JP2021534930A - 検体を検出するためのセンサユニット、体液モニタリング装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
2H2O(l)→ O2(g)+4H+(aq)+4e− (式1)
4H2O(1)+4e−→2H2(g)+4OH−(aq) (式2)
n=((I・t)/F)・(1/z)=Q/ (F・z) (式3)
ここで、nは電気分解中に電極で変化した水のモル数であり、Fはファラデー定数96485C/モルであり、Qは水を通過した合計電荷をクーロン(C)で表したものであり、Iは電流であり、tは定電流が印加された時間であり、zはイオン当たりに移動した電子の数である(O2の場合、z=4)。
電力=電圧×電流=3V×10μA=30μW。
エネルギー=電力×時間=30μW×0.1s=3μJ。
図6は、第1の設定(図6の左側)よりも第2の設定(図6の右側)において、それぞれの電極(導電領域)138、140にかかるより高い電圧が使用されることを除いて、図5に示されるものと同様の第1及び第2の設定を示す。図6に概略的に描写されるように、それぞれの設定において等しい電圧が使用された図5とは対照的に、第2の設定におけるより高い電圧は、第1の設定において明白な正電荷雲154に対して、正電荷雲154を延長することができ、これにより、第2の設定への切り換え時に、更なる捕捉種126が再生される。
Claims (15)
- 水性媒体中の検体を検出するためのセンサユニットであって、
前記水性媒体を受容するための表面と、
前記検体を可逆的に結合するための、前記表面上に固定された捕捉種と、
前記捕捉種に結合させられた検体を検出、決定又は評価するための検出器と、
電解アセンブリと、
を有し、前記電解アセンブリは、
前記表面上の少なくとも3つの空間的に離隔された導電領域と、
電源と、
を有し、前記電源は、
前記表面上で受容された前記水性媒体を電気分解するのに十分な電圧が、前記少なくとも3つの導電領域の第1の対の組み合わせ間に供給される、第1の設定と、
前記表面上で受容された前記水性媒体を電気分解するのに十分な電圧が、前記第1の対の組み合わせとは異なる、前記少なくとも3つの導電領域の第2の対の組み合わせ間に供給される、第2の設定と、
を実装するよう構成された、センサユニット。 - 前記導電領域の少なくとも2つが、互いに噛み合った構成で配置された、請求項1に記載のセンサユニット。
- 前記第2の設定において供給される電圧は、前記第1の設定において供給される電圧とは異なる、請求項1又は2に記載のセンサユニット。
- 前記導電領域の第2の対の組み合わせは、前記導電領域の第1の対の組み合わせよりも、前記表面上において離れて配置された、請求項1乃至3のいずれか一項に記載のセンサユニット。
- 複数の前記空間的に離隔された導電領域は、導電領域のアレイを有し、隣接する前記導電領域の間の間隔は、大きい間隔と小さい間隔との間で交互となっており、前記電源は、前記大きい間隔により離隔された隣接する導電領域間に、前記水性媒体を電気分解するのに十分な電圧を供給するよう構成され、前記小さい間隔により離隔された前記隣接する導電領域は、互いと同じ極性のものである、請求項1乃至4のいずれか一項に記載のセンサユニット。
- 複数の前記空間的に離隔された導電領域は、導電性ストリップのグリッドを有し、前記電源は、
前記水性媒体を電気分解するのに十分な電圧が、第1の方向に延在する平行なストリップ間に供給される、第1のモードと、
前記水性媒体を電気分解するのに十分な電圧が、前記第1の方向とは異なる第2の方向に延在する平行なストリップ間に供給される、第2のモードと、
を実装するよう構成され、任意に、前記電源は、前記第1のモード及び前記第2のモードを連続的に実装するよう構成された、請求項1乃至5のいずれか一項に記載のセンサユニット。 - 前記電源は、前記導電領域の間の電圧の極性を切り換えるよう構成された、請求項1乃至6のいずれか一項に記載のセンサユニット。
- 前記検出器は、トランスデューサを有し、任意に、前記検出器は、石英結晶共振検出器及び表面プラズモン検出器の少なくとも一方を有する、請求項1乃至7のいずれか一項に記載のセンサユニット。
- 前記トランスデューサは、前記空間的に離隔された導電領域の少なくとも幾つかを介して、電気信号を送信及び/又は受信するよう構成された、請求項8に記載のセンサユニット。
- 前記導電領域は、光透過性材料を有する、請求項1乃至9のいずれか一項に記載のセンサユニット。
- トリガ信号に応答して前記水性媒体を電気分解するよう前記電解アセンブリをトリガするよう構成されたコントローラを有し、任意に、前記コントローラは、所定の間隔で前記コントローラにクロック信号を送信するよう構成されたクロックモジュールを有し、前記トリガ信号は、前記クロック信号を有する、請求項1乃至10のいずれか一項に記載のセンサユニット。
- 前記コントローラは、前記検出器から受信された信号に応答して、変動信号を生成するよう構成されたセンサ信号変動モジュールを有し、前記トリガ信号は、前記変動信号を有し、任意に、前記信号変動モジュールは、前記検出器の飽和に応答して前記変動信号を生成するよう構成された、請求項11に記載のセンサユニット。
- 身体パラメータをモニタリングするための更なるセンサを有し、前記更なるセンサは、前記身体パラメータにおける変化に応答してイベント信号を生成するよう構成され、前記トリガ信号は、前記イベント信号を有する、請求項11又は12に記載のセンサユニット。
- 身体により生成される水性媒体中の検体を検出するための体液モニタリング装置であって、
請求項1乃至13のいずれか一項に記載のセンサユニットと、
前記センサユニットの表面に前記水性媒体を供給するための流体収集アセンブリと、
を有し、任意に、前記装置は発汗モニタリング装置である、体液モニタリング装置。 - 水性媒体中の検体を検出するための方法であって、前記方法は、
表面に固定された捕捉種を備えるステップと、
前記検体が前記捕捉種に結合するよう、前記表面上に前記水性媒体を受容するステップと、
前記結合させられた検体を検出、決定又は評価するステップと、
前記表面上に受容された前記水性媒体を電気分解することにより、前記捕捉種から前記検出された検体を解放するステップであって、前記電気分解は、少なくとも3つの導電領域の第1の対の組み合わせ間に、前記水性媒体を電気分解するのに十分な電圧を供給することと、少なくとも3つの導電領域の第2の対の組み合わせ間に、前記水性媒体を電気分解するのに十分な電圧を供給することと、を有し、前記第2の対の組み合わせは前記第1の対の組み合わせとは異なる、ステップと、
を有する方法。
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