体内免疫测定系统
阅读说明：本技术 体内免疫测定系统 (In vivo immunoassay system ) 是由 O·塞拉-塔沃 B·格鲁曼 于 2020-03-31 设计创作，主要内容包括：一种可吞咽体内装置,所述可吞咽体内装置包括限定所述体内装置的腔体的壳体,所述壳体形成有延伸穿过所述壳体的壁的至少一个孔。所述体内装置被构造成允许流体进入所述腔体中；所述体内装置还包括免疫测定系统,所述免疫测定系统被容纳在所述腔体内并且被构造成在所述流体内相互作用；所述体内装置还包括至少一个破裂机构,所述至少一个破裂机构覆盖所述至少一个入口以防止流体经由所述入口进入所述腔体中；所述至少一个破裂机构包括膜层,所述膜层被构造成与所述流体反应,并被设计成在向胃肠流体的预定量暴露时间之后破裂,所述预定量时间对应于沿胃肠道的期望位置。(A swallowable in-vivo device comprising a housing defining a cavity of the in-vivo device, the housing formed with at least one aperture extending through a wall of the housing. The in-vivo device is configured to allow fluid to enter the cavity; the in-vivo device further comprises an immunoassay system housed within the cavity and configured to interact within the fluid; the in-vivo device further comprises at least one rupturing mechanism covering the at least one inlet to prevent fluid from entering the cavity via the inlet; the at least one disruption mechanism includes a film layer configured to react with the fluid and designed to break after a predetermined amount of exposure time to gastrointestinal fluid, the predetermined amount of time corresponding to a desired location along the gastrointestinal tract.)
技术领域
本发明整体涉及体内免疫测定法，并且具体地涉及使用可吞咽胶囊的免疫测定法。
背景技术
任何免疫化学技术的基本原理是将特异性抗体与特异性抗原组合以得到排他性的抗体-抗原复合物。抗原一般具有高分子量并且通常为蛋白质或多糖。多肽、脂质、核酸和许多其他材料也可用作抗原。如果较小物质(称为半抗原)化学偶联到载体蛋白或其他合成基质，则也可针对所述较小物质产生免疫应答。多种分子诸如药物、单糖、氨基酸、小肽、磷脂或甘油三酯可用作半抗原。因此，假设时间无问题，任何外来物质可均被免疫系统识别并诱发特异性抗体产生。
免疫测定法是快速的、灵敏的和选择性的，并且通常是高性价比的。它们已应用于临床诊断、环境分析和食品安全评估。已使用多种类型的免疫测定法来检测体液(诸如血液和尿液)中各种物质(通常称为配体)的存在。此类测定涉及抗原-抗体反应、包含放射性、酶促、荧光或视觉上可观察的金属溶胶标签的合成缀合物，以及特别设计的反应室。在这些测定中，存在对所选配体或抗原对受体(例如抗体)具有特异性，并且是用于检测配体-受体反应产物的存在以及通常该配体-受体反应产物的量的方式。大多数当前的测试被设计成进行定量测定，但在许多情况下需要的仅是阳性/阴性指示。对于这些测试，优选视觉上可观察的标记，诸如存在凝集或颜色变化。
侧流免疫测定法也称为免疫色谱测定法或“条”测试法，是几乎任何人都能简单执行并且比传统的基于实验室的测试操作更快的广泛测试的示例。近年来，这种诊断领域已显著增长，其中最常见且众所周知的是家庭妊娠测试。
侧流免疫测定法的原理依赖于对聚合物或金属颗粒上的结合位点的竞争。针对特异性靶产生的抗体与金属纳米粒子或染色的聚合物粒子结合。然后使用浸渍程序将这些颗粒施加到释放垫(样品垫)上，以便产生稳定的颗粒贮存器以用于释放到基于硝化纤维的膜上。将两条试剂线固定到或形成或构建到基于硝化纤维的膜上：靶参考线或测试线，其包含可特异性结合待鉴定靶的缀合物；以及(之后是)间隔开的对照线，其为抗-物种抗体线。将样本垫和膜与吸收垫组装在一起。首先将样品添加到吸附垫，并且将条保留几分钟，此后直接目视读取结果，从而观察线的着色。该技术理想地适用于快速诊断。
大多数利用侧流免疫测定法的医学检测试剂盒基于体液(诸如尿液或血液)的体外测试。例如，在一些情况下，通过分析血流中的肿瘤特异性标志物(通常为特异性抗体)来检测疾病，诸如癌症。
可检测的复合物在测试线和对照线处的形成取决于应当相互作用的分子组分足够接近以便结合的时间段。毛细管流量决定该相互作用的时间段的长度。随着液体沿膜行进，毛细管流量成指数级衰减。降低的流量导致相互作用时间段增加和样品中有效/可检测分析物浓度增加。因此，测试线沿该条的位置对可实现的灵敏度具有显著影响。由于该条特性，用于体液的体外测量的侧流条处的常用操作是将测试带定位在硝化纤维膜的最后5mm区域处以获得最高性能。用于体液样品(诸如血液、粪便、尿液)的体外测量的侧流条通常被设计成检测低生物标志物浓度，并且如果应检测高浓度，则可在测试之前稀释流体。
另一个示例是胃肠(GI)道中存在浓度升高的红细胞，这可根据沿胃肠道的出血位置来指示不同的病理。因此，例如，胃中出血可指示溃疡，然而小肠中出血可指示肿瘤的存在。此外，不同器官可包含需要不同分析方法的不同体液。例如，胃分泌酸，然而胰液是碱性的。
因此，异常病症的早期体内检测、鉴定和定位(诸如体液中物质的非典型存在或浓度)对于各种病理的明确诊断和/或治疗可能是关键的。
因此，本发明的目的是提供一种具有板载色谱条的可吞咽体内装置，其可提供对体液中低含量的各种配体、抗原或抗体的快速且灵敏的体内检测。本发明的另一个目的是提供一种具有色谱条的可吞咽体内装置，其适于检测胃肠道中各个部位/位置处的体液中低含量的各种配体、抗原或抗体。
存在市场上可获得的不同类型的侧流免疫测定法。例如，在双抗体夹心免疫测定法中，抽取的体液从样品垫迁移通过缀合物垫，在所述缀合物垫处存在的任何靶分析物将结合到标记的缀合物颗粒。然后样品流体混合物继续迁移穿过膜直至其到达测试线，其中靶/缀合物复合物结合到固定的抗体，从而在膜上产生可见线。然后流体进一步沿该条迁移，直到其到达对照线，在对照线处过量的缀合物结合并在膜上产生第二可见线。因此，对照线指示样品已经如预期的那样迁移穿过膜。因此，在膜上出现两条着色线是阳性结果。单一着色的对照线是阴性结果。双抗体夹心测定最适用于具有多个抗原位点的较大分析物，诸如细菌病原体和病毒。
竞争性测定主要用于测试小分子，并且与双抗体夹心免疫测定的不同之处在于缀合物垫包含与靶分析物或其类似物缀合的标记颗粒。如果样品中存在靶分析物，则其将不与缀合物结合并且将保持未标记。当样品沿反应膜迁移并到达检测线时，过量的未标记的分析物将结合至固定的抗体并阻断缀合物的捕获，使得不产生可见的线。然后未结合的缀合物将与对照线中的抗体结合，从而产生着色线。反应膜上的单一着色的对照线是阳性结果。两条着色线是阴性结果。竞争性测定最适用于测试不能同时结合多于一种抗体的小分子，诸如霉菌毒素。
侧流免疫测定法易于被未经培训的操作者使用，并且通常在几分钟内产生结果。这些线可能需要少至几分钟来形成。一般来讲，在时间和灵敏度之间存在折衷，使得越灵敏的测试可能需要越长的时间来进行。侧流免疫测定法通常几乎不需要或不需要样品或试剂准备。它们非常稳定且稳固，具有长储存寿命，并且通常不需要冷藏。它们的生产成本也相对较便宜。这些特征使得它们理想地用于根据本发明的实施方案的体内诊断装置中。
还存在已知的包括侧流免疫测定系统的体内可吞咽装置，其被构造成检测胃肠道中的各种组分。
对本文上述参考文献的确认不应被推断为意指这些参考文献以任何方式与本发明所公开的主题的专利性相关。
发明内容
根据本申请的主题的一般方面，提供了一种微型LFS(侧流条)，其被改进以容纳在可吞咽胶囊中，该可吞咽胶囊被构造成沿胃肠道行进并且能够以受控方式吸入体液，并且在处于胃肠(GI)道中时提供有用的生物相关的测量。
根据本申请的主题的一个方面，提供了一种可吞咽体内装置，所述可吞咽体内装置包括：
-壳体，所述壳体限定所述体内装置的腔体，所述壳体形成有延伸穿过所述壳体的壁的至少一个孔，并且被构造成允许流体进入所述腔体中；
-免疫测定系统，所述免疫测定系统被容纳在所述腔体内并且被构造成在所述流体内相互作用；和
-至少一个破裂机构，所述至少一个破裂机构覆盖所述至少一个入口以防止流体经由所述入口进入所述腔体中，所述至少一个破裂机构包括膜层，所述膜层被构造成与所述流体反应并被设计成在向所述胃肠流体的预定量暴露时间之后破裂，所述预定量暴露时间对应于沿所述胃肠道的期望位置。
本文所用的术语“破裂”应理解为限定破裂机构的至少一部分不再覆盖至少一个入口并允许流体进入腔体中的条件。
根据一个示例，破裂机构可由膜层构成，所述破裂机构覆盖所述至少一个入口，并被构造成在预定时间量之后变得溶解。根据另一个示例，膜层构成机构的一部分，该机构被构造成将破裂机构的盖附接到壳体以覆盖入口，其中当膜层被侵蚀时，盖与壳体分离，从而暴露开口。
膜层可在被组装/装配到体内装置的壳体之前形成为独立部件。具体地讲，膜层可与体内装置分开制造，并且此后在组装期间粘附到壳体。
根据本发明，膜层被预先设计成在给定的时间段内变得被充分侵蚀。此类设计可通过多个设计参数诸如但不限于膜的形状、尺寸和组成(例如，反应性材料的量)来促进。
应当注意的是，膜层被设计成用作截止阻挡层，即，防止流体在所述膜层破裂之前进入入口中。具体地讲，膜层被构造成防止流体通过除膜层破裂之外的任何方式进入入口中。这与可允许流体缓慢渗入或扩散(低流速)到入口中并且此后变得破裂的机制相反。
根据具体示例，膜层可包含至少以下材料的组合：
-截止活性材料，所述截止活性材料对所述胃肠流体的特定物质或对所述胃肠流体的特定参数具有阈值响应；
-增塑剂，所述增塑剂被构造成与所述截止敏感材料一起形成所述膜层；和
-辅助活性材料。
截止活性材料可为被构造成在低于/高于给定pH水平下与所述胃肠流体反应的肠溶材料。这种材料将保持失活，只要pH值低于/高于给定阈值即可，使得膜层现在连续且逐渐地允许胃肠流体通过膜吸入/扩散，但在给定适当pH水平下变得破裂。
根据具体示例，膜层可包含介于40％-98％之间的肠溶材料，甚至更具体地讲介于45％-97％之间的肠溶材料，并且甚至更具体地讲介于50％-95％之间的肠溶材料。
增塑剂可来自材料的柠檬酸三乙酯家族，或者另选地酸的二醇、二酯和三酯(诸如柠檬酸三乙酯、柠檬酸三丁酯、柠檬酸乙酰基三乙酯、柠檬酸乙酰基三丁酯、癸二酸二丁酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯)、醇的二酯和三酯(诸如甘油三乙酸酯、柠檬酸三丁酯、柠檬酸三乙酯)、天然油(诸如植物油、分级椰子油、乙酰化单甘油酯)、聚乙二醇、聚乙二醇单甲醚、蓖麻油、丙二醇、二乙酰化单甘油酯、山梨醇、山梨醇溶液、甘油。根据具体示例，增塑剂可为丙二醇或聚乙二醇(PEG)。膜层中增塑剂的量可为肠溶材料至100％的补充，即对于X％的肠溶材料，增塑剂的量将为Y％＝100-X。因此，膜层中增塑剂的量可在60-2％，更具体地讲55％-3％，并且甚至更具体地讲50％-4％的范围内。
辅助活性材料可被构造成为膜层提供附加弹性，使得其在处理期间和在胃肠流体环境中不太易碎或易于断裂/破碎，以便防止膜层在不适当的胃肠条件下破裂。此外，辅助活性材料可为被构造成在膜层破裂之前将流体保持在膜层内的水溶胀性肠溶聚合物。具体地讲，当辅助活性材料与胃肠流体反应时，其可降解膜层的结构，从而在其中保留流体而不使膜破裂。这导致，当膜的活性截止材料最终与胃肠流体反应时，非常快速地(几乎立即)发生膜层的破裂，因为到那时整个膜的组成具有大量的流体。
应当注意的是，使用具有上述破裂机构的膜层不仅可用于使流体吸入可吞咽装置中以用于免疫测定目的，而且可用作体内装置已到达胃肠道的给定部分的简单指示器。具体地讲，体内装置可包括在所述膜层后面的传感器，并且膜层可被设计成在沿胃肠道的某个位置处变得破裂，其中当膜层破裂时，流体可触发传感器，从而指示体内装置已到达期望的位置。
根据具体示例，辅助活性材料的量可按照所述膜层总重量的给定百分比来提供，并且具体地讲，按照所述活性截止材料和所述增塑剂的合并重量的给定百分比来提供。在上述布置下，辅助活性材料的量可在所述合并重量的2-40％，更具体地讲3-35％，并且甚至更具体地讲5-30％的范围内。
在以上给定的范围内，截止活性材料、增塑剂和辅助活性材料的不同比率与组合之间的差异可允许设计膜在不同胃肠条件下变得破裂，从而允许基于对所述胃肠流体在所述特定位置中的状况的了解来将所述膜层定制成在所述胃肠道的特定位置中变得破裂。
膜层可具有与入口(例如当膜层叠置在入口上时，该入口的形状在膜层上的突出部)并置的覆盖区域，以及与体内装置的一部分(例如壳体)并置的外围区域。
具体地讲，膜层的覆盖区域的厚度(垂直于入口平面测量)也可用作控制使破裂机构破裂所需的时间量的方式-厚度越大，膜层变得破裂将花费的时间越长。由于胃肠流体的上述参数在体内的预定范围内，因此也可校准反应性材料的厚度以定制膜层，从而允许膜层在胃肠道的特定部分中破裂。
例如，就pH而言，膜层可被设计成在预定义的pH水平的存在下在基于胶囊装置在胃肠道中的传输时间的时间范围内溶解。
该性能通过使用pH溶解聚合物与已知在暴露于水介质时侵蚀/溶解的其他聚合物的组合，以及通过控制膜的厚度来实现。潜在地，可将酶促和/或微生物靶(诸如直链淀粉、果胶、多糖和其他天然存在的聚合物)掺入膜中，以便一方面防止膜过早溶解，并且另一方面允许在较低pH下溶解。
pH溶解聚合物可为以下类型中的任一种：聚阴离子聚合物(在升高的PH下溶解)或聚阳离子聚合物(在较低PH下溶解)。这些聚合物组包括(但不限于)聚丙烯酸酯及其衍生物、聚甲基丙烯酸酯及其衍生物、纤维素聚合物及其衍生物、聚丙烯酰胺及其衍生物、聚(乙烯亚胺)及其衍生物、聚(L-赖氨酸)及其衍生物、脱乙酰壳多糖及其改性形式、聚乙二醇及其改性形式、聚丙二醇及其改性形式、聚环氧乙烷及其改性形式、聚氨酯及其改性形式、白蛋白及其改性形式、聚酯及其改性形式、羟脯氨酸、聚(乙烯基吡啶)及其衍生物、聚(乙烯胺)及其衍生物、明胶及其衍生物、聚乙酸乙烯酯及其改性形式、淀粉及其衍生物、果胶、藻酸酯。
这些聚合物可以各种单体的均聚物和/或共聚物的形式使用，并且以各种结构的所有变型使用(嵌段共聚物、周期共聚物、交替共聚物、接枝共聚物或无规共聚物)。
这些聚合物和衍生物可在制剂中与任何其他聚合物和赋形剂混合，以允许成膜(包括增塑剂、润滑剂、成膜试剂、盐、崩解剂、增溶剂、功能上增加的赋形剂)。
根据本申请的主题的另一方面，提供了一种膜层，所述膜层被构造成用于本申请的前述方面的体内装置，所述膜层包含对所述胃肠流体的特定物质或参数具有阈值反应的截止活性材料、被构造成与截止敏感材料一起形成所述膜层的增塑剂、以及辅助活性材料，并且其中所述膜层被设计成在暴露于所述流体预定量时间之后破裂。
根据本申请的主题的又一方面，提供了一种侧流条，其包括流体吸入端和远端，以及至少一个测试带，与靠近所述远端相比，所述至少一个测试带更靠近所述流体吸入端定位。
侧流条可被分成包括所述流体吸入端的吸入部分、中间部分和包括所述远端的远侧部分。该布置可使得至少一个测试带位于第一部分中或中间部分中。
本申请的体内装置的侧流条可被构造成在体内与胃肠流体直接接触，所述胃肠流体由于它们靠近胃肠消融灶而包含高浓度的生物标志物。提供包括邻近流体吸入端定位的测试带的侧流条允许在不稀释胃肠流体的情况下获得生物标志物的准确测量。
因此，尽管试剂饱和，本发明的体内装置的侧流条也允许对生物标志物的有效定量检测。此外，由于所述侧流条被构造成用于具有有限尺寸的可吞咽和可摄取的体内装置，因此在所述侧流条的前三分之一中提供测试带允许显著减小所述条的总长度，因为侧流条的中间区段和远侧区段的部分的长度可减小而不影响至少一个测试带。
具体地讲，在长度在20-40mm范围内的侧条中，根据本发明的至少一个测试带可位于侧流条的前5-13mm处。在靠近该条的此类位置中，原始流速较高，复合物形成的时间段较短，因此有效Ag浓度降低，从而消除了对样品稀释以减少有效可检测Ag浓度的需要。此类条结构还使得能够产生可容纳在可摄入胶囊装置内的非常短的侧流条。
根据本申请的主题的又一方面，提供了一种侧流条，所述侧流条在流体吸入端和远端之间延伸，所述条包括样品垫和试剂垫，所述样品垫和试剂垫两者均邻近所述流体吸入端，包括至少一个测试带的测试垫，以及邻近所述远端的吸收垫，其中所述侧流条的总长度与所述试剂垫和所述至少一个测试带的累积长度之间的比率在3-6的范围内。
根据本发明的另一方面，提供了一种可吞咽体内免疫测定装置，所述装置包括：
-侧流条，所述侧流条在流体吸入端和远端之间延伸，所述条包括测试垫和与所述至少一个测试垫并置的背衬卡，其中所述背衬卡由允许光至少部分地从其中通过的材料制成；
-照明模块，所述照明模块包括至少一个照明源，所述照明源被构造成将光导向所述背衬卡；和
-传感器模块，所述传感器模块包括被构造成接收来自所述照明模块的光的至少一个传感器，其中所述至少一个传感器被定位成使得所述测试垫设置在所述至少一个传感器和所述背衬卡之间。
上述布置允许透过所述背衬卡对测试垫进行照明，其中所述至少一个传感器在来自光源的光所述穿过测试垫之后接收所述光。还应当理解，由于在免疫测定过程期间，测试垫被构造成在物理/化学反应时改变其特性(例如，颜色)，因此使光穿过该测试垫可允许传感器感测所述特性的变化。
测试垫可包括沿所述测试垫的一个或多个测试带，所述测试带被构造成在与胃肠流体进行化学/物理反应时改变其特性中的至少一者。应当理解，当测试垫形成有此类一个或多个测试带时，所述带被构造成与胃肠流体反应，然而不含所述带的测试垫的区域被构造成不与胃肠流体反应或以与所述带不同的方式反应，使得在测试带和测试垫之间存在所述特性的明显差异。
根据一个设计实施方案，从光源发射的光的方向可大致横向于背衬卡，其中所述光穿透所述背衬卡，照射在测试垫上并最终由至少一个传感器拾取。
根据另一个设计实施方案，从光源发射的光的方向可大致沿背衬卡(例如，从其端部)取向，使得其沿背衬卡行进。在该示例中，背衬卡可包括光导向元件，所述光导向元件被构造成操纵光的方向以使其照射到测试垫上。此类光导向元件可以为透明背衬卡内的沟槽、狭缝、划痕、缺陷或任何其他形成物，所述形成物将导致从所述源发射的光束的方向改变。这些光导向元件可在透明背衬卡内预制或在其制造之后在透明背衬卡上形成。
在不具有此类光导向元件的情况下，大部分光很可能沿背衬卡行进，并且仅通过背衬卡的另一端发出。然而，应当注意的是，即使不具有这些光导向元件，光仍可随背衬卡改变方向并照射到测试垫上，尽管结果比具有光导向元件差。
光导向元件可沿背衬卡的长度布置，至少邻近并置的在其上具有测试带的区域，以便确保光照射在所述一个或多个测试带上以用于鉴定免疫测定过程的结果的目的。根据具体示例，背衬卡的大部分可设置有此类光导向元件，然而根据另一个示例，光导向元件限于与测试带并置的区域。
此外，背衬卡可具有垂直于背衬卡测量的厚度t。光导向元件与测试垫的距离可以基于它们沿背衬卡的位置而变化。具体地讲，根据具体示例，邻近光源定位的光导向元件距所述测试垫最远定位(例如，最大距离t)，然而远离光源定位的光导向元件可距所述测试垫最近定位。根据测试带的布置和/或其他要求，光导向元件与测试垫的距离可连续地或离散地变化。
传感器模块可包括一个或多个传感器，每个传感器被构造成与测试带中的某个测试带并置，以便从其中接收光。传感器模块还可包括与测试垫的不含测试带的一部分并置的至少一个参考传感器，所述至少一个参考传感器用作基线光测量。
还应当注意的是，即使测试垫不形成有任何带，上述布置也可允许检测流体进入体内装置中。具体地讲，测试垫可改变其颜色、不透明度等。当变得被胃肠流体浸泡时，该变化可由传感器检测到。因此，上述布置也可用作体内装置的破裂检测器。
应当注意的是，在免疫测定过程中，测试带与胃肠流体的化学反应产生不同的颜色，其中测量绿色变成红色(G/R)允许清楚地确定测试带是否已根据需要进行化学反应。具体地讲，当通过参考传感器测量时，此类G/R测试将产生基线值，并且当通过与测试带并置的传感器测量时，此类G/R测试将产生增加的值。因此，上述布置方式提供了一种简单精妙的读取测试带的方法。
具体地讲，由于所考虑的值是简单的比率，因此其可极大地消除对获得测试垫的图像，以及此后分析所述图像以便确定是否已发生适当的免疫测定反应的需要。此外，消除对获得和分析图像的需要可允许减小用于体内装置中的传感器的尺寸，这可提供显著的优点，因为根据定义，体内装置受到空间和尺寸的限制。
因此，根据本申请的主题的另一示例，提供了一种用于从体内装置的侧流条获得免疫测定读数的系统，所述系统包括光源、至少一个传感器和至少一个处理器，所述光源被构造成照亮所述侧流条的测试带，所述至少一个传感器被构造成接收已照射到所述测试带上或穿过所述测试带的光，所述至少一个处理器被构造成计算所接收的光的两个不同波长之间的比率R的值。
还应当注意的是，当光穿过透明背衬卡行进时，其绝对光强度显著衰减。因此，使用如本发明中的无量纲值诸如比率R可允许归一化值，使得它们不受光强度水平的影响。具体地讲，与前面的示例一样，尽管事实上穿过更靠近光源定位的带的光将比穿过距光源更远定位的带的光表现出更高的绝对光强度，但红色波长与绿色波长之间的比率在不同带之间保持基本相同。
根据本申请的主题的又一方面，提供了一种使用前述方面的系统获得免疫测定读数的方法，所述方法至少包括以下步骤：
a)照亮侧流条的测试带；
b)获得从所述测试带返回或穿过所述测试带的光；
c)计算所接收的光的两个不同波长之间的比率R；以及
d)将所述值与基线值进行比较。
根据本申请的主题的又一方面，提供了一种可吞咽体内装置，所述可吞咽体内装置被构造成执行免疫测定并且在所述可吞咽体内装置中容纳至少一个侧流条，所述体内装置具有外壳，所述外壳包括第一端件、第二端件和插置在所述端件之间的中间环件。
第一端件和第二端件中的每一者可具有外围边缘，并且中间环件可具有第一外围边缘和第二外围边缘，所述第一外围边缘处于所述体内装置的组装位置，被构造成抵靠所述第一端件的所述外围边缘配合，所述第二外围边缘处于所述体内装置的组装位置，被构造成抵靠所述第二端件的所述外围边缘配合。
根据具体设计实施方案，体内装置可包括两个或更多个中间环件，从而允许体内装置的模块化布置。侧流条可容纳在体内装置的一个或多个中间环件内，沿一个或多个中间环件外围延伸，使得所述侧流条围绕所述体内装置的纵向轴线周向延伸。
因此，中间环件的模块化布置允许使用多个侧流条，所述多个侧流条各自被容纳在其自身的中间环件内，并且根据设计要求布置它们的顺序。然而，应当理解，在另一个示例中，中间环件也可在中间环件中容纳两个或更多个侧流条。在上述布置中的任一者中，侧流条的数量和/或环件的数量仅影响体内装置的长度，而不影响其直径。
其中容纳有侧流条的至少每个中间环件可形成有浇口，所述浇口被构造成允许流体进入所述体内装置中，以便被所述侧流条吸收。
上述建议的布置的一个优点在于体内装置的组装过程，其允许方便地触及每个壳体件，以将侧流条适配到壳体件。具体地讲，在组装时，壳体件可装配有侧流条，并且仅在此后，所有壳体件可被组装以形成体内装置的壳体。
根据本申请的主题的另一个方面，提供了一种可吞咽体内装置，所述可吞咽体内装置被构造成执行免疫测定并在所述可吞咽体内装置中容纳至少一个侧流条，所述体内装置具有由三个或更多个壳体件构成的外壳，每个壳体件沿所述体内装置的纵向轴线延伸并且具有第一圆顶部分和第二圆顶部分，其中所述壳体件的所述第一圆顶部分一起形成所述体内装置的第一端部圆顶，并且所述壳体件的所述第二圆顶部分一起形成所述体内装置的第二端部圆顶。
根据具体示例，至少一个侧流条被完全容纳在壳体件中的一个内。此外，体内装置可包括两个或更多个侧流条，在这种情况下，每个壳体件可在每个壳体件中完全容纳一个或多个侧流条。
此类布置可提供的一个优点尤其是，一个或多个侧流条以其最小弯曲被容纳在体内装置内，因为它们沿整个条的长度延伸。另一个优点在于体内装置的组装过程，其允许方便地触及每个壳体件，以将侧流条装配到壳体件。具体地讲，在组装时，壳体件可装配有侧流条，并且仅在此后，所有壳体件可被组装以形成体内装置的壳体。
附图说明
为了更好地理解本文所公开的主题并例示其如何在实践中执行，现在将参考附图仅以非限制性示例的方式描述实施方案，其中：
图1A为根据本发明的一个实施方案的免疫测定系统的示意图；
图1B为根据本发明的一个实施方案的免疫测定系统的另一示例的示意图；
图1C为根据本发明实施方案的免疫测定系统的又一个示例的示意图；
图1D为根据本发明实施方案的免疫测定系统的又一个示例的示意图；
图1E为根据本发明实施方案，图1D中所示的细节A的示意性放大视图；
图2为由本发明实施方案的免疫测定系统的传感器所测量的值的示意性曲线图；
图3A为根据本发明实施方案的体内装置的示意性等轴视图；
图3B为根据本发明实施方案，图3A所示的体内装置沿垂直于其纵向轴线的平面截取的示意性等轴剖视图；
图3C为根据本发明实施方案，图3A所示的体内装置沿体内装置纵向轴线截取的示意性等轴剖视图；
图3D为根据本发明实施方案，用于构造图3A至3C所示的体内装置的单个环的示意性等轴视图；
图4A为根据本发明实施方案的破裂膜的示意性等轴视图；
图4B为根据本发明实施方案，图4A所示的破裂膜在其破裂之前示出的示意性剖视图；
图4C为根据本发明实施方案，图4B所示的破裂膜在破裂状态下示出的示意性剖视图；
图5C为根据另一个示例性实施方案的体内装置的示意性等轴视图；
图5B为根据本发明实施方案，图5B的体内装置内的条的布置的示意性等轴视图；
图5C为根据本发明实施方案，图5A中所示的体内装置的示意性等轴纵向剖面图；
图6A为根据本发明实施方案，根据图5A至5C所示的体内装置的变型的体内装置的示意性等轴视图；
图6B为根据本发明实施方案，图6A所示的体内装置的示意性纵向剖面图；
图6C为根据本发明实施方案，图6B所示的细节B的示意性放大视图；
图7A为根据本申请的另一个示例性实施方案的体内装置的示意性等轴视图；
图7B为根据本发明实施方案，图7A中所示的体内装置内的侧流条的布置的示意性等轴视图；
图7C为根据本发明实施方案，图7A所示的体内装置的示意性纵向剖视图；
图8A为根据本申请的另一个示例性实施方案的体内装置的示意性等轴视图；并且
图8B为根据本发明实施方案，图8A所示的体内装置的壳体件的示意性等轴视图。
应当理解，为了说明简单和清楚起见，附图所示的元件未必精确地或按比例绘制。例如，为了清楚起见，可相对于其他元件夸大一些元件的尺寸，或可在一个功能块或元件中包括若干物理部件。此外，在认为适当的情况下，可在附图之间重复附图标记以指示对应或类似的元件。
具体实施方式
在以下具体实施方式中，阐述了许多特定细节以便提供对本发明的透彻理解。然而，本领域技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践本发明。在其他情况下，没有详细描述熟知的方法、规程和部件、模量、单元和/或电路以免模糊本发明。
首先将注意放到图1A，其中示出了免疫测定系统，一般由1表示并且包括侧流条2、光源4和传感器模块6。侧流条2包括功能部分10和透明背衬卡20。功能部分10包括样品垫12、具有若干测试带16的测试区14以及本身已知的吸收垫18。背衬卡20具有被构造成在其中接收光的第一端部22，以及第二端部24。
光源4包括照明元件30，该照明元件被构造成将光发射到透明背衬卡20的第一端部22中。传感器模块2设置在侧流条2的与背衬卡20相对的另一侧上，并且包括传感器40，所述传感器被构造成收集穿过侧流条2的功能部分10的光。
如图1A所示，当光L被引导到透明背衬卡20时，其进入第一端部22并自由地穿过背衬卡20，从而导致大部分光通过第二端部24发射，其中仅一小部分光L被引导到功能部分10。该小部分光L中的一定百分比将由光传感器40收集。
现在转到图1B，示出了免疫测定系统的另一种构型(一般由G表示)，其中背衬卡20'包括呈狭缝/沟槽形式的光导向元件25。在此构造中，进入透明背衬卡20'的光L穿过其中，而不是自由地前进，遇到光导向元件25，从而导致光L沿所有方向分散。因此，在当前示例中，相当大部分的光L被导向功能部分10，从而也增加了由传感器40拾取的光的量。
应当注意，在本示例中，光导向元件沿整个背衬卡20'形成，以便引起光L的最大分散，从而增加可由传感器40拾取的光L的量。
现在转到图1C，示出了免疫测定系统的另一个示例(一般由1”表示)，其中背衬卡20”还包括光导向元件25”，不同之处在于这些元件25”邻近功能部件10的测试带16形成。因此，当光L被提供给透明背衬卡20”时，其将仅在测试带16附近遇到光导向元件25”时经历分散。因此，测试带16的区域(其为传感器的感兴趣区域)将变得被更多地照明，然而测试带16之间的区域将更少地照明。该构造可允许更清晰地观察测试带16。
现在将注意力放到图1D和1E，其中示出了免疫测定系统的又一个示例(一般由1”’表示)，其中背衬卡20”’形成有光导向元件25”’，该光导向元件25”’形成有沿背衬卡20”’增加的深度。具体地讲，在邻近光源30的区域中，光导向元件25”’延伸到背衬卡20”’的浅深度中，然而在远离光源30的区域中，光导向元件25”’更深地延伸到背衬卡20”’中。光导向元件25”’的深度连续增加。
这种构造的一个优点在于，邻近光源30的光导向元件25”’不分散进入背衬卡20”’的全部光量L，而是仅光L4经由远离功能部分的区域行进，从而允许光LI经由邻近功能部分的区域行进以行进并到达远离光源30的区域。此类布置可为侧流条提供更好的照明。
现在转到图2，示出了一个图表，所述图表绘出了由传感器40记录的来自条LFS的红色与绿色(R/G)波长的比率(表示为Cl)和红色与蓝色(R/B)波长的比率(表示为C2)。为清楚起见，将图表叠加在条自身上。应当注意的是，虽然绝对光强度随着光L行进穿过背衬卡20而衰减，但使用一定比率允许将这些值归一化，使得它们不受所述光强度的影响。从绘制的图表中可以清楚地看出测试区的带所处的位置，其对应于每个曲线图Cl和C2的峰PI、P2和P3。
此外，还展示出，在所测试的侧流条LFS的具体示例中，R/G的比率提供了比比率R/B略微更明显的对带位置的指示。然而，应当注意的是，基于由位于该条LFS上的测试带所经历的颜色变化，每个LFS可具有独特的优选比率。
现在将注意放到图3A至图3D，其中示出了体内装置，一般由100表示并且包括壳体101，所述壳体由第一端盖112、第二端盖112和三个环件120组装。体内装置100还包括三个侧流条LFS，每个均容纳在环件120中的一者内，以及三个对应的呈薄膜140形式的破裂浇口，所述破裂浇口闭合允许胃肠流体进入壳体101的开口。
每个环件120形成为在每个环件中限定腔体121的圆柱形壳体122。壳体122的内壁由主保持器124和两个辅助保持器126形成，所述两个辅助保持器126与内壁间隔开并限定对应的主狭槽125和辅助狭槽127，LFS装配到所述主狭槽和辅助狭槽中。在本示例中，每个LFS插入狭槽125和127中以围绕壳体122内壁周向延伸。
环件120的宽度和直径基于LFS的宽度和长度，具体地讲，环件至少与LFS一样宽并且其内圆周至少与LFS一样长。然而，应当理解，其他设计也是可能的，其中每个环件120并排地保持多于LFS(即，具有等于两个LFS或更大的宽度)。
每个环件120还形成有入口128，该入口被构造成允许胃肠流体进入环件120的腔体中以与LFS接触。每个此类入口128用薄膜140密封，从而防止流体的此类进入，除了在特定条件下之外，如将关于图4A至4C所讨论的。
因此，当装配有其对应的LFS和密封膜140时，每个环件120均构成体内装置100的模块化单元。在当前示例中，体内装置包括三个此类模块化单元，但应当理解，由于它们是模块化的，因此根据具体要求、限定体内装置长度的环件数量以及它们的宽度，体内装置100可包括更多或更少的环件120。还应当注意的是，对于体内可吞咽用途而言，长度受人可吞咽的侧面限制。
体内装置100的壳体101限定内腔，所述内腔被构造成在所述内腔中容纳体内装置(未示出)的另外所需的机械/电子部件，如本身已知的。
在操作中，当破裂膜溶解时，胃肠流体进入环件120的内腔121，与LFS接触并允许通过与LFS的材料反应执行免疫测定过程，如前所述。
根据一个具体示例，环件120可被阻隔件(未示出)分开，所述阻隔件被构造成将环件120彼此隔开。在此类设计下，破裂浇口140中的一个可被构造成在胃肠的第一位置处破裂，并被构造成执行用于检测第一物质的免疫测定法，然而破裂浇口140中的另一个可被构造成在胃肠的不同于第一位置的第二位置处破裂，以执行用于检测不同于第一物质的第二物质的免疫测定法。由于环件140彼此分离，因此可在胃肠道的不同部分中独立地进行不同的免疫测定过程。
应当注意，上述构造尤其提供了容易组装的优点，因为环件120中的每一个均可单独组装，并且其提供到装配器的完整通路以用于将LFS插入狭槽125、127中。这与常见的体内装置相反，其中当体内装置已经半组装时，需要将LFS插入或推入狭窄通道中。
现在转到附图4A至4C，示出破裂膜，一般由200表示，其呈薄膜202的形式，具有厚度t和尺寸L X W(未标出)。该膜202包括：
-截止活性材料，所述截止活性材料对所述胃肠流体的特定物质或对所述胃肠流体的特定参数具有阈值响应；
-增塑剂，所述增塑剂被构造成与所述截止敏感材料一起形成所述膜层；和
-辅助活性材料。
破裂膜202被构造成暴露于胃肠流体GF并且用于与某种物质反应或在胃肠的某些条件下反应，所述条件仅高于给定阈值(所述物质的给定浓度或某个参数例如pH的水平)。
如图4B所示，当破裂膜202处于低于阈值的条件下时，膜202不与胃肠流体反应，并且不允许缓慢扩散到入口128中。然而，在暴露于胃肠流体GF期间，由于辅助活性材料，膜202可将水保留在膜中。
现在转到图4C，当胃肠流体GF的条件高于膜被构造成与其反应的预定阈值时，膜202几乎立即破裂(因为其已经包含大量的水)，并且允许胃肠流体GF进入入口128中并从那里到达LFS。在这个意义上，破裂膜202被构造成用作截止破裂浇口200，而不是允许流体缓慢扩散到入口128中。
现在将注意放到图5A至5C，其中示出了体内装置的另一个示例，一般由300表示。该体内装置包括第一端盖312、第二端盖314和插置在两个盖312、314之间的中间壳体件320。第一端盖312形成有两个入口315，这两个入口被构造成允许胃肠流体进入体内装置的腔体中以与容纳在其中的侧流条LFS接触。
具体参见图5B和图5C，体内装置300包括围绕体内装置300的中心轴线对称布置的四个侧流条LFS。条LFS中的每一个延伸体内装置300的整个长度，其中其样品垫邻近入口315定位。此类布置将测试带316定位成靠近体内装置300的中心，在其最宽部分处，为待放置在体内装置内的面向带316的传感器/成像器(未示出)提供最大空间。
现在转到图6A至6C，示出了体内装置300的变型，一般由300’表示。体内装置300'与装置300的不同之处在于入口315的几何形状，具体地讲，与具有球形表面的入口315相比，入口315'被设计成具有仅围绕一个轴线的弯曲。当使用本发明的破裂膜时，这可能是特别有用的，因为它消除了将大致平坦的破裂膜假设为球形构型的需要。相反，当使用入口315'时，破裂膜仅需要在单个方向上弯曲，从而允许破裂膜更方便地装配到壳体。
具体地讲，入口315'被设计成凹进壳体内并且具有期望的几何形状，使得它们不受第一端盖312'的整体球形几何形状的影响。因此，破裂膜200可整齐地放置在支撑件322上，并使其边缘适当地粘附到支撑件322，而没有任何不期望的褶皱或折痕。
现在将注意放到图7A至图7C，其中示出了体内装置的又一个示例，一般由400表示并且包括壳体412和端盖414，其中容纳三个侧流条LFS以及密封三个对应入口415的三个破裂膜200。
在本示例中，侧流条LFS沿体内装置400的主体布置，其中它们端部中的一个容纳与入口415并置的样品垫，并且它们端部中的另一个跨端盖414弯曲。这种构型对于较长的侧流条LFS可能特别有用，所述较长的侧流条不能整体装配到体内装置400的有限长度中。
最后，将注意放到图8A和8B，其中示出了体内装置的另一种构型，一般由500表示并且包括由三个壳体件520制成的壳体。类似于先前所述的图3A至图3D的体内装置，在本示例中，壳体件520是纵向的，其各自延伸体内装置500的整个长度，并且包括第一端部圆顶512的一部分和第二端部圆顶514的一部分。当组装时，各个壳体件520的第一端部圆顶512和第二端部圆顶514的部件一起形成第一圆顶和第二圆顶。
此外，每个壳体件520均形成有与壳体件520的内壁间隔开的两个托架524，从而形成足以将侧流条LFS放置在其中的狭槽525。因此，当前示例提供与先前所示的环件120的那些优点类似的优点，从而允许为体内装置500的装配器提供便利的通路。
入口515的几何形状和构型类似于先前相对于图6A至图6C所示的几何形状和构型。
本发明所属领域的技术人员将容易理解，在不脱离本发明范围的前提下，可以以必要的变更进行多种改变、变型和修改。
因此，将会看到，本文在别处阐述的目的，以及从前面的描述中显而易见的那些，是有效地实现的，并且因为在不脱离本发明的实质和范围的情况下，可在执行本文在别处描述的方法时以及在所阐述的一个或多个构造中作出某些改变，所以其目的在于上述描述中所包含的和附图中所示的所有内容应理解为示例性的而非限制性的。
在前述具体实施方式中，阐述了许多特定细节以便提供对本发明的理解。然而，本领域技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践本发明。在其他情况下，没有详细描述熟知的方法、规程和部件、模量、单元和/或电路以免模糊本发明。相对于一个实施方案描述的一些特征或元件可与相对于其他实施方案描述的特征或元件组合。
尽管本发明的实施方案在该方面不受限制，但是如本文所用的术语“多个”和“多种”可包括例如“多重”或“两个或更多个”。术语“多个”或“多种”可在整个说明书中用于描述两个或更多个部件、设备、元件、单元、参数等。该术语集在本文中使用时可包括一项或多项。除非明确说明，否则本文所述的方法实施方案不限于特定次序或序列。另外，所述方法实施方案或其元素中的一些可以同时地、在相同时间点或并行地发生或执行。
还应当理解，以下权利要求书旨在涵盖本文所述的本发明的所有一般和具体特征，以及作为语言的内容，可能被认为落入本发明范围内的所有陈述。
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