TW201607510A

TW201607510A - 呼吸分析系統

Info

Publication number: TW201607510A
Application number: TW104120999A
Authority: TW
Inventors: 史帝夫庫伯; 尼爾安德魯斯; 馬汀克勞斯; 安德魯Ｅ金; 莫拉馬洪; 威斯頓麥勒; 詹姆斯伊各; 傑洛湯瑪斯; 瑞秋椎靈格; 大衛波希克; 瑞克麥爾斯; 克雷格卡爾森; 史考特赫伯斯特; 強波洛; 布萊恩楊; 朱凡賴拉; 查爾斯諾爾
Original assignee: 脈動健康有限責任公司
Priority date: 2014-06-27
Filing date: 2015-06-29
Publication date: 2016-03-01
Also published as: WO2015200925A1; EP3161457A1; US20170199125A1; WO2015200926A8; EP3161457A4; ES2734380T3; WO2015200922A1; US9404836B2; US20190170614A1; US9546930B2; US9797815B2; EP3160361A1; HUE044429T2; US20150377859A1; US20150377868A1; WO2015200921A3; US20160370378A1; US20150377784A1; US10197477B2; EP3160361B1

Abstract

本發明提供一種包括一手柄總成之呼吸分析系統，該手柄總成在其上端上具有一分析筒。該手柄總成在其中包括具有一壓力開口之一主體部分及一壓力傳感器。該分析筒包括：一主體部分，其具有界定一呼吸室之一上部分、界定一流體室之一下部分；及一濾光器總成，其可在一呼吸捕捉位置與一分析位置之間移動。該濾光器總成具有經界定通過其之一開口。在該呼吸捕捉位置中，該開口部分地界定該呼吸室，且在該分析位置中，該開口部分地界定該流體室。該系統亦包括一分析器件，該分析器件具有：一殼體；一門板；一控制器，其控制一馬達及一螢光偵測總成；及一旋轉總成，其定位於該殼體內部中。該旋轉總成包括具有用於接收該分析筒之一漏斗部分之一護罩。

Description

呼吸分析系統

相關申請案之交叉參考

本申請案主張2015年5月4日申請之美國臨時申請案第62/156,441號、2015年4月20日申請之美國臨時申請案第62/149,988號及2014年6月27日申請之美國臨時申請案第62/018,448號之權利，所有該等案之全文以引用的方式併入本文中。

本發明係關於羰基偵測及量化之領域，且特定言之係關於生物樣本中之含羰基基團之濃度之偵測及量化。

含羰基基團之偵測係已知的，但生物樣本中之特定低濃度之特定含羰基基團之精確偵測係未知的。已知在高溫度下使用羰基來誘導鄰苯二胺及對苯二胺之聚合使在製造產品中產生供後續使用之固態聚合物，但未知苯二胺衍生物之使用在諸方法中用以偵測數種生物樣本中之含羰基基團。此外，量測溶液中之一螢光物質之螢光以判定對應於該物質之分子之存在係已知的，並且在一給定樣本中此等分子之濃度之量化係已知的。此外，包括酒精位準之呼吸分析器件係已知的。

10‧‧‧呼吸分析系統

11‧‧‧主體部分

12‧‧‧手柄總成

13‧‧‧呼吸捕捉總成

14‧‧‧分析筒

15‧‧‧套管部分

16‧‧‧分析器件

17‧‧‧開口

18‧‧‧可抽取式吸嘴

18a‧‧‧吸嘴部分

19‧‧‧濾光器總成/玻料總成

20‧‧‧玻料固持件/玻料堆疊固持件

20a‧‧‧刺穿器

21‧‧‧止動器

21a‧‧‧對準構件

22‧‧‧安瓿構件

23‧‧‧主體部分

23a‧‧‧上邊

23b‧‧‧下表面

23c‧‧‧凸緣/止動器

24‧‧‧苯二胺(PD)衍生物

25‧‧‧螢光發色團空間/溝槽

26‧‧‧濾光器/玻料片/玻料堆疊/玻料/第一濾光器/第二濾光器/第一玻料/後玻料片

27‧‧‧基板空間

28‧‧‧基板/二氧化矽

29‧‧‧上部分

30‧‧‧上室/呼吸室

31‧‧‧下部分

32‧‧‧下室/流體室

32a‧‧‧前部分

32b‧‧‧後部分/感測室

33‧‧‧前開口/呼吸進入開口

34‧‧‧洗脫溶液

35‧‧‧苯二胺(PD)溶液

36a‧‧‧第一易破裂障壁

36b‧‧‧第二易破裂障壁

37‧‧‧通氣孔

38‧‧‧遠側空間

39‧‧‧導軌

40‧‧‧呼吸離開開口/呼吸離開孔

42‧‧‧壓力量測孔

44‧‧‧壓力通道

46‧‧‧壓力隧道

47‧‧‧頂部環蓋

48‧‧‧殼體

48a‧‧‧第一半部

48b‧‧‧下半部/第二半部

49‧‧‧壓力凸部

50‧‧‧壓力傳感器

52‧‧‧上表面

53‧‧‧濾光器總成套管

54‧‧‧可滑動門板

56‧‧‧護罩

56a‧‧‧鍵

56b‧‧‧臂開口

57‧‧‧底部

58‧‧‧分析穴

58a‧‧‧漸縮漏斗部分

58b‧‧‧穴開口

60‧‧‧螢幕/顯示器

62‧‧‧開/關按鈕、開/關開關、電源按鈕

64‧‧‧揚聲器

66‧‧‧手柄儲存穴

68‧‧‧USB埠

70‧‧‧DC輸入功率埠

72‧‧‧電池

74‧‧‧主電路板

76‧‧‧旋轉總成

78‧‧‧馬達

77‧‧‧光學系統

79‧‧‧LED/發射器

80‧‧‧臂/樞轉臂

80a‧‧‧第一端/工作臂

81‧‧‧齒輪系

82‧‧‧接收器/偵測器/光偵測器

83‧‧‧小齒輪

84‧‧‧大齒輪

84a‧‧‧鍵槽

86‧‧‧可旋轉部分

88a‧‧‧第一固定構件

88b‧‧‧第二固定構件

90‧‧‧第一透鏡

92‧‧‧第一濾光器

94‧‧‧光阱

94a‧‧‧第一壁

94b‧‧‧第二壁

96‧‧‧第二透鏡

98‧‧‧第二濾光器

99‧‧‧手柄內部

101‧‧‧長形主體部分

102‧‧‧第一半部/第二半部

103‧‧‧頂部端帽

104‧‧‧握柄

105‧‧‧底部端帽

106‧‧‧電纜

107‧‧‧插塞

108‧‧‧電路板

110‧‧‧壓力管

111‧‧‧磁體

113‧‧‧壓力開口

114‧‧‧凸輪特徵

115‧‧‧O型環

117‧‧‧中空延伸件

120‧‧‧凸輪路徑/凸輪表面

122‧‧‧滾球軸承

124‧‧‧彈簧

130‧‧‧安瓿隧道

132‧‧‧止動器表面

134‧‧‧濾光器總成開口

138‧‧‧軸環

139‧‧‧壓力凹口

140‧‧‧附接凹口

142‧‧‧對準/附接凸部

144‧‧‧底座

146‧‧‧端帽

148‧‧‧插塞

150‧‧‧管

150a‧‧‧磁體

152‧‧‧開口

154‧‧‧開口/蓋

156‧‧‧電池門板

160‧‧‧光學板/第二光學電路板

162‧‧‧光學板/第一光學電路板/微控制器

163‧‧‧插孔/連接器

164‧‧‧第一軸線構件

165‧‧‧電纜傳遞凹口

166‧‧‧第二軸線構件

166a‧‧‧鍵

168‧‧‧USB埠

170‧‧‧螢光窗口

172a‧‧‧光進入窗口

172b‧‧‧光離開窗口

173‧‧‧井

174‧‧‧軸向對準的圓柱形凸部

175‧‧‧緊固件接收器構件

176‧‧‧互補鍵槽

177a‧‧‧第一接收器管

177b‧‧‧第二接收器管

178‧‧‧軸承

180‧‧‧中央開口

184‧‧‧止動器

186‧‧‧弓形槽

188‧‧‧引導凸部

189‧‧‧開口

190‧‧‧緊固件

191‧‧‧柱

192‧‧‧突片

192a‧‧‧開口

194‧‧‧凸輪隧道

196‧‧‧外殼

196a‧‧‧長形帶螺紋緊固件

197a‧‧‧第一外殼半部/頂部外殼半部/上外殼半部

197b‧‧‧第二外殼半部/底部外殼半部/下外殼半部

198‧‧‧光室

199‧‧‧第一透鏡穴

200‧‧‧分析開口

201‧‧‧第一濾光器穴

202‧‧‧第二洗脫溶液

203‧‧‧凹口/第二透鏡穴

204‧‧‧分析筒接收部分

205‧‧‧第二濾光器穴

206‧‧‧發螢光溶液

207‧‧‧螢光室

208‧‧‧對準構件

209‧‧‧經著色CCM溶液

212‧‧‧第一凹口

213‧‧‧第一凹口

214‧‧‧第二凹口

215‧‧‧第二凹口

216‧‧‧光進入孔徑

217‧‧‧螢光孔徑

218‧‧‧光阱開口

219‧‧‧分析筒系統

220‧‧‧呼吸分析筒

221‧‧‧帽

222‧‧‧螢光分析筒

224‧‧‧安瓿總成

226‧‧‧安瓿構件

226a‧‧‧內部/安瓿構件內部/螢光發色團空間

228‧‧‧滑動管

230‧‧‧流體開口

231‧‧‧易破裂障壁

232‧‧‧接收器構件

234‧‧‧刺穿構件

235‧‧‧主體部分

236‧‧‧刺穿器

238‧‧‧吸收構件

240‧‧‧分析筒

241‧‧‧PD基板241

242‧‧‧通氣帽

244‧‧‧第一光擋板

244a‧‧‧第一光擋板孔徑

246‧‧‧第二光擋板

246a‧‧‧第二光擋板孔徑

248‧‧‧第三光擋板

248a‧‧‧第三光擋板孔徑

250‧‧‧第一螢光擋板

252‧‧‧第二螢光擋板

252a‧‧‧第二螢光擋板孔徑

254‧‧‧對準構件

256‧‧‧溝

258‧‧‧唇部/凸緣

260‧‧‧唇部/凸緣

FP‧‧‧螢光路徑

LP‧‧‧光路徑

P1‧‧‧呼吸路徑

P2‧‧‧濾光器總成路徑/濾光器總成途徑

圖1為根據本發明之一較佳實施例之呼吸分析系統之一透視圖，其中門板開啟以展示穴中之分析筒；圖2為分析筒之一截面正視圖；圖3A為分析筒之一截面透視圖；圖3B為分析筒之一截面分解透視圖；圖4為手柄總成之一分解圖；圖5A為分析筒在連接至手柄總成之前的一截面透視圖；圖5B為分析筒在連接至手柄總成之後的一截面透視圖；圖6A為分析筒在連接至手柄總成之前的一透視圖；圖6B為連接至手柄總成之分析筒之一透視圖；圖7為分析筒之一仰視平面圖；圖8為分析器件之背部之一透視圖；圖9為其中移除電池蓋之分析器件之背部之一透視圖；圖10為其中移除殼體之半部之分析器件之一透視圖；圖11為分析器件之一分解透視圖；圖12為具有穴中之分析筒之旋轉總成之一俯視透視圖；圖13為旋轉總成之一分解透視圖；圖14為旋轉總成之仰視透視圖之另一透視圖；圖15為具有穴中之分析筒之旋轉總成之一透視圖；圖16為具有穴中之分析筒之可旋轉部分之一透視圖；圖17A為具有穴中之分析筒之可旋轉部分之一分解透視圖；圖17B為可旋轉部分之另一分解透視圖；圖17C為光學系統之一分解透視圖；圖17D為光學系統外殼之下半部之一平面圖；圖17E為光學系統之一透視圖；圖18為包括凸輪軌跡之第二固定構件之一透視圖；圖19A為具有處於收捲位置之臂之旋轉總成之一透視圖；圖19B為具有處於伸出位置之臂之旋轉總成之一透視圖；圖20為可旋轉總成之一部分之一透視圖，其中移除外殼之第二半部以展示光學系統之組件；圖21A為展示處於第一位置(亦稱為開始位置)之可旋轉部分之旋轉總成之一截面端視圖；圖21B為展示處於第二位置(亦稱為第一混合位置)之可旋轉部分之旋轉總成之一截面端視圖；圖21C為展示處於第三位置(本文中亦稱為基線讀取位置)之可旋轉部分之旋轉總成之一截面端視圖；圖21D為展示處於一收捲位置之臂及朝向第四位置旋轉之可旋轉部分之旋轉總成之一截面端視圖；圖21E為展示處於一第四位置(亦稱為插入位置)之可旋轉部分及處於伸出位置之臂之旋轉總成之一截面端視圖；圖22為展示處於第五位置(亦稱為分析位置)之可旋轉部分之旋轉總成之一截面端視圖；圖23為展示處於第六位置之可旋轉部分之旋轉總成之一截面端視圖，其中可移除分析筒；圖24為根據本發明之另一較佳實施例之包括一呼吸分析筒及一螢光分析筒之一分析筒系統之一分解透視圖；圖25為具有隆起的安瓿總成之圖24之呼吸分析筒之一截面圖；圖25A為呼吸分析筒之安瓿總成之一截面圖；圖26為具有隆起的安瓿總成及凹進的安瓿構件之圖24之呼吸分析筒之一截面圖；圖26A為呼吸分析筒之安瓿總成之一截面圖；圖27為圖24之螢光分析筒之一截面圖；圖28為具有接收於螢光分析筒上之呼吸分析筒之圖24之分析筒系統之一正視圖；圖29為圖24之分析筒系統之一截面圖；圖30為根據本發明之另一較佳實施例之一分析筒之一截面圖；圖31A展示具有減小的表面活性劑相依性之替代苯二胺衍生物；圖31B展示一替代苯二胺衍生物。

圖31C展示圖31B中所展示之替代苯二胺衍生物之合成之一途徑；圖31D展示圖31B中所展示之替代苯二胺衍生物對間苯二胺之醛誘導聚合之一FRET(福斯特(Forster)能量轉移)回應之一圖解；圖31E展示繪製在存在1μM己醛之情況下圖31B中所展示之替代苯二胺衍生物之螢光之增加之圖表；圖32展示描繪mPDA與1-己醛根據時間反應之發射光譜之圖表；圖33展示描繪隨mPDA與為含羰基基團之1-己醛反應之時間變化的螢光之增加之一圖表；圖34A展示描繪隨根據從0.01%至0.4%(w/v)之十二烷基硫酸鈉(「SDS」)濃度與1-己醛反應之時間變化的螢光之增加之一圖表；圖34B展示在SDS濃度為0.2% SDS下，相較於一坯料隨與1-己醛反應之時間變化的螢光之增加之一圖表；圖34C展示在SDS濃度為0.4% SDS下，相較於一坯料隨與1-己醛反應之時間變化的螢光之增加之一圖表；圖35展示顯示根據1-己醛濃度之螢光之一圖表；圖36展示描繪根據醛鏈長度之相對螢光之一圖表；及圖37展示描繪選擇的小芳香胺之相對螢光之一圖表。

根據本發明之一態樣，提供一種分析筒，該分析筒包括：一主體部分，其具有界定一上室之一上部分及界定一流體室之一下部分；及一濾光器總成，其可沿一第一位置與一第二位置之間的一濾光器總成路徑移動。該濾光器總成具有經界定通過其之一開口。在該第一位置中，該開口部分地界定該上室，且在該第二位置中，該開口部分地界定該流體室。在一較佳實施例中，該濾光器總成可在從該上室延伸至該流體室之一圓柱形套管內移動。較佳地，該套管包括一頂部開口使得該濾光器總成之一上表面暴露於該主體部分之一外部。

在一較佳實施例中，該濾光器總成包括：一呈圓柱形形狀之濾光器固持件，其包括橫向地延伸通過其之開口；及兩個濾光器，其等經定位使得其等跨越該開口。該等濾光器將一基板空間界定於其間，且一基板安置於該基板空間中。在一較佳實施例中，該基板為二氧化矽且該流體室中包括一洗脫溶液或漂洗液。較佳地，該上室為包括一呼吸進入開口、一呼吸離開開口及該呼吸進入開口與該呼吸離開開口之間的一呼吸路徑之一呼吸室。在一較佳實施例中，該分析筒包括一壓力量測孔，該壓力量測孔界定於該上部分之一壁中，連通該呼吸室與延伸通過該主體部分並至界定於該下部分中之一壓力凹口之一壓力隧道。

在一較佳實施例中，一苯二胺衍生物安置於該分析筒中。較佳地，該分析筒包括具有一螢光發色團空間之一安瓿構件，其中該苯二胺衍生物安置於該螢光發色團空間中，且該流體室包括安置於其中之一洗脫溶液。該安瓿構件可在其中該苯二胺衍生物與該洗脫溶液分離之一第一位置與其中該苯二胺衍生物安置於該洗脫溶液中之一第二位置之間移動。在一較佳實施例中，該苯二胺衍生物為間苯二胺。

根據本發明之一實施例，提供一種方法，其包括(a)獲得一分析筒，該分析筒包括：一主體部分，其具有界定一呼吸室之一上部分及界定一流體室之一下部分；及一濾光器總成，其可沿一第一位置與一第二位置之間的一濾光器總成路徑移動。該濾光器總成具有經界定通過其之一開口，且在該第一位置中，該開口部分地界定該呼吸室，且在該第二位置中，該開口部分地界定該流體室，且該流體室中包括一洗脫溶液，如下文所述。該方法亦包括(b)將一呼吸樣本捕捉於該濾光器總成中；(c)將該濾光器總成從該第一位置移動至該第二位置；及(d)將該呼吸樣本之成分洗脫至該洗脫溶液中以形成一成分溶液。在一較佳實施例中，在步驟(c)之前，該方法包括以下步驟：將該分析筒插入至一分析穴中；及使該分析筒旋轉至其中一臂執行步驟(c)之一插入位置。

根據本發明之另一實施例，提供一種包括一呼吸分析筒及一螢光分析筒之分析筒系統。該呼吸分析筒包括一主體部分，該主體部分包括界定一呼吸室之一上部分及界定一流體室之一下部分。該呼吸室包括一呼吸進入開口、一呼吸離開開口及該呼吸進入開口與該呼吸離開開口之間的一呼吸路徑，且該下部分包括從其延伸之一接收器構件。該呼吸分析筒亦包括可沿一第一位置與一第二位置之間的一濾光器總成路徑移動之一濾光器總成。該濾光器總成具有經界定通過其之一開口，且在該第一位置中，該開口部分地界定該呼吸室且為該呼吸路徑之部件，且在該第二位置中，該開口部分地界定該流體室。該螢光分析筒包括一主體部分，該主體部分包括界定一上室之一上部分及界定一流體室之一下部分。該上室包括經調適以將該呼吸分析筒之接收器構件接收於其中之一前開口。該螢光分析筒亦包括可沿一第一位置與一第二位置之間的一濾光器總成路徑移動之一濾光器總成。該濾光器總成具有經界定通過其之一開口，且在該第一位置中，該開口部分地界定該上室，且在該第二位置中，該開口部分地界定該流體室。在一較佳實施例中，在該呼吸分析筒及該螢光分析筒兩者中，在該濾光器總成處於該第一位置時，該呼吸室隔絕於該流體室。

在一較佳實施例中，該分析筒包括可在該第一位置與該第二位置之間的一滑動管內滑動之一安瓿構件。較佳地，該安瓿構件中包括至少一個開口，在該安瓿構件處於該第一位置時，該開口隔絕於與該流體室之流體連通，且在該安瓿構件處於該第二位置時，該開口與該流體室流體連通。在一較佳實施例中，該濾光器總成將該螢光分析筒之上室劃分成一前室及一後室。該前室包括安置於其中且經調適以刺穿該安瓿構件之一易破裂障壁之一刺穿構件。較佳地，該螢光分析筒之後室包括定位於其中之一吸收構件。

在一較佳實施例中，該呼吸分析筒包括界定與該呼吸室連通之一中央開口之一可抽取式吸嘴。該吸嘴包括接收於該呼吸進入開口中之一套管部分及一吸嘴部分。較佳地，該吸嘴包括鄰接該主體部分之一止動器。該止動器包括從其延伸且接收於該主體部分中之一對準開口中之一對準構件。在一較佳實施例中，該螢光分析筒包括定位於該流體室之對置側上之對置的光進入窗口及光離開窗口以及定位於該主體部分之底部上之一螢光窗口。較佳地，該光進入窗口及該光離開窗口各包括一外表面，且其中該等外表面彼此平行。較佳地，該螢光窗口包括一外表面，且該螢光窗口之外表面垂直於該光進入窗口之外表面。

根據本發明之另一實施例，提供一種方法，其包括獲得包括一生物分析筒及一經識別成分分析筒之一分析筒系統。該生物分析筒具有一上室及一流體室，且該經識別成分分析筒具有一上室及一流體室。該方法亦包括：將如下文所述之一生物樣本捕捉於如下文所述之定位於該生物分析筒中之上室中之一基板上；將該基板從該上室移動至該流體室，該流體室包括如下文所述之其中之一第一洗脫溶液；將該生物樣本之成分洗脫至該第一洗脫溶液中以形成如下文所述之一成分溶液；將一基團釋放至該成分溶液中以形成一第一可識別成分溶液；將如下文所述之第一可識別成分溶液轉移至該經識別成分分析筒之上室，使得經識別成分捕捉於定位於該上室中之一基板上；將該基板從該上室移動至包括如下文所述之其中之一第二洗脫溶液之一流體室；將該等經識別成分洗脫至該第二洗脫溶液中以形成如下文所述之一第二可識別成分溶液。

在一較佳實施例中，該生物分析筒為一呼吸分析筒，該經識別成分分析筒為一螢光分析筒，且該生物樣本為一呼吸樣本。較佳地，該基團為如下文所述之一螢光發色團。

根據本發明之另一實施例，提供一種在一呼吸分析筒內形成一溶液之方法，該呼吸分析筒包括：一主體部分，其具有界定一呼吸室之一上部分、界定具有安置於其中之一洗脫溶液之一流體室之一下部分；及一安瓿構件，其可在一第一位置與一第二位置之間移動。該安瓿構件包括一螢光發色團空間，該螢光發色團空間具有安置於其中之一螢光發色團。該方法包括以下步驟：將該安瓿構件從其中該螢光發色團空間及該螢光發色團與該流體室分離之第一位置移動至其中該螢光發色團空間與該流體室連通之第二位置；及混合該螢光發色團與該洗脫溶液。

根據本發明之另一實施例，提供一種分析筒，該分析筒包括一主體部分，該主體部分包括界定一呼吸室之一上部分及界定一流體室之一下部分。該呼吸室包括一呼吸進入開口、一呼吸離開開口及該呼吸進入開口與該呼吸離開開口之間的一呼吸路徑。該分析筒亦包括可沿一第一位置與一第二位置之間的一濾光器總成路徑移動之一濾光器總成。該濾光器總成具有經界定通過其之一開口，且在該第一位置中，該開口部分地界定該呼吸室且為該呼吸路徑之部件，且在該第二位置中，該開口部分地界定該流體室。在一較佳實施例中，該濾光器總成包括定位於該開口中之第一濾光器及第二濾光器，且該第一濾光器及該第二濾光器將一基板空間界定於其間，其中一基板安置於該基板空間中。較佳地，該基板併入有一活性反應捕捉劑。在一較佳實施例中，該活性反應捕捉劑為一螢光肼或胺基氧基複合物。

根據本發明之另一實施例，提供一種在一分析筒內形成一發螢光溶液之方法，該分析筒包括：一主體部分，其具有界定一呼吸室之一上部分、界定具有安置於其中之一洗脫溶液之一流體室之一下部分；及一濾光器總成，其可沿一第一位置與一第二位置之間的一濾光器總成路徑移動。該濾光器總成具有經界定通過其之一開口，且在該第一位置中，該開口部分地界定該呼吸室，且在該第二位置中，該開口部分地界定該流體室。該濾光器總成包括併入有安置於其中之一活性反應捕捉劑之一基板。該方法包括以下步驟：將含羰基基團捕捉於該基板上；將該濾光器總成從該第一位置移動至該第二位置；及將該等含羰基基團及該活性反應捕捉劑洗脫至該洗脫溶液中以形成該發螢光溶液。

根據本發明之另一實施例，提供一種包括一手柄總成之呼吸捕捉總成，該手柄總成具有：一長形主體部分，其界定一手柄內部；一帽，其安置於該主體部分之一端處，包括界定於其中之一壓力開口；及一壓力傳感器，其安置於該手柄內部中。該呼吸捕捉總成亦包括接收於該手柄總成之一上端上之一分析筒。該分析筒包括一主體部分，該主體部分具有界定一呼吸室之一上部分及界定一流體室之一下部分。該呼吸室包括一呼吸進入開口、一呼吸離開開口及該呼吸進入開口與該呼吸離開開口之間的一呼吸路徑。該分析筒包括可沿一第一位置與一第二位置之間的一濾光器總成路徑移動之一濾光器總成。該濾光器總成具有經界定通過其之一開口，且在該第一位置中，該開口部分地界定該呼吸室且為該呼吸路徑之部件，且在該第二位置中，該開口部分地界定該流體室。

在一較佳實施例中，該壓力量測孔界定於該分析筒之上部分之一壁中且連通該呼吸室與延伸通過該主體部分之一壓力隧道。一壓力路徑從該呼吸室界定，通過該壓力量測孔、該壓力隧道、該壓力開口並至該壓力傳感器。較佳地，該手柄總成之帽包括從其向上延伸且密封地接收於該分析筒中之一壓力凹口中之一壓力凸部。該壓力凹口與該壓力隧道連通，且該壓力開口界定於該壓力凸部中。在一較佳實施例中，該帽包括界定於其周圍之一底座，且從該分析筒向下延伸之一軸環接收於該底座上。該帽包括從其徑向地向外延伸之一附接凸部，該附接凸部接收於界定於該分析筒之軸環中之一附接凹口中。

在一較佳實施例中，一中空延伸件從該手柄總成之帽向下延伸並至該手柄內部中。該中空延伸件為該壓力路徑之部件。較佳地，一壓力管接收於該中空延伸件上且在該中空延伸件與該壓力傳感器之間的壓力路徑中。

在一較佳實施例中，該分析筒包括一易破裂障壁，該易破裂障壁在該濾光器總成處於該第一位置時安置於該呼吸室與該流體室之間以使該呼吸室隔絕於該流體室。

根據本發明之另一實施例，提供一種分析器件，該分析器件包括：一殼體，其界定一殼體內部；一門板，其可在一開啟位置與一閉合位置之間移動；及一旋轉總成，其定位於該殼體內部中，包括第一固定構件及第二固定構件以及定位於該第一固定構件與該第二固定構件之間的一可旋轉部分。該可旋轉部分可繞著一旋轉軸相對於該第一固定構件及該第二固定構件旋轉。該可旋轉部分包括具有界定於其中以接收一待旋轉物體之一漏斗部分之一護罩。該護罩包括界定於其頂部處之一穴開口，且該旋轉總成包括大體上定位於該護罩下方之一螢光偵測總成。該分析器件亦包括：一馬達，其驅動該可旋轉部分之旋轉；及一控制器，其控制該馬達及該螢光偵測總成。

在一較佳實施例中，該護罩包括彼此對置之一穴開口及一分析開口，且該護罩包括在該穴開口與該分析開口之間漸縮之壁。該螢光偵測總成較佳包括具有帶有界定於其中之一井之一分析筒接收部分之一外殼，該井與該護罩中之分析開口對準以形成一分析穴。在一較佳實施例中，該分析筒接收部分與該護罩協作以界定一光進入孔徑、一光離開孔徑及一螢光孔徑。較佳地，該螢光偵測總成包括經結構設計以經引導沿一光路徑之一光，該光路徑延伸通過界定於該外殼中之一光室，通過該光進入孔徑，通過該光離開孔徑，並至一光阱中。

在一較佳實施例中，該螢光偵測總成包括一偵測器，該偵測器用於接收經發射通過該螢光開口且通過界定於該外殼中之一螢光室之螢光。較佳地，該螢光室大體上正交於該光室。在一較佳實施例中，該分析器件包括在一收捲位置與一伸出位置之間樞轉之一臂。該臂包括在處於該伸出位置時延伸通過界定於該護罩中之一臂開口之一第一端。在該可旋轉部分從一開始位置旋轉至一插入位置時，該臂從該收捲位置樞轉至該伸出位置。在一較佳實施例中，該臂經偏置朝向該收捲位置且包括在操作上與該第二固定構件上之一凸輪表面相關聯之一第二端。該凸輪表面較佳具有與該臂之收捲位置相關聯之一收捲端及與該臂之該伸出端相關聯之一伸出端，且包括從該收捲端遞增至該伸出端之一半徑。在一較佳實施例中，該臂在其第二端上包括與該凸輪表面相互作用之一滾球軸承。較佳地，該臂圍繞從該護罩延伸之一軸件樞轉。

根據本發明之另一實施例，提供一種旋轉總成，該旋轉總成包括：第一固定構件及第二固定構件；及一可旋轉部分，其定位於該第一固定構件與該第二固定構件之間，可繞著一旋轉軸相對於該第一固定構件及該第二固定構件旋轉。該可旋轉部分包括具有界定於其中以接收一待旋轉物體之一漏斗部分之一護罩及在一收捲位置與一伸出位置之間樞轉之一臂。該臂包括在處於該伸出位置時延伸通過界定於該護罩中之一臂開口之一第一端。該旋轉總成亦可包括驅動該可旋轉部分之旋轉之一馬達。在該可旋轉部分從一開始位置旋轉至一插入位置時，該臂從該收捲位置樞轉至該伸出位置。在一較佳實施例中，該護罩包括彼此對置之一穴開口及一分析開口以及在該穴開口與該分析開口之間漸縮之壁。

在一較佳實施例中，該護罩包括從其向外延伸且分別接收於該第一固定構件及該第二固定構件中之開口中之第一軸線構件及第二軸線構件。較佳地，該護罩包括從其延伸之至少一個內部帶螺紋之緊固件接收器構件。該螢光偵測總成之外殼包括至少一個接收器管，且一帶螺紋接收器延伸通過該接收器管並至該緊固件接收器構件中以將該護罩固定至該外殼。較佳地，該外殼包括第一外殼半部及第二外殼半部。一第一接收器管定位於該第一外殼半部上且一第二接收器管定位於該第二外殼半部上。該帶螺紋接收器延伸通過該第一接收器管及該第二接收器管並至該緊固件接收器構件中以將該護罩固定至該外殼。

根據本發明之另一實施例，提供一種結合包括一分析筒及一分析器件使用之一呼吸分析系統使用之手柄總成。該手柄包括：一長形主體部分，其界定一手柄內部；一帽，其安置於該主體部分之一端處，該帽包括界定於其中之一壓力開口；一壓力傳感器，其安置於該手柄內部中；及一壓力路徑，其界定於該壓力開口與該壓力傳感器之間。在一較佳實施例中，該帽包括從其向上延伸之一壓力凸部，且該壓力開口界定於該壓力凸部中。較佳地，該手柄內部包括安置於其中且與該分析器件中之一磁體相互作用之一磁體。該磁體定位於界定於該帽中之一磁體凹口中。

根據本發明之另一實施例，提供一種濾光器總成，該濾光器總成包括：一主體部分，其具有界定一第一軸之一大體上呈圓柱形之形狀；一開口，其經界定橫向地通過該主體部分，大體上垂直於該第一軸延伸；第一濾光器及第二濾光器，其等跨越該開口且將一基板空間界定於其間；及一基板，其安置於該基板空間中。較佳地，該第一濾光器及該第二濾光器包含具有經界定通過其之細孔之一塑膠。在一較佳實施例中，該主體部分在其外表面上包括大體上平行於該軸延伸之導軌。較佳地，該主體部分包括包含從其向下延伸之至少一個刺穿器之一下表面。

根據本發明之另一實施例，提供一種製作一濾光器總成之方法，該方法包括以下步驟：獲得一濾光器固持件，一濾光器固持件具有帶有界定一第一軸之一大體上呈圓柱形之形狀之一主體部分，且包括經界定橫向地通過該主體部分之一開口，該開口大體上垂直於該第一軸延伸；用一基板對一第一濾光器配量；將一第二濾光器在該基板上；及將該第一濾光器、該基板及該第二濾光器定位至該開口中，使得該第一濾光器及該第二濾光器跨越該開口。該第一濾光器及該第二濾光器及該基板可一起或分離地定位於該開口中。

根據本發明之另一實施例，提供一種螢光偵測總成，該螢光偵測總成包括：一發射器；一偵測器；一外殼，其界定一光室、一螢光室及一井；一光路徑，其從該發射器延伸，通過該光室且通過該井；及一螢光路徑，其從該井延伸，通過該螢光室並至該偵測器。在一較佳實施例中，該螢光偵測總成包括定位於該光路徑內之一第一透鏡及一第一濾光器。較佳地，該螢光偵測總成包括定位於該螢光路徑內之一第二透鏡及一第二濾光器。在一較佳實施例中，該螢光偵測總成包括以下光擋板之至少一者：定位於該發射器與該第一透鏡之間的光路徑內之一第一光擋板、定位於該第一透鏡與該第一濾光器之間的光路徑內之一第二光擋板及定位於該第一濾光器與該井之間的光路徑內之一第三光擋板。該第一擋板包括界定於其中之一第一光擋板孔徑，該第一光擋板孔徑具有小於該光室之一內直徑之一內直徑。該第二擋板包括界定於其中之一第二光擋板孔徑，該第二光擋板孔徑具有小於該第一光擋板孔徑之內直徑之一內直徑。該第三擋板包括界定於其中之一第三光擋板孔徑，該第三光擋板孔徑具有小於該第二光擋板孔徑之內直徑之一內直徑。

在一較佳實施例中，該光阱定位於該光路徑之一遠側端處，且包括相對於該光路徑所成之角度介於約25°與約45°之間的一第一壁。較佳地，該光阱包括連接至該第一壁之一第二壁，且該第二壁不垂直於該光路徑。在一較佳實施例中，該外殼包含一上外殼半部及一下外殼半部，且該下外殼半部包括界定該井之一分析筒接收部分。在一較佳實施例中，該上外殼半部包括從其向下延伸且與從該下外殼半部向上延伸之一凸緣重疊之一凸緣。在一較佳實施例中，一分析筒定位於該井中，包括一光進入窗口、一光離開窗口及一螢光窗口。該光進入窗口及該光離開窗口經定位沿該光路徑。

在一較佳實施例中，該外殼包含一上外殼半部及一下外殼半部，該上外殼半部及該下外殼半部協作以界定容置該第一透鏡之一第一透鏡穴、容置該第一濾光器之一第一濾光器穴、容置該第二透鏡之一第二透鏡穴及容置該第二濾光器之一第二濾光器穴。較佳地，該螢光偵測總成包括連接至該外殼之一護罩，該護罩包括彼此對置之一穴開口及一分析開口以及該穴開口與該分析開口之間的一漏斗部分。該漏斗部分與該井協作以界定一分析穴，且該護罩至少部分地界定該光進入孔徑及該螢光孔徑。

根據本發明之另一實施例，提供一種偵測螢光之方法，其包括：將來自一發射器之光發射至一光室中並使其沿一光路徑，該光路徑包括沿其之一感測室。該感測室中包括一發螢光溶液。該經發射光經過該螢光溶液並產生一螢光，且其中該螢光從該感測室沿一螢光路徑發射至一螢光室中；及偵測該螢光之一螢光信號。

根據本發明之另一實施例，提供一種偵測螢光之方法，其包括將一分析筒插入至一分析穴中。該分析筒包括一濾光器總成，該濾光器總成包括具有其上之一含羰基基團之一基板。該方法亦包括使該分析筒從一開始位置旋轉至一插入位置；將該分析筒內之濾光器總成從一上室移動至含一洗脫溶液之一流體室；使該分析筒從該插入位置旋轉至一分析位置，使得該洗脫溶液排出通過該濾光器總成且該等含羰基基團洗脫至該洗脫溶液中以形成一發螢光溶液；及分析該發螢光溶液之螢光。

根據本發明之另一實施例，提供一種包括一呼吸捕捉總成之呼吸分析系統，該呼吸捕捉總成包括一手柄總成，該手柄總成包括：一長形主體部分，其界定一手柄內部；一壓力開口，其界定於該長形主體部分之一端中；及一壓力傳感器，其安置於該手柄內部中。該呼吸分析系統亦包括接收於該手柄總成之一上端上之一分析筒。該分析筒包括一主體部分，該主體部分包括界定一呼吸室之一上部分及界定一流體室之一下部分。該呼吸室包括一呼吸進入開口、一呼吸離開開口及該呼吸進入開口與該呼吸離開開口之間的一呼吸路徑。該分析筒包括可沿一呼吸捕捉位置與一分析位置之間的一濾光器總成路徑移動之一濾光器總成。該濾光器總成具有經界定通過其之一開口，且在該呼吸捕捉位置中，該開口部分地界定該呼吸室且為該呼吸路徑之部件，且在該分析位置中，該開口部分地界定該流體室。該系統亦包括一分析器件，該分析器件包括：一殼體，其界定一殼體內部；一門板，其可在一開啟位置與一閉合位置之間移動；及一旋轉總成，其定位於該殼體內部中，包括具有界定於其中以接收該分析筒之一漏斗部分之一護罩。該系統亦包括控制該馬達及該螢光偵測總成之一控制器。該壓力傳感器與該控制器連通。

根據本發明之另一實施例，提供一種用於偵測及量化呼吸中之含羰基基團之方法。該方法包括：(a)提供一分析筒；(b)將該分析筒連接至一手柄總成；(c)將含羰基基團之一呼吸樣本收集於一濾光器總成上；(d)標記該等含羰基基團以提供一經標記溶液；(e)將該經標記溶液插入至一分析器件中；(f)引導一預定波長範圍內之光通過該經標記溶液，藉此產生一螢光；(g)偵測該螢光。

將明白，可使用本發明系統分析任何生物樣本。可根據需要捕捉及分析除含羰基基團(CCM)或醛外之呼吸成分。美國專利公開案第2003/0208133號及第2011/0003395號之全文以引用的方式併入本文中。

下文描述及圖式係闡釋性的且不應被解釋為限制性。描述眾多特定細節以完全地瞭解本發明。然而，在某些實例中，未描述熟知或習知細節以免使本發明描述不清楚。對本發明中之一項實施例或另一實施例之參考可但未必為對相同實施例之參考；且此等參考意謂著該等實施例之至少一者。

在本說明書中對「一項實施例」或「一實施例」之參考意謂著在本發明之至少一項實施例中包括結合該實施例所述之一特定特徵、結構或特性。在本說明書各處中術語「在一項實施例中」之出現未必指代相同實施例，亦不是與其他實施例相互排斥之單獨或替代實施例。此外，描述可藉由一些實施例而非其他實施例展現之各種特徵。類似地，描述可為對一些實施例而非其他實施例之需求之各種需求。

本說明書中所使用之術語通常在本發明之內容脈絡內且在其中使用各術語之特定內容脈絡中具有其普通技術含義。在下文或本說明書別處論述用以描述本發明之某些術語，以對關於本發明描述之執業醫生提供額外指導。為了方便起見，可例如使用斜體及/或引號突顯某些術語：突顯之使用對一術語之範疇及含義不具有影響；在相同內容脈絡中，一術語之範疇及含義係相同的(無論其是否被突顯)。將明白，可依一種以上方式表示相同事物。

因此，替代語言及同義詞可用於本文中所論述之術語之任何一或多者。亦不強調任何特殊意義(無論本文中是否闡述或論述一術語)。提供某些術語之同義詞。一或多個同義詞之一敘述不排除其他同義詞之使用。本說明書別處之實例(包括本文中所論述之任何術語之實例)之使用僅係闡釋性的，且並非意欲於進一步限制本發明或任何例示性術語之範疇及含義。同樣地，本發明不限於本說明書中所給定之各項實施例。

在並非意欲於進一步限制本發明之範疇之情況下，下文給定根據本發明之實施例之儀器、裝置、方法及其相關結果之實例。應注意，為了方便讀者，標題或子標題可用於該等實例，其應決不限制本發明之範疇。除非另有定義，否則本文中所使用之所有技術術語及科技術語具有與本發明所屬技術之一般人員所普遍理解之含義相同的含義。在存在衝突之情況下，本文獻(包括定義)將受控制。

將明白，本文中所使用之術語「前」、「後」、「頂部」、「底部」、「側」、「短」、「長」、「上」、「下」及「下方」僅為了便於描述且指代如圖中所展示之組件之定向。應瞭解，本文中所述之組件之任何定向係在本發明之範疇內。

圖1至圖30展示用於分析一病人之呼吸中之含羰基基團(「CCM」)之一呼吸分析系統10。如圖1中所展示，系統10通常包括一手柄總成12、一分析筒14及一分析器件16。通常，手柄總成12及分析筒14供醫師及病人用以捕捉病人呼吸之某些組分(如下文更完全地描述)，且分析器件16用以分析該等經捕捉組分。

現將描述圖2至圖7及圖21A至圖23中所展示之分析筒14。在一較佳實施例中，分析筒14包括一主體部分11，該主體部分11包括界定一上或呼吸室30之一上部分29及界定一下或流體室32之一下部分31。呼吸室30包括一前開口或呼吸進入開口33、一呼吸離開開口40及該前開口或呼吸進入開口33與該呼吸離開開口40之間的一呼吸路徑P1。在一較佳實施例中，呼吸室30朝向呼吸離開開口40漸縮，然而本發明不限於此。分析筒14亦包括可沿一第一或呼吸捕捉位置(圖2)與一第二或分析位置(圖21E)之間的一濾光器總成路徑P2移動之一濾光器總成19。濾光器總成19具有經界定通過其之一開口17，包括定位於其中之至少一個且較佳兩個濾光器26。在該呼吸捕捉位置中，開口17部分地界定呼吸室30且為呼吸路徑P1之部件，且在該分析位置中，開口17部分地界定流體室32。

在一較佳實施例中，分析筒14包括一可抽取式吸嘴18、頂部上之濾光器總成19及底部上之一安瓿構件22。如圖3B中所展示，吸嘴18包括：一套管部分15，其接收於主體部分11上之呼吸進入開口33中；一吸嘴部分18a；一止動器21，其鄰接主體部分11；及一對準構件21a，其接收於主體部分11中之一互補對準開口(未展示)中。吸嘴18部分地界定呼吸室30及呼吸路徑P1。濾光器總成19較佳包括藉由一玻料固持件20固持之兩個濾光器或玻料片26(有時統稱為玻料堆疊)。玻料片26跨越開口17。

在一較佳實施例中，玻料固持件20在其底部表面上包括用於刺穿下文所論述之一易破裂障壁之至少一個刺穿器20a。較佳地，玻料固持件20在一外表面上包括用於隨著玻料總成19沿濾光器總成路徑移動幫助引導該玻料總成19之至少一個導軌39。刺穿器20a可在導軌39之底部上。在使用之前，玻料堆疊26定位於呼吸室30中。如圖2中所展示，一基板空間27界定於玻料片26之間。在一較佳實施例中，一基板28(諸如二氧化矽)安置於玻料片26之間的基板空間27中。將明白，玻料片26有足夠的多孔性以使得呼吸可通過其間，但沒有過度的多孔性以免陷獲於玻料片26之間的基板28逸出。濾光器或玻料片26較佳由依某種形式壓入並封裝在一起之聚乙烯球體製成。在一起壓入成碟形狀或片形狀時，球形或圓形形狀產生呼吸通過所必需之孔隙或細孔。球體可由不同塑膠材料(例如，聚乙烯、聚丙烯等)或鐵氟龍製成，具有不同直徑。在另一實施例中，濾光器26可包含皆由相同塑膠材料製成且具有相同或不同直徑之球體。在一例示性實施例中，玻料26為具有10μm或20μm細孔大小之聚乙烯或鐵氟龍玻料。如下文更完全地描述，在使用中，隨著一病人吹氣通過呼吸室30，將包括醛之CCM收集於基板28(亦稱為CCM捕捉材料)上。在一較佳實施例中，二氧化矽用作該基板或CCM捕捉材料。然而，本發明不限於此且可使用具有捕捉CCM或醛之能力之其他基板。

在一較佳實施例中，跨越開口17之玻料片或濾光器26較佳在其中係壓入配合的。產生濾光器總成之方法包括將球形塑性件壓入至第一及第二濾光器26中，將第一濾光器26壓入至玻料固持件20中之開口17中。接著，將基板28(較佳二氧化矽)配量於第一玻料26上，接著使用一預定義壓力將一第二濾光器26壓入至開口17中並至二氧化矽28上。在另一實施例中，在將一玻料堆疊壓入至玻料固持件20中之開口17中之前，可將二氧化矽28配量至第一玻料26上且接著可將第二玻料26壓入至二氧化矽28上以產生該玻料堆疊。在另一實施例中，可將該等濾光器安置於界定於玻料固持件20之內側壁中之凹槽中。

如圖2至圖3B中所展示，安瓿構件22包含一主體部分23，該主體部分23具有界定於其中且包括一上邊23a及一下表面23b之一螢光發色團空間或溝槽25。溝槽25包括安置於其中之一苯二胺衍生物(「PD衍生物」)24。安瓿構件22可在其中溝槽25及PD衍生物24藉由一第一易破裂障壁36a與流體室32分離之一第一位置與其中溝槽25與流體室32連通(其中PD衍生物24及洗脫溶液34混合於流體室32中，如下文所述)之一第二位置之間移動。易破裂障壁36a可為一箔等。在一較佳實施例中，安瓿構件22可在界定於分析筒14之下部分31中之一安瓿隧道 130內移動。在一較佳實施例中，安瓿構件22包括在安瓿構件22移動至該第二位置時鄰接分析筒14上之一止動器表面132之一凸緣或止動器23c。止動器23c防止安瓿構件22過快地移動至安瓿隧道130及/或流體室32中。在一較佳實施例中，安瓿隧道130正交於流體室32。然而，本發明不限於此。

如圖2至圖3B中所展示，流體室32定位於呼吸室30與安瓿構件22及安瓿隧道130之間。一洗脫溶液34安置於流體室32中。在一較佳實施例中，洗脫溶液34包括水及乙醇，然而本發明不限於此。在一較佳實施例中，流體室32隔絕於安瓿隧道130。此可藉由任何密封方法予以完成。在一較佳實施例中，流體室32藉由第一易破裂障壁36a隔絕於安瓿隧道130。在一較佳實施例中，流體室32隔絕於呼吸室30。此可藉由任何密封方法予以完成。在一較佳實施例中，一第二易破裂障壁36b經定位跨呼吸室30與流體室32之間的濾光器總成途徑P2(劃分濾光器總成套管53)。該流體室與該呼吸室之間的開口在本文中稱為濾光器總成開口134且包括上面固定有第二易破裂障壁36b之一突部。流體室32亦包括用以阻止在混合期間洗脫溶液34變成「氣鎖」之通氣孔37。

熟習此項技術者將明白，在使用分析筒14之前(即，在其附接或連接至手柄總成12之前)，濾光器總成19處於該呼吸捕捉位置且安瓿構件22處於該第一位置。在此結構設計中，流體室32中之洗脫溶液34藉由第二易破裂障壁36b與呼吸室30中之濾光器總成19分離，且藉由第一易破裂障壁36a與安瓿隧道130中之安瓿構件22分離。

圖4為手柄總成12及其組件之一分解圖。在一較佳實施例中，手柄總成12包括：一長形主體部分101，其具有界定一手柄內部99之第一及第二半部102(參見圖5A)；頂部端帽103及底部端帽105；一握柄104；一電纜106，其經由插塞107連接至分析器件16(電子及/或資料)；及一壓力傳感器50及相關聯組件(電路板108、壓力管110等)。手柄總成12較佳亦包括與下文所述之手柄儲存穴66及管150中之一磁體150a相互作用之一磁體111。一壓力凸部49從頂部端帽103之上表面52向外延伸(參見圖5A)。一壓力開口113界定於壓力凸部49之頂部中。在一較佳實施例中，該壓力凸部在其周圍包括在其耦合至分析筒14時密封壓力凸部49之一O型環115。較佳地，壓力凸部49接收於界定於該分析筒之下部分31中之一壓力凹口139(參見圖7)中。如圖5及圖5A中所展示，在一較佳實施例中，手柄總成12內之壓力路徑從壓力開口113延伸，通過頂部端帽103之底部表面上之一延伸件117(其接收於壓力管110中)，通過壓力管110並至壓力傳感器50(其一端接收於壓力管110中)。通常，該壓力路徑界定於壓力開口113與壓力傳感器50之間。電纜106連接至電路板108。因此，壓力傳感器50之壓力讀數可傳達至分析器件16之主電路板74。

圖5A至圖6B展示附接至手柄總成12之分析筒14。在一較佳實施例中，分析筒14包括從主體部分11向下延伸之一軸環138。軸環138包括界定於其中之至少一個且較佳複數個附接凹口140。凹口140之一者與手柄總成12之頂部端帽103上之一對準或附接凸部142配對(在另一實施例中可存在更多附接凸部142)。軸環138亦接收於為頂部端帽103之一部件之一底座144上。一環形凸部從端帽103向外延伸以匹配軸環138上之一底切槽並產生一滑入配合。一摩擦配合亦在本發明之範疇內。附接凹口140允許該軸環在固定於手柄總成12之頂部上時展開。

用於將壓力凸部49接收於手柄總成12之頂部上之壓力凹口139界定於軸環138內。互補的附接凹口140及附接凸部142在附接程序期間對準分析筒14與手柄總成12，使得壓力凸部49接收於壓力凹口139中。底座114可包括用於對軸環138提供一摩擦配合之一橡膠材料等。將分析筒14附接至手柄總成12之任何方法係在本發明之範疇內。例如，可藉由一螺紋配合、滑入配合、摩擦配合等將分析筒14連接至手柄總成12。

如圖5A中所展示，在第一位置中，安瓿構件22從分析筒14之下部分31向下延伸。因此，在分析筒14連接至手柄總成12時，安瓿構件22之下表面23b接觸手柄總成12之上表面52，藉此向上推送安瓿構件22，因此使第一易破裂障壁36a破裂，且將該安瓿構件從該第一位置移動至該第二位置。此促進將PD衍生物24轉移至流體室32及洗脫溶液34中。將明白，保持PD衍生物24與洗脫溶液34分離直至分析筒14連接至手柄總成12為止。混合洗脫溶液34及PD衍生物24以形成一苯二胺溶液(「PD溶液」)35(下文描述在分析器件16中洗脫溶液34及PD衍生物24之進一步混合)。

參考圖2至圖7，分析筒14中包括之另一特徵為呼吸壓力量測能力。此使一病人能夠吹氣至該分析筒中以經由分析器件16上之螢幕60知道吹氣壓力是否在一預定範圍內。通常，一壓力路徑界定於分析筒14之上部分29中之一壓力量測孔42(與呼吸室30連通)與手柄總成12中之壓力傳感器50之間。如圖3A中所展示，該壓力路徑從壓力量測孔42延伸至部分地繞著濾光器總成19延伸之一壓力通道44，並至向下延伸通過主體部分11之一壓力隧道46。將明白，圖3A展示從分析筒14省略之一頂部環蓋47。頂部環蓋47(或其他壁或障壁)封閉壓力通道44以維持壓力。

圖7展示分析筒14之底部及與壓力凹口139連通之壓力隧道46之端。在壓力凸部49接收於壓力凹口139中時，壓力隧道46與壓力開口113連通。因此，整個壓力路徑從壓力量測孔42延伸，通過該壓力隧道，通過該壓力開口，通過中空延伸件117，通過壓力管110並至壓力傳感器50。

在一病人吹氣通過呼吸室30(及玻料片26)時，進行一壓力量測。在一較佳實施例中，此要求一壓力差流計算。隨著呼吸吹過該呼吸室，取決於該人員吹氣之輕重程度，在後玻料片26與呼吸離開孔40中間的呼吸室30之遠側空間38中產生一壓力差。壓力量測孔42界定於遠側空間38內之壁中且本質上為用於量測周圍壓力與遠側壓力之差之一分接頭。經過壓力量測孔42之在遠側空間38中之呼吸之壓力加壓於該壓力隧道(壓力路徑)內之既有空氣。該壓力路徑延伸通過壓力量測孔42至通道44中並且向上切道且接著向下切道通過壓力隧道46並至手柄總成12。藉由壓力傳感器50量測呼吸室30之遠側空間38內側之壓力，且可基於該壓力量測計算通過呼吸室30之流動速率。壓力傳感器50之電子裝置定位於手柄總成12中(即，定位於電路板108上)。

在使用中，一旦將分析筒14放置於手柄總成12上，則一使用者吹氣通過吸嘴18及呼吸室30使得一預定容積之空氣或呼吸(例如，3升)經呼出通過呼吸室30。因此，CCM從一預定或已知容積之呼吸中予以濾出並收集於基板28上。在已收集CCM之後，該使用者從手柄總成12移除分析筒14，移除吸嘴18並將分析筒14放置於分析器件16中，如下文所述。分析筒14及手柄總成12之組合(圖6B中所展示)在本文中稱為呼吸捕捉總成13。

如圖6A至圖7中所展示，該分析筒包括一個底部窗口及兩個側窗口。該底部窗口在本文中稱為螢光窗口170且該等側窗口在本文中稱為光進入窗口172a及光離開窗口172b。結合下文所述之在分析器件16中之一光學系統77(在本文中亦稱為螢光偵測總成或螢光計)使用螢光窗口170、光進入窗口172a及光離開窗口172b。在一較佳實施例中，窗口170及172a及172b為一透明塑膠且具有與主體部分11之剩餘部分相同之材料。然而，該等窗口可具有一不同材料。較佳地，窗口170及172a及172b經光學拋光且經定向使得外表面正交於光學系統77之適當組件(下文所述)。在一較佳實施例中，主體部分11之剩餘部分不是光學透明的且包括一拔模斜度使得窗口170及172a及172b係隔離的(即，該筒之側或底部成角於或不平行於該等窗口之外表面)。較佳地，光進入窗口172a及光離開窗口172b平行於彼此且螢光窗口170垂直於光進入窗口172a及光離開窗口172b。

在一較佳實施例中，分析筒14由塑膠(例如，聚碳酸酯、PMMA等)製成且各種件超音波地接合至彼此。然而，本發明不限於此，並且該分析筒可由任何所需材料製成且根據需要予以接合。

圖1及圖8至圖23展示分析器件16。如圖1及圖8至圖11中所展示，通常，分析器件16包括：一殼體48(包含兩個半部48a及48b)；一門板54，其可在開啟位置與閉合位置之間相互作用；一護罩56；分析穴58，其界定於護罩56中(其中接收該分析筒)；一底部57；一主電路板74、一旋轉總成76；及一顯示器60(其較佳為觸控螢幕)。將明白，整個分析穴58包括下文所述之漸縮漏斗部分58a及井173。分析器件16亦包括一開/關按鈕62、一揚聲器64、一手柄儲存穴66、一USB埠68及一DC輸入功率埠70(參見圖8)。分析器件16亦包括如圖9中所展示之一電池72及圖11中所展示之一電池門板156。該電池較佳可再充電，然而本發明不限於此。

護罩56為分析筒14與分析器件16之間的介面。在使用中，在使用分析筒14採取一呼吸樣本之後，使用者將該分析筒放置於分析穴58中(透過穴開口58b)並閉合門板54。圖10展示其中移除殼體之下半部48b之分析器件16。如所展示，分析器件16包括主電路板74以及用於混合洗脫溶液34及醛之旋轉總成76，如下文所述。旋轉總成76亦包括光學系統77。主電路板74(母板)為控制器，且包括(或電連通)但不限於：USB埠68、DC輸入功率埠70、用於與一馬達78及光學系統77(及下文所述之光學板160及162)連通之電纜、用於與手柄總成12連通(經由插塞107及148、電纜106及電路板108)之一電纜、顯示器60、開/關開關62、電池72、及用於感測門板54是開啟還是閉合之光學感測器。

圖11展示分解的分析器件16且繪示殼體之第一半部48a及第二半部48b、可滑動門板54、主電路板74及旋轉總成76。如所展示，分析器件16亦包括在其中具有用於連接電纜106之一插塞148之一端帽146及界定手柄儲存穴66之一管150。如上文所論述，手柄儲存穴66及管150包括與手柄總成12中之磁體111相互作用之一磁體150a。該兩個磁體之相互作用幫助將手柄總成12固持於手柄儲存穴66中。在一較佳實施例中，殼體之第一半部48a包括與護罩56對準以界定分析穴58之一開口152。殼體48中之開口/蓋154容置顯示器60。在一較佳實施例中，殼體之第二半部48b包括底部57、電池門板156、及用於為主電路板74之部件之USB埠68及DC輸入功率埠70之開口。

圖12至圖20展示其中省略大多數其他組件之旋轉總成76。如圖12至圖13中所展示，旋轉總成76通常包括一可旋轉部分86、第一固定構件88a及第二固定構件88b、馬達78、一齒輪系81(其較佳包括驅動一大齒輪84之一小齒輪83)、護罩56、及光學系統77。馬達78包括驅動小齒輪83之一驅動軸件(未展示)，該驅動軸件嚙合大齒輪84且使大齒輪84旋轉。馬達78較佳受主電路板74控制。將明白，中心部分(可旋轉部分86)樞轉，且固定構件88a及88b在殼體48內保持靜止。大齒輪84較佳在其中包括接收固定構件88a上之一引導凸部188之一弓形槽186。弓形槽186之端提供止動(藉由與引導凸部188相互作用)使得可旋轉部分86僅可在各方向上旋轉一定程度。

圖16至圖17B僅展示可旋轉部分86。可旋轉部分86包括經由一鍵及鍵槽關係連接至該護罩之第一軸線構件164及第二軸線構件166。本發明不限於此。在另一實施例中，第一軸線構件164及第二軸線構件166可粘附或接合至該護罩或可與該護罩成一體。如圖13中所展示，在一較佳實施例中，護罩56包括在其對置側上具有一鍵56a之軸向對準的圓柱形凸部174。凸部174接收包括界定於其中之互補鍵槽176之第一軸線構件164及第二軸線構件166。第一軸線構件164及第二軸線構件166較佳經鍵合使得其等僅依一個定向安裝於護罩56上。

第一軸線構件164及第二軸線構件166在其上具有與固定構件88a及88b中之中央開口180協作且允許可旋轉部分86旋轉之軸承178。可旋轉部分86經由嚙合大齒輪84之中心開口中之至少一個鍵槽84a之至少一個鍵166a連接至大齒輪84。第二軸線構件166亦包括用於大齒輪84之一止動器184及允許來自主電路板74並延伸至光學系統77之一電纜(未展示)經過其之一電纜傳遞凹口165。因此，馬達78驅動小齒輪83，以驅動大齒輪84，以嚙合並驅動第二軸線構件166，以驅動護罩56(其將分析筒14固持於分析穴58中)及附接至護罩56之所有其他組件，諸如光學系統77及一臂80(下文所論述)。

在一較佳實施例中，分析器件16包括其中藉由旋轉總成76之運動鎖定門板54之一門板鎖定總成。較佳地，該門板鎖定總成包括感測該門板是開啟還是閉合之一門板偵測感測器。護罩56在其上包括與殼體上之一樞轉突片構件相互作用之一凸輪特徵114(參見圖16)。凸輪特徵114經定位使得在旋轉總成76轉至負載位置時該突片脫落，因此允許該門板打開。在旋轉總成76之所有其他定向中，該突片係向上的並且鎖定該門板且防止該門板打開。

如下文將描述，可旋轉部分86與其中之分析筒14一起旋轉以混合其中之PD溶液35且允許光學系統77執行分析。此外，可旋轉部分86包括用以將可旋轉運動轉化成樞轉運動使得臂80將濾光器總成19從呼吸室30推送至流體室32中之一凸輪及槓桿系統。圖17A至圖19C展示該凸輪及槓桿系統且展示旋轉總成76如何移動臂80。臂80圍繞界定一樞轉軸之柱191樞轉且包括在其上具有在一凸輪表面120上滑行之一滾球軸承122之一第一端80a及在護罩56之側中之一臂開口56b內外移動之一第二端。在一較佳實施例中，臂80圍繞柱191樞轉且固定至從第一軸線構件164延伸之一突片192，如圖17B中所展示。較佳地，臂80包括接收柱191之一開口189，該開口189從護罩56向下延伸(參見圖17B)。彈簧124經形成使得線圈區段形成接收柱191之一開口。一緊固件190延伸通過突片192中之開口192a並至柱191之端中。具有滾球軸承122之臂80之第一端80a延伸至界定於第二固定構件88b中之一凸輪隧道194中(參見圖18)。

臂80可在一收捲位置(圖19A)與一伸出位置(圖19B)之間移動。彈簧124將該臂偏置至該收捲位置。如圖18中所展示，凸輪表面120係彎曲的且包括沿滾球軸承122行進之路徑遞增之一半徑。隨著可旋轉部分86(及臂80)旋轉，滾球軸承122在凸輪表面120上滑行。遞增半徑之凸輪表面120致使臂80繞著樞轉軸樞轉且因此將臂80之第二或工作臂80b推送至護罩56中之臂開口56b中。比較其中該臂未向內樞轉之圖19A與其中該臂向內樞轉之圖19B。歸因於護罩56內之分析筒14之定位，臂80之第二端80b將濾光器總成19從呼吸室30推送至流體室32。凸輪表面120、滾球總成122、樞轉(及經由彈簧124偏置之彈簧)臂80一起工作以將可旋轉運動轉換成樞轉運動。

圖17B至圖17D及圖20展示光學系統77。光學系統77包括包含第一半部197a及第二半部197b(圖20中省略第二半部197b)之一外殼196。外殼196較佳藉由帶螺紋緊固件196a固定至護罩56(參見圖10)。在一較佳實施例中，護罩56包括接收延伸通過第一外殼半部197a及第二外殼半部197b上之互補的第一接收器管177a及第二接收器管177b之長形帶螺紋緊固件196a之四個緊固件接收器構件175。緊固件接收器構件175可內部帶螺紋或可經製作使得隨著帶螺紋緊固件196a螺合於其中在塑膠中產生螺紋。如圖17B中所展示，包括不對應於護罩56上之一緊固件接收器構件175之一額外組之第一接收器管177a及第二接收器管177b。因此，帶螺紋緊固件196a將該外殼之兩個半部固定在一起且將外殼196固定至護罩56。

護罩56在其底部中包括在分析筒14位於分析穴58中時該分析筒14之背部延伸通過之一分析開口200。分析開口200與外殼196之第二半部197b之一井173對準，該井173將分析筒14之背部接收於其中。外殼196包括如圖17C中所展示之界定井173之一分析筒接收部分204。外殼196經形成使得第一外殼半部197a及第二外殼半部197b協作以界定一光室198、一螢光室207、一光阱94及井173。護罩56在其底部表面上包括與分析筒接收部分204上之凹口協作以界定一光進入孔徑216、一螢光孔徑217及一光阱開口218之三個凹口203。

光學系統77亦包括包含一LED 79之一第一光學電路板或微控制器162及包含一接收器或偵測器82(例如，一光二極體)之一第二光學電路板或微控制器160。兩個光學電路板包括用以連接用於來自主電路板74之通信及控制之電纜(未展示)之插孔或連接器163。光學系統77亦包括定位於光室198中之至少一第一透鏡90及至少一第一濾光器92以及定位於螢光室207中之至少一第二透鏡96及至少一第二濾光器98。外殼196經形成使得第一外殼半部197a及第二外殼半部197b協作以界定一第一透鏡穴199、一第一濾光器穴201、一第二透鏡穴203及一第二濾光器穴205。

如圖17C至圖17E及圖20中所展示，頂部外殼半部197a包括界定於其中之第一凹口212及第二凹口214，其等與分析筒接收部分204之頂部表面中之第一凹口213及第二凹口215協作以至少部分地形成光進入孔徑216及螢光孔徑217。頂部外殼半部197a及底部外殼半部197b亦協作以至少部分地形成光阱開口218。在分析筒14定位於井173中時，光進入窗口172a與光進入孔徑216對準，螢光窗口170與螢光孔徑217對準，且光離開窗口172b與光阱開口218對準。

在使用中，LED 79沿一光路徑(LP)發出光通過第一透鏡90，通過一第一濾光器92，通過光進入孔徑216，通過分析筒14中之光進入窗口172a(其中其致使發螢光溶液206中之CCM在感測室32b內發螢光)，通過光離開窗口172b，通過光阱開口218並至光阱94中。光阱94結構設計有成角壁使得進入其中之光反彈且無法回逸通過該進入開口及在朝向偵測器82之任何方向上反射。從經發螢光CCM反射之光沿一螢光路徑(FP)以透過螢光窗口170與進入分析筒14之光成近似90°角離開分析筒14。該螢光路徑行進通過螢光孔徑217，通過第二透鏡96及第二濾光器98並至偵測器82。此通常為一發射器偵測器設置。在一較佳實施例中，偵測器82與發射器79成約90°角。其他角度係在本發明之範疇內。

在一較佳實施例中，從LED 79發射且經引導沿光路徑LP之光儘可能準直。較佳地，光室198經設計以消除儘可能多的非準直光。為了完成此任務，光室198包括至少第一透鏡90及定位於光路徑LP中之一系列擋板及孔徑(下文所述)。圖17D將光路徑LP展示為經引導平行於光室198之軸。然而，從LED 79發射之一些光可不平行於該軸延伸。參見例如圖17D中之虛線。在一較佳實施例中，第一透鏡90為一菲涅耳(Fresnel)透鏡。然而，本發明不限於此。在一例示性實施例中，第一透鏡90為具有一約10mm之焦距、25.4mm x 25.4mm x 22mm之總尺寸與一12.7mm之透鏡直徑之一菲涅耳透鏡(第二透鏡可具有相同性質)。然而，所有此等尺寸皆非限制性。第一透鏡90經定位且包括一定規格使得其較佳將來自感測室32b內側之LED 79之光聚焦於井173內。在一例示性實施例中，在感測室32b之中心中，經準直光束之直徑為近似4mm。

如圖17C至圖17D中所展示，在一較佳實施例中，光室198包括定位於其中之一第一光擋板244，該第一光擋板244包括界定於其中之第一光擋板孔徑244a。第一光擋板244經定位沿第一透鏡90前方之一光路徑LP。光室198亦包括定位於其中之一第二光擋板246，該第二光擋板246包括界定於其中之一第二光擋板孔徑246a。第二光擋板246經定位沿第一透鏡90與第一濾光器92之間的光路徑LP。較佳地，包括一第三光擋板孔徑248a之一第三光擋板248定位於第一濾光器92後方之光路徑LP中。較佳地，該第一光擋板及該第二光擋板正交於光路徑LP之方向且該第三光擋板不正交於光路徑LP之方向。將明白，藉由第一外殼半部197a與第二外殼半部197b協作來形成該等擋板及孔徑。圖17D僅展示第二外殼半部197b。

在光經過分析筒之後，其經過光阱開口218並至光阱94中。在一較佳實施例中，光阱之壁係黑色的，其將吸收大部分進入的光。圖17D展示光阱94之一平面圖。在一較佳實施例中，光阱94包括隨著光反彈幫助散射光之彎曲壁。然而，如圖17D中所展示，該等壁相對於光路徑LP形成經設計以由於其等為黑色而吸收多數光，但亦反射朝向另一壁反射之任何光使得實際上無光回逸通過光阱開口218之角度。光阱94較佳包括在光進入該光阱之後接收該光之一第一壁94a。該第一壁相對於光路徑LP所成之角度較佳介於約25°與約45°之間。在一例示性實施例中，該第一壁與光路徑LP所成之角度為35°。光阱94亦較佳包括與光路徑LP成角之一第二壁94b。較佳地，該第二壁與光路徑LP所成之角度不是直角。在一例示性實施例中，隨著光進入光阱94，每當該光從一不同壁反彈，則近似80%光被吸收且20%光被反射。在依80%對20%之吸收反射比率從一些壁反彈之後，其餘光將忽略不計。

螢光路徑FP亦包括連同第二透鏡96及第二濾光器98位於其中之擋板及孔徑。如圖17D中所展示，在一較佳實施例中，螢光路徑FP包括沿其之一第一螢光擋板250及相關孔徑(其為由分析筒接收部分204 之頂部表面中之第二凹口215、第二透鏡96形成之螢光孔徑217)、一第二螢光擋板252(其包括界定於其中之一第二螢光擋板孔徑252a及第二濾光器98)。較佳地，第二透鏡96具有與第一透鏡90相同之規格。然而，本發明不限於此且該兩個透鏡可不同。在另一實施例中，該光路徑及該螢光路徑之任一者或兩者可包括其中之一個以上透鏡。

將明白，從LED發射之光不是完全準直的。因此，提供擋板及孔徑以阻擋從光室198之內側反射之一些光及其他外來光。第一光擋板244、第二光擋板246及第三光擋板248中之孔徑具有小於光室198之直徑，藉此致使該等光擋板阻擋或消除非準直光且幫助產生沿光路徑LP行進通過光室198之一更準直的光束。

在一較佳實施例中，該第一光擋板、該第二光擋板及該第三光擋板之直徑隨著其等沿光路徑相遇而變小。在一例示性實施例中，光室198具有一約16mm之內直徑，該第一光擋板孔徑具有一約10mm之內直徑，該第二光擋板孔徑具有一約9mm之內直徑，且該第三光擋板孔徑具有一約5mm之內直徑。對於螢光室207，在一例示性實施例中，該第一螢光擋板孔徑具有一約5mm之內直徑且該第二螢光擋板孔徑具有一約7mm之內直徑。

如圖17D中所展示，在一較佳實施例中，第一透鏡穴199、第一濾光器穴201、第二透鏡穴203及第二濾光器穴205各在其中包括幫助將其中之透鏡或濾光器維持於一穩定位置且防止透鏡或濾光器振動之碎脊。然而，可省略該等碎脊。此外，井173可包括其中之一對準構件254及用於排出井173中之任何流體之一溝256。

第一濾光器92經提供以從自LED發射之光束過濾不需要的波長之光。任何濾光器係在本發明之範疇內。在一較佳實施例中，該第一濾光器允許一第一範圍中之光之透射。例如，該第一濾光器可包括一300nm至500nm之透射區域(T<0.0001%，OD>6)、一540nm至550 nm之轉變區域(0%<T<100%)、及阻擋介於550nm與800nm之光之一阻擋區域(T>90%)。然而，此僅係例示性的且任何濾光器係在本發明之範疇內。在一較佳實施例中，該第二濾光器允許一第二範圍內之光之透射。例如，該第二濾光器可包括阻擋介於300nm與555nm之光之一阻擋區域(T<0.0001%，OD>6)、一555nm至565nm之轉變區域(0%<T<100%)、及一565nm至800nm之透射區域(T>90%)。然而，此僅係例示性的且任何濾光器係在本發明之範疇內。第二濾光器98經設計以阻擋依某種方式進入螢光室207中之所有LED光且僅允許依一預定波長之螢光通過(例如，一長通濾光器)。

在一較佳實施例中，為了進一步分離螢光信號，使用鎖相放大。使用一鎖相放大器來幫助消除在背景光中具有一起源之信號(例如，來自室內之光、器件內之電路板、來自螢幕之逆光、及可能到達偵測器82之任何其他白色光源)。在使用此技術之一例示性實施例中，LED依一第一速率(例如，介於400HZ與1000HZ之間)閃爍。此幫助擺脫DC，其避免雜訊問題。接著，若在偵測時，偵測到不具有相同頻率但相位非常接近於驅動LED之頻率之一信號，則存在光來自某個其他源(例如，背景光)之一可能性，因此從該信號消除該光。通常，該鎖相放大器採取該信號，在LED開啟時對該信號求平均值且接著在LED閉合時對該信號求平均值並減去該兩個平均值。此較佳導致具有極少雜訊之一螢光信號。

如圖17C中所展示，在一較佳實施例中，上外殼半部197a包括向下延伸且與從下外殼半部197b向上延伸之另一唇部或凸緣260重疊之一唇部或凸緣258。該等互補凸緣幫助阻擋光進入或離開光室198或螢光室207。較佳地，該等凸緣從彼此偏移使得其等重疊。

如本文中所論述，特別針對一分析筒之化學物且針對此特定PD衍生物及待量測螢光之量調諧光學系統77之組件。90°角允許光偵測器82偵測來自經發螢光CCM之經發射光。換言之，偵測器82不接收來自LED之任何光，但僅偵測經發螢光之醛之粒子。

從本發明描述，應瞭解，該呼吸分析系統較佳用以在分析筒14中獲得來自一病人之一呼吸樣本且接著在分析器件16中分析該呼吸樣本。一旦分析筒14放置於分析器件16中之分析穴58中且向下延伸至井173中，則旋轉總成76使分析筒14旋轉數次以混合內容物，以將濾光器總成19從呼吸室30移動至流體室32且使光學系統77執行一分析。

圖21A至圖23展示以下步驟：旋轉總成76如何混合PD溶液35，如何將濾光器總成19從呼吸室30移動至流體室32，如何混合PD溶液及呼吸醛(CCM)以形成一發螢光溶液206及光學系統77如何對發螢光溶液206執行一分析。該等圖之各者展示具有分析穴58中之一分析筒14之旋轉總成76之一截面端視圖。在一較佳實施例中，如圖21A中所展示，在該分析筒放置於分析穴58中且其背部向下延伸通過分析開口200至井173中時，一對準構件208接收於呼吸離開孔40中。

在圖21A中，分析筒14在旋轉總成76中之分析穴58中且呈以下結構設計：醫師剛從手柄總成12拆掉分析筒14便將分析筒14放置於分析穴58中(在本文中稱為開始位置)。在使用中，旋轉總成76透過至少一次樞轉或旋轉使分析筒14旋轉以將PD衍生物24引入或混合至洗脫溶液34中。圖21B展示在旋轉之後處於一第二位置(在本文中稱為第一混合位置)之可旋轉部分86及分析筒14之定向。可旋轉部分86可在該開始位置與該第一混合位置之間移動達預定次數以便適當攪拌或混合。如上文所論述，可旋轉部分86經由馬達78移動(參見圖15)，該馬達78使可旋轉部分86旋轉且主要前後攪動PD溶液35以確保PD衍生物24完全溶解。此為該混合步驟。

圖21C展示處於一第三位置(在本文中稱為基線讀取位置)之可旋轉部分86及分析筒14之定向。在此步驟(在本文中稱為基線讀取步驟) 處，分析筒14經樞轉使得流體室32直上直下。因此，所有PD溶液35在流體室32之後部分或感測室32b中。此時，藉由光學系統77採取一基線螢光讀數。在一較佳實施例中，此藉由接通LED 79(主電路板74與第一光學電路板162連通)及使用偵測器82量測其中不具有任何CCM之PD溶液35之螢光予以完成。該基線讀數藉由第二光學電路板160傳達至主電路板74。

接著，如圖21D至圖21E中所展示，可旋轉部分86及護罩56(及分析筒)移動通過且經過該第一混合位置(圖21D中所展示)並至圖21E中所展示之一第四位置(在本文中稱為插入位置)，其中臂80推送濾光器總成19並沿濾光器總成路徑P2(參見圖2)將濾光器總成19從呼吸室30移動至流體室32。換言之，在此步驟中，藉由臂80將濾光器總成19插入至流體室32中。當發生此情況時，第二易破裂障壁36b破裂。將明白，臂80由於上文所論述之凸輪路徑120而推送濾光器總成19。如圖21D中所展示，在該基線讀取步驟之後，臂80仍處於該收捲位置。因此，在該混合步驟及該基線讀取步驟及該開始位置、該第一混合位置與該分析位置之間的旋轉期間，凸輪路徑120經結構設計使得臂80保持處於該收捲位置。然而，在可旋轉部分86旋轉超出該第一混合位置時，半徑遞增之凸輪表面120向外推送滾球軸承122，藉此使臂80之第二端80b樞轉並向內推送濾光器總成19，如圖21E中所展示。在此位置中，所有流體下降於流體室32之前部分32a中且濾光器總成19(玻料片26及基板28)現位於流體室32中。然而，PD溶液35由於流體容積而尚未觸及玻料片26或基板28之任何一者。

接著，如圖22中所展示，可旋轉部分86及護罩56(及分析筒)旋轉至一第五位置(在本文中稱為分析位置)，其中流體室32再次直上直下。將明白，在該分析位置及該基線讀取位置中，可旋轉部分86之定位係相同的。在此位置中，PD溶液35經過濾通過玻料堆疊固持件20 中之開口17及玻璃片26及基板28，藉此將玻璃片26及二氧化矽28浸沒於PD溶液35中。此外，臂80已收縮回至該收捲位置，但濾光器總成19仍呆在原地。隨著PD溶液排空且滲透玻料片26，其從基板28沖洗掉CCM並將CCM沖洗至溶液(在本文中稱為發螢光溶液206)中。分析筒14仍呈此定向達一預定時間量；有足夠時間來排出PD溶液35並將PD溶液35收集於流體室32之感測室32b中(排出步驟)。在此步驟期間，CCM標記有或著色有PD溶液。在另一實施例中，可添加另一混合步驟以進一步混合該發螢光溶液。接著，藉由光學系統77採取一螢光讀數以分析該發螢光溶液。在該溶液中不具有任何CCM之情況下原始讀數為基線，而今在具有CCM之情況下進行一量測。

在該分析步驟之後，旋轉總成76旋轉至與該第一位置相同之一第六位置。換言之，可旋轉部分86返回至該開始位置使得可移除分析筒14，如圖23中所展示。接著可安置分析筒14。在一較佳實施例中，自動地完成上文所述之所有步驟。基本上，使用者開啟門板54，將分析筒14放置於門板54中，閉合門板54並在顯示器60上點擊運行(go)等。

圖24至圖29展示本發明之另一實施例，其中上文結合分析筒14所論述之步驟之一些劃分成包括一呼吸分析筒220及一螢光分析筒222之系統。該兩個筒之合體在本文中稱為分析筒系統219。呼吸分析筒220及螢光分析筒222兩者之結構類似於上文所述之分析筒14，使得其等可安裝於分析穴58中，如下文所述。圖24至圖29中之類似數字指代圖1至圖23中之類似組件。

分析筒系統219用以捕捉呼吸醛(CCM)並藉由類似於上文所述之呼吸筒及系統之器件中之光學系統77分析CCM。使用分析筒系統219之一般步驟如下：1)吹氣通過呼吸分析筒220中之呼吸室30以捕捉CCM；2)將呼吸分析筒220放置於分析穴58中；3)允許旋轉總成76及臂80將濾光器總成19從呼吸室30移動至流體室32，其中CCM與洗脫溶液34混合以形成一CCM溶液；4)從分析穴58移除呼吸分析筒220；5)將該安瓿構件從該第一位置移動至該第二位置以允許CCM溶液與PD衍生物混合以形成經著色CCM溶液209；6)將呼吸分析筒220連接至螢光分析筒222使得經著色CCM溶液排出至螢光分析筒222之上室中並通過濾光器總成19。濾光器總成19中之基板28從經著色CCM溶液209捕捉經著色CCM且吸收構件238吸收其餘溶液；7)將螢光分析筒222放置於分析穴58中；8)允許旋轉總成76及臂80將濾光器總成19從呼吸室30移動至流體室32，其中經著色CCM洗脫至一第二洗脫溶液202中以形成發螢光溶液206；9)藉由光學系統77對發螢光溶液206執行一螢光偵測分析。在一較佳實施例中，該第二洗脫溶液漂洗劑包含50%以上之乙腈且較佳包含90%乙醇。

如圖25中所展示，呼吸分析筒220包括一上或呼吸室30、一流體室32及一濾光器總成19(其中具有基板28)。一帽221塞住且密封流體室32。呼吸分析筒220包括定位於流體室32之背部中之一安瓿總成224。洗脫溶液34安置於流體室32中，且流體室32隔絕於呼吸室30。此可藉由如上文所述之一易破裂箔障壁或藉由另一密封方法予以完成。例如，玻料堆疊固持件20可密封濾光器總成開口134。在使用中，一病人吹氣通過呼吸室30使得呼吸醛收集於基板28上。接著，將呼吸分析筒220放置於處於開始位置中之分析穴58中(參見圖21A)。接著，旋轉總成76使護罩56及呼吸分析筒220旋轉至插入位置(參見圖21E)使得濾光器總成19從呼吸室30移動至該流體室。在該流體室中，CCM洗脫至洗脫溶液24中以形成CCM溶液。接著從分析穴58移除呼吸分析筒220。

在一較佳實施例中，安瓿總成224包括接收於一滑動管228內且可在該滑動管228內滑動之一安瓿構件226。安瓿構件226較佳為一圓柱體，其界定一內部226a，包括封閉端且具有界定於其側壁中之至少一個且較佳兩個流體開口230。從該流體室之外側凸出之端被一易破裂障壁231封閉。如圖25中所展示，PD衍生物24安置於安瓿構件內部或螢光發色團空間226a中。安瓿構件226可在其中PD衍生物24與流體室32分離之一第一位置與其中安瓿構件內部226a與流體室32連通之一第二位置之間的滑動管228內移動。在一較佳實施例中，在安瓿構件226處於該第一位置時，流體開口230定位於滑動管228內且因此不允許洗脫溶液34在其中，如圖25中所展示。然而，在安瓿構件226滑動至該第二位置時，開口230立刻與流體室32連通，其允許流體室32中之流體進入安瓿構件內部226a中。圖26展示處於該第二位置中之安瓿構件226。如圖24至圖25中所展示，在一較佳實施例中，安瓿總成224容置於如下文所述之與螢光分析筒222配對之一接收器構件232中。在使用中，在從分析穴58移除呼吸分析筒220之後，如上文所述，使用者壓入安瓿構件226並將安瓿構件226從該第一位置移動至該第二位置。

如圖27中所展示，在一較佳實施例中，螢光分析筒222包括一上室30、一流體室32及一濾光器總成19(其中具有基板28)。第二洗脫溶液202安置於流體室32中。一帽221塞住且密封流體室32。一刺穿構件234安置於上室30中之前開口33附近。刺穿構件234為一中空管式構件，其包括具有從其延伸之一刺穿器236之一主體部分235。刺穿器236具有小於該主體部分及上室30之一直徑。

在使用中，如圖28至圖29中所展示，呼吸分析筒220之接收器構件232插入至螢光分析筒222之前開口33中。接著刺穿器236刺穿易破裂障壁231，藉此連通安瓿構件內部226a與螢光分析筒222之下室32。在刺穿易破裂障壁231之後，經著色CCM溶液209流動至螢光分析筒222之上室30中並沖洗濾光器總成19中之濾光器26及基板28，且經著色CCM被基板28捕捉。任何過剩溶液被吸收於上室30之後部中之吸收構件238中。

接著將螢光分析筒222放置於處於開始位置之在分析器件16之分析穴58中(參見圖21A)。接著旋轉總成76將螢光分析筒222旋轉至該插入位置(參見圖21E)，其中經著色CCM洗脫至第二洗脫溶液202中以形成發螢光溶液206。接著旋轉總成76將螢光分析筒222旋轉至該分析位置(參見圖22)且如上文所述般對發螢光溶液206執行一螢光分析。

圖30展示一分析筒240之另一實施例。分析筒240之結構類似於上文所述之分析筒14，使得其等可安裝於分析穴58中，如下文所述。圖30中之類似數字指代圖1至圖29中之類似組件。如圖30中所展示，分析筒240包括一上或呼吸室30、一流體室32、一濾光器總成19(具有藉由一基板空間27分離之濾光器26)及用以密封流體室32之一通氣帽242。預先載入有PD衍生物之基板(在本文中稱為PD基板)安置於基板空間27中且洗脫溶液34安置於流體室32中。

在使用中，將分析筒240放置於手柄總成12上，一使用者吹氣通過吸嘴18及呼吸室30達一預定時間量且依一預定壓力(或在一預定壓力範圍內)直至CCM收集於PD基板241上為止。在已收集CCM之後，該使用者從手柄總成12移除分析筒240，移除吸嘴18並將分析筒240放置於分析器件16中。

起初，分析筒240在處於開始位置之分析穴58中(參見圖21A)。在一較佳實施例中，無需第一混合或基線讀取步驟。然而，在另一實施例中，可包括此等步驟。接著旋轉總成76使分析筒14旋轉通過且經過圖21D中所展示之位置並至該插入位置，其中臂80推送濾光器總成19並沿濾光器總成路徑P2將濾光器總成19從呼吸室30移動至流體室32。換言之，在此步驟中，藉由臂80將濾光器總成19插入至流體室32中。將明白，臂80由於上文所論述之凸輪路徑120而推送濾光器總成19。在可旋轉部分86旋轉至該插入位置時，半徑遞增之凸輪表面120向外推送滾球軸承122，藉此使臂80之第二端80b樞轉且向內推送濾光器總成19，如圖21E中所展示。在此位置中，所有流體下降於流體室32之前部分32a中且濾光器總成19現位於流體室32中。然而，洗脫溶液34由於流體容積而尚未觸及玻料片26或PD基板241之任何一者。

接著，如圖22中所展示，可旋轉部分86及護罩56(及分析筒)旋轉至該分析位置，其中流體室32再次直上直下。在此位置中，洗脫溶液34經過濾通過玻料堆疊固持件20中之開口17及玻璃片26及PD基板241，藉此將玻璃片26及PD基板241浸沒於洗脫溶液34中。隨著洗脫溶液34排空且滲透玻料片26，其從PD基板241沖洗掉經著色CCM並將經著色CCM沖洗至溶液(在本文中稱為發螢光溶液206)中。分析筒240仍呈此定向達一預定時間量；有足夠時間來排出洗脫溶液並將洗脫溶液收集於流體室32之感測室32b中(排出步驟)。在另一實施例中，可添加另一混合步驟以進一步混合該發螢光溶液。接著，藉由光學系統77採取一螢光讀數以分析該發螢光溶液。

在該分析步驟之後，旋轉總成76旋轉回至該開始位置，使得可移除分析筒240，如圖23中所展示。接著可安置分析筒240。

分析器件16及其螢幕60包括用以使一病人及執業醫生經歷執行一呼吸分析所必需之步驟之能力。例如，該螢幕對一使用者提供例如對流動速率之回饋以使一病人知道其是吹氣過重還是過輕。

下文描述使用系統10及螢幕60上之使用者介面(UI)之步驟之一例示性集。將瞭解，此僅係例示性的且可根據需要重新配置及/或省略或添加步驟。此外，將瞭解，可在UI上進行所有條目。在另一實施例中，UI按鈕及按鍵可為手動按鈕及按鍵。執業醫生之步驟如下：1)藉由按下定位於觸控螢幕上方之電源按鈕62接通器件。2)按下UI上之開始按鈕。3)按下UI按鍵之左下角上之清單按鈕並選擇右上角中之執業醫生名稱。此自動填充執業醫生ID。按下運行按鈕。4)將病人ID鍵入病人ID欄位(可為一數字或病人電子郵箱位址)中。按下運行按鈕。5)將6數位批號鍵入分析筒批號欄位中。按下運行按鈕。6)開啟分析筒封裝。7)從分析儲存穴66移除手柄總成12。按下箭頭按鈕「>」以繼續運作。8)將呼吸捕捉總成13供給病人。按下箭頭按鈕「>」以繼續運作。9)按下開始。

病人之步驟如下：1)按下「點擊開始」。2)藉由吹氣通過吸嘴18、保持圈在U1上之綠色區域中來遞送呼吸樣本。一環將出現於表示總容積的圈之外側上。維持綠色圈直至該環展示完整的100%為止。3)在達到100%總容積時，停止吹氣並將手柄供給執業醫生。

接續的執業醫生之步驟如下：10)按下「下一步」。11)斷開分析筒14、220或240與手柄總成12。按下箭頭按鈕「>」以繼續運作。12)將該手柄總成放回於手柄儲存穴66中。按下箭頭按鈕「>」以繼續運作。13)斷開吸嘴18與分析筒14、220或240。按下箭頭按鈕「>」以繼續運作。14)開啟門板54。按下箭頭按鈕「>」以繼續運作。將分析筒14、220或240插入至分析穴58中。按下箭頭按鈕「>」以繼續運作。15)閉合門板54。16)按下「完成」。17)分析器件16將開始處理樣本。在完成樣本處理之後，其將顯示「100%」。18)點擊顯示分數。19)按下「完成」。

將明白，若使用分析筒系統219，則最終少數步驟將變更。步驟16之後的步驟如下：17)分析器件16將推送呼吸分析筒220中之濾光器總成19至該第二位置。在完成推送之後，其將顯示「完成」。18)開啟門板54並移除該呼吸分析筒。19)壓入安瓿構件。20)將呼吸分析筒連接至螢光分析筒以允許經著色CCM溶液進入螢光分析筒。21)斷開呼吸分析筒與螢光分析筒。22)將螢光分析筒222插入至分析穴58中。按下箭頭按鈕「>」以繼續運作。23)閉合門板54。24)按下「完成」。25) 分析器件16將開始處理樣本。在完成樣本處理之後，其將顯示「100」。26)點擊顯示分數。27)按下「完成」。

若該器件連接至Wi-Fi，則該器件將自動上載測試記錄至一入口。若否，則該器件將儲存分數直至其發現一安全連接為止。亦可經由USB埠168上載該分數。

將明白，可對本發明作出修改。例如，該吸嘴可係不可抽取的。

本發明係關於一種用於較佳在生物樣本中且較佳在生物樣本中依低濃度之含羰基基團(「CCM」)(包括醛)之偵測、量化及檢測之方法及器件。如此，CCM被定義為包括一或多種不同含羰基基團。

如本文中所使用，一「生物樣本」在其最廣泛意義上予以提及，且包括從自然界獲得之固態樣本及流態樣本或任何生物樣本，包括個人、體液、細胞系、組織培養物或任何其他源。如所指示，生物樣本包括體液或氣體(諸如呼吸、血液、精液、淋巴液、血清、血漿、尿液、滑液、脊髓液、唾液、膿液、汗液)以及來自環境之流體樣本(諸如植物提取物、池塘水等)。固態樣本可包括動物體或植物體部位，包括但不限於頭髮、指甲、葉片等。本發明之一項實施例之較佳生物樣本為為一人之呼吸。

一CCM為具有至少一種羰基之一複合物。一羰基為二價基(>C=0)，其出現於一廣範圍之化學複合物內。該羰基由以雙鍵鍵合至氧原子之碳原子組成。羰基功能性最常見於三種主要類別之有機複合物中：醛、酮及羧酸。如本文中所使用，「醛」具有其普通化學含義且本發明之方法可用於偵測生物樣本中之醛之濃度。特定言之，本發明可用於偵測各種形式之醛，包括但不限於1-己醛、丙二醛、4-羥基壬烯醛、乙醛、1-丙醛、二甲基丙醛、2,2-二甲基丙醛、1-丁醛及1-戊醛。

由基板捕捉之CCM之量可變化，但通常對於由通常具有一12.5mm之基礎直徑的200mg之50目至270目(300μm至500μm)粒子組成之一基板，其將等效於一人之呼吸在吹氣至如一呼吸測醉器之一管之後的量。較佳地，該量將從75ppb至0.1ppb(400pmole至4pmole)且更佳地從20ppb至0.01ppb(80pmole至0.4pmole)。

本發明服從用於CCM偵測之「混合及讀取」及「即時」檢測格式。本發明可用於偵測溶液中之CCM。本發明可用於藉由添加一主要捕捉(在如下文所論述之一基板上)及釋放(從如下文所論述之經載入基板洗脫)來偵測極微量CCM之氣相。較佳地，在該製程之一個步驟中，將氣相CCM(例如，來自一人之呼吸之醛)捕捉於一基板上。

期望本發明之基板由一固態材料但未必為剛性材料形成。該固態基板可由各種材料之任何一種(諸如一膜、紙、非机織物、針織織品、機織織品、發泡體、玻璃等)形成。例如，用以形成該固態基板之材料可包括但不限於天然材料、合成材料或天然生成並經合成改質之材料，(諸如多糖(例如，纖維素材料(諸如紙)及纖維素衍生物(諸如乙酸纖維素及硝基纖維素))；聚醚碸；聚乙烯；尼龍；聚偏二氟乙烯(PVDF)；聚酯；聚丙烯；二氧化矽；無機材料，諸如減活氧化鋁、矽藻土、MgSO₄或均勻地分散於一具有聚合物(諸如氯乙烯、氯乙烯-丙烯共聚物及氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物)之多孔基體中之其他無機細粒材料；天然生成之布料(例如，棉花)及合成布料(例如，尼龍或人造纖維)；多孔膠，諸如矽膠、瓊脂糖、葡聚糖及明膠；聚合膜，諸如聚丙烯醯胺等。較佳地，該基板為視需要在玻料之間隔開的二氧化硅之一固相基體。該基板之大小經挑選使得由該基板捕捉一可量測量之CCM。該大小可變化，但通常其約2mL，較佳約1mL且更佳約0.25mL。

該基板通常由具有50埃至60埃細孔之一群粒子組成，該等粒子具有50目至270目(300μm至50μm)及一75mg至300mg之質量，較佳60目至120目(250μm至125μm)與一100mg至200mg之質量且更佳50目至120目(210μm至125μm)與一125mg至175mg之質量。

在該製程之另一步驟中，將一螢光發色團(諸如一苯二胺衍生物)添加至一洗脫溶液以形成一苯二胺溶液。可結合本發明使用之苯二胺衍生物包括但不限於諸多苯二胺衍生物(包括但不限於間苯二胺(「mPDA」)及其衍生物)以及圖1A及圖1B中所展示之苯二胺衍生物，其中mPDA較佳用於偵測醛，包括但不限於1-己醛。雖然某些p-PDA或o-PDA衍生物可對本發明之方法有用，但其等不可用於偵測1-己醛，此係因為其等產生不可用於下文所論述之基於光學之偵測之一混濁的膠態懸浮液。

其他苯二胺衍生物包括以下衍生物或其混合物：其中R1、R2、R3、R4各獨自選自由H、烷基、取代烷基、烷氧基、取代烷氧基、醯基、醯胺基、醯胺基、胺基、取代胺基、胺基羰基、胺基硫羰基、胺基羰基胺基、胺基硫羰基胺基、胺基羰氧基、胺基磺醯基、胺基磺醯基氧基、胺基磺醯基胺基、脒基、羧基、羧基脂、(羧基脂)胺基、(羧基脂)氧基、氰基、鹵基、羥基、S03-、磺醯基、取代磺醯基、磺醯基氧基、亞硫醯基、硫醇基、烷硫基、取代烷硫基、醯基、取代醯基、雜芳基、取代雜芳基、環烷基、取代環烷基、雜環及取代雜環。

參考圖1B，展示mPDA-橙，即，4-[2-[4-(二乙胺)苯基-乙烯基]-1-[1-(3,5-二亞胺基苯甲醯胺)-戊基胺基-5-氧基己基]吡錠。mPDA衍生物 mPDA橙實現以下兩者：a)對環境變更之敏感性及b)調變mPDA-醛誘導之聚合之表面活性劑相依性之可能性。圖2C中繪示用以合成mPDA-橙之案例。基本案例為經由一烷基醯胺鍵聯劑將mPDA結合至氯化苯乙烯基團。

隨著分子併入至醛誘導之mPDA聚合物中，mPDA-橙展現一量子產率。此外，氯化苯乙烯基團之激發及發射性質提供來自mPDA聚合物之一FRET(福斯特(Forster)能量轉移)產生之信號。該氯化苯乙烯基團展現一最大值為470nm之寬激發及一最大值為570nm之發射。激發輪廓提供與mPDA聚合物之發射輪廓之充分重疊以提供基於FRET之信號產生。一基於FRET之信號產生將顯示一mPDA聚合物之激發(405nm)及氯化苯乙烯基團之發射(570nm)。圖1D中顯示mPDA-橙對mPDA之醛誘導之聚合之一FRET回應之一圖解。

一直接的mPDA-橙之醛誘導之聚合歸因於依聚合物誘導所要之高濃度之氯化苯乙烯之淬火而不單獨產生一回應信號。僅當在mPDA及mPDA-橙之一混合物內含mPDA-橙時，預期有一回應。實際上，僅在mPDA-橙依明顯稀釋的摩爾(molar)比率mPDA/mPDA-橙1,000：1至10,000：1摻合至mPDA中時觀察到一醛回應。圖1E中繪示該醛回應。在依405nm激發之情況下，在1μM己醛添加至系統時觀察到依570nm之mPDA-橙發射之一增加。在依470nm至490nm直接激發mPDA-橙氯化苯乙烯基團時，無法觀察到該發射增加。該回應近似3倍於背景回應，參見圖1E，其中條件為7mM mPDA、5μM mPDA-橙(摩爾比率15,000：1)、90nM NaCl、15%乙醇、0.1% SDS、依ph 2.5之50mM檸檬酸。該激發依405nm且該發射依575至585nm。如可見，在缺乏醛之情況下，背景位準保持完全恆定且導致mPDA-橙之併入之自動誘導似乎係最小的。雖然mPDA-橙之回應對僅mPDA之回應遠小於3X對15X，但該衍生物提供若干優點：1)提升由激發與發射之間的大斯托克斯(largeStokes)位移提供之波長鑑別；及2)增強的基線穩定性。

大體言之，苯二胺溶液中之苯二胺衍生物之濃度之範圍從0.5mM至25mM。對於mPDA，苯二胺溶液中之mPDA濃度之範圍通常從0.5mM至21mM，較佳從2mM至10mM，且對於諸如1-己醛之醛最佳5mM。儘管有前述規定，但對於mPDA-橙，其必須依一低摩爾比率(較佳1000至10,000)洗脫至mPDA中。

大體言之，該洗脫溶液包括鹽、緩衝劑、表面活性劑及有機溶劑。該鹽之濃度之範圍可從5mM至200mM且較佳從20mM至80mM；該緩衝劑之濃度之範圍可從25mM至200mM且較佳從40mM至60mM；且該表面活性劑之濃度之範圍可從0.05%(1.7mM)至0.4%(13.9mM)，且較佳從0.15%(5.2mM)至0.25%(8.7mM)。最佳地，使用0.2%或6.96mM。該鹽可為不負面地影響發螢光溶液且控制該洗脫溶液中之鹽溶效應之任何鹽，且可包括NaCl、LiCl、KCl、硫酸鹽及磷酸鹽及其混合物(較佳NaCl)。

該緩衝劑用以維持該洗脫溶液為中酸性且較佳pH介於2與4.5之間，更佳2.5。該緩衝劑可為用於偵測醛之硼緩衝劑、磷酸鹽緩衝劑、檸檬酸緩衝劑、有機緩衝劑(諸如HEPES(1-呱嗪二乙磺酸))或亦為TRIS(三(羥基甲基)胺基甲烷)緩衝劑，較佳檸檬酸緩衝劑。

該表面活性劑可包括癸基硫酸鈉、十二烷基硫酸鈉(「SDS」)、十四烷基硫酸鈉及Standapol ES-1，較佳為包括C10、C12及C14變體之SDS。亦可使用Trition X-100、Ninate 11、Georpon 71、Tetraonic 1357、Cremapor-el、Chemal la-9、Silwet L7900、Surfynly468、Surfactant 10G及Tween 80，但其等在具有較佳洗脫溶液、CCM 1-己醛及mPDA之情況下不提供良好結果。

在缺乏SDS之情況下，嚴格禁止如下文所論述之聚合及醛回應。 mPDA係高度水溶性的且SDS之存在可提供用於將mPDA組織並定向至一基體中以促進聚合反應之一支架。

該溶劑可包括EtOH、MeOH、丙醇及異丙醇之一水溶液，較佳為15%EtOH。

鹽濃度對苯二胺濃度之摩爾比率係重要的。通常，該比率之範圍應從0.03至0.5。對於CCM 1-己醛，一0.165之mPDA對NaCl之摩爾比率可提供最佳回應。

用於實行本發明之方法之溫度之範圍較佳從15℃至35℃，更佳25℃至35℃。

對於諸如1-己醛之醛，該洗脫溶液之一項較佳實施例包括33mM NaCl、ph 2.5之50mM檸檬酸、15% EtOH及0.2% SDS。其他較佳洗脫溶液包括ph 2.5之50mM檸檬酸、15%丙醇及0.4%癸基硫酸鈉。

使用含一苯二胺衍生物之洗脫溶液，將CCM洗脫至該苯二胺溶液中以形成一發螢光溶液。CCM及mPDA起化學反應以形成一螢光物質，藉由量測由該發螢光溶液中之螢光物質發射之螢光來偵測在該發螢光溶液中該螢光物質之存在。

藉由以下步驟量化醛內容物：對於一給定mPDA濃度，監測根據醛濃度變化之信號上升(終點)及/或信號變更速率(動力)及比較此資料與呼吸之一羰基群體樣本。在實踐中，必須濾除除選擇的羰基外之羰基之影響。存在兩種一般檢測格式或偵測模式。其等通常被描述為終點及動力。在一終點檢測中，針對一設定時間及信號讀數培養系統。此時，信號反映系統中之分析物之量。對於一陽性檢測，分析物濃度越大，信號增加越大。在一動力檢測中，監測一設定持續時間內之變更速率。該變更速率與分析物之量相關。較佳地，結合本發明採用該終點檢測。

可在一典型螢光分光計上進行檢測量測，包括遵循標準檢測慣例之習知掃描分光計、酶標儀或基於LED/二極體之分光計。舉例而言，藉由以下步驟獲取圖2中所顯示之資料：將一總共2mL之反應溶液及醛混合至一標準螢光光析管中及在特定時間片段使用一LED/二極體分光計量測強度增大以模擬一終點判定。所利用之LED/二極體分光計係由具有LED源及二極體偵測之一海洋光學Jazz分光計及經由光纖耦合至一Qpod-e(Quantum Northwest)溫度控制的螢光樣本固持件之二極體偵測件組成。藉由一紫光LED(電壓：3.3V，電流：0.03A)產生405nm激發。使用具有依495nm至505nm帶通及250msec整合設定之激發之一ILX-5118二極體偵測件來偵測信號。如多數基於螢光之檢測，最佳設定取決於使用之分光計之輸送量及雜散光排斥特性且必須根據經驗對於每個儀器進行判定。

在一項較佳實施例中，溶液中之苯二胺衍生物與CCM起化學反應以產生一螢光發射或螢光物質。據信，該苯二胺衍生物氧化地耦合至CCM且該苯二胺衍生物聚合至二聚物、三聚物及/或聚合物。尚不清楚CCM實際上是否變為生長聚合物之部件，但聚合藉由CCM之存在予以調變且存在一劑量回應。

使用一CCM來聚合苯二胺衍生物之製程可被描述為分散聚合。已使用聚苯二胺來建構不同形狀之奈米結構及膠態分散體、管、球體等。然而，若聚合導致大的高分子重量結構，則在溶液中發生沈澱，其在本發明可阻礙光學偵測。用於本發明之方法之成份必須經挑選以免在發螢光溶液中具有阻止CCM之偵測及量化之元素。

本發明利用CCM之能力來調變(引發、催化及加速)苯二胺衍生物之氧化耦合及聚合以偵測及量化一生物樣本中之極微量醛、酮及含羰基分析物。苯二胺之氧化耦合及聚合產生發色團及螢光物質。在mPDA及醛之情況下，聚合物或多聚體之形成引起依405nm之一寬光學吸收及依505nm之一相關聯發射。單體吸收可存在於UV區域(<350 nm)中。因此，習知上，聚合物之產生可接著習知吸收或螢光光譜作用。如此，應明白，吸收及發射帶可取決於挑選的CCM及苯二胺衍生物而變化，但可用於實行本發明之所有此等帶為本發明之部分。

例如，參考圖2，展示在存在一1μM 1-己醛之情況下根據時間之mPDA之反應之發射光譜。發螢光溶液之條件為：1μM 1-己醛、5.4mM mPDA、33mM NaCl、50mM檸檬酸(pH 2.5)、15% EtOH及0.1% SDS。該發射根據時間顯著地增加。

參考圖3，觀察到在具有及不具有醛(「坯料」)之情況下之反應及回應。發螢光溶液之條件為：1μM 1-己醛、5.4mM mPDA、33mM NaCl、50mM檸檬酸(pH 2.5)、15% EtOH及0.1% SDS。發射增加之程度及增加之速率取決於苯二胺溶之濃度。醛濃度越大，觀察到一越大且越快速的信號增加。在缺乏醛之情況下，「坯料」經歷指示在經檢驗條件下之mPDA之緩慢聚合之一緩衝遞減信號。可假定聚合歸因於極微量氧化劑(諸如鐵、活性氧物質及其他引發劑)之存在。在添加一CCM之情況下，觀察到在坯料或背景下之一明顯信號增強。應特別注意的是，容易跟蹤變更速率。因此，偵測系統可經受動力及終點檢測設計以及偵測方式兩者。可在特定時間點(例如，15分鐘(時間片段))或藉由監測根據醛之斜率量化回應。動力速率足夠緩慢使得不要求反應劑添加之快速且高的精度。藉由CCM(諸如醛)之聚合反應之調變及其作為一CCM量化感測器之使用為本說明書中所述之另一新穎發現及應用。其他替代方案包括標記、著色或加標籤於CCM用於後續分析。

參考圖4A、圖4B及圖4C，CCM誘導之與苯二胺衍生物之聚合反被展示為對環境條件及反應系統之組分(諸如SDS之濃度)敏感。此等圖中之發螢光溶液之條件為：1μM 1-己醛、5.4mM mPDA、33mM NaCl、50mM檸檬酸(pH 2.5)及15% EtOH。例如，反應及醛檢測性能取決於鹽含量、mPDA含量、表面活性劑、pH及溫度。由於反應涉及從單體至聚合物之一「準相位」轉變，故不足的mPDA濃度產生具有受限信號變更之一緩慢反應。相比之下，大量過剩mPDA導致一非常快速的反應及限制光學偵測之一不溶性沈澱物之形成。此外，大量過剩mPDA導致增大的背景或「坯料」信號。

參考圖4A，信號根據SDS濃度增加。在一0.4%之SDS濃度下，信號增加為在0.2%下觀察到之信號之幾乎3倍。

圖4B及圖4C分別展示在0.2% SDS與0.4% SDS下醛對坯料之回應之一比較。SDS濃度之增大亦導致「坯料」或背景信號之一增加。藉由SDS濃度調變信號及背景兩者且無法藉由單獨監測信號回應判定最佳化SDS濃度。因此，必須最佳化SDS濃度以提供信號與背景信號產生之間的最大鑑別。對於指定實施例，最佳SDS濃度落於一窄濃度帶內，且小偏差可導致增大的可變性且限制檢測敏感性。

參考圖5，顯示在校正背景之情況下之根據1-己醛濃度之對mPDA之螢光回應。觀察到從0.1μM至1μM 1-己醛之一線性回應。資料點為三份樣本之平均值。在將醛添加至苯二胺溶液之後20分鐘量測信號。在此等條件下(10.8mM mPDA、65.5mM NaCl、50mM檸檬酸(pH 2.5)、依25℃之0.2% SDS)，可實現一0.1μM之溶液偵測極限(LOD)。

參考圖6中之圖表，mPDA展現根據鏈長度之對脂基醛之一差動回應。該圖表反映在醛添加之後20分鐘之螢光信號，且遵循條件：5.4mM mPDA、33mM NaCl、50mM檸檬酸(pH 2.5)、15% EtOH及0.1% SDS。每隔20分鐘量測信號且此時間片段用於假性終點分析方法。對於脂基醛，相對回應隨脂基醛長度增大。乙醛回應為觀察到之1-己醛回應之僅12%。相比之下，癸基(C₁₀)醛回應大於1-己醛30%。

芳香二胺之本質亦對採用本發明之方法中之考量重要。O-PDA為高活性的且經歷快速的一般氧化。在本發明之較佳實施例中，o-PDA 之高活性阻止其用作一醛感測器。參考圖7，顯示一二胺子集之相對螢光回應且繪示位置效應及電子效應兩者對醛螢光回應之影響。傳統的芳香供電子及吸電子效應應朝向聚合調變苯二胺衍生物之活性及敏感性。在較佳條件下(甚至在暴露於過剩醛時)，未觀察到硝基苯二胺及萘二胺兩者之一醛回應。已發現，醛偵測基於反應之聚合之調變。若挑選的分子係高活性的且容易誘導至聚合，則一般氧化劑可刺激反應程序且可限制其用作一感測器。另一方面，若分子「過於」穩定化，則聚合程序被禁止且無法藉由醛予以適當刺激且將要求一強得多的氧化劑來產生一回應。

上文所論述之本發明亦包括一種用於採用本發明之方法之器件。該器件包含較佳由塑膠製成之一呼吸室且在該呼吸室中具有一基板。該基板由上文所論述之材料且較佳二氧化矽製成。該基板支援來自一動物之呼吸(例如，醛)之一含羰基基團。該器件亦包括一流體室。該流體室包括一水溶液，該水溶液包含乙醇(例如，15% EtOH)、鹽(例如，NaCl)、鹽(例如，NaCl)、表面活性劑(例如，SDS)及緩衝劑(例如，檸檬酸)。該溶液亦可包含一苯二胺衍生物，諸如mPDA。

以下實例展現一種用以使用本發明來判定一人之樣本呼吸是否含可量測醛濃度及該呼吸中之醛之濃度之方法。採用上文所論述之方法來執行一系列螢光量測以提供已知一人之呼吸樣本(一群體)中所含之各種特定醛及其混合物之標準物及此等各種標準物及其混合物之濃度之標準。使用此等標準物，可判定在人呼吸之一樣本中是否存在一特定醛或醛混合物及此等特定醛或醛混合物之濃度。大體言之，在一項實施例中，步驟如下：a.將來自人呼吸樣本上之醛捕捉於二氧化矽上；b.在微酸性條件下，在乙醇中形成包含鹽、緩衝劑、表面活性劑之一溶液； c.將一苯二胺衍生物添加至步驟b之溶液；d.將經捕捉醛洗脫至步驟c之溶液中；e.判定步驟c之溶液之螢光信號；f.判定步驟d之溶液之螢光信號；g.將來自步驟f之螢光信號減去來自步驟e之螢光信號；及h.比較來自步驟g之凈所得螢光信號與已知醛之標準螢光(一校準曲線，即，經由一檢測對已知濃度之一回應)以判定發螢光溶液中之醛之濃度。簡言之，此為用以提供「x」軸值之「y」軸值之一比較，或替代地為在知道y及校準函數y=f(x)之情況下x之解。

在本發明之另一實施例中，該基板可預先載入有共價地附接至CCM(「試劑」)之一活性反應捕捉劑，包括但不限於一螢光肼或胺基氧基複合物。胺基氧基複合物之一些實例如下：胺基氧基5(6)四甲基若丹明(aminooxy 5(6)TAMRA)，其中較佳為5或6之單一異構體；及胺基氧基5(6)羧基螢光素(aminooxy 5(6)FAM)，其中較佳為5或6之單一異構體，例如aminooxy-C5-5-FAM。其他實例包括胺基氧基7-胺基-3-乙醯基-4甲基香豆素-6-磺酸；5-胺基氧基乙酸若丹明B；及二磷酸硝基苯。在前述實例中，指定不具有為熟習此項技術者所熟知之連鎖基之反應基。除前文外，在本發明內亦包括醯肼或醯肼變體。較佳地，試劑係略極性的。

例如，對於由具有一12.5mm之基本直徑之200mg之50目至270目(300μm至500μm)粒子組成之一基板，該試劑之量可從5.5mg至0.1mg，且較佳從2.5mg至0.4mg。

在本發明之又另一實施例中，使用一雙溶液方法。在用CCM載入基板之後，將CCM洗脫至一第一洗脫溶液或「漂洗」溶液(包含大體上30%乙醇且較佳50mM檸檬酸、依ph 2.5之30%乙醇)中。將該試劑添加至該漂洗溶液，藉此導致經著色CCM。接著此溶液經過另一基板，較佳一二氧化矽玻料堆疊，以捕捉經著色CCM。接著使用一第二洗脫溶液或「漂洗」溶液(包含大於50乙腈且較佳90%乙醇)從具有經著色CCM捕捉於其中之基板洗脫該經著色CCM。此第二實施例之優點之一者在於一基線讀取無需移除雜訊。

除非內容脈絡另有明確要求，否則貫穿本發明描述及申請專利範圍，在一包括性意義而非一排除性或詳盡性意義上(即，在「包括但不限於」之意義上)解釋字詞「包含(comprise、comprising)」等。如本文中所使用，術語「連接」、「耦合」或其任何變體意謂著兩個或更多個元件之間的任何連接或耦合(直接或間接)；該等元件之間的連接之耦合可為實體的、邏輯的或其組合。此外，字詞「在本文中」、「上文」、「下文」及類似意思之字詞在用於本申請案時應指代本申請案之整體部分而非任何特定部分。在內容脈絡允許之情況下，使用單數或複數之較佳實施例之上文詳細描述中之字詞亦可分別包括複數或單數。對兩個或更多個項目之一清單之參考中之字詞「或」涵蓋該字詞之所有以下解釋：該清單中之項目之任何一者、該清單中之項目之所有者及該清單中之項目之任何組合。

本發明之實施例之上文詳細描述並非意欲為詳盡性的或並非意欲於將本發明教示限於上文所揭示之精確形式。如熟悉相關技術者將認知，雖然上文出於闡釋目的描述本發明之特定實施例及實例，但在本發明之範疇內，各種等效物及修改係可行的。本文中所提及之進一步的任何特定數字僅為實例：替代實施方案可採用不同值或範圍。

本發明之實施例之上文詳細描述並非意欲為詳盡性的或並非意欲於將本發明教示限於上文所揭示之精確形式。如熟悉相關技術者將認知，雖然上文出於闡釋目的描述本發明之特定實施例及實例，但在本發明之範疇內，各種等效物及修改係可行的。此外，本文中所提及之進一步任何特定數字僅為實例：替代實施方案可採用不同值、量測或範圍。將明白，本文中所給定之任何尺寸僅係例示性且該等尺寸或描述皆不限制本發明。

本文中所提供之本發明教示可用於其他系統，未必用於上文所述之系統。上文所述之各項實施例之元件及動作可經組合以提供進一步實施例。

上文所提及之任何專利及申請案及其他參考案(包括可在隨附檔案卷中所列之任何專利及申請案及其他參考案)之全文以引用的方式併入本文中。如有必要，則可修改本發明之態樣以採用上文所述之各種參考案之系統、功能及概念以提供本發明之又進一步實施例。

鑑於較佳實施例之上文詳細描述，可對本發明作出此等及其他變更。雖然上文描述內容描述本發明之某些實施例且描述最佳預期模式(無論上文在文字方面如何詳述)，但可依諸多方式實行本發明教示。系統之細節可在其實施方式細節方面大為不同，但仍被本文中所揭示之標的物所涵蓋。如上文所提及，在描述本發明之某些特徵或態樣時所使用之特定術語不應被解釋為暗示該術語在本文中被重新定義為限於與該術語相關聯之本發明之任何特定性質、特徵或態樣。大體言之，下文申請專利範圍中所使用之術語不應被解釋為將本發明限於本說明書中所揭示之特定實施例，除非較佳實施例章節之上文詳細描述明確定義此等術語。據此，本發明之實際範疇不僅涵蓋所揭示實施例，而且涵蓋在申請專利範圍下實行或實施本發明之所有等效方式。

據此，儘管已展示及描述本發明之例示性實施例，但應瞭解，本文中所使用之所有術語係描述性的而非限制性的，且可由一般技術人員在不背離本發明之精神及範疇之情況下作出諸多變更、修改及置換。