[发明专利]基于智能手机的装置和用于获取可重复的定量比色测量的方法

说明书

相关的专利申请信息

本申请要求了2013年1月21日提交的序列号为61/754,733的美国临时专利申请、2013年4月11日提交的序列号为61/810,766的美国临时专利申请和2013年10月17日提交的序列号为61/892,154的美国临时专利申请的优先权，所有这些美国临时专利申请的主题以其整体通过引用并入本申请中。2013年9月6日提交的申请号为PCT/US13/58422的共有国际专利申请的主题以其整体通过引用并入本申请中。

技术领域

本发明的实施例主要涉及生物分子诊断领域，更具体地说涉及一种基于智能手机的即时(point-of-collection)诊断系统、方法和用于获取一致的比色测量与分析的组件(不论所用的智能手机平台如何)。

背景技术

现代医疗和健康生活的重心主要集中于为病人提供个性化护理与管理。由于生物固有的高差异性(包括诊断标准、治疗和疾病管理的差异)，对于某位病人而言最好的治疗方案对于其他病人来说通常却完全不是理想的治疗方案。医疗提供者可在为个体制定最佳治疗和健康生活方案之前首先收集他们的相关信息。然而，迄今为止，信息收集很大程度上依赖于问卷与调查，而诊断测试费用太过昂贵，尤其是对于非直接风险群体而言。而这类人力投入通常存在很大变数，因为其依赖于病人回忆过去行为的能力以及病人承认某些行为与不健康生活方式(可能)有关的诚实度和窘迫心理。

传统医学诊断仪器的成本和利用率可以并且也需要得到改善。目前，从诊断结果送离实验室到疾病诊断需要花费数天乃至数周时间，并且仍然无法对许多疾病进行准确检测。应当在下列情况下使用能够快速、准确诊断多种状况的设备：从世界一流区域的营养和维生素的管理到第三世界小村庄的抗生素和疫苗分类。如果创建和分配正确，此类设备可以减轻在线医生的负担，为贫困国家提供目前它们尚且无法达到的诊断能力，保护战斗人员远离生物战剂，并增加普通民众获得医疗保健的途径。

智能手机和/或平板电脑附件(如，便携式电脑)的使用就是最先进诊断中的一种体现，其现有的设备可以提供计算、读出、数据存储和联通性能。智能手机几乎已经渗透到了我们生活中的各个方面，影响着我们如何消费媒体(包括新闻和娱乐)，如何跟踪财务状况，如何支付商品和服务以及如何监测健康和健身。然而，在所有这些益处当中，智能手机与生物体内的生物化学之间却很少有直接联系，或者甚至没有直接联系。在智能手机与小分子检测、监测和跟踪之间构建直接联系可为医学和健康生活领域带来许多新的有益效果，例如，包括对疾病和营养不足的简单诊断，对现有情况的监测与跟踪，以及在社交媒体的推动下提升健康生活方式、参加比赛和游戏、创建映射等。

营养不良是当前世界上发达国家和发展中国家所面临的最迫切问题之一。在世界范围内，营养不良导致的伤残调整寿命年损失超过其他身体状况所导致的寿命年损失。据报道，每年有超过100万人死于维生素A及锌缺乏症，且30％的癌症与不良饮食习惯有关(比较发现，由遗传基因和肥胖引起的癌症在所有癌症种类中的比例仅分别占5％和10％)。产前孕妇的叶酸水平是否良好与降低神经管缺陷密切相关，且有证据表明，摄入二十二碳六烯酸(DHA)可增强胎儿大脑发育。微量营养素缺乏(如，维生素和矿物质缺乏)与包括贫血症、佝偻病、坏血病、心血管疾病以及癌症等在内的几十种不同的健康状况有关。此外，目前，已经针对维生素缺乏与肥胖症之间的关系展开工作，这也是现阶段面临的主要挑战之一。

自2004年以来，CopenhagenConsensus(《哥本哈根共识》)就在其公布的报告中确认，解决维生素和微量营养素缺乏是促进全球进一步发展和进步的最有效干预措施。美国医学研究机构的研究结论认为，国内一半患髋部骨折的老年人的血清25(OH)D水平低于12纳克/毫升。25-羟基维生素D(25(OH)D)被认为是衡量维生素D营养状况的最佳指标，低于20纳克/毫升则不足以维持骨骼和整体健康。绝大数维生素和微量营养素的分析都通过静脉采血进行，然后再送到中心化实验室进行分析。这一分析过程缓慢而昂贵，需要专业人士进行，且无法广泛使用，尤其是无法在条件有限而微量营养素缺乏危害最大的地区使用。超高效液相色谱-质谱(HPLC-MS)联用法被认为是检测维生素D的行业标准，但是，酶联免疫试剂盒(ELISAkits)和免疫测定试剂在灵敏度和准确性方面均可与其媲美，且更适用于家庭使用。由于微量营养素缺乏的临床表现通常不明显，因此，通常只有在患者的坚持下才会进行此项检测。事实上，如此多的美国人缺乏维生素的事实证明，目前的方法是不可行的。