专利名称：检测体液中分析物的方法及用于实施该方法的敷料的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于检测体液中分析物的方法以及用于实施该方法的敷料(dressing)。
背景技术：
为了以定性方式检测体液中分析物的存在，已经进行了许多工作。几年来，比色法技术已经被应用于医学领域，特别是以满足确定伤口发展情况的需要以及描述伤口渗出物(exudate)中滋生(developing)的病菌(germ)的需要。源于细菌(bacteria)的分类,革兰氏(Gram)试验是广泛普及的方法,其由于溶液中的染色试验而可鉴别和区分细菌。该方法需要取得体液样品并且然后在体外对其进行革 兰氏试验。该试验基于细菌的壁和膜的特性。其它比色指示剂不仅用来检测细菌本身，而且用来检测在细菌生长期间产生的一种或多种产物。因此，在论文“Spot Indol Test:Evaluation of Four Reagents”(Journalof Clinical Microbiology, 1982, 589-592), J. M. Miller 等中描述了用含有柯氏(kovacs)试剂的溶液浸溃的纸。柯氏试剂因检测溶液中所谓的“吲哚阳性”细菌而著名。这些细菌在它们的生长期间产生吲哚，其是色氨酸通过色氨酸酶水解的副产物。柯氏试剂中含有的化合物二甲基氨基-4-苯甲醛与吲哚反应以形成红色化合物。最近，已经提出了基于各种类型的指示剂的敷料。用于伤口的敷料必须每隔一定时间进行更换，例如，以便维持有利于伤口愈合(healing)的一定湿度和保持伤口及伤口周围部分是清洁的或者根据伤口的愈合阶段来更换所用敷料的类型。在愈合过程期间，跟踪观察伤口的发展情况是医务工作者日常工作的重要部分，因为，其使得可知晓，特别是，伤口的愈合状况并且提供关于何时必须更换敷料的指示。所关注的伤口例如为褥疮，糖尿病伤口，由溃疡、烧伤、外科手术或移植、皮肤肿瘤或遗传性疾病形成的伤口。伤口通常通过大致寻找视觉和气味线索(cue)进行检查。在伤口内大的细菌载量(load)的情况下，出现作为感染和身体炎症防御反应的特征的许多炎症信号大量的、浓的、甚至是令人作呕的(nauseous)并且根据所存在的病菌而有颜色的渗出物，具有自发性疼痛的在损伤周围的(perilensional)红斑,和水肿性反应。文献US-A-2002091347描述这样的敷料其能够根据所述敷料的水分含量指示何时必须将其更换。这种敷料依次包括外部涂层、防水层、比色指示剂和敷料内衬(衬料，lining)。敷料内衬具有意图接触伤口的层的形式并且是防水的，直到其被水所饱和并且然后变成透水的。水然后流过敷料，并且到达与水接触时变色的显色指示剂。还已经提出了其目的是检测作为感染的特征的温度升高的其它敷料。这些产品基于如下原理敷料在皮肤的或者伤口的区域上的施加涉及该区域中的温度升高。在限制(confined)空间中代谢物的堆积，结合由于敷料的存在而引起的在所述区域周围的压力增力口，引起了血液的涌入，所述血液的涌入造成温度的升高。文献US-A-5181905公开了例如如下敷料，其含有温度指示剂，所述温度指示剂由含有液晶的温度检测条带(band)构成。
该方法具有对于该温度升高的原因，特别是所述区域中存在的代谢物的性质并且因此对于需要更换所述敷料与否不是非常敏锐的(有识别力的，discriminating)缺点。文献US-B-7364918提出了含有聚二乙炔组装体(assembly)和受体的比色传感器以及使用该传感器检测分析物的方法。将所述受体选择成特异性地与分析物相互作用。将该受体引入(incorporate)到在聚合之前或之后的共轭的烯-炔聚合物网络中。由此形成的共轭聚合物结构能够根据受体与分析物的相互作用而改变其构象。在共轭聚合物骨架结构上引起的干扰(disturbance)于是涉及颜色的变化。比色传感器能够指示例如，在生物液体中革兰氏阴性和革兰氏阳性细菌的存在。作者还提出将该比色传感器与敷料结合用于检测感染的存在，例如，通过将其以直接或者间接地与伤口接触的层的形式集成到敷料中，但是，根据该文献，传感器总是与渗出物接触。但是，基于聚合物简单的构象变化的传感器可涉及相当数量的假阳性结果。进行了其它工作以检测(更主要地是检测)取自个体(个人，individual)的体液例如阴道液、血液或尿液中分析物的存在。例如，可列举文献US-A-5910447、US-A-4548906和US-A-2007258860，其提出了用于检测气体形式的氨或胺的检测器和方法。 还可列举文献US-A-5899856，其描述了用于对来自个体排出的汗液中的乙醇或乙醇代谢物进行检测的方法。该方法具体包括由于放置于皮肤上用于吸收所排出的乙醇的皮肤贴片(dermal patch)而收集乙醇，然后解吸提取所述皮肤贴片中含有的乙醇或代谢物，之后分析所提取的液体。然而，所提出的解决方案不适合于直接对个体进行实时分析。

发明内容
本发明的目的在于提出用于检测体液中分析物的存在、给出可靠且准确的定性信息、并且能够在实验室外实施的方法。本发明的目的还为提出用于实施该方法的敷料，其便宜并且对于体液中分析物的存在给出可靠、准确且快速的指示。根据本发明，该目的通过根据所附权利要求的检测方法以及用于实施该方法的敷料而达到。特别地，该目的由于如下而达到将检测器(detector)置于含有体液的个体或动物皮肤区域上方；然后仅以气体形式检测由分析物的代谢或降解产生的至少一种代谢物，所述检测通过将检测器放置成与气态代谢物接触而进行，所述气态代谢物来自于至少一部分所述代谢物的蒸发并且所述接触产生光学上能检测的信号；和在体液与检测器之间没有接触的情况下进行检测。


由作为非限制性实例给出并且示于附图中的本发明具体实施方式
的以下描述，其它优点和特征将更清楚地呈现。-图1-5是根据本发明的敷料的各种具体实施方式
的示意性截面图。-图6是在根据本发明的敷料上的用于检测吲哚的检验(试验，test)装置的示意性截面图。
-图7是沿图6中AA轴的检验装置的截面图。
具体实施例方式根据一个具体实施方式
，用于检测体液中分析物的方法包括将检测器置于含有体液的个体或动物皮肤区域上方，然后检测由分析物的代谢或降解产生的、仅气相形式的至少一种代谢物。该检测通过使置于含有体液的皮肤区域上方的检测器与气态代谢物接触而进行。所检测的气态代谢物来自于至少一部分所述代谢物的蒸发。检测器与气态代谢物的接触产生光学上能检测的信号。在体液与检测器之间没有接触的情况下进行检测。实际上，体液有可能含有许多这样的分析物如果检测器与体液接触，则所述分析物可与检测器相互作用。这可产生假阳性结果。因此，可发现，避免体液与检测器之间任何接触是有益的。而且，没有接触避免了检测器中含有的物质对体液的任何污染。所述体液可为例如汗液、血液、眼泪、阴道分泌物、淋巴、唾液、尿液、或者个体或动物皮肤伤口的渗出物。特别地，所述体液存在于个体或动物皮肤伤口的渗出物中。
术语“分析物”包括病原性或非病原性生物体(organism)、酶底物(enzymaticsubstrate)、抗体、抗原、蛋白质、肽、细菌、病毒、原生动物、酶、氨基酸、脂质、糖、激素、寄生物或真菌或者体液成分，而没有任何限制。还可加入小分子例如脲，术语“小分子”是指其分子量低于500g/mol的分子。所述分析物有利地为细菌。作为指示并且以非限制性方式，列举葡萄球菌型的革兰氏阳性细菌例如金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)或葡萄球菌型的革兰氏阴性细菌例如铜绿色假单胞菌(绿脓杆菌，Pseudomonas aeruginosa),以及埃希杆菌型的所谓的“D引哚阳性”细菌例如大肠杆菌。公知一些科(family)的细菌能够在其生长期间产生代谢物。这些代谢物中的一些是挥发性的(即具有蒸发的趋势)，例如在与空气接触时。因此，在文章“Detection ofvolatile metabolites produced by bacterial growth in blood culture media byselected ion flow tube mass spectrometry (SIFT-M S)，，，(Microbiol. Methods, 2006, 6
5,361-365), Allardyce r. a.等人中已经显不在金黄色葡萄球菌(golden staphilococca)的代谢期间产生代谢物，特别是例如如下的代谢物乙醇、丙酮、乙醛、氨、乙酸、二甲基硫醚、甲硫醇、硫化氢、吲哚、氨基苯乙酮、三甲基胺和己醛。同样地，已经显示，铜绿色假单胞菌排放二甲基硫醚、甲硫醇和硫化氢。另外，还已知所谓的“吲哚阳性”细菌例如大肠杆菌、嗜水气单胞菌和一些柠檬酸杆菌在它们的生长期间产生吲哚，吲哚也是挥发性产物。在细菌的代谢期间产生的这些挥发性代谢物的排放可构成细菌真正的指纹(fingerprint)或者特征(signature)。对于挥发性代谢物,其理解为有可能变成气态的任何代谢物。体液中存在的其它分析物还可例如通过氧化或者在细菌或酶的作用下被降解，然后释放一种或多种挥发性代谢物。作为一个实例，可列举存在于汗液中并且可分解为氨和二氧化碳的脲。由分析物的代谢或者降解产生的挥发性代谢物有利地为挥发性有机化合物或“V0C”。
因此，通过检测由分析物的代谢或者降解产生的气态代谢物，如果该代谢物或者代谢物的组合是所述分析物所特有的，则可检测所述分析物的存在。通过使用特定的检测器，还可检测同族化合物(例如，乙醇和甲醇或腐胺和尸胺或H2S和CH3SH)的代谢物。根据一个具体实施方式
，为了有利于检测，所述检测方法的第一个步骤在于通过将包括检测器的限制元件(element of confinment)施加在含有体液的个体或动物皮肤区域上方而形成限制空间。所述检测器优选地置于所述含有体液的个体或动物皮肤区域上方。对于所述限制空间，其理解为通过所述限制元件以及所述个体或动物皮肤区域所界定的空间。另一方面，该术语不一定意味着在所述限制元件和体液之间存在空闲(未占，empty)空间。所述限制元件可与体液接触由此，体液不与检测器接触。所述限制元件对于某些气体物质可为至少部分地能透过的。在将所述限制元件施加到皮肤之上后，由分析物的代谢或降解产生的代谢物的至 少一部分逐渐蒸发。未蒸发的代谢物的部分以溶解的形式留在体液中。气体形式的代谢物的浓度相对于液体形式的相同代谢物的浓度的增加取决于若干参数，特别是，取决于代谢物的性质、所述限制元件的尺寸以及体液的量。该浓度取决于表示液相中物质的浓度对气相中该相同物质的浓度之比的亨利定律。气体形式的代谢物渗透到所述限制空间中直到与检测器接触。检测器与气态代谢物之间的接触产生光学上能检测的信号。对于光学上能检测的，其理解为通过光学设施(means)可直接地或间接地观察或读取的任何可感知的(perceptible)信号。在接触期间，检测器与气态代谢物一起相互作用。该相互作用造成检测器的光学性质的改变。检测器有利地对于一种或多种待分析的代谢物是特异性的，即其在与以气体形式存在的待分析的代谢物接触时产生一个或多个光学上能检测的信号。检测器有利地产生与所接触的代谢物的量成比例的信号以进行定性和定量分析。检测器优选地在生色团(发色团，chromogene)检测器或突光团(f Iuorogene)检测器之间选择。由气态代谢物与检测器的接触引起的相互作用导致发射光谱或吸收光谱的改变。在气态代谢物和检测器之间的共价型反应是优先的，因为其使得能够产生至少一个在该时间内稳定的共价键，并且其避免了在该时间期间信息的任何损失。同样地，在气态代谢物和检测器之间的共价型相互作用与在产生弱键例如范德华型弱键的情况下相比可导致光谱更显著的(important)改变,从而改善检测器的灵敏度。在生色团检测器的情况下，气态代谢物与检测器的接触产生检测器的至少一部分的颜色的变化。生色团检测器具有肉眼直接读出体液中是否存在分析物的优点。在荧光团检测器的情况下，气态代谢物与检测器的接触产生检测器的至少一部分的荧光发射。在这种情况下，用于激发荧光的设施特别是合适的光源例如UV灯对于检测荧光的辐射而言可为必需的。根据一个具体实施方式
，检测器包括载体以及对于代谢物敏感的探针。对于探针，其理解为对于目标物(target)具有连接亲合力的任何分子或物质。探针是具体地造成检测器例如上述的检测器的生色团或荧光团性质的原因。探针具有一个或多个与构成目标物的代谢物相互作用的官能团(官能，function)，使得一旦结合至代谢物，探针就产生光学上能检测的信号。探针优选地以不可逆且选择性的方式与至少一种代谢物进行反应，优选地通过共价键。探针与代谢物的反应有利地形成吸收性化合物或荧光化合物。荧光团检测器通常具有更大灵敏性的优点。探针可对于具有特定官能团或反应性的挥发性代谢物或者一类代谢物是特异性的。探针与目标物相互作用的能力取决于构成目标物的代谢物。根据待检测的代谢物，本领域技术人员能够确定要使用的已知探针，并且能够根据任何已知的方法实施合成和/或插入到载体中和/或接枝到载体上的步骤，以获得适合的检测器。作为第一实例，探针可为4-氨基戊-3-烯-2-酮，其是已知的检测在空气中以挥发性有机化合物(VOC)形式存在的轻质醛例如甲醛的化合物。作为实例，4-氨基戊-3-烯-2-酮与甲醛按照以下反应(I)反应
2X [人久]+隱务⑴ 4-氨基戊-3-烯-2酮甲醛 3，5-二乙酰基-1,4-二氢二甲基吡啶所得到的化合物3，5- 二乙酰基-1，4- 二氢二甲基吡啶是荧光性的。另外，被称为James试剂的化合物4_( 二甲基氨基苯甲醛)(记作“DMABA”)以及被称为柯氏试剂的化合物4-二甲基氨基肉桂醛(记作“DMACA”)可分别根据以下反应(2)和⑶检测溶液中的吲哚反应(2)
+ ,lTl n hcici"
I;咮DMABA个
<二甲基教基笨￥醛)
★
Cl- I反应(3)
权利要求
1.用于检测体液⑵中分析物的方法，其特征在于，将检测器(6)置于含有体液⑵的个体或动物皮肤(4)区域上方，然后仅以气体形式检测由分析物的代谢或降解产生的至少一种代谢物，所述检测通过使检测器(6)与气态代谢物接触而进行，所述气态代谢物来自至少一部分所述代谢物的蒸发并且所述接触产生光学上能检测的信号，并且所述检测在体液(2)与检测器(6)之间没有接触的情况下进行。
2.根据权利要求I的方法，其特征在于，所述检测器(6)在生色团检测器和荧光团检测器之间选择。
3.根据权利要求I和2任一项的方法，其特征在于，通过将包括检测器(6)的限制元件施加在含有体液(2)的个体或动物皮肤(4)区域之上而形成限制空间(5)。
4.根据权利要求3的方法，其特征在于，限制元件包括敷料(I)。
5.根据权利要求1-4任一项的方法，其特征在于，体液(2)由来自个体或动物皮肤(4)的伤口(3)的渗出物构成。
6.根据权利要求1-5任一项的方法，其特征在于，检测器(6)包括载体以及对代谢物敏感的探针。
7.根据权利要求6的方法，其特征在于，将探针引入到载体中。
8.根据权利要求6的方法，其特征在于，将探针通过共价键结合至载体。
9.根据权利要求6-8任一项的方法，其特征在于，载体对于气体形式的代谢物是能透过的。
10.根据权利要求6-9任一项的方法，其特征在于，载体是透明或半透明的。
11.根据权利要求6-10任一项的方法，其特征在于，载体是聚合物。
12.根据权利要求11的方法，其特征在于，聚合物是多孔的并且具有高于或等于50m2/g的比表面积。
13.根据权利要求11的方法，其特征在于，聚合物选自藻酸盐、水凝胶、含有硅油的凝胶聚合物、以及氟化凝胶聚合物。
14.用于实施根据权利要求1-13任一项的方法的敷料，其特征在于，其包括 -在与至少一种气体形式的代谢物接触时产生光学上能检测的信号的生色团或荧光团检测器⑶， -个体或动物皮肤(4)的覆盖面(7)，和， -在覆盖面(7)和检测器(6)之间的保护设施(8)，所述设施(8)对于代谢物是惰性的，对于气体形式的代谢物是能透过的并且对于体液(2)是不能透过的。
15.根据权利要求14的敷料，其特征在于，保护设施(8)包括疏水聚合物。
16.根据权利要求14和15任一项的敷料，其特征在于，检测器(6)包括载体以及对于代谢物敏感的探针，并且探针引入到载体中。
全文摘要
本发明涉及用于检测体液(2)中分析物的方法，其包括将检测器(6)放置成与来自分析物的代谢或分解的至少一种代谢物接触。将检测器(6)放置成与代谢物接触产生光学上能检测的信号。所述检测方法包括检测仅气体形式的代谢物，所述气体形式的代谢物来自至少一部分所述代谢物的蒸发。所述检测还是在体液(2)与检测器(6)没有接触的情况下进行的。还描述了用于实施该检测方法的敷料(1)。
文档编号G01N33/52GK102781381SQ201080065147
公开日2012年11月14日 申请日期2010年12月29日 优先权日2010年1月4日
发明者G.马钱德, P.马库克斯 申请人:原子能和代替能源委员会