用於確定體液中物質濃度的系統的製作方法

2023-08-13 08:53:46 1

專利名稱：用於確定體液中物質濃度的系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於確定體液中關注物質濃度的系統。本發明的系統(例如)適於連續 確定存在於體液中的關注物質的濃度，例如，血液或組織間液中葡萄糖的濃度。
背景技術：
有時需要確定體液中特別關注物質的存在和/或濃度，例如用於診斷目的或者為 了確定用於治療已確診疾病或病症的醫療藥量。舉例而言，患有胰島素依賴型糖尿病的人 需要知道存在於血液中的葡萄糖水平以確定在特定時間需要注射的胰島素劑量。因此，患 有胰島素依賴型糖尿病的人必須每天多次測量血糖水平。這通常通過刺穿皮膚和小血管， 從所形成的傷口壓出少量血樣和將血樣饋送到血糖測量裝置來進行。由於以這種方式抽取 少量血樣較為不便且有時較疼，因此患有胰島素依賴型糖尿病的患者忽視按照需要頻次來 測量血糖水平，且可能完全不執行測量或者一天僅執行一次或兩次測量都是不罕見的。因 此需要提供一種確定血糖水平的方法，其比上文所述的常規方法更方便且疼痛更輕。為此，已做出許多嘗試來提供測量血糖濃度的非侵入型光學方法。這些方法中的 某些描述於 WO 2007/072300 和 WO 2006/003551 中。WO 2007/072300公開了一種用於在活體受試者中非侵入地測量葡萄糖濃度的系 統和方法，其包括熱發射光譜(TES)裝置，光學相關斷層掃描(OCT)裝置或者近紅外漫反射 (NIDR)裝置。TES生成指示葡萄糖吸收度的信號，從該信號確定血糖濃度且OCT裝置生成 指示活體受試者的一部分的散射係數的信號，從該信號確定血糖濃度。WO 2006/003551公開了一種對位於多個不同關注體積中的物質或生物結構進行 非侵入光譜分析的光譜系統。該光譜系統使用大量各式探頭，探頭連接到基站，基站提供光 譜光源和光譜分析裝置。在WO 2007/072300和WO 2006/003551中公開的系統都具有以下缺點諸如血糖這樣的物質濃度的非侵入光學測量不如侵入測量準確，由此犧牲測量準確性來使得使用者 更容易執行測量。US 7，277，740公開了一種在活體內對分析物濃度進行免試劑確定的系統。該系 統包括光發射器，其用於生成單色初始光；散射光經皮傳感器，其包括入射光導和檢測光 導；波長選擇性檢測裝置，其連接到檢測光導用於檢測二次光的拉曼散射組分；以及，評估 裝置，其用於從二次光的拉曼散射組分來確定分析物濃度。

發明內容
本發明的目的在於提供一種用於確定關注物質濃度的系統，該系統易於操作。本發明的另一目的在於提供一種用於確定關注物質濃度的系統，該系統能提供關 注物質濃度的連續活體測量。本發明的再一目的在於提供一種用於確定關注物質濃度的系統，該系統能提供關 注物質濃度的準確測量。
根據本發明的第一方面，通過提供一種用於確定體液內關注物質濃度的系統來實 現上述和其它目的，該系統包括-探頭，其適於定位成與待分析的體液直接接觸，所述探頭限定分析體積，分析體積至 少部分地由半透膜朝向體液劃界，半透膜允許來自體液的關注物質進入分析體積， -第一導光裝置，其被布置成向分析體積引導初始光，以及 -第二導光裝置，其被布置成引導二次光遠離分析體積。探頭適於定位成與待分析的體液直接接觸。因此，本發明的系統侵入地操作，因為 必需執行侵入行為來獲得待分析的體液的合適樣品。這可通過將探頭侵入地定位成與體液 直接接觸而獲得。或者，可單獨地獲得樣品且隨後將樣品定位成與探頭直接接觸。在後一 種情況下，可利用單獨設備獲得樣品且隨後將樣品供應到本發明的系統。或者，可由導管或 類似物收集，導管或類似物直接連接到本發明的系統，在此情況下，採樣器械和本發明的系 統形成相同設備的部分，本發明的系統自身非侵入地布置。探頭限定分析體積，該分析體積至少部分地由半透膜朝向體液劃界。在本發明的 情形下，術語「半透」應被理解為表示允許一些物質穿過該膜而不允許其它物質穿過該膜。 優選地，膜允許諸如葡萄糖的關注物質穿過，而基本上不允許體液的其它元素或成分穿過。 因此，關注物質透過半透膜且進入分析體積內，而保持體液的其它成分在分析體積之外，從 而可在分析體積中對關注物質進行分析以確定關注物質的濃度。有利地，探頭被布置成與待分析的體液直接接觸，因為關注物質濃度是在對體液 直接執行測量的基礎上而被確定的，而不是基於非侵入型光學測量。從而獲得更精確的測量。該系統還包括第一導光裝置和第二導光裝置。第一導光裝置被布置成向分析體積 引導初始光，且第二導光裝置被布置成引導二次光遠離分析體積。第一導光裝置與第二導 光裝置可完全分開，例如以兩個獨立光導的形式，每個光導向分析體積/從分析體積引導 光。或者，第一導光裝置與第二導光裝置可至少部分地組合，例如以Y形結構的形式，其中 僅一個光導進入分析體積，所述光導用於引導初始光進入分析體積和引導二次光遠離分析 體積。在此情況下，光導在分析體積外分成第一光導和第二光導，第一光導用於向光導的組 合部分引導初始光，第二光導用於引導二次光遠離光導的組合部分。本發明的系統優選地以下面的方式操作。探頭被布置成與體液接觸，從而允許關 注物質經由半透膜進入分析體積。初始光由第一導光裝置向分析體積供應，由此在分析體 積中存在的關注物質分子上造成散射，例如，拉曼散射。以此方式產生的二次光經由第二導 光裝置引導遠離分析體積。然後可使用對二次光的光譜(例如拉曼光譜)的分析來確定關注 物質的濃度。因此，提供一種系統，其適於提供關注物質濃度的精確確定。而且，該系統可容易 地與諸如導管的連續採樣系統組合，且因此無需在每次必需執行測量時刺穿皮膚。該系統還可包括至少一個雷射器或適於發出基本上單色光的其他合適光源，用於 發出初始光，所述雷射器連接到第一導光裝置。根據此實施例，由至少一個雷射器提供初始 光，且雷射器形成該系統的部分。雷射器可永久地附著到第一導光裝置的與分析體積相對 布置的端部，和/或其可連接到第一導光裝置。或者，雷射器或任何其它合適初始光源，可 連接到該系統，而不形成該系統的部分。在此情況下，光源可為可互換的和/或其可由使用者選擇，例如，以匹配特定需要，諸如特定關注物質的分析。在系統包括至少一個雷射器的情況下，雷射器中的至少一個可為脈衝雷射器。脈 衝激光器可有利地適於發出脈衝寬度短於Ips (諸如短於lOOfs，諸如在飛秒範圍)的脈衝。 由於以下原因，使用適於發出很短脈衝寬度的脈衝的脈衝雷射器是有利的。雷射脈衝的脈 衝寬度越短，由雷射脈衝覆蓋的波長範圍就越寬。因此，使用脈衝寬度足夠短的脈衝雷射提 供足夠寬以至少基本上覆蓋關注物質的整個拉曼光譜的波長分布。因此，無需掃描波長或 調諧輸入光源以便獲得拉曼光譜。作為替代或作為補充，雷射器中的至少一個可為連續波(cw)雷射器。根據此實施 例，CW雷射器可用作泵浦雷射器以提高關注物質的分子拉曼水平的總數(population)。由 此增強了用於確定關注物質濃度的信號，且改進了信雜比。由此，獲得關注物質濃度更可靠 的確定。根據此實施例，可使用相干反斯託克斯拉曼光譜學(CARS)來確定關注物質的濃度。
探頭可適於侵入地定位，諸如在皮下或在血管中，例如在靜脈內或動脈內。探頭適 於侵入地定位是有利的，因為在這樣的情況下，探頭布置緊靠採樣位置。由此可使系統的響 應時間最短。在探頭適於位於皮下的情況下，體液可有利地為組織間液，且在探頭適於位於血 管中的情況下，體液可有利地為血液。該系統還可包括適於檢測拉曼散射光的檢測裝置，所述檢測裝置連接到第二導光 裝置。根據此實施例，用於檢測和可能分析拉曼散射光的檢測裝置形成該系統的部分。該系統還可包括布置於分析體積內部的至少一個反射性表面。根據此實施例，進 入分析體積的初始光從反射性表面反射。由此，其在分析體積內行進一定距離，該距離大約 為無反射性表面情況下行進距離的兩倍長。由此，增加了初始光從關注物質分子散射的幾 率，且可獲得增強的信號。反射性表面中的至少一個可具備結構化金屬表面，例如微結構化金屬表面。結構 化金屬表面優選地為適合於吸附關注物質分子的類型。在此情況下，利用表面增強的拉曼 光譜(SERS)可獲得增強的拉曼信號。由此，能檢測到關注物質的存在，即使是很低濃度。結構化金屬表面可有利地由貴金屬形成，諸如金、銀、銅或鉬。半透膜可布置於探頭的壁部中，優選地布置於距探頭端部一定距離處。根據此實 施例，探頭的端部未被半透膜覆蓋。第一導光裝置和/或第二導光裝置可包括光纖。作為替代或補充，第一導光裝置 和/或第二導光裝置可為或包括用於向/從分析體積引導適當類型的初始/二次光的任何 其它合適裝置。關注物質可為葡萄糖。在此情況下，本發明的系統可有利地用於測量血糖水平，例 如，為了確定給予人(例如，患有胰島素依賴型糖尿病的人)的藥物(例如，胰島素)量。體液為血液、組織間液或者包含關注物質的任何其它合適體液。該系統還可包括布置於探頭分析體積中的金屬微結構。金屬微結構可(例如)呈小 物體(例如，納米粒子)的形式，其被塗覆到分析體積內部。金屬微結構優選地為適合於吸附 關注物質分子的類型。在此情況下，進入分析體積的體液中存在的關注物質分子中的一些 被金屬微結構吸附，且源自這些分子的拉曼信號被顯著地增強，因為它們引起表面增強的 拉曼光譜(SERS )效應。由此，能檢測到關注物質的存在，即使是很低濃度。
金屬微結構可為或包括貴金屬，諸如金、銀、銅或者鉬。該半透膜可形成第一導光裝置和/或第二導光裝置的部分。可提供由半透材料制 成的中空纖維來有利地實現此實施例，由此該中空纖維構成半透膜。然後可將光學芯定位 於中空纖維內部使得在該光學芯與半透膜之間限定一空間。該空間可包含空氣或合適液 體，例如鹽水溶液。選擇光學芯的材料使得光學芯具有比包含於光學芯與半透膜之間限定 的空間中的材料更高的折射率，光學芯、中空纖維和布置於光學芯與半透膜之間的材料組 合形成光波導。根據本發明的第二方面，通過提供用於確定體液內關注物質濃度的系統來實現上 述和其它目的，該系統包括-分析部件，其適於定位成與待分析的體液直接接觸，所述分析部件限定分析體積， -第一導光裝置，其被布置成向分析體積引導初始光，以及 -第二導光裝置，其被布置成引導二次光遠離分析體積， 其中該分析體積具備金屬微結構，其適於吸附關注物質分子。應當指出的是本領域技術人員將易於認識到結合本發明第一方面所描述的任何 特點也可與本發明的第二方面組合，反之亦然。分析部件是該系統的部分，其被布置成在系統操作期間與待分析的體液直接接 觸。分析部件可為探頭，如在上文中參考本發明的第一方面所述，但其可替代地為系統的不 形成頭部或端部的部分。舉例而言，分析部件可為布置於光纖中部的部分。分析體積由分 析部件限定，優選地形成分析部件的部分。該分析體積具備金屬微結構，金屬微結構適於吸附關注物質分子。因此，當分析 部件被布置成與待分析的體液接觸時，關注物質分子進入分析體積。分子中的一些然後可 被金屬微結構吸附。當初始光經由第一導光裝置向分析體積引導時，初始光在吸附的分子 上散射且二次、散射光經由第二導光裝置引導遠離分析體積。然後分析散射光以確定體液 中關注物質的濃度。由於初始光從吸附的分子散射，這種分析可使用表面增強的拉曼光譜 (SERS)執行，如先前所述。由此，獲得相對較強的信號，允許檢測關注物質的很小濃度。該系統還可包括半透膜，半透膜被布置成至少部分地朝向待分析的體液劃界分析 體積。如上文所述，這種半透膜允許關注物質分子穿過且進入分析體積，但阻止可能會造成 較大背景信號的較大分子進入分析體積。在某些情形中，這會提高信雜比。但是，作為替代， 金屬微結構可被布置成與待分析的體液直接接觸，而無需在它們之間的半透膜。這將在下 文中進一步描述。該金屬微結構可布置於第一導光裝置和/或第二導光裝置的端部。根據此實施 例，第一導光裝置和/或第二導光裝置可有利地為光纖，光纖具有直接安裝於其端部上的 金屬微結構。在此情況下，金屬微結構可為直接生長於導光裝置端部上的金屬單層。或者， 該金屬微結構可略微更厚。可以許多不同方式形成金屬微結構。如上文所提到的那樣，其可為直接生長於導 光裝置端部上的單層。或者，其可為塗覆到分析體積內部上的納米粒子。作為另一替代，金 屬微結構可直接塗覆於導光裝置端部上，例如通過濺射、化學氣相沉積(CVD)或另一合適的 技術。作為又一替代，其可為塗覆到導光裝置端部上的圖案化金屬層，例如使用掩膜技術或 者光刻技術。最後，其可為使用合適技術塗覆到導光裝置端部上的半透明金屬層。
作為將金屬微結構布置於第一導光裝置和/或第二導光裝置端部的替代，金屬微 結構可布置於第一導光裝置與第二導光裝置之間。根據此實施例，初始光可經由第一導光 裝置向金屬微結構的一個部分引導，且二次光經由第二導光裝置引導遠離金屬微結構的另 一相對布置的部分。第一導光裝置與第二導光裝置可形成相同光纖的部分。根據此實施例，初始光和 二次光可由相同光纖引導。或者，分析部件可布置於光纖中部。在此情況下，初始光經由光 纖的第一部分向分析體積引導，且二次光經由光纖的第二部分引導遠離分析體積。該系統還可包括布置在分析體積內部或鄰近分析體積的至少一個反射性表面。如 上文所述，由此使初始光穿過分析體積兩次，由此增加了初始光在關注物質分子上散射的 機率。可由金屬微結構形成分析體積。根據此實施例，金屬微結構被布置成與待分析的 體液直接接觸。在分析部件侵入地定位的情況下，金屬微結構應優選地由生物相容性材料 製成，即與其中預期布置該分析部件的組織類型相容的材料。


現將參看附圖更詳細地描述本發明，在附圖中圖1是根據本發明的第一實施例的系統的示意圖。圖2是根據本發明的第二實施例的系統的示意圖。圖3是根據本發明的第三實施例的系統的示意圖。圖4示出用於根據本發明的系統的探頭的第一實例。圖5示出用於根據本發明的系統的探頭的第二實例。圖6示出用於根據本發明的系統的探頭的第三實例。圖7示出用於根據本發明的系統中的探頭的第四實例。圖8是根據本發明的第四實施例的系統的示意圖。圖9是根據本發明的第五實施例的系統的示意圖。圖10是根據本發明的第六實施例的系統的示意圖。圖11是根據本發明的第七實施例的系統的示意圖。圖12是根據本發明的第八實施例的系統的示意圖。圖13是根據本發明的第九實施例的系統的示意圖。圖14是根據本發明的第十實施例的系統的示意圖。
具體實施例方式圖1是根據本發明的第一實施例的系統1的示意圖。系統1包括探頭2，探頭2部 分地布置於皮下，即在皮膚表面3下方。由此，探頭2被布置成與組織4直接接觸，組織4 包括在此區域存在的組織間液。應當指出的是探頭2可替代地置於血管中或者與例如經由 導管單獨採樣的合適體液接觸。在探頭2內限定分析體積5。分析體積5部分地由半透膜6朝向組織間液劃界。 半透膜6允許諸如葡萄糖這樣的關注物質穿過，而不允許體液的其它成分穿過半透膜6。因 此，特定關注物質分子存在於分析體積5中。8
系統1還包括第一光導7和第二光導8，二者都具有置於分析體積5中的端部7a、 8a。第一光導7被布置成向分析體積5引導初始光9。在分析體積5中，初始光9從關注物 質的分子散射，例如由於拉曼散射，從而產生以散射光10形式的二次光。第二光導8被布 置成遠離分析體積且朝向檢測單元和/或分析單元引導二次光11，在檢測單元和/或分析 單元中檢測和/或分析二次、散射光11且用作確定待分析體液中關注物質濃度的基礎。圖2是根據本發明的第二實施例的系統1的示意圖。在圖2中的系統非常類似於 圖1的系統，且系統1的操作將因此不在此處詳細地描述。圖2的系統還包括置於分析體 積5中與光導7、8的端部7a、8a位置相對的反射性表面12。因此，經由第一光導7進入分 析體積5且並未立即散射的初始光9從反射性表面12反射。由此，初始性光9再次行進分 析體積5的距離，從而使給定光子被關注物質分子散射的機率加倍。由此獲得增強的信號。如上文所述，反射性表面12可具備結構化金屬表面。在此情況下，關注物質的分 子可在結構化金屬表面處吸附，由此可使用表面增強的拉曼光譜(SERS)來獲得以若干數量 級增強的拉曼信號。這允許檢測即使很低濃度的關注物質。圖3是根據本發明的第三實施例的系統1的示意圖。圖3的系統1非常類似於圖 2的系統1。但是，在圖3的實施例中，光導7、8的端部7a、8a布置於與半透膜6位置相對 應且在皮膚表面3下方的位置。圖4至圖7示出用於根據本發明的系統的探頭2，半透膜6以不同方式布置。在圖4中，半透膜6布置於距探頭2的端部13 —定距離處且形成為探頭2中的『窗口，。在圖5中半透膜6也布置於距探頭2的端部13 —定距離處。但在此情況下，半透 膜6延伸探頭2的整個圓周。在圖6中，半透膜6延伸探頭2的整個圓周，且其延伸到端部13，但並不在端部13 上延伸。在圖7中，半透膜6形成探頭2的端部13，但其並不布置於探頭2的側壁上。圖8是根據本發明的第四實施例的系統1的示意圖。圖8的系統1非常類似於圖 3的系統。但其中，反射性表面12與所述探頭2的端部13成一定角度布置於分析體積5 中。反射性表面12可呈多個表面的形式，或者其可為具有基本上圓柱形狀的單個表面。圖9是根據本發明的第五實施例的系統1的示意圖。圖9的系統1包括以光學芯 14形式的光導，光學芯14布置於半透材料製成的中空纖維15中。中空纖維15的端部16 布置於皮膚表面3下方，由此中空纖維15的半透膜材料與組織4直接接觸。因此，允許關 注物質(例如葡萄糖)的分子進入限定於光學芯14與中空纖維15之間的空間。由此，此空 間構成分析體積5。而且，由半透中空纖維15劃界的分析體積5形成比光學芯14折射率低的區域。由 此，分析體積5可充當包覆層。在此情況下，光學芯14和分析體積15組合地形成同心光波 導，其可用於朝向端部16引導初始光以及遠離端部16引導二次光。到達分析體積5的初 始光在關注物質分子上散射，例如拉曼散射。散射光經由光學芯14與分析體積5形成的波 導遠離分析體積且朝向檢測和/或分析設備引導。這類似於上文所述的實施例。圖9所示的系統1具有以下優點初始光可在關注物質分子上散射的區域相對較 大。由此，可獲得更強信號，且能檢測關注物質的較小濃度。
分析體積5，特別是布置靠近端部16的部分可具備金屬微結構，例如以布置於分 析體積5內部的納米粒子的形式。在此情況下，關注物質分子可在金屬微結構表面上吸附。 當初始光到達分析體積5時，其將在吸附的關注物質分子上散射，且可使用表面增強的拉 曼光譜(SERS)來確定關注物質的濃度，如先前所述。由此，可獲得更強信號，且能檢測關注 物質的更小濃度。圖10是根據本發明的第六實施例的系統1的示意圖。圖10的系統1包括光纖17， 光纖17包括芯18和包覆層19。金屬微結構20附著於光纖17的端部21。金屬微結構20 可為合適金屬單層，或者其可為略微更厚的層。金屬微結構20可為圖案化金屬層，例如通 過光刻技術塗覆，或者其可為通過濺射、化學氣相沉積(CVD)或者另一合適技術塗覆的層。 作為替代或作為補充，其可為合適金屬的半透明層和/或納米粒子層。金屬微結構20優選 地相對多孔，從而限定較大表面。圖10的系統優選地以下面的方式操作。光纖17的至少端部21與金屬微結構20 一起被定位成與待分析的體液接觸。該系統可侵入地布置，例如在皮下，如在先前所述的實 施例中，或者，其可被布置成與先前獲得的樣品接觸。因此，金屬微結構20被布置成與體液 直接接觸，由此與關注物質分子接觸。由此，關注物質分子可吸附在金屬微結構表面上。初始光由光纖17向金屬微結構20引導。在這裡，初始光在已吸附於金屬微結構 20表面上的關注物質分子上散射，優選地拉曼散射。散射光由光纖17引導遠離金屬微結構 20和朝向檢測和/或分析單元。在這裡，確定關注物質的濃度。由於初始光在吸附於金屬 微結構上的關注物質分子上散射，因此這種確定可使用表面增強的拉曼光譜(SERS)進行。 如上文所述，由此可獲得更強信號，允許檢測關注物質的更小濃度。圖11是根據本發明的第七實施例的系統1的示意圖。圖11的系統1非常類似於 圖10的系統，因此在這裡將不再更詳細地描述它。但是，圖11的系統1包括布置與金屬微 結構20相鄰的反射性表面12。因此，穿過金屬微結構20但未在吸附於金屬微結構20上 的關注物質分子上散射的初始光的部分將被反射性表面12反射。由此，反射的光將再次行 進穿過金屬微結構20。由此，光在吸附的關注物質分子上散射的機率基本增加到2倍。因 此，獲得更強信號，允許檢測關注物質更小的濃度。圖12是根據本發明的第八實施例的系統1的示意圖。圖12的系統1類似於圖10 中的系統1。在圖12中，光纖12的部分被移除且金屬微結構20布置於移除材料的位置。 應當指出的是可移除在此位置的所有纖維材料，在此情況下，僅金屬微結構20保持光纖17 的兩個部分17a、17b在一起。或者，可僅移除纖維材料的部分，例如光纖17的一個或多個 區段，或者，僅移除包覆材料19，留下芯18。圖12的系統1優選地以下面的方式操作。金屬微結構20所在的光纖17部分被 布置成與待分析的體液接觸。該光纖17可侵入地布置，例如在皮下，如上文所述，或者，其 可被布置成與先前獲得的樣品接觸。在光纖17侵入地布置的情況下，可設想到在兩個位置 穿透皮膚表面，光纖17的第一部分17a通過穿透點之一突伸，且光纖17的第二部分17b通 過另一穿透點突伸，由此侵入地定位金屬微結構20且與體液接觸，從而與關注物質接觸。然後關注物質分子可吸附於金屬微結構20上，如上文所述，且金屬微結構20限定 分析體積。初始光經由光纖17的第一部分17a朝向金屬微結構20引導。一些初始光在吸附的關注物質分子上散射，且散射的光經由光纖17的第二部分17b引導遠離金屬微結構20。 使用表面增強的拉曼光譜(SERS)來分析散射光，如上文所述。圖13是根據本發明的第九實施例的系統1的示意圖。圖13的系統1類似於圖9 的系統1。圖13的系統1包括第一光導7與第二光導8，第一光導7被布置成朝向分析體 積5引導初始光，且第二光導8被布置成引導二次光遠離分析體積5。第二光導8由半透材 料製成，即允許關注物質的分子穿過第二光導8且進入到分析體積5內。圖13的系統1優選地以下面的方式操作。系統1的端部16被布置成與待分析的 體液接觸。由此，允許關注物質分子通過第二光導8進入分析體積5，如上文所述。然後，經 由第一光導7向分析體積5引導初始光。在分析體積5中，初始光在關注物質分子上散射， 優選地拉曼散射，且散射的二次光經由第二光導8引導遠離分析體積5。圖14是根據本發明的第十實施例的系統1的示意圖。圖14的系統1類似於圖12 的系統。在圖14的系統1中，僅移除了包覆層19的部分，且將金屬微結構20布置於此位 置。金屬微結構20形成分析體積，且該系統1如上文參看圖12所述操作。
權利要求
1.一種用於確定體液中關注物質濃度的系統，所述系統包括-探頭，其適於定位成與待分析的體液直接接觸，所述探頭限定分析體積，該分析體積 至少部分地由半透膜朝向所述體液劃界，所述半透膜允許來自體液的關注物質進入所述分 析體積，-第一導光裝置，其被布置成向所述分析體積引導初始光，以及 -第二導光裝置，其被布置成引導二次光遠離所述分析體積。
2.根據權利要求1所述的系統，其還包括用於發出初始光的至少一個雷射器，所述激 光器連接到第一導光裝置。
3.根據權利要求2所述的系統，其中所述雷射器中的至少一個為脈衝雷射器。
4.根據權利要求3所述的系統，其中所述脈衝雷射器適於發出脈衝寬度短於Ips的脈衝。
5.如權利2至4中任一項所述的系統，其中所述雷射器中的至少一個為連續波雷射器。
6.根據前述權利要求中任一項所述的系統，其中所述探頭適於侵入地定位。
7.根據前述權利要求6所述的系統，其中所述探頭適於定位於皮下。
8.根據前述權利要求6所述的系統，其中所述探頭適於定位於血管中。
9.根據前述權利要求中任一項所述的系統，其還包括適於檢測拉曼散射光的檢測裝 置，所述檢測裝置連接到所述第二導光裝置。
10.根據前述權利要求中任一項所述的系統，其還包括布置於分析體積內部的至少一 個反射性表面。
11.根據權利要求10所述的系統，其中所述反射性表面中的至少一個具備結構化金屬表面。
12.根據前述權利要求中任一項所述的系統，其中所述半透膜布置於所述探頭的壁部中。
13.根據權利要求12所述的系統，其中所述半透膜布置於距所述探頭端部一定距離處。
14.根據前述權利要求中任一項所述的系統，其中所述第一導光裝置和/或第二導光 裝置包括光纖。
15.根據前述權利要求中任一項所述的系統，其中所述關注物質是葡萄糖。
16.根據前述權利要求中任一項所述的系統，其中所述體液是血液。
17.根據權利要求1至15中任一項所述的系統，其中所述體液是組織間液。
18.根據前述權利要求中任一項所述的系統，其還包括布置於所述探頭的分析體積中 的金屬微結構。
19.根據前述權利要求中任一項所述的系統，其中所述半透膜形成所述第一導光裝置 和/或所述第二導光裝置的部分。
20.一種用於確定關注物質濃度的系統，所述系統包括分析部件，其適於定位成與待分析的體液直接接觸，所述分析部件限定分析體積， 第一導光裝置，其被布置成向所述分析體積引導初始光，以及 第二導光裝置，其被布置成引導二次光遠離所述分析體積，其中所述分析體積具備金屬微結構，金屬微結構適於吸附關注物質的分子。
21.根據權利要求20所述的系統，其還包括半透膜，該半透膜被布置成至少部分地朝 向待分析的體液劃界所述分析體積。
22.根據權利要求20或21所述的系統，其中所述金屬微結構布置於所述第一導光裝 置和/或所述第二導光裝置的端部處。
23.根據權利要求22所述的系統，其中所述金屬微結構是金屬單層。
24.根據權利要求20或21所述的系統，其中所述金屬微結構布置於所述第一導光裝 置與所述第二導光裝置之間。
25.根據權利要求20至M中任一項所述的系統，其中所述第一導光裝置與所述第二 導光裝置形成相同光纖的部分。
26.根據權利要求20至25中任一項所述的系統，其還包括布置在所述分析體積內部 或所述分析體積鄰近的至少一個反射性表面。
27.根據權利要求20至沈中任一項所述的系統，其中所述分析體積由所述金屬微結 構形成。
全文摘要
本發明提供一種通過光學方法來確定體液中關注物質(例如葡萄糖)的濃度的系統(1)。該系統(1)包括探頭(2)，探頭(2)適於定位成與待分析體液直接接觸，例如，在皮下，在血管中或者與樣品直接接觸。探頭(2)限定分析體積(5)，該分析體積(5)至少部分地由半透膜(6)朝向體液劃界，半透膜(6)允許關注物質進入分析體積(5)。該系統(1)還包括第一導光裝置(7)和第二導光裝置(8)，第一導光裝置(7)被布置成向分析體積(5)引導初始光(9)，第二導光裝置(8)被布置成引導二次光(11)遠離分析體積(5)。初始光(9)被散射，優選地被拉曼散射，且該散射光譜用於確定關注物質的濃度。
文檔編號G01N21/00GK102046073SQ200980119739
公開日2011年5月4日 申請日期2009年3月31日 優先權日2008年3月31日
發明者H·J·彼得森, H·迪拉克, K·M·帕施 申請人:P和V顧問有限責任兩合公司