【技术实现步骤摘要】
本公开总体上涉及提高流体渗透压(osmolarity)的测量准确度和精确度，更具体地，涉及提高泪膜渗透压的测量准确度和精确度。
技术介绍
1、通过在具有基板和该基板的样本区域的微芯片上沉积等份体积的样本流体来实现该样本流体(诸如，在泪膜中)的最常见的渗透压测量，其中该样本流体的体积可操作地覆盖样本区域的足够部分，使得从样本区域中检测传递给样本流体的能量以产生指示该样本流体渗透压的输出信号。因此，可以从检测到的样本体积的能量中获得该样本流体的渗透压测量。即使从干眼症患者身上，也可以快速、轻松地获得等分大小的样本体积。等分体积可以包括例如不超过20微升(μl)的体积，但可以小至1nl。渗透压传感器系统可以接收微芯片和样本体积，并可以从样本体积中检测能量以显示准确的渗透压测量。以这种方式，可以以对患者最小的不便和不适获得可靠的渗透压测量，而不需要大量的技术来获得测量，并且具有高度的重复性和准确度。
2、现有的泪膜渗透压系统，诸如可从加利福尼亚州埃斯孔迪多(escondido)的蒂尔实验室研究有限公司(tearlab research inc.)获得的商用化的tearlab渗透压系统，使用在基本单元上方测量的环境室温来补偿温度波动对泪液阻抗的影响。该系统使用附接有一次性微流控测试卡的手持设备(例如，笔)。该测试卡由胶囊和微流控芯片组成。该胶囊允许用户在不接触安装的微流控芯片的情况下处理和将一次性微流控测试卡附接到笔上，以保持卫生条件和温度稳定性。一旦采集到眼泪，笔就被对接到基本单元中，该基本单元估计用于补偿算法的环境室温。t
3、当空调和供暖系统、阳光窗、房间灯光、附近设备或其他加热和冷源创建动态变化的温度环境时，tearlab渗透压系统标识要求在受控室温下储存测试卡在现实世界中可能变得不切实际。如果tearlab渗透压系统比测试卡温度高1℃，它将报告比目标渗透压低大约6mosm/l的结果。在有问题的情况下，系统将有一个持久的滞后现象，需要很长的等待时间才能重新建立平衡。如图1所示，来自两个版本的tearlab渗透压系统(用于tearlab 1.0设备的101和用于tearlab1.0e设备的102)的数据均显示出与由附接到测试卡103的fluke80pk-1珠探针热电偶测量的卡片温度或由pico仪器pt-104铂电阻温度计104测量的环境温度的参考测量相比的不匹配的温度动态。tearlab 1.0设备有0.5℃的分辨率温度计，平均超过5个样本以获得0.2℃的系统分辨率，该温度计安装在基本单元设备的主板上，容易受到内部加热变化的影响，趋向于滞后温度上升和下降，同时在下降沿表现出滞后性。tearlab 1.0e设备将0.1℃分辨率温度计移动到基本单元上方的封闭隔间，基本上与内部电子加热隔绝，对环境变化更敏感，但倾向于导致温度上升，从而高估温度。为了优化tearlab 1.0e的性能，在储存测试卡的系统中添加了一个笨重的附件托盘，并允许其在测试前保持平衡。最初直接在笔内安装温度计的尝试受挫，因为当用户握住笔时，笔的温度会显著上升，使内部放置的热电偶生成的数据无效。此外，由于系统要求非常高的精确度，安装在与卡相邻的顶板上的接触式温度计将危及测试卡精心平衡的机械系统，因为对密封微流控通道的压敏粘合剂的任何冲击都可能危及阻抗测量，阻抗测量具有大约±3微米的公差以实现所述的精确度。因此，显然需要一种与测试卡内泪液的动态响应相匹配的温度传感解决方案，以提高总体准确度和精确度。
技术实现思路
1、本公开总体上涉及改进流体的渗透压的测量，更具体地，涉及提高泪膜的渗透压的测量准确度和精确度。本文描述的方法改进了现有的泪膜渗透测定技术，以在环境不稳定的情况下提供更好的性能。
2、现有的泪膜渗透压系统，诸如商用化的tearlab渗透压系统，以及于2011年9月20日授权的美国专利号8,020,433中描述的流体样本采集设备和系统，都使用在基本单元上方测量的环境室温来补偿温度波动对泪液阻抗的影响。当系统处于平衡状态时，系统可以根据其标签标识执行高精度的操作。然而，在具有挑战性的环境中，温度变化迅速，每小时5-10度或更高，系统和测试卡之间的温度测量差异可能会影响性能。
3、本公开提供了用于将相关时空测试卡温度与非接触式温度计匹配以最小化基于阻抗的泪液渗透压计内的可变性的系统和方法。
4、通过回顾说明书、权利要求和所附附图，本公开的其他目的和特征将变得容易理解。
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1.一种用于分析流体样本的设备，该设备包括：
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述安装于流体采集设备的红外非接触式温度传感器安装在距离所述微流控芯片的远侧尖端10-20mm之间处，使得所述非接触式传感器的视场与所述微流控芯片的混合有机物-金部分重叠，所述非接触式传感器的包含性波长范围为2-14μm、发射率参数为0.7–0.95以及刷新率为0.25–1.5秒。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其中所述安装于流体采集设备的红外非接触式热电堆传感器安装在距离所述微流控芯片的所述远侧尖端12-16mm之间，使得所述非接触式传感器的视场与所述微流控芯片的混合有机物-金部分重叠，所述非接触式传感器的包含性波长范围为2-14μm、发射率参数为0.85-0.93以及刷新率为0.5-1.0秒。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的设备，其中所述安装于流体采集设备的红外非接触式热电堆传感器以20-70°的角度发光，在50°的角度处具有大约50％的灵敏度。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的设备，其中所述微流控芯片具有温度测量区域，其为所述传感器提
6.根据权利要求1-5中任一项所述的设备，其中所述微流控芯片具有温度测量区域，其为所述传感器提供金和聚碳酸酯。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的设备，其中所述微流控芯片具有温度测量区域，其为所述传感器提供金和聚对苯二甲酸乙二酯。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的设备，其中所述微流控芯片具有温度测量区域，其为所述传感器提供聚碳酸酯和聚对苯二甲酸乙二酯。
9.一种用于分析流体样本的微流控芯片，该芯片包括：
10.根据权利要求9所述的设备，其中所述温度测量区域在5.9mm至9.5mm的微芯片的宽度范围内。
11.根据权利要求9或10所述的设备，其中所述温度测量区域在7.2mm至9.2mm的微芯片的宽度范围内。
12.一种用于分析流体样本的系统，该系统包括：
13.根据权利要求12所述的系统，其中所述流体采集设备被配置为手持式。
14.根据权利要求12或13所述的系统，其中所述微流控芯片被配置为可拆卸地安装在所述流体采集设备上。
15.根据权利要求12-14中任一项所述的系统，其中所述温度传感器包括非接触式温度传感器。
16.根据权利要求12-15中任一项所述的系统，其中所述温度传感器包括红外温度传感器。
17.根据权利要求12-16中任一项所述的系统，其中所述温度传感器被配置为安装在距离所述微流控芯片的远侧尖端的10-20mm之间，使得所述温度传感器的视场与所述微流控芯片的电极部分重叠。
18.根据权利要求12-17中任一项所述的系统，其中所述温度传感器被配置为距离所述微流控芯片的远侧尖端安装，使得所述温度传感器的视场与所述微流控芯片的电极部分重叠，所述温度传感器的包含性波长范围为2-14μm、发射率参数为0.7-0.95或刷新率为0.25-1.5秒中的一项或多项。
19.根据权利要求18所述的系统，其中所述温度传感器被配置为距离所述微流控芯片的远侧尖端安装，使得所述温度传感器的视场与所述微流控芯片的电极部分重叠，所述温度传感器的包含性波长范围为2-14μm、发射率参数为0.85-0.93或刷新率为0.5-1.0秒中的一项或多项。
20.根据权利要求17-19中任一项所述的系统，其中所述温度传感器被配置为安装在距离所述微流控芯片的远侧尖端的12-16mm之间。
21.根据权利要求12-20中任一项所述的系统，其中所述温度传感器被配置为以20-70°的角度发光，在50°的角度处具有近似50％的灵敏度。
22.根据权利要求12-21中任一项所述的系统，其中所述微流控芯片具有温度测量区域，所述温度测量区域为所述温度传感器提供金、聚碳酸酯或聚对苯二甲酸乙二酯中的一种或多种。
23.根据权利要求12-22中任一项所述的系统，其中所述微流控芯片具有温度测量区域，所述温度测量区域为所述温度传感器提供金、聚碳酸酯或聚对苯二甲酸乙二酯中的两种或多种。
24.根据权利要求12-23中任一项所述的系统，其中所述温度补偿算法是线性温度补偿算法。
25.根据权利要求24所述的系统，其中所述温度补偿算法包括使用线性校正系数基于所述测量的温度校正阻抗测量。
26.根据权利要求25所述的系统，其中所述线性校正系数约为每度约2.00％至约2.20％。
27.根据权利要求12-26中...
【技术特征摘要】
1.一种用于分析流体样本的设备，该设备包括：
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述安装于流体采集设备的红外非接触式温度传感器安装在距离所述微流控芯片的远侧尖端10-20mm之间处，使得所述非接触式传感器的视场与所述微流控芯片的混合有机物-金部分重叠，所述非接触式传感器的包含性波长范围为2-14μm、发射率参数为0.7–0.95以及刷新率为0.25–1.5秒。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其中所述安装于流体采集设备的红外非接触式热电堆传感器安装在距离所述微流控芯片的所述远侧尖端12-16mm之间，使得所述非接触式传感器的视场与所述微流控芯片的混合有机物-金部分重叠，所述非接触式传感器的包含性波长范围为2-14μm、发射率参数为0.85-0.93以及刷新率为0.5-1.0秒。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的设备，其中所述安装于流体采集设备的红外非接触式热电堆传感器以20-70°的角度发光，在50°的角度处具有大约50％的灵敏度。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的设备，其中所述微流控芯片具有温度测量区域，其为所述传感器提供金、聚碳酸酯和聚对苯二甲酸乙二酯。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的设备，其中所述微流控芯片具有温度测量区域，其为所述传感器提供金和聚碳酸酯。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的设备，其中所述微流控芯片具有温度测量区域，其为所述传感器提供金和聚对苯二甲酸乙二酯。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的设备，其中所述微流控芯片具有温度测量区域，其为所述传感器提供聚碳酸酯和聚对苯二甲酸乙二酯。
9.一种用于分析流体样本的微流控芯片，该芯片包括：
10.根据权利要求9所述的设备，其中所述温度测量区域在5.9mm至9.5mm的微芯片的宽度范围内。
11.根据权利要求9或10所述的设备，其中所述温度测量区域在7.2mm至9.2mm的微芯片的宽度范围内。
12.一种用于分析流体样本的系统，该系统包括：
13.根据权利要求12所述的系统，其中所述流体采集设备被配置为手持式。
14.根据权利要求12或13所述的系统，其中所述微流控芯片被配置为可拆卸地安装在所述流体采集设备上。
15.根据权利要求12-14中任一项所述的系统，其中所述温度传感器包括非接触式温度传感器。
16.根据权利要求12-15中任一项所述的系统，其中所述温度传感器包括红外温度传感器。
17.根据权利要求12-16中任一项所述的系统，其中所述温度传感器被配置为安装在距离所述微流控芯片的远侧尖端的10-20mm之间，使得所述温度传感器的视场与所述微流控芯片的电极部分重叠。
18.根据权利要求12-17中任一项所述的系统，其中所述温度传感器被配置为距离所述微流控芯片的远侧尖端安装，使得所述温度传感器的视场与所述微流控芯片的电极部分重叠，所述温度传感器的包含性波长范围为2-14μm、发射率参数为0.7-0.95或刷新率为0.25-1.5秒中的一项或多项。
19.根据权利要求18所述的系统，其中所述温度传感器被配置为距离所述微流控芯片的远侧尖端安装，使得所述温度传感器的视场与所述微流控芯片的电极部分重叠，所述温度传感器的包含性波长范围为2-14μm、发射率参数为0.85-0.93或刷新率为0.5-1.0秒中的一项或多项。
20.根据权利要求17-19中任一项所述的系统，其中所述温度传感器被配置为安装在距离所述微流控芯片的远侧尖端的12-16mm之间。
21.根据权利要求12-20中任一项所述的系统，其中所述温度传感器被配置为以20-70°的角度发光，在50°的角度处具有近似50％的灵敏度。
22.根据权利要求12-...
【专利技术属性】
技术研发人员：本杰明·沙利文，史蒂夫·兹米纳，
申请(专利权)人：蒂尔实验室研究有限公司，
类型：发明
国别省市：
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