(57)【要約】【課題】細胞毒性のあるＨ2Ｏ2を産生せず、グルコースオキシダーゼの酵素力を保つ必要がなく、電流を流して電気化学回路を形成する必要がないデバイスを提供する。【解決手段】室２２０内に光共振器たる検知エリア２４８及びリザーバエリア２４０を形成し、室２２２内に光共振器たる検知エリア２５０を形成する。室２２０，２２２内にフィルタ２２４，２２８を介し流体を出入りさせる。エリア２４０内のコンカナバリンＡ（ＣｏｎＡ）分子２３６やセファデックスビーズ２３８はメッシュ２４２を介し室２２０内エリア２４８に出入りする。その動きは流体内検体濃度に左右される。光源部２０４からの光をエリア２４８，２５０に案内し、出射光２３０，２３２を検知部２３４にて検知すると、その検体濃度を示す検知結果２３４が得られる。【選択図】図２
2010048806.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光共振器として機能する検知エリア、その検知エリアと別のエリアであるリザーバエリア、並びに当該第１室に対する流体内物体の出入り口となる１個又は複数個の端境部を有する第１室と、
光共振器として機能する検知エリア、並びに当該第２室に対する流体内物体の出入り口となる１個又は複数個の端境部を有する第２室と、
第１室内及び第２室内の検知エリアへと光を案内する１個又は複数個の光学要素と、
を備え、第１室内検知エリアの光学特性のうち一種類又は複数種類を調整する一種類又は複数種類の調整剤が、検体濃度変化に応じ第１室内でリザーバエリア・検知エリア間を移動する流体内検体濃度検知システム。
【請求項２】
請求項１記載の流体内検体濃度検知システムであって、間質液に触れるよう皮下又は皮膚内にその全体又は一部が埋め込まれる流体内検体濃度検知システム。
【請求項３】
請求項１記載の流体内検体濃度検知システムであって、調整剤のうち少なくとも一種類が増幅剤であり、第１室内検知エリアの光学特性のうち１個又は複数個における変化をその増幅剤で増幅する流体内検体濃度検知システム。
【請求項４】
請求項１記載の流体内検体濃度検知システムであって、調整剤のうち少なくとも一種類と検体とが、リザーバエリア内の同じレセプタに対し可逆的に競合結合する流体内検体濃度検知システム。
【請求項５】
請求項１記載の流体内検体濃度検知システムであって、リザーバエリア内のレセプタと、調整剤のうちそのレセプタに対し可逆結合するものとが、検体に対し競合結合する流体内検体濃度検知システム。
【請求項６】
請求項１記載の流体内検体濃度検知システムであって、更に、光共振器として機能する検知エリアを有する基準室を少なくとも１個備え、その基準室の検知エリアに既知の基準流体が事前装填されており、その内部に外部の流体が入らないようその基準室が封止されている流体内検体濃度検知システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概略、流体内検体に関する情報を取得するデバイス及びシステムの製造及び使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から数多くの体内埋込デバイスが提案されている。例えば、電気化学センサ及びグルコースオキシダーゼ酵素反応を利用する体内埋込型のグルコースモニタが、既に市販されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６９５２６０３号明細書
【特許文献２】米国特許第７３５８４７６号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００７／０１４８７６０号明細書（Ａ１）
【特許文献４】米国特許出願公開第２００８／０１８６５００号明細書（Ａ１）
【特許文献５】米国特許出願公開第２００８／０１８６５０３号明細書（Ａ１）
【特許文献６】米国特許出願公開第２００８／０１８６４９４号明細書（Ａ１）
【特許文献７】米国特許出願公開第２００８／０１８６４８３号明細書（Ａ１）
【特許文献８】米国特許出願公開第２００８／０１８６４９２号明細書（Ａ１）
【特許文献９】米国特許出願公開第２００８／００２１２９３号明細書（Ａ１）
【特許文献１０】米国特許第７２５４４２９号明細書
【特許文献１１】米国特許第７２３６８１２号明細書
【特許文献１２】米国特許第７２２６４１４号明細書
【特許文献１３】米国特許第７０４３２８９号明細書
【特許文献１４】米国特許第５５６０３５６号明細書
【特許文献１５】米国特許第７２９１８２４号明細書
【特許文献１６】独国特許第１９９１１２６５号明細書（Ｃ２）
【特許文献１７】米国特許出願公開第２００７／０１４５２４９号明細書（Ａ１）
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】B. B. Agrawal and I. J. Goldstein, "Specific Binding of Concanavalin A to Cross-Linked Dextran Gels", Biochemical Journal 96(3), 23c-25c (1965)
【非特許文献２】R. Russel, M. Pishko, G. Gefrides and G. Cote, "A Fluorescent Glucose Assay Using Poly-L-Lysine and Calcium Alginate Microencapsulated TRITC-Succinyl-Concanavalin A and FITC-Dextran", Pishko, M. 20, 2858-2861 (1998) Engineering in Medicine and Biology Society, 1998, Proceedings of the 20th Annual International Conference of the IEEE, Gefrides, C.
【非特許文献３】R. Ballerstadt and J. S. Schultz, "A Fluorescence Affinity Hollow Fiber Sensor for Continuous Transdermal Glucose Monitoring", Anal.Chem. 72(17), 4158-4192 (2000)
【非特許文献４】R. Ballerstadt, A. Kholodnykh, C. Evans, A. Boretsky, M. Motamedi, A. Gowda and R. McNichols, "Affinity-Based Turbidity Sensor for Glucose Monitoring by Optical Coherence Tomography; Toward the Development of an Implantable Sensor", Anal.Chem. 79(18), 6965-6974 (2007)
【非特許文献５】S. Goto, K. Masuda, M. Miura, K. Kanazawa, M. Sasaki, M. Masui, M. Shiramizu, H. Terada and H. Chuman, "Quantitative Estimation of Interaction between Carbohydrates and Concanavalin A by Surface Plasmon Resonance Biosensor", Chem.Pharm.Bull. (Tokyo), 50(4), 445-449 (2002)
【非特許文献６】R. Ballerstadt and J. S. Schultz, "Kinetics of Dissolution of Concanavalin A/Dextran Sols in Response to Glucose Measured by Surface Plasmon Resonance", Sensors and Actuators B: Chemical 46(1), 50-55 (1998)
【非特許文献７】O. S. Khalil, "Spectroscopic and Clinical Aspects of Noninvasive Glucose Measurements", Clin.Chem. 45(2), 165-177 (1999)
【非特許文献８】J. L. Wang and G. M. Edelman, "Binding and Functional Properties of Concanavalin A and its Derivatives. I. Monocalent, Divalent, and Tetravalent Derivatives Stable at Physiological pH", J.Biol.Chem. 235(9), 3000-3007 (1978)
【非特許文献９】R. Ballerstadt, C. Evans, A. Gowda and R. McNichols, "In vivo Performance Evaluation of a Transdermal Near-Infrared Fluorescence Resonance Energy Transfer Affinity Sensor for Continuous Glucose Monitoring", Diabetes Technol.Ther. 8(3), 296-311 (2006)
【非特許文献１０】R. Ballerstadt, A. Gowda and R. McNichols, "Fluorescence Resonance Energy Transfer-Based Near-Infrared Fluorescence Sensor for Glucose Monitoring", Diabetes Technol.Ther. 6(2), 191-200 (2004)
【非特許文献１１】J. J. Kim and K. Park, "Glucose-Binding Property of PEGylated Concanavalin A", Pharm.Res. 18(6), 794-799 (2001)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ただ、そうしたデバイスには幾つかの問題点がある。細胞毒性のあるＨ2Ｏ2を産生する、グルコースオキシダーゼの酵素力を保たねばならない、電流を流して電気化学回路を形成しなければならない等の点である。そのため、そうした問題のないデバイスが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ここに、本発明の一実施形態に係る流体内検体濃度検知システムは、（１）光共振器として機能する検知エリア、その検知エリアと別のエリアであるリザーバエリア、並びに当該第１室に対する流体内物体の出入り口となる１個又は複数個の端境部を有する第１室と、（２）光共振器として機能する検知エリア、並びに当該第２室に対する流体内物体の出入り口となる１個又は複数個の端境部を有する第２室と、（３）第１室内及び第２室内の検知エリアへと光を案内する１個又は複数個の光学要素と、を備える。本システムでは、第１室内検知エリアの光学特性のうち一種類又は複数種類を調整する一種類又は複数種類の調整剤が、検体濃度変化に応じ第１室内でリザーバエリア・検知エリア間を移動する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】体内埋込デバイス構成素子の光学的流体的動作原理を示す図である。
【図２】図１に示した素子を用いるシステムの一実施形態を示す模式図である。
【図３】図２に示したシステムの駆動回路例を示す模式図である。
【図４】感度及び特定性についてのデータを示すグラフである。
【図５】図２に示したシステムとは別の実施形態を示す図である。
【図６】更に別の実施形態を示す図である。
【図７】更に別の実施形態を示す図である。
【図８】更に別の実施形態を示す図である。
【図９】多室型体内埋込デバイスの実施形態、特にその反射機構を示す模式図である。
【図１０】多室型体内埋込デバイスの別の実施形態、特にその光源及び反射機構を示す模式図である。
【図１１】多室型体内埋込デバイスの更に別の実施形態、特にその光源及び反射機構を示す模式図である。
【図１２】図２に示したシステムとは別の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１に、本発明に係る体内埋込デバイスを構成する素子１０の一例構成を示す。この素子１０は図中の破線１６を挟んで２個の要素１２，１４を有している。それらの要素１２，１４は当初から一体のものとして製造してもよいし、個別部品として製造した要素１２，１４を事後的に破線１６沿いにつなぎ合わせてもよい。
【０００９】
要素１２，１４は図示の通り壁状部２４，２６，２８を骨格として形成されている。要素１２の内部には室２０が、室１４の内部には室２２が、それぞれ形成されている。室２０には端境部３０が、また室２２には端境部３２が、いずれも体液内物体を通しうるように１個又は複数個形成されている。体液内物体は、そこを通り室２０，２２内に出入りすることができる。即ち、端境部３０，３２はいわば物体通過区画であり、室２０，２２は物体通過が不可能な密封室にはなっていない。端境部３０，３２の形状、構造、室内配設個数等は様々に設定乃至工夫することができる。例えば、流体内物体の拡散・流動を促進し或いはその濾過、圧送（ポンピング）等を担う流動化部材を、端境部３０，３２に設けてもよい。
【００１０】
要素１２，１４はそれぞれ光共振器として機能する。光共振器は光透過区画及びその一部又は全面を覆う光反射体からなり、その光反射体によって反射された光が光透過区画内を繰り返し往来するよう形成されている構造体である。光共振器は後述の通り反射型光共振器と透過型光共振器に大別することができる。また、光共振器を１個又は複数個有する部材のことを光共振部材と呼ぶ。素子１０はまさにその光共振部材であり、壁状部２６，２８が光反射体、室２０の少なくとも一部が第１要素１２の光透過区画、室２２の少なくとも一部が第２要素１４の光透過区画として働いている。
【００１１】
図中矢印で示す通り、壁状部２６の表面越しに要素１２，１４に光４０を入射すると、その一部４２が要素１２，１４を透過し壁状部２８の表面越しに出射される一方、他の一部４４が壁状部２６の表面で反射されることとなる。これらの光界面、即ち入射光４０を受け入れる入射面及び透過出射光４２又は反射出射光４４を送り出す出射面に関しては、若干だが工夫の余地がある。例えば、入出射光の向きを反転させてもよいし、入射面又は反射面の個数を複数個にしてもよい。また、図示例では、対応する光界面同士が要素１２，１４間で連なっているので、どちらの要素１２，１４も、図示しない同一の光源から受光しまた図示しない同一の光検知部材へと送光することができる。検知対象が透過モードのときも反射モードのときも同様である。なお、「整列」とは、搭載先のシステムからみて、それらの光界面が実質的に同一の平面上にあると見なせる状態をいう。より具体的には、そのシステムの光源からの光入射、光検知部材への光出射、或いはその双方をどちらの要素でも同様に行えるような面上に、各要素の光界面が位置していることをいう。
【００１２】
図示しないが、実用時には光共振器の入射側に光案内部材を配置する。光案内部材とは光源に発する光をその光共振器の入射面に案内する光学部品、例えば光界面、それを伴う部材、対照明光源／光検知部材整列用部材、レンズ、格子、スリット、光ファイバ等である。光源としては、２２０〜３２０ｎｍ等の紫外域で発光する光源、皮膚をよく透過する７５０〜１５００ｎｍの近赤外域で発光する光源等の光源を使用する。紫外光を使用すると紫外線吸収現象を利用し蛋白質濃度等を信頼性よく計測することができる。近赤外光は、例えばＶＣＳＥＬ（垂直共振器面発光レーザ）で発生させることができる。
【００１３】
その又はそれらの光源からの入射光は光共振器に入射される。多種多様な光共振器のうち例えば透過型光共振器では、入射されたエネルギの一部分を、入射面とは別の面から透過出射光として出射する。残りのエネルギは主としてその入射面から反射出射光として出射される。反射型光共振器、例えばファブリペロー（ＦＰ）光共振器では、一部の光子エネルギ域については強調干渉（強め合い）、また他の光子エネルギ域については相殺干渉（弱め合い）がそれぞれ発生する。なお、「光子エネルギ」とは波長、周波数、位相等、光子レベルのエネルギのことをいう。
【００１４】
ＦＰ光共振器に限ったことではないが、光共振器では、何個所かの光子エネルギ域では出射光が発生し、他の何個所かの光子エネルギ域では出射光が発生せず或いは弱い出射光が発生するにとどまる。即ち、光共振器の動作モードは出射光子エネルギ域毎に異なっている。例えば透過型光共振器の場合、その動作モードは、透過出射動作に係るモードを「透過モード」と呼び、反射出射動作に係るモードを「反射モード」と呼ぶ。反射スペクトラム上に存する谷間状の窪みを指して反射モードと呼ぶこともあれば、そうした窪み同士の間に挟まれた台地状の反射帯を指して反射モードと呼ぶこともある。透過型光共振器のモードは、更に、その光共振器に対する照明動作のモードとしても表現できる。即ち、どのようにして生成した出射光で照明すると、そのモードに係る光子エネルギ域にて透過出射光が得られるのか、によっても表現することができる。
【００１５】
また、通常の光共振器では、２個ある光反射体間で反射面をほぼ平行にし、その間の光透過区画も実質的に均質なものとする。これは、その光透過区画内で何回か反射を繰り返した光が計測対象となるようにするためである。そうした事情から、光透過区画内で光が反射を繰返しつつ伝搬する方向のことを「反射方向」と呼び、その方向に略直交する方向のことを「横方向」と呼ぶ。一般に、各反射面に対し反射方向は略垂直、横方向は略平行である。更に、反射面間の光透過区画に属する位置、その区間に向かう方向並びにその区間に属する部分のことを「中」「入」「内部」等と表し、その区間に属さない位置、その区間から離れる方向並びにその区間に属さない部分のことを「外」「出」「外部」等と表すのが普通である。方向表現の仕方は任意であるが、説明上都合がよいので本願でもこうした表現を使用する。無論、光共振器は任意の向きで使用することができる。
【００１６】
ただ、光の入射角に関しては、一般にこの方向表現は通用しない。例えば透過型光共振器は、通常、入射面即ち反射面に対し非直交方向からの入射光で稼働させる。即ち、透過型光共振器の内部で光を繰返し反射させる際、その光の元となる入射光は、その光共振器の入射面に対し非直交方向から入射させうるのが普通である。この動作に必要な入射角は、その光共振器の形状等で左右される。ただ、その光共振器の種類及びその光の入射角次第で、非直交入射時の透過モードは直交入射時の透過モードに対し赤方偏倚即ち長波長化する。もしその光共振器入射角にあまりばらつきがなければ、非直交入射による性能変化はモード偏倚だけとなりピーク幅の拡がり等は生じないが、入射角にばらつきがあると、その透過モードの特徴（ピーク等）が入射角のばらつきに従い均されてしまう。この他、開口寸法、表面粗さ及び光反射体間角度差が変わると、その透過モードの特徴（ピーク等）の絶対強度及び半値幅が変わる。
【００１７】
光共振器の光学特性は、更に、物体の存在又は作用によっても変化する。即ち、輻射、蛍光、白熱及び発光をはじめとする放射現象や、反射、偏向、回折及び屈折をはじめとする散乱現象等、種々の透過現象に関わる種々の光学特性は、何らかの特性影響性物体が存在し或いはその物体が作用することによって影響を受け、変化することがある。そうした物体の例としては、孤立分子、分子凝集体、分子会合体、細胞、ウイルス、バクテリア、蛋白質、ＤＮＡ（デオキシリボ核酸）、マイクロパーティクル、ナノパーティクル、エマルジョン等を挙げることができる。これらの物体乃至要素のなかには、光共振器内で光を吸収する流体内光吸収体もあれば、その光共振器内で特定光子エネルギ域の光を散乱させる流体内光散乱体もある。「検体」即ち検査対象化学種は、光共振器内で、蛍光体、光吸収体、光散乱体、屈折率変動性光屈折体等として振る舞う。
【００１８】
なお、こうした物体が互いに同じ特性を共有しており互いに入れ替えうる場合、それらの物体を同一の「種類」として扱うこととする。例えば、いずれもグルコース分子としての条件を満たしている一群の分子は、グルコース（ブドウ糖）分子という同種分子として扱うこととする。より一般的にいえば、検査対象化学種たるべき条件をある一群の分子が満たしていれば、それらの分子をその化学種即ち検体であると見なす。また、その光共振器の光透過区画又はその一部領域にある種類の検体が多数存在していて、その存在によってその光共振器の光学特性に計測可能な変化が生じていることを、その種類の物体がその光共振器内に「存在している」、「位置している」或いは単に「ある」と称する。ある光共振器の出射光がその種の物体が存在していないときとは何らかの点で異なっていて、その相違がその光共振器の光学特性に対するその種の物体の作用によるものである場合、その光共振器の出射光を「物体影響性出射光」と呼ぶ。更に、ある室の内外をある物体が繰返し出入りしている場合、その物体がその室の内外を「往来」していると称する。例えば、ポンプ等の圧力源で体液を加圧して発生させた体液流で物体が室内外を往来することを、体液による物体の「搬送」と呼ぶ。また、その体液内濃度勾配乃至自由エネルギ勾配の作用で物体が室内外を往来することを、体液内での物体の「拡散」と呼ぶ。
【００１９】
また、図示例では一方の光共振器に光学特性調整剤（以下単に「調整剤」）を添加している。即ち、その光学特性を変化させる物質を一方の光共振器のみに添加することで、それぞれ光共振器として機能する要素１２，１４間に光学特性差を付け、狙いとする検体を個別に検知できる性質（その検体に対する「特定性」）を実現している。例えばある光共振器に透過モード及び反射モードがそれぞれ何通りかあり、図中矢印で示す通り、その透過モードでは透過出射光４２を、反射モードでは反射出射光４４を出射するものとする。矢印の先にあるグラフのうち５０，６０は、いずれも、要素１２，１４に係る光共振器の強度エネルギ曲線を示すグラフである。特に、実線５２は容器２２に係る透過モード強度エネルギ曲線を、破線５４は容器２０に係るそれを、実線６２は容器２２に係る反射モード強度エネルギ曲線を、破線６４は容器２０に係るそれを、それぞれ表している。それらの曲線から読み取れるように、図示例は透過モード及び反射モードが各二通りある例である。これらの曲線のうち、曲線５２，５４間の違いは検体濃度を反映しており、また曲線６２，６４間の違いも検体濃度を反映している。これは、対応する検知エリア（光共振器）に向かう調整剤の動きに対し検体が影響を及ぼすからである。
【００２０】
「強度関数」、即ち出射光強度を他のパラメタに関連付ける関数としては、ここでは出射光強度を光子エネルギに関連付ける強度エネルギ関数を使用しているが、光界面や光検知面に沿った位置に関連付ける強度関数も使用することができる。強度関数曲線がとりうる形状及び特徴量は多岐に亘るが、透過モードの場合に頻発するのは「ピーク」である。ピークとは、その曲線の極大点及びそこから延びる下り坂で特徴付けられる形状のことである。その特徴を示す量としては、中心値、最大強度、コントラスト及び中間強度幅がある。「中心値」とは、その曲線に極大点が現れるパラメタ値、例えば強度エネルギ関数曲線における中心エネルギ値のことである。「最大強度」とは、その極大点における強度を絶対強度又は他の部分例えば最寄りの極小点に比した相対強度で表したものであり、単に最大値乃至振幅とも呼ばれる。「コントラスト」とは、透過モード強度関数上で、そのピークの最大強度と、その極大点の最寄りにある何個かの極小点の強度値と、の関係を示す値（比や差）のことである。「中間強度幅」とは、そのピークの最大強度と、その極大点の最寄りに位置する極小点の強度値と、の間のいずれかの強度値におけるピーク幅、例えば半値幅のことである。反射モードでも同様の特徴量を使用できるが、透過モードとは概ね対照的に、「谷間」状の窪みやそうした谷間に挟まれる「台地」状の反射帯が注目される。即ち、透過モードでは個々のピークの中心エネルギ値、半値幅等を調べるのに対し、反射モードでは個々の谷間や台地の中心エネルギ値、半値幅等を調べる。
【００２１】
透過モードにおけるピーク、反射モードにおける谷間等の特徴は光学特性の一種である。即ち、これらは光エネルギに対する関数即ち強度エネルギ関数上に現れる光学特性の例である。図中の強度関数グラフ５０，６０のように、光子エネルギを示す量例えば波長、周波数、位相等を横軸にとりそれらの特性を表したものを、「光スペクトラム特性」（スペクトラム特性或いは単にスペクトラムとも）と呼ぶ。また、この軸に沿った位置のことを「スペクトル位置」と呼ぶ。図示例では、グラフ５０上の曲線５２，５４間ではピークのスペクトル位置が違い、グラフ６０上の曲線６２，６４間では谷間のスペクトル位置が違う、というように、横軸に沿ったピーク乃至谷間の中心エネルギ値に偏倚が生じている。この偏倚即ちスペクトル位置のずれが生じるのは、室２０，２２の中身に違いがあり、その違いによって、図示しないリザーバエリアから検知エリアに向かう調整剤の動きに違いが生じるためである。例えば、一方の室には調整剤を入れておくが他方の室には入れておかないようにすると、検体、調整剤等、何らかの物体に起因するスペクトラム特性偏倚は、一方の室でしか生じない。
【００２２】
なお、光共振器出射光のスペクトラム特性に及ぼす影響を「スペクトラム影響」と呼び、光共振器出射光にスペクトラム影響を及ぼす物体のことを「スペクトラム影響性物体」と呼ぶ。同じく、光子エネルギを表す波長、周波数、位相等の量に関し、スペクトル位置又はそれに類するものの位置がずれることを「偏倚」、なかでもスペクトラム特性に関わるもののことを「スペクトラム偏倚」と呼び、その偏倚をもたらす物体のことを「スペクトラム偏倚性物体」と呼ぶ。通常、スペクトラム特性の諸特徴には何か有用な情報が潜んでいるものである。即ち、有用な情報は、偏倚に限らず、例えば吸収による最大強度又はコントラストの低下、或いは半値幅の変化にも潜んでいる。
【００２３】
このように、本素子１０は、室２０，２２の中身によって検体の光学特性が変わることを利用しているので、光学特性に基づき検体等を検知する分野で好適に使用することができる。更に、本素子１０は、血液、リンパ液、間質液（ＩＳＦ）等の流体に接するよう体内に埋め込むことができるので、そうした流体に乗って室２０，２２に入ってくる検体を連続的にモニタすることができる。
【００２４】
更に、本発明における光共振器はホモジニアス光共振器及び非ホモジニアス光共振器のいずれにしてもよい。「ホモジニアス光共振器」とはその反射区画の大部分で反射面間の光学的距離が実質的に一定な共振器のことであり、「非ホモジニアス光共振器」とはホモジニアス光共振器の定義に当てはまらない光共振器のことである。図１でグラフ５０，６０中に示した曲線はホモジニアス光共振器で得られる強度エネルギ関数曲線の典型例であり、この曲線にはその光共振器で得られる出射光スペクトラムが現れている。例えば透過モードに係る曲線５２，５４にはその強度上のピークが複数個、また反射モードに係る曲線６２，６４にはその強度上の谷間が複数個、それぞれ現れている。それらのピーク／谷間には光子エネルギ例えば波長の関数で表される極大値差／極小値差があり、また個々のピーク／谷間とその隣のピーク／谷間との間にはＦＲＳ（自由スペクトル域）と呼ばれる中心エネルギ差がある。
【００２５】
更に、光共振器への光入射方向が反射面直交方向である場合、個々のピーク／谷間の発生波長λは式λ（ｋ）＝２ｎｄ／ｋ（但しｎは光共振器内物質の屈折率；ｄはその光共振器の厚み；ｋは非０の整数）で与えられる。従って、ｋ値が一定でも屈折率ｎが変化すれば波長λ（ｋ）、即ちピーク／谷間の中心エネルギ値が変化するので、その変化分λ＋，λ−から屈折率ｎの変化についての情報を得ることができる。同様に、ピーク／谷間における強度値はその光共振器における光吸収率によって変化するので、対応する極大値／極小値に対するピーク／谷間における強度値の変化分から、吸収率変化についての情報を得ることができる。
【００２６】
また、図示例における光共振器は「ＦＰ光干渉計」又は「ＦＰエタロン」になるよう形成されている。厳密には、前者は透明プレートの両面にハーフミラー面を形成したもののことであり、後者は２枚のハーフミラーを互いに平行に配置したもののことであるが、これらの呼称を区別せずに使用することも多い。透過モードにおけるＦＰ光干渉計やＦＰエタロンのスペクトラム特性には、そのＦＰ光干渉計やＦＰエタロンの共振を表す大きなピークが何個か現れる。従って、図示例に係る素子１０では、２個の室２０，２２が形成されるようＦＰエタロンを構成乃至配置することで、室２０，２２間の屈折率差を偏倚に基づきおよそΔｎ＝３＊１０-6の精度で検知・計測することができる。この精度値は、グルコース水溶液でいえば２ｍｇ／ｄｌのグルコース濃度差に相当しており、高血糖症（糖尿病）患者の生理学的グルコース濃度値域４０ｍｇ／ｄｌ〜４００ｍｇ／ｄｌやそれ以外の人間の生理学的グルコース濃度値域７０ｍｇ／ｄｌ〜２００ｍｇ／ｄｌに比して十分に小さい。表１から推認できる通り、屈折率計測値に変化をもたらす間質液内物質は数多くあるが、そのなかでもグルコース濃度による屈折率の変化は大きめであるので、グルコース濃度差は比較的検知しやすい。
【表１】
2010048806.tif 000003
【００２７】
次に、以上概説した事項に基づき、本発明の実施形態に係るシステム及びデバイスに関し説明する。下記システム及びデバイスによれば、複数種類の軽量分子（＜１０ｋＤａ）を選別的に増幅し、屈折率計測等に供することができる。即ち、対グルコース特定性を屈折率計測で実現することができるため、これから説明する通り、体内埋込型のＣＧＭ（連続グルコースモニタ）等を好適に実現することができる。
【００２８】
例えば、その検体（影響性物体）がグルコース、標的分子がコンカナバリンＡ（ＣｏｎＡ）、レセプタがデキストランというＣＧＭを好適に実現することができる。このＣＧＭを間質液に接触させると、間質液内グルコースが拡散等によってＣＧＭ内に入り込み、コンカナバリンＡ（ＣｏｎＡ）に対し特定的に結合する。ＣｏｎＡはその分子量が２６．５ｋＤａのモノマであり、後に詳述する通りリザーバエリア内のデキストランとも結合しうる。即ち、検体たるグルコースとレセプタたるデキストランは、調整剤たるＣｏｎＡとの結合に関し互いに競合する関係にあり（競合結合）、グルコースがＣｏｎＡに結合するとデキストランに結合するＣｏｎＡの量が減る。次いで、その結合で生じたＣｏｎＡグルコース錯体は、グルコース，デキストラン等と結合していないフリーＣｏｎＡと共に、拡散等によってそのＣＧＭの検知エリア内、即ち検知用光共振器内に進入していく。すると、検知エリア内ＣｏｎＡグルコース錯体濃度や検知エリア内フリーＣｏｎＡ濃度が高まる結果、後に詳述する通り検知用光共振器の屈折率が増大していく。即ち、ＣｏｎＡは調整剤として作用する。ＣｏｎＡモノマの分子量はグルコースの分子量（１８０Ｄａ）の１５０倍程にも及ぶため、グルコース分子１個に着目すると、屈折率変化はＣｏｎＡとの結合で約１５０倍に増幅される。従って、重量分子たるＣｏｎＡを一方の検知用光共振器に供給し他方には供給しないようにすることで、両光共振器の間に、供試液内グルコース濃度即ち間質液内グルコース濃度に比例する大きな値の屈折率差を随意に発生させることができる。また、温度、圧力等の条件や、屈折率影響性間質液内物質（表１参照）等の影響は、両光共振器の屈折率に対し等しく及ぶため、両者の屈折率差はそれらの要因に対しかなり不感応的である。
【００２９】
更に、この過程は可逆的であり、ＣＧＭ内フリーグルコース濃度が低下するとＣｏｎＡグルコース錯体濃度が低下し、ひいてはリザーバエリア内デキストランに結合したＣｏｎＡの量が増大する。従って、リザーバ内の調整剤即ちＣｏｎＡが繰返し結合／再結合されるので、流体内検体を連続モニタすることができる。そのＣｏｎＡは、既知の通り、グルコース、マンノース、デキストラン等の糖類やグルコース分子を組成する多糖類に対し選別的に化学結合する反面、他の間質液内物質とは結合せず或いは弱い親和力で結合するにとどまる物質である。従って、レセプタを変えることで、様々な糖類に対し様々な親和力を発揮させること、例えばグルコース・ＣｏｎＡ間結合とデキストラン・ＣｏｎＡ間結合の競合性を高めることができる。それには、特殊な性状の架橋デキストランをビーズ状にしたもの、例えばスウェーデン王国に所在するＡｍｅｒｓｈａｍ  Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ  ＡＢ  ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの製品たるセファデックス（登録商標；以下表記省略）を使用すればよい。
【００３０】
図２に、本発明に係るシステムの第１実施形態２００を示す。このシステム２００は検体検知用の光共振部材２０２、光源部２０４及び検知部２０６から構成されており、光共振部材２０２は体内埋込型の素子として構成されている。これを含め複数個の光共振部材を体内に埋め込み検体検知を行うようにしてもよい。光源部２０４は例えば１個又は複数個の照明光源から構成されており、それらは光ファイバ等を介し光共振部材２０２と光学的に結合されている。検知部２０６は例えばフォトセンサを１個又は複数個用いた光検知部材であり、それらのフォトセンサも光ファイバ等を介し光共振部材２０２と光学的に結合されている。こうした構成に代え、ＲＦ（無線周波数）信号を検知部２０６たるＲＦ受信機で受信する構成にしてもよい。
【００３１】
光共振部材２０２の骨格は、図示の通り光反射体２１０，２１２と壁状部２１４を含む一組の壁状部とにより形成されている。その骨格によって光反射体２１０，２１２間に形成される室２２０，２２２と、光反射体２１０，２１２の反射面との連携によって形成される個々のＦＰ光干渉計乃至エタロンは、周囲流体内グルコース濃度を検知する手段として使用することができる。例えば、後にまた詳細に説明する通り、周囲に存する間質液試料をＦＰ光共振器内に少量導入し、その屈折率を調べればよい。その光共振器の出射光は専ら試料内グルコース濃度値の差乃至変化に反応するので、当該出射光から屈折率ひいてはグルコース濃度値を知ることができる。
【００３２】
図示の通り、その室２２０，２２２の外寄り側壁上に形成された１個又は複数個の開口の内法には、間質液内物質を濾過するためのフィルタ２２４，２２８が装着乃至配設されている。特定性提供室たる第１室２２０は、光反射体２１０，２１２の反射面及び壁状部２１４の表面に加え、このフィルタ２２４によって外部及び他部位から仕切られている。その内部には、図示の明瞭化のためハッチングを省略するが、フィルタ２２４によって濾過された間質液が入ってくる。他方の第２室２２２も、光反射体２１０，２１２の反射面、壁状部２１４の逆側の表面及びフィルタ２２８によって外部及び他部位から仕切られている。その内部には、図中ハッチングで示す通り、フィルタ２２８によって濾過された間質液が入ってくる。フィルタ２２４，２２８は、図中にＩＳＦ＜３０ｋＤａと示されているように、例えば間質液内物質のうちその分子量が３０ｋＤａ未満の軽量種だけを通すよう構成されている。従って、室２２０，２２２内検知エリア（検知用光共振器２４８，２５０）には［Ｇｌｕ］及び［Ｒｅｓｔ］が入り込んでいく。［Ｇｌｕ］とはグルコースのことであり、［Ｒｅｓｔ］はグルコース以外でフィルタ２２４，２２８を通り抜けられる種のことである。更に、検知用光共振器２４８内には［ＣｏｎＡ＋Ｇｌｕ］及び［ＣｏｎＡ］も存在している。［ＣｏｎＡ＋Ｇｌｕ］とはＣｏｎＡグルコース錯体のことであり、［ＣｏｎＡ］とはフリーＣｏｎＡのことである。
【００３３】
これらのフィルタ２２４，２２８の役割は、諸間質液内物質のうち光学特性に影響を及ぼすものが室２２０，２２２内に入る速度を抑えることにある。これを実現するには、ＭＷＣＯ(macromolecule/molecular weight cut-off)膜か透析膜をフィルタ２２４，２２８として使用すればよい。ＭＷＣＯ膜は、その平均サイズがあるサイズを超える分子、例えば１５〜３０ｋＤａ超の分子量を有する分子を阻止し又はその通過を遅延させる膜である。従って、フィルタ２２４，２２８としてＭＷＣＯ膜又は透析膜を使用すると、重量分子、細胞等といった物体が室２２０，２２２内に出入りできなくなる。或いは、無視できるほどゆっくりとした速度でしか出入りできなくなる。
【００３４】
特に、対グルコース特定性を屈折率計測によって実現するには、共振器を形成する室の開口を漏れなく同種の膜で覆うことが求められる。ＭＷＣＯ膜、特に１０〜１０００００Ｄａ、好ましくは３〜３０ｋＤａ、とりわけ好ましくは１５ｋＤａ超の分子を阻止するものは、この用途に適している。即ち、ＭＷＣＯ膜は表１中の血清アルブミン等の通過を阻止又は遅延させるので、これをフィルタ２２４，２２８として使用すると、そうした重量分子が室２２０，２２２内に（概ね）入れなくなるが、ＮａＣｌ、グルコース等のような軽量分子はそのＭＷＣＯ膜越しに拡散して室２２０，２２２内に入ることができる。ＣｏｎＡ分子２３６も、フリーか、セファデックス状のデキストランビーズ２３８と結合しているか、或いはグルコースと結合しているか、といった別を問わず、フィルタ２２４によって第１室２２０内に閉じこめられている。更に、セファデックスビーズ２３８自体もメッシュ２４２，２４６を通過できず、それらのメッシュ２４２，２４６とフィルタ２２４，壁状部２１４とにより囲われたリザーバエリア２４０，２４４の内部に閉じこめられることとなる（符号同順）。フィルタの目のサイズは例えば約１〜６ｎｍである。
【００３５】
こうした構造の下では、間質液内物質のうちその分子量が１５ｋＤａ未満のものが拡散し室２２０，２２２内検知エリア２４８，２５０に入っていく。また、第１室２２０内リザーバエリア２４０，２４４は部分的にセファデックスビーズ２３８で占められている。これは、エリア２４０，２４４内のビーズ２３８が、フィルタ２２４で阻止されるため室２２０外に退出することができず、メッシュ２４２，２４６で阻止されるため室２２０内光共振器２４８に進入することもできないためである。即ち、その孔径がビーズ径未満のメッシュ２４２，２４６によって、エリア２４０，２４４に対しエリア２４８が封止され、それによってそれら検知エリア２４８及びリザーバエリア２４０，２４４が同じ室２２０内で互いに別のエリアを形成するためである。
【００３６】
ビーズ２３８は予め適当な緩衝剤、例えばそのｐＨが７．４でＣａ及びＭｇ塩を含むＰＢＳ（リン酸緩衝生理食塩水）、ＴＲＩＳ((tris(hydroxymethyl)aminomethane)等を用いふくらまされている。それらはＣｏｎＡ分子２３６にも含まれる物質であるため、ＣｏｎＡ分子２３６はグルコースだけでなくビーズ２３８にも結合可能である。従って、室２２０内エリア２４０にグルコースが拡散するにつれてＣｏｎＡ・グルコース間結合が増え、それと競合するＣｏｎＡ・セファデックス（デキストラン）間結合は解消されていく。そのＣｏｎＡ・グルコース間結合で生じたＣｏｎＡグルコース錯体は、フリーＣｏｎＡと共に、その孔径がＣｏｎＡ径より大きいメッシュ２４２，２４６越しに室２２０内エリア２４８に拡散していく。エリア２４８内に解き放たれるＣｏｎＡグルコース錯体の濃度は、第１室２２０におけるフリーグルコース濃度に応じて決まってくる。この室２２０内フリーグルコース濃度は、更に素子１０の周囲に存する間質液におけるフリーグルコース濃度と平衡する。従って、ＣｏｎＡ分子２３６がグルコース分子を“捕まえる”ことによって、室２２０におけるフリーグルコース濃度が大きく変わることはない。
【００３７】
従って、室２２０，２２２内に形成されている都合２個の検知エリア２４８，２５０間でその屈折率差を計測することにより、フリーＣｏｎＡとＣｏｎＡグルコース錯体を合わせた特定用室２２０内ＣｏｎＡ濃度と、その基準になる濃度例えば室２２２内ＣｏｎＡ濃度（＝０）との差を物差しとして、間質液内フリーグルコース濃度を求めることができる。もし、エリア２４８，２５０間屈折率差から間質液内フリーグルコース濃度を導出する処理を手際よく行いたければ、予め、屈折率差から間質液内フリーグルコース濃度への換算論理を策定しておくとよい。当該換算論理は、そのグルコース濃度が既知の流体に関しエリア２４８，２５０間屈折率差を計測し、それらグルコース濃度及び屈折率差を互いに関連付ける、という手順を、所要点数分のデータが得られるまで繰り返すことで、策定することができる。また、ＭＷＣＯ膜等のフィルタ２２４やメッシュ２４２，２４６を使用することで、レセプタたるセファデックスビーズ２３８や調整剤たるＣｏｎＡ分子２３６を、第１室２２０内に好適に閉じこめることができる。更に、グルコース分子に比べかなり大きなＣｏｎＡ分子２３６をグルコースに結合させることで、増幅された屈折率信号を得ることができる。
【００３８】
有用なレベルに増幅された屈折率信号を得るには、本システム２００を調整する際に、システム２００内で使用するＣｏｎＡ量、ＣｏｎＡ・グルコース間結合の親和力並びにＣｏｎＡ・セファデックス（デキストラン）間結合の親和力を、適宜勘案すればよい。即ち、間質液内グルコース濃度を反映する十分な量のグルコースがＣｏｎＡ分子２３６と結合し、それにより生じた十分な量のＣｏｎＡグルコース錯体が検知エリア２４８内に解き放たれるように調整することで、その屈折率信号から間質液内グルコース濃度をより好適に求めることができる。
【００３９】
本システム２００を稼働させる際には、まず光源部２０４に発する光を光共振部材２０２に入射させ、室２２０，２２２内に存する２個の検知エリア２４８，２５０を互いに平行な検知用光共振器として動作させることによって、エリア２４８，２５０それぞれから検知部２０６方向に光を出射させる（符号同順）。図中に矢印で示した出射光のうち、エリア２４８からの出射光２３０は室２２０の中身を表しており、エリア２５０からの出射光２３２は室２２２の中身を表している。例えば、ＦＰ光干渉計、ＦＰ光エタロン又はそれに類する光共振器となるようエリア２４８，２５０を形成し、それらを透過又は反射モードで稼働させたとする。この場合、エリア２４８，２５０からの出射光２３０，２３２から抽出される特徴量には、室２２０，２２２間の中身ひいては屈折率の違いを反映した相違が現れる（符号同順）。他方、電解質濃度、温度等、両光共振器２４８，２５０の諸モードに対し共通に作用する要素が変動したとしても、それらの光共振器２４８，２５０のモード間スペクトル位置差は（ほとんど）変化しない。従って、第２室２２２を基準として使用し差分計測を行うことで、それら２個の光共振器２４８，２５０におけるモード間スペクトル位置差分の要因となっているＣｏｎＡグルコース錯体及びフリーＣｏｎＡの濃度差を知ることができる。更に、出射光２３０，２３２の強度を計測しエリア２４８，２５０間に存する吸収率差を求めることで、エリア２４８，２５０内物質を推定することができる。また、複屈折性の調整剤を併用して光共振器出射光２３０，２３２の偏向度を計測し、それらエリア２４８，２５０間に存する複屈折特性差を求めることでも、エリア２４８，２５０内物質を推定することができる。
【００４０】
検知用光共振器２４８，２５０に発する透過出射光２３０，２３２を検知すると、検知部２０６を構成する光検知部材は、図中矢印で示す通り、外部コンポーネント例えばＣＰＵ（中央処理ユニット）に検知結果２３４を供給する。ＣＰＵは、その検知結果２３４から各室２２０，２２２の中身の屈折率又は吸収率を導出し、その結果から更にグルコース濃度等の情報を導出する。検知結果２３４からグルコース濃度を導出するに当たっては、屈折率、吸収率等の素材特性を検知結果２３４から実際にデコンボリューションする必要はない。重要なのは、寧ろ、出射光２３０，２３２の強度、偏向度等といった計測対象光学特性がその光共振器２４８，２５０を形成する素材の性質に依存していることを利用し、検知結果２３４から素材特性の変化（グルコース濃度差等）を導出する、という考え方である。
【００４１】
そして、検体等の物体を光共振部材２０２内室２２０，２２２に送り込む際には、その検体を拡散させてもよいし、圧送（ポンピング）によって体液流を引き起こしその体液流で搬送するようにしてもよい。更に、後述の通り、体内に埋め込まれている状態で何らかのパワーを利用し何らかの動作を実行するシステム構成であれば、そのパワーを利用し電気化学的乃至電気機械的輸送プロセスを実行することで、検体搬送用の体液流を操作することができる。そのプロセスはプロセッサ等で制御することができる。なお、使用できるパワー供給手法は数多くあるが、例えば電池か太陽電池を１個又は複数個し誘導結合等の電磁結合手段でパワーを供給するようにするとよい。
【００４２】
図３に、図２に示したシステム２００等を稼働できる駆動回路の一例構成３００を示す。この回路３００はＣＰＵ３４０をバス３４２経由で諸部材に接続するアーキテクチャであるが、これに代え、相応のハードウェア及びソフトウェアを使用する他種アーキテクチャにすることもできる。図示部材のうち１個又は複数個に代え、或いはＣＰＵ３４０により実行されるソフトウェアに代えて、ＡＳＩＣ(application specific integrated circuit)等の専用ハードウェアを用いるようにしてもよい。本回路３００のバス３４２には、更にコンポーネントＩ／Ｏ（input/output）３４４、メモリ３４６、集積回路Ｉ／Ｏ３４８及び外部Ｉ／Ｏ３４９が接続されている。コンポーネントＩ／Ｏ３４４は、ＣＰＵ３４０と、本回路３００を構成する部材のうち何種類かと、のやりとりを仲介する。図上は照明コントローラ３５０、共振器コントローラ３５２及び流動コントローラ３５４がＩ／Ｏ３４４に接続されているが、温度センサ、導電率センサ等の外部センサや、図示しないモニタ、キーボード等の適当なユーザインタフェースや、インシュリンポンプ等の可調部材も、Ｉ／Ｏ３４４に接続することができる。照明コントローラ３５０は図２中の光源部２０４やそれを制御する回路等で構成されており、共振器コントローラ３５２は電極等の光共振器駆動部材や接続先の駆動部材を制御する回路等で構成されており、流動コントローラ３５４は室２２０，２２２に向かい室２２０，２２２を通り室２２０，２２２から出る流体の流れを調整乃至修正するポンプ等の流動化部材等で構成されている。集積回路Ｉ／Ｏ３４８も、ＣＰＵ３４０と、１個又は複数個のＩＣ（集積回路）例えば検知部２０６内ＩＣと、のやりとりを仲介する。この図には第０ＩＣ３６０から第（Ｍ−１）ＩＣ３６２に至るまで多数のＩＣが描かれており、そのうちの第ｍＩＣ３６４には１個又は複数個のフォトセンサ３６６が形成乃至付設されている。フォトセンサ３６６としては、単体のディスクリートセンサを用いてもよいし、図示のようなフォトセンサアレイを用いてもよい。
【００４３】
メモリ３４６はプログラムメモリ３７０及びデータメモリ３７２から構成されている。図示の通り、プログラムメモリ３７０には検体情報ルーチン３７４等のルーチンが格納されるほか、ルーチン３７４等を実行する際にＣＰＵ３４０から呼び出される図示しないサブルーチン（群）も格納しておくことができる。データメモリ３７２には校正データ３７６等のデータが格納されている。ＣＰＵ３４０は、こうしたルーチン３７４を実行することで制御信号を発生させ、その制御信号を照明コントローラ３５０、共振器コントローラ３５２、流動コントローラ３５４等に供給する。この制御信号に応じ、共振器コントローラ３５２は光共振部材２０２を稼働させ、流動コントローラ３５４はポンプ等の付勢機構を駆動及び制御して検体を輸送し、照明コントローラ３５０は光共振部材２０２を適宜照明する。これによって、検体の光学特性を反映したスペクトラム影響性の出射光２３０，２３２が光共振部材２０２から出射されることとなる。なお、ポンプ等の付勢機構で検体を送る動作を行わない場合は、当該付勢機構やその制御用の流動コントローラ３５４を設ける必要はない。ＣＰＵ３４０は、更に、個々のＩＣ３６０〜３６２にも信号を送って検知結果２３４等を取得し、その情報から光共振部材２０２内の検体についての情報を導出する。ＰＳＤ(position-sensitive detector)を使用する場合、ＣＰＵ３４０は、制御信号の代わりに何らかの信号を送り、そのＰＳＤから所要の光検知結果が得られるようにする。例えば、ＰＳＤから差動増幅器へと出力電流を供給する回路を、ＣＰＵ３４０が制御するようにする。
【００４４】
図４に、レセプタたるセファデックスに対するＣｏｎＡの結合がグルコースの影響を受けうること、並びにセファデックスに結合していないＣｏｎＡがグルコース濃度を示す光信号をもたらすことを、グルコース濃度とＭ値の関係を表すデータで示す。ここでいうＭ値とは、スペクトラム影響性標本の存否によるスペクトル位置の変化分（即ち偏倚分）を、隣接モード間ピークスペクトル位置差（即ちＦＳＲ）で除した数値であり、Ｍ＝１であれば偏倚分＝ＦＳＲということである。図中、「◇」は本実験で計測されたグルコース濃度及びＭ値を、また「△」はその本実験の結果を対照実験の結果に従い“補正”したものを、それぞれ表している。本実験における計測対象はＣｏｎＡ及びセファデックスを含むグルコース溶液、対照実験における計測対象はそれらを含まないグルコース溶液とした。本実験で用いた特定性提供室，基準室内の各光共振器は、対照実験で用いたものと同じものである。そして、本実験で求めたＭ値・グルコース濃度間関係から、対照実験で求めたＭ値・グルコース濃度間関係を減ずることにより、前者を“補正”した。なお、グルコース濃度＝０でも補正量が０になっていないのは、特定性提供室内光共振器が基準室内光共振器と完全には同一でなく、それらの光共振器間に、緩衝剤の影響によるＭ値差が生じるためである。図示の通り、ＣｏｎＡ濃度・グルコース濃度間に相関があるため、対照実験結果を本実験結果から減ずることでデータを補正し、グルコース屈折率の影響を求めることができる。
【００４５】
図５に、第２実施形態に係るシステム５００を示す。このシステム５００では、検体検知用の光共振部材２０２ａを形成する特定用室２２０ａの内部に、ラメラ構造５０２によってリザーバエリアが形成されている。この構造５０２は、複数枚のラメラ（薄い膜状の板）を書棚状に配した構造であり、それらのラメラには官能化デキストランが被覆等の手段で付着させてある。官能化デキストランは、ＣｏｎＡ分子５０６と結合しうるレセプタである。従って、室２２０ａ内にグルコースが進入し、そのグルコースがリザーバエリア内の官能化デキストランと競いつつＣｏｎＡ分子５０６に結合すると、ＣｏｎＡ・官能化デキストラン間結合はその分解消される。そして、ＣｏｎＡ・グルコース間結合で生じたＣｏｎＡグルコース錯体［ＣｏｎＡ＋Ｇｌｕ］が検知エリア２４８内に移動すると、光共振器たるそのエリア２４８から出射される光に変化が生じる。検知部２０６ではその変化を検知する。なお、グルコース濃度が変化するとそれに応じＣｏｎＡグルコース錯体の濃度が変化する。例えば、グルコース濃度が低下するとＣｏｎＡグルコース錯体濃度が低下し、ＣｏｎＡグルコース錯体が逆方向に拡散してラメラ構造５０２に戻り、そのラメラ構造５０２にてＣｏｎＡ分子５０６とデキストランが再結合する。
【００４６】
図６に、第３実施形態に係るシステム６００を示す。このシステム６００では、検体検知用の光共振部材２０２ｂを形成する特定用室２２０ｂの内部に、デキストランで官能化された発泡質乃至ヒドロゲル質部材６０２によってリザーバエリアが形成されている。この部材６０２は、ＣｏｎＡ分子６０４向けの結合サイトが形成されるよう、デキストランを被覆等の手段で素の発泡体乃至ヒドロゲル材に付着させたものである。従って、拡散等により室２２０ｂ内にグルコースが進入し、そのグルコースがデキストランと競いつつＣｏｎＡ分子６０４に結合すると、ＣｏｎＡ・デキストラン間結合はその分解消される。そして、ＣｏｎＡ・グルコース間結合で生じたＣｏｎＡグルコース錯体が、拡散によって検知エリア２４８内に移動していく。なお、ヒドロゲルとしては、化学的又は物理的に架橋させたヒドロゲル、例えば架橋デキストランを用いるとよい。デキストランはヒドロゲル素材への物理的な架橋乃至グラフティング（枝状結合形成）で得ることができる。
【００４７】
図７に、第４実施形態に係るシステム７００を示す。このシステム７００では、検体検知用の光共振部材２０２ｃを形成する特定用室２２０ｃの内部に、デキストランで官能化された織り込み繊維７０２によってリザーバエリアが形成されている。この繊維７０２は、被覆等の手段で繊維状の素材にデキストランを付着させたものである。このデキストランにどの程度のＣｏｎＡ分子７０４が結合するかは室２２０内グルコース濃度で決まってくる。従って、グルコースの進入で生じる現象は上記同様となる。
【００４８】
図８に、第５実施形態に係るシステム８００を示す。このシステム８００では、検体検知用の光共振部材２０２ｄを形成する特定用室２２０ｄ、特にその内部でリザーバエリアを形成している面８０２，８０４又はその双方に、デキストランを付着させてある。面８０２はＭＷＣＯ膜たるフィルタ２２４の内面であり、面８０４は壁状部２１４の内面８０４である。デキストランは、面８０２，８０４又はその双方に、被覆等の手段で付着させることができる。ＣｏｎＡ分子８０６はそのデキストランとの結合に適する親和力を有している。
【００４９】
図９に、多室型体内埋込デバイスの第１実施形態９２０を示す。このデバイス９２０は室９２２、９２４及び９２６を有しており、そのうち少なくとも１個が特定性提供室として、他の少なくとも１個が非特定性提供室として、それぞれ構成及び使用されている。特定性提供室には、対象とする検体に対しある程度の特定性を呈する光学特性調整剤が入っており、その検体の濃度変化に応じその調整剤が移動して光学特性が変化する。他方、非特定性提供室には、少なくともその光学特性に有意な程度の変化が見られるほどには、光学特性調整剤は入っていない。また、このデバイス９２０は、図中矢印で示されている入射光９３０をその入射面９２８から取り込む反射機構を備えている。
【００５０】
その反射機構内のミラー９３２はフルミラーであり、入射面９２８を介し入射してくる光９３０をミラー９３６方向に反射する。ミラー９３６はその反射率が１／３のハーフミラーであり、ミラー９３２により反射された光９３４のうち強度にして１／３を反射させることで室９２６への入射光９３８を生成する一方、残りの２／３を透過させることでミラー９４２への入射光９４０を生成する。ミラー９４２はその反射率が１／２のハーフミラーであり、ミラー９３６を透過した光９４０のうち強度にして１／２（元の１／３）を反射させることで室９２４への入射光９４４を生成する一方、残りの１／２（元の１／３）を透過させることでミラー９５０への入射光９４６を生成する。ミラー９５０はフルミラーであり、ミラー９４２を透過した光９４６を反射させることで矢印の通り室９２２への入射光９５２を生成する。室９２２，９２４，９２６は光９５２，９４４，９３８の入射に応じ光共振器として機能し、図中に矢印で示す方向に透過モード出射光９５４，９５６，９５８を出射し光検知に供する（符号同順）。
【００５１】
図１０に、多室型体内埋込デバイスの第２実施形態９６０を示す。このデバイス９６０には可調ＶＣＳＥＬ等の狭ビーム光源９６２が内蔵されている。その光源９６２に発する狭ビーム光９６４は、レンズ９６６等相応の平行光化部材によって平行光化（コリメート）される。こうして生じた平行ビーム光９６８は、ミラー９３６等々により図９と同様に処理される。なお、光源９６２を制御するため体外から制御信号９７０を供給することも可能である。その場合、何らかの光源９６２用電源を本デバイス９６０に内蔵させた方がよい。
【００５２】
図１１に多室型体内埋込デバイスの第３実施形態９８０を示す。このデバイス９８０には可調ＶＣＳＥＬ等の狭ビーム光源９８２が内蔵されている。その光源９８２に発する狭ビーム光９８４は、平行光化後に分岐される図１０の段取りと違い、分岐後に平行光化されることとなる。なお、図１０の段取りと図１１の段取りとを併用して平行光化を行うことも原理上可能である。
【００５３】
まず、ミラー９８６はその反射率が１／３のハーフミラーであり、光源９８２に発する狭ビーム光９８４のうち強度にして１／３を反射させることでレンズ１０１０への入射光９８８を生成する一方、残りの２／３を透過させることでミラー９９２への入射光９９０を生成する。ミラー９９２はその反射率が１／２のハーフミラーであり、ミラー９８６を透過した光９９０のうち強度にして１／２（元の１／３）を反射させることでレンズ１００６への入射光９９４を生成する一方、残りの１／２（元の１／３）を透過させることでミラー９９８への入射光９９６を生成する。ミラー９９８はフルミラーであり、ミラー９９２を透過した光９９６を反射させることでレンズ１００２への入射光１０００を生成する。なお、図１１中のミラーミラー９８６、９９２及び９９８の反射率は、図９及び図１０に示したミラー９３６、９４２及び９５０のそれと同様、適当な組合せになるよう設定すればよい。レンズ１００２はミラー９９８から到来する狭ビーム光１０００を平行光化し、それによって得られた平行ビーム光１００４を室９２２に供給する。レンズ１００６，１０１０も対応する狭ビーム光９９２，９８６を平行光化し、それによって得られた平行ビーム光１００８，１０１２を対応する室９２４，９２６に供給する（符号同順）。なお、レンズ１００２，１０１６，１０１０以外の平行光化部材を用いてもよい。光源９８２を制御するため体外から制御信号１０２０を供給することも可能である。その場合、何らかの光源９８２用電源を本デバイス９８０に内蔵させた方がよい。
【００５４】
これら、図９〜図１１に示した諸実施形態では、左端にある室９２２と右端にある室９２６が先の説明に倣って設計されている。即ち、室９２２が特定性提供室、室９２６が前掲の第２室２２等に類する非特定性提供室として使用されていて、室９２６にはＣｏｎＡが入っていない。ただ、これらの室９２２，９２６を使用するだけでは、ＣｏｎＡを解放する処理やＣｏｎＡグルコース錯体を検知エリア内に拡散させる処理で時間的な遅延が発生してしまう。この問題に対処するには残りの室９２４を基準室として用いればよい。即ち、その室９２４の検知エリアに既知の基準流体を事前装填した上で、その内部に外部の流体例えば間質液が入らないようその室９２４を封止しておけばよい。こうした仕組みを使用すると、間質液内グルコース濃度の変化傾向を迅速に察知することができる。例えば、ＣｏｎＡが入っていない室９２６における変化を基準室９２４と対比して検知し、その変化傾向をＣｏｎＡ入りの室９２２におけるそれと比較すればよい。室９２６に変化があれば、それは生理学的レベルの変化の発生と見なすことができ、室９２６側の変化と同傾向の変化例えば増加傾向の変化が室９２２でも現れていれば、それは間質液内グルコース濃度の増加と見なすことができる。
【００５５】
多室型体内埋込デバイスは更に精密計測にも役立つ。例えば、室９２２内のそれに比べ多量のＣｏｎＡを室９２６のリザーバエリアに入れ、そのＣｏｎＡを光学特性調整剤とし室９２２，９２６双方で計測を行えばよい。入ってくるグルコースの量が同じなら、レセプタから解き放たれるＣｏｎＡの量はその室内のＣｏｎＡ量に応じて多くなる。従って、室９２２側の計測値からはグルコース濃度の大まかな変化を読み取ることができ、室９２６側の計測値からはグルコース濃度のごく僅かな変化を確認することができる。但し、使用するＣｏｎＡの量を増やしすぎると、計測値はより精細になるがその室９２６単独でのダイナミックレンジが高血糖症患者向けでない狭さになり、その程度の濃度幅ではＦＳＲ相当の強度ピーク偏倚しか生じなくなってしまう。他方、室９２２側で得られるグルコース濃度計測値は、室９２６側のそれより低精細だが値域設定に足りる精度はある。従って、室９２６の出射光から導出されるであろうグルコース濃度計測値の値域を室９２２側計測値に基づき判別し、その値域内で室９２６による高精細化を図ることで、精細さとダイナミックレンジとを両立させることができる。
【００５６】
また、本発明に係るシステムは、光共振部材を体内に埋め込むが光源及び検知部は体外に残す形態、光源及び光共振部材を体内に埋め込むが検知部は体外に残す形態、光共振部材及び検知部を体内に埋め込むが光源は体外に残す形態、更には光源、光共振部材及び検知部を単一ユニット化して体内に埋め込む形態のいずれでも、実現することができる。例えば、体外式光源を身体外面に十分近づけて配置し、その面越しに光共振部材を照明する構成を採ればよいので、光源を体内に埋め込む必要はない。体外式検知部を身体のすぐ近くに配置し、体外に出てくる出射光をその検知部で検知する構成を採ればよいので、検知部を体内に埋め込む必要もない。更に、光源及び検知部と室との間を光ファイバ経由で光学的に結合させる構成を採ればよいので、それら光源及び検知部を共に体外に配置することもできる。体内に埋め込んだ光源によって検知用光共振器を照明する際には、その光源を、外部から与える電磁信号等の制御信号に応じて、或いはタイミング信号や内蔵電源からの給電状態といった内部トリガに応じて、作動させればよい。受動型でなくて励振（例えば給電）が必要な検知部を用いる際には、光源に倣い、そのための外部励振源も設けるようにする。更に、励振が必要な部材に対しては、蓄電池、燃料電池等の方式による小型電源で励振（例えば給電）を行うことができる。
【００５７】
更に、前掲の例では、ＣｏｎＡの結合先となるデキストランが、架橋デキストラン（例えばセファデックスビーズ）、固定化デキストラン等の形態を採り、リザーバエリア内に配されていたが、それとは異なる形態で本発明を実施することもできる。例えば、ＣｏｎＡをリザーバエリア内に固定しておき、デキストランを光学特性調整剤として添加するようにしてもよい。この構成では、デキストランが検体たるグルコースの濃度に応じ固定化ＣｏｎＡに結合するので、リザーバエリア内にグルコースが進入して固定化ＣｏｎＡと結合すると、それにつれてデキストランが固定化ＣｏｎＡから解き放たれて検知エリアに移動していく。例えば、図５の特定性提供室２２０ａ内に位置する書棚状ラメラ構造５０２上にＣｏｎＡを固定化し、それに結合する光学特性調整剤としてデキストランを添加した場合、間質液内グルコース濃度が高まり固定化ＣｏｎＡに対するグルコースの結合が増えるにつれ、ＣｏｎＡではなくデキストランが、そのラメラ構造５０２から解き放たれることとなる。
【００５８】
同じく前掲の例では、１個又は複数個のリザーバエリアに調整剤を入れておき、その調整剤にレセプタを可逆結合させることで、光共振器たる検知エリアへの調整剤の出入りを調整する仕組みを実現していたが、これに代え、１個又は複数個の検知エリアに調整剤を入れておき、その調整剤にレセプタを可逆結合させることで、光共振器たる検知エリアへの調整剤の出入りを調整する仕組みを実現するようにしてもよい。後者の場合、リザーバエリアは、調整剤を保持するエリアとして引き続き機能するよう検知エリアから仕切っておく。レセプタは、リザーバエリア内へ移動せず検知エリア内にとどまるよう、何らかの形態で閉じこめておく。レセプタと結合していない調整剤は拡散等によりリザーバエリア内外を行き来することができるので、こうした仕組みのシステムに検体が供給されると、検知エリア内調整剤の結合有無比率、即ちレセプタに結合していない調整剤と結合している調整剤の比率、ひいては検知エリア内調整剤量が変化する結果、その検知エリアの光学特性のうち少なくとも一種類が変化する。
【００５９】
図１２に、本発明に係るシステムの第６実施形態１２００を示す。このシステム１２００は検体検知用の光共振部材１２０２、光源部１２０４及び検知部１２０６から構成されており、光共振部材１２０２は体内埋込型の素子として構成されている。これを含め複数個の光共振部材を体内に埋め込み検体検知を行うようにしてもよい。光源部１２０４は例えば１個又は複数個の照明光源から構成されており、それらは光ファイバ等を介し光共振部材１２０２と光学的に結合されている。検知部１２０６は例えばフォトセンサを１個又は複数個用いた光検知部材であり、それらのフォトセンサも光ファイバ等を介し光共振部材１２０２と光学的に結合されている。こうした構成に代え、ＲＦ信号を検知部１２０６たるＲＦ受信機で受信する構成にしてもよい。
【００６０】
検体検知用の光共振部材１２０２は、図１に示した体内埋込型の素子１０と同様の構成にすることができる。即ち、光共振部材１２０２の骨格は、長手方向沿いのある位置での断面を捉えた図１２に示す通り、光反射体１２１０，１２１２と、壁状部１２１４を含む一組の壁状部とにより形成されている。光反射体１２１０，１２１２間には室１２２０，１２２２が形成されている。その室１２２０，１２２２と、光反射体１２１０，１２１２の反射面とによって、対応するＦＰ光干渉計乃至エタロン（総称してＦＰ光共振器）が形成されている。こうした構成の光共振部材１２０２を人間の皮下に埋め込むと、間質液内物体が、対応するフィルタを介し個々の室１２２０，１２２０に出入りすることとなる。
【００６１】
図示の通り、特定性提供室たる第１室１２２０は、光反射体１２１０，１２１２の反射面、壁状部１２１４の表面及びフィルタ１２２４によって外部及び他部位から仕切られている。その内部には、図示の明瞭化のためハッチングを省略するが、フィルタ１２２４によって濾過された間質液が入ってくる。他方の第２室１２２２も、光反射体１２１０，１２１２の反射面、壁状部１２１４の逆側の表面及びフィルタ１２２８によって外部及び他部位から仕切られている。その内部には、図中ハッチングで示す通り、フィルタ１２２８によって濾過された間質液が入ってくる。フィルタ１２２４，１２２８は、図中ＩＳＦ＜３０ｋＤａと記されているように、例えば間質液内物質のうちその分子量が３０ｋＤａ未満の軽量種だけを通すよう構成されている。従って、室１２２０，１２２２内リザーバエリア１２４０，１２４４には［Ｇｌｕ］及び［Ｒｅｓｔ］が入り込んでいく。［Ｇｌｕ］とはグルコースのことであり、［Ｒｅｓｔ］はグルコース以外でフィルタ１２２４を通り抜けられる種のことである。更に、エリア１２４０，１２４４内には［ＣｏｎＡ＋Ｇｌｕ］及び［ＣｏｎＡ］も存在している。［ＣｏｎＡ＋Ｇｌｕ］とはＣｏｎＡグルコース錯体のことであり、［ＣｏｎＡ］とはフリーＣｏｎＡのことである。
【００６２】
これらのフィルタ１２２４，１２２８の役割は、諸間質液内物質のうち光学特性に影響を及ぼすものが室１２２０，１２２２内に入る速度を抑えることにある。これを実現するには、ＭＷＣＯ膜か透析膜をフィルタ１２２４，１２２８として使用すればよい。ＭＷＣＯ膜は、その平均サイズがあるサイズを超える分子、例えば１５〜３０ｋＤａ超の分子量を有する分子を阻止し又はその通過を遅延させる膜である。従って、フィルタ１２２４，１２２８としてＭＷＣＯ膜又は透析膜を使用すると、重量分子、細胞等といった物体が室１２２０，１２２２内に出入りできなくなる。或いは、無視できるほどゆっくりとした速度でしか出入りできなくなる。フィルタ１２２４，１２２８は、これ以外にも様々な形態で実現することができる。
【００６３】
特に、対グルコース特定性を屈折率計測によって実現するには、共振器を形成する室の開口を漏れなく同種の膜で覆うことが求められる。ＭＷＣＯ膜、特に１０〜１０００００Ｄａ、好ましくは３〜３０ｋＤａ、とりわけ好ましくは１５ｋＤａ超の分子を阻止するものは、この用途に適している。即ち、ＭＷＣＯ膜は表１中の血清アルブミン等の通過を阻止又は遅延させるので、これをフィルタ１２２４，１２２８として使用すると、そうした重量分子が室１２２０，１２２２内に（概ね）入れなくなるが、ＮａＣｌ、グルコース等のような軽量分子はそのＭＷＣＯ膜越しに拡散して室１２２０，１２２２内に入ることができる。ＣｏｎＡ分子１２３６も、フリーか、セファデックス状のデキストランビーズ１２３８と結合しているか、或いはグルコースと結合しているか、といった別を問わず、フィルタ１２２４によって第１室１２２０内に閉じこめられている。フィルタ１２２４，１２２８の目のサイズは例えば約１〜６ｎｍであるので、蛋白質、細胞等といった大きな物体を阻止しつつ、小さな分子を通すことができる。更に、セファデックスビーズ２３８自体もメッシュ１２４２，１２４６を通過できず、それらのメッシュ１２４２，１２４６とフィルタ１２２４，壁状部１２１４とにより囲われたリザーバエリア１２４０，１２４４の内部に閉じこめられることとなる（符号同順）。
【００６４】
こうした構造の下では、間質液内物質のうちその分子量が１５ｋＤａ未満のものが拡散し室１２２０，１２２２内検知エリア１２４８，１２５０に入っていく。また、第１室１２２０内検知エリア１２４８は部分的にセファデックスビーズ（架橋デキストラン）１２３８で占められている。これは、エリア１２４８内のビーズ１２３８が、ＭＷＣＯ膜等として形成されるフィルタ１２２４によって阻止されるため室１２２０外に退出することができず、メッシュ１２４２，１２４６でも阻止されるため室１２２０内リザーバエリア１２４０，１２４４に進入することもできないためである。即ち、その孔径がビーズ径未満のメッシュ１２４２，１２４６によって、エリア１２４０，１２４４に対し検知エリア１２４８が封止しており、検知エリア１２４８とリザーバエリア１２４０，１２４４とが同じ室１２２０内で互いに別のエリアを形成するためである。
【００６５】
ビーズ１２３８はエリア１２４８に入れるのに先立ち予め適当な緩衝剤、例えばそのｐＨが７．４でＣａ及びＭｇ塩を含むＰＢＳ、ＴＲＩＳ等を用いふくらまされている。それらはＣｏｎＡ分子１２３６にも含まれる物質であるので、ＣｏｎＡ分子１２３６はグルコースだけでなくビーズ１２３８にも結合することができ、その結合によってビーズ１２３８上に蓄蔵されることとなる。従って、室１２２０内エリア１２４８にグルコースが拡散するにつれてＣｏｎＡ・グルコース間結合が増え、それと競合するＣｏｎＡ・セファデックス（デキストラン）間結合は解消されていく。そのＣｏｎＡ・グルコース間結合で生じたＣｏｎＡグルコース錯体は、フリーＣｏｎＡと共に、その孔径がＣｏｎＡ径より大きいメッシュ１２４２，１２４６越しに室１２２０内エリア１２４０，１２４４に拡散していく。リザーバエリア１２４０，１２４４内に解き放たれるＣｏｎＡグルコース錯体の濃度は、第１室１２２０におけるフリーグルコース濃度に応じて決まってくる。この室１２２０内フリーグルコース濃度は、更に素子１０の周囲に存する間質液におけるフリーグルコース濃度と平衡する。従って、ＣｏｎＡ分子１２３６がグルコース分子を“捕まえる”ことによって、室１２２０におけるフリーグルコース濃度が大きく変わることはない。
【００６６】
従って、室１２２０，１２２２内に形成されている都合２個の検知エリア１２４８，１２５０間でその屈折率差を計測することにより、フリーＣｏｎＡとＣｏｎＡグルコース錯体を合わせた特定性提供室１２２０内ＣｏｎＡ濃度と、その基準になる濃度例えば室１２２２内ＣｏｎＡ濃度（＝０）との差を物差しとして、間質液内フリーグルコース濃度を求めることができる。もし、エリア１２４８，１２５０間屈折率差から間質液内フリーグルコース濃度を導出する処理を手際よく行いたければ、予め、屈折率差から間質液内フリーグルコース濃度への換算論理を策定しておくとよい。当該換算論理は、そのグルコース濃度が既知の流体に関しエリア１２４８，１２５０間屈折率差を計測し、それらグルコース濃度及び屈折率差を互いに関連付ける、という手順を、所要点数分のデータが得られるまで繰り返すことで、策定することができる。また、ＭＷＣＯ膜等のフィルタ１２２４やメッシュ１２４２，１２４６を使用することで、レセプタたるセファデックスビーズ１２３８や調整剤たるＣｏｎＡ分子１２３６を、第１室１２２０内に好適に閉じこめることができる。前掲のグルコース用であれば、フィルタ１２２４を用い室１２２０内にＣｏｎＡ分子１２３６を閉じこめればよい。更に、その分子がグルコースに比べてかなり大きいＣｏｎＡ（分子量ではグルコースの約１５０倍）をグルコースに結合させることで、グルコース単独の場合に比べ１５０倍程にも増幅された屈折率信号を得ることができる。
【００６７】
有用なレベルに増幅された屈折率信号を得るには、本システム１２００を調整する際に、システム１２００内で使用するＣｏｎＡ分子１２３６の量、ＣｏｎＡ・グルコース間結合の親和力並びにＣｏｎＡ・セファデックス（デキストラン）間結合の親和力を、適宜勘案すればよい。即ち、間質液内グルコース濃度を反映する十分な量のグルコースがＣｏｎＡ分子１２３６と結合し、それにより生じた十分な量のＣｏｎＡグルコース錯体が検知計測域１２４８内に解き放たれるように調整することで、その屈折率信号から間質液内グルコース濃度をより好適に求めることができる。
【００６８】
本システム１２００を稼働させる際には、まず光源部１２０４に発する光を光共振部材１２０２に入射させる。光源部１２０４は、例えばＶＣＳＥＬ、ＤＦＢ（分布帰還型）、ＤＢＲ（分布反射型）等の可調レーザ光源や、その他の種類の固体レーザ光源や、空胴共振ＬＥＤ（発光ダイオード）等、相応の光源によって構成されている。光共振部材１２０２を構成する互いに平行な２個の検知用光共振器１２４８，１２５０は、それぞれ、そうした光源部１２０４からの光に反応して検知部１２０６方向に光を出射し、その光は検知部１２０６を構成する光検知部材、例えば光共振器毎に設けたフォトセンサによって検知される。その光、即ち室１２２０，１２２２内光共振器１２４８，１２５０からの出射光１２３０，１２３２は、室１２２０，１２２２の中身を表している（符号同順）。例えば、ＦＰ光干渉計、ＦＰ光エタロン又はそれに類する光共振器となるようエリア１２４８，１２５０を形成し、それらを透過又は反射モードで稼働させたとする。この場合、エリア１２４８，１２５０からの出射光１２３０，１２３２から抽出される特徴量には、室１２２０，１２２２間の中身ひいては屈折率の違いを反映した相違が現れる（符号同順）。他方、電解質濃度、温度等、両光共振器１２４８，１２５０の諸モードに対し共通に作用する要素が変動したとしても（コモンモード変動）、それらの光共振器１２４８，１２５０のモード間スペクトル位置差は（ほとんど）変化しない。従って、第２室１２２２を差分計測の基準として用いることで、光共振器１２４８，１２５０におけるモード間スペクトル位置差の主因となっているＣｏｎＡグルコース錯体及びフリーＣｏｎＡの濃度変化を、知ることができる。更に、光共振器出射光１２３０，１２３２の強度を計測しエリア１２４８，１２５０間に存する吸収率差を求めることで、エリア１２４８，１２５０内物質を推定することができる。また、複屈折性の調整剤を併用して出射光１２３０，１２３２の偏向度を計測し、エリア１２４８，１２５０間に存する複屈折特性差を求めることでも、エリア１２４８，１２５０内物質を推定することができる。第２室１２２２内検知エリア１２５０に、検知エリア１２４８内レセプタ量及びＣｏｎＡ量に十分に相応する量のレセプタ及びＣｏｎＡを入れてもよい。
【００６９】
検知用光共振器１２４８，１２５０に発する透過出射光１２３０，１２３２を検知すると、検知部１２０６を構成する光検知部材は、図中矢印で示す通り、外部コンポーネント例えばＣＰＵ等のプロセッサに検知結果１２３４を供給する。そのプロセッサは、その検知結果１２３４から各室１２２０，１２２２の中身の屈折率又は吸収率を導出し、その結果から更に後述のどれかの手法でグルコース濃度等の情報を導出する。検知結果１２３４からグルコース濃度を導出するに当たっては、屈折率、吸収率等の素材特性を検知結果１２３４から実際にデコンボリューションする必要はない。重要なのは、寧ろ、出射光１２３０，１２３２の強度、偏向度等といった計測対象光学特性がその光共振器１２４８，１２５０を形成する素材の性質に依存していることを利用し、検知結果１２３４から素材特性の変化を導出することである。
【００７０】
そして、検体等の物体を光共振部材１２０２内室１２２０，１２２２に送り込む際には、その検体を拡散させてもよいし、圧送（ポンピング）によって体液流を引き起こしその体液流で搬送するようにしてもよい。更に、体内に埋め込まれている状態で何らかのパワーを利用し何らかの動作を実行するシステム構成であれば、そのパワーを利用し電気化学的乃至電気機械的輸送プロセスを実行することで、検体搬送用の体液流を操作することができる。
【００７１】
なお、図２及び図１２に示したシステム２００，１２００にて図５〜図８に示したものと同様のシステム構成を採り、リザーバエリアではなく検知エリア内にレセプタを入れることもできる。そうした構成でも検知エリア・リザーバエリア間を調整剤が移動するので、その移動から検体濃度を知ることができる。
【００７２】
また、解離定数を調整することで、デキストラン・ＣｏｎＡ間結合、グルコース・ＣｏｎＡ間結合等、物体間結合に係る親和力を調整することができる。この調整は例えばＣｏｎＡのペグ化で行うことができる。既知の通り、ペグ化は、ＰＥＧ（poly(ethylene glycol)）のポリマ鎖を他分子と共有結合させるという標準的な化学処理である。何も手を加えていないＣｏｎＡの溶液は時間経過に伴い濁ってくるが、ペグ化するとＣｏｎＡの溶解度が高まるので、ペグ化済ＣｏｎＡの溶液は時間経過に対し割合に安定である。ペグ化済ＣｏｎＡの使用で得られる特徴的な効果としては、システム調整で精度を向上させうる点等がある。
【００７３】
更に、その検知エリア内素材で検知可能な吸収スペクトラムを、光学特性調整剤によって変化させることもできる。例えば、出射光から得られる強度エネルギ関数には、検体の影響による屈折率の変化を表す強度ピーク偏倚だけでなく、出射光のレベル情報も含まれている。そのレベル情報から出射光の極大値と極小値との比即ちコントラストを求め、そのコントラストを光学特性の一種として用い検体濃度や濃度変化を求めることが可能である。その際、検体たるグルコースのそれと異なる適当な吸収スペクトラムを呈する物質を調整剤として使用することで、グルコースがあまり吸収しない５００〜１０００ｎｍ域の光で、光の吸収を利用したコントラスト計測等をより好適に行うことができる。
【００７４】
また、特定性提供室内検知エリアにおける光吸収を計測し流体内検体濃度変化を検知することもできる。この種の計測手法には、狙いとする分子に対する感度が高まるという利点がある。例えば、グルコースは紫外域、可視域又は近赤外域に属する波長に対する吸収率がさほど高くないので、光吸収計測でグルコースを直接に検知することはできない。これに対し、ＣｏｎＡは紫外域に属する波長（２８０ｎｍ）の光を好適に吸収し、また相応の吸収剤で官能化すれば他の波長の光も吸収する。例えば、ＡＴＴＯ（登録商標）５６５で官能化されたＣｏｎＡが市販されている。従って、実際上の検知対象分子を切り替えること、この場合グルコースからＣｏｎＡへと切り替えることによって、吸収特性の不備を補うことができる。
【００７５】
更に、レセプタとの結合を利用するという考え方は、相応の結合特性を呈する他の物体にも等しく適用することができるので、レセプタ、検体及び光学特性調整剤に関するこれまでの説明を一般化することができる。
【００７６】
即ち、以上の説明では間質液内にＣＧＭを入れて計測することを想定していたが、その説明中で述べた種々の考え方は、レセプタ及び調整剤の組合せが違い或いはその結合形態が異なる別の例、特に
・  その結合に可逆性があること
・  そのレセプタ又は調整剤との結合で検体を幾ばくかは特定できること
・  そのレセプタ・調整剤間結合の解離定数（Ｋｄ値）が適切であり、興味ある検体濃度域内でレセプタ又は調整剤に対し検体が十分結合できること
・  その光学特性調整剤により検知用光共振器にもたらされる光学特性変化が、計測可能なものになること
といった条件を満たすものを包括するよう、拡張することができる。
【００７７】
また、ＣＧＭでモニタされる流体に干渉成分が含まれていることがある。干渉成分とは、検体に対する室乃至室群の応答性を変える物質のことである。流体にそのような物質が含まれている場合、検知用光共振器の光学特性を計測すると、検体濃度に違いがなくても、そうした物質が存在していないときとは異なる特性が得られる。例えば、検体と共にその流体に含まれている種々の干渉成分に、使用中のレセプタ乃至調整剤がある程度以上の強度で結合すると干渉が発生し、その影響で検体検知に支障が出る。この問題を解決するには、更に１個又は複数個の特定性提供室をそのＣＧＭに付加し、その追加した特定性提供室に入れるレセプタ又は調整剤の種類を、最初の特定性提供室のそれとは異なる結合定数比で干渉成分及び検体と結合する種類のものにすればよい。
【００７８】
ご理解頂ける通り、その干渉成分が検体・調整剤間結合ではなく検体・レセプタ間結合に干渉する場合にも、同様のやり方で対処することができる。例えば、第１，第２それぞれの検知エリアにて計測した光学特性を利用し、第２の検知エリアにて計測された光学特性に対する検体以外の物質（即ち干渉成分）の影響から、第１の検知エリアにて計測された光学特性に対する検体の影響を分離させることができる。
【００７９】
例えばマルトース（麦芽糖）が高濃度で存在する環境でグルコースを検知したい場合、マルトース，グルコースのどちらにも同程度の強度で結合するＣｏｎＡよりは、グルコースよりもマルトースに対して強い強度で結合する物質例えばＭＢＰ(maltose-binding protein)の方が、光学特性調整剤（略して調整剤）として適している。ＭＢＰを調整剤として用いるなら、ＭＢＰと可逆結合するアミロースがレセプタとして適している。ＭＢＰを調整剤、アミロースをレセプタとして使用する特定性提供室内では、アミロース・ＭＢＰ間結合によってレセプタ調整剤錯体が生じ、その錯体が試料内干渉成分濃度に応じ解離して調整剤（ＭＢＰ）の濃度が高まり、そのＭＢＰが検知エリア（光共振器）に移動していく。その後、干渉成分（マルトース）の濃度が低下するとレセプタ・調整剤間結合が発生しやすくなり、その結果検知エリア内調整剤（ＭＢＰ）濃度が低下する。試料に含まれる他の成分、例えば検体たるグルコースはレセプタ（アミロース）に対する親和力が低く、調整剤（ＭＢＰ）からアミロースを解き放つ能力に乏しい。
【００８０】
濃度域によっては、ＭＢＰを修飾することで干渉成分（マルトース）濃度をより好適に計測できるようになる。例えば、マルトースに対する親和力が２．８ｍＭになるようＭＢＰを修飾すれば、ミリモル域感度を有するマルトースを検知することができる。従って、ＣｏｎＡが入っている別の特定性提供室を併用することで、そのＣＧＭでグルコースとマルトースを弁別することができる。
【００８１】
また、検知エリアにおける光学特性変化からＭＢＰを検知するには、当該別の特定性提供室（第２の特定性提供室）があれば足りる。第２の特定性提供室は、グルコース検知用の特定性提供室（第１の特定性提供室）における不要干渉成分（マルトース）補償に役立つだけでなく、付加的な情報即ちマルトース濃度を取得するのにも役立つ。この場合、マルトースは検体，干渉成分のいずれでもある。
【００８２】
このように、同一デバイスで複数種類の検体に対し特定性を提供できるということは、同一デバイスで特定性を提供できる検体を何種類にも増やせるということである。例えば、乳酸分析を行いたければ、また別の室内に、乳酸に対し可逆的に結合する物質をレセプタとして入れ、且つそれと競合する物質を調整剤として入れればよい。無論、こうした拡張例でも前述のマルトース検知例でも、前述したリリーサブルな結合手法を用いることで、体内埋込型乃至体内挿入型のデバイスとしての有用性を高めることができる。
【００８３】
また、ご理解頂ける通り、レセプタ、調整剤、検体及び干渉成分に関するこれまでに議論を敷衍することにより、先に記した手法をより一般的な形態に拡張することができる。例えば、そのエタロンを構成する膜及び壁状部（即ち室）に結合しうる物質をレセプタとして使用することで、面上結合サイト密度が許容範囲内にとどまる限り、レセプタ用の結合サイトを増やすことやビーズ等のレセプタ担持媒体を省略することができる。この場合、上掲の実施形態で使用していたメッシュも不要になる。
【００８４】
このレセプタはそのリザーバエリア内で結合状態を保つが、競合結合が発生するため調整剤（ＣｏｎＡグルコース錯体及び固定化ＣｏｎＡを使用する場合は例えばデキストラン）を解き放つ。その調整剤は、光学特性変化に基づき特定性を提供するほか、構成によっては増幅作用も発揮する。
【００８５】
即ち、先の説明では間質液内にＣＧＭを入れて計測することを想定していたが、その説明中で述べた種々の考え方は、レセプタ及び調整剤の組合せが違い或いはその結合形態が異なる別の例、特に
・  調整剤がレセプタに対し可逆的に結合すること
・  調整剤の作用で、光共振器たる検知エリアの光学特性のうち一種類又は複数種類が十分に変化すること
といった条件を満たすものを包括するよう、拡張することができる。
【００８６】
また、検体との結合によって調整剤の形態が変化する現象を使用し、調整剤の光学特性を変化させうる場合もある。その場合、レセプタを入れておくリザーバエリアは必要ない。
【００８７】
レセプタの特性を修正することで、解離特性、拡散時間、屈折率変化及び溶解度を、適当な値にすることができる。
【符号の説明】
【００８８】
１０  素子、１２，１４  デバイス構成要素、１６  要素間境界線、２０，２２，２２０，２２０ａ〜２２０ｄ，２２２，９２２〜９２６，１２２０，１２２２  室、２４〜２８，２１４，１２１４  壁状部、３０，３２  端境部、４０，９３８，９４４，９５２，１００４，１００８，１０１２  光共振器入射光、４２，４４，２３０，２３２，９５４，９５６，９５８，１２３０，１２３２  光共振器出射光、５０，６０  強度関数グラフ、５２，５４  透過モード強度関数曲線、６２，６４  反射モード強度関数曲線、２００，５００，６００，７００，８００，１２００  システム、２０２，２０２ａ〜２０２ｄ，１２０２  光共振部材、２０４，１２０４  光源部、２０６，１２０６  検知部、２１０，２１２，１２１０，１２１２  光反射体、２２４，２２８，１２２４，１２２８  フィルタ、２３４，１２３４  検知結果、２３６，５０６，６０４，７０４，８０６，１２３６  コンカナバリンＡ（ＣｏｎＡ）分子、２３８，１２３８  セファデックスビーズ、２４０，２４４，１２４０，１２４４  リザーバエリア、２４２，２４６，１２４２，１２４６  メッシュ、２４８，２５０，１２４８，１２５０  検知用光共振器（検知エリア）、３００  駆動回路、３４０  ＣＰＵ、３４２  バス、３４４，３４８、３４９  コンポーネントＩ／Ｏ、３４６  メモリ、３５０〜３５４  コントローラ、３６０〜３６４  集積回路（ＩＣ）、３６６  フォトセンサ又はそのアレイ、３７０  プログラムメモリ、３７２  データメモリ、３７４  検体情報ルーチン、３７６  校正データ、５０２  ラメラ構造、６０２  発泡質乃至ヒドロゲル質部材、７０２  織り込み繊維、８０２  フィルタ内面、８０４  壁状部内面、９２０，９６０，９８０  多室型体内埋込デバイス、９２８  反射機構入射面、９３０  反射機構入射光、９３２，９５０，９９８  フルミラー、９３４，９４０，９４６，９６８，９８４，９９０，９９６  ミラー入射光、９３６，９４２，９８６，９９２  ハーフミラー、９６２，９８２  光源、９６４，９８８，９９４，１０００  レンズ入射光、９６６，１００２，１００６，１０１０  レンズ、９７０，１０２０  光源制御信号。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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