專利名稱：生理活性物質(zhì)采集設(shè)備和生物信息獲取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生理活性物質(zhì)采集設(shè)備和生物信息獲取方法，具體地，涉及用于從活體的體表表面獲取生理活性物質(zhì)的生理活性物質(zhì)采集設(shè)備。
背景技術(shù)：
獲取關(guān)于活體的壓力、情緒、月經(jīng)周期及其它狀況的信息(下文中，為“關(guān)于活體的信息”，或簡單地為“生物信息”)的已知方法包括基于涉及例如詢問和感官問卷的心理評價(jià)、測量諸如腦波或肌電的生理測試及涉及使用例如工作記錄的行為測試的生物信息獲取方法。例如，JP-A-2006-94969(專利文獻(xiàn)1)公開了根據(jù)心率確定月經(jīng)周期的方法。日本專利第2582957號(專利文獻(xiàn)幻公開了一種監(jiān)測體溫變動和心率的生命活性度監(jiān)測系統(tǒng)。近年來，已經(jīng)開發(fā)了通過使用血液、尿液或唾液中所含的生理活性物質(zhì)作為指標(biāo)來獲取關(guān)于活體的信息的更簡單的技術(shù)。例如，JP-A-11-38004(專利文獻(xiàn)3)公開了一種使用唾液中的腎上腺皮質(zhì)類固醇和/或其代謝物的濃度作為指標(biāo)來量化壓力的方法。 JP-A-2000-131318(專利文獻(xiàn)4)公開了一種允許使用血液中或其它身體部分中含有的諸如β-內(nèi)啡肽、多巴胺、免疫球蛋白A和前列腺素D2的生物物質(zhì)作為指標(biāo)來把握壓力水平是為“舒適”還是“不舒適”的方法。

發(fā)明內(nèi)容
將血液、尿液或唾液中含有的生理活性物質(zhì)用作指標(biāo)的生物信息獲取方法是具有優(yōu)勢的，這是因?yàn)檫@些方法比涉及心理評價(jià)、生理測試或行為測試的方法簡單，并且不需要大型設(shè)備。另一方面，該方法需要采集血液、尿液和唾液以將生理活性物質(zhì)量化的步驟。例如，當(dāng)使用血液時(shí)，血液采集會對被驗(yàn)者造成精神上或肉體上的負(fù)擔(dān)。伴隨于血液采集的精神上和肉體上的負(fù)擔(dān)本身可被視為壓力，并且會引起被驗(yàn)者的狀況(包括壓力和情緒)的改變，并且妨礙生物信息的準(zhǔn)確獲取。尿液和唾液的使用可回避在血液采集中出現(xiàn)的難以解決的醫(yī)療行為性問題，并且可以減少對被驗(yàn)者施加的精神上和肉體上的負(fù)擔(dān)。然而，難以在一段時(shí)間內(nèi)或時(shí)常地采集尿液和唾液，這是因?yàn)槟蛞汉屯僖旱牟杉c尿液和唾液中含有的生理活性物質(zhì)的體內(nèi)代謝之間存在時(shí)間延遲，所以難以實(shí)時(shí)地獲取生物信息。此外，盡管尿液或唾液采集不會產(chǎn)生像血液采集那么大的精神上或肉體上的負(fù)擔(dān)，但它仍會使被驗(yàn)者強(qiáng)烈地意識到采集過程，給生物信息的準(zhǔn)確獲取帶來困難。因此，需要一種能夠用于以簡便的且微創(chuàng)的方式時(shí)常地從活體采集生理活性物質(zhì)的生理活性物質(zhì)采集設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，提供一種生理活性物質(zhì)采集設(shè)備，包括采集部，接觸活體的體表表面以從體表表面獲取生理活性物質(zhì)；以及液體輸送裝置，用于將溶劑輸送至采集部，該采集部具有開口，從所述液體輸送裝置輸送而流動的所述溶劑在該開口處與體表表面接觸。在所述生理活性物質(zhì)采集設(shè)備中，溶劑在采集部處接觸活體的體表表面以實(shí)現(xiàn)生理活性物質(zhì)進(jìn)入溶劑的采集。該生理活性物質(zhì)采集設(shè)備還可包括導(dǎo)出部，將在開口處與體表表面接觸的溶劑排出；以及供給裝置，用于將吸收并保持溶劑的吸收體輸送至導(dǎo)出部。通過這種方式，生理活性物質(zhì)采集設(shè)備可在溶劑在采集部處與活體的體表表面接觸后，以吸收體吸收并保持的狀態(tài)下保存包含溶劑所含的生理活性物質(zhì)的溶劑。供給裝置通過使芯體轉(zhuǎn)動并釋放卷繞芯體的吸收體來將該吸收體輸送至導(dǎo)出部。生理活性物質(zhì)采集設(shè)備還可包括干燥單元，用于使溶劑從吸收和保持該溶劑的吸收體汽化并去除。生理活性物質(zhì)采集設(shè)備還可包括將空氣輸送至采集部的空氣輸送單元，以選擇性地將溶劑和空氣導(dǎo)入采集部。通過選擇性地將溶劑和空氣導(dǎo)入采集部，能夠以預(yù)定容量在空氣所分隔的流中對在采集部處與活體的體表表面接觸的溶劑進(jìn)行采集。 期望的是，在生理活性物質(zhì)采集設(shè)備中，采集部包括基板，該基板包括供溶劑流動的流路、流路的溶劑入口、流路的溶劑出口以及位于流路的入口和出口之間的上述開口，并且該基板是可從采集部更換的。生理活性物質(zhì)采集設(shè)備還可包括量化部，將生理活性物質(zhì)量化；以及確定部，根據(jù)生理活性物質(zhì)的量化值自動確定和獲取關(guān)于活體的信息。這里，生理活性物質(zhì)可以是例如皮質(zhì)醇、一元胺、雌激素或生長激素。通過這種方式，可獲取關(guān)于活體中的壓力、情緒、月經(jīng)周期、運(yùn)動效果的信息作為該信息。如本文所使用的，“關(guān)于活體的信息”不僅包括關(guān)于例如壓力、情緒、月經(jīng)周期和運(yùn)動效果的信息，而且包括關(guān)于睡眠(失眠水平)、健康狀況和晝夜節(jié)律(生物節(jié)律)的信息。 “情緒”的含義包括例如興奮、恐懼、憤怒、攻擊性、舒適以及焦慮。“生理活性物質(zhì)”包括活體內(nèi)存在的且對活體具有生理作用和藥理作用而參與包括壓力、情緒、月經(jīng)周期和新陳代謝在內(nèi)的活體的狀態(tài)的變化的各種物質(zhì)。生理活性物質(zhì)的具體示例包括諸如皮質(zhì)醇和雌二醇的類固醇激素、諸如腎上腺素和多巴胺的兒茶酚胺和諸如催產(chǎn)素和內(nèi)啡肽的生理活性肽(參見下表1)。因此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的生理活性物質(zhì)采集設(shè)備可用于以簡便的且微創(chuàng)的方式時(shí)常地從活體采集生理活性物質(zhì)。


圖1是說明根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的生理活性物質(zhì)采集設(shè)備的示意性結(jié)構(gòu)的透視圖。圖2是說明根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的生理活性物質(zhì)采集設(shè)備的示意性結(jié)構(gòu)的頂視圖。圖3是說明生理活性物質(zhì)采集設(shè)備中的溶劑流動的框圖。圖4A和圖4B是說明采集部的構(gòu)造的示意圖。圖5是說明從體表表面獲取生理活性物質(zhì)的過程的示意圖。圖6A和圖6B是說明保持件(holder)的構(gòu)造的示意圖；圖6C是說明保持件的操作的示意圖。
圖7是說明供給單元的操作的示意圖。圖8A和圖8B是說明吸收體的形狀的示意圖。圖9是說明采集部的變形例的構(gòu)造的示意圖。圖IOA和圖IOB是說明采集部的另一變形例的構(gòu)造的示意圖。圖IlA和圖IlB是說明采集部的又一變形例的構(gòu)造的示意圖。圖12A和圖12B是說明從手指的皮膚表面獲取生理活性物質(zhì)的方法的示意圖(實(shí)施例1)。圖13是表示使用高性能液相色譜法(HPLC)對一名被驗(yàn)者中的皮質(zhì)醇水平進(jìn)行測量的結(jié)果的圖示(實(shí)施例1)。圖14中的A到F表示使用高性能液相色譜法(HPLC)對六名被驗(yàn)者中的皮質(zhì)醇水平進(jìn)行測量的結(jié)果(實(shí)施例1)。圖15是表示從標(biāo)準(zhǔn)皮質(zhì)醇溶液得到的SPR曲線的圖示(實(shí)施例1)。圖16A和圖16B是表示從標(biāo)準(zhǔn)皮質(zhì)醇溶液得到的SI3R移位的曲線和標(biāo)準(zhǔn)曲線的圖示(實(shí)施例1)。圖17是表示使用高性能液相色譜法(HPLC)對去甲腎上腺素水平和L-DOPA水平進(jìn)行測量的結(jié)果的圖示(實(shí)施例2)。圖18是表示使用高性能液相色譜法(HPLC)對血清素水平進(jìn)行測量的結(jié)果的圖示 (實(shí)施例3)。圖19是表示使用酶免疫測定法(ELISA)對雌二酮水平進(jìn)行測量的結(jié)果的圖示 (實(shí)施例4)。圖20是表示使用酶免疫測定法(ELISA)對生長激素水平進(jìn)行測量的結(jié)果的圖示 (實(shí)施例5)。
具體實(shí)施例方式以下將參照附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。應(yīng)當(dāng)注意，以下的實(shí)施方式僅是本發(fā)明的示意性表示，而不應(yīng)當(dāng)解釋為限制本發(fā)明的范圍。將以以下順序給出描述。1.根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的生理活性物質(zhì)采集設(shè)備(1)概述(2)總體構(gòu)造(3)采集部(4)供給單元2.根據(jù)第一實(shí)施方式的變形例的生理活性物質(zhì)采集設(shè)備(1)第一變形例(2)第二變形例(3)第三變形例3.生物信息獲取方法(1)生理活性物質(zhì)的提取(2)生理活性物質(zhì)的量化(3)生物信息的獲取
1.根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的生理活性物質(zhì)采集設(shè)備(1)概述為了精確地感測生物信息，本發(fā)明者對用于從活體采集生理活性物質(zhì)的技術(shù)進(jìn)行了深入的研究。本發(fā)明人首次發(fā)現(xiàn)可從諸如手指表面和手掌表面的體表表面獲取生理活性物質(zhì)，稍后將在實(shí)施例中對其進(jìn)行詳細(xì)描述。從諸如血液、尿液和唾液的體液中獲取生理活性物質(zhì)是一種技術(shù)常識。在本發(fā)明者的知識范圍內(nèi)，沒有對從活體的體表表面獲取生理活性物質(zhì)的報(bào)道。從體表表面獲取生理活性物質(zhì)所依據(jù)的詳細(xì)機(jī)制是不明確的。然而，存在在體表表面存在例如汗液和皮脂中分泌的生理活性物質(zhì)的可能性。另一種可能性是血液中的生理活性物質(zhì)透過體表表面的細(xì)胞到達(dá)體表表面。因?yàn)樯砘钚晕镔|(zhì)中的多數(shù)具有脂溶性和細(xì)胞膜透過性，所以從體表表面獲取的生理活性物質(zhì)很可能是皮脂中分泌的或是透過細(xì)胞的物質(zhì)。通過意識到對能夠用于從活體的體表表面獲取生理活性物質(zhì)的生理活性物質(zhì)采集設(shè)備的需要，根據(jù)這些新的發(fā)現(xiàn)創(chuàng)作了本發(fā)明。(2)總體構(gòu)造圖1和圖2是說明根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的生理活性物質(zhì)采集設(shè)備的示意性結(jié)構(gòu)的透視圖。圖1表示透視圖。圖2表示頂視圖。在圖1中，生理活性物質(zhì)采集設(shè)備A被構(gòu)造成包括采集部1，用于接觸活體的表面 (下文中，也稱為“體表表面”)以從體表表面獲取生理活性物質(zhì)；液體輸送單元，用于將溶劑輸送至采集部1 ；空氣輸送單元，用于將空氣輸送至采集部1 ；以及導(dǎo)出部6，用于排出在采集部1處已接觸體表表面的溶劑。溶劑可以是水或各種有機(jī)溶劑。例如，可使用乙醇水溶液。在圖1中，設(shè)置溶劑容器2作為液體輸送單元的組件。除了溶劑容器2之外，液體輸送單元還由其它的組件構(gòu)成，例如用于將溶劑容器2內(nèi)的溶劑輸送至采集部1的泵、管和閥門。設(shè)置空氣容器3作為空氣輸送單元的組件。除了空氣容器3之外，空氣輸送單元還由其它的組件構(gòu)成，例如用于將空氣容器3內(nèi)的空氣輸送至采集部1的泵、管和閥門?？諝馊萜?用作防止灰塵和雜質(zhì)顆粒吸入管中或閥門的過濾器。導(dǎo)出部6的形狀是管狀的，并且被構(gòu)造成從采集部1輸送的與體表表面接觸后的溶劑可通過一端處的孔排出。導(dǎo)出部6用于將溶劑導(dǎo)出到設(shè)置在下方的吸收體5，并且將所述溶劑斷續(xù)地或連續(xù)地滴在吸收體5上。吸收體5可由能夠吸收該溶劑的材料制成。例如，吸收體5可形成為濾紙、或諸如脂糖凝膠(aqarose gel)、瓊脂糖凝膠、硅膠和鋁凝膠的載體膜狀，或者甚至為形成在金屬或聚合物基體上的這種載體的膜狀。圖3是表示生理活性物質(zhì)采集設(shè)備A中的溶劑的流動的框圖。采集部1連接至用于輸送來自溶劑容器2的液體的流路。采集部1還連接至用于輸送來自空氣容器3的空氣的流路。采集部1還連接至將與體表表面接觸后的溶劑以及空氣輸送至導(dǎo)出部6所經(jīng)由的流路。通用管可用于這些流路。為每個(gè)流路設(shè)置通用泵(泵 21、31、61)以輸送液體或空氣。將溶劑容器2連接至采集部1的管及將空氣容器3連接至采集部1的管在采集部 1的上游側(cè)匯合。參照附圖，閥門22和32設(shè)置在從溶劑容器2和空氣容器3到匯合處的通路上。在生理活性物質(zhì)采集設(shè)備A中，閥門22和32在系統(tǒng)控制單元(未示出)的控制下打開和閉合以選擇性地將溶劑和空氣導(dǎo)入到采集部1。在圖中，為將采集部1連接至導(dǎo)出部 6的管設(shè)置閥門62。閥門62在系統(tǒng)控制單元的控制下打開和閉合，并且具有開始和停止溶劑從導(dǎo)出部6排出的功能。系統(tǒng)控制單元設(shè)置在圖1中所示的控制箱8內(nèi)部。在生理活性物質(zhì)采集設(shè)備A中，優(yōu)選的是，溶劑流動所經(jīng)由的管、閥門和泵由不易于吸收生理活性物質(zhì)的材料制成或經(jīng)過使生理活性物質(zhì)的吸收變得困難的材料表面處理。返回參照圖1和圖2，設(shè)置用于接受通過導(dǎo)出部6的孔排出的溶劑的廢液接受器 7 (下文中，為“廢液盒7”)。回收在廢液盒7中的溶劑被輸送至廢液容器4并且儲存在其中。如圖中所示，導(dǎo)出部6在用于吸收體5的溶劑排出位置和用于廢液盒7的溶液排出位置之間是可移動的。通過使用公知的組件(例如以保持件、進(jìn)給螺桿、導(dǎo)向器和電動機(jī)為例) 來實(shí)現(xiàn)使導(dǎo)出部6移動的驅(qū)動單元。參照圖2，廢液盒7具有為導(dǎo)出部6的移動提供通道的切口 71。通過以大于導(dǎo)出部6的厚度的寬度將廢液盒7在導(dǎo)出部6的一側(cè)的側(cè)壁的一部分切除來形成切口 71。切口 71的設(shè)置可使導(dǎo)出部6僅通過在水平方向上移動就在用于吸收體5的溶劑排出位置和用于廢液盒7的溶液排出位置之間移動。以卷繞芯體的狀態(tài)存放吸收體5。通過使芯體轉(zhuǎn)動，將吸收體5釋放到導(dǎo)出部6所采用的溶劑排出位置下方。隨著吸收體5被送出，導(dǎo)出部6將溶劑斷續(xù)地或連續(xù)地滴在吸收體5上，并且樣本保持在吸收體5上(稍后將參照圖7進(jìn)行詳細(xì)地描述)。注意，如本文中所使用的，“樣本”意指已接觸體表表面并且包含生物物質(zhì)的溶劑，并且包括沒有接觸體表表面而用于對比所采集的溶劑。由于樣本被吸收和保持在吸收體5上，所以與樣本以溶液的形式收集在諸如管的容器中的方法相比，樣本中的生物物質(zhì)能夠被更穩(wěn)定地保存。此外，可簡化設(shè)備的構(gòu)造從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備的小型化。參照附圖，打開和關(guān)閉下蓋10以更換溶劑容器2、空氣容器3和廢液容器4。⑶采集部下面將參照圖4A和圖4B以及圖5描述采集部1的構(gòu)造。圖4A和圖4B是說明采集部1的構(gòu)造的示意圖，其中圖4A是頂視圖，圖4B示出了沿圖4A中的P-P截取得到的截面圖。圖5是說明從體表表面獲取生理活性物質(zhì)的過程的截面示意圖。采集部1的兩個(gè)主要組件是固定基板11和采集基板12。通過固定至生理活性物質(zhì)采集設(shè)備A的主體的方式設(shè)置固定基板11。采集基板12可拆裝地設(shè)置在固定基板11 上，并且是可更換的。采集基板12包括用于使輸送至其的溶劑流動的流路121、溶劑流入流路121的入口 122及溶劑流出流路121的出口 123。固定基板11包括從溶劑容器2送出溶劑所流經(jīng)的流路111及溶劑輸送到導(dǎo)出部6所流經(jīng)的流路112。在附圖中，箭頭F1和F2指示輸送至固定基板11中的流路或從固定基板11中的流路排出的溶劑的流動方向。采集基板12具有設(shè)置在流路121的入口 122和出口 123之間的開口 124，并且該開口在基板的上部側(cè)向外打開。開口 1 用于使在流路121中流動的溶劑與體表表面接觸。 具體地，如圖5中所示，通過體表表面S緊貼供溶劑流動的流路121的開口 124，充滿流路 121的溶劑接觸體表表面S，并且存在于體表表面S上的生理活性物質(zhì)被采集到溶劑中。然后，與體表表面S接觸過的溶劑被輸送至導(dǎo)出部6，如箭頭F2所示。此處，通過如圖3所述的利用在控制下打開和閉合閥門22和32，選擇性地將來自溶劑容器2和空氣容器3的溶劑和空氣導(dǎo)入采集部1，接觸體表表面S的溶劑以被空氣分隔成的預(yù)定容量被輸送至導(dǎo)出部6。具體地，在體表表面S緊貼開口 IM的狀態(tài)下，將預(yù)定容量的溶劑輸送至流路121。接著，將空氣輸送至流路121以通過空氣分隔流路121中的溶劑流。接著，將預(yù)定容量的溶劑再輸送到流路121內(nèi)。通過輪流地導(dǎo)入空氣和溶劑，已接觸體表表面S的溶劑可以以被空氣分隔的預(yù)定容量輸送到導(dǎo)出部6。通過這種方式，能夠防止采集樣本中的生理活性物質(zhì)被稀釋，并且從不同活體或從體表表面的不同部位采集到的樣本可被區(qū)分并且被回收在不同的容器中。體表表面S已被描述為手指尖。然而，盡管諸如手指表面和手掌表面的皮膚表面是便利的，但作為生理活性物質(zhì)的獲取部位的體表表面S并不被特定地限制。開口 IM優(yōu)選具有使獲取部位處的皮膚表面緊貼的形狀，這取決于生理活性物質(zhì)的獲取部位。為了更緊貼開口 124，可使用例如膠帶或帶子將體表表面S固定至采集基板12。如上所述，采集基板12設(shè)置在固定基板11上，并且是可更換的。通過這種方式，可根據(jù)例如生理活性物質(zhì)的獲取部位的形狀和尺寸適宜地更換和附接具有不同形狀開口 1 的不同的采集基板12。此外，可針對每次樣本采集將采集基板12更換成一個(gè)新的采集基板，從而當(dāng)從不同的活體或從體表表面的不同部位采集樣本時(shí)，或在不同時(shí)刻從同一活體或體表表面采集樣本時(shí)，可防止樣本之間的交叉污染。注意，當(dāng)不更換采集基板12時(shí)，為了防止樣本之間的交叉污染，期望地是通過使溶劑或清洗液流過采集部1預(yù)定時(shí)間段來進(jìn)行清洗。從固定基板11的溶劑容器2送出溶劑所流經(jīng)的流路111通過連接管113與采集基板12的入口 122相通(參照圖4A和4B)。溶劑輸送到固定基板11的導(dǎo)出部6所流經(jīng)的流路112通過連接管113與采集基板12的出口 123相通。優(yōu)選地，連接管113通過壓入流路111和流路112的一部分而被固定，并且由硬質(zhì)材料制成(例如，金屬)。在將采集基板 12附接至固定基板11時(shí)，嵌入入口 122和出口 123的連接管113變?yōu)槿軇┝髀罚⑶疫€用作使采集基板12與固定基板11對合的構(gòu)件。優(yōu)選的是，為了防止溶劑從附接至合適位置處的采集基板12和固定基板113兩者的接合處的連接管113的周圍區(qū)域滲漏，在固定基板11和采集基板12之間插入密封件13。 優(yōu)選地，將諸如硅橡膠的彈性材料用于密封件13。優(yōu)選地，密封件13具有與采集基板12接近相同的尺寸的片狀形式。固定基板11和采集基板12的材料可以是例如玻璃材料(如，石英和硼硅玻璃)、 硅橡膠(如，聚二甲硅氧烷，PDMS)、丙烯酸樹脂(如，聚甲基丙烯酸甲酯，PMMA)、環(huán)烯烴共聚物(COC)或聚醚醚酮(PEEK)。設(shè)置在基板上的流路和其它元件可通過玻璃基板層的濕法或干法蝕刻成型，或可以通過塑料基板層的納米壓印、注入成型或機(jī)械加工來形成。優(yōu)選的是，對流路和其它元件的表面進(jìn)行使生理活性物質(zhì)的吸收變得困難的處理?？墒褂美?2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸膽堿(MPC)和聚乙二醇(PEG)執(zhí)行。優(yōu)選地，采集基板12是一次性的。圖6A到圖6C是說明用于保持附接至固定基板11的采集基板12的保持件的構(gòu)造和操作的示意圖。圖6A表示頂視圖，圖6B和圖6C表示截面圖。
如圖中所示，保持件14包括上板141、下板142和接合這些板的鉸鏈143。上板 141在與被保持件14保持的采集基板12的開口 IM對應(yīng)的部分具有窗口 144。為了采集基板12的更換，上板141被構(gòu)造成使用鉸鏈143作為支點(diǎn)沿箭頭方向打開或閉合(參照圖 6C)。固定基板11通過保持件14的下板142而固定至設(shè)備的主體。由于固定基板11 和采集基板12夾在保持件14的上板141和下板142之間，所以上板141向下按壓附接至固定基板11的采集基板12。通過這種方式，保持件14通過設(shè)置于兩個(gè)基板之間的密封件 13 (參照圖幻緊緊地夾持固定基板11和采集基板12 (參照圖幻，從而防止溶劑從連接管 113的周圍區(qū)域滲漏。(4)供給單元下面將參照圖7描述供給單元的操作。在生理物質(zhì)采集裝置A中，包括第一芯體91的供給單元將吸收和保持從導(dǎo)出部6 排出的溶劑的吸收體5輸送至導(dǎo)出部6的下方。吸收體5通過卷繞第一芯體91而存放，并且通過第一芯體91的轉(zhuǎn)動而釋放到導(dǎo)出部6下方。吸收體5沿圖中的箭頭方向輸送。從溶劑容器2輸送至采集部1并與體表表面S接觸的溶劑從導(dǎo)出部6斷續(xù)地或連續(xù)地滴出。被輸送至導(dǎo)出部6下方的吸收體5接受并吸收溶劑。保持溶劑的吸收體5被輸送至第二芯體92，并且通過卷繞第二芯體92而被存放。注意，溶劑通過導(dǎo)出部6的端部處的孔的排出是由圖3中所示的閥門62和系統(tǒng)控制單元適時(shí)地控制的。由于樣本被吸收并保持在通過卷繞第二芯體92而存放的吸收體5上，所以與其中樣本以溶液的形式保存在諸如管的容器中的方法相比，樣本中的生物物質(zhì)可被更穩(wěn)定地保存。此外，可簡化設(shè)備的構(gòu)造，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備的小型化。此外，通過干燥和蒸發(fā)將溶劑從吸收并保持樣本的吸收體5去除，與樣本以溶液的形式保存的方法相比，生物物質(zhì)可被更穩(wěn)定地保存，并且能夠更有效地防止分解?？赏ㄟ^自然干燥，更優(yōu)選使用諸如鼓風(fēng)機(jī)和加熱器的干燥單元來執(zhí)行溶劑的蒸發(fā)。優(yōu)選地，為了卷繞第一芯體91或第二芯體92，吸收體5被成形為帶(條)形式。 圖8A示意性表示了具有條狀的吸收體5和從導(dǎo)出部6滴出的溶劑D。為了防止溶劑D在滴下后從吸收體5的另一側(cè)滲出，吸收體5的另一側(cè)優(yōu)選地涂覆有不透過溶劑的材料。當(dāng)從不同的活體或從體表表面的不同部位采集樣本時(shí)，或在不同的時(shí)間點(diǎn)或在一段時(shí)間內(nèi)從同一活體或體表表面采集樣本時(shí)，需要防止溶劑D的擴(kuò)散性混合。因此，優(yōu)選的是，具有條狀的吸收體5在預(yù)定區(qū)間浸有不滲透溶劑的材料，并且溶劑D滴在由該材料分開的各部分上。溶劑D的擴(kuò)散混合也可以通過如圖8B中所示的構(gòu)造防止，在該構(gòu)造中，預(yù)定形狀 (圖中為圓形)的吸收體5設(shè)置在由不滲透溶劑的材料制成的條形基體51上。在這種情形下，吸收體5可以可剝離地設(shè)置在基體51上?；w51的材料可根據(jù)使用的溶劑類型適當(dāng)?shù)剡x擇。例如，通用塑料膜能夠用作基體51。吸收體5被描述為在吸收溶劑之后通過卷繞第二芯體92來保存。這在采集大量樣本中是優(yōu)選的，這是因?yàn)橥ㄟ^繞吸收體5能夠提高設(shè)備中吸收體5的存放效率。然而，應(yīng)當(dāng)注意，第二芯體92在生理活性物質(zhì)采集設(shè)備A中不是必須需要的。具體地，已吸收溶劑的吸收體可通過設(shè)置在設(shè)備主體中的出口被相繼地輸送到設(shè)備外部，而不需要對其進(jìn)行卷繞。此外，當(dāng)如圖8B中所示吸收體5可剝離地設(shè)置在基體51上時(shí)，在吸收體5吸收溶劑后，利用配置成用于將吸收體5從基體51剝離的機(jī)構(gòu)可將吸收體5從基體51剝離并且通過層疊在設(shè)備中保存吸收體5。此外，在生理活性物質(zhì)采集設(shè)備A中，將吸收體5輸送至導(dǎo)出部6的供給單元不局限于前述包括第一芯體91的構(gòu)造。具體地，供給單元可構(gòu)造為將制備成預(yù)定形狀的卡片狀吸收體5 —個(gè)接一個(gè)地輸送至導(dǎo)出部6，并且在吸收體5吸收溶劑后從導(dǎo)出部6送出吸收體 5。上述的生理活性物質(zhì)采集設(shè)備A可用于從諸如手指表面和手掌表面的體表表面獲取生理活性物質(zhì)，因而，與從血液、尿液和唾液中采集生理活性物質(zhì)的方法相比，能夠以更簡單、更微創(chuàng)的方式采集生理活性物質(zhì)。此外，因?yàn)楂@取的生理活性物質(zhì)是存在于體表表面上的生理活性物質(zhì)，所以與從諸如血液、尿液和唾液中的體液進(jìn)行的采集不同的是，能夠在不使被驗(yàn)者強(qiáng)烈地意識到采集過程的情況下獲取生理活性物質(zhì)。此外，在生理活性物質(zhì)采集設(shè)備A中，由于采集體表表面分泌的或透過體表表面的生理活性物質(zhì)，所以能夠在一段時(shí)間內(nèi)或時(shí)常地采集生理活性物質(zhì)。此外，由于采集體表表面分泌的或透過體表表面的生理活性物質(zhì)，所以能夠在生理活性物質(zhì)在體內(nèi)代謝時(shí)采集生理活性物質(zhì)。2.根據(jù)第一實(shí)施方式的變形例的生理活性物質(zhì)采集設(shè)備已通過采集部1描述了根據(jù)第一實(shí)施方式的生理活性物質(zhì)采集設(shè)備A，該采集部 1是通過利用保持件14將采集基板12附接至固定在設(shè)備主體上的固定基板11而形成的。 然而，采集部1的構(gòu)造可變形為如下。(1)第一變形例圖9是說明設(shè)置在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的生理活性物質(zhì)采集設(shè)備中的采集部的變形例的構(gòu)造的示意圖。該圖表示在采集部從體表表面獲取生理活性物質(zhì)的操作。根據(jù)本變形例的采集部被構(gòu)造為利用與固定基板11和設(shè)備的主體分離的采集基板12能夠?qū)崿F(xiàn)從體表表面S采集生理活性物質(zhì)。采集基板12通過管114和115連接至固定基板11 (未示出)。通過管114將從固定基板11側(cè)輸送的溶劑(和空氣)導(dǎo)入到流路121。溶劑通過開口 M接觸體表表面S后經(jīng)由管115被輸送至固定基板11。在圖9中，槽(slot) 125安裝到流路121的入口 122和出口 123，并且連接至管114和115相連。槽125可以是金屬或塑料管。根據(jù)本變形例的采集部被構(gòu)造成包括設(shè)置為與設(shè)備主體分離的采集基板12。因此，通過合適地設(shè)定管114和115的長度，例如，手指頭壓向采集基板12的操作可通過使采集基板12靠近手來進(jìn)行。可替換地，采集基板12可附著至軀干的皮膚表面以采集生理活性物質(zhì)。當(dāng)從軀干的皮膚表面采集生理活性物質(zhì)時(shí)，可利用膠帶或通過繞軀干纏帶來將采集基板12附著至皮膚。(2)第二變形例圖IOA和圖IOB是說明設(shè)置在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的生理活性物質(zhì)采集設(shè)備中的采集部的另一變形例的構(gòu)造的示意圖。圖IOA表示頂視圖，圖IOB表示沿圖IOA中的P-P 線截取得到的截面圖。根據(jù)本變形例的采集部包括形成在采集基板12中的回收區(qū)域126，該回收區(qū)域用于儲存通過開口 124已接觸體表表面的溶劑。槽125設(shè)置在采集基板12的入口 122處并且連接至從固定基板11輸送的溶劑導(dǎo)入到流路121所經(jīng)由的管114。被導(dǎo)入到流路121并且通過開口 124已接觸體表表面的溶劑被導(dǎo)入到回收區(qū)域126并且儲存在其中。在附圖中，設(shè)置有通過導(dǎo)入的溶劑的推壓將回收區(qū)域126內(nèi)的空氣排出所經(jīng)由的排氣口 127。根據(jù)本變形例的采集部被構(gòu)造成將樣本儲存在設(shè)置在采集基板12內(nèi)部的回收區(qū)域1 中，因此適合樣本的單次或少數(shù)次采集。通過針對每次樣本采集更換采集基板12可避免樣本間的交叉污染。此外，因?yàn)椴恍枰褂冒▽?dǎo)出部6的采集單元，所以可更簡便地采集樣本?？赏ㄟ^玻璃基板層的濕法蝕刻或干法蝕刻或通過塑料基板層的納米壓印、注入成型或機(jī)械加工將回收區(qū)域126和排氣口 127成型在采集基板12中?？稍O(shè)置一個(gè)以上的回收區(qū)域126。在這種情形下，開口 IM下游的流路121被分支并且連接至各回收區(qū)域126。 流路121在回收區(qū)域126中的分支部分可設(shè)置有用于將溶劑輸送至回收區(qū)域126中的一個(gè)的切換閥門。(3)第三變形例圖IlA和圖IlB是說明設(shè)置在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的生理活性物質(zhì)采集設(shè)備中的采集部的又一變形例的構(gòu)造的示意圖。圖IlA表示頂視圖，圖IlB表示沿圖IlA中的P-P 線截取得到的截面圖。根據(jù)本變形例的采集部包括形成在采集基板12中的溶劑儲存區(qū)域 128，該儲存區(qū)域可儲存隨后使用的溶劑。可事先將單次或幾次樣本采集所需要的溶劑注入至溶劑儲存區(qū)域1 并且將其儲存在其中。槽125設(shè)置在采集基板12的入口 122處，并且連接至從固定基板11輸送的空氣導(dǎo)入到流路121所經(jīng)由的管114。導(dǎo)入到流路121的空氣推壓事先儲存在溶劑儲存區(qū)域128中的溶劑。接著，溶劑通過開口 IM接觸體表表面，然后被導(dǎo)入到回收區(qū)域1 并且儲存在其中。根據(jù)本變形例的采集部通過使用事先儲存在設(shè)置在采集基板12內(nèi)部的溶劑儲存區(qū)域128中的溶劑來實(shí)現(xiàn)樣本采集，因而優(yōu)選用于為每個(gè)樣品更換溶劑的樣品采集?？赏ㄟ^玻璃基板層的濕法蝕刻或干法蝕刻或通過塑料基板層的納米壓印、注入成型或機(jī)械加工將溶劑儲存區(qū)域1 成型在采集基板12中。3.生物信息獲取方法下面將描述使用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的生理活性物質(zhì)采集設(shè)備來獲取生物信息的方法。如上所述，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的生理活性物質(zhì)采集設(shè)備獲取存在于體表表面的生理活性物質(zhì)，因此與從諸如血液、尿液和唾液的體液中進(jìn)行的采集不同的是，能夠在不使被驗(yàn)者強(qiáng)烈地意識到采集過程的情況下獲取生理活性物質(zhì)。此外，由于采集體表表面分泌的或透過體表表面的生理活性物質(zhì)，所以可在一段時(shí)間內(nèi)或時(shí)常地采集生理活性物質(zhì)。此外，由于采集體表表面分泌的或透過體表表面的生理活性物質(zhì)，所以能夠在生理活性物質(zhì)在體內(nèi)代謝時(shí)采集生理活性物質(zhì)。因此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的生理活性物質(zhì)采集設(shè)備能夠用于在不引起被驗(yàn)者的壓力或情緒變化的情況下，在一段時(shí)間內(nèi)或時(shí)常地從被驗(yàn)者采集生理活性物質(zhì)并且獲取所采集的生理活性物質(zhì)，因此能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)量化值實(shí)時(shí)地感測生物信息。(1)生理活性物質(zhì)的提取在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的生理活性物質(zhì)采集設(shè)備中，在采集部從體表表面獲取的生理活性物質(zhì)通過保持在吸收體上而被保存?？赏ㄟ^將吸收體浸入提取溶劑中來從吸收體提取生理活性物質(zhì)。可替換地，可將提取溶劑滴在吸收體上，并且可在溶劑被完全吸收后通過離心分離法提取生理活性物質(zhì)。當(dāng)吸收體具有條形(參照圖8A)時(shí)，吸收體根據(jù)要求而被切割，并且被置于裝滿有溶劑的管等中。當(dāng)吸收體被形成預(yù)定形狀并且被置于條形基體上時(shí)(參照圖8B)，使用從基體切下后的吸收體。當(dāng)吸收體能夠從基體剝離時(shí)，可將吸收體剝離并且直接置于裝滿有溶劑的管等中。用于提取生理活性物質(zhì)的溶劑可以與用于采集的溶劑相同，或者可以使用不同的溶劑。例如，考慮可以使用接觸時(shí)對體表表面無害的采集溶劑，并且使用易于使生理活性物質(zhì)溶解的提取溶劑。(2)生理活性物質(zhì)的量化可利用例如液相色譜法(HPLC)、表面等離子傳感器(SPR)或石英晶體微天平傳感器OiCM)來執(zhí)行被再次溶解在溶劑中的生理活性物質(zhì)的量化。諸如酶免疫測定法和放射性免疫測定法的公知技術(shù)也可以用于量化。HPLC.SPR和QCM不需要酶免疫測定法和放射性免疫測定法中所要求的標(biāo)記，因此簡化了量化操作。就測量精度而言，更期望地使用Sra或QCM。在HPLC中，所檢出的生理活性物質(zhì)為色譜上的峰，因此峰強(qiáng)度中所包含的雜質(zhì)信號或噪聲會降低測量精度。另一方面，SPR和QCM使用固定在傳感器表面上的抗體來檢測生理活性物質(zhì)，因此基于抗體的特異性可具有高的測量精度。Sra和QCM較HPLC的另一個(gè)優(yōu)勢是更高的生產(chǎn)量。(3)生物信息的獲取使用生理活性物質(zhì)的量化值作為指標(biāo)來獲取生物信息。具體地，例如，測量大量健康被驗(yàn)者在一天中的預(yù)定時(shí)間段內(nèi)的生理活性物質(zhì)量，并且根據(jù)測量結(jié)果算出定義生理活性物質(zhì)量的濃度變化標(biāo)準(zhǔn)范圍的標(biāo)準(zhǔn)變化曲線。接著，將被驗(yàn)者中的生理活性物質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)變化曲線進(jìn)行比較以確定生物信息。使用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的生理活性物質(zhì)采集設(shè)備獲取的生物信息的示例包括關(guān)于壓力、情緒、月經(jīng)周期和運(yùn)動效果的信息。其它的示例包括睡眠(失眠水平)、健康狀況和晝夜節(jié)律(生物節(jié)律)的信息。關(guān)于壓力，活體上的壓力負(fù)荷與皮質(zhì)醇、腎上腺酮和可的松(下文中，統(tǒng)稱為“皮質(zhì)醇”)的分泌水平之間的關(guān)系是已知的，如專利文獻(xiàn)3和專利文獻(xiàn)4中所記載的。如本文中所使用的，“分泌水平”是血液中的分泌水平；具體地，該術(shù)語與“血液濃度”具有相同的含義。關(guān)于諸如興奮、恐懼、憤怒、攻擊性、舒適、焦慮和悲痛的情緒，與去甲腎上腺素、腎上腺素、多巴胺和L-D0PA、這些物質(zhì)的前體物質(zhì)(在下文中，統(tǒng)稱為“兒茶酚胺”)的分泌水平的關(guān)系是公知的。也闡明了情緒和血清素、一元胺成員如兒茶酚胺的分泌水平之間的關(guān)系。例如，據(jù)報(bào)道在進(jìn)行使被驗(yàn)者焦慮或恐懼心理測試前后，唾液中的去甲腎上腺素水平是不同白勺(# JaL “ Study of salivary catecholamines using fully automated column-switching high-performance liquid chromatography “ ， Journal of Chromatography. B, Biomedical Sciences and Applications, .1997Jul 4 ；694(2) 305-16)。此外，雌激素酮(El)、雌二醇(Ε》和雌激素三醇(Ε； )(在下文，統(tǒng)稱為“雌激素”) 控制活體的月經(jīng)周期，并且它們的分泌水平隨著月經(jīng)周期變化。有效的活動促進(jìn)生長激素的分泌也是公知的。生長激素的分泌促進(jìn)肌肉和骨骼生長，并且促使身體脂肪的補(bǔ)充以提高脂肪燃燒效率。因此，認(rèn)為運(yùn)動的效果(諸如，對肌肉強(qiáng)化和減肥的作用)與生長激素分泌水平有關(guān)。因此，例如，皮質(zhì)醇的量化值可用于獲得關(guān)于施加在活體上的壓力的信息。具體地，例如，測量大量健康被驗(yàn)者中的皮質(zhì)醇的分泌水平，并且根據(jù)測量結(jié)果算出定義皮質(zhì)醇的濃度變化標(biāo)準(zhǔn)范圍的標(biāo)準(zhǔn)變化曲線。接著，測量被驗(yàn)者中的皮質(zhì)醇的分泌水平，并且將結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)變化曲線進(jìn)行比較。例如，如果測量的分泌水平偏離標(biāo)準(zhǔn)變化曲線，那么可確定被驗(yàn)者長期地處于壓力狀態(tài)。此外，例如，測量正常狀態(tài)下被驗(yàn)者中的皮質(zhì)醇的分泌水平，并且根據(jù)測量結(jié)果算出標(biāo)準(zhǔn)變化曲線。接著，將標(biāo)準(zhǔn)變化曲線與給定時(shí)間時(shí)被驗(yàn)者中的皮質(zhì)醇分泌水平進(jìn)行比較以確定被驗(yàn)者在給定時(shí)間點(diǎn)是處于壓力狀態(tài)還是處于放松狀態(tài)。除了皮質(zhì)醇、一元胺、雌激素和生長激素之外，表1中給出的生理活性物質(zhì)指標(biāo)和生物信息的組合是公知的。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，通過利用這些組合，可根據(jù)生理活性物質(zhì)的量化值與生物信息之間的正相關(guān)關(guān)系或負(fù)相關(guān)關(guān)系獲得關(guān)于生物信息的信息。表權(quán)利要求
1.一種生理活性物質(zhì)采集設(shè)備，包括采集部，所述采集部接觸活體的體表表面以從所述體表表面獲取生理活性物質(zhì)；以及液體輸送裝置，用于將溶劑輸送至所述采集部，所述采集部具有開口，從所述液體輸送裝置輸送而流動的所述溶劑通過所述開口與所述體表表面接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生理活性物質(zhì)采集設(shè)備，還包括導(dǎo)出部，所述導(dǎo)出部將已在所述開口處與所述體表表面接觸過的所述溶劑排出；以及供給裝置，用于將吸收并保持所述溶劑的吸收體輸送至所述導(dǎo)出部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生理活性物質(zhì)采集設(shè)備，其中，所述供給裝置通過轉(zhuǎn)動芯體并釋放卷繞在所述芯體上的所述吸收體來將所述吸收體輸送至所述導(dǎo)出部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生理活性物質(zhì)采集設(shè)備，還包括干燥裝置，所述干燥裝置用于從吸收和保持溶劑的所述吸收體將所述溶劑汽化并去除。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的生理活性物質(zhì)采集設(shè)備，還包括將空氣輸送至所述采集部的空氣輸送單元，以選擇性地將所述溶劑和空氣導(dǎo)入所述采集部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的生理活性物質(zhì)采集設(shè)備，其中，所述采集部包括基板，所述基板包括供所述溶劑流動的流路、所述流路的溶劑入口、所述流路的溶劑出口以及位于所述流路的所述入口和所述出口之間的所述開口，其中，能夠從所述采集部更換所述基板。
7.一種用于獲取活體信息的方法，所述方法包括將根據(jù)權(quán)利要求6所述的生理活性物質(zhì)采集設(shè)備所獲取的生理活性物質(zhì)量化；以及根據(jù)所述生理活性物質(zhì)的量化值獲取關(guān)于活體的信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，使用皮質(zhì)醇作為所述生理活性物質(zhì)來獲取關(guān)于壓力的信息作為關(guān)于活體的信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，使用一元胺作為所述生理活性物質(zhì)來獲取關(guān)于情緒的信息作為關(guān)于活體的信息。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，使用雌激素作為所述生理活性物質(zhì)來獲取關(guān)于月經(jīng)周期的信息作為關(guān)于活體的信息。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，使用生長激素作為所述生理活性物質(zhì)來獲取關(guān)于運(yùn)動效果的信息作為關(guān)于活體的信息。
全文摘要
本發(fā)明涉及生理活性物質(zhì)采集設(shè)備和生物信息獲取方法，該生理活性物質(zhì)采集設(shè)備包括采集部，接觸活體的體表表面以從體表表面獲取生理活性物質(zhì)；以及液體輸送裝置，用于將溶劑輸送至采集部，該采集部具有開口，從液體輸送裝置輸送而流動的溶劑通過所述開口與體表表面接觸。
文檔編號A61B5/15GK102429639SQ201110231678
公開日2012年5月2日 申請日期2011年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月18日
發(fā)明者松本真寬, 渡部祐己, 勝原智子 申請人:索尼公司