(fā)明內(nèi)容
利用血液、尿或唾液中所包含的生理活性物質(zhì)作為指標(biāo)的生物信息采集方法是有利的，原因在于這些方法比涉及心理評(píng)價(jià)、生理測(cè)試或行為測(cè)試的方法更簡(jiǎn)單，并且不需要大型設(shè)備。另一方面，該方法需要采集血液、尿和唾液用于定量生理活性物質(zhì)的步驟。例如， 當(dāng)使用血液時(shí)，血液采集對(duì)受驗(yàn)者可能會(huì)是精神或身體上的苛求。與血液采集相關(guān)的精神和身體負(fù)擔(dān)本身就可以視為壓力，并可引起受驗(yàn)者的狀況(包括壓力和情緒)發(fā)生變化，進(jìn)而妨礙生物信息的準(zhǔn)確獲取。使用尿和唾液可以回避在血液采集中引起的疑難醫(yī)療實(shí)踐問題，并可以減輕對(duì)受驗(yàn)者造成的精神和身體負(fù)擔(dān)。然而，很難在一段時(shí)間內(nèi)或平穩(wěn)地采集尿和唾液，并且因?yàn)槟蚧蛲僖翰杉c身體的尿或唾液中所包含的生理活性物質(zhì)的代謝之間存在時(shí)滯，所以難于實(shí)時(shí)地獲得生物信息。進(jìn)一步地，雖然尿或唾液采集不像血液采集那樣產(chǎn)生如此大的精神或身體負(fù)擔(dān)，但它仍使受驗(yàn)者強(qiáng)烈地意識(shí)到采集過程，給生物信息的準(zhǔn)確獲取帶來困難。因此，需要可用于以方便和微創(chuàng)的方式穩(wěn)定地從活體采集生理活性物質(zhì)的生理活性物質(zhì)采集設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，提供了生理活性物質(zhì)采集設(shè)備，其包括采集部，該采集部與活體的體表表面接觸以從體表表面獲取生理活性物質(zhì)；以及送液裝置，用于將溶劑輸送至采集部，該采集部具有開口(aperture)，在該開口處從送液裝置輸送流動(dòng)的溶劑與體表表面接觸。在生理活性物質(zhì)采集設(shè)備中，在采集部該溶劑與活體的體表表面接觸從而使采集的生理活性物質(zhì)能夠進(jìn)入該溶劑。
優(yōu)選地，該生理活性物質(zhì)采集設(shè)備進(jìn)一步包括采集單元，利用該采集單元可將在該開口處與體表表面接觸的溶劑注入容器中，該容器由經(jīng)歷彈性變形的彈性自密封的密封部件密封，其中該采集單元包括能夠穿過該密封部件的空心針，并通過該空心針針端處的孔排出溶劑。優(yōu)選地，該生理活性物質(zhì)采集設(shè)備進(jìn)一步包括第一驅(qū)動(dòng)單元，使空心針向下移動(dòng)從而穿過密封部件將針端放置在容器內(nèi)部，并使空心針向上移動(dòng)從而穿過密封部件從容器中拔出針端；以及喂進(jìn)器(feeder)，用于將容器逐個(gè)放在空心針下方。 優(yōu)選地，該生理活性物質(zhì)采集設(shè)備進(jìn)一步包括廢液接收器，在空心針的針端在容器之外時(shí)該廢液接收器位于空心針和容器之間以便接收通過該孔排出的溶劑；以及第二驅(qū)動(dòng)單元，其在空心針向下移動(dòng)之前將廢液接收器從空心針和容器之間撤出。該生理活性物質(zhì)采集設(shè)備可進(jìn)一步包括送氣單元，其輸送空氣給采集部從而選擇性地將溶劑和空氣引入采集部。通過選擇性地將溶劑和空氣引入采集部，能夠以空氣所分隔的預(yù)定體積的流對(duì)于在采集部處與活體的體表表面接觸的溶劑進(jìn)行采集。期望地，在該生理活性物質(zhì)采集設(shè)備中，該采集部包括基板，其包含流動(dòng)該溶劑的流路、用于該流路的溶劑入口、用于該流路的溶劑出口、以及位于流路的入口和出口之間的開口，并且可從采集部更換基板。該生理活性物質(zhì)采集設(shè)備可進(jìn)一步包括定量部，用于定量生理活性物質(zhì)；以及確定部，用于基于生理活性物質(zhì)的定量值自動(dòng)確定和獲取關(guān)于活體的信息。此處，生理活性物質(zhì)可以例如是，皮質(zhì)醇、單胺(一元胺)、雌激素或生長(zhǎng)激素。以這種方式，可以獲取關(guān)于活體的壓力、情緒、月經(jīng)周期、運(yùn)動(dòng)效應(yīng)的信息作為該信息。如本文使用的，“關(guān)于活體的信息”不僅涵蓋關(guān)于例如壓力、情緒、月經(jīng)周期和運(yùn)動(dòng)效應(yīng)的信息，而且還涵蓋了關(guān)于睡眠(清醒水平，wakefulness level)、健康狀況和晝夜節(jié)律(生物節(jié)律)的信息?！扒榫w”的含義涵蓋了例如興奮、恐懼、憤怒、攻擊、舒適、以及焦慮?！吧砘钚晕镔|(zhì)”包括存在于活體中、并對(duì)該活體有生理效應(yīng)和藥理作用從而參與包括壓力、情緒、月經(jīng)周期和新陳代謝在內(nèi)的活體狀態(tài)變化的各種物質(zhì)。生理活性物質(zhì)的具體實(shí)例包括諸如皮質(zhì)醇和雌二醇的類固醇激素、諸如腎上腺素和多巴胺的兒茶酚胺，以及諸如催產(chǎn)素和內(nèi)啡肽的生理活性肽(參見下表1)。因此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的生理活性物質(zhì)采集設(shè)備可用于以方便和微創(chuàng)的方式，穩(wěn)定地從活體中采集生理活性物質(zhì)。


圖1是說明根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的生理活性物質(zhì)采集設(shè)備的示意性結(jié)構(gòu)的透視圖。圖2是說明在生理活性物質(zhì)采集設(shè)備中的溶劑流動(dòng)的框圖。圖3A和圖3B是說明采集部的配置的示意圖。圖4是說明從體表表面獲取生理活性物質(zhì)的過程的示意圖。圖5A和圖5B是說明保持件(holder)配置的示意圖；圖5C是說明保持件的操作示意圖。圖6A和圖6B是說明包括空心針的采集單元配置的示意圖。
圖7是說明包括空心針的采集單元的操作示意圖。圖8是說明采集部的變形例的配置的示意圖。圖9A和圖9B是說明采集部的另一變形例的配置的示意圖。圖IOA和圖IOB是說明采集部的又一變形例的配置的示意圖。圖IlA和圖IlB是說明從手指的皮膚表面獲取生理活性物質(zhì)的方法的示意圖(實(shí)施例1)。圖12是表示利用高效液相色譜(HPLC)對(duì)一名受驗(yàn)者的皮質(zhì)醇水平進(jìn)行測(cè)量的結(jié)果的圖表(實(shí)施例1)。圖13中的A至F表示利用高效液相色譜(HPLC)對(duì)六名受驗(yàn)者的皮質(zhì)醇水平進(jìn)行測(cè)量的結(jié)果的圖表(實(shí)施例1)。圖14是表示從標(biāo)準(zhǔn)皮質(zhì)醇溶液中獲得的SPR曲線的圖表(實(shí)施例1)。圖15A和圖15B是表示從標(biāo)準(zhǔn)皮質(zhì)醇溶液中獲得的SI3R移位圖，和標(biāo)準(zhǔn)曲線的圖表(實(shí)施例1)。圖16是表示利用高效液相色譜(HPLC)對(duì)去甲腎上腺素水平和L-DOPA水平進(jìn)行測(cè)量的結(jié)果的圖表(實(shí)施例2)。圖17是表示利用高效液相色譜(HPLC)對(duì)血清素水平進(jìn)行測(cè)量的結(jié)果的圖表(實(shí)施例3)。圖18是利用酶免疫測(cè)定法(ELISA)對(duì)雌二醇水平進(jìn)行測(cè)量的結(jié)果的圖表(實(shí)施例4)。圖19是利用酶免疫測(cè)定法(ELISA)對(duì)生長(zhǎng)激素水平進(jìn)行測(cè)量的結(jié)果的圖表(實(shí)施例5)。
具體實(shí)施例方式下面將參考附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。應(yīng)當(dāng)注意，下列實(shí)施方式僅為本發(fā)明的示例性表示，而不應(yīng)被理解為限制本發(fā)明的范圍。將按照下列順序進(jìn)行描述。1、根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的生理活性物質(zhì)采集設(shè)備
(1)概述
(2)整體配置
(3)采集部
(4)采集單元
(5)定量部和確定部
2、根據(jù)第一實(shí)施方式的變形例的生理活性物質(zhì)采集設(shè)備
(1)第一變形例
(2)第二變形例
(3)第三變形例
3、生理活性物質(zhì)和生物信息
1、根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的生理活性物質(zhì)采集設(shè)備
(1)概述
為了精確地感測(cè)生物信息，本發(fā)明人對(duì)用于從活體采集生理活性物質(zhì)的技術(shù)進(jìn)行了深入研究。本發(fā)明人首次發(fā)現(xiàn)了生理活性物質(zhì)可從諸如手指和手掌表面的體表表面獲取，正如下面實(shí)施例中詳細(xì)描述的。通常的慣例是從諸如血液、尿和唾液的體液中獲取生理活性物質(zhì)。據(jù)本發(fā)明人了解，還沒有關(guān)于從生物體的體表表面獲取生理活性物質(zhì)的報(bào)道。從體表表面獲取生理活性物質(zhì)的詳細(xì)機(jī)制還不明確。然而，存在以下可能體表表面上可能存在分泌至(例如)汗水和皮脂中的生理活性物質(zhì)。另一種可能性是血液中的生理活性物質(zhì)透過體表表面細(xì)胞到達(dá)體表表面。因?yàn)樵S多生理活性物質(zhì)可溶于脂質(zhì)并可以滲透通過細(xì)胞，所以從體表表面獲取的生理活性物質(zhì)很可能是分泌到皮脂中或已透過細(xì)胞的生理活性物質(zhì)。認(rèn)識(shí)到需要可用來從活體的體表表面獲取生理活性物質(zhì)的生理活性物質(zhì)采集設(shè)備，基于這些新發(fā)現(xiàn)做出了本發(fā)明。(2)整體配置圖1是說明根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的生理活性物質(zhì)采集設(shè)備的示意性結(jié)構(gòu)的透視圖。在圖1中，生理活性物質(zhì)采集設(shè)備A被配置為包括用于與活體的表面(在下文也稱為“體表表面”)接觸從而從體表表面獲取生理活性物質(zhì)的采集部1、用于輸送溶劑至采集部1的送液?jiǎn)卧?、用于輸送空氣至采集?的送氣單元，以及采集單元，利用該采集單元將在采集部1處與體表表面接觸的溶劑注入容器5。該溶劑可以是水或各種有機(jī)溶劑。例如，可以使用乙醇水溶液。在圖1中，將溶劑罐2設(shè)置為送液?jiǎn)卧牟考?。除了溶劑?之外，該送液?jiǎn)卧€由用于將溶劑罐2內(nèi)的溶劑輸送到采集部1的其它部件構(gòu)成，諸如泵、管和閥門。將空氣罐 3設(shè)置為送氣單元的組件。除了空氣罐3之外，該送氣單元還由用于將空氣罐3內(nèi)的氣輸送至采集部1的其它部件構(gòu)成，諸如泵、管和閥門?？諝夤?用作防止灰塵和雜質(zhì)微粒吸進(jìn)管或閥門的過濾器。在圖1中，將空心針6設(shè)置為該采集單元的部件。除了空心針6之外，該采集單元還有用于將在采集部1處與體表表面接觸的溶劑輸送到空心針6中的其它部件，諸如泵、管和閥門。空心針6被配置為使得在與體表表面接觸之后從采集部1輸送的溶劑通過針端處的孔排出，并用來將該溶劑注入設(shè)置在下方的容器5中。圖2是說明在該生理活性物質(zhì)采集設(shè)備A中的溶劑流動(dòng)的框圖。采集部1連接到用來輸送來自溶劑罐2的液體的流路。采集部1還連接到用來輸送來自空氣罐3的空氣的流路。采集部1也連接到通過該流路將與體表表面接觸的溶劑、以及空氣輸送到空心針6的流路。通用管可用于這些流路。為每個(gè)流路設(shè)置通用泵(泵21、 31、61)，從而輸送液體或空氣。將溶劑罐2連接到采集部1的管，以及將空氣罐3連接到采集部1的管合并在采集部1的上游側(cè)。參考該圖，閥門22和閥門32設(shè)置在通往溶劑罐2和空氣罐3的接合處的通路上。在該生理活性物質(zhì)采集設(shè)備A中，閥門22和閥門32在系統(tǒng)控制單元(未示出) 的控制下打開和關(guān)閉從而選擇性地將溶劑和空氣引入到采集部1中。在該圖中，針對(duì)將采集部1連接到空心針6的管設(shè)置閥門62。閥門62在系統(tǒng)控制單元的控制下打開和關(guān)閉，并用于開始和停止溶劑從空心針6中的排出。該系統(tǒng)控制單元設(shè)置在圖1所示的控制箱8內(nèi)部。在該生理活性物質(zhì)采集設(shè)備A中，優(yōu)選地，溶劑流動(dòng)所通過的管、閥門和泵由不容易附著生理活性物質(zhì)的材料制成，或?qū)λ鼈冞M(jìn)行表面處理使其難以吸附生理活性物質(zhì)。返回參考圖1，空心針6可沿著垂直方向移動(dòng)。當(dāng)將與體表表面接觸之后由采集部 1輸送的溶劑注入容器5時(shí)，空心針6向下移動(dòng)。隨著空心針6向下，該針端插入安置在下方的容器5中，通過該針端處的孔排出的溶劑被引入容器5中。另一方面，隨著空心針6向上并且該針端在容器5之外時(shí)，由位于空心針6和設(shè)置在下面的容器5之間的廢液接收器7 (下文，“廢液盤7”)接收通過針端處的孔排出的溶劑。 廢液盤7所采集的溶劑被輸送到廢液罐4并儲(chǔ)存在其中。廢液盤7被配置為在向下移動(dòng)空心針6之前從空心針6和容器5之間撤出，以便不干擾空心針6的垂直移動(dòng)(將參考圖 6A和6B和圖7詳細(xì)地描述)。優(yōu)選地，多于一個(gè)的容器5安裝在生理活性物質(zhì)采集設(shè)備A中。通過安裝多于一個(gè)的容器5，該生理活性物質(zhì)采集設(shè)備A可以采集更大容量的樣品、或可以在每個(gè)不同的容器中采集來自不同活體的樣品或來自體表表面不同部位的樣品。利用多于一個(gè)的容器5，也可以隨著時(shí)間的推移或在不同時(shí)間點(diǎn)從同一活體或體表表面采集樣品。應(yīng)注意，如本文所使用的，“樣品”是指已與體表表面接觸并包含生物物質(zhì)的溶劑，并涵蓋了被采集為用于比較而未與體表表面接觸的溶劑。在本實(shí)施方式中，設(shè)置了傳送鏈(喂進(jìn)器，feeder)，其將容器5逐個(gè)地設(shè)置在位于空心針6下方的位置中。隨著傳送鏈連續(xù)地在空心針6下方饋送容器5，空心針6上下移動(dòng)，從而將該樣品連續(xù)注入每個(gè)容器5(將參考圖6A和圖6B詳細(xì)地描述)中。請(qǐng)注意，喂進(jìn)器并不限于傳送鏈，其可以通過多種裝置實(shí)現(xiàn)，只要可以將容器5逐個(gè)饋送至空心針6下方即可。在該圖中，上蓋10覆蓋了生理活性物質(zhì)采集設(shè)備A的上部。上蓋10可以打開和閉合從而將容器5安裝在傳送鏈上，以及將容器5從傳送鏈移走。打開和閉合下蓋9，從而替換溶劑罐2、空氣罐3和廢液罐4。(3)采集部下面參考圖3A和圖3B，以及圖4描述采集部1的配置。圖3A和圖3B是說明采集部1的配置的示意圖，其中，圖3A示出頂視圖，圖3B示出沿著圖3A中的P-P截取的橫斷面視圖。圖4是說明從體表表面獲取生理活性物質(zhì)的過程的橫斷面示意圖。采集部1的兩個(gè)主要部件是固定基板(anchor substrate) 11和采集基板12。該固定基板11被設(shè)置為固定至生理活性物質(zhì)采集設(shè)備A的主體。采集基板12可拆卸地設(shè)置在固定基板11上，并且是可更換的。采集基板12包括使輸送到其中的溶劑流動(dòng)的流路121、使溶劑流入流路121的入口 122，以及使溶劑流出流路121的出口 123。該固定基板11包括流路111和流路112，其中，從溶劑罐2輸送的溶劑通過流路111流動(dòng)，輸送到空心針6的溶劑通過流路112流動(dòng)。 在該圖中，箭頭F1和F2表示輸送到固定基板11中的流路或從其排出的溶劑的流向。采集基板12具有設(shè)置在流路121的入口 122和出口 123之間的開口 124，并且其在該基板上側(cè)向外打開。開口 124用來使流路121中流動(dòng)的溶劑與體表表面接觸。具體地， 如圖4所示，隨著體表表面S緊密地附至流動(dòng)有溶劑的流路121的開口 124，填充流路121的溶劑與體表表面S接觸，并且將存在于體表表面S上的生理活性物質(zhì)采集在該溶劑中。然后，將與體表表面S接觸的溶劑輸送到空心針6，如箭頭F2所指示的。此處，通過利用如參考圖2描述的、在控制下打開和關(guān)閉閥門22和32，選擇性地將來自溶劑罐2和空氣罐3的溶劑和空氣引入采集部1中，與體表表面S接觸的溶劑能夠以被空氣分隔的預(yù)定體積輸送到空心針6。具體地，隨著體表表面S緊密地附至開口 124，預(yù)定體積的溶劑被輸送到流路121。然后，空氣被輸送到流路121從而通過空氣對(duì)流路121中的溶劑流進(jìn)行分隔。然后，預(yù)定體積的溶劑又被輸送到流路121。通過依次引入空氣和溶劑， 可將已與體表表面S接觸的溶劑按照被空氣分隔的預(yù)定體積輸出至空心針。以這種方式， 可以抑制所采集的樣品中的生理活性物質(zhì)被稀釋，并可以劃分出從不同活體或體表表面的不同部位采集的樣品并將它們采集在不同的容器中。體表表面S已被描述為指尖。然而，對(duì)作為生理活性物質(zhì)采集部位的體表表面S 沒有特別限制，盡管諸如手指和手掌表面的皮膚表面是方便的。優(yōu)選地，開口 124具有允許采集部位處的皮膚表面可被緊密依附的形狀，該形狀取決于生理活性物質(zhì)的采集部位。為了更緊密地依附至開口 124，可利用例如膠帶或帶子將體表表面S固定到采集基板12。如上所述，采集基板12置于固定基板11上，并且是可更換的。以這種方式，可以根據(jù)例如生理活性物質(zhì)的獲取部位的形狀和尺寸，適當(dāng)?shù)馗鼡Q并附上具有不同形狀開口 124 的不同采集基板12。進(jìn)一步地，可以針對(duì)每次樣品采集更換一個(gè)新的采集基板12，從而當(dāng)從不同活體或體表表面的不同部位采集樣品時(shí)、或當(dāng)在不同時(shí)間從同一活體或體表表面采集樣品時(shí)可以防止樣品之間的交叉污染。應(yīng)注意，當(dāng)不更換采集基板12時(shí)，期望通過使該溶劑或洗滌液流過采集部1長(zhǎng)達(dá)預(yù)定時(shí)間段來進(jìn)行洗滌，以便防止樣品之間的交叉污染。從溶劑罐2輸送的溶劑所通過的固定基板11中的流路111通過連接管113與采集基板12的入口 122連通(參見圖3A和圖3B)。輸送到空心針6的溶劑所通過的固定基板 11的流路112通過連接管113與采集基板12的出口 123連通。優(yōu)選地，連接管113通過被擠壓安裝(press fitted)到流路111和流路112的部分而被固定，并且該連接管由硬質(zhì)材料(例如，金屬)制成。一旦采集基板12附至固定基板11，安裝至入口 122和出口 123的連接管113就成為溶劑流路，并且也用作使采集基板12與固定基板11對(duì)齊(registration) 的組件。期望將密封件13插入在固定基板11和采集基板12之間，從而防止溶劑從在適當(dāng)位置固定的采集基板12和固定基板11的接合處從連接管113的周圍區(qū)域滲漏出來。優(yōu)選地，諸如硅橡膠的彈性材料用于密封件13。優(yōu)選地，密封件13具有薄片形式，其尺寸約與采集基板12的尺寸相同。固定基板11和采集基板12的材料例如可以是玻璃材料(諸如，石英和硼硅玻璃)、硅橡膠(諸如，聚二甲硅氧烷(PDMS))、丙烯酸樹脂(諸如，聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA))、環(huán)烯烴共聚物(COC)或聚醚醚酮(PEEK)。布置在該基板上的流路和其它元件可以通過玻璃基板層的濕法蝕刻或干法蝕刻被成型，或可以通過塑料基板層的納米壓印、注塑或加工形成。優(yōu)選地，對(duì)該流路和其它元件的表面進(jìn)行處理，使其難以吸附生理活性物質(zhì)。 此種表面處理可以利用例如2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸膽堿(MPC)和聚乙二醇(PEG)執(zhí)行。 優(yōu)選地，采集基板12是可任意處理的。圖5A至圖5C是說明保持件的配置和操作的示意圖，該保持件用于保持附至固定基板11的采集基板12。圖5A表示頂視圖，圖5B和圖5C表示橫斷面圖。如圖所示，保持件14包括上板141、下板142和連接這些板的鉸鏈143。上板141 具有窗口 144，該窗口對(duì)應(yīng)于由保持件14保持的采集基板12的開口 124。為了更換采集基板12，上板141被配置為利用鉸鏈作為支點(diǎn)按照箭頭方向打開和關(guān)閉(參見圖5C)。固定基板11與保持件14的下板142 —起固定至設(shè)備的主體。當(dāng)固定基板11和采集基板12夾在保持件14的上板141和下板142之間時(shí)，該上板141向下擠壓附至固定基板11的采集基板12。以這種方式，保持件14經(jīng)由放置在固定基板11和采集基板12之間的密封件13，緊密地保持這兩個(gè)基板(參見圖4)，因而防止溶劑從連接管113的周圍區(qū)域中滲漏出來。(4)采集單元下面參考圖6A和圖6B、以及圖7描述包括空心針6的采集單元的操作。針板63支撐空心針6。針板63利用由例如進(jìn)給螺桿、導(dǎo)向裝置和電機(jī)實(shí)現(xiàn)的驅(qū)動(dòng)單元可以沿著圖中Z軸的正向和負(fù)向(向上和向下)移動(dòng)。參考圖6A和圖6B，當(dāng)空心針6向上移動(dòng)并且針端在容器5之外時(shí)，通過針端處的孔排出的溶劑被采集至廢液盤7，并被輸送到用于儲(chǔ)存的廢液罐4。如圖7所示，空心針6向下移動(dòng)，以便在溶劑已與體表表面接觸并從采集部1輸送后將該溶劑注入容器5。此處，廢液盤7利用例如由進(jìn)給螺桿、導(dǎo)向裝置和電機(jī)實(shí)現(xiàn)的驅(qū)動(dòng)單元而沿著X軸的正向移動(dòng)，并從空心針6和安置在下方的容器5之間撤出，以便不干擾空心針6向下移動(dòng)。廢液盤7具有當(dāng)其沿X軸的正向移動(dòng)期間為空心針6提供通路的凹口(notch) 71。 通過將廢液盤7在空心針6 —側(cè)的側(cè)壁切掉寬度大于空心針6厚度的一部分，形成凹口 71。 所設(shè)置的凹口 71允許在空心針6向下移動(dòng)期間，廢液盤7僅通過在X軸方向(水平方向) 移動(dòng)就可以從空心針6和安置在下方的容器5之間撤出。當(dāng)空心針6向下時(shí)，針端插入安置在下方的容器5，并且通過針端的孔排出的溶劑被引入到容器5中。容器5利用彈性的、并通過彈性變形來自密封的密封部件51封閉。另一方面，空心針6具有可以穿透密封部件51的尖端。因此，當(dāng)空心針6向下移動(dòng)時(shí)，針端穿透密封部件51進(jìn)入容器5。優(yōu)選地，在空心針6的側(cè)面形成用作排氣通道的凹槽，以便可以在將溶劑注入容器5的過程中抽空容器5內(nèi)部的空氣。在將溶劑注入容器5之后，空心針6向上移動(dòng)。此時(shí)，廢液盤7處在撤出位置而不干擾空心針6的上升。一旦隨著空心針6向上移動(dòng)使該空心針的端部穿過密封部件51從容器5中拔出后，被該針穿透的部分通過經(jīng)受彈性變形的密封部件51的回彈力而自身密封。 如本文使用的，這種被穿透的部分通過密封部件51的彈性變形而自然密封稱為“自密封”。 密封部件51可以通過例如合成橡膠或天然橡膠實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選地，對(duì)密封部件51進(jìn)行表面處理，使其難以吸附生理活性物質(zhì)。通過使空心針6重復(fù)地向上和向下移動(dòng)，可以將樣品連續(xù)注入通過傳送鏈連續(xù)運(yùn)送到下方的容器5。應(yīng)注意，以適當(dāng)?shù)臅r(shí)序、利用圖2中描述的閥門62和系統(tǒng)控制單元，控制通過針端處的孔的溶劑排出。(5)定量部和確定部如上所述，生理活性物質(zhì)采集設(shè)備A可用來通過允許溶劑在采集部1與體表表面接觸而采集該溶劑中的生理活性物質(zhì)，并用來采集容器5中的生理活性物質(zhì)。除了生理活性物質(zhì)獲取功能之外，該生理活性物質(zhì)采集設(shè)備A還可以附加地用來定量生理活性物質(zhì)和 /或基于定量值自動(dòng)地確定和獲取關(guān)于活體的信息(生物信息)。例如可以利用對(duì)在采集部1處采集的一部分或所有的生理活性物質(zhì)進(jìn)行定量的液相色譜(HPLC)、表面等離子體傳感器(SPR)或石英晶體微天平傳感器OiCM)來配置生理活性物質(zhì)的定量部。該定量部也可以被配置為基于已知技術(shù)(諸如，酶免疫測(cè)定法和放射性免疫測(cè)定法)測(cè)量生理活性物質(zhì)。HPLC.SPR和QCM不需要酶免疫測(cè)定和放射性免疫測(cè)定法所需的標(biāo)記，因而簡(jiǎn)化了定量部的配置。就測(cè)量精確性而言，更期望使用SI^R或QCM。在HPLC中，所檢出的生理活性物質(zhì)為色譜圖上的峰，因而峰強(qiáng)度中所包括的雜質(zhì)信號(hào)或噪音可能會(huì)降低測(cè)量精確性。另一方面，SI^R和QCM利用固定在傳感器表面上的抗體檢測(cè)生理活性物質(zhì)，因而可以基于抗體特異性而具有高精確性。SI3R和QCM相比于HPLC的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是包括更高的吞吐量和更小型的定量部。該生物信息的確定部可以由在普通HPLC、SI3R和QCM中使用的分析儀和顯示器配置而成。該確定部利用定量部的定量值作為指標(biāo)來獲取生物信息。具體地，例如，測(cè)量了許多健康受驗(yàn)者在一天的預(yù)定時(shí)間段內(nèi)的生理活性物質(zhì)量，并基于該測(cè)量結(jié)果計(jì)算出規(guī)定生理活性物質(zhì)量的濃度變化標(biāo)準(zhǔn)范圍的標(biāo)準(zhǔn)變化曲線。然后將受驗(yàn)者的生理活性物質(zhì)量與該標(biāo)準(zhǔn)變化曲線進(jìn)行比較從而確定生物信息。然后，確定結(jié)果在顯示器等上進(jìn)行顯示。上述生理活性物質(zhì)采集設(shè)備A可用來從諸如手指和手掌表面的體表表面獲取生理活性物質(zhì)，因而能夠以相對(duì)于從血液、尿或唾液中采集生理活性物質(zhì)的方法更簡(jiǎn)單、更微創(chuàng)的方式采集生理活性物質(zhì)。進(jìn)一步地，因?yàn)樗@取的生理活性物質(zhì)是存在于體表表面上的生理活性物質(zhì)，所以不像從諸如血液、尿和唾液的體液中采集的方法，可以在不使受驗(yàn)者強(qiáng)烈地意識(shí)到采集過程的情況下獲取該生理活性物質(zhì)。因而，生理活性物質(zhì)采集設(shè)備A可用來采集生理活性物質(zhì)，并根據(jù)所采集的生理活性物質(zhì)的定量值獲取準(zhǔn)確的生物信息，而不會(huì)導(dǎo)致受驗(yàn)者的壓力或情緒變化。進(jìn)一步地，因?yàn)樵撋砘钚晕镔|(zhì)采集設(shè)備A獲取分泌或滲透到體表表面的生理活性物質(zhì)，所以可以在一段時(shí)間內(nèi)或穩(wěn)定地采集生理活性物質(zhì)。進(jìn)一步地，因?yàn)橐杉置诨驖B透到體表表面的生理活性物質(zhì)，所以當(dāng)該生理活性物質(zhì)在身體內(nèi)代謝時(shí)可以采集該生理活性物質(zhì)。因此，該生理活性物質(zhì)采集設(shè)備A可以用來在一段時(shí)間內(nèi)或穩(wěn)定地從受驗(yàn)者獲取生理活性物質(zhì)，因而可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)地根據(jù)定量值感測(cè)生物信息。2.根據(jù)第一實(shí)施方式的變形例的生理活性物質(zhì)采集設(shè)備已通過采集部1描述了根據(jù)第一實(shí)施方式的生理活性物質(zhì)采集設(shè)備A，該采集部1 通過利用保持件14將采集基板12固定到錨固在設(shè)備主體上的固定基板11而形成。然而， 采集部1的配置可以如下變化。(1)第一變形例圖8是說明設(shè)置在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的生理活性物質(zhì)采集設(shè)備中的采集部的變形例的配置的示意圖。該圖表示在采集部從體表表面獲取生理活性物質(zhì)的過程。根據(jù)本變形例的采集部被配置為利用與固定基板11以及設(shè)備主體分離的采集基板12實(shí)現(xiàn)從體表表面S采集生理活性物質(zhì)。
采集基板12經(jīng)由管114和管115連接到固定基板11 (未示出)。從固定基板11 側(cè)輸送的溶劑(和空氣)通過管114引入到流路121。在溶劑與體表表面S在開口 IM處接觸后，該溶劑通過管115輸送到固定基板11側(cè)。在圖8中，狹縫(slot) 125安裝至流路 121的入口 122和出口 123，并連接到管114和管115。該狹縫125可以是金屬管或塑料管。根據(jù)本變形例的采集部被配置為包括與設(shè)備主體分開設(shè)置的采集基板12。因而， 通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)定管114和管115的長(zhǎng)度，例如，向著采集基板12按壓指尖的過程可以通過將采集基板12靠近手來完成?？商鎿Q地，可以將采集基板12附至軀干的皮膚表面從而采集生理活性物質(zhì)。當(dāng)從軀干的皮膚表面采集生理活性物質(zhì)時(shí)，可利用膠帶、或通過圍著軀干纏繞帶子而將該采集基板12附至皮膚。(2)第二變形例圖9A和圖9B是說明設(shè)置在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的生理活性物質(zhì)采集設(shè)備中的采集部的另一變形例的配置的示意圖。圖9A表示頂視圖，圖9B表示以圖9A中的P-P截取的橫斷面圖。根據(jù)本變形例的采集部包括在采集基板12中形成并儲(chǔ)存了在開口 IM處與體表表面接觸的溶劑的采集區(qū)126。狹縫125設(shè)置在采集基板12的入口 122處，并連接到管114，從固定基板11輸送的溶劑通過管114被引入到流路121。被引入到流路121并在開口 IM處與體表表面接觸的溶劑被引入到采集區(qū)126并儲(chǔ)存在其中。在該圖中，設(shè)置了氣孔127，在所引入溶劑的推動(dòng)下采集區(qū)126內(nèi)部的空氣通過該氣孔被排空。根據(jù)本變形例的采集部被配置為將樣品儲(chǔ)存在對(duì)于采集基板12內(nèi)部設(shè)置的采集區(qū)1 中，因而適合于單個(gè)或少數(shù)樣品采集。通過給每次樣品采集更換采集基板12，可以避免樣品之間的交叉污染。進(jìn)一步地，可更容易地采集樣品，原因在于不需要使用包括空心針 6的采集單元。采集區(qū)1 和氣孔127可以通過玻璃基板層的濕法蝕刻或干法蝕刻，或通過塑料基板層的納米壓印、注塑或加工而成型在采集基板12中。可以設(shè)置多于一個(gè)的采集區(qū)126。 在這種情況下，位于開口 1 下游處的流路121分岔并連接到每個(gè)采集區(qū)126。進(jìn)入采集區(qū) 126的流路121的分支部分可以具有轉(zhuǎn)換閥，該轉(zhuǎn)換閥將溶劑輸送給其中一個(gè)采集區(qū)126。(3)第三變形例圖IOA和圖IOB是說明設(shè)置在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的生理活性物質(zhì)采集設(shè)備中的采集部的又一變形例的配置的示意圖。圖IOA表示頂視圖，圖IOB表示沿著圖IOA中P-P 截取的橫斷面圖。根據(jù)本變形例的采集部包括形成在采集基板12中并可以存儲(chǔ)該溶劑以供以后使用的溶劑儲(chǔ)存區(qū)128?？梢詫⒉杉瘑蝹€(gè)或少數(shù)樣品所需的溶劑注入溶劑儲(chǔ)存區(qū)1 并將其預(yù)先儲(chǔ)存在其中。狹縫125設(shè)置在采集基板12的入口 122處，并連接到管114，從固定基板11輸送的空氣通過該管114被引入到流路121中。被引入到流路121中的空氣推動(dòng)預(yù)先儲(chǔ)存在溶劑儲(chǔ)存區(qū)128中的溶劑。然后，該溶劑在開口 IM處與體表表面接觸，并被引入到采集區(qū)1 并儲(chǔ)存在其中。根據(jù)本變形例的采集部利用預(yù)先儲(chǔ)存在對(duì)于采集基板12內(nèi)部設(shè)置地溶劑儲(chǔ)存區(qū) 128中的溶劑實(shí)現(xiàn)樣品采集，因而優(yōu)選用于為每個(gè)樣品更換溶劑的樣品采集。溶劑儲(chǔ)存區(qū)1 可以通過玻璃基板層的濕法蝕刻或干法蝕刻、或通過塑料基板層的納米壓印、注塑或加工而成型在采集基板12中。3、生理活性物質(zhì)和生物信息利用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的生理活性物質(zhì)采集設(shè)備獲取的生物信息實(shí)例包括關(guān)于壓力、情緒、月經(jīng)周期和運(yùn)動(dòng)效果的信息。其它實(shí)例包括睡眠(清醒水平)、健康狀況和晝夜節(jié)律(生物節(jié)律)。關(guān)于壓力，活體承受的壓力負(fù)擔(dān)與皮質(zhì)醇、皮質(zhì)酮、可的松(cortisone)(下文，統(tǒng)稱為“皮質(zhì)醇”)分泌水平之間存在眾所周知的關(guān)系，如專利文獻(xiàn)3和專利文獻(xiàn)4描述的。 如本文使用的，“分泌水平”是血液中的分泌水平，該術(shù)語與“血液濃度”具有相同的含義。關(guān)于諸如興奮、恐懼、憤怒、攻擊性、快感、焦慮和悲傷的情緒，與正腎上腺素、腎上腺素、多巴胺和L-D0PA、這些物質(zhì)的前體物質(zhì)(在下文，統(tǒng)稱為“兒茶酚胺”)的分泌水平有著眾所周知的關(guān)系。也闡明了情緒和血清素、單胺成員如兒茶酚胺的分泌水平之間的關(guān)系。例如，有報(bào)道稱在執(zhí)行給受驗(yàn)者帶來焦慮和恐懼的心理測(cè)試之前和之后，唾液中去甲基腎上腺素水平不同(參見，Study of salivary catecholamines using fully automated column-switching high-performance liquid chromatography, Journal of Chromatography. B, Biomedical Sciences and Applications, . 1997 Jul 4 ；694(2) 305-16)。進(jìn)一步地，眾所周知，雌激素酮(E1)、雌二醇(E》和雌激素三醇(Ε； )(在下文，統(tǒng)稱為“雌激素”)控制活體的月經(jīng)周期，并且它們的分泌水平隨著月經(jīng)周期變化。還已知，有效運(yùn)動(dòng)促使生長(zhǎng)激素分泌。生長(zhǎng)激素分泌促使肌肉和骨骼生長(zhǎng)，并有利于補(bǔ)充體脂肪從而增大脂肪燃燒效率。因此，認(rèn)為運(yùn)動(dòng)的效果(諸如，對(duì)肌肉強(qiáng)化和減肥的作用)與生長(zhǎng)激素分泌水平有關(guān)。因而，例如，可利用皮質(zhì)醇的定量值獲得關(guān)于活體承受壓力的信息。具體地，例如， 測(cè)量了許多健康受驗(yàn)者的皮質(zhì)醇的分泌水平，并基于該測(cè)量結(jié)果計(jì)算出規(guī)定皮質(zhì)醇濃度變化標(biāo)準(zhǔn)范圍的標(biāo)準(zhǔn)變化曲線。然后，測(cè)量受驗(yàn)者的皮質(zhì)醇分泌水平，并將該結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)變化曲線相比較。例如，如果所測(cè)得的分泌水平偏離了標(biāo)準(zhǔn)變化曲線，則可以確定該受驗(yàn)者長(zhǎng)期處在壓力狀態(tài)。進(jìn)一步地，例如，測(cè)量處于正常條件下的受驗(yàn)者的皮質(zhì)醇分泌水平，并根據(jù)該測(cè)量結(jié)果計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)變化曲線。然后，可以將該標(biāo)準(zhǔn)變化曲線與受驗(yàn)者在給定時(shí)間的皮質(zhì)醇分泌水平相比較，從而確定該受驗(yàn)者在給定時(shí)間點(diǎn)是否處在壓力或放松狀態(tài)。除了皮質(zhì)醇、單胺、雌激素和生長(zhǎng)激素之外，還已知表1中給出的生理活性物質(zhì)指標(biāo)和生物信息的組合。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，通過使用這些組合，可以基于生理活性物質(zhì)的定量值與生物信息之間的正相關(guān)性或負(fù)相關(guān)性而獲得關(guān)于生物信息的信息。表權(quán)利要求
1.一種生理活性物質(zhì)采集設(shè)備，包括采集部，與活體的體表表面接觸從而從所述體表表面獲取生理活性物質(zhì)；以及送液裝置，用于將溶劑輸送至所述采集部，所述采集部具有開口，從所述送液裝置輸送而流動(dòng)的所述溶劑在所述開口處與所述體表表面接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生理活性物質(zhì)采集設(shè)備，進(jìn)一步包括采集單元，利用所述采集單元將在所述開口處與所述體表表面接觸的所述溶劑注入容器中，其中，所述容器由彈性的、通過彈性變形來自密封的密封部件密封，其中所述采集單元包括能夠穿透所述密封部件的空心針，并通過所述空心針的針端處的孔排出所述溶劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生理活性物質(zhì)采集設(shè)備，進(jìn)一步包括第一驅(qū)動(dòng)單元，使所述空心針向下移動(dòng)從而將所述針端穿過所述密封部件置于所述容器內(nèi)部，并使所述空心針向上移動(dòng)從而將所述針端穿過所述密封部件從所述容器中拔出； 以及喂進(jìn)器，將所述容器逐個(gè)地置于所述空心針下方。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生理活性物質(zhì)采集設(shè)備，進(jìn)一步包括廢液接收器，當(dāng)所述空心針的針端在所述容器之外時(shí)所述廢液接收器位于所述空心針和所述容器之間，以便接收通過所述孔排出的所述溶劑；以及第二驅(qū)動(dòng)單元，在所述空心針向下移動(dòng)之前將所述廢液接收器從所述空心針與所述容器之間撤出。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的生理活性物質(zhì)采集設(shè)備，進(jìn)一步包括送氣單元，用于將空氣輸送至所述采集部，從而選擇性地將所述溶劑和空氣引入所述采集部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生理活性物質(zhì)采集設(shè)備，其中，所述采集部包括基板，所述基板包括使所述溶劑流動(dòng)的流路、用于所述流路的溶劑入口、用于所述流路的溶劑出口、以及位于所述流路的入口和出口之間的所述開口，以及其中，能夠從所述采集部更換所述基板。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的生理活性物質(zhì)采集設(shè)備，進(jìn)一步包括定量部，定量所述生理活性物質(zhì)；以及確定部，基于所述生理活性物質(zhì)的定量值自動(dòng)確定和獲取關(guān)于所述活體的信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的生理活性物質(zhì)采集設(shè)備，其中，利用皮質(zhì)醇作為所述生理活性物質(zhì)，獲取關(guān)于壓力的信息作為關(guān)于所述活體的信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的生理活性物質(zhì)采集設(shè)備，其中，利用單胺作為所述生理活性物質(zhì)，獲取關(guān)于情緒的信息作為關(guān)于所述活體的信息。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的生理活性物質(zhì)采集設(shè)備，其中，利用雌激素作為所述生理活性物質(zhì)，獲取關(guān)于月經(jīng)周期的信息作為關(guān)于所述活體的信息。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的生理活性物質(zhì)采集設(shè)備，其中，利用生長(zhǎng)激素作為所述生理活性物質(zhì)，獲取關(guān)于運(yùn)動(dòng)效果的信息作為關(guān)于所述活體的信息。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種生理活性物質(zhì)采集設(shè)備，其包括與活體的體表表面接觸從而從體表表面獲取生理活性物質(zhì)的采集部；以及將溶劑輸送至采集部的送液裝置，該采集部具有開口，由送液裝置輸送而流動(dòng)的溶劑在該開口處與體表表面接觸。
文檔編號(hào)G01N21/59GK102429666SQ20111023019
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月18日
發(fā)明者松本真寬, 渡部祐己, 勝原智子 申請(qǐng)人:索尼公司