(57)【要約】      （修正有）【課題】薬剤および／またはその一次もしくは二次包装が曝されている周囲パラメータを監視することができる簡単かつ費用効果の高いセンサ装置を提供する。【解決手段】第１の電気伝導度を示す第１の層１２と、−少なくとも、第１の電気伝導度とは異なる第２の電気伝導度を示し第１の層に少なくとも部分的に直接接触する第２の層１４とを備え、−第１の層および第２の層は、初期構造で、異なる濃度の拡散性成分２２を含み、第１の層および／または第２の層の伝導度に影響を与える、少なくとも１つの周囲パラメータを監視するセンサ装置を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの周囲パラメータ（２４）を監視するセンサ装置であって：
第１の電気伝導度を示す第１の層（１２）と、
該第１の電気伝導度とは異なる第２の電気伝導度を示し、該第１の層（１２）に少なくとも部分的に直接接触する、少なくとも第２の層（１４）と
を備え、
ここで、該第１の層（１２）および該第２の層（１４）は、初期構造で、異なる濃度の拡散性成分（２２）を含み、該第１の層（１２）および／または該第２の層（１４）の伝導度に影響を与える、上記センサ装置。
【請求項２】
拡散性成分（２２）の拡散挙動は、周囲パラメータ（２４）の大きさの影響を受け得る、請求項１に記載のセンサ装置。
【請求項３】
第１の層（１２）に埋め込まれるまたは配置される拡散性成分（２２）は、第２の層（１４）に向かってまたはその内部に拡散するように適合される、請求項１または２に記載のセンサ装置。
【請求項４】
第２の層（１４）の第１の層（１２）とは面さない面に少なくとも部分的に直接接触する第３の層（１６）をさらに備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載のセンサ装置。
【請求項５】
第１の層（１２）および第３の層（１６）は、それらの間に挟まった第２の層（１４）の伝導度を決定する測定デバイス（１８）に電気的に接続可能である、請求項４に記載のセンサ装置。
【請求項６】
周囲パラメータ（２４）は、周囲温度、周囲照度、周囲湿度および／または周囲ガス状物質濃度のいずれかである、請求項１〜５のいずれか１項に記載のセンサ装置。
【請求項７】
第１の層（１２）および／または第３の層（１６）は、拡散性ドーパント物質（２２）を含む導電性材料または半導体材料からなる、請求項１〜６のいずれか１項に記載のセンサ装置。
【請求項８】
第１の層（１２）および第３の層（１６）は、有機半導体からなる、請求項６または７に記載のセンサ装置。
【請求項９】
ドーパント物質（２２）は、Ｈ２Ｏに曝されると化学反応を示す分子成分を含む、請求項７または８に記載のセンサ装置。
【請求項１０】
第２の層（１４）は、第１の層（１２）および第３の層（１６）に隣接して配置される異なる寸法の接触面（３４、３６）を有する、等しい寸法の少なくとも２つの反対に位置する面セグメント（３０、３２）を備える、請求項４〜９のいずれか１項に記載のセンサ装置。
【請求項１１】
第１の層（１２）および／または第３の層（１６）は、それぞれの層（１２、１６）の平面内にあり、充填材料によってまたはボイド・スペース（４５、５５、６５）によって分離される、少なくとも２つの重なり合わない幾何学的構造（４０、５０、６０、７０）を備える、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のセンサ装置。
【請求項１２】
第１の層（１２）の少なくとも１つの幾何学的構造（４０、５０、６０、７０）は、第１の層（１２）および／または第３の層（１６）の面法線（ｚ）に平行な突出部において
、第３の層（１６）の少なくとも１つの幾何学的構造（４０、５０、６０、７０）を横切る、請求項１１に記載のセンサ装置。
【請求項１３】
第１の層（１２）および第３の層（１６）は、実質的に同一の幾何形状を備え、第１の層（１２）は、第１の層（１２）および／または第３の層（１６）の面法線（ｚ）に実質的に平行に延びる回転軸により第３の層（１６）に対して所定の角度まで回転される、請求項１１または１２に記載のセンサ装置。
【請求項１４】
電気アンテナ回路（２８）および／または処理装置（３８）をさらに備える、請求項１〜１３のいずれか１項に記載のセンサ装置。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか１項による少なくとも１つのセンサ装置（１０）を備える、少なくとも１つのアイテムのための包装。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薬剤または薬剤の包装が曝される少なくとも１つの周囲パラメータまたは周囲条件を検出し監視するセンサおよびセンサ装置の分野に関する。本発明は、詳細には、比較的長い期間にわたって、温度、露光、湿度、または好ましくはガス状物質である特定物質の存在などの周囲パラメータを監視するために、薬剤の一次包装または二次包装に組み込まれるセンサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
医薬品などの薬剤は、所定の方法で保管および収納しなければならない。多くの薬剤は、例えば、常に冷却の必要があり、所定の最高温度を越えて保管または収納してはならない。さらに、薬剤の中には、明るい照明にかなり敏感であり、したがってかなり暗いまたは薄暗い環境で保管しなければならないものもある。他の薬剤には、湿気にかなり敏感であり、したがって湿気に曝してはならないものもある。
【０００３】
特定の薬剤は、温度、照度および湿度のような周囲パラメータへの曝露に応じて不可逆の劣化プロセスを受けることがある。したがって、そうした薬剤に、それを過ぎたら使用および塗付すべきではない使用期限をラベル付けすることが重要である。使用期限は、一般に、薬剤の二次包装または一次包装上に提供されている。使用期限は、薬剤が適切に輸送され収納された場合、所与の日付にその薬剤が依然として使用可能であるように決定しなければならない。薬剤をその前までに使用すべきである使用期限は、前記薬剤の一般劣化特性（ｇｅｎｅｒａｌ  ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ  ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ）およびその製造日に基づいて計算し決定する。
【０００４】
しかし、熱や照度に敏感な薬剤を常に薄暗くかつ／または冷却された環境で保管すれば、薬剤は、使用期限を過ぎてもなお使用することができる。しかし、概して、薬剤の非破壊試験は不可能または実行できないので、単なる予防措置として、薬剤の実際の構造に関係なく、使用期限を過ぎたらそれぞれの量の薬剤を廃棄することになる。
【０００５】
他の場合、薬剤は、許容できない周囲パラメータに一時的に曝されたことにより、その使用期限前でも時期尚早な劣化を示すことがある。薬剤のそうした劣化は、医療従事者または使用者には見分けがつかないので、早くに劣化した薬剤が患者に投与されるというある種の脅威または危険がある。そうした投与は、患者の健康に危険を与える恐れがある。
【０００６】
稀に特定の薬物が健康リスクを与えることがわかった場合、予防措置として、同じバッチで製造された薬剤を安全上の理由から追跡して廃棄しなければならない。したがって、これまで、非破壊的に個々の薬剤の実際の状態および使用適性を決定する十分かつ確実な監視システムはない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明の目的は、薬剤および／またはその一次もしくは二次包装が曝されている周囲パラメータを監視することができる簡単かつ費用効果の高いセンサ装置を提供することである。センサ装置は、薬剤の実際の状態および構造に関する質的および量的な情報を提供することができなければならない。さらに、センサ装置は、無視できるほどの電力消費に基づいてまたは電力消費なしに物理的パラメータおよび分析パラメータを監視するように適合されなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、センサ装置が曝される少なくとも１つの周囲パラメータを監視するセンサ装置を提供する。センサ装置は、第１の電気伝導度を示す第１の層を備え、さらに、第２の電気伝導度を示す、少なくとも第２の層を備える。第１の電気伝導度と第２の電気伝導度の大きさは異なる。第１の層および第２の層は、互いに少なくとも部分的に機械的に直接接触する。第１の層および第２の層は、均一で平坦な形の幾何形状を備え、第１の層および第２の層の上側および／または下側の平坦面が少なくとも部分的に互いに当接している互いに接触した構造に配置されるのが好ましい。
【０００９】
さらに、第１の層および第２の層は、少なくとも初期構造において、異なる濃度の拡散性成分を含む。第１の層および／または第２の層の拡散性成分、すなわちその濃度は、第１の層および／または第２の層の伝導度に測定可能な影響を与える。さらに、拡散性成分は、本センサ装置により監視される少なくとも１つの周囲パラメータに敏感である。換言すると、拡散性成分の拡散プロセスは、センサ装置が曝される周囲パラメータによって支配されるまたは少なくとも影響される。
【００１０】
拡散性成分について、センサ装置は、センサ装置が周囲パラメータに曝される大きさ、強さおよび／または継続期間に応じて均一化されるすなわち相互に順応する、第１の層および第２の層の境界面をまたいだ濃度勾配を特徴とする。実際、拡散性成分の濃度は、有害な周囲条件により変化を受ける。第１の層および／または第２の層の拡散性成分の濃度が変わることで、それぞれの層の電気伝導度が測定可能に変化し、それは適当な測定デバイスにより容易に測定し検出することができる。
【００１１】
第１の層と第２の層の間で起こる拡散プロセス自体には、電気的または機械的なエネルギーの供給の必要がない。したがって、センサ装置は、エネルギーを消費せずに測定可能な拡散プロセスを受けることになり得る。結果として生じる第１の層および／または第２の層の電気伝導度の変化を決定することだけには、それぞれの電気信号を印加することが必要である。概して、第１の層と第２の層の間で起こる拡散プロセスは、薬剤のライフ・サイクル全体にわたって監視され得る。拡散プロセスは、センサ装置によって監視される周囲パラメータのタイプに応じて、長期間にわたって周囲パラメータをまとめるのにちょうど適しており、それによって、例えばセンサ装置が所定の期間に曝された総熱エネルギー量などを決定することが可能になる。
【００１２】
好ましい一実施形態では、拡散挙動、特に拡散性成分の速度は、周囲パラメータの大きさおよび／または強さの影響を受け得るまたはそれにより制御され得る。さらに、拡散挙動および拡散の進行は、センサ装置がそれぞれの周囲パラメータに曝される継続期間に応じて変化する。
【００１３】
このようにして、センサ装置は、概して、それぞれの周囲条件の大きさ、強さおよび曝された継続期間の指標である拡散プロセスの進行についての質的および量的な情報を提供するように適合される。
【００１４】
他の好ましい一実施形態によれば、拡散性成分は、第１の層に埋め込まれるか配置されるかのどちらかである。初めに第１の層内または第１の層にある拡散性成分は、さらに、第２の層に向かってまたはその内部に拡散するように適合される。第１の層および第２の層ならびに拡散性成分は、所与の周囲パラメータにおいて明確に定められた再現性のある拡散プロセスを提供するように互いに特に設計される。
【００１５】
第１の層および第２の層は、拡散性成分が不純物または欠陥として埋め込まれている結晶構造を含むのが好ましい。したがって、拡散プロセスは、一般的に格子拡散と称される
侵入または置換の機構を示すことができる。
【００１６】
他の好ましい一実施形態によれば、センサ装置は、さらに、第２の層の第１の層とは面さない面に少なくとも部分的に直接接触する第３の層を備える。第２の層は、第１の層と第３の層の間に挟まれ、そこにおいて、これらの層が、互いに重なり合うように配置され、さらに並行に配置されるのが好ましい。第１の層、第２の層および第３の層は、それぞれ異なる単一層が実質的に同一形状の接触面を含む、層のスタックを形成するのが好ましい。第３の層は、第１の層と比較して、類似または同一の材料からなってよい。さらに、第３の層は、第１の層と比較して、類似または同一の拡散性成分濃度を示してもよい。さらに、第１の層だけが拡散性成分を含み、第３の層は、実質的にドープされていない以外は類似または同一の材料からなることも考えられる。
【００１７】
さらに他の好ましい一実施形態では、第１の層および第３の層は、それらの間に挟まれている第２の層の伝導度を決定するために、測定デバイスに電気的に接続可能である。そうした構造では、第１の層および第３の層は、好ましくは第２の層とは面さない側に電気接点を備えるまたは提供することができる。これらの接点によって、第１の層と第３の層の間に挟まれている第２の層の伝導度は、好都合に、例えば第２の層の電気伝導度または電気低効率を決定するように適合された適切な測定デバイスにより測定可能になる。
【００１８】
さらに他の一態様では、センサ装置により監視されるべき周囲パラメータは、周囲温度、周囲照度、周囲放射および／または周囲湿度のいずれかである。センサ装置が温度および／または照度を測定するように適合される場合、第１の層、第２の層および／または第３の層に堆積する熱エネルギーまたは放射エネルギーに依存する拡散プロセスが効果的に活用される。第１の層、第２の層および／もしくは第３の層の材料の選択に応じて、ならびに／または拡散性成分の選択に応じて、拡散プロセスは、さらに、それに従って監視され得る周囲湿度によって直接的または間接的に支配され得る。したがって、センサ装置は、さらに、センサ装置付近に存在する特定のガス状物質の存在および／または濃度を測定するのにも適用することができる。
【００１９】
センサ装置は、電磁スペクトルの選択されたスペクトル域に関して特定の感度を示すことができる。概して、センサ装置は、ＵＶスペクトル域、可視スペクトル域ならびに赤外スペクトル域における電磁放射を検出することができる。さらに、拡散プロセスは、選択されたスペクトル域、特に可視スペクトル域およびＵＶスペクトル域について特に敏感になるように設計可能である。このようにして、ＵＶ光または可視光への露光の監視が可能である。
【００２０】
さらに好ましい一態様では、第１の層および／または第３の層は、拡散性ドーパント物質を含んだ導電性材料または半導体材料からなる。好ましくは、第１の層および／または第３の層は、結晶性固体の形態またはアモルファスもしくは液体の半導体の形態の半導体材料で作られる。適当な半導体材料は、例えば、結晶シリコンだけでなく、水素化アモルファス・シリコンならびに様々な割合のヒ素、セレニウムおよびチタンの混合物も適している。他の利用可能な概して適している半導体材料には、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＩｎＳｂ、ＩｎＡｓ、ＧａＳｂ、ＧａＮ、ＡＩＮ、ＩｎＮ、ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ、ＩｎｘＧａ１−ｘＮなどの第３主族および第５主族の化学元素の化合物、および／またはＺｎＯ、ＴｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、Ｈｇ（１−ｘ）Ｃｄ（ｘ）Ｔｅ、ＢｅＳｅ、ＢｅＴｅ、ＨｇＳなどの第２主族および第６主族の化学元素の化合物があり得る。さらに、第１の層および／または第３の層は、ＧａＳ、ＧａＳｅ、ＧａＴｅ、ＩｎＳ、ＩｎＳｅ、ＩｎＴｅなどのＩＩＩ−ＶＩ族半導体、ＣｕＩｎＳｅ２、ＣｕＩｎＧｓＳｅ２、ＣｕＩｎＳ２、ＣｕＩｎＧａＳ２などのＩ−ＩＩＩ−ＶＩ族半導体、および／またはＳｉＣもしくはＳｉＧｅなどのＩＶ−ＩＶ族半導体材料からなってもよい。
【００２１】
さらにまたはそれに加えて、第１の層および／または第３の層は、さらに、テトラセン、ペンタセン、フタロシアニン、ポリチオフィン、ＰＴＣＤＡ、ＭｅＰＴＣＤＩ、キナクリドン、アクリドン、インダントロン、フラバントロン、ペリノン、Ａｌｑ３、ポリビニルカルバゾールまたはＴＣＮＱなどの有機半導体材料からなってもよい。
【００２２】
第１の層および／または第３の層に選んだ半導体材料に応じて、拡散性ドーパント物質の選択を変えることができる。例えば、シリコンまたはゲルマニウムの場合、ホウ素、インジウム、アルミニウムまたはガリウムなどの第３主族の元素によって、ｐドープされた半導体層が提供され得る。あるいは、第１の層および／または第３の層は、半導体材料にリン（ｐｈｏｓｐｈｏｒ）、ヒ素またはアンチモンを埋め込むことによってｎドープされてもよい。
【００２３】
有機半導体材料の場合、そうした分子のそれぞれのエネルギー帯における中間エネルギー・レベルを提供するのに、それぞれのポリマの鎖状構造における選択的な炭素原子が置換され得る。具体的には、湿度を感知する装置を提供するのに、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）のような導電性ポリマが主成分を形成してもよい。そうした有機半導体材料は、概して水および／または酸素に曝されると劣化を示すからである。
【００２４】
さらに好ましい一実施形態では、概して第１の層と第３の層に挟まれている第２の層は、初期構造において、実質的に非導電性である。第２の層は、第１の層および／または第３の層から拡散性成分を吸収または受け入れると、伝導度が上がることを特徴とする。
【００２５】
さらに、拡散性成分またはドーパント物質が、最初に、第１の層内もしくは第１の層および／または第３の層内もしくは第３の層に埋め込まれるまたは提供される場合、特に有益である。このようにして、第１の層と第２の層の間の濃度勾配、および／または第３の層と第２の層の間の濃度勾配が確立され、それによって、関連性のある周囲パラメータにより拡散プロセスがトリガされるまたは促進されると、それぞれの拡散プロセスが誘起され得るようになる。
【００２６】
さらに好ましい一実施形態では、ドーパント物質は、Ｈ２Ｏに曝されると化学反応を示す分子成分を含む。このようにして、ドーパント物質がＨ２Ｏにより化学的に反応するように適合され、例えば分子状酸素であるドーパント物質の少なくとも１つの残留成分が第１の層、第２の層および／または第３の層に関して拡散プロセスを示すことができ、それによって第２の層の電気伝導度の測定可能な変化が引き起こされる、有効な湿度感知構造が提供可能である。
【００２７】
さらに好ましい一実施形態では、第２の層は、第１の層および第３の層に隣接して配置される異なる寸法の接触面を備える少なくとも２つの反対側すなわち反対に位置する面セグメントを備える。結果的に、拡散プロセスは、第１の層と第２の層の間の接触面、または第３の層と第２の層の間の接触面のそれぞれの寸法によって操作および制御可能である。概して、測定可能な拡散の大きさは、接触面の増加とともに拡大する。例えばセンサ装置の感度を測定可能な周囲パラメータのより小さいもしくはより大きな値または範囲にシフトさせるために、互いに当接するそれぞれの層の接触面を適当に変更することで拡散性成分の一般拡散挙動（ｇｅｎｅｒａｌ  ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ  ｂｅｈａｖｉｏｕｒ）を変更および制御することができる。
【００２８】
他の実施形態によれば、第１の層および／または第３の層が、それぞれの層の平面内にあり充填材料またはボイド・スペースによって分離されている、少なくとも２つの互いに重なり合わない幾何学的構造を備える場合、さらに有益である。第１の層および／または
第３の層が、それぞれの周囲パラメータに関して異なる拡散感度をそれぞれ示す異なる寸法の接触面セグメントを特徴とするそれぞれの層の特定の面セグメントを提供するために、１つまたはそれ以上の例えば三角形または矩形の幾何学的構造を備える場合、特に有益である。
【００２９】
電気的に絶縁された第１の層と第３の層の間に配置された第２の層の伝導度が、ベースである前記面セグメントにおいて測定される場合、さらに有利である。第２の層の電気伝導度を決定するには、第１の層および／または第３の層のそれぞれ異なる接触面セグメントが、それらの電気伝導度および拡散度合いを個々に決定するために、測定デバイスに別々に連結されるのが好ましい。
【００３０】
第１の層および／または第３の層の面セグメントは、規則的または不規則なタイプのものであってよい、二次元グリッドに配置され得る。
【００３１】
ここで、第１の層の少なくとも１つの幾何学的構造が、第１の層および／または第３の層の面法線に平行な突出部において第３の層の少なくとも１つの幾何学的構造を横切る場合、さらに有利である。幾何学的構造ならびにこれらの構造が埋め込まれている層は、互いに直接的に接触しておらず、最初から絶縁されている第２の層によって分離されている。
【００３２】
しかし、第１の層および第３の層の幾何学的構造は少なくとも部分的に重なり合っているので、異なる寸法の多数の重なり合った領域が提供され得る。それぞれの領域は、監視されるべき周囲パラメータに関して異なる度合いの感度を示す。こうして、周囲パラメータの測定可能範囲が拡張され、ならびにセンサ装置を前記周囲パラメータの連続的な監視に使用できる期間が延長され得る。
【００３３】
さらに、第１の層または第３の層の異なる幾何学的構造が拡散性成分の異なる濃度を示すことが考えられる。さらに、共通層のそれぞれ異なる幾何学的構造が、異なる拡散性ドーパントをドープされた異なる半導体材料からなることが考えられる。このような方法でも、センサ装置の測定可能範囲が拡張され得る。
【００３４】
さらに好ましい一実施形態では、センサ装置の第１の層および第３の層は、実質的に同一の幾何形状を備える。さらに、第１の層は、第１の層および／または第３の層の面法線（ｚ）に実質的に平行に延びる回転軸に対して、第３の層に対して所定の角度まで回転される。第１の層および第３の層の回転の角度は、それぞれの層の幾何学的構造の特定の幾何形状により左右され得る。層は、いくつかの平行に向いた三角形の幾何学的構造を備える場合、例えば約９０度まで回転され得る。
【００３５】
回転軸は、概して、第１の層および／または第３の層の面の中心に配置され、したがって、層および／または層のスタックの外側伸長部は、実質的に、前記相互回転による影響を受けずに残る。この文脈において、層が実質的に方形の場合、特に有益であり得る。
【００３６】
他の一実施形態によれば、第１の層および第３の層の幾何学的構造が、異なる寸法の少なくとも２つの面セグメントを備えるパターンを形成する場合、さらに有利であり得る。さらに、特に、例えば９０°回転配置である回転後の構造において、パターンは、等しい寸法の少なくとも２つの面セグメントを特徴とする特定の対称を備えることができる。こうして、ある種の冗長が提供され得る。さらに、概して、実質的に等しい寸法の重なり合った面セグメント領域における第２の層の測定可能な伝導度を平均値の決定に使用することができ、それによってセンサ装置の正確さおよび信頼性を向上させることができる。
【００３７】
さらに他の好ましい一実施形態では、センサ装置は、電気アンテナ回路（ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ａｎｔｅｎｎａ  ｃｉｒｃｕｉｔ）および／または処理装置をさらに備える。アンテナ回路、処理装置および層のスタックは、薬剤の一次包装または二次包装にそれ自体が組み込まれるまたは取り付けられ得る単一のチップに組み込まれ得る。例えば、アンテナおよび／または処理装置は、ＲＦＩＤ読取装置または同様のものなどのさらなる分析装置と無線通信する構成要素として設計されてもよい。
【００３８】
さらに、アンテナ回路が、例えば、ＲＦ信号を受信および／または送信するように設計される場合、センサ装置全体は、第２の層の電気伝導度の決定のために外部から印加されるＲＦ磁場から所望の電気エネルギーを引き出すことができるＲＦＩＤチップ・アセンブリに組み込まれ得る。
【００３９】
さらに、本発明は、少なくとも１つのアイテムを収容、受け入れおよび／または収納し上述のような少なくとも１つのセンサ装置をさらに備える包装に反映される。包装は、食糧、飲料ならびに薬剤の収納用に設計され得る。概して、包装は、劣化または悪化の影響を受ける恐れがあるアイテムおよび物質を保管および／または収納するように設計される。具体的には、包装は、薬剤の二次包装または一次包装を含む。例えば、一次包装は、液体薬剤が少なくとも部分的に充填された硝子ボディを備えることができる。例えば、一次包装には、ボトル、アンプル、カープル、カートリッジまたはシリンジがあり得る。さらに、二次包装には、例えば薬剤充填済みカートリッジの形態である一次包装を装備した注射デバイスがあり得る。あるいはまたはそれに加えて、二次包装には、さらに、複数の薬剤またはそれぞれの医用デバイスを受けるケーシングがあり得る。
【００４０】
本明細書で使用する用語「薬物」または「薬剤」は、少なくとも１つの薬学的に活性な化合物を含む医薬製剤を意味し、
ここで、一実施形態において、薬学的に活性な化合物は、最大１５００Ｄａまでの分子量を有し、および／または、ペプチド、タンパク質、多糖類、ワクチン、ＤＮＡ、ＲＮＡ、酵素、抗体もしくはそのフラグメント、ホルモンもしくはオリゴヌクレオチド、または上述の薬学的に活性な化合物の混合物であり、
ここで、さらなる実施形態において、薬学的に活性な化合物は、糖尿病、または糖尿病性網膜症などの糖尿病関連の合併症、深部静脈血栓塞栓症または肺血栓塞栓症などの血栓塞栓症、急性冠症候群（ＡＣＳ）、狭心症、心筋梗塞、がん、黄斑変性症、炎症、枯草熱、アテローム性動脈硬化症および／または関節リウマチの処置および／または予防に有用であり、
ここで、さらなる実施形態において、薬学的に活性な化合物は、糖尿病または糖尿病性網膜症などの糖尿病に関連する合併症の処置および／または予防のための少なくとも１つのペプチドを含み、
ここで、さらなる実施形態において、薬学的に活性な化合物は、少なくとも１つのヒトインスリンもしくはヒトインスリン類似体もしくは誘導体、グルカゴン様ペプチド（ＧＬＰ−１）もしくはその類似体もしくは誘導体、またはエキセンジン−３もしくはエキセンジン−４もしくはエキセンジン−３もしくはエキセンジン−４の類似体もしくは誘導体を含む。
【００４１】
インスリン類似体は、例えば、Ｇｌｙ（Ａ２１），Ａｒｇ（Ｂ３１），Ａｒｇ（Ｂ３２）ヒトインスリン；Ｌｙｓ（Ｂ３），Ｇｌｕ（Ｂ２９）ヒトインスリン；Ｌｙｓ（Ｂ２８），Ｐｒｏ（Ｂ２９）ヒトインスリン；Ａｓｐ（Ｂ２８）ヒトインスリン；Ｂ２８位におけるプロリンがＡｓｐ、Ｌｙｓ、Ｌｅｕ、Ｖａｌ、またはＡｌａで置き換えられており、Ｂ２９位において、ＬｙｓがＰｒｏで置き換えられていてもよいヒトインスリン；Ａｌａ（Ｂ２６）ヒトインスリン；Ｄｅｓ（Ｂ２８−Ｂ３０）ヒトインスリン；Ｄｅｓ（Ｂ２７）ヒトインスリン、およびＤｅｓ（Ｂ３０）ヒトインスリンである。
【００４２】
インスリン誘導体は、例えば、Ｂ２９−Ｎ−ミリストイル−ｄｅｓ（Ｂ３０）ヒトインスリン；Ｂ２９−Ｎ−パルミトイル−ｄｅｓ（Ｂ３０）ヒトインスリン；Ｂ２９−Ｎ−ミリストイルヒトインスリン；Ｂ２９−Ｎ−パルミトイルヒトインスリン；Ｂ２８−Ｎ−ミリストイルＬｙｓＢ２８ＰｒｏＢ２９ヒトインスリン；Ｂ２８−Ｎ−パルミトイル−ＬｙｓＢ２８ＰｒｏＢ２９ヒトインスリン；Ｂ３０−Ｎ−ミリストイル−ＴｈｒＢ２９ＬｙｓＢ３０ヒトインスリン；Ｂ３０−Ｎ−パルミトイル−ＴｈｒＢ２９ＬｙｓＢ３０ヒトインスリン；Ｂ２９−Ｎ−（Ｎ−パルミトイル−Ｙ−グルタミル）−ｄｅｓ（Ｂ３０）ヒトインスリン；Ｂ２９−Ｎ−（Ｎ−リトコリル−Ｙ−グルタミル）−ｄｅｓ（Ｂ３０）ヒトインスリン；Ｂ２９−Ｎ−（ω−カルボキシヘプタデカノイル）−ｄｅｓ（Ｂ３０）ヒトインスリン、およびＢ２９−Ｎ−（ω−カルボキシヘプタデカノイル）ヒトインスリンである。
【００４３】
エキセンジン−４は、例えば、Ｈ−Ｈｉｓ−Ｇｌｙ−Ｇｌｕ−Ｇｌｙ−Ｔｈｒ−Ｐｈｅ−Ｔｈｒ−Ｓｅｒ−Ａｓｐ−Ｌｅｕ−Ｓｅｒ−Ｌｙｓ−Ｇｌｎ−Ｍｅｔ−Ｇｌｕ−Ｇｌｕ−Ｇｌｕ−Ａｌａ−Ｖａｌ−Ａｒｇ−Ｌｅｕ−Ｐｈｅ−Ｉｌｅ−Ｇｌｕ−Ｔｒｐ−Ｌｅｕ−Ｌｙｓ−Ａｓｎ−Ｇｌｙ−Ｇｌｙ−Ｐｒｏ−Ｓｅｒ−Ｓｅｒ−Ｇｌｙ−Ａｌａ−Ｐｒｏ−Ｐｒｏ−Ｐｒｏ−Ｓｅｒ−ＮＨ２配列のペプチドであるエキセンジン−４（１−３９）を意味する。
【００４４】
エキセンジン−４誘導体は、例えば、以下のリストの化合物：
Ｈ−（Ｌｙｓ）４−ｄｅｓＰｒｏ３６，ｄｅｓＰｒｏ３７エキセンジン−４（１−３９）−ＮＨ２、
Ｈ−（Ｌｙｓ）５−ｄｅｓＰｒｏ３６，ｄｅｓＰｒｏ３７エキセンジン−４（１−３９）−ＮＨ２、
ｄｅｓＰｒｏ３６エキセンジン−４（１−３９）、
ｄｅｓＰｒｏ３６［Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）、
ｄｅｓＰｒｏ３６［ＩｓｏＡｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）、
ｄｅｓＰｒｏ３６［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）、
ｄｅｓＰｒｏ３６［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，ＩｓｏＡｓｐ２８］エキセンジン−（１−３９）、
ｄｅｓＰｒｏ３６［Ｔｒｐ（Ｏ２）２５，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）、
ｄｅｓＰｒｏ３６［Ｔｒｐ（Ｏ２）２５，ＩｓｏＡｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）、
ｄｅｓＰｒｏ３６［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，Ｔｒｐ（Ｏ２）２５，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）、
ｄｅｓＰｒｏ３６［Ｍｅｔ（Ｏ）１４Ｔｒｐ（Ｏ２）２５，ＩｓｏＡｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）；または
ｄｅｓＰｒｏ３６［Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）、
ｄｅｓＰｒｏ３６［ＩｓｏＡｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）、
ｄｅｓＰｒｏ３６［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）、
ｄｅｓＰｒｏ３６［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，ＩｓｏＡｓｐ２８］エキセンジン−（１−３９）、
ｄｅｓＰｒｏ３６［Ｔｒｐ（Ｏ２）２５，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）、
ｄｅｓＰｒｏ３６［Ｔｒｐ（Ｏ２）２５，ＩｓｏＡｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）、
ｄｅｓＰｒｏ３６［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，Ｔｒｐ（Ｏ２）２５，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）、
ｄｅｓＰｒｏ３６［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，Ｔｒｐ（Ｏ２）２５，ＩｓｏＡｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）、
（ここで、基−Ｌｙｓ６−ＮＨ２が、エキセンジン−４誘導体のＣ−末端に結合していてもよい）；
【００４５】
または、以下の配列のエキセンジン−４誘導体：
ｄｅｓＰｒｏ３６エキセンジン−４（１−３９）−Ｌｙｓ６−ＮＨ２（ＡＶＥ００１０）、
Ｈ−（Ｌｙｓ）６−ｄｅｓＰｒｏ３６［Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−Ｌｙｓ６−ＮＨ２、
ｄｅｓＡｓｐ２８Ｐｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８エキセンジン−４（１−３９）−ＮＨ２、
Ｈ−（Ｌｙｓ）６−ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３８［Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−ＮＨ２、
Ｈ−Ａｓｎ−（Ｇｌｕ）５ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−ＮＨ２、
ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−（Ｌｙｓ）６−ＮＨ２、
Ｈ−（Ｌｙｓ）６−ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−（Ｌｙｓ）６−ＮＨ２、
Ｈ−Ａｓｎ−（Ｇｌｕ）５−ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−（Ｌｙｓ）６−ＮＨ２、
Ｈ−（Ｌｙｓ）６−ｄｅｓＰｒｏ３６［Ｔｒｐ（Ｏ２）２５，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−Ｌｙｓ６−ＮＨ２、
Ｈ−ｄｅｓＡｓｐ２８Ｐｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ｔｒｐ（Ｏ２）２５］エキセンジン−４（１−３９）−ＮＨ２、
Ｈ−（Ｌｙｓ）６−ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ｔｒｐ（Ｏ２）２５，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−ＮＨ２、
Ｈ−Ａｓｎ−（Ｇｌｕ）５−ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ｔｒｐ（Ｏ２）２５，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−ＮＨ２、
ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ｔｒｐ（Ｏ２）２５，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−（Ｌｙｓ）６−ＮＨ２、
Ｈ−（Ｌｙｓ）６−ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ｔｒｐ（Ｏ２）２５，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−（Ｌｙｓ）６−ＮＨ２、
Ｈ−Ａｓｎ−（Ｇｌｕ）５−ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ｔｒｐ（Ｏ２）２５，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−（Ｌｙｓ）６−ＮＨ２、
Ｈ−（Ｌｙｓ）６−ｄｅｓＰｒｏ３６［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−Ｌｙｓ６−ＮＨ２、
ｄｅｓＭｅｔ（Ｏ）１４，Ａｓｐ２８Ｐｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８エキセンジン−４（１−３９）−ＮＨ２、
Ｈ−（Ｌｙｓ）６−ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−ＮＨ２、
Ｈ−Ａｓｎ−（Ｇｌｕ）５−ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−ＮＨ２；
ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−（Ｌｙｓ）６−ＮＨ２、
Ｈ−（Ｌｙｓ）６−ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−（Ｌｙｓ）６−ＮＨ２、
Ｈ−Ａｓｎ−（Ｇｌｕ）５ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−（Ｌｙｓ）６−ＮＨ２、
Ｈ−Ｌｙｓ６−ｄｅｓＰｒｏ３６［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，Ｔｒｐ（Ｏ２）２５，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−Ｌｙｓ６−ＮＨ２、
Ｈ−ｄｅｓＡｓｐ２８，Ｐｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，Ｔｒｐ（Ｏ２）２５］エキセンジン−４（１−３９）−ＮＨ２、
Ｈ−（Ｌｙｓ）６−ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−ＮＨ２、
Ｈ−Ａｓｎ−（Ｇｌｕ）５−ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，Ｔｒｐ（Ｏ２）２５，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−ＮＨ２、
ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，Ｔｒｐ（Ｏ２）２５，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−（Ｌｙｓ）６−ＮＨ２、
Ｈ−（Ｌｙｓ）６−ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，Ｔｒｐ（Ｏ２）２５，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（Ｓ１−３９）−（Ｌｙｓ）６−ＮＨ２、
Ｈ−Ａｓｎ−（Ｇｌｕ）５−ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，Ｔｒｐ（Ｏ２）２５，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−（Ｌｙｓ）６−ＮＨ２；
または前述のいずれか１つのエキセンジン−４誘導体の薬学的に許容される塩もしくは溶媒和化合物
から選択される。
【００４６】
ホルモンは、例えば、ゴナドトロピン（フォリトロピン、ルトロピン、コリオンゴナドトロピン、メノトロピン）、ソマトロピン（ソマトロピン）、デスモプレシン、テルリプレシン、ゴナドレリン、トリプトレリン、ロイプロレリン、ブセレリン、ナファレリン、ゴセレリンなどの、Ｒｏｔｅ  Ｌｉｓｔｅ、２００８年版、５０章に列挙されている脳下垂体ホルモンまたは視床下部ホルモンまたは調節性活性ペプチドおよびそれらのアンタゴニストである。
【００４７】
多糖類としては、例えば、グルコサミノグリカン、ヒアルロン酸、ヘパリン、低分子量ヘパリン、もしくは超低分子量ヘパリン、またはそれらの誘導体、または上述の多糖類の硫酸化形態、例えば、ポリ硫酸化形態、および／または、薬学的に許容されるそれらの塩がある。ポリ硫酸化低分子量ヘパリンの薬学的に許容される塩の例としては、エノキサパリンナトリウムがある。
【００４８】
抗体は、基本構造を共有する免疫グロブリンとしても知られている球状血漿タンパク質（約１５０ｋＤａ）である。これらは、アミノ酸残基に付加された糖鎖を有するので、糖タンパク質である。各抗体の基本的な機能単位は免疫グロブリン（Ｉｇ）単量体（１つのＩｇ単位のみを含む）であり、分泌型抗体はまた、ＩｇＡなどの２つのＩｇ単位を有する二量体、硬骨魚のＩｇＭのような４つのＩｇ単位を有する四量体、または哺乳動物のＩｇＭのように５つのＩｇ単位を有する五量体でもあり得る。
【００４９】
Ｉｇ単量体は、４つのポリペプチド鎖、すなわち、システイン残基間のジスルフィド結合によって結合された２つの同一の重鎖および２本の同一の軽鎖から構成される「Ｙ」字型の分子である。それぞれの重鎖は約４４０アミノ酸長であり、それぞれの軽鎖は約２２０アミノ酸長である。重鎖および軽鎖はそれぞれ、これらの折り畳み構造を安定化させる鎖内ジスルフィド結合を含む。それぞれの鎖は、Ｉｇドメインと呼ばれる構造ドメインから構成される。これらのドメインは約７０〜１１０個のアミノ酸を含み、そのサイズおよび機能に基づいて異なるカテゴリー（例えば、可変すなわちＶ、および定常すなわちＣ）に分類される。これらは、２つのβシートが、保存されたシステインと他の荷電アミノ酸との間の相互作用によって一緒に保持される「サンドイッチ」形状を作り出す特徴的な免疫グロブリン折り畳み構造を有する。
【００５０】
α、δ、ε、γおよびμで表される５種類の哺乳類Ｉｇ重鎖が存在する。存在する重鎖の種類により抗体のアイソタイプが定義され、これらの鎖はそれぞれ、ＩｇＡ、ＩｇＤ、ＩｇＥ、ＩｇＧおよびＩｇＭ抗体中に見出される。
【００５１】
異なる重鎖はサイズおよび組成が異なり、αおよびγは約４５０個のアミノ酸を含み、δは約５００個のアミノ酸を含み、μおよびεは約５５０個のアミノ酸を有する。各重鎖は、２つの領域、すなわち定常領域（ＣＨ）と可変領域（ＶＨ）を有する。１つの種において、定常領域は、同じアイソタイプのすべての抗体で本質的に同一であるが、異なるアイソタイプの抗体では異なる。重鎖γ、α、およびδは、３つのタンデム型のＩｇドメインと、可撓性を加えるためのヒンジ領域とから構成される定常領域を有し、重鎖μおよびεは、４つの免疫グロブリン・ドメインから構成される定常領域を有する。重鎖の可変領域は、異なるＢ細胞によって産生された抗体では異なるが、単一Ｂ細胞またはＢ細胞クローンによって産生された抗体すべてについては同じである。各重鎖の可変領域は、約１１０アミノ酸長であり、単一のＩｇドメインから構成される。
【００５２】
哺乳類では、λおよびκで表される２種類の免疫グロブリン軽鎖がある。軽鎖は２つの連続するドメイン、すなわち１つの定常ドメイン（ＣＬ）および１つの可変ドメイン（ＶＬ）を有する。軽鎖のおおよその長さは、２１１〜２１７個のアミノ酸である。各抗体は、常に同一である２本の軽鎖を有し、哺乳類の各抗体につき、軽鎖κまたはλの１つのタイプのみが存在する。
【００５３】
すべての抗体の一般的な構造は非常に類似しているが、所与の抗体の固有の特性は、上記で詳述したように、可変（Ｖ）領域によって決定される。より具体的には、各軽鎖（ＶＬ）について３つおよび重鎖（ＨＶ）に３つの可変ループが、抗原との結合、すなわちその抗原特異性に関与する。これらのループは、相補性決定領域（ＣＤＲ）と呼ばれる。ＶＨドメインおよびＶＬドメインの両方からのＣＤＲが抗原結合部位に寄与するので、最終的な抗原特異性を決定するのは重鎖と軽鎖の組合せであり、どちらか単独ではない。
【００５４】
「抗体フラグメント」は、上記で定義した少なくとも１つの抗原結合フラグメントを含み、そのフラグメントが由来する完全抗体と本質的に同じ機能および特異性を示す。パパインによる限定的なタンパク質消化は、Ｉｇプロトタイプを３つのフラグメントに切断する。１つの完全なＬ鎖および約半分のＨ鎖をそれぞれが含む２つの同一のアミノ末端フラグメントが、抗原結合フラグメント（Ｆａｂ）である。サイズが同等であるが、鎖間ジスルフィド結合を有する両方の重鎖の半分の位置でカルボキシル末端を含む第３のフラグメントは、結晶可能なフラグメント（Ｆｃ）である。Ｆｃは、炭水化物、相補結合部位、およびＦｃＲ結合部位を含む。限定的なペプシン消化により、Ｆａｂ片とＨ−Ｈ鎖間ジスルフィド結合を含むヒンジ領域の両方を含む単一のＦ（ａｂ’）２フラグメントが得られる。Ｆ（ａｂ’）２は、抗原結合に対して二価である。Ｆ（ａｂ’）２のジスルフィド結合は、Ｆａｂ’を得るために切断することができる。さらに、重鎖および軽鎖の可変領域は、縮合して単鎖可変フラグメント（ｓｃＦｖ）を形成することもできる。
【００５５】
薬学的に許容される塩は、例えば、酸付加塩および塩基性塩である。酸付加塩としては、例えば、ＨＣｌまたはＨＢｒ塩がある。塩基性塩は、例えば、アルカリまたはアルカリ土類金属、例えば、Ｎａ＋、またはＫ＋、またはＣａ２＋から選択されるカチオン、または、アンモニウムイオンＮ＋（Ｒ１）（Ｒ２）（Ｒ３）（Ｒ４）（式中、Ｒ１〜Ｒ４は互いに独立に：水素、場合により置換されたＣ１〜Ｃ６アルキル基、場合により置換されたＣ２〜Ｃ６アルケニル基、場合により置換されたＣ６〜Ｃ１０アリール基、または場合により置換されたＣ６〜Ｃ１０ヘテロアリール基を意味する）を有する塩である。薬学的に許容される塩のさらなる例は、「Ｒｅｍｉｎｇｔｏｎ’ｓ  Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａ
ｌ  Ｓｃｉｅｎｃｅｓ」１７版、Ａｌｆｏｎｓｏ  Ｒ．Ｇｅｎｎａｒｏ（編）、Ｍａｒｋ
Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｅａｓｔｏｎ、Ｐａ．、Ｕ．Ｓ．Ａ．、１９８５およびＥｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ  ｏｆ  Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙに記載されている。
【００５６】
薬学的に許容される溶媒和物は、例えば、水和物である。
【００５７】
本発明の精神および範囲から逸脱することなく、本発明に様々な修正および変更を加えることができることが、当業者にはさらに明らかであろう。さらに、添付の特許請求の範囲で使用されるいかなる参照記号も、本発明の範囲を限定するものとして見なすべきではないことに留意されたい。
【００５８】
以下において、本発明の好ましい実施形態を図面を参照してより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】センサ装置の初期構造の概略断面図である。
【図２】周囲条件に曝された後またはその間のセンサ装置要素の図である。
【図３】接触面が減少した第１の層を有する他のセンサ装置の図である。
【図４】増大された第１の層を有するセンサ装置の図である。
【図５】第１の層および／または第３の層の三角形の幾何学的構造の図である。
【図６】いくつかの三角形の幾何学的構造をそれぞれ有する第１の層および第３の層を交差させた構造の概略図である。
【図７】アンテナおよび処理装置を装備したセンサ構造の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００６０】
図１〜４の断面図に概略的に示されるセンサ装置は、実質的に重なり合った３つの層１２、１４、１６からなるスタック２６を備える。ここで、第１の層１２は、そこに埋め込まれた多数の拡散性成分２２を含む。拡散性成分２２は、特定の周囲パラメータ２４に曝されると、図２に示されるように、隣接する第２の層１４’内に拡散し始める。この拡散プロセスの結果、第２の層１４’は、図１に示されるようなその初期構造における第２の層１４に比べて変化した電気誘導率を示すことができるようになる。この伝導度の変化は、概して、接点２０を介して第１の層１２および第３の層１６に電気的に接触するそれぞれの測定デバイス１８によって測定可能である。
【００６１】
外側の層、したがって第１の層１２および第３の層１６は、半導体材料からなってよく、拡散性ドーパント物質２２によってｎドープまたはｐドープされ得る。温度、放射照度の強さ、または湿度２４による影響を受け得る拡散プロセスは、拡散性成分２２の濃度が第１の層１２’内および第２の層１４’内で平衡になると止まるまたは少なくとも減速することができる。
【００６２】
周囲パラメータ２４の大きさおよび継続時間を監視および測定するために、拡散性成分２２の濃度ならびに第１の層１２および第３の層１６の半導体材料を適切に選択しなければならない。材料および拡散性成分は、本センサ装置１０が取り付けられる薬剤のタイプに応じて、それぞれの周囲パラメータ２４の閾値を越えると、例えば周囲温度が所定温度２４よりも上がるまたは下がると、拡散プロセスが開始または加速するように、選択され配置され得る。
【００６３】
センサ装置が、所定温度を下回るまたは上回った状態、したがって所定温度範囲内で保管され収納される限り、比較的長い期間をおいた後でも、拡散プロセスは測定されない。しかし、周囲温度２４が所定閾値を越えるとすぐ、拡散プロセスは、少なくともゆっくり
と開始する。温度２４がさらに上昇して、例えば第２の所定温度を上回ると、拡散プロセスは、平衡配置（ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ  ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）に達するまで、それに応じて加速することができる。測定デバイス１８によって測定されるべき第２の層の伝導度は、拡散度合いに応じて、それぞれの測定可能な変化の影響を受け得る。拡散性成分の一般拡散挙動は既知でありおよび／または基準化されているので、測定可能な拡散度合いによって、センサ装置１０が周囲パラメータに曝された時間および／または強さに関する十分な情報の提供が可能になる。
【００６４】
第２の層１４が実質的に非導電材料からなる場合、第１の層１２と第２の層１４の間の境界面に貫入する拡散性粒子２２が多くなるほど、第２の層１４の伝導度が高くなり、電気低効率が低くなり得る。拡散挙動は、特に、それぞれの薬剤の化学的または物理的な劣化特性に合わせて設計および適合され得る。したがって、薬剤の実際の必然的な劣化プロセスは、センサ装置によってマッピングされイメージ化され得る。
【００６５】
図３、４には、隣接する層１２’’、１４の寸法が拡散プロセスの規模に与える影響が示されている。ここで、第２の層１４は、層の下面すなわち下面３２と実質的に同一寸法の面３０を備える。ただし、上面３０の面セグメント３４だけしか第１の層１２’’に直接接触していない。したがって、拡散プロセスの度合いおよび規模、ならびに寸法が減少した第１の層１２’’から第２の層１４に向かってその内部に拡散する拡散性粒子２２の総数は、第１の層１２および第２の層１４のそれぞれの接触面が実質的に同一である図４に示されるような実施形態に比べて減少する。
【００６６】
特に図示されていないが、第１の層１２だけでなく第３の層１６にも、第２の層１４に向かって拡散するように適合された同じまたは他の拡散性成分２２が最初に提供され得ることも考えられる。図３のスケッチにおいて、第２の層１４の下側接触面３６は、第３の層１６の対応する上側接触面とほぼ一致しており完全に重なり合っている。
【００６７】
図５、６には、隣接して配置されている層１２、１４、１６の間の境界面をまたぐ拡散の度合いを空間的に変える他の方法が示されている。図５には、三角形の形状であり、図５の左側にいくぶん広い端部セクション４２があり、右側に示されるその反対端にはいくぶん小さく先が細くなった端部セクション４４があることを特徴とする、特定の幾何学的構造４０が示されている。さらに図６に示されるように、第１の層１２は、間にボイド・スペース４５、５５、６５がそれぞれあり形状が同一の４つの隣接して配置された幾何学的構造４０、５０、６０、７０を備えることができる。ボイド・スペースの代わりに、隣接して配置される幾何学的構造４０、５０、６０、７０の間の平面ギャップに異なる実質的に不活性の材料を充填することも考えられる。さらに図６に示されるように、第３の層１６は、類似または実質的に同一の幾何学的構造を備える。したがって、第３の層１６は、それぞれが三角形の形状であり層の平面内に互いに隣接して配置されることを特徴とする４つの幾何学的構造４０、５０、６０、７０を備える。
【００６８】
図６にさらに示されるように、実質的に同一形状の２つの層１２、１６は、面セグメントのパターン４６を作り出すために、約９０°互いに回転される。図６にはそのうちのいくつかのセグメント４０４０、４０５０、４０６０、４０７０、５０４０、６０５０、７０４０、７０６０が例示的に示されている。ここで、第１の層１２および第３の層１６の幾何学的構造４０、５０、６０、７０は、第１の層１２および／または第３の層１６の面法線（ｚ）に沿った突出部において実質的に重なり合っている。図６に示されるように、第１の層１２および第３の層１６の実質的に重なり合う面セグメント４０、５０、６０、７０が互いに重なり合っているパターン４６は、黒色領域として図示されている。
【００６９】
幾何学的構造４０、５０、６０、７０が三角形なので、これらの面セグメント４０４０
、４０５０、４０６０、４０７０、・・・の寸法は、互いに異なる。実際には、それらの寸法は様々であることから、例えば面セグメント４０７０および７０４０は異なる一般拡散挙動を示すので、間に配置されている第２の層１４の電気伝導度の変化はその場所だけ異なることになる。第２の層１４も図６に示されるような重なり合った面セグメント４０４０、４０５０、４０６０、４０７０、５０４０、６０５０、７０４０、７０６０、・・・のパターンに概ね対応するパターン構造を備える場合、さらに有益であり得る。このようにして、センサ装置の測定可能範囲が拡大され、ならびにセンサによる拡散プロセスの監視可能期間が延長され得る。
【００７０】
図６に示されるセンサ装置１０が温度監視装置として設計される場合、面セグメント４０７０は、いくぶん小さい面セグメント７０４０に比べてより高い拡散感受性を示すことができる。その結果、非限定的な例として、面セグメント７０４０は、約３０℃に２４時間より長く曝されると平衡配置したがって最高伝導度に達することができる。それに比べて、面セグメント４０７０は、少なくとも３６℃に７日間より長く曝された後でないとそれに匹敵する伝導度を示すことができない。
【００７１】
残りの面セグメントは、これら２つの極端なサンプルの間の感度をそれぞれ提供することができる。実際、寸法が異なる多数の面セグメントを特徴とするセンサ装置１０は、かなり広い温度範囲をカバーし、数ヶ月または数年を含むかなり長い期間をカバーすることができる。なんらかの拡散プロセスが、所定の温度閾値未満では比較的不活性であるが温度がそうした閾値を上回って上昇するとすぐに幾何級数的に増加することができることが、特に有益であり得る。
【００７２】
この文脈において、センサ装置が、明るく照明されている環境もしくはやや湿潤の環境に曝されるとき、またはセンサ装置が、層１２、１４、１６のいずれかに貫入して内部にそれ自体が拡散するように適合された特定のガス状物質の近くに曝されるとき、類似の拡散挙動が観察され得ることに留意されたい。
【００７３】
さらに、図６に示されるような実施形態は、第３の層１６に対して第１の層１２が９０°回転されるため、多数の面セグメントが実質的に等しい寸法を有することを特徴としている。例えば、２つの面セグメント５０４０および７０６０は、寸法が実質的に等しい。面セグメント５０４０および７０６０は、周囲パラメータまたは周囲条件に曝されると、概して、同一または少なくとも非常に似た拡散挙動を示す。このようにして、一種の２倍の冗長が提供可能であり、および／または２つの相互に関連付けられた面セグメント５０４０、７０６０の測定可能な伝導度は、平均値の決定に使用可能である。
【００７４】
前述したように、本センサ装置１０は、センサ装置１０が曝されてきた温度履歴を決定し監視するのに適用可能なだけではない。さらに、センサ装置１０は、Ｈ２Ｏに曝されると化学反応を示すドーパント物質２２のような分子成分を用いることによって湿度センサとして使用することもできる。その場合、化学反応の残留成分および／または反応生成物は、センサ装置１０が湿気に曝された後、第２の層１４内に拡散することができる。この目的のため、第１の層または第３の層の少なくとも一方が周囲大気に接触していなければならない。
【００７５】
さらに、センサ装置は、周囲環境中の化学構造の検出にも適している。したがって、センサ装置は、層１２、１４、１６のうちの少なくとも１つが周囲大気中に存在するガス状物質を受け入れやすいおよび／または取り囲みやすい、ガス・センサとしても適用可能である。例えば、分子状酸素または他のガスは、センサ装置が周囲大気に曝されるとすぐに、第１の層１２内に拡散してそれを通って第２の層１４に拡散することができる。
【００７６】
最後に、図７には、アンテナ回路２８および処理装置３８をさらに備えたセンサ装置１０が示されている。アンテナ回路２８は、電力信号を受信および／または送信するように特に適合されており、層１２、１４、１６からなるスタック２６の第２の層１４の伝導度を決定するのにそこから電力が引き出され得る。したがって、センサ装置１０全体は、オンサイト電源を必要とせずＲＦＩＤ読取装置のブロードキャスト・エリア内に配置されたときだけ起動される、受動的なＲＦＩＤタグとして設計されてもよい。
【００７７】
概して、層１２、１４、１６の間の拡散プロセスは監視され測定されるべき周囲条件にしか支配されず制御されないので、センサ装置１０にそれ自体の電源は必要ない。
【符号の説明】
【００７８】
１０  センサ装置
１２  層
１４  層
１６  層
１８  測定デバイス
２０  接点
２２  拡散性成分／ドーパント
２４  周囲パラメータ
２６  スタック
２８  アンテナ回路
３０  上面
３２  下面
３４  接触面セグメント
３６  接触面セグメント
３８  処理装置
４０  幾何学的構造
４２  端部セクション
４４  端部セクション
４５  ボイド・スペース
４６  パターン
５０  幾何学的構造
５５  ボイド・スペース
６０  幾何学的構造
６５  ボイド・スペース
４０４０  面セグメント
４０５０  面セグメント
４０６０  面セグメント
４０７０  面セグメント
５０４０  面セグメント
６０５０  面セグメント
７０４０  面セグメント
７０６０  面セグメント
【図１】
2018066750.tif 000003
【図２】
2018066750.tif 000004
【図３】
2018066750.tif 000005
【図４】
2018066750.tif 000006
【図５】
2018066750.tif 000007
【図６】
2018066750.tif 000008
【図７】
2018066750.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成29年12月12日(2017.12.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの周囲パラメータ（２４）を監視するセンサ装置であって：
電気アンテナ回路（２８）および処理装置（３８）の少なくとも１つと、
第１の電気伝導度を示す第１の層（１２）と、
該第１の電気伝導度とは異なる第２の電気伝導度を示し、該第１の層（１２）に少なくとも部分的に直接接触する、少なくとも第２の層（１４）と
を備え、
ここで、該第１の層（１２）および該第２の層（１４）は、初期構造で、異なる濃度の拡散性成分（２２）を含み、該第１の層（１２）および／または該第２の層（１４）の伝導度に影響を与える、上記センサ装置。
【請求項２】
アンテナ回路（２８）が、さらなる分析装置と無線通信するよう構成される、請求項１に記載のセンサ装置。
【請求項３】
アンテナ回路（２８）が、ＲＦ信号を受信および／または送信するように構成される、請求項１または２に記載のセンサ装置。
【請求項４】
処理装置（３８）および層のスタックが、単一チップに組み込まれる、請求項１に記載のセンサ装置。
【請求項５】
センサ装置全体が、ＲＦＩＤチップ・アセンブリに組み込まれる、請求項１〜４のいずれか１項に記載のセンサ装置。
【請求項６】
ＲＦＩＤチップ・アセンブリが、第２の層の電気伝導度の決定のために外部から印加されるＲＦ磁場から電気エネルギーを引き出すよう構成される、請求項５に記載のセンサ装置。
【請求項７】
第２の層（１４）の第１の層（１２）とは面さない面に少なくとも部分的に直接接触する第３の層（１６）をさらに備える、請求項１〜６のいずれか１項に記載のセンサ装置。
【請求項８】
第１の層（１２）および第３の層（１６）は、それらの間に挟まった第２の層（１４）の伝導度を決定する測定デバイス（１８）に電気的に接続可能である、請求項７に記載のセンサ装置。
【請求項９】
周囲パラメータ（２４）は、周囲温度、周囲照度、周囲湿度および／または周囲ガス状物質濃度のいずれかである、請求項１〜８のいずれか１項に記載のセンサ装置。
【請求項１０】
第１の層（１２）および／または第３の層（１６）は、拡散性ドーパント物質（２２）を含む導電性材料または半導体材料を含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載のセンサ装置。
【請求項１１】
第１の層（１２）および第３の層（１６）は、有機半導体を含む、請求項９または１０に記載のセンサ装置。
【請求項１２】
ドーパント物質（２２）は、Ｈ2Ｏに曝されると化学反応を示す分子成分を含む、請求項１０または１１に記載のセンサ装置。
【請求項１３】
第２の層（１４）は、第１の層（１２）および第３の層（１６）に隣接して配置される異なる寸法の接触面（３４、３６）を有する、等しい寸法の少なくとも２つの反対に位置する面セグメント（３０、３２）を備える、請求項７〜１２のいずれか１項に記載のセンサ装置。
【請求項１４】
第１の層（１２）および／または第３の層（１６）は、それぞれの層（１２、１６）の平面内にあり、充填材料によってまたはボイド・スペース（４５、５５、６５）によって分離される、少なくとも２つの重なり合わない幾何学的構造（４０、５０、６０、７０）を備える、請求項１〜１３のいずれか１項に記載のセンサ装置。
【請求項１５】
第１の層（１２）の少なくとも１つの幾何学的構造（４０、５０、６０、７０）は、第１の層（１２）および／または第３の層（１６）の面法線（ｚ）に平行な突出部において、第３の層（１６）の少なくとも１つの幾何学的構造（４０、５０、６０、７０）を横切る、請求項１４に記載のセンサ装置。
【請求項１６】
第１の層（１２）および第３の層（１６）は、実質的に同一の幾何形状を備え、第１の層（１２）は、第１の層（１２）および／または第３の層（１６）の面法線（ｚ）に実質的に平行に延びる回転軸により第３の層（１６）に対して所定の角度まで回転される、請求項１４または１５に記載のセンサ装置。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか１項による少なくとも１つのセンサ装置（１０）を備える、少なくとも１つのアイテムのための包装。
【外国語明細書】
2018066750000001.pdf