电动皮肤擦拭采样装置

技术领域

本公开涉及分析检测技术领域，尤其涉及一种电动皮肤擦拭采样装置。

背景技术

化学品可以通过膳食摄取、空气呼吸及经皮吸收进入人体。因此，经皮暴露评估是化学品风险表征框架中的重要组成部分，而皮肤擦拭采样方法是一种重要的评估化学品经皮暴露的样本收集方法。

皮肤擦拭采样方法，可以理解为向擦拭介质(擦拭材料及负载溶剂)提供一定外力，该外力等于或超过污染物或污染物载体与附着表面的粘附力，从而从皮肤上采集污染物的一种方法。该采样方法用于评估污染物的经皮暴露有以下优势：①皮肤擦拭采样直接获取皮肤上附着的污染物；相比于环境介质的间接采样，不需要考虑更多额外的因素(如皮肤粘附因子及灰尘粒径/性质等)，可获得更真实更准确的评估结果；②皮肤擦拭采样的测定结果，反映的是多种环境来源暴露后的综合结果，不需要进行多介质环境采样及后续的系列实验，是最具有实践性而又经济省力的方法；③皮肤擦拭针对个人采样，相对于环境介质采样方法(如灰尘)，皮肤擦拭样本中的污染物可以更好与个体相关联，在研究个人暴露及相关的毒性效应有更大的优势。总的来说，相比于环境介质采样，皮肤擦拭采样在表征人体皮肤暴露及相关效应方面，是一种更具优势的采样技术。

不过，皮肤擦拭采样方法的性能可能受到一系列采样参数的影响。其中，采样时操作人员施加的压力和擦拭速度，被认为是影响评估结果的重要变量。压力和擦拭速度对采样性能的影响已经得到共识，但是到目前为止该问题并得到有效解决，皮肤擦拭采样时仍需要手动进行。手动采样时个人施加到擦拭介质上的压力及速度的感觉化/经验化问题，必然增加采用结果的变异性。为了消除操作人员带来的变异性以尽量保持数据的一致性，通常的策略是在同一个研究中只允许一名操作员参与全程采样；显然，这样的策略在不同时间不同地点开展的研究中并不具有实践性。为了获得更具可比性和准确性的研究结果，非常有必要研制一种可替代手动擦拭的电动皮肤采样仪，对采样时的擦拭压力和速度进行量化表征；通过消除压力和速度的差异，提高采样结果的准确性及可重复性。另外，除了压力和速度外，可能影响测定结果的采样参数还包括擦拭材料、擦拭材料负载溶剂的种类及体积、目标物物化性质、皮肤表面目标物载荷及重复擦拭次数等。由于这些采样参数受到压力及速度的影响，电动皮肤擦拭采样装置的研制也为这些参数的量化表征提供了可能。

发明内容

(一)要解决的技术问题

基于上述问题，本公开提供了一种电动皮肤擦拭采样装置，以缓解现有技术中皮肤擦拭采样仍需要手动等技术问题。

(二)技术方案

本公开提供了一种电动皮肤擦拭采样装置，包括：

擦拭辊，表面覆有擦拭介质；

控制柄，一端作为所述擦拭辊的连接端，另一端作为操作者的握持端；以及

电机，与所述擦拭辊连接，用于在电源的作用下驱动擦拭辊滚动；

从而，能够对皮肤表面进行表征擦拭压力和速度的采样。

在本公开实施例中，所述擦拭辊包括：

辊筒；

辊筒套，套设于所述辊筒外，表面覆有擦拭介质；以及

压力传感器，设置于所述辊筒表面，用于采集擦拭辊于皮肤表面滚动时的压力。

在本公开实施例中，所述擦拭辊与所述电机接端一侧的对侧通过滑环与所述辊筒连接，通过固定于控制柄的轴套与所述滑环枢接。

在本公开实施例中，所述控制柄包括：

控制柄上盖，与所述擦拭辊枢接的部分形成所述连接端；

主控板，设置于所述控制柄上盖内，能够接收压力传感器所采集的压力信息，对所述压力信息进行处理，形成显示信息；以及

显示模块，设置于所述主控板上，能够接收所述显示信息，并将所述显示信息进行展示，同时还能够显示电机的转速，从而能够实时监控擦拭压力和速度。

在本公开实施例中，所述控制柄上盖设置有显示孔，通过所述显示孔能够观察到所述显示模块。

在本公开实施例中，所述控制柄还包括：

控制柄下盖，能够与所述控制柄上盖扣合，所述控制柄下盖设置有电池槽，所述电池槽能够安放电池，并通过电池盖与所述电池槽盖合。

在本公开实施例中，所述主控板还能够调节所述电机的转速。

在本公开实施例中，所述的电动皮肤擦拭采样装置，还包括：

第一端盖，能够与所述连接端的所述电机的设置侧扣合；以及

第二端盖，能够与所述连接端的所述电机的设置侧的对侧扣合。

在本公开实施例中，所述擦拭介质为柔软有韧性的块或条形状物。

在本公开实施例中，所述控制柄上盖、控制柄下盖、电池盖、第一端盖及第二端盖的材料均为金属材料或高分子材料。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本公开电动皮肤擦拭采样装置至少具有以下有益效果其中之一或其中一部分：

(1)解决了皮肤擦拭采样仍需要手动的问题；

(2)能够对采样时的擦拭压力和速度进行量化表征；以及

(3)通过消除压力和速度的差异，提高采样结果的准确性及可重复性。

附图说明

图1为本公开实施例电动皮肤擦拭采样装置的外观示意图。

图2为本公开实施例电动皮肤擦拭采样装置的分解示意图。

【附图中本公开实施例主要元件符号说明】

1 控制柄上盖

2 主控板

3 第一端盖

4 压力薄膜传感器

5 无刷电机

6 控制柄下盖

7 电池

8 电池盖

9 第二端盖

10 轴套

11 滑环

12 辊筒套

13 擦拭介质

14 辊筒

具体实施方式

本公开提供了一种电动皮肤擦拭采样装置，所述装置解决了皮肤擦拭采样仍需要手动的问题，能够对采样时的擦拭压力和速度进行量化表征；以及通过消除压力和速度的差异，提高采样结果的准确性及可重复性。可克服现有的皮肤擦拭采的主要缺点和不足之处。

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。

在本公开实施例中，提供一种电动皮肤擦拭采样装置，如图1至2所示，所述电动皮肤擦拭采样装置，包括：擦拭辊，能够滚动，外层附有擦拭介质13；控制柄，具有连接端，所述连接端能够与所述擦拭辊枢接；电机，设置于所述连接端一侧，所述控制柄能够为所述电机供电带动所述擦拭辊转动，进而所述擦拭介质13进行采集皮肤上的化学样品。

在本公开实施例中，擦拭辊包括：辊筒套12，所述擦拭介质13附着于所述辊筒套12外壁；辊筒14，所述辊筒套12套设于所述辊筒14外，所述辊筒14与所述电机的旋转轴连接。

在本公开实施例中，所述擦拭辊与所述电机接端一侧的对侧通过滑环11与所述辊筒14连接，通过固定于控制柄的轴套10与所述滑环11枢接。

在本公开实施例中，所述辊筒套12与所述辊筒14之间设置有压力传感器，所述压力传感器能够采集所述辊筒14按压皮肤的压力信息。

在本公开实施例中，所述控制柄包括：控制柄上盖1，与所述擦拭辊枢接的部分形成所述连接端；主控板2，设置于所述控制柄上盖1内，能够接收所述压力信息，对所述压力信息进行处理，形成显示信息；显示模块，设置于所述主控板2上，能够接收所述显示信息，并将所述显示信息进行展示。

在本公开实施例中，所述控制柄上盖1设置有显示孔，通过所述显示孔能够观察到所述显示模块。

在本公开实施例中，所述控制柄还包括：控制柄下盖6，能够与所述控制柄上盖1扣合，所述控制柄下盖6设置有电池槽，所述电池槽能够安放电池7，并通过电池盖8与所述电池槽盖合。

在本公开实施例中，所述主控板2还能够调节所述电机的转速。

在本公开实施例中，所述的电动皮肤擦拭采样装置，还包括：第一端盖3，能够与所述连接端的所述电机的设置侧扣合；第二端盖9，能够与所述连接端的所述电机的设置侧的对侧扣合；

在本公开实施例中，所述擦拭介质13为纱布、无纺布及商品化湿巾等柔软有韧性的块/条形状物。

具体地，在本公开实施例中，本发明的目的是提供一种用于皮肤擦拭采样的电动皮肤擦拭采样装置，本发明电动皮肤擦拭采样装置可代替手动擦拭，以电机带动以压力和速度可控的方式进行人体皮肤上化学品的采集。本发明可适用于基于经皮暴露评估目的而对各职业人群皮肤上附着的重金属及有机污染物等化学品的采集，在化学品的特定职业暴露评估、环境暴露评估及人体健康风险评估等领域上具有广阔的应用前景。

在本公开实施例中，本发明所提供的用于皮肤擦拭采样的电动皮肤擦拭采样装置，包括主控板及显示模块、与主控板及显示模块相配合的无刷电机、压力薄膜传感器、辊筒、滑环及轴套、辊筒套、电池7及外盖；

进一步地，所述主控板及显示模块设有与无刷电机、压力薄膜传感器及电池7相连接的对应的线路及接口；

进一步地，所述无刷电机用于控制采集速度，设置高、中、低三挡速度；

进一步地，所述压力薄膜传感器用于控制采集压力，设置的压力薄膜传感器感应力道大于20g；

进一步地，所述辊筒设置为滚筒型，用于包裹采样时的擦拭介质；

进一步地，所述滑环及轴套为辊筒配套使用，以保证所述辊筒能够在电机的带动下中进行移动；

进一步地，所述辊筒套设置比辊筒大，辊筒套设置为软胶材质。一方面有利于把接触压力很好地传递到辊筒套与辊筒之间的压力传感器上；另一方面可以维护采样器与人体皮肤接触时被采样人员体感的舒适性。

进一步地，所述电池7设置为18650充电的电池7，以保证采样时有足够的使用时间；

在本公开实施例中，所述外盖设置有控制柄上盖及下盖、第二端盖及第一端盖、电池盖三部分。控制柄上盖及下盖在主控板及显示模块部分；第二端盖及第一端盖在辊筒部分，用于辊筒套的两端；电池盖在电池7部分。

在本公开实施例中，所述用于皮肤擦拭采样的电动皮肤擦拭采样装置中，所述主控板及显示模块，所述无刷电机，所述压力薄膜传感器均与厂方定制；所述辊筒及辊筒套，所述滑环及轴套，所述电池7及外盖均由金属材料或高分子材料制成；所述金属材料如铝合金、不锈钢等，所述高分子材料如聚四氟乙烯或表面聚四氟乙烯涂层的塑料，聚乙烯、聚丙烯等。

与现有技术相比，本发明用于皮肤擦拭采样的电动皮肤擦拭采样装置具有如下优点：

在本公开实施例中，本发明针对皮肤擦拭采样方法需要人工手动完成，进行皮肤上化学品擦拭采样时压力及速度不可控的不足而设计。到目前为止，皮肤上化学品的擦拭采集需要手动完成，无法量化个人施加到擦拭介质上的压力及速度。为了消除操作人员带来的变异性以尽量保持数据的一致性，通常的策略是在同一个研究中只允许一名操作员参与全程采样；不过，这样的策略在不同时间不同地点开展的研究中并不具有实践性。为了获得更具可比性和准确性的研究结果，我们研制了可替代手动擦拭的电动皮肤采样装置，对采样时的擦拭压力和速度进行量化表征；通过消除压力和速度的差异，提高采样结果的准确性及可重复性。本发明的电动皮肤擦拭采样装置工作过程如下：i)将采样装置辊筒压在皮肤上，启动采样装置；辊筒在电机带动下，缓慢匀速转动，使辊筒上包裹的擦拭介质(如纱布)均匀地采集皮肤上的化学样品。ii)辊筒上的薄膜压力传感器将辊筒按压皮肤的压力信息传递到显示模块，根据显示模块的压力数值来控制采样装置按压皮肤的压力大小。iii)电机转速同样通过显示模块来读取，从而根据不同的需求来控制辊筒转速。iv)采用18650充电电池，增加采样装置工作时长，及工作便利性。v)与皮肤接触位置的零件材料、大小及形状可根据不同需求来选材制作。本发明的电动皮肤采样装置，可适用于对各职业人群皮肤上附着的重金属及有机污染物等化学品的采集，在化学品的特定职业暴露评估、环境暴露评估及人体健康风险评估等领域上具有广阔的应用前景。

在本公开实施例中，如图2所示，本发明用于电动皮肤擦拭采样装置包括控制柄上盖1、主控板2及其上的显示模块2、第一端盖3、压力薄膜传感器4、无刷电机5、控制柄下盖6、18650型电池7、电池盖8、第二端盖9、轴套10、滑环11、辊筒套12、擦拭介质13、辊筒14。

在本公开实施例中，如图2所示，本发明的电动皮肤擦拭采样装置工作过程如下：i)将采样装置辊筒14压在皮肤上，启动采样装置；辊筒14在电机5带动下，缓慢匀速转动，使辊筒上包裹的擦拭介质(如纱布)均匀地采集皮肤上的化学样品。ii)辊筒上的薄膜压力传感器4将辊筒按压皮肤的压力信息传递到主控板和显示模块2，根据主控板和显示模块2显示的压力数值来控制采样装置按压皮肤的压力大小。iii)电机5转速同样通过主控板和显示模块2来读取，从而根据不同的需求来控制辊筒转速。iv)采用18650充电的电池7，增加采样装置工作时长，及工作便利性。

在本公开实施例中，本发明电动皮肤擦拭采样装置与皮肤接触位置的零件材料、大小及形状可根据不同需求来选材制作。

在本公开实施例中，本发明电动皮肤擦拭采样装置可以由下述材料制成：铝合金、不锈钢等金属材料，或聚四氟乙烯或表面聚四氟乙烯涂层的塑料、聚乙烯、聚丙烯等高分子材料。

在本公开实施例中，本发明还可适用于人体任何部位皮肤上化学品的采集。

至此，已经结合附图对本公开实施例进行了详细描述。需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换。

依据以上描述，本领域技术人员应当对本公开电动皮肤擦拭采样装置有了清楚的认识。

综上所述，本公开提供了一种电动皮肤擦拭采样装置，所述装置解决了皮肤擦拭采样仍需要手动的问题能够对采样时的擦拭压力和速度进行量化表征；以及通过消除压力和速度的差异，提高采样结果的准确性及可重复性。

还需要说明的是，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本公开的保护范围。贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在可能导致对本公开的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。

并且图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例，而仅示意本公开实施例的内容。另外，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。

除非有所知名为相反之意，本说明书及所附权利要求中的数值参数是近似值，能够根据通过本公开的内容所得的所需特性改变。具体而言，所有使用于说明书及权利要求中表示组成的含量、反应条件等等的数字，应理解为在所有情况中是受到「约」的用语所修饰。一般情况下，其表达的含义是指包含由特定数量在一些实施例中±10％的变化、在一些实施例中±5％的变化、在一些实施例中±1％的变化、在一些实施例中±0.5％的变化。

再者，单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。

说明书与权利要求中所使用的序数例如“第一”、“第二”、“第三”等的用词，以修饰相应的元件，其本身并不意味着该元件有任何的序数，也不代表某一元件与另一元件的顺序、或是制造方法上的顺序，该些序数的使用仅用来使具有某命名的一元件得以和另一具有相同命名的元件能做出清楚区分。

此外，除非特别描述或必须依序发生的步骤，上述步骤的顺序并无限制于以上所列，且可根据所需设计而变化或重新安排。并且上述实施例可基于设计及可靠度的考虑，彼此混合搭配使用或与其他实施例混合搭配使用，即不同实施例中的技术特征可以自由组合形成更多的实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。并且，在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个公开方面中的一个或多个，在上面对本公开的示例性实施例的描述中，本公开的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本公开要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，公开方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本公开的单独实施例。

以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。