本發(fā)明涉及一種采樣裝置。采樣裝置包括分離式隔室，其被彈出從而產(chǎn)生增加的空間或體積以用于存儲樣本。本發(fā)明的采樣裝置適合于在水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境、封閉系統(tǒng)中或者在人或動物的胃腸道中收集樣本。本發(fā)明還涉及一種方法，該方法用于向動物口服施用該采樣裝置并回收該采樣裝置，以對所收集的樣本進(jìn)行分析以便診斷胃腸道的健康狀況，并確定營養(yǎng)吸收和消化率。

背景技術(shù)：

直接對動物胃腸道內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行采樣的能力是關(guān)鍵使能技術(shù)，以便用于診斷胃腸道健康狀況，理解回腸消化、在結(jié)腸中的發(fā)酵，以及用于研究特定膳食組分與人和/或動物的胃腸道中的生物學(xué)、化學(xué)和生理-化學(xué)性質(zhì)之間的關(guān)系。這包括營養(yǎng)吸收、藥物代謝、微生物分布、免疫狀況等。

對來自動物的胃腸道的物質(zhì)諸如氣體、固體顆?；蛞后w的樣本進(jìn)行分析，可以提供關(guān)于采樣材料的ph、酶活性、微生物負(fù)載/含量和分子組成的信息，包括營養(yǎng)負(fù)載，且可以通過確定免疫因子或總體免疫狀態(tài)、表征微生物群的存在和微生物病原體的存在/不存在或與健康有關(guān)的微生物的存在/不存在來獲得能夠評估健康狀況和診斷疾病(特別是胃腸道疾病)的信息處理程度。

異常狀況的早期檢測、識別和定位對于確定性診斷和/或治療各種病狀是至關(guān)重要的。對消化物采樣位點(diǎn)的特定控制對于理解健康和疾病也是至關(guān)重要的，因?yàn)闋顩r通常是特定于位點(diǎn)的，例如與胃、回腸或結(jié)腸相關(guān)，而不是影響整個胃腸道。特定于位點(diǎn)的樣本采集對于了解飲食影響和營養(yǎng)也有用處，例如，回腸處理是飲食設(shè)計中的重要因素，因?yàn)樾∧c內(nèi)的消化和吸收效率影響存在于胃腸道遠(yuǎn)端部分的腔內(nèi)容物。結(jié)腸內(nèi)的腸道菌群進(jìn)行的發(fā)酵取決于到達(dá)結(jié)腸的腔內(nèi)容物，因此諸如蛋白質(zhì)不完全消化等因素與有毒化合物的形成有關(guān)，包括與氨、硫化二氫、吲哚和酚的形成有關(guān)，這進(jìn)而已經(jīng)顯示出會增加人體結(jié)腸癌的風(fēng)險。在用于“生產(chǎn)動物”的飲食設(shè)計中，提高食品中營養(yǎng)素可利用率的效率和來自動物的廢物的環(huán)境影響也是重要的。

雖然總表觀消化率(通過在糞便中回收的攝取營養(yǎng)素的百分比來衡量)是一個關(guān)鍵量度，但是該方法具有許多缺點(diǎn)，這是由于糞便受到代謝廢物和非膳食來源的物質(zhì)的污染。因此回腸消化率是營養(yǎng)素給予的更合適的量度。此外，回腸末端進(jìn)入盲腸的流出可被認(rèn)為是后腸微生物群落作用的基質(zhì)。結(jié)腸消化物或腔內(nèi)容物因此可以提供預(yù)測器或允許評估可用于由駐留胃腸微生物群發(fā)酵的營養(yǎng)素。因此，從回腸和結(jié)腸消化物內(nèi)測量寬范圍的化學(xué)物質(zhì)(例如蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪、非淀粉多糖、微量營養(yǎng)素、抗?fàn)I養(yǎng)因子)、生物學(xué)和生理-化學(xué)性能(例如粘度)的能力代表顯著的發(fā)展，這進(jìn)而使我們能夠理解特定的飲食成分對消化過程及其產(chǎn)物影響的階躍改變。這樣的消化產(chǎn)物可包括糞便特性，諸如糞便品質(zhì)和硬度、腸氣或腸胃脹氣。這些使能技術(shù)的發(fā)展也可使得能夠進(jìn)一步診斷和研究胃腸道疾病。

對改進(jìn)已知采樣裝置存在持續(xù)的需求，使得可以獲取更大體積的樣本，并且可以獲取不同粘度范圍內(nèi)的液體以及固體樣本的采樣。對采樣裝置的這些改進(jìn)允許對樣本進(jìn)行更大范圍的分析測試并增強(qiáng)獲取的樣本范圍。此外，在胃腸道內(nèi)改變捕獲樣本的點(diǎn)的能力允許研究消化、飲食加工中涉及的因素變化(ph、酶乳化劑等)；營養(yǎng)吸收；微生物群落；免疫因子和胃腸腔整個長度上的消化道粘度。因此，采樣可以在胃、回腸、結(jié)腸和盲腸內(nèi)進(jìn)行，允許基于所需樣本的性質(zhì)來調(diào)節(jié)采樣位點(diǎn)。

本發(fā)明的采樣裝置簡單、便宜、可靠并且易于使用，而不需要持續(xù)監(jiān)測并且可以重復(fù)使用?？梢曰厥毡景l(fā)明的采樣裝置，并且使用各種生物學(xué)、化學(xué)和物理測定容易地提取和分析樣本。液體和固體物質(zhì)都可通過本發(fā)明的采樣裝置采樣。

本發(fā)明的采樣裝置能夠記錄環(huán)境中長時間段上的變化，例如24小時。具體地，沿著動物的胃腸道在環(huán)境中的變化。本發(fā)明的采樣裝置能夠?qū)⒋鎯Φ臄?shù)據(jù)下載到計算機(jī)，并且能夠容易地再編程以重復(fù)使用。本發(fā)明的采樣裝置能夠檢測和記錄獲得樣本的時間、ph和/或溫度。

具體地，作為其分離式隔室被彈出的結(jié)果，本發(fā)明的采樣裝置能夠收集大量樣本，從而產(chǎn)生增加的體積或空間以用于待收集和存儲的樣本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在本發(fā)明的第一方面，提供一種采樣裝置。采樣裝置包括殼體，其中殼體包括腔室、至少一個開口、致動裝置和分離式隔室，其中分離式隔室可釋放地保持在殼體內(nèi)，致動裝置使得內(nèi)部物質(zhì)能夠通過開口被吸入到腔室內(nèi)，并且同時沿著殼體推動分離式隔室，直到分離式隔室從采樣裝置的殼體彈出，從而產(chǎn)生增加的空間或體積以用于在采樣裝置的腔室內(nèi)接收和存儲樣本。

在一些實(shí)施例中，采樣裝置可用于對任何形式的封閉系統(tǒng)進(jìn)行采樣，諸如魚缸、處理槽罐、生物處理系統(tǒng)、各種農(nóng)業(yè)系統(tǒng)或其中人/物理干預(yù)是有益的任何系統(tǒng)和/或工業(yè)管道或工廠管道。

在具體實(shí)施例中，本發(fā)明的采樣裝置用于從動物的胃腸道中對內(nèi)部物質(zhì)進(jìn)行采樣。

術(shù)語“樣本”、“物質(zhì)”和“內(nèi)部物質(zhì)”可互換使用，并且指代可以由該采樣裝置采樣的任何液體、固體、顆?；驓怏w，更具體地，當(dāng)涉及在動物的胃腸道內(nèi)采樣時，這些術(shù)語也可指代消化物或腔內(nèi)容物或消化產(chǎn)物。液體例如可存在于胃、小腸和大腸中。這樣的液體可包含溶液(或懸浮液)中的固體或物類，諸如飲食成分、藥物、食品成分；也可以存在消化產(chǎn)物、微生物代謝物、氣體，諸如氧氣、氫氣、二氧化碳、甲烷、硫化氫等。

具體地，該采樣裝置被設(shè)計為承受任何壓力(例如咀嚼)和/或環(huán)境中的變化。具體地，該采樣裝置被設(shè)計成沿著動物的胃腸道行進(jìn)。該采樣裝置必須能夠承受胃腸道的蠕動，以及胃腸道的化學(xué)和機(jī)械環(huán)境。

不同的材料可用于采樣裝置的各個不同部件。具體地，所使用的材料決定采樣裝置的紋理和/或硬度。所述材料可以是硬的、軟的、光滑的和/或可延展的，并且對所用材料的偏好取決于其用途。

通常情況下，該采樣裝置可由任何不可消化的、不可生物降解的、非免疫原性的、非生物反應(yīng)性的或不可滲透的材料制成。具體地，用于制造該采樣裝置的材料可以是任何生物惰性聚合物材料，諸如丙烯腈丁二烯苯乙烯(abs)、聚四氟乙烯(ptfe)、聚乙烯、聚氯乙烯、丙烯酸樹脂等，陶瓷或金屬，例如不銹鋼，優(yōu)選具有光滑表面以便于攝取和傳輸，以及具有至少一個不透射線的表面或包含物，使得如果需要則可在放射線照片中觀察。

可以使用熱塑性材料，諸如聚碳酸酯、丙烯腈丁二烯苯乙烯(abs)、高密度聚乙烯(hdpe)、低密度聚乙烯(ldpe)、聚醚醚酮(peek)或聚丙烯(pp)。

優(yōu)選地，該采樣裝置的外表面由聚碳酸酯制成。聚碳酸酯可以是半透明的，以有助于對所包含樣本進(jìn)行視覺評估。其它部件優(yōu)選由聚四氟乙烯(ptfe)制成。具體地，ptfe可用于采樣裝置的內(nèi)部部件，其中該材料的柔性特性允許在兩個相鄰表面之間形成密封。

在采樣裝置中使用的所有材料是惰性的并且對于食品和/或醫(yī)療使用是安全的。

在一些實(shí)施例中，該采樣裝置可以是膠囊或藥丸的形狀。膠囊可以是圓柱形的，其具有圓形的、圓錐形的或扁平的端部。該采樣裝置可以是部分球形形狀的。

采樣裝置，以及特別是采樣裝置的不同部件，用本領(lǐng)域已知的常規(guī)工具和/或方法制造。具體地，可以使用本領(lǐng)域已知的增材技術(shù)(諸如3d打印)或減材技術(shù)(諸如cnc加工)來制造采樣裝置和部件。

具體地，該采樣裝置優(yōu)選適于吞咽和適于動物攝取。本領(lǐng)域內(nèi)已知的膠囊具有26mm至30mm×11mm至15mm(長×寬)的尺寸。

本發(fā)明的具體優(yōu)點(diǎn)是，盡管采樣裝置可以具有與本領(lǐng)域中已知尺寸相似的尺寸，但是采樣裝置內(nèi)的分離式隔室被彈出，從而產(chǎn)生增加的體積或空間以用于接收和/或存儲樣本。取決于動物、尺寸、品種和/或物種，該采樣裝置將如本文所述在尺寸上變化。該采樣裝置的尺寸可在約10mm至70mm長度至3mm至25mm寬度的范圍內(nèi)。具體地，該采樣裝置的尺寸可為約10mm至15mm和約3mm至7mm、約15mm至25mm×約7mm至12mm、約20mm至30mm×約10mm至17mm、約30mm至40mm×約15mm至20mm、約10mm至20mm×約3mm至20mm、約35mm至65mm×約7mm至23mm，或約40mm至70mm×約10mm至25mm和/或其任何組合。

取決于所使用的膠囊的尺寸，本發(fā)明的采樣裝置能夠獲得從約0.11ml至約20ml的樣本體積。具體地，樣本體積可以是約0.11ml至3ml、約1ml至5ml、約3ml至7ml、約7ml至13ml、約10ml至15ml、約13ml至17ml，或約15ml至20ml和/或其任何組合。在本發(fā)明的具體示例中，該采樣裝置可具有1.53cm³的內(nèi)部體積，并且可以能夠獲得和存儲1.3ml的樣本體積，其為可用內(nèi)部體積的85％。

該采樣裝置最優(yōu)選具有約20mm至25mm×約9mm至12mm(長×寬)的尺寸。

該采樣裝置具有模塊化設(shè)計，其包括一個或多個部件。具體地，該采樣裝置由一個或多個部件組裝而成。一個部件可包括致動裝置和開口。另一個部件可包括殼體。另一個部件可包括獨(dú)立的分離式隔室。

采樣裝置的不同部件可單獨(dú)形成并且容易地組裝在一起以形成采樣裝置和/或采樣裝置的單獨(dú)部件。

在一些實(shí)施例中，采樣裝置可包括通過一個或多個元件和/或殼體至少彼此連接的兩個半部。

在本發(fā)明的一些方面，采樣裝置包括殼體，其中殼體包括腔室、至少一個開口、致動裝置和分離式隔室，其中分離式隔室通過保持裝置可釋放地保持在殼體內(nèi)，并且其中致動裝置使得內(nèi)部物質(zhì)能夠通過開口被吸入到腔室內(nèi)并且同時沿著殼體推動分離式隔室，直到所述分離式隔室從采樣裝置的殼體彈出，由此產(chǎn)生增加的空間或體積以用于將樣本接收和存儲在采樣裝置的腔室內(nèi)。

在本發(fā)明的另一些方面，采樣裝置包括殼體，其中殼體包括腔室、至少一個開口、致動裝置和分離式隔室，其中分離式隔室通過保持裝置可釋放地保持在殼體內(nèi)，保持裝置由觸發(fā)裝置啟動，其中所述致動裝置使得內(nèi)部物質(zhì)能夠通過所述開口被吸入到所述腔室內(nèi)并且同時沿著所述殼體推動所述分離式隔室，直到所述分離式隔室從所述采樣裝置的殼體彈出，從而產(chǎn)生增加的空間或體積以用于將樣本接收和存儲在采樣裝置的腔室內(nèi)。

在本發(fā)明的另一方面，提供一種采樣裝置，其包括殼體，其中殼體包括腔室、至少一個開口、致動裝置和分離式隔室，其中分離式隔室通過保持裝置可釋放地保持在殼體內(nèi)，保持裝置是對采樣裝置外部環(huán)境中的變化作出反應(yīng)的材料，并且其中致動裝置使得內(nèi)部物質(zhì)能夠通過所述開口被吸入到所述腔室內(nèi)并且同時沿著殼體推動分離式隔室，直到所述分離式隔室從采樣裝置的殼體彈出，從而產(chǎn)生增加的空間或體積以用于將樣本接收和存儲在采樣裝置的腔室內(nèi)。

在本發(fā)明的另一方面，提供一種采樣裝置殼體，其中殼體包括腔室、至少一個開口、致動裝置和分離式隔室，其中分離式隔室通過保持裝置可釋放地保持在殼體內(nèi)，其中所述保持裝置是在所述殼體和所述分離式隔室之間的互鎖機(jī)構(gòu)，并且其中所述致動裝置使得內(nèi)部物質(zhì)能夠通過所述開口被吸入到所述腔室內(nèi)并且同時沿著所述殼體推動所述分離式隔室，直到所述分離式隔室從采樣裝置的殼體彈出，從而產(chǎn)生增加的空間或體積以用于將樣本接收和存儲在采樣裝置的腔室內(nèi)。

在本發(fā)明的又一方面，提供一種采樣裝置，其包括殼體，其中所述殼體包括腔室、至少一個開口、致動裝置和分離式隔室，其中所述分離式隔室通過保持裝置可釋放地保持在殼體內(nèi)，并且其中所述致動裝置使得內(nèi)部物質(zhì)能夠通過所述開口被吸入到所述腔室中，并且同時沿著所述殼體推動所述分離式隔室，直到所述分離式隔室從所述采樣裝置的殼體彈出，由此產(chǎn)生增加的空間或體積以用于在所述采樣裝置的腔室內(nèi)接收和存儲樣本，其中所述致動裝置繩系到封閉裝置，并且其中所述致動裝置的運(yùn)動導(dǎo)致所述封閉裝置阻塞所述開口。

采樣裝置包括殼體。殼體包括腔室、至少一個開口和分離式隔室。具體地，殼體是封殼，其將致動裝置和分離式隔室保持在采樣裝置內(nèi)。

在一些實(shí)施例中，殼體可由聚碳酸酯制成。

具體地，本發(fā)明的采樣裝置是可重復(fù)使用的。具體地，單獨(dú)的部件可以被擰開和重復(fù)使用多次。整個采樣裝置可以重復(fù)使用。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，與采樣裝置的外部環(huán)境反應(yīng)的材料、一個或多個電池和/或觸發(fā)裝置可能需要更換，例如，尤特奇(eudragit)墊圈、蠟墊圈、保險絲或電池。

本發(fā)明的采樣裝置的殼體可以具有一個或多個開口。

具體地，采樣裝置具有至少一個開口。開口可以是入口和/或出口。開口可以是在殼體的一端或兩端處的孔口或孔。在具體的實(shí)施例中，開口是入口，其允許樣本進(jìn)入采樣裝置的殼體，優(yōu)選進(jìn)入到腔室內(nèi)。備選地，開口可以是允許分離式隔室從采樣裝置的殼體彈出的出口。具體地，殼體可以具有兩個開口，在采樣裝置相對端部上在殼體的每個端部上有一個開口(入口和出口)。

在一些實(shí)施例中，入口開口可以是閥。閥可以是本領(lǐng)域內(nèi)已知的任何閥，并且將取決于采樣裝置的用途。閥包括孔口。閥可以由橡膠或合成彈性體制成。優(yōu)選地，閥由彈性體制成，其耐低壓因此使得孔口打開。在其它實(shí)施例中，開口可以是入口和出口。開口可以是雙向閥。最優(yōu)選地，開口是單向閥。

在一些實(shí)施例中，開口包括沒有閥的孔口。

采樣裝置包括致動裝置。

具體地，致動裝置以第一配置布置并且能夠在采樣裝置的殼體內(nèi)移動到第二配置。第一配置是壓縮狀態(tài)，以及第二配置是伸展?fàn)顟B(tài)。致動裝置有助于將樣本吸入到采樣裝置的殼體中，優(yōu)選地吸入到腔室內(nèi)。

具體地，致動裝置使得樣本能夠通過開口被吸入到殼體的腔室中，并且同時沿著殼體推動分離式隔室，直到分離式隔室從采樣裝置彈出。

致動裝置可以是能夠在一段時間中在采樣裝置內(nèi)存儲內(nèi)部能量的任何物體或元件。具體地，致動裝置可以是能夠使另一物體或元件運(yùn)動和/或動作的系統(tǒng)和/或物體，例如提供力以將分離式隔室從保持且壓縮狀態(tài)移動到未壓縮和彈出狀態(tài)。

致動裝置可以包括彈簧、化學(xué)反應(yīng)(釋放氣體并產(chǎn)生壓力)、電動致動器(諸如馬達(dá)或泵)、壓縮空氣或真空能量存儲器。

致動裝置保持一定量的內(nèi)部能量，優(yōu)選地在各種預(yù)定條件下保持預(yù)定時間。

當(dāng)分離式隔室就位時，致動裝置保持在壓縮狀態(tài)下。

致動裝置可以包括彈性構(gòu)件。具體地，其可以包括能夠儲存動能和/或能夠移動的任何物體。彈性構(gòu)件可以是彈簧和/或柱塞/活塞。

致動裝置至少包括柱塞/活塞。致動裝置可以包括柱塞/活塞和彈簧、柱塞/活塞和電動致動器等。在一些實(shí)施例中，柱塞/活塞可以在采樣裝置的殼體內(nèi)通過在采樣裝置殼體內(nèi)的釋放氣體和/或產(chǎn)生壓力的化學(xué)反應(yīng)從第一配置移動到第二配置。

致動裝置(例如，彈簧，其聯(lián)接到柱塞/活塞或柱塞/活塞通過其它裝置沿著殼體被迫壓)將分離式隔室同時從采樣裝置的殼體推出。

具體地，致動裝置將樣本通過采樣裝置的開口吸入到腔室內(nèi)，并且同時沿著采樣裝置殼體的長度推動分離式隔室，直到分離式隔室從采樣裝置的殼體彈出。

在具體實(shí)施例中，致動裝置包括彈簧。

通常情況下，彈簧是彈性物體，例如線圈，其在被壓縮或伸展之后恢復(fù)其初始形狀，并且在返回到初始狀態(tài)期間釋放所存儲的能量。彈簧可以包括任何類型的彈簧，諸如螺旋彈簧、錐形彈簧、扭轉(zhuǎn)彈簧、壓縮彈簧或波形彈簧等。彈簧可以由任何具有抗性和彈性的材料制成，例如不銹鋼或其它金屬或合金。

在具體實(shí)施例中，彈簧用作致動器。該采樣裝置通過分離式隔室保持在壓縮狀態(tài)下。彈簧可沿殼體(例如沿著殼體的長度)驅(qū)動柱塞/活塞，將分離式隔室從采樣裝置的殼體推出，將致動裝置從其第一壓縮配置轉(zhuǎn)換到第二伸展配置。當(dāng)彈簧沿著殼體伸展時，彈簧的驅(qū)動力產(chǎn)生短時間的框圍(framed)真空和/或毛細(xì)管作用，其中樣本被吸入到采樣裝置的殼體中，優(yōu)選通過開口吸入到腔室內(nèi)。

當(dāng)分離式隔室不在位(即已經(jīng)從采樣裝置的殼體彈出)時，在采樣裝置的殼體的端部處的止動器裝置防止柱塞/活塞離開采樣裝置。

分離式隔室從采樣裝置的殼體彈出的運(yùn)動由致動裝置導(dǎo)致。

優(yōu)選地，致動裝置是彈簧和柱塞裝置或彈簧和活塞裝置。

在一些實(shí)施例中，致動裝置聯(lián)接在采樣裝置的殼體的一端部處，并且分離式隔室至少可釋放地由位于采樣裝置的相對端部處的保持裝置保持在殼體內(nèi)。

具體地，當(dāng)致動裝置到達(dá)殼體的相對端部時，其能夠形成密封，使得采樣裝置被密封。

具體地，致動裝置聯(lián)接到閥。具體地，致動裝置和閥聯(lián)接在保持器中。保持器可以由任何材料制成，特別是由聚碳酸酯制成。當(dāng)將致動裝置和閥聯(lián)接到保持器中時，可以使用保持環(huán)，諸如o形環(huán)。

術(shù)語“聯(lián)接的”指代彼此直接附接或通過一個或多個中間元件附接、或保持彼此相鄰的兩個或更多個物體。

具體地，致動裝置和開口是采樣裝置的單獨(dú)部件，其能夠附接和/或固定到采樣裝置的殼體。優(yōu)選地，致動裝置和開口一起聯(lián)接到分離式隔室內(nèi)，分離式隔室擰入到采樣裝置殼體的一端部內(nèi)。

柱塞/活塞可以由聚四氟乙烯制成。

具體地，致動裝置(例如柱塞/活塞)適于具有能夠與分離式隔室接合的突起。該突起居中定位到分離式隔室，使得分離式隔室在由致動裝置施加的力的作用下被彈出時以線性方式行進(jìn)。具體地，突起位于致動裝置的上表面上。突起可以包括磁體、感應(yīng)線圈或光源。

在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，采樣裝置包括封閉裝置。

封閉裝置是阻擋孔的物體。具體地，封閉裝置可以阻塞開口中的任何一個。封閉裝置可以是能夠阻塞或堵塞采樣裝置開口的任何形式的元件或物體，諸如熱塑性材料或類似材料制成的球，從而在采樣裝置的開口中形成密封。封閉裝置有助于封閉開口。封閉裝置可以是塊、球、蓋或其它。具體地，封閉裝置可以繩系到致動裝置。具體地，封閉裝置可以繩系到致動裝置和保持裝置。

術(shù)語“系繩(tether)”、“繩系到(tethering)”或“被繩系到(tethered)”是指將可移動物件錨定到另一元件或部件的任何形式的繩索、固定裝置或柔性附件，該另一元件或部件也可以是可移動的或固定的。

在另一個實(shí)施例中，致動裝置(例如柱塞/活塞)被繩系到封閉裝置，當(dāng)致動裝置沿著采樣裝置的殼體移動時，其被拉動張緊。具體地，當(dāng)致動裝置移動時，系繩被張緊并被驅(qū)動到采樣裝置的殼體中，直到封閉裝置到達(dá)開口。封閉裝置可以被拉動或推入到開口中，形成封閉的裝置。同時，致動裝置已將樣本吸入到采樣裝置的腔室中，并且單獨(dú)的部件被彈出。由此，樣本被密封在采樣裝置內(nèi)。

具體地，采樣裝置的殼體包括止動器裝置。

止動器裝置防止致動裝置(例如柱塞/活塞)從殼體彈出。止動器裝置可以是在給定點(diǎn)處阻擋或停止另一物體的任何突起和/或附加元件或物體。具體地，止動器裝置是使致動裝置停止以免離開殼體的突起。止動器裝置可位于殼體的端部處，其中分離式隔室被彈出。其通過停止致動裝置(例如柱塞/活塞)以免被進(jìn)一步釋放以及防止其隨著從采樣裝置彈出的分離式隔室移動而起作用。具體地，止動器裝置用于停止致動裝置以免被彈出，從而密封采樣裝置。

止動器裝置可以是唇緣、凸耳、突起或銷。

采樣裝置包括分離式隔室，其中分離式隔室是獨(dú)立的隔室。分離式隔室可以松動地插入和/或裝配到采樣裝置的殼體中。

具體地，分離式隔室是封閉的隔室，其可以在任何給定時間擰開以重復(fù)使用。分離式隔室由兩個單獨(dú)的部件即殼體和蓋組成。蓋與相關(guān)聯(lián)的電子器件和電源(例如電池)聯(lián)接。蓋可擰入到單獨(dú)隔室的殼體中并且被緊密地密封。具體地，蓋還可以包括o形環(huán)。

具體地，分離式隔室是氣密和水密的。

分離式隔室的蓋和殼體的界面可涂覆有食品安全硅油以有助于密封。相關(guān)的電子部件可被封裝在聚四氟乙烯(ptfe)帶中以防止可能干擾電子部件正確工作的液體、油脂或其它材料的污染。

在一些實(shí)施例中，該采樣裝置和/或單獨(dú)的部件可以是可重復(fù)使用的。具體地，可以對分離式隔室進(jìn)行再編程。例如，該采樣裝置可以被重新配置到不同的采樣率。采樣裝置可以是用戶定義的，而不是固定的。該采樣裝置允許在其配置中的一些靈活性。這是通過串行通信接頭(serialcommunicationsclip)和相關(guān)軟件來實(shí)現(xiàn)的。

在一些實(shí)施例中，分離式隔室包括任何相關(guān)聯(lián)的電子電路和至少一個電池。優(yōu)選地，分離式隔室包括至少一個電池、傳感器和微處理器。

通常情況下，該采樣裝置可包括印刷電路板(pcb)，其包括微控制器(pic微控制器)、傳感器(諸如玻璃ph微電極和ph參考微電極)、發(fā)光二極管、釋放檢測開關(guān)、電池連接件、各種電阻器和電容器和/或電源。圖10是示出可以處于采樣裝置的分離式隔室中的不同電氣部件的示意圖。

采樣裝置可以包括電池。具體地，諸如電池位于分離式隔室內(nèi)。

電池可以是本領(lǐng)域內(nèi)已知的任何形式的電池，諸如一氟化碳鋰的銷或紐扣電池。紐扣電池可以由堿性物質(zhì)、鋰、銀等和/或其組合制成，并且可以制成為不同的尺寸。

具體地，電池能夠運(yùn)行至少24小時。電池可以是可再充電的。

分離式隔室可以包括一個或多個電池。

基本上而言，當(dāng)電池插入時可以打開該采樣裝置；該采樣裝置初始化，然后重復(fù)地經(jīng)歷以下主循環(huán)，參見圖11。

通常情況下，在通電時，軟件初始化并定義配置位、端口、時鐘、通用異步接收器/發(fā)送器和看門狗定時器。

從電子可擦除可編程只讀存儲器加載參數(shù)，其中要被加載的參數(shù)可以是裝置id、日志地址、采樣率、預(yù)喚醒時間、陣發(fā)計數(shù)和樣本數(shù)。

裝置id是采樣裝置的序列號。日志地址是將存儲下一條日志記錄數(shù)據(jù)的地址。采樣率是數(shù)據(jù)日志記錄的采樣率。預(yù)喚醒時間被設(shè)置為允許微處理器達(dá)到正常操作條件。陣發(fā)計數(shù)是每個間隔采集的樣本數(shù)，以及樣本數(shù)是在獲得和記錄采樣之前采集的樣本數(shù)。

然后，該采樣裝置進(jìn)入主循環(huán)，其中它檢查串行接口的存在。如果存在串行接口，則該采樣裝置進(jìn)入調(diào)試模式，其中可以操縱各種參數(shù)。在沒有串行接口的情況下，看門狗定時器啟動喚醒事件，在此期間從模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器對數(shù)據(jù)采樣并將其記錄到閃存。然后，該采樣裝置可以重新進(jìn)入睡眠模式，直到看門狗定時器啟動另一喚醒事件。

在一些實(shí)施例中，分離式隔室還包括能夠記錄數(shù)據(jù)的閃存。數(shù)據(jù)被存儲，然后當(dāng)分離式隔室被回收時被下載，或者被實(shí)時傳輸?shù)竭h(yuǎn)程設(shè)施(即，經(jīng)由無線數(shù)據(jù)傳輸)。

無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)可由兩部分組成。第一部分是采樣裝置，其包含具有控制傳輸?shù)墓碳纳漕l發(fā)射器電路、天線和處理裝置，例如插入到采樣裝置中的微芯片(例如射頻識別(rfid))。第二部分由射頻接收器電路和天線組成。這種無線傳輸在將該采樣裝置定位的過程中也是有效的。

第二部分具有一系列可能的實(shí)施例，包括但不限于可放置在寵物窩地板上的墊；一個小單元，其可以安裝在地板、墻壁或天花板上；套環(huán)、皮帶、護(hù)套、靴子、耳環(huán)或可以由動物外部攜帶或放置在使用該采樣裝置的封閉系統(tǒng)的外部環(huán)境中(諸如在魚缸外部、工廠管道外部等)的其它形式。

第二部分還包括存儲所接收的數(shù)據(jù)并將該數(shù)據(jù)傳送給操作者或其它設(shè)備的裝置。經(jīng)由無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)牡谝徊糠只虻诙糠窒蛴脩舻耐ㄐ趴梢允屈c(diǎn)亮的指示器、揚(yáng)聲器或發(fā)聲器、或圖形顯示器(例如可用信號(例如蜂鳴器))的形式。

第一部分和第二部分之間的通信數(shù)據(jù)可包括但不限于由采樣裝置得到的ph測量值；由采樣裝置得到的溫度測量值；來自采樣裝置的其它傳感器的測量值；來自采樣裝置的其它狀態(tài)信息，諸如電池水平、樣本捕獲狀態(tài)等；已經(jīng)由采樣裝置智能地處理并且從其它讀數(shù)得出的數(shù)據(jù)，例如用于指示采樣裝置在胃腸道內(nèi)的估計位置(即離開胃；進(jìn)入回腸等)的提醒。

通過第二部分與其它設(shè)備進(jìn)行的通信可以包括標(biāo)準(zhǔn)或?qū)Ｓ械挠芯€通信接口(例如以太網(wǎng)、usb、串行電纜等)、標(biāo)準(zhǔn)或?qū)Ｓ械臒o線通信(例如藍(lán)牙、gsm、wifi)、可移動數(shù)據(jù)存儲，諸如sd卡、usb數(shù)據(jù)“密鑰”等。

分離式隔室可以包括壓力開關(guān)。具體地，開關(guān)適于記錄分離式隔室從采樣裝置的殼體彈出的時刻。

開關(guān)可以是接觸開關(guān)或非接觸開關(guān)。接觸開關(guān)可以是簧片開關(guān)、壓力開關(guān)或可為感應(yīng)線圈的非接觸開關(guān)、內(nèi)置在微處理器內(nèi)，或者是諸如led和光電二極管對的光學(xué)開關(guān)。

優(yōu)選地，開關(guān)可以是壓力開關(guān)。

壓力開關(guān)與致動裝置(例如柱塞/活塞)的上表面上的小突起接口連接。致動裝置和分離式隔室相互施加壓力，從而借助于突起和壓力開關(guān)保持彼此的接觸。具體地，當(dāng)采樣裝置由保持裝置致動時，分離式隔室至少部分地被釋放并且至少部分地與致動裝置脫離接合。

具體地，當(dāng)分離式隔室和致動裝置接合時，開關(guān)閉合。當(dāng)分離式隔室和致動裝置脫離接合時，開關(guān)斷開。通常，當(dāng)開關(guān)斷開時，其導(dǎo)致獲得樣本并且分離式隔室被彈出的時刻。這通常是在分離式隔室從采樣裝置彈出時。

在替代實(shí)施例中，開關(guān)可以是簧片開關(guān)?；善_關(guān)可通過位于致動裝置上的磁體特別是在致動裝置上的突起內(nèi)的磁體保持在封閉構(gòu)造中。當(dāng)分離式隔室被彈出時，磁體和簧片開關(guān)不再接觸，因此簧片開關(guān)斷開并且提供捕獲樣本的信號。

在其它實(shí)施例中，開關(guān)可以是感應(yīng)線圈。感應(yīng)線圈裝置存在于致動裝置和分離式隔室之間，由此在分離式隔室的線圈中感應(yīng)電流。當(dāng)分離式隔室被彈出時，分離式隔室的線圈中的感應(yīng)電流不再存在，表示樣本已被捕獲。

在其它實(shí)施例中，開關(guān)可以是光學(xué)開關(guān)。光學(xué)開關(guān)可以是布置在致動裝置和分離式隔室之間的小光源(例如，發(fā)光二極管)和光敏電阻器，使得光影響光敏電阻器的電阻。當(dāng)分離式隔室被彈出時，光源不再能夠影響光敏電阻器，并且所得到的電阻變化被解釋為樣本已被捕獲的信號。

采樣裝置可以包括傳感器。具體地，分離式隔室包括傳感器。具體地，傳感器可以是ph傳感器和/或溫度傳感器。也可以在采樣裝置中使用其它傳感器，其能夠感測并發(fā)信號指示其它環(huán)境因素，諸如壓力、溶質(zhì)等。

具體地，傳感器可從分離式隔室的表面突出，使得其暴露于采樣裝置的外部環(huán)境。

在優(yōu)選的實(shí)施例中，傳感器是ph傳感器/測量計，其可包括玻璃ph微電極和ph參考微電極。

典型的ph測量計由測量探針(諸如玻璃電極)和參考探針組成，該參考探針連接到測量和顯示或記錄ph讀數(shù)的電子測量計。本領(lǐng)域內(nèi)已知多種可用于本發(fā)明的ph測量計。本發(fā)明中優(yōu)選的ph感測部件由與參考微電極聯(lián)接的玻璃微電極組成。替代實(shí)施例可由離子選擇場效應(yīng)晶體管、固態(tài)參考電極，或本領(lǐng)域中易知的其它合適的技術(shù)組成。

具體地，該采樣裝置的印刷電路可包括ph電路。該電路可以記錄在采樣裝置(例如沿著胃腸道)傳輸期間的ph水平，其中電路至少包括ph電極、參考電極、微處理器、開關(guān)組件和電源。

通常情況下，軟件和電子器件將與下述接口連接：到模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的微型ph探針輸入；到ph參考電極的參考電壓；檢測采樣裝置配置狀態(tài)為打開或閉合的開關(guān)觸點(diǎn)；下載保存的數(shù)據(jù)并執(zhí)行診斷功能的通用異步接收器/發(fā)射器(uart)；uart連接的檢測電路；以及連接到uart傳輸?shù)膌ed。

在一些實(shí)施例中，ph探針電路被設(shè)計為沒有放大器，而是將微控制器中的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的正參考和負(fù)參考限制到適當(dāng)?shù)妮敵鲭妷悍秶?。傳感器的參考電壓通過簡單的電阻分壓器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行偏置。需要包括電壓參考的處理器，該電壓參考可以是輸出，并需要包括模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器。與更常規(guī)的設(shè)計相比，使用更少的組件，ph探針更容易適合于小空間。具有簡單的電阻分壓器網(wǎng)絡(luò)代替放大器的簡化電路代表適于采樣裝置要求的合適方案。

通常情況下，ph傳感器取決于其所處的ph條件，其可以被預(yù)編程為根據(jù)裝置所處的外部環(huán)境來反應(yīng)/響應(yīng)特定ph條件，該外部環(huán)境例如沿著胃腸道的位置和/或槽罐(即用于生物加工/魚/其它加工等)和/或其它農(nóng)業(yè)系統(tǒng)。ph傳感器可以被預(yù)編程為在1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13或14和/或任何范圍和/或其組合的ph水平激活。例如，低于4的ph可以被預(yù)編程為使得采樣裝置被激活到其第二配置(例如在胃中)，或者被預(yù)編程為在高于5的ph使得采樣裝置被激活到其第二配置(例如，在小腸或大腸內(nèi)和/或正好在進(jìn)入小腸或大腸時)。激活可以包括時間元素，使得在檢測到特定ph水平之后，激活被延遲預(yù)定時間。激活也可以被編程為使得在激活被觸發(fā)之前需要一致的ph水平。例如，從而使得保持裝置不被釋放。

具體地，玻璃電極可以從分離式隔室的表面突出，使得其暴露于采樣裝置的外部環(huán)境，以便能夠以+/-0.5ph單位的精度(5％精度)測量ph并且能夠獲取多個讀數(shù)(例如約3000個或更多讀數(shù))，其可以被預(yù)配置以確定測量和記錄ph的速率。

具體地，傳感器/測量計可以連接到分離式隔室內(nèi)的電池和相關(guān)聯(lián)的電子電路。

此外，電路還可以記錄在將樣本吸入到殼體內(nèi)(即，收集樣本)的點(diǎn)處的致動力矩。這通過監(jiān)測開關(guān)的釋放(即，當(dāng)開關(guān)斷開并且不再與致動裝置接觸和/或接合時)來實(shí)現(xiàn)。

在一些實(shí)施例中，該采樣裝置還可以包括溫度傳感器、壓力傳感器、超聲傳感器、生物傳感器和/或溶質(zhì)傳感器等。

在一些實(shí)施例中，傳感器/測量計可以被編程為相對于特定的ph單位、定時、溫度、溶質(zhì)濃度或這些參數(shù)的任何組合來釋放保持裝置。例如，這樣的編程可以包括：ph增加約ph3、或ph增加約2ph單位之后60分鐘的定時，并且保持升高持續(xù)3分鐘等。

在一些實(shí)施例中，采樣裝置還包括保持裝置，該保持裝置可釋放地將分離式隔室保持在采樣裝置的殼體內(nèi)。具體地，采樣裝置的殼體包括保持裝置。

保持裝置暫時防止致動裝置(例如柱塞/活塞)從殼體彈出，直到預(yù)定的時間和/或條件。保持裝置可以是阻止分離式隔室從采樣裝置的殼體釋放的任何元件或物體或機(jī)構(gòu)。具體地，保持裝置將分離式隔室保持在采樣裝置的殼體內(nèi)，并且將采樣裝置保持在壓縮和封閉配置下。

保持裝置可以被動地或主動地激活。

具體地，保持裝置可以被自動激活、預(yù)編程和/或遠(yuǎn)程激活。

在一些實(shí)施例中，保持裝置可以是對采樣裝置外部環(huán)境中的變化作出反應(yīng)的材料和/或互鎖機(jī)構(gòu)和/或緊固裝置。

在一些實(shí)施例中，保持裝置可以是對采樣裝置外部環(huán)境中的變化作出反應(yīng)的材料。保持裝置可以是涂層、銷和/或墊圈的形式。在優(yōu)選實(shí)施例中，保持裝置是涂層的形式。涂層可以圍繞整個采樣裝置，或者可以部分地覆蓋采樣裝置的一些部分或者位于采樣裝置的特定部分處。

通常情況下，該采樣裝置可能遇到生理特性(例如ph、壓力、溫度、酶活性等)的差異(例如，取決于采樣裝置是在胃中還是在結(jié)腸中等等，特別是當(dāng)沿著動物的胃腸道行進(jìn)時)。因此，該采樣裝置的外部環(huán)境是可變的。在具體實(shí)施例中，采樣裝置可包括保持裝置，該保持裝置是對ph、溫度、光、濕度、溶質(zhì)濃度或酶活性或酶濃度作出反應(yīng)的材料。具體地，所述材料可以是可降解的、可消化的或可溶解的。

材料可以圍繞整個采樣裝置，或者可以僅僅部分地覆蓋采樣裝置的一些部分或者位于采樣裝置的特定部分處。材料可以位于和/或覆蓋彈出分離式隔室的采樣裝置的端部。該材料還可以覆蓋開口，例如覆蓋入口、出口和/或入口和出口。具體地，該材料可以是涂層、銷和/或墊圈的形式。

在一些實(shí)施例中，保持裝置可以是對外部環(huán)境中的變化作出反應(yīng)的材料，其中保持裝置是涂層形式的材料。涂層可以圍繞整個采樣裝置和/或采樣裝置的部分。涂層有助于采樣裝置將分離式隔室保持在殼體內(nèi)。

在一些實(shí)施例中，保持裝置可以是對外部環(huán)境中的變化作出反應(yīng)的材料，其中保持裝置是墊圈形式的材料。墊圈有助于將分離式隔室與殼體保持在一起。

在一些實(shí)施例中，保持裝置可以是對外部環(huán)境中的變化作出反應(yīng)的材料，其中保持裝置是可以是涂層和墊圈形式的材料，從而將分離式隔室保持在殼體內(nèi)，并且保持墊圈干燥并保持墊圈的機(jī)械強(qiáng)度完好。

當(dāng)與ph的變化、溫度的變化、光的變化、濕度的變化、溶質(zhì)濃度或酶環(huán)境中的變化接觸時，該材料逐漸溶解。降解速率、消化率和/或溶解度可以通過材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)的差異或通過材料施加厚度和/或類似材料形式的差異或兩者來控制。具體地，該材料可能需要兩個或更多個由相同材料或不同材料構(gòu)成的層。

在一些實(shí)施例中，ph敏感材料可以包含在堿性環(huán)境或在酸性環(huán)境中降解的ph敏感材料和/或由其組成。降解速率可通過材料化學(xué)結(jié)構(gòu)上的差異或通過厚度應(yīng)用和/或類似材料形式的差異或兩者來控制。

在一些實(shí)施例中，響應(yīng)于第一ph、第一溫度、第一波長的光、第一溶質(zhì)濃度或第一酶活性而溶解第一材料/層，并且響應(yīng)于第二不同的ph、不同溫度、不同波長的光、不同的溶質(zhì)濃度或不同的酶活性而溶解第二材料/層。

該材料可以是ph依賴性的，并且當(dāng)與胃酸接觸時，在ph4下的酸性條件下溶解，或當(dāng)在堿性條件如ph5至6或大于7時在大腸中溶解，和/或其任何組合。

在具體的實(shí)施例中，所述材料可以是纖維素、乙酸鄰苯二甲酸酯、硬脂酸甘油酯、石蠟、環(huán)氧化合物或聚(甲基)丙烯酸酯，諸如l、s或e。優(yōu)選地，該材料是l、s或e。

在一些實(shí)施例中，該材料可包括在溫度升高或降低時降解的溫度敏感材料和/或由溫度敏感材料組成。熱敏材料可以是膠、膠狀材料或蠟。具體地，蠟可以是石蠟、微晶蠟、酯蠟、聚酯蠟或植物蠟。優(yōu)選的實(shí)施例可以是石蠟，其熔點(diǎn)高于動物的體溫。圖8k表示作為保持裝置的熱敏材料的示例。

在一些實(shí)施例中，該材料可以包括在特定波長下降解的光敏材料和/或由其組成，例如膠和/或本領(lǐng)域已知的其它類似材料。具體地，當(dāng)材料暴露于光例如暴露于發(fā)光二極管時，(膠)材料降解。圖8l表示作為保持裝置的光敏材料的示例。

在一些實(shí)施例中，該材料可以包含根據(jù)溶質(zhì)濃度的濕度變化而降解的材料和/或由其組成。

在一些實(shí)施例中，該材料可包含在酶活性和/或酶濃度變化時降解的材料和/或由其組成。

在替代實(shí)施例中，保持裝置可以是互鎖機(jī)構(gòu)。具體地，互鎖機(jī)構(gòu)可以位于殼體和分離式隔室之間。在一些實(shí)施例中，保持裝置可以包括對采樣裝置外部環(huán)境中的變化作出反應(yīng)的材料以及互鎖機(jī)構(gòu)。對外部環(huán)境中的變化作出反應(yīng)的材料可以對ph、溫度、光、濕度、溶質(zhì)濃度或酶活性或酶濃度作出反應(yīng)。具體地，所述材料可以是可降解的、可消化的或可溶解的。

該材料可以圍繞整個采樣裝置，或者可以僅部分地覆蓋采樣裝置的一些部分或者位于采樣裝置的特定部分處。該材料可以位于和/或覆蓋彈出分離式隔室的采樣裝置的端部。該材料還可以覆蓋開口，例如入口、出口和/或入口和出口。具體地，該材料可以是涂層、銷和/或墊圈的形式。該材料可以是涂層的形式。

當(dāng)與ph的變化、溫度的變化、光的變化、濕度的變化、溶質(zhì)濃度或酶環(huán)境的變化接觸時，該材料逐漸溶解。降解速率、消化率和/或溶解度可以通過材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)的差異或通過應(yīng)用厚度和/或類似材料形式的差異或兩者來控制。具體地，該材料可能需要兩個或更多個由相同材料或不同材料構(gòu)成的層。

在一些實(shí)施例中，ph敏感材料可以包含在堿性環(huán)境或在酸性環(huán)境中降解的ph敏感材料和/或由其組成。降解速率可以通過材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)的差異或通過厚度應(yīng)用和/或類似材料形式的差異或兩者來控制。

在一些實(shí)施例中，第一材料/層響應(yīng)于第一ph、第一溫度、第一波長的光、第一溶質(zhì)濃度或第一酶活性而溶解，以及第二材料/層響應(yīng)于第二不同的ph、不同溫度、不同波長的光、不同的溶質(zhì)濃度或不同的酶活性而溶解。

該材料可以是ph依賴性的，并且當(dāng)與胃酸接觸并且ph4下的酸性條件下時在胃中溶解，或當(dāng)在堿性條件諸如ph5至6或大于7時在大腸中溶解，和/或其任何組合。

在具體的實(shí)施例中，所述材料可以是纖維素、乙酸鄰苯二甲酸酯、硬脂酸甘油酯、石蠟、環(huán)氧化合物或聚(甲基)丙烯酸酯，諸如l、s或e。優(yōu)選地，該材料是l、s或e。

在一些實(shí)施例中，該材料可包括在溫度升高或降低時降解的溫度敏感材料和/或由其組成。熱敏材料可以是膠、膠狀材料或蠟。具體地，蠟可以是石蠟、微晶蠟、酯蠟、聚酯蠟或植物蠟。優(yōu)選的實(shí)施例可以是熔點(diǎn)高于動物體溫的石蠟。圖8k表示作為保持裝置的熱敏材料的示例。

在一些實(shí)施例中，該材料可以包括在特定波長下降解的光敏材料和/或由其組成，例如膠和/或本領(lǐng)域已知的其它類似材料。具體地，當(dāng)材料暴露于光時，例如暴露于發(fā)光二極管時，(膠)材料降解。圖8l表示作為保持裝置的光敏材料的示例。

在一些實(shí)施例中，該材料可以包含根據(jù)溶質(zhì)濃度的濕度變化而降解的材料和/或由其組成。

在一些實(shí)施例中，該材料可包含在酶活性和/或酶濃度變化時降解的材料和/或由其組成。

通常情況下，互鎖機(jī)構(gòu)是機(jī)械元件，其允許聯(lián)接能夠影響單獨(dú)元件的一個或多個元件和/或運(yùn)動或操作中的其它物體。

具體地，可以通過旋轉(zhuǎn)運(yùn)動、徑向運(yùn)動或線性運(yùn)動或者旋轉(zhuǎn)裝置、徑向裝置或線性裝置來緊固或釋放互鎖機(jī)構(gòu)。

具體地，保持裝置可以是(i)可旋轉(zhuǎn)的(即旋轉(zhuǎn)式的)互鎖機(jī)構(gòu)，或(ii)徑向互鎖機(jī)構(gòu)，或(iii)線性互鎖機(jī)構(gòu)。

在一些實(shí)施例中，互鎖機(jī)構(gòu)可以是旋轉(zhuǎn)式的，例如卡口式安裝件、旋轉(zhuǎn)點(diǎn)卡止件、一組旋轉(zhuǎn)磁體或電磁體(參見圖8c和圖8i中的這些的表示)。優(yōu)選地，旋轉(zhuǎn)互鎖機(jī)構(gòu)是卡口式安裝件。

卡口式安裝件在本領(lǐng)域中通常稱為緊固元件，其由凸形側(cè)面和凹形接納部組成，其中凸形側(cè)面具有一個或多個徑向銷，凹形接納部具有一個或多個匹配的l形槽并具有一個或多個彈簧以保持兩個部件接合并鎖定在一起。該槽可以成形為具有襯線(在水平臂的端部處的短的向上段)的大寫字母l；銷滑入l的垂直臂內(nèi)，橫過水平臂旋轉(zhuǎn)，然后被彈簧略微向上推入到短的垂直“襯線”內(nèi)；連接器不再自由旋轉(zhuǎn)，除非向下壓靠彈簧，直到銷脫離“襯線”，因此被解鎖和釋放為止。

具體地，其中保持裝置可以是卡口式安裝件，致動裝置(例如柱塞/活塞)附接到采樣裝置開口中，使得當(dāng)致動裝置處于壓縮狀態(tài)時不能旋轉(zhuǎn)。使分離式隔室圍繞該附件樞轉(zhuǎn)，直到卡口式安裝件互鎖機(jī)構(gòu)以如此的方式對準(zhǔn)，使得不再保持分離式隔室并且因此分離式隔室被釋放。因此，釋放采樣裝置殼體中的壓力，并且因此致動裝置沿著殼體伸展，將分離式隔室推出采樣裝置以從第一壓縮配置移動到第二伸展配置。

在具體實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可以是旋轉(zhuǎn)點(diǎn)卡止件。具體地，銷可以與采樣裝置殼體上的止動器裝置干涉。在激活時，該采樣裝置通過驅(qū)動力旋轉(zhuǎn)，使得其脫離止動器裝置并且分離式隔室被釋放。圖8c表示旋轉(zhuǎn)點(diǎn)卡止互鎖機(jī)構(gòu)的示例。

在具體實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可以是一組旋轉(zhuǎn)磁體。具體地，永磁體包括在殼體的壁和分離式隔室中。當(dāng)保持對準(zhǔn)時，磁體的吸引力將分離式隔室保持在采樣裝置的殼體內(nèi)。當(dāng)暴露于旋轉(zhuǎn)力時，磁體移動脫離對準(zhǔn)，并且失去吸引力。然后釋放分離式隔室。圖8i表示作為旋轉(zhuǎn)互鎖機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)磁體的示例。

在具體實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可以是電磁的。具體地，嵌入到分離式隔室和殼體的壁中的電磁體被激勵，使得它們被吸引。該吸引力足以防止分離式隔室相對殼體移動。在去除激勵電流時，兩個隔室不再由吸引力保持，并且然后釋放分離式隔室。

在一些實(shí)施例中，互鎖機(jī)構(gòu)可以是徑向的，諸如可壓縮材料(即，橡膠o形環(huán))、弓形構(gòu)件摩擦件、簧環(huán)或拉入式卡止件(參見圖8a、圖8b或圖8g中對這些的圖示)。優(yōu)選地，徑向互鎖機(jī)構(gòu)是可壓縮材料，例如橡膠o形環(huán)墊圈。

在具體實(shí)施例中，徑向互鎖機(jī)構(gòu)可以是任何可壓縮材料。在一些實(shí)施例中，該材料可以是彈性體材料。具體地，可壓縮材料可以是o形環(huán)墊圈或彎曲帶狀元件。具體地，可壓縮材料制成的環(huán)在分離式隔室的蓋和主體之間被壓縮。這種壓縮導(dǎo)致o形環(huán)的材料向外(徑向)膨脹，使得其與采樣裝置殼體的內(nèi)表面接觸。所產(chǎn)生的摩擦足以防止分離式隔室被彈出并因此被可釋放地保持。環(huán)的壓縮在特定條件下和/或預(yù)定時間減少，減小分離式隔室和殼體之間的摩擦，從而釋放分離式隔室。

在具體實(shí)施例中，徑向互鎖機(jī)構(gòu)可以是弓形構(gòu)件。具體地，在分離式隔室的外表面上的縱向元件保持壓縮，使得它們向外彎曲。這些元件與采樣裝置殼體的內(nèi)表面接觸，引起摩擦干涉，從而防止分離式隔室被釋放。在特定條件下和/或預(yù)定時間，減少縱向元件的壓縮，減小分離式隔室和殼體之間的摩擦，允許分離式隔室被釋放。圖8a表示弓形構(gòu)件徑向互鎖機(jī)構(gòu)的示例。

在具體實(shí)施例中，徑向機(jī)構(gòu)可以是簧環(huán)。通常情況下，簧環(huán)是一種形式的緊固件，其由具有開口端的半柔性金屬環(huán)組成，其可允許旋轉(zhuǎn)但防止橫向移動。具體地，簧環(huán)裝配到分離式隔室外表面上的凹槽?；森h(huán)可與采樣裝置殼體的止動器裝置干涉?；森h(huán)在特定條件下和/或預(yù)定時間擠壓到一起，減小其直徑并允許其移動經(jīng)過止動器裝置，允許分離式隔室被釋放。圖8b表示簧環(huán)徑向互鎖機(jī)構(gòu)的示例。

在具體實(shí)施例中，徑向互鎖機(jī)構(gòu)可以是拉入式卡止件。具體地，該材料條帶變形，使得其突出穿過分離式隔室側(cè)面上的孔并且與采樣裝置殼體內(nèi)壁上的特征接合。這些特征與條帶干涉，以防止分離式隔室被釋放。在特定條件下和/或預(yù)定時間，條帶松弛并從這些特征撤回，允許分離式隔室被釋放。圖8g表示作為徑向互鎖機(jī)構(gòu)的拉入式卡止件的示例。

在一些實(shí)施例中，互鎖機(jī)構(gòu)可以是線性的，例如在將分離式隔室保持就位的殼體或銷端部處的可變形唇緣和/或桶、突片或銷，或者是保持分離式隔室就位的突出通過殼體的雙金屬閂鎖、電磁體和/或形狀記憶合金(參見圖8d、圖8e、圖8f、圖8h或圖8j中對這些的圖示)。優(yōu)選地，線性互鎖機(jī)構(gòu)是將分離式隔室推動到位的銷。

在具體實(shí)施例中，線性互鎖機(jī)構(gòu)可以是可變形唇緣。具體地，殼體的一個區(qū)域被制成為可變形的，使得當(dāng)被推壓時，分離式隔室被釋放。通常情況下，切口(例如唇緣)在采樣裝置的殼體中制成，使得其變得更容易變形。具體地，這種切口由可變形材料制成，諸如由形狀記憶合金制成。在特定條件下和/或預(yù)定時間，分離式隔室被抵靠切口推壓，所述切口折回以允許分離式隔室被釋放，然后返回到其正常狀態(tài)，以阻止致動裝置防止其被釋放。這種切口還可以用作止動器裝置。圖8h表示作為線性互鎖機(jī)構(gòu)的可變形銷的示例。

在具體實(shí)施例中，線性互鎖機(jī)構(gòu)可以是形狀記憶合金(sma)。具體地，由形狀記憶合金構(gòu)成的成形元件變形，使得其在分離式隔室和殼體之間發(fā)生干涉。在特定條件下和/或預(yù)定時間，可以施加電流，或者可以通過一些其它方式加熱形狀記憶合金，使形狀記憶合金回復(fù)到其初始形狀。指定初始形狀，使得其允許分離式隔室被釋放。圖8h表示作為線性互鎖機(jī)構(gòu)的形狀記憶合金的示例。

在具體實(shí)施例中，線性互鎖機(jī)構(gòu)可以是銷。具體地，銷位于分離式隔室的壁中的孔和采樣裝置的殼體之間，防止分離式隔室被釋放。在特定條件下和/或預(yù)定時間，銷被向內(nèi)拉或向外推，從而允許分離式隔室被釋放。圖8e表示作為線性互鎖機(jī)構(gòu)的銷的示例。

在具體實(shí)施例中，線性互鎖機(jī)構(gòu)是雙金屬閂鎖。具體地，成形的雙金屬條帶被固定到殼體的外表面，使得一端突出通過殼體中的孔并且進(jìn)入到分離式隔室中的孔。在特定條件下和/或預(yù)定時間，雙金屬條帶被加熱并且因此變形，導(dǎo)致突出端縮回并允許分離式隔室被釋放。圖8f表示作為線性互鎖機(jī)構(gòu)的雙金屬閂鎖的示例。

在具體實(shí)施例中，線性互鎖機(jī)構(gòu)可以是電磁體。具體地，分離式隔室的端表面由含鐵材料構(gòu)成。殼體的端部由鐵電磁體制成。電流通過電磁體，在殼體的端部和分離式隔室的端部表面之間產(chǎn)生吸引力，防止分離式隔室被釋放。當(dāng)電流被移除時，吸引力不再存在，并且可以釋放分離式隔室。圖8j表示作為線性互鎖機(jī)構(gòu)的電磁體的示例。

還在其它實(shí)施例中，保持裝置可以是緊固裝置和/或?qū)Σ蓸友b置的外部環(huán)境(如前所述)中的變化作出反應(yīng)的材料。具體地，該采樣裝置的致動裝置繩系到封閉裝置，并且其中致動裝置的運(yùn)動導(dǎo)致封閉裝置阻塞開口。在其它實(shí)施例中，緊固裝置也繩系到封閉裝置上。

緊固裝置可以是任何裝置或聯(lián)接元件，其可以保持和固定其它物體，以防止通過施加壓力而移動或分離。

具體地，緊固裝置可以是在張力下將系繩保持在位的夾具。

在具體實(shí)施例中，緊固裝置可由先前所述的任何形式的互鎖機(jī)構(gòu)致動。互鎖機(jī)構(gòu)可以通過旋轉(zhuǎn)運(yùn)動、徑向運(yùn)動或線性運(yùn)動或者旋轉(zhuǎn)裝置、徑向裝置或線性裝置來緊固或釋放互鎖機(jī)構(gòu)。優(yōu)選地，互鎖機(jī)構(gòu)是卡止件?？梢允褂帽绢I(lǐng)域中已知的任何形式的卡止件。

卡止件可以包括多個部件，這些部件彼此干涉，可能與杠桿和樞轉(zhuǎn)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)。這些部件可包括鉤元件和/或摩擦元件。該組部件的一部分可以是柔性的，使得當(dāng)向其施加力時，其彎曲或變形或以其它方式移動。該移動被布置成使得卡止件的組成部分不再彼此干涉，并且卡止件被釋放，由此釋放保持裝置，并且因此釋放分離式隔室。

在該具體實(shí)施例中，致動裝置可以不包括彈簧，可以不包括閥，并且可以不包括止動器裝置。

在該具體實(shí)施例中，致動裝置(例如柱塞/活塞)和封閉裝置被繩系到一起。當(dāng)保持裝置(緊固裝置和/或?qū)Σ蓸友b置外部環(huán)境中的變化作出反應(yīng)的材料)被(被動地或主動地)激活時，分離式隔室被釋放，由此致動裝置由于采樣裝置殼體內(nèi)的壓降而沿著采樣裝置的殼體移動。繩系到封閉裝置的致動裝置處于張力下。致動裝置沿著采樣裝置的殼體移動，張緊的系繩拉動封閉裝置，直到封閉裝置到達(dá)開口。封閉裝置被推入或拉入到開口中，形成封閉的采樣裝置。同時，致動裝置將樣本吸入到采樣裝置的腔室中。由此，樣本被密封在采樣裝置內(nèi)。由于致動裝置在張力下繩系到封閉裝置，致動裝置(柱塞/活塞)不能進(jìn)一步釋放，因此不需要止動器裝置來止動柱塞防止其從采樣裝置離開。

在替代實(shí)施例中，保持裝置也在張力下繩系到封閉裝置上。

另外的實(shí)施例可以包括彈簧，以增加致動裝置沿著殼體驅(qū)動的力。

采樣裝置還可包括觸發(fā)裝置。觸發(fā)裝置可以是采樣裝置的元件，其可以被自動激活、預(yù)編程和/或遠(yuǎn)程激活。觸發(fā)裝置可以是這樣的元件，其能夠與保持裝置相互作用以提供釋放采樣裝置的分離式隔室的效果。

在具體實(shí)施例中，保持裝置可以由觸發(fā)裝置激活和/或響應(yīng)于釋放參數(shù)激活。

在具體實(shí)施例中，互鎖機(jī)構(gòu)可以由觸發(fā)裝置激活和/或響應(yīng)于釋放參數(shù)激活。

在具體實(shí)施例中，緊固裝置可以由觸發(fā)裝置激活和/或響應(yīng)于釋放參數(shù)激活。

具體地，觸發(fā)裝置可以被自動激活、預(yù)編程和/或遠(yuǎn)程激活。

在一些實(shí)施例中，觸發(fā)裝置可以是電子致動的形式。

電子致動可以選自電磁裝置(例如螺線管和/或電機(jī)、磁致伸縮材料)、壓電電子裝置(例如堆疊或隔膜)、形狀變化器(肌肉線)、電化學(xué)(電池放氣、火花發(fā)生器、光敏粘合劑)、加熱元件和/或熔合(熔斷器熔斷、加熱元件或蠟致動器)。

在具體實(shí)施例中，觸發(fā)裝置可以是螺線管或電動機(jī)。螺線管或電動機(jī)可由繞中心金屬芯纏繞的線組成。當(dāng)電流通過導(dǎo)線時，所產(chǎn)生的電磁場使固體芯移動。該移動可以用于實(shí)現(xiàn)釋放互鎖機(jī)構(gòu)和/或保持裝置所需的一種或多種機(jī)制。

在具體實(shí)施例中，觸發(fā)裝置可以是磁致伸縮材料。當(dāng)磁場施加到磁致伸縮材料時，該材料改變形狀和/或尺寸。形狀或尺寸的這種變化可以用作動能來源，以實(shí)現(xiàn)釋放互鎖機(jī)構(gòu)和/或保持裝置所需的一種或多種機(jī)制。

在具體實(shí)施例中，觸發(fā)裝置可以是壓電磁性材料。當(dāng)電場施加到壓電磁性材料時，產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)變。由該壓電效應(yīng)產(chǎn)生的力可以用作動能來源，以實(shí)現(xiàn)釋放互鎖機(jī)構(gòu)和/或保持裝置所需的一種或多種機(jī)制?？梢酝ㄟ^堆疊壓電元件來成倍增加可用的力。

在具體實(shí)施例中，觸發(fā)裝置可以是肌肉線(musclewire)。具體地，肌肉線可以是在存在電流的情況下改變長度的鎳鈦合金(例如或)的纖維。由長度變化產(chǎn)生的力可以用作動能來源，以實(shí)現(xiàn)釋放互鎖機(jī)構(gòu)和/或保持裝置所需的一種或多種機(jī)制。

在具體實(shí)施例中，觸發(fā)裝置可以是保險絲。具體地，一段材料用于阻止致動裝置(例如包括彈簧)的能量，防止分離式隔室從采樣裝置的殼體釋放。當(dāng)電流施加到材料時，電阻導(dǎo)致材料升溫并出現(xiàn)機(jī)械故障。通常情況下，該材料將是鋅、銅、銀、鋁或設(shè)計成提供可預(yù)測的故障特性的合金。保險絲的失效將釋放互鎖機(jī)構(gòu)和/或保持裝置，從而允許分離式隔室被釋放。

在另外的實(shí)施例中，保持裝置和/或觸發(fā)裝置可以被自動地激活、預(yù)編程和/或遠(yuǎn)程地激活。

觸發(fā)裝置可以響應(yīng)于釋放參數(shù)(ph、溫度等)而自動地啟動。觸發(fā)裝置可以響應(yīng)于釋放參數(shù)而由被編程到分離式隔室的微處理器中的指令啟動。觸發(fā)裝置也可以由外部無線系統(tǒng)響應(yīng)于外部釋放參數(shù)(例如，時間，日光)而啟動或通過系統(tǒng)用戶的直接干預(yù)而啟動。

在一些實(shí)施例中，保持裝置和/或觸發(fā)裝置響應(yīng)于釋放參數(shù)而被激活。在具體實(shí)施例中，響應(yīng)于釋放參數(shù)來釋放保持裝置。

當(dāng)釋放參數(shù)可通過生理特性(例如ph、壓力、溫度)激活或外部遠(yuǎn)程激活時，釋放參數(shù)可激活保持裝置和/或觸發(fā)裝置。

釋放參數(shù)可以是ph變化、溫度變化、光變化、濕度變化、溶質(zhì)濃度和/或酶活性或酶濃度，和/或可以在預(yù)定時間和/或預(yù)定ph和/或預(yù)定溫度和/或預(yù)定光，和/或預(yù)定濕度和/或預(yù)定溶質(zhì)濃度和/或預(yù)定酶活性或酶濃度或位置和/或環(huán)境條件等等下激活。

在具體實(shí)施例中，釋放參數(shù)可以從動物體外遠(yuǎn)程激活，或者可以基于時間預(yù)編程，或者可以基于其它生理特征(例如ph、壓力、溫度等)激活。

具體地，釋放參數(shù)可以響應(yīng)于采樣裝置外部環(huán)境中和/或響應(yīng)于來自采樣裝置中的內(nèi)部處理器和/或控制器的預(yù)定信號而被激活。

所述采樣裝置可以被編程為相對于表示胃排空的ph信號打開，例如，在ph升高至高于ph3后60分鐘或在ph升高至少2個ph單位后60分鐘，并保持升高持續(xù)3分鐘。另外，溫度的變化也可用于判定由于攝取水而引起的胃ph值的升高，使得這些情況不會被誤認(rèn)為是胃排空。

使用諸如時間、溫度、ph等參數(shù)來確定動物胃腸道中的位置的校準(zhǔn)技術(shù)是本領(lǐng)域內(nèi)已知的。通常情況下，在胃腸道中傳輸期間的ph預(yù)期在胃排空時急劇上升，沿著小腸以較慢的速率繼續(xù)上升，在進(jìn)入大腸時急劇下降，然后開始再次非常緩慢地上升(這可以在圖9中看到)。具體地，例如可以按如下來判定采樣裝置到達(dá)小腸末端的時刻：(1)檢測到至少4個ph單位的ph升高；(2)這種ph升高持續(xù)約10分鐘；和(3)這種升高在離開胃后至少30分鐘。

在一些實(shí)施例中，該采樣裝置可包括控制器(在采樣裝置內(nèi)部或外部)，其控制釋放參數(shù)的激活。具體地，控制器可在預(yù)定時間產(chǎn)生信號或者可以從外部接收信號或響應(yīng)于所感測到的參數(shù)(諸如ph、溫度、壓力、酶活性等)產(chǎn)生信號。

在一些實(shí)施例中，通過在測試對象身體外部的電磁線圈的陣列在采樣裝置的電路中感應(yīng)產(chǎn)生信號。測試對象的運(yùn)動(例如通過在電磁線圈陣列之間走動，或者通過圍繞測試對象身體移動手持線圈陣列)在采樣裝置的電路中感應(yīng)產(chǎn)生電流。該電流被解釋為用作釋放參數(shù)的信號。

在一些實(shí)施例中，電路包含從外部發(fā)射器接收無線信號的信號接收線圈。該信號可以由外部操作員在任何時間啟動，并用作釋放參數(shù)。

在本發(fā)明的特定具體實(shí)施例中，保持裝置可以是由觸發(fā)裝置啟動的旋轉(zhuǎn)互鎖機(jī)構(gòu)，例如卡口式安裝件。圖5a和圖5b是作為采樣裝置上的旋轉(zhuǎn)互鎖機(jī)構(gòu)的卡口式安裝件的示例的示意圖。

在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，保持裝置可以是旋轉(zhuǎn)互鎖機(jī)構(gòu)，例如卡口式安裝件，其由諸如壓電梁(piezobeam)的觸發(fā)裝置激活。

具體地，分離式隔室插入到殼體中并且旋轉(zhuǎn)以與致動裝置接合。分離式隔室和致動裝置(即，柱塞/活塞)彼此接合，以便通過銷或其它定位裝置保持存儲的能量。這種旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致互鎖機(jī)構(gòu)中的彈簧(其提供使分離式隔室在殼體內(nèi)旋轉(zhuǎn)的力)延伸，從而在彈簧內(nèi)存儲一定量的能量。該旋轉(zhuǎn)還導(dǎo)致分離式隔室上和殼體上的突起對準(zhǔn)，從而防止分離式隔室被釋放并由此被可釋放地保持。該采樣裝置由此處于其壓縮配置下。

當(dāng)傳感器(例如ph和/或溫度傳感器)檢測到ph和/或溫度的適當(dāng)變化時，信號從微處理器發(fā)送到壓電梁，導(dǎo)致該梁偏轉(zhuǎn)。該偏轉(zhuǎn)使定位銷脫離接合，并允許釋放存儲的彈簧能量，從而使分離式隔室在殼體內(nèi)旋轉(zhuǎn)。該旋轉(zhuǎn)使分離式隔室中和殼體中的突起脫離對準(zhǔn)，允許分離式隔室由致動裝置彈出。

在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，保持裝置可以是旋轉(zhuǎn)互鎖機(jī)構(gòu)，例如卡口式安裝件，其由觸發(fā)裝置激活，觸發(fā)裝置例如肌肉線。

具體地，分離式隔室插入到殼體中并且旋轉(zhuǎn)以通過銷或其它定位裝置與致動裝置接合。這種旋轉(zhuǎn)使得彈簧延伸，在彈簧內(nèi)存儲一定量的能量。該旋轉(zhuǎn)還導(dǎo)致分離式隔室上和殼體上的突起對準(zhǔn)，防止分離式隔室被釋放。采樣裝置現(xiàn)在處于其壓縮狀態(tài)下。當(dāng)傳感器(例如ph和/或溫度傳感器)檢測到ph和/或溫度的適當(dāng)變化時，信號從微處理器發(fā)送到一段肌肉線，使肌肉線縮短。肌肉線的一端附接到定位銷。這種縮短使得定位銷脫離接合，并且允許釋放存儲的彈簧能量，從而使得分離式隔室在殼體內(nèi)旋轉(zhuǎn)。該旋轉(zhuǎn)使得分離式隔室中和殼體中的突起脫離對準(zhǔn)，允許分離式隔室由致動裝置彈出。

在本發(fā)明的特定具體實(shí)施例中，保持裝置可以是徑向互鎖機(jī)構(gòu)，例如卡口式安裝件，其由觸發(fā)裝置激活，觸發(fā)裝置諸如形狀記憶合金(sma)。

具體地，分離式隔室插入到殼體中并且旋轉(zhuǎn)以通過銷或其它定位裝置與致動裝置接合。這種旋轉(zhuǎn)使得簡單的彈簧元件延伸，在彈簧內(nèi)存儲一定量的能量。該旋轉(zhuǎn)還導(dǎo)致分離式隔室上和殼體上的突起對準(zhǔn)，防止分離式隔室被釋放。采樣裝置現(xiàn)在處于其壓縮狀態(tài)下。當(dāng)傳感器(例如ph和/或溫度傳感器)檢測到ph和/或溫度的適當(dāng)變化時，信號從微處理器發(fā)送到一段變形的形狀記憶合金，使得形狀記憶合金恢復(fù)到其初始形式。形狀記憶合金的一端附接到定位銷。這種形狀上的改變使得定位銷脫離接合，并且允許釋放存儲的彈簧能量，從而使得分離式隔室在殼體內(nèi)旋轉(zhuǎn)。該旋轉(zhuǎn)使得分離式隔室中和殼體中的突起脫離對準(zhǔn)，允許分離式隔室由致動裝置彈出。

在本發(fā)明的特定具體實(shí)施例中，保持裝置可以是徑向互鎖機(jī)構(gòu)，諸如由觸發(fā)裝置激活的可壓縮材料。圖6是作為采樣裝置上的徑向互鎖機(jī)構(gòu)的o形環(huán)的示例的示意圖。

在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，保持裝置可以是徑向互鎖機(jī)構(gòu)，例如o形環(huán)形式的可壓縮材料，其由觸發(fā)裝置(諸如壓電梁)激活。

具體地，分離式隔室被線性地插入到殼體中。在分離式隔室上(在其處于殼體內(nèi)部之后)的連續(xù)線性力使得彈性o形環(huán)在分離式隔室的蓋和主體之間被壓縮。該壓縮導(dǎo)致o形環(huán)變形，使得其與殼體端部上的止動器裝置(例如唇緣)干涉，防止分離式隔室被釋放。o形環(huán)通過分離式隔室內(nèi)的卡止機(jī)構(gòu)保持壓縮。當(dāng)傳感器(例如ph和/或溫度傳感器)檢測到ph和/或溫度的適當(dāng)變化時，信號從微處理器發(fā)送到壓電梁，導(dǎo)致該梁偏轉(zhuǎn)。這種偏轉(zhuǎn)使卡止機(jī)構(gòu)脫離接合，并允許o形環(huán)恢復(fù)到其初始的未壓縮狀態(tài)，在該狀態(tài)下，o形環(huán)不再與殼體上的止動器裝置(例如唇緣)干涉。然后通過致動裝置彈出分離式隔室。

在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，保持裝置可以是徑向互鎖機(jī)構(gòu)，例如o形環(huán)形式的可壓縮材料，其由觸發(fā)裝置(諸如肌肉線)致動。

具體地，分離式隔室被線性地插入到藥丸的主體中。分離式隔室上的連續(xù)線性力(在其位于主藥丸主體內(nèi)部之后)使得彈性o形環(huán)在分離式隔室的蓋和主體之間壓縮。這種壓縮導(dǎo)致o形環(huán)變形，使得其與主藥丸主體的端部上的唇緣干涉，從而防止分離式隔室被彈出。o形環(huán)通過分離式隔室內(nèi)的卡止機(jī)構(gòu)保持壓縮。當(dāng)傳感器(例如ph和/或溫度傳感器)檢測到ph和/或溫度的適當(dāng)變化時，信號從微處理器發(fā)送到一段肌肉線，導(dǎo)致肌肉線縮短。肌肉線的一端附接到卡止機(jī)構(gòu)。這種縮短使得卡止機(jī)構(gòu)脫離接合，并且允許o形環(huán)恢復(fù)到其初始的未壓縮狀態(tài)，在該狀態(tài)下，o形環(huán)不再與藥丸主體上的唇緣干涉。然后，分離式隔室可由致動裝置自由地彈出。

在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，保持裝置可以是徑向互鎖機(jī)構(gòu)，諸如o形環(huán)形式的可壓縮材料，其由諸如形狀記憶合金(sma)的觸發(fā)裝置激活。

具體地，分離式隔室被線性地插入到殼體中。在分離式隔室上(在其處于殼體內(nèi)部之后)的連續(xù)線性力使得彈性o形環(huán)在分離式隔室的蓋和主體之間被壓縮。該壓縮導(dǎo)致o形環(huán)變形，使得其與殼體端部上的止動器裝置(例如唇緣)干涉，防止分離式隔室被釋放。o形環(huán)通過分離式隔室內(nèi)的卡止機(jī)構(gòu)保持壓縮。當(dāng)傳感器(例如ph和/或溫度傳感器)檢測到ph和/或溫度的適當(dāng)變化時，信號從微處理器發(fā)送到一段變形的形狀記憶合金，使形狀記憶合金恢復(fù)到其初始形狀。形狀記憶合金的一端附接到卡止機(jī)構(gòu)。這種形狀的改變使得卡止機(jī)構(gòu)脫離接合，并且允許o形環(huán)恢復(fù)到其初始的未壓縮狀態(tài)，在該狀態(tài)中，o形環(huán)不再與殼體上的止動器裝置干涉。然后，分離式隔室可由致動裝置自由地彈出。

具體地，本發(fā)明的具體實(shí)施例中，保持裝置可以是由觸發(fā)裝置啟動的緊固裝置。圖7是作為采樣裝置的保持裝置的緊固裝置的示例的示意圖。

在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，保持裝置可以是觸發(fā)裝置(由諸如壓電梁)激活的緊固裝置。

具體地，分離式隔室被線性地插入到殼體中，使得致動裝置被壓縮。系繩附接到致動裝置并且圍繞采樣裝置的外表面延伸并且由緊固保持裝置(諸如夾緊機(jī)構(gòu))夾緊。緊固裝置由延伸穿過分離式隔室表面上的膜的突起構(gòu)成。該突起通過在分離式隔室內(nèi)的閂鎖和杠桿機(jī)構(gòu)保持在位。閂鎖可以通過磁體或電磁體的暫時動作而初始接合。緊固裝置允許在張力下保持接合，從而防止致動裝置移動。當(dāng)傳感器(例如ph和/或溫度傳感器)檢測到ph和/或溫度的適當(dāng)變化時，信號從微處理器發(fā)送到壓電梁，導(dǎo)致該梁偏轉(zhuǎn)。這種偏轉(zhuǎn)使卡止件和杠桿機(jī)構(gòu)脫離接合，并允許緊固裝置釋放。致動裝置然后可自由地推動和彈出分離式隔室。當(dāng)致動裝置沿著殼體行進(jìn)時，系繩被拉動通過打開的藥丸。封閉裝置附接在系繩上的點(diǎn)處，當(dāng)致動裝置完全延伸時，封閉裝置阻擋采樣裝置的開口。

在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，保持裝置可以是由觸發(fā)裝置(諸如肌肉線)激活的緊固裝置。

具體地，分離式隔室被線性地插入到殼體中，使得致動裝置被壓縮。系繩附接到致動裝置并且圍繞采樣裝置的外表面延伸，以由緊固保持裝置(例如夾緊機(jī)構(gòu))夾緊。緊固裝置由延伸穿過分離式隔室表面上的膜的突起構(gòu)成。該突起通過在分離式隔室內(nèi)的閂鎖和杠桿機(jī)構(gòu)保持在位?？ㄖ辜梢酝ㄟ^磁體或電磁體的暫時動作而接合。緊固裝置允許系繩保持在張力下，從而防止致動裝置的運(yùn)動。當(dāng)傳感器(例如ph和/溫度傳感器)檢測ph和/或溫度的適當(dāng)變化，則信號從微處理器發(fā)送到一段肌肉線，導(dǎo)致肌肉線縮短。肌肉線的一端附接到卡止件和杠桿機(jī)構(gòu)。該縮短使得卡止件和杠桿機(jī)構(gòu)脫離接合，并允許緊固裝置被釋放。致動裝置然后可自由地彈出分離式隔室。當(dāng)致動裝置沿著殼體行進(jìn)時，系繩拉動通過采樣裝置的主開口。封閉裝置附接在系繩上的點(diǎn)處，當(dāng)致動裝置完全延伸時，封閉裝置用于阻擋采樣裝置的開口。

在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，保持裝置可以是由觸發(fā)裝置(諸如形狀記憶合金(sma))激活的緊固裝置。

具體地，分離式隔室被線性地插入到殼體中，使得致動裝置被壓縮。系繩附接到致動裝置并且圍繞采樣裝置的外表面延伸，以由緊固保持裝置(諸如夾緊機(jī)構(gòu))夾緊。緊固裝置由延伸穿過分離式隔室表面上的膜的突起構(gòu)成。該突起通過在分離式隔室內(nèi)的閂鎖和杠桿機(jī)構(gòu)保持在位?？ㄖ辜赏ㄟ^磁體或電磁體的暫時動作而接合。緊固裝置允許系繩保持在張力下，從而防止致動裝置的運(yùn)動。當(dāng)傳感器(例如ph和/或溫度傳感器)檢測到ph和/或溫度的適當(dāng)變化時，信號從微處理器發(fā)送到一段變形的形狀記憶合金，使形狀記憶合金恢復(fù)到其初始形狀。形狀記憶合金的一端附接到卡止件和杠桿機(jī)構(gòu)。這種形狀的改變使得卡止件和杠桿機(jī)構(gòu)脫離接合并且允許緊固裝置釋放。致動裝置然后可自由地彈出分離式隔室。當(dāng)致動裝置沿著殼體行進(jìn)時，系繩拉動通過采樣裝置的開口。封閉裝置附接在系繩上的點(diǎn)處，當(dāng)致動裝置完全延伸時，封閉裝置阻擋采樣裝置的開口。

本發(fā)明的第二方面提供一種獲得樣本(例如來自動物的胃腸道的內(nèi)部物質(zhì))的方法，包括以下步驟：將本發(fā)明的采樣裝置口服施用于動物，并回收該采樣裝置。

該采樣裝置可由動物經(jīng)口攝取，從糞便中回收并且樣本容易提取。將保存樣本并從采樣裝置回收樣本以進(jìn)行各種生物、化學(xué)和物理測試，諸如用于蛋白質(zhì)的總氮測試、使用高效液相色譜的氨基酸分析、測量肽的大小，例如通過凝膠滲透色譜法測量肽的大小、評估存在的免疫因子，諸如通過elisa來評估存在的免疫因子、使用微生物培養(yǎng)方法進(jìn)行微生物的判定和計數(shù)，或分子/dna測序或指紋分析，或例如通過質(zhì)譜法檢測代謝物。

在一些實(shí)施例中，膠囊可以在空腹?fàn)顟B(tài)施用于動物，與食物一起或在喂食之前和/或之后的間隔。

在一些實(shí)施例中，動物可以攝取多于一個采樣裝置。每個采樣裝置可以在不同時間由動物攝取。每個采樣裝置能夠在沿著胃腸道的不同點(diǎn)處取得單獨(dú)的樣本。采樣裝置可以單獨(dú)攝取和/或聯(lián)接在一起攝取。

具體地，取決于采樣裝置的尺寸，采樣裝置可以存儲和/或獲得高達(dá)約18ml至20ml的體積。

在一些實(shí)施例中，本發(fā)明的方法在動物(例如哺乳動物)上進(jìn)行。動物可以是人和/或伴生動物、農(nóng)場動物或生產(chǎn)動物，例如狗、貓、馬、牛、羊和/或雞。

根據(jù)其所用于的物種，可能需要對采樣裝置進(jìn)行修改。具體地，對于較小的動物將需要更小的采樣裝置。胃腸道ph分布的差異也需要考慮，特別是在反芻動物的情況下。

在采樣裝置沿著動物的胃腸道傳輸期間檢測采樣裝置的方法在本領(lǐng)域中是已知的，例如使用射線照相術(shù)或超聲波。在本領(lǐng)域中容易獲知檢測采樣裝置的其它模式，例如插入微芯片和/或無線傳輸。

該采樣裝置可以用于優(yōu)選或必須避免干預(yù)(人工干預(yù)或其它干預(yù))的任何方法中。這些方法包括從處理槽罐(例如污水、食品和飲料、生物制品或化學(xué)品例如燃料的生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)系統(tǒng)例如生物燃料或肥料和殺蟲劑的生產(chǎn)、魚類(家庭或工業(yè))醫(yī)院或工廠管道)采集樣本。該方法涉及將采樣裝置添加到上述系統(tǒng)中并且最終從系統(tǒng)中獲取采樣裝置。該采樣裝置可從相同的位置或從系統(tǒng)中的不同位置獲取。該采樣裝置可在其被取回之前已經(jīng)通過系統(tǒng)。

附圖說明

現(xiàn)在將通過參考以下實(shí)施例和附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明，這些實(shí)施例和附圖僅僅是為了說明的目的而提供，并且不應(yīng)被解釋為限制本發(fā)明。參考多幅附圖，其中：

圖1a和圖1b是采樣裝置的示例實(shí)施例的視圖。圖1a示出代表性采樣裝置的外部視圖，以及圖1b示出包括單獨(dú)電子部件的采樣裝置的橫截面視圖。

圖2a和圖2b是該采樣裝置的示意圖。

圖3是采樣裝置的示例的示意圖。

圖4示出采樣裝置實(shí)施例之一的不同隔室的分解視圖。

圖5示出采樣裝置的一個具體實(shí)施例的示意圖。圖5a示出卡口式安裝件的圖示，以及圖5b示出采樣裝置的具體示例的圖示，其中保持裝置是旋轉(zhuǎn)互鎖機(jī)構(gòu)(卡口式安裝件)。

圖6示出采樣裝置的另一具體實(shí)施例的圖示。該圖示出作為壓縮o形環(huán)的保持裝置。

圖7示出采樣裝置的又一具體實(shí)施例的示意圖。該圖示出具體示例，其中保持裝置是緊固裝置，保持裝置繩系到封閉裝置，封閉裝置繩系到致動裝置，并且示出觸發(fā)裝置。

圖8a至圖8l是作為互鎖機(jī)構(gòu)的保持裝置的示例實(shí)施例的圖示。

圖8a是徑向互鎖機(jī)構(gòu)，其是弓形構(gòu)件摩擦件。保持裝置-徑向互鎖，弓形構(gòu)件摩擦件。從分離式隔室的側(cè)面突出的弓形元件與殼體的內(nèi)表面干涉以引起摩擦。這種摩擦防止分離式隔室被釋放。元件通過由觸發(fā)裝置產(chǎn)生的力保持在弓形配置下，例如電流通過壓電疊堆。當(dāng)電流被切斷時，弓形元件松弛，減少摩擦并允許分離式隔室被釋放。

圖8b是作為簧環(huán)的徑向互鎖機(jī)構(gòu)?；森h(huán)裝配到分離式隔室的外周上的凹槽中?；森h(huán)與殼體內(nèi)表面上的第二凹槽干涉，防止分離式隔室被釋放。觸發(fā)裝置可以是一段肌肉線，其在電流通過時縮短，將簧環(huán)擠壓在一起，使得其周長減小，從而允許分離式隔室被釋放。

圖8c是旋轉(zhuǎn)鎖定機(jī)構(gòu)，其是旋轉(zhuǎn)卡止件(例如旋轉(zhuǎn)點(diǎn)卡止件)?？尚D(zhuǎn)的臂從分離式隔室突出以與殼體端部上的唇緣干涉，從而防止分離式隔室被釋放。觸發(fā)裝置，例如電動馬達(dá)，使得臂在密封軸承上旋轉(zhuǎn)，使得其不再與唇緣干涉，從而允許分離式隔室被釋放。

圖8d是作為可變形筒的線性互鎖機(jī)構(gòu)。防止分離式隔室被殼體的端部上的突起彈出。殼體的一部分由可變形材料制成，可變形材料諸如壓電材料。當(dāng)電流通過壓電材料時，它向外遠(yuǎn)離分離式隔室偏轉(zhuǎn)。突起不再導(dǎo)致障礙，并且分離式隔室被釋放。

圖8e是為銷的線性互鎖機(jī)構(gòu)。銷通過分離式隔室中的開口突出到殼體中的凹孔中，防止分離式隔室被釋放。觸發(fā)裝置，例如螺線管裝置，提供將銷向外推動穿過殼體中孔的力，允許分離式隔室被釋放。

圖8f是線性互鎖機(jī)構(gòu)，其是雙金屬閂鎖。雙金屬銷通過殼體中的開口突出，并且與分離式隔室中的凹部干涉，防止后者即分離式隔室被釋放。觸發(fā)裝置(例如電子加熱線圈)加熱雙金屬閂鎖/銷，使其偏轉(zhuǎn)或變形。這種變化導(dǎo)致雙金屬閂鎖(或銷)從分離式隔室脫離接合，允許它被釋放。(q＝熱)。

圖8g是徑向互鎖機(jī)構(gòu)，其是拉入式卡止件。兩個可變形構(gòu)件從分離式隔室的表面突出到殼體中的孔，防止分離式隔室被彈出。觸發(fā)裝置(例如壓電疊堆)使可變形構(gòu)件在平行于采樣裝置長度的方向上被推動。這使得可變形構(gòu)件的端部向內(nèi)遠(yuǎn)離殼體縮回，從而允許分離式隔室被釋放。

圖8h是作為可變形銷的線性互鎖機(jī)構(gòu)。兩個元件從殼體的表面突出到分離式隔室中的凹部中，防止分離式隔室被釋放。這些元件是可變形的，例如由形狀記憶合金制成。當(dāng)電流通過元件時，它們的硬度變化，使得元件變得更柔軟，并且致動裝置的力能夠使它們變形到分離式隔室被釋放的程度。

圖8i是為磁體的旋轉(zhuǎn)互鎖機(jī)構(gòu)。嵌入到分離式隔室和殼體表面中的磁體對準(zhǔn)，使得在它們之間存在吸引力。該吸引力防止分離式隔室被釋放。觸發(fā)裝置，例如電動機(jī)，使得磁體變得脫離對準(zhǔn)，或者以磁極排斥的方式對準(zhǔn)。這消除了磁體之間的吸引力，允許分離式隔室被釋放。

圖8j是為電磁體(電磁式)的線性互鎖機(jī)構(gòu)。分離式隔室的端部表面由含鐵材料構(gòu)成。殼體的端部由鐵電磁體制成。電流通過電磁體，在殼體的端部和分離式隔室的端部表面之間產(chǎn)生吸引力，防止分離式隔室被釋放。當(dāng)電流被移除時，吸引力不再存在，并且可以釋放分離式隔室。

圖8k是為熱敏材料的保持裝置的表示。由被加熱時降解的材料(例如蠟)來防止分離式隔室被釋放。在加熱時，該材料變軟并且不再能夠抵抗致動裝置的力，并且分離式隔室被釋放。

圖8l是為光敏材料的保持裝置的表示。通過在分離式隔室和殼體之間由膠或類似膠的材料引起的摩擦防止分離式隔室被釋放。當(dāng)材料暴露于光時，例如暴露于發(fā)光二極管時，(膠)材料降解，并且分離式隔室被釋放。

圖9是動物胃腸道的時間相對于ph的曲線圖，并且示出采樣裝置打開的時間點(diǎn)，在該點(diǎn)采樣裝置捕獲樣本。

圖10是示出可以在分離式部件中的不同電氣部件的示意圖。

具體實(shí)施方式

以下示例詳細(xì)介紹如何使用該采樣裝置：

將分離式隔室從采樣裝置中取出并擰開，以允許接近機(jī)載電子器件。微處理器連接到串行通信接頭以允許配置適當(dāng)?shù)牟蓸勇?。將新電池插入到pcb上，然后重新密封分離式隔室。電子器件記錄從電池插入時到電池移除時的ph值數(shù)據(jù)。每個采樣事件與led的閃爍相關(guān)聯(lián)，以向用戶指示藥丸正確地起作用。

然后相對于已知的一組ph緩沖溶液校準(zhǔn)ph傳感器。

分離式隔室與由在堿性ph條件下降解的材料制成的墊圈一起插入到殼體中。該墊圈用作保持裝置，防止分離式隔室被彈出。

將閥組件旋入到殼體中。這壓縮致動裝置的彈簧，迫使柱塞抵靠分離式隔室。柱塞上的突起通過分離式隔室表面上的膜與pcb上的開關(guān)組件接合。這由機(jī)載電子器件記錄為指示采樣裝置處于其關(guān)閉/壓縮配置下。

然后該采樣裝置準(zhǔn)備好施用給測試對象。

在沿著胃腸道傳輸期間，該采樣裝置根據(jù)預(yù)定的采樣速率(例如每30秒)對ph傳感器的輸出進(jìn)行采樣。在離開胃時，保持裝置的墊圈在十二指腸的堿性環(huán)境中開始降解。當(dāng)墊圈降解到不再能夠承受致動裝置的壓縮彈簧的力的程度時，分離式隔室從采樣裝置彈出。

當(dāng)分離式隔室從采樣裝置中彈出時，柱塞沿采樣裝置長度的運(yùn)動產(chǎn)生臨時真空，其通過開口將消化道內(nèi)容物的樣本吸入到采樣裝置中。在該時間期間，開關(guān)組件上的柱塞突起的壓力減小。這由機(jī)載電子器件記錄為指示采樣裝置處于其打開/未壓縮配置下。

在通過整個消化道傳輸之后，該采樣裝置在排泄時回收。該采樣裝置分兩部分回收。包含采樣的消化道內(nèi)容物的隔室，以及分離式隔室，該分離式隔室包含與在傳輸期間記錄的ph有關(guān)的數(shù)據(jù)和由開關(guān)狀態(tài)的變化表示的采樣時間的記錄。

采樣裝置被擰開以取回采樣的消化道內(nèi)容物。分離式隔室針對已知的一組ph緩沖溶液進(jìn)行第二次校準(zhǔn)以檢查與初始校準(zhǔn)相比的ph傳感器輸出中的漂移。

分離式隔室被擰開，并取出電池。通過附接到微處理器的串行通信接頭從機(jī)載閃存中下載數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)可以在圖9中看到。

采樣裝置被再編程并準(zhǔn)備好重復(fù)使用。

圖9中的結(jié)果示出沿著動物胃腸道的ph校準(zhǔn)，在該點(diǎn)捕獲樣本和相應(yīng)的ph。