本发明专利技术涉及一种采样装置。该采样装置包括分离式隔室，该分离式隔室被弹出从而产生增加的空间或体积以用于存储样本。本发明专利技术的采样装置适合于在水产养殖环境、封闭系统中或在人或动物的胃肠道中收集样本。本发明专利技术还涉及一种向动物口服施用该采样装置并回收该采样装置、以对收集的样本进行分析以诊断胃肠道的健康状况、并确定营养吸收和消化率的方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】装置
本专利技术涉及一种采样装置。采样装置包括分离式隔室，其被弹出从而产生增加的空间或体积以用于存储样本。本专利技术的采样装置适合于在水产养殖环境、封闭系统中或者在人或动物的胃肠道中收集样本。本专利技术还涉及一种方法，该方法用于向动物口服施用该采样装置并回收该采样装置，以对所收集的样本进行分析以便诊断胃肠道的健康状况，并确定营养吸收和消化率。
技术介绍
直接对动物胃肠道内的物质进行采样的能力是关键使能技术，以便用于诊断胃肠道健康状况，理解回肠消化、在结肠中的发酵，以及用于研究特定膳食组分与人和/或动物的胃肠道中的生物学、化学和生理-化学性质之间的关系。这包括营养吸收、药物代谢、微生物分布、免疫状况等。对来自动物的胃肠道的物质诸如气体、固体颗粒或液体的样本进行分析，可以提供关于采样材料的pH、酶活性、微生物负载/含量和分子组成的信息，包括营养负载，且可以通过确定免疫因子或总体免疫状态、表征微生物群的存在和微生物病原体的存在/不存在或与健康有关的微生物的存在/不存在来获得能够评估健康状况和诊断疾病(特别是胃肠道疾病)的信息处理程度。异常状况的早期检测、识别和定位对于确定性诊断和/或治疗各种病状是至关重要的。对消化物采样位点的特定控制对于理解健康和疾病也是至关重要的，因为状况通常是特定于位点的，例如与胃、回肠或结肠相关，而不是影响整个胃肠道。特定于位点的样本采集对于了解饮食影响和营养也有用处，例如，回肠处理是饮食设计中的重要因素，因为小肠内的消化和吸收效率影响存在于胃肠道远端部分的腔内容物。结肠内的肠道菌群进行的发酵取决于到达结肠的腔内容物，因此诸如蛋白质不完全消化等因素与有毒化合物的形成有关，包括与氨、硫化二氢、吲哚和酚的形成有关，这进而已经显示出会增加人体结肠癌的风险。在用于“生产动物”的饮食设计中，提高食品中营养素可利用率的效率和来自动物的废物的环境影响也是重要的。虽然总表观消化率(通过在粪便中回收的摄取营养素的百分比来衡量)是一个关键量度，但是该方法具有许多缺点，这是由于粪便受到代谢废物和非膳食来源的物质的污染。因此回肠消化率是营养素给予的更合适的量度。此外，回肠末端进入盲肠的流出可被认为是后肠微生物群落作用的基质。结肠消化物或腔内容物因此可以提供预测器或允许评估可用于由驻留胃肠微生物群发酵的营养素。因此，从回肠和结肠消化物内测量宽范围的化学物质(例如蛋白质、碳水化合物、脂肪、非淀粉多糖、微量营养素、抗营养因子)、生物学和生理-化学性能(例如粘度)的能力代表显著的发展，这进而使我们能够理解特定的饮食成分对消化过程及其产物影响的阶跃改变。这样的消化产物可包括粪便特性，诸如粪便品质和硬度、肠气或肠胃胀气。这些使能技术的发展也可使得能够进一步诊断和研究胃肠道疾病。对改进已知采样装置存在持续的需求，使得可以获取更大体积的样本，并且可以获取不同粘度范围内的液体以及固体样本的采样。对采样装置的这些改进允许对样本进行更大范围的分析测试并增强获取的样本范围。此外，在胃肠道内改变捕获样本的点的能力允许研究消化、饮食加工中涉及的因素变化(pH、酶乳化剂等)；营养吸收；微生物群落；免疫因子和胃肠腔整个长度上的消化道粘度。因此，采样可以在胃、回肠、结肠和盲肠内进行，允许基于所需样本的性质来调节采样位点。本专利技术的采样装置简单、便宜、可靠并且易于使用，而不需要持续监测并且可以重复使用。可以回收本专利技术的采样装置，并且使用各种生物学、化学和物理测定容易地提取和分析样本。液体和固体物质都可通过本专利技术的采样装置采样。本专利技术的采样装置能够记录环境中长时间段上的变化，例如24小时。具体地，沿着动物的胃肠道在环境中的变化。本专利技术的采样装置能够将存储的数据下载到计算机，并且能够容易地再编程以重复使用。本专利技术的采样装置能够检测和记录获得样本的时间、pH和/或温度。具体地，作为其分离式隔室被弹出的结果，本专利技术的采样装置能够收集大量样本，从而产生增加的体积或空间以用于待收集和存储的样本。
技术实现思路
在本专利技术的第一方面，提供一种采样装置。采样装置包括壳体，其中壳体包括腔室、至少一个开口、致动装置和分离式隔室，其中分离式隔室可释放地保持在壳体内，致动装置使得内部物质能够通过开口被吸入到腔室内，并且同时沿着壳体推动分离式隔室，直到分离式隔室从采样装置的壳体弹出，从而产生增加的空间或体积以用于在采样装置的腔室内接收和存储样本。在一些实施例中，采样装置可用于对任何形式的封闭系统进行采样，诸如鱼缸、处理槽罐、生物处理系统、各种农业系统或其中人/物理干预是有益的任何系统和/或工业管道或工厂管道。在具体实施例中，本专利技术的采样装置用于从动物的胃肠道中对内部物质进行采样。术语“样本”、“物质”和“内部物质”可互换使用，并且指代可以由该采样装置采样的任何液体、固体、颗粒或气体，更具体地，当涉及在动物的胃肠道内采样时，这些术语也可指代消化物或腔内容物或消化产物。液体例如可存在于胃、小肠和大肠中。这样的液体可包含溶液(或悬浮液)中的固体或物类，诸如饮食成分、药物、食品成分；也可以存在消化产物、微生物代谢物、气体，诸如氧气、氢气、二氧化碳、甲烷、硫化氢等。具体地，该采样装置被设计为承受任何压力(例如咀嚼)和/或环境中的变化。具体地，该采样装置被设计成沿着动物的胃肠道行进。该采样装置必须能够承受胃肠道的蠕动，以及胃肠道的化学和机械环境。不同的材料可用于采样装置的各个不同部件。具体地，所使用的材料决定采样装置的纹理和/或硬度。所述材料可以是硬的、软的、光滑的和/或可延展的，并且对所用材料的偏好取决于其用途。通常情况下，该采样装置可由任何不可消化的、不可生物降解的、非免疫原性的、非生物反应性的或不可渗透的材料制成。具体地，用于制造该采样装置的材料可以是任何生物惰性聚合物材料，诸如丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚乙烯、聚氯乙烯、丙烯酸树脂等，陶瓷或金属，例如不锈钢，优选具有光滑表面以便于摄取和传输，以及具有至少一个不透射线的表面或包含物，使得如果需要则可在放射线照片中观察。可以使用热塑性材料，诸如聚碳酸酯、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚醚醚酮(PEEK)或聚丙烯(PP)。优选地，该采样装置的外表面由聚碳酸酯制成。聚碳酸酯可以是半透明的，以有助于对所包含样本进行视觉评估。其它部件优选由聚四氟乙烯(PTFE)制成。具体地，PTFE可用于采样装置的内部部件，其中该材料的柔性特性允许在两个相邻表面之间形成密封。在采样装置中使用的所有材料是惰性的并且对于食品和/或医疗使用是安全的。在一些实施例中，该采样装置可以是胶囊或药丸的形状。胶囊可以是圆柱形的，其具有圆形的、圆锥形的或扁平的端部。该采样装置可以是部分球形形状的。采样装置，以及特别是采样装置的不同部件，用本领域已知的常规工具和/或方法制造。具体地，可以使用本领域已知的增材技术(诸如3D打印)或减材技术(诸如CNC加工)来制造采样装置和部件。具体地，该采样装置优选适于吞咽和适于动物摄取。本领域内已知的胶囊具有26mm至30mm×11mm至15mm(长×宽)的尺寸。本专利技术的具体优点是，尽管采样装置可以具有与本领域中已知尺寸相似的尺寸，但是采样装置内的分离式隔室被弹出本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种采样装置，其包括壳体，其中所述壳体包括腔室、至少一个开口、致动装置和分离式隔室，其中所述分离式隔室通过保持装置可释放地保持在所述壳体内，并且其中致动装置使得内部物质能够通过所述开口被吸入到所述腔室内并且同时沿着壳体推动分离式隔室，直到所述分离式隔室从采样装置的壳体弹出，从而产生增加的空间或体积以用于将样本接收和存储在采样装置的腔室内，其中所述致动装置绳系到封闭装置，并且其中所述致动装置的运动导致所述封闭装置阻塞所述开口。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.17 GB 1416457.8;2014.09.17 GB 1416453.71.一种采样装置，其包括壳体，其中所述壳体包括腔室、至少一个开口、致动装置和分离式隔室，其中所述分离式隔室通过保持装置可释放地保持在所述壳体内，并且其中致动装置使得内部物质能够通过所述开口被吸入到所述腔室内并且同时沿着壳体推动分离式隔室，直到所述分离式隔室从采样装置的壳体弹出，从而产生增加的空间或体积以用于将样本接收和存储在采样装置的腔室内，其中所述致动装置绳系到封闭装置，并且其中所述致动装置的运动导致所述封闭装置阻塞所述开口。2.根据权利要求1所述的采样装置，其特征在于，所述保持装置是对采样装置外部环境中的变化作出反应的紧固装置和/或材料。3.根据权利要求2所述的采样装置，其特征在于，所述紧固装置绳系到封闭装置。4.根据权利要求2至3中任一项所述的采样装置，其特征在于，所述材料对pH、温度、光、溶质浓度或酶作出反应。5.根据权利要求2至4中任一项所述的采样装置，其特征在于，所述材料是可降解的、可消化的或可溶解的。6.根据权利要求2至5中任一项所述的采样装置，其特征在于，所述紧固装置由互锁机构激活。7.根据权利要求6所述的采样装置，其特征在于，通过旋转运动、径向运动或线性运动，或通过旋转装置、径向装置或线性装置，来紧固和/或释放所述互锁机构。8.根据权利要求6或7所述的采样装置，其特征在于，所述互锁机构是卡止件。9.根据权利要求2至8中任一项所述的采样装置，其特征在于，所述紧固机构还由触发装置激活，所述触发装置选自电磁装置或压电装置、形状记忆合金、肌肉线或消耗性保险丝。10.根据权利要求2至9中任一项所述的采样装置，其特征在于，响应于释放参数释放所述紧固装置。11.根据权利要求2至10中任一项所述的采样装置，其特征在于，所述紧固装置、所述互锁机构和/或所述触发装置被自动激活、预编程和/或远程激活。12.根据权利要求10至11中任一项所述的采样装置，其特征在于，所述释放...
【专利技术属性】
技术研发人员：D·里格尔斯沃思，W·J·布拉德利，
申请(专利权)人：马斯公司，
类型：发明
国别省市：美国,US
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