(57)【要約】【課題】センサの提供。【解決手段】本発明は、媒体、及び、これに配置されたホログラムを含み、上記媒体の光学特性は上記媒体の物性が変化すると変化し、ホログラムの縞は銀粒子によって形成され、上記媒体は銀粒子を結合しない材料を含むことを特徴とするセンサに関する。上記ホログラフィックセンサの明度及び感度は、望ましくない（「バックグラウンド」）銀結合のレベルを下げることによって増強される。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
媒体、及び、これに配置されたホログラムを含み、前記媒体の光学特性は前記媒体の物性が変化すると変化し、ホログラムの縞は銀粒子によって形成され、前記媒体は銀の結合を阻害する材料を含む
ことを特徴とするセンサ。
【請求項２】
前記媒体は、架橋された材料である
ことを特徴とする請求項１に記載のセンサ。
【請求項３】
前記材料は、アクリルアミドに基づくモノマーを含むモノマーの重合によって得られる
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のセンサ。
【請求項４】
前記モノマーはアクリルアミド及び／又はメタクリルアミドを含む
ことを特徴とする請求項３に記載のセンサ。
【請求項５】
前記材料は、ビス（三級アミド）で架橋されている
ことを特徴とする請求項３又は４に記載のセンサ。
【請求項６】
前記材料は、１，４−ビス（アクリロイル）ピペラジンで架橋されている
ことを特徴とする請求項５に記載のセンサ。
【請求項７】
分析標的を感知するための、請求項１〜６のいずれか１項に記載のセンサ。
【請求項８】
グルコース又は乳酸を感知するための、請求項６に記載のセンサ。
【請求項９】
前記ホログラムは、光の回折によって生じる
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のセンサ。
【請求項１０】
前記ホログラムは、拡大した時、又は、レーザ光照射時にのみ見える
ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のセンサ。
【請求項１１】
ホログラフィック画像は、物体の画像である、又は、２次元若しくは３次元効果を与える
ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のセンサ。
【請求項１２】
レーザ光線に照射されると干渉効果を生じる手段を更に有する
ことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載のセンサ。
【請求項１３】
前記手段は偏光を解消する層を有する
ことを特徴とする請求項１２に記載のセンサ。
【請求項１４】
前記ホログラムは、白色光、ＵＶ光又は赤外線下において見える
ことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載のセンサ。
【請求項１５】
前記ホログラムは、特定の温度、磁気若しくは圧力条件下において見える
ことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載のセンサ。
【請求項１６】
前記センサは、そのすべて又は一部を覆う材料の層を有し、この材料は透明である、又は、カラーフィルタとして働く
ことを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載のセンサ。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか１項に記載のセンサを含むことを特徴とする皮下インプラント。
【請求項１８】
サンプル中の分析標的の感知方法であって、
サンプルと請求項１〜１７のいずれか１項に記載のセンサの媒体とを接触させること、及び、その光学特性における任意の変化を感知することを含む
ことを特徴とする方法。
【請求項１９】
前記分析標的は、化学的、生化学的又は生物学的な種である
ことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
光学読み取り装置、携帯電話、コンピュータ及びデジタルカメラからなる群より選択される装置を使用して、光学特性の任意の変化が感知される、又は、光学的変化に関するデータが蓄積、送信又は処理される
ことを特徴とする請求項１８又は１９に記載の方法。
【請求項２１】
請求項１〜１６のいずれか１項に記載のセンサを含む物品。
【請求項２２】
金融取引カード、銀行券、パスポート、身分証明証、スマートカード、運転免許証、株券、債務証書、小切手、小切手保証カード、タックスバンダロール、ギフト券、郵便切手、鉄道チケット又は航空チケット、テレフォンカード、くじ券、イベントチケット、クレジットカード又はデビットカード、業務用名刺、又は、消費者、商標及び製品の保護において偽造品と本物の製品とを区別するための、若しくは、盗品を確認するためのアイテムである
ことを特徴とする請求項２１に記載の物品。
【請求項２３】
本明細書中に記載の識別力を有するパッケージである
ことを特徴とする請求項２１に記載の物品。
【請求項２４】
宝飾品類、衣類（履物を含む）、織物、家具、玩具、進物、家庭用品（陶磁器類及びガラス器を含む）、建築物（ガラス、タイル、塗料、金属、レンガ、陶磁器、木、プラスチック、並びに、他の内装及び外装を含む）、芸術品（絵画、彫刻、陶器及び照明装置を含む）、文房具類（あいさつ状、レターヘッド及び宣伝製品を含む）及びスポーツ用品から選択される、装飾要素を備えた工業品若しくは手工芸品である
ことを特徴とする請求項２１に記載の物品。
【請求項２５】
農学研究、環境研究、人間若しくは獣医学における予後、治療的診断、診断、治療又は化学分析に使用するための製品若しくは装置である
ことを特徴とする請求項２１に記載の物品。
【請求項２６】
試験紙、チップ、カートリッジ、綿球、チューブ、ピペット、コンタクトレンズ、結膜下インプラント、皮下インプラント、飲酒検知器、カテーテル、若しくは、流体サンプリング装置若しくは分析装置である
ことを特徴とする請求項２５に記載の物品。
【請求項２７】
請求項１〜１６のいずれか１項に記載のセンサを含む転写可能なホログラフィーフィルム。
【請求項２８】
ホットスタンプテープ上にある
ことを特徴とする請求項２７に記載のフィルム。
【請求項２９】
請求項２７又は２８に記載のフィルムから物品上へのセンサの転写を含むことを特徴とする、物品のセキュリティを増強する方法。
【請求項３０】
前記センサからデータを生成できることを特徴とする、請求項１〜１６のいずれか１項に記載のセンサを含む製品。
【請求項３１】
請求項３０に記載の製品から生じたデータをデータ蓄積、制御、送信、報告及び／又はモデル化に使用することを特徴とするシステム。
【請求項３２】
センサを作成する方法であって、
前記方法は媒体中でホログラムを記録する段階を含み、ホログラムの縞は銀粒子によって形成され、前記媒体は銀の結合を阻害する材料を含む
ことを特徴とする方法。
【請求項３３】
前記センサが、請求項２〜１６のいずれか１項に記載の特徴を更に有する
ことを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラフィックセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１はホログラフィックセンサについて記載している。このセンサはホログラフィー支持媒体を含み、上記媒体全体にホログラムが配置されたものである。上記支持媒体と分析標的とが相互作用することにより上記媒体の物性が変化する。この変化によって、ホログラフィー素子の光学特性（分極性、反射率、屈折率又は吸光度等）の変化が生じる。（例えば広帯域入射光である非電離電磁放射線を使用した）ホログラムの再生中に何か変化が生じると、光学検波器の使用により例えば色の変化が観察されるであろう。光学検波器は分光計であってもよいし、単純に人間の目であってもよい。
【０００３】
特許文献２中には、ホログラフィックセンサを作成する別の方法について記載される。まずポリマーフィルムを作成してから感光性ハロゲン化銀粒子を配合する、連続的な処理法が用いられている。可溶性の塩を散乱させて、この粒子をポリマーマトリックス中に導入してハロゲン化イオン及び感光性色素と反応させることによって、感光性で不溶性の沈殿物が形成される。その後、ホログラフィー画像を記録する。
【０００４】
特許文献３は、「銀を使用しない複合重合（ｄｏｕｂｌｅ  ｐｏｌｙｍｅｒｉｓａｔｉｏｎ）」として知られる技術を用いたホログラフィックセンサの製造方法について記載している。
【０００５】
ホログラフィックセンサは、例えばグルコースを感知するための、皮下使用について提案されている。しかし、ホログラムが反射する光は、一般的に、皮膚を通過して感知されるほど十分に強くはない。これは主として、光散乱の問題によるものである。
【０００６】
従来のホログラフィックセンサの支持媒体は、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド（ＭＢＡ）等の架橋剤を含んでいてもよい。
【０００７】
Ｈｏｃｈｓｔｒａｓｓｅｒら（非特許文献１）は、アクリルアミドゲル中においていくつかの異なる架橋剤が、ゲルの銀染色の際に、ゲルに結合した銀のバックグラウンドを制限するかどうかについての調査を報告している。メチレンビスアクリルアミド（ＭＢＡ）等の遊離のアミドを有する任意の架橋剤は、多量のバックグラウンド染色を生じさせる傾向があるということが分かった。ＭＢＡ上の遊離のアミドは、銀と相互作用して、ポリマーに結合する原因であると仮定された。（二級アミドである、ＭＢＡ、及び、大部分の他のビスアクリルアミド架橋剤とは異なり）三級アミドであるビスアクリロイルピペラジン（ＢＡＰ）は、銀染色中にこのランダムな結合、及び、強い銀のバックグラウンドを示さないということが見出された。これは、ＢＡＰ中の窒素が銀と相互作用できないことによるものであると考えられた。
【特許文献１】ＰＣＴ特許ＷＯ９５／２６４９９
【特許文献２】ＰＣＴ特許ＷＯ９９／６３４０８
【特許文献３】ＰＣＴ特許ＧＢ０４／００９７６
【非特許文献１】Ｈｏｃｈｓｔｒａｓｓｅｒら，  Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ  Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  （１９８８）  Ｖｏｌｕｍｅ  １７３，  ｐａｇｅｓ  ４１２−４２３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
（発明の要約）
本発明は、望ましくない（「バックグラウンド」）銀結合のレベルを下げることによって、ホログラフィックセンサの明度及び感度が増強され得るという理解に基づく。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第一の態様によれば、センサは、媒体、及び、これに配置されたホログラムを含み、上記媒体の光学特性は上記媒体の物性が変化すると変化し、ホログラムの縞は銀粒子によって形成され、上記媒体は望ましくない銀の結合を阻害する材料を含むことを特徴とする。上記媒体は、１，４−ビス（アクリロイル）ピペラジン等のビス（三級アミド）で架橋されたアクリルアミドに基づく材料であることが好ましい。
【００１０】
本発明の第二の態様は、本発明のセンサを含む皮下インプラントである。
【００１１】
本発明のセンサは、従来のセンサより本質的により高い明度及び感受性を有し得、かつ、これが反射する光はより高い単色度及び解像度を有し得る。従って、本発明のセンサは、例えばグルコース又は乳酸の感知において、皮下使用に特に好適である。上記センサは、セキュリティ／認証においても使用することができる。
【００１２】
（好適な実施形態の説明）
本発明の好ましい一実施形態において、及び、説明のために、ホログラフィック支持媒体は下記構造の１，４−ビス（アクリロイル）ピペラジン（ＢＡＰ）で架橋された材料である。
【００１３】
【化１】
2008512649.tif 000002
【００１４】
理論上では、ＢＡＰ等の架橋剤が存在することによって、銀が支持媒体にランダムに（又は非特異的に）結合するのが阻害され、従って、ホログラフィー記録過程に起因するバックグラウンドノイズが最小限になると考えられている。
【００１５】
本発明で使用する種類のホログラフィックセンサは一般的に媒体を含み、上記媒体全体にホログラムが配置されている。支持媒体と分析標的との相互作用により媒体の物性が変化してよい。この変化によって、分極性、反射率、屈折率又は吸光度等の、ホログラフィー素子の光学特性の変化が生じる。広帯域入射光である非電離電磁放射線を使用したホログラムの再生中に何か変化が生じると、例えば色又は強度の変化を観察可能である。
【００１６】
物性を変化させることにより光学特性を変化させる基本的な方法は、多数ある。物性は、支持媒体体積が変化し、次にホログラフィック素子のホログラフィック縞が変化することが好ましい。この変化は、支持マトリックス中に特定の基を組み込み、分析標的との相互作用によりこれらの基の、例えば立体配座、電荷又は架橋度を変化させて、支持媒体を拡張又は縮小させることにより実施可能である。このような基としては、分析標的種と特異的に結合する共役基であることが好ましい。
【００１７】
ホログラフィックセンサは、支持媒体の組成を変えるだけで様々な分析標的の感知に使用することができる。媒体はポリマーマトリックスを含むことが好ましく、その組成は、高品質のフィルム（すなわち、ホログラフィー縞を形成できる均一なマトリックスを有するフィルム）を得るのに適していなければならない。好ましくは、上記媒体は、アクリルアミドに基づくモノマーを含むモノマーの（共）重合によって得られる。
【００１８】
上記以外のホログラフィック支持媒体としては、ゼラチン、Ｋ−カラギーナン、寒天、アガロース、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、（粗分類による）ゾル−ゲル、（粗分類による）ヒドロゲル及びアクリレートがある。上記以外の材料としては、多糖類、タンパク質及びタンパク質性材料、オリゴヌクレオチド、ＲＮＡ、ＤＮＡ、セルロース、酢酸セルロース、ポリアミド、ポリイミド並びにポリアクリルアミドが挙げられる。ゼラチンは、ハロゲン化銀粒子等の感光性物質を支持できる標準的なマトリックス材料である。また、ゼラチンは、ゲルの鎖構造中のカルボキシル基同志がクロム（ＩＩＩ）イオンによって架橋されたものであってもよい。
【００１９】
国際特許ＷＯ−Ａ−９５／２６４９９号、ＷＯ−Ａ−９９／６３４０８号及びＷＯ−Ａ−０３／０８７７８９号中に開示の方法でセンサを作製可能である。上記明細書の内容を本明細書中に参照する。
【００２０】
本発明のセンサのホログラムは、光の回折によって生じ得る。上記ホログラムは、拡大した時にのみ、又は、白色光、ＵＶ光又は赤外線下において、特定の温度、磁気若しくは圧力条件下において、特定の様式で集束した光の下又は特定の周波数又は波長を有するレーザの下において見えるであろう。ホログラフィック画像は、物体の画像であることが好ましい、又は、２次元若しくは３次元効果を与える。
【００２１】
上記センサは、レーザ光線に照射されると干渉効果を生じる手段を更に有していてもよく、このような手段は偏光を解消する層を有していることが好ましい。
【００２２】
上記センサは、その一部又はすべてを覆う材料の層を有していてもよく、この層は、これを通過する光の特性を変化させる、又は、フィルタとして働く。上記材料は透明であってもよく、かつ、特定の屈折率を有していてよい、又は、カラーフィルタとして働いてもよい。このような材料は有益であり、これを使用することによって、任意の特定のホログラフの応答の分析を容易かつ明瞭に確実に実施することができる。
【００２３】
また、本発明は、サンプル中の分析標的の感知方法であって、サンプルと本発明のセンサの媒体とを接触させること、及び、その光学特性における任意の変化を感知することを含むことを特徴とする方法にも関する。上記分析標的は、化学的、生化学的又は生物学的な種であることが好ましい。光学特性の変化は、肉眼で、又は、装置を使用することによって感知することができる。装置は、光学的変化に関するデータを蓄積、送信又は処理するために使用することもできる。上記装置は、光学読み取り装置、携帯電話、コンピュータ及びデジタルカメラからなる群より選択されることが好ましい。ラップトップ装置、デスクトップ装置、又は、手帳型装置である携帯情報端末（ＰＤＡ）等の携帯用装置等の任意の種類のコンピュータを使用することができるということが考慮される。
【００２４】
本発明によるセンサを含む物品は、様々な分野において使用することができる。上記物品は、金融取引カード、銀行券、パスポート、身分証明証、スマートカード、運転免許証、株券、債務証書、小切手、小切手保証カード、タックスバンダロール、ギフト券、郵便切手、鉄道チケット又は航空チケット、テレフォンカード、くじ券、イベントチケット、クレジットカード又はデビットカード、業務用名刺、又は、消費者、商標及び製品の保護において偽造品と本物の製品とを区別するための、若しくは、盗品を確認するためのアイテムであってよい。
【００２５】
あるいは、上記物品は、識別力を有するパッケージであってもよい。「識別力を有するパッケージ」とは、製品の情報を、又は、品質を、又は、製品の品質、保存期間若しくは安全性及び主な用途（例えば、時間−温度、鮮度、湿気、アルコール、ガス、物理的損傷等を示す指標として等）に影響を及ぼす可能性のある環境条件を、モニター、表示又は試験するための、容器、包み又は囲いの一部又は付属品を含むシステムを指す。
【００２６】
本発明は、宝飾品類、衣類（履物を含む）、織物、家具、玩具、進物、家庭用品（陶磁器類及びガラス器を含む）、建築物（ガラス、タイル、塗料、金属、レンガ、陶磁器、木、プラスチック、並びに、他の内装及び外装を含む）、芸術品（絵画、彫刻、陶器及び照明装置を含む）、文房具類（あいさつ状、レターヘッド及び宣伝製品を含む）及びスポーツ用品から選択される、装飾要素を備えた工業品若しくは手工芸品といった物品と共に、又は、農学研究、環境研究、人間若しくは獣医学における予後、治療的診断、診断、治療又は化学分析に使用するための製品若しくは装置であり、特には試験紙、チップ、カートリッジ、綿球、チューブ、ピペット、コンタクトレンズ、結膜下インプラント、皮下インプラント、飲酒検知器、カテーテル、若しくは、流体サンプリング装置若しくは分析装置である物品と共に使用することができる。
【００２７】
本発明のセンサは、転写可能なホログラフィーフィルム上に含まれていてもよい。上記フィルムはホットスタンプテープ上にあることが好ましい。物品のセキュリティは、フィルムから物品上にセンサを転写することによって増強することができる。
【００２８】
また、本発明は、本発明のセンサを含む、上記センサからデータを生成できる製品、及び、上記製品から生じたデータをデータ蓄積、制御、送信、報告及び／又はモデル化に使用するシステムにも関する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下の実施例により本発明を説明する。
【実施例１】
【００３０】
３−アミノフェニルボロン酸１２モル％、アクリルアミド８６．５モル％、及び、架橋剤としてＢＡＰ  １．５モル％を共重合させることによって、支持媒体を形成した。その後、架橋剤としてＭＢＡ  １．５モル％を使用して同様の媒体を形成した。その後、２つのパルスのレーザ光線を使用して、ハロゲン化銀を各媒体及び記録されたホログラムの内部に固定した。架橋剤としてＭＢＡ１．５モル％を使用して、３−アミノフェニルボロン酸  １２モル％及びアクリルアミドの「銀を使用しない複合重合」により、別の媒体を形成した。ホログラムを媒体中で再び記録した。
【００３１】
本発明のセンサのホログラムは、２つのパルスのレーザ光のみをその構造中で使用した場合でさえも、従来のセンサよりも大幅に明るかった（約１０〜１００倍）。実際、本発明のホログラムは非常に明るいため、線型照明下でも見ることができるであろう。また、様々なセンサの応答についても比較したところ、事実上同一であることが示された。本発明のセンサの回折ピークは、他の２つのものに比べて単色度が高かった。
【実施例２】
【００３２】
アクリル酸５モル％、（アクリルアミド：メタクリルアミド＝２：１）を９０モル、及び、架橋剤としてＢＡＰ  ５モルを共重合させることによって、支持媒体を形成した。その後、ハロゲン化銀を上記媒体中に固定して、ホログラムを記録した。上記センサは、実施例１のセンサと同様の特性を示した。
【国際調査報告】
2008512649.tif 000003
2008512649.tif 000004
2008512649.tif 000005