输送和/或抽出流体的装置的制作方法
本申请是国际申请号为pct/us2011/021134、国际申请日为2011年01月13日、国家申请号为201180013047.6、进入国家阶段日期为2012年09月10日、发明名称为“流体的快速输送和/或抽出”的发明专利申请的分案申请。
相关申请
本申请要求以下申请的优先权：2010年1月13日提交的chickering等人的发明名称为“bloodsamplingdeviceandmethod”的u.s.临时专利申请系列no.61/294,543；2010年5月13日提交的chickering等人的发明名称为“rapiddeliveryand/orwithdrawaloffluids”的u.s.临时专利申请系列no.61/334,533；2010年5月13日提交的chickering等人的发明名称为“samplingdeviceinterfaces”的u.s.临时专利申请系列no.61/334,529；2010年6月23日提交的chickering等人的发明名称为“samplingdevicesandmethodsinvolvingrelativelylittlepain”的u.s.临时专利申请系列no.61/357,582；2010年7月26日提交的davis等人的发明名称为“rapiddeliveryand/orwithdrawaloffluids”的u.s.临时专利申请系列no.61/367,607；以及2010年8月13日提交的chickering等人的发明名称为“clinicaland/orconsumertechniquesanddevices”的u.s.临时专利申请系列no.61/373,764的权益。这些申请中的每一个申请结合在此最为参考。
本发明总体上涉及用于将流体或其他材料(例如血液或细胞间质流体)输送到受验者(例如输送到皮肤和/或皮肤下)和/或从受验者(例如从皮肤和/或皮肤下)抽出流体或其他材料的系统和方法。
背景技术：
放血或静脉穿刺是获得静脉内接入，以用于静脉内治疗或者获取静脉血液样本的过程。该过程典型地由医疗从业者，包括护理人员、抽血者、医生、护士等进行。需要从受验者获得血液的基本设备，包括使用例如诸如vacutainertm(becton，dickinsonandcompany)和vacuettetm(greinerbio-onegmbh)的抽空(真空)管。其他设备包括皮下注射用针、注射器等。然而，该过程是烦杂的并且需要医疗从业者的复杂培训，并且总是不能在非医疗环境中完成。因此，仍然需要对通过皮肤或从皮肤获得血液或其它流体的方法进行改进。
技术实现要素：
本发明总体上涉及用于将流体或其他材料(例如血液或细胞间质流体)输送到受验者(例如输送到皮肤和/或皮肤下)和/或从受验者(例如从皮肤和/或皮肤下)抽出流体或其他材料的系统和方法。本发明的主题在某些示例中涉及对特殊问题的关联产品、可替换方案，和/或一种或多种系统和/或部件的多种不同使用。
在一个方面，本发明总体上涉及简单的单一件、低轮廓、高的加速度、高能量的致动机构，该致动机构用于将微针(或其他物体)插入皮肤内，以用于输送或抽出体液，例如血液或细胞间质流体的目的。
在一组实施例中，本发明的装置由可逆地可变形结构致动，该结构能够在操作容易性、操作的速度、疼痛减轻或消除等方面提供优点。
在另一方面，本发明总体上涉及用于从受验者皮肤和/或皮肤下抽出血液，或其他体液例如细胞间质流体的装置。根据一组实施例，该装置包括流体递送件、真空腔室和储存腔室，该真空腔室在流体例如血液被抽出到装置内之前具有比大气压力小的内部压力，该储存腔室与真空腔室分离，当负压施加到受验者皮肤时，用于接纳经由流体递送件从受验者抽出的流体。在另一组实施例中，装置包括至少6个微针，和用于接纳从受验者抽出的流体，例如血液的储存腔室。在某些实施例中，储存腔室在接纳流体之前具有比大气压力小的内部压力。在又一组实施例中，该装置包括具有至少大约500nm2的组合皮肤穿透区的多个微针，和用于通过多个微针接纳从受验者抽出的流体例如血液的储存腔室。皮肤穿透区还可以更大，例如至少大约2,500μm2。在一些示例中，储存腔室在接纳流体之前具有比大气压力小的内部压力。
在一组实施例中，装置包括：可逆地可变形结构，紧固到可变形结构的可变形部分的流体递送件，和用于接纳从受验者经由流体递送件接纳流体例如血液的储存腔室。在某些示例中，当装置被施加到受验者皮肤的表面并且结构变形时，流体递送件被驱动进入受验者的皮肤。根据另一组实施例，装置包括支承结构，紧固到支承结构的流体递送件，和用于接纳从受验者经由流体递送件抽出的流体例如血液的储存腔室。在一些示例中，支承结构能在至少大约1cm/s的速度下将流体递送件插入皮肤内。在一些实施例中还可以需要更高的速度，例如至少大约1m/s的速度。
在另一组实施例中，装置包括：流体递送件，用于接纳从受验者经由流体递送件抽出的流体例如血液的第一储存腔室，和用于接纳从受验者经由流体递送件抽出的流体的第二储存腔室。在各个实施例中，第一储存腔室可以包括第一抗凝血剂，和/或第二储存腔室可以包括第二抗凝血剂。
根据又一组实施例的装置包括：流体递送件，用于接纳从受验者经由流体递送件抽出的流体例如血液的第一储存腔室，和容纳于第一储存腔室内、能够与包含在流体内的分析物反应的反应体。在一些示例中，反应体与分析物的产物被确定，并且在某些实施例中，储存腔室在接纳流体之前具有小于大气压力的内部压力。
在一组实施例中，装置包括：流体递送件，用于接纳从受验者经由流体递送件抽出的流体例如血液的储存腔室，和能够确定包含在装置内的流体内的钾离子的钾传感器。在一些实施例中，储存腔室在接纳流体之前具有小于大气压力的内部压力。在另一组实施例中，装置包括：流体递送件，用于接纳从受验者经由流体递送件抽出的流体例如血液的储存腔室，和能够控制流入储存腔室内的流体的流体控制器。在某些示例中，储存腔室在接纳流体之前具有小于大气压力的内部压力。
根据又一组实施例，装置包括：流体递送件，和用于接纳从受验者经由流体递送件抽出的流体的储存腔室。在一些示例中，装置带有用于装置的推荐身体使用部位的颜色指示剂。在再一组实施例中，装置包括：用于从受验者接纳流体的流体递送件，用于接纳从受验者经由流体递送件抽出的流体的储存腔室，和与流体递送件分离、用于从装置中移除流体的排出端口。根据又一组实施例，装置包括用于从受验者接纳流体的流体递送件，和用于接纳从受验者经由流体递送件抽出的流体的储存腔室。在一些实施例中，装置构成且布置为可重复地从受验者获得小于大约1ml的流体样品并且将该流体样品输送到分析装置。在另一组实施例中，装置包括流体采样装置，该流体采样装置包括：用于从受验者接纳流体的流体递送件，和用于接纳从受验者经由流体递送件抽出的流体的储存腔室。
本发明的另一方面总体上涉及用于将流体输送到受验者的皮肤和/或皮下和/或从受验者的皮肤和/或皮下抽取流体的装置。根据一组实施例，装置包括用于插入受验者皮肤的多个皮肤插入体，该皮肤插入体具有部署前(pre-deployed)位置和部署(deployed)位置；和能可逆地变形的结构，其操作地连接到多个皮肤插入体。在一些示例中，能可逆地变形的结构从第一稳定构造通过不稳定构造转换到第二稳定构造。在某些实施例中，在第一稳定构造中，皮肤插入体不能与受验者皮肤接触，并且在第二稳定构造中，皮肤插入体可插入受验者的皮肤中。
在另一组实施例中，装置包括用于插入受验者皮肤内的多个皮肤插入体，该皮肤插入体具有部署前位置和部署位置；和能可逆地变形的结构，其操作地连接到多个皮肤插入体。在一些示例中，在能可逆地变形的结构和受验者皮肤之间的最大距离不大于10mm。
在又一组实施例中，装置包括用于插入受验者皮肤内的多个皮肤插入体，该皮肤插入体具有部署前位置和部署位置；和能可逆地变形的结构，其操作地连接到多个皮肤插入体。在一些示例中，装置可包括以下尺寸之一：当装置定位成平行于不大于大约5cm的缩回区域缩回介质时的最大横向尺寸；或者当装置定位成缩回不大于大约1cm的介质时从受验者皮肤延伸的最大竖向尺寸；或者在没有介质的情况下不大于大约25g的质量。
根据再一组实施例，装置可以包括用于插入受验者皮肤的多个皮肤插入体，该皮肤插入体具有部署前位置和部署位置；和能可逆地变形的结构，该结构可操作地连接到多个皮肤插入体。在一些示例中，能可逆地变形的结构可从能量储存位置通过处于比已储存能量位置高的能量的致动能量隔板转换到处于比致动能量隔板低的能量水平的部署能量位置。在一些实施例中，已储存能量位置与皮肤插入体的部署前位置相关联，并且已部署能量位置与皮肤插入体的部署位置相关联。
在一组实施例中的装置包括用于插入受验者皮肤的多个皮肤插入体，该皮肤插入体具有部署前位置和部署位置；和起动机构，当在部署期间多个皮肤插入体首先接触皮肤时，该起动结构能够使皮肤插入体在小于0.002秒的时间段，和/或在至少6米/秒的速度下从部署前位置移动到部署位置。
在另一组实施例中，装置可以包括用于插入受验者皮肤的多个皮肤插入体，该皮肤插入体具有部署前位置和部署位置；和触发机构，在至少100,000米/秒2的加速度下从部署前位置朝着部署位置移动时的至少一个时间段期间，该触发机构能够使皮肤插入体从部署前位置移动到部署位置并且使皮肤插入体加速。
在又一组实施例中，装置包括用于插入受验者皮肤的多个皮肤插入体，该皮肤插入体具有部署前位置和部署位置；和触发机构，该触发机构能够使皮肤插入体从完全的部署前位置移动到完全的部署位置。在某些实施例中，在完全部署前位置到完全部署位置之间的距离不大于5000微米。
根据又一组实施例中，装置包括用于插入受验者皮肤的多个皮肤插入体，该皮肤插入体具有部署前位置和部署位置；和触发机构，该触发机构能够利用作用力使皮肤插入体从完全的部署前位置移动到完全的部署位置，该作用力足以将多个皮肤插入体插入到或者通过皮肤至多个皮肤插入体的平均长度的至少60％的平均深度。在一些示例中，各皮肤插入体从基部突出并且限定距离基部的长度，在一些实施例中，多个皮肤插入体限定不大于1,000μm的平均长度。
本发明的又一方面总体上涉及用于从受验者皮肤和/或从受验者皮肤下抽出物质，和/或用于将物质输送到皮肤和/或受验者皮肤下的位置处的装置。例如，在某些实施例中，装置可以包括用于插入受验者皮肤的多个皮肤插入体，该皮肤插入体具有部署前位置和部署位置；和能可逆地变形的结构，该结构可操作地连接到多个皮肤插入体。在一些示例中，能可逆地变形的结构从第一稳定构造通过不稳定构造转换到第二稳定构造。在一些实施例中，在第一稳定构造中，皮肤插入体不与受验者皮肤接触，在第二稳定构造中，皮肤插入体可插入受验者皮肤中。
根据另一组实施例，装置包括用于插入受验者皮肤的多个皮肤插入体，该皮肤插入体具有部署前位置和部署位置；和起动机构，当在部署期间多个皮肤插入体首先接触皮肤时，该起动机构能够使皮肤插入体在小于0.002秒的时间段和/或在至少6米/秒的速度下从部署前位置移动到部署位置。
在另一组实施例中，装置包括用于插入受验者皮肤内的多个皮肤插入体，该皮肤插入体具有部署前位置和部署位置；和能可逆地变形的结构，其操作地连接到多个皮肤插入体。在一些实施例中，在能可逆地变形的结构和受验者皮肤之间的最大距离不大于10mm。
在再一组实施例中，装置包括用于插入受验者皮肤的多个皮肤插入体，该皮肤插入体具有部署前位置和部署位置；和能可逆地变形的结构，该结构操作地连接到多个皮肤插入体。在一些实施例中，装置可包括以下尺寸之一：当装置定位成平行于缩回区域缩回不大于大约5cm的介质时的最大横向尺寸；或者当装置定位成缩回不大于大约1cm的介质时从受验者皮肤延伸的最大竖向尺寸；或者在没有介质的情况下不大于大约25g的质量。
在另一组实施例中，装置可以包括用于插入受验者皮肤的多个皮肤插入体，该皮肤插入体具有部署前位置和部署位置；和触发机构，该触发机构能够使皮肤插入体从部署前位置移动到部署位置，并且在从部署前位置向部署位置移动期间的至少一个时间段期间、以至少100,000m/s2的加速度使皮肤插入体加速。
在另一组实施例中，装置可以包括用于插入受验者皮肤的多个皮肤插入体，该皮肤插入体具有部署前位置和部署位置；和触发机构，该触发机构能够使皮肤插入体从完全部署前位置移动到完全部署位置。至少根据一些实施例，在完全部署前位置和完全部署位置之间的距离不大于5,000μm。
在又一组实施例中，装置包括用于插入受验者皮肤的皮肤插入体，该皮肤插入体具有部署前位置和部署位置；和触发机构，该触发机构能够利用作用力使皮肤插入体从完全的部署前位置移动到完全的部署位置，该作用力足以将多个皮肤插入体插入到或者通过皮肤至多个皮肤插入体的平均长度的至少60％的平均深度。在一些示例中，各皮肤插入体从基部突出并且限定从基部的长度，在一些实施例中，多个皮肤插入体限定不大于1,000μm的平均长度。
根据再一组实施例，装置包括用于插入受验者皮肤的皮肤插入体，该皮肤插入体具有部署前位置和部署位置；和能可逆地变形的结构，该结构操作地连接到多个皮肤插入体。在一些示例中，能可逆地变形的结构可从能量储存位置通过处于比已储存能量位置高的能量的致动能量隔板(barrier)转换到处于比致动能量隔板低的能量水平的部署能量位置。在一些实施例中，已储存能量位置与皮肤插入体的部署前位置关联，并且已部署能量位置与皮肤插入体的部署位置关联。
本发明的另一方面涉及一种装置，该装置能够从受验者抽出物质或将物质输送到受验者，该装置包括触发机构，该触发机构能够使物质递送部件在短的时间段、和/或相对高的速度下、和/或相对高的作用力下、和/或相对高的压力下相对于受验者皮肤移动。
在另一实施例中，提供一种装置，在该装置中相对小的多个皮肤插入体在常规装置操作中插入到相对完全的深度至和/或通过皮肤。
根据另一方面，本发明涉及一种接合器，该接合器具有不大于100mm的最大长度和不大于大约16mm的直径。在一些实施例中，接合器能够使装置不动，在当装置被施加到受验者时，该装置具有不大于大约50mm的最大横向尺寸，和/或从受验者皮肤延伸的不大于10mm的最大竖向尺寸。在一些实施例中，部件为用于将装置定位在vacutainertm管或vacuettetm管上的部件，例如接合器能够将本发明的装置定位在设计成包含vacutainertm管或vacuettetm管的设备中。
在又一方面，本发明涉及套件。在一组实施例中，该套件包括：流体采样装置，该流体采样装置包括用于从受验者接纳流体的流体递送件和用于接纳从受验者经由流体递送件抽取的流体的储存腔室，以及外部分析设备，该外部分析设备具有用于与流体采样装置上的端口相匹配的端口。
在又一方面，本发明涉及制造在此描述的一个或更多个实施例，例如用于从受验者抽取流体例如血液的装置的方法。在又一方面，本发明涉及使用在此描述的一个或更多个实施例，例如用于从受验者抽取流体例如血液的装置的方法。
本发明的其他优点和新颖的特征将从下面的本发明的各个非限制实施例的详细描述中变得明了，这些实施例与随附附图结合考虑。在其中本发明的说明书和通过引用并入的文献包括矛盾和/或不一致公开的情况下，本发明的说明书将处于控制地位。如果作为参考结合的两个或更多个文献相对于彼此包括矛盾和/或不一致公开时，则具有后一有效日的文献将处于控制地位。
附图说明
将通过示例参考随附附图描述本发明的非限制实施例，这些非限制实施例为示意性的并且不旨在按照比例绘制。在附图中，所示的各相同或接近相同的部件典型地由单一标号代表。为了清楚起见，不是每个部件均在每个附图中表示，也不是本发明每个实施例的每个部件(在图示对于本领域技术人员理解本发明不是必要的情况下)被示出。附图中：
图1a－1b示出了根据本发明的某些实施例的装置；
图2a－2c示出了根据本发明的不同实施例的装置；
图2d示出了在本发明的又一实施例中包含多于一个装置的套件；
图2e示出了根据本发明另一实施例的装置；
图3示出了根据具有真空腔室的本发明的一个实施例的装置；
图4示出了根据具有真空腔室和储存腔室的本发明的一个实施例的装置；
图5示出了根据具有流动控制器的本发明的又一实施例的装置；
图6示出了根据本发明另一实施例的装置；
图7示出了具有排出端口的本发明的又一实施例的装置；
图8示出了在本发明的另一实施例中包含流体储存器的装置；
图9示出了根据本发明的一个实施例的接合器；
图10a－10c示出了在示出能可逆地变形的结构的又一实施例中的装置；
图11示出了其中装置由能可逆地变形的结构致动的本发明的又一实施例；
图12a和12b示出了其中装置在不同的装置操作阶段下由能可逆地变形的结构致动的本发明的又一实施例；
图13a－13c示出了根据本发明的各个实施例的各个装置。
具体实施方式
本发明总体上涉及一种系统和方法，该系统和方法用于从受验者抽取物质，例如从皮肤和/或从受验者皮肤下抽取，和/或用于将物质输送到受验者，例如将物质输送到皮肤和/或受验者皮肤下面的位置。在一些示例中，该装置可以与外部设备对接，以便确定容纳在装置内或者由装置收集的流体内包含的分析物。例如，装置可以安装在外部保持器上，装置可以包括用于将流体递送到装置外的端口，装置可以包括用于探查包含在装置等内的流体的窗口。
抽出的流体可以是任何合适的体液，例如细胞间质流体，其他皮肤关联物、粘膜物或流体、全血、汗水、唾液、血浆、泪液、淋巴液、尿液、或者任何其他体液，或者其组合。从受验者抽取的物质可以包括固体或半固体材料，例如皮肤、细胞、或者从受验者皮肤和/或皮肤下获取的任何其他物质。根据本发明的一些实施例的可以输送到受验者的物质包括诊断物质、治疗物质例如药物等。本发明的各个实施例在下面、在从皮肤和/或皮肤下输送或抽取流体，例如血液或细胞间质流体的内容中进行描述。可以理解的是在此描述的所有实施例中，与使用的特定示例性语言(例如抽取流体)无关，本发明的其他实施例的装置和方法可以用于从受验者皮肤和/或皮肤下抽取任何物质，和/或用于将任何物质输送到受验者，例如输送到皮肤和/或受验者皮肤下的位置。
在一个方面，本发明总体上涉及能够从受验者皮肤，例如从受验者皮肤和/或皮肤下、或者其他粘膜表面抽取或抽出血液、细胞间质流体、或者其他体液的装置，以及该装置的使用方法。在一些示例中，装置可以包含流体递送件(例如，一个或更多个针或微针)。在一些示例中，装置可以刺入受验者皮肤，然后流体可以被输送到受验者皮肤和/或从受验者皮肤抽出。因此，应当理解的是在本文的讨论中，对“从皮肤”抽取流体的参考包括其中流体被输送到和/或通过皮肤表面抽取的实施例。例如，在一个实施例中流体可以被输送到皮肤层或者从皮肤层抽取，而在另一个实施例中，与注射的其他路径，例如口腔的给送相反，流体可以被输送到刚好位于受验者皮肤下例如穿过皮肤表面的区域或者从该区域抽出。
在一些实施例中，装置还可以包含在接纳血液、细胞间质流体或者其他体液之前具有小于大气压力的内部压力的储存腔室。在一些示例中，装置可以刺入受验者皮肤，然后流体可以被输送到和/或从受验者抽出。通常，受验者是人体，虽然非人体受验者可以用于某些示例中，例如其他哺乳动物，诸如狗、猫、马、兔子、牛、猪、绵羊、山羊、老鼠(例如褐家鼠)、耗子(例如小白鼠)、豚鼠、硕鼠、灵长类动物(例如猴子、黑猩猩、狒狒、猿、大猩猩)，或者等等。
在一些示例中，装置可以被施加到皮肤并且被致动以便从皮肤和/受验者皮肤下抽出流体。然后，装置，或其一部分可以被单独或者利用外部设备处理以便确定流体和/或流体内的分析物。例如，流体可以从装置中抽出，和/或装置可以包含能够确定流体和/或容纳于流体中的悬浮的分析物的传感器或试剂。
因此，本发明在某些方面涉及受验者条件的确定。与皮肤结合的体液和/或其他材料可以被分析，例如作为受验者过去、当前、和/或将来条件的指示，或者确定受验者外部的条件。确定可以例如在视觉上、触觉上、通过气味、经由仪器等进行。因此在一个方面，本发明总体上涉及用于输送到和/或从受验者皮肤和/或皮肤下抽出血液、或其他体液的各种装置。因此，在随后的说明中，血液的讨论仅仅通过示例并且在其他实施例中，除了和/或替代血液，其他流体例如细胞间质流体可以从皮肤和/或皮肤下抽出。
在某些方面，装置包括能够输送到或从受验者皮肤和/或皮肤下抽到装置内的流体递送件。如在此使用的，“流体递送件”是方便流体从装置的一个部分运动到另一个部分，和/或从装置运动到受验者皮肤或者反之亦然的任何部件或者部件的结合件。例如，在皮肤或皮肤附近，流体递送件可以是中空的针或实心针。如果使用实心针，并且由于表面作用力(例如毛细作用)流体沿着针移动，然后实心针可以是流体递送件。如果流体(例如血液或细胞间质流体)在刺入皮肤之后(无论针在刺入之后是否从皮肤中抽出)部分地或完全填充围绕针的封闭件，然后封闭件可以限定流体递送件。包括部分封闭或完全封闭通道、微流体通道、管道、毛细部件、真空容器等的其他部件可以是流体递送件。
流体可以从和/或通过受验者皮肤(或其他粘膜表面)抽出。流体递送件可以是例如一个或更多个针和/或微针、吸湿剂、切割器或其他刺入件、电辅助系统，或者等等，例如在此详细讨论的。如果使用针或微针，针或微针可以是实心的或中空的，即血液、细胞间质流体、或其他流体可以在针中和/或围绕针或微针行进到装置内。在一些示例中，针或微针还可以从受验者皮肤移除(例如在插入皮肤之后)，以便增加血液或其他流体从受验者皮肤和/或皮肤下的流动。例如，一个或更多个针或微针可以被插入并移除，然后压力梯度或真空可以被施加到皮肤以抽出流体，例如血液或细胞间质流体。在一组实施例中，流体递送件包括从皮肤移除的实心针和可以用于引导血液或其他体液流动的杯或通道。
在一些方面中，装置可以包括用于施加到受验者皮肤的支承结构。支承结构可以用于(如在此讨论的)将流体递送件施加到受验者皮肤的表面，例如，从而流体可以输送到皮肤和/或受验者皮肤下和/或从皮肤和/或受验者皮肤下抽出。在一些示例中，支承结构可以使流体递送件不动，从而流体递送件不能相对于支承结构移动；然而，在其他示例中，流体递送件能够相对于支承结构移动。在一个实施例(作为非限定实施例)中，流体递送件相对于支承结构不动，并且支承结构定位在装置内，从而装置对皮肤的施加引起流体递送件的至少一部分刺入受验者皮肤。在一些示例中(如在此讨论的)，支承结构包括能可逆地变形的结构。
在一组实施例中，支承结构，或支承结构的一部分可以从第一位置移动到第二位置。例如，第一位置可以是其中支承结构相对于流体递送件不动的位置，流体递送件不接触皮肤(例如，流体递送件可以被容纳于凹陷内)，而第二位置可以是流体递送件接触皮肤的位置，并且在一些示例中，流体递送件可以刺入皮肤。支承结构可以使用任何合适的技术，例如手动、机械、电磁、使用伺服机构或等等移动。在一组实施例中，例如支承结构可以通过推动装置上的按钮而从第一位置移动到第二位置，这引起支承结构移动(直接地、或间接地，例如通过将按钮与支承结构连接的机构)。可以使用其他机构(例如转盘、杆、滑动件等，如在此讨论的)与按钮结合或者替代按钮。在另一组实施例中，支承结构可以自动地从第一位置移动到第二位置，例如在通过计算机致动时、在远程致动时，在经历一段时间之后，等等。例如，在一个实施例中，连接到支承结构的伺服机构被电致动，从而使支承结构从第一位置移动到第二位置。
在一些示例中，支承结构还可以从第二位置移动到第一位置。例如，在流体已经输送到皮肤和/或皮肤下和/或从皮肤和/或皮肤下抽出之后，例如通过使用流体递送件，可以移动支承结构，该支承结构可以使流体递送件移动远离与皮肤的接触。支承结构可以使用任何合适的技术(包括那些上面描述的技术)从第二位置移动到第一位置，并且用于将支承结构从第二位置移动到第一位置的技术可以与将支承结构从第一位置移动到第二位置的技术相同或不同。
在一组实施例中，装置可以包括能在第一构造和第二构造之间移动的柔性凹部件或能可逆地变形的结构。例如，第一构造可以具有凹入形状，例如圆顶形形状，第二构造可以具有不同的形状，例如变形形状(例如，“压扁的圆顶形”)、凸出形状、倒置的凹入形状，或等等。参见，例如图10b。柔性凹部件(或能可逆地变形的结构)可以在第一构造和第二构造之间手动地移动，例如通过使用手或手指推动柔性凹部件，和/或柔性凹部件可以使用例如如在此描述的致动器移动。在一些示例中，柔性凹部件能够自发地从第二构造返回到第一构造，例如如图10所示。然而，在其他示例中，柔性凹部件不能够返回到第一构造，例如以便阻止柔性凹部件偶然的重复使用。柔性凹部件在一些实施例中可以是能可逆地变形的结构，虽然在其他实施例中该柔性凹部件不必是能可逆地变形的结构。
柔性凹部件(或能可逆地变形的结构在一些实施例中)可以机械地连接到一个或更多个针(例如微针)，或其他流体递送件，例如在此描述的那些。针可以直接不动地安装在柔性凹部件上，或者针可以使用棒、杆、横杆、板、弹簧、或其他合适结构机械地联接到柔性凹部件。针(或其他流体递送件)在一些实施例中被机械地联接到柔性凹部件，从而当柔性凹部件处于第一构造时针处于第一位置，并且当柔性凹部件处于第二构造时针处于第二位置。
在一些示例中，可以获得相对高的速度和/或加速度，和/或针的插入可以在相对短的时间段内发生，例如如在此讨论的。第一位置和第二位置在一些示例中可以通过相对小的距离分离。例如，第一位置和第二位置可以通过小于大约10mm、小于大约9mm、小于大约8mm、小于大约7mm、小于大约6mm、小于大约5mm、小于大约4mm、小于大约3mm、小于大约2mm等的距离分离。然而，即使在这些距离内，在某些实施例中，可以获得高速度和/或高的加速度，例如如在此讨论的。
在使用期间，装置可以放置成与受验者皮肤接触，从而凹陷或其他合适的施加区域紧邻皮肤或与皮肤接触。通过使位于第一构造和第二构造之间的柔性凹部件(或能可逆地变形的结构)移动，柔性凹部件由于机械联接能够引起针(或其他流体递送件)移动到在凹陷或其他施加区域内的第二位置，并且接触或穿透受验者的皮肤。
在一些实施例中，装置还可以包括缩回机构，该缩回机构能够在柔性凹部件(或能可逆地变形的结构)到达第二构造之后使针(或其他流体递送件)移动远离皮肤。在一些实施例中，柔性凹部件的缩回可以由柔性凹部件自身例如从第二构造自发地返回到第一构造引起，和/或装置可以包括分离的缩回机构，例如弹簧、弹性件、可塌缩的泡沫或等等。
在一些示例中，支承结构能够朝着流体递送件抽出皮肤。例如，在一组实施例中，支承结构可以包括真空界面或区域。该界面或区域可以与真空源(位于装置的外部和/或内部)连接，并且当施加真空时，皮肤可以被朝着支承结构抽吸，例如用于接触流体递送件，例如一个或更多个针或微针。
在一些示例中，装置包括能够将真空施加到皮肤的界面。该界面可以是例如放置在皮肤表面上的抽吸杯或圆碗，以及施加到界面的真空以形成真空。在一组实施例中，界面是支承结构的一部分，如在此讨论的。界面可以由合适的材料，例如玻璃、橡胶、聚合物例如硅树脂、聚亚安酯、丁腈橡胶、epdm橡胶、氯丁二烯橡胶，或等等形成。在一些示例中，在界面和皮肤之间的密封可以被加强(例如减小泄漏)，例如使用真空润滑脂、凡士林油、凝胶或等等。在一些示例中，界面可以相对小，例如具有小于大约5cm、小于大约4cm、小于大约3cm、小于大约2cm、小于大约1cm、小于大约5mm、小于大约4mm、小于大约3mm、小于大约2mm、或小于大约1mm的直径。界面可以是圆形，尽管其他形状也是可能的，例如正方形、星形(具有5、6、7、8、9、10、11等个点)、泪珠形、椭圆形、长方形，或等等。
在一些示例中，支承结构能够朝着流体递送件抽吸皮肤。例如，在一组实施例中，支承结构可以包括真空界面。界面可以与真空源(位于装置的外部和/或内部)连接，并且当施加真空时，皮肤可以被朝着支承结构抽吸，例如与流体递送件例如一个或更多个针或微针接触。界面还可以在一些示例中选择成将接触区域的尺寸保持小于一定区域，例如以便使受验者的疼痛或不舒适最小化、为了美观的原因，或等等。界面可以由合适的材料，例如玻璃、塑料，或等等构成。
在一组实施例中，装置包括能可逆地变形的结构，该结构能够使流体递送件或物质递送部件驱动到皮肤内，例如从而流体递送件可以从受验者皮肤和/或皮肤下抽取流体，和/或从而流体递送件可以将流体和其他材料输送到受验者，例如将流体和其他材料输送到皮肤和/或受验者皮肤下的位置。能可逆地变形的结构可以是使用未受协助的作用力(例如通过推动结构的人)、或其他作用力(电施加的作用力、机械相互作用或等等)变形的结构，但是能够在作用力移除或至少部分减小之后恢复其原始形状。例如，结构可以自发地恢复其原始形状，或者可以需要一些作用(例如加热)来将结构恢复到其原始形状。
在一些示例中，能可逆地变形的结构可以由合适的弹性材料形成。例如，该结构可以由塑料、聚合物、金属等形成。在一组实施例中，结构可以具有凹或凸的形状。例如，结构的边缘可以在压缩应力下放置成使得结构向外“弯曲”以便形成凹或凸的形状。推靠凹或凸的形状的人可以使结构变形，但是在人停止推动结构之后，结构能够恢复到其原始的凹或凸的形状，例如自发地或通过如前面描述的其他作用力的辅助。在一些示例中，装置可以是双稳定的，即具有其中装置稳定的两种不同的位置。
能可逆地变形的结构的一个示例现在相对于图10示出。在图10a中，结构700具有大体凹的形状，并且定位在皮肤710的表面上。在一些示例中，结构700可以是柔性凹部件。结构700还包含用于插入皮肤内的多个流体递送件720。在图10b中，人(由手指705示出)推动结构700，使结构的至少一部分变形并且籍此迫使流体递送件720进入皮肤的至少一部分。在图10c中，在人释放结构700之后，结构被允许返回到其初始位置，例如自发地，从而使流体递送件720提升离开皮肤。在一些示例中，例如，如果流体递送件足够大或长，血液或其他流体750可以通过由流体递送件形成的孔流到皮肤外，并且选择性地流体可以通过用于随后储存和/或使用的装置收集，如在此描述的。
作为另一个示例，现在参考图11，装置1100被示意性示出，其中包括物质递送送部件的流体递送件由能可逆地变形的结构驱动。在图11中，装置1100包括限定多个腔室和通道的壳体1102。在其他实施例中(未示出)，可以彼此分离和附接到彼此的多个部件(例如，模块化部件)可以一起限定装置，并且一起限定装置功能所需的一系列通道和隔室。参见例如2010年3月2日提交的发明人levinson等人的发明名称为“systemsandmethodsforcreatingandusingsuctionblistersorotherpooledregionsoffluidwithintheskin”u.s.专利申请系列号12/716,233；2010年3月2日提交的发明人levinson等人的发明名称为“techniquesanddevicesassociatedwithbloodsampling”u.s.专利申请系列no.12/716,226；2010年3月2日提交的发明人bernstein等人的发明名称为“devicesandtechniquesassociatedwithdiagnostics,therapies,andotherapplications,includingskin-associatedapplications”u.s.专利申请系列号12/716,229；2010年11月9日提交的发明人davidbrancazio的发明名称为“systemsandinterfacesforbloodsampling”u.s.专利申请系列号61/411,566，每个申请通过引用而并入本文中。
在所示的特定装置中，装置1100包括在使用期间用于将装置定位成紧邻受验者皮肤的表面1104。在某些实施例中要求的情况下，装置可以包括粘合剂层1106，其中粘合剂选择成在使用期间适合于将装置保持在相对于皮肤的相对固定的位置中，但是可以允许装置在随后的使用中从皮肤相对容易地移除。粘合剂的特定非限定示例在下面进行讨论。粘合剂还可以选择成辅助将真空保持在装置的紧邻皮肤的部分内，如将被理解的。
在图11中，装置1100包括物质递送部件1108。物质递送部件可以是例如流体递送件和/或皮肤插入体，如在此讨论的。特定非限定示例包括一个或更多个针或微针，例如如图11所示。物质递送部件可以是，如在此其他地方描述的并且在其他文献中结构在此作为参考，多个部件中的任何一个部件能够从受验者皮肤和/或皮肤下抽出物质，和/或将物质输送到皮肤和/或受验者皮肤下的位置。例如，物质递送部件可以包括一个或更多个针和/或微针、吸湿剂、切割器或其他刺入件、电辅助系统，或等等。在所述的特定装置中，物质递送部件1108限定微插入体，例如实心或中空的微针的阵列。在一组实施例中，物质输送部件1108选择成具有用于特殊使用的特殊尺寸和轮廓。例如，物质递送部件可以包括插入体和微插入体的阵列，在所示的装置中，该插入体和微插入体从基部1110发散布置，如将进一步描述的。
在某些实施例中，多个皮肤插入体限定物质递送部件1108且相对小，并且相对完全驱动进入皮肤内。皮肤插入体的示例包括针和微针，例如如下面更详细示出的。皮肤插入体可以定位成解决受验者皮肤的问题，每个皮肤插入体从基部突出且限定从基部的长度，并且能够插入到皮肤内或通过皮肤到达基本上等于它们长度的深度，但是被基部阻止插入比它们长度更深的深度。在一些实施例中，多个皮肤插入体具有不大于大约1,000μm或不大于大约2,000μm的平均长度(从基部测量)，尽管长度可以在各个皮肤插入体之间不同。在一组实施例中，皮肤插入体具有相对均匀的长度，一起限定平均长度并且每个皮肤插入体的平均长度的不同例如相对于平均长度不大于大约50％、不大于大约40％、不大于大约30％、不大于大约10％、或不大于5％。在一些实施例中，皮肤插入体的平均长度不大于大约1,500μm、不大于大约1,000μm、不大于大约900μm、不大于大约800μm、不大于大约750μm、不大于大约600μm、不大于大约500μm、不大于大约400μm、或不大于大约350μm。在一些实施例中，触发机构(如在此讨论的)设置成能够利用足以将多个皮肤插入体插入到皮肤内或通过皮肤到达多个皮肤插入体的平均长度的至少大约50％的平均深度的作用力而从完全部署前位置移动到完全部署位置。在另一些实施例中，触发机构能够将多个皮肤插入体插入多个皮肤插入体的平均长度的至少大约55％、至少大约60％、至少大约65％、至少大约70％、至少大约75％、至少大约80％、至少大约85％、至少大约90％、至少大约92％、至少大约94％、至少大约96％、或至少大约98％的平均深度。
在所示的装置中，物质递送部件1108安装在柔性结构1112上，该柔性结构(如所示的)通过装置的多个方面被相对刚性地保持，但是将物质递送部件1108柔性地安装成相对于皮肤做上/下运动。柔性结构1112可以是薄膜、从多个聚合物或等等选择的单层或多层结构，以便提供用于所需操作的足够的性质，例如柔性、弹性、透气性或不透气性、液体渗透性或不渗透性、或等等。柔性结构1112的各部分、物质递送部件1108、和装置的其他内壁限定一区域1104，该区域允许物质递送部件1108相对于皮肤的运动，以便将物质输送到和/或从皮肤或皮肤下抽出物质，在物质从皮肤或从皮肤下抽出的情况下，区域1114可以用作用于将物质引入到装置内的储存器。当真空用于将物质从受验者(例如如在图11中所示的实施例中)中取出物质时，区域1114(当定位成抵靠皮肤时)可以将真空暴露给装置的皮肤紧邻表面1104的那部分并且抵接腔室。
装置1100还包括递送部件致动器1116，该递送部件致动器如图所示包括近端部分1118和远端部分1120，该近端部分可以由装置的使用者启动(该使用者可以是与装置被注射的受验者相同或不同)，该远端部分用于经由柔性结构1112启动物质递送部件1108。近端部分1118和远端部分1120在所示的装置中处于单个部件的相对端，但是如本领域技术人员将理解的，致动器可以包括多个以执行该致动所需的任何方式可操作地连接的分立部件，如将被描述的。
如将被理解的，图11是示出装置内的各个部件和通道的装置的横截面视图。还如本领域技术人员将理解的，装置和通道的不同布置在此被预期只要满足在此描述的装置的目的。在该附图中，致动器116直接连接到或以其他方式连接到能可逆地变形的结构1122，该能可逆地变形的结构在所示的装置中为“卡扣式圆顶”的形状，该卡扣式圆顶的功能和使用将在下面被描述。在该附图中的卡扣式圆顶具有大约圆形的轮廓。该结构可以限定内部和外周，该外周(如果不是圆的)可以包括多个凸片、凸起、或者足以用于将结构1122支承在装置内的类似部件。如所示的，装置的多个凸片(或基本上圆形外周)被支承在保持件1124内，并且装置的中心的卡扣式圆顶部分操作地连接到致动器1116，从而开口式圆顶1122的中心部分的运动和卡扣式圆顶的外周可以独立于彼此被控制。保持架1124直接连接到或以其他方式可操作地连接到致动器抽出部件1126，该致动器抽出部件(在所示的装置中)可以是定位在支承保持件1124下面的环形结构。保持件1124可以是单个保持件和/或围绕卡扣式圆顶1122的外周的环形结构。一系列一个、两个、或多个支承件(例如1130)定位在装置1100的顶部附近，并且用于限定用于样品流动、真空控制、或等等的一系列通道，如将进行描述的。
现在描述装置内限定的通道，如上面描述的，当装置定位成抵靠皮肤时，区域1114可以用作将皮肤的由区域的外周限定的一部分暴露给真空，当物质递送部件1108朝着和/或离开皮肤移动，和/或从受验者递送物质或将物质递送到受验者时暴露给物质递送部件。区域1114可以容纳选择性地装载在物质递送部件1108上的用于递送到受验者的药物成分或等等形式的物质。当血液和/或细胞间质流体从受验者抽出时，区域1114可以用作将物质从受验者引入到装置内。
在本示例中，通道1132将区域1114连接到装置的其他部分。通道1132可以用于将物质输送到用于输送到受验者的区域1114，或者用于将真空施加到区域1114，和/或用于从受验者抽出物质。装置1100的描述的其他部分将在从受验者抽出物质，例如血液和/或细胞间质流体的上下本中进行描述，但是将理解的是物质也可以经过各个通道输送。典型地，通道1132沿一个方向从区域1114发散布置，尽管可以从区域沿径向或相对于装置的中心以其他方式发散布置的多个通道。在装置1100中，通道1132首先从装置的中心横向通过，然后向上行进，在装置的顶部附近，通道可以选择性地包括限定窗口1134的一个壁，装置的使用者可以通过该窗口观察物质的递送，或者通过该窗口对物质进行分析。通道自身还可以整体或部分地限定储存器，或者连接到内部储存器或外部储存器，用于保持、储存、和/或输送从受验者抽出的物质。如在此所示的，通道可以连接到物质收集储存器1136，该物质收集储存器如图所示是形成于装置中的盘形储存器，该盘形储存器容纳并且围绕装置的中心，包括致动器116和相关部件。
装置1100(作为由本发明提供的装置的一个示例示出)包括真空腔室，用于施加紧邻受验者皮肤的真空以从皮肤抽出物质。如图所示的，真空腔室1138定位在围绕致动器1116的装置的中心部分中，尽管真空腔室可以被设置在装置中的任何位置或紧邻装置。真空腔室可以被抽空到刚好在使用之前的合适水平，或者装置可以在真空下被预包装，如在本文其他地方描述的。如图所示，真空腔室1138与物质收集储存器1136流体连通，但是在其初始状态并且在使用之前，隔膜或其他部件，例如支承件1128将使其与区域1102连接的通道1132分离。在所示的装置中，真空致动部件1140可以被致动成刺破隔膜或其他部件(例如1128)，籍此在装置的使用期间的合适时间将真空腔室1138与通道1132连接。在其他实施例中，致动器1116和真空致动部件1140可以结合成单一按钮或被可操作地连接，从而仅仅需要一个操作来致动微插入件和真空。
能可逆地变形的结构(或如图所示，卡扣式圆顶)1122可以以多种形式提供，包括单稳定或双稳定构造。在所示的实施例中，双稳定构造被示出包括由相对高能量或不稳定构造分离的第一低能量或稳定构造和第二低能量或稳定构造。如图所示，能可逆地变形的结构1122被示出在“翘起”位置或部署前位置。
能可逆地变形的结构(或柔性凹部件)可以由任何合适的材料形成，例如诸如不锈钢(例如，301、301ln、304、304l、304ln、304h、305、312、321、321h、316、316l、316ln、316ti、317l、409、410、430、440a、440b、440c、440f、904l)、碳素钢、弹簧钢、弹簧黄铜、磷青铜、铍铜合金、钛、钛合金钢、铬钒钢、镍合金钢(例如蒙乃尔铜镍合金400、蒙乃尔铜镍合金k500、镍-铬-铁基固溶强化合金600、镍-铬-铁基固溶强化合金718、镍-铬-铁基固溶强化合金x750，等等)的金属、聚合物(例如聚氯乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯等)、合成物或层压制品(例如包括纤维玻璃、碳纤维、竹、凯夫拉尔纤维等等)，或等等。
能可逆地变形的结构可以是任何形状和/或尺寸。在一个实施例中，能可逆地变形的结构是柔性凹部件。在一些示例中，能可逆地变形的结构可以具有大体圆顶形形状(例如，卡扣式圆顶形)，并且是圆形的(没有支腿)、或者能可逆地变形的结构可以具有其他形状，例如椭圆形、三角形(3个支腿)、正方形(4个支腿)、五角形(5个支腿)、六角形(6个支腿)、蜘蛛腿状的、星形的、三叶草形状的(具有任何数量的叶，例如2、3、4、5等)，或等等。在一些实施例中，能可逆地变形的结构可以在中间具有孔、凹窝或按钮。能可逆地变形的结构还可以具有锯齿盘或波形形状。在一些示例中，流体递送件或物质递送部件可以安装在能可逆地变形的结构上。然而，在其他示例中，流体递送件或物质递送部件安装在分离的结构上，该分离的结构在能可逆地变形的结构运动时被驱动或致动。
在一组实施例中，能可逆地变形的结构不是平面的，并且具有可以位于选择性地由相对高能量构造分离的第一位置(“翘起”或部署前位置)或第二位置(“发动”或部署位置)中的部分。在一些示例中，第一位置和第二位置是稳定的(即，结构是双稳定的)，尽管在第一位置和第二位置之间的转换需要结构通过不稳定构造。
明显地，在一些示例中，在第一位置和第二位置之间的距离或分离相对小。这种距离或分离可以使用卡扣式圆顶或其他构造，例如如在此描述的那些与需要更长平移或其他运动的弹簧或其他装置相对的构造获得。例如，当包含结构的装置放置在受验者皮肤上(即，一旦装置已经放置在受验者皮肤上装置的高度)时，能可逆地变形的结构在结构的顶部和结构的底部(除了物质递送部件以外)之间的垂直距离(即，沿离开皮肤的方向)可以不大于大约5mm、不大于大约4mm、不大于大约3mm、不大于大约2mm、在某些示例中不大于大约1mm、不大于大约0.8mm、不大于大约0.5mm、不大于大约0.3mm。在一组实施例中，距离在大约0.3mm和大约1.5mm之间。在另一组实施例中，当包含结构的装置放置在不大于大约50mm、不大于大约40mm、不大于大约30mm、不大于大约25mm、不大于大约20mm、不大于大约15mm、不大于大约5mm、不大于大约4mm、不大于大约3mm、不大于大约2mm、在一些示例中不大于大约1mm、不大于大约0.8mm、不大于大约0.5mm、或不大于大约0.3mm的受验者皮肤上时，能可逆地变形的结构可以具有最大的横向尺寸(平行于皮肤)。在一组实施例中，距离在大约0.3mm至大约1.5mm之间。
在一些实施例中，装置可以具有流体从各个受验者抽出的相对高的成功率。例如，在一些实施例中，从受验者抽取至少大约5微升的血液的成功率与现有技术的装置相比(例如，柳叶刀装置)可以是至少大约95％、至少大约97％、至少大约98％、至少大约99％、或至少大约100％，其中现有技术的装置典型地具有小于95％的成功率。在其他实施例中，容积可以是至少大约0.1微升、至少大约0.3微升、至少大约0.5微升、至少大约1微升、至少大约3微升、至少大约5微升、或至少大约10微升。例如，全体受验者可以通过现有技术的装置和本发明的装置测试，从而当确定成功的可能性时，每个受验者通过现有技术的装置和本发明的装置在合适的位置(例如前臂)测试，其中受验者的人数被随机地选择。人数可以是例如至少10个、至少100个、至少1,000个、至少10,000个或更多个体。
现在将在从受验者抽取例如血液的物质的上下本中描述装置1100的使用。装置1100放置成抵靠受验者的皮肤，从而表面1104的至少一部分接触皮肤。在使用之前，盖部件(未示出)可以盖住装置的表面1104并且可以盖住区域1114，以便保护表面1104和区域1114不受污染等，选择性地保持装置的内部在无菌的条件下。盖可以撕开或以其他方式从装置中移除，并且装置放置成抵靠皮肤，选择性地粘附到皮肤。真空致动部件1140可以被致动以便在任何时间，包括在物质递送部件1108的致动之前、同时或之后将通道1132和区域1114暴露到真空。在一个布置中，真空致动部件1140被致动以便在对物质递送部件1108致动之前将真空施加到区域1114，籍此在使用之前抵靠皮肤近端区域1114形成真空。致动器1116的致动可以在真空的部署之前或之后进行。
当递送部件致动器1116由使用者(例如，如附图所示当近端部分1118被向下压下时)致动时，远端部分1120接合物质递送部件1108(选择性地经由柔性结构1112)，以便朝着皮肤驱动它。在一些实施例中，箔片1128首先破裂，然后部件1126在柔性结构1112伸长并且装置的能可逆地变形的结构1122发动或致动之前压缩。在一些示例中，薄膜或其他部件1112、1128或1130可以具有足够的柔性和/或弹性，以便允许致动器1116驱动物质递送部件1108足够的远(向下，如图所示)，以便接合受验者的皮肤并且执行装置的所需功能。如图所示的多个垫圈、支承件或薄膜可以用于该功能。在支承件1128为箔片或用于初始地将真空储存器1138与通道1132(例如在使用之前)分离的目的的类似件时，当致动器1116向下运动时，真空致动部件1140可以捕获紧邻致动器1116的支承件1128，或按照需要柔性地变形，只要部件1130(或另一个部件)用于允许致动器1116在装置内滑动，同时在真空储存器1138和相关通道中维持足够的真空，以便装置的使用。
当物质递送部件1108(例如插入件)接合受验者皮肤并且便于物质从受验者皮肤和/或皮肤下抽出时，真空可以通过一个或更多个通道1132将物质抽到区域1114内，并且进入物质收集储存器1136。在该过程中，致动器1116首先推动结构1122从其第一稳定构造运动到相对不稳定构造并且超过一位置，在该位置，结构1122快速地运动到与致动器1116的向下驱动相关联的第二稳定构造，以便迅速地驱动通过物质递送部件1108进入和/或通过皮肤。
在该位置之后，如果需要接近从皮肤抽出的物质递送部件1108，然后可以使用多种技术进行该操作。在所示的装置中，缩回部件1126向上驱动保持件1124，从而从物质递送部件1108中缩回结构1122和致动器1116。在该位置处，致动器1116可以可操作地连接到物质递送部件1108并且抽取物质递送部件，或者致动器可以相对于物质递送部件1108自由移动，籍此柔性结构1112(例如弹性薄膜)或其他部件可以从皮肤抽出物质递送部件1108。再次的，在所示装置中，抽出部件1126自身可以是能可逆地变形的结构，例如片簧、盘簧、泡沫、或等等。在使用期间，当致动器1116被向下驱动时，抽出部件1126首先被压缩，并且在压下期间取决于部件1126、1124、1122、1116和1108的尺寸和布置，物质递送部件1108可以被向下驱动到某些程度。在抽出部件1126被压缩并且提供足够抗力的位置处，能可逆地变形的结构1122可以被迫从其第一构造通过不稳定构造，并且可以返回到其第二构造，从而抵靠皮肤驱动物质递送部件1108。然后，在从致动器1116释放使用者的压力(或其他致动，该致动可以是自动的)时，抽出部件1126可以伸展，并且结构1122选择性地保持在其第二向下驱动的低能量构造中，致动器1116可以被抽出并且物质递送部件1108从皮肤抽出。
参考图12a和12b，装置1150被示意性示出。装置1150类似于装置1100并且在所有方面可以被认为基本上与装置1100相同，除了参考图12a和12b在此描述的那些以外。因此，读者将观察到不是所有部件都提供，尽管可能存在类似于装置1100的那些部件的其他部件。装置1150与装置1100不同的一个方面是在装置1150中，在部署前和后部署缩回构造中，薄膜1112朝近端(向上)被抽出，如图12b所示。当抽出部件1126被压缩并且物质递送部件1108被驱动到皮肤内/或通过皮肤时，薄膜1112处于不受到应力的低能量构造中，如图12a所示。装置1100、1150和其他类似装置是使触发机构能够使物质递送部件1108或其他类似递送部件相对于皮肤以特别有利的方式移动的一种方式。触发机构的示例包括(除了图11和12中所示的示例以外)起爆筒、爆炸性物质、其他化学反应、螺线管或其他电相互作用、气动(例如压缩空气)、其他热作用或机械作用，或等等。
在一组实施例中，触发机构可以使递送部件1108从完全部署前位置(例如如图11所示)移动到完全部署位置，其中物质递送部件1108在短的时间段内完全接合皮肤。在一个实施例中，该时间段小于大约0.01秒，并且在其他实施例中，小于大约0.009秒、小于大约0.008秒、小于大约0.007秒、小于大约0.006秒、小于大约0.005秒、小于大约0.004秒、小于大约0.003秒、小于大约0.002秒、小于大约0.001秒、小于大约0.0005秒、小于大约0.00025秒、小于大约0.0001秒。
在另一个实施例中，物质递送部件1108在部署期间经由触发机构相对于皮肤快速移动，从而在一位置达到至少大约4m/s、至少大约5m/s、至少大约6m/s、至少大约7m/s、至少大约8m/s、至少大约10m/s、至少大约12m/s、至少大约15m/s、或至少大约20m/s的速度，在该位置，物质递送部件1108在部署期间首先接触皮肤。
在一些示例中，由于触发机构的存在，物质递送部件1108获得相对高的加速度，例如至少大约4m/s2、至少大约6m/s2、至少大约8m/s2、至少大约10m/s2、至少大约12m/s2、至少大约15m/s2、或至少大约20m/s2、至少大约30m/s2、至少大约50m/s2、至少大约100m/s2、至少大约300m/s2、至少大约500m/s2、至少大约1,000m/s2、至少大约3,000m/s2、至少大约5,000m/s2、至少大约10,000m/s2、至少大约30,000m/s2、至少大约50,000m/s2、至少大约100,000m/s2、至少大约200,000m/s2、或至少大约300,000m/s2。在一些实施例中，物质递送部件1108被加速相对短的时间段，例如小于大约1s、小于大约300ms、小于大约100ms、小于大约30ms、小于大约10ms、小于大约3ms、或小于大约1ms，和/或在相对短的距离上，例如小于大约5mm、小于大约4mm、小于大约3mm、小于大约2mm、小于大约1mm、小于大约800μm、小于大约600μm、小于500μm、小于400μm、小于大约300μm、小于大约200μm、小于大约100μm、小于大约50μm等。
当物质递送部件相对于皮肤经由触发机构移动时，显著的作用力可以被施加到物质递送部件1108。在一组实施例中，物质递送部件1108在它首先接触皮肤的位置处通过至少部分地由至少大约6微牛顿、大约8微牛顿、大约10微牛顿、大约12微牛顿、或大约15微牛顿的触发机构形成的作用力驱动。
在另一组实施例中，在由至少大约100n/m2、至少大约300n/m2、至少大约1,000n/m2、至少大约3,000n/m2等的触发机构引起的部署期间，物质递送部件1108将压力施加到皮肤。在作用力评估中，面积可以被测量为皮肤的由递送部件在完全部署处移位的区域，例如，测量为皮肤的在位于皮肤的顶表面处由插入到皮肤内的所有物质递送部件的总横截面捕获的区域。
在一些示例中，物质递送部件经由触发机构、利用足以将物质递送部件插入到皮肤内或通过皮肤至物质递送部件的至少大约60％的平均深度(或物质递送部件的平均长度，如果例如在针或微针的阵列中使用多于一个)的作用力被迫进入皮肤内。在一些示例中，深度是物质递送部件(例如插入到皮肤内的针或微针的长度)的至少大约65％、至少大约70％、至少大约75％、至少大约80％、至少大约85％、至少大约90％、或至少大约95％，。
本发明的装置可以在一些实施例中提供显著的优点。例如，能够使物质递送部件在短的时间段、和/或高的速度下、和/或高的作用力、和/或高的压力下移动、和/或驱动相对短的物质递送部件例如微插入体和/或微针相对深地进入皮肤和/或通过皮肤，和/或上述的任何组合的触发机构可以提供显著的优点。在一些实施例中，这些特征可以提供对物质输送或抽取的更好控制。在一些示例中，可以通过更短的物质递送部件提供更好的机械稳定性(可以避免例如弯曲和/或翘曲)，并且在一些实施例中设计成相对完全地(例如通过它们的几乎完全整个长度)驱动到皮肤内的相对更短的物质递送部件可以提供穿透的更好控制。如果可以获得穿透的更好控制，例如在一些示例中也可以获得更好的输送或抽取，从而导致更少的疼痛或基本上无痛的部署。
而且，如果物质递送部件用于将物质，诸如医药成分输送到皮肤内或通过皮肤，根据某些实施例可以提供更精确的输送。在一些实施例中，对物质递送部件的插入深度的更精确的控制(例如通过使用设计成将物质递送部件基本上完全插入的装置)产生对由物质递送部件插入到皮肤内的医药物质的量的更精确控制。而且，在某些实施例中，微插入件的快速和/或高速、和/或大的作用力和/或压力施加可以导致更低程度的疼痛或无痛部署。
根据一组实施例，在此讨论的多个装置使用用于将流体输送到皮肤和/或皮肤下和/或从皮肤和/或皮肤下抽取流体的多种技术，例如与流体递送件、物质输送部件、微插入件或等等连接。例如，可以使用与在此描述的任何装置连接的一个或更多个针和/或微针、吸湿剂、切割器或其他刺入件、电辅助系统、或等等。这种技术的附加示例在本文中描述和/或在并入在本文的应用中。应当理解，一般来说，流体可以以各种方式被输送和/或抽取，并且用于将流体输送到皮肤和/或皮肤下和/或从皮肤和/或皮肤下抽取流体的各种系统和方法在下面讨论和/或在并入在本文中的应用中。在一组实施例中，讨论了用于刺入皮肤表面或改变皮肤表面以便递送流体的技术，例如使用诸如皮下注射针或一个或更多个微针的针、施加到皮肤化学制品(例如穿透增强件)、射流喷射器或如那些在下面讨论的其他技术。
作为一个示例，在一个实施例中，可以使用例如皮下注射器的针，以便将流体输送到皮肤和/或皮肤下和/或从皮肤和/或皮肤下抽取流体。皮下注射器对于本领域技术人员来说是公知的，并且可以在针规格的范围商业获得。例如，针可以是20－30规格范围，或者针可以是32规格、33规格、34规格、等等。
如果存在针，可以是一个或更多个针，针可以具有任何合适的尺寸和长度，并且每个针均可以是实心的或空心的。针可以具有任何合适的横截面(例如垂直于穿透方向)，例如圆形、正方形、卵形、椭圆形、长方形、倒圆的长方形、三角形、多边形、六边形、不规则形、等等。例如，针可以具有小于大约5mm、小于大约4mm、小于大约3mm、小于大约2mm、小于大约1mm、小于大约800μm、小于大约600μm、小于大约500μm、小于大约400μm、小于大约300μm、小于大约200μm、小于大约175μm、小于大约150μm、小于大约125μm、小于大约100μm、小于大约75μm、小于大约50μm、小于大约10μm、等等的长度。针还可以具有小于大约5mm、小于大约4mm、小于大约3mm、小于大约2mm、小于大约1mm、小于大约800μm、小于大约600μm、小于大约500μm、小于大约400μm、小于大约300μm、小于大约200μm、小于大约175μm、小于大约150μm、小于大约125μm、小于大约100μm、小于大约75μm、小于大约50μm、小于大约10μm、等等的最大横截面尺寸。例如，在一个实施例中，针可以具有长方形的横截面，该长方形的横截面具有175μm乘以50μm的尺寸。在一组实施例中，针可以具有至少大约2:1、至少大约3:1、至少大约4:1、至少大约5:1、至少大约7:1、至少大约10:1、至少大约15:1、至少大约20:1、至少大约25:1、至少大约30:1的长度和最大横截面尺寸的纵横尺寸比。
在一个实施例中，针是微针。典型地，微针将具有小于大约毫米级的平均横截面尺寸(例如直径)。可以理解的是如在此描述的对“针”或“微针”的提及通过示例并且仅仅为了容易示出，并且在其他实施例中，在本文的任何描述中可以存在多个一个针和/或微针。
作为一个示例，可以使用例如在2002年1月1日公开的发明人为allen等人的发明名称为“miconneedledevicesandmethodsofmanufactureandusethereof”的u.s.专利no.6,334,856中的微针来将流体(或其他材料)输送到受验者和/或从受验者抽取流体(或其他材料)。微针可以是空心的或实心的，并且可以由任何合适材料，例如金属、陶瓷、半导体、有机物、聚合物、和/或合成物形成。示例包括但不限于医疗用级别不锈钢、钛、镍、铁、金、锡、铬、黄铜、这些或其他金属的合金、硅树脂、二氧化硅、和聚合物，聚合物包括羟基酸，例如乳酸和聚乳酸羟基乙酸、聚乙醇酸交酯、聚乳酸-羟基乙酸共聚物，和与聚乙二醇、聚酸酐、聚原酸酯、聚亚氨酯、聚丁酸、聚戊酸、聚丙交己内酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸、聚乙烯醋酸乙烯、聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸或聚酯的共聚物。
在一些示例中，可以使用多于一个的针或微针。例如，可以使用针或微针的阵列，并且针或微针可以以任何合适的构造，例如周期性的、任意的等等布置在阵列中。在一些示例中，阵列可以具有3个或更多个、4个或更多个、5个或更多个、6个或更多个、10个或更多个、15个或更多个、20个或更多个、35个或更多个、50个或更多个、100个或更多个、或者任何其他合适数量的针或微针。在一些实施例中，装置可以具有至少3个但不多于5个针或微针(或其他流体递送件)，至少6个但不多于10个针或微针、或者至少11个但不多于20针或微针。典型地、微针将具有小于大约微米级的平均横截面尺寸(例如直径)。
本领域的普通技术人员可以相对于用于这些目的的皮肤布置针，在一个实施例中包括相对于皮肤表面以不同于90°的一定角度将针引入皮肤内，即将一个或更多个针以倾斜的方式引入皮肤内，从而限定穿透的深度。然而，在另一个实施例中，针可以以大约90°的角度进入皮肤内。
在一些示例中，针(或微针)可以存在于阵列中，该阵列选择成使得阵列内的针的密度在大约0.5针/mm2至大约10针/mm2之间，并在一些示例中，密度可以在大约0.6针/mm2至大约5针/mm2之间、在大约0.8针/mm2至大约3针/mm2之间、在大约1针/mm2至大约2.5针/mm2之间、或等等。在一些示例中，针可以定位在阵列中，从而没有两个针比大约1mm、大约0.9mm、大约0.8mm、大约0.7mm、大约0.6mm、大约0.5mm、大约0.4mm、大约0.3mm、大约0.2mm、大约0.1mm、大约0.05mm、大约0.03mm、大约0.01mm等等更靠近。
在另一组实施例中，针(或微针)可以选择成使得针的区域(通过确定由针在受验者皮肤的表面上的穿透或穿孔区域而确定)允许流体充分流动到皮肤和/或受验者皮肤下或从受验者皮肤和/或皮肤下充分流出。针可以选择成具有更小或更大的区域(或更小或大的直径)，只要针和皮肤的接触区域足以允许从受验者皮肤到装置的充分的血液流动。例如，在某些实施例中，取决于应用，针可以选择成具有至少大约500nm2、至少大约1,000nm2、至少大约3,000nm2、至少大约10,000nm2、至少大约30,000nm2、至少大约100,000nm2、至少大约300,000nm2、至少大约1μm2、至少大约3μm2、至少大约10μm2、至少大约30μm2、至少大约100μm2、至少大约300μm2、至少大约500μm2、至少大约1,000μm2、至少大约2,000μm2、至少大约2,500μm2、至少大约3,000μm2、至少大约5,000μm2、至少大约8,000μm2、至少大约10,000μm2、至少大约35,000μm2、至少大约100,000μm2、至少大约300,000μm2、至少大约500,000μm2、至少大约800,000μm2、至少大约8,000,000μm2、等等的组合皮肤穿透区域。
针或微针可以具有任何合适的长度，并且在一些示例中长度可以是取决于应用。例如，设计成仅仅穿透表皮的针可以比设计成还穿透真皮，或者在真皮或皮肤下延伸的针更短。在某些实施例中，针或微针可以具有对皮肤的最大穿透距离不大于大约3mm、不大于大约2mm、不大于大约1.75mm、不大于大约1.5mm、不大于大约1.25mm、不大于大约1mm、不大于大约900μm、不大于大约800μm、不大于大约750μm、不大于大约600μm、不大于大约500μm、不大于大约400μm、不大于大约300μm、不大于大约200μm、不大于大约175μm、不大于大约150μm、不大于大约125μm、不大于大约100μm、不大于大约75μm、不大于大约50μm。在某些实施例中，针或微针可以选择成对皮肤的最大穿透距离为至少大约50μm、至少大约100μm、至少大约300μm、至少大约500μm、至少大约1mm、至少大约2mm、至少大约3mm等等。
在一组实施例中，针(或微针)可以被施加涂层。例如，针可以被涂覆有当针插入皮肤内时的输送的物质。例如，涂层可以包括肝磷脂、抗凝血剂、抗炎成分、止痛剂、抗组胺成分、等等，以便辅助血液从受验者皮肤的流动、或者涂层可以包括例如在此描述的药物或其他治疗剂。药物或其他治疗剂可以是用于进行局部输送(例如，在施加被涂覆的针或微针的区域或附近)的药物或其他治疗剂，和/或药物或其他治疗剂可以是预期在受验者内进行系统性输送的药物或其他治疗剂。
在一个实施例中，流体例如通过操作位于注射器上的柱塞而被手动地输送和/或抽出。在另一个实施例中，流体可以被机械地或自动地，例如使用柱塞泵或等等输送到皮肤和/或从皮肤下和/或从皮肤和/或皮肤下抽出。流体也可以使用例如那些在此描述的真空抽出。例如，可以以与体液流体连通方式将真空施加到导管，例如针，以便从皮肤抽取流体的至少一部分。在又一个实施例中，流体利用毛细作用(例如利用具有恰当窄内径的微流体通道或皮下注射用针)抽取。在再一个实施例中，可以施加压力以便迫使流体从针流出。
如另一个示例所述，可以使用加压流体，例如射流喷射器或“无针注射器”以便将流体或其他材料输送到皮肤内和/或通过皮肤。典型地，这种装置产生将材料驱动到皮肤内的液体或粉末(例如生物适应液体，例如盐水)的高压“射流”，并且穿透的深度可以被控制，例如通过控制射流的压力。压力可以来源于任何合适的源，例如标准气缸或气体套筒。这种装置的非限定示例可以在1978年8月1日公开发明人为ismach的发明名称为“hydraulicallypoweredhypodermicinjectorwithadaptorsforreducingandincreasingfluidinjectionforce”u.s.专利no.:4,103,684看到。可以例如使用来源于例如气缸或气体套筒的压缩空气或气体获得液体的加压。
在一些实施例中，流体可以使用施加到皮肤表面或紧邻皮肤的吸湿剂抽取流体。例如，在此描述的装置可以包含吸湿剂。在一些示例中，可以施加压力来将吸湿剂驱动到皮肤内。典型地，吸湿剂能够例如通过吸收或吸附从周围环境中吸收水。吸湿剂的非限定示例包括糖、蜂蜜、甘油、乙醇、甲醇、硫磺酸、甲基苯丙胺、碘酒、多种氯化物和盐酸盐和氢氧化物盐，和多种其他物质。其他示例包括但不限于氯化锌、氯化钙、氢氧化钾，或氢氧化钠。在一些示例中，取决于应用，可以基于吸湿剂对受验者皮肤的物理或化学性质，例如惰性或生物相容性来选择合适的吸湿剂。
在一些示例中，装置可以包括能够切开或刺入皮肤表面的切割器。切割器可以包括能够形成流体可以通过其输送到皮肤和/或皮肤下和/或从皮肤和/或皮肤下抽出流体的通路的任何机构。例如，切割器可以包括皮下注射器针头、刀片(例如手术刀片、锯齿形刀片等)、刺入件(例如柳叶刀或实心或空心针)、或等等，其可以被施加到皮肤以形成用于输送到皮肤和/或皮肤下和/或从皮肤和/或皮肤下抽出流体的合适导管。在一个实施例中，切割器用于形成这样的通路并且移除，然后流体可以经过该通路被输送和/或被抽取。在另一个实施例中，切割器保持就位在皮肤内，并且流体可以在切割器内通过导管被输送和/或抽取。
在一些实施例中，流体可以使用电荷被输送和/或抽取。例如，可以使用反向电离子透入疗法。不希望受任何理论束缚，反向电离子透入疗法使用小电流来驱动带电超极化成分穿过皮肤。因为皮肤在生理ph值下被负向充电，它作为对阳离子的选择性渗透薄膜，并且穿过皮肤的带相反电荷离子的通路引导电渗溶剂流，该电渗溶剂流可以沿阳极到阴极的方向承载中性分子。在电渗溶剂流中的成分可以被分析为在此其他内容中描述的。在一些示例中，反向电离子透入疗法装置可以包括阳极单体和阴极单体，每个单体接触皮肤。阳极单体可以填充有例如具有大于4的ph值缓冲水溶液(例如水性tris缓冲液)和电解液(例如氯化钠)。阴极单体可以填充有水缓冲液。作为一个示例，第一电极(例如阳极)可以被插入阳极单体内，第二电极(例如阴极)可以被插入阴极单体内。在一些实施例中，电极不直接接触皮肤。
可以施加电流来引导反向电离子透入疗法，藉此从皮肤抽取流体。施加的电流例如可以大于0.01ma、大于0.03ma、大于0.1ma、大于0.3ma、大于0.5ma，或大于1ma。应当理解的是也可以使用这些范围以外的电流。电流可以施加一段时间。例如，电流可以被施加大于30秒、大于1分钟、大于5分钟、大于30分钟、大于1小时、大于2小时，或大于5小时。应当理解的是也可以使用这些范围以外的时间。
在一组实施例中，装置可以包括用于切除皮肤的器件。不希望受任何理论束缚，可以相信的是切除包括移除角质层的微小片(即切除形成微孔)，因此允许接近体液。在一些示例中，可以使用热、射频、和/或激光电能用于切除。在一些示例中，可以使用热元件来施加热烧蚀。可以使用能够加热水和/或组织的频率和能量来进行射频消融。也可以使用激光来照射皮肤上的位置来移除一部分。在一些实施例中，可以以脉冲形式施加热量，从而存在基本上垂直于皮肤表面的陡的温度梯度。例如，可以施加至少100℃、至少200℃、至少300℃、至少400℃的温度小于1秒、小于0.1秒、小于0.01秒、小于0.005秒，或小于0.001秒。
在一些实施例中，装置可以包括用于采集实心组织样品的机构。例如，固体组织样品可以通过例如刮擦皮肤或切开一部分的方法获得。刮擦可以包括反复作用，藉此仪器沿着两个或更多个方向沿皮肤表面进行刮擦。刮擦还可以通过旋转作用，例如平行于皮肤表面并且沿一个方向(即，利用压棍)，或者平行于皮肤表面并且以圆形方式(即，利用钻孔仪器)完成。切割机构可以包括能够进行一个或更多个切口的刀片和用于移除组织的一部分(例如，通过抽吸或机械拾取)的机构或者可以使用钳机构来切出组织的一部分。切割机构还可以通过去芯动作作用。例如，空心的圆筒形装置可以刺入皮肤内，从而可以移除组织的圆柱形芯。固体样品可以直接被分析或者可以在分析之前被液化。液化可包括通过有机溶剂、酶溶剂、表面活性剂等处理。
在一些方面，装置还可以包括真空源。在一些示例中，真空源是装置内的自给的真空源，即在装置的从皮肤和/或皮肤下抽出血液或细胞间质流体的使用期间，装置不必连接到外部真空源(例如室内真空)。例如，在一组实施例中，真空源可以包括真空腔室，该真空腔室在血液(或其他流体)被抽入装置内之前具有小于大气压力的压力，即真空腔室处于“负压”(也就是说，相对于大气压力是负的)或真空压力(或刚好具有“真空”)。例如，真空腔室中的真空可以为至少大约50mmhg、至少大约100mmhg、至少大约150mmhg、至少大约200mmhg、至少大约250mmhg、至少大约300mmhg、至少大约350mmhg、至少大约400mmhg、至少大约450mmhg、至少大约500mmhg、至少大约550mmhg、至少大约600mmhg、至少大约650mmhg、至少大约700mmhg，或至少大约750mmhg，即低于大气压力。因此，真空内的压力处于相对于大气压力的“减小压力”，例如真空腔室是减小的压力腔室。然而，在其他实施例中，应当理解的是可以使用其他压力和/或可以使用不同方法来产生(大于或小于大气压力的)其他压力。作为非限定示例，可以使用外部真空或机械装置作为真空源；在此详细讨论各个附加的示例。
在一些实施例中，流体可以使用真空从皮肤和/或皮肤下抽出。真空可以是外部真空源，和/或可以是装置内的自给真空源。例如，至少大约50mmhg、至少大约100mmhg、至少大约150mmhg、至少大约200mmhg、至少大约250mmhg、至少大约300mmhg、至少大约350mmhg、至少大约400mmhg、至少大约450mmhg、至少大约500mmhg、至少大约550mmhg、至少大约600mmhg、至少大约650mmhg、至少大约700mmhg，或至少大约750mmhg的真空可以被施加到皮肤。如在此使用的，“真空”指的是低于大气压力的压力。
如提及的，可以使用任何真空源。例如，装置可以包括内部真空源，和/或可连接到装置外部的真空源，例如真空泵或外部(线)真空源。在一些示例中，可手动地形成真空，例如通过操作注射泵、柱塞、或等等，或者可以机械地或自动地例如使用柱塞泵、注射器、球形物、文丘里管、手动(嘴)吸口等或者等等来形成低压。
作为一个特定的非限定示例，在一个实施例中，可以使用装置来利用真空，而没有外部动力和/或真空源来抽取流体。可以使用真空的这种装置的示例包括皮肤补片、条、带、绷带、或等等。例如，皮肤补片可以接触受验者皮肤，并且通过皮肤补片或其他装置的一部分的形状的改变形成的真空(例如使用形状记忆聚合物)，可以用来将流体输送到皮肤和/或皮肤下和/或从皮肤和/或皮肤下抽取流体。作为一个特定示例，形状记忆聚合物可以在第一温度下(例如室温下)成形为扁平的，但是在第二温度(例如体温)下弯曲，并且当施加到皮肤时，形状记忆聚合物可以从扁平形状改变为弯曲形状，藉此从而真空。作为另一个示例，可以使用机械装置，例如弹簧、盘管、膨胀的泡沫(例如从压缩状态)来形成真空，形状记忆聚合物、形状记忆金属、或等等在施加到受验者时可以储存在压缩或缠绕状态，然后释放(例如解开缠绕、解压缩等)以机械地形成真空。在一些实施例中，可使用装置来自动地形成真空，一旦被致动，不需要通过使用者的任何外部控制。
因此，在一些示例中，装置是与合适的真空源(例如预排空的真空腔室)“预包装”在一起，例如，在一个实施例中，装置可以施加到皮肤并且在一些方式中致动以形成和/或接近真空源。在另一个示例中，可以使用化学反应，例如其中产生气体的反应来形成真空，该反应可以被利用以提供机械作用力来形成真空。在又一个示例中，装置的部件能够在没有机械作用力的情况下形成真空。在另一个示例中，装置可以包括自给真空致动器，例如化学反应剂、可变形结构、弹簧、柱塞等。
在一组实施例中，装置能够形成压差(例如真空)。例如，装置可以包含压差腔室，例如真空腔室或加压腔室，该压差腔室可以用于形成压差。压差可以通过压力调节器形成。如在此使用的，“压力调节器”是能够在两个或更多个位置之间形成压差的压力控制器部件或系统。根据如在此讨论的本发明的各个实施例，压差应当至少足以推动或移动流体或其他材料，并且在两个或更多个位置处的绝对压力不是重要的，只要它们的压差是合适的，并且它们的绝对值对于在此讨论的目的是合理的。例如，压力调节器可以在一个位置处，相对于在另一个位置处的低压(大气压力或一些其他压力)产生高于大气压力的压力，其中在压力之间的压差足以推动或使根据本发明的流体运动。在另一个示例中，调节器或控制器将涉及低于在一个位置中的大气压力(真空)的压力，和在另一个位置处的较高的压力(大气压力或不同的压力)，其中在压力之间的压差足以推动或使根据本发明的流体运动。无论在本文中在哪使用“真空”或“压力”，应当理解的是也可以实施为相反的，如本领域技术人员将会理解的，即可以在多种条件下由压力腔室来替换真空腔室，以便形成适合于推动流体或其他材料运动的压差。
压力调节器可以是真空外部源(例如实验室、医务所、医院等室内真空管线或外部真空泵)、机械装置、真空腔室、预包装真空腔室、加压腔室、或等等。在一些示例中，可以手动地、例如通过操作注射器泵、柱塞、或等等形成真空，或者可以机械地或自动地、例如使用柱塞泵、注射器、球、文丘里管、手动(嘴)吸口等、或等等形成低压。在一些实施例中可以使用真空腔室，其中装置包括例如其中存在真空或可以形成真空(例如可变的真空腔室、将影响真空或压力的容积的改变)的区域。真空腔室可以包括预排空(即预包装)腔室或区域，和/或自给致动器。“自给”真空(或压力)调节器意味着该“自给”真空(或压力)调节器与装置(例如在装置上或之内)结合，例如限定装置的整体部分的“自给”真空(或压力)调节器，或者分离部件，该分离部件构成为或布置成能具体地连接到特定装置以便形成压差(即不是连接到真空的外部源，例如医院的、医务所的、或者实验室的室内真空管线、或者适合于一般使用的真空泵)。在一些实施例中，自给真空源可以以一些方式被致动，以便在装置内形成真空。例如，自给真空源可以包括柱塞、注射器、机械装置例如能够在装置内形成真空的真空泵，和/或化学或其他反应剂、该化学或其他反应剂能反应以在由反应剂驱动的机械或其他器件的辅助下增加或减小压力，可以形成与压力调节器相关的压差。化学反应还可以在基于其化学反应本身的压力变化下或没有该压力变化下驱动机械致动。自给真空源还可以包括可膨胀的泡沫、形状记忆材料或等等。
本发明的自给真空或压力调节器的一个种类包括自给的辅助调节器。这些自给真空或压力调节器是这样的调节器，即在致动时(例如按钮的推动、或者在例如从包装移除或抵靠皮肤推动装置时自动致动的调节器，形成与装置结合的真空或压力，其中使腔室加压或排空的作用力与致动力不同。自给的辅助调节器的示例包括通过由致动器触发的弹簧驱动而膨胀来进行排空、在致动时释放形状记忆材料或可膨胀材料、在致动时启动化学反应、或等等的腔室。
本发明的自给真空或压力调节器的另一个种类是这样的装置，该装置不必预与压力或真空预包装，但是可以被例如在使用之前由受验者、医院或医疗诊所的医护人员，例如通过将装置的腔室连接到真空或压力源来进行加压或排空。例如，受验者或另一个人可以例如就在使用之前致动装置来在装置内形成压力或真空。
真空或压力调节器可以是当使用时在装置中(即，装置可以被提供准备用于由受验者或专业人员利用装置上或装置中的排空区域,而不需要任何致动来形成最初的真空)“预包装的”压力或真空腔室。预包装的压力或真空腔室调节器可以例如是在制造时(相对于大气压力)排空的区域和/或在被受验者或专业人员使用的位置之前的某些位置处。例如，腔室在制造时，或者在制造之后但是在将装置输送到使用者、例如医护人员或受验者之前被排空。例如，在一些实施例中，装置包含具有低于大气压力的至少大约50mmhg、至少大约100mmhg、至少大约150mmhg、至少大约200mmhg、至少大约250mmhg、至少大约300mmhg、至少大约350mmhg、至少大约400mmhg、至少大约450mmhg、至少大约500mmhg、至少大约550mmhg、至少大约600mmhg、至少大约650mmhg、至少大约700mmhg，或至少大约750mmhg的真空的真空腔室。
在一组实施例中，本发明的装置可以不具有外部动力和/或真空源。在一些示例中，装置被合适的真空源“预加载”，例如在一个实施例中，装置可以被施加到皮肤并且以某些方式致动来形成和/或接近真空源。作为一个示例，本发明的装置可以接触受验者皮肤，并且真空通过装置的一部分的形状改变(例如使用形状记忆聚合物)形成，或者装置可以包含一个或更多个密封的、自给的真空腔室，在该真空腔室中密封件以某些方式被刺破以便形成真空。例如，在刺破密封件时，真空腔室可以与一个或更多个针流体连通，该一个或更多个针可以用来使皮肤朝着装置运动，从皮肤和/或皮肤下抽取流体、或等等。
作为一个示例，形状记忆聚合物可以成形为在第一温度(例如室温)下是扁平的，但是在第二温度(例如体温)下是弯曲的，并且当施加到皮肤时，形状记忆聚合物可以从扁平形状改变到弯曲形状，藉此形成真空。作为另一个示例，可以使用机械装置来形成真空。例如，弹簧、盘管、膨胀泡沫(例如从压缩状态)、形状记忆聚合物、形状记忆金属、或等等在施加到受验者时可以以压缩或卷绕的方式被储存，在施加到受验者时被释放，然后释放(例如解开卷绕、解压缩等)以便机械地形成真空。形状记忆聚合物和金属的非限定示例包括镍、低聚(ε-己内酯)二醇和可结晶的低聚(ρ-二氧杂环己酮)二醇的合成物、或者低聚(ε-己内酯)二甲基丙烯酸酯和丙烯酸丁酯的合成物。
在另一个示例中，可以使用化学反应，例如其中产生气体的反应来形成真空，该反应可以被利用来提供机械作用力以形成真空。在一些实施例中，装置一旦被致动可以自动地用来形成真空，而不需要通过使用者的任何外部控制。
在一组实施例中，装置包含真空腔室，该真空腔室还用作接纳从受验者皮肤和/或皮肤下抽取到装置内的血液、细胞间质流体、或其他流体的储存腔室。例如，从受验者通过或经由流体递送件抽取的血液由于其负压(即，因为腔室具有小于大气压力的内部压力)可以进入真空腔室，并且可选择地储存在真空腔室内用于后来使用。图3示出了一个非限定示例。在该附图中，装置600包括真空腔室610，该真空腔室连接到流体递送件620(该流体递送件可以例如是一个多个针或微针)。在致动真空腔室610(例如使用致动器660，如下面讨论的)时，真空腔室610可以放置成与流体递送件620流体连通。因此，例如由于真空腔室610内的内部压力，流体递送件620可以引起施加到受验者皮肤的负压。因此，从皮肤和/或皮肤下经由流体递送件抽取的流体(例如血液或细胞间质流体)，例如通过导管612可以被抽取到装置内并且到真空腔室610内。然后，通过装置收集的流体可以在装置内被分析或从装置中移除用于分析、储存等。
然而，在另一组实施例中，装置可以包括分离的真空腔室和储存腔室(即，储存流体，例如从受验者皮肤和/或皮肤下抽取的血液或细胞间质流体的腔室)。真空腔室和储存腔室可以流体连通，并且可以具有任何合适的布置。在一些实施例中，可以使用从真空腔室的真空来至少部分地从皮肤和/或皮肤下抽取流体，然后引导到储存腔室内，例如用于后来的分析或使用，例如如下面讨论的。作为一个示例，血液被抽取到装置内，朝着真空腔室流动，但是血液(或其他流体)可以阻止进入真空腔室。例如，在某些实施例中，可以使用气体可透过的材料(但液体例如血液或细胞间质流体不能透过)。例如，材料可以是薄膜，例如具有合适的多孔性、多孔结构、多孔陶瓷玻璃料的亲水或输水薄膜，可溶解的界面(例如由盐或聚合物等形成)，或等等。
图4示出了一个非限定示例。在该附图中，装置600包括真空腔室610和储存腔室615。真空腔室610可以放置成经由导管612与储存腔室615流体连通。该导管包含材料614。在该示例中，材料614可以是气体可透过(但液体不可透过)的任何材料，例如材料614可以是例如具有多孔性的亲水薄膜或输水薄膜的薄膜，其中多孔性允许发生气体交换，但是不允许从受验者皮肤和/或皮肤下抽取的血液或细胞间质流体通过。当装置600使用致动器660被致动时，因为来自真空腔室610的内部真空压力，经由导管661流动通过流体递送件620进入收集腔室615的血液(或其他流体)由于气体可透过材料614，因而不完全地被材料614阻止。然而，由于材料614，血液(或其他流体)被阻止进入真空腔室610，而是保留在储存腔室615内，例如用于后来分析或使用。
可以使用针(或其他流体递送件)用于将从受验者抽取的流体或其他材料输送到例如皮肤和/或皮肤下和/或从受验者抽取流体或其他材料。例如，在某些示例中，在接纳血液或其他体液(例如细胞间质流体)之前，可以使用具有小于大气压力的减小压力或内部压力的真空腔室，以便在针(或其他流体递送件)已经刺入皮肤之后辅助流体从皮肤的抽取。从皮肤和/或皮肤下抽取的流体可以收集在真空腔室中和/或储存腔室中。储存腔室可以使用气体可穿透薄膜(例如血液或其他体液基本上不可渗透的薄膜)、亲水薄膜、输水薄膜、多孔结构、可溶解界面、或等等，例如如在此讨论的与分离腔室分离。
在一些实施例中，可以使用流动控制器来控制血液(或其他流体，例如细胞间质流体)流入储存腔室的流动。流动控制器可以被手动地和/或自动地控制以便控制血液的流动。在某些示例中，流动控制器可以在某特定量或容积的流体已经进入储存腔室时致动或不致动。例如，流动控制器可以在预定量或容积的血液已经进入储存腔室之后停止血液的流动，和/或流动控制器能够控制储存腔室的内部压力至例如特定水平，例如预定水平。用于装置的合适的流动控制器的示例包括但不限于薄膜、阀、可溶解的界面、闸门或等等。
现在参考图5示出流动控制器的一个非限定示例。在该示例附图中，装置600包括真空腔室610和储存腔室615。由于流动控制器645存在于导管611内，因而经由流体递送件620的流体进入装置600被阻止进入储存腔室615。然而，在合适的条件下，流动控制器645可以被打开，籍此允许至少一些流体进入储存腔室615。在一些示例中，例如，储存腔室615还包含至少部分的真空，虽然该真空可以大于或小于腔室610内的压力。在其他实施例中，流动控制器645可以被初始地打开，或者可在外部控制(例如经由致动器)，或等等。在某些示例中，流动控制器可以控制流体进入装置内的流动，从而在收集之后，至少一些真空仍存在于装置中。
因此，在一些示例中，装置可以被构造成并且布置成从受验者皮肤和/或皮肤下重复地获得可控量的流体，例如可控量或容积的血液或细胞间质流体。可以控制从受验者皮肤和/或皮肤下重复地获得的流体量，例如，使用流动控制器、气体可透过但液体不可透过的材料、薄膜、阀、泵、闸门、微流体系统，或等等，如在此讨论的。尤其是，应当注意的是从受验者皮肤和/或皮肤下获得的血液或其他流体的容积不必严格地根据装置内的初始真空压力或容积而定。例如，流动控制器可以被初始地打开(例如手动地、自动地、电动地、等)，以便允许流体开始进入装置；并且当达到预定条件时(例如当特定容积或量的血液或细胞间质流体已经进入装置时)，流动控制器可以在该位置处被关闭，即使一些真空保留在装置内。在一些示例中，该流体的控制允许从受验者皮肤和/或皮肤下重复地获得流体的量在很大程度上被控制。例如，在一组实施例中，从受验者皮肤和/或皮肤下抽出的流体的量在很大程度上可以被控制为小于大约1ml、小于大约300微升、小于大约100微升、小于大约30微升、小于大约10微升、小于大约3微升、小于大约1微升等。
本发明的各个实施例的进一步示例在图7和8中示出。在图7中，装置500被示出。在该示例中，装置500包括支承结构501、用于将装置粘合到皮肤的粘合剂502、和流体递送件系统503。在该附图中，流体递送件系统503包括多个微针505，尽管也可以使用在此讨论的其他流体递送件。微针505容纳于凹槽508内。图7还示出了真空腔室513，该真空腔室在该示例中被自给在装置500内。真空腔室513经由例如由控制器或致动器控制的通道511与凹槽508流体连通。致动器560在装置500的顶部处示出。致动器560可以例如是按钮、开关、杆、滑动件、转盘，等，并且当装置被放置在皮肤上时，可以导致微针505朝着皮肤的运动。例如，微针可以机械地(例如压缩弹簧、belleville弹簧等)、电动地(例如利用伺服机构，该伺服机构可以是计算机控制的)、气动地等运动。在一些示例中，致动器560(或其他致动器)可以用于使微针从皮肤中抽取，和/或微针在将流体输送到受验者和/或从受验者抽取流体之后可以自动地抽取，例如不需要任何由受验者或者由另一人的干涉。这种技术的非限定示例在下面详细讨论。
另一个示例参考图8示出。在该附图中，装置500包括支承结构501、用于用于将装置粘合到皮肤的粘合剂502、和流体递送件系统503。在图8中，流体递送件系统503包括位于凹槽508内的多个微针505，尽管也可以使用在此讨论的其他流体递送件。致动器560在装置500的顶部处示出。致动器560可以例如是按钮、开关、杆、滑动件、转盘，等，并且当装置被放置在皮肤上时，可以导致微针505朝着皮肤运动。例如，微针可以经由部件584(例如柱塞、螺钉、机械连杆等)机械地(例如压缩弹簧、belleville弹簧等)、电动地(例如利用伺服机构，该伺服机构可以是计算机控制的)、气动地等运动。在一些示例中，致动器560还能够在使用之后、例如在将流体输送到皮肤和/或皮肤下和/或从皮肤和/或皮肤下抽取流体之后抽取微针。
在该附图中，腔室513是自给的真空腔室。真空腔室513经由例如如由控制器或致动器控制的通道511与凹槽508流体连通。图8所示的是流体储存器540，该流体储存器540可以包含流体，例如抗凝血剂。流体可以被引入血液、细胞间质流体内，或从皮肤和/或皮肤下抽取的任何流体内。对从流体储存器的流体流动的控制可以是一个或更多个合适的流体控制件，例如泵、喷嘴、阀，或等等，例如图8中的泵541。
在某些实施例中，流体递送件可以紧固到支承结构上。在一些示例中，支承结构可以将流体递送件带到皮肤，并且在某些实施例中，将流体插入件插入皮肤内。例如，流体递送件可以经由柱塞、螺杆、机械连杆等机械地、电动地(例如利用伺服机构，该伺服机构可以是计算机控制的)、气动地等运动。在一组实施例中，支承结构可以以至少大约0.1cm/s、至少大约0.3cm/s、至少大约1cm/s、至少大约3cm/s、至少大约10cm/s、至少大约30cm/s、至少大约1m/s、至少大约2m/s、至少大约3m/s、至少大约4m/s、至少大约5m/s、至少大约6m/s、至少大约7m/s、至少大约8m/s、至少大约9m/s、至少大约10m/s、至少大约12m/s等的速度在流体递送件初始地接触皮肤的位置处将流体递送件插入皮肤内。不希望受任何理论约束，可以相信的是相对更快的插入速度可以增加流体递送件穿透皮肤的能力(而没有使皮肤变形或引起皮肤响应运动)，和/或减小将流体递送件施加到皮肤感觉的疼痛程度。可以使用控制到皮肤的穿透速度的任何合适的方法，包括那些在此描述的。
如提及的，在一些实施例中，血液、细胞间质流体，或其他体液可以储存在装置内用于以后的使用和/或分析。例如，装置可以被附接到合适的外部设备，该外部设备能够分析装置的一部分(例如包含流体)，和/或外部设备可以从装置移除血液、细胞间质流体、或其他流体的至少一些用于以后的分析和/或储存。然而，在一些示例中，可以通过装置自身，例如使用装置内包含的一个或更多个传感器等进行至少一些分析。
例如，如下面详细讨论的，在一些示例中，储存腔室可以包含能够与存在于进入装置的血液(或其他流体，例如细胞间质流体)中悬浮的分析物反应的反应剂或反应个体，在一些示例中，可以确定反应个体，以便确定分析物。在一些示例中，确定可以在装置的外部进行，例如通过确定颜色变化或荧光性改变等。确定可以通过人、或通过能够分析装置的至少一部分的外部设备进行。在一些示例中，可以在不需要从装置，例如从储存腔室移除血液或细胞间质流体的情况下进行确定。(然而，在其他示例中，血液或其他流体可以在被分析之前首先从装置中移除)。例如，装置可以包括一个或更多个传感器(例如，离子传感器，例如k+传感器、色度传感器、荧光传感器等)，和/或包含允许光穿透装置的“窗口”。该窗口可以由玻璃、塑料等形成，并且可以取决于被确定的分析物或条件，选择成对一种合适的波长或合适波长范围至少部分地透射。作为一个特定示例，整个装置(或其部分)可以安装在外部设备中，并且来自外部设备的光可以穿过或以其它方式与装置的至少一部分相互作用(例如，经由装置反射或折射)，以便确定分析物和/或反应个体。
在一个方面，装置可以与能够确定包含在装置中例如储存腔室内(如在此讨论的)的流体内中所包括的分析物的外部设备连接。例如，装置可以安装在外部保持架上，装置可以包括用于将流体递送离开装置的端口，装置可以包括用于探查包含于装置内的流体的窗口，或等等。示例可以参见2010年5月13日提交的发明名称为“samplingdeviceinterfaces”的u.s.临时专利申请系列号61/334,529；和同一日提交的发明名称为“samplingdeviceinterfaces”的u.s.专利申请，每个申请通过引用而整体并入。
因此，在某些实施例中，装置可以包含能够确定从皮肤移除的流体的部分。例如，装置的一部分可以包含传感器、或反应剂，该反应剂能够与包含于或悬浮于从受验者皮肤抽取的流体内的分析物相互作用，例如用于疾病状态的标记。传感器可以嵌入装置内或整体连接到装置，或者遥控定位，但是与装置物理、电、和/或光连接，从而能够感测装置内的腔室或来自装置的流体。例如，传感器可以与从受验者抽出的流体流体经由微流体通道、分析腔室等直接地流体连通。传感器能够感测分析物，例如悬浮于从受验者抽出的流体中的分析物。例如，传感器可以不与装置形成任何物理连接，但是可以定位成检测电磁辐射，例如红外线、紫外线或朝着装置的一部分例如装置内的腔室引导的可见光的相互作用的结果。作为另一个示例，传感器定位在装置上或装置内，并且可以通过光学连接到腔室而感测腔室中的活动。还可以提供感测连通，其中腔室与传感器流体地、光学地或视觉地、热、气动地、电或等等连通，从而能够感测腔室的条件。作为一个示例，传感器可以定位在腔室的下游、例如微流体通道的通道内、外部设备上，或等等。
因此，本发明在某些实施例中提供能够确定分析物的传感器。取决于实施例，这种确定可以在皮肤内发生，和/或在受验者的外部发生，例如在皮肤表面上的装置内发生。在本文中的“确定”一般指的是例如定量或定性地对物质的分析，和/或物质的存在或不存在的检测。“确定”还可以指的是例如定量或定性地分析两个或更多个种之间的相互作用，和/或通过检测相互作用的存在或不存在，例如对两种物质之间的结合的确定。物质可以例如为体液和/或悬浮于体液中的分析物。“确定”还意味着检测或量化物质之间的相互作用或者识别或以其它方式评估样品的一个或更多个特征，例如一个或更多个物质的存在和/或集中、样品的物理和/或化学性质，等等。
从受验者皮肤和/或皮肤下抽出的流体将通常包含身体内的各种分析物，这些分析物对于诊断目的来说是重要的，例如用于各种疾病状态的标记，例如葡萄糖(例如用于糖尿病患者)；其他示例性分析物包括诸如钠、钾、氯化物、钙、镁，和/或重碳酸盐(例如为确定脱水)的离子；诸如二氧化碳或氧气的气体；h+(例如ph)；代谢物例如尿、血尿素氮或肌氨酸酐；荷尔蒙(例如雌二醇、雌激素酮、孕酮、黄体酮、睾丸激素、雄烯二酮，等)(例如来确定怀孕、非法药物使用，或等等)；或胆固醇。其他示例包括胰岛素，或荷尔蒙水平。其他分析物包括但不限于高密度脂蛋白(“hdl”)、低密度脂蛋白(“ldl”)、白蛋白、丙氨酸转氨酶(“alt”)、天冬氨酸转氨酶(“ast”)、碱性磷酸酶(“alp”)、胆红素、乳酸脱氢酶等(例如用于肝功能测试)；黄体生长激素或β-人绒毛膜促性腺激素hcg(例如用于生育测试)；凝血素(例如用于凝血测试)；肌钙蛋白，bnt或b型钠尿肽等(例如作为心脏标记)；用于流感的感染性疾病标记；呼吸道合胞体病毒或rsv等，或等等。
传感器可以例如是ph传感器、光学传感器、氧气传感器、能够检测物质的浓度的传感器、或等等。用于本发明的传感器的非限定示例包括染色基检测系统、亲缘基检测系统、微制造重量分析仪、ccd摄像仪、光学检测器、光学显微镜系统、电子系统、热电偶和电热调节器、压力传送器等。本领域技术人员将能够识别其他合适的传感器。在一些示例中，这些传感器可以包括色度检测系统、该色度检测系统可以位于装置的外部，或者在某些示例中微制造到装置内。作为色度检测系统的一个示例，如果使用染色或荧光个体(例如在颗粒中)，该色度检测系统能够检测染色或荧光个体的频率和/或强度中的变化或移动。
传感器的示例包括但不限于ph传感器、光学传感器、离子传感器、色度传感器、能够检测物质浓度的传感器、或等等，例如如在此讨论的。例如，在一组实施例中，装置可以包括离子选择性电极。离子选择性电极能够确定特定离子和/或诸如k+、h+、na+、ag+、pb2+、cd2+，或等等的离子。各种离子选择电极可以在商业上获得。作为一个非限定示例，钾选择电极可以包括离子交换树脂薄膜、使用缬氨霉素、钾通道作为薄膜中的离子载体以便提供钾的种别性。
可以使用传感器来确定的分析物的示例包括但不限于ph或金属离子、蛋白质、核酸(例如dna、rna等)、药物、糖(例如葡萄糖)、荷尔蒙(例如雌二醇、雌激素酮、孕酮、黄体酮、睾丸激素、雄烯二酮等)、碳水化合物、或其他感兴趣的分析物。可以被确定的其他条件可以包括：ph改变，该ph改变可以指示疾病、酵母粉感染、在粘膜表面处的牙周疾病、指示肺部功能紊乱的氧或碳一氧化碳水平；和药物水平，例如药物，例如可迈丁，诸如烟碱、或不合法药物(例如可卡因)的其他药物的合法处方水平。分析物的进一步示例包括那些指示疾病的分析物，例如癌症特定标记，例如cea和psa、病毒和细菌抗原、和诸如抗体的自体免疫指示剂，到双股dna，lupus的指示。其他条件还包括暴露到高温一氧化碳(该高温一氧化碳可以由外部源或由于睡眠时呼吸暂停引起)、太多的热量(在婴儿时期是重要的，婴儿的内部温度控制不能完全自我调节或由发烧引起)。其他的潜在合适的分析物包括各种病原体，例如细菌或病毒，和/或由这种病原体产生的标记。
作为附加的非限定示例，传感器可以包含：能够与用于疾病状态的标记相互作用的抗体；酶，例如葡糖氧化酶或能够检测葡萄糖的葡萄糖1-脱氢酶；或等等。分析物可以定量或定性地确定，和/或分析物在抽取流体中的存在或不存在可以在一些示例中被确定。本领域技术人员将意识到许多合适的商业可获得的传感器，并且使用的特定传感器可以取决于被感测的特定分析物。例如，传感器技术的各种非限定示例包括压力或温度测量、光谱学例如红外线、吸收、荧光性、uv/可见、ftir(“傅立叶变换红外光谱学”)或raman；压电测量；免疫测定；电测量；电化学测量(例如，离子特定电极)；磁测量；光测量，例如光密度测量；圆形二色性；光散射测量，例如类电子光散射；极化测定术；量折射术；化学指示剂，例如染色；或浊度测量，包括用悬液计测量悬液。
在一组实施例中，装置中的传感器可以用于确定血液、细胞间质流体或存在于装置内的其他流体的状态。例如，传感器可以指示普遍在血液内或细胞间质流体内发现的分析物，例如o2、k+、血色素、na+、葡萄糖，或等等的条件。作为一个非限定示例，在一些实施例中，传感器可以确定包含在装置内的血液中的溶血的程度。不希望受任何理论约束，可以认为在一些示例中，红血细胞的溶血可以引起钾离子的释放和/或自由的血色素进入血液内。通过确定钾离子的水平，和/或血色素(例如使装置和/或血液从血浆中分离细胞，然后使用合适的比色测定来确定血浆中的血色素)，可以确定由包含在装置内的血液经历的血液的细胞溶解或“应力”量。因此，在一组实施例中，装置可指示包含在装置内的血液(或其他流体)的使用量，例如通过指示应力程度或血液的细胞溶解量。适于指示包含在装置内的血液(或其他流体)的使用量的装置的其他示例也在此讨论(例如，通过指示血液已被包含在装置中的时间量，装置的温度记录，等)。
在一些实施例中，分析物可以被确定为“开/关”或“正常/异常”状态。分析物的检测，例如可以指示为需要胰岛素；要求医生检查胆固醇；检测排卵；需要肾透析；存在药浓度(例如，尤其在不合法药物中)或太高/太低(例如尤其在护理室中照顾衰老老人是重要的)。然而，作为另一个示例，可以定量地确定分析物。
在一些示例中，从受验者抽出的流体将通常包含身体内的各种分析物，这些分析物对于诊断目的来说是重要的，例如，用于各种疾病状态的标记，例如葡萄糖(例如用于糖尿病患者)；其他示例分析物包括离子，例如钠、钾、氯化物、钙、镁，和/或重碳酸盐(例如为确定脱水)；气体，例如二氧化碳或氧气；h+(例如ph)；代谢物例如尿、血尿素氮或肌氨酸酐；荷尔蒙(例如雌二醇、雌激素酮、孕酮、黄体酮、睾丸激素、雄烯二酮，等)(例如来确定怀孕、非法药物使用，或等等)；或胆固醇。其他示例包括胰岛素、或荷尔蒙浓度、如在此讨论的，本发明的某些实施例总体上涉及用于从身体抽出流体的方法，和可选择地确定被抽出流体内的一个或更多个分析物。因此，在一些实施例中，流体的至少一部分可以被储存，和/或被分析以确定一个或更多个分析物，例如用于疾病状态的标记，或等等。从皮肤和/或皮肤下抽出的流体可以被用于这种使用，和/或预先输送到皮肤的一个或更多个材料可以用于这种使用。
其他潜在的合适分析物包括各种病原体，例如细菌或病毒，和/或由这种病原体产生的标记。因此，在本发明的某些实施例中，如下面讨论的，可以以一些方式确定一个或更多个分析物，该一个或更多个分析物可以用于确定受验者的过去、现在和/或将来的状态。
在一组实施例中，传感器可以是测试条，例如测试条可以在商业上获得。测试条的示例包括但不限于葡萄糖测试条、尿测试条、早孕测试条，或等等。测试条将典型地包括纸的带、片、或条，或其他材料并且包含能够确定分析物，例如经由分析物结合到能够与分析物相互作用和/或结合的诊断试剂或反应个体的一个或更多个区域。例如，测试条可以包括各种酶或抗体、葡糖氧化酶和/或铁氰化物，或等等。取决于测试条的类型，测试条能够确定，例如葡萄糖、胆固醇、肌氨酸酐、血液、蛋白质、亚硝酸盐、ph、尿胆素原、胆红素、白细胞、黄体生长激素等。测试条可以以任何数量的不同方式使用。在一些示例中，测试条可以在商业上获得并且例如在从受验者抽出血液、细胞间质流体、或其他流体之前或之后插入装置内。血液或其他流体的至少一部分可以暴露给测试条，以确定分析物，例如在其中装置使用测试条作为传感器的实施例中，从而装置自身确定分析物。在一些示例中，装置可以在预先加载有测试条的情况下进行售卖，或者使用者需要将测试条插入装置中(并且可选择地，在使用之间抽出并替换测试条)。在某些示例中，测试条可以形成装置的整体部分，该测试条不能被使用者移除。在一些实施例中，在暴露给从受验者抽出的血液或其他流体之后，测试条可以从装置中移除并且在外部确定，例如使用能够确定测试条的其他设备，例如商业上可获得的测试条读取器。
在一些实施例中，装置可以连接到外部设备用于确定装置的至少一部分、从装置移除的流体、悬浮于流体内的分析物，或等等。例如，装置可以连接到外部分析设备，并且从装置移除的流体用于后来的分析，或者流体可以在装置内进行分析，例如通过将一个或更多个反应个体添加到装置内，例如到装置内的储存腔室，或到分析腔室。例如，在一个实施例中，外部设备可以具有用于与装置上的端口或其他合适的表面匹配的端口或其他合适的表面，并且血液、细胞间质流体、或其他流体可以使用任何合适的技术，例如使用真空或压力等从装置移除。血液或其他流体可以通过外部设备移除，并且可选择地，以某些方式进行储存和/或分析。例如，在一组实施例中，装置可以包括用于从装置移除流体(例如血液)的出口端口。在一些实施例中，包含在装置中的储存腔室内的流体可以从装置中移除，并且被储存用于在装置外部的后来使用或分析。在一些示例中，出口端口可以与流体递送件分离。图6中示出在装置600中具有出口端口670和流体递送件620的示例。如该附图所示，出口端口可以与真空腔室610流体连通。如另一个示例所示，出口端口可以与真空腔室流体连通，该真空腔室在一些示例中还作为流体储存器。用于从装置中移除血液、细胞间质流体、或其他流体的其他方法包括但不限于使用真空管线、吸液管、通过隔膜而不是出口端口抽出，或等等。在一些示例中，装置还可以定位在离心机中并且受到各种作用力(例如至少50g的离心力)，例如以引起装置内的流体中的细胞或其他物质的分离。
在一组实施例中，装置可以包括抗凝血剂或用于将从皮肤和/或皮肤下抽出的流体稳定的稳定剂。例如，流体可以储存在装置内某一特定时间，和/或装置(或其一部分)可以运动到或运送到另一位置用于分析或后来使用。例如，装置可以在储存腔室中包含抗凝血剂或稳定剂。在一些示例中，例如在相同的储存腔室中，或在多于一个的储存腔室中可以使用多于一种的抗凝血剂。
装置可以包括抗凝血剂或用于将从皮肤和/或皮肤下抽出的流体稳定的稳定剂。作为特定非限定示例，可以使用抗凝血剂用于从皮肤抽出的血液。抗凝血剂的示例包括但不限于肝磷脂、柠檬酸盐、凝血酶、草酸盐、乙二胺四乙酸(edta)、聚茴香脑磺酸钠、柠檬酸葡萄糖。可以使用以抗凝血剂结合或替代抗凝血剂的其他试剂，例如稳定剂，例如溶剂、稀释液、缓冲液、螯合剂、抗氧化剂、结合剂、防腐剂、抗菌剂，或等等。防腐剂的示例包括，例如杀藻胺、氯代丁醇、对羟基本甲酸酯或噻汞撒。抗菌剂的非限定示例包括抗坏血酸维生素c、谷胱甘肽、硫辛酸、尿酸、胡萝卜素、阿尔法麦胚酚、泛醇，或酶例如过氧化氢酶、超氧化物歧化酶，或过氧(化)物酶。微生物的示例包括但不限于乙醇或异丙醇、叠氮化物，或等等。螯合剂的示例包括但不限于乙二醇醋酸酯、或乙二胺四乙酸。缓冲液的示例包括磷酸盐缓冲液，例如本领域技术人员公知的那些。
在一组实施例中，装置的至少一部分可以涂有颜色，以便指示包含在装置内的抗凝血剂。在一些示例中，使用的颜色可以与商业上用于vacutainrestm、vacuettestm，或其他商业上可获得的静脉切开放血术设备相同或相等。例如，淡紫色或紫色可以指示乙二胺四乙酸、浅蓝色可以指示柠檬酸盐、深蓝色可以指示乙二胺四乙酸、绿色可以指示肝磷脂、灰色可以指示氟化物和/或草酸盐、橘色可以指示凝血酶、黄色可以指示聚茴香脑磺酸钠和/或酸性枸橼酸盐葡萄糖，黑色可以指示柠檬酸盐、棕色可以指示肝磷脂等。然而，在其他实施例中，可以使用其他的颜色系统。
其他的颜色系统可以在本发明的其他实施例中使用，而不必指示抗凝血剂。例如，在一组实施例中，装置带有有指示装置的推荐身体使用部位的颜色，例如，第一颜色指示适于放置在背部的装置、第二颜色指示适于放置在腿上的装置、第三颜色指示使用放置在臂上的装置等。
如所提及的，在一组实施例中，在此讨论的本发明的装置可以被运送到另一位置用于分析。在一些示例中，装置可以包括包含在装置例如用于流体的储存腔室中的抗凝血剂或稳定剂。因此，例如，从皮肤和/或皮肤下抽出的例如血液或细胞间质流体的流体可以被输送到装置内的腔室(例如储存腔室)，然后装置或装置的一部分(例如模块)可以被运送到另一位置用于分析。可以使用任何形式的运送，例如经由邮件寄送。
本发明的各个装置的非限定示例在图1中示出。在图1a中，装置90用于当装置放置于受验者皮肤上时从受验者抽出流体。装置90包括传感器95和流体递送件92，例如一个或更多个针、微针等，如在此讨论的。感测腔室97经由流体通道99与流体递送件92流体连通。在一个实施例中，感测腔室97可以包含例如颗粒、酶、染料等的试剂，用于分析体液，例如细胞间质流体或血液。在一些示例中，流体可以使用流体递送件92通过真空，例如包含在装置90内的自给真空被抽出。可选择地，装置90还包含显示器94和相联的电子设备93、电池或其他电源等，这些设备可以用于显示经由传感器95获得的传感器读数。此外，装置90还可以选择性地包括存储器98、用于将传感器95指示的信号传递给接纳器的传感器等。
在图1a所示的示例中，装置90可以包括真空源(未示出)，该真空源自给在装置90内，虽然在其他实施例中，真空源可以设置在装置90的外部。(在其他示例中，可以使用其他系统来将流体输送到皮肤和/或皮肤下和/或从皮肤和/或皮肤下抽出流体，如在此讨论的。)在一个实施例中，在放置在受验者皮肤上之后，皮肤可以被向上抽到包含流体递送件92的凹槽内，例如在暴露到真空源时。对真空源的接近可以通过合适的方法控制，例如通过刺破密封件或隔膜；通过打开阀或移动闸门等。例如，在例如通过受验者远程控制地、自动地等方式致动装置90时，真空源可以与凹槽流体连通，从而由于真空的存在皮肤被抽入包含流体递送件92的凹槽内。吸入凹槽内的皮肤可以与流体递送件92(例如实心或空心的针或微针)接触，该流体递送件可以(在一些示例中)刺破皮肤并且允许流体被输送到皮肤和/或皮肤下和/或从皮肤和/或皮肤下抽出流体。在另一实施例中，流体递送件92可以被致动并且向下运动与皮肤接触，并且可选择地在使用之后缩回。
图1b中示出了装置的另一个非限定示例。该附图示出了用于将流体输送到受验者的装置。在该附图中，装置90包括流体递送件92，例如一个或更多个针、微针等，如在此讨论的。腔室97经由流体通道99与流体递送件92流体连通，该腔室可以包含被输送到受验者的药物或其他试剂。在一些示例中，流体可以利用压力控制器进行输送，和/或使用流体递送件92通过真空，例如包含在装置90内的自给真空抽出。例如，在形成真空时，皮肤可以朝着流体递送件92被向上抽吸，并且流体递送件92可以刺入皮肤。然后，从腔室97获得的流体经由流体通道99和流体递送件92被输送到或通过皮肤。可选择地，装置90还包括显示器94和相联的电子设备93、电池或其他电源等，这些部件可以用于控制流体输送到皮肤或皮肤下。此外，装置90还可以选择性地包括存储器98、用于将指示装置90的信号传递到或流体输送到接纳器的变送器等。
图2示出了本发明的装置的另一个非限定示例。图2a示出了装置(盖被移除)的视图，而图2b示意性地示出了装置的横截面。在图2b中，装置50包括包含在凹槽55内的针52。取决于实施例，针52可以是实心或空心的，并且存在一个或多于一个的针。装置50还包括自给真空腔室60，该自给真空腔室缠绕装置的针52和凹槽55定位于其中的中心部分。通道将真空腔室60与凹槽55相连，该通道由箔或薄膜67隔开。装置50中还示出了按钮58。当按钮被压下时，按钮58使箔断裂，籍此将真空腔室50与凹槽55相连，从而在凹槽55中形成真空。可以使用真空，例如来将皮肤抽吸到凹槽55内，优选地使得皮肤接触针52并且刺破皮肤的表面，籍此接近内部流体，例如血液或细胞间质流体。流体可以例如通过控制针52的尺寸和籍此控制穿透的深度而被控制。例如，穿透可以被限定到表皮，例如以便收集细胞间质流体，或限制到真皮例如以便收集血液。在一些示例中，还可以使用真空来至少部分地将装置50固定在皮肤的表面上，和/或辅助流体从皮肤和/或皮肤下的抽出。例如，流体可以在真空的作用下流入通道62内，并且可选择性地流入传感器61，例如用来检测包含在流体内的分析物。例如，如果存在分析物，则传感器61可以产生颜色改变，或者以其他方式产生可检测信号。
在本发明的一些实施例中，其他部件可以添加到如图2所示的装置的示例中。例如，装置50可以包括盖、显示器、端口、变送器、传感器、腔室(例如微流体腔室)、通道(例如微流体通道)、和/或各种电子设备(例如控制或监测流体递送件进入或离开装置50)，以便确定输送到皮肤和/或皮肤下和/或从皮肤和/或皮肤下抽出的流体内存在的分析物，以便确定装置的状态，以便报告或传送关于装置和/或分析物的信息，或等等，如在此更详细讨论的。作为另一个示例，装置50可以例如在表面54上包含粘合剂，以便将装置粘合到皮肤。
另一个非限定示例参考图2c示出。在该示例中，装置500包括支承结构501，和关联的流体递送系统503。流体递送系统503包括一个或更多个针或微针505，尽管还可以使用如在此讨论的其他流体递送件。图2c还示出了传感器510，该传感器经由通道511连接到包含一个或更多个针或微针505的凹槽508。通道513可以是自给真空腔室，并且腔室513可以经由(例如，如由控制器或致动器(未示出)控制)的通道511与凹槽508流体连通。在该附图中，装置500还包含显示器525，该显示器经由电子连接件522连接到传感器510。作为装置500的使用示例，当流体(例如血液、细胞间质流体)从皮肤和/或皮肤下抽出时，例如由于来自真空腔室513的真空的致动，流体可以流动通过通道511以便由传感器510确定。在一些示例中，使用真空，例如用于将皮肤吸入凹槽508内，优选地使得皮肤接触一个或更多个针或微针505并且刺入皮肤的表面，以便接近受验者内部的流体，例如血液或细胞间质流体等。例如通过控制针505的尺寸和籍此控制穿透的深度可以控制流体。例如，穿透可以被限定到表皮，例如以便收集细胞间质流体，或者限定到真皮，例如以便收集血液。在确定存在于流体内或悬浮于流体内的流体和/或分析物时，微处理器或其他控制器可以在显示器525上显示合适的信号。如下面讨论的，在该附图中所示的显示器仅仅作为示例示出；在其他实施例中，没有设置显示器，或者可以使用其他信号，例如光、嗅觉、声音、感觉、味道，或等等。
在一些示例中，在装置内可以存在多于一个的流体递送系统。例如，装置能够重复使用，和/或装置能够在受验者上的多于一个位置处例如顺序地和/或同时地输送和/或抽取流体。作为一个特定示例，在一组实施例中，装置可以包括例如布置在阵列中的一个或更多个针。在一些实施例中，一个或更多个针可以是微针。在一些示例中，装置能够同时从受验者输送和抽出流体。具有多于一个流体递送系统的装置的非限定示例参考图2e示出。在该示例中，装置500包含例如如在此描述的用于将流体输送到受验者(例如，到皮肤和/或受验者皮肤下)和/或从受验者(皮肤和/或受验者皮肤下)抽出流体的多个结构。例如，在该示例中，装置500包括三个这样的单元，尽管在其他实施例中可以包括多个单元。在该示例中，装置500包括三个这样的流体递送系统575。取决于特定应用，这些流体递送系统中的每个流体递送系统可以独立地具有相同或不同的结构，并且它们可以具有诸如在此描述的那些结构。
在一些示例中，装置可以是例如使用粘合剂，或其他技术(诸如在此描述的那些技术)应用于或固定到皮肤表面的电子和/或机械装置。例如，在一组实施例中，装置可以包括支承结构，该支承结构包括可以用于使得装置相对于皮肤不动的粘结剂。粘合剂可以是永久性或临时性的，并且可以用于将装置固定到皮肤表面。粘合剂可以是任何适合的粘合剂，例如压敏粘合剂、接触式粘合剂、永久性粘合剂、氰基丙烯酸盐粘合剂、胶水、橡胶、热熔剂、环氧树脂、水凝胶、水状胶体、或等等。在一些示例中，粘合剂被选择成生物相容的或低变应原的。
在另一组实施例中，装置可以被机械地保持到皮肤。例如，装置可以包括机械元件，例如条、带、带扣、绳、线、弹性带、或等等。例如，条可以缠绕在装置周围，以便抵靠受验者皮肤将装置保持就位。在另一组实施例中，可以使用这些和/或其他技术的结合。作为一个非限定示例，装置可以使用粘合剂和条被固定到受验者的臂部或腿部。
作为一个示例，装置可以是施加到受验者皮肤表面的手持装置。然而，在一些示例中，装置可以足够小或可携带，以便受验者可以被自实施该装置。在某些实施例中，装置还可以被提供电力。在一些示例中，装置可以被施加到皮肤的表面，并且不插入皮肤内。然而，在另一组实施例中，装置的至少一部分可以被例如机械地插入皮肤内。例如，在一个实施例中，装置可以包括切割器，例如表皮针、刀片、刺入元件(例如实心或空心的针)、或等等，如在此讨论的。
在各个方面，在此描述的任一种布置或所有布置可以设置在受验者附近，例如受验者皮肤上或皮肤附近。装置的致动可以以多种方式进行，例如如在此描述的。例如，皮肤上装置可以为补片或等等，可选择地包括用于致动、感测、流体流动等的多层。在一个实施例中，补片或装置可以被施加到受验者和补片或装置的区域，该补片或装置被致动(例如推动、压下、或由使用者敲打)以使针或微针，或其他流体递送件注射，以便接近细胞间质流体或血液。相同或不同的致动作用，例如敲打或推动作用可以致动真空源、打开和/或关闭多个阀中的一个或更多个阀、或等等。
装置可以是简单的装置，其中装置被施加到皮肤并且自动地操作(其中，例如装置对皮肤的施加允许接近细胞间质流体或血液，和输送和/或抽出流体)，或者可以将补片或其他装置施加到皮肤，并且一个敲打或其他致动作用可以引起流体流动通过一个或更多个针或微针(或其他流体递送件)注射、阀的打开、真空的致动等，或其任何组合。任何次数的致动作用可以通过使用者重复地对一个位置推动、敲打等、或者选择性地、顺序地、和/或周期性地致动各个开关来进行。
在另一个布置中，一个或更多个针或微针的致动、发疱的形成、阀的打开和/或闭合、和方便流体输送和/或抽出的其他技术可以被电动地进行或以受验者或外部控制个体(例如装置的另一个使用者)方便的其它方式进行。例如，装置或补片可以设置在受验者皮肤的附近，并且可以通过附近的控制器或远程源设置射频、电磁、或其他信号以致动针、流体递送件、起疱装置、阀、或装置的在此描述的其他部件中的任何一种部件，从而可以按照需要进行流体的输送和/或抽出。
在一些实施例，流体可以输送到受验者的皮肤，并且这种流体可以包含便于输送的材料，例如，形成流体的至少一部分、溶解在流体中，由流体携带(例如，悬浮或分散)，或者等等。合适的材料的示例包括但不限于例如微米颗粒或纳米颗粒、化学、药物或治疗剂、诊断试剂、载体或者等等。
如在此使用的，术语“流体”一般指的是趋于流动并且符合其容器轮廓的物质。典型地，流体是不能承受静态剪切力的材料，并且当施加剪切力时，流体经历连续和永久变形。流体可以具有允许至少一些流体流动的任何合适的粘度。流体的非限定示例包括液体和气体、但是还可以包括不流动的固体颗粒、粘弹性流体、或等等。例如，流体可以包括可流动的基体或胶体，例如由生物可以降解的和/或生物相容的材料，例如聚乙二醇酸、聚乙醇酸、聚(乳酸乙醇酸共聚物)等，或其他类似材料形成。
在一些示例中，被输送到受验者的流体或其他材料可以用于受验者过去、现在和/或将来条件的指示。因此，被确定的受验者的条件可以是当前存在于受验者中的条件、和/或当前不存在的条件，但是受验者易受影响的或者对于该条件处于增加的风险中。条件可以是医学条件、例如糖尿病或癌症，或其他生理学条件，例如脱水、怀孕、违法药物的使用、或等等。附加的非限定示例在此进行了讨论。在一组实施例中，材料可以包括诊断剂、例如可以确定受验者内的分析物，例如对于疾病状态的标记的诊断剂。作为非限定示例，输送到皮肤和/或受验者皮肤下的流体可以包括包含由细菌产生的标记指示的抗体。
然而，在其他示例中，输送到受验者的流体或其他材料可以用于确定受验者外部的条件。例如，流体或其他材料可以包含能够识别病原体或围绕受验者的其他环境条件，例如能够识别外部病原体(病原体标记)的抗体的反应个体。作为一个特定示例，病原体可以是炭疽热，抗体可以是对炭疽芽孢的抗体。作为另一个示例，病原体可以是疟原虫(引起疟疾的某些物质)，抗体可以是识别该疟原虫的抗体。
根据本发明的一个方面，装置具有相对小的尺寸。在一些实施例中，装置的尺寸大小设计成使得它是耐磨损的和/或可由受验者携带。例如，装置可以是自给的，不需要导线、缆线、管、外部结构元件、或其他外部支承件。装置可以定位在受验者的任何合适位置上，例如位于臂部或腿部上、位于后背上、位于腹部上等。如提及的，在一些实施例中，装置可以使用任何合适的技术，例如使用粘合剂、机械元件(例如条、带、带扣、绳、线、弹性带、或等等)被固定到或保持在皮肤表面上。在一些示例中，装置可以定位在受验者上，使得受验者能够在戴着该装置的同时走来走去(例如行走、锻炼、打字、写作、喝饮料或吃饭、如厕等)。例如，装置可以具有质量和/或尺寸，从而受验者能够戴着该装置至少大约5分钟，并且在一些示例中戴着该装置更长的时间段，例如至少大约10分钟、至少大约15分钟、至少大约30分钟、至少大约45分钟、至少大约1小时、至少大约3小时、至少大约5小时、至少大约8小时、至少大约1天、至少大约2天、至少大约4天、至少大约1周、至少大约2周、至少大约4周等。
在一些实施例中，装置相对轻。例如，装置可以具有不大于大约1kg的质量、不大于大约300g的质量、不大于大约150g的质量、不大于大约100g的质量、不大于大约50g的质量、不大于大约30g的质量、不大于大约25g的质量、不大于大约20g的质量、不大于大约10g的质量、不大于大约5g的质量、不大于大约2g的质量。例如，在各个实施例中，装置具有在大约2g和大约25g之间的质量、大约2g和大约10g之间的质量、在大约10g和大约50g之间的质量、在大约30g和大约150g之间的质量等。
在一些示例中，装置可以相对小。例如，装置可以构成为且布置成相对靠近皮肤。因此，例如，当装置定位在皮肤上时，装置可以具有从受验者皮肤延伸的最大竖向尺寸，该竖向尺寸不大于大约25cm、不大于大约10cm、不大于大约7cm、不大于大约5cm、不大于大约3cm、不大于大约2cm、不大于大约1cm、不大于大约8mm、不大于大约5mm、不大于大约3mm、不大于大约2mm、不大于大约1mm、不大于大约0.5mm。在一些示例中，装置可以具有最大的竖向尺寸，该竖向尺寸在大约0.5cm和大约1cm之间、大约2cm和大约3cm之间、大约2.5cm和大约5cm之间、大约2cm和大约7cm之间、大约0.5cm和大约7cm之间等。
在另一组实施例中，装置可以具有相对小的尺寸。例如，装置可以具有最大的横向尺寸(例如平行于皮肤)，该横向尺寸不大于大约25cm、不大于大约10cm、不大于大约7cm、不大于大约5cm、不大于大约3cm、不大于大约2cm、不大于大约1cm。在一些示例中，装置可以具有最大的横向尺寸，该横向尺寸在大约0.5cm和大约1cm之间、大约2cm和大约3cm之间、大约2.5cm和大约5cm之间、大约2cm和大约7cm之间等。
这些和/和其他尺寸的结合在其他实施例中也是可行的。作为非限定示例，装置可以具有不大于大约5cm的最大横向尺寸、不大于大约1cm的最大竖向尺寸，和不大于大约25g的质量；或者装置可以具有不大于大约5cm的最大横向尺寸、不大于大约1cm的最大竖向尺寸，和不大于大约25g的质量。
在某些方面，装置还可以包括致动器。致动器可以被构成和布置成在致动器被致动时将流体递送件暴露到皮肤。例如，致动器使要被释放的化学制品接触皮肤、一个和多个针或微针被驱动到皮肤、真空被施加到皮肤、一股流体被引入皮肤、或等等。致动器可以由受验者致动，和/或通过另一人(例如健康护理人员)，或者装置自身例如在施加到受验者皮肤时可以是自致动的。致动器可以被致动一次，或在一些示例中被致动多次。
例如，装置可以例如通过按压按钮、轻弹开关、移动滑动件、转动转盘、或等等致动。受验者，和/或另一个人可以致动致动器。在一些示例中，装置可以被远程致动。例如，健康护理人员可以发送电磁信号，该电磁信号由装置接纳，以便致动装置，例如无线信号、蓝牙信号、互联网信号、射频信号等。
在一些方面中，装置可以包括通道(例如微流体通道)，该通道可以用于将流体和/或其他材料输送到皮肤和/或皮肤下和/或从皮肤和/或皮肤下抽出流体和/或其他材料。在一些示例中，微流体通道与用于将流体输送到皮肤和/或皮肤下和/或从皮肤和/或皮肤下抽出流体的流体递送件流体连通。例如，在一组实施例中，装置可以包括可以插入皮肤内的皮下针或其他针(例如，一个或更多个微针)，并且流体可以经由针被输送到皮肤内或通过皮肤和/或经由针从皮肤抽出。装置还包括一个或更多个微流体通道，该一个或更多个微流体通道包含用于例如从流体源输送到针的流体，和/或从皮肤和/或皮肤下抽出流体的流体抽取，例如用于输送到装置内的分析用腔室，输送到储存器用于后来的分析等。
在一些示例中，多于一个腔室可以存在于装置内，并且在一些示例中，一些腔室或所有腔室可以例如经由通道(例如微流体通道)流体连通。在各个实施例中，取决于应用，多个腔室和/或通道可以存在于装置内。例如，装置可以包括用于感测分析物的腔室、用于保持反应剂的腔室、用于控制温度的腔室、用于控制ph值或其他条件的腔室、用于形成或缓冲压力或真空的腔室、用于控制或阻止流体流动的腔室、混合腔室、或等等。
因此，在一组实施例中，装置可以包括微流体通道。如在此使用的，“微流体通道”、“微小的”、“小比例的”、“微”前缀(例如，如在“微通道”)以及类似术语一般指的是具有小于大约1mm，在一些示例中小于大约100μm(微米)的宽度或直径的元件或部件。在一些实施例中，可以使用更大的通道用于替代微流体通道或与微流体通道结合，用于在此讨论的任何实施例。例如，在某些示例中，可以使用具有小于大约10mm、小于大约9mm、小于大约8mm、小于大约7mm、小于大约6mm、小于大约5mm、小于大约4mm、小于大约3mm、小于大约2mm的宽度和直径的通道。在某些示例中，元件或部件包括流体可以流过的通道。在所有实施例中，特定宽度可以是最小宽度(即，在该位置特定的宽度，部件可以具有不同尺寸的更大宽度)，或者可以是最大宽度(即，在该位置处部件具有的宽度不比特定宽度宽，但是可以具有更长的长度)。因此，例如，微流体通道可以具有小于大约1mm、小于大约500μm、小于大约300μm，或小于大约100μm的平均横截面尺寸(例如垂直于流体在微流体通道中的流动方向)。在一些示例中，微流体通道可以具有小于大约60μm、小于大约50μm、小于大约40μm、小于大约30μm、小于大约25μm、小于大约10μm、小于大约5μm、小于大约3μm，或小于大约1μm的平均直径。
如在此使用的“通道”意味着至少部分地引导流体流动的部件(例如基体)上或部件中的结构。在一些示例中，通道可以至少部分地由单个部件，例如蚀刻基体或模制单元形成。通道可以具有任何的横截面形状，例如圆形、卵形、三角形、不规则形、正方形或长方形(具有任何的长宽比)，或等等形状，并且可以被覆盖或不被覆盖(即打开到围绕通道的外部环境)。在通道完全覆盖的实施例中，至少通道的一部分可以具有完全封闭的横截面，和/或整个通道可以沿着其整个长度(除了其入口和出口以外)完全被封闭。
通道可以具有任何的长宽比(长度与平均横截面尺寸)，例如至少大约2:1的长宽比、更典型地至少大约3:1、至少大约5:1的长宽比、至少大约10:1等的长宽比。如在此使用的，“横截面尺寸”参考流体或微流体通道沿着大体上垂直于流体在通道内流动的方向测量。通道大体上将包括便于控制流体递送件的特征，例如结构特征和/或物理或化学特征(亲水性比输水性)，和/或可以在流体上施加力(例如包含力)的其他特征。通道内的流体可以部分地或完全地填充通道。在一些示例中，流体可被保持或限定在通道内或者以一些方式，例如使用表面张力(例如从而流体被保持在通道内、在新月形内、例如凹或凸的新月形内)限定在通道的一部分内。在部件或基体中，一些(或所有)通道可以具有特定尺寸或更少的尺寸，例如具有垂直于流体流动的小于大约5mm、小于大约2mm、小于大约1mm、小于大约500μm、小于大约200μm、小于大约100μm、小于大约60μm、小于大约50μm、小于大约40μm、小于大约30μm、小于大约25μm、小于大约10μm、小于大约3μm、小于大约1μm、小于大约300nm、小于大约100nm、小于大约30nm、小于大约10nm，或在一些示例中更小的最大尺寸。在一个实施例中，通道是毛细通道。
在一些方面中，装置可以包括用于保持流体的一个或更多个腔室或储存器。在一些示例中，腔室可以与一个或更多个流体递送件和/或一个或更多个微流体通道流体连通。例如，装置可以包括用于收集从受验者抽出的流体(例如，血液、盐水、可选择地包括药物、荷尔蒙、维他命、医疗试剂，或等等)的腔室。
在将流体抽入装置内之后，装置或其一部分可以例如通过受验者或另一个人从受验者皮肤移除。例如，整个装置可以被移除，或装置的包含储存储存器的一部分可以从装置中移除，并且可选择地与另一个储存储存器替换。因此，例如，在一个实施例中，装置可以包括两个或多个模块，例如能够引起流体从皮肤抽入储存储存器内的第一模块，和包括储存模块的第二模块。在一些示例中，包括储存储存器的模块可以从装置中移除。模块和模块系统的其他示例在此被讨论；又一些示例在2009年10月30日提交的发明名称为“modularsystemsforapplicationtotheskin”的u.s.临时专利申请系列no.61/256,931中讨论，该申请整体结合在此作为参考。
然后，被抽出的流体可以被递送到医务和/或实验室设备，例如用于分析。在一些实施例中，整个装置可以被递送到医务和/或实验室设备；然而，在其他实施例中，仅仅装置的一部分(例如包括包含流体的储存储存器的模块)可以被递送到医务和/或实验室设备。在一些示例中，流体使用任何合适的技术(例如通过邮件、通过手等)被运送。在某些示例中，受验者可以在一次医疗访问中将流体送给合适的人员。例如，医生可以给如上讨论的装置开处方用于由受验者的使用，并且在下一个医生来访时，受验者可以将被抽出的流体(例如包含在装置或模块内的流体)送给医生。
在一些示例中，装置可以包括指示剂。指示剂可以用于确定包含在装置内、例如流体储存腔室或流体储存器内的流体的条件。在一些实施例中，指示剂可以指示与将流体引入储存部件内结合的一个或更多个条件和/或与将流体储存在储存部件内结合的一个或更多个条件。例如，指示剂可以指示例如当装置被递送到或运输到医务和/或实验室设备时装置内的血液或细胞间质流体的条件。指示剂可以通过任何合适的技术，例如视觉上(例如利用颜色改变)、使用显示器、通过产生声音等指示血液的条件。例如，指示剂可以具有显示器，该显示器在流体没有暴露给某些温度或者在流体内不存在不利的化学反应(例如ph值的改变、微器官的生长等)时是绿色的，但是在存在不利条件或已经存在不利条件(例如暴露到太极端的温度、微器官的生长等)时是黄色或红色的。在其他实施例中，显示器可以显示视觉消息，声音可以由装置形成、或等等。
在一些示例中，指示剂可以在通过接近部件接近流体时和/或将流体引入储存部件时被致动。在一组实施例中，指示剂可以在流体引入流体储存储存器内时、在装置致动(例如从受验者抽取流体，如下面讨论的)时、在由使用者致动(例如由受验者或另一个人)时等被致动。
在一些示例中，指示剂可以使用一个或更多个合适的传感器，例如ph值传感器、温度传感器(例如热电偶)、氧气传感器、或等等来确定流体在装置内的流体储存储存器内的条件。例如，传感器可以存在于流体储存储存器内或其附近，用于确定流体在流体储存储存器内的温度。在一些示例中，例如可以在多个时间点处或者甚至是连续地进行例如多于一个的传感器测量。在一些示例中，指示剂还记录传感器测定值，例如用于分析或后来研究。
在某些实施例中，时间信息可以由指示剂确定和/或记录。例如，流体进入流体储存储存器的时间可以例如使用时间/日期标记(例如绝对时间)，和/或使用流体已经存在于流体储存储存器内的时间段被记录。时间信息还可以在一些实施例中被记录。
如所讨论的，在一组实施例中，可以使用从传感器获得的信息和/或时间信息来确定流体在流体储存储存器内的条件。例如，如果满足或超过某些限制时，指示剂可以指示如上面讨论的那些。作为一个非限定示例，如果装置的温度太低(例如达到0℃)或太高(例如达到100℃或37℃)，装置的温度可以由显示器在指示剂上显示。因此，可以识别暴露到温度极限的流体，例如如有问题的或损坏的。作为另一个非限定示例，它可以被希望将流体的ph值保持在装置内的某些条件下，并且如果ph值超过(例如太过酸性或太过碱性)，例如如果ph值小于6或5、或大于8或9时，这可以由显示器在指示剂上显示。在一些示例中，流体存在于装置内的时间也可以作为另一个条件被保持在某些限制内。例如，指示剂可以指示流体已经存在于装置内大于大约12小时、大于大约18小时、大于大约24小时，这可以指示流体是有问题的或损坏等。
在一组实施例中，例如这些条件(例如时间和温度)可以被组合。因此，在指示剂显示这些条件时，例如暴露到第一温度的流体可以被允许存在于装置内第一段时间，而暴露到第二温度的流体可以被允许存在于装置内第二段时间。
在一些实施例中，指示剂可以记录和/或递送传感器或时间信息。这可以使用任何合适的形式被记录和/或递送。例如，该信息可以使用无线信号、射频信号等被递送，或者记录在任何合适的电子媒体上，例如记录在微晶片上、闪驱上、光驱上、磁带上等。
根据本发明的某些方面的各种材料和方法可以被使用来形成装置，例如微流体通道、腔室等。例如，本发明的各种部件可以由实心材料形成，通道在该实心材料中可以经由微加工、薄膜沉积工艺，例如芯涂层和化学蒸汽沉积、激光制造、光刻蚀技术、蚀刻方法(包括湿化学或等离子工艺)，和等等形成。参见例如scientificamerican，248:44-55,1983(angell等)。
在一组实施例中，本发明的系统和装置的各个部件可以由聚合物，例如弹性体聚合物(例如聚二甲基硅氧烷(“pdms”)、聚四氟乙烯(“ptfe”)或
潜在地合适聚合物的其他示例包括但不限于聚对苯二甲酸乙二(醇)酯(pet)、聚丙烯、聚甲基丙稀酸酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙稀、环烯烃共聚物(coc)、聚四氟乙烯、含氟聚合物、硅树脂例如聚二甲基硅氧烷、聚偏二氯乙烯、二乙二醇丁醚(“bcb”)、聚酰亚胺、聚酯、聚酰亚胺的氟化衍生物，或等等。另一个示例是聚对苯二甲酸乙二醇酯(“petg”)。在petg中，通常是pet链的一部分的乙烯乙二醇组被部分地替换为环己烷二甲醇(例如乙烯乙二醇组的大约15-35mol％被替换)，这在一些示例中，当聚合物被注射模制时可以减慢聚合物的结晶，以允许更好的工艺。还预想涉及聚合物(包括那些上面描述的)的组合、共聚物、衍生物或混合物。装置还可以由复合材料，例如聚合物和半导体材料的复合物形成。
在一些实施例中，本发明的各个部件由聚合的和/或柔性的和/或弹性体材料制成，并且可以方便地由可硬化的流体形成，从而便于经由模制(例如复制模塑、注射模制、铸塑成型等)制造。可硬化的流体可以为能引入以固化的基本上任何流体，或者该流体被自发地固化为能够包含和/或递送预期用于在流体网络中且与流体网络一起使用的流体的固体内。在一个实施例中，可硬化的流体包括聚合液体或液体聚合前体(即，预聚物)。合适的聚合液体可以包括例如热塑聚合物、热固聚合物、石蜡、金属、或在它们的熔点之上加热的混合物或成分。作为另一个示例，合适的聚合流体可以包括一个或更多个聚合物在合适溶剂中的溶解，该溶解在溶剂移除时，例如通过蒸发形成固体聚合材料。这种聚合材料(可以例如从溶化状态或者通过溶剂的蒸发固化)对于本领域技术人员来说是公知的。多种聚合材料(其许多种为弹性体)是适合的，并且还适于形成模具或模具靠模、用于一个或更多个模具靠模由弹性体材料构成的实施例。这种聚合物的示例的非限定列表包括硅树脂聚合物的一般级别的聚合物、环氧树脂、和丙烯酸盐聚合物。环氧树脂的特征在于三个环醚基(通常指的是环氧基、1,2-环氧化物，或氧杂环丙烷)的存在。例如，除了基于芳香胺、三嗪和脂环族骨架的合成物以外，可以使用双酚a的二环氧甘油醚。另一个示例包括公知的酚醛聚合物。适合用于本发明的硅树脂弹性体的非限定示例包括那些由前体形成的，包括氯硅烷例如甲基一氯硅烷、三乙基氯硅烷、苯基氯硅烷等。
硅树脂聚合物在某些实施例中使用，例如聚二甲基硅氧烷的硅树脂弹性体。pdms聚合物的非限定示例包括那些在dowchemicalco.,midland,mi的商标sylgard名下售卖的，尤其是sylgard182、sylgard184和sylgard186。包括pdms的硅树脂聚合物具有多个有益的特性，从而简化本发明的微流体通道结构的制造。例如，这种材料是不昂贵的、容易获得、并且能够从预聚合液体经由加热固化而固体化。例如，pdms典型地通过将预聚合液体暴露给例如大约65℃到大约75℃的温度(暴露时间为例如大约1个小时)而固化。而且，硅树脂聚合物，例如pdms可以是弹性体并且因此可以用于形成非常小的结构，具有在本发明的某些实施例中所需的相对高的长宽比。柔性(例如弹性体)模具或靠模在这方面是有利的。
从硅树脂聚合物，例如pdms形成例如本发明的微流体结构的结构的一个优点是这种聚合物能够例如通过暴露给含氧等离子体，例如空气等离子体被氧化，从而被氧化的结构在它们的表面处包含这样的化学组，该化学组能够交联到其他被氧化的硅树脂聚合物表面或者各种其他聚合和非聚合材料的被氧化表面。因此，部件可以被制造，然后被氧化并且基本上被不可逆地密封到其他硅树脂聚合表面，或者具有被氧化的硅树脂聚合表面的其他基体反应剂的表面，而不需要分开粘合剂或其他密封部件。在许多情况下，密封可以通过将被氧化的硅树脂表面接触另一个表面而简单的完成，而不需要施加附加的压力来形成密封。也就是说，预被氧化的硅树脂表面作为抵靠合适的匹配表面的接触式粘合剂。具体地，除了不可逆地密封到自身以外，被氧化的硅树脂(例如被氧化的pdms)能够不可逆地密封到被氧化材料的范围，而不是它自身包括例如玻璃、硅树脂、二氧化硅、石英、氮化硅、聚乙烯、聚苯乙烯、玻璃碳，和环氧聚合物，这些物质以类似的方式被氧化到pdms表面(例如经由暴露到含氧等离子体)。在本文中使用的氧化和密封方法以及总体成型技术在现有技术中描述，例如，在anal.chem.70:474-480,1998(duffy等人)的发明名称为“rapidprototypingofmicrofluidicsystemsandpolydimethylsiloxane”的文献中，该文献结合在此作为参考。
由被氧化的硅树脂聚合物形成本发明的微流体结构(或内部、接触流体的表面)的另一个优点是这些表面比典型弹性体聚合物(其中需要亲水的内部表面)的表面更亲水。因此，这种亲水通道表面比由典型的未被氧化的弹性体聚合物或其他输水材料制成的结构可以更容易地利用水溶剂填充并且湿化。
如在此描述的，在一组实施例中，可以提供与分析结合的多种信号或显示方法中的任何一种，包括视觉信号、通过闻、声音、感觉、味觉、或等等。信号结构或发生器包括但不限于显示器(视觉、led、光等)、扬声器、化学释放腔室(例如包含易挥发的化学制品)、机械装置、加热器、冷却器、或等等。在一些示例中，信号结构或发生器可以与装置成整体(例如与用于施加到受验者皮肤的支承结构整体连接、例如包含流体递送件、例如一个或更多个针或微针)、或信号结构不与支承结构整体连接。如在此使用的，“信号结构”或“信号发生器”是能够产生涉及介质条件的信号的任何设备。例如，介质可以是体液，例如血液或细胞间质流体。
在一些实施例中，发信号方法(例如这些发信号方法)可以用于指示由传感器确定(例如对受验者、和/或对另一个个体)的分析物的存在和/或浓度，例如下面描述的那些。在提供视觉信号时，它可以以不透明体变换形式、颜色和/或不透明体的强度改变、或者可以以消息(例如数字信号、或等等)、图形格式(例如由形状或以其他方式特殊的医疗条件发信号)、品牌、图形、或等等的形式提供。例如，在一个实施例中，装置可以包括显示器。可以提供手写消息，例如“采集下一个剂量”、或“葡糖糖值高”、或数字值，或者消息例如“存在毒素”。这些信息、图标、图形或等等可以作为由装置的部件电子读取来提供和/或可以作为装置的一个或更多个部件的固有布置来显示。
在一些实施例中，可以提供装置，其中装置确定受验者的物理条件并且产生与可以由受验者容易地理解的条件(例如通过提供如上描述的视觉“ok”信号)相关的信号，或者可以被设计成不能由受验者容易地理解。在不容易被理解时，信号可以采取多种形式。在一个形式中，信号可以是对于受验者来说没有意义的一系列字母或数字(例如a1278cdq)，而该字母或数字对于医疗专业人员或等等(和/或由医疗专业人员或等等来解码，例如参考合适的解码器)来说是有意义的，并且可以与特殊的生理条件相关联。可替换地，装置可以提供条形码形式的信号，从而在特殊条件或一组特殊条件下条形码出现和/或消失，或改变，并且可以由条形码读取器读取，以传输关于受验者或分析物的信息。在另一个实施例中，装置可以被设计成从而产生紫外线信号，或者可以仅仅在红外线光线下读取(例如简单的点或片，或者任何其他的信号诸如一系列数字、字母、条形码、信息、或者可以由受验者容易地理解或不容易地理解等等)的信号。信号可以对于人眼来说是看不见的，但是在施加uv光或其他起动能量时是可读取的。信号可以容易地由使用者通过视觉观察，或者利用其他的感测动作(诸如闻、感觉等)读取或理解。在另一组实施例中，上面描述的设备可以被需要确定由装置(例如诊所设备中的装置等)提供的信号。在一些示例中，装置能够将指示分析物的信号(例如作为无线信号、射频信号等)传送给接纳器。
在一些实施例中，装置可以提供定性和/或定量分析。也就是说，在一些示例中的装置可以提供允许“是/不是”测试或等等的分析，或者提供对数量、浓度，或特定分析水平或分析物的信息的测试。本发明可以提供反应存在于受验者中、在特定时间点处的特定分析物的量的显示构造，或者任何其他可变(分析物随着时间的存在、分析物的类型等)的显示器构造可以采取多种形式。在一个示例中，可以提供类似于具有一系列水平指示(例如围绕转盘的数字)的速度计转盘和指示特定水平的“针”或其他装置。在其他构造中，取决于例如以条状图的形式的特殊分析物的存在和/或数量，装置的特殊区域(例如在显示器上)可存在以填充到更大或更小的程度。在另一个布置中，可以提供“颜色轮”，其中特殊分析物的存在的量可以控制轮的哪一个颜色是可见的。或者，不同的分析物可以引起不同的轮颜色或不同的图案条在多个分析物分析中变得可见或不可见。多个分析物的定性分析可以在多种颜色轮中反映，每个分析物具有不同颜色的单一颜色轮(其中每个颜色的强度)反映分析物的量，或者例如多个条状图(其中每个条状图反映特殊分析物，并且条状水平(和/或区域填充有可见颜色或其他可见特征的程度)反映分析物的量。如在此的所有实施例一样，无论显示的信号对于任何数量的参与者可以被理解或不被理解。例如，它对于受验者来说是可以被理解的，或者对于受验者来说是不可以被理解的。无论是否可以被理解，它可能需要被记录、电子读取，或等等。在电子读取时，例如装置可以提供不被受验者理解或甚至不可见或以其他方式能够由受验者感测的信号，并且读取器可以在装置(可以提供可被受验者理解或不可被理解，或者可以将信号传送给任何个体用于分析的可见信号)的附近或近端设置。
显示器还可以用于显示其他信息，除了上面描述以外或替代上面描述。例如，装置可以包括一个或更多个显示器，该一个或更多个显示器在装置已经被使用或已经过期时指示，该显示器指示从受验者获得的流体的采样是正在进行的和/或完成的、或者采样出现了问题(例如阻塞或收集的流体不充分)、该显示器指示分析物在收集的样品内的分析是正在进行的和/或完成的、足够量的流体已经被输送到受验者(或者已经输送不足够的量，和/或流体输送是正在进行的)、装置可以从受验者的皮肤中移除(例如在输送完成和/或流体抽出时、和/或在合适的分析、递送等)，或等等。
与和在此描述的分析物相关联的任何信号一起使用，可以提供另一个潜在的相关信号或其他显示(或闻、味道、或等等)，该相关信号或其他显示可以辅助解释和/或评估信号。在一个布置中，校对或控制在信号的附近提供(或以其他方式与信号容易地相比较)，例如在可见信号(由装置提供)附近或接近可见信号的视觉校对或控制器或者比较器和/或被植入的试剂、颗粒、或等等。
视觉控制或参考可以与另一个感觉信号，例如闻、味道、温度、痒等一起使用。可以提供参考/控制和/或经验确认部件，来与皮肤内测试或一起使用或者反之亦然。参考/指示器还可以用于指示装置寿命的状态、颜色或强度改变和/或当装置相对于其使用寿命变化时另一个信号方面的改变，从而使用者可以确定装置何时不再依赖和/或移除。对于某些装置来说，指示器或控制器可以通过将分析物添加到控制器(例如从被确定的源的外部的源)来确认装置的操作性和/或对相对于测量装置的信号提供参考而执行。例如，装置可以包括由使用者轻按的按钮，该按钮将允许储存器的分析物递送到指示器区域以提供信号，来确定装置的操作性和/或提供用于分析的比较器。
在此描述的许多实施例涉及定性分析和相关信号，即，确定分析物在介质中的相关量或浓度的能力。这可以通过各种方式完成。例如，在试剂(例如附接到纳米颗粒的粘合对象)用于捕获和分析分析物，试剂可以以横过装置的感测区域的梯度和浓度来提供。或者感测区域可以包括隔膜或其他器件(在捕获和识别之前，分析物需要流动或通过该器件)，并且用于分析物行进的通路可以根据显示区域的位置而改变。例如，隔膜可以横过感测区域设置，在与粘合层和/或信号试剂相互作用之前分析物必须通过该感测区域，并且隔膜的厚度可以沿横向于“条状图”读出相关的方向而改变。在存在小量分析物时，它可以穿过隔膜更薄的部分，但不是隔膜的更厚的部分，但是在存在大量分析物时，其可以穿过更厚的部分。在分析物通过的区域和分析物不完全通过的区域之间的边界(在一个边界存在时)可以限定条状图的“线”。获得相同或类似结果的其他方式可以包括改变分析物的净化剂或递送剂的浓度，或者中间反应物质(在分析物和信号事件之间)的浓度、横过隔膜或其他颗粒的浓度、隔膜的多孔性或选择性的梯度，吸收或递送样品流体的能力，或等等。这些原理与在此的其他公开结合可以用于方便在此描述的任何一种或所有定性分析。
在一个方面中，具有例如被分析(或其他使用者，例如医务护理人员)的生理条件的条件的受验者读取和/或以其他方式确定从装置获得的信号。例如，装置可以递送指示受验者和/或装置条件的信号。可替换地或此外，由装置产生的信号可以以代表(例如数字化信号，或等等)的形式获得并且被递送到其他个体用于分析和/或作用。例如，信号可以由装置，例如基于分析物的感测器读取、基于输送到皮肤和/或皮肤下和/或从皮肤和/或皮肤下抽出的流体、基于装置的条件等等产生。信号可以表示任何合适的数据或图像。例如，信号可以表示分析物在从受验者抽出的流体中的存在和/或浓度、从受验者抽出和/或输送到受验者的流体的量、装置已经使用的时间、装置的电池寿命、留在装置中的真空量、装置的清洁度或无菌度、装置的识别(例如在多个装置给出独特的识别数量，以防止伪造、设备对于不正确使用者的偶然交换等)，或等等。例如，在一组实施例中，可以获得信号图像(例如视觉图像或图片)并且输送到不同个体(例如使用者可以采取由装置产生的信号的手机相片并经由手机将其发送给其他个体)。
信号被输送的其他个体可以是人(例如医护人员)或机器。在一些示例中，其他个体能够分析信号并且采取合适的动作。在一个布置中，其他个体是分析信号并且可选择地将信号递送回到装置以给出作用方向(例如可以使用手机将信号图像递送到处理器，该处理器在一组条件下降信号递送回到相同的手机，从而给使用者指示方向，或采取其他作用)的机器或处理器。其他作用可以包括装置或相关装置的自动模拟，以便施加药物或药剂，或等等。引导药物施加的信号可以经由用于递送信号给个体或不同载体或通路的相同部件(例如手机)形成。电话递送线包括无线网络、互联网通信和等等也可以方便这种类型的通信。
作为一个特定示例，装置可以是葡萄糖检测器。信号可以由装置产生并且信号图像可以由手机照相机捕获，然后经由手机递送给医护人员。医护人员然后可以确定葡萄糖(或例如胰岛素)水平是合适还是不合适，并且将指示该水平的信息经由手机递送回受验者。
关于分析物的信息还可以通过简单的从受验者皮肤移除装置或装置的一部分，并且将其输送到不同位置而被递送到相同或不同的个体，或不同的位置。例如，装置可以用于与受验者相连，以便分析颗粒分析物的存在和/或量。在使用开始之后的某些位置处，承载信号或指示分析物的信号的装置，或装置的一部分可以被移除，并且例如附接到与受验者相关的病历卡。作为一个特定示例，受验者可以带有补片或其他装置，以便定性地、定量地和/或随着时间确定一个或更多个分析物的存在和/或量。受验者可以访问可以移除补片(或其他装置)或补片的一部分并且将其附接到与受验者相关的医疗病历卡的医护人员。
根据各个方面，取决于应用，装置可以使用一次、或多次。例如，可以进行根据本发明的某些实施例而获得用于感测的样品，从而感测可以被连续地、不连续地或其组合执行。例如，在体液(例如血液或细胞间质流体)被接近用于确定分析物时，流体可以被不连续地接近(例如作为单次剂量、一次或多次)、或通过形成流体的连续流动而连续地接近(流体可以被一次或多次地分析)。附加地，可以在按时间的单一位置、或在按时间的多个位置和/或对多个样品(例如在相对于受验者的多个位置处)执行一次测试。
可替换地或此外，测试可以在任何数量的位置处按时间被连续地执行，涉及相对于受验者或其他多个样品的一个或任何数量的位置。作为一个示例，可以获得流体的一块或分离样品，例如血液或细胞间质流体。可以对该流体执行测试，以便确定是否颗粒分析物或其他试剂存在于流体中，可替换地，可以进行与流体数量相关的两次或更多次测试，以便确定两种或更多种分析物的存在和/或数量，并且可以进行任何次数的这种测试。涉及流体数量的测试可以同时或在一定时间段上进行。例如，用于特定分析物的测试可以在按时间的各个位置处进行，以便确定是否结果随着时间改变，或者可以在按时间的不同位置处确定不同的分析物。作为另一个示例，可以在皮肤层之间经由例如发疱形成流体池，并且在发疱内或者从发疱抽出且放置在其他位置的流体中，可以在按时间的一个或更多个位置处进行上述的任何一种和其他分析。在一些示例中，发疱形成为使得位于水泡内的细胞间质流体随着时间改变(例如，在平衡存在于受验者的细胞间质流体和发疱自身中的细胞间质流体之间，即位于发疱内的流体改变以反映受验者的细胞间质流体在发疱区域中随着时间的含量)。在不同位置下流体在发疱内或对发疱的测试可以提供有用的信息。
在另一个示例中，可以使用一个或更多个针或微针，或其他装置，来接近受验者流体，例如血液或细胞间质流体(利用发疱或不利用发疱)。流体可以被抽出到分析的位置并且以任何在此描述的方式分析。例如，分析物可以执行一次，以便确定单一分析物的存在和/或数量，或者可以进行多次测试。从流体的单一样品中，可以基本上同时进行特殊测试或多次测试，或者分析可以随着时间进行。而且，流体可以从受验者皮肤和/或皮肤下连续地抽出，并且可以在一定时间进行任何数量的位置的一次或更多次测试。存在用于执行随着时间进行的一次或更多次测试的各种原因，如本领域技术人员所理解的。一个这样的原因是确定是否分析物的数量或其他特征在受验者中是一致的，还是随着时间改变。在此将描述用于连续和/或不连续测试的多种特定技术。
在一些方面中，一种或更多种材料，例如颗粒被输送到或通过皮肤。合适的材料的示例包括但不限于颗粒，例如微颗粒或纳米颗粒、化学制品、药物或治疗试剂、诊断试剂、载体、或等等。颗粒例如可以是纳米颗粒或微颗粒，并且在一些示例中，颗粒可以是各向异性的颗粒。在一些示例中，可以使用多种颗粒，并且在一些示例中，一些或基本上所有颗粒可以是相同的。例如，至少大约10％、至少大约30％、至少大约40％、至少大约50％、至少大约60％、至少大约70％、至少大约80％、至少大约90％、至少大约95％、或至少大约99％的颗粒可以具有相同的形状，和/或可以具有相同的成分。
颗粒可以用于多个目的。例如，颗粒可以包含诊断试剂或能够与分析物反应和/或与分析物关联的反应个体、或另一个反应个体，或其他颗粒。这种颗粒可以用于例如确定一个或更多个分析物，例如疾病状态的标记，如下面讨论的。作为另一个示例，颗粒可以包含定位在颗粒表面上和/或内部的药物或治疗试剂，该药物或治疗试剂可以通过颗粒释放并且被输送到受验者。这些和其他实施例的特定示例在下面更详细的讨论。
在一些示例中，例如由于材料的物理特性(例如，尺寸、疏水性等，材料例如颗粒可以被嵌入皮肤内。因此，在一些示例中，材料的补给站可以形成在皮肤内，并且该补给站可以是临时的或永久的。例如，补给站内的材料可以最终被降解(例如，如果材料是生物可降解的)，进入血流，或者排放到环境，例如当真皮的细胞变异以形成新的表皮，并且因此朝着皮肤的表面推动材料时。因此，在某些示例中，材料的补给站可以在临时的基础上(例如以天或周的时间计算时)存在于受验者内。
如所提及的，本发明的某些方面总体上涉及颗粒，例如各向异性的颗粒或胶体，颗粒可以用于广泛的应用中。例如，颗粒可以存在于皮肤内，或者皮肤的外部，例如在皮肤表面上的装置中。颗粒可以包括微颗粒和/或纳米颗粒。如上讨论的，“微颗粒”是在μm的级别(即，在大约1μm和大约1mm之间)上具有平均直径的颗粒，而“纳米颗粒”是在纳米的级别上(即，在大约1nm和大约1μm之间)具有平均直径的颗粒。颗粒可以是球形或非球形的，在一些示例中。例如，颗粒可以是椭圆形的或细长形的，或者具有其他形状，例如那些于2007年9月7日提交的发明人为s.mitragotri等人的u.s.专利申请系列no.11/851,974的发明名称为“engineeringshapeofpolymericmicro-andnanoparticles”；于2007年9月7日提交的发明人为s.mitragotri等人的国际专利申请no.pct/us2007/077889(于2008年3月13日公开的wo2008/031035)的发明名称为“engineeringshapeofpolymericmicro-andnanoparticles”；于2005年11月10日提交的发明人为j.lahann等人的u.s.专利申请系列no.11/272,194(于2006年9月14日公开的u.s.专利申请公开no.2006/0201390)的发明名称为“multi-phasicnanoparticles”；或者于2007年6月15日提交的发明人为j.lahann的u.s.专利申请公开no.11/763,842(于2007年10月11日公开的u.s.专利申请公开号2007/0237800)的发明名称为“multi-phasicbioadhesivenano-objectsasbiofunctionalelementsindrugdeliverysystems”中公开的，上述公开中的每一个结合在此作为参考。颗粒的其他示例可以参见2005年11月10日提交的发明人为j.lahann等人的u.s.专利申请系列no.11/272,194(于2006年9月14日公开的u.s.专利申请公开no.2006/0201390)的发明名称为“multi-phasicnanoparticles”；2007年6月15日提交的发明人为j.lahann的u.s.专利申请系列no.11/763,842(于2007年10月11日公开的u.s.专利申请公开no.2007/0237800)的发明名称为“multi-phasicbioadhesivenan-ojectsasbiofunctionalelementsindrugdeliverysystems”；2008年6月4日提交的发明人为d.levinson等人的u.s.临时专利申请系列no.61/058,796的发明名称为“compositionsandmethodsfordiagnositics,therapies,andotherapplications”，上述公开的每一个结合在此作为参考。
在一些方面，可以在皮肤中形成流体的池区(例如发疱)，以方便将流体输送到和/或从皮肤抽出流体。例如，流体可以在从皮肤周围的表皮和/或皮肤内的真皮层被抽吸而在皮肤内形成池。流体可以包括例如细胞间质流体或血液。然而，在其他示例中，不需要形成池来将流体输到皮肤和/或从皮肤抽出流体。
因此，本发明的某些方面大体上涉及流体在皮肤内发疱或其他池区的形成。在一组实施例中，流体的池区可以在皮肤的真皮和表皮之间形成。在一些示例中，因为表皮的基层包含负责产生色素的黑素细胞，因而发疱或其他池区可以以使得发疱或其他池区不被显著的染色的方式形成。这种区域可以通过引起真皮和表皮至少部分地分离而形成，如下面将要讨论的，可以使用多种技术来至少部分地使真皮与表皮分离。
在一种技术中，细胞间质流体池形成在受验者皮肤层之间，在形成池之后，流体通过接近经由皮肤层的流体(例如穿透具有一个或更多个微针的皮肤外层)从池中抽出。具体地，例如可以形成发疱，然后发疱可以被穿透并且流体可以从发疱中抽出。在另一种技术中，细胞间质区域可以被接近并且流体从该区域中抽出，而没有首先形成经由发疱或等等的流体池。例如，一个或更多个针或微针可以被施加到细胞间质区域并且流体可以从该区域中抽出。
流体的池区可以形成在受验者皮肤内的任何合适的位置上。当(在人体中)整个身体的皮肤相对均匀时，因素(例如安全性或方便性)可以用来选择合适的位置，除了手部和脚部以外。作为非限定示例，池区可以形成在臂部或腿部上、胸部上、腹部上、或受验者的背部上，或等等。取决于各种因素，例如形成池区的技术、池区的尺寸、皮肤的施加该技术的区域的尺寸、从池区(如果有)抽出的流体的量、被输送到池区的任何材料，或等等，流体的池区的尺寸设计成使得它形成在皮肤中和/或池区在皮肤内持续的时间段。例如，如果真空被施加到皮肤以形成发疱时，被施加到皮肤的真空、真空的持续段、和/或受影响皮肤的区域可以被控制成控制发疱的尺寸和/或持续段。在一些实施例中，可以预期的是保持池区相对小，例如以防止不雅观的视觉外观，以便允许更大的抽样精确性(由于材料的更小容积)，或者允许颗粒在皮肤内更加受控的放置。例如，在某些示例中，池区的容积可以保持为小于大约1ml或小于大约2ml，或者池区的平均直径(即，与池区具有相同区域的圆的直径)可以被保持为小于大约5cm、小于大约4cm、小于大约3cm、小于大约2cm、小于大约1cm、小于大约5mm、小于大约4mm、小于大约3mm、小于大约2mm，或小于大约1mm。
可以使用多种技术来形成流体的池区，以便形成在皮肤内。在一组实施例中，真空被施加以便形成发疱，或者以其它方式用于从受验者收集血液或细胞间质流体。然而，在其他实施例中，可以使用其他方法来在皮肤内形成流体的池区，除了或附加地使用真空。当真空(即，大气压力以下的压力量，从而大气压力具有0mmhg的压力，即，压力是计量压力，而不是绝对压力)用于至少部分地将真皮与表皮分离以引起池区的形成时，因此流体的池区的形成可以作为发疱。例如，至少大约50mmhg、至少大约100mmhg、至少大约150mmhg、至少大约200mmhg、至少大约250mmhg、至少大约300mmhg、至少大约350mmhg、至少大约400mmhg、至少大约450mmhg、至少大约500mmhg、至少大约550mmhg、至少大约600mmhg、至少大约650mmhg、至少大约700mmhg，或至少大约750mmhg的真空可以被施加到皮肤，例如以便引起发疱和/或从受验者收集血液或细胞间质流体(如所讨论的，这些测量相对于大气压力是负的)。在一些示例中，例如，由于受验者皮肤的物理特征的不同，不同量的真空可以被施加到不同的受验者。
真空可以被施加到皮肤的任何合适区域，并且在一些示例中，被施加真空的皮肤的区域可以被控制。例如，被施加真空的区域的平均直径可以被保持为小于大约5cm、小于大约4cm、小于大约3cm、小于大约2cm、小于大约1cm、小于大约5mm、小于大约4mm、小于大约3mm、小于大约2mm，或小于大约1mm。此外，这些真空可以被施加至少足以引起真皮与表皮的至少一些分离的任何合适的时间段。例如，真空可以被施加到皮肤至少大约1分钟、至少大约3分钟、至少大约5分钟、至少大约10分钟、至少大约15分钟、至少大约30分钟、至少大约1小时、至少大约2小时、至少大约3小时、至少大约4小时等。适于形成这种发疱的装置的示例在下面更详细讨论。然而，在其他示例中，体液(例如血液或细胞间质流体)可以使用真空从皮肤和/或皮肤下抽出，而不需要形成发疱。流体的其他非限定示例包括盐分、汗液、泪液、黏液、血浆、淋巴腺，或等等。
可以使用除了真空以外的其他方法以引起这种分离的发生。例如，在另一组实施例中，可以使用加热。例如，皮肤的一部分可以使用任何合适的技术被加热到至少大约40℃、至少大约50℃、至少大约55℃，或至少大约60℃，以引起这种分离的发生。皮肤可以被加热，例如使用外部热源(例如辐射加热或被加热的水池)、化学反应、电磁反应(例如微波辐射、红外线辐射等)，或等等。在一些示例中，辐射可以被集中在皮肤的相对小的区域，例如以至少部分地在空间上包含皮肤内的加热量。
在另一组实施例中，分离化学制品可以被施加到皮肤以便至少部分地引起真皮与表皮的分离。这种分离化学制品的非限定示例包括蛋白酶，例如胰蛋白酶、纯的人皮肤用类胰蛋白酶或化合物48/80。分离化合物，例如那些商业上从各种来源获得的。分离化学制品可以直接被施加到皮肤，例如擦入皮肤表面内，或者在一些示例中，分离化学制品可以被输送到受验者内，例如在皮肤的真皮和表皮之间。分离化学制品可以例如被注入真皮和表皮之间。
分离化学制品的另一个示例是发疱剂，例如纹孔蝰蛇毒液或斑蝥毒液。发疱剂的非限定示例包括光气肟、刘易斯毒气、硫芥子气(例如，芥子气或者1,5-二氯-3-硫杂戊烷，1,2-双(2-氯乙基硫)乙烷，1,3-双(2-氯乙基硫)-正丙烷，1,4-(2-氯乙基硫)-正丁烷，1,5-双(2-氯乙基硫)-正戊烷，2-氯乙基氯甲基硫醚，双(2-氯乙基)硫醚，双(2-氯乙基硫)甲烷，双(2-氯乙基硫甲基)醚，或者双(2-氯乙基硫乙基)醚)或者氮芥(例如，双(2-氯乙基)乙基胺，双(2-氯乙基)甲基胺或者三(2-氯乙基)胺)。
在另一组实施例中，装置可以(例如通过楔入件或穿刺件)被插入皮肤内并且用于机械地分离表皮和真皮。在另一组实施例中，流体还可以用于分离表皮和真皮。例如，盐分或另一种相对惰性流体可以被注入皮肤内、在真皮和表皮之间，以引起真皮和表皮至少部分地分离。
在其他实施例中，还可以结合使用这些和/或其他技术。例如，在一个实施例中，真空和热量可以顺序地和/或同时地被施加到受验者皮肤，以引起这种分离的发生。作为一个特定示例，在一个实施例中，真空被施加同时皮肤被加热到大约40℃至大约50℃之间的温度。
本发明的一个方面涉及接合器，该接合器能够将本发明的装置定位在设计成包含vacutainertm管或vacuettetm管的设备中。在一些示例中，vacutainer管或vacuette管的尺寸具有不大于大约75mm或不大于大约100mm的最大长度，以及不大于大约16mm或不大于大约13mm的直径。在一些示例中，接合器能够使得本发明的装置不动，例如用于连续的使用或处理。在一些示例中，如前面所讨论的，本发明的装置可以具有不大于大约50mm的最大横向尺寸和/或不大于大约10mm的最大竖向尺寸(当装置被施加到受验者时，从受验者皮肤延伸)。这种装置的一个示例在图9中示出，装置800包含在接合器850中。装置可以使用任何合适的技术，例如使用夹子、弹簧、托架、带，或对存在于接合器内的装置施加作用力而被包含在接合器中。
在另一个方面，本发明涉及套件，该套件包括一个或更多个先前讨论的成分，例如包括用于将流体输送到皮肤和/或皮肤下和/或从皮肤和/或皮肤下抽出流体的装置的套件，包括能够在受验者皮肤内形成流体的池区的装置的套件、包括能够确定流体的装置的套件、或等等。包含本发明的多于一个装置的套件的示例在图2d中示出，套件150包含装置152。如在此使用的，“套件”典型地限定包括本发明的一个或多于一个的成分或装置，和/或与本发明相联的成分或装置的包装或组件，例如如先前描述的。例如，在一组实施例中，套件可以包括装置和一个或更多个用于与装置一起使用的成分。套件的每个成分(如果存在)可以以液体形式(例如溶剂中)或者以固体形式(例如干粉)提供。在某些示例中，成分中的某一些可以是可构成的或以其它方式可处理的(例如活性形式)，例如通过添加合适的溶剂或其他种，这可以与套件一起提供或者不与套件一起提供。与本发明相关的其他成分或部件的示例包括但不限于溶剂、表面活性剂、稀释液、盐、缓冲剂、乳化剂、螯合剂、填充剂、抗氧化剂、结合剂、膨胀剂、防腐剂、干燥剂、抗菌剂、针、注射器、包装材料、管、瓶子、长颈瓶、大口杯、盘、过滤器板、过滤器、环、夹钳、裹布、补片、容器、胶带、粘合剂，和等等，例如用于使用、注射、改性、组装、储存、包装、制备、混合、稀释，和/或保存用于特定使用的成分和部件，例如至样品和/或受验者。
本发明的套件在一些示例中可以包括任何形式的指令，这些指令至少提供为以本领域技术人员将认识到这些至少与本发明的成分相关联的方式与本发明的成分相结合。例如，指令可以包括用于使用、改性、混合、稀释、保存、注射、组装、储存、包装，和/或制备与套件相联的成分和/或其他成分的指令。在一些示例中，例如对于特殊使用，指令还可以包括用于将成分输送和/或注射至样品和/或受验者。指令可以以本领域技术人员可认识的任何形式提供，如用于包含这种指令的合适载体，例如以任何方式提供的写或公开、口头、听(例如用于电话传送)、数字、光学、视觉(例如录像带、dvd等)，或电子通讯(包括互联网或基于网络的通讯)。
在一些实施例中，本发明涉及促进如在此讨论的本发明的一个或更多个实施例的方法。如在此使用的，“促进”包括进行商业的所有方法，包括但不限于售卖、广告、转让、办执照、合同、指令、评估、研究、进口、出口、协商、金融、贷款、贸易、出卖、再卖、分配、维修、放置、保险、诉讼、专利，或等等的方法，这些与如在此讨论的本发明的系统、装置、设备、部件、方法、成分、套件等结合。促进的方法可以通过任何团体进行，包括但不限于个体户、商业(公共事务或私人事务)、合伙、公司、信用、协约合同或转包商、教育机构(例如学院和大学)、研究机构、医院或其他医疗机构、政府机构等。促进活动可以包括清楚地与本发明结合的任何形式的通信(例如写、口头和/或电子通讯，例如但不限于电子邮件、电话、互联网、基于网络的等)。
在一组实施例中，促进方法可以涉及一个或更多个指令。如在此使用的，“指令”可以限定指令性利用的部分(例如方向、支配、警告、标签、记录、faq或“经常问的问题”等)，并且典型地涉及与本发明和/或与本发明的包装相关或结合的写指令。指令还可以包括任何形式的(例如口头、电子、声音、数字、光、视觉等)指令性通讯，这些指令以任何方式提供，从而使用者将清楚地识别与本发明相关联的指令，例如如在此讨论的。
下面文献结合在此作为参考：2008年6月4日提交的发明名称为“compositionsandmethodsfordiagnostics,therapies,andotherapplications”的u.s.临时专利申请系列no.61/058,796；2009年3月26日提交的发明名称为“compositionsandmethodsforrapidone-stepdiagnosis”的u.s.临时专利申请系列no.61/163,791；2009年3月26日提交的发明名称为“compositionsandmethodsfordiagnostics,therapies,andotherapplications”的u.s.临时专利申请系列no.61/163,793；2009年6月4日提交的发明名称为“compositionsandmethodsfordiagnostics,therapies,andotherapplications”的u.s.临时专利申请系列no.12/478,756；2009年6月4日提交的发明名称为“compositionsandmethodsfordiagnostics,therapies,andotherapplications”的国际专利申请no.pct/us09/046333；2009年3月26日提交的发明名称为“systemsandmethodsforcreatingandusingsuctionblistersorotherpooledregionsoffluidwithintheskin”的u.s.临时专利申请系列no.61/163,710；2009年3月26日提交的发明名称为“determinationoftracerswithinsubjects”的u.s.临时专利申请系列no.61/163,733；2009年3月26日提交的发明名称为“determinationoftracerswithsubjects”的u.s.临时专利申请系列no.61/163,750；2009年3月2日提交的发明名称为“oxygensensor”的u.s.临时专利申请系列no.61/154,632；2009年6月24日提交的发明名称为“devicesandtechniquesassociatedwithdiagnostics,therapies,andotherapplications,includingskin-associatedapplications”的u.s.临时专利申请系列no.61/269,436。
还在此结合作为参考的是：2009年11月24日提交的发明名称为“patient-enactedsamplingtechnique”的u.s.临时专利申请系列no.61/263,882；2010年1月13日提交的发明名称为“bloodsamplingdeviceandmethod”的u.s.临时专利申请系列no.61/294,543；2010年3月2日提交的发明人levinson等人的发明名称为“oxygensensor”的u.s.临时专利申请系列no.12/716,222；2010年3月2日提交的发明人levinson等人的发明名称为“systemsandmethodsforcreatingandusingsuctionblisterorotherpooledregionsoffluidwithintheskin”的u.s.临时专利申请系列no.12/716,233；2010年3月2日提交的发明人levinson等人的发明名称为“techniquesanddevicesassociatedwithbloodsampling”的u.s.临时专利申请系列no.12/716,226；2010年3月2日提交的发明人bernstein等人的发明名称为“devicesandtechniquesassociatedwithdiagonostics,therapies,andotherapplicaitions,includingskin-associatedapplications”的u.s.临时专利申请系列no.12/716,229。
还结合在此作为参考的是下列申请：2009年10月30日提交的发明人bernstein等人的发明名称为“systemsandmethodsforapplicationtoskinandcontrolofusethereof”的u.s.临时专利申请系列no.61/256,874；2009年10月30日提交的发明人chickering等人的发明名称为“systemsandmethodsforalteringormaskingperceptionoftreatmeatofasubject”的u.s.临时专利申请系列no.61/256,880以及2009年10月30日提交的发明人bernstein等人的发明名称为“packagingsystemsandmethodsfordevicesappliedtotheskin”的u.s.临时专利申请系列no.61/256,871此外，下列文献结合在此作为参考：2009年10月30日提交的发明人bernstein等人的发明名称为“systemsandmethodsfortreatingorshieldingbloodonthesurfaceoftheskin”的u.s.临时专利申请系列no.61/256,863；2009年10月30日提交的发明人bernstein等人的发明名称为“systemsandmethodsforsanitizingoftreatingtheskinofdevicesappliedtotheskin”的u.s.临时专利申请系列no.61/256,910；2009年10月30日提交的发明人bernstein等人的发明名称为“modularsystemsforapplicationtoskin”的u.s.临时专利申请系列no.61/256,931；2009年10月30日提交的发明人chickering等人的发明名称为“relativelysmalldevicesappliedtotheskinandmethodsofusethereof”的u.s.临时专利申请系列no.61/256,933；2010年1月13日提交的发明人chickering等人的发明名称为“bloodsamplingdeviceandmethod”的u.s.临时专利申请系列no.61/294,543；2010年5月13日提交的发明人chickering等人的发明名称为“rapiddeliveryand/orwithdrawaloffluids”的u.s.临时专利申请系列no.61/334,533；2010年5月13日提交的发明人chickering等人的发明名称为“samplingdeviceinterfaces”的u.s.临时专利申请系列no.61/334,529；2010年6月23日提交的发明人chickering等人的发明名称为“samplingdevicesandmethodsinvolvingrelativelylittlepain”的u.s.临时专利申请系列no.61/357,582；2010年7月26日提交的发明人davis等人的发明名称为“rapiddeliveryand/orwithdrawaloffluids”的u.s.临时专利申请系列no.61/367,607；2010年8月13日提交的发明人chickering等人的发明名称为“clinicaland/orconsumertechniquesanddevices”的u.s.临时专利申请系列no.61/373,764。
下面示例旨在示出本发明的某些实施例，但不说明本发明的整个范围。
示例1
该示例示出用于将微针阵列插入受验者皮肤内的装置。图13a示出装置800，该装置包括流体递送件(例如微针阵列833)、能可逆地变形的结构(例如卡扣式圆顶832)、致动器(例如致动按钮831)、缩回机构(例如硅树脂泡沫835)，由使用双面粘合剂(例如3m1509或3m1513胶带)结合在一起的聚碳酸酯的多层构成的结构性部件。微针阵列可以被粘结到卡扣式圆顶的底侧上的层式立柱837。结构性部件838以及立柱837由聚碳酸酯和3m1509或3m1513粘合剂形成。阵列可以以针的数量(4至28针)、针的长度(350至1000μm)，和/或布置(正方形、长方形和圆形阵列)变化，具有小于3mm直径的阵列基座，其中“基座”为基部的、针被附接的区域。
在使用中，装置可以通过将卡扣式圆顶设置在高能量位置中而被充电，从而将装置的基部放置成抵靠受验者的皮肤(针尖指向皮肤)，并且推动位于装置顶部上的按钮831。当按钮被压下时，硅树脂泡沫835压缩，从而将针尖定位成通过开口840紧密靠近皮肤。当泡沫被完全压缩时，作用力使按钮塌缩，然后使卡扣式圆顶的背部移动以使得它移动至稳定的低能量状态。能量从卡扣式圆顶改变状态的释放加速了微针阵列向前通过基部中的开口并将针插入皮肤内。当作用在按钮上的作用力被释放时，硅树脂泡沫膨胀至其原始高度并且在处理中将针从皮肤中抽出。
示例2
该示例示出了用于使用真空抽出流体的装置。该装置在图13b中示出。该装置包括真空腔室，该真空腔室包括使用双面粘合剂(例如3m1509或3m1513胶带)结合在一起的聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(petg)和硅树脂的层。腔室大约为2.7cm直径和0.6cm高度，基部中的杯开口858的直径范围为3－7mm。真空腔室可以在微针插入位置上使用粘合剂857(例如3m1509或katecho10g水凝胶)而被附接到受验者的皮肤。真空源(例如真空泵、注射器、真空储存器等)可以使用插入穿过硅树脂层852的表皮针859被连接到腔室，并且真空(例如30到70kpa)可以被施加到该位置持续固定的时间段(即，10s至10分钟)。真空的施加引起血液从皮肤小孔流动入真空腔室内。
示例3
在该示例中，完全一体式装置被构成用于从人受验者抽出流体。装置的图解在图13c中示出。在该示例中，一体式装置800包括用于施加到受验者皮肤的支承结构801。结构由聚对苯二甲酸乙二醇酯(petg)的多层构成。这些层可以通过机加工片材原料或通过注射成形形成为所需的几何结构。单个层可以使用双面粘合剂结合在一起(例如3m1513胶带)，但是也可以使用非粘合的方法(例如超声波焊接或激光焊接)结合。支承结构使用粘合剂802(例如katecho10g水凝胶)被附接到受验者的皮肤。
图13c中示出的支承结构的左侧容纳将微针阵列插入皮肤内所需的部件。这些部件包括16个750μm长的微针803的圆形微针阵列，这些微针由缩回致动器804致动，该缩回致动器包括能可逆地变形的结构(例如卡扣式圆顶805)、按钮806，和泡沫返回机构807。按压按钮初始地使泡沫压缩，使微针紧密靠近皮肤，然后起动卡扣式圆顶，从而将其从第一稳定构造移动到第二稳定构造。卡扣式圆顶的运动加速并且将微针插入皮肤内。对按钮的压力的释放允许泡沫膨胀并且从皮肤中缩回微针。
图13c中示出的支承结构的右侧包括自给真空腔室808，该真空腔室流体地连接到储存腔室809。储存腔室通过微流体通道810流体地连接到缩回致动器。按压按钮811使密封件断开并使得流体地连接的部件被排空且减小皮肤上、微针阵列下面的压力。该减小的压力推动血液从皮肤进入微流体通道并且进入储存腔室内。
虽然在此已经描述和示出了本发明的多个实施例，但是本领域技术人员将容易地预见用于执行这些功能和/或获得效果和/或在此描述的一个或更多个优点的多种其他装置和/或结构，并且这些变化和/或改进中的每一个变化或改进被认为落入本发明的范围内。更一般地，本领域技术人员将容易理解的是在此描述的所有参数、尺寸、材料和构造意味着示例性的并且实际参数、尺寸、材料和/或构造将取决于本发明的教导被使用的特定的一个应用或多个应用。本领域技术人员将认识到，或能够使用不多于常规试验的本发明在此描述的特定实施例的许多等同物来确定。因此，值得理解的是前述实施例仅仅通过示例给出并且在随附权利要求书和其等同物的范围内，本发明可以以除了具体描述和请求保护以外的其它方式被实践。本发明涉及在此描述的每个单个结构、系统、部件、材料、套件和/或方法。此外，两个或更多个这种结构、系统、部件、材料、套件和/或方法的任何组合(如果这些结构、系统、部件、材料、套件和/或方法不相互矛盾)被包括在本发明的范围内。
所有定义(如在此使用和限定的)应用被理解为受字典的定义、通过引用而并入的文献中的定义和/或被限定的术语的普通意思的控制。
定义冠词“一”(如在此在说明书和权利要求书中使用的)，除非清楚地指示相反，应当被理解为意味着“至少一个”。
短语“和/或”(如在此在说明书和权利要求书中使用的)，应当被理解为被结合元件的“任一个或两个”，即，在一些示例中结合地存在且在其他示例中不结合地存在的元件。列有“和/或”的多个元件应当以相同方式构成，即被结合元件的“一个或更多个”。其他元件(除了通过“和/或”短语特别指定的元件)可选择性地存在，无论与那些特别指定的元件相关或不相关。因此，作为非限定示例，当用于与开放式语言(例如包括)结合使用时，参考“a和/或b”可以在一个实施例中仅仅指a(可选择性地包括除了b以外的元件)；在另一个实施例中，仅仅指b(可选择性地包括除了a以外的元件)；在又一个实施例中，指的是a和b两者(可选择性地包括其他元件)，等等。
如在此在说明书和权利要求书中使用的，“或者”应当被理解为具有与如上面限定的“和/或”相同的意思。例如，当在列表中分离部件时，“或者”或“和/或”将理解为包括的，即包括至少一个，但也包括多于一个，多个或列表元件，并且可选择性地附加的未列表项目。仅仅明显地指示相反的术语，例如“仅仅其中一个”或“精确地其中一个”，或者当在权利要求书中使用时，“包括”将指的是包括元件数量或列表中的精确一个元件。一般地，当在前面加上排他性术语(“或者”、“其中一个”、“仅仅其中一个”、或者“精确地其中一个”)时，如在此使用的术语“或者”将仅仅解释为指示唯一的选择对象(即，一个或另一个但是不是两个)。“基本上包括”当使用于权利要求书中时，将具有如在专利法律领域中的普通含义。
如在此在说明书和权利要求书中使用的，术语“至少一个”(参考一个或更多个元件的列表)，将理解为意味着从元件列表中的元件的任何一个或更多个中选择的至少一个元件，但是不必包括特别在元件列表中列出的每一个或每个元件的至少一个，并且不包括元件列表中的元件的任何组合。该定义还允许元件可以选择性地存在(除了在术语“至少一个”指的元件列表内特别识别的元件以外)，无论对于特别识别的那些元件相关或不相关。因此，作为非限定示例，“a和b中的至少一个”(或等同地，“a或b中的至少一个”，或等同地“a和/或b中的至少一个”)在一个实施例中可指的是至少一个，选择性地包括多于一个a，不存在b(并且可选择地包括除了b以外的元件)；在另一个实施例中，指的是至少一个，选择性地包括多于一个的b，不存在a(并且可选择地包括除了a以外的元件)；在又一个实施例中，指的是至少一个，选择性地包括多于一个a，并且至少一个，选择性地包括多于一个b(并且选择性地包括其他元件)；等。
还应当理解的是，除非清楚地指示相反，在此请求保护的任何方向中包括多于一个的步骤或作用，方法的步骤或作用的顺序不必被限定到方法的步骤或作用被记载的顺序。
在权利要求书中，以及上面的说明书中，所有过渡术语例如“包括”、“包含”、“承载”、“具有”、“容纳”、“涉及”、“保持”、“由…组成”，和等等被理解为是开放式的，即，意味着包括但不限于。仅仅过渡术语“由…构成”和“基本上由…构成”将分别是闭合式或半闭合式的过渡术语，如美国专利局专利审查程序手册第2111.03.节段中阐述的。
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