(57)【要約】  吸収材料、分析物防腐剤などの防腐剤を含むサンプリングシステム、ならびに関連する材料および方法が開示されている。【選択図】図２１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸収部材と、
前記吸収部材に少なくとも部分的に吸収された少なくとも１つの防腐剤と、を含み、
前記吸収部材が、流体を吸収するように構成されている、サンプリングシステム。
【請求項２】
前記防腐剤が、少なくとも１つの分析物防腐剤である、請求項１に記載のサンプリングシステム。
【請求項３】
前記分析物防腐剤が、核酸、小分子、またはタンパク質のうちの少なくとも１つのための防腐剤を含む、請求項２に記載のサンプリングシステム。
【請求項４】
前記分析物防腐剤が、少なくとも１つのＧＩ障害のバイオマーカーである少なくとも１つの核酸、小分子、またはタンパク質のための防腐剤を含む、請求項２に記載のサンプリングシステム。
【請求項５】
前記分析物防腐剤が界面活性剤である、請求項２〜４のいずれか一項に記載のサンプリングシステム。
【請求項６】
前記分析物防腐剤が安定剤である、請求項２〜４のいずれか一項に記載のサンプリングシステム。
【請求項７】
前記分析物防腐剤が、ヌクレアーゼ阻害剤、ＲＮａｓｅ阻害剤、およびプロテアーゼ阻害剤からなる群から選択されるメンバーを含む、請求項２〜４のいずれか一項に記載のサンプリングシステム。
【請求項８】
前記分析物防腐剤が、３〜７のｐＫａを有する酸を含む、請求項２〜４のいずれか一項に記載のサンプリングシステム。
【請求項９】
前記分析物防腐剤がパラベンを含む、請求項２〜４のいずれか一項に記載のサンプリングシステム。
【請求項１０】
前記界面活性剤が、ポリソルベートを含む、請求項５に記載のサンプリングシステム。
【請求項１１】
前記安定剤が、トレハロースまたはデキストランを含む、請求項６に記載のサンプリングシステム。
【請求項１２】
前記パラベンが、パラヒドロキシ安息香酸塩、パラヒドロキシ安息香酸のエステル、およびプロピルパラベンからなる群から選択されるメンバーを含む、請求項９に記載のサンプリングシステム。
【請求項１３】
前記分析物防腐剤が、プロテアーゼ阻害剤を含む、請求項７に記載のサンプリングシステム。
【請求項１４】
前記プロテアーゼ阻害剤が、セリンプロテアーゼ阻害剤、メタロプロテアーゼ阻害剤、アミノペプチダーゼ阻害剤、システインペプチダーゼ阻害剤、およびアスパルチルプロテアーゼ阻害剤からなる群より選択されるメンバーを含む、請求項１３に記載のサンプリングシステム。
【請求項１５】
前記分析物防腐剤が酸を含む、請求項２〜４のいずれか一項に記載のサンプリングシステム。
【請求項１６】
前記分析物防腐剤が、ソルビン酸およびクエン酸からなる群から選択される少なくとも１つのメンバーを含む、請求項２〜４のいずれか一項に記載のサンプリングシステム。
【請求項１７】
前記防腐剤が、少なくとも１つの細菌防腐剤を含む、請求項１に記載のサンプリングシステム。
【請求項１８】
前記細菌防腐剤が、細菌の成長および増殖を減少させる、請求項１７に記載のサンプリングシステム。
【請求項１９】
前記細菌防腐剤が、殺菌性または静菌性防腐剤を含む、請求項１７に記載のサンプリングシステム。
【請求項２０】
前記細菌防腐剤が、少なくとも１つのＧＩ障害に関連する少なくとも１つの細菌のための防腐剤を含む、請求項１７に記載のサンプリングシステム。
【請求項２１】
前記細菌防腐剤は、ソルビン酸、クエン酸、プロピルパラベン、ナイシン、ジメチルジカーボネート、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、アジ化ナトリウム、ヒドロキシウレア、フシジン酸、ジアゾリジニルウレア、イミダゾリジニルウレア、サリチル酸、塩化バリウムおよび塩化ニッケル、金属銅、チメロサール、２−フェノキシエタノール、ならびにＰｒｏＣｌｉｎからなる群から選択されるメンバーを含む、請求項１７に記載のサンプリングシステム。
【請求項２２】
前記細菌防腐剤が、ソルビン酸、チメロサール、２−フェノキシエタノール、ジアゾリニジルウレア（ｄｉａｚｏｌｉｎｉｄｙｌ  ｕｒｅａ）、またはイミダゾリニジルウレア（ｉｍｉｄａｚｏｌｉｎｉｄｙｌ  ｕｒｅａ）である、請求項１７に記載のサンプリングシステム。
【請求項２３】
前記吸収部材が、前記少なくとも１つの細菌防腐剤に加えて、少なくとも１つの分析物防腐剤を含む、請求項１７〜２２のいずれか一項に記載のサンプリングシステム。
【請求項２４】
前記分析物防腐剤が核酸防腐剤である、請求項２３に記載のサンプリングシステム。
【請求項２５】
前記核酸防腐剤が、ＤＮＡｓｅ阻害剤またはＲＮａｓｅ阻害剤である、請求項２４に記載のサンプリングシステム。
【請求項２６】
前記サンプリングシステムが複数の異なる防腐剤を含む、請求項１〜２５のいずれか一項に記載のサンプリングシステム。
【請求項２７】
第１の吸収部材と、
前記第１の吸収部材とは異なる第２の吸収部材と、を備える、サンプリングシステムであって、
摂取可能装置の外部から摂取可能装置の内部へ流れる流体が前記第１の吸収部材に入るように構成され、
流体が前記第１の吸収部材から前記第２の吸収部材へ流れることを可能にするように構成されている、請求項１〜２６のいずれか一項に記載のサンプリングシステム。
【請求項２８】
前記第１の吸収部材と前記第２の吸収部材との間に細胞フィルタをさらに備える、請求項２７に記載のサンプリングシステム。
【請求項２９】
前記サンプリングシステムが、細胞フィルタをさらに備える、請求項１〜２８のいずれか一項に記載のサンプリングシステム。
【請求項３０】
前記流体がＧＩ流体を含む、請求項１〜２９のいずれか一項に記載のサンプリングシステム。
【請求項３１】
前記サンプリングシステムが、摂取可能装置内に適合するように構成されている、請求項１〜３０のいずれか一項に記載のサンプリングシステム。
【請求項３２】
前記サンプリングシステムが、分析機器を含まない摂取可能装置内に適合するように構成されている、請求項１〜３０のいずれか一項に記載のサンプリングシステム。
【請求項３３】
吸収部材と、吸収部材に少なくとも部分的に吸収された少なくとも１つの防腐剤と、を含むサンプリングシステムにサンプルを集めることを含む、方法。
【請求項３４】
前記サンプリングシステムが、請求項１〜３２のいずれか一項に記載のサンプリングシステムである、請求項３３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１６年８月１８日に出願された米国特許仮出願第６２／３７６，６８８号および２０１７年８月１４日に出願された米国特許仮出願第６２／５４５，１２９号に対する優先権を米国特許法第１１９条の範囲で主張する。
参照による組込み
【０００２】
本出願は、参照により以下の特許出願を組み込む：
米国特許出願第１４／４６０，８９３号、同第１５／５１４，４１３号、同第６２／３７６，６８８号、同第６２／３８５，３４４号、同第６２／３８５，５５３号、同第６２／４７８，９５５号、同第６２／４３４，１８８号、同第６２／４３４，３２０号、同第６２／４３１，２９７号、同第６２／４３４，７９７号、同第６２／４８０，１８７号、同第６２／５０２，３８３号、同第６２／５４０，８７３号、および同第６２／５４５，１２９号。
【０００３】
本開示はまた、吸収材料と、分析物防腐剤などの防腐剤と、を含むサンプリングシステムに関する。
【背景技術】
【０００４】
胃腸（ＧＩ）管には一般に、個人の身体に関する豊富な情報が含まれている。例えば、ＧＩ管内の内容物は、個人の代謝に関する情報を提供し得る。また、ＧＩ管の内容物を分析することで、ＧＩ内容物の組成（例えば、細菌性内容物と生化学的内容物との間の関係）と特定の疾患および障害との間の関係を識別するための情報を提供し得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一般的な一態様では、本開示は、対象のＧＩ管内にあるときにサンプルを得ることができる摂取可能装置を提供する。本装置は、いつ、どこでサンプルを採取するかを高度に制御できるように設計されている。本装置は、本装置が対象内に存在したままである間にサンプルの分析／アッセイができるように設計することができ、かつ／または装置が対象から出た後にサンプルを分析／アッセイするように設計することができる。本装置は、本装置によって取り込まれるサンプルの量を慎重に制御できる。本開示は、関連するシステムおよび方法も提供する。
【０００６】
別の一般的な態様では、本開示は、吸収材料と分析物防腐剤などの防腐剤とを含むサンプリングシステムに関する。サンプリングシステムは、摂取可能装置内に適合するように構成することができる。例えば、サンプリングシステムは、摂取可能装置の不可欠な部分であってもよい。本開示は、関連するシステムおよび方法も提供する。
【０００７】
一般的な一態様では、本開示は、摂取可能装置の内部と摂取可能装置の外部との間に開口部を有する摂取可能装置を提供する。摂取可能装置は、室と、摂取可能装置の内部にある多段式弁システムとを含む。多段式弁システムは、第１、第２および第３の状態を有する。多段式弁システムの第１の状態は、多段式弁システムの第２および第３の状態とは異なる。多段式弁システムの第２の状態は、多段式弁システムの第１および第３の状態とは異なる。多段式弁システムがその第１の状態にあるとき、開口部により、摂取可能装置の内部と摂取可能装置の外部との間の流体連通を防ぐ。多段式弁システムがその第２の状態にあるとき、開口部により、摂取可能装置の内部と摂取可能装置の外部との間の流体連通が可能になる。多段式弁システムがその第３の状態にあるとき、開口部により、摂取可能装置の内部と摂取可能装置の外部との間の流体連通を防ぐ。
【０００８】
いくつかの実施形態では、多段式弁システムは、第１、第２、および第３の状態を有するアクチュエータシステムを備える。アクチュエータシステムがその第１の状態にあるとき、多段式弁システムはその第１の状態にある。アクチュエータシステムがその第２の状態にあるとき、多段式弁システムはその第２の状態にある。アクチュエータシステムがその第３の状態にあるとき、多段式弁システムはその第３の状態にある。
【０００９】
いくつかの実施形態では、アクチュエータシステムは、第１および第２の部材を含む。
【００１０】
いくつかの実施形態では、多段式弁システムがその第１の段階にあるとき、第１の部材が多段式システムをその第１の状態に保持し、多段式システムがその第２の段階にあるときに、第２の部材は、弁多段式システムをその第２の状態に保持する。
【００１１】
いくつかの実施形態では、第１の部材はワックスを含む第１の室を含み、第２の部材はワックスを含む第２の室を含む。
【００１２】
いくつかの実施形態では、アクチュエータシステムが第１の状態にあるとき、第１の室内のワックスは固体であり、アクチュエータが、第２の状態において第１の状態から第２の段階に変化するときに、アクチュエータシステムが、第１の室内のワックスの少なくとも一部分が液体であるように構成されている。
【００１３】
いくつかの実施形態では、摂取可能物は、第１の室内のワックスを加熱するように構成された装置をさらに含む。
【００１４】
いくつかの実施形態では、アクチュエータシステムがその第２の状態にあるとき、第２の室内のワックスは固体であり、アクチュエータシステムは、アクチュエータがその第３の状態において、第２の状態から第２の段階に変化するとき、第２の室内のワックスの少なくとも一部分が液体であるように構成されている。
【００１５】
いくつかの実施形態では、摂取可能装置は、第２の室内のワックスを加熱するように構成された装置をさらに備える。
【００１６】
いくつかの実施形態では、多段式弁システムは、アクチュエータシステムと機械的に結合されたトリガをさらに備える。
【００１７】
いくつかの実施形態では、トリガは、第１、第２および第３の状態を有する。アクチュエータシステムがその第１の状態にあるとき、トリガはその第１の状態にある。アクチュエータシステムがその第２の状態にあるとき、トリガはその第２の状態にある。アクチュエータシステムがその第３の状態にあるとき、トリガはその第３の状態にある。
【００１８】
いくつかの実施形態では、弁システムは、アクチュエータシステムに機械的に結合されているゲートをさらに備える。
【００１９】
いくつかの実施形態では、ゲートは、第１、第２および第３の状態を有する。アクチュエータシステムがその第１の状態にあるとき、ゲートはその第１の状態にある。アクチュエータシステムがその第２の状態にあるとき、ゲートはその第２の状態にある。アクチュエータシステムがその第３の状態にあるとき、ゲートはその第３の状態にある。
【００２０】
いくつかの実施形態では、ゲートは開口部を有する。ゲートがその第１の状態にあるとき、ゲートの開口部および摂取可能装置の開口部は整列していない。ゲートがゲートの第２の状態にあるとき、ゲートの開口部および摂取可能装置の開口部は整列している。ゲートがゲートの第３の状態にあるとき、ゲートの開口部および摂取可能装置の開口部は整列していない。
【００２１】
いくつかの実施形態では、多段式弁システムはさらに、アクチュエータシステムに機械的に結合された付勢システムを含む。
【００２２】
いくつかの実施形態では、付勢システムは、第１および第２の付勢部材を含む。
【００２３】
いくつかの実施形態では、第１の部材は第１のばねを含み、第２の部材は第２のばねを含む。
【００２４】
いくつかの実施形態では、摂取可能装置は、弁システムがその第２の段階にあるときに摂取可能装置の外部がサンプリングシステムと流体連通するように構成されたサンプリングシステムをさらに含む。
【００２５】
いくつかの実施形態では、サンプリングシステムは、複数の吸収部材を含む。
【００２６】
いくつかの実施形態では、サンプリングシステムは、バイオマーカー防腐剤を含む。
【００２７】
いくつかの実施形態では、摂取可能装置は、摂取可能装置の内部においてサンプルを分析するように構成された分析システムをさらに備える。
【００２８】
いくつかの実施形態では、摂取可能装置は、摂取可能装置の少なくとも１つのシステムを制御するように構成されたマイクロプロセッサをさらに備える。
【００２９】
一般的な一態様では、本開示は、摂取可能装置の内部と摂取可能装置の外部との間に開口部を有する摂取可能装置を提供する。摂取可能装置は、室と、摂取可能装置の内部にある多段式弁システムとを含む。多段式弁システムは、第１の部材を含むアクチュエータシステムと、第１のペグおよび第１のリップを含むトリガと、突出部、および開口部を有するゲート脚部を含むゲートと、第１および第２の付勢部材を含む付勢システムと、を備える。多段式弁システムが第１の段階にあるとき、第１の付勢部材は、第１のペグが第１の部材に接触するように力をトリガに加え、第１の部材は、第１の付勢部材によってトリガに加えられる力に対抗し、第２の付勢部材は、突出部が第１のリップと接触するようにゲートに力を加え、第１のリップは、第２の付勢部材によってゲートに加えられる力に対抗し、かつゲート脚部にある開口部は、摂取可能装置にある開口部と整列していない。
【００３０】
いくつかの実施形態では、多段式弁システムが第１の段階とは異なる第２の段階にあるとき、第１のリップは突出部と接触せず、ゲート脚部にある開口部は、摂取可能装置にある開口部と整列している。
【００３１】
いくつかの実施形態では、多段式弁システムがその第１の段階にあるときと比較して、多段式弁システムがその第２の段階にあるときのトリガの位置は異なる。
【００３２】
いくつかの実施形態では、多段式弁システムがその第１の段階にあるときと比較して、多段式弁システムがその第２の段階にあるときのゲートの位置は異なる。
【００３３】
いくつかの実施形態では、アクチュエータシステムは、第２の部材を含み、トリガは第２のペグおよび第２のリップを含む。多段式弁システムが第１の段階とは異なる第２の段階にあるとき、第１の付勢部材は、第２のペグが第２の部材に接触するようにトリガに力を加え、第２の部材は、第１の付勢部材によってトリガに加えられる力に対抗し、第２の付勢部材は、突出部が第２のリップに接触するようにゲートに力を加え、第２のリップは、第２の付勢部材によってゲートに加えられる力に対抗し、かつ、ゲート脚部にある開口部は、摂取可能装置にある開口部と整列している。
【００３４】
いくつかの実施形態では、多段式弁システムが第１および第２の段階とは異なる第３の段階にあるとき、第２のリップは突出部と接触せず、ゲート脚部にある開口部は、摂取可能装置にある開口部と整列していない。
【００３５】
いくつかの実施形態では、多段式弁システムがその第１の段階およびその第２の段階にあるときと比較して、多段式弁システムがその第３の段階にあるときのトリガの位置は異なる。
【００３６】
いくつかの実施形態では、多段式弁システムがその第２の段階にあるときと比較して、多段式弁システムがその第３の段階にあるときのゲートの位置は異なる。
【００３７】
いくつかの実施形態では、摂取可能装置は、弁システムがその第２の段階にあるときに摂取可能装置の外部がサンプリングシステムと流体連通するように構成されたサンプリングシステムをさらに含む。
【００３８】
いくつかの実施形態では、サンプリングシステムは、複数の吸収部材を含む。
【００３９】
いくつかの実施形態では、サンプリングシステムは、バイオマーカー防腐剤を含む。
【００４０】
いくつかの実施形態では、摂取可能装置は、摂取可能装置の内部においてサンプルを分析するように構成された分析システムをさらに備える。
【００４１】
いくつかの実施形態では、摂取可能装置は、摂取可能装置の少なくとも１つのシステムを制御するように構成されたマイクロプロセッサをさらに備える。
【００４２】
一般的な一態様では、本開示は、摂取可能装置の内部と摂取可能装置の外部との間に開口部を有する摂取可能装置を提供する。摂取可能装置は、室と、摂取可能装置の内部にあるサンプリングシステムと、を備える。サンプリングシステムは、第１の吸収部材と、第１の吸収部材とは異なる第２の吸収部材と、を含む。サンプリングシステムは、摂取可能装置の外部から摂取可能装置の内部へ流れる流体が第一の吸収部材に入るように構成される。サンプリングシステムは、流体が第１の吸収部材から第２の吸収部材へ流れることができるように構成される。
【００４３】
いくつかの実施形態では、第２の吸収部材は、第１の端と、第１の端と反対側の第２の端と、を有する。サンプリングシステムは、流体が第１の吸収部材から第２の吸収部材の第１の端へ流れることができるように構成される。
【００４４】
いくつかの実施形態では、摂取可能装置は、第１および第２の吸収部材とは異なる第３の吸収部材をさらに含む。
【００４５】
いくつかの実施形態では、サンプリングシステムは、流体が第２の吸収部材から第３の吸収部材へ流れることができるように構成される。
【００４６】
いくつかの実施形態では、サンプリングシステムは、流体が第２の部材の第１の端から第３の部材へ直接流れるのを防ぐこと、および、流体が第２の吸収部材の第２の端から第３の吸収部材へ流れることが可能であるように構成される。
【００４７】
いくつかの実施形態では、摂取可能装置は、第２の吸収部材と第３の吸収部材との間に遮断部材をさらに含み、遮断部材は、第２の吸収部材から第３の吸収部材への流体の流れを防ぐように構成される。
【００４８】
いくつかの実施形態では、サンプリングシステムは、第１、第２および第３の吸収部材とは異なる第４の吸収部材をさらに含み、サンプリングシステムは、流体が第２の吸収部材から第４の吸収部材へ流れることができるように構成される。
【００４９】
いくつかの実施形態では、サンプリングシステムは、第１、第２および第３の吸収部材とは異なる第４の吸収部材をさらに含む。
【００５０】
いくつかの実施形態では、サンプリングシステムは、分析物防腐剤を含む。
【００５１】
いくつかの実施形態では、サンプリングシステムは、第１の吸収部材と第２の吸収部材との間に細胞フィルタをさらに含む。
【００５２】
いくつかの実施形態では、摂取可能装置の内部に多段式弁システムをさらに含む。
【００５３】
いくつかの実施形態では、多段式弁システムは第１、第２および第３の状態を有する。多段式弁システムの第１の状態は、多段式弁システムの第２および第３の状態とは異なる。多段式弁システムの第２の状態は、多段式弁システムの第１および第３の状態とは異なる。多段式弁システムがその第１の状態にあるとき、開口部により、摂取可能装置の内部と摂取可能装置の外部との間の流体連通を防ぐ。多段式弁システムがその第２の状態にあるとき、開口部により、摂取可能装置の内部と摂取可能装置の外部との間の流体連通が可能になる。多段式弁システムがその第３の状態にあるとき、開口部により、摂取可能装置の内部と摂取可能装置の外部との間の流体連通を防ぐ。
【００５４】
いくつかの実施形態では、多段式弁システムは、第１の部材を含むアクチュエータシステムと、第１のペグおよび第１のリップを含むトリガと、突出部、および開口部を有するゲート脚部を含むゲートと、第１および第２の付勢部材を含む付勢システムと、を備える。多段式弁システムが第１の段階にあるとき、第１の付勢部材は、第１のペグが第１の部材に接触するように力をトリガに加え、第１の部材は、第１の付勢部材によってトリガに加えられる力に対抗し、第２の付勢部材は、突出部が第１のリップと接触するようにゲートに力を加え、第１のリップは、第２の付勢部材によってゲートに加えられる力に対抗し、かつゲート脚部にある開口部は、摂取可能装置にある開口部と整列していない。
【００５５】
いくつかの実施形態では、摂取可能装置は、サンプリングシステム内のサンプルを分析するように構成された分析システムをさらに含む。
【００５６】
いくつかの実施形態では、摂取可能装置は、摂取可能装置の少なくとも１つのシステムを制御するように構成されたマイクロプロセッサをさらに備える。
【００５７】
一般的な一態様では、摂取可能装置は、摂取可能装置の内部と摂取可能装置の外部との間に開口部を有する。摂取可能装置は、室と、摂取可能装置の内部にあるサンプリングシステムと、を備え、開口部から摂取可能装置の内部に入る流体が吸収されるように構成されている。サンプリングシステムは、吸収部材と、吸収部材に少なくとも部分的に吸収された少なくとも１つの防腐剤とを含む。
【００５８】
いくつかの実施形態では、防腐剤は、少なくとも１つの分析物防腐剤である。
【００５９】
いくつかの実施形態では、分析物防腐剤は、核酸、小分子、またはタンパク質のうちの少なくとも１つのための防腐剤を含む。
【００６０】
いくつかの実施形態では、分析物防腐剤は、少なくとも１つのＧＩ障害のバイオマーカーである少なくとも１つの核酸、小分子、またはタンパク質のための防腐剤を含む。
【００６１】
いくつかの実施形態では、分析物防腐剤は、界面活性剤である。
【００６２】
いくつかの実施形態では、分析物防腐剤は、安定剤である。
【００６３】
いくつかの実施形態では、分析物防腐剤は、ヌクレアーゼ阻害剤、ＲＮａｓｅ阻害剤、およびプロテアーゼ阻害剤からなる群から選択されるメンバーを含む。
【００６４】
いくつかの実施形態では、分析物防腐剤は、３〜７のｐＫａを有する酸を含む。
【００６５】
いくつかの実施形態では、分析物防腐剤は、パラベンを含む。
【００６６】
いくつかの実施形態では、界面活性剤は、ポリソルベートを含む。
【００６７】
いくつかの実施形態では、安定剤は、トレハロースまたはデキストランを含む。
【００６８】
いくつかの実施形態では、パラベンは、パラヒドロキシ安息香酸塩、パラヒドロキシ安息香酸のエステル、およびプロピルパラベンからなる群から選択されるメンバーを含む。
【００６９】
いくつかの実施形態では、分析物防腐剤は、プロテアーゼ阻害剤を含む。
【００７０】
いくつかの実施形態では、プロテアーゼ阻害剤は、セリンプロテアーゼ阻害剤、メタロプロテアーゼ阻害剤、アミノペプチダーゼ阻害剤、システインペプチダーゼ阻害剤、およびアスパルチルプロテアーゼ阻害剤からなる群から選択されるメンバーを含む。
【００７１】
いくつかの実施形態では、分析物防腐剤は、酸を含む。
【００７２】
いくつかの実施形態では、分析物防腐剤は、ソルビン酸およびクエン酸からなる群から選択される少なくとも１つのメンバーを含む。
【００７３】
いくつかの実施形態では、防腐剤は、少なくとも１つの細菌防腐剤を含む。
【００７４】
いくつかの実施形態では、細菌防腐剤は、細菌の成長および増殖を減少させる。
【００７５】
いくつかの実施形態では、細菌防腐剤は、殺菌性または静菌性防腐剤を含む。
【００７６】
いくつかの実施形態では、細菌防腐剤は、少なくとも１つのＧＩ障害に関連する少なくとも１つの細菌のための防腐剤を含む。
【００７７】
いくつかの実施形態では、細菌防腐剤は、ソルビン酸、クエン酸、プロピルパラベン、ナイシン、ジメチルジカーボネート、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、アジ化ナトリウム、ヒドロキシウレア、フシジン酸、ジアゾリジニルウレア、イミダゾリジニルウレア、サリチル酸、塩化バリウムおよび塩化ニッケル、金属銅、チメロサール、２−フェノキシエタノール、ならびにＰｒｏＣｌｉｎからなる群から選択されるメンバーを含む。
【００７８】
いくつかの実施形態では、細菌防腐剤は、ソルビン酸、チメロサール、２−フェノキシエタノール、ジアゾリニジルウレア（ｄｉａｚｏｌｉｎｉｄｙｌ  ｕｒｅａ）、またはイミダゾリニジルウレア（ｉｍｉｄａｚｏｌｉｎｉｄｙｌ  ｕｒｅａ）である。
【００７９】
いくつかの実施形態では、吸収部材は、少なくとも１つの細菌防腐剤に加えて、少なくとも１つの分析物防腐剤を含む。
【００８０】
いくつかの実施形態では、分析物防腐剤は、核酸防腐剤である。
【００８１】
いくつかの実施形態では、核酸防腐剤は、ＤＮＡｓｅ阻害剤またはＲＮａｓｅ阻害剤である。
【００８２】
いくつかの実施形態では、サンプリングシステムは、複数の異なる防腐剤を含む。
【００８３】
いくつかの実施形態では、サンプリングシステムは、第１の吸収部材と、第１の吸収部材とは異なる第２の吸収部材と、を含む。サンプリングシステムは、摂取可能装置の外部から摂取可能装置の内部へ流れる流体が第一の吸収部材に入るように構成される。サンプリングシステムは、流体が第１の吸収部材から第２の吸収部材へ流れることができるように構成される。
【００８４】
いくつかの実施形態では、サンプリングシステムは、第１の吸収部材と第２の吸収部材との間に細胞フィルタをさらに含む。
【００８５】
いくつかの実施形態では、サンプリングシステムは、細胞フィルタをさらに含む。
【００８６】
いくつかの実施形態では、摂取可能物は、サンプリングシステム内のサンプルを分析するように構成された分析システムをさらに含む。
【００８７】
いくつかの実施形態では、摂取可能物は、摂取可能装置の少なくとも１つのシステムを制御するように構成されたマイクロプロセッサをさらに備える。
【００８８】
いくつかの実施形態では、摂取可能物は、摂取可能装置の内部に多段式弁システムをさらに含む。
【００８９】
いくつかの実施形態では、多段式弁システムは、第１、第２、および第３の状態を有する。多段式弁システムの第１の状態は、多段式弁システムの第２および第３の状態とは異なる。多段式弁システムの第２の状態は、多段式弁システムの第１および第３の状態とは異なる。多段式弁システムが第１の状態にあるとき、開口部により、摂取可能装置の内部と摂取可能装置の外部との間の流体連通を防ぐ。多段式弁システムが第２の状態にあるとき、開口部により、摂取可能装置の内部と摂取可能装置の外部との間の流体連通が可能になる。また、多段式弁システムが第３の状態にあるとき、開口部により、摂取可能装置の内部と摂取可能装置の外部との間の流体連通を防ぐ。
【００９０】
いくつかの実施形態では、多段式弁システムは、第１の部材を含むアクチュエータシステムと、第１のペグおよび第１のリップを含むトリガと、突出部、および開口部を有するゲート脚部を含むゲートと、第１および第２の付勢部材を含む付勢システムと、を備える。多段式弁システムが第１の段階にあるとき、第１の付勢部材は、第１のペグが第１の部材に接触するように力をトリガに加え、第１の部材は、第１の付勢部材によってトリガに加えられる力に対抗し、第２の付勢部材は、突出部が第１のリップと接触するようにゲートに力を加え、第１のリップは、第２の付勢部材によってゲートに加えられる力に対抗し、かつゲート脚部にある開口部は、摂取可能装置にある開口部と整列していない。
【００９１】
いくつかの実施形態では、摂取可能装置は、サンプリングシステム内のサンプルを分析するように構成された分析システムをさらに含む。
【００９２】
一般的な一態様では、本開示は、摂取可能装置のサンプリングシステムにサンプルを集めることを含む方法を提供する。サンプリングシステムは、吸収部材と、吸収部材に少なくとも部分的に吸収された少なくとも１つの防腐剤とを含む。
【００９３】
いくつかの実施形態では、摂取可能装置は、本明細書に開示される摂取可能装置である。
【００９４】
一般的な一態様では、本開示は、吸収部材と、吸収部材に少なくとも部分的に吸収された少なくとも１つの防腐剤を含むサンプリングシステムを提供する。吸収部材は、流体を吸収するように構成されている。
【００９５】
いくつかの実施形態では、防腐剤は、少なくとも１つの分析物防腐剤である。
【００９６】
いくつかの実施形態では、分析物防腐剤は、核酸、小分子、またはタンパク質のうちの少なくとも１つのための防腐剤を含む。
【００９７】
いくつかの実施形態では、分析物防腐剤は、少なくとも１つのＧＩ障害のバイオマーカーである少なくとも１つの核酸、小分子、またはタンパク質のための防腐剤を含む。
【００９８】
いくつかの実施形態では、分析物防腐剤は、界面活性剤である。
【００９９】
いくつかの実施形態では、分析物防腐剤は、安定剤である。
【０１００】
いくつかの実施形態では、分析物防腐剤は、ヌクレアーゼ阻害剤、ＲＮａｓｅ阻害剤、およびプロテアーゼ阻害剤からなる群から選択されるメンバーを含む。
【０１０１】
いくつかの実施形態では、分析物防腐剤は、３〜７のｐＫａを有する酸を含む。
【０１０２】
いくつかの実施形態では、分析物防腐剤は、パラベンを含む。
【０１０３】
いくつかの実施形態では、界面活性剤は、ポリソルベートを含む。
【０１０４】
いくつかの実施形態では、安定剤は、トレハロースまたはデキストランを含む。
【０１０５】
いくつかの実施形態では、パラベンは、パラヒドロキシ安息香酸塩、パラヒドロキシ安息香酸のエステル、およびプロピルパラベンからなる群から選択されるメンバーを含む。
【０１０６】
いくつかの実施形態では、分析物防腐剤は、プロテアーゼ阻害剤を含む。
【０１０７】
いくつかの実施形態では、プロテアーゼ阻害剤は、セリンプロテアーゼ阻害剤、メタロプロテアーゼ阻害剤、アミノペプチダーゼ阻害剤、システインペプチダーゼ阻害剤、およびアスパルチルプロテアーゼ阻害剤からなる群から選択されるメンバーを含む。
【０１０８】
いくつかの実施形態では、分析物防腐剤は、酸を含む。
【０１０９】
いくつかの実施形態では、分析物防腐剤は、ソルビン酸およびクエン酸からなる群から選択される少なくとも１つのメンバーを含む。
【０１１０】
いくつかの実施形態では、防腐剤は、少なくとも１つの細菌防腐剤を含む。
【０１１１】
いくつかの実施形態では、細菌防腐剤は、細菌の成長および増殖を減少させる。
【０１１２】
いくつかの実施形態では、細菌防腐剤は、殺菌性または静菌性防腐剤を含む。
【０１１３】
いくつかの実施形態では、細菌防腐剤は、少なくとも１つのＧＩ障害に関連する少なくとも１つの細菌のための防腐剤を含む。
【０１１４】
いくつかの実施形態では、細菌防腐剤は、ソルビン酸、クエン酸、プロピルパラベン、ナイシン、ジメチルジカーボネート、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、アジ化ナトリウム、ヒドロキシウレア、フシジン酸、ジアゾリジニルウレア、イミダゾリジニルウレア、サリチル酸、塩化バリウムおよび塩化ニッケル、金属銅、チメロサール、２−フェノキシエタノール、ならびにＰｒｏＣｌｉｎからなる群から選択されるメンバーを含む。
【０１１５】
いくつかの実施形態では、細菌防腐剤は、ソルビン酸、チメロサール、２−フェノキシエタノール、ジアゾリニジルウレア（ｄｉａｚｏｌｉｎｉｄｙｌ  ｕｒｅａ）、またはイミダゾリニジルウレア（ｉｍｉｄａｚｏｌｉｎｉｄｙｌ  ｕｒｅａ）である。
【０１１６】
いくつかの実施形態では、吸収部材は、少なくとも１つの細菌防腐剤に加えて、少なくとも１つの分析物防腐剤を含む。
【０１１７】
いくつかの実施形態では、分析物防腐剤は、核酸防腐剤である。
【０１１８】
いくつかの実施形態では、核酸防腐剤は、ＤＮＡｓｅ阻害剤またはＲＮａｓｅ阻害剤である。
【０１１９】
いくつかの実施形態では、サンプリングシステムは、複数の異なる防腐剤を含む。
【０１２０】
いくつかの実施形態では、サンプリングシステムは、第１の吸収部材と、第１の吸収部材とは異なる第２の吸収部材と、を含む。サンプリングシステムは、摂取可能装置の外部から摂取可能装置の内部へ流れる流体が第一の吸収部材に入るように構成される。サンプリングシステムは、流体が第１の吸収部材から第２の吸収部材へ流れることができるように構成される。
【０１２１】
いくつかの実施形態では、サンプリングシステムは、第１の吸収部材と第２の吸収部材との間に細胞フィルタをさらに含む。
【０１２２】
いくつかの実施形態では、サンプリングシステムは、細胞フィルタをさらに含む。
【０１２３】
いくつかの実施形態では、流体はＧＩ流体を含む。
【０１２４】
いくつかの実施形態では、サンプリングシステムは、摂取可能装置内に適合するように構成される。
【０１２５】
いくつかの実施形態では、サンプリングシステムは、分析機器を含まない摂取可能装置内に適合するように構成される。
【０１２６】
一般的な一態様では、本開示は、吸収部材と、吸収部材に少なくとも部分的に吸収された少なくとも１つの防腐剤とを含むサンプリングシステムにサンプルを集めることを含む方法を提供する。
【０１２７】
いくつかの実施形態では、サンプリングシステムは、本明細書に開示されているサンプリングシステムである。
【０１２８】
いくつかの態様では、摂取可能装置が本明細書において提供される。摂取可能装置は、第１の端、第１の端と実質的に反対側にある第２の端、および第１の端から第２の端まで長手方向に延在している壁によって画定されるハウジングと、ハウジングの壁にある第１の開口部と、ハウジングの第１の端にあり、第１の開口部に対して実質的に垂直に配向されている第２の開口部と、第１の開口部と第２の開口部とを接続する湾曲した室であって、湾曲した室の少なくとも一部分が、摂取可能装置内においてサンプリング室を形成する湾曲した室と、を含む。
【０１２９】
少なくともいくつかの実施形態では、サンプリング室は、身体の胃腸（ＧＩ）管から得られたサンプルを保持するように構成される。
【０１３０】
少なくともいくつかの実施形態では、摂取可能装置は、少なくとも開位置および閉位置を有する少なくとも１つの可動弁に結合された機械式アクチュエータをさらに備え、閉位置にある少なくとも１つの可動弁は、流体がサンプリング室に入るのを防ぎ、かつサンプルがサンプリング室から出るのを防ぐ。
【０１３１】
少なくともいくつかの実施形態では、摂取可能装置は、機械式アクチュエータを制御して少なくとも１つの可動弁を開位置に動かすように構成されたマイクロプロセッサをさらに含む。
【０１３２】
少なくともいくつかの実施形態では、少なくとも１つの可動弁は、機械式アクチュエータに結合されている第１の可動弁と、機械式アクチュエータに結合されている第２の可動弁と、を含み、閉位置にある第１の可動弁は、第１の開口部を介して、流体がサンプリング室に入るのを防ぎ、かつ第１の開口部を介して、サンプルがサンプリング室から出るのを防ぎ、閉位置にある第２の可動弁は、第２の開口部を介して、流体がサンプリング室に入るのを防ぎ、かつ第２の開口部を介して、サンプルがサンプリング室から出るのを防ぐ。
【０１３３】
少なくともいくつかの実施形態では、閉位置にある第１の可動弁は、サンプリング室と第１の開口部との間に配置された湾曲した室の第１の部分に収容され、閉位置にある第２の可動弁は、サンプリング室と第２の開口部との間に配置された湾曲した室の第２の部分に収容され、機械式アクチュエータが第１の可動弁および第２の可動弁を同時に動かすように構成されているように、湾曲した室の第１の部分、湾曲した室の第２の部分、および機械式アクチュエータは実質的に直線に配向される。
【０１３４】
少なくともいくつかの実施形態では、第１の可動弁および第２の可動弁は回転弁であり、機械式アクチュエータは、閉位置と開位置との間で第１の可動弁および第２の可動弁を同時に回転させるように構成される。
【０１３５】
少なくともいくつかの実施形態では、第１の可動弁および第２の可動弁はピン弁であり、機械式アクチュエータは、第１の可動弁および第２の可動弁を同時に直線的に動かすように構成され、機械式アクチュエータは、（１）リニアアクチュエータ、および（２）親ねじに結合された回転式アクチュエータのうちの少なくとも１つを含む。
【０１３６】
少なくともいくつかの実施形態では、摂取可能物は、流体が第２の開口部を介して湾曲した室に入るのを制限する、第２の開口部に近接して湾曲した室内に位置付けられた要素をさらに含み、要素は、疎水性材料、空気透過膜および一方弁のうちの少なくとも１つを含むものである。
【０１３７】
少なくともいくつかの実施形態では、摂取可能装置は、サンプリング室内またはサンプリング室の近くに、（１）サンプルの特性、および（２）サンプルに適用されたアッセイ技術の結果のうちの少なくとも１つを検出するためのセンサを備える。
【０１３８】
少なくともいくつかの実施形態では、摂取可能装置は、湾曲した室に接続された少なくとも１つの副室を含み、少なくとも１つの副室は、身体の胃腸（ＧＩ）管から得られたサンプルを保持し、かつサンプリング室からサンプルを単離するように構成される。
【０１３９】
少なくともいくつかの実施形態では、摂取可能装置は、湾曲した室に接続された複数の副室をさらに備え、複数の副室は各々、異なる時間に身体の胃腸（ＧＩ）管からサンプルを得るように構成される。
【０１４０】
少なくともいくつかの実施形態では、摂取可能装置は、湾曲した室に接続された複数の副室をさらに備え、複数の副室の各々は、胃腸（ＧＩ）管の異なる一部分からの、身体の胃腸（ＧＩ）管から、サンプルを得るように構成される。
【０１４１】
いくつかの態様では、別の摂取可能装置が、本明細書において提供される。摂取可能装置は、第１の端と、第１の端と実質的に反対側にある第２の端と、第１の端から第２の端まで長手方向に延在している壁と、開口部とによって画定されるハウジングと、ハウジング内の、吸収材料を収容するサンプリング室と、ハウジングにある開口部をサンプリング室に接続する注入口ポートと、注入口ポートを密封する注入口ポート内に位置付けられた使い捨て密封装置と、使い捨て密封装置に近接している発熱素子と、を備え、発熱素子は、使い捨て密封装置に熱を加えて、注入口ポートを開封し、サンプリング室を開放するように構成され、注入口ポートに隣接している吸収材料の少なくとも一部分は、サンプルと接触したときに拡張して、注入口ポートを再度密封するように構成される。
【０１４２】
少なくともいくつかの実施形態では、摂取可能装置は、発熱素子を制御して熱を発生させるように構成されたマイクロプロセッサを備える。
【０１４３】
少なくともいくつかの実施形態では、摂取可能装置は、吸収材料と注入口ポートとの間に位置付けられたサンプリング室内に障壁を含み、障壁は吸収材料の表面を覆うものである。
【０１４４】
少なくともいくつかの実施形態では、障壁は、注入口ポートを含むサンプリング室の残りの部分から吸収材料を分離する。
【０１４５】
少なくともいくつかの実施形態では、障壁は、注入口ポートに近接し、可撓性膜を含む第１の部分と、第１の部分に近接し、剛性材料を含む第２の部分とを含む。
【０１４６】
少なくともいくつかの実施形態では、可撓性膜に近接している吸収材料の少なくとも一部分は、サンプルの少なくとも一部分を吸収して膨張し、可撓性膜によって注入口ポートを再度密封させる。
【０１４７】
少なくともいくつかの実施形態では、障壁の第２の部分とサンプリング室の壁との間のサンプリング室の一部分が試験領域を形成し、サンプリング室内にあるか、またはサンプリング室に近接しているセンサは、１）試験領域内のサンプルの特性、および（２）試験領域内のサンプルに適用されたアッセイ技術の結果のうちの少なくとも１つを検出するように構成されている。
【０１４８】
少なくともいくつかの実施形態では、障壁の第１の部分および障壁の第２の部分では、サンプルが障壁を通過して吸収材料と接触することはできない。
【０１４９】
少なくともいくつかの実施形態では、障壁は第２の部分に近接している第３の部分を含み、第３の部分は半透膜を含む。
【０１５０】
少なくともいくつかの実施形態では、半透膜により、サンプルの少なくとも一部分が半透膜を通過して吸収材料と接触することが可能になる。
【０１５１】
少なくともいくつかの実施形態では、半透膜は硬質である。
【０１５２】
少なくともいくつかの実施形態では、使い捨て密封装置は破断可能膜である。
【０１５３】
少なくともいくつかの実施形態では、使い捨て密封装置は栓である。
【０１５４】
少なくともいくつかの実施形態では、栓は３８℃〜８０℃の融点を有する材料を含み、発熱素子は、オーム加熱によって温められた導電性素子を含み、発熱素子により栓が少なくとも融点まで加熱される。
【０１５５】
少なくともいくつかの実施形態では、注入口ポートは５０平方ミリメートル未満の断面積を有する。
【０１５６】
少なくともいくつかの実施形態では、摂取可能装置は、サンプリング室に接続された少なくとも１つの副室を含み、少なくとも１つの副室は、身体の胃腸（ＧＩ）管から得られた第２のサンプルを保持し、かつサンプリング室から第２のサンプルを単離するように構成される。
【０１５７】
少なくともいくつかの実施形態では、摂取可能装置は、サンプリング室に接続された複数の副室を備え、複数の副室の各々は、異なる時間に身体の胃腸（ＧＩ）管から異なるサンプルを得るように構成される。
【０１５８】
少なくともいくつかの実施形態では、摂取可能装置は、サンプリング室に接続された複数の副室を備え、複数の副室の各々は、胃腸（ＧＩ）管の異なる一部分からの、身体の胃腸（ＧＩ）管から、異なるサンプルを得るように構成される。
【０１５９】
いくつかの態様では、別の摂取可能装置が、本明細書において提供される。摂取可能装置は、第１の端と、第１の端と実質的に反対側にある第２の端と、第１の端から第２の端まで長手方向に延在している壁と、開口部とによって画定されるハウジングと、入口ポート、およびサンプリング室の入口ポートとは反対の端に出口ポートを有するハウジング内のサンプリング室であって、出口ポートが、ガスが室から出ることができ、サンプルの少なくとも一部分が室から出るのを防ぐように構成されている、サンプリング室と、ハウジング内にある開口部をサンプリング室の入口ポートに接続する注入口領域と、注入口領域を開閉するように位置付けられた可動弁であって、開位置にある可動弁により、サンプルはサンプリング室に入ることができ、閉位置にある可動弁により、サンプルがサンプリング室に入るのを防ぐ、可動弁と、を備える。
【０１６０】
少なくともいくつかの実施形態では、摂取可能装置は、可動弁に結合された機械式アクチュエータと、可動弁を開位置に移動させるために機械式アクチュエータを制御するように構成されたマイクロプロセッサと、を備える。
【０１６１】
少なくともいくつかの実施形態では、可動弁はピン弁であり、機械式アクチュエータは、（１）リニアアクチュエータ、および（２）親ねじに結合された回転式アクチュエータのうちの少なくとも１つを含み、ピン弁は直線的に移動して、開位置と閉位置とを切り替える。
【０１６２】
少なくともいくつかの実施形態では、可動弁は回転弁であり、機械式アクチュエータは回転弁を回転させるように構成されており、回転弁は回転して開位置と閉位置とを切り替える。
【０１６３】
少なくともいくつかの実施形態では、機械式アクチュエータは、（１）リニアアクチュエータ、および（２）親ねじに結合された回転式アクチュエータのうちの少なくとも１つを含み、可動弁は、可撓性ダイヤフラムの第１の表面に圧力を加えるために、機械式アクチュエータを用いることにより、開位置から閉位置へ移動する可撓性ダイヤフラムを含む。
【０１６４】
少なくともいくつかの実施形態では、摂取可能装置は、可撓性ダイヤフラムに近接して位置付けられたばね機構を備えており、ばね機構は、機械式アクチュエータが第１の面に圧力を加えないときには、可撓性ダイヤフラムが開位置にあるように、可撓性ダイヤフラムの第１の面の反対にある可撓性ダイヤフラムの第２の表面に対向圧力を加える。
【０１６５】
少なくともいくつかの実施形態では、出口ポートは、ガスがサンプリング室から出ることができるようにするためにガス透過膜を含む。
【０１６６】
少なくともいくつかの実施形態では、出口ポートは、ガスがサンプリング室から出ることができるようにし、また、ガスがサンプリング室に再び入るのを防ぐように構成された一方弁を備える。
【０１６７】
少なくともいくつかの実施形態では、出口ポートは、ハウジング上の排出ポートに接続されており、排出ポートは、ガス透過膜、一方弁、および疎水性チャネルのうちの少なくとも１つを含む。
【０１６８】
少なくともいくつかの実施形態では、摂取可能装置は、サンプルを吸収するように構成されているサンプリング室内に親水性スポンジを含む。
【０１６９】
少なくともいくつかの実施形態では、摂取可能装置は、サンプリング室内またはサンプリング室の近くに、（１）サンプルの特性、および（２）サンプルに適用されたアッセイ技術の結果のうちの少なくとも１つを検出するためのセンサを備える。
【０１７０】
少なくともいくつかの実施形態では、出口ポートは、摂取可能装置内の容積部に接続されており、この容積部は、サンプリング室の外側に配置され、ガスを含んでいる。
【０１７１】
少なくともいくつかの実施形態では、出口ポートは、注入口領域およびサンプリング室のうちの少なくとも一方内に収容される圧力よりも低い内圧を有する密封真空室に接続され、密封真空室は開封することができ、これにより、サンプリング室内の圧力を下げ、サンプルがサンプリング室内に引き込まれる。
【０１７２】
少なくともいくつかの実施形態では、可動弁を閉位置から開位置に移動させると、注入口領域の容積が増大する。
【０１７３】
少なくともいくつかの実施形態では、可動弁を開位置から閉位置に移動させると、注入口領域の容積が減少する。
【０１７４】
少なくともいくつかの実施形態では、摂取可能装置は、注入口領域に接続された少なくとも１つの副室を含み、少なくとも１つの副室は、身体の胃腸（ＧＩ）管から得られた第２のサンプルを保持し、かつサンプリング室から第２のサンプルを単離するように構成される。
【０１７５】
少なくともいくつかの実施形態では、摂取可能装置は、注入口領域に接続された複数の副室を備え、複数の副室の各々は、異なる時間に身体の胃腸（ＧＩ）管から異なるサンプルを得るように構成される。
【０１７６】
少なくともいくつかの実施形態では、摂取可能装置は、注入口領域に接続された複数の副室を備え、複数の副室の各々は、胃腸（ＧＩ）管の異なる一部分からの、身体の胃腸（ＧＩ）管から、異なるサンプルを得るように構成される。
【０１７７】
いくつかの態様では、別の摂取可能装置が、本明細書において提供される。摂取可能装置は、第１の端、第１の端の実質的に反対にある第２の端、第１の端から第２の端まで長手方向に延在している壁、および開口部によって画定されているハウジングと、入口ポートを有するハウジング内のサンプリング室と、ハウジング内にある開口部をサンプリング室の入口ポートに接続する注入口領域と、開口部内に適合するように成形された第１の部分、および注入口領域内に適合するように成形された第２の部分を含む可動ポンプと、可動ポンプを開位置および全閉位置に移動させるように構成された機械式アクチュエータと、を備え、可動ポンプが可動位置にあると、可動ポンプの第１の部分が開口部から離れた任意の距離で位置付けられ、これにより、開口部を介してサンプルが注入口領域に入ることができるようになり、可動ポンプが全閉位置にあると、可動ポンプの第１の部分が開口部内に位置付けられ、また可動ポンプの第２の部分が入口ポートに近接して位置付けられ、開口部および入口ポートを介してサンプルが注入口領域から出るのを防ぐ。
【０１７８】
少なくともいくつかの実施形態では、機械式アクチュエータは、可動ポンプを一部閉じた位置に移動するようにさらに構成されており、可動ポンプが一部閉じた位置にあると、開口部に近接している可動ポンプの第１の部分の表面が位置決めされ、それによって、サンプルが開口部を介して注入口領域から出るのを防ぐように開口部が密封される。
【０１７９】
少なくともいくつかの実施形態では、一部閉じた位置は、第２の部分を入口ポートから離れるように位置決めし、それによって、入口ポートを介してサンプルが注入口領域から出ることができるようになるように、入口ポートが開封される。
【０１８０】
少なくともいくつかの実施形態では、摂取可能装置は、機械式アクチュエータを制御して可動ポンプを全閉位置と開位置との間で移動させるように構成されたマイクロプロセッサを備える。
【０１８１】
少なくともいくつかの実施形態では、機械式アクチュエータは、（１）リニアアクチュエータ、および（２）親ねじに結合された回転式アクチュエータのうちの少なくとも１つを含み、機械式アクチュエータは、可動ポンプを全閉位置と開位置との間で直線的に移動させるように使用可能である。
【０１８２】
少なくともいくつかの実施形態では、摂取可能装置は、入口ポートと反対側のサンプリング室の端に出口ポートを含んでおり、出口ポートにより、ガスが室から出ることができるようになり、かつサンプルの少なくとも一部分が室から出るのを防ぐように構成される。
【０１８３】
少なくともいくつかの実施形態では、出口ポートは、ガスがサンプリング室から出ることができるようにするためにガス透過膜を含む。
【０１８４】
少なくともいくつかの実施形態では、出口ポートは、ガスがサンプリング室から出ることができるようにし、また、ガスがサンプリング室に再び入るのを防ぐように構成された一方弁を備える。
【０１８５】
少なくともいくつかの実施形態では、出口ポートは、ハウジング上の排出ポートに接続されており、排出ポートは、ガス透過膜、一方弁、および疎水性チャネルのうちの少なくとも１つを含む。
【０１８６】
少なくともいくつかの実施形態では、出口ポートは、摂取可能装置内の容積部に接続されており、この容積部は、サンプリング室の外側に配置され、ガスを含んでいる。
【０１８７】
少なくともいくつかの実施形態では、摂取可能装置は、サンプルを吸収するように構成されているサンプリング室内に親水性スポンジを含む。
【０１８８】
少なくともいくつかの実施形態では、摂取可能装置は、サンプリング室内またはサンプリング室の近くに、（１）サンプルの特性、および（２）サンプルに適用されたアッセイ技術の結果のうちの少なくとも１つを検出するためのセンサを備える。
【０１８９】
少なくともいくつかの実施形態では、摂取可能装置は、注入口領域に接続された少なくとも１つの副室を含み、少なくとも１つの副室は、身体の胃腸（ＧＩ）管から得られた第２のサンプルを保持し、かつサンプリング室から第２のサンプルを単離するように構成される。
【０１９０】
少なくともいくつかの実施形態では、摂取可能装置は、注入口領域に接続された複数の副室を備え、複数の副室の各々は、異なる時間に身体の胃腸（ＧＩ）管から異なるサンプルを得るように構成される。
【０１９１】
少なくともいくつかの実施形態では、摂取可能装置は、注入口領域に接続された複数の副室を備え、複数の副室の各々は、胃腸（ＧＩ）管の異なる一部分からの、身体の胃腸（ＧＩ）管から、異なるサンプルを得るように構成される。
【図面の簡単な説明】
【０１９２】
【図１】ハウジング内に複数の開口部を有する摂取可能装置の例示的な実施形態を示す図である。
【図２】図１の摂取可能装置に対してなされ得る様々な修正を含む、摂取可能装置の別の例示的な実施形態を示す図である。
【図３】摂取可能装置を用いてサンプルを得るために使用され得る例示的な弁設計を示す図である。
【図４】サンプルを得るために図３の弁がどのように動き得るかを例解している図である。
【図５】サンプルを得るために図３の弁がどのように動き得るかを例解している図である。
【図６】出口ポートを含むサンプリング室を有する摂取可能装置の例示的な実施形態を示す図である。
【図７】摂取可能装置に組み込まれ得る異なる例示的な弁設計を示す図である。
【図８】摂取可能装置に組み込まれ得る例示的なサンプリング室を示す図である。
【図９】摂取可能装置に組み込まれ得る例示的なポンプ機構を示す図である。
【図１０】摂取可能装置のきわめて概略的な図を示す図である。
【図１１】弁システムおよびサンプリングシステムを備える摂取可能装置の高度な断面図を示す図である。
【図１２】弁システムを示す図である。
【図１３Ａ】その第１の段階および第２の段階における二段階弁システムの一部分を例解している図である。
【図１３Ｂ】その第１の段階および第２の段階における二段階弁システムの一部分を例解している図である。
【図１４Ａ】その第１の段階および第２の段階における二段階弁システムの一部分を例解している図である。
【図１４Ｂ】その第１の段階および第２の段階における二段階弁システムの一部分を例解している図である。
【図１５Ａ】その第１の段階および第２の段階における二段階弁システムの一部分を例解している図である。
【図１５Ｂ】その第１の段階および第２の段階における二段階弁システムの一部分を例解している図である。
【図１６】弁システムおよびサンプリングシステムを備える摂取可能装置をより詳細に例解している図である。
【図１７Ａ】その第１、第２および第３段階における三段階弁システムの一部分を例解している図である。
【図１７Ｂ】その第１、第２および第３段階における三段階弁システムの一部分を例解している図である。
【図１７Ｃ】その第１、第２および第３段階における三段階弁システムの一部分を例解している図である。
【図１８Ａ】その第１、第２、および第３段階にある三段階弁システムの一部分を例解している図である。
【図１８Ｂ】その第１、第２、および第３段階にある三段階弁システムの一部分を例解している図である。
【図１８Ｃ】その第１、第２、および第３段階にある三段階弁システムの一部分を例解している図である。
【図１９Ａ】その第１、第２および第３段階にある三段階弁システムの一部分を例解している図である。
【図１９Ｂ】その第１、第２および第３段階にある三段階弁システムの一部分を例解している図である。
【図１９Ｃ】その第１、第２および第３段階にある三段階弁システムの一部分を例解している図である。
【図２０】その第一段階にある三段階弁システムを例解している図である。
【図２１Ａ】サンプリングシステムおよびその第１の段階にある二段階弁システムを含む摂取可能装置の一部分を例解している図である。
【図２１Ｂ】サンプリングシステムおよびその第２の段階にある二段階弁システムを含む摂取可能装置の一部分を例解している図である。
【図２２】サンプリングシステムおよびその第１の段階にある二段階弁システムを含む摂取可能装置を例解している図である。
【図２３】サンプリングシステムおよび三番目の第３の段階における三段階弁システムの一部分を含む摂取可能装置を例解している図である。
【図２４】サンプリングシステムおよび三番目の第１の段階における三段階弁システムを含む摂取可能装置を例解している図である。
【図２５】摂取可能装置を示すきわめて概略的な図である。
【図２６】摂取可能装置を示す分解図である。
【図２７】装置の外部に露出した開位置にあるポートを有する摂取可能装置の一部分を例解している図である。
【図２８】第１のインキュベーション室と流体連通している第１の位置にあるポートを有する摂取可能装置の一部分を例解している図である。
【図２９】摂取可能装置に好適である一組の５つのインキュベーション室の一部を形成する部材を例解している図である。
【図３０】摂取可能装置内の光学系の部分断面図を例解している図である。
【図３１】摂取可能装置内の光学系およびフロー室システムの構成要素を例解している図である。
【図３２】摂取可能装置を示す部分図である。
【図３３Ａ】摂取可能装置５０１０の動作を例解している図である。
【図３３Ｂ】摂取可能装置５０１０の動作を例解している図である。
【図３３Ｃ】摂取可能装置５０１０の動作を例解している図である。
【図３４】摂取可能装置の構成要素を例解している分解図である。
【図３５】希釈系列を描写している図である。
【図３６】ＥＬＩＳＡデータを示す図である。
【図３７】ＥＬＩＳＡデータを示す図である。
【図３８】ＥＬＩＳＡデータを示す図である。
【図３９】ＥＬＩＳＡデータを示す図である。
【図４０】ＥＬＩＳＡデータを示す図である。
【図４１】ＥＬＩＳＡデータを示す図である。
【図４２】ＥＬＩＳＡデータを示す図である。
【図４３】ＥＬＩＳＡデータを示す図である。
【図４４】ＥＬＩＳＡデータを示す図である。
【図４５】ＥＬＩＳＡデータを示す図である。
【図４６】ＥＬＩＳＡデータを示す図である。
【図４７】ＥＬＩＳＡデータを示す図である。
【図４８】ＥＬＩＳＡデータを示す図である。
【図４９】ＥＬＩＳＡデータを示す図である。
【図５０】ＥＬＩＳＡデータを示す図である。
【図５１】ＥＬＩＳＡデータを示す図である。
【図５２】ＥＬＩＳＡデータを示す図である。
【図５３】ＥＬＩＳＡデータを示す図である。
【図５４】ＥＬＩＳＡデータを示す図である。
【図５５】時間に対応させた細菌量に関するデータを示す図である。
【図５６Ａ】細菌回収データを示す図である。
【図５６Ｂ】細菌回収データを示す図である。
【図５６Ｃ】細菌回収データを示す図である。
【図５７】流体吸収に関するデータを示す図である。
【図５８】細菌集団の阻害／保存に関するデータを示す図である。
【図５９Ａ】細菌の生存率の低下に関するデータを示す図である。
【図５９Ｂ】細菌の生存率の低下に関するデータを示す図である。
【図６０】細菌の生存率の低下に関するデータを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０１９３】
本開示の全体的な理解を提供するために、ここでは、摂取可能装置を使用してサンプルを得るための様々なシステムおよび方法を含む、いくつかの例示的な実施形態について記述している。特に、摂取可能装置が胃腸（ＧＩ）管内からサンプルを得ることができる技術について記載する。これらのサンプルは、ＧＩ管内に見られる流体、固体、微粒子、または他の物質のいずれを含んでもよい。しかしながら、当業者であれば、本明細書に記載のシステムおよび方法は、取り組む用途に適切であるように適合させ、かつ変更することができ、また本明細書に記載のシステムおよび方法は、他の好適な用途に使用できること、ならびにこのような他の追加および修正は、本開示の範囲から逸脱しないことを理解されよう。一般に、本明細書に記載の摂取可能装置は、本明細書に記載の方法のうちの１つ以上を実行するために、アクチュエータ、センサ、弁、室、論理装置、遠隔計測システム、マイクロコントローラ、またはハードウェア、ファームウェア、およびソフトウェアの組み合わせを用いて構成され得る他の装置およびプロセッサを含んでもよい。
【０１９４】
図１には、ハウジング内に複数の開口部を有する例示的な摂取可能装置１００を例解している。摂取可能装置１００は、第１の端１０２Ａ、第２の端１０２Ｂ、および第１の端１０２Ａから第２の端１０２Ｂまで長手方向に延在している壁１０４を有する外側ハウジングを有する。摂取可能装置１００は、ハウジング内に第１の開口部１０６を有し、これはハウジング内の第２の開口部１０８に接続している。摂取可能装置１００の第１の開口部１０６は、第２の開口部１０８に対して実質的に垂直に配向されており、第１の開口部１０６と第２の開口部１０８との間の接続部が、摂取可能装置１００内に湾曲した室１１０を形成する。
【０１９５】
摂取可能装置１００、または本開示で論じられている他の摂取可能装置のいずれかの全体形状は、細長い丸剤またはカプセル剤と同様であってもよい。これにより、摂取可能装置１００が消費しやすくなり、ＧＩ管を通って容易に進行できるようになる。本明細書で使用されるとき、用語「胃腸管」または「ＧＩ管」は、食料を消費および消化し、栄養素を吸収し、かつ排泄物を排出することに関与している器官系の全ての部分を指す。これには、口、喉、食道、胃、小腸、大腸、直腸、肛門などの開口および臓器、ならびに前述の部分を接続する様々な通路および括約筋を含む。胃などのＧＩ管のある部分では、摂取可能装置１００は自由に動くことができるか、または任意の方向に回転することができる。ＧＩ管の他の部分では、摂取可能装置１００の動きが制限されることがある。例えば、小腸の比較的狭い領域内では、小腸の壁が摂取可能装置上で圧迫され、摂取可能装置１００は、強制的に、それ自体を小腸の長さに沿って長手方向に配向させられ得る。この場合、小腸の壁が、摂取可能装置１００の長手方向に延在している壁１０４を取り囲み、摂取可能装置１００は、端１０２Ａまたは１０２Ｂの一方を前方にして小腸を通って進行する。
【０１９６】
実例としては、図１の摂取可能装置１００は、壁１０４の一部分に配置されて半径方向に配向された第１の開口部１０６、および第１の端１０２Ａの近くに配置され長手方向に配向された第２の開口部１０８を示す。しかしながら、いくつかの実施形態では、第１の開口部１０６および第２の開口部１０８の正確な場所および配向は、図１に示されたものとは異なる場合もある。ＧＩ管を通過する間に、小腸内の自然収縮により、摂取可能装置１００の壁１０４の異なる部分に半径方向に圧力が加わる可能性があり、これにより、固体または流体が第１の開口部１０６に押し込まれる可能性がある。新しい材料（例えば、小腸またはＧＩ管の他の部分からの流体および固体微粒子）が第１の開口部１０６を通って湾曲した室１１０に入ると、湾曲した室１１０内に既に配置されている古い材料が、第２の開口部１０８を通って湾曲した室１１０から自然に押し出される場合もある。
【０１９７】
いくつかの実施形態では、湾曲した室１１０の一部分は、サンプリング室として使用され得、ＧＩ管から得られたサンプルを保持し得る。いくつかの実施形態では、湾曲した室１１０は、副室に細分化されており、その各々は、一連の１つ以上の弁またはインターロックによって分離されていてもよい。例えば、副室を使用して、湾曲した室１１０の異なる部分内に複数のサンプルを保持することができる。いくつかの実施形態では、湾曲した室１１０は、摂取可能装置１００内の他の室、または摂取可能装置１００のハウジング上に配置されている他の開口部に接続している。これにより、対象のその前のサンプルが依然として摂取可能装置１００内に貯蔵されている間に、新しいサンプルを湾曲した室１１０内で採取することが可能になり得る。いくつかの実施形態では、摂取可能装置１００は、サンプリング室内に収容されているサンプルの特性、またはサンプルに適用されたアッセイ技術の結果を検出するためのセンサを備える。いくつかの実施形態では、摂取可能装置１００は、サンプリング室内でサンプルを得て、それを保持するように構成されており、これは後で回収されてもよい。
【０１９８】
いくつかの実施形態では、第１の開口部１０６、第２の開口部１０８、または湾曲した室１１０は、親水性または疎水性材料、スポンジ、弁、または空気透過膜のうちの１つ以上を含む。例えば、一方弁は、材料が第２の開口部１０８を通って湾曲した室１１０に入るのを防ぐことができる。代替的例として、第２の開口部１０８の近くの湾曲した室１１０内に空気透過膜を置くことで、不要なガスおよび気泡が空気透過膜を通過し、湾曲した室１１０から出ることができ、固体または液体サンプルが空気透過膜を通過するのを防ぐことができ、湾曲した室１１０内に保持される。空気透過膜はまた、固体または液体サンプルが第２の開口部１０８を通って湾曲した室１１０に入るのを防ぐことができる。
【０１９９】
親水性材料またはスポンジを使用すると、サンプルを湾曲した室１１０内に保持できるようになり得、かつ流体が第１の開口部１０６を通って入り、湾曲した室１１０内の空気またはガスを除去するのに必要な圧力量を減らすことができる。摂取可能装置１００に組み込むことができる親水性材料の例としては、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドンなどの親水性ポリマーが挙げられる。同様に、プラズマ処理などの様々な種類の処理を受けた材料は、好適な親水性を有してもよく、また摂取可能装置１００に組み込まれてもよい。スポンジは、綿、レーヨン、ガラス、ポリエステル、ポリエチレン、ポリウレタンなどの繊維など、任意の好適な材料または材料の組み合わせで作られてもよい。スポンジは、一般に、Ｐｏｒｅｘ（登録商標）によって製造されているものなどの市販の材料から作られてもよい。
【０２００】
以下により詳細に論じるように、いくつかの実施形態では、スポンジは、それらの吸収性を変えるために、またはサンプルの保存を助けるために処理されてもよい。
【０２０１】
いくつかの実施形態では、スポンジは、それらの吸収性または他の物理的特性を変えるために切断または研磨されてもよい。
【０２０２】
第２の開口部１０８の近くに配置された疎水性材料は液体をはじき、液体サンプルが第２の開口部１０８を通って湾曲した室１１０に入る、または湾曲した室１１０から出るのを妨げる可能性がある。これは、空気透過膜と同様の機能を果たし得る。摂取可能装置１００に組み込むことができる疎水性材料の例としては、ポリカーボネート、アクリル、フルオロカーボン、スチレン、ある種の形態のビニルなどが挙げられる。
【０２０３】
上記に列挙した様々な材料は例として提供されており、限定的ではない。実際には、任意の種類の好適な親水性、疎水性、またはサンプル防腐剤材料が摂取可能装置１００内で使用されてもよく、摂取可能装置１００に関して論じた教示を本開示に記載の他の摂取可能装置のいずれにも組み込むことができる。サンプルを採取する、サンプルの移動を制御する、または不要なガスを取り除くための様々な方法は、図２〜図９に関連して詳細に論じられ、図２〜図９に関連して記載した様々な構造または技術のうちのいずれかを摂取可能装置１００に組み込んでもよい。
【０２０４】
図２には、ハウジング内に複数の開口部を有する一例の摂取可能装置２００、および摂取可能装置１００に対してなされ得る様々な変形を例解している。摂取可能装置１００と同様に、摂取可能装置２００は、第１の端２０２Ａ、第２の端２０２Ｂ、および第１の端２０２Ａから第２の端２０２Ｂまで長手方向に延在している壁２０４を有する外側ハウジングを有する。また、摂取可能装置１００と同様に、摂取可能装置２００は、ハウジング内に第１の開口部２０６を有し、これはハウジング内の第２の開口部２０８に接続されている。第１の開口部２０６と第２の開口部２０８との間の接続部は、摂取可能装置２００内に湾曲した室２１０を形成する。
【０２０５】
摂取可能装置２００において、湾曲した室２１０の一部分は、サンプリング室２１２を形成する。いくつかの実施形態では、摂取可能装置２００は、サンプリング室内またはそれに近接してセンサ（図示せず）を含んでもよい。このセンサは、サンプルの特性を検出するために使用され得る。いくつかの実施形態では、アッセイ技術がサンプリング室内のサンプルに適用され、センサはアッセイ技術の結果を検出するために使用され得る。第１の弁２１４は、第１の開口部２０６とサンプリング室２１２との間に配置されている。同様に、第２の弁２１６が第２の開口部２０８とサンプリング室２１２との間に配置されている。いくつかの実施形態では、弁２１４および２１６は、流体がサンプリング室２１２に入ること、またはサンプリング室２１２から出ることを防ぐか、またはサンプリング室２１２内のサンプルを単離するために使用されてもよい。
【０２０６】
摂取可能装置２００は、弁２１４および２１６に結合された機械式アクチュエータ２１８を備える。いくつかの実施形態では、機械式アクチュエータ２１８は、開位置と閉位置との間で弁２１４および２１６の一方または両方を移動させるために使用される。いくつかの実施形態では、機械式アクチュエータ２１８は、摂取可能装置２００の内側のマイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、または他の回路によって制御される。開位置では、第１の弁２１４により、サンプルが、第１の開口部２０６に接続された湾曲した室２１０の一部分を通ってサンプリング室２１２に入ることおよびサンプリング室２１２から出ることができるようになる。同様に、開位置では、第２の弁２１６により、サンプルが、第２の開口部２０８に接続された湾曲した室２１０の一部分を通ってサンプリング室２１２に入ることおよびサンプリング室２１２から出ることができるようになる。弁２１４および２１６が閉位置にあるとき、それらはサンプルがサンプリング室２１２に入ることおよびサンプリング室２１２から出ることができないようにする。
【０２０７】
いくつかの実施形態では、弁２１４および２１６は、回転弁、ピン弁、フラップ弁、バタフライ弁、ボール弁、栓弁、または任意の他の好適な種類の一方弁または二方弁であり、同じ弁の種類であっても異なる種類であってもよい。いくつかの実施形態では、弁２１４および２１６の一方または両方は、図３に関連して論じられた浸透圧弁機構と同様に、サンプルが得られた後にそれら自体を再度密封する自動弁である。いくつかの実施形態では、弁２１４および２１６の一方または両方は、図９に関して論じたポンプ機構などのポンプ機構を含む。例示の目的のために、摂取可能装置２００は、機械式アクチュエータ２１８に結合された可動式二方弁として弁２１４および２１６の両方と共に描写されている。しかしながら、いくつかの実施形態では、機械式アクチュエータ２１８は、弁のうちの一方のみに結合され、他方の弁は受動的な一方弁と交換することができる。例えば、機械式アクチュエータ２１８は、第１の弁２１４のみに連結されてもよく、また第２の弁２１６は、ガス、流体、または固体が、第２の開口部２０８に接続されている湾曲した室２１０の一部分を通ってサンプリング室２１２から出ることができるようになる受動的な一方弁と置き換えられてもよい。これにより、流体が第２の開口部２０８からサンプリング室２１２に入るのを制限することができるが、サンプルが得られるときに不要な材料がサンプリング室２１２から除去され得るようになる。
【０２０８】
いくつかの実施形態では、摂取可能装置２００は、ＧＩ管内の摂取可能装置２００のおおよその場所を検出することができてもよい。例えば、装置が胃、小腸、または大腸内にあるかを判定するために、摂取可能装置２００に沿って位置付けられた発光ダイオードおよびセンサの様々な組み合わせを使用することが可能であり得る。胃腸管内の摂取可能装置の場所を決定するための方法は、２０１５年９月２５日に出願のＰＣＴ米国出願第１５／５２５００号にさらに詳細に記載されており、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。これらの実施形態では、摂取可能装置２００は、摂取可能装置２００がＧＩ管内の所定の場所に到達したと判定されたことに応答して、機械式アクチュエータ２１８を使用して弁２１４および２１６を開位置に移動させるように構成されてもよい。例えば、摂取可能装置２００に搭載されたマイクロコントローラは、摂取可能装置２００が小腸内にあるときにのみ弁２１４および２１６を開くように構成されてもよく、これによって小腸内からサンプルを得る。
【０２０９】
例示する目的のために、摂取可能装置２００が、機械式アクチュエータ２１８、第１の弁２１４、および第２の弁２１６が実質的に直線に配向され、単一のシャフト２２０が機械式アクチュエータ２１８を弁２１４および２１６に連結するために使用されているように描写されている。しかし、いくつかの実施形態では、機械式アクチュエータ２１８の位置に対する弁２１４および２１６の配向および／または位置付けは、図示されたものとは異なってもよく、機械式アクチュエータ２１８の弁２１４および２１６への結合もまた異なってもよい。いくつかの実施形態では、機械式アクチュエータ２１８は、弁２１４および２１６を同時に移動させる。たとえば、いくつかの実施形態では、弁２１４および２１６は回転弁であり、機械式アクチュエータ２１８から摂取可能装置２００の長さに沿って延在するシャフト２２０を回転させることによってそれらを同時に開閉することができる。代替例として、弁２１４および２１６はピン弁であってもよく、ピンは、摂取可能装置２００の長さに沿って機械式アクチュエータ２１８から延在するシャフト２２０に取り付けられてもよい。この場合、機械式アクチュエータ２１８は、シャフト２２０を直線的に移動させることによって弁を開閉させてもよい。これは、機械式アクチュエータ２１８をソレノイドなどのリニアアクチュエータとなるように構成することによって達成することができる。あるいは、機械式アクチュエータ２１８は、回転式アクチュエータであってもよく、その回転が直線運動に変換され得る。当業者は、このことは、例えば、機械式アクチュエータ２１８をボールねじ機構、ねじ付き親ナットおよび親ねじ機構、ラックピニオン機構などに結合することによって、任意の数の方法で行われ得ることを理解するであろう。
【０２１０】
いくつかの実施形態では、摂取可能装置２００は、第２の弁２１６を全く含まない。この場合、サンプリング室２１２内に収容されている流体および固体は、第２の開口部２０８を通って自由に出ることができる。あるいは、第２の開口部２０８近くの第２の弁２１６は、空気透過膜によって置き換えられてもよく、これにより、流体および／または固体をサンプリング室２１２内に依然として保持しながら、ガスおよび望ましくない気泡が第２の開口部２０８を通ってサンプリング室２１２から出ることができようになる。あるいは、第２の開口部２０８の近くの第２の弁２１６は、疎水性材料に置き換えられてもよい。空気透過膜と同様に、適切に位置付けられた疎水性材料を使用して、第２の開口部２０８に近接している湾曲した室２１０の壁を裏打ちしてもよく、これによってガスまたは望ましくない気泡が第２の開口部２０８を通ってサンプリング室２１２から出ることができ、その一方で、一部の流体が第２の開口部２０８を通ってサンプリング室２１２に入るか、またはサンプリング室２１２から出るのを制限する。いくつかの実施形態では、上述の機構のうちの１つ以上を同じ摂取可能装置内で組み合わせることができる。例えば、摂取可能装置２００は、第２の弁２１６を二方弁として実装してもよく、また疎水性材料、および第２の開口部２０８の近くに配置された空気透過膜を有してもよい。
【０２１１】
いくつかの実施形態では、湾曲した室２１０は１つ以上の副室（図示せず）に接続されている。これらの副室の各々は、１つ以上のサンプルを保持し、かつサンプルをサンプリング室２１２および他の副室の両方から単離するように構成されてもよい。例えば、各副室は、一方弁を介して湾曲した室２１０に接続されてもよく、これにより、サンプルが湾曲した室２１０から副室に入ることができるようになるが、得られたサンプルが副室から出て、湾曲した室２１０またはサンプリング室２１２のいずれかに再度入ることを防ぐ。一般に、副室に収容されているサンプルを単離するために、任意の種類の弁または他の好適な機構を使用してもよい。いくつかの実施形態では、摂取可能装置２００は、異なる時点で、またはＧＩ管の異なる場所から、異なるサンプルを異なる副室に分配する。例えば、摂取可能装置２００は、十二指腸からサンプルを得て、そのサンプルを第１の副室に分配してもよく、また摂取可能装置２００は後に回腸からサンプルを得て、そのサンプルを第２の副室に分配してもよい。いくつかの実施形態では、異なる副室に収容されている一部のサンプルには、異なる種類のアッセイ技術または診断法が適用される。
【０２１２】
図３には、サンプルを得るために摂取可能装置に組み込むことができる浸透圧弁機構３００の一例を例解している。浸透圧弁機構３００は、摂取可能装置１００（図１）および２００（図２）の形状と同様に、第１の端、第２の端、および第１の端と第２の端との間に長手方向に延在している壁を特徴とする摂取可能装置において使用されてもよい。
【０２１３】
浸透圧弁機構３００は、サンプリング室３０４に接続されている注入口ポート３０２を含む。いくつかの実施形態では、注入口ポート３０２は、サンプリング室３０４を摂取可能装置のハウジング内の開口部に直接的または間接的に接続する。
【０２１４】
浸透圧弁機構３００の初期状態を図解３００Ａに示す。図解３００Ａに示すように、浸透圧弁機構３００の注入口ポート３０２は、注入口ポート３０２内に位置付けられた使い捨て密封装置３０６を用いて密封されている。使い捨て密封装置３０６は、発熱素子３０８に近接して位置付けられている。浸透圧弁機構３００が開く時（これは、摂取可能装置がＧＩ管の望ましい部分に配置されていることを判定する局在化機構によって判定され得る）になると、発熱素子３０８は密封装置３０６に熱を加え、これにより、密封装置３０６が変形し、注入口ポート３０２を開封する。
【０２１５】
いくつかの実施形態では、密封装置３０６は、ワックスなどの発熱素子３０８の使用を通じて溶融可能、変形可能、および／または破壊可能である材料から作られた栓であり得る。例えば、一実施形態では、発熱素子３０８は、電流がそこを通って通過するときにオーム加熱を受ける抵抗加熱器とすることができ、密封装置３０６はワックス栓である。いくつかの実施形態では、ワックス栓を形成するために使用されるワックスの種類は、３８℃から８０℃の間の融点を有し、これはヒトの身体の周囲温度より高いが、発熱素子３０８を使用して容易に達成できる。浸透圧弁機構３００のいくつかの実施形態では、上述の範囲外の温度で溶融または変形する密封装置３０６を使用してもよいが、浸透圧弁機構３００がＧＩ管に対して、望ましくない損傷または焼損を必ず引き起こさないようにするために実際的な考察がなされ得る。いくつかの実施形態では、マイクロプロセッサは、発熱素子３０８を制御して、熱を発生させるように構成されている。例えば、マイクロプロセッサは、摂取可能装置がＧＩ管内の特定の場所に到達すると、発熱素子３０８を作動させるように構成されてもよい。注入口ポート３０２を開封するための例示的な機構は、図４および図５に関連してより詳細に記載する。図３、図４、および図５は、密封装置３０６を一種の栓として描写しているが、任意の種類の好適な密封装置を使用してもよい。例えば、いくつかの実施形態では、密封装置は、熱が膜に加えられると破壊され得る破断可能膜を含む。いくつかの実施形態では、浸透圧弁機構３００は、発熱素子３０８を含まず、密封装置３０６は、機械式アクチュエータによって、または電磁場を介して注入口ポート３０２から溶融、変形、破壊、または除去される。例えば、密封装置３０６は、十分に大きな電流または磁界が膜に印加されたときに破裂する膜であってもよい。
【０２１６】
浸透圧弁機構３００のサンプリング室３０４の内側には吸収材料３１０があり、吸収材料３１０の少なくとも一部分は、注入口ポート３０２の近くに配置されている。吸収材料３１０は、図１に関して記載した材料のうちのいずれかのものなど、任意の好適なスポンジ材料または親水性材料を含んでもよい。注入口ポート３０２の近くに配置された吸収材料３１０の一部分は、流体と接触すると膨張する傾向を有し得る。浸透圧弁機構３００は、サンプリング室３０４の内側に３つの部分に分割されている障壁３１２を有する。障壁３１２の第１の部分は、可撓性膜３１４であり、可撓性膜３１４に近接している障壁３１２の第２の部分は、剛性部分３１６であり、剛性部分３１６に近接している障壁３１２の第３の部分は、半透膜３１８である。
【０２１７】
サンプリング室３０４内の障壁３１２は、注入口ポート３０２と吸収材料３１０との間に位置付けられており、吸収材料３１０の表面を覆っている。注入口ポート３０２が開封されると、サンプル（例えば、ＧＩ管から採取された固体微粒子を含有する流体サンプル）が注入口ポート３０２を通ってサンプリング室３０４に入り、サンプリング室３０４を満たし始める。吸収材料３１０は、流体サンプルと接触すると膨張するという自然な傾向を有することがある。しかしながら、吸収材料３１０の表面を覆うことによって、障壁３１２は、吸収材料３１０の特定の部分のみを膨張できるようになる。また、障壁３１２は、サンプリング室３０４に入るときに流体サンプルの流れを導くことができ、かつ流体サンプルが吸収材料３１０の特定の部分のみと接触できるようになる。
【０２１８】
図解３００Ｂは、注入口ポート３０２が開封された直後の浸透圧弁機構３００を示している。注入口ポート３０２が開封されると、サンプリング室３０４が開かれることができ、サンプルが注入口ポート３０２を通ってサンプリング室３０４に入り得る。いくつかの実施形態では、サンプルは、可撓性膜３１４と交差して、吸収材料３１０と接触することができない。結果として、可撓性膜３１４は、サンプルがサンプリング室３０４に入るときにサンプルを誘導するために使用され得る。同様に、いくつかの実施形態では、サンプルは、障壁３１２の剛性部分３１６と交差することができず、剛性部分３１６はまた、サンプルがサンプリング室３０４に入るときにサンプルを誘導するために使用されてもよい。半透膜３１８では、サンプルの少なくとも一部分が半透膜を通過して吸収材料３１０と接触できるようになる。これは、サンプルがサンプリング室３０４の最上部を満たした後にサンプルが吸収材料３１０によって吸収され得るようになり、次に吸収材料３１０の膨張を開始させ得る。
【０２１９】
図解３００Ｃは、吸収材料３１０がサンプルの一部分を吸収した後の浸透圧弁機構３００の状態を示す。可撓性膜３１４の下の吸収材料３１０の一部分は、吸収材料３１０がサンプルを吸収すると膨張する。吸収材料３１０が膨張することで、可撓性膜３１４が注入口ポート３０２に対して押し上げられ、注入口ポート３０２をサンプリング室３０４から効果的に密封する。いくつかの実施形態では、剛性部分３１６は、剛性部分３１６の下の吸収材料３１０の部分が膨張するのを防ぐ。いくつかの実施形態では、半透膜３１８は剛性であってもよく、半透膜３１８に近接する吸収材料３１０の一部分が膨張するのを防ぐ。
【０２２０】
吸収材料３１０が膨張して注入口ポート３０２を再度密封させると、サンプルの一部分をサンプリング室３０４内に閉じ込めることができる。サンプルが適切に閉じ込められると、サンプルに広範囲のアッセイ技術または診断法を適用することが可能であり得る。いくつかの実施形態では、剛性部分３１６とサンプリング室の壁との間のサンプリング室３０４の一部分が、試験領域を形成する。例えば、剛性部分３１６の上方に配置されている試験領域内に収容されているサンプルの一部分を調べるために、センサをサンプリング室３０４内またはその近傍に置いてもよい。このセンサは、サンプルの特性を調べるために使用されてもよく、またはサンプルに適用されたアッセイ技術の結果を検出するために使用されてもよい。
【０２２１】
図解３００Ｃは、図解の目的のためのみに示されているものであり、これに限定するものではない。いくつかの実施形態では、浸透圧弁機構３００は障壁３１２を含まないか、または障壁３１２の１つ以上の部分がサンプリング室３０４内で除外されるか、または再配置される。例えば、剛性部分３１６と半透膜３１８との場所を逆にしてもよく、または剛性部分３１６を取り除いて、半透膜３１８を伸張させて、可撓性膜３１４と直接接続するようにしてもよい。浸透圧弁機構３００が障壁３１２を含まないか、または可撓性膜３１４を含まない場合、注入口ポート３０２近くの吸収材料３１０の一部分が膨張して注入口ポート３０２を塞ぎ、注入口ポート３０２を効果的に再度密封することができる。
【０２２２】
いくつかの実施形態では、吸収材料３１０を形成するために使用される材料は、制御された速度で膨張し、これによって、サンプルがサンプリング室３０４に入り、注入口ポート３０２が再度密封される前にサンプリング室３０４を充填するのに十分な時間が確実に経過してもよい。これは、浸透圧弁機構３００が可撓性膜３１４および／または半透膜３１８を含まない実施形態に特に有用であり得る。いくつかの実施形態では、吸収材料３１０の一部分は、フィルムが溶解するのに十分な時間量が経過するまで、吸収材料３１０の膨張を防ぐことができる溶解性フィルムまたは膜によって覆われている。
【０２２３】
いくつかの実施形態では、サンプリング室３０４は、１つ以上の副室（図示せず）に接続されている。これらの副室のそれぞれは、サンプルを保持し、サンプルをサンプリング室３０４および他の副室の両方から単離するように構成されてもよい。例えば、各副室では、一方弁を介してサンプリング室３０４に接続されてもよく、これによりサンプルがサンプリング室から副室に入ることができるようになるが、得られたサンプルが副室から出るのは防ぐことができる。別の例として、副室の各々は、浸透圧弁機構３００と同様に配置された密封装置、発熱素子、および吸収材料を使用してもよい。これらの実施形態では、副室の各々は、それらのそれぞれの発熱素子を作動させることによって開かれてもよく、また、十分な量のサンプルが得られた後にサンプリング室３０４から自動的に密封されてもよい。一般に、副室に収容されているサンプルを単離するために、任意の種類の弁または他の好適な機構を使用してもよい。いくつかの実施形態では、摂取可能装置２００と同様に、浸透圧弁機構３００と共に複数の副室を使用する摂取可能装置は、異なるサンプルを異なる時点で、またはＧＩ管の異なる場所から、異なる副室に分配することができる。
【０２２４】
当業者には理解されるように、浸透圧弁機構３００の変形形態は、本開示に記載の他の摂取可能装置のうちの任意のものと組み合わせてもよい。例えば、図２に関連して示され、かつ記載された摂取可能装置２００のいくつかの実施形態では、弁２１４および２１６の一方または両方を浸透圧弁機構３００の特定の実施形態に置き換えることができる。弁２１４および２１６の一方または両方は、（例えば、機械式アクチュエータ２１８によって、または発熱素子を介して）破壊または変形することができる密封装置を含んでもよく、弁２１４および２１６の一方または両方は、サンプリング室２１２内に配置された吸収材料が膨張することにより、自動的に再度密封されてもよい。
【０２２５】
図４および図５には、サンプルを得るために浸透圧弁機構３００のいくつかの実施形態（図３）をどのように動作させ得るかを詳細に例解している。
【０２２６】
図４には、浸透圧弁機構３００に組み込むことができる、開封される前の注入口ポート４００の詳細図を示す。注入口ポート４００は、中央部分４０４によって内側部分４０６から分離されている外側部分４０２を特徴としている。注入口ポート４００の中央部分４０４は密封装置４０８を収容しており、これは、図３に関連して示され、記載された密封装置３０６と同じであってもよい。発熱素子４１０は、中央部分４０４の近くにかつ密封装置４０８に近接して配置されている。注入口ポートの側面４１２Ａおよび４１２Ｂは、注入口ポート４００の形状を形成しており、絶縁セラミックなどの絶縁材料、またはポリアミド−イミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンオキシドなどのポリマーから構成されてもよい。例示する目的として、注入口ポート４００の外側部分４０２は、ＧＩ管から得られた流体サンプルであり得るサンプル４１４が充填されているように描写されている。しかしながら、いくつかの実施形態では、サンプル４１４が実際に外側部分４０２に収容されているかどうかにかかわらず、注入口ポート４００を操作することができる。外側部分４０２および内側部分４０６は、中央部分４０４よりも広い。傾斜した壁４１６は、外側部分４０２の広い幅から中央部分４０４の狭い幅へ移行するために、外側部分４０２の幅を徐々に減少させる。この構成は、（広い中央部分４０４を有する構成と比較して）密封装置４０８の全体積を減少させ、サンプル４１４にさらされる密封装置４０８の表面積を減少させることができ、これによって密封装置４０８からサンプル４１４への熱損失量を減少させることができる。次に、この構成により、発熱素子４１０を使用して密封装置４０８の温度をより容易に上げることができる。いくつかの実施形態では、注入口ポート４００の幾何学的形状によって、外側部分４０２にエアポケット（図示せず）を形成して、密封装置４０８をＧＩ管内に収容されている流体から分離できるようになる。これにより、密封装置４０８の周囲の断熱障壁として作用し得、また発熱素子４１０を使用して密封装置４０８の温度をより容易に上昇できるようになる。さらに、中央部分４０４に対する内側部分４０６のより広い幅は、残留物捕捉領域４１８を形成しており、これにより、注入口ポート４００が開封された後に密封装置４０８の残留物を保持することができる。
【０２２７】
いくつかの実施形態では、注入口ポート４００の外側部分４０２は、摂取可能装置のハウジング内の開口部に直接的または間接的に接続されてもよい。いくつかの実施形態では、サンプルが開口部に入るのを制限するものは何もなく、いつでも、注入口ポート４００の外側部分４０２は、摂取可能装置が配置されているＧＩ管のいずれの部分から集められたかにかかわらず、流体サンプル４１４が充填されてもよい。
【０２２８】
密封装置４０８は、注入口ポート４００の外側部分４０２内に収容されている流体サンプル４１４が注入口ポート４００の内側部分４０６に入るのを防ぐ。簡潔にするために、図４および図５は、密封装置４０８を栓として描写しており、これは発熱素子４１０を使用することによって破ることができる密封部を形成する。しかしながら、いくつかの実施形態では、密封装置４０８は、注入口ポート４００の外側部分４０２と注入口ポート４００の内側部分４０６とを分離するために中央部分４０４内において使用される他の任意の種類の破裂可能な密封部または弁であってもよい。
【０２２９】
いくつかの実施形態では、発熱素子４１０はマイクロコントローラによって操作されてもよい。例えば、マイクロコントローラは、摂取可能装置がＧＩ管の特定の部分内にあるときに、発熱素子４１０を操作して、注入口ポート４００を開封するように構成されてもよい。注入口ポートの側面４１２Ａおよび４１２Ｂは、摂取可能装置および流体サンプル４１４を発熱素子４１０によって発生させた熱から遮蔽することができる絶縁材料から形成されてもよい。これはまた、発熱素子４１０によって生成された熱を密封装置４０８の方向に集中させる補助となり得、また発熱素子４１０を駆動して密封装置４０８を溶融、変形、または破壊するための総電力量を減らすことができる。
【０２３０】
いくつかの実施形態では、注入口ポート４００の寸法は、流体サンプル４１４が外側部分４０２内に自然に引き込まれ、最終的に中央部分４０４を通って、毛管作用によって内側部分４０６内に引き込まれるように選択される。典型的には、外側部分４０２、中央部分４０４、および内側部分４０６の断面は、正方形、円形、または長方形となるが、任意の種類の断面を使用することができる。注入口ポート４００の外側部分４０２、中央部分４０４、および内側部分４０６の全断面積は、摂取可能装置のサイズの制約を受け、典型的には５０平方ミリメートル未満であり、０．２〜２平方ミリメートルが一般的である。しかしながら、上記に列挙された断面積は単なる例であり、ＧＩ管の異なる部分からサンプルを上手く引き込むために任意の断面積が選択されてもよい。当業者は、正確な形状および寸法は、獲得されるサンプルの物理的性質に依存することを理解し、いくつかの実施形態では、上記の断面積以外の断面積を使用してもよい。
【０２３１】
図５には、浸透圧弁機構３００に組み込むことができる、開封された後の注入口ポート５００の詳細図を示す。
【０２３２】
発熱素子５１０が密封装置５０８を十分に加熱した後、密封装置５０８は、変形するか、溶融するか、さもなければ破壊されて、注入口ポート５００を効果的に開封することができる。注入口ポート５００が開封されると、流体サンプル５１４は、注入口ポート５００の外側部分５０２から中央部分５０４を通って注入口ポート５００の内側部分５０６へ自然に流れることができる。図４に関して記載した実施形態と同様に、注入口ポートの側面５１２Ａおよび５１２Ｂは、適切な絶縁材料で作られていてもよく、注入口ポート５００、傾斜した壁５１６を有する外側部分５０２、中央部分５０４、および内側部分５０６の形状が残留物捕捉領域５１８と共に形成されてもよい。流体サンプル５１４が注入口ポート５００の内側部分５０６に入ると、流体サンプル５１４の自然な流れは、密封装置５０８の残留物のうちの任意のものを、内側部分５０６内に配置された残留物捕捉領域５１８内に運ぶことができる。いくつかの実施形態では、密封装置５０８の溶融または変形した残留物が発熱素子５１０と接触しなくなり、代わりに残留物捕捉領域５１８の壁を構成している絶縁材料と接触するようになると、密封装置５０８の残留物は、残留物捕捉領域５１８の壁に沿って再固化または再形成する。結果として、残留物捕捉領域５１８は、密封装置５０８の再固化した残留物が貯蔵される場所をもたらし、密封装置５０８の残留物がサンプル５１４の流れを妨げることを防ぐことができる。
【０２３３】
いくつかの実施形態では、密封装置５０８の残留物を残留物捕捉領域５１８に引き付けるために電磁力が使用される。例えば、密封装置（例えば、密封装置４０８）は、磁性材料から作られていてもよく、誘導または永久磁場を使用して、密封装置５０８の残留物を残留物捕捉領域５１８に引き付けてもよい。この磁場は、発熱素子５１０が作動された後に、かつ密封装置５０８の残留物が残留物捕捉領域５１８内で再固化または再形成されるまで印加されてもよい。
【０２３４】
図３、図４、および図５によって記載された実施形態は、単に例示的なものであり、本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく、変更されてもよく、かつ流体サンプルを引き込むまたは圧送するための他の技法と組み合わせてもよいことを理解されたい。例えば、サンプルがサンプリング室３０４内に引き込まれるのを促進するために、サンプリング室３０４は、低圧真空を含んでもよく、また、サンプルは、注入口ポート３０２が開封されたときに、強制的にサンプリング室３０４内に引き込まれてもよい。低圧真空を収容している副室にサンプリング室３０４を接続することによって、または流体サンプルを圧送するか、もしくはサンプリング室３０４の容積を増やすかのいずれかのために機械式アクチュエータを使用することによっても同様の効果が生まれ得る。いくつかの実施形態では、外側部分４０２および５０２、中央部分４０４および５０４、ならびに内側部分４０６および５０６の幾何学的形状および相対的サイズは、図４および図５に描写されたものとは異なっていてもよい。例えば、異なる部分４０２、４０４、４０６、５０２、５０４、および５０６は、均一な幅を有してもよく、傾斜した壁４１６および５１６および／または残留物捕捉領域４１８および５１８は含まないものとする。別の例として、傾斜した壁を使用して、残留物捕捉領域４１８および５１８を形成することができる。
【０２３５】
図６には、出口ポートを含むサンプリング室を有する摂取可能装置６００の別の例を例解している。摂取可能装置１００および２００と同様に、摂取可能装置６００は、第１の端６０２Ａ、第２の端６０２Ｂ、および第１の端６０２Ａから第２の端６０２Ｂまで長手方向に延在している壁６０４を有する外側ハウジングを有するように設計される。摂取可能装置６００は、ハウジング内に開口部６０６を有し、これにより、サンプルが周囲環境から摂取可能装置６００に入ることができるようになる。摂取可能装置６００は、開口部６０６に接続された注入口領域６０８を有する。注入口領域６０８は、サンプリング室６１２の入口ポート６１０に接続されている。注入口領域６０８は３つの部分に分割されている。注入口領域６０８の第１の部分６０８Ａは、開口部６０６および第２の部分６０８Ｂに接続され、第３の部分６０８Ｃは、サンプリング室６１２の入口ポート６１０に接続される。第２の部分６０８Ｂは、第１の部分６０８Ａを第３の部分６０８Ｃに接続し、かつ可動弁６１４を含んでもよく、この可動弁は、サンプルが注入口領域６０８を通って流れるのを防ぎ、かつ注入口領域６０８の第１の部分６０８Ａを注入口領域６０８の第３の部分６０８Ｃから単離するために使用される。
【０２３６】
摂取可能装置６００は、可動弁６１４に結合された機械式アクチュエータ６２４を有する。いくつかの実施形態では、マイクロプロセッサまたはマイクロコントローラは、機械式アクチュエータ６２４を制御し、可動弁６１４を開位置と閉位置との間で移動させるように構成される。例えば、マイクロコントローラは、摂取可能装置がＧＩ管内の特定の場所に到達した後に可動弁６１４を開位置に移動させるように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、機械式アクチュエータは、摂取可能装置６００内に配置された一組の電池または他の電源によって駆動されてもよい。可動弁６１４が開位置に移動されると、サンプルは注入口領域６０８を通って流れ、入口ポート６１０を通ってサンプリング室６１２に入ることができるようになる。可動弁６１４が閉位置にあるとき、サンプルが注入口領域６０８を通って流れ、開口部６０６からサンプリング室６１２に到達するのを防ぐ。
【０２３７】
例示する目的として、図６には、注入口領域６０８の第２の部分６０８Ｂの孔を密封または開封するために、機械式アクチュエータ６２４を使用して、可撓性ダイヤフラムを移動させるダイヤフラム弁としての可動弁６１４を描写しており、これは、注入口領域６０８の遮断または非遮断を効果的に行うことができる。しかしながら、いくつかの実施形態では、可動弁６１４は異なる種類の弁であり得ることが理解されよう。例えば、いくつかの実施形態では、可動弁６１４は、図９に関して記載されたポンプ機構など、ポンプ機構に置き換えることができる。別の例として、いくつかの実施形態では、可動弁６１４は、図３、図４、および図５に関して記述した実施形態と同様に、浸透圧弁と置き換えられる。他の異なる種類の弁のいくつかの例が図７に関連して記載されている。
【０２３８】
摂取可能装置６００のサンプリング室６１２は、入口ポート６１０とは反対側のサンプリング室６１２の端に配置された出口ポート６１６を有する。一般に、出口ポート６１６は、サンプリング室６１２内のどこに配置されてもよい。出口ポート６１６は、摂取可能装置６００によって得られたサンプルの少なくとも一部分がサンプリング室６１２から出るのを防ぎながら、空気またはガス６１８がサンプリング室６１２から出ることができるように構成される。例えば、出口ポート６１６は、ガス６１８がサンプリング室６１２から出ることができるようになるが、液体または固体サンプルが出口ポート６１６を通ってサンプリング室６１２から離れるのを防ぐことになるガス透過膜を含んでもよい。ガス６１８がサンプリング室６１２から出ることができるようにすることで、サンプルが入口ポート６１０を通って入るときに、圧力がサンプリング室６１２内に蓄積するのを防ぐことができる。これは、サンプルがより容易にサンプリング室６１２内に引き込まれるようになり得、結果として、摂取可能装置６００によって収集され得るサンプルの全体積が増大し、サンプルがさらに容易にサンプリング室６１２内に持ち込まれる。
【０２３９】
摂取可能装置６００は、出口ポート６１６の一部として、一方弁６２０を含む。この弁は、ガス６１８がサンプリング室６１２に再び入るのを防ぐことができる。しかしながら、いくつかの実施形態では、一方弁６２０は、摂取可能装置６００から除外されてもよい。いくつかの実施形態では、出口ポート６１６は、ガス透過膜を含む。このガス透過膜は、サンプルと接触して置かれるとその透過性を喪失する可能性がある。例えば、ガス透過膜は、ガス６１８が出口ポート６１６を通ってサンプリング室６１２を出ることができるようにする海綿状材料を含んでもよい。海綿状材料がサンプルとの接触によって湿ると、もはやガス透過性にならなくなり得るか、または透過性が大幅に低下する可能性があり、それによってガス６１８がサンプリング室６１２に再び入るのを防ぐ。いくつかの実施形態では、ガス透過膜は、延伸ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレンなどを含んでもよい。いくつかの実施形態では、ガス透過膜を製造するために使用される材料は、スポンジ様材料とは対照的に、フィルタ様であってもよい。一般に、ガス透過膜は、ガスを透過させることができるが、十分な抵抗または表面張力効果のために液体が膜を通って流れるのを防ぐ任意の材料から作製され得る。
【０２４０】
摂取可能装置６００において、出口ポート６１６は、サンプリング室の外側の摂取可能装置６００のハウジング内の容積部に接続されている。摂取可能装置６００を製造するために使用される製造プロセスに応じて、摂取可能装置６００のハウジング内の容積部は、空気または他の何らかの種類のガスを収容してもよい。
【０２４１】
摂取可能装置６００は、摂取可能装置６００のハウジング内の容積部に接続されている排出ポート６２２を含む。排出ポート６２２は、ガス６１８が摂取可能装置６００から出て摂取可能装置６００を囲む環境に放出されるための経路を提供することができる。これは、ガス６１８の体積が比較的大きいときに、摂取可能装置６００のハウジング内に圧力が蓄積するのを防ぐことができるため有利であり得る。いくつかの実施形態では、摂取可能装置６００は排出ポート６２２を含まず、ガス６１８は摂取可能装置６００の容積部の内側に留まる。いくつかの実施形態では、排出ポート６２２は、例えば管またはチャネルによって、出口ポート６１６に直接または間接的に接続されている。いくつかの実施形態では、出口ポート６１６は、摂取可能装置６００内のサンプリング室６１２から開口部に直接通じており、出口ポート６１６は、排出ポート６２２を効果的に置き換えることができる。いくつかの実施形態では、排出ポート６２２は、ガス透過膜、一方弁、疎水性チャネル、または望ましくない材料（例えば、ＧＩ管内からの流体および固体微粒子）が、排出ポート６２２を通って摂取可能装置６００に入るのを回避するための他の何らかの機構を含んでもよい。
【０２４２】
いくつかの実施形態では、摂取可能装置６００は、サンプリング室６１２内またはその近くにセンサを含み得る。例えば、このセンサは、サンプリング室６１２内に含まれるサンプルの様々な特性を検出するために使用されてもよく、またはこのセンサは、サンプリング室６１２内に収容されるサンプルに適用されるアッセイ技術の結果を検出するために使用されてもよい。
【０２４３】
いくつかの実施形態では、親水性スポンジが、サンプリング室６１２内に配置され、親水性スポンジは、サンプルがサンプリング室６１２に入るときにサンプルを吸収するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、親水性スポンジは、サンプリング室６１２のかなりの部分を満たし、かつ長期間にわたってサンプルを保持する。摂取可能装置６００が身体から出た後に、サンプルが摂取可能装置６００から収集される場合、これは特に有利であり得る。いくつかの実施形態では、親水性スポンジは、サンプリング室６１２の特定の表面のみに置かれるか、またはサンプリング室６１２の特定の部分のみを満たす。例えば、サンプリング室６１２の特定の壁（またはすべての壁）を親水性スポンジで裏打ちして、サンプルを引き込む助けとなり、サンプリング室６１２の壁の一部分（または何もない）を覆わないままにすることも可能である。壁を覆わないままにすることで、比較的不明瞭ではない光路を伴う診断法またはアッセイ技法の使用が可能になり得る。このような実施形態の例は、図８に関して詳細に記載される。いくつかの実施形態では、スポンジ材料は、サンプリング室６１２の全ての壁に置かれてもよい。これにより、不要な周囲光がサンプリング室６１２に入るのを防ぐことができ、これはある種の低光検出アッセイに有用であり得る。いくつかの実施形態では、不透明材料は、サンプリング室６１２のいくつかの側面またはすべての側面を覆うために使用される。これはまた、不要な周囲光がサンプリング室６１２に入るのを防ぐことができる。
【０２４４】
いくつかの実施形態では、摂取可能装置６００は、出口ポート６１６に接続されているか、またはサンプリング室６１２に直接または間接的に接続されている密封真空室を含んでもよい。密封真空室は、サンプリング室６１２および／または注入口領域６０８の周囲圧力よりも実質的に低い内圧を有してもよい。これらの実施形態では、摂取可能装置６００は、サンプリング室内の圧力を下げるために真空室を開封する。こうした圧力の変化により、サンプルがサンプリング室内に強制的に吸引させ得るか、またはサンプルがサンプリング室内に迅速に引き込まれ得るようになる。
【０２４５】
簡潔にするために、図６は、単一のサンプリング室６１２のみを描写しているが、注入口領域６０８は、装置全体に配置された複数のサンプリング室に接続されてもよく、その各々は、１つ以上の弁を使用することにより独立して制御され得ることが理解されよう。例えば、いくつかの実施形態では、注入口領域６０８に接続された１つ以上の副室が存在し得る。副室の各々は、ＧＩ管内から収集されたサンプルを保持し、それらのサンプルを単離したままにするように構成され得る。一般に、副室内に収容されているサンプルを単離するために、図１〜図５に関して記載された弁または機構のいずれかなど、任意の種類の弁または他の好適な機構を使用することができる。いくつかの実施形態では、摂取可能装置６００は、異なる時点で、またはＧＩ管内の異なる場所から、異なるサンプルを異なる副室の各々に分配する。例えば、摂取可能装置６００は、注入口領域６０８を開いてハウジングの開口部６０６からサンプルを引き込む前に、注入口領域６０８の内部を適切な副室に接続するために弁を開くことによって、これを達成することができる。
【０２４６】
図７には、摂取可能装置１００、２００、または６００などの摂取可能装置に組み込むことができる様々な種類の可動弁を描写している。摂取可能装置７０２は、ピン弁がどのように可動弁として（例えば、摂取可能装置６００の可動弁６１４（図６）として）使用され得るかを例解しており、図解７０２Ａは、ピン弁が閉位置にあることを示し、図解７０２Ｂは、ピン弁が開位置にあることを示している。摂取可能装置７０２において、機械式アクチュエータは、開位置と閉位置との間で切り替えるためにピン弁を直線的に移動させるように構成されてもよい。例えば、図解７０２Ａにおいて、摂取可能装置７０２は、注入口ポートに挿入されたピンを有し、それによって、摂取可能装置７０２内の開口部からサンプルがサンプリング室に流れ込むのを防ぐ。図解７０２Ｂでは、摂取可能装置７０２は、注入口ポートから取り外されたピンを有し、これにより、サンプルは、摂取可能装置７０２内の開口部からサンプリング室内に自由に流れ込むことができる。直線運動を発生させるために、機械式アクチュエータは、ソレノイドなどの線形アクチュエータであってもよい。あるいは、機械式アクチュエータは、回旋式アクチュエータであってもよく、回転が直線運動に変換され得る。当業者は、このことは、例えば、機械式アクチュエータをボールねじ機構、ねじ付き親ナットおよび親ねじ機構、ラックピニオン機構などに結合することによって、任意の数の方法で行われ得ることを理解するであろう。
【０２４７】
摂取可能装置７０４は、回転弁がどのように可動弁として（例えば、摂取可能装置６００の可動弁６１４（図６）として）使用され得るかを例解しており、図解７０４Ａは、回転弁が閉位置にあることを示し、図解７０４Ｂは、回転弁が開位置にあることを示している。図解７０４Ａでは、摂取可能装置７０４は、サンプルが摂取可能装置７０４内の開口部からサンプリング室に入るのを防ぐように配向された回転ピンを有する。図解７０４Ｂでは、摂取可能装置７０４は、サンプルが摂取可能装置７０４内の開口部からサンプリング室に自由に流れ込むような配向に回転させた回転ピンを有する。回転弁を操作するために、摂取可能装置７０４内の機械式アクチュエータは、回転ピンを回転させて開位置と閉位置との間で切り替えることができる回転式アクチュエータであってもよい。
【０２４８】
摂取可能装置７０６は、可撓性ダイヤフラムまたはダイヤフラム弁を可動弁として（例えば摂取可能装置６００の可動弁６１４（図６）として）使用できる方法を例解しており、図解７０６Ａは、ダイヤフラム弁が閉位置にあることを示し、図解７０６Ｂは、ダイヤフラム弁が開位置にあることを示している。図解７０６Ａでは、摂取可能装置７０６は、閉位置にあるダイヤフラム弁を有しており、可撓性ダイヤフラムは、機械式アクチュエータによって可撓性ダイヤフラムに対して生成された圧力のために、注入口領域内の孔に対して押圧されている。これにより、サンプルが注入口領域を通って流れることが効果的に遮断され、それによってサンプルが摂取可能装置７０６内の開口部からサンプリング室に入るのを防ぐことができる。図解７０６Ｂでは、摂取可能装置７０６は、開位置にあるダイヤフラム弁を有しており、圧力が、可撓性ダイヤフラムから取り除かれている。ダイヤフラムは、注入口領域内の孔から離れた位置に戻り、サンプルが摂取可能装置７０６内の開口部からサンプリング室内に自由に流れることができるようになる。
【０２４９】
いくつかの実施形態では、摂取可能装置７０６は、ダイヤフラムの近くに、またはダイヤフラムと直接接触しているばね機構を有する。ばね機構は、機械式アクチュエータによって加えられる圧力に対抗するためにダイヤフラムに圧力を加えてもよく、これにより、機械式アクチュエータが可撓性ダイヤフラムに圧力を加えていないときに、可撓性ダイヤフラムを開位置に移動させることができる。加えて、これは、機械式アクチュエータが可撓性ダイヤフラム全体に圧力を加えていないときに、確実にダイヤフラム弁が開いたままになり得る。
【０２５０】
いくつかの実施形態では、機械式アクチュエータを閉位置から開位置に移動させると、摂取可能装置内の注入口領域の容積が増加することになる。これにより、注入口領域内の圧力を低下させ、吸引力が発生して、サンプルが注入口領域に引き込まれる可能性がある。同様に、機械式アクチュエータを開位置から閉位置に移動させると、注入口領域の容積が減少する可能性がある。これにより、注入口領域内の圧力を増加させ、サンプルを注入口領域から押し出すことができる。注入口領域、機械式アクチュエータ、および可動弁の設計に応じて、これにより、摂取可能装置内の開口部を通してサンプルを押し戻すのではなく、サンプルをサンプリング室に押し込むことができる。このような設計の例は、図９に関してより詳細に記載される。
【０２５１】
図８には、摂取可能装置１００、２００、６００、および７０２〜７０６などの摂取可能装置に組み込むことができるサンプリング機構の一例を例解している。サンプリング機構８００は、親水性スポンジ８０２Ａおよび８０２Ｂで部分的に裏打ちされている。親水性スポンジ８０２Ａと８０２Ｂとの間には、サンプリング機構８００内に試験領域８０４がある。親水性スポンジ８０２Ａおよび８０２Ｂは、液体または流体サンプル８０６を引き付け、サンプル８０６をサンプリング機構８００内に引き込むことができる。親水性スポンジ８０２Ａおよび８０２Ｂがサンプル８０６で飽和されると、メニスカス８０８が親水性スポンジ８０２Ａと８０２Ｂとの間のサンプル８０６の端に形成される。このシステムは、サンプリング機構８００に自然に流れ込むことが困難であり得る、特に粘性のあるサンプルを獲得するのに有用であり得る。
【０２５２】
サンプリング機構８００は、チャネル８１２に接続された出口ポート８１０を含む。サンプル８０６がサンプリング機構８００内に引き込まれると、サンプリング機構８００内に収容されている空気またはガスは、出口ポート８１０を通ってチャネル８１２内にサンプリング機構８００から押し出され得る。これにより、サンプリング機構８００内にガスが捕獲されることを回避することができ、次いでサンプリング機構８００の内部に圧力が蓄積され、サンプル８０６が試験領域８０４内に引き込まれるのを防ぐことができる。
【０２５３】
いくつかの実施形態では、サンプリング機構８００は、出口ポート８１０またはチャネル８１２を含まなくてもよく、サンプリング機構８００内の空気またはガスはいずれもサンプリング機構８００内に留まることが可能であり得る。いくつかの実施形態では、サンプリング機構８００は、真空を作り出すためにポンプまたは他の機構に取り付けられた低圧真空が充填されてもよく、または開封され得る低圧真空が収容されている密封室に取り付けられてもよい。真空を使用することで、サンプリング機構８００がサンプルを強制的に引き込むことが可能になる。
【０２５４】
いくつかの実施形態では、摂取可能装置は、サンプリング機構８００内に収容されているサンプル８０６を調査するためのセンサまたは診断薬を含み得る。試験領域８０４の前壁および後壁にはスポンジ材料がないので、試験領域８０４内に収容されているサンプル８０６に関する情報は、そうでなければスポンジ（例えば、親水性スポンジ８０２Ａおよび８０２Ｂ）によって隠れる明らかな光路を伴うセンサおよび／またはアッセイ技術を使用することによって集められ得る。例えば、光源および／または光学センサは、サンプルの光学的性質を試験するために、または特定のアッセイ技術の結果を検出するために、前壁および／または後壁の近くに置くことができる。
【０２５５】
当業者であれば、図８に描写されたサンプリング機構８００は単なる例示であり、図８に関連して記載された一般的技術は、広範囲の異なる室、チャネル、および流体経路に適用することができ、広範囲の異なる摂取可能装置に組み込むことができることを理解するであろう。さらに、いくつかの実施形態では、図８の全体の幾何学的形状、スポンジの位置、および試験領域は変更することができる。例えば、スポンジは中空管の形状に形成されてもよく、試験領域は各管の中央に配置される。この場合、管の一端から他端への明確な光路がある。
【０２５６】
図９には、摂取可能装置１００、２００、６００、および７０２〜７０６の特定の実施形態など、摂取可能装置に組み込まれ得るポンプ機構９００を例解している。例示する目的として、ポンプ機構９００は、摂取可能装置６００（図６）と同様の摂取可能装置の文脈で記載されてもよい。ポンプ機構９００は、摂取可能装置６００と同様の摂取可能装置に組み込まれると、可動弁（例えば摂取可能装置６００の可動弁６１４）として機能し、ハウジング内の開口部６０６とサンプリング室６１２の入口ポート６１０との間を流れるサンプルの能力を制御し得る。加えて、ポンプ機構９００のポンプ室９０４は、注入口領域６０８の第２の部分６０８Ｂの一部を形成してもよい。しかしながら、ポンプ機構９００の一般的な構造および原理は、本開示に記載されている摂取可能装置に限定されるものではなく、広範囲の摂取可能装置に適用されてもよい。
【０２５７】
ポンプ機構９００は、サンプルを第１の開口部９０２からポンプ室９０４内に引き込み、サンプルの一部分を第２の開口部９０６を通してポンプ室９０４から押し出すように設計されている。いくつかの実施形態では、第１の開口部９０２は、摂取可能装置のハウジング内の開口部に直接または間接的に接続されてもよい。例えば、注入口領域（例えば、摂取可能装置６００の注入口領域６０８の第１の部分６０８Ａ（図６））は、摂取可能装置のハウジング内の開口部（例えば、摂取可能装置６００のハウジング内の開口部６０６（図６））を第１の開口部９０２に接続してもよい。いくつかの実施形態では、第２の開口部９０６は、摂取可能装置のサンプリング室に直接または間接的に接続されている。例えば、第２の開口部９０６は、サンプリング室の入口ポートに接続され得る（例えば、注入口領域６０８の第３の部分６０８Ｃを介して、摂取可能装置６００のサンプリング室６１２の入口ポート６１０に接続される（図６））。
【０２５８】
ポンプ機構９００は、ポンプ室９０４内に収容されている可動ポンプヘッド９０８を特徴とする。可動ポンプヘッド９０８の突出部９０８Ａは、第１の開口部９０２内に適合するか、そうでなければ第１の開口部９０２を遮断するように成形される。可動ポンプヘッド９０８の基部９０８Ｂは、第２の開口部９０６を覆うこと、またはそうでなければ第２の開口部９０６を遮断することができる。さらに、可動ポンプヘッド９０８の突出部９０８Ａおよび基部９０８Ｂは、突出部９０８Ａが第１の開口部９０２を遮断するときに、基部９０８Ｂが、第２の開口部９０６を同時に遮断するか、または第２の開口部９０６を遮断しないままにすることができるような様式で、サイズが決められ、かつ互いに配向されている。さらに、基部９０８Ｂが第２の開口部９０６を遮断するとき、突出部９０８Ａは常に第１の開口部９０２も遮断するように構成されてもよい。
【０２５９】
可動ポンプヘッド９０８を上下に移動させると、開口部９０２および９０６は、密封されるか、または開封され、ポンプ機構９００を開位置、一部閉位置、および閉位置間で切り替えることができる。（図解９１２に示すように）開位置では、第１の開口部９０２と第２の開口部９０６の両方が開封されているかまたは開いている。（図解９１４に示すように一部閉位置では、可動ポンプヘッド９０８は、第２の開口部９０６を開いたままにしながら、第１の開口部９０２のみを密封するように位置決めされる。最後に、（図解９１０および図解９１８に示すように）閉位置では、第１の開口部９０２および第２の開口部９０６の両方が密封される。
【０２６０】
いくつかの実施形態では、可動ポンプヘッド９０８は、可動ポンプヘッド９０８を直線的に上下に移動させるように構成され得る機械式アクチュエータ（例えば、摂取可能装置６００の機械式アクチュエータ６２４（図６））に接続されてもよい。例えば、可動ポンプヘッド９０８は、機械式アクチュエータに取り付けられているシャフトの端に配置されてもよい。いくつかの実施形態では、可動ポンプヘッド９０８の位置決めおよび機械式アクチュエータは、摂取可能装置内に配置されたマイクロコントローラまたはマイクロプロセッサによって制御されてもよい。例えば、マイクロコントローラは、摂取可能装置がＧＩ管内の特定の位置に到達した後にのみ、ポンプヘッド９０８を移動させ、かつポンプ室９０４を通してサンプルの圧送を開始するように構成されてもよい。
【０２６１】
図解９１０には、全閉位置にあるポンプ機構９００を描写している。ポンプ機構９００が全閉位置にあるとき、可動ポンプヘッド９０８の突出部９０８Ａは、第１の開口部９０２内に位置決めされてもよく、また、可動ポンプヘッド９０８の基部９０８Ｂは、第２の開口部９０６に近接して位置決めされてもよい。全閉位置では、可動ポンプヘッド９０８の位置決めは、サンプルが開口部９０２または９０６からポンプ室９０４に入ること、または出ることを効果的に防止することができる。
【０２６２】
図解９１２には、開位置にあるポンプ機構９００を描写している。ポンプ機構９００が開位置にあるときには、可動ポンプヘッド９０８は、第１の開口部９０２から離れるように移動し、可動ポンプヘッド９０８の突出部９０８Ａを第１の開口部９０２から外に移動させ、また可動ポンプヘッドの基部９０８Ｂを第２の開口部９０６から離れるように移動させる。この位置では、ポンプ機構９００は、１つ以上のサンプルが第１の開口部９０２を通ってポンプ室９０４に入り、また第２の開口部９０６を通ってポンプ室９０４から出ることができるようにしてもよい。可動ポンプヘッド９０８が第１の開口部９０２から離れると、ポンプ室９０４の有効容積が増大するため、ポンプ機構９００は、図解９１０に描写されている閉位置から、図解９１２に描写されている開位置に移行するときに、第１の開口部９０２を通してサンプリング室にサンプルを引き込むことができる。いくつかの実施形態では、ポンプ機構９００が閉位置と開位置との間で移行するときに、サンプルが第２の開口部９０６を通ってポンプ室９０４内に引き込まれるのを防ぐために、一方弁が摂取可能装置に組み込まれてもよい。これにより、確実に、ポンプ室９０４に入る唯一のサンプルが第１の開口部９０２を通って引き込まれるようにすることができる。
【０２６３】
図解９１４には、一部閉位置にあるポンプ機構９００を描写している。ポンプ機構９００が一部閉位置にあるとき、可動ポンプヘッド９０８の突出部９０８Ａは、第１の開口部９０２に近接して、または第１の開口部９０２のすぐ内側に位置付けられる。この位置では、可動ポンプヘッド９０８の突出部９０８Ａが第１の開口部９０２を効果的に密封し、ポンプ室９０４内に残っているサンプルのいずれもが第１の開口部９０２を介してポンプ室９０４から出るのを防ぐ。この位置では、可動ポンプヘッド９０８の基部９０８Ｂは、第２の開口部９０６から離れて位置付けられている。これにより、ポンプ室９０４内に残っているあらゆるサンプルが、第２の開口部９０６を通ってポンプ室９０４から出ることができるようになる。例えば、第２の開口部９０６が、サンプリング室の入口ポートに接続されている場合（例えば、注入口領域６０８の第３の部分６０８Ｃを介して、摂取可能装置６００のサンプリング室６１２の入口ポート６１０に接続される（図６））、これにより、サンプルが入口ポートを介してポンプ機構９００からサンプリング室へ自由に流れることができるようになる。
【０２６４】
図解９１６には、ポンプ機構９００が一部閉位置から全閉位置の間で移行するときのポンプ機構９００を描写している。ポンプ機構９００が全閉位置に移動すると、可動ポンプヘッド９０８は、ポンプ室９０４内に収容されている残りのサンプルのいずれかを第２の開口部９０６を通してポンプ室９０４から押し出す。これが起こると、可動ポンプヘッド９０８の突出部９０８Ａは第１の開口部９０２内に留まり、それを遮断し、サンプルが第１の開口部９０２を通ってポンプ室９０４から出るのを防ぐ。比較すると、可動ポンプヘッド９０８の基部９０８Ｂが、第２の開口部９０６を完全に覆うことはなく、サンプルは、第２の開口部９０６を通ってポンプ室９０４から自由に出ることができる。この結果、組み合わせた状態において、ポンプ機構９００が図解９１４に描写されている一部閉位置から、図解９１８に描写されている全閉位置へ移動するときに、サンプリング室内に残っているサンプルの大部分が第２の開口部９０６を通って押し出され得る。
【０２６５】
図解９１８には、図解９１０と同様に、全閉位置にあるポンプ機構９００を描写している。前述のように、全閉位置では、可動ポンプヘッド９０８は、開口部９０２および９０６を密封するように位置決めされ、それによってサンプルが開口部９０２または９０４からポンプ室９０４に出入りするのを防ぐことができる。一般に、ポンプ機構９００は、第１の開口部９０２を通して追加のサンプルをポンプ室９０４内に引き込むために、図解９１０および図解９１８に描写されている閉位置と図解９１２に描写されている開位置との間を何度も繰り返してもよく、また、サンプルは、第２の開口部９０６を通ってポンプ室９０４から押し出される。
【０２６６】
図９には、可動ポンプヘッド９０８の中央に配置された可動ポンプヘッド９０８の突出部９０８Ａを描写しているが、突出部９０８Ａの場所は、可動ポンプヘッド９０８上のいずれの場所であってもよい。例えば、可動ポンプヘッド９０８の突出部９０８Ａおよび第１の開口部９０２は、ポンプ室９０４の側面に位置付けられてもよい。いくつかの実施形態では、可動ポンプヘッド９０８は、２つの部分に分割され、それらは１つ以上のアクチュエータによって制御することができる。例えば、突出部９０８Ａおよび基部９０８Ｂは、各々が異なるアクチュエータを使用して移動される２つの別々の部品であり得る。これにより、ポンプ機構９００の容積が増減することとは関係なく、第１の開口部９０２を密封および開封することができるようになる。
【０２６７】
例示する目的として、図解９１０〜９１８には、第２の開口部９０６を覆うかまたはそうでなければ遮断するために使用されている可動ポンプヘッド９０８の基部９０８Ｂを描写している。しかしながら、いくつかの実施形態では、可動ポンプヘッド９０８は、第２の開口部９０６を覆すること、その中に適合させること、そうでなければ遮断することを行わなくてもよい。また当業者であれば、サンプルを第２の開口部９０６から押すために、第２の開口部９０６は、一部または完全に遮断する必要はないことを理解するであろう。例えば、可動ポンプヘッド９０８は、基部９０８Ｂを全く含まなくてもよい。代わりに、可動ポンプヘッド９０８は、ポンプ室９０４の下面と密封部を形成する可撓性材料で作られてもよい。この場合、ポンプ室９０４の有効容積を変更するために、プランジャと同様の様式で、可動ポンプヘッド９０８を上下に移動させることができる。容積が減少すると、サンプルは、第２の開口部９０６を通ってポンプ室９０４から少なくとも部分的に押し出される。
【０２６８】
一般に、ポンプ機構９００を摂取可能装置に組み込むことにより、摂取可能装置の開口部、ポート、弁、膜、サンプリング室、または他の構造の機能を損なう可能性はなく、また、摂取可能装置１００、２００、６００、または７０２〜７０６に関連して記載される教示または実施形態はいずれも、ポンプ機構９００と共に摂取可能装置の異なる実施形態において組み合わせることができる。例えば、ポンプ機構９００は、摂取可能装置２００（図２）内の第１の弁２１４を置き換えてもよく、また、サンプルをサンプリング室２１２内に押し込むために使用されてもよい。代替的例として、ポンプ機構９００を使用して、浸透圧弁機構３００（図３）のサンプリング室３０４内にサンプルを押し込んでもよい。別の例として、ポンプ機構９００は、出口ポート６１６が含まれていない摂取可能装置６００（図６）の実施形態に組み込まれてもよく、ポンプ機構９００は、サンプリング室６１２内に捕獲されている空気またはガス６１８から生じ得る圧力にもかかわらず、サンプルをサンプリング室６１２に押し込むために使用されてもよい。
【０２６９】
図１０には、第１の端１０１２および第１の端１０１２の反対側の第２の端１０１４を含むハウジング１０１０を有する摂取可能装置１０００を非常に概略的な方式で例解している。ハウジング１０１０はまた、第１の端１０１２と第２の端１０１４とを接続している壁１０１６を含む。壁１０１６は、摂取可能装置１０００の外部から（例えば、ＧＩ管から）、および摂取可能装置１０００の内部への流体を可能にする開口部１０１８を有する。
【０２７０】
図１１には、摂取可能装置１０００の内部の一部分の断面図を描写している。図１１に示すように、摂取可能装置１０００の内部は、弁システム１１００およびサンプリングシステム１２００を含む。弁システム１１００は、開口部１０１８と面一である一部分を有するように描写されており、この結果、弁システム１１００は、摂取可能装置１０００の外部にある流体がサンプリングシステム１２００に入るのを防ぐ。しかしながら、図１２〜図１６を参照して以下により詳細に記載されるように、弁システム１１００により、摂取可能装置１０００の外部にある流体がサンプリングシステム１２００に入ることができるようになるように、弁システム１１００は、その位置を変更することができる。
【０２７１】
図１２および図１６には、弁システム１１００をより詳細に例解している。図１２に示すように、弁システム１１００は、作動機構１１１０、トリガ１１２０、およびゲート１１３０を備える。図１２および図１６では、ゲート１１３０の脚部１１３２は、ハウジング壁１０１６と同一平面上、かつ平行であるため、ゲート脚部１１３２が、開口部１０１８を覆い、摂取可能装置１０００の外部にある流体（例えばＧＩ管内の流体）が摂取可能装置１０００の内部に入るのを防ぐようになる。ゲート１１３０の突出部１１３４は、トリガ１１２０のリップ１１２２と係合する。トリガ１１２０のペグ１１２４は、作動機構１１１０のワックスポット１１１２と係合する。図１６を参照すると、付勢機構１１４０は、ゲート１１３０に上向きの力を加える圧縮ばね１１４２を含む。付勢機構１１４０はまた、反時計方向にトリガ１１２０に力を加えるねじりばね１１４４を含む。図１２および図１６において、ねじりばね１１４４によって加えられる力は、ポット１１１２内の固体ワックスによって反対方向に作用され、圧縮ばね１１４２によって加えられる力は、リップ１１２２によって反対方向に作用される。
【０２７２】
図１３Ａおよび図１３Ｂは、作動機構１１１０がトリガ１１２０の動きを作動させる様式の一実施形態を示す。図１２および図１６と同様に、図１３Ａには、ペグ１１２４が、ねじりばね１１４４を用いて、固体ワックスポット１１１２に対して力を加え、かつワックスポット１１１２の固体の性質がペグ１１２４によって加えられる力に抵抗している構成を示す。制御ユニット１１５０は、弁システム１１００と信号通信している。摂取可能装置１０００を使用している間、制御ユニット１１５０は、例えば、摂取可能装置１０００がＧＩ管内の流体のサンプルを採取できるように、弁システム１１００の位置を変えるべきであることを示す信号を受信する。制御ユニット１１５０は、作動システム１１００の加熱システム１１１４にポット１１１２内のワックスを加熱させて、ワックスが溶融するようにする信号を送信する。図１３Ｂに示すように、溶融ワックスは、ペグ１１２４によって加えられた力に抵抗することができず、その結果、ねじりばね１１４４の力の下で、トリガ１１２０が反時計回りに動く。
【０２７３】
図１４Ａおよび図１４Ｂには、作動前後のトリガ１１２０およびゲート１１３０との相互作用を例解している。図１４Ａに示すように、ワックスポット１３０２が固体であるとき（図１３Ａに示す構成に対応する）、突出部１１３４はリップ１１２２と係合し、これにより圧縮ばね１１４２の力が、ゲート１１３０の上方への移動を防ぐ。図１４Ｂに示すとおり、ポット１１１２内のワックスが溶融すると（図１３Ｂ）、トリガ１１２０は反時計回りに移動し、リップ１１２２が突出部１１３４から係合が外れる。こうして、圧縮ばね１１４２の力によりゲート１１３０を上方に移動させることが可能になる。図１４Ａと図１４Ｂとを比較して分かるように、ゲート１１３０が上方へ移動することにより、結果として、ゲート脚部１１３２内の開口部１１３６が上方へ移動することとなる。
【０２７４】
図１５Ａおよび図１５Ｂには、摂取可能装置１０００がサンプルを得る能力に対する、開口部１１３６が上方へ移動することによる影響を例解している。図１５Ａに示すとおり、ポット１１１２内のワックスが固体である場合（図１３Ａ〜図１４Ａ）、開口部１１３６は、摂取可能装置１０００の壁１０１６にある開口部１０１８と整列していない。その代わりに、ゲート脚部１１３２は、開口部１０１８を覆い、流体が摂取可能装置１０００の内部に入るのを遮断する。図１５Ｂに示すように、ポット１１１２内のワックスが溶融されて、トリガ１１２０およびゲート１１３０が移動したときに（図１３Ｂおよび図１４Ｂ）、ゲート１１３０内の開口部１１３６は、壁１０１６にある開口部１０１８と整列している。この構成では、摂取可能装置１０００の外部（例えば、ＧＩ管内）にある流体は、開口部１０１８および１０３６を介して摂取可能装置１０００の内部に入ることができる。
【０２７５】
上記の説明は、１つの開位置および１つの閉位置を有する弁システム（例えば、二段階弁システム）に関して行われているが、本開示はこの意味に限定されるものではない。むしろ、二段階弁システムに関して上述した概念は、２超の段階（例えば、三段階、四段階、五段階など）を有する弁システムを用いて実施することができる。例えば、図１７Ａ〜図１９Ｃには、三段階弁システム１７００の断面図を例解している。図１７Ａ、図１８Ａ、および図１９Ａには、同じ位置にある弁システム１７００の構成要素の異なる図を例解している。図１７Ｂ、図１８Ｂ、および図１９Ｂには、同じ位置にある弁システム１７００の構成要素の異なる図を例解している。図１７Ｃ、図１８Ｃ、および図１９Ｃには、同じ位置にある弁システム１７００の構成要素の異なる図を例解している。
【０２７６】
図１７Ａ〜図１９Ｃに示すとおり、弁システム１７００は、作動システム１７１０、トリガ１７２０、ゲート１７３０、および付勢システム１７４０を含む。作動システム１７１０は、第１のワックスポット１７１２、第２のワックスポット１７１４、第１の加熱システム１７１６、および第２の加熱システム１７１８を含む。トリガ１７２０は、第１のリップ１７２２、第２のリップ１７２４、第１のペグ１７２６、および第２のペグ１７２８を含む。ゲート１７３０は、ゲート脚部１７３２および突出部１７３４を含む。ゲート脚部１７３２は、開口部１７３６を有する。付勢システム１７４０は、圧縮ばね１７４２およびねじりばね１７４４を含む。さらに、摂取可能装置は、制御ユニット１７５０を含む。
【０２７７】
図１７Ａ、図１８Ａおよび図１９Ａに示すように、第１の段階では、突出部１７３４が第１のリップ１７２２と係合し、第１のペグ１７２６が第１のワックスポット１７１２と係合する。圧縮ばね１７４２は、ゲート１７３０に上向きの力を加え、ねじりばね１７４４は反時計回り方向にトリガ１７２０に力を加える。ねじりばね１７４４によって加えられる力は、第１のポット１７１２内の固体ワックスによって反対方向に作用され、圧縮ばね１７４２によって加えられる力は、第１のリップ１７２２によって反対方向に作用される。開口部１７３６は、開口部１０１８と整列していない。
【０２７８】
図１７Ｂ、図１８Ｂ、および図１９Ｂには、制御ユニット１７５０が第１のポット１７１２内のワックスを溶融するために第１の加熱システム１７１６に信号を送信した後の第２の段階にある構成を例解している。第２の段階では、トリガ１７２０は、第１の段階において、その位置に対して反時計回りに移動している。溶融ワックスはこの動きを防ぐことができないので、第１のペグ１７２６は第１のポット１７１２内に位置付けられる。トリガ１７２０のさらなる反時計回りの動きは、第２のペグ１７２８が第２のポット１７１４内の固体ワックスと係合することによって防ぐ。トリガ１７２０の反時計回りの動きにより、第１のリップ１７２２が突出部１７３４から係合が外れ、ゲート１７３０が上方に移動することにより、脚部１７３２にある開口部１７３６が開口部１０１８と整列する。ゲート１７３０のさらに上方への移動は、突出部１７３４が第２のリップ１７２４と係合することによって防止される。
【０２７９】
図１７Ｃ、図１８Ｃ、および図１９Ｃには、制御ユニット１７５０が第２のポット１７１４内のワックスを溶融するために第２の加熱システム１７１８に信号を送信した後の、第３の段階における構成を例解している。第３の段階では、トリガ１７２０は、第２の段階におけるその位置に対して反時計回りに移動している。溶融ワックスはこの動きを防ぐことができないので、第２のペグ１７２８は第２のポット１７１４内に位置付けられる。第１および第２のペグ１７２６および１７２８がそれぞれ第１および第２のポット１７１２および１７１４と係合することによって、さらなる反時計回りの回転が防止される。突出部１７３４が第２のリップ１７２４から外れ、圧縮ばね１７４２の力によりゲート１７３０が上方に移動し、これにより、開口部１７３６がもはや開口部１０１８と整列しないようにすることができる。
【０２８０】
図２０には、摂取可能装置に使用することができる三段階弁システム２０００の別の実施形態を例解している。作動システム２０１０が、三角形を画成する３つのワックスポット２０１２、２０１４および２０１６をそれぞれ含み、トリガ２０２０が、それぞれ対応する三角形を画成する３つのペグ２０２２、２０２４および２０２６を含むことを除いて、弁システム２０００は、弁システム１７００と同様である。作動システム２０１０は、制御ユニット２０５０を用いて制御される。作動システム２０１０はまた、ペグ２０２２および２０２４がそれらの対応するポットに入るようにポット２０１２および２０１４内のワックスを加熱する第１の加熱システム２０１８を含み、これにより、弁システム２０００をその第１の段階からその第２の段階に移動させるようになる。作動システム２０１０はまた、ペグ２０２６がポット２０１６に入るようにポット２０１６内のワックスを加熱し、これにより、弁システム２０００をその第２の段階からその第３の段階に移動させる第２の加熱システム２０２８を含む。
【０２８１】
前述の説明では、１つ以上のワックスポットおよび対応する加熱システムを含む実施形態の作動システムについて記載している。しかし、本開示はこのような作動システムに限定されない。一般に、所望であれば、トリガの反時計回りの動きに抵抗する適切な力を提供し、所望であれば、その力を取り除くために、任意の作動システムを使用することができる。このような作動システムの例としては、シリコンまたはワックス密封を有するポットが挙げられる。制御ユニットを使用して密封部を破裂させ、トリガを反時計回りに動かすことができる。追加的または代替的に、作動機構は、時間の経過とともにまたはある物質の存在下で溶解するための溶解性コーティングを使用してもよい。コーティングが溶解するにしたがって、トリガは反時計回り方向にさらに移動することができる。他の作動機構もまた、抵抗力を取り除くのではなく引力を加えることができる。例えば、作動機構は、磁気ペグおよび摺動可能な磁石を含んでもよい。磁石は、ポットの後ろに配置され得るか、または弁システムが段階を変えるべきときに磁石をポットの後ろの位置まで摺動させてもよい。ポットの後ろの磁石が磁気トリガペグの範囲内まで摺動すると、磁気ペグと磁石との間の引力によってトリガが反時計回り方向に移動する。摺動可能な磁石を移動させるための摺動機構は、浸透ポンプ、加圧室、または他の実施形態において前述した任意の他の適用可能な移動方法によって動かすことができる。
【０２８２】
上記の説明では、１つ以上のリップおよび１つ以上のペグを含むトリガの実施形態を開示している。しかしながら、本開示はそのようなトリガに限定されるものではない。一般に、例えば、トリガの段階的な動きをもたらすことができる任意のトリガ設計を使用することができる。このようなトリガ設計は、例えば、解除可能な掛止カップリングまたはのこぎり歯状係合壁を含む。異なる実施形態では、ボールインソケットジョイントを用いて、トリガとゲートとを係合させることができ、内部では「ソケット」がトリガ上に配置されている。このような設計は、反時計回りの動きに基づいている必要はなく、例えば、様々な自由度のうちの１つ以上におけるトリガの動きが制御されるように設計されてもよいことに留意されたい。例えば、回転させるのではなく、トリガを横方向に摺動させてトリガのペグを溶融ワックスポットに押し込むように構成されてもよい。
【０２８３】
上記の説明では、突出部と開口部を有する脚部とを含むゲートの実施形態を記載している。本開示は、そのような設計に限定されるものではない。一般に、任意の適切な配置は、摂取可能装置の内部に対して、開口部の所望の段階的に制御された移動をもたらす限り、使用され得る。例示的な設計には、トリガに応答するかまたはトリガに磁力を加えることができるゲートを含む。また、のこぎり歯状パターンにより、段階的なゲートの移動がもたらされ得る。追加の実施形態は、ゲートをトリガに解放可能に結合するように設計された掛止部を含む。異なる実施形態では、「ボール」がゲート上に配置されているボールインソケットジョイントを利用することができる。任意により、ゲートは、摂取可能装置の外部にある流体が摂取可能装置のハウジング内の開口部を介して装置の内部に入るのを防ぐために位置付けられるときに、摂取可能装置のハウジング内の開口部を覆うように位置付けられた１つ以上の適切な密封材料を含む１つ以上の領域を含むことができる。
【０２８４】
前述の説明では、圧縮ばねおよび付勢ばねを含む付勢システムの実施形態について記載している。しかしながら、本開示はこの意味で限定されない。一般に、任意の付勢要素を使用して、反時計回りの力をトリガに与え、かつ／または上向きの力をゲートに付与することができる。例示的な付勢要素は、弾性バンドを含み、伸張した弾性バンドは、記述した伸張した圧縮ばねと同様に作用する。追加のベース機構（ｂａｓｉｎｇ  ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）は、トリガまたはゲートの動きを誘発するための磁石および／または磁力を含むことができる。例えば、磁石がゲートの上方に配置されてもよく、その場合、伸張された圧縮ばねの一定の力と同様に、磁石も一定の引力をゲートに加える。
【０２８５】
弁システムに加えて上記のように、摂取可能装置は、サンプリングシステムを備える。図２１Ａおよび図２１Ｂには、サンプリングシステム１２００および弁システム１１００の特定の構成要素を有する摂取可能装置１０００の部分断面図を例解している。サンプリングシステム１２００は、開口部から流体を吸収し、その流体をハウジング内のある場所に移動させ、かつ試験のためにその流体を調製するように構成された一連のスポンジを含む。試験のための調製には、流体を濾過すること、および流体を化学アッセイと組み合わせることを含むことができる。アッセイは、濾過サンプル中の細胞を染色するように構成されていてもよい。一連のスポンジは、吸上スポンジ１２１０、移送スポンジ１２２０、容積スポンジ１２３０、およびアッセイスポンジ１２４０を含む。
【０２８６】
吸上スポンジ１２１０は、弁が開いているとき、すなわち入口とハウジングとが整列しているときに、ハウジング内の開口部から流体を吸収する。吸上スポンジは、流体を開口部からフィルタに移送させる。吸上スポンジ１２１０は、ハウジング１０１６に向かって延在する吸上舌部１２１２を含む。図２１Ａに示すように、作動システムの作動前（図１３Ａ、図１４Ａ、図１５Ａ）に、吸上舌部１２１２は、摂取可能装置１０００の壁１０１６内の開口部１０１８には近接していないため、吸上舌部１２１２は摂取可能装置１０００の外部にある流体を吸収しない。しかし、図２１Ｂに示すように、作動システムの作動後（図１３Ｂ、図１４Ｂ、図１５Ｂ）、吸上舌部１２１２は開口部１０１８に近接しているため、吸上スポンジ１２１２は開口部１０１８を通過する流体、例えばＧＩ管からの流体を吸収する。吸上舌部１２１２によって吸収された流体は、吸上スポンジ１２１０を通って吸上スポンジ１２１０の遠位端１２１４まで進行することができる。吸上スポンジ１２１０および吸上舌部１２１２は、ＶＦ２スポンジ、Ａｈｌｓｔｒｏｍ  Ｍ１３スポンジ、ＭＦ／Ｆ材料、Ｃａｒｗｉｌｄ  Ｉｖａｌｏｎポリビニルアルコール材料、または別の好適な吸収材料から作製されてもよい。任意により、スポンジ材料の寸法は、カプセル内に正確に包装されたままで、そのすべての所望の機能を可能にするように選択され得る。いくつかの実施形態では、Ｃａｒｗｉｌｄ  Ｉｖａｌｏｎポリビニルアルコール材料を、１．４ミリメートル（高さ）ｘ６ミリメートル（幅）ｘ８．５ミリメートル（長さ）の寸法に切断する。特定の実施形態では、適切な材料および／またはその寸法を選択するときに、以下のパラメータのうちの１つ以上を考慮に入れることができる：１つ以上の防腐剤材料を装填する能力、装填する所望の防腐剤材料（複数可）、１つ以上の乾燥防腐剤を保持する能力、１つ以上のＧＩ流体と接触したときに１つ以上の乾燥防腐剤材料の水和を促進する能力、流体（例えば、ＧＩ流体）を捕捉する能力、および流体吸収時の膨潤特性（一般に、流体の吸収時にはほとんどまたは全く膨潤しないことが望ましい）。
【０２８７】
細胞フィルタ１２５０は、吸上スポンジ１２１０の遠位端１２１４と移送スポンジ１２２０の第１の端１２２２との間に配置されている。細胞フィルタ１２５０は、Ｈｅｌａ細胞などの望ましくない細胞が、サンプリングシステム１２００内の１つ以上の下流スポンジ、特に試験に使用されるスポンジに入るのを防ぐように構成される。そのような望ましくない細胞を排除することにより、様々な分析結果の精度が高まる。
【０２８８】
吸上スポンジ１２１０から細胞フィルタ１２５０を通過する流体は、その第１の端１２２２を介して移送スポンジ１２２０に入ることができる。移送スポンジ１２２０は、濾過された流体を細胞フィルタ１２５０から容積スポンジ１２３０および／またはアッセイスポンジ１２４０に移動させるように構成されている。
【０２８９】
移送スポンジ１２２０は、比較的大量の流体を吸収できるようにするために、移送スポンジ１２２０の第１の端１２２２と移送スポンジ１２２０の第２の端１２２４との間に比較的長い距離をもたらすように成形される（例えば、弧状）。第２の端１２２４は、容積スポンジ１２３０およびアッセイスポンジ１２４０が互いに直接接触するのを防ぎながら、容積スポンジ１２３０およびアッセイスポンジ１２４０の両方と接触する。障壁１２６０は、第１の端１２２２と容積スポンジ１２３０との間に配置されて、第１の端１２２２で移送スポンジ１２２０内に吸収された流体が容積スポンジ１２３０によって吸収される前に第２の端１２２４まで確実に進行するようにする。弧状であるように描写しているが、移送スポンジ１２２０は、例えば、所望のサンプル容積および／または所望の移送速度に応じて、例えば延長直線または複数の曲線などの１つ以上の異なる構成を有することができる。一般に、移送スポンジ１２２０の経路が短いおよび／または薄いほど、第１の端１２２２から第２の端１２２４への移送速度が速くなる。移送スポンジ１２２０は、ＶＦ２スポンジ、Ａｈｌｓｔｒｏｍ  Ｍ１３スポンジ、ＭＦ／Ｆ材料、または別の好適な吸収材料から作製され得る。
【０２９０】
容積スポンジ１２３０は、試験のために追加の流体を吸収し、移送スポンジ１２２０の第２の端１２２４を介してアッセイスポンジ１２４０と流体連通している。容積スポンジ１２３０は、蛍光試験または光学試験が使用されるときに特に有用であり得る。いくつかの実施形態では、アッセイスポンジ１２４０および移送スポンジ１２２４は、信頼できる試験結果を得るのに十分な容積のサンプルを個々に含有していなくてもよい。容積スポンジ１２３０、アッセイスポンジ１２４０、および移送スポンジ１２２０の第２の端１２２４の容積の合計は、光学的試験および他の試験に十分な試験容積になる。アッセイスポンジ１２４０は、サンプルを試験するためまたは試験のためにサンプルを調製するために使用される化学アッセイを含む。アッセイスポンジ１２４０が飽和すると、アッセイ用化学物質はアッセイスポンジ１２４０から自由に流れ出し、移送スポンジ１２２０および容積スポンジ１２３０によって吸収されたサンプルと相互作用する。容積スポンジ１２３０およびアッセイスポンジ１２４０は、ＶＦ２スポンジ、Ａｈｌｓｔｒｏｍ  Ｍ１３スポンジ、ＭＦ／Ｆ材料、または別の好適な吸収材料から作製され得る。好ましくは、吸上スポンジ、吸上舌部、移送スポンジ、およびアッセイスポンジは、Ａｈｌｓｔｒｏｍ  Ｍ１３スポンジであり、容積スポンジは、ＶＦ２スポンジである。
【０２９１】
細胞フィルタ１２５０は、任意の適切な材料から作製されてもよく、また任意の適切な寸法を有してもよい。例示的な材料としては、ポリカーボネート（ＰＣＴＥ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエステル（ＰＥＴＥ）、およびポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）が挙げられる。いくつかの実施形態では、細胞フィルタ１２５０の寸法は、約９．５ミリメートルｘ約６．５ミリメートルｘ約０．０５ミリメートルであってもよい。
【０２９２】
サンプリングシステム１２００はまた、アッセイスポンジ１２４０とガスがサンプリングシステム１２００から出るための通気孔１２８０との間に配置された膜１２７０を含む。膜１２７０は、サンプリングシステム１２００内に液体を維持しながら、開口部１２８０を介して１種以上のガスがサンプリングシステム１２００から出ることができるように構成される。
【０２９３】
図２２は、弁システム１１００およびサンプリングシステム１２００の両方の比較的詳細な図と共に摂取可能装置１０００の実施形態を例解している。図２２は、作動システム１１１０の作動に先立って（例えば、図１３Ａ、１４Ａ、１５Ａおよび２０Ａに示すように構成されているときに）位置決めされた弁システム１１００を示す。
【０２９４】
図２３には、サンプリングシステム１２００と、その第３の段階に位置付けられた三段階弁システム１７００とを含む摂取可能装置の実施形態を例解している。
【０２９５】
図２４には、その三番目の段階に位置付けられたサンプリングシステム１２００および弁システム２０００を含む摂取可能装置１０００の実施形態を例解している。
【０２９６】
図２５は、例えば対象のＧＩ管内でサンプルを得ること、およびサンプルを分析することのために協働する複数の異なるシステムを収容している摂取可能装置３０００の非常に概略的な図である。摂取可能装置３０００は、電子システム３２００（例えば、任意により外部基地局と信号通信する制御システムを含む）に電力を供給するように構成された電力システム３１００（例えば、１つ以上の電池）、および分析システム３５００を含む。
【０２９７】
例示的な分析システムとしては、例えば１つ以上の放射線源および／または１つ以上の検出器を収容している光学システムなどのアッセイシステムが挙げられる。このようなシステムは、例えば、照射する光源、サンプルと、サンプルによって放出される光を検出する（例えば、蛍光分光法）ように構成された検出器、光学密度（例えば、サンプルを通過する光の一部分）、および／またはサンプルによって回折される光（例えば、回折光学系）を使用してもよい。分析システムは、例えばＥＬＩＳＡ（酵素結合免疫吸着検定法）を使用してもよい。分析システムは、例えば、ＬＯＣＩ（発光酸素チャネリング）を使用してもよい。分析技術は、サンプルの分析／アッセイの前またはその間にサンプルをインキュベートおよび／または希釈することを伴っていてもよい。分析技術には、生細胞の染色／染料の使用を伴ってもよい。
【０２９８】
摂取可能装置３０００はまた、環境の外部から摂取可能装置３０００へサンプルを取り込むためのサンプリングシステム３４００と、サンプリングシステム３４００にアクセスするための流体の能力を調整する弁システム３３００とを含む。
【０２９９】
図２６は、摂取可能装置３０００の分解図を提供する。図２６は、摂取可能装置３０００の分解図を含み、図２５のシステムの一般的構成を示している。図２６は、電力システム３１００（例えば、電池のスタック）、電子システム３２００（例えば、ＰＣＢおよび関連配線）、弁システム３３００、サンプリングシステム３４００、および分析システム３５００を含む。
【０３００】
図２７には、摂取可能装置４０００の外部に対して開位置にあるポート４１５４ｂを有する摂取可能装置４０００の一部分を例解している。摂取可能装置４００は、回転型要素４１５０の壁にサンプリングポート４１５４ａ〜ｂを含む円筒形回転型要素４１５０を含み得る。サンプリング室４１５０は、仕切りを有するシェル要素４１４０によって取り囲まれ、シェル要素４１４０と回転型要素４１５０との間に一連の希釈室４１５１ａ〜ｎを形成する。動作中、装置自体がＧＩ管内の目標場所に到着したと摂取可能装置４０００が判断したとき、回転型要素４１５０は、シェル要素４１４０の孔が、回転型要素４１５０の壁にあるポート４１５４ｂと整列するように開位置まで回転されてもよく、かつポート４１５４ｂは、この孔から摂取可能装置４０００の外部に露出している。このようにして、ＧＩ管からの流体はポート４１５４ｂに入り、ポート１５４ｂによって画成される容積部を占めることができる。図２４に示す実施形態では、ポート４１５４ｂは、回転型要素４１５０の表面上の窪みであってもよく、いくつかの希釈室４１５１ａ〜ｎは回転型要素４１５０の回転軸の周りに円周方向に位置付けられる。前述のように、希釈室４１５１ａ〜ｎの各々は、希釈流体を貯蔵することができる。一実施形態では、窪みは円筒形の窪みである。任意により、窪みは長方形の窪み、または規則的もしくは不規則な形状を形成する任意の凹状の窪みであってもよい。別の実施形態では、ポート４１５４ｂを回転型要素４１５０内の室（図示せず）に接続して、摂取可能装置の外部環境からのＧＩ流体サンプルを貯蔵するための拡大スペースを作り出すことができる。
【０３０１】
いくつかの実施形態では、摂取可能装置４０００は、コントローラおよびアクチュエータをさらに含んでもよい。コントローラは、摂取可能装置１００がＧＩ管の目標場所に配置されていることを判断し、次いでアクチュエータが回転型要素４１５０の回転を引き起こして、ポート４１５４ｂを開位置に整列させて、サンプリングを開始してもよい。例えば、摂取可能装置４０００のハウジングは、摂取可能装置４０００の外部にある環境のｐＨレベルを検出するか、そうでなければそれに敏感であるｐＨ感受性腸溶性コーティングを有してもよい。コントローラは、それに基づいて、摂取可能装置が目標場所に到着したかどうかを判断することができる。別の例では、摂取可能装置４０００は、環境に光線を送って、反射率を収集する光感知ユニットを含むことができ、それに基づいて、摂取可能装置４０００の領域特有の場所は、反射率の光学特性に基づいて識別され得る。
【０３０２】
図２８は、第１の希釈室４１５１ａと整列された第１の位置における、ポート４１５４ｂを有する摂取可能装置の一部分の一実施形態を示す。動作中、回転型要素４１５０を回転させて、サンプリングポート４１５４ｂと第１の希釈室４１５１ａとを整列させることができる。これにより、サンプリングポート４１５４ｂの容積部内に貯蔵されたＧＩ管からの流体サンプルを第１の希釈室中の希釈流体と組み合わせて、第１の希釈液を形成することができるようになる。次いで、第１の希釈液は、ポート４１５４ｂと第１の希釈室４１５１ａとを組み合わせた容積部を占めてもよい。任意により、回転型要素４１５０は、続いて第２の位置まで回転されてもよい。これにより、その後、第１の希釈液の一部分を収容しているポート４１５４ｂが別の希釈室、例えば、回転方向に沿って第１の希釈室の隣にある第２の希釈室と整列され、流体連通するように移動されるようになる。このようにして、ポート４１５４ｂ内に貯蔵されている第１の希釈液は、次に、第２の希釈室内に貯蔵されている希釈流体で再び希釈されてもよい。同様に、回転型要素４１５０が回転し続け、ポート４１５４ｂが各希釈室と直列に整列され得る場合、元のＧＩ流体サンプルは段階的に希釈され、各希釈室４１５１ａ〜ｎは、異なる希釈率で、希釈ＧＩ流体サンプルと共に残される可能性がある。
【０３０３】
図２９は、本明細書に記載の摂取可能装置内の回転型要素（例えば、図２１〜２２の４１５０）を囲むための一組の５つの希釈室（例えば、４１５１ａ〜ｂを含む）の一部分を形成している要素４１４０の実施形態を示す。一実施形態では、装置は単一の希釈室を収容してもよい。あるいは、装置は、２、３、４、５、６、７、８個または８個を超える希釈室を収容してもよい。
【０３０４】
いくつかの実施形態では、各希釈室４１５１ａ〜ｎは、摂取可能装置４０００が投与される前に希釈流体で充填されていてもよい。別の実施形態では、希釈流体は、摂取可能装置４０００内の別個の貯蔵部（図示せず）に貯蔵されてもよい。摂取可能装置４０００がＧＩ管内の目標場所にあると判断された時点で、ポンプ機構は、貯蔵部の１つ以上の出口（図示せず）を介して希釈流体を１つ以上の希釈室４１５１ａ〜ｂに圧送してもよい。
【０３０５】
いくつかの実施形態では、シェル要素４１４０は希釈室４１５１ａ〜ｎの間に弁またはポンプ（図示せず）を有してもよい。例えば、第１の希釈室からの希釈流体は、２つの室の間の弁を介して第２の希釈室に圧送されてもよい。
【０３０６】
図２７〜図２９に描写している種類の装置は、本明細書に開示されるようなサンプリングシステムを任意により含んでもよい。
【０３０７】
特定の実施形態では、摂取可能装置は、顕微鏡評価システムを備える。いくつかの実施形態では、サンプル中の細菌細胞を最初に蛍光色素（本明細書に記載のものなど）で標識してもよい。また、蛍光標識細胞は、本明細書中に記載の摂取可能装置を用いて顕微鏡的評価によって画像化および計数され得る。他の実施形態では、蛍光標識細胞は、搭載型フローシステム（例えば、マイクロ流体単一細胞チャネリング）を通過するときにカウントされる。フローサイトメトリーシステムの例としては、流体力学的集束、小径キャピラリーチューブフロー、および矩形キャピラリーチューブフローが挙げられる。本明細書に記載されるように、生きた細菌細胞は標識され、フローサイトメトリーの原理を標識細胞を定量するのに用いる。一般的に言えば、入射レーザービームからの光子は蛍光体によって吸収され、より高い不安定なエネルギーレベルまで上げられる。ナノ秒未満の範囲内で、蛍光体はより長い代表的な波長の光を再放出し、そこで一連の二色性フィルタを通過する。このようにして再放出された光を集めて、標識された細菌細胞の数に比例していると解釈することができる。いくつかの実施形態では、シース流体は、装置の容積制限に適応するのを助けるために流れシステムの一部として使用されることはない。いくつかの実施形態では、長方形のキャピラリーチューブが、十分に大きい断面積および比較的薄い検査領域を得るために使用される。フローサイトメトリー光学システムは、流体システムと並行して動作し、細胞を通過する光の方向転換を観察するように働き、かつ細菌細胞についての情報を送達する。いくつかの実施形態では、光を一点に集束させるために従来のレーザおよび球面レンズを使用するのではなく、ＬＥＤおよびシリンダーレンズを使用して、光を長方形のキャピラリーチューブにわたる線に集束させる。他の実施形態では、コリメートレンズを使用して光源を平行にし、シリンダーレンズを使用して検査領域を改良する。この配置のための例示的な光学構成は、図３０において見ることができる。いくつかの実施形態では、蛍光体の使用を可能にするために光学フィルタを加えることができる。蛍光体からの再放射された光の特性波長は、二色性、帯域通過、および短波または長波通過フィルタを使用して、単離および検出することができる。一般に、複数の二色性レンズおよび光電子増倍管が使用されるが、スペースが制限されているために、特定の実施形態では単一の側方散乱検出器および前方散乱検出器のみが使用され得る。
【０３０８】
フローサイトメトリーを装置に統合することの設計上の課題の１つは、ポンプ機構を提供することである。個々の細菌細胞は、流体を移動させることなく、一定量の流体内でフローサイトメトリーによって識別され、説明することはできない。いくつかの実施形態では、ギアモータは装置を通して流体を移動させるためのものである。例えば、プラネタリーギアヘッドを含む（例えば、２５：１の減速を有する）マイクロモーターは、流体の流れを作り出すために所望の量のトルクをもたらすことができる。別の実施形態では、微細加工プレートの表面に埋め込まれた一連の圧電抵抗を使用して流れを作り出す。さらに別の実施形態では、一対の一方弁を含み、外部磁場によって作動する磁気ポンプ膜を使用するマイクロポンプが流れを作り出すために使用される。
【０３０９】
いくつかの実施形態では、システムのアーキテクチャは、ギアモータを介して圧力駆動フローを作り出す回転ワイパーと組み合わせた、開いて密封する機構を備える。ギアモータは、装置内の他の機能に使用することもできる。図３１に示すように、光学系およびフロー室システムの構成要素は装置内に適合する。いくつかの実施形態では、サンプル流体はカプセル最上部の可撓性膜を介して吸収される。いくつかの実施形態では、ギアモータは、流体室を開放し、充填するのに役立つ２７０°の許容行程を有する。閉鎖している間、モータは、光学系が配置されている長方形のキャピラリーチューブを通して流体を同時に押しながら、進入ポートを閉鎖する。ねじ付き構成要素により、ワイパーの高さを変えることなく、可撓性膜が進入チャネルを閉じて密封することができるようになる。いくつかの実施形態では、サンプル室の容積は、２５μＬ、５０μＬ、７５μＬ、またはそれ以上である。いくつかの実施形態では、十分なサンプルサイズを獲得するために２つ以上のサンプルがＧＩ管から採取される。図３１を参照すると、前方および側方散乱を捕捉するための、キャピラリーチューブの左側のＬＥＤおよび右側の２つの低光検出器が示されている。流体は、一旦キャピラリーチューブを通過すると、一方弁を介してカプセルから出る。特定の実施形態では、フローシステムは、細胞の定量化に加えて、細胞サイズおよび内部細胞の複雑性を検出できるようになる。
【０３１０】
前述の議論は、サンプリング構成要素または吸収性（スポンジ）設計のいずれに関しても、様々な摂取可能装置設計に関して網羅的ではない。
【０３１１】
一例として、摂取可能装置に組み込まれた１つ以上の光学システムを含む摂取可能装置について記載されているが、いくつかの実施形態では、摂取可能装置は光学システムを含まない。任意により、このような摂取可能装置はまた、他のいかなる分析構成部品を含まなくてもよい。光学系および／または他の分析構成部品を含まない摂取可能装置の実施形態では、摂取可能装置の内部に１つ以上のサンプルを貯蔵するためのより多くの空間が存在し得る。
【０３１２】
例示的な摂取可能装置は、参照により本明細書に組み入れられる米国特許出願第１４／４６０，８９３号に提供されている。
【０３１３】
図３２には、摂取可能装置５０１０の筐体の一部分が取り除かれている摂取可能装置５０１０の例示的な実施形態の部分図を示す。摂取可能装置５０１０は、物質を収集するために使用されてもよい。摂取可能装置５０１０は一般に、従来の丸剤のようにカプセルの形状であってもよい。したがって、摂取可能装置５０１０の形状は、より摂取が容易になり、また医療従事者および患者によく知られている。
【０３１４】
摂取可能装置５０１０の構造は、第１の部分５０１２および第２の部分５０１４を含む。第１の部分５０１２には、制御電子機器、電源、および通信システムを含む。第２の部分５０１４は、一般に、例えば、これに限定されないが、サンプルの収集、物質の送達、および環境の監視など、ＧＩ管と相互作用するように構成される。第２の部分５０１４は、１つ以上の室５０１８を有する貯蔵サブユニット１６と、貯蔵サブユニット５０１６を囲むかまたはその上に重なる室筐体５０２０とを含む。各室５０１８は、対応する室開口部５０２２を有する。室筐体５０２０は、アクセスポート５０２４を有する。この例示的実施形態では、摂取可能装置５０１０は３つの室５０１８を含むが、１つ、２つ、または３つより多い室５０１８を有する他の実施形態も存在し得る。
【０３１５】
図３３Ａ〜図３３Ｃには、摂取可能装置５０１０の動作を例解している。一般に、室筐体５０２０は、「閉ループ」回転機構として動作する。室筐体５０２０は、制御された様式で回転して、アクセスポート５０２４を室開口部５０２２の各々と整列させて、目標場所においてＧＩ内の内容物のサンプルを対応する室５０１８に収集し、かつ／または身体内の目標場所に室５０１８内に貯蔵された物質を送達するようにする。
【０３１６】
一般に、サンプルを収集している間、室筐体５０２０の回転は「閉ループ」回転機構として記載される場合もある。これは、収集したサンプルの相互汚染を回避するために、身体内において摂取可能装置５０１０が通過する間に各室開口部５０２２が一度のみ露出するためである。言い換えれば、いくつかの実施形態では、摂取可能装置５０１０の各使用中にサンプルを収集するとき、室筐体５０２０は理想的には一度のみ回転し、これにより、アクセスポート５０２４が室開口部５０２２の各々と直列に一度のみ整列する。すなわち、サンプルを収集している間、アクセスポート２２２４は、いかなる室開口部５０２２も迂回することなく、またその回転中に前の室開口部５０２２に戻ることもない。
【０３１７】
いくつかの実施形態では、少なくとも１つの室開口部５０２２が複数回露出するように、室筐体５０２０は、１回回転を完了する前に双方向運動で回転することができ、かつ／または摂取可能装置５０１０を１回使用する間に複数回の回転を実施することができる。対応する室が固体もしくは半固体試薬、センサ、またはＧＩ管を洗浄するための洗浄剤を貯蔵している場合、室開口部５０２２は、複数回露出される必要がある場合がある。
【０３１８】
図３３Ａに例解するように、その図に示されているのは、一般に、開位置５０１０ａにある摂取可能装置５０１０であり、室筐体５０２０におけるアクセスポート５０２４が室開口部５０２２と整列している。この構成では、摂取可能装置５０１０は、室開口部５０２２を通して物質を収集してもよい。言い換えれば、ＧＩ管の内容物は、筋肉収縮（例えば、蠕動運動）を介して露出させた室５０１８内に押し込まれてもよい。
【０３１９】
その後、室筐体５０２０を回転させて、室開口部５０２２を密封することができる。図３３Ｂには、一部開いている／一部閉じている位置５０１０ｂを有する摂取可能装置５０１０を示し、ここでは、室筐体５０２０が室開口部５０２２を一部に密封するようにアクセスポート５０２４を回転させている。
【０３２０】
図３３Ｃは、閉位置５０１０ｃにある摂取可能装置５０１０を示しており、この位置では、アクセスポート５０２４が室開口部５０２２を完全に密封するように、室筐体５０２０をある距離分回転させている。室筐体５０２０が１回転していない場合、摂取可能装置５０１０が別の動作（すなわちサンプリングまたは分配）を実施するように構成されているかどうかに応じて、アクセスポート５０２４を別の室開口部５０２２と整列させるために、室筐体５０２０を引き続き同じ方向に回転させてもよい。
【０３２１】
別の例示的な実施形態では、室筐体５０２０は静止していてもよく、代わりに貯蔵サブユニット５０１６を回転させて、その１つ以上の室開口部５０２２をアクセスポート５０２４と整列させてもよい。室筐体５０２０の代わりに貯蔵サブユニット５０１６を回転させることで、より大きな回転運動の制御およびより一定の運動を提供してもよい。これは、貯蔵サブユニット５０１６が、ＧＩ管内の内容物から生じる粘度の変動を受けることはないためである。しかしながら、この配置では、室５０１８のうちの少なくとも１つの容積が制限される可能性がある。
【０３２２】
いくつかの実施形態では、室筐体５０２０または貯蔵サブユニット５０１６は、所定の順序の双方向回転運動で回転してもよい。上述のように、貯蔵サブユニット５０１６が室筐体５０２０の代わりに回転するように構成されているとき、室５０１８のうちの少なくとも１つの容積が制限され得る。室５０１８の容積を制限する必要がないように、貯蔵サブユニット５０１６内の異なる室５０１８を分離するのに用いることができる非陥凹領域は、容積を最小限にしたり、取り除いてもよい。摂取可能装置５０１０は、アクセスポート５０２４を２つの近接する室のうちの１つと整列させるために第１の方向に回転することができる。摂取可能装置５０１０は、これら２つの近接する室内に収集されたサンプル間またはそれらから放出された物質間での相互汚染を回避するために、第１の方向とは反対の第２の方向に回転するように構成されてもよい。
【０３２３】
摂取可能装置５０１０は、ＧＩ管の内容物から使用可能なサンプル（例えば、１００μのサイズのサンプル）を収集し、サンプルが抽出されるまで各サンプルを互いに分離した状態で維持するために使用されてもよい。
【０３２４】
いくつかの実施形態では、摂取可能装置５０１０はまた、インビボ測定を実施するように構成されてもよい。摂取可能装置５０１０は、室５０１８のうちのいくつかが空であり、室５０１８のうちのいくつかが少なくとも１つの試薬を担持している状態で身体内に導入される。身体内の所定の位置において、摂取可能装置５０１０は、ＧＩ管からサンプルを収集するように、また、そのサンプルを少なくとも１つの試薬を担持する室内に貯蔵するように構成される。収集後、収集されたサンプルが室５０１８内部の試薬とどのように相互作用するかに基づいて、インビボ分析が行われてもよい。例えば、摂取可能装置５０１０は、収集されたサンプルに対してｉｎ−ｓｉｔｕ実験を実施するために、酵素結合免疫吸着検定法（ＥＬＩＳＡ）などの生化学的検定法を使用することができる。あるいは、周辺機器を室５０１８内に含めて、いくつかのインビボ分析および測定の動特性を変化させることができる。周辺機器としては、光源、受信機、トランスデューサー、ヒーターなどを挙げることができる。一般に、インビボ実験は、求められている情報の種類によって異なる。
【０３２５】
図３４には、一例示的実施形態における摂取可能装置５０１０の構成要素の分解図を例解している。摂取可能装置５０１０の第１の部分５０１２は、端部筐体５０３０と、通信周辺機器５０３４およびトランシーバ５０３６を有する通信サブシステムを含むメインプリント回路基板（ＰＣＢ）５０３２に埋め込まれた電子部品と、メインマイクロコントローラ（すなわちプロセッサ）５０３８と、電源５０４０と、以下でさらに詳細に記載されている他の周辺構成要素と、を備える。摂取可能装置５０１０の第２の部分５０１４は、一般に、モータ５０４２、貯蔵サブユニット５０１６、第２のＰＣＢ５０４４、符号化磁石配置５０４６ｍ、および室筐体５０２０を含む。一般に、メインＰＣＢ５０３２および第２のＰＣＢ５０４４を摂取可能装置５０１０内部の別々の領域に置くことによって、それらが同じ電気的または物理的危険を経験するのを防ぐことができる。モータ４２は、貯蔵サブユニット５０１６の中央に配置されたモータ区画５０５４に挿入される。ＰＣＢ５０４４は環状であり、１つ以上の周辺電子部品（たとえば、コンデンサ５０６２および抵抗器４０６０（プルアップ抵抗として使用可能である））と、センサ５０６４とを含む。５０３９は磁気スイッチである。５０４２ｓはシャフトである。５０５６はアクセス穴である。
【０３２６】
端筐体５０３０は、ドーム形端部分を有する円筒形の内壁５０４８によって画成されている中空空間を提供する。端筐体５０３０はまた、動作中に端筐体５０３０を解放可能に錠止するために、貯蔵サブユニット５０１６を整列させ、解放可能に係合するための係合部材５０５０を含む。特に、係合部材５０５０は、貯蔵サブユニット５０１６内の相補的構造体５０５２に解放可能に係合する。端筐体５０３０が貯蔵サブユニット５０１６と錠止すると、端筐体５０３０は貯蔵サブユニット５０１６の後部と重なり合って密封部を形成する。いくつかの実施形態では、端筐体５０３０と貯蔵サブユニット５０１６との間の重なりは、３ミリメートルの幅にわたってもよい。
【０３２７】
上記のサンプリングシステムのスポンジのいくつかまたはすべては、１つ以上の防腐剤を含み得る（上記の考察を参照のこと）。典型的には、アッセイスポンジおよび／または容積スポンジ１２３０および／または移送スポンジは、１つ以上の防腐剤を含む。典型的には、防腐剤（複数可）は、対象の分析物、例えば、ＧＩ障害のための分析物（核酸またはタンパク質バイオマーカーなど）に基づいて選択される。
【０３２８】
こうしたＧＩ障害の例としては、炎症性腸疾患、クローン病（例えば、活動性クローン病、難治性クローン病、または瘻孔を伴うクローン病）潰瘍性大腸炎、不確定大腸炎、感染性大腸炎、顕微鏡的大腸炎、薬物もしくは化学物質による大腸炎、憩室炎、虚血性大腸炎、偽膜性大腸炎、出血性大腸炎、溶血性尿毒症症候群大腸炎、コラーゲン性大腸炎、白血球接着不全症−１などの先天性免疫障害に関連する大腸炎、胃炎、消化性潰瘍、ストレス潰瘍、出血性潰瘍、胃酸過多症、消化不良、胃不全麻痺、ゾリンジャーエリソン症候群、胃食道逆流症、短腸（吻合）症候群、粘膜炎（例えば、口腔粘膜炎、消化管粘膜炎、鼻粘膜炎および直腸炎）壊死性腸炎、食道炎、全身性肥満細胞症に関連した過剰分泌状態、好塩基球性白血病、高ヒスタミン血症、セリアック病（例えば、非熱帯スプルー）、血清陰性関節症に関連する腸症、慢性肉芽腫症、食物アレルギー、腸炎（例えば、ヘリコバクターピロリ感染慢性活動性胃炎）感染性物質によって引き起こされる他の形態の胃腸炎、過敏性大腸症候群、小腸細菌の異常増殖（ＳＩＢＯ）および嚢炎が挙げられる。「炎症性腸疾患」または「ＩＢＤ」は、胃腸（ＧＩ）管の慢性炎症性自己免疫症状である。ＩＢＤの原因は不明のままであるが、遺伝的、感染性、免疫学的感受性などのいくつかの要因が関係している。ＩＢＤは、白人、特にユダヤ人の子孫でより一般的である。胃腸（ＧＩ）管の慢性炎症性自己免疫状態は、臨床的に潰瘍性大腸炎（ＵＣ）またはクローン病（ＣＤ）のいずれかとして現れる。ＩＢＤ状態は両方とも、ＧＩ管の悪性腫瘍のリスク増加と関連している。「クローン病」（「ＣＤ」）は、ＧＩ管全体の任意の部分に影響を及ぼす可能性がある慢性の経壁性炎症性疾患であり、ＵＣは結腸の粘膜炎症である。両方の状態とも、日常生活の活動の混乱を伴う、頻繁な排便、栄養失調、および脱水によって臨床的に特徴付けられる。ＣＤは、吸収不良、狭窄、および瘻孔の発達によって多くの場合複雑化し、繰り返し手術を伴うこともある。ＵＣは、頻度は低いが、重度の血性下痢および中毒性巨大結腸によっても複雑になる可能性があり、これもまた外科手術を伴う。クローン病の最も顕著な特徴は、腸壁の顆粒状、赤紫色の浮腫性肥厚である。炎症の発生に伴い、これらの肉芽腫は多くの場合それらの限局された境界を失い、周囲の組織と統合する。下痢および腸閉塞が主な臨床的特徴である。潰瘍性大腸炎と同様に、クローン病の経過は、継続的または再発性、軽度または重度であり得るが、潰瘍性大腸炎とは異なり、クローン病は、腸の関与する部分を切除することによって治療できるものではない。クローン病患者のほとんどは、ある時点で手術を伴うが、その後の再発が一般的であり、通常は、薬物療法が継続する。クローン病は、典型的には回腸結腸、小腸または結腸肛門直腸領域に現れるが、口から肛門までの消化管の任意の部分を伴い得る。病理組織学的には、この疾患は、不連続な肉芽腫、陰窩膿瘍、裂傷およびアフタ性潰瘍によって発現する。炎症性浸潤物は混合され、リンパ球（Ｔ細胞およびＢ細胞の両方）、形質細胞、マクロファージ、および好中球から構成される。ＩｇＭおよびＩｇＧを分泌する形質細胞、マクロファージおよび好中球において不均衡な増加がある。「潰瘍性大腸炎（ＵＣ）」は、大腸で生じる。疾患の経過は、継続的または再発性、軽度または重度であり得る。最も初期の病変は、リーベルキューン陰窩の基部に膿瘍が形成された炎症性浸潤である。これらの膨張し破裂した陰窩が融合することにより、上を覆う粘膜がその血液供給から分離される傾向があり、潰瘍を引き起こす。この病気の症状には、けいれん、下腹部の痛み、直腸出血、ならびにわずかな糞便粒子を伴い、主に血液、膿、および粘液からなる、頻度が高い、緩い排泄が挙げられる。全結腸切除術は、急性、重症または慢性の絶え間ない潰瘍性大腸炎を伴い得る。疾患または障害（例えば、炎症性腸疾患、例えば、潰瘍性大腸炎またはクローン病）の「症状」は、対象が経験し、疾患を示す、構造、機能、または感覚の任意の病的な現象または正常から逸脱しているものである。
バイオマーカー
【０３２９】
本明細書に記載のバイオマーカーは、ＤＮＡまたはＲＮＡなどの核酸、タンパク質、小分子、または細菌であり得る。本明細書に記載のバイオマーカーは、ＧＩ管内に存在し、対象のＧＩ管内の疾患、例えば炎症性疾患を検出するために使用することができる。バイオマーカーはまた、ＧＩ管の疾患、例えば炎症性疾患の進行または緩解を監視するためにも使用され得る。バイオマーカーは、ＧＩ管の任意の部分から収集することができ、例えば、バイオマーカーは、対象の遠位小腸から近位大腸まで収集することができる。いくつかの実施形態では、バイオマーカーは、ＧＩ管内の対象の細胞によって産生される。いくつかの実施形態では、バイオマーカーは、ＧＩ管内の微生物、例えば細菌によって産生される。例示的な実施形態では、本明細書に記載のバイオマーカーは、腸粘膜に存在するかまたは腸粘膜で産生され、それによって腸炎を示す。
【０３３０】
いくつかの実施形態では、バイオマーカーは小分子である。小分子は、低分子量（およそ１００ダルトン以下）の有機化合物である。本明細書に開示されるように、摂取可能装置内の条件は、装置が小分子を保持する能力を向上させるように策定することができる。いくつかの実施形態では、１つ以上の小分子は、ＧＩ管内の本明細書に開示されている装置に入り、１つ以上の防腐剤、例えば小分子を安定化し、それらの分解を阻害する防腐剤の混合物と接触する。いくつかの実施形態では、小分子バイオマーカーは、小分子薬、例えば炎症性疾患を治療するために使用される小分子薬である。いくつかの実施形態では、小分子バイオマーカーはシクロスポリンである。
【０３３１】
いくつかの実施形態では、バイオマーカーは核酸である。いくつかの実施形態では、１つ以上の核酸分子は、ＧＩ管内の本明細書に開示されている装置に入り、１つ以上の核酸防腐剤、例えば核酸を安定化し、それらの分解を阻害する防腐剤の混合物と接触する。いくつかの実施形態では、核酸はＤＮＡ分子である。いくつかの実施形態では、核酸はＲＮＡ分子である。本明細書中に記載されるように、バイオマーカーとなり得る当該分野で公知の多くの種類の核酸分子がある。いくつかの実施形態では、核酸バイオマーカーは、ｍＲＮＡ、一本鎖ＲＮＡ、二本鎖ＲＮＡ、アンチセンスＲＮＡ、ｓｉＲＮＡ、ｍｉＲＮＡ、ｐｉＲＮＡ、ｌｉｎｃＲＮＡ、ｔＲＮＡ、リボザイム、リボソームＲＮＡ、またはｓｎｏＲＮＡであってもよい。
【０３３２】
いくつかの実施形態では、核酸バイオマーカーは、核酸薬、例えば炎症性疾患を治療するために使用される核酸薬である。いくつかの実施形態では、核酸バイオマーカーはｍｏｎｇｅｒｓｅｎである。Ｍｏｎｇｅｒｓｅｎは、ＧＩ管の炎症性疾患、例えばクローン病およびＩＢＤを治療するために使用することができるＳＭＡＤ７アンチセンスオリゴヌクレオチドである。
【０３３３】
核酸防腐剤は、例えば核酸構造を維持するために、核酸の分解もしくは変性を防止するか、またはそれらの速度を低減するために、かつ／または核酸の安定性を高めるために使用することができる。いくつかの実施形態では、核酸防腐剤は、ヌクレアーゼ阻害剤（デオキシリボヌクレアーゼ阻害剤）である。いくつかの実施形態では、核酸防腐剤は、リボヌクレアーゼ阻害剤である。ヌクレアーゼ阻害剤およびリボヌクレアーゼ阻害剤は当該分野で公知であり、例えば、その全体が参照により本明細書に組み入れられる、米国特許第６，２２４，３７９号に記載されている。いくつかの実施形態では、核酸防腐剤混合物は、ＥＤＴＡ、クエン酸ナトリウム、硫酸アンモニウムを含み得る。いくつかの実施形態では、ＲＮＡ防腐剤混合物は、２ｍＬの０．５Ｍ  ＥＤＴＡ、１．２５ｍｌの１Ｍクエン酸ナトリウム、３５ｇの硫酸アンモニウム、および４６．８ｍＬのｄＨ２０を含む。いくつかの実施形態では、ＲＮＡ防腐剤は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第７，０５６，６７３号に記載されているようにＲＮＡｌａｔｅｒ（商標）安定化溶液（ＴｈｅｒｍｏＦｉｓｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）である。いくつかの実施形態では、ＲＮＡ防腐剤は、トリフェニルメタン染料（例えば、メチルグリーン、クリスタルバイオレット、パラロサニリン、またはトリス−（４−アミノフェニル）メタン）、クレシルバイオレット、ポリアミン、およびコバルトイオンのうちの１種以上を含み得る。いくつかの実施形態において、ＲＮＡ防腐剤としては、スペルミン、スペルミジン、１，１０−ジアミノ−４，７−ジアザデカン、１，１１−ジアミノ−４，８−ジアザウンデカン、１，１３−ジアミノ−４，１０−ジアザトリデカン、１，１４−ジアミノ−４，１１−ジアザテトラデカン、１，１５−ジアミノ−４，１２−ジアザペンタデカン、１，１６−ジアミノ−４，１３−ジアザヘキサデカン、１，１７−ジアミノ−４，１４−ジアザヘプタデカン、１，１８−ジアミノ−４，１５−ジアザノナデカン、１，１９−ジアミノ−４，１６−ジアザエイコサン、および１，２０−ジアミノ−４，１７−ジアザヘンエイコサンのうちの１つ以上を挙げることができる。
【０３３４】
いくつかの実施形態では、バイオマーカーはタンパク質である。いくつかの実施形態では、１つ以上のタンパク質は、ＧＩ管内の本明細書に開示されている装置に入り、１つ以上の防腐剤、例えばタンパク質を安定化し、それらの分解を阻害する防腐剤の混合物と接触する。
【０３３５】
いくつかの実施形態では、タンパク質バイオマーカーは、サイトカインである。用語「サイトカイン」は、様々な細胞および組織の状況において細胞シグナル伝達に関与する、広範な群の、典型的には３０ｋＤ未満の分泌小タンパク質を指す。多くのサイトカインは、免疫系を調節し、炎症および自己免疫疾患に関与している。サイトカインは、炎症誘発性または抗炎症性機能を有することができる。サイトカインは、例えばマクロファージ、リンパ球（例えば、Ｂリンパ球、Ｔリンパ球）、単球、肥満細胞、内皮細胞、線維芽細胞、Ｔヘルパー細胞、および間質細胞などの免疫細胞など、多くの異なる細胞型によって産生される。例示的な種類のサイトカインとしては、ケモカイン、インターフェロン、インターロイキン、リンフォカイン、モノカイン、および腫瘍壊死因子が挙げられるが、これらに限定されない。
【０３３６】
いくつかの実施形態では、タンパク質バイオマーカーは、ケモカインである。ケモカインは、炎症中の免疫細胞、例えば白血球、単球、マクロファージ、Ｔリンパ球、肥満細胞、好酸球、および好中球において化学走性または化学運動性を誘導することによって免疫系を調節するように機能することができる化学走性サイトカインである。例えば、ケモカインは、急性および慢性の炎症において白血球を活性化し動員することができる。ケモカインは、４つのクラス：アルファ（ＣＸＣ）、ベータ（ＣＣ）、ガンマ（Ｃ）、およびデルタ（ＣＸ３Ｃ）に分類することができる。ケモカインは、ＣＸＣＬ１、ＣＸＣＬ２、ＣＸＣＬ３、ＣＸＣＬ４、ＣＸＣＬ５、ＣＸＣＬ６、ＣＸＣＬ７、ＣＸＣＬ８、ＣＸＣＬ９、ＣＸＣＬ１０、ＣＸＣＬ１１、ＣＸＣＬ１２、ＣＸＣＬ１３、ＣＸＣＬ１４、ＣＸＣＬ１５、ＣＸＣＬ１６、ＣＸＣＬ１７、ＣＣＬ１、ＣＣＬ２、ＣＣＬ３、ＣＣＬ３Ｌ１、ＣＣＬ４、ＣＣＬ５、ＣＣＬ６、ＣＣＬ７、ＣＣＬ８、ＣＣＬ９／ＣＣＬ１０、ＣＣＬ１１、ＣＣＬ１２、ＣＣＬ１３、ＣＣＬ１４、ＣＣＬ１５、ＣＣＬ１６、ＣＣＬ１７、ＣＣＬ１８、ＣＣＬ１９、ＣＣＬ２０、ＣＣＬ２１、ＣＣＬ２２、ＣＣＬ２３、ＣＣＬ２４、ＣＣＬ２５、ＣＣＬ２６、ＣＣＬ２７、ＣＣＬ２８、ＸＣＬ１、ＸＣＬ２、ＸＣＬ２、およびＣＸ３ＣＬ１などを挙げることができるが、これらに限定されない。ケモカイン受容体としては、ＣＸＣＲ１、ＣＸＣＲ２、ＣＸＣＲ３、ＣＸＣＲ４、ＣＸＣＲ５、ＣＣＲ１、ＣＣＲ２、ＣＣＲ３、ＣＣＲ４、ＣＣＲ５、ＣＣＲ６、ＣＣＲ７、ＣＣＲ８、ＣＣＲ９、ＣＣＲ１０、ＣＣＲ１１、ＣＸ３ＣＲ１、およびＤＡＲＣが挙げられる。いくつかの実施形態では、タンパク質バイオマーカーは、アルファ、ベータ、ガンマまたはデルタファミリーのケモカインである。いくつかの実施形態では、タンパク質バイオマーカーは、ＣＸＣＬ１、ＣＸＣＬ２、ＣＸＣＬ３、ＣＸＣＬ４、ＣＸＣＬ５、ＣＸＣＬ６、ＣＸＣＬ７、ＣＸＣＬ８、ＣＸＣＬ９、ＣＸＣＬ１０、ＣＸＣＬ１１、ＣＸＣＬ１２、ＣＸＣＬ１３、ＣＸＣＬ１４、ＣＸＣＬ１５、ＣＸＣＬ１６、ＣＸＣＬ１７、ＣＣＬ１、ＣＣＬ２、ＣＣＬ３、ＣＣＬ３Ｌ１、ＣＣＬ４、ＣＣＬ５、ＣＣＬ６、ＣＣＬ７、ＣＣＬ８、ＣＣＬ９／ＣＣＬ１０、ＣＣＬ１１、ＣＣＬ１２、ＣＣＬ１３、ＣＣＬ１４、ＣＣＬ１５、ＣＣＬ１６、ＣＣＬ１７、ＣＣＬ１８、ＣＣＬ１９、ＣＣＬ２０、ＣＣＬ２１、ＣＣＬ２２、ＣＣＬ２３、ＣＣＬ２４、ＣＣＬ２５、ＣＣＬ２６、ＣＣＬ２７、ＣＣＬ２８、ＸＣＬ１、ＸＣＬ２、ＸＣＬ２、またはＣＸ３ＣＬ１である。いくつかの実施形態では、タンパク質バイオマーカーは、ケモカインと相互作用する受容体、すなわちケモカイン受容体である。
【０３３７】
いくつかの実施形態では、タンパク質バイオマーカーは、インターフェロン（ＩＦＮ）である。インターフェロンは、感染または癌性細胞に応答して免疫系を調節するために、例えばＴ細胞および線維芽細胞などの様々な細胞によって産生されるタンパク質である。ＩＦＮは、Ｉ型、ＩＩ型、およびＩＩＩ型のＩＦＮの３つのクラスに分類される。インターフェロンはまた、アルファ、ベータ、ガンマ、タウ、またはオメガインターフェロンとして分類され得る。インターフェロンとしては、ＩＦＮＡ１、ＩＦＮＡ２、ＩＦＮＡ４、ＩＦＮＡ５、ＩＦＮＡ６、ＩＦＮＡ７、ＩＦＮＡ８、ＩＦＮＡ１０、ＩＦＮ１３、ＩＦＮＡ１４、ＩＦＮＡ１６、ＩＦＮＡ１７、ＩＦＮＡ２１、ＩＦＮＧ、ＩＦＮＢ１、ＩＦＮＷ、ＩＦＮＥ１、およびＩＦＮＫを挙げることができるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、タンパク質バイオマーカーは、Ｉ型、ＩＩ型、またはＩＩＩ型インターフェロンである。いくつかの実施形態では、タンパク質バイオマーカーは、アルファ、ベータ、ガンマ、タウ、またはオメガインターフェロンである。いくつかの実施形態では、タンパク質バイオマーカーは、ＩＦＮＡ１、ＩＦＮＡ２、ＩＦＮＡ４、ＩＦＮＡ５、ＩＦＮＡ６、ＩＦＮＡ７、ＩＦＮＡ８、ＩＦＮＡ１０、ＩＦＮ１３、ＩＦＮＡ１４、ＩＦＮＡ１６、ＩＦＮＡ１７、ＩＦＮＡ２１、ＩＦＮＧ、ＩＦＮＢ１、ＩＦＮＷ、ＩＦＮＥ１、またはＩＦＮＫである。いくつかの実施形態では、タンパク質バイオマーカーは、インターフェロン−γであってもよい。
【０３３８】
いくつかの実施形態では、タンパク質バイオマーカーは、インターロイキンである。インターロイキンは、免疫系を調節し、ＴおよびＢリンパ球ならびに造血細胞の発生および分化の促進など、多種多様な生物学的過程に関与している。インターロイキンは、例えば白血球、Ｔリンパ球、例えばＣＤ４Ｔリンパ球、単球、マクロファージ、および内皮細胞などの免疫細胞を含む多くの異なる細胞型によって産生される。インターロイキンは、インターロイキン１、インターロイキン２、インターロイキン３、インターロイキン４、インターロイキン５、インターロイキン６、インターロイキン７および９、インターロイキン８、インターロイキン１０、インターロイキン１１、インターロイキン１２、インターロイキン１３、インターロイキン１５、ならびにインターロイキン１７ファミリーなどのファミリーに分類することができる。いくつかの実施形態では、タンパク質バイオマーカーは、インターロイキンファミリー１、２、３、４、５、６、７、および９、８、１０、１１、１２、１３、１５、または１７のタンパク質である。インターロイキンは、ＩＬ−１、ＩＬ−２、ＩＬ−３、ＩＬ−４、ＩＬ−５、ＩＬ−６、ＩＬ−７、ＩＬ−８（ＣＬＣＬ８）、ＩＬ−９、ＩＬ−１０、ＩＬ−１１、ＩＬ−１２、ＩＬ−１３、ＩＬ−１４、ＩＬ−１５、ＩＬ−１６、ＩＬ−１７、ＩＬ−１８、ＩＬ−１９、ＩＬ−２０、ＩＬ−２１、ＩＬ−２２、ＩＬ−２３、ＩＬ−２４、ＩＬ−２５、ＩＬ−２６、ＩＬ−２７、ＩＬ−２８、ＩＬ−２９、ＩＬ−３０、ＩＬ−３１、ＩＬ−３２、ＩＬ−３３、ＩＬ−３４、ＩＬ−３５、ＩＬ−３６、およびＩＬ−３７を挙げることができるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、タンパク質バイオマーカーは、インターロイキンファミリー１、２、３、４、５、６、７、および９、８、１０、１１、１２、１３、１５、または１７のタンパク質である。いくつかの実施形態では、タンパク質バイオマーカーは、ＩＬ−１、ＩＬ−２、ＩＬ−３、ＩＬ−４、ＩＬ−５、ＩＬ−６、ＩＬ−７、ＩＬ−８（ＣＬＣＬ８）、ＩＬ−９、ＩＬ−１０、ＩＬ−１１、ＩＬ−１２、ＩＬ−１３、ＩＬ−１４、ＩＬ−１５、ＩＬ−１６、ＩＬ−１７、ＩＬ−１８、ＩＬ−１９、ＩＬ−２０、ＩＬ−２１、ＩＬ−２２、ＩＬ−２３、ＩＬ−２４、ＩＬ−２５、ＩＬ−２６、ＩＬ−２７、ＩＬ−２８、ＩＬ−２９、ＩＬ−３０、ＩＬ−３１、ＩＬ−３２、ＩＬ−３３、ＩＬ−３４、ＩＬ−３５、ＩＬ−３６、またはＩＬ−３７である。
【０３３９】
いくつかの実施形態では、タンパク質バイオマーカーはリンフォカインである。リンフォカインは、リンパ球が抗原と接触すると、Ｔ細胞などのリンパ球によって産生および分泌される。リンフォカインは免疫応答を調節し、例えば免疫細胞、例えばマクロファージ、リンパ球形質転換、および細胞性免疫の誘引および活性化に関与している。リンフォカインとしては、ＩＬ−２、ＩＬ−３、ＩＬ−４、ＩＬ−５、ＩＬ−６、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子（ＧＭ−ＣＳＦ）、およびインターフェロン−γが挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、タンパク質バイオマーカーはＧＭ−ＣＳＦである。
【０３４０】
いくつかの実施形態では、タンパク質バイオマーカーは、腫瘍壊死因子である。サイトカインの腫瘍壊死因子（ＴＮＦ）スーパーファミリーは、免疫調節およびアポトーシスなどの多種多様な生物学的過程に関与している。腫瘍壊死因子としては、ＴＮＦアルファ（ＴＮＦ、ＴＮＦα）、リンフォトキシン−アルファ（ＬＴＡ、ＬＴ−アルファ、ＴＮＦ−β）、リンフォトキシン−ベータ、（ＬＴＢ、ＬＴ−ベータ、ＴＮＦＣ）、ＣＤ４０リガンド（ＣＤ４０Ｌ、ｇｐ３９、ＴＮＦＳＦ７）、ＣＤ７０（ＣＤ２７Ｌ、ＴＮＦＳＦ７）、ＴＮＦＳＦ４（ＯＸ４０Ｌ）、ＴＮＦＳＦ８（ＣＤ３０Ｌ）、Ｆａｓリガンド（ＦＡＳＬ、ＦＡＳＬＧ）、エクトジスプラシン（ｅｘｔｏｄｙｓｐｌａｓｉｎ）Ａ（ＥＤＡ）、ＴＮＦＳＦ９（４−１ＢＢＬ）、ＴＮＦ−関連アポトーシス誘導リガンド（ＴＮＦＳＦ１０、ＴＲＡＩＬ）、ＴＮＦＳＦ１１、ＴＮＦＳＦ１２、ＴＮＦＳＦ１３、ＴＮＦＳＦ１３Ｂ、ＴＮＦＳＦ１４、ＴＮＦＳＦ１５、およびＴＮＦＳＦ１８、が挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、タンパク質バイオマーカーは、ＴＮＦアルファ（ＴＮＦ、ＴＮＦα）、リンフォトキシン−アルファ（ＬＴＡ、ＬＴ−アルファ、ＴＮＦ−β）、リンフォトキシン−ベータ、（ＬＴＢ、ＬＴ−ベータ、ＴＮＦＣ）、ＣＤ４０リガンド（ＣＤ４０Ｌ、ｇｐ３９、ＴＮＦＳＦ７）、ＣＤ７０（ＣＤ２７Ｌ、ＴＮＦＳＦ７）、ＴＮＦＳＦ４（ＯＸ４０Ｌ）、ＴＮＦＳＦ８（ＣＤ３０Ｌ）、Ｆａｓリガンド（ＦＡＳＬ、ＦＡＳＬＧ）、エクトジスプラシン（ｅｘｔｏｄｙｓｐｌａｓｉｎ）Ａ（ＥＤＡ）、ＴＮＦＳＦ９（４−１ＢＢＬ）、ＴＮＦ−関連アポトーシス誘導リガンド（ＴＮＦＳＦ１０、ＴＲＡＩＬ）、ＴＮＦＳＦ１１、ＴＮＦＳＦ１２、ＴＮＦＳＦ１３、ＴＮＦＳＦ１３Ｂ、ＴＮＦＳＦ１４、ＴＮＦＳＦ１５、またはＴＮＦＳＦ１８である。
【０３４１】
いくつかの実施形態では、タンパク質バイオマーカーは、インテグリンまたはインテグリンに対するリガンドである。いくつかの実施形態では、タンパク質バイオマーカーは、α４β７インテグリンである。いくつかの実施形態では、タンパク質バイオマーカーは、粘膜アドレシン細胞接着分子−１（ＭＡｄＣＡＭ−１）である。β１インテグリンは、Ｔ細胞上のα４インテグリンへの結合についてβ７インテグリンと競合する。Ｔ細胞上にα４β７インテグリンが発現することにより、パイエル板などの腸内の部位へのＴ細胞の優先的な輸送を促進する。α４β７インテグリンは、粘膜血管アドレシンＭＡｄＣＡＭ−１に結合し、これはＴ細胞などの白血球をＧＩ管の粘膜に向ける手助けをする。ＭａｄＣＡＭは、腸壁の腸間膜リンパ節の細静脈およびパイエル板（ＰＰ）に特異的に発現する。ＭａｄＣＡＭは炎症中に腸細静脈で上方制御された。
【０３４２】
いくつかの実施形態では、タンパク質バイオマーカーは、モノカインである。モノカインは、マクロファージおよび単球などの免疫細胞によって産生され、例えば化学走性を介して好中球を引き付けることによって免疫系を媒介するのを助ける。
【０３４３】
いくつかの実施形態では、タンパク質バイオマーカーは、免疫グロブリンである。いくつかの実施形態では、タンパク質バイオマーカーは、自己免疫疾患または炎症性疾患に関連する自己抗体、例えば、これらに限定されないが、組織トランスグルタミナーゼ、グリアジン、および筋内膜抗体など、セリアック病に関連する自己抗体である。いくつかの実施形態では、タンパク質バイオマーカーは、抗組織トランスグルタミナーゼ抗体（ｔＴＧ）である。組織トランスグルタミナーゼは、小腸の内皮細胞に豊富に存在する酵素である。組織トランスグルタミナーゼの異常な活性化または調節異常は、セリアック病および炎症性疾患などの疾患と関連している。抗組織トランスグルタミナーゼ抗体は、食事性グルテンに対してアレルギーがある対象内に存在する。いくつかの実施形態では、タンパク質バイオマーカーは、抗グリアジン抗体（ＧＰ）である。グリアジンは、小麦内で見つかるプロラミンであり、セリアック病またはグルテンアレルギーを有する対象に対して抗原性であり得るグルテンの構成成分である。グリアジンは、αグリアジン、βグリアジン、またはγグリアジンとして分類することができる。セリアック病またはグルテン過敏症を有する対象においては、各タイプのグリアジンに結合するＩｇＡ、ＩｇＧ、またはＩｇＥ自己抗体が産生され得る。いくつかの実施形態では、タンパク質バイオマーカーは、抗筋内膜抗体（ＥＭＡ）である。ＥＭＡ  ＩｇＡ抗体の存在は、グルテン過敏症、セリアック病、および疱疹状皮膚炎と相関している。
【０３４４】
いくつかの実施形態では、タンパク質バイオマーカーは、タンパク質またはペプチド薬、例えば炎症性疾患を治療するために使用されるタンパク質またはペプチド薬である。いくつかの実施形態では、タンパク質バイオマーカーは、炎症性疾患に関与するタンパク質に結合する治療用抗体または他のタンパク質、例えばサイトカインを標的とする治療用抗体である。いくつかの実施形態では、タンパク質バイオマーカーは、腫瘍壊死因子アルファ（ＴＮＦα）を標的とし、それに結合する治療用抗体または他のタンパク質である。いくつかの実施形態では、タンパク質バイオマーカーは、インフリキシマブ、アダリムマブ、セルトリズマンペゴル、ゴリムマブもしくはエタネルセプト、またはそれらの抗原結合部分である。いくつかの実施形態では、タンパク質バイオマーカーは、治療用抗体またはその抗原結合部分に結合する抗体または他のタンパク質、例えば、ＧＩ管の炎症性疾患または自己免疫疾患を治療するために使用される治療用抗体またはその抗原結合部分に結合する抗体である。いくつかの実施形態では、タンパク質バイオマーカーは、ＴＮＦαを標的にしてそれに結合する治療用抗体またはその抗原結合部分に結合する抗体または他のタンパク質であり、例えばタンパク質バイオマーカーは、インフリキシマブ、アダリムマブ、セルトリズマンペゴル、ゴリムマブもしくはエタネルセプト、またはそれらの抗原結合部分に結合する抗体である。
【０３４５】
いくつかの実施形態では、タンパク質バイオマーカーは、分泌型ＩｇＡである。分泌型ＩｇＡは、粘膜分泌物中に存在する優勢な免疫グロブリンアイソタイプであり、胃腸管内における免疫障壁を維持するために重要である。分泌型ＩｇＡは、細菌、寄生虫、およびウイルスに応答して、腸内環境を制御するのに役立つ。上昇したレベルの糞便分泌型ＩｇＡは、ＧＩ管内において上方制御された免疫応答と関連しており、そのために、炎症を示すことができる。
【０３４６】
いくつかの実施形態では、タンパク質バイオマーカーは、免疫グロブリンではない（例えば、抗体または自己抗体でない）タンパク質である。
【０３４７】
いくつかの実施形態では、タンパク質バイオマーカーは、糞便バイオマーカーである。糞便バイオマーカーは、当技術分野において公知であり、例えば、Ｌｅｈｍａｎｎら、Ｔｈｅｒ．Ａｄｖ．Ｇａｓｔｒｏｅｎｔｅｒｏｌ．，８（１）：２３−２６（２０１５年）（その全体が参照により本明細書に組み入れられる）を参照されたい。いくつかの実施形態では、タンパク質バイオマーカーは、消化管炎症、例えばＩＢＤによって引き起こされる炎症に応答して、腸粘膜中の好中球によって産生され、分泌される。
【０３４８】
いくつかの実施形態では、タンパク質バイオマーカーは、カルプロテクチンである。ＩＢＤによって引き起こされた炎症は、胃腸管の腸粘膜への好中球の流入をもたらす。カルプロテクチンは、カルシウム結合タンパク質Ｓ１００Ａ８およびＳ１００Ａ９の２４ｋＤａ二量体である。カルプロテクチンは、炎症誘発性タンパク質であり、カルプロテクチンの濃度は腸粘膜の好中球の強度に比例する。高いレベルの糞便カルプロテクチンは、腸粘膜への好中球の移動を示すものであり、例えば、ＩＢＤ、クローン病、または潰瘍性大腸炎によって引き起こされる腸炎症のマーカーとして役立ち得る（Ｌｅｈｍａｎｎら，Ｔｈｅｒ．Ａｄｖ．Ｇａｓｔｒｏｅｎｔｅｒｏｌ．，８（１）：２３−２６，（２０１５年）を参照されたい）。高レベルのカルプロテクチンもまた、ＩＢＤとＩＢＳとを区別するために使用され得る。
【０３４９】
いくつかの実施形態では、タンパク質バイオマーカーは、Ｓ１００Ａ１２である。Ｓ１００Ａ１２は、活性ＩＢＤの間に上方制御される特定の好中球タンパク質である。腸粘膜からのＳ１００Ａ１２の放出は炎症と相関しており、糞便レベルのＳ１００Ａ１２を用いてＩＢＤを診断することができる。
【０３５０】
いくつかの実施形態では、タンパク質バイオマーカーは、ラクトフェリンである。ラクトフェリンは、活性化好中球および粘膜上皮細胞によって発現される鉄結合タンパク質である。高レベルの糞便ラクトフェリンは、例えば、慢性ＩＢＤ、潰瘍性大腸炎、およびクローン病によって引き起こされる胃腸系の炎症を示す（Ｋａｎｅら，Ａｍ  Ｊ  Ｇａｓｔｒｏｅｎｔｅｒｏｌ．９８（６）：１３０９−１４，２００３年；Ｌｅｈｍａｎｎら，Ｔｈｅｒ．Ａｄｖ．Ｇａｓｔｒｏｅｎｔｅｒｏｌ．，８（１）：２３−２６，（２０１５年）を参照されたい）。
【０３５１】
いくつかの実施形態では、タンパク質バイオマーカーは、Ｍ２−ピルビン酸キナーゼ（Ｍ２ＰＫ）である。Ｍ２ＰＫは、未分化組織および増殖組織に存在する多機能タンパク質である。糞便Ｍ２ＰＫレベルは、活性ＩＢＤにおいて増加し、Ｍ２ＰＫにより、ＩＢＤとＩＢＳとを区別できることが示されている。
【０３５２】
いくつかの実施形態では、タンパク質バイオマーカーは、ネオプテリンである。ネオプテリンは、マクロファージから放出されるビオプテリンの中間代謝産物である。ネオプテリンのレベルは、活性ＩＢＤにおいて、非活性疾患におけるレベルよりも高く、ネオプテリン濃度レベルは、粘膜病変の重症度と相関する。
【０３５３】
いくつかの実施形態では、タンパク質バイオマーカーは、メタロプロテイナーゼ（ＭＭＰ）である。メタロプロテイナーゼは、亜鉛依存性エンドペプチダーゼのファミリーに属する。ＭＭＰ−９などのＭＭＰは、ＩＢＤにおいて、および潰瘍性大腸炎生検において活性化された好中球によって分泌され、ＭＭＰ−１、ＭＭＰ−２、ＭＭＰ−３、およびＭＭＰ−９の濃度は上昇する。
【０３５４】
いくつかの実施形態では、タンパク質バイオマーカーは、ミエロペルオキシダーゼ（ＭＰＯ）である。ミエロペルオキシダーゼは、炎症中に活性化好中球によって放出されるリソソームタンパク質である。
【０３５５】
いくつかの実施形態では、タンパク質バイオマーカーは、多形核エラスターゼ（ＰＭＮエラスターゼ）である。ＰＭＮエラスターゼは活性化好中球によって放出され、活性ＩＢＤを有する対象は、ＩＢＳまたは不活性ＩＢＤを有する対象よりも高い濃度の糞便ＰＭＮエラスターゼを有する。
【０３５６】
いくつかの実施形態では、タンパク質バイオマーカーは、アルファ１アンチトリプシン（Ａ１  Ａ）である。Ａ１  Ａは、主に肝臓内で合成される直鎖糖タンパク質であるが、腸マクロファージ、単球および上皮細胞によっても作られる。Ａ１  Ａは、腸内での分解に抵抗性であり、かつ腸のタンパク質喪失および腸透過性のためのマーカーである。Ａ１  Ａ濃度レベルは、慢性炎症性腸疾患を評価および監視するのに有用であることが示されている。
【０３５７】
いくつかの実施形態では、タンパク質バイオマーカーは、好酸球性タンパク質Ｘ（ＥＰＸ）である。ＥＰＸは、胃腸管内など、活性化された好酸球から放出される。
【０３５８】
タンパク質防腐剤は、タンパク質の分解または変性を防ぐか、またはこれらの速度を低下させるために、かつ／またはタンパク質の安定性を増加させるために、例えばタンパク質構造を維持するために使用することができる。防腐剤は、一例として、プロテアーゼ阻害剤、界面活性剤（例えば、非イオン性界面活性剤）、乳化剤、酸、パラベン、エステル、およびタンパク質安定剤を挙げることができる。
【０３５９】
いくつかの実施形態では、防腐剤は、１つ以上のプロテアーゼによるタンパク質の消化または分解を防げるか、または低減することができる。いくつかの実施形態では、防腐剤はプロテアーゼ阻害剤であってもよい。いくつかの実施形態では、プロテアーゼ阻害剤は、セリンプロテアーゼ阻害剤、メタロプロテアーゼ阻害剤、アミノペプチダーゼ阻害剤、システインペプチダーゼ阻害剤、またはアスパルチルプロテアーゼ阻害剤である。いくつかの実施形態では、プロテアーゼ阻害剤は、これに限定されないが、トリプシン、キモトリプシン、プラスミン、カリクレイン、トロンビン、パパイン、カテプシンＢ、カテプシンＬ、カルパイン、およびスタホパイン、エンドプロテイナーゼＬｙｓ−Ｃ、カリクレイン、およびトロンビンなどのプロテアーゼによる消化を防ぐか、または低減することができる。いくつかの実施形態では、プロテアーゼ阻害剤は、４−（２−アミノエチル）ベンゼンスルホニルフルオリド塩酸塩（ＡＥＢＳＦ、ＣＡＳ  ３０８２７−９９−７）、アプロチニン（ＣＡＳ  ９０８７−７０−１）、ベスタチン（ＣＡＳ  ５８９７０−７６−６）、Ｅ−６４（ＣＡＳ  ６６７０１−２５−５）、ロイペプチン（ＣＡＳ  １０３４７６−８９−７）、ペプスタチンＡ（ＣＡＳ  ２６３０５−０３−３）、またはＮ−ｐ−トシル−Ｌ−フェニルアラニンクロロメチルケトン（ＴＰＣＫ）であり得る。いくつかの実施形態では、タンパク質バイオマーカー防腐剤としては、４−（２−アミノエチル）ベンゼンスルホニルフルオリド塩酸塩（ＡＥＢＳＦ、ＣＡＳ  ３０８２７−９９−７）、アプロチニン（ＣＡＳ  ９０８７−７０−１）、ベスタチン（ＣＡＳ  ５８９７０−７６−６）、Ｅ−６４（ＣＡＳ  ６６７０１−２５−５）、ロイペプチン（ＣＡＳ  １０３４７６−８９−７）、ペプスタチンＡ（ＣＡＳ  ２６３０５−０３−３）、ＤＭＳＡ、およびウシ血清アルブミン、ならびに任意によりＮ−ｐ−トシル−Ｌ−フェニルアラニンクロロメチルケトン（ＴＰＣＫ）が挙げられる。
【０３６０】
いくつかの実施形態では、防腐剤は、例えばトレハロースまたはデキストランなどのタンパク質安定剤であってもよい。
【０３６１】
本明細書に開示されている防腐剤は、酸であってもよい。いくつかの実施形態では、防腐剤は、３〜７の間のｐＫａを有する酸であってもよい。いくつかの実施形態では、防腐剤はクエン酸またはソルビン酸であってもよい。
【０３６２】
いくつかの実施形態では、防腐剤は、ポリソルベートなどの界面活性剤であってもよい。ポリソルベートの例としては、例えば、ポリソルベート２０（ポリオキシエチレン（２０）ソルビタンモノラウレート）、ポリソルベート４０（ポリオキシエチレン（２０）ソルビタンモノパルミテート）、ポリソルベート６０（ポリオキシエチレン（２０）ソルビタンモノステアレート）、ポリソルベート８０（ポリオキシエチレン（２０）ソルビタンモノオレエート）、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタントリステアレート、およびソルビタンモノオレアートが挙げられる。
【０３６３】
いくつかの実施形態では、防腐剤は、パラベン、パラヒドロキシ安息香酸塩、またはパラヒドロキシ安息香酸のエステル（４−ヒドロキシ安息香酸）である。いくつかの実施形態では、防腐剤は、プロピルパラベンであってもよい。
【０３６４】
いくつかの実施形態では、防腐剤は、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＡ）を含むことができる。いくつかの実施形態では、防腐剤は、ウシ血清アルブミンを含むことができる。
【０３６５】
防腐剤は、プロテアーゼ阻害剤、界面活性剤、乳化剤、酸、パラベン、およびエステルのうちの２つ以上の混合物であってもよい。例えば、本明細書に記載の防腐剤は、２つ以上のプロテアーゼ阻害剤の混合物を含んでもよい。いくつかの実施形態では、本明細書に記載の防腐剤は、１つ以上のプロテアーゼ阻害剤および１つ以上の酸との混合物を含んでもよい。いくつかの実施形態では、本明細書に記載の防腐剤は、１つ以上のプロテアーゼ阻害剤、１つ以上の酸、およびエステル、例えばパラベンの混合物を含んでもよい。いくつかの実施形態では、本明細書に記載の防腐剤は、１つ以上のプロテアーゼ阻害剤、１つ以上の酸、１つ以上のエステル、および１つ以上の界面活性剤の混合物を含んでもよい。いくつかの実施形態では、防腐剤は、ＨＡＬＴ（商標）プロテアーゼ阻害剤カクテル（Ｔｈｅｒｍｏ  Ｆｉｓｈｅｒ）を含んでもよい。いくつかの実施形態では、防腐剤は、ＨＡＬＴ（商標）プロテアーゼ阻害剤カクテル（Ｔｈｅｒｍｏ  Ｆｉｓｈｅｒ）およびＴＰＣＫを含んでもよい。いくつかの実施形態では、防腐剤は、タンパク質バイオマーカーを保存するために殺菌性であり得る。いくつかの実施形態では、殺菌性である防腐剤混合物としては、クエン酸（ＣＡＳ  ７７−９２−９）、ソルビン酸（ＣＡＳ  １１０−４４−１）、プロピルパラベン（ＣＡＳ  ９４−１３−３）、ｔｗｅｅｎ８０（ＣＡＳ  ９００５−６５−６）、エタノール、ウシ血清アルブミン、およびＴＰＣＫ（ＣＡＳ  ４０２−７１−１）が挙げられる。
【０３６６】
いくつかの実施形態では、タンパク質を安定化させるために、１つ以上のプロテアーゼ阻害剤を含む防腐剤混合物を胃腸管内のタンパク質と接触させることができる。いくつかの実施形態では、タンパク質は、免疫グロブリンである。いくつかの実施形態では、タンパク質は、ＩｇＡまたはＩｇＭである。いくつかの実施形態では、タンパク質は、分泌型ＩｇＡである。例示的な実施形態では、ＡＥＢＳＦ、アプロチニン、ベスタチン、Ｅ−６４、ロイペプチンおよびペプスタチンＡプロテアーゼ阻害剤（ＨＡＬＴ（商標）、Ｔｈｅｒｍｏ  Ｆｉｓｈｅｒ）、ならびにＮ−ｐ−トシル−Ｌ−フェニルアラニンクロロメチルケトン（ＴＰＣＫ、Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ）を含む防腐剤混合物を使用して、胃腸管内の１つ以上の免疫グロブリンタンパク質、例えば分泌型ＩｇＡを安定化させることができる。
【０３６７】
いくつかの実施形態では、タンパク質を安定化させるために、１つ以上のプロテアーゼ阻害剤、酸、パラベン、および界面活性剤を含む防腐剤混合物を胃腸管内のタンパク質と接触させることができる。いくつかの実施形態では、タンパク質は、免疫グロブリンではない。例示的な実施形態において、ＡＥＢＳＦ、アプロチニン、ベスタチン、Ｅ−６４、ロイペプチンおよびペプスタチンＡプロテアーゼ阻害剤（ＨＡＬＴ（商標）、Ｔｈｅｒｍｏ  Ｆｉｓｈｅｒ）、Ｎ−ｐ−トシル−Ｌ−フェニルアラニンクロロメチルケトン（ＴＰＣＫ、Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ）、クエン酸、ソルビン酸、プロピルパラベン、ポリソルベート８０（Ｔｗｅｅｎ  ８０）、ＢＳＡを含む防腐剤混合物を用いて、胃腸管内の１つ以上の非免疫グロブリンタンパク質、例えばサイトカイン、カルプロテクチン、Ｓ１００Ａ１２、ラクトフェリン、Ｍ２−ピルビン酸キナーゼ、ネオプテリン、メタロプロテイナーゼ、ミエロペルオキシダーゼ、多形核エラスターゼ、および／またはアルファ１アンチトリプシン、好酸球性タンパク質Ｘを安定化させることができる。
【０３６８】
いくつかの実施形態では、本明細書に記載されるように、１つ以上の内部対照が、摂取可能装置に含まれ、１つ以上のバイオマーカー分析物を収集するために使用される。内部対照は、経時的に装置内の小分子、核酸、および／またはタンパク質の安定性および分解を監視するために使用することができる。いくつかの実施形態では、内部対照は小分子、核酸、および／またはタンパク質であり得る。いくつかの実施形態では、小分子内部対照は、２，４ジニトロフェノール（２，４，ＤＮＰ）、フェモセン（ｆｅｍｏｃｅｎｅ）、および／または重水素標識コレステロールであり得る。いくつかの実施形態では、核酸内部対照はＤＮＡ内部対照であり得る。いくつかの実施形態では、核酸内部対照はＲＮＡ内部対照であり得る。いくつかの実施形態では、ＲＮＡ内部対照は、Ｄｉｎｇｌｅら，Ｊ．Ｃｌｉｎ．Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ．４２（３）：１００３−１０１１，２００４（その全体が参照により本明細書に組み入れられる）に記載のとおり、改変デルタウイルスゲノムに基づいて、広範な二次構造を有するＧ＋Ｃ豊富（６０％）ＲＮＡ分子であってもよい。いくつかの実施形態では、タンパク質内部対照は、ヒト血清アルブミン（ＨＡＳ）、フルオレセインイソチオシアネート、および／またはビオチンであり得る。
微生物防腐剤
【０３６９】
本明細書に開示される装置および方法はまた、対象の胃腸（ＧＩ）管内の微生物細胞、例えば細菌細胞のサンプルを収集するために使用され得、サンプリングされた細胞は、細胞を同定および定量するために分析され得る。いくつかの実施形態では、本明細書に開示される摂取可能装置および方法は、一旦装置が対象の身体内から出ると、細菌が収集されたＧＩ管の場所に存在する細菌の同一性および数に関して正確な評価が行われるように、装置内に収集された細菌細胞を安定化させる１つ以上の防腐剤を使用する。本明細書中に開示される摂取可能装置および方法は、ＧＩ管内の細菌細胞収集の部位における代表的な微生物叢データを提供し得る。
【０３７０】
胃腸管内に存在する微生物はいずれも、本明細書に記載のように摂取可能装置に入ることができる。微生物は、細菌、真菌、またはｐｒｏｔｅｓｔであり得る。例示的な実施形態では、少なくとも１つの細菌が本明細書に記載の摂取可能装置に入る。いくつかの実施形態では、微生物は、胃腸管の正常な微生物相の一部である。いくつかの実施形態では、摂取可能装置内に収集された微生物を分析することにより、胃腸管の健康について予測することができる、かつ／または胃腸管の障害を診断もしくは予測することができる胃腸管の微生物相に関する情報を提供することができる。例えば、対照サンプル、例えば健康な胃腸管を有する対象からのサンプル中に存在する細菌に対する特定の種類の細菌の存在量に関する情報は、炎症性障害などの障害を診断または予測するために使用することができる。いくつかの実施形態では、健康な対象の微生物叢に対する細菌の分類学的シフト、または特定の種類の細菌の存在量の変化を使用して、胃腸管の疾患または障害、例えばクローン病、炎症性腸疾患、潰瘍性大腸炎、過敏性腸症候群（ｉｒｒｉｔａｂｌｅ  ｂｏｗｌｅｄ  ｓｙｎｄｒｏｍｅ）、または小腸細菌の異常増殖を予測することができる（例えば、Ｗｒｉｇｈｔら，Ｉｎｆｌａｍｍ．Ｂｏｗｅｌ  Ｄｉｓ．２１（６）：１２１９−１２２８，２０１５；Ｋｏｓｔｉｃら，Ｇａｓｔｒｏｅｎｔｅｒｏｌｏｇｙ  １４６（６）：１４８９−１４９９，２０１４；Ｓａｒｔｏｒ  ａｎｄ  Ｍａｚｍａｎｉａｎ，Ａｍ．Ｊ．Ｇａｓｔｒｏｅｎｔｅｒｏｌ．Ｓｕｐｐｌ．１：１５−２１，２０１２を参照されたい）。いくつかの実施形態では、胃腸管の炎症性疾患および／または自己免疫疾患に関連する少なくとも１種類の細菌を摂取可能装置内に収集することができる。
【０３７１】
本明細書で使用されるとき、用語「安定化する」または「安定化された」は、細胞の全体的な同一性および数が、細胞が収集されたときと比較して変化していないかまたはほとんど変化していないように、細胞が後で分析されるまで、細胞が本明細書に記載の装置に収集されたときと同じ状態または類似の状態に留まることを意味する。結果として、装置内に収集された細胞は、収集部位に存在する細胞の集団を表し、例えば収集部位に見られる正確な細胞数を提供する。
【０３７２】
本明細書に開示される装置および方法により、ＧＩ管内の細菌のサンプリングに基づいて微生物叢に関する情報を導出することに関連する課題を克服する。サンプル分析における重要な課題は、摂取可能装置を用いたＧＩ管、例えば小腸内の細菌のサンプリングと、対象のＧＩ管から出てからの装置の回収との間に生じる遅延である。この期間中、細菌サンプルは、他の種類の細菌を排除しながら、特定の細菌株の成長および増殖を促進する温度および条件に曝される。結果として、摂取可能装置が身体から離れると、装置内に存在する嫌気性菌株などの集団において、ある種の細菌は、他の種類の細菌と比較して過剰に提示される場合もあり、全体の細菌数が、ＧＩ管内に存在する集団を示すものではないこともあり得る。本明細書に開示される装置および方法は、防腐剤を使用して、装置内に収集された細菌集団を安定化することによってこの課題を克服するものであり、これにより、装置が身体から出た後に装置内に存在する細菌の種類および数が、最初にＧＩ管内の装置に収集された細菌の種類および数とほぼ同じになる。
【０３７３】
いくつかの実施形態では、摂取可能装置に収集された細菌細胞のサンプルを、細菌サンプルを安定化させる防腐剤と接触させ、それによって、サンプルが、サンプル収集後少なくとも３０日間は、細菌の同一性および細胞数に関する正確な情報を提供し得る。いくつかの実施形態では、細菌細胞のサンプルは、本明細書に開示される摂取可能装置で収集および安定化することができる。これにより、サンプルは、少なくとも１日間、２日間、３日間、４日間、５日間、６日間、７日間、８日間、９日間、１０日間、１１日間、１２日間、１３日間、１４日間、１５日間、１６日間、１７日間、１８日間、１９日間、２０日間、２１日間、２２日間、２３日間、２４日間、２５日間、２６日間、２７日間、２８日間、２９日間、または３０日間、細菌の同一性および細胞数に関する正確な情報を提供することができるようになる。いくつかの実施形態では、本明細書に開示される装置内で細菌細胞のサンプルを収集し安定化させることができ、それにより、サンプルは装置がＧＩ管を通過し、回収され、分析された後に収集部位で発見された細菌の同一性および細胞数に関する正確な情報を提供することができるようになる。
【０３７４】
細菌は、本明細書中に記載される装置によって、対象の胃腸管内の任意の場所において収集され得る。いくつかの実施形態では、細菌細胞は、ＧＩ管内の２つ以上の場所に収集される。いくつかの実施形態では、細菌細胞は、対象の上部胃腸管内で収集される。いくつかの実施形態では、細菌細胞は、大腸内で収集される。いくつかの実施形態では、細菌細胞は、小腸内で収集される。いくつかの実施形態では、細菌細胞は、対象の十二指腸内で収集される。いくつかの実施形態では、細菌細胞は、対象の空腸内で収集される。いくつかの実施形態では、細菌細胞は、対象の回腸内で収集される。いくつかの実施形態では、細菌細胞は、対象の十二指腸および空腸内で収集される。
【０３７５】
いくつかの実施形態では、細菌細胞のサンプルは、小腸細菌の異常増殖（ＳＩＢＯ）を有する、または有することが疑われる対象のＧＩ管内に収集される。ＳＩＢＯは、小腸の過剰なバクテリアから生じる。ＳＩＢＯを有する対象は、疾患の提示において異なり得る。一部の患者では症状が軽度になり得、その結果、消化不良および鼓脹となり、さらに重度となり、その結果、慢性的な下痢、体重減少、および吸収不良を引き起こすことがある。ＳＩＢＯは、多くの場合、小腸の運動または小腸の動きに影響を与える障害、ならびにこれらに限定されないが、過敏性腸症候群、クローン病、および無塩酸症などの免疫系に影響を与える障害など、小腸の機能に影響を与える別の病気と関連している。ＳＩＢＯ診断には、小腸から収集されたサンプル中に見いだされる細胞を正確に定量化することを伴う。内視鏡検査を使用して小腸から収集した新鮮なサンプル中の細菌数が１ｘ１０５ＣＦＵを超える場合には、ＳＩＢＯが存在していることを示している。
【０３７６】
例示的な実施形態において、防腐剤は、細菌の成長および／または増殖を防止、阻害、または低減する。いくつかの実施形態では、防腐剤は、細菌の成長および／または増殖を恒久的に防止、阻害、または低減する。いくつかの実施形態では、防腐剤は、静菌性、殺菌性、および／または固定性の化合物のうちの１つ以上である。
【０３７７】
静菌性防腐剤は、細菌の成長または増殖を阻止する。いくつかの実施形態では、防腐剤は細菌を殺し、それによって成長および増殖を防ぐ。殺菌性は、細菌を死滅させる。細菌は、対象のＧＩ管内で本明細書に記載の装置に入り、細菌の成長および増殖を阻止する静菌性防腐剤、または細菌を死滅させる殺菌性防腐剤と接触する。結果として、装置内の細菌の数は、細菌が最初に装置に入った時点でＧＩ管内に存在していた細菌の微生物相を表す。
【０３７８】
いくつかの実施形態では、防腐剤は、ソルビン酸、クエン酸、プロピルパラベン、ナイシン、ジメチルジカーボネート、およびエチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）などであるがこれらに限定されない静菌食品防腐剤であってもよい。いくつかの実施形態では、防腐剤は、アジ化ナトリウム、ヒドロキシウレア、フシジン酸、ジアゾリジニルウレア、イミダゾリジニルウレア、サリチル酸、塩化バリウムおよび塩化ニッケル、金属銅、チメロサール、２−フェノキシエタノール、またはＰｒｏＣｌｉｎ（商標）であってもよい。いくつかの実施形態では、防腐剤は、ソルビン酸、クエン酸、プロピルパラベン、ナイシン、ジメチルジカーボネート、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、アジ化ナトリウム、ヒドロキシウレア、フシジン酸、ジアゾリジニルウレア、イミダゾリジニルウレア、サリチル酸、塩化バリウムおよび塩化ニッケル、金属銅、チメロサール、２−フェノキシエタノール、およびＰｒｏＣｌｉｎ（商標）のうちの１つ以上であり得る。
【０３７９】
いくつかの実施形態では、防腐剤は、細菌の成長および／または増殖を防止または阻害することに加えて、核酸の分解を防止または低減する。核酸の完全性を保存することで、ＰＣＲに基づくＤＮＡまたはＲＮＡ分析方法、例えば１６ＳリボソームＲＮＡ  ＰＣＲおよび配列決定を使用して、細菌の定量化が可能になる。いくつかの実施形態では、防腐剤は、ＥＤＴＡを含む。
【０３８０】
いくつかの実施形態では、殺菌性防腐剤は、クエン酸（ＣＡＳ  ７７−９２−９）、ソルビン酸（ＣＡＳ  １１０−４４−１）、プロピルパラベン（ＣＡＳ  ９４−１３−３）、Ｔｗｅｅｎ８０（ＣＡＳ  ９００５−６５−６）、エタノール、ウシ血清アルブミン、およびＴＰＣＫ（ＣＡＳ  ４０２−７１−１）のうちの１つ以上を含み得る。いくつかの実施形態では、殺菌性防腐剤は、クエン酸、ソルビン酸、プロピル−パラベン、およびＴｗｅｅｎ８０の混合物であり、例えば、殺菌性防腐剤は、２．５％（ｍ／ｖ）のクエン酸、２．５％（ｍ／ｖ）のソルビン酸、２．５％（ｍ／ｖ）プロピル−パラベン）、および３．１３％（ｍ／ｖ）のＴｗｅｅｎ８０を含み得る。いくつかの実施形態では、殺菌性防腐剤は、ソルビン酸、トリス、ＥＤＴＡ、Ｔｗｅｅｎ８０、およびＮａＣｌの混合物であり、例えば、殺菌性防腐剤は、２．０％（ｍ／ｖ）のソルビン酸、トリス、ＥＤＴＡ、１．０％（ｍ／ｖ）のＴｗｅｅｎ８０、および１．０％（ｍ／ｖ）のＮａＣｌを含み得る。いくつかの実施形態では、殺菌性防腐剤は、重金属殺菌性混合物である。いくつかの実施形態では、殺菌性防腐剤は、塩化バリウムおよび塩化ニッケルを含む混合物である。いくつかの実施形態では、殺菌性防腐剤はチメロサールであり、安定剤は、例えば０．１％のチメロサールを含む。
【０３８１】
本明細書に開示される摂取可能装置において収集され安定化された細菌細胞は、収集部位における代表的な微生物叢のデータを得るためにサンプル中の細菌を同定および／または計数するための当技術分野において周知の材料および方法を用いて、分析され得る。いくつかの実施形態では、１６ＳリボソームＲＮＡ配列決定は、器具または装置内で安定化され、収集された細菌を分析するために使用される。１６Ｓリボソーム配列決定の様々な方法が当該分野で公知であり、本明細書中に記載される細菌サンプルを分析するために使用され得る（例えば、Ｓａｎｓｃｈａｇｒｉｎ  ａｎｄ  Ｙｅｒｇｅａｕ，Ｊ．Ｖｉｓ．Ｅｘｐ．９０：５１７０９，２０１４年を参照されたい）。
【０３８２】
いくつかの実施形態では、摂取可能装置内で収集および安定化された細菌細胞を計数および／または同定し、例えば内視鏡検査によって得られた小腸吸引液、例えば十二指腸吸引液から内視鏡サンプリングによって得られた細菌細胞と比較することができる。いくつかの実施形態では、本明細書に記載の摂取可能装置を使用して、ＳＩＢＯを有するまたはＳＩＢＯを有すると疑われる対象から細菌細胞を収集し、かつ安定化させ、装置中の細菌数を計数して、内視鏡検査により、対象の小腸から収集した対照サンプルと比較する。対照サンプルは、陰性対照、すなわちＳＩＢＯを有さないことがわかっている対象から収集されたもの、または陽性対照、すなわちＳＩＢＯを有していることがわかっている対象から収集されたものであってもよい。内視鏡検査により収集した新鮮なサンプルで評価した場合、数が１ｘ１０５ＣＦＵを超える場合、ＳＩＢＯと見なす。
実施例
材料
【０３８３】
疑似十二指腸液（「ＳＤＪ」）：ＳＤＪは、２．５ｍＬの第１の溶液（「溶液１」）を１０ｍＬの第２の溶液（「溶液２」）に加えることによって配合した。溶液１は、９ｍｇのパンクレアチン（Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃａｔ番号Ｐ１７５０）、６５ｍｇのウシ（ｏｘ）胆汁（Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃａｔ番号Ｂ３８８３）、および１０ｍＬの食塩水を含むものとした。溶液２は、５ｍｇのムチン（Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃａｔ番号Ｍ２３７８）および１０ｍＬの食塩水を含むものとした。溶液１および溶液２を混合した後、空腹時十二指腸液サンプル中の平均ｐＨを反映するように、ｐＨを６．５に調整した。ＳＤＪストック溶液を滅菌１５ｍＬコニカルチューブに分取し、−８０℃で凍結した。実験の各日に、室温でＳＤＪストック溶液を解凍し、１時間以内に使用した。
【０３８４】
ＨＡＬＴプロテアーゼ阻害剤カクテル：１００Ｘ  ＨＡＬＴ（商標）プロテアーゼ阻害剤カクテル（Ｔｈｅｒｍｏ  Ｆｉｓｈｅｒ  Ｃａｔ番号７８４３０）。
【０３８５】
ＴＰＣＫ：ＴＰＣＫ（Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃａｔ番号Ｔ４３７６）。１００％エタノールで希釈した３０ｍＭストック溶液。
【０３８６】
Ｃｉｄａｌ  Ｍｉｘ  １（ＣＭ１）ストック溶液：クエン酸（Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃａｔ番号２５１２７５）を含む５０％ストックｗ／ｖ水溶液、ソルビン酸（Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃａｔ番号Ｓ１６２６）を含む１００％エタノールで希釈した１０％ストックｗ／ｖ溶液、プロピルパラベン（Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃａｔ番号ＰＨＲ１０１０）を含む１００％エタノールで希釈した３３％ストックｗ／ｖ溶液、およびＴｗｅｅｎ（登録商標）８０（Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃａｔ番号Ｐ１７５４）。
【０３８７】
ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）：ＢＳＡ（Ｐｒｏｌｉａｎｔ  Ｃａｔ番号７５００８０２ロット１２Ｇ５４００３）。ＰＢＳまたは水で希釈した１％ストックｗ／ｖ。
【０３８８】
免疫グロブリン保存溶液：１％ＢＳＡ中に１ＸＨＡＬＴ、２０μＭＴＰＣＫを含む４ｍＬ溶液は、４０μＬの１００ＸＨＡＬＴ、２．６６μＬの３０ｍＭストックＴＰＣＫ（Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃａｔ番号Ｔ４３７６）および１％ＢＳＡを含む３．９５ｍＬの滅菌蒸留水を組み合わせて調製した。
【０３８９】
サイトカイン保存溶液：１ＸＨＡＬＴ、０．３％ｃｉｄａｌ  ｍｉｘ、２０μＭ  ＴＰＣＫおよび１％ＢＳＡを含有する４ｍＬ溶液は、２４μＬクエン酸ストック、１２０μＬソルビン酸ストック、３６μＬプロピルパラベン、１２５μＬＴｗｅｅｎ（商標）８０、４０μＬの１００ＸＨＡＬＴ（商標）、２．６６μＬの３０ｍＭストックＴＰＣＫ、および１％ＢＳＡを含む３．６５ｍＬの滅菌蒸留水を組み合わせることによって調製した。
【０３９０】
吸収材料：Ｃａｒｗｉｌｄ  Ｉｖａｌｏｎ  ＰＶＡ（Ｐ４）スポンジを１．３±０．１ｍｍに剃り、また６ｍｍｘ８．５ｍｍに切断した。
【０３９１】
タンパク質分析物（精製標準）：組換えヒトＩＬ６（Ｒ＆Ｄ  ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｃａｔ番号７２７０−ＩＬ０２５）；ヒト血清由来のＩｇＡ（Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃａｔ番号Ｉ１０１０−５ＭＧ）；ヒト初乳由来のＩｇＭ（Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃａｔ番号Ｉ８２６０−５ＭＧ）；およびＦＩＴＣ−ＨＳＡ−ビオチン（Ｎａｎｏｃｓ  Ｃａｔ番号ＨＳ２−ＢＮＦＣ）。
【０３９２】
抽出緩衝液：Ｅｐｉｔｏｐｅ  Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ  Ｉｎｃ．（定量的糞便カルプロテクチンＥＬＩＳＡキットＣａｔ番号ＫＴ−８４９）；およびＨｙＣｕｌｔ  Ｂｉｏｔｅｃｈ抽出緩衝液（カルプロテクチンヒトＥＬＩＳＡキットＣａｔ番号ＨＫ３７９−０２）。
【０３９３】
ＥＬＩＳＡキット：ヒトＩＬ６  Ｑｕａｎｔｉｋｉｎｅ  ＥＬＩＳＡキット（Ｒ＆Ｄ  ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｃａｔ番号Ｄ６０５０）；ヒトＩｇＡ  ＥＬＩＳＡキット（Ａｂｃａｍ  Ｃａｔ番号ａｂ１９６２６３）；ヒトＩｇＭ  ＥＬＩＳＡキット（Ａｂｃａｍ  Ｃａｔ番号ａｂ２１４５６８）；および内部対照ＥＬＩＳＡアッセイ（内部開発）
【０３９４】
内部対照タンパク質：ＦＩＴＣ−ＨＳＡ−ビオチン（Ｎａｎｏｃｓ  Ｃａｔ番号ＨＳ２−ＢＮＦＣ）。０．１％ＢＳＡを含む濾過滅菌済みＰＢＳで希釈した４００μｇ／ｍＬ標準溶液
【０３９５】
ブロッキング試薬：ＳｕｐｅｒＢｌｏｃｋ（ＰＢＳ）ブロッキング緩衝液（Ｔｈｅｒｍｏ  Ｆｉｓｈｅｒ  Ｃａｔ番号３７５１５）
【０３９６】
捕捉抗体：Ｐｉｅｒｃｅフルオレセインイソチオシアネート抗体（Ｔｈｅｒｍｏ  Ｆｉｓｈｅｒ  Ｃａｔ番号：ＭＩＦ２９０１）。濾過滅菌済みＰＢＳで希釈した１０μｇ／ｍＬ標準溶液。
【０３９７】
アッセイ希釈剤：濾過滅菌済みＰＢＳで希釈したＢＳＡ（１％ｗ／ｖ）。
【０３９８】
検出試薬：Ｐｉｅｒｃｅ高感度ストレプトアビジン−ＨＲＰ（Ｔｈｅｒｍｏ  Ｆｉｓｈｅｒ  Ｃａｔ番号２１１３０）。アッセイ希釈剤で希釈した１：１０，０００標準溶液。
【０３９９】
基質試薬：製品文献に示されるように調製された、ＱｕａｎｔａＲｅｄ増強化学蛍光ＨＲＰ基質（Ｔｈｅｒｍｏ  Ｆｉｓｈｅｒ  Ｃａｔ番号１５１５９）。
【０４００】
洗浄緩衝液：濾過滅菌済みＰＢＳ中０．０１％ｖ／ｖのＴｗｅｅｎ２０。
【０４０１】
ＨＡＢＡビオチンブロッキング溶液：エタノールで希釈した８２５μＭ標準溶液。
方法
【０４０２】
１％ＢＳＡを含むリン酸緩衝食塩水（ＰＢＳ）で試験ウェルをブロックし、プレートを４℃で１時間インキュベートした。続いて、０．０１％Ｔｗｅｅｎ２０を含むＰＢＳでウェルを４回洗浄した。洗浄後、純ＳＤＪまたは熱処理ＳＤＪ（両方とも１ＸＨＡＬＴを含む）を試験ウェルに添加し、ＩｇＡ（２５００ｎｇ／ｍｌ）、ＩｇＭ（１２５０ｎｇ／ｍｌ）、またはＩＬ６（３０ｎｇ／ｍｌ）を含む０．１％ＢＳＡをスパイクした。分析物添加直後に２０μｌのサンプルを採取した。サンプルは、各抽出緩衝液で１：５０に希釈し、４℃で２０分間、１０，０００ｘｇで遠心分離した。ＩＬ６検出のために、１００μｌ上清をＥＬＩＳＡ希釈緩衝液中で１：２に希釈した。ＩｇＡおよびＩｇＭについては、５０μｌの抽出上清を、ＩｇＡおよびＩｇＭのＥＬＩＳＡプロトコールに従って５０μｌの抗体カクテルで希釈した。実験では、純ＳＤＪ（未処理）または１００℃／１５分での熱処理（ＳＤＪ中での分析物の検出を妨げる可能性のある熱に弱い成分を除去するため）を使用した。
【０４０３】
市販のヒトＩＬ６、ＩｇＡおよびＩｇＭ  ＥＬＩＳＡキットを製造業者の指示に従ってこれらの分析物を検出するために使用した。
【０４０４】
ＩＣを検出するために、ＥＬＩＳＡアッセイを新規に開発した。ＩＣは、ＦＩＴＣおよびビオチンの両方にコンジュゲートしたＨＳＡタンパク質であった。このタンパク質を使用するための理論的根拠は、ＦＩＴＣタグを介してＩＣタンパク質を捕捉／固定化し、次いで検出のためにビオチンタグを使用することであった。
【０４０５】
以下に、内部対照標準曲線の作成について二通り説明する。これらの実験用のＩＣストック溶液（Ｎａｎｏｃｓ  Ｃａｔ番号ＨＳ２−ＢＮＦＣ）は、４ｍｇ／ｍｌであった。ＩＣ標準濃度範囲は、０〜３０，０００ｎｇ／ｍＬであった。
１．）８本の管にラベルを付ける：標準１〜８。
２．）１ＸＰＢＳ＋１％ＢＳＡ５９５．５μＬをチューブ１に入れる。１ＸＰＢＳ＋１％ＢＳＡ４００μＬを２〜８とラベル表示された残りのチューブに追加する。
３．）４ｍｇ／ｍＬのストックＨＳＡストック溶液４．５μＬをチューブ１にピペットで入れる。これは、標準曲線の３０，００ｎｇ／ｍＬの最高濃度として機能する。図３５に示すように、１：３希釈系列を調製する。次に移送する前に各チューブを十分に混合する。１ＸＰＢＳ＋１％ＢＳＡ溶液は、ゼロ標準として役立つ。
【０４０６】
以下のようにウェルを捕捉抗体でコーティングした。抗ＦＩＴＣ抗体をＰＢＳで１０μｇ／ｍＬに希釈した。１ウェルあたり１００μＬをＥＬＩＳＡプレートに蒔いた。プレートを、４５ｒｐｍに設定したプレートシェーカで室温で２時間、または４℃で一晩インキュベートした。
【０４０７】
ウェルは、以下のようにブロックした。ＳｕｐｅｒＢｌｏｃｋブロッキング緩衝液を用いてウェルを洗浄し、ブロックした。３００μＬの交換を３回行い、プレートの内容物を流しにフリックし、硬い表面上でプレートをたたいて過剰の液体を除去した。ブロッキングは即時であるため、インキュベーションはＳｕｐｅｒＢｌｏｃｋでは使用しなかった。サンプルおよび対照のプレーティングの準備が整うまで、ＳｕｐｅｒＢｌｏｃｋはウェルに残した。
【０４０８】
サンプルおよびタンパク質標準液は、以下のように添加した。１００μＬのサンプル（またはタンパク質標準液）は、各ウェルに二重にピペットで入れた。陽性対照のために、ＦＩＴＣ−ＨＳＡ−ビオチンを１ＸＰＢＳ＋１％ＢＳＡで１μｇ／ｍｌに希釈した。０．５μｇ／ｍＬのＦＩＴＣ−ＨＳＡ−ビオチン１ｍｌを以下のように調製した。ＨＳＡタンパク質の標準溶液は、４ｍｇ／ｍＬのタンパク質の初期ストック溶液を１：１０に希釈して０．４ｍｇ／ｍｌとすることによって調製した。２．５μＬの０．４ｍｇ／ｍＬのＨＳＡをエッペンドルフチューブに添加し、１ＸＰＢＳ＋１％ＢＳＡで容量を１ｍｌにした。プレートを密封し、４５ｒｐｍに設定したプレートシェーカで、室温において２．５時間インキュベートした。
【０４０９】
プレートを以下のように洗浄した。各ウェルを吸引するか、またはプレートを逆転させて、内容物を流しで振とうすることにより空にした。プレートは、清潔なペーパータオルに対して吸取させて、過剰な液体を除去した。１ＸＰＢＳ＋０．０１％Ｔｗｅｅｎ２０  ３００μＬを添加することによってプレートを４回洗浄した。清潔なペーパータオルに対してプレートを吸取することによって、各ステップで液体を完全に除去した。
【０４１０】
検出試薬およびＨＡＢＡを以下のように添加した。ストレプトアビジン−ＨＲＰを２０μＭＨＡＢＡ試薬を含むＰＢＳ＋１％ＢＳＡで１：１０，０００に希釈し、１ウェルあたり１００μｌを加えた。全９６ウェルプレートに対して、１μｌのストレプトアビジン−ＨＲＰストック溶液（４．１３ｍｇ／ｍｌ）および８５μｌを１０ｍｌの１ＸＰＢＳ＋１％ＢＳＡ中にピペッティングすることによって、１０ｍｌの希釈されたストレプトアビジン−ＨＲＰを調製した。より少ない検出試薬が使用された場合、試験されるサンプルの数に対して適切な量が調製された。プレートは、４５ｒｐｍに設定したプレートシェーカ上で室温において数時間インキュベートした。
【０４１１】
ＨＲＰ基質を以下のように添加した。プレートは、３００μｌ  １Ｘ  ＰＢＳ０．０１％Ｔｗｅｅｎ２０で１回洗浄した。プレートを３００μｌの１ＸＰＢＳのみで３回洗浄した（基質を添加する前にウェル中に確実にＴｗｅｅｎ２０が存在しないようにする。これは、Ｔｗｅｅｎ２０が高いバックグラウンドシグナルを引き起こす可能性があるためである）。基質混合物は、以下のようにして作製した。例えば、１００μｌの基質を各ウェルに添加し、約１００のウェルが存在する場合、これにより、１０ｍｌの溶液を生成した。１０ｍｌの基質溶液を調製するために、５ｍｌの増強剤溶液、５ｍｌの安定な過酸化物、および１００μｌのＡＤＨＰを１５ｍｌのファルコンチューブに加えた。１００μｌの基質を加え、４５ｒｐｍに設定したプレートシェーカ上で室温において１５分間インキュベートした。ＧｌｏＭａｘを５６０ｎｍの吸光度モードで読み取り、次に蛍光モードを発光５８０〜６４０、励起フィルタ５２０ｎｍで読み取った。反応を１０μｌの停止溶液で停止させ、必要に応じて再度読み取った。
【０４１２】
内部対照ＥＬＩＳＡ試薬および装置は、以下のとおりとした。
ＢＳＡ（Ｌａｍｐｉｒｅ  Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ  Ｃａｔ番号７５００８０４）
ＰＢＳ、ｐＨ７．４（Ｔｈｅｒｍｏ  Ｃａｔ番号１００１０−０２３）
Ｔｗｅｅｎ（登録商標）２０（Ｓｉｇｍａ  Ｃａｔ番号Ｐ９４１６）
試薬用エタノール
Ｎｕｎｃ−Ｉｍｍｕｎｏ（商標）ＭｉｃｒｏＷｅｌｌ（商標）９６ウェルソリッドプレートＭａｘｉＳｏｒｐ（商標）（Ｔｈｅｒｍｏ  Ｆｉｓｈｅｒ  Ｃａｔ番号４４２４０４）
３００μＬ  ８−チャンネルピペッタ
１０μＬ  ８−チャンネルピペッタ
シングルチャネルピペッター
ピペットチップ
試薬リザーバ
遮光板シール（ＴｅｍｐＰｌａｔｅ  ＥＸＴ  Ｓｅａｌｉｎｇ  Ｆｏｉｌ，ＵＳＡ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  Ｃａｔ番号２９９８−７１００）
オービタルプレートシェーカ
【０４１３】
標準濃度曲線を用いて、ＩＣタンパク質の検出に対する様々な濃度のＨＡＢＡの効果を調べた。ＩＣ  ＥＬＩＳＡの検出段階の間、０、５、１０、２０μＭＨＡＢＡのいずれかをストレプトアビジン−ＨＲＰと混合した。図３６に示すように、ＩＣ  ＥＬＩＳＡは機能的であり、２０μＭのＨＡＢＡを加えることでＩＣシグナル検出が改善された。
【０４１４】
ここでは、ＳＤＪへの曝露後にＩＣを検出するために使用された方法について記載する。ＳＤＪ中のＩｇＡ、ＩｇＭおよびＩＬ６を検出するために使用されるタンパク質防腐剤の存在の影響により、ＩＣ  ＥＬＩＳＡの検出が妨害された。３７℃で７２時間インキュベートした後のＳＤＪ中のＩＣの安定性を調べた。
【０４１５】
最初に試験ウェルは、１％ＢＳＡを含むＰＢＳでブロックして、ＩＣタンパク質が試験プレート上のプラスチック表面に結合するのを防いだ。プレートを４℃で１時間インキュベートした。続いてウェルを０．０１％Ｔｗｅｅｎ２０を含むＰＢＳで４回洗浄した。ＰＢＳのみを含む１００μＬのＳＤＪまたは１％ＢＳＡを含むＰＢＳ中の１ｘＨＡＬＴ±０．１５％Ｃｉｄａｌ  Ｍｉｘ  １に５μｇのＦＩＴＣ−ＨＳＡ−ビオチンをスパイクした。時間０（分析物の添加直後）および３７℃で７２時間のインキュベーション後に再び２０μＬのサンプルを採取した。サンプルをエピトープ抽出緩衝液で１：５０に希釈し、４℃で２０分間１０，０００ｘｇで遠心分離した。ＩＣの存在について、上清をＥＬＩＳＡによりアッセイした（上記のとおり）。
【０４１６】
結果を図３７に示す。エピトープ抽出緩衝液は、ＳＤＪからＩＣを抽出するのに有効であり、ＥＬＩＳＡによるＩＣの検出が可能となった。ＥＬＩＳＡによるＩＣの検出は、ＳＤＪ中の分析物防腐剤の存在によって著しく妨げられることはなかった。ＩＣタンパク質は、ＳＤＪ中において比較的安定であり、３７℃で７２時間のインキュベーション後にＥＬＩＳＡによって検出することができた。
バイオマーカーの捕捉と保存
【０４１７】
ＳＤＪであったバイオ関連サロゲートマトリックスへのタンパク質防腐剤の送達を調査するための試験システムを確立した。分析物の保存に伴う保存用化学物質を吸収材料（上記参照）に充填するために、二段階プロセスが開発された。最初に、吸収材料を、ＳＤＪ中のＩｇＡ、またＩｇＭタンパク質を保存するための免疫グロブリン保存溶液（セクション５を参照されたい）４ｍＬに浸漬するか、またはＩＬ６を保存するためのサイトカイン保存溶液４ｍＬに浸漬した。飽和するまで、吸収材料を保存溶液に浸した（５分間）。吸収材料を取り出し、真空オーブン中室温で一晩乾燥した。乾燥後、ビオチンに結合したヒト血清アルブミンに結合したフルオレセインイソチオシアネート（ＦＩＴＣ−ＨＳＡ−ビオチン）を含む３部の内部対照（ＩＣ）分子を、防腐剤を充填した吸収材料の最上部にピペットで移した。また、吸収材料を真空オーブン中室温で一晩乾燥させた。これは、バイオマーカー検出中に対照タンパク質として機能を果たした。内部対照は、それが腸を通過する際に摂取可能物の内部で起こり得るあらゆるタンパク質分解プロセスを監視するために使用した。本明細書に記載の実験では、ＩＣをＳＤＪへの曝露前に既知の量で各吸収材料に適用し、次いで、その後の様々な時間長の後にアッセイした。この方法を通して、ＩＣの損失が一般的なタンパク質分解のためのマーカーとして使用され得ることが想定された。分解の反応速度を導き出し、関心のある他のバイオマーカーの出発濃度を逆算／推定するために使用することができる。
【０４１８】
以下の実験では、吸収材料を用いたＳＤＪマトリックスへのタンパク質防腐剤の効果的な送達を実証する。実験は、以下のように設定された。試験ウェルは、１％ＢＳＡを含むＰＢＳでブロックして、タンパク質分析物が試験プレート上のプラスチック表面に結合するのを防いだ。プレートを４℃で１時間インキュベートした。続いてウェルを０．０１％Ｔｗｅｅｎ２０を含むＰＢＳで４回洗浄した。ＳＤＪにＩｇＡ（２５００ｎｇ／ｍｌ）およびＩｇＭ（１２５０ｎｇ／ｍｌ）をスパイクした後、免疫グロブリン保存溶液を充填した吸収材料を１００μＬＳＤＪに浸した。サイトカイン保存溶液に浸した吸収材料を、ＩＬ６（１μｇ／ｍＬ）をスパイクする前または後のいずれかにＳＤＪに浸漬させた。（吸収材料の非存在下で）最適な防腐剤を含むＳＤＪに、陽性対照としてＩｇＡまたはＩｇＭをスパイクした。２０μＬのサンプルを時間０（分析物および吸収材料を添加した直後）および３７℃で１８時間のインキュベーション後に再度採取した。サンプルは、エピトープ抽出緩衝液で１：５０に希釈し、４℃で２０分間、１０，０００ｘｇで遠心分離した。ＩＬ６の検出のために、１００μｌの上清をＥＬＩＳＡ希釈緩衝液中で１：２に希釈した。ＩｇＡおよびＩｇＭを検出するために、ＥＬＩＳＡキットの取扱説明書に従って、５０μｌの抽出サンプルを５０μｌのＥＬＩＳＡカクテル抗体と共にインキュベートした。
【０４１９】
ＳＤＪ中のＩｇＡおよびＩｇＭの検出の成功は、１％ＢＳＡおよび１００ＸＨＡＬＴのみを使用することで達成され、ＩＬ６の検出の成功は、１％ＢＳＡ、１００ＸＨＡＬＴおよび０．３％ＣＭ１を使用することで達成されたと判断された。
【０４２０】
上記の実験を、０時間（分析物および吸収材料を添加した直後）で採取し、かつ３７℃で２４時間、４８時間、および７２時間インキュベートした後に再度採取した２０μＬのサンプルを用いて繰り返した。
【０４２１】
図３８〜４３には、次のことを示している。１）吸収材料に防腐剤混合物をうまく添加することができた。２）防腐剤混合物が生体関連マトリックスにうまく送達された。３）タンパク質バイオマーカーは、防腐剤混合物によって最大で７２時間保存された。および４）吸収材料は不可逆的にバイオマーカーに結合することはなかった。図４１、４２および４４では、２つの異なるロットのＳＤＪでのバイオマーカー保存の一貫性を実証している。
ＥＬＩＳＡアッセイの適合性
【０４２２】
ＥＬＩＳＡアッセイは、非常に高感度で、かつ比較的複雑なイムノアッセイであり得、これは特定の条件によって負の影響を受ける可能性がある。例えば、アッセイの上流成分は、結果を阻害または変更する可能性がある。これらの実験は、下流のバイオマーカーアッセイ法に対する保存用カクテルの影響を特徴付けるために行われ、免疫グロブリン試験およびＩＬ６試験のための材料を別々の摂取可能装置で捕捉する戦略を推進した。
【０４２３】
図４５に示すように、０．３％Ｃｉｄａｌ  Ｍｉｘ  １、１ｘＨＡＬＴおよび１％ＢＳＡを使用した結果、ＳＤＪにおいてＩＬ６検出が成功した。図４６および図４７に示すように、ＩｇＡおよびＩｇＭの両方の検出は、０．３％のＣｉｄａｌ  Ｍｉｘ  １の存在によって阻害された。さらなる調査では、Ｃｉｄａｌ  Ｍｉｘ  １中のソルビン酸およびクエン酸成分がＩｇＡおよびＩｇＭ  ＥＬＩＳＡアッセイ阻害の原因であることが確認された。
【０４２４】
ＴＰＣＫは、比較的安定で、かつ比較的不可逆的なセリンプロテアーゼ阻害剤であり、酵素分解に対するさらなる保護をもたらすために防腐剤混合物中に含まれていた。防腐剤混合物へのＴＰＣＫの添加の影響を決定するために調査を行った。図４８〜図５０に示すように、ＴＰＣＫは、それぞれＩｇＡ、ＩｇＭまたはＩＬ−６の検出に影響を及ぼすことはなかった。
ＳＤＪにおけるタンパク質分析物の抽出
【０４２５】
ＳＤＪからの分析物の効果的回収をもたらすプロトコールを確立するために、さまざまな抽出緩衝液および方法の試験を行った。
【０４２６】
ＩｇＡタンパク質は、ＨｙＣｕｌｔおよびエピトープ抽出緩衝液の両方を用いて抽出した後、ＥＬＩＳＡによって検出され、エピトープ抽出緩衝液は優れた結果を呈した。ＩＬ６シグナルは、エピトープおよびＨｙｃｕｌｔ抽出緩衝液の両方を用いた抽出後に観察された。しかしながら、図５１に示すように、ＩＬ６は熱処理ＳＤＪ中に検出された。図５２に示すように、ＩｇＡは純ＳＤＪおよび熱処理されたＳＤＪの両方において検出された。ＳＤＪからのＩｇＭの抽出は、エピトープ抽出緩衝液では有効であったが、Ｈｙｃｕｌｔ抽出緩衝液では有効ではなかった。図５３に示すように、ＩｇＭは、エピトープ緩衝液で抽出した後、純ＳＤＪおよび熱処理したＳＤＪの両方において検出可能であった。図５４に示すように、ＩＣは、エピトープ緩衝液で抽出した後、純ＳＤＪおよび熱処理したＳＤＪの両方において検出可能であった。
スポンジ材料の評価
【０４２７】
様々な吸収材料で作られたスポンジを、経時的に細菌を保持する能力について、および摂取可能装置において使用するためのそれらの適合性を判断するために試験した。アルギン酸塩、カルボキシメチルセルロース、およびコラーゲン／セルロースに基づいて、スポンジを試験した。特に、Ｐｒｏｍｏｒｇｒａｎ（商標）（Ｓｙｓｔａｇｅｎｉｘ）、Ａｑｕａｃｅｌ（商標）（Ｃｏｎｖａｔｅｃ）、Ｎｕ−ＤＥＲＭ（商標）（Ｓｙｓｔａｇｅｎｉｘ）から作られたスポンジからの細菌の回収率を経時的に試験した。Ｐｒｏｍｏｒｇｒａｎ（商標）およびＡｑｕａｃｅｌ（商標）については、細菌を接種した後にこれらの材料からブドウ球菌および連鎖球菌属細菌を回収できなかったため、検討を却下した。Ｎｕ−ＤＥＲＭ（商標）についても、２４時間のインキュベーション後にグラム陽性菌株を回収することができず、またグラム陰性菌株が経時的にこの材料において有意に減少したため、却下した。図５５には、経時的なＮｕ−Ｄｅｒｍ（商標）上のブドウ球菌（Ｆ１）および連鎖球菌属細菌（Ｆ６）の量を示す。
【０４２８】
非分解性合成マトリックススポンジもまた、長期にわたってそれらから播種された細菌が回収され得るかどうかを経時的に判断するために試験された。具体的には、ポリウレタン（ＰＵ）およびカーボンスポンジ（Ｃ６０（６０ｐｐｉ）およびＣ１００（１００ｐｐｉ））に大腸菌（Ｆ１）、赤痢菌（Ｆ６）、または黄色ブドウ球菌を播種し、その後、４８時間かけて細菌の回収率の試験を行った。図５６Ａ〜図５６Ｃには、ポリウレタンスポンジにより、試験を行った全ての細菌をより効果的に回収できたことを示している。ポリウレタン製の合成スポンジもまた、それらが水和の際にサイズを大きく変えることはなく、防腐剤をそのスポンジに安定して添加することができるので選択された。
【０４２９】
次に、ポリウレタンスポンジの飽和速度および最終飽和重量を評価した。スポンジをＴｗｅｅｎ８０で処理し、ブタ十二指腸液の薄層に入れ、次いで飽和までの時間および最終重量を経時的に測定した。図５７は、ｔｗｅｅｎ  ８０により処理したポリウレタンスポンジによる十二指腸液の吸収を示す。全ての場合において、吸収材料の完全飽和は３分以内に達成され、吸収された液体の重量は、スポンジの重量の少なくとも３０倍である。
フローサイトメトリーのための細菌細胞の化学的安定化
【０４３０】
細菌集団について、防腐剤の試験を行い、それらが経時的に細菌細胞数を安定化させることができるかどうかを判断した。細菌培養物にチメロサール、ジアゾリジニルウレア、またはイミダゾリジニルウレアを播種し、フローサイトメトリーを用いて７２時間にわたって細胞数を測定した。図５８は、防腐剤の各々が少なくとも７２時間、細菌集団の増殖を阻害または保存できることを示している。対照的に、防腐剤を含まない対照サンプルでは、経時的に有意の集団の増殖を示した。
ＰＣＲおよびフローサイトメトリーによる安定化細菌サンプルの定量
【０４３１】
細菌集団を安定化させるための防腐剤の有効性を試験するために、複数の細菌株に試験防腐剤を播種し、次いでＰＣＲまたはＦＡＣＳ分析のいずれかを用いて細菌を経時的に定量した。試験サンプルは、培養中の細菌株を接種し、その株培養物を組み合わせ、次いでその組み合わせた培養物を疑似十二指腸液で希釈することによって調製した。次いで、吸収材料（ポリウレタンスポンジ）を防腐剤で処理し、次いで防腐剤を含む吸収材料上に細菌サンプルを装填し、密封チューブ内で３７℃で２４時間から最長８日間インキュベートした。次にサンプルを回収し、細菌細胞を定量化した。ブタ十二指腸液およびイヌ十二指腸液もこのアッセイを用いて試験した。ブタ十二指腸液およびイヌ十二指腸液は、開腹術および十二指腸内容物の生検から収集した。
【０４３２】
殺菌性防腐剤を、４．５ｘ１０６（高濃度）または８．６ｘ１０４（低濃度）の細菌細胞を含む培養物に添加し、次いで細胞数を経時的にＰＣＲまたはプレーティングを用いて定量し、比較した。試験した防腐剤には、ソルビン酸、チメロサール、または２−フェノキシエタノールと共に、ＴＥＮＴ（トリス５０ｍＭ、ＥＤＴＡ５０ｍＭ、ＮａＣｌ  １％、およびＴｗｅｅｎ８０  ２．５％）を含むものとした。図５９Ａおよび図５９Ｂには、殺菌性防腐剤が高濃度および低濃度培養物の両方において細菌の生存率を低下させることが示されている。
【０４３３】
また、フローサイトメトリーによって測定したときに、殺菌性防腐剤により、細菌の生存率が有意に減少していた。チメロゾール（Ｔｈｉｍｅｒｏｓｏｌ）、ジアゾリジニルウレア、またはイミダゾリニジルウレア（ｉｍｉｄａｚｏｌｉｎｉｄｙｌ  ｕｒｅａ）を細菌に添加し、次いでフローサイトメトリーまたは細胞プレーティングを用いて３日間にわたって細胞数を評価した。図６０は、殺菌性防腐剤が経時的に細菌の生存率を低下させたことを示している。
【０４３４】
ＰＣＲアッセイおよびフローサイトメトリーアッセイの両方において、殺菌性防腐剤の存在下での細菌細胞数は、プレーティングによって評価されたときの初期細菌数に対応していた（時間０）。
他の実施形態
【０４３５】
例示する目的として、上記で提供された実施例では、摂取可能装置のいくつかの異なる例示的な実施形態に主に焦点を合わせている。しかしながら、本明細書に記載の摂取可能装置の１つ以上の実施形態の一般的な形状および設計（例えば、装置の図との関係）の変更は、装置の機能および動作を大幅に変更することなく行うことができることを理解されたい。さらに、任意の一実施形態において記載された特徴および制限は、本明細書における他の任意の実施形態に適用されてもよく、一実施形態に関する説明および実施例は、他の実施形態と好適な様式で組み合わされてもよいことに留意されたい。例えば、図７に関連して記載した弁のうちのいずれかを、図２に関連して記載した弁２１４および２１６として、使用することができる。代替的例として、図３に関連して記載された吸収材料３１０および可撓性膜３１４は、サンプリング室を自動的に密封するために、摂取可能装置１００、２００、６００、および７０２〜７０６の様々な実施形態に記載されている様々なサンプリング室のいずれかに組み込むことができる。さらに、開示において提供される図および実施例は例示的なものにすぎず、限定的なものではないことが意図されている。上述のシステムおよび／または方法は、摂取可能装置に直接関連してもしなくてもよいシステムおよび／または方法を含む他のシステムおよび／または方法に適用されるか、またはそれらに従って使用されてもよいことにも留意されたい。
【０４３６】
例示する目的として、本開示は、摂取可能装置のいくつかの異なる例示的な実施形態、および摂取可能装置がＧＩ管内にあるときにサンプルを得るための方法の例示的な実施形態に主に焦点を合わせている。しかしながら、構成され得ると考えられる摂取可能装置は、これらの実施形態に限定するものでなく、装置の機能および動作を大幅に変更することなく形状および設計を変更することができる。
【０４３７】
ソフトウェア（例えば、ＰＣＢ１２０（図２）内の制御回路によって実行されるソフトウェア）を介して実施される本明細書に記載の摂取可能装置の様々な実施形態の要素の少なくともいくつかは、オブジェクト指向プログラミング、スクリプト言語、またはその両方などの高水準手続き型言語で書くことができる。したがって、プログラムコードは、Ｃ、Ｃ＋＋または他の任意の好適なプログラミング言語で書くことができ、オブジェクト指向プログラミングの当業者に公知であるように、モジュールまたはクラスを含むことができる。あるいは、またはさらに、ソフトウェアを介して実施される本明細書に記載の摂取可能装置の実施形態の要素の少なくともいくつかは、必要に応じてアセンブリ言語、機械言語またはファームウェアで書くことができる。いずれの場合も、言語はコンパイル言語であっても、インタープリター言語であってもよい。
【０４３８】
摂取可能装置を実装するために使用されるプログラムコードの少なくともいくつかは、プロセッサ、オペレーティングシステムおよび関連するハードウェア、および本明細書に記載の実施形態のうちの少なくとも１つの機能を実装するためのソフトウェアを有する汎用または特殊用途のプログラム可能なコンピューティング装置によって読み取り可能な記憶媒体またはコンピュータ読み取り可能媒体に保存され得る。プログラムコードは、コンピューティングデバイスによって読み取られると、本明細書に記載されている方法のうちの少なくとも１つを実施するために、コンピューティングデバイスを新しい特定の事前に定義された様式で動作するように構成する。
【０４３９】
さらに、本明細書に記載の例示的実施形態のシステム、デバイス、および方法に関連するプログラムの少なくともいくつかは、１つ以上のプロセッサに対するコンピュータ使用可能命令を担持するコンピュータ可読媒体を含むコンピュータプログラム製品内で配布することができる。媒体は、これらに限定するものではないが、１つ以上のディスケット、コンパクトディスク、テープ、チップ、ならびに磁気および電子記憶装置などの非一時的な形態など、様々な形態で提供されてもよい。いくつかの実施形態では、媒体は、これらに限定されないが、有線伝送、衛星伝送、インターネット伝送（例えばダウンロード）、媒体、デジタルおよびアナログ信号など、本質的に一時的なものであってもよい。コンピュータ使用可能命令はまた、コンパイル済みコードおよび非コンパイルコードなど、様々なフォーマットであってもよい。
【０４４０】
上記の技法は、コンピュータ上で実行するためのソフトウェアを使用して実施することができる。例えば、ソフトウェアは、１つ以上のプログラムされたまたはプログラム可能なコンピュータシステム（これは、分散型、クライアント／サーバー型、またはグリッド型など、さまざまなアーキテクチャであってもよい）上で実行される１つ以上のコンピュータプログラム内でプロシージャを形成し、各コンピュータシステムは、少なくとも１つのプロセッサ、少なくとも１つのデータ記憶システム（揮発性および不揮発性メモリおよび／または記憶素子を含む）、少なくとも１つの入力装置またはポート、および少なくとも１つの出力装置またはポートを備える。
【０４４１】
ソフトウェアは、汎用または特殊用途のプログラム可能なコンピュータによって読み取り可能な、ＣＤ−ＲＯＭなどの記憶媒体上に提供され得るか、またはネットワークの通信媒体を介して実行されるコンピュータに配信される（伝搬信号に符号化される）。すべての機能は、特殊用途のコンピュータで実施してもよく、または、コプロセッサなど、特殊用途のハードウェアを使用して実施してもよい。ソフトウェアは、ソフトウェアによって指定された計算の異なる部分が、異なるコンピュータによって実施される分散様式で実行されてもよい。このような各コンピュータプログラムは、記憶媒体またはデバイスが、本明細書に記載の手順を実行するためにコンピュータシステムによって読み取られる場合、コンピュータを構成し、かつ動作させるために、好ましくは、汎用または特殊用途のプログラム可能なコンピュータによって読み取り可能な記憶媒体または装置（例えば、ソリッドステートメモリまたは媒体、あるいは磁気または光学媒体）に保存されるか、またはダウンロードされる。本発明のシステムは、コンピュータプログラムで構成されたコンピュータ可読記憶媒体として実装されると考えることもでき、そのように構成された記憶媒体は、コンピュータシステムを特定の所定の様式で動作させて本明細書に記載の機能を実施する。
【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１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１８Ｃ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図１９Ｃ】
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【図２０】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３Ａ】
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【図３３Ｂ】
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【図３３Ｃ】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６Ａ】
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【図５６Ｂ】
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【図５６Ｃ】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９Ａ】
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【図５９Ｂ】
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【図６０】
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【国際調査報告】
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