【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利文件涉及生物传感器装置、系统和方法，并且特别是微针传感器。
技术介绍
1、生物传感器可以提供生物中的生理物质和过程的实时检测。生物传感器是一种分析工具，它可以使用与将检测事件转换为用于处理和/或显示的信号的转换元件偶联的生物敏感组件来检测化学物质、物质或生物体。生物传感器可以使用生物材料作为生物敏感组件，例如，如包括酶、抗体、核酸等在内的生物分子以及活细胞。例如，分子生物传感器可以配置为使用具体的化学特性或分子识别机制来识别靶标试剂。
技术实现思路
1、本文公开了使用可穿戴的非侵入性的穿刺微针传感器贴片平台来进行isf生物标志物的可靠、精确和连续监测的装置、系统和方法。
2、在一些方面，可穿戴的非侵入性的微针传感器装置包括可与电子器件单元偶联的微针传感器单元，其中所述微针传感器单元包括基底、包括传感器电极的穿刺微针结构的阵列、包围穿刺微针结构下部的底座结构的阵列，以及将传感器电极与电子器件单元电偶联以用于与生物流体中的一种或多种生物标志物相关的可检测信号的处理的电相互连接...
【技术保护点】
1.可穿戴的非侵入性的微针传感器装置，其包括：
2.如权利要求1所述的装置，其中所述微针传感器单元还包括盖单元以与所述基底偶联，所述盖单元包括由具有配置为与所述基底上的穿刺微针结构阵列对齐的开口阵列的电绝缘材料形成的传感器-盖组件，使得所述尖端区域和所述穿刺微针的主体区域的至少远端部分通过所述盖单元的传感器-盖组件的开口阵列，其中所述传感器-盖组件配置为保护所述微针传感器单元的下层结构免受污染所述装置的非期望的物质影响。
3.如权利要求2所述的装置，其中所述微针传感器单元和所述盖单元配置为至少在由用于连续监测所述靶标分析物的所述可穿戴的非侵入性...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.可穿戴的非侵入性的微针传感器装置，其包括：
2.如权利要求1所述的装置，其中所述微针传感器单元还包括盖单元以与所述基底偶联，所述盖单元包括由具有配置为与所述基底上的穿刺微针结构阵列对齐的开口阵列的电绝缘材料形成的传感器-盖组件，使得所述尖端区域和所述穿刺微针的主体区域的至少远端部分通过所述盖单元的传感器-盖组件的开口阵列，其中所述传感器-盖组件配置为保护所述微针传感器单元的下层结构免受污染所述装置的非期望的物质影响。
3.如权利要求2所述的装置，其中所述微针传感器单元和所述盖单元配置为至少在由用于连续监测所述靶标分析物的所述可穿戴的非侵入性的微针传感器装置的用户第一次使用后可丢弃，并且其中所述电子器件单元配置为至少可在所述第一次使用后重复使用。
4.如权利要求2所述的装置，其中所述盖单元包括配置为将可固化的聚合物树脂送至设置在待进行光交联的所述基底的表面下方或表面上的微流体通道的开口，以便形成包括所述电绝缘材料的底座结构的阵列，所述电绝缘材料可被操作以将所述基底底座和所述穿刺微针结构的一部分电绝缘至特定的高度。
5.如权利要求2所述的装置，其中所述盖单元的传感器-盖组件包括围绕内部区域的侧壁并且配置为在所述盖单元与所述基底偶联时包括所述基底的一侧，并且所述盖单元包括配置为与所述传感器-盖组件的侧壁连接并接触所述基底的背面的背盖组件。
6.如权利要求5所述的装置，其中所述盖单元还包括具有与所述盖单元的侧壁偶联的外周侧壁的保持器，所述保持器具有开口，使得当所述保持器与所述微针传感器单元的侧壁偶联时，所述穿刺微针结构阵列向外扩展超过所述开口。
7.如权利要求6所述的装置，其还包括：
8.如权利要求1所述的装置，其中每个穿刺微针结构包括至少部分被连续覆盖所述主体区域下部的尖端区域的至少一个顶点的导电层涂覆的电绝缘核心，使得所述穿刺微针结构的导电层接触所述相应的电相互连接。
9.如权利要求8所述的装置，其中所述电绝缘核心包括pmma。
10.如权利要求8所述的装置，其中所述导电层包括铂、金、银、铬、碳或其他导电金属或合金，或者以上的组合。
11.如权利要求1所述的装置，其中所述螺旋形突起包括至少20°的螺旋角，和/或其中所述螺旋形突起包括从所述主体区域突出至少25μm的高度。
12.如权利要求1所述的装置，其中所述螺旋形突起包括向下定向以在所述突起螺旋上形成互锁边缘的向外的终点部分。
13.如权利要求1所述的装置，其中所述阵列的穿刺微针结构中的至少一些的尖端区域在所述尖端区域的顶点处具有40°-85°的角度。
14.如权利要求1所述的装置，其中所述尖端区域包括具有尺寸为5μm或更小的顶点的圆锥形，或者其中所述尖端区域包括具有尺寸为2μm或更小的顶点的圆锥形。
15.如权利要求1所述的装置，其中所述尖端区域包括多个孔，并且其中所述尖端区域的多个孔配置于所述至少一个电化学传感器电极上，以锚固一种或多种化合物来产生配置为与所述生物流体中的靶标分析物相互作用的化学层。
16.如权利要求1所述的装置，其中所述主体区域包括在所述主体区域的下部中延伸至所述主体区域的下部和上部之间的边界的多个通道。
17.如权利要求16所述的装置，其中所述主体区域的多个通道包括垂直通道或倾斜通道中的至少一种。
18.如权利要求16所述的装置，其中所述主体区域的多个通道配置为使可固化的聚合物树脂从基底上或基底中的一个或多个微流体通道流动，所述基底可被操作以在所述可固化的聚合物树脂在所述多个通道中时光交联，以形成电绝缘材料并产生包围相应的微针结构的主体区域下部的底座结构阵列。
19.如权利要求1所述的装置，其中所述穿刺微针结构中的至少一些具有4:1至20:1的高度-厚度纵横比。
20.如权利要求1所述的装置，其中所述微针传感器单元的基底包括设置在所述基底表面上或表面内的多个通道，并且其中所述多个通道中的至少一些至少部分地被所述多个电相互连接填充。
21.如权利要求20所述的装置，其中所述穿刺微针结构阵列布置在来自所述阵列的穿刺微针结构的两个或更多个亚组中，其中穿刺微针结构的第一亚组包括第一化学层以与所述生物流体中的第一靶标分析物相互作用的，并且其中穿刺微针结构的第二亚组包括第二化学层以与所述生物流体中的第二靶标分析物相互作用，并且其中所述多个通道配置为提供与穿刺微针结构的第一亚组的电相互连接的第一亚组和与穿刺微针结构的第二亚组的电相互连接的第二亚组。
22.如权利要求21所述的装置，其中所述第一靶标分析物不同于所述第二靶标分析物，并且其中所述第一靶标分析物和所述第二靶标分析物包括葡萄糖、酮体、乳酸盐、盐离子或乙醇中的至少一种。
23.如权利要求1所述的装置，其中与相应的电相互连接偶联的接触终点结构在包括导电和机械摩擦接触垫的基底中的孔内被结构化，使得来自所述电子器件单元的导电销的细长区域与相应的电相互连接的终点区域的导电和机械摩擦接触垫接触。
24.如权利要求1所述的装置，其中所述多个导电销中的至少一个导电销包括刚性金属导电销，或者所述多个导电销中的至少一个导电销包括基于柔性聚合物的导电销，或者所述多个导电销中的至少一个导电销包括刚性金属导电销，并且所述多个导电销中的至少另一导电销包括基于柔性聚合物的导电销。
25.如权利要求1所述的装置，其中所述电子器件单元还包括与所述信号调节单元通信的数据处理单元，所述数据处理单元包括处理器和存储器，并且配置为将所述电信号处理为代表所述靶标分析物的一个或多个参数的数据。
26.如权利要求25所述的装置，其中所述信号调节单元配置为通过以下中的一种或多种来处理所述电信号：放大所述电信号、滤波所述电信号或将所述电信号从模拟转换为数字，并且其中所述数据处理单元配置为在由所述信号调节单元处理后处理所述电信号。
27.如权利要求25所述的装置，其中所述电子器件单元还包括与所述信号调节单元和所述数据处理单元中的一种或两种通信的无线通信单元，所述无线通信单元包括无线发射机或无线收发器，以至少将所述电信号和所述数据中的一种或两种传输至外部计算装置。
28.如权利要求1所述的装置，其中所述靶标分析物包括代谢物、电解质、蛋白质、氨基酸、核酸、脂质、脂质体、纳米粒子或药物中的一种或多种。
29.如权利要求28所述的装置，其中所述靶标分析物包括蛋白质，所述蛋白质包括酶、基于肽的适体、抗体或激素中的一种或多种。
30.如权利要求28所述的装置，其中所述靶标分析物包括核酸，所述核酸包括核苷酸、寡核苷酸、基于寡核苷酸的适体、脱氧核糖核酸(dna)或其一部分，或者核糖核酸(rna)或其一部分中的一种或多种。
31.如权利要求1所述的装置，其中所述穿刺微结构中的至少一种包括生物或化学识别元件，所述生物或化学识别元件包括酶、离子载体、抗体、肽核酸(pna)、dna适体、rna适体或细胞中的一种或多种。
32.如权利要求1所述的装置，其中所述装置配置为测量所述生物流体中的靶标分析物，所述生物流体包括任何皮下生物流体。
33.如权利要求32所述的装置，其中所述皮下生物流体包括间质液、细胞外流体、脑脊液流体或血液。
34.可穿戴的非侵入性的传感器贴片装置，其包括：
35.如权利要求34所述的装置，其中至少围绕所述微针结构主体区域的上部缠绕的突起包括螺旋形突起。
36.如权利要求35所述的装置，其中所述螺旋形突起包括至少20°的螺旋角，和/或其中所述螺旋形突起包括从所述主体区域突出至少25μm的高度。
37.如权利要求34-36中...
【专利技术属性】
技术研发人员：法尔沙德·德黑兰尼，哈日尔·泰穆里安，约瑟夫·王，
申请(专利权)人：加利福尼亚大学董事会，
类型：发明
国别省市：
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