(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透過性向上処理が行われた脊椎動物の皮膚を介してヒドロゲル層中に組織液を抽出し、所定時間の経過後に該ヒドロゲル層中に採集された組織液を分析して、その中に含まれるナトリウムイオン濃度とグルコース濃度とを測定し、これらの測定値に基づいて該脊椎動物の血液中のグルコース濃度に相当する値を算出する組織液の分析方法において使用される組織液抽出用デバイスであって、該組織液抽出用デバイスが、
ａ）合成樹脂フィルムから形成された支持体；
ｂ）該支持体の片面に配置された粘着剤層；
ｃ）該粘着剤層の表面に配置された、ポリビニルアルコール及びポリビニルピロリドンからなる群より選ばれる少なくとも一種の親水性ポリマーから形成されたヒドロゲル層；並びに
ｄ）該粘着剤層と該ヒドロゲル層の両方の露出面を被覆する剥離層；
を有し、
該ヒドロゲル層が、１）その周囲に該粘着剤層が露出する大きさの面積を有するものであり、２）実質的にナトリウムイオンを含有せず、かつ、３）該ヒドロゲル層を横７ｍｍ×縦１２ｍｍ×厚み７００μｍにカットして、ヒドロゲル試料を作製し、温度２３℃、相対湿度５５％の恒温高湿槽内で、平坦な状態に静置したポリエステルフィルム上に、該ヒドロゲル試料を１分間放置した後、離水の状態を、Ａ：離水は認められなかった、Ｂ：離水がゲル表面に若干認められた、Ｃ：ゲル周辺にはっきりと離水が認められた、の三つの基準で評価する評価基準で、３つの該ヒドロゲル試料について評価し、それらのうちの多数となった評価結果を離水の状態の評価結果とする測定方法により測定したとき、離水の状態の評価結果が、Ａ：離水は認められなかった、である
ことを特徴とする組織液抽出用デバイス。
【請求項２】
該ヒドロゲル層が、塩化カリウム、リン酸カリウム、塩化マグネシウム、リン酸マグネシウム、塩化カルシウム、リン酸カルシウム、アミノ酸、尿素、酢酸、アンモニア、トリシン、チアミン、リボフラビン、ニコチン酸アミド、ピリドキシン、シアノコバラミン、及びアスコルビン酸からなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物からなる浸透圧制御剤を、浸透圧モル濃度が０．０５〜０．９４オスモルの範囲内となる割合で更に含有するものである請求項１記載の組織液抽出用デバイス。
【請求項３】
該ヒドロゲル層が、該親水性ポリマーの水溶液の塗膜に放射線を照射して架橋することにより形成されたものである請求項１または２記載の組織液抽出用デバイス。
【請求項４】
該ヒドロゲル層が、親水性ポリマー濃度を７〜３０重量％の範囲内とし、塩化カリウム、リン酸カリウム、塩化マグネシウム、リン酸マグネシウム、塩化カルシウム、リン酸カルシウム、アミノ酸、尿素、酢酸、アンモニア、トリシン、チアミン、リボフラビン、ニコチン酸アミド、ピリドキシン、シアノコバラミン、及びアスコルビン酸からなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物からなる浸透圧制御剤を浸透圧モル濃度が０．０５〜０．９４オスモルの範囲内となる量比で含有し、かつ、実質的にナトリウムイオンを含有しない親水性ポリマー水溶液であって、該親水性ポリマー濃度をｂ重量％とし、該浸透圧制御剤の浸透圧モル濃度をａオスモルとしたとき、下記式（Ａ）
ａ≦０．１ｂ−０．６                      （Ａ）
で表わされる関係を満足する親水性ポリマー水溶液の塗膜に、α線、電子線、及びγ線からなる群より選ばれる放射線を照射して架橋することにより得られたものである請求項１乃至３のいずれか１項に記載の組織液抽出用デバイス。
【請求項５】
該ヒドロゲル層が、該親水性ポリマー水溶液の塗膜に、加速電圧が２００ｋＶから１０ＭＶの範囲内で、かつ、照射線量が５〜２０，０００ｋＧｙの範囲内の電子線を照射して架橋することにより得られたものである請求項４記載の組織液抽出用デバイス。
【請求項６】
該親水性ポリマーが、ケン化度が７８〜１００モル％の範囲内で、平均重合度が５００〜４，０００の範囲内のポリビニルアルコールである請求項１乃至４のいずれか１項に記載の組織液抽出用デバイス。
【請求項７】
該ヒドロゲル層の含水率が、７０〜９５重量％の範囲内である請求項１乃至６のいずれか１項に記載の組織液抽出用デバイス。
【請求項８】
該ヒドロゲル層を生理食塩水中に２４時間浸漬した後の重量を生理食塩水に浸漬する前の重量で割った値を１００倍して得られる膨潤率が、１００〜３００％の範囲内である請求項１乃至７のいずれか１項に記載の組織液抽出用デバイス。
【請求項９】
該ヒドロゲル層が、該粘着剤層の表面に、直接または不織布若しくは合成樹脂フィルムからなる中間層を介して配置されたものである請求項１乃至８のいずれか１項に記載の組織液抽出用デバイス。
【請求項１０】
透過性向上処理が行われた脊椎動物の皮膚を介してヒドロゲル層中に組織液を抽出し、所定時間の経過後に該ヒドロゲル層中に採集された組織液を分析して、その中に含まれるナトリウムイオン濃度とグルコース濃度とを測定し、これらの測定値に基づいて該脊椎動物の血液中のグルコース濃度に相当する値を算出する組織液の分析方法において使用される組織液抽出用デバイスの製造方法であって、該組織液抽出用デバイスの製造方法が、
合成樹脂フィルムから形成された支持体を準備する工程１；
該支持体の片面に粘着剤層を配置する工程２；
ポリビニルアルコール及びポリビニルピロリドンからなる群より選ばれる少なくとも一種の親水性ポリマーの水溶液の塗膜に放射線を照射して架橋することにより形成したヒドロゲル層を、該粘着剤層の表面に配置する工程３；並びに
剥離層により、該粘着剤層と該ヒドロゲル層の両方の露出面を被覆する工程４；
を有し、
該ヒドロゲル層が、１）その周囲に該粘着剤層が露出する大きさの面積を有するものであり、２）実質的にナトリウムイオンを含有せず、かつ、３）該ヒドロゲル層を横７ｍｍ×縦１２ｍｍ×厚み７００μｍにカットして、ヒドロゲル試料を作製し、温度２３℃、相対湿度５５％の恒温高湿槽内で、平坦な状態に静置したポリエステルフィルム上に、該ヒドロゲル試料を１分間放置した後、離水の状態を、Ａ：離水は認められなかった、Ｂ：離水がゲル表面に若干認められた、Ｃ：ゲル周辺にはっきりと離水が認められた、の三つの基準で評価する評価基準で、３つの該ヒドロゲル試料について評価し、それらのうちの多数となった評価結果を離水の状態の評価結果とする測定方法により測定したとき、離水の状態の評価結果が、Ａ：離水は認められなかった、である
ことを特徴とする組織液抽出用デバイスの製造方法。
【請求項１１】
前記工程３において、親水性ポリマー濃度を７〜３０重量％の範囲内とし、塩化カリウム、リン酸カリウム、塩化マグネシウム、リン酸マグネシウム、塩化カルシウム、リン酸カルシウム、アミノ酸、尿素、酢酸、アンモニア、トリシン、チアミン、リボフラビン、ニコチン酸アミド、ピリドキシン、シアノコバラミン、及びアスコルビン酸からなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物からなる浸透圧制御剤を浸透圧モル濃度が０．０５〜０．９４オスモルの範囲内となる量比で含有し、かつ、実質的にナトリウムイオンを含有しない親水性ポリマー水溶液であって、該親水性ポリマー濃度をｂ重量％とし、該浸透圧制御剤の浸透圧モル濃度をａオスモルとしたとき、下記式（Ａ）
ａ≦０．１ｂ−０．６                      （Ａ）
で表わされる関係を満足する親水性ポリマー水溶液の塗膜に、α線、電子線、及びγ線からなる群より選ばれる放射線を照射して架橋することによりヒドロゲル層を形成し、次いで、該ヒドロゲル層を該粘着剤層の表面に配置する請求項１０記載の製造方法。
【請求項１２】
前記工程３において、該親水性ポリマー水溶液の塗膜に、加速電圧が２００ｋＶから１０ＭＶの範囲内で、かつ、照射線量が５〜２０，０００ｋＧｙの範囲内の電子線を照射して架橋することによりヒドロゲル層を形成し、次いで、該ヒドロゲル層を該粘着剤層の表面に配置する請求項１１記載の製造方法。
【請求項１３】
透過性向上処理が行われた脊椎動物の皮膚を介してヒドロゲル層中に組織液を抽出し、所定時間の経過後に該ヒドロゲル層中に採集された組織液を分析して、その中に含まれるナトリウムイオン濃度とグルコース濃度とを測定し、これらの測定値に基づいて該脊椎動物の血液中のグルコース濃度に相当する値を算出する組織液の分析方法において、請求項１記載の組織液抽出用デバイスを使用する組織液の分析方法。
【請求項１４】
前記組織液抽出用デバイスが、電気エネルギーを付与することなくヒドロゲル層中に組織液を抽出することができるものである請求項１記載の組織液抽出用デバイス。
【請求項１５】
該ヒドロゲル層が、組織液の成分を代謝する酵素を実質的に含有しないものである請求項１記載の組織液抽出用デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組織液抽出用デバイスとその製造方法に関し、さらに詳しくは、支持体の片面に、粘着剤層を介して、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）及び／またはポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）のヒドロゲル層を有し、組織液中に含有されるグルコースの定量分析などに使用することができる組織液抽出用デバイスに関する。
【０００２】
また、本発明は、透過性向上処理が行われた脊椎動物の皮膚を介してヒドロゲル層中に組織液を抽出し、所定時間の経過後に該ヒドロゲル層中に採集された組織液を分析して、その中に含まれるナトリウムイオン濃度とグルコース濃度とを測定し、これらの測定値に基づいて、該脊椎動物の血液中のグルコース濃度に相当する値を算出する組織液の分析方法に用いられる組織液抽出用デバイス、並びに該組織液抽出用デバイスを用いた組織液の分析方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
哺乳類では、血中グルコースは、血糖と同義である。重篤な糖尿病患者は、通常、１日当たり４〜６回にわたって血中グルコース濃度を測定しなければならない。血中グルコース濃度を測定する一般的な方法は、患者の血液の一部を採取し、分析する方法である。しかし、頻繁に血液を採取する分析方法は、患者の負担が大きい上、採血箇所を通して感染症に感染するおそれがある。このため、患者の皮膚を介して、その下部に存在する組織液を抽出し採集した組織液中のグルコース濃度を測定する方法が提案されている。
【０００４】
本発明において、「組織」とは、生体内において特定の役割を果たすために集まった細胞と、その間を満たす細胞間質を合わせたものを意味する。ヒトなどの脊椎動物の組織は、一般に、上皮組織、支持組織（例えば、繊維性結合組織、軟骨組織、骨組織、血液、リンパ）、筋組織、及び神経組織の４つに大別される。「組織液」とは、一般に、ヒトなどの脊椎動物の組織において、細胞間に存在し細胞の環境となっている液体成分（「細胞間液」ともいう）を意味する。
【０００５】
例えば、特許第３３２８２９０号公報（特許文献１）には、イオン導電性ヒドロゲルを有する収集リザーバー、第１及び第２のイオン導入電極を有するイオン導入装置、並びに該収集リザーバーに接触しているセンサを有し、電気エネルギーを与えることによりグルコースまたはグルコース代謝産物を収集リザーバーに移動させ、目標物質を経皮モニターするためのイオン導入装置が提案されている。特許文献１のイオン導電性ヒドロゲルは、具体的には、高イオン導電率を付与するためにＮａＣｌ及びＮａＨＣＯ３を含有する架橋アクリル酸ポリマーである。
【０００６】
該イオン導電性ヒドロゲルからなるパッドを被験者の皮膚に貼付し電気エネルギーを付与すると、グルコースを含有する組織液が皮膚を介して該パッドまで移動し、次いで、該パッド中イオン導電性ヒドロゲルに含まれるグルコースオキシダーゼと反応して、過酸化水素を発生する。該パッド内の過酸化水素の濃度に比例する電流がセンサ動作電極で生成し、この電流がシステムコントローラによって解釈される信号を与え、グルコース濃度をディスプレイ上に表示する。また、特許文献１には、被験者の実際の血液グルコース濃度を測定すれば、上記のグルコース濃度と相関させることが可能であることが記載されている。
【０００７】
特許第３２０１４８２号公報（特許文献２）には、水の存在下でヒドロゲルを形成する親水性化合物、ヒドロゲルの重量に対して９５重量％以下の水、グルコースと反応する酵素、及び電解質を含有するヒドロゲル・パッチが提案されている。このヒドロゲル・パッチも特許文献１記載のイオン導電性ヒドロゲルと同様に、酵素とグルコースとが反応することにより生じた電流を測定することによりグルコース濃度を測定するものであり、被験者からヒドロゲル・パッチへのグルコースの移動も電気浸透法を用いて行うものである。
【０００８】
特許文献２には、ヒドロゲルを形成する親水性化合物として、ポリエチレンオキシド、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミドメチルプロパンスルホネート、ポリビニルピロリドンなどが例示されている。特許文献２のヒドロゲルは、該電解質としてＮａＣｌに代表される塩化物イオン含有塩と、該酵素としてグルコース酸化酵素とを含有するものである。
【０００９】
特許文献１及び２に開示されているイオン導入装置またはヒドロゲル・パッチを用いると、血液を採取することなく、皮膚面に貼付したヒドロゲルによって経皮的に組織液を抽出し、所定時間の経過後、該ヒドロゲル中に採集した組織液を分析することにより、該組織液中に含まれるグルコース濃度を得ることができ、血液を採取して測定した血中グルコース濃度と相関させれば血中のグルコース濃度に相当する値を得ることができる。
【００１０】
しかし、特許文献１及び２に開示されているイオン導入装置またはヒドロゲル・パッチは、いずれもヒドロゲルに導電性を付与するため、ヒドロゲル内に比較的多量のナトリウムイオンを含有すると共に、グルコース酸化酵素などグルコースを代謝する酵素を含有するものである。
【００１１】
ヒドロゲルを用いて組織液を抽出するために、特許文献１および２記載の技術のように電気エネルギーを付与することにより、皮膚の表面から角質層にかけて微細孔を形成すると、ヒドロゲル中に採集される組織液中のグルコース量は、微細孔の孔径と深さ、皮膚の測定箇所などによって変動する。このため、組織液中のグルコース濃度を測定するだけでは、血液中の血糖グルコース濃度に相当する値を正確に得ることができないため、特許文献１では、測定グルコース濃度を、実際に血液を採取して測定した血中グルコース濃度と相関させる処理を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特許第３３２８２９０号公報
【特許文献２】特許第３２０１４８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の課題は、実際に血液を採取して測定した血中グルコース濃度と相関させることなく、採集した組織液中に含まれるグルコース濃度から血中グルコース濃度と相関する値を求めることが可能なヒドロゲル層を備えた組織液抽出用デバイスを提供することにある。
【００１４】
より具体的に、本発明の主要な課題は、透過性向上処理の行われた脊椎動物の皮膚を介してヒドロゲル層中に組織液を抽出し、該ヒドロゲル層中に採集された組織液を分析して、その中に含まれるナトリウムイオン濃度とグルコース濃度とを測定し、これらの測定値に基づいて該脊椎動物の血液中のグルコース濃度に相当する値を算出する組織液の分析方法において使用することができる組織液抽出用デバイスを提供することにある。
【００１５】
本発明の他の課題は、該組織液抽出用デバイスの製造方法を提供することにある。本発明の更なる他の課題は、該組織液抽出用デバイスを用いた組織液の分析方法を提供することにある。
【００１６】
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意研究を行った結果、合成樹脂フィルムから形成された支持体の片面に粘着剤層が配置され、該粘着剤層の表面には、ポリビニルアルコール及びポリビニルピロリドンからなる群より選ばれる少なくとも一種の親水性ポリマーから形成されたヒドロゲル層が配置され、かつ、該粘着剤層と該ヒドロゲル層の両方の露出面を被覆する剥離層を有する組織液抽出用デバイスに想到した。
【００１７】
該ヒドロゲル層は、その周囲に該粘着剤層の一部が露出している。該ヒドロゲル層は、実質的にナトリウムイオンを含有しないものである。該ヒドロゲル層は、本明細書に記載の測定法（実施例に記載されている測定法）により測定したとき、離水の発生がないものである。また、該ヒドロゲル層は、グルコース酸化酵素などの組織液成分を代謝する酵素を実質的に含有しないものである。
【００１８】
本発明の組織液抽出用デバイスにおけるヒドロゲル層は、放射線の照射により架橋したものであることが、化学架橋法の採用に伴う各種化学物質の混入がないため好ましい。該ヒドロゲル層は、含水率が高いものの、離水の発生が認められないものである。このことは、該ヒドロゲル層が、放射線の照射による架橋反応が阻害されずに十分に進行しているものであることを意味している。
【００１９】
該ヒドロゲル層は、浸透圧を高めて組織液の抽出効率を上げるために、浸透圧制御剤を含有させることが好ましい。他方、浸透圧制御剤を含有する親水性ポリマー水溶液は、放射線の照射による架橋反応が阻害される傾向にある。本発明者らは、浸透圧制御剤として特定の化合物を使用することに加えて、親水性ポリマー水溶液中における親水性ポリマー濃度と浸透圧制御剤濃度を制御することにより、放射線の照射による架橋反応が十分に進行し、離水の発生がないヒドロゲル層の得られることを見出した。
【００２０】
ヒドロゲル層中に採集した組織液中のナトリウムイオン濃度とグルコース濃度は、該組織液抽出用デバイスの適用に適した構造と分析機能とを有する生体成分分析装置を用いて正確に測定することができる。該生体成分分析装置を用いることにより、組織液中のナトリウムイオン濃度とグルコース濃度を正確に測定し、さらに、これらの測定値に基づいて、血液中のグルコース濃度に相当する値を算出し表示することができる。本発明は、これらの知見に基づいて完成するに至ったものである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明によれば、
透過性向上処理が行われた脊椎動物の皮膚を介してヒドロゲル層中に組織液を抽出し、所定時間の経過後に該ヒドロゲル層中に採集された組織液を分析して、その中に含まれるナトリウムイオン濃度とグルコース濃度とを測定し、これらの測定値に基づいて該脊椎動物の血液中のグルコース濃度に相当する値を算出する組織液の分析方法において使用される組織液抽出用デバイスであって、該組織液抽出用デバイスが、
ａ）合成樹脂フィルムから形成された支持体；
ｂ）該支持体の片面に配置された粘着剤層；
ｃ）該粘着剤層の表面に配置された、ポリビニルアルコール及びポリビニルピロリドンからなる群より選ばれる少なくとも一種の親水性ポリマーから形成されたヒドロゲル層；並びに
ｄ）該粘着剤層と該ヒドロゲル層の両方の露出面を被覆する剥離層；
を有し、
該ヒドロゲル層が、１）その周囲に該粘着剤層が露出する大きさの面積を有するものであり、２）実質的にナトリウムイオンを含有せず、かつ、３）該ヒドロゲル層を横７ｍｍ×縦１２ｍｍ×厚み７００μｍにカットして、ヒドロゲル試料を作製し、温度２３℃、相対湿度５５％の恒温高湿槽内で、平坦な状態に静置したポリエステルフィルム上に、該ヒドロゲル試料を１分間放置した後、離水の状態を、Ａ：離水は認められなかった、Ｂ：離水がゲル表面に若干認められた、Ｃ：ゲル周辺にはっきりと離水が認められた、の三つの基準で評価する評価基準で、３つの該ヒドロゲル試料について評価し、それらのうちの多数となった評価結果を離水の状態の評価結果とする測定方法により測定したとき、離水の状態の評価結果が、Ａ：離水は認められなかった、である
ことを特徴とする組織液抽出用デバイスが提供される。
【００２２】
また、本発明によれば、
透過性向上処理が行われた脊椎動物の皮膚を介してヒドロゲル層中に組織液を抽出し、所定時間の経過後に該ヒドロゲル層中に採集された組織液を分析して、その中に含まれるナトリウムイオン濃度とグルコース濃度とを測定し、これらの測定値に基づいて該脊椎動物の血液中のグルコース濃度に相当する値を算出する組織液の分析方法において使用される組織液抽出用デバイスの製造方法であって、該組織液抽出用デバイスの製造方法が、
合成樹脂フィルムから形成された支持体を準備する工程１；
該支持体の片面に粘着剤層を配置する工程２；
ポリビニルアルコール及びポリビニルピロリドンからなる群より選ばれる少なくとも一種の親水性ポリマーの水溶液の塗膜に放射線を照射して架橋することにより形成したヒドロゲル層を、該粘着剤層の表面に配置する工程３；並びに
剥離層により、該粘着剤層と該ヒドロゲル層の両方の露出面を被覆する工程４；
を有し、
該ヒドロゲル層が、１）その周囲に該粘着剤層が露出する大きさの面積を有するものであり、２）実質的にナトリウムイオンを含有せず、かつ、３）該ヒドロゲル層を横７ｍｍ×縦１２ｍｍ×厚み７００μｍにカットして、ヒドロゲル試料を作製し、温度２３℃、相対湿度５５％の恒温高湿槽内で、平坦な状態に静置したポリエステルフィルム上に、該ヒドロゲル試料を１分間放置した後、離水の状態を、Ａ：離水は認められなかった、Ｂ：離水がゲル表面に若干認められた、Ｃ：ゲル周辺にはっきりと離水が認められた、の三つの基準で評価する評価基準で、３つの該ヒドロゲル試料について評価し、それらのうちの多数となった評価結果を離水の状態の評価結果とする測定方法により測定したとき、離水の状態の評価結果が、Ａ：離水は認められなかった、である
ことを特徴とする組織液抽出用デバイスの製造方法が提供される。
【００２３】
さらに、本発明によれば、透過性向上処理の行われた脊椎動物の皮膚を介してヒドロゲル層中に組織液を抽出し、所定時間の経過後に該ヒドロゲル層中に採集された組織液を分析して、その中に含まれるナトリウムイオン濃度とグルコース濃度とを測定し、これらの測定値に基づいて該脊椎動物の血液中のグルコース濃度に相当する値を算出する組織液の分析方法において、前記の組織液抽出用デバイスを使用する組織液の分析方法を可能とする。
【００２４】
さらにまた、透過性向上処理が行われた脊椎動物の皮膚を介して浸透圧の違いに基づいてヒドロゲル層中に組織液を抽出する組織液抽出デバイスであって、
ａ）合成樹脂フィルムから形成された支持体；
ｂ）該支持体の片面に配置された粘着剤層；
ｃ）該粘着剤層の表面に配置された、ポリビニルアルコール及びポリビニルピロリドンからなる群より選ばれる少なくとも一種の親水性ポリマーから形成されたヒドロゲル層；並びに
ｄ）該粘着剤層と該ヒドロゲル層の両方の露出面を被覆する剥離層；
を有し、
該ヒドロゲル層が、浸透圧制御剤を含有し、実質的にナトリウムイオンを含有せず、かつ、親水性ポリマー濃度をｂ重量％とし、該浸透圧制御剤の浸透圧モル濃度をａオスモルとしたとき、下記式（Ａ）
ａ≦０．１ｂ−０．６                      （Ａ）
（但し、０．０５≦ａ≦０．９４、及び７≦ｂ≦３０）で表わされる関係を満足することを特徴とする組織液抽出用デバイスが提供される。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、皮膚面への適用が容易で、皮膚に対する刺激が抑制されており、しかも採集した組織液中に含まれるナトリウムイオン量とグルコース量を正確に分析することが可能な親水性ポリマーのヒドロゲル層を備えた組織液抽出用デバイスが提供される。
【００２６】
特に、本発明の組織液抽出用デバイスは、脊椎動物の皮膚を介してヒドロゲル層中に組織液を抽出し、所定時間の経過後に該ヒドロゲル層中に採集された組織液成分を分析して、その中に含まれるナトリウムイオン濃度とグルコース濃度とを測定し、これらの測定値に基づいて該脊椎動物の血液中のグルコース濃度に相当する値を算出する組織液の分析方法において、好適に使用することができる。
【００２７】
また、本発明によれば、該組織液抽出用デバイスの製造方法と、該組織液抽出用デバイスを用いた組織液の分析方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、本発明の組織液の分析方法に用いることができる生体成分分析装置の一例の外観を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１の生体成分分析装置における送液部１４の構成を示す模式図である。
【図３】図３は、図１の生体成分分析装置における廃液部１５の構成を示す模式図である。
【図４】図４は、図１の生体成分分析装置において、組織液抽出用デバイス５０が分析用カートリッジ３０に貼り付けられた状態を示す斜視図である。
【図５】図５（ａ）は、組織液抽出用デバイスの構造を示す平面図であり、図５（ｂ）は、その断面図である。
【図６】図６は、分析用カートリッジ本体３１０の平面図である。
【図７】図７は、分析用カートリッジ本体３１０の他の平面図である。
【図８】図８は、生体成分分析装置を用いた生体成分分析方法の一例を説明するフローチャートである。
【図９】図９は、図８のステップＳ７の処理を説明するためのフローチャートである。
【図１０】図１０は、図１に示す生体成分分析装置の動作を説明するための模式断面図である。
【図１１】図１１は、図１に示す生体成分分析装置における特定の動作を説明するための模式断面図である。
【図１２】図１２は、図１に示す生体成分分析装置における特定の動作を説明するための模式断面図である。
【図１３】図１３は、図１に示す生体成分分析装置における特定の動作を説明するための模式断面図である。
【図１４】図１４は、図１に示す生体成分分析装置における特定の動作を説明するための模式断面図である。
【図１５】図１５は、図１に示す生体成分分析装置における特定の動作を説明するための模式断面図である。
【図１６】図１６は、図１に示す生体成分分析装置における特定の動作を説明するための模式断面図である。
【図１７】図１７は、血糖ＡＵＣ値の測定原理についての説明図のひとつである。
【図１８】図１８は、血糖ＡＵＣ値の測定原理についての他の説明図のひとつである。
【図１９】図１９は、ヒドロゲル層の離水の有無に関連して、浸透圧制御剤としてＫＣｌを用いた場合におけるＫＣｌの浸透圧モル濃度とポリビニルアルコール濃度との関係を示すグラフである。
【図２０】尿素、グリシン及びＫＣｌの各種浸透圧制御剤の濃度とグルコース抽出速度の比との関係を示すグラフである。
【図２１】アラニン、プロリン及びＫＣｌの各種浸透圧制御剤の濃度とグルコース抽出速度の比との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明の組織液抽出用デバイスは、透過性向上処理が行われた皮膚組織を介して抽出し採集される組織液を対象とする。皮膚組織には、角質層と粘膜組織があるが、一般に、角質層が対象とされることが多い。
【００３０】
本発明の組織液抽出用デバイスは、透過性向上処理が行われたヒトなどの脊椎動物の皮膚を介してヒドロゲル層中に組織液を抽出し、該ヒドロゲル層中に採集された組織液を分析して、その中に含まれるナトリウムイオン濃度とグルコース濃度とを測定し、これらの測定値に基づいて、該脊椎動物の血液中のグルコース濃度に相当する値を算出する組織液の分析方法に好適に適用することができる。
【００３１】
以下、本発明の組織液抽出用デバイスに関し、上記分析方法に適した生体成分分析装置を含めて、その詳細を説明する。
【００３２】
図１は、本発明の組織液の分析方法に用いることができる生体成分分析装置の一例の外観を示す斜視図である。生体成分分析装置１は、図１に示すように、分析装置本体１０と、分析キット２０とを備えている。分析キット２０は、分析用カートリッジ３０と、組織液抽出用デバイス５０とを備えている。この生体成分分析装置１は、被験者から皮膚を介して組織液を組織液抽出用デバイス５０によって抽出し、所定時間の経過後に該組織液抽出用デバイスに採集したナトリウムとグルコースの各濃度を分析することにより、血液中のグルコース濃度に相当する値を得るためのものである。
【００３３】
より具体的には、この生体成分分析装置１は、次のようにして使用する。まず、透過性向上処理として被験者の皮膚に微細孔を形成し、次いで、微細孔が形成された皮膚面上に組織液抽出用デバイス５０を貼り付ける。したがって、本発明において、透過性向上処理とは、典型的には、ヒトなどの脊椎動物の皮膚に微細孔を形成するための処理を意味する。角質層を持つ皮膚への微細孔は、該角質層を貫通して形成することが、組織液の透過性向上の観点から好ましい。組織液抽出用デバイス５０は、皮膚を介して、浸透圧の違いに基づいてヒドロゲル層中に組織液を抽出する。このため、該組織液抽出用デバイス５０は、電気エネルギーを付与することなく、ヒドロゲル層中に組織液を抽出することができる。
【００３４】
透過性向上処理が行われた皮膚面上に組織液抽出用デバイス５０を貼り付けてから一定時間経過後、図１に一点鎖線６０で示したように、組織液抽出用デバイス５０を被験者の皮膚から取り外して、分析用カートリッジ３０に貼り付ける。分析用カートリッジ３０は、一点鎖線７０で示すように装置本体１０のカートリッジ配置部１２に配置する。装置本体１０は、カートリッジ配置部１２に配置した分析用カートリッジ３０に貼り付けた組織液抽出用デバイス５０に対する所定の分析処理を実行して、組織液抽出用デバイス５０に採集した組織液中のグルコース濃度とナトリウムイオン濃度を測定し、これらの測定値に基づいて、血液中のグルコース濃度に相当する値を算出する。ここで、組織液抽出用デバイス５０への抽出時間を６０分以上に設定した場合には、採集した組織液中のグルコース濃度とナトリウムイオン濃度を測定し、これらの測定値に基づいて、血糖ＡＵＣ（Ａｒｅａ  Ｕｎｄｅｒ  ｔｈｅ  Ｃｕｒｖｅ）値に相当する値を算出することができる。
【００３５】
以下、分析装置本体１０の機構を説明する。図１に示すように、分析装置本体１０は、厚みのある長方形の筺体を備えており、筺体上面の天板には、凹部１１が形成されている。凹部１１には、凹部１１よりさらに深く形成された凹部からなるカートリッジ配置部１２が設けられている。凹部１１には、凹部１１の側壁の高さとほぼ同じ厚みを有する可動天板１３が連結されている。
【００３６】
可動天板１３は、その側壁から水平に延びる支軸１３１が凹部１１の側壁に嵌め込まれることにより、凹部１１の側壁と連結されている。可動天板１３は、支軸１３１を中心に折り畳むことによって、図１に示す状態から凹部１１内に収納し、逆に、凹部１１内に収納された状態から、図１に示すように起立させることができる。カートリッジ配置部１２は、分析用カートリッジ３０を収納することが可能な大きさを有している。
【００３７】
可動天板１３は、凹部１１に収納される方向に付勢されるように、支軸に支持されている。したがって、カートリッジ配置部１２に配置された分析用カートリッジ３０は、可動天板１３によって上方から押さえつけられる。カートリッジ配置部１２の底面から突出するように設けられた注入用ニップル１４１及び排出用ニップル１５１は、可撓性を有する部材によって作製されているため、可動天板１３によって押さえつけられたときに緩衝材としても機能する。可動天板１３が上方から分析用カートリッジ３０を押さえつけることにより、各ニップルと分析用カートリッジ３０に形成された導入孔及び排出孔との密着がより強固となり、液漏れの危険性が低減される。
【００３８】
分析装置本体１０は、その内部に送液部１４及び廃液部１５を備えている。送液部１４は、カートリッジ配置部１２に配置された分析用カートリッジ３０に液体を送液するための機構である。廃液部１５は、送液部１４によって分析用カートリッジ３０に送液された液体が廃液として排出される機構である。
【００３９】
図２は、送液部１４の構成を示す模式図である。図２に示すように、送液部１４は、注入用ニップル１４１、ポンプ１４２、及び回収液タンク１４４を備えている。ポンプ１４２と回収液タンク１４４とは、上流側流路１４３によって接続されている。回収液タンク１４４と注入用ニップル１４１とは、下流側流路１４５によって接続されている。ポンプ１４２と注入用ニップル１４１とは、回収液タンク１４４を迂回する迂回流路１４６によって接続されている。
【００４０】
上流側流路１４３と迂回流路１４６との接続点には、電磁弁Ｖ１が設けられている。下流側流路１４５と迂回流路１４６との接続点には、電磁弁Ｖ２が設けられている。下流側流路１４５の、迂回流路１４６との接続点より下流側には、電磁弁Ｖ３が設けられている。電磁弁Ｖ２と電磁弁Ｖ３との間の流路は、廃液部１５の廃液タンク１５３に通じる廃液流路１４７に通じている。
【００４１】
注入用ニップル１４１は、カートリッジ配置部１２に上方に向かって突出して設けられており、カートリッジ配置部１２に分析用カートリッジ３０が配置されたとき、排出用ニップル１５１と共に分析用カートリッジ３０を下方から支持する。カートリッジ配置部１２に配置された分析用カートリッジ３０は、この注入用ニップル１４１を介して内部に液体が注入される。
【００４２】
注入用ニップル１４１は、ゴムなどの可撓性のある部材によって作製されている。排出用ニップル１５１も同様に可撓性のある部材によって作製されている。これにより、カートリッジ配置部１２に分析用カートリッジ３０が配置されたときに、注入用ニップル１４１と排出用ニップル１５１が、分析用カートリッジ３０に形成された導入孔及び排出孔のそれぞれと隙間なく接触することが可能となり、液漏れが生じ難くなる。ポンプ１４２は、モータの駆動により、流路内に空気を送り込む。
【００４３】
回収液タンク１４４は、分析用カートリッジ３０に注入される回収液（ヒドロゲル層中に採集した組織液から生体成分を回収するための回収液）を貯留している。回収液中に不純物が含まれていると、不純物がグルコース及びナトリウムイオンの検出に影響を及ぼすことから、回収液は、実質的に不純物を含まない液体であることが好ましい。このような観点から、回収液タンク１４４に回収液として純水を貯留することが望ましい。回収液タンク１４４は、装置本体１０の外部から取り出し可能に構成されている。回収液の補充は、回収液タンク１４４を交換することにより行われる。
【００４４】
電磁弁Ｖ１は、弁を開閉することにより、上流側流路１４３と回収液タンク１４４との接続、及び上流側流路１４３と迂回流路１４６との接続を切り替える。電磁弁Ｖ２は、弁を開閉することにより、回収液タンク１４４と下流側流路１４５との接続、及び迂回流路１４６と下流側流路１４５との接続を切り替える。電磁弁Ｖ３は、弁を開閉することにより、下流側流路１４５の開閉を切り替える。
【００４５】
送液部１４は、前記構成を備えることにより、ポンプ１４２から空気を送り込むことによって、回収液タンク１４４内に貯留された回収液を所定量だけ分析用カートリッジ３０に送液することができる。
【００４６】
図３は、廃液部１５の構成を示す模式図である。廃液部１５は、排出用ニップル１５１、流路１５２、及び廃液タンク１５３を備えている。排出用ニップル１５１は、カートリッジ配置部１２に上方に向かって突出して設けられており、カートリッジ配置部１２に分析用カートリッジ３０を配置したとき、注入用ニップル１４１と共に分析用カートリッジ３０を下方から支持する。送液部１４から送られた回収液は、注入用ニップル１４１を介して分析用カートリッジ３０内に取り込まれる。
【００４７】
廃液タンク１５３は、排出用ニップル１５１と流路１５２を介して接続されており、排出用ニップル１５１から取り込まれた回収液の廃液が貯留される。廃液タンク１５３は、装置本体１０の外部と接続可能に構成されており、装置本体１０の外部に廃液を排出できるようになっている。
【００４８】
図１に示すように、装置本体１０は、グルコース検出部２１、ナトリウム検出部２２、表示部２３、操作部２４、及び制御部２５を備えている。グルコース検出部２１は、可動天板１３の裏面（すなわち、可動天板１３が凹部１１に収納されたときにカートリッジ配置部１２と対向する側の面）に設けられている。
【００４９】
グルコース検出部２１は、光を照射するための光源２１１と、光源２１１によって照射された光の反射光を受光するための受光部２１２とを備えている。これにより、グルコース検出部２１は、カートリッジ配置部１２に配置された分析用カートリッジ３０に対して光を照射すると共に、照射した分析用カートリッジ３０からの反射光を受光できるように構成されている。分析用カートリッジ３０には、グルコース酸化酵素や、該酸化酵素によって生成する過酸化水素の活性酸素と反応して発色する色素などの反応試薬（反応性物質）３３０が含まれている。グルコース検出部２１は、このようなグルコースと試薬との化学反応による吸光度の変化を反射光により検出し、それによって、グルコースを定量分析する。
【００５０】
ナトリウム検出部２２は、カートリッジ配置部１２の底面に設けられている。ナトリウム検出部２２は、カートリッジ配置部１２の底面に設けられた長方形状を有する板状の部材２２１を備え、この板状部材２２１の略中央には一対のナトリウムイオン濃度測定用電極２２２が設けられている。ナトリウムイオン濃度測定用電極２２２は、ナトリウムイオン選択膜を備えた銀／塩化銀からなるナトリウムイオン選択性電極と、対電極である銀／塩化銀電極とを含んでいる。
【００５１】
板状部材２２１は、その表面が可撓性のある素材によって被覆されており、カートリッジ配置部１２に配置された分析用カートリッジ３０が可動天板１３によって押さえつけられたときに緩衝材としても機能する。板状部材２２１は、分析用カートリッジ３０の下面に形成された凹部（第１連絡流路、ナトリウム検出用貯留部、及び第２連絡流路；後記の図６及び図７）と閉じられた空間を形成し、この空間は、液体が通過する流路として機能する。このため、液漏れを防止する観点から、分析用カートリッジ３０と板状部材２２１とは、隙間なく接触することが好ましい。好ましい実施態様では、板状部材２２１の表面を可撓性のある素材によって被覆し、さらに、分析用カートリッジ３０を可動天板１３によって上方から押さえつけるように構成することにより、板状部材２２１と分析用カートリッジ３０との密着性を向上させることができる。
【００５２】
図１に示す表示部２３は、装置本体１０の筺体の上面に設けられており、液晶パネルを含んで構成されている。この表示部２３は、操作時には使用者に対して操作画面を表示するとともに、測定が終了したときには、測定結果を表示するように機能する。
【００５３】
図１に示す操作部２４は、装置本体１０の筺体の上面に設けられており、複数のボタンを含んで構成されている。使用者は、これらを操作することにより、制御部２５へ測定開始やシャットダウンなどを指示することができる。
【００５４】
図１に示す制御部２５は、装置本体１０の内部に設けられており、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどからなる制御機構を備えている。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各部の動作を制御する。ＲＡＭは、ＲＯＭに記憶されたプログラムが実行される際のプログラムの展開領域として利用される。
【００５５】
図１に示すように、分析キット２０は、分析用カートリッジ３０と、該分析用カートリッジ３０に貼り付けられる組織液抽出用デバイス５０とから構成されている。分析キット２０は、分析に使用される前は、分析用カートリッジ３０と組織液抽出用デバイス５０とが別体として設けられており、分析に使用される際に組織液抽出用デバイス５０が分析用カートリッジ３０に貼り付けられる。
【００５６】
図４は、組織液抽出用デバイス５０が分析用カートリッジ３０に貼り付けられた状態を示す斜視図である。図４に示すように、分析用カートリッジ３０は、主にカートリッジ本体３１０と、グルコースとの反応試薬３３０とを備える。図４には、カートリッジ本体３１０の詳細な構造を省略して図示している。
【００５７】
図５を参照しながら組織液抽出用デバイス５０について説明する。図５（ａ）は、組織液抽出用デバイス５０の構造を示す平面図である。図５（ａ）においては、組織液抽出用デバイス５０の下面（図１において、皮膚に接している面）が露出した状態を示している。以下の説明においては、組織液抽出用デバイス５０の皮膚と接する面を下面、その背面（反対面）を上面と称する。
【００５８】
組織液抽出用デバイス５０は、ヒドロゲル層５０１と粘着フィルム５０２とを備えており、ヒドロゲル層５０１が粘着フィルム５０２の略中央に保持された構造を有している。該粘着フィルム５０２は、支持体と粘着剤層とから構成されている。
【００５９】
本発明の組織液抽出用デバイスは、
ａ）合成樹脂フィルムから形成された支持体、
ｂ）粘着剤層、
ｃ）親水性ポリマーから形成されたヒドロゲル層、及び
ｄ）剥離層
が、この順で配置された多層構造を有するものである。
【００６０】
該粘着剤層が疎水性ポリマーを基剤とする粘着剤から形成されたものである場合、該粘着剤層と親水性ポリマーから形成されたヒドロゲル層との間の密着性が不足することがある。このような場合には、該粘着剤層と該ヒドロゲル層との間に、両層との密着性が良好な材質の中間層を配置することができる。
【００６１】
支持体は、一般に、柔軟性を有し、かつ、耐透湿性が良好な合成樹脂フィルムであることが望ましい。本発明の組織液抽出用デバイスにおいて、ヒドロゲル層は、皮膚を介して組織液を抽出し、所定時間にわたって抽出した組織液を採集する機能を有している。このため、ヒドロゲル層の反対面に存在する支持体には、ヒドロゲル層中の水分と採集した組織液成分とが蒸散しないだけの十分な耐透湿性を有することが求められる。支持体には、組織液抽出用デバイスを貼付する皮膚部位に対するクッション性と保護性とを有することが求められる。
【００６２】
これらの観点から、支持体を形成する合成樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエステルフィルム、ポリウレタンフィルムなどが好ましく、ポリエチレンフィルム、ポリエステルフィルム、及びポリウレタンフィルムがより好ましい。合成樹脂フィルムの厚みは、好ましくは３０〜２５０μｍ、より好ましくは４０〜２００μｍ、特に好ましくは５０〜１２０μｍの範囲内である。
【００６３】
粘着剤層を形成する粘着剤としては、例えば、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ウレタン系粘着剤などが挙げられる。本発明の組織液抽出用デバイスは、比較的長時間にわたって皮膚の表面に貼付されることが多いため、これらの粘着剤は、皮膚刺激性の少ないものが好ましい。皮膚刺激性が少ない点で、アクリル系粘着剤及びゴム系粘着剤が好ましく、アクリル系粘着剤がより好ましい。
【００６４】
本発明で使用するアクリル系粘着剤は、アルキル基の炭素数が通常１〜１８、好ましくは４〜１２のアクリル酸アルキルエステルまたはメタクリル酸アルキルエステルを主成分とする（メタ）アクリル酸アルキルエステル共重合体である。ここで、（メタ）アクリル酸アルキルエステルとは、アクリル酸アルキルエステル及び／またはメタクリル酸アルキルエステルを意味する。
【００６５】
（メタ）アクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ｎ−ブチル、（メタ）アクリル酸イソブチル、（メタ）アクリル酸ｔ−ブチル、（メタ）アクリル酸ｎ−ヘキシル、（メタ）アクリル酸ｎ−オクチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸イソオクチル、（メタ）アクリル酸イソノニル、（メタ）アクリル酸ｎ−デシル、（メタ）アクリル酸イソデシル、（メタ）アクリル酸ラウリル、（メタ）アクリル酸ステアリルなどが挙げられる。
【００６６】
これらの（メタ）アクリル酸アルキルエステルは、それぞれ単独で、あるいは２種以上を組み合わせて使用することができる。（メタ）アクリル酸エステルの中でも、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸ｎ−オクチル、アクリル酸イソオクチル、及びアクリル酸イソノニルが好ましい。
【００６７】
（メタ）アクリル酸アルキルエステル共重合体は、モノマーとして（メタ）アクリル酸アルキルエステルを主成分とする共重合体であって、それによって、アクリル系粘着剤としての特性を発揮することができる。（メタ）アクリル酸アルキルエステルの共重合割合は、好ましくは６０〜９８重量％、より好ましくは６５〜９７重量％、特に好ましくは７０〜９６重量％である。
【００６８】
（メタ）アクリル酸アルキルエステルと共重合するコモノマーとしては、官能基を有するビニルモノマーが好ましい。その具体例としては、アクリル酸２−ヒドロキシエチル、アクリル酸３−ヒドロキシプロピル、アクリル酸４−ヒドロキシブチルなどの水酸基を有するアクリル酸エステル類；アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、マレイン酸モノブチルなどのカルボキシル基を有するビニルモノマー；アクリルアミド、ジメチルアクリルアミド、ジエチルアクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ−メチロールアクリルアミドなどのアミド基を有するビニルモノマー；ジメチルアミノエチルアクリレートなどのアミノ基を有するビニルモノマー；アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジルなどのエポキシ基を有するビニルモノマー；Ｎ−ビニルピロリドンなどのピロリドン環を有するビニルモノマー；アクリル酸２−メトキシエチル、アクリル酸エトキシエチルなどのアクリル酸アルコキシアルキルエステル；が挙げられる。官能基を有するモノマーは、それぞれ単独で、あるいは２種以上を組み合わせて使用することができる。（メタ）アクリル酸アルキルエステル共重合体中の官能基を有するモノマーの共重合割合は、好ましくは１〜４０重量％、より好ましくは２〜３５重量％、特に好ましくは３〜３０重量％である。
【００６９】
その他のコモノマーとして、例えば、酢酸ビニルなどのビニルエステル；アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどの不飽和ニトリル；スチレンなどのビニル芳香族化合物；などが挙げられる。その他のコモノマーは、それぞれ単独で、あるいは２種以上を組み合わせて使用することができる。（メタ）アクリル酸アルキルエステル共重合体中のその他のモノマーの共重合割合は、好ましくは０〜３０重量％である。
【００７０】
（メタ）アクリル酸アルキルエステル共重合体は、一般に、モノマーをラジカル重合させることにより合成することができる。重合法としては、溶液重合法、乳化重合法、塊状重合法などが挙げられるが、良好な粘着特性が得られ易い点で、溶液重合法が好ましい。重合開始剤としては、ベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイドなどの有機過酸化物；アゾビスイソブチロニトリルなどのアゾ系開始剤；などが挙げられる。全モノマーに対して、０．１〜３重量％程度の割合でラジカル重合開始剤を加え、窒素気流下、４０〜９０℃程度の温度で、数時間から数十時間撹拌して共重合させる。溶液重合法では、溶媒として、酢酸エチル、アセトン、トルエン、これらの混合物などが用いられる。
【００７１】
アクリル系粘着剤の重量平均分子量は、好ましくは３００，０００〜１，０００，０００、より好ましくは４５０，０００〜６５０，０００である。アクリル系粘着剤の重量平均分子量を上記範囲内とすることによって、凝集性、粘着性、他成分との混合作業性、他成分との親和性などをバランスさせることができる。アクリル系粘着剤の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ（ＧＰＣ）法により、標準ポリスチレン換算値として求めた値である。
【００７２】
アクリル系粘着剤の凝集力を増大させるために、各種架橋剤を用いることができる。架橋剤としては、多官能イソシアネート化合物、多官能エポキシ化合物、多価金属塩などが挙げられる。アクリル系粘着剤に架橋剤を添加する場合、その使用割合は、アクリル系粘着剤１００重量部に対して、好ましくは０．０１〜３重量部、より好ましくは０．０２〜２重量部、特に好ましくは０．０３〜１重量部である。架橋剤の使用割合が過小であると、凝集力の向上効果が小さくなり、過大であると凝集力が増大しすぎる。
【００７３】
本発明で使用するゴム系粘着剤としては、合成ポリイソプレンゴム、ポリイソブチレン、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体（ＳＩＳ）、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ）、スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）などのゴム基剤に、粘着付与樹脂、軟化剤などを配合した組成物が挙げられる。これらのゴム基剤は、それぞれ単独で、あるいは２種以上を組み合わせて使用することができる。これらのゴム基剤の中でも、皮膚に対する感作性が少なく、かつ分子内に架橋点が存在するＳＩＳ、ＳＢＳ、ＳＥＢＳなどの熱可塑性エラストマーが好ましく、ＳＩＳが特に好ましい。
【００７４】
ゴム系粘着剤には、一般に、粘着力を高めるために粘着付与剤が配合される。粘着付与剤としては、例えば、Ｃ５石油樹脂、Ｃ９石油樹脂、テルペン樹脂、ロジン樹脂、フェノール系樹脂、キシレン系樹脂などを挙げることができる。粘着付与剤は、ゴム基剤１００重量部に対して、通常５０〜３５０重量部、好ましくは８０〜３００重量部、より好ましくは１００〜２５０重量部の割合で使用される。ゴム系粘着剤には、必要に応じて、流動パラフィンなどの軟化剤、充填剤、酸化防止剤、架橋剤などを含有させてもよい。
【００７５】
粘着剤の塗工は、リバースロールコータ、コンマロールコータ、バーコータなどの塗工装置により、有機溶剤や水を媒体とする粘着剤液を支持体層（合成樹脂フィルム）上に塗工する方法によって行うことができる。該粘着剤液を、シリコーン樹脂など離型剤を処理した上質紙、グラシン紙などの紙基材やポリエステルフィルムなどのシート上に塗工し、乾燥して粘着剤層を形成し、その後、該粘着剤層の上に支持体層（合成樹脂フィルム）を貼り合わせて、該粘着剤層を支持体層の片面上に転写してもよい。
【００７６】
ゴム系粘着剤を用いる場合には、ゴム系粘着剤を加熱混練して溶融し、溶融物を支持体層（合成樹脂フィルム）上に塗工する。該溶融物を剥離紙上に塗工し、得られた塗膜上に支持体層（合成樹脂フィルム）を貼り合わせる方法を採用してもよい。塗工に際し、必要に応じて有機溶剤を用いて、ゴム系粘着剤を含有する溶液を塗工してもよい。
【００７７】
このようにして、合成樹脂フィルムから形成された支持体の片面に、粘着剤層を配置する。粘着剤層の厚みは、通常１０〜２５０μｍ、好ましくは１５〜２００μｍ、より好ましくは２０〜１５０μｍである。
【００７８】
本件明細書において、「合成樹脂フィルム／粘着剤層」の層構成を有する多層フィルムを、単に、「粘着フィルム」と呼ぶことがある。該粘着フィルムの片面は、粘着剤層であるため粘着性を有し、その他面は、合成樹脂フィルムであるため粘着性を有しない。図５（ｂ）に示すように、粘着フィルム５０２は、合成樹脂フィルムからなる支持体層５０２ａと粘着剤層５０２ｂの２層構成を有している。
【００７９】
本発明の組織液抽出用デバイスは、貯蔵中はもとより、皮膚の表面に貼付中にもヒドロゲル層から水分が蒸散しないものであることが望ましい。このため、粘着フィルム（支持体／粘着剤層）の面積は、ヒドロゲル層の面積（粘着剤層上に貼付する面積）の１．２〜３０倍の大きさであることが好ましく、１．２〜２０倍の大きさであることがより好ましく、１．５〜１５倍の大きさであることが特に好ましい。このように、ヒドロゲル層は、その面積が粘着剤層（従って、支持体／粘着剤層）の面積よりも小さく、その周囲に粘着剤層が露出している。粘着剤層の露出面により、組織液抽出用デバイスを皮膚の表面に強固に密着させて固定することができる。
【００８０】
粘着フィルム（支持体／粘着剤層）には、組織液抽出用デバイスを皮膚の表面に密着させる際の目印となるように、ノッチを形成することが望ましい。ノッチは、位置決めがし易いように、三角形や半円型の切り込みや凸部により形成される。図５（ａ）には、粘着フィルムの両辺に三角形の切り込みからなるノッチを形成した例が示されている。
【００８１】
粘着フィルム（支持体／粘着剤層）の端部に、口取り部を形成することができる。本発明の組織液抽出用デバイスは、一般に、比較的小型であるため、使用時に、視認性を高めると共に、剥離層を剥離し易くするため、口取り部を設けることが望ましい。口取り部は、一般に、支持体に突状片として形成したものであるが、支持体の当該部分に粘着剤層を形成しない方法や、当該部分の粘着剤層上に更にフィルムまたは粘着フィルムを配置して非粘着化させる方法で形成してもよい。
【００８２】
口取り部は、大きいほど剥離層からの剥離し易さが向上するので好ましいが、あまり大きすぎると、粘着フィルムと剥離層との間の密封性を低下させて、その中間に挟まれたヒドロゲル層中の水分が蒸散する原因となる。このため、口取り部の面積は、粘着フィルムの面積の３０％以下とすることが望ましい。例えば、縦３０ｍｍで、横３０ｍｍの粘着フィルム（支持体／粘着剤層）を用いる場合には、口取り部の幅は、粘着フィルムの端部から２〜５ｍｍ、好ましくは３〜４ｍｍの範囲内とすることが好ましい。口取り部は、１片でもよく、２片以上や全周を囲んで設けてもよい。口取り部は、青色などの各種色調に着色することもできる。
【００８３】
粘着剤層とヒドロゲル層との間に配置される中間層は、任意の層であり、必要な場合に設けることができる。中間層は、粘着剤層とヒドロゲル層との間の密着性を高めて、一体化するための層である。特に、支持体層の片面に疎水性の粘着剤、例えばアクリル系粘着剤からなる粘着剤層が配置されている場合には、中間層を介在させることにより、疎水性の粘着剤層と親水性のヒドロゲル層とを強固に密着させることができる。中間層に用いる材料としては、各種不織布またはフィルムを挙げることができる。ヒドロゲル層とのなじみの良さや、透明性などの観点から、中間層としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）不織布とＰＥＴフィルムとのラミネート品やポリエチレンフィルムが好ましい。ポリエチレンフィルムは、柔軟性の点でも好ましい。中間層の面積（粘着剤層と接触する面積）は、ヒドロゲル層の面積とほぼ等しいことが好ましい。
【００８４】
ヒドロゲル層は、粘着剤層の表面に、直接または中間層を介して配置される。該ヒドロゲル層は、ポリビニルアルコール（以下、「ＰＶＡ」と略記することがある）及びポリビニルピロリドン（以下、「ＰＶＰ」と略記することがある）からなる群より選ばれる少なくとも一種の親水性ポリマーから形成されたヒドロゲル層である。ヒドロゲル層を形成する親水性ポリマーは、ＰＶＡ単独またはＰＶＰ単独であってもよく、両者の混合物であってもよい。親水性ポリマーは、ＰＶＡ単独またはＰＶＡとＰＶＰとの混合物であることが好ましい。
【００８５】
ヒドロゲルは、親水性ポリマーを水溶液中で架橋する方法により形成することができる。ヒドロゲル層は、親水性ポリマーの水溶液を基材上に塗工して塗膜を形成し、該塗膜中に含まれる親水性ポリマーを架橋する方法により形成することができる。親水性ポリマーの架橋法としては、化学架橋法や放射線架橋法などがあるが、ヒドロゲル層中に各種化学物質が不純物として混入し難い点で、放射線架橋法を採用することが望ましい。
【００８６】
本発明の組織液抽出用デバイスに配置されるヒドロゲル層は、実質的にナトリウムイオンを含有せず、かつ、離水の発生がないものである。ヒドロゲル層は、皮膚を介して組織液を抽出し採集する機能を有しているが、その浸透圧を高めることにより、該機能を向上させることができる。このため、ヒドロゲル層の作製時に、親水性ポリマー水溶液中に浸透圧制御剤を含有させることが望ましい。塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）などの電解質は、従来、ヒドロゲル層に導電性を付与するために用いられているが、浸透圧制御剤としても作用する。
【００８７】
しかし、ＮａＣｌを含有するヒドロゲル層を使用すると、皮膚を介して抽出し採集した組織液中の微量なナトリウムイオン量を正確に定量することが困難となる。ヒドロゲル層により組織液を抽出するには、一般に、皮膚の表面から角質層にかけて微細孔を形成する必要がある。ヒドロゲル層により抽出され、該ヒドロゲル層中に採集される組織液中のグルコース濃度は、微細孔の孔径と数と深さ、及び皮膚の測定箇所などによって変動する。ナトリウムイオンを実質的に含有しないヒドロゲル層を用いることにより、組織液の抽出のために皮膚に形成した微細孔の状態を正確にモニタリングすることができる上、採集した組織液中の微量なナトリウムイオンを正確に定量することができる。さらに、組織液中のナトリウムイオン濃度とグルコース濃度を測定し、これらの測定値に基づいて、血液中のグルコース濃度や血糖ＡＵＣ値に相当する値を正確に測定することができる。
【００８８】
このため、ヒドロゲル層には、ナトリウムイオンを実質的に存在させないことが好ましい。本発明のヒドロゲル層のナトリウムイオンの許容可能な含有量は、上述したナトリウムイオン濃度の測定値を用いてグルコース濃度の測定値から血中グルコース濃度を求める際の誤差を５％以下に抑える観点から、重量基準で３０ｐｐｍ以下、好ましくは２０ｐｐｍ以下、より好ましくは１０ｐｐｍ以下である。本発明のヒドロゲル層のナトリウムイオンの含有量の下限値は、ゼロである（測定限界値）。本発明において、実質的にナトリウムイオンを含有しないこととは、典型的には、ヒドロゲル層中のナトリウムイオン濃度が重量基準で３０ｐｐｍ以下であることを意味する。
【００８９】
ヒドロゲル層には、浸透圧制御剤として、ナトリウムイオンを実質的に含有せず、且つ、分析対象のグルコースと類似しない化合物（非糖類）を含有させることが組織液の抽出効率を高める観点から好ましい。このような浸透圧制御剤としては、生体に対する安全性の観点から、例えば、アンモニア、塩化カリウム、リン酸カリウム、塩化マグネシウム、リン酸マグネシウム、塩化カルシウム、リン酸カルシウム等の無機系浸透圧制御剤；アラニン、アルギニン、アスパラギン、アスパラギン酸、システイン、グルタミン、グルタミン酸、グリシン、ヒスチジン、イソロイシン、ロイシン、リシン、メチオニン、フェニルアラニン、プロリン、セリン、トレオニン、トリプトファン、チロシン、バリン等のアミノ酸（有機系浸透圧制御剤）；チアミン、リボフラビン、ニコチン酸アミド、ピリドキシン、シアノコバラミン、アスコルビン酸等の水溶性ビタミン（有機系浸透圧制御剤）；トリシン、尿素、酢酸等の他の有機系浸透圧制御剤；を使用することができる。これらの浸透圧制御剤の中でも、塩化カリウム、リン酸カリウム、塩化マグネシウム、リン酸マグネシウム、塩化カルシウム、リン酸カルシウム、アミノ酸、尿素、酢酸、アンモニア、トリシン、チアミン、リボフラビン、ニコチン酸アミド、ピリドキシン、シアノコバラミン、及びアスコルビン酸からなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物が好ましく、塩化カリウム、尿素、グリシン、アラニン、及びプロリンが特に好ましい。
【００９０】
これらの化合物は、架橋前の親水性ポリマー水溶液中に含有させておく。他方、架橋前の親水性ポリマー水溶液中に、これらの化合物を含有させると、放射線の照射による架橋反応が阻害される傾向にある。このため、該浸透圧制御剤は、浸透圧モル濃度が０．０５〜０．９４オスモルの範囲内となる割合で親水性ポリマー水溶液中に含有させることが好ましい。
【００９１】
浸透圧の大きさは、溶質を構成する物質の大きさや性質によらず、粒子数のみに依存する。このような物理的性質は、束一性と呼ばれている。この束一性に着目して、溶質の濃度を示す指標として浸透圧モル（Osm）が用いられている。浸透圧モルは、浸透圧モル濃度の単位であり、溶質１モル（ｍｏｌｅ）／溶媒１リットル（Ｌ）の濃度をもつ非解離性物質の理想溶液と浸透圧が等しい溶液の浸透圧モル濃度に等しい。
【００９２】
実際の浸透圧濃度は、溶液中に含まれる各分子の濃度の和に基づいて求めることができる。このため、塩化カリウム（ＫＣｌ）などの浸透圧制御剤の濃度（重量％）に基づいて、浸透圧モル濃度〔ｍｏｌｅ／Ｌ＝オスモル（Ｏｓｍ）〕を算出することができる。例えば、１０ｍＭ（ミリモラー）のＫＣｌは、水溶液中でＫＣｌがカリウムイオンと塩化物イオンとに解離し、粒子数が２倍となるため、その浸透圧モル濃度は、２０ミリオスモルとなる。解離性のＫＣｌを１０ｍＭと非解離性の尿素を５ｍＭとで併用する場合、浸透圧モル濃度は、１０×２＋５＝２５ミリオスモルとなる。
【００９３】
浸透圧制御剤の浸透圧モル濃度は、好ましくは０．０５〜０．９４オスモル、より好ましくは０．１０〜０．９０オスモル、特に好ましくは０．２０〜０．８０オスモルの範囲内である。浸透圧制御剤の浸透圧モル濃度が低すぎると、ヒドロゲル層の組織液の抽出効率が低下し、高すぎると親水性ポリマー水溶液の放射線照射による架橋反応が阻害される傾向にある。ただし、ヒドロゲル層の大きさや皮膚面への貼付時間などを調節することにより、浸透圧制御剤を使用することなく、組織液抽出用デバイスの抽出機能を発揮させることもできる。
【００９４】
図５に示すヒドロゲル層５０１は、透過性向上処理により角質層に形成した微細孔を通じて、組織液を連続的に抽出し、血糖ＡＵＣ値に相当する値を得ることを主目的としている。グルコース濃度は、血糖値だけでなく、形成された微細孔の大きさや深さなどによっても影響を受ける。前述したとおり、角質層に設けた微細孔の状態により採取される組織液の量が異なるため、単に採取した組織液中のグルコース量を測定しただけでは、血液中グルコース濃度や血糖ＡＵＣ値を正確に算出することができない。この課題を解決するには、グルコースと同時にナトリウムイオンを採取して、ナトリウムイオン量を測定することにより、組織液の採取量の規格化を行う方法が有効である。このため、ヒドロゲル層５０１は、実質的にナトリウムイオンを含まないものであることが望ましい。
【００９５】
精度の高い測定を行うには、グルコース測定センサーの測定下限値を上回るグルコース量を皮下より採取しなければならない。ヒドロゲル層５０１中にＫＣｌなどの浸透圧制御剤を添加すると、ヒドロゲル層５０１の浸透圧は、生体の組織液がもつ浸透圧よりも大きくなり、組織液の抽出効率が高くなる。このため、ヒドロゲル層には、ＫＣｌなどの浸透圧制御剤を含有させることが望ましい。もちろん、浸透圧制御剤を含有させなくても、水分を十分な量で含有し、実質的にナトリウムイオンを含有しないヒドロゲル層であれば、グルコースを含む組織液の抽出を行うことは可能である。
【００９６】
グルコース濃度をナトリウムイオン濃度に基づいて補正する意義を説明する。グルコースは、組織液中に含まれた状態でヒドロゲル層中に蓄積される。他方、体外に滲出する組織液の量は、角質層に設けた微細孔の状態に応じて変動するため、微細孔の形成状態を加味してグルコースを定量する必要がある。ナトリウムイオンは、体内において実質的に一定濃度で存在していると推定されるため、所定の抽出時間経過後にヒドロゲル層中に蓄積されたナトリウムイオンの濃度は、例えば、微細孔の孔径が大きければ高くなり、微細孔の孔径が小さければ低くなる。すなわち、抽出される組織液中のナトリウムイオン濃度は、微細孔の形成状態を反映している。
【００９７】
本発明のヒドロゲル層は、通常、放射線の照射により架橋して得られたものである。放射線照射架橋法によれば、化学架橋法とは異なり、架橋剤などの化学物質を使用しないため、非常にクリーンなヒドロゲルを得ることができる。放射線の照射による架橋は、親水性ポリマー水溶液を基材上に塗工して塗膜を形成し、該塗膜に放射線を照射する方法により実施することができる。複数のロール群を用いて基材を走行させ、その上で親水性ポリマー水溶液の塗工と塗膜の放射線照射架橋を行うと、シート状のヒドロゲル層を連続的に作製することができる。このため、放射線の照射による架橋法を採用すると、ヒドロゲル層の連続的な大量生産が可能である。
【００９８】
架橋前のポリビニルアルコール（ＰＶＡ）は、ケン化度が通常７８〜１００モル％、好ましくは９７〜１００モル％の範囲内で、平均重合度が５００〜４，０００、好ましくは１，０００〜３，０００、より好ましくは１，２００〜２，５００の範囲内である。ＰＶＡのケン化度が低すぎると、架橋反応が十分に進行しなかったり、得られるヒドロゲル層の組織液抽出性が低下したりする。ＰＶＡの平均重合度が低すぎると、ＰＶＡ水溶液の粘度が低くなりすぎて、該ＰＶＡ水溶液を基材上に塗工した際に、はじきが生じたり、厚みが均一にならないなどの問題が生じることがある。ＰＶＡの平均重合度が高くなりすぎると、水に対する溶解度が低下して、適度の濃度の水溶液を調製することが困難となる。
【００９９】
ＰＶＡ水溶液の調製時に加熱・攪拌すれば、平均重合度が高いＰＶＡを用いた場合でも、適度の濃度を有するＰＶＡ水溶液を得ることができるが、熱劣化や黄変が生じ易くなる。ＰＶＡのケン化度と平均重合度は、この技術分野における常法に従って、測定することができ、市販品の場合には、カタログ値（表示値）を用いることができる。
【０１００】
ＰＶＡ水溶液中のＰＶＡ濃度は、好ましくは７〜３０重量％、より好ましくは７〜２０重量％、特に好ましくは７．５〜１５重量％の範囲内である。多くの場合、ＰＶＡ濃度を９〜１５重量％の範囲内とすることにより、良好な結果を得ることができる。
【０１０１】
ＰＶＡ水溶液中のＰＶＡ濃度が低すぎると、該ＰＶＡ水溶液を基材上に塗工した際、はじきを生じたり、厚みの均一な塗膜を形成することが困難となったりする。ＰＶＡ濃度が低すぎると、前記の如き問題に加えて、ヒドロゲル層とヒトの皮膚の等張化に必要とされる量の浸透圧制御剤（例えば、８０ｍＭのＫＣｌ）をＰＶＡ水溶液中に添加した場合、放射線の照射による架橋が阻害される傾向が強くなる。
【０１０２】
ＰＶＡ水溶液中のＰＶＡ濃度が高すぎると、該ＰＶＡ水溶液の粘度が高くなりすぎて、塗工時にＰＶＡ水溶液を加熱して低粘度化する必要があり、それによって、熱劣化や黄変が生じ易くなる。ＰＶＡ濃度が高すぎると、前記の如き問題に加えて、放射線の照射による架橋後に、十分な含水率のヒドロゲルを得ることが困難となる。
【０１０３】
ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）は、重量平均分子量が２０，０００〜１５０，０００、好ましくは２５，０００〜１２０，０００の範囲内である。ＰＶＰ水溶液中のＰＶＰ濃度は、好ましくは７〜３０重量％、より好ましくは７〜２０重量％、特に好ましくは７．５〜１５重量％の範囲内である。多くの場合、ＰＶＰ濃度を９〜１５重量％の範囲内とすることにより、良好な結果を得ることができる。
【０１０４】
ＰＶＰは、単独で使用することができるが、ＰＶＡと混合して用いることが好ましい。ＰＶＡ：ＰＶＰの重量比は、通常９：１〜１：９、好ましくは８：２〜２：８、より好ましくは８：２〜５：５の範囲内である。
【０１０５】
ＰＶＡ及び／またはＰＶＰからなる親水性ポリマーを用いてヒドロゲル層を形成するには、親水性ポリマー水溶液を基材上に塗工し、得られた塗膜に放射線を照射して親水性ポリマーの架橋を行う。基材としては、ガラス、合成樹脂フィルムなど、親水性ポリマー水溶液を塗工して塗膜を形成することができるものであればよく、特に限定されない。基材として放射線透過性の合成樹脂フィルムを使用すると、基材の上側からだけではなく、下側からも放射線を照射することができる。
【０１０６】
本発明で使用する放射線とは、α線（α崩壊を行う放射性核種から放出されるヘリウム４の原子核の粒子線）、β線（原子核から放出される陰電子及び陽電子）、電子線（ほぼ一定の運動エネルギーを持つ電子ビーム；一般に、熱電子を真空中で加速してつくる）などの粒子線；γ線（原子核、素粒子のエネルギー準位間の遷移や素粒子の対消滅、対生成などによって放出・吸収される波長の短い電磁波）などの電離放射線；を意味する。本発明において、放射線には、紫外線は含まれないものとする。本発明において、ヒドロゲル層の製造工程での作業性、取扱性などの観点から、放射線の中でも、電子線及びγ線が好ましく、電子線がより好ましい。
【０１０７】
電子線の照射は、汎用の電子線照射装置を用いて行うことができるが、その反面、ヒドロゲル層の製造には、電子線照射装置の特性による制約を受けることになる。例えば、加速電圧が３００ｋＶの電子線照射装置を用いて、ＰＶＡ水溶液の塗膜に電子線を照射したとき、表面の吸収線量を１００％とすると、３００μｍの深部では、約５０％まで相対線量が減衰する。加速電圧が８００ｋＶの電子線照射装置では、２，５００μｍの深部での相対線量は、約３０％にまで減衰する。加速電圧と相対線量の減衰との関係は、直線的な比例関係ではない。深部での相対線量が減衰すると、そこでの電子線照射による架橋効果が低下する。均一な架橋を行うには、高い相対線量が得られるような加速電圧で照射するか、塗膜の厚みを調整することが望ましい。
【０１０８】
電子線の照射線量は、５〜２０，０００ｋＧｙの範囲から選択することが好ましい。電子線の照射線量の最適値は、加速電圧と被照射物の特性などに依存して大きく異なる。例えば、加速電圧２００ｋＶの電子線では、照射線量を４０ｋＧｙとし、その後、γ線を２５ｋＧｙ照射することで、良好なヒドロゲル層を形成することができる。
【０１０９】
照射線量は、ヒドロゲル層の架橋密度に関係する。照射線量が大きいほど、架橋密度が大きくなる。加速電圧が２００ｋＶから１０ＭＶの範囲内で、かつ、照射線量が５〜２０，０００ｋＧｙの範囲内の電子線を照射して架橋することが好ましい。照射線量は、加速電圧や塗膜の厚みにもよるが、加速電圧が２００〜８００ｋＶで、塗膜の厚みが７０〜５００μｍ程度である場合には、好ましくは１５〜３，０００ｋＧｙ、より好ましくは２０〜２，０００ｋＧｙである。電子線の照射は、オゾンの発生を避けたり、反応効率を上げたりするために、一般に、窒素などの不活性ガス雰囲気下で行われる。
【０１１０】
親水性ポリマー水溶液の塗膜の厚みが厚い場合には、加速電圧を上げたり、照射線量を増大させたりすることができる。基材上に親水性ポリマー水溶液を塗工し、形成された塗膜に放射線を照射して架橋させ、次いで、架橋により得られたヒドロゲル層の上に新たな親水性ポリマー水溶液の塗膜を形成し、該塗膜に放射線を照射する方法を必要回数採用すれば、所望の合計厚みのヒドロゲル層を形成することができる。
【０１１１】
塩化カリウム、尿素、グリシン、アラニン、及びプロリンからなる群より選ばれる少なくとも一種の浸透圧制御剤を使用する場合、放射線の照射による架橋反応が阻害されることのないように、親水性ポリマー濃度と浸透圧制御剤の浸透圧モル濃度との関係を制御することが好ましい。親水性ポリマー水溶液の塗膜の架橋反応が阻害されるか否かは、得られるヒドロゲル層に離水現象が観察されるか否かによって判定することができる。ヒドロゲル層に離水がない場合、十分な架橋反応が生じていると判定することができる。
【０１１２】
ヒドロゲル層の離水現象の有無は、縦７ｍｍ×横１２ｍｍ×厚み７００μｍの大きさに切り出したヒドロゲル層を、温度２３℃、相対湿度５５％の恒温高湿槽内で、平坦な状態に保持したポリエステルフィルム上に１分間載置し、該ヒドロゲル層の表面と周辺に離水が観察されるか否かを観察することによって判定することができる。ヒドロゲル層の離水が観察されないことは、放射線の照射による架橋反応が阻害されていないことを意味している。
【０１１３】
ヒドロゲル層に離水が観察されないことの基準として、親水性ポリマー濃度と浸透圧制御剤の浸透圧モル濃度との関係を制御することが好ましい。より具体的には、親水性ポリマー濃度を７〜３０重量％の範囲内とし、塩化カリウム、尿素、グリシン、アラニン、及びプロリンからなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物からなる浸透圧制御剤を浸透圧モル濃度が０．０５〜０．９４オスモルの範囲内となる量比で含有し、かつ、実質的にナトリウムイオンを含有しないようにした親水性ポリマー水溶液を使用する。該親水性ポリマー濃度をｂ重量％とし、該浸透圧制御剤の浸透圧モル濃度をａオスモルとしたとき、下記関係式（Ａ）
ａ≦０．１ｂ−０．６                      （Ａ）
で表わされる関係を満足する親水性ポリマー水溶液の塗膜に、放射線を照射して架橋することにより、架橋反応の阻害のないヒドロゲル層を形成することができる。放射線としては、α線、β線、及びγ線からなる群より選ばれる一種の放射線を利用することができる。
【０１１４】
図１９は、本件明細書の実施例１〜９と比較例１〜４により得られた実験データに基づいて作成したグラフである。このグラフの横軸は、ＰＶＡ水溶液中のＰＶＡ濃度（ｂ重量％）であり、縦軸は、ＫＣｌの濃度（重量％）から算出される浸透圧モル濃度（ａオスモル）である。電子線の照射により得られたヒドロゲル層に離水が観察されない場合（すなわち、電子線の照射による架橋反応が十分な場合）と離水が観察された場合を斜線によって区分けした。この斜線の下側が、上記関係式（Ａ）を満足する領域を示す。ＰＶＡ濃度（ｂ）は、７〜３０重量％の範囲内であり、ＫＣｌの浸透圧モル濃度（ａ）は、０．０５〜０．９４オスモルの範囲内である。
【０１１５】
尿素、グリシン、アラニン、及びプロリンは、本発明のヒドロゲル層に対する浸透圧制御剤としての機能の面では、ＫＣｌと実質的に等価であると評価される。このことは、図２０及び図２１の実験結果から明らかである。図２０は、塩化カリウム（ＫＣｌ）、尿素（Ｕｒｅａ）、及びグリシン（Ｇｌｙｃｉｎｅ）について、浸透圧モル濃度（オスモル）と組織液抽出促進効果との関係を示すグラフである。図２１は、塩化カリウム（ＫＣｌ）、アラニン（Ａｌａｎｉｎｅ）、及びプロリン（Ｐｒｏｌｉｎｅ）について、浸透圧モル濃度（オスモル）と組織液抽出促進効果との関係を示すグラフである。
【０１１６】
組織液抽出量は、経皮的にリザーバー内に採集したグルコース量を指標として表すことができる。ヒトの上腕の皮膚に角質層に到達する微細孔を形成し、その上にリザーバー（具体的には、実質的にＮａを含まない７ｍｍ×１２ｍｍのＰＶＡゲル層とＰＥフィルム支持体層から形成された大きさが２８ｍｍ×２８ｍｍのゲルリザーバーを用いた）を置いた。前記３種類の浸透圧制御剤の組織液抽出促進効果を評価するために、以下の手順で組織液の抽出を行った。
【０１１７】
手順１：リザーバーの中に、逆浸透法（Ｒｅｖｅｒｓｅ  Ｏｓｍｏｓｉｓ）により精製した浸透圧モル濃度が実質的にゼロの水（以下、「ＲＯ水」ということがある）を入れて、所定時間をかけて組織液の抽出を行う。
【０１１８】
手順２：リザーバーの中に、各種浸透圧モル濃度（例えば、０．３、０．６、１．２、２．５、及び５．０オスモル）の溶液で順番に満たし所定時間をかけて組織液の抽出を行う。
【０１１９】
手順３：最後に、リザーバーの中に、ＲＯ水を入れて、所定時間をかけて組織液の抽出を行う。
【０１２０】
リザーバー内に採集した組織液中のグルコース濃度を、周知のグルコース酸化酵素を用いた酵素法により測定する。グルコース濃度の測定値からリザーバー内に含まれるグルコースの総量（単位＝ｎｇ）を算出する。このグルコース総量を抽出時間（単位＝ｍｉｎ）で割って、グルコース抽出速度（単位＝ｎｇ／ｍｉｎ）を算出する。浸透圧制御剤の各浸透圧モル濃度でのグルコース抽出速度をｘとし、前記の手順１及び３のＲＯ水を用いたときのグルコース抽出速度の平均値をｙとすると、下記式（Ｂ）
組織液抽出促進効果＝ｘ／ｙ          （Ｂ）
により、各浸透圧制御剤の組織液抽出促進効果を算出することができる。
【０１２１】
図２０に示されている結果から明らかなように、尿素及びグリシンは、ＫＣｌと実質的に同じ組織液抽出促進効果を示すことが分かる。したがって、ＫＣｌに代えて、それと同効の尿素及びグリシン等の低分子有機化合物も浸透圧制御剤として使用できることが理解できる。また、図２１に示されている結果から明らかなように、アラニン及びプロリンは、ＫＣｌと実質的に同じ組織液抽出促進効果を示すことが分かる。したがって、ＫＣｌに代えて、それと同効のアラニン及びプロリン等の低分子有機化合物も浸透圧制御剤として使用できることが理解できる。
【０１２２】
ヒドロゲル層の含水率は、高いほど良好な組織液抽出効率を示す。他方、本発明の組織液抽出用デバイスの皮膚面への適用性、皮膚表面からの剥離性、測定時の物理的強度などの観点から、ヒドロゲル層の含水率を過度に高くすることは好ましくない。ヒドロゲルの含水率は、好ましくは７０〜９５重量％、より好ましくは８０〜９３重量％、特に好ましくは８４〜９２重量％の範囲内である。
【０１２３】
組織液中のグルコースとナトリウムイオンを効率良く抽出するために、ヒドロゲル層の膨潤率は、１００〜３００％の範囲内とすることが好ましい。ヒドロゲル層の膨潤率とは、ヒドロゲル層を生理食塩水中に２４時間浸漬した後の重量を生理食塩水に浸漬する前の重量で割った値を１００倍した数値である。
【０１２４】
組織液抽出前のヒドロゲル層には、ナトリウムイオンが実質的に存在しないことが、組織液抽出物の測定を行う上で有効である。このため、ナトリウムイオンを実質的に含有しない材料を用いてヒドロゲル層を形成する。ＰＶＡを製造する場合、一般的には酢酸ビニルモノマーを重合したポリ酢酸ビニルを塩化ナトリウム等の塩で鹸化（けんか）して得ることができる。そのため、通常市販により入手可能なＰＶＡを水溶液に溶解後、電子線を照射して架橋したＰＶＡのヒドロゲルは、ナトリウムイオンが含まれることになる。その他、何らかの原因で、ヒドロゲル層に有意量のナトリウムイオンが含有されている場合には、ヒドロゲル層をＰＶＡ溶液を作製する際に用いた溶液につけ、攪拌することにより、ヒドロゲル層中のナトリウムイオン含有量を減少させることができる。
【０１２５】
ヒドロゲル層に柔軟性を付与するため、ヒドロゲル層の製造工程において、親水性ポリマー水溶液に、グリセリン、ポリグリセリン、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリプロピレングリコール（ＰＰＧ）のような可塑剤を含有させることができる。ヒドロゲル層には、放射線の照射による架橋の阻害とならない程度の量比で、抗菌剤のような薬理活性物質を含ませることもできる。ヒドロゲル層にグルコース酸化酵素などの組織液成分を代謝する酵素を含有させると、組織液成分を安定的に採集することが困難となる。このため、本発明で使用するヒドロゲル層は、グルコース酸化酵素などグルコースと反応する酵素を実質的に含有しないことが好ましい。
【０１２６】
ヒドロゲル層の厚みは、通常、５０μｍから１．５ｍｍ、好ましくは１００μｍから１ｍｍ、より好ましくは３００〜９００μｍの範囲内である。ヒドロゲル層の厚みが厚すぎると、組織液抽出用デバイスの適用時に皮膚へのストレスが大きくなるため、該ヒドロゲル層が皮膚に接触した部分に圧迫痕が残ったり、剥離層と粘着フィルム（支持体／粘着剤層）との間に隙間ができてヒドロゲル層中の水分が蒸散したりするなどの不都合が生じ易くなる。ヒドロゲル層の厚みが薄すぎると、抽出グルコースの逆流が発生してしまい、分析に必要な量のグルコースを含有する組織液を十分に採集することができなくなる。
【０１２７】
ヒドロゲル層を所望の厚みにするために、ヒドロゲル層を多層化することも可能である。ヒドロゲル層の多層化は、複数個のヒドロゲル層を積層する方法や、放射線照射工程で、親水性ポリマー水溶液の塗膜に放射線を照射してヒドロゲル層を形成し、次いで、該ヒドロゲル層上に親水性ポリマー水溶液を塗工して塗膜を形成し、該塗膜に放射線を照射する方法を採用することができる。後者の方法は、２回以上繰り返すことにより、各ヒドロゲル層が均一に架橋した多層のヒドロゲル層を形成することができる。
【０１２８】
ヒドロゲル層の皮膚面に接触する部分は、測定機器によって適宜変更が可能であるが、一般に、長辺が５〜１５ｍｍで、短辺が３〜１０ｍｍであることが好ましい。ヒドロゲル層の皮膚との接触面積は、マイクロニードル穿刺部の面積（微細孔の面積）を１００％としたとき、５０〜２００％、好ましくは１００〜２００％とし、穿刺部をカバーできるように調整する。
【０１２９】
ヒドロゲル層は、粘着フィルム（支持体／粘着剤層）の略中心に配置させる。ヒドロゲル層は、組織液の抽出が終了するまでの間、粘着フィルム上に保持されるように、投錨性が良好であることが望まれ、その一方で、抽出終了後には、皮膚面から容易に剥離できることが望ましい。
【０１３０】
剥離層としては、シリコーン樹脂などの離型剤で処理した上質紙やグラシン紙などの紙基材や、ポリエステルフィルムなどのシートが挙げられる。剥離層としては、一般に、剥離紙や剥離ライナーとして粘着テープの技術分野で用いられているものを使用することができる。剥離層により、粘着剤層（粘着剤層の露出面）とヒドロゲル層の両方の露出面を被覆する。
【０１３１】
本発明の組織液抽出用デバイスは、ヒドロゲル層の周囲に粘着剤層が露出する大きさの面積を有するものである。ヒドロゲル層の面積は、皮膚面へ接触する面積と同じである。このように、本発明の組織液抽出用デバイスは、皮膚に接着可能な接着面をヒドロゲル層の周囲に設けた構成によって、容易に皮膚に接着させることができるので、ベルトなどの装着器具を用いることなく、所望の皮膚面に固定することができる。これにより、本発明の組織液抽出用デバイスは、使用者の負担を軽減することができる。
【０１３２】
図５（ａ）に示す粘着フィルム５０２は、粘着性を有する下面（粘着剤層）と粘着性を有さない上面（合成樹脂フィルムからなる支持体層）とを有し、水分を透過させない性質を有している。粘着フィルム５０２は、代表的には、２８ｍｍ×２８ｍｍの大きさからなる略正方形の形状を有している。粘着性を有する下面は、被験者の皮膚及びカートリッジ本体３１０に対して粘着性を有する。ヒドロゲル層５０１は、粘着フィルム５０２の略中央に、該粘着フィルム５０２の下面に粘着することにより保持されている。
【０１３３】
粘着フィルム５０２は、粘着性を有する面（粘着剤層）を有することにより、ヒドロゲル層５０１を保持することができ、かつ、該ヒドロゲル層５０１を保持した状態で皮膚に接着することができる。粘着フィルム５０２が水分を透過させない素材からなることにより、ヒドロゲル層５０１に含まれる水分や採集された組織液中の水分の蒸散を防ぐことができる。このため、ヒドロゲル層５０１による組織液の採集の間に、該ヒドロゲル層５０１中の水分が蒸発して皮膚と接触する面積が変化することを防止することができ、組織液の抽出効率のバラツキを防止することができる。
【０１３４】
粘着フィルム５０２は、上記大きさの面積を有することにより、組織液抽出用デバイスがカートリッジ本体３１０のゲル収容部３１１内に配置されたとき、ゲル収容部３１１（図６参照）の開口から液が漏れないよう、開口を閉塞することができる。粘着フィルム５０２には、皮膚面に貼付する際の位置決めのためのノッチ５０５，５０５を設けることができる。粘着フィルム５０２には、口取り部（図示せず）を設けることもできる。
【０１３５】
図５（ｂ）は、組織液抽出用デバイス５０の使用前の状態を示す断面図である。粘着フィルム５０２は、合成樹脂フィルムから形成された支持体層５０２ａと粘着剤層５０２ｂとから構成されている。粘着フィルム５０２は、使用前の状態においては、粘着層５０２ｂの露出面により剥離層５０３に粘着されている。剥離層５０３は、使用の際に剥離すると、ヒドロゲル層５０１とその周囲の粘着剤層５０２ｂが露出するように構成されている。剥離層５０３を取り除いた組織液抽出用デバイスを、そのヒドロゲル層５０１の表面と粘着剤層５０２ｂの露出面とで、皮膚面に密着させる。
【０１３６】
分析用カートリッジ３０の構造と機能について、さらに詳細に説明する。図４に示すように、分析用カートリッジ３０は、カートリッジ本体３１０と、グルコースとの反応試薬３３０とを備えている。グルコースとの反応試薬３３０は、グルコースに対する触媒となる酵素〔例えば、グルコースオキシダーゼ（「ＧＯＤ」と略記）〕、グルコースとＧＯＤとの反応により生成する過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）に対する触媒となる酵素〔ペルオキシダーゼ（「ＰＯＤ」と略記）〕、及びＰＯＤが存在することによってＨ２Ｏ２から生成する活性酸素（Ｏ＊）と反応する発色色素のテトラメチルベンジジン（３，３′，５，５′−Ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌｂｅｎｚｉｄｉｎｅ）などの反応試薬を含んでいる。グルコースとの反応試薬３３０は、カートリッジ本体３１０に設けられた試薬保持部３１４（図６）に嵌め込み可能な大きさと形状を有している。
【０１３７】
カートリッジ本体３１０は、アクリル樹脂などのを顔料により着色した、例えば黒色の合成樹脂から形成された長方形の板である。カートリッジ本体３１０は、例えば、縦２４ｍｍ×横５６ｍｍ×厚み３ｍｍの長方形の板からなり、その表面に形成された凹部（図６の試薬保持部３１４）内に、グルコースとの反応試薬３３０が嵌め込まれる。カートリッジ本体３１０の表面には、組織液抽出用デバイス５０のヒドロゲル層５０１を収容するための凹部（図６のゲル収容部３１１）が形成されている。組織液抽出用デバイス５０は、そのヒドロゲル層５０１を凹部内に収容すると共に、粘着剤層によってカートリッジ本体３１０の表面に接着する。組織液抽出用デバイス５０を接着するカートリッジ本体３１０の面（図４において露出している面）を上面、その背面を下面と称する。以下、カートリッジ本体３１０の構造を、図６及び７を参照しながら、より詳細に説明する。
【０１３８】
図６及び７は、カートリッジ本体３１０の平面図である。図６には、カートリッジ本体３１０の上面の構造を実線で、下面の構造を破線で示している。図７には、カートリッジ本体３１０の下面の構造を実線で、上面の構造を破線で示している。
【０１３９】
図６及び７に示すように、カートリッジ本体３１０には、上面から視認できる構造として、ゲル収容部３１１、導入孔３１２、上流側連絡孔３１３、反応試薬保持部３１４、グルコース検出用貯留部３１７、下流側連絡孔３１５、及び排出孔３１６が設けられている。カートリッジ本体３１０には、下面から視認できる構造として、第１連絡流路３２１、ナトリウム検出用貯留部３２２、及び第２連絡流路３２３が設けられている。これら各部は、凹部や貫通孔である。このため、カートリッジ本体３１０は、射出成型などにより、合成樹脂を一体成型することによって作製することができる。
【０１４０】
カートリッジ本体３１０は、分析装置本体１０のカートリッジ配置部１２に配置したとき、導入孔３１２から排出孔３１６に至る一つの流路を形成する。導入孔３１２は、カートリッジ本体３１０の上面から下面にかけて貫通する円形の孔であり、その直径を例えば０．７ｍｍとすることができる。導入孔３１２は、分析装置本体１０のカートリッジ配置部１２にカートリッジ本体３１０を配置したときに、カートリッジ配置部１２に設けた注入用ニップル１４１が鉛直方向直下に位置するように設けられている。これにより、カートリッジ本体３１０をカートリッジ配置部１２に配置したときに、注入用ニップル１４１から導入孔３１２を介して回収液がゲル収容部３１１内に注入される。
【０１４１】
ゲル収容部３１１は、カートリッジ本体３１０の上面に形成された長方形の凹部であり、例えば、１４ｍｍ（長辺）×９ｍｍ（短辺）×２ｍｍ（深さ）の大きさを有している。導入孔３１２は、ゲル収容部３１１の底面に設けられている。ゲル収容部３１１は、例えば、上記の如き大きさを有することにより、組織液抽出用デバイス５０に保持された１２ｍｍ（長辺）×７ｍｍ（短辺）×０．７ｍｍ（厚み）の大きさからなるヒドロゲル層５０１を収容することができる。
【０１４２】
ゲル収容部３１１には、組織液抽出用デバイス５０に保持されたヒドロゲル層５０１が収容される。具体的には、組織液抽出用デバイス５０をゲル収容部３１１に配置することにより、組織液抽出用デバイス５０の粘着フィルム５０２がゲル収容部３１１の周縁に粘着し、保持されたヒドロゲル層５０１が、ゲル収容部３１１に宙吊りの状態で収容される。
【０１４３】
ゲル収容部３１１の底面であって、導入孔３１２の対角線上の位置には、ゲル収容部３１１の底面より深く陥没した段部３１８と、上流側連絡孔３１３とが設けられている。上流側連絡孔３１３は、カートリッジ本体３１０の上面から下面にかけて貫通する直径が例えば１．５ｍｍの円径の孔からなる。
【０１４４】
図７に示すように、上流側連絡孔３１３は、下面に形成された深さが例えば約０．５ｍｍの溝からなる第１連絡流路３２１の底面に開口している。第１連絡流路３２１は、カートリッジ本体３１０の長辺方向に水平に延在しており、カートリッジ本体３１０の下面の略中央に形成されたナトリウム検出用貯留部３２２に繋がっている。
【０１４５】
ナトリウム検出用貯留部３２２は、深さが例えば約１．５ｍｍの円形の溝からなる。ナトリウム検出用貯留部３２２は、分析用カートリッジ３０を分析装置本体１０のカートリッジ配置部１２に配置したとき、カートリッジ配置部１２の底面に設けられたナトリウム検出部２２の鉛直方向直上に位置するように設けられている。より詳しくは、ナトリウム検出用貯留部３２２は、板状部材２２１とナトリウム検出用貯留部３２２とによって囲まれる空間に、ナトリウム検出部２２のナトリウムイオン濃度測定用電極２２２が位置するように設けられている。
【０１４６】
ナトリウム検出用貯留部３２２は、深さが例えば約０．５ｍｍの溝からなる第２連絡流路３２３に繋がっている。第２連絡流路３２３は、ナトリウム検出用貯留部３２２を始点として、段部を介してカートリッジ本体３１０の短辺方向に水平に延びたのち、９０度方向を変えて長辺方向に水平に延び、さらに内側に約４５度方向を変えて水平に延びている。第２連絡流路３２３の末端の底部には、下流側連絡孔３１５が形成されている。下流側連絡孔３１５は、カートリッジ本体３１０の上面から下面にかけて貫通する直径が例えば０．７ｍｍの円形の孔からなる。
【０１４７】
図６に示すように、カートリッジ本体３１０の上面には、試薬保持部３１４が設けられている。試薬保持部３１４は、カートリッジ本体３１０の上面に形成された深さが例えば約１ｍｍの凹部からなる。試薬保持部３１４は、カートリッジ本体３１０の長辺方向に長い略長方形状に形成されている。
【０１４８】
試薬保持部３１４には、試薬保持部３１４より深く形成された溝からなるグルコース検出用貯留部３１７が設けられている。このグルコース検出用貯留部３１７の底面に、下流側連絡孔３１５が開口している。グルコース検出用貯留部３１７は、試薬保持部３１４の底面から深さ約１．５ｍｍを有する溝からなる。グルコース検出用貯留部３１７は、下流側連絡孔３１５が開口している位置を始点として、カートリッジ本体３１０の短辺方向に水平に延びたのち９０度角度を変えて長辺方向に水平に延び、さらに９０度角度を変えて短辺方向に水平に延びたのち９０度角度を変えて長辺方向に水平に延びている。グルコース検出用貯留部３１７の末端には、排出孔３１６が形成されている。
【０１４９】
排出孔３１６は、カートリッジ本体３１０の上面から下面を貫通する直径０．７ｍｍの円形の孔からなる。排出孔３１６は、装置本体１０のカートリッジ配置部１２にカートリッジ本体３１０が配置されたときに、カートリッジ配置部１２に設けられた排出用ニップル１５１が鉛直方向直下に位置するように設けられている。これにより、カートリッジ本体３１０がカートリッジ配置部１２に配置されたときに、排出孔３１６を介して排出用ニップル１５１から回収液が排出される。
【０１５０】
導入孔３１２と上流側連絡孔３１３とは、ゲル収容部３１１内を通って繋がっている。上流側連絡孔３１３と下流側連絡孔３１５とは、第１連絡流路３２１、ナトリウム検出用貯留部３２２、及び第２連絡流路３２３を通じて繋がっている。より詳しくは、上流側連絡孔３１３と下流側連絡孔３１５とは、下面において、上流側連絡孔３１３と下流側連絡孔３１５とは、カートリッジ本体３１０が水平面上に置かれたときに、水平面とカートリッジ本体３１０の下面との間に液体が通過するのを許容する深さと幅からなる一連の溝によって繋がっている。下流側連絡孔３１５と排出孔３１６とは、グルコース検出用貯留部３１７を通じて繋がっている。このため、カートリッジ本体３１０は、水平面上に置くことにより、導入孔３１２から排出孔３１６に至るまでの一本の流路を構成する。
【０１５１】
以下、分析用カートリッジ３０の機能を、分析装置本体１０の動作と併せて説明する。図８は、本実施形態にかかる生体成分分析装置を用いた生体成分分析方法を説明するフローチャートである。被験者は、ステップＳ１において、組織液を採集する部位の前処理、より具体的には、アルコール洗浄を行う。アルコール洗浄により、皮膚に付着している分析の撹乱要因となる物質（汗、塵など）が取り除かれる。
【０１５２】
ステップＳ２において、透過性向上処理として、アルコール洗浄された採集部位に微細孔を形成する。微細孔とは、皮膚の角質層を貫通する孔であり、表皮内部と真皮との境界にまで到達してもよいが、真皮の深部にまでは到達しないような深さの孔である。このような微細孔を形成する処理は、例えば特開２００７−２３６８４４号公報に記載の微細孔形成装置を用いて行うことができる。これにより、出血を伴うことなく、皮下組織からの組織液の抽出と採集を促進することができる。
【０１５３】
ステップＳ３において、微細孔が形成された採集部位に組織液抽出用デバイス５０を貼付する。より詳しくは、組織液抽出用デバイス５０に含まれるヒドロゲル層５０１が、微細孔が形成された皮膚の部位を覆うように、該ヒドロゲル層５０１を皮膚に当接させる。そして、該ヒドロゲル層５０１を保持する粘着フィルム５０２を、微細孔が形成された皮膚の部位の周辺に粘着させる。このようにして組織液抽出用デバイス５０を皮膚に貼り付けた状態で１２０分間以上の所定時間放置し、微細孔が形成された皮膚から滲み出る組織液を抽出して、ヒドロゲル層５０１中に採集する。
【０１５４】
組織液抽出用デバイス５０を皮膚に貼り付けた後、所定時間が経過したら、ステップＳ４に進み、組織液抽出用デバイス５０を皮膚から取り外す。
【０１５５】
ステップＳ５において、皮膚から取り外した組織液抽出用デバイス５０を分析用カートリッジ３０に貼り付ける。
【０１５６】
ステップＳ６において、組織液抽出用デバイス５０を貼り付けた分析用カートリッジ３０を、分析装置本体１０のカートリッジ配置部１２に配置する。分析用カートリッジ３０は、ナトリウム検出用貯留部３２２がカートリッジ配置部１２の底面と対向するように配置する。分析用カートリッジ３０を分析装置本体１０に配置した後、分析装置本体１０の可動天板１３を閉じる。可動天板１３は、閉じる方向に付勢されていることから、カートリッジ配置部１２に配置された分析用カートリッジ３０は、注入用ニップル１４１、排出用ニップル１５１、及びナトリウム検出部２２と、可動天板１３とによって挟まれた状態で、可動天板１３によって上方から押さえつけられる。
【０１５７】
ステップＳ７においては、採集した組織液に基づいて生体成分の分析を行う。具体的には、カートリッジ配置部１２に分析用カートリッジ３０を配置した状態で、使用者が分析装置本体１０の操作部２４を操作して、生体成分の分析開始を制御部２５に指示する。分析開始が指示された制御部２５は、所定のプログラムを実行することにより、生体成分の分析を行う。生体成分の分析は、グルコース検出部２１と制御部２５との協働によるグルコース濃度の分析、及びナトリウム検出部２２と制御部２５との協働によるナトリウムイオン濃度の分析を含む。
【０１５８】
分析装置本体１０による生体成分の分析が完了すると、分析結果が表示部２３に表示される。被験者は、ステップＳ８において、表示部２３に表示された分析結果を確認し、それによって、一連の分析工程が終了する。
【０１５９】
図９は、図８のステップＳ７の処理を説明するためのフローチャートである。制御部２５に含まれるＲＯＭには、ここに示される工程を実現するためのプログラムが記憶されている。制御部２５のＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより、このフローチャートに示される工程を実行する。
【０１６０】
図１０から図１６までは、本実施形態の生体成分分析装置の動作を説明するための模式断面図であり、これらの図の順に回収液の流れを経時的に示している。これらの図においては、カートリッジ配置部１２に分析用カートリッジ３０を配置した状態を示し、回収液を斜線で黒く示すとともに、ポンプ１４２により送られる空気の流れを矢印で示している。図９と図１０乃至１６とに基づいて、分析装置の作動原理を説明する。
【０１６１】
図９のステップＳ７１において、制御部２５は、使用者による分析開始指示を受け付けたか否かを判断する。制御部２５が分析開始指示を受け付けたと判断した場合（ステップＳ７１において「ＹＥＳ」）には、処理をステップＳ７２に進める。制御部２５が分析開始指示を受け付けていないと判断した場合（ステップＳ７１において「ＮＯ」）には、処理をステップＳ７１に戻す。
【０１６２】
ステップＳ７２において、制御部２５は、ヒドロゲル層５０１中に採集した組織液中の生体成分を回収するため、回収液を注入する処理を実行する。具体的には、制御部２５は、電磁弁Ｖ１を制御して上流側流路１４３とポンプ１４２とを接続し、電磁弁Ｖ２を制御してポンプ１４２と下流側流路１４５とを接続し、電磁弁Ｖ３を制御して下流側流路１４５と注入用ニップル１４１との接続を閉じる処理を実行する。次いで、制御部２５は、ポンプ１４２をモータ（図示せず）によって駆動することにより、流路に空気を送り込む処理を実行する。これにより、回収液タンク１４４に貯留していた回収液が下流側流路１４５及び廃液流路１４７に押し出され、押し出された回収液によって電磁弁Ｖ２から電磁弁Ｖ３までに至る流路内に回収液が満たされる（図２、図１０、及び図１１参照）。
【０１６３】
制御部２５は、ポンプ１４２の駆動を停止した後、電磁弁Ｖ１を制御して上流側流路１４３と迂回流路１４６とを接続し、電磁弁Ｖ２を制御して迂回流路１４６と下流側流路１４５とを接続し、そして、電磁弁Ｖ３を制御して下流側流路１４５と注入用ニップル１４１との接続を開く処理を実行する。これにより、ポンプ１４２から迂回流路１４６を介して注入用ニップル１４１に至る一連の流路が構成される。
【０１６４】
次いで、制御部２５は、ポンプ１４２を再び駆動し、流路に空気を送り込む処理を実行する。これにより、ポンプ１４２から送り込まれた空気は、上流側流路１４３、迂回流路１４６、及び下流側流路１４５を通り、注入用ニップル１４１に向かって送られる。電磁弁Ｖ２及び電磁弁Ｖ３の開閉が切り替えられる時点では、電磁弁Ｖ２から電磁弁Ｖ３に至る流路は所定量の回収液によって満たされている。ポンプ１４２から空気が送り込まれることにより、電磁弁Ｖ２と電磁弁Ｖ３との間に貯留された所定量の回収液が注入用ニップル１４１に向けて押し出され、廃液流路１４７に流入した回収液は、廃液タンク１５３に向かって押し出される（図１２参照）。
【０１６５】
注入用ニップル１４１は、カートリッジ配置部１２に配置された分析用カートリッジ３０の導入孔３１２と通じるように配置されている。注入用ニップル１４１に向けて送られた回収液は、注入用ニップル１４１及び導入孔３１２を通じてゲル収容部３１１内に注入される。
【０１６６】
ゲル収容部３１１に回収液が注入されると、ゲル収容部３１１は、注入された回収液によって満たされていく。ゲル収容部３１１に注入された回収液が、仮に導入孔３１２から上流側連絡孔３１３に向かって最短距離で移動したとしても、上流側連絡孔３１３の周辺は、上流側連絡孔３１３の開口面より一段高い段部３１８によって囲まれているため、回収液は、上流側連絡孔３１３から漏れ出る前に、まず段部３１８に表面張力によって保持される。このため、段部３１８に作用している表面張力以上の圧力が加えられない限り、回収液は、上流側連絡孔３１３から漏れ出る方向よりも、ゲル収容部３１１に広がる方向に圧力がかかる。したがって、注入された回収液は、上流側連絡孔３１３から漏れ出ることなくゲル収容部３１１内の全体に広がる（図１２参照）。これにより、ゲル収容部３１１が回収液によって不均一な状態で満たされることによる分析精度の低下を防止することができる。
【０１６７】
所定量の回収液のすべてがゲル収容部３１１内に注入されると、ヒドロゲル層５０１が回収液中に埋没する（図１３参照）。制御部２５は、所定量の回収液の注入が終了した時点でポンプ１４２の駆動を一時的に停止する。ポンプ１４２の駆動が停止しても、導入孔３１２に面した液体には、下側から空気圧が働くため、導入孔３１２から回収液が逆流することはない。ポンプ１４２の駆動が停止することで流路が一定の空気圧に維持されるため、ゲル収容部３１１に満たされた回収液は、上流側連絡孔３１３から漏れ出ることがなく、ゲル収容部３１１内に貯留された状態に保持される。
【０１６８】
図９のステップＳ７３において、制御部２５は、回収液の注入が終了してから所定時間（例えば、１０分間）が経過したか否かを判断する。制御部２５は、所定時間が経過したと判断した場合（ステップＳ７３において「ＹＥＳ」）には、ステップＳ７４に処理を進め、所定時間が経過していないと判断した場合（ステップＳ７３において「ＮＯ」）には、処理を戻し、所定時間が経過するまでステップＳ７３の処理を繰り返す。
【０１６９】
このように、ヒドロゲル層５０１が回収液中に埋没した状態で所定時間放置することにより、該ヒドロゲル層５０１内に採集された組織液が回収液中に十分に拡散する。
【０１７０】
図９のステップＳ７４において、制御部２５は、ゲル収容部３１１に貯留されている回収液を、ナトリウム検出用貯留部３２２及びグルコース検出用貯留部３１７に移送する処理を実行する。具体的には、制御部２５は、ゲル収容部３１１と同じ体積の空気がゲル収容部３１１に送り込まれるように、ポンプ１４２を制御する。ゲル収容部３１１に空気が送り込まれると、上流側連絡孔３１３に面した液体に表面張力以上の圧力がかかり、ゲル収容部３１１内に貯留されていた回収液が上流側連絡孔３１３を通じて第１連絡流路３２１に流出する。
【０１７１】
ゲル収容部３１１に空気が更に送り込まれると、第１連絡流路３２１に流出した回収液は、ナトリウム検出用貯留部３２２に到達し、ナトリウム検出用貯留部３２２内が回収液で満たされる。ゲル収容部３１１に空気が更に送り込まれると、回収液が下流側連絡孔３１５を通じてグルコース検出用貯留部３１７に到達する。グルコース検出用貯留部３１７に送り込まれた回収液は、試薬保持部３１４に保持されたグルコースとの反応試薬３３０に接触する（図１４参照）。
【０１７２】
ゲル収容部３１１に貯留されている回収液をゲル収容部３１１と異なる位置に送り出す構成とすることにより、回収液が撹拌される。このため、ゲル収容部３１１内に移動した生体成分が不均一に回収液中に拡散したとしても、回収液を撹拌することにより、回収液中の生体成分の濃度分布を均一にすることができる。
【０１７３】
図９のステップＳ７５において、制御部２５は、ポンプ１４２の駆動を停止するとともに、ナトリウム濃度を測定する処理を実行する。
【０１７４】
図１４に示すように、カートリッジ配置部１２の底面に設けられたナトリウム検出部２２は、分析用カートリッジ３０の下面に設けられたナトリウム検出用貯留部３２２と閉じられた空間を構成する。ナトリウム検出部２２は、表面に露出するように設けられたナトリウムイオン濃度測定用電極２２２を備えている。ナトリウムイオン濃度測定用電極２２２は、回収液がナトリウム検出用貯留部３２２内に貯留されたとき、貯留された回収液中に完全に浸漬された状態となる。この状態で、制御部２５は、ナトリウムイオン濃度測定用電極２２２に一定電流を印加して電圧値を取得し、得られた電圧値と予め制御部２５に記憶された検量線とに基づいてナトリウムイオン濃度「ＣＮａ」を得る。
【０１７５】
図９のステップＳ７６において、制御部２５は、グルコース濃度を測定する処理を実行する。可動天板１３の分析用カートリッジ３０と対向する面には、光源２１１と受光部２１２とが設けられている。図１４に示すように、カートリッジ本体３１０の試薬保持部３１４にはグルコースとの反応試薬３３０が保持されている。反応試薬３３０は、回収液中に浸漬されている。回収液中に移動したグルコースは、反応試薬３３０中に含まれるＧＯＤ、Ｈ２Ｏ２、ＰＯＤ、及び発色色素により下記の化学反応を生じ、その結果、反応試薬３３０が変色する。
【０１７６】
グルコース＋Ｏ２＋Ｈ２Ｏ→（ＧＯＤによる触媒）→グルコン酸＋Ｈ２Ｏ２
Ｈ２Ｏ２＋発色色素→（ＰＯＤによる触媒）→２Ｈ２Ｏ＋発色色素（酸化・発色）
上記反応式から明らかなように、発色色素の発色度合いは、グルコースの量に比例する。そこで、発色色素の変色度合いを光学的に検出することにより、グルコース濃度を得ることができる。
【０１７７】
本実施形態においては、発色色素の変色後の色による吸収効率の高い波長を光源２１１から反応試薬３３０に照射するように構成している。受光部２１２は、光源２１１によって照射された光の反射光を受光するように構成している。制御部２５は、発色色素の発色前における受光部２１２の受光量と、該発色色素の発色後における受光部２１２の受光量との変化量に基づいて、グルコース濃度「ＣＧｌｃ」を取得する。
【０１７８】
図９のステップＳ７７において、制御部２５は、分析用カートリッジ３０に貯留されている回収液を廃液部１５に送液する処理を実行する。具体的には、制御部２５は、再びポンプ１４２を駆動することにより、ナトリウム検出用貯留部３２２、及びグルコース検出用貯留部３１７に空気を送り込む処理を実行する。送り込まれた空気は、回収液を排出用ニップル１５１を介して流路１５２に向けて押し出される（図１５参照）。押し出された回収液は、流路１５２を介して廃液タンク１５３に貯留される（図１６参照）。
【０１７９】
図９のステップＳ７８において、制御部２５は、得られたナトリウムイオン濃度「ＣＮａ」およびグルコース濃度「ＣＧｌｃ」を下記式（１）に適用し、血糖ＡＵＣを取得し、そして、得られた血糖ＡＵＣをＲＯＭに記憶する。
【０１８０】
【数１】
0005572016.tif 000002
【０１８１】
式中、ｔは、組織液の採集時間であり、本実施形態においてはｔ＝６０分間と仮に設定する。Ｅ、Ｆ、Ｇ及びＨは、定数である。
【０１８２】
図９のステップＳ７９において、制御部２５は、ステップＳ７８において得られた血糖ＡＵＣを表示部２３に表示し、処理をステップＳ８へ進める。
【０１８３】
図１７及び１８を参照しながら、血糖ＡＵＣ値の測定方法の測定原理について説明する。一般に、組織液中のグルコース濃度〔ＩＧ（ｔ）〕は、血液中のグルコース濃度〔ＢＧ（ｔ）〕に対して良好な追従性を示し、組織液中のグルコース濃度〔ＩＧ（ｔ）〕と血液中のグルコース濃度〔ＢＧ（ｔ）〕とは強い相関関係を有することが知られている。組織液中のグルコース濃度〔ＩＧ（ｔ）〕は、定数αを用いて、下記式（２）で表わすことができる。
【０１８４】
【数２】
0005572016.tif 000003
【０１８５】
図１７に示すように、ヒドロゲル層５０１を生体の皮膚面に取り付け、皮膚を介して生体から組織液を採集する場合、単位時間当たりに採集されるグルコース量をグルコース採集速度〔Ｊｇｌｃ〕とし、ある時刻ｔにおけるグルコース採集速度を〔Ｊｇｌｃ（ｔ）〕とする。この時、Ｊｇｌｃ（ｔ）は、下記式（３）のように、時刻ｔにおける組織液中のグルコース濃度ＩＧ（ｔ）とグルコース透過率〔Ｐｇｌｃ〕との積として表される。
【０１８６】
【数３】
0005572016.tif 000004
【０１８７】
グルコース透過率〔Ｐｇｌｃ〕は、皮膚に対するグルコースの透過性を表わす係数であり、グルコース透過率〔Ｐｇｌｃ〕が大きいほど、単位時間当たりに皮膚から採集されるグルコースの量が多くなる。
【０１８８】
ここで、所定の時間Ｔだけ収集を行う場合について考える。上記式（３）の左辺について、Ｊｇｌｃ（ｔ）を時間Ｔにわたって積分すると、その積分値は、時間Ｔ内に生体からヒドロゲル層５０１内に採集されたグルコースの総量〔Ｍｇｌｃ（Ｔ）〕となる。この関係を、以下の式（４）に示す。
【０１８９】
【数４】
0005572016.tif 000005
【０１９０】
例えば、グルコース採集速度〔Ｊｇｌｃ（ｔ）〕が１０ｎｇ／ｍｉｎの場合、時間Ｔ＝６０ｍｉｎにおいて、ヒドロゲル層５０１内に採集されるグルコースの総量〔Ｍｇｌｃ〕は、Ｍｇｌｃ＝１０ｎｇ／ｍｉｎ×６０ｍｉｎ＝６００ｎｇとなる。
【０１９１】
一方、上記式（３）の右辺について、組織液中のグルコース濃度〔ＩＧ（ｔ）〕を時間Ｔにわたって積分すると、その積分値は、図１８に示すように、時間Ｔの間のグルコース濃度〔ＩＧ（ｔ）〕のグラフによって規定される図形（ハッチング部分）の面積｛曲線下面積ＡＵＣ［ＩＧ（ｔ）］}になる。この関係を以下の式（５）に示す。
【０１９２】
【数５】
0005572016.tif 000006
【０１９３】
上記式（５）に示したように、ＩＧ（ｔ）とＢＧ（ｔ）との間には相関関係があるので、曲線下面積ＡＵＣ〔ＩＧ（ｔ）〕と曲線下面積ＡＵＣ〔ＢＧ（ｔ）〕との間にも相関関係がある。したがって、曲線下面積ＡＵＣ〔ＢＧ（ｔ）〕と曲線下面積ＡＵＣ〔ＩＧ（ｔ）〕との関係は、定数αを用いて以下の式（６）のように表される。
【０１９４】
【数６】
0005572016.tif 000007
【０１９５】
ここで、時間Ｔにおける積分を考えた場合に、上記式（３）及び（４）から、以下の式（７）が成り立つ。
【０１９６】
【数７】
0005572016.tif 000008
【０１９７】
上記式（５）と式（７）とによって、以下の式（８）が成り立つ。
【０１９８】
【数８】
0005572016.tif 000009
【０１９９】
上記式（６）と式（８）とによって、Ｍｇｌｃ（Ｔ）は、ＡＵＣ〔ＢＧ（Ｔ）〕を用いて、以下の式（９）で表わされる。
【０２００】
【数９】
0005572016.tif 000010
【０２０１】
上記式（９）により、時間Ｔ内にヒドロゲル層５０１（図１７参照）内に蓄積されたグルコースの総量〔Ｍｇｌｃ（Ｔ）〕と、時間Ｔにおけるグルコースの皮膚に対する透過性（グルコース透過率〔Ｐｇｌｃ〕）と、定数αとから、ＡＵＣ〔ＢＧ（Ｔ）〕を取得することができる。血液中のグルコース濃度と組織液中のグルコース濃度とはほぼ同じであるので、α＝１としてもよい。
【０２０２】
以下、式（１）に基づいて血糖ＡＵＣ値を算出する原理について、説明する。上記式（９）から、組織液中のグルコース濃度から求められる血糖濃度の時間曲線下面積ＡＵＣ〔ＩＧ（Ｔ）〕は、下記式（１０）により求めることができる。
【０２０３】
【数１０】
0005572016.tif 000011
【０２０４】
Ｍｇｌｃ（Ｔ）は、時間Ｔ内にヒドロゲル層５０１内に蓄積したグルコース量（蓄積グルコース量）である。蓄積グルコース量は、回収液の体積が一定であれば、ヒドロゲル層５０１からグルコースを回収液に移動させたときの回収液中のグルコースの濃度〔Ｃｇｌｃ〕に比例する。よって、Ｍｇｌｃ（Ｔ）は、定数ＥとＦとを用いて、下記式（１１）で表わすことができる。
【０２０５】
【数１１】
0005572016.tif 000012
【０２０６】
Ｐｇｌｃは、組織液の採集され易さを示す。採集される組織液の量は、皮膚の状態によって変動する。組織液に含まれるグルコース量は、血糖値によって依存して変動する。したがって、組織液がどの程度採集されたかを把握しなければならない。ナトリウムイオンの体内の濃度は、グルコースとは異なり一定であると推定される。採集した組織液中に含まれるナトリウムイオン量が多ければ、皮膚の状態が組織液を収集し易い状態であると考えられる。一方、採集したナトリウムイオン量が少なければ、皮膚の状態が組織液を採集しにくい状態であると考えられる。
【０２０７】
このことから、組織液の収集され易さ〔Ｐｇｌｃ〕は、組織液に含まれるナトリウムイオンの収集速度Ｊを用いて、下記式（１２）で表わすことができる。
【０２０８】
【数１２】
0005572016.tif 000013
【０２０９】
採集速度Ｊは、単位時間当たりに生体から採集されたナトリウムイオン濃度であるから、ヒドロゲル層５０１から移動したナトリウムイオンの濃度〔ＣＮａ〕に対して１／ｔを乗じた値で表される。したがって、下記式（１３）が成立する。
【０２１０】
【数１３】
0005572016.tif 000014
【０２１１】
上記式（１０）乃至（１３）から、下記式（１４）が成立する。
【０２１２】
【数１４】
0005572016.tif 000015
【０２１３】
この式（１４）の右辺を整理すると、
【０２１４】
【数１５】
0005572016.tif 000016
【０２１５】
となり、前記式（１）が導かれる。
【０２１６】
本発明で採用することができる分析方法は、皮膚に微細な組織液抽出用パス（微細孔）を形成するステップ；皮膚にヒドロゲル層を貼り付けて組織液の抽出を行うステップ；皮膚に貼ったヒドロゲル層を剥し、該ヒドロゲル層中に採集した組織液成分（グルコース及びナトリウム）を分析し解析するステップ；の３つの段階からなる。
【０２１７】
第一のステップである微細孔の形成は、高さが例えば０．３ｍｍの微小な突起が複数成形加工された微細針アレイを、皮膚に専用の装置を用いて、皮膚面に押し当てることにより行う。この際、皮膚のどの位置に微細孔が形成されたかを明確にする必要があるため、微細孔を形成する専用の装置には、位置決めのための機構が備わっている。該装置が皮膚と接する部分には、あらかじめテープを貼っておく。微細孔の形成の後、装置を皮膚から離す際、この位置決め用のテープは装置から離れ、皮膚の上に残る。この皮膚の上に残ったテープにより、形成された微細孔の皮膚上の位置を特定することができる。
【０２１８】
第二のステップとして、皮膚上に残った位置決め用のテープに合わせて、皮膚面にヒドロゲル層を貼付する。貼付した状態を１〜３時間保持して、組織液を抽出し採集する。
【０２１９】
所定時間の経過後に、第３のステップである組織液成分の分析を行う。皮膚からヒドロゲル層を取り外し、専用の装置にセットする。この装置は、ナトリウムイオン測定部とグルコース測定部とから構成されており、これらの測定結果より血糖ＡＵＣ値に相当する値を求めることができる。
【０２２０】
生体成分分析装置の具体例、その分析方法、及びその分析原理とから明らかなように、本発明の組織液抽出用デバイスは、脊椎動物の皮膚を介してヒドロゲル層中に組織液を抽出し、所定時間の経過後に該ヒドロゲル層中に採集された組織液を分析して、その中に含まれるナトリウムイオン濃度とグルコース濃度とを測定し、これらの測定値に基づいて該脊椎動物の血液中の血糖ＡＵＣ値に相当する値を算出する組織液の分析方法において使用することができる。
【０２２１】
ヒドロゲル層中に採集した組織液は、回収液を用いて生体成分を回収し、それぞれナトリウムイオン濃度とグルコース濃度の分析に供する。各成分の分析は、前述の分析方法により行うことができる。したがって、本発明によれば、上記分析方法において、本発明の組織液抽出用デバイスを使用する組織液の分析方法を提供することができる。
【実施例】
【０２２２】
以下に、実施例及び比較例を挙げて、本発明についてより具体的に説明する。各種物性及び特性の測定法または評価法は、次の通りである。
【０２２３】
１．ナトリウムイオンの含有量
ヒドロゲル層の作製のために使用したＰＶＡ水溶液中のナトリウムイオンの含有量を、原子吸光法により測定した。架橋後に生成するヒドロゲル層には、ＰＶＡ水溶液中に含有されるナトリウムイオンがそのまま残留する。
【０２２４】
２．ヒドロゲル層の評価
実施例及び比較例で作製したＰＶＡヒドロゲル層の機械的強度、硬度、耐離水性、含水率、及び膨潤率について、下記の方法に従って評価した。これらの物性及び特性の評価は、特に断りのない限り、温度２３℃、相対湿度５０％の恒温恒湿槽内で行った。
【０２２５】
（１）機械的強度
ＰＶＡヒドロゲル層を横７ｍｍ×縦１２ｍｍ×厚み７００μｍにカットして試料を作製した。試料を平面上に静置する。より具体的には、平坦な状態に静置したポリエステルフィルム上に、ＰＶＡヒドロゲル試料を１分間放置した後、重力による形状の変化が起こるかどうか、また、指で試料表面を押さえて、ヒドロゲルが崩壊するか否かを観察し、以下の基準で評価した。３つの試料（ｎ＝３）について評価し、それらのうちの多数となった評価結果を示す。
Ａ：重力による形状変化が起こらず、指で押さえてもゲルが崩壊しない。
Ｂ：重力による形状変化は起こらないが、指で押さえるとゲルが崩壊した。
Ｃ：重力により、ゲルが変形した。
【０２２６】
（２）硬度
ＰＶＡヒドロゲル層を横７ｍｍ×縦１２ｍｍ×厚み７００μｍにカットして試料を作製した。試料の硬度は、高分子計器社製マイクロゴム硬度計ＭＤ−１でゲル表面３点の針入度を計測することにより求めた。３つの試料（ｎ＝３）について評価し、それらの平均値を求めた。
【０２２７】
（３）耐離水性
ＰＶＡヒドロゲル層を横７ｍｍ×縦１２ｍｍ×厚み７００μｍにカットして試料を作製した。平坦な状態に静置したポリエステルフィルム上に、ＰＶＡヒドロゲル試料を１分間放置した後、離水の状態を下記の基準で評価した。３つの試料（ｎ＝３）について評価し、それらのうちの多数となった評価結果を示す。
Ａ：離水は認められなかった
Ｂ：離水がゲル表面に若干認められた
Ｃ：ゲル周辺にはっきりと離水が認められた
【０２２８】
（４）含水率（重量％）
ＰＶＡヒドロゲル層を横３ｃｍ×縦３ｃｍ×厚み７００μｍにカットして試料を作製した。予め重量を測定したアルミニウム製カップ上に試料を載せ、重量をカップごと測定した。その後、１０５℃の恒温槽中で３時間乾燥させ、乾燥後の重量を測定した。含水率（重量％）は、試験前の試料の重量（ａ）及び乾燥後の試料の重量（ｂ）を求め（いずれもｇ）、下式にて含水率（重量％）を求めた。３つの試料（ｎ＝３）について評価し、それらの平均値を求めた。
含水率（重量％）＝〔（ａ−ｂ）／ａ〕×１００
【０２２９】
（５）膨潤率（％）
ＰＶＡヒドロゲル層を横３ｃｍ×縦３ｃｍ×厚み７００μｍにカットして試料を作製した。試料を生理食塩水中に２４時間浸漬した後の重量を生理食塩水に浸漬する前の重量で割った値を求め、それを１００倍した。３つの試料（ｎ＝３）について評価し、それらの平均値を求めた。
【０２３０】
３．組織液抽出用デバイスの評価
実施例及び比較例で作製した組織液抽出用デバイスについて、皮膚面への接着性、剥離時の痛み、のり残り（粘着剤の残留）、皮膚刺激（刺激指数）の各項目を評価した。
【０２３１】
（１）皮膚接着性
組織液抽出用デバイスをヒトの前腕の皮膚面に３時間貼付した。その際、組織液抽出用デバイスの皮膚面への貼付状態とヒドロゲル層の支持体層からの脱離の有無を観察し、以下の基準で評価した（ｎ＝３０）。
Ａ：３時間の貼付後もヒドロゲル層と粘着剤層とが皮膚面に対して全面的に付着しており、ヒドロゲル層からの水分の蒸散がなく、しかもヒドロゲル層の支持体からの脱離もない。
Ｂ：３０個の試料のうちの２〜５個に、皮膚面からの一部の剥離が認められる。
Ｃ：３０個の試料のうちの６個以上に、皮膚面からの一部の剥離が認められる。
【０２３２】
（２）剥離時の痛み
１０人の健常な大人の前腕の皮膚面に、組織液抽出用デバイスを３時間貼付した。その後、組織液抽出用デバイスを皮膚面から剥離し、その際の痛みの程度についてヒアリングした。剥離時の痛みを以下の基準で評価した。
Ａ：８人以上が、痛みを感じないか、軽度の痛みしかないと述べた。
Ｂ：１〜３人が、痛みがあると述べた。
Ｃ：４人以上が、痛みがあると述べた。
【０２３３】
（３）のり残り
１０人の健常な大人の前腕の皮膚面に、各３枚の組織液抽出用デバイスを３時間貼付した。その後、組織液抽出用デバイスを皮膚面から剥離し、その際、皮膚面に粘着剤（のり）が残留したか否かを観察した（ｎ＝３０）。のり残りを以下の基準で評価した。
Ａ：のり残りが全くないか、殆どない。
Ｂ：１〜５枚に、のり残りが観察された。
Ｃ：６枚以上に、のり残りが観察された。
【０２３４】
（４）皮膚刺激指数  
１０人の健常な大人の前腕の皮膚面に、各３枚の組織液抽出用デバイスを２４時間貼付した。その後、組織液抽出用デバイスを皮膚面から剥離した。剥離１時間後と２４時間後の試験片の貼付部位の皮膚刺激を、下記の基準に従って評価した（ｎ＝３０）。
【０２３５】
下記の−、±、＋、＋＋、＋＋＋、及び＋＋＋＋を、それぞれ０、０．５、１、２、３、及び４点と重み付けし、下式に従い、各被験者の評価結果の平均値を１００倍して、皮膚刺激指数とした。
【０２３６】
判定基準
−      ：反応なし、
±      ：軽い紅斑、
＋      ：紅斑、
＋＋    ：紅斑＋浮腫、
＋＋＋  ：紅斑＋浮腫＋丘疹、
＋＋＋＋：紅斑＋浮腫＋丘疹、漿液性丘疹、小水疱。
【０２３７】
皮膚刺激指数＝（評点総和／被験者数）×１００
皮膚刺激指数は、１０前後が「刺激少」、３０前後が「刺激強め」、５０以上が「刺激大」である。
【０２３８】
４．ナトリウムイオン（Ｎａ＋）による測定値への干渉
ヒドロゲル層中に含有されるナトリウムイオンが、血糖ＡＵＣ値に相当する値の測定に際し、測定値に対する干渉があったか否かを、下記の方法により評価した。
【０２３９】
ハイドロゲルを横７ｍｍ×縦１２ｍｍ×厚み０．７ｍｍに切断して試料を作製し、該試料を１６００μｌの精製水に１６時間以上浸した。次に、浸した液のナトリウムイオン濃度をイオンクロマトグラフで測定し、ゲル中に含まれるナトリウムイオン濃度に換算した。なお、この換算では、ゲル中のナトリウムイオン濃度と液中のナトリウムイオン濃度は平衡状態に到達しているという仮定を用いた。換算により求めたナトリウムイオン濃度が３０ｐｐｍ以下である場合、ナトリウムの干渉がないとした。
【０２４０】
［実施例１］
１．ＰＶＡヒドロゲル層の調製
完全ケン化ＰＶＡ（平均重合度２，０００）と塩化カリウム（ＫＣｌ）を２５℃前後の蒸留水中に添加してミキサーで攪拌しながら約１０℃／分の割合で昇温し、９５℃付近で１時間攪拌して、ＰＶＡ濃度が１４．３重量％、ＫＣｌ濃度が０．５重量％のＰＶＡ水溶液を調製した。
【０２４１】
このＰＶＡ溶液をタンク内温度６０℃に設定した貯蔵タンク中に送液し、３時間静置して脱泡する。脱泡後、このＰＶＡ水溶液を、厚み３５μｍのマット加工したポリエチレンフィルム上に、ナイフコーターを用いて３５０μｍ厚で塗工した。このようにして形成した塗膜上から、加速電圧３００ｋＶの電子線を照射線量４０ｋＧｙで照射して、ＰＶＡを架橋することにより、ＰＶＡヒドロゲル層を形成した。該ヒドロゲル層上に、工程紙として、シリコーン処理したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムをラミネートした。
【０２４２】
その後、工程紙を剥離したヒドロゲル層（１層目のヒドロゲル層）上に、総厚みが７００μｍとなるように、ＰＶＡ水溶液を塗工して、塗膜を形成した。この塗膜の上から前記と同条件で電子線を照射して、ヒドロゲル層（２層目のヒドロゲル層）を形成した。このようにして、１層目と２層目のヒドロゲル層が一体化した厚み７００μｍのＰＶＡヒドロゲル層を作製した。次に、ＰＶＡヒドロゲル層を適度な大きさに裁断し、電子線照射前のＰＶＡ溶液中におけるＫＣｌ濃度の４０℃の等張水溶液に３０分間浸漬する工程を３回繰り返し、実質的にナトリウムイオンが含まれない本発明のＰＶＡヒドロゲル層を得た。
【０２４３】
２．組織液抽出用デバイスの作製
厚み８０μｍのポリエチレン（ＰＥ）フィルム支持体の片面に、アクリル系粘着剤を約３５ｇ/ｍ２の塗布量となるようにコンマロールで塗工し、乾燥して、支持体層／粘着剤層の層構成を有する多層フィルムを作製した。該多層フィルムの粘着剤層面に、剥離処理を施したポリエステルフィルム工程紙をラミネートし、常温で７２時間熟成させた。アクリル系粘着剤は、イソノニルアクリレート９６重量％とアクリル酸４重量％とのアクリル酸アルキルエステル共重合体を基剤とし、該共重合体１００重量部に対して、エポキシ系架橋剤０．０３重量部を含有するものである。
【０２４４】
該多層フィルムを２８ｍｍ×２８ｍｍの略正方形で角を丸くした形状で、向かい合う２辺の両側にＶ字型のノッチを１箇所ずつ形成するように打ち抜いて、粘着フィルムを調製した。他方、前記で調製したヒドロゲル層を横７ｍｍ×縦１２ｍｍの長方形に打ち抜き、横７ｍｍ×縦１２ｍｍ×厚み７００μｍの組織液抽出用ヒドロゲル層を作製した。該粘着フィルムの粘着剤層面側の中央部に、該組織液抽出用ヒドロゲル層を配置し、次いで、粘着剤層の露出面と該ヒドロゲル層の表面を、剥離処理を施したポリエステルフィルムで被覆して離型層を形成した。これにより、図５（ａ）及び（ｂ）に示したのと同じ層構成を有する組織液抽出用デバイスを得た。表１に、該組織液抽出用デバイスの構成と特性を示す。
【０２４５】
［実施例２］
ＰＶＡ水溶液中のＫＣｌ濃度を０．５重量％から３．０重量％に変更したこと以外は、実施例１と同じ操作により、ＰＶＡヒドロゲル層及び組織液抽出用デバイスを作製した。結果を表１に示す。
【０２４６】
［実施例３］
ＰＶＡ水溶液中のＰＶＡ濃度を１４．３重量％から１２．０重量％に、ＫＣｌ濃度を０．５重量％から２．０重量％にそれぞれ変更し、かつ、照射線量を４０ｋＧｙから６０ｋＧｙに変更したこと以外は、実施例１と同じ操作により、ＰＶＡヒドロゲル層及び組織液抽出用デバイスを作製した。結果を表１に示す。
【０２４７】
［実施例４］
ＰＶＡ水溶液中のＰＶＡ濃度を１４．３重量％から１０．０重量％に変更したこと以外は、実施例１と同じ操作により、ＰＶＡヒドロゲル層及び組織液抽出用デバイスを作製した。結果を表１に示す。
【０２４８】
［実施例５］
ＰＶＡヒドロゲル層の作製時の電子線照射条件に関し、加速電圧を３００ｋＶから４．８ＭＶに、照射線量４０ｋＧｙを２０ｋＧｙにそれぞれ変更したこと以外は、実施例４と同じ操作により、ＰＶＡヒドロゲル層及び組織液抽出用デバイスを作製した。結果を表１に示す。
【０２４９】
［実施例６］
ＰＶＡ水溶液中のＰＶＡ濃度を１４．３重量％から９．１重量％に変更したこと以外は、実施例１と同じ操作により、ＰＶＡヒドロゲル層及び組織液抽出用デバイスを作製した。結果を表１に示す。
【０２５０】
［実施例７］
ＰＶＡ水溶液中のＰＶＡ濃度を１４．３重量％から７．７重量％に変更したこと以外は、実施例１と同じ操作により、ＰＶＡヒドロゲル層及び組織液抽出用デバイスを作製した。結果を表１に示す。
【０２５１】
［実施例８］
ＰＶＡを平均重合度１，７００の完全ケン化ＰＶＡに変更したこと以外は、実施例４と同じ操作により、ＰＶＡヒドロゲル層及び組織液抽出用デバイスを作製した。結果を表１に示す。
【０２５２】
［実施例９］
ＰＶＡヒドロゲル層の作製時の電子線照射条件に関し、加速電圧を３００ｋＶから４．８ＭＶに、照射線量４０ｋＧｙを２０ｋＧｙにそれぞれ変更したこと以外は、実施例８と同じ操作により、ＰＶＡヒドロゲル層及び組織液抽出用デバイスを作製した。結果を表１に示す。
【０２５３】
［比較例１］
ＰＶＡ水溶液中のＰＶＡ濃度を１４．３重量％から９．１重量％に、ＫＣｌ濃度を０．５重量％から３．０重量％にそれぞれ変更したこと以外は、実施例１と同じ操作により、ＰＶＡヒドロゲル層及び組織液抽出用デバイスを作製した。結果を表２に示す。
【０２５４】
［比較例２］
ＰＶＡ水溶液中のＰＶＡ濃度を１４．３重量％から７．７重量％に、ＫＣｌ濃度を０．５重量％から０．８重量％にそれぞれ変更したこと以外は、実施例１と同じ操作により、ＰＶＡヒドロゲル層及び組織液抽出用デバイスを作製した。結果を表２に示す。
【０２５５】
［比較例３］
ＰＶＡ水溶液中のＰＶＡ濃度を１４．３重量％から７．７重量％に、ＫＣｌ濃度を０．５重量％から１．５重量％にそれぞれ変更したこと以外は、実施例１と同じ操作により、ＰＶＡヒドロゲル層及び組織液抽出用デバイスを作製した。結果を表２に示す。
【０２５６】
［比較例４］
ＰＶＡ水溶液中のＰＶＡ濃度を１４．３重量％から７．７重量％に、ＫＣｌ濃度を０．５重量％から３．０重量％にそれぞれ変更したこと以外は、実施例１と同じ操作により、ＰＶＡヒドロゲル層及び組織液抽出用デバイスを作製した。結果を表２に示す。
【０２５７】
［比較例５］
ＰＶＡを平均重合度１，７５０の完全ケン化ＰＶＡに変更した。また、ＰＶＡ水溶液中のＰＶＡ濃度を１４．３重量％から２８．０重量％に、ＫＣｌ濃度を０．５重量％からゼロ重量％にそれぞれ変更した。さらに、照射線量を４０ｋＧｙから６０ｋＧｙに変更した。これらの変更点以外は、実施例１と同じ操作により、ＰＶＡヒドロゲル層及び組織液抽出用デバイスを作製した。結果を表２に示す。
【０２５８】
［比較例６］
ＰＶＡを平均重合度２，２００の完全ケン化ＰＶＡに変更した。また、ＰＶＡ水溶液中のＰＶＡ濃度を１４．３重量％から１６．０重量％に、ＫＣｌ濃度を０．５重量％からゼロ重量％にそれぞれ変更した。さらに、照射線量を４０ｋＧｙから６０ｋＧｙに変更した。これらの変更点以外は、実施例１と同じ操作により、ＰＶＡヒドロゲル層及び組織液抽出用デバイスを作製した。結果を表２に示す。
【０２５９】
【表１】
0005572016.tif 000017
【０２６０】
【表２】
0005572016.tif 000018
【０２６１】
＜考察＞
本発明の組織液抽出用デバイスは、親水性ポリマーから形成されたヒドロゲル層として、１）その周囲に該粘着剤層が露出する大きさの面積を有するものであり、２）ナトリウムイオンの含有量が３０ｐｐｍ以下であり、かつ、３）離水の発生がないものである（実施例１〜９）。このため、本発明の組織液抽出用デバイスは、皮膚面への適用が容易で、皮膚に対する刺激が抑制されており、しかも採集した組織液中に含まれるグルコース濃度とナトリウムイオン濃度を正確に分析することができる。
【０２６２】
したがって、本発明の組織液抽出用デバイスを使用することにより、脊椎動物の皮膚を介してヒドロゲル層中に組織液を抽出し、所定時間の経過後に該ヒドロゲル層中に採集された組織液を分析して、その中に含まれるナトリウムイオン濃度とグルコース濃度とを測定し、これらの測定値に基づいて該脊椎動物の血液中の血糖ＡＵＣ値に相当する値を正確に測定することができる。
【０２６３】
これに対して、離水が認められるヒドロゲル層を用いた組織液抽出用デバイス（比較例１〜４）は、その離水のために組織液の安定的な抽出と採集が困難となる上、皮膚面への接着性も不十分である。
【０２６４】
ナトリウムイオンを比較的多量に含むヒドロゲル層を用いた組織液抽出用デバイス（比較例５〜６）は、ナトリウムイオンによる測定値への干渉があり、血糖ＡＵＣ値に相当する値を正確かつ安定して測定することができない。
【０２６５】
これらの実施例及び比較例の組織液抽出用デバイスの作製に関し、ヒドロゲル層の調製に使用するＰＶＡ水溶液中に含まれるＰＶＡの濃度（重量％）とＫＣｌの浸透圧モル濃度（オスモル）とを図１９にプロットした。耐離水性（離水の有無）を基準として、離水のないケースと離水が認められるケースを図１９の斜線によって区別することができる。ヒドロゲル層に離水がない場合は、該ヒドロゲル層の放射線照射架橋が十分であり、組織液抽出用デバイスのヒドロゲル層として優れた性能を示すことを意味している。
【０２６６】
図１９から、親水性ポリマー濃度をｂ重量％とし、ＫＣｌの浸透圧モル濃度をａオスモルとしたとき、下記式（Ａ）
ａ≦０．１ｂ−０．６                      （Ａ）
を満足するＰＶＡ水溶液を用いた場合に、離水がなく、放射線照射による架橋が均一かつ十分で、優れた特性を示すヒドロゲル層の得られることが分かる。ただし、ａ＝０．０５〜０．９４オスモルであり、ｂ＝７〜３０重量％である。
【０２６７】
図２０は、尿素、グリシン、及びＫＣｌをそれぞれ用いた溶媒の各浸透圧モル濃度（オスモル）における、同一の皮膚面での組織液抽出速度促進効果を測定したものである。図２０の結果から、尿素及びグリシンは、組織液抽出速度促進効果がＫＣｌと同等であることが分かる。この結果から、ＫＣｌに代えて、尿素及びグリシンを浸透圧制御剤として、浸透圧モル濃度０．０５〜０．９４オスモルの範囲内で使用できることが明らかである。
【０２６８】
図２１は、アラニン、プロリン、及びＫＣｌをそれぞれ用いた溶媒の各浸透圧モル濃度（オスモル）における、同一の皮膚面での組織液抽出速度促進効果を測定したものである。図２１の結果から、アラニン及びプロリンは、組織液抽出速度促進効果がＫＣｌと同等であることが分かる。この結果から、ＫＣｌに代えて、アラニン及びプロリンを浸透圧制御剤として、浸透圧モル濃度０．０５〜０．９４オスモルの範囲内で使用できることが明らかである。
【産業上の利用可能性】
【０２６９】
本発明の組織液抽出用デバイスは、脊椎動物の皮膚を介してヒドロゲル層中に組織液を抽出し、所定時間の経過後に該ヒドロゲル層中に採集された組織液を分析して、その中に含まれるナトリウムイオン濃度とグルコース濃度とを測定し、これらの測定値に基づいて該脊椎動物の血液中の血糖ＡＵＣ値に相当する値を算出する組織液の分析方法において利用することができる。
【符号の説明】
【０２７０】
１      生体成分分析装置
１０    分析装置本体
２０    分析キット
３０    分析用カートリッジ
５０    組織液抽出用デバイス
１１    凹部
１２    カートリッジ配置部
１３    可動天板
１４    送液部
１５    廃液部
２１    グルコース検出部
２２    ナトリウム検出部
２３    表示部
２４    操作部
２５    制御部
３１０  カートリッジ本体
３１１  ゲル収容部
３１７  グルコース検出用貯留部
３２２  ナトリウム検出用貯留部
３３０  グルコースとの反応試薬
５０１  ヒドロゲル層
５０２  粘着フィルム
５０２ａ  支持体
５０２ｂ  粘着剤層
５０３  剥離層
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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