TWI778065B - 吸力施加裝置以及用於取樣體液的裝置 - Google Patents

Abstract

本案揭示一種用於施加吸力至用於取樣體液之一取樣單元(50；150；250)的吸力施加裝置(10)，其中該吸力施加裝置包含一注射器本體(12)，該注射器本體具有一中空內部(14)及可在該注射器本體之該中空內部裡面移動之一活塞(20)。該注射器本體具有：一後端(16)，連接至該活塞(20)之一活塞桿(21)穿過該後端向該注射器本體(12)外延伸，且該活塞可藉助於該活塞桿而移動；及與該後端相對之一前端(18)。該吸力施加裝置進一步包含經組態以用於連接一取樣單元(50；150；250)之一連接配置(30；130；230)，其中該連接配置位於該注射器本體(12)之該前端(18)處。該吸力施加裝置亦包含一第一導管(40)，該第一導管具有：一後部開口(41)，其將該第一導管連接至該中空內部(14)之一後部部分(14b)，在該後部部分中，一次壓在該活塞在該中空內部裡面向前移動時產生；及一前部開口(42)，藉助於該前部開口，該第一導管(40)可連接至一取樣單元(50；150；250)。該吸力施加裝置亦包含一第二導管(46)，該第二導管連接該中空內部(14)之一前部部分(14a)與該注射器本體(12)的外部，且該前部部分位於該活塞(20)與該注射器本體(12)之該前端(18)之間。

本案亦揭示一種用於取樣體液的設備，其包含一吸力施加裝置及一取樣單元；以及一種用於檢測一體液中之一成分的方法。

Description

吸力施加裝置以及用於取樣體液的裝置

本發明係關於一種吸力施加裝置，其用於施加吸力至取樣體液之取樣單元。本發明亦係關於一種用於取樣體液的設備，該設備包含一吸力施加裝置及包含一微針裝置之一取樣單元。本發明亦係關於一種用於檢測體液中之成分的方法。

在臨床診斷中，體液之分析，尤其是血液之分析，是用於研究患者健康之重要方法。最頻繁分析藉由患者自身使用毛細血管血液在家庭護理部門中實行。對於此等應用，尤其對於判定血糖含量，患者使用割刺輔助以便稍微損傷皮膚且獲得一小滴血液。此血液樣本通常塗覆至在量測設備中評估之試條。為了簡化此複雜的程序且最小化患者的疼痛，已開發出許多方法及技術。舉例而言，已經嘗試縮減用於分析所需之血液的量。此可達成，例如，因為割刺針之直徑縮減且割刺深度可精確地調節。另一方面，細的割刺針僅產生小的皮膚損傷，使得僅獲得極少血液或完全未獲得血液。亦提議額外輔助措施，諸如共同按壓皮膚或定期在刺穿位點處例如運用振動刺激皮膚，以及使用對產生的真空的吸取效應以允許所獲得之血液量增加。

先前亦知道在獲取血液樣本以用於例如執行葡萄糖測試時使用所謂的微針。微針將具有毛細血管孔以用於血液。通常，數個微針提供於基板 上，且相對於大氣壓力之次壓經提供至微針之孔。

在中空微針之情況下，一種新類型的無痛的一般體液提取方法可結合任何生物感測器使用。運用微針的皮膚穿透經感知為具有最低限度的創傷性且不會造成疼痛，其中針太短而不會觸及皮膚中之感測神經。其可利用組織間隙液(interstitial fluid；ISF)代替血液作為量測介質，該組織間隙液在不存在血液毛細管之皮膚深度處經由亞毫米長矽微針之矩陣提取。

WO 2017/095321中揭示此微針之實例。在此公開案中揭示具有毛細血管孔之在縱向方向上延伸且具有靠近遠端之開口的微針。近端連接至其上提供有微針之基板。在此實例中，遠端經組態有斜面。

葡萄糖感測器在為此項技術中已知的。一種已知類型的葡萄糖感測器為克拉克(Clark)生物感測器。此感測器係基於氧電極上之薄層的葡萄糖氧化酶(GOx)。該讀取為GOx在與底物葡萄糖酶反應期間消耗之氧的量。對諸如克拉克類型之生物感測器的更詳細描述可在Anthony P.F.Turner：Biosensors：sense and sensibility,Chem.Soc.Rev.,第42卷，第8期，2013年4月21日，第3175-3648頁中找到。所描述生物感測器可用於本文中。

本發明之一目的為提供一種用於取樣一體液之改良設備以及一種改良方法。

此等目的係藉由根據所附申請專利範圍之裝置、設備及方法實現。

本發明尤其係基於如下認識：藉由提供可以簡單方式提供吸取效應之裝置，可改良用於取樣體液的設備。

根據本發明之一第一態樣，提供一種用於施加吸力至用於取樣 體液之一取樣單元的吸力施加裝置，其中該吸力施加裝置包含注射器本體，其具有一中空內部及可在該注射器本體之該中空內部裡面移動之一活塞，其中該注射器本體具有：一後端，連接至該活塞之一活塞桿穿過該後端向該注射器本體外延伸，且藉助於該活塞桿，該活塞可移動；及與該後端相對之一前端，連接配置，其經組態以用於連接一取樣單元，其中該連接配置位於該注射器本體之該前端處，第一導管，其具有：一後部開口，其將該第一導管連接至該注射器本體之該中空內部之一後部部分，在該後部部分中，一次壓在該活塞在該中空內部裡面向前移動時產生；及一前部開口，藉助於該前部開口，該第一導管可連接至一取樣單元，及第二導管，該第二導管連接該注射器本體之該中空內部之一前部部分與該注射器本體的外部，且該前部部分位於該活塞與該注射器本體之該前端之間。

此吸力施加裝置具有如下優點：當該活塞在該注射器本體中向下移動時可達成吸取效應。因此，當在該注射器本體之該前端處連接一取樣單元時，該取樣單元可經受吸力。該注射器本體之該中空內部係由該可移動活塞劃分成兩個部分。該後部部分為該中空內部的位於該注射器本體之該後端與該活塞之間的部分，且該中空內部之一前部部分位於該活塞與該注射器本體之該前端之間。該活塞起初應定位於該中空內部中之一後部位置中。當在該中空內部裡面向前推動該活塞時，將在該中空內部之該後部部分(亦即該活塞與該注射器本體之該後端之間的中空內部)中且亦在該第一導管中產生逐漸增大的次壓，該第一導管具有將該第一導管連接至該注射器本體之該中空內部之該後部部分的一後部開口。因此，在管道的前部開口處將存在次壓，只要此開口不與周圍環境連通即可。因此，若一取樣單元連接至該第一導管之該前部開口，則 該取樣單元將受次壓影響且吸取效應經施加至該取樣單元。該第一導管因此充當一吸取導管。該活塞在該中空內部裡面之向前移動係藉由該第二導管之存在促進，藉助於該第二導管，該中空內部之該前部部分裡面的空氣，亦即該活塞與該注射器本體之該前端之間的該中空內部中的空氣可抽空至外部。該第二導管因此可描述為充當抽空導管或壓力均衡導管。

該第二導管連接該注射器本體之該中空內部之一前部部分與該注射器本體的外部。該前部部分位於該活塞與該注射器本體之該前端之間。此將確保該中空內部裡面在該前端處的氣壓(或其他氣體，若適用)將與該裝置之周圍環境中之氣壓相同。若該活塞應置放於該注射器本體之該前端處，則一旦該活塞在該注射器本體中向後、亦即朝向該注射器本體之該後端移動，來自外部之空氣將經由該第二導管經吸取至該中空內部中。因此，該中空內部裡面在該活塞前方的氣壓將一直與該注射器本體外的氣壓相同。

因此，藉由在該注射器本體中向前移動該活塞，可將吸取效應施加至連接至該吸力施加裝置之一取樣單元。藉由在該活塞之一向前運動期間獲得吸取效應，會較容易使取樣裝置與所獲取的樣本所來自之人的皮膚保持永久且可靠的接觸，此係因為該向前運動亦將取樣裝置壓在皮膚上。此與習知注射器相反，在習知注射器中，藉由拉動活塞桿，活塞在注射器本體中向後移動，此時獲得吸力。在習知注射器裝置的情況下，使用者必須拉動活塞桿且同時推動注射器本體，以便不失去取樣裝置與皮膚之間的接觸。在本發明之吸力施加裝置的情況下，使用者僅必須在一個方向上、亦即向前推動，以便在獲得樣本時獲得吸取效應。因此，在新吸力施加裝置的情況下，會使獲取體液樣本之程序較可靠、簡單且安全。舉例來說，在取樣程序期間，無意地拉出針的風險將減少。另一優點為次壓會連續地積累且因此吸取效應將不會突然發生，反而將存在連續的吸取效應，對於患者，此將較體貼且減少不適。當可藉助於吸 力施加裝置而非例如藉由手指將微針施加至患者之皮膚時，亦存在衛生優點。

經組態以用於連接一取樣單元之該連接配置可包含經組態以用於容納一取樣單元之一隔室，且該第一導管之該前部開口通向該隔室。

該吸力施加裝置之該連接配置可包含用於將一取樣單元固定至該吸力施加裝置之一固持器裝置。當存在一隔室時，該固持器裝置經組態以將該取樣單元固定在該隔室中。此固持器裝置可取決於待使用之取樣裝置的幾何形狀及類型而以許多不同方式組態。

通常，當取樣裝置固定至吸力施加裝置時，該取樣裝置應以密封方式固定。視需要，可提供特殊的密封方式。若取樣裝置固定在經組態以用於容納取樣單元之隔室中，則該隔室應例如藉助於取樣裝置來密封。視需要，可在隔室中或在取樣裝置上提供密封構件。

該連接配置可尤其適於且經組態以用於連接包含一微針裝置之一取樣單元，該取樣單元例如呈WO 2017/095321中所揭示之晶片形式。

該連接配置可包含至少一個電接點，藉助於該至少一個電接點，可提供一取樣單元至該吸力施加裝置之電連接。此使得有可能將一取樣單元連接至例如提供於該吸力施加裝置中或上之電氣裝置。

該吸力施加裝置可包含一檢測單元，該檢測單元經組態以用於數位化自一提取的體液樣本導出之一量測，其中該量測與在該體液中將檢測到之一成分的存在相關。此將具有如下優點：取樣及來自取樣單元之量測結果可在同一個裝置、亦即吸力施加裝置中進行處理。不需要任何輔助裝置來處理所獲得之樣本及獲得量測結果。量測可為與在該體液中將檢測到之一成分的存在相關的實體之量測。

該吸力施加裝置可包含一顯示裝置，該顯示裝置經組態以用於顯示自該檢測單元獲得之一結果。此亦提供僅具有一個裝置而不必將樣本移動 至一單獨單元以供處理之可能性的優點。

根據一第二態樣，提供一種用於取樣體液的設備，其包含根據界定此裝置之技術方案中任一項所述之一吸力施加裝置，含一微針裝置之一取樣單元，該微針裝置包含經組態以用於提取一體液樣本之複數個中空微針，且該取樣單元進一步包含經組態以用於接收由該微針裝置提取之體液的一樣本接收裝置，且該取樣單元連接至該吸力施加裝置，藉此一吸力可施加至該微針裝置之該等微針。

除了藉由吸力施加裝置獲得的優點之外，如上文所描述，此設備亦提供如下優點：可緊接在吸取體液樣本之前且或多或少在一個移動中藉由將具有微針之注射器壓在皮膚上來執行藉由微針穿透皮膚，使得該等微針穿透皮膚且接著藉由按壓活塞桿以使活塞向前移動且因此將吸力施加至取樣單元及該等微針而繼續。

較精確而言，該設備可包含一流體路徑，該流體路徑於該取樣單元中在該微針裝置與該樣本接收裝置之間提供，且該流體路徑自該樣本接收裝置延續至該第一導管之該前部開口，藉此該流體路徑形成一吸取路徑，使得當該活塞在朝向該注射器本體之該前端的一方向上移動時，一吸力可自該第一導管之該前部開口施加至該微針裝置。

較佳地，該取樣單元或其至少一部分可自該吸力施加裝置拆卸且可置換。通常，預見到，該取樣單元可為拋棄式單元，而該吸力施加裝置為旨在用於多個用途之基本單元。

在一個實例中，該取樣單元之該樣本接收裝置可包含一過濾器構件，該過濾器構件經組態以用於吸收由該微針裝置提取之體液。此為取樣單元之簡單形式。作為一替代方案，該過濾器構件可經製備具有當與在該體液中將檢測到之一成分接觸時改變該過濾器構件之物理或化學性質的試劑。在第一 替代方案中，具有過濾器構件之取樣單元在接收了體液樣本之後通常將自該設備移除，且該樣本將在另一裝置，通常為某一類型的量測裝置(例如血糖儀或液相層析及質譜分析設備(liquid chromatography and mass spectrometry equipment；LC-MS))，中加以處理以檢測待檢測之成分。該樣本可在將執行量測之前在該另一裝置中用某一試劑加以處理。若實際上過濾器構件已製備具有試劑，則第二裝置將不必處理任何試劑，僅處理量測。

根據另一實例，該取樣單元可包含一感測器裝置，該感測器裝置經組態以用於檢測在該體液中將檢測到之一成分的存在，且其中該感測器裝置包含該樣本接收裝置。此具有需要較少處置樣本之優點，此係因為樣本不必移動至另一單元以供處理。實際上，該感測器裝置將能夠執行某些量測且可呈現某種量測結果。為了將此結果解譯成使用者可理解的語言，該結果可能仍必須在另一外部單元中加以處理。或者，此類設施可由該吸力施加裝置提供及/或整合於該吸力施加裝置中。

該感測器裝置可經組態以提供與在該體液中將檢測到之一成分的存在相關的量測。此表示例如用於檢測體液樣本中之葡萄糖含量之常見用途。量測可為與在該體液中將檢測到之一成分的存在相關的實體之量測。

該感測器裝置可包含至少一個電接觸元件，該至少一個電接觸元件可連接至經提供作為該連接配置之部分的至少一個電接點，且藉助於該至少一個電接觸元件，可提供該取樣單元至該吸力施加裝置之電連接。此將使得有可能提供用於讀出吸力施加設備上之樣本結果的方法。舉例而言，藉助於併入於該吸力施加裝置中且經組態以用於數位化自一提取的體液樣本導出之一量測的一檢測單元，且亦藉助於併入在該吸力施加裝置上之一顯示裝置。

根據一個實例，該感測器裝置可包含一電化學感測器，且其中經組態以在與在該體液中將檢測到之一成分接觸時反應之一試劑係提供於該樣 本接收裝置中。

根據另一實例，該感測器裝置可包含一RF感測器。舉例而言，如WO 2015/187066中所描述的結合微針裝置之RF感測器裝置。

相關體液可為血液及/或組織間隙液。該設備可用於量測例如葡萄糖，亦即期望檢測到之成分可為葡萄糖。視情況而定，該設備亦可用於取樣任何其他流體。

過濾器或感測器裝置之空腔中的試劑可例如為蛋白質、例如氧化酶試劑的酶，或適於將體液中之期望檢測到的成分轉換成可檢測信號的任何其他試劑。

根據一第三態樣，提供一種用於檢測一體液中之一成分的方法，該方法包含提供根據界定此設備之技術方案中任一項所述之一設備，具有該微針裝置的該吸力施加裝置之該前端施加至一人的角質層上，且將一壓力施加至該設備上，使得該等微針穿透角質層至表皮中，向該注射器本體之該前端推動該活塞且經由該第一導管及該取樣單元產生一吸力，藉此一吸力在該等微針中產生，藉此體液藉由該等微針被提取且進一步引導至該取樣單元之該樣本接收裝置，一感測器裝置中執行對該提取的體液樣本之一量測，其中該量測為與在該體液中將檢測到之一成分的存在相關之一量測，及於該所執行量測來檢測該成分。

該方法亦可包含執行該量測之數位化及在一顯示單元上呈現自該成分之該檢測導出的結果之可選額外步驟。

本發明之另外特徵及優點亦將自以下具體實例之詳細描述變得顯而易見。

10:吸力施加裝置

12:注射器本體

13:縱向壁

14:中空內部

14a:前部部分

14b:後部部分

16:後端

18:前端

18a:前端壁

20:活塞

21:活塞桿

30:連接配置

31:電接點

32:隔室

33:固持器裝置

34:側邊緣

35:凹槽

40:第一導管

41:後部開口

42:前部開口

46:第二導管

47:第一開口

48:第二開口

50:取樣單元

51:微針裝置

52:微針

53:樣本接收裝置

54:上側

56:感測器裝置

57:第一基板

58:流體通道

59:通孔

60:第二基板

61:第一流體埠

64:空腔形成層

65:空腔

66:電化學轉換器元件

67:有效區域

68:電接觸元件

69:連接路徑

80:檢測單元

90:顯示裝置

100:設備

101:步驟

130:連接配置

132:隔室

133:固持器裝置

136:凹部

137:底座

138:彈簧構件

150:取樣單元

151:微針裝置

152:微針

153:過濾器構件

155:密封構件

200:步驟

230:連接配置

232:隔室

233:固持器裝置

239a:框架結構

239b:鉸鏈裝置

239c:彈簧鎖

250:取樣單元

251:微針裝置

252:微針

300:步驟

400:步驟

500:步驟

現將更詳細地描述本發明，其中參考說明本發明之僅作為實例給出的不同態樣及具體實例之所附示意性圖式，且在所附示意性圖式中：圖1展示吸力施加裝置之部分透視的橫截面視圖，圖2展示根據第一實例之用於取樣體液的設備的放大局部視圖，圖3展示根據另一實例之用於取樣體液的設備的放大局部視圖，圖4a及圖4b展示根據第三實例之用於取樣體液的設備的放大局部視圖，圖5展示用於取樣體液的設備之細節，圖6展示圖5中之細節之另一視圖，圖7說明吸力施加裝置之變型，且圖8為說明方法之實例之圖。

相同的或表示對應或等效元件的元件已經在不同圖中給定相同附圖標記。

在圖1中展示用於施加吸力至用於取樣體液之取樣單元50的吸力施加裝置10的橫截面。吸力施加裝置10包含注射器本體12，其具有中空內部14及可在注射器本體之中空內部裡面移動的活塞20。注射器本體12具有後端16，連接至活塞20之活塞桿21穿過該後端向注射器本體12外延伸，且藉助於該活塞桿，該活塞可移動。注射器本體亦具有與後端16相對之前端18。

吸力施加裝置包含連接配置30，如圖2中所展示，該連接配置經組態以用於連接取樣單元50，該連接配置位於注射器本體12的前端18處。

如圖1中所展示之吸力施加裝置10進一步包含第一導管40，該第一導管具有：後部開口41，其將第一導管連接至注射器本體12之中空內部14之 後部部分14b；及前部開口42，該第一導管40藉助於其可連接至取樣單元50。在後部部分中，當活塞在中空內部裡面向前移動時產生次壓。吸力施加裝置10亦包含第二導管46，該第二導管連接注射器本體12之中空內部14的前部部分14a與注射器本體的外部。前部部分14a位於活塞20與注射器本體之前端18之間。換言之，注射器本體之中空內部14係由可移動活塞20劃分成兩個部分14a、14b。後部部分14b為位於注射器本體之後端與活塞之間的中空內部之部分，且中空內部的前部部分14a位於活塞與注射器本體之前端之間。

吸力施加意味著裝置能夠相對於周圍的大氣壓力產生次壓，亦即低於周圍的大氣壓中之壓力之氣壓。詳言之，其能夠在取樣單元連接至吸力施加裝置時在此取樣單元中產生次壓及吸取效應。

吸力施加裝置10如下起作用。當活塞20儘可能收縮至中空內部14中時，其將終止在注射器本體12之後端16處。在此收縮位置中，活塞20將阻塞第一導管40之後部開口41。當在中空內部14內部向前推動活塞20時，第一導管40之後部開口41將變得空出。隨著活塞藉由推動活塞桿繼續向前移動，將在中空內部14之後部部分14b中且亦在第一導管40中產生逐漸增加的次壓。在當存在連接至吸力施加裝置10之取樣單元50時之狀況下，第一導管40的前部開口42將連接至取樣單元50且藉此取樣單元將受次壓影響且吸取效應經施加至取樣單元。第一導管40因此充當吸取導管。應提及，活塞20在中空內部裡面之向前移動藉由存在第二導管46而促進，中空內部14的前部部分14a內部之空氣藉助於該第二導管可經抽空至外部。第二導管因此可經描述為充當抽空導管。

以習知方式，活塞20將經組態以貼合地裝配至中空內部14中，使得不應允許空氣在活塞與注射器壁之間自中空內部之後部部分14b穿過至前部部分14a，或反之亦然。視需要，活塞可具備某種外部密封部，該外部密封部將改良活塞與注射器壁之間的密封效應。

自然地，活塞不必一直收縮至注射器本體12之後端16，且其不必阻塞第一導管40之後部開口41。一旦活塞20向前移動，則將在中空內部14之後部部分14b中產生子壓，且即使活塞在中空內部中進一步向前運動，亦將在第一導管40中產生吸取效應。一旦當活塞向前移動時後部開口與處於活塞20與注射器12之後端16之間的中空內部14之部分連通，則將產生吸取效應，且此部分將為後部部分14b。

連接配置30可包含經組態以用於容納取樣單元50之隔室32，且第一導管40之前部開口42通向該隔室。圖2至圖4a中示意性地說明此情形，其說明具有隔室32、132、232之連接配置30、130、230的不同實例。

該連接配置可包含用於將取樣單元50固定至吸力施加裝置之固持器裝置33、133、233。當存在一隔室時，該固持器裝置經較佳地組態以將該取樣單元固定在該隔室中。

連接配置30可包含至少一個電接點31，藉助於該至少一個電接點，可提供取樣單元50至吸力施加裝置10之電連接。此類電接點可例如為如圖3中經示意性地說明之裝載有彈簧之金屬板。

在圖1之所說明的實例中，連接配置之細節已說明為與如圖2中所展示之取樣單元50相關。然而，預見連接配置及取樣單元之不同變型，如下文將描述。

連接配置之上文所描述細節，例如電接點、隔室、固持器裝置，可組合使用或各自單獨使用而不使用其他細節。稍後將描述此固持器裝置之不同變型。

該吸力施加裝置可包含檢測單元80，該檢測單元經組態以用於數位化自一提取的體液樣本導出之一量測。該樣本由取樣單元獲得。該量測為與在該體液中將檢測到之一成分的存在相關之一量測。該吸力施加裝置亦可包 含顯示裝置90，該顯示裝置經組態以用於顯示自檢測單元80獲得之一結果。此在圖7中加以說明。藉由使用已知的技術，檢測單元以及顯示單元可以許多不同方式實施。

在全部圖1至圖4b中，說明吸力施加裝置10連同取樣單元50，該組合形成用於取樣體液的設備100。然而，要強調，吸力施加裝置10可連同許多不同類型的取樣單元一起使用，且其不限於與所說明之取樣單元或本發明中所描述之取樣單元之實例一起使用。

吸力施加設備因而亦可包含根據以下實例之細節，可單獨或組合地包含該等細節。

第一導管40可經組態為在注射器本體12之縱向壁13中製成之導管。通常，注射器本體將具有圓柱體形狀，其中縱向壁13在注射器本體之後端16與前端18之間延伸。並且第二導管46可經組態為在注射器本體12之壁中製成之導管。第二導管將接著具有位於注射器本體之前端18處的至中空內部14中之第一開口47。較佳地，此第一開口將位於注射器本體之前端壁18a中，以便能夠簡化空氣自中空內部14抽空至周圍環境。第二導管46接著亦將具有至吸力施加裝置之周圍環境中之第二開口48。此第二開口可位於注射器的外部上的任何地方，例如，位於如圖1中所展示之注射器本體之後端16處。在彼狀況下，導管將在注射器本體之前端壁18a中延伸且此外在注射器本體之縱向壁13中延伸。

在圖2至圖4b中說明用於接收取樣單元之隔室之實例及固持器裝置之實例。亦示意性地說明取樣單元之不同實例。

圖2中展示注射器本體12之前端18。在面朝外之前端壁18a中，提供具有經組態以用於接收取樣單元50之隔室32之連接配置30。第一導管40的前部開口42亦在圖2中展示且其經展示為至隔室中之開口。隔室32之內部將因 此經由第一導管40在注射器本體之後端16處與中空內部14之後部部分14b連通。在此實例中，取樣單元50經組態為矩形晶片。下文將描述取樣單元之細節。取樣單元具有至少沿著其三側之突起側邊緣34。隔室具有基本上對應於取樣單元50之形狀的形狀，且其具有沿著其三個側之對應的凹槽35，而一側為敞開的且經調適以插入取樣單元50。當插入取樣裝置時，其突起側邊緣34將進入至凹槽35中且取樣單元將因此藉由包含凹槽35之相配合的側邊緣34的固持器裝置33而固定。圖2中亦展示位於隔室之遠側處之電接點31，該等電接點經設計成與可提供於取樣單元50上之對應的電接觸元件電接觸。自然地，此類電接點可位於隔室或隔室壁中之其他地方。

圖3中展示連接配置130之另一變型。在此實例中，取樣單元150包含：晶片，其包含微針裝置151；過濾器構件153，其充當樣本接收裝置；及密封構件155，如示意性分解視圖中所展示。隔室132包含經組態以接收過濾器構件之凹部136。當過濾器構件置放於凹部中時，該凹部定位成使得第一導管的前部開口42面朝過濾器構件。隔室進一步包括用於密封構件155之底座137，該底座位於過濾器凹部外部。連接配置亦包含彈簧配置，該彈簧配置包含兩個彈簧構件138，取樣單元150之微針裝置151藉助於該兩個彈簧構件固定在隔室132中。彈簧構件138因此充當固持器裝置133。亦可結合彈簧構件或以其他方式提供額外扣入功能。當取樣單元固定在隔室132中時，過濾器構件153將與導管開口42接觸且密封構件155將充當過濾器構件153與微針裝置151之間的密封部，使得經由導管開口42施加的吸力將產生經由微針裝置151之微針152施加且至由針穿透之皮層中之吸力。

圖4a及圖4b中示意性地說明連接配置230之另一變型。取樣單元250經示意性地說明為圖2中所說明的類型，但其可替代地屬圖3中所說明之類型或另一類型，其中隔室之對應的組態用於接收取樣單元且用於施加吸力。取 樣單元250放置在隔室232中且其由固持器裝置233固定。固持器裝置233包含藉助於鉸鏈裝置239b附接至注射器本體12之前端18的框架結構239a。當應用於取樣單元250上方時，如圖4b中所展示，框架結構239a將環繞取樣單元而使微針裝置251之微針空出，使得該等微針可在提取樣本時與人的皮膚接觸。框架結構239a可在已置放在取樣單元250上之適當固定位置中之後藉助於彈簧鎖239c鎖定至注射器本體12之前端18。框架結構之幾何形狀可在外部形狀及內部開口之形狀兩方面變化。可能的形狀基本上為矩形、環形或其組合。

當如上文所描述之吸力施加裝置10與例如取樣單元50、150、250之取樣單元組合時，會獲得用於取樣體液的設備。通常，取樣單元包含微針裝置51、151、251，該微針裝置包含經組態以用於提取體液樣本之複數個中空微針52、152、252，且該取樣單元進一步包含經組態以用於接收由微針裝置51、151、251提取之體液的樣本接收裝置53，且該取樣單元50、150、250連接至吸力施加裝置10，藉此一吸力可施加至該微針裝置之該等微針。當吸力經施加至微針52、152、252時，該等微針接著可在微針已穿透人的皮膚時提取體液，且該體液接著經引導至樣本接收裝置53且由樣本接收裝置53接收。

因此，當取樣單元50、150、250連接至吸力施加裝置10時，一流體路徑於該取樣單元中在微針裝置51、151、251與樣本接收裝置53之間提供，且該流體路徑自該樣本接收裝置延續至第一導管40的前部開口42，藉此該流體路徑形成一吸取路徑，使得當活塞20在朝向注射器本體12的前端18的一方向上移動時，一吸力可自第一導管40的前部開口42施加至微針裝置51、151、251。

較佳地，該取樣單元或其至少一部分可自該吸力施加裝置拆卸且可置換。通常，預見到，該取樣單元可為拋棄式單元，而該吸力施加裝置為旨在用於多個用途之基本單元。

上文已經結合吸力施加裝置之連接配置之描述極簡要地描述取樣單元之一些實例。

圖3中展示取樣單元150之一個實例。該取樣單元包含微針裝置151，該微針裝置包含經組態以用於提取體液樣本之複數個中空微針152。該取樣單元進一步包含經組態以用於接收由該微針裝置提取之體液的一樣本接收裝置，且在此實例中，該樣本接收裝置包含過濾器構件153。該取樣單元亦可包含密封構件155，或替代地，該密封構件可為位於隔室132中之單獨部分，且並不形成取樣單元之部分。

當取樣單元150附接至吸力施加裝置10時，可藉由在注射器本體12之中空內部14中向前移動活塞20而在第一導管40的前部開口42處產生吸力。吸力將經由經應用於前部開口42上之過濾器構件153且經由中空微針152起作用，其中當中空微針穿透所需樣本來自的人之皮膚、角質層且至表皮中時體液樣本可藉由微針提取。體液接著將自微針引導且進入將充當樣本接收裝置之過濾器構件153中。取樣單元接著可移除且具有所收集的體液樣本之過濾器構件可在通常包含某一類型的感測器裝置之分離設備中加以分析。

在一個變型中，該過濾器構件可製備具有當與在該體液中將檢測到之一成分接觸時改變該過濾器構件之物理或化學性質的試劑。過濾器構件接著將提供用於待進行分析之前置級。實際上亦有可能不需要分析而是簡單的量測可能足夠。若性質為物理性質，則甚至有可能具有與待自僅僅觀看過濾器構件檢測到之成分相關的可見指示。

根據另一實例，該設備包含取樣單元，該取樣單元包含經組態以用於檢測在該體液中將檢測到之一成分的存在之感測器裝置，且其中該感測器裝置包含該樣本接收裝置。圖2及圖4a至圖4b中示意性地說明具有感測器裝置56之取樣單元50、250之實例。

在一個實例中，該感測器裝置可經組態以提供與在該體液中將檢測到之一成分的存在相關的一實體之一量測。

該感測器裝置可包含至少一個電接觸元件，該至少一個電接觸元件可連接至經提供作為該連接配置之部分的至少一個電接點，且藉助於該至少一個電接觸元件，可提供該取樣單元至該吸力施加裝置之電連接。

圖5及圖6中說明感測器裝置56之實例。在此實例中，該感測器裝置係一電化學感測器裝置。感測器裝置56包含樣本接收裝置53，該樣本接收裝置包含空腔65。感測器裝置56為取樣單元50或250之部分，如上文所描述。

在圖5及圖6中，取樣單元50包含微針裝置51，該微針裝置包含位於第一基板57上之複數個微針52。在圖5中，以自下方之分解視圖說明取樣單元50，該分解視圖展示取樣單元之組件之下側或前側且展示意欲插入至人的皮膚中之微針52。在圖6中，以自上方之分解視圖說明取樣單元50，該分解視圖展示取樣單元之組件之上側或背側。

每一微針52包含界定用於所提取體液樣本之第一流體路徑之毛細血管孔。該第一流體路徑與第一基板57之流體通道58流體連通。微針裝置51進一步包含第二基板60，該第二基板包含與第一基板57之流體通道58流體連通之第一流體埠61。此基板充當毛細血管閉合層。取樣單元50進一步包含感測器裝置56，該感測器裝置在此實例中為一電化學感測器裝置。該感測器裝置可為例如克拉克類型的電化學感測器。

在說明之實例中，該電化學感測器裝置包含兩個層，空腔形成層64及包含電化學轉換器元件66之層。空腔形成層包含充當樣本接收裝置之空腔65。該空腔包含試劑，該試劑經選擇使得其在與期望檢測到的體液之成分接觸時將產生化學反應。此反應將接著影響轉換器元件66之有效區域67，且化學改變將轉換成電信號。此等信號將反映與在該體液中將檢測到之一成分的存在 相關的實體之量測。空腔65與第一流體埠61流體連通，使得產生自每一微針52至空腔之用於所提取體液的流體路徑。空腔層64進一步包含連接路徑69，該連接路徑連接空腔65與轉換器66中之通孔59，該通孔可與吸力施加裝置之第一導管40的前部開口42連接。因此，在前部開口42處產生之吸力可轉移至微針裝置之微針。

如實例中所展示，第一流體路徑自微針52中之至毛細血管孔中之第一下開口延伸至毛細血管孔中之第二上開口，該下開口與體液接觸，該第二上開口位於第一基板57之相對上側54上。上側54中之微針之毛細血管孔的開口全部以例如圖6中所說明之模式連接至流體通道58。

微針52可例如整合至第一基板57中。

圖2中說明在取樣單元50之不同組件已經組裝之後看起來為取樣單元之取樣單元。

當取樣單元50之不同組件經組裝且取樣單元藉助於連接配置30連接至吸力施加裝置10之注射器本體12之前端18時，如圖1及圖2中所展示，感測器裝置56之通孔59將定位成使得達成與第一導管40的前部開口42之連通。因此，藉由在注射器本體12之中空內部14中向前移動活塞20可在第一導管40的前部開口42處產生吸力。吸力將經由前部開口42且經由感測器裝置56且經由中空微針52起作用，其中當中空微針已穿透所需樣本所來自之人的皮膚、角質層且至表皮中時，體液樣本可藉由微針提取。體液接著將自該等微針引導且進入充當樣本接收裝置之空腔65中。

感測器裝置56較佳包含至少一個電接觸元件68，該至少一個電接觸元件可連接至經提供作為吸力施加裝置10之連接配置30之部分的至少一個電接點31。因此，可提供取樣單元至吸力施加裝置之電連接。來自感測器裝置56之電信號接著可傳輸至形成吸力施加裝置之部分的檢測單元80。如所提及， 來自感測器裝置之轉換器元件66之電信號將反映與在該體液中將檢測到之一成分的存在相關的實體之量測。該檢測單元接著可執行自一提取的體液樣本導出之該量測的數位化。位於吸力施加裝置10上之顯示裝置90接著可經組態以顯示自該檢測單元獲得之結果，如圖7中所展示。

作為電化學感測器裝置之替代方案，有可能結合微針裝置使用RF感測器裝置。舉例而言，RF感測器裝置如WO 2015/187066中所描述。

相關體液可為血液及/或組織間隙液。該設備可用於量測例如葡萄糖，亦即期望檢測到之成分可為葡萄糖。

過濾器或感測器裝置之空腔中之試劑可例如為蛋白質、例如氧化酶試劑之酶或適於體液中之期望檢測到之成分的任何其它試劑。

圖8中亦揭示且說明檢測體液中之成分的方法。該方法包含以下步驟：提供根據上文所描述之設備(101)，具有該微針裝置的該吸力施加裝置之該前端施加至一人的角質層上，且將一壓力施加至該設備上，使得該等微針穿透角質層至表皮中(200)，向該注射器本體之該前端推動該活塞且經由第一導管及取樣單元產生吸力，藉此一吸力在該等微針中產生，藉此體液藉由微針被提取且進一步引導至取樣單元之樣本接收裝置(300)，一感測器裝置中執行對該提取的體液樣本之一量測，其中該量測與在該體液中將檢測到之一成分的存在相關(400)，及於該所執行量測來檢測該成分(500)。

該方法亦可包含執行該量測之數位化及在一顯示單元上呈現自該成分之該檢測導出的結果之可選額外步驟。

應提及，該方法中所提及之感測器裝置不必為形成吸力施加裝 置之部分的感測器裝置，但其可替代地為經提供作為單獨單元之感測器裝置。

亦應提及，如上文所描述之取樣單元之變型可形成設備之部分或可單獨使用或在另一類型之設備中使用。

本發明不應視為限於所說明之具體實例，而是可在不背離所附申請專利範圍中所限定之範圍的情況下以許多方式修改及變更，如熟習此項技術者所瞭解。

10:吸力施加裝置

12:注射器本體

13:縱向壁

14:中空內部

14a:前部部分

14b:後部部分

16:後端

18:前端

18a:前端壁

20:活塞

21:活塞桿

40:第一導管

41:後部開口

42:前部開口

46:第二導管

47:第一開口

48:第二開口

50:取樣單元

100:設備

130:連接配置

Claims (22)

1. 一種用於施加吸力至用於取樣體液之一取樣單元(50；150；250)的吸力施加裝置(10)，其中該吸力施加裝置包含：一注射器本體(12)，其具有一中空內部(14)及可在該注射器本體之該中空內部裡面移動之一活塞(20)；其中該注射器本體具有：一後端(16)，連接至該活塞(20)之一活塞桿(21)穿過該後端向該注射器本體(12)外延伸，且該活塞可藉助於該活塞桿而移動；及與該後端相對之一前端(18)；一連接配置(30；130；230)，其經組態以用於連接一取樣單元(50；150；250)，其中該連接配置位於該注射器本體(12)之該前端(18)處；一第一導管(40)，該第一導管具有：一後部開口(41)，其將該第一導管連接至該注射器本體(12)之該中空內部(14)之一後部部分(14b)，在該後部部分中，一次壓在該活塞在該中空內部裡面向前移動時產生；及一前部開口(42)，該第一導管(40)可藉助於該前部開口連接至一取樣單元(50；150；250)；及一第二導管(46)，該第二導管連接該注射器本體之該中空內部(14)之一前部部分(14a)與該注射器本體(12)的外部，且該前部部分位於該活塞(20)與該注射器本體(12)之該前端(18)之間。
2. 如請求項1所述之吸力施加裝置，其中經組態以用於連接一取樣單元(50；150；250)之該連接配置(30；130；230)包含經組態以用於容納一取樣單元之一隔室(32；132；232)，且該第一導管(40)之該前部開口(42)通向該隔室。
3. 如請求項1所述之吸力施加裝置，其中該連接配置(30；130；230)包含用於將一取樣單元固定至該吸力施加裝置之一固持器裝置(33；133；233)。
4. 如請求項2所述之吸力施加裝置，其中該連接配置(30；130；230)包含用於將一取樣單元固定至該吸力施加裝置之一固持器裝置(33；133；233)。
5. 如請求項1至4中任一項所述之吸力施加裝置，其中該連接配置(30；130；230)包含至少一個電接點(131)，藉助於該至少一個電接點，可提供一取樣單元(50；250)至該吸力施加裝置(10)之電連接。
6. 如請求項1至4中任一項所述之吸力施加裝置，其中該吸力施加裝置包含一檢測單元(80)，該檢測單元經組態以用於將自一提取的體液樣本導出之一量測數位化，其中該量測與在該體液中將檢測到之一成分的存在相關。
7. 如請求項5所述之吸力施加裝置，其中該吸力施加裝置包含一檢測單元(80)，該檢測單元經組態以用於將自一提取的體液樣本導出之一量測數位化，其中該量測與在該體液中將檢測到之一成分的存在相關。
8. 如請求項6所述之吸力施加裝置，其中該吸力施加裝置包含一顯示裝置(90)，該顯示裝置經組態以用於顯示自該檢測單元(80)獲得之一結果。
9. 如請求項7所述之吸力施加裝置，其中該吸力施加裝置包含一顯示裝置(90)，該顯示裝置經組態以用於顯示自該檢測單元(80)獲得之一結果。
10. 一種用於取樣體液的設備，其包含：如請求項1至9中任一項所述之一吸力施加裝置(10)，一取樣單元(50；150；250)，其包含一微針裝置(51；151；251)，該微針裝置包含經組態以用於提取一體液樣本之複數個中空的微針(52；152；252)，且該取樣單元進一步包含經組態以用於接收由該微針裝置(51；151； 251)提取之體液的一樣本接收裝置(53)，且該取樣單元連接至該吸力施加裝置(10)，藉此一吸力可施加至該微針裝置之所述微針。
11. 如請求項10所述之設備，其中一流體路徑提供於該取樣單元(50；150；250)中介於該微針裝置(51；151；251)與該樣本接收裝置(53)之間，且該流體路徑自該樣本接收裝置延續至該第一導管(40)之該前部開口(42)，藉此該流體路徑形成一吸取路徑，以使得當該活塞(20)在朝向該注射器本體(12)之該前端(18)的一方向上移動時，一吸力可自該第一導管(40)之該前部開口(42)施加至該微針裝置(51；151；251)。
12. 如請求項10所述之設備，其中該樣本接收裝置包含一過濾器構件(153)，該過濾器構件經組態以用於吸收由該微針裝置(51；151；251)提取之體液。
13. 如請求項11所述之設備，其中該樣本接收裝置包含一過濾器構件(153)，該過濾器構件經組態以用於吸收由該微針裝置(51；151；251)提取之體液。
14. 如請求項10所述之設備，其中該取樣單元(50；150；250)包含一感測器裝置(56)，該感測器裝置經組態以用於檢測在該體液中將檢測到之一成分的存在，且其中該感測器裝置包含該樣本接收裝置(53)。
15. 如請求項11所述之設備，其中該取樣單元(50；150；250)包含一感測器裝置(56)，該感測器裝置經組態以用於檢測在該體液中將檢測到之一成分的存在，且其中該感測器裝置包含該樣本接收裝置(53)。
16. 如請求項14所述之設備，其中該感測器裝置(56)經組態以提供與在該體液中將檢測到之一成分的存在相關的一量測。
17. 如請求項15所述之設備，其中該感測器裝置(56)經組態以提供與在該體液中將檢測到之一成分的存在相關的一量測。
18. 如請求項14至17中任一項所述之設備，其中該感測器裝置(56)包含至少一個電接觸元件(68)，該至少一個電接觸元件可連接至經提供作為該連接配置(30；230)之部分的至少一個電接點(31)，且藉助於該至少一個電接觸元件，可提供該取樣單元(50；150；250)至該吸力施加裝置(10)之電連接。
19. 如請求項14至17中任一項所述之設備，其中該感測器裝置(56)包含一電化學感測器，且其中經組態以當與在該體液中將檢測到之一成分接觸時反應之一試劑係提供於該樣本接收裝置(53)中。
20. 如請求項18所述之設備，其中該感測器裝置(56)包含一電化學感測器，且其中經組態以當與在該體液中將檢測到之一成分接觸時反應之一試劑係提供於該樣本接收裝置(53)中。
21. 如請求項14至17中任一項所述之設備，其中該感測器裝置包含一RF感測器。
22. 如請求項18所述之設備，其中該感測器裝置包含一RF感測器。

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