(57)【要約】本発明は流体中の糖質の測定およびその使用に関する。具体的に、本発明は被検体の唾液中のグルコース測定の分野を対象にする。本発明は、被検体中のグルコースの測定のための装置および数学的アルゴリズムを提供する。2008512687.tif 000008
2008512687.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理された試料中の唾液糖質の量が、哺乳動物における血液糖質レベルと相関する、哺乳動物中の唾液グルコースレベルを測定する方法であって、哺乳動物から唾液の試料を採取する工程、試料を処理することにより唾液を実質的に精製する工程、および可溶性糖質の存在について処理された試料を解析する工程を含む、方法。
【請求項２】
試料を処理する工程が、試料を濾過して高分子量混入物および粒子状物質から低分子量分析物を分画する工程をさらに含む、請求項1記載の方法。
【請求項３】
緊密に充填され軸方向に整列した繊維の中を通って試料を軸方向に向けて移動させることにより濾過が達成される、請求項2記載の方法。
【請求項４】
約200ナノメータから約2ナノメータの平均孔径を有するひとつまたは複数のナノ細孔膜を通して濾過が達成される、請求項2記載の方法。
【請求項５】
処理された試料からタンパク質を除去する工程をさらに含む、請求項2、3、または4記載の方法。
【請求項６】
タンパク質が基質に吸着される、請求項5記載の方法。
【請求項７】
基質がニトロセルロース、ナイロン、またはポリビニリデンフルオライドである、請求項6記載の方法。
【請求項８】
処理された試料からグルコースを吸収する工程をさらに含む、請求項2、3、または4記載の方法。
【請求項９】
グルコースが、約400M2/gramより大きい内部表面積を有する多孔性吸収剤からなる基質に吸収される、請求項8記載の方法。
【請求項１０】
グルコースが、ゼオライト、酸化アルミニウムミクロスフェア、セラミックミクロスフェア、含水ケイ酸アルミナミクロスフェア、アルミナ乾燥ビーズ、アタパルガス粘土ビーズ化シリカゲル乾燥剤、天然粘土吸収剤、および活性炭からなる群より選択される基質に吸収される、請求項8または9記載の方法。
【請求項１１】
哺乳動物がヒトである、請求項3、5、または8記載の方法。
【請求項１２】
哺乳動物が伴侶動物である、請求項3、5、または8記載の方法。
【請求項１３】
伴侶動物がネコまたはイヌである、請求項12記載の方法。
【請求項１４】
哺乳動物が血液糖質の異常レベルによって特徴づけられる疾患に苦しめられている、請求項1記載の方法。
【請求項１５】
疾患が糖尿病である、請求項14記載の方法。
【請求項１６】
処理された試料から得られた唾液糖質の量が、疾患を治療するための適切な治療用インスリン投与量を示す、請求項15記載の方法。
【請求項１７】
哺乳動物において唾液の産生および減少を刺激することが可能な化合物が提供されることにより、唾液の試料を採取する前に哺乳動物が前条件づけされる、請求項1記載の方法。
【請求項１８】
高分子量混入物を除去するために唾液の試料を処理し、かつ処理された唾液中のグルコースをマトリクスに吸収させる、唾液試料導入ポート、フィルター、および吸収マトリクスを含む唾液を処理するための装置。
【請求項１９】
フィルターが緊密に充填され軸方向に整列した繊維を含む、請求項18記載の装置。
【請求項２０】
フィルターが、約200ナノメータから約2ナノメータの平均孔径を有するひとつまたは複数のナノ細孔膜を含む、請求項18記載の装置。
【請求項２１】
唾液試料中のタンパク質を不可逆的に結合することが可能な基質をさらに含む、請求項18、19、または20記載の装置。
【請求項２２】
基質がニトロセルロース、ナイロン、またはポリビニリデンフルオライドである、請求項21記載の装置。
【請求項２３】
グルコース吸収性基質をさらに含む、請求項18、19、または20記載の装置。
【請求項２４】
グルコース吸収性基質が、約400M2/gramより大きい内部表面積を有する多孔性吸収剤からなる、請求項23記載の装置。
【請求項２５】
グルコース吸収性基質が、ゼオライト、酸化アルミニウムミクロスフェア、セラミックミクロスフェア、含水ケイ酸アルミナミクロスフェア、アルミナ乾燥ビーズ、アタパルガス粘土ビーズ化シリカゲル乾燥剤、天然粘土吸収剤、および活性炭からなる群より選択される、請求項23または24記載の装置。
【請求項２６】
処理された唾液試料中のグルコースレベルを検出するためのセンサーをさらに含む、請求項18記載の装置。
【請求項２７】
試料中の唾液糖質レベルを参照血液糖質レベルに相関させることにより、唾液試料糖質レベルに基づいてほぼ確実な血液糖質レベルの範囲を算出するプロセッサーをさらに含み、該プロセッサーによって算出された情報を表示するための出力を有する、請求項18記載の装置。
【請求項２８】
プロセッサーが、装置の使用者の唾液糖質レベルを、該装置の使用者の過去の血液糖質レベルまたは過去の唾液糖質レベルに相関させる、請求項27記載の装置。
【請求項２９】
プロセッサーが、装置の使用者の唾液糖質レベルを、該装置の使用者の過去の医療情報または生活様式情報に相関させる、請求項27記載の装置。
【請求項３０】
プロセッサーが、装置の使用者の唾液糖質レベルを、該装置の使用者についての遺伝情報に相関させる、請求項27記載の装置。
【請求項３１】
出力が使用者のために適切な治療用インスリン投与量を示す情報を表示する、請求項30記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は流体中の糖質の測定およびその使用に関する。具体的に、本発明は被検体の唾液中のグルコース測定の分野を対象にする。本発明は、被検体中のグルコースの測定のための装置および数学的アルゴリズムを開示する。
【背景技術】
【０００２】
背景
唾液は、適切な絶食後に非刺激または刺激された唾液を回収後に、唾液グルコースの継時的なモニタリングを能動的に干渉すると考えられる様々な成分を含む。米国特許第6,102,872号、米国特許第4,817,632号、および国際公開公報第00/64 334号は、後に続く処理および検出のため、唾液中グルコースのインサイチュー平衡透析のための浸透圧ドライバーの使用および時間(20分)を記載している。本方法論は、受動的を基準にして、継時的に唾液を平衡透析するため口腔内に配置される二重膜で密封された透析嚢(唾液嚢)を用いる。グルコースを定量的に測定するために、計測手段(モニターなど、すなわち定電位電解装置)を利用しない視覚的な解読、酵素比色(非電気化学的)スクリーニングまたはモニタリング手段を用いて、嚢中の処理唾液にアクセスするように、多様な手段が記載されている。
【０００３】
この特許における技術の制限は数多い。液体は自然に侵入しないため、嚢中に含まれる浸透圧ドライバーが液体を密封嚢の中に押し入れるよう働くことができるように、嚢は密封された嚢でなければならない。過剰な浸透圧ドライバーが利用される場合、この平衡透析が完了するのに最小限で20分間かかる；それより短い時間により過剰なドライバーが嚢中に残存することになり、これはグルコースの測定を干渉する。継時的に口腔に送達される浸透圧ドライバーは不快な味を有し、有毒かもしれず、刺激が再発生し過剰な唾液流体が初期の刺激または無刺激のグルコース値を希釈するためグルコースレベルを干渉する。唾液嚢は密封するのが非常に困難で、製造工程に問題を生じてしまう。嚢を密封するために記載され、使用される密封剤は有毒であり、かつ一部の個体においてその化合物は癌を引き起こし得る。嚢は長期保存の間に弾力性およびフィルターの品質を損なう。一旦回収されると、内容物は通常加圧下であるため嚢は慎重に開かれなければならず、これにより、提案のような信頼できる一体型装置の設計が妨げられる。認められるもうひとつの課題は、保存寿命を長くするように膜を長期にわたって柔軟に保つために用いられるグリセロールが、グルコース測定を能動的に干渉し、嚢ごとに変化する可能性があり、かつ実時間モニタリングを妨げるこの干渉物質に対して、測定されたグルコース値を補正する必要性があることである。嚢は咽頭反射を誘導するという点において、消費者側の立場から不都合である。また、一部の患者は嚢の成分または添加物に対してアレルギーがある。記載のように、嚢は医療装置としての使用の準備がまだ整っていない実験室の方法である。
【０００４】
国際公開公報第003007814号は、＜1,500ダルトンのMW分画範囲を有するゲルマトリクス内での分子吸着の工程を介して試料内のグルコースの隔離(隠蔽)を利用する、試料内でグルコースを懸濁状態で保持するための輸送システムを記載している。これは、高価な実験室設備を用いた後に続く処理およびグルコース検出のために未分離の試料の中央集中実験室への輸送(5日を超える)を促進する。実験室において、吸着したグルコースは厳しい逆溶出条件下で逆イオン交換によってゲルマトリクスから唯一放出されるが、溶出後に、高価な電気化学的グルコースセンサー機器のみによる検出を可能にするため試料の希釈が必要である。特許出願はまた、吸着範囲の下限を上回るMW物質は滞留するが、グルコースが空隙容量中を妨げられることなく移動することが可能なように、グルコースを上回る分子量分画範囲を有する吸着マトリクスを用いた差動的吸着の使用についても言及している。そうした使用のために記載された物質は、ゲル濾過媒体である。しかしながら、出願に引用されたゲル供給業者の供給者からのゲル濾過媒体クロマトグラフの文献の後に続く総説により、ゲルマトリクスの中に入る全ての物質は実際にマトリクス内に捕捉され、最も小さいMW物質が実際に高MW物質のずっと後に溶出するサイズクロマトグラフ法によって分離され、出願に述べられたように空隙容量中には存在しないことが明らかに示されている。格子間の流体のみが空隙容量を構成する。従って、特許に記載された「通過(pass through)」の特性は、科学的に間違っている。
【０００５】
上に引用された特許の全ては、透析または浸透圧などの受動的な物理的方法、または手段に基づく唾液物質からのグルコースの受動的分離に依存している。唾液の検出を実際に干渉する唾液中に存在する物質を除去、処理、または対処する試みはなされていない。従って、検出のためのグルコースの利用可能度が唾液成分によって遮蔽される場合、特許は混合全唾液におけるグルコース検出の現実の課題に直接的に取り組む原則に頼らず本質的に受動的である手順を記載している。従って、記載された手順は非特異的で、遅く、一般的に非効率的で、全体として課題を回避しようとしている。これは、そうした方法によって得られた反応がモニタリングにとって定量的でないが素量的である(2時間絶食について、陰性および糖尿病の2つのみのカットオフが得られた；および8時間絶食について、陰性-機能障害-糖尿病の3つのみのカットオフが得られた)出願において認められた、全血液に比べて唾液に関して観察された比較的乏しい相関によって証明されている。これらの素量的カットオフは、モニタリングの目的には不十分な精度しか提供せず、スクリーニング適用に適しているのみである。
【０００６】
唾液グルコースを測定する改良手段の必要性が残っている。
【発明の開示】
【０００７】
発明の概要
本発明は、哺乳動物、特にヒト、またはイヌ、ウマ、もしくはネコなどの伴侶動物から採取した唾液試料を処理する多様な装置および方法を提供する。唾液試料は処理され、唾液の糖質含有量が測定され得る。唾液の糖質レベルは、血液の糖質レベルに反映かつ関連し、糖尿病など、上昇または低いグルコースレベルにより特徴づけられる疾患の素因を予測する、または治療を示唆するために用いられ得る。
【０００８】
ひとつの局面において、本発明は、処理された試料中の唾液糖質の量が哺乳動物における血液の糖質レベルに相関する方法であって、以下の工程を含む、哺乳動物中の唾液グルコースレベルを測定する方法を提供する:哺乳動物から唾液の試料を採取する工程、試料を処理することにより実質的に唾液を精製する工程、および処理された試料を可溶性糖質の存在について解析する工程。ひとつの態様において、試料を処理する工程は、試料を濾過して低分子量分析物を高分子量混入物および粒子状物質から分画する工程をさらに含む。もうひとつの態様において、緊密に充填され軸方向に整列した繊維の中を通って試料を軸方向に向けて移動させることによって、濾過が達成される。さらにもうひとつの態様において、約200ナノメータから約2ナノメータまでの平均孔径を有するひとつまたは複数のナノ細孔膜を通して濾過が達成される。なおもうひとつの態様において、方法は処理された試料からタンパク質を除去する工程をさらに含む。さらにもうひとつの態様において、タンパク質が基質に吸着される。なおさらにもうひとつの態様において、基質はニトロセルロース、ナイロン、またはポリビニリデンフルオライドである。ひとつの態様において、方法は処理された試料からグルコースを吸収する工程をさらに含む。もうひとつの態様において、グルコースは、約400 M2/gramより大きい内部表面積を有する多孔性吸収剤からなる基質に吸収される。さらにもうひとつの態様において、グルコースは以下からなる群より選択される基質に吸収される:ゼオライト、酸化アルミニウムミクロスフェア、セラミックミクロスフェア、含水ケイ酸アルミナミクロスフェア、アルミナ乾燥ビーズ、アタパルガス粘土ビーズ化シリカゲル乾燥剤、天然粘土吸収剤、および活性炭。
【０００９】
記載される方法は、哺乳動物が、糖尿病など血液糖質の異常レベルによって特徴づけられる疾患に苦しめられる場合に特に有用である。特定の態様において、処理された試料から得られた唾液糖質の量は、疾患を治療するための適切な治療用インスリン投与量を示す。他の態様においては、唾液の試料を採取する前に、哺乳動物において唾液の産生および減少を刺激することが可能な化合物が提供されることにより哺乳動物は前条件づけされる。
【００１０】
もうひとつの態様において、本発明は、唾液の試料を処理して高分子量混入物を除去し、処理された唾液中のグルコースをマトリクスに吸収させる、以下を含む唾液を処理するための装置を提供する：唾液試料導入ポート、フィルターおよび吸収マトリクス。ひとつの態様において、フィルターは緊密に充填され軸方向に整列した繊維を含む。ひとつの態様において、フィルターはひとつまたは複数のナノ細孔膜を含み、前記ナノ細孔膜は約200ナノメータから約2ナノメータまでの平均孔径を有する。もうひとつの態様において、装置は、ニトロセルロース、ナイロンまたはポリビニリデンフルオライドなどの唾液試料中のタンパク質に不可逆的に結合することのできる基質をさらに含む。もうひとつの態様において、装置はグルコース吸収性基質を含む。ひとつの態様において、グルコース吸収性基質は約400 M2/gramより大きい内部表面積を有する多孔性吸収剤からなる。なおもうひとつの態様において、装置は以下からなる群より選択されるグルコース吸収性基質を含む：ゼオライト、酸化アルミニウムミクロスフェア、セラミックミクロスフェア、含水ケイ酸アルミナミクロスフェア、アルミナ乾燥ビーズ、アタパルガス粘土ビーズ化シリカゲル乾燥剤、天然粘土吸収剤、および活性炭。もうひとつの態様において、装置は、処理された唾液試料中のグルコースレベルを検出するためのセンサーをさらに含む。もうひとつの態様において、装置は、試料中の唾液糖質レベルを参照血液糖質レベルと相関させることにより唾液試料の糖質レベルに基づくほぼ確実な血液糖質レベルの範囲を算出するプロセッサーをさらに含み、プロセッサーによって算出された情報を表示するための出力を有する。もうひとつの態様において、装置は、装置の使用者の唾液糖質レベルを装置の使用者の過去の血中糖質レベルまたは過去の唾液糖質レベルに相関させるプロセッサーをさらに含む。もうひとつの態様において、プロセッサーは装置の使用者の唾液糖質レベルを装置の使用者の過去の医療情報または生活様式情報と相関させる。もうひとつの態様において、プロセッサーは装置の使用者の唾液糖質レベルを装置の使用者についての遺伝情報と相関させる。さらにもうひとつの態様において、装置は、哺乳動物において検出される唾液グルコースレベルに基づき、使用者にとって適切な治療用インスリン投与量を示す情報を表示する出力を含む。
【００１１】
発明の詳細な説明
概要
本発明は流体中の糖質の測定およびその使用に関する。具体的に、本発明は被検体の唾液中のグルコース測定の分野を対象にする。本発明は、被検体中のグルコースの測定のための装置および数学的アルゴリズムを開示する。
【００１２】
唾液は、適切な絶食後に非刺激または刺激された唾液の回収後、唾液グルコースの継時的なモニタリングを能動的に干渉すると考えられる様々な成分を含む。
【００１３】
唾液は、細菌および真菌などの微生物、インタクトなヒト細胞、細胞細片および多くの可溶性物質を生来含む、粘稠で高密度で粘着な流体である。唾液中のグルコース検出およびモニタリングに影響を及ぼし得るいくつかの要素には以下のものが含まれる：グルコースの酵素的分解(口腔内に正常に見出される酵素による)；グルコースが食料供給源である微生物によるグルコースの分解；宿主の細胞性エネルギー代謝；ムチン、多糖類、およびタンパク質性物質へのグルコースの接着；および、異性化および他の分子内変化によるグルコース分子自体の経時的な先天的分子不安定性(グルコースは左型および右型で存在し、この比率は自然に変化し得る；グルコースはまた、pHおよびイオン強度に応じて、フコースおよびマンノースなどの他の異性体型に転換する；グルコースはまた、アノマー炭素2の周りの旋光度に基づいて構造型を変化させる)。本発明は、モニタリングのためのグルコース処理を促進するために、これらの不利な要素を能動的に回避するための手段を提供することによりこの問題を解決する。
【００１４】
唾液を用いた真のモニタリングを目的として、および先行技術において挙げられた限界のために、改良されたモニタリングのための唾液グルコース処理手段は、一部の態様において以下の特性の一部または全てを提供することができる：
・管再吸収または細胞性代謝を回避するために、刺激された混合全唾液の口腔からの迅速な除去
・このような除去を変性させることなく促進するために、可溶化塩浸透圧ドライバーまたは透析膜界面活性柔軟剤(グリセロール)による干渉がないこと
・刺激後、平衡に達するための時間依存的回収要件(20分)がないこと
・検出手段までの刺激された全唾液由来グルコースの迅速かつ効率的なアクティブ処理および送達
・さらなる試料の溶出または処理の必要性のない、センサー手段への送達直後の試料溶液内グルコースの迅速な(瞬時の)検出
・唾液流体中に見出される、より低いレベルのグルコースを測定するための十分な感度および分解能を有する電気化学的センサーシステムによる検出
【００１５】
ひとつの局面において、本発明は、唾液グルコース検出をグルコースのフィンガースティック血液検出の代替として使用できるように、十分に高感度な電気化学的センサーストリップおよび関連する機器検出手段による検出のための刺激または非刺激の混合全唾液由来のグルコースの効率的回収、処理および送達をまとめて(回収装置設計に応じて様々な組み合わせで)可能にする、多様な「統合されたアクティブ工程の組み合わせ」を提供する。
【００１６】
唾液の多機能性および不均一性
唾液は、その多機能性に基づき、組成が変化する不均一な流体である。それは、個体の機能的必要性に基づき大幅に変化することができる動的媒体である。唾液中のグルコースのモニタリングは唾液の動的性質の理解を必要とし、唾液グルコースのモニタリングのためのアクティブ処理方法の開発は、定期的にモニタリングを受ける糖尿病患者において遭遇し得る危機の管理を必要とする。従って、唾液の分子不均一性を以下に記載する。
【００１７】
唾液流体は多様な機能を示す。各機能に起因するのは、それら特有の特性を唾液に能動的に与えるために身体によって分泌される可溶性分子成分である。グルコースモニタリングのための効率的な唾液処理は、唾液グルコース検出およびモニタリングを可能な限り困難にするよう働く干渉物質として、これら可溶性因子を処理してそれらを除去する必要がある。
【００１８】
唾液は以下の機能を示す(分泌された物質は括弧内に示される)：潤滑および粘弾性(ムチン、スタセリン)；組織被覆(アミラーゼ、シスタチン、ムチン、プロリンに富むタンパク質、スタセリン)；石灰化(シスタチン、ヒスタチン、プロリンに富むタンパク質、スタセリン)；消化(アミラーゼ、ムチン、リパーゼ)；緩衝作用(炭酸脱水酵素、ヒスタチン)；および抗菌活性(ムチン、ペルオキシダーゼ、リゾチーム)。従って、主要な分泌可溶性唾液成分を概算のMWに基づいて以下のように序列することができる：ムチン1(1,000kDa)、sIgA(600kDa)、ムチン2(150kDa)、IgG(140kDa)、ラクトフェリン(90kDa)、ペルオキシダーゼ(85kDa)、アミラーゼ(80kDa)、炭酸脱水酵素(70kDa)、プロリンに富むタンパク質(50kDa)、リゾチーム(20kDa)、スタセリン(7kDa)、およびヒスタチン(3kDa)。
【００１９】
粘液は分泌細胞の生合成活性により産生される。粘液分子は共に結合しポリマーを形成するか、または拡張三次元ネットワーク(ゲル)として存在し得る。粘液は、本質的に糖タンパク質である。sIgAおよびIgGは、「タンパク質」に基づく免疫グロブリンである。アミラーゼは、アミロースおよびアミロペクチンなどのデンプンのα1-4結合を加水分解する、タンパク質に基づく酵素である。舌リパーゼは、舌のフォン・エブナー腺によって分泌されるタンパク質酵素であり、脂肪消化に関係している。タンパク質としてのスタセリンは、歯エナメル質を維持するために唾液における過飽和リン酸カルシウムの沈殿を防ぐ。唾液中に存在するプロリンに富むタンパク質(PRP)は、リン酸カルシウムの結晶成長を阻害する。リゾチームは、抗菌活性を有する唾液腺によって分泌されるタンパク質酵素である。ヒスタチンは、カンジダ・アルビカンスの成長の強力な阻害剤である、ヒスチジンに富むタンパク質である。C.アルビカンスは、糖尿病患者において一般的な口腔酵母感染である。シスタチンは、口腔流体において見出されるシステインプロテアーゼのタンパク質に基づく阻害剤である。シアロペルオキシダーゼ(唾液ペルオキシダーゼ)は、抗菌活性を有するタンパク質に基づく酵素である。白血球由来のタンパク質酵素であるミエロペルオキシダーゼもまた、一般的に唾液中に見出される。
【００２０】
上記の可溶性干渉物質が、本質的に全て、タンパク質、糖タンパク質、リポタンパク質、または同種のもののいずれかの「タンパク質」であることに留意することは重要である。以下に用いられる工程のひとつは、これらのタンパク質に基づく物質の全てを唾液から能動的に除去することを基準として、そのタンパク質構成要素の使用を可能にする。上記の可溶性タンパク質性物質とは別に、唾液は様々な型の不溶性物質も保有し得る。これらには、明らかな粒状物質、コロイドゲル様物質、球状または重合したマクロ分子状物質(これらの品目は、完全に不溶性、半可溶性、またはコロイドとして存在し得る)が含まれ得る。実例には、インタクト、もしくは溶解した細菌または真菌細胞、インタクトな宿主細胞、白血球または赤血球、溶解した宿主細胞、細胞内物質および細胞小器官、宿主または原核生物供給源由来の核酸などが含まれる。下記の異なる工程は、これらの粒状かつ不溶性物質を能動的に除去すると考えられる。
【００２１】
従って、唾液は継時的に構成成分が変化する動的な不均一流体である。それは粒状(粒子)形、マクロ分子形、ゲル形、可溶性もしくは不溶性ポリマー(ムチンまたはDNA)、または物質を含む可溶性タンパク質として見出され得る様々な物質を含む。電気化学的な機器を備えた手段による唾液グルコースのモニタリングを目的として、これらの物質のそれぞれを異なる工程を用いて能動的に排除するか、減少させるか、または最小限にすることができる。これは、使い捨ての唾液回収および処理装置中に統合されたアクティブ工程の組み合わせを介して達成される。そうしたアクティブ工程の説明、および多様な型の唾液グルコース回収装置へのそれらへの統合は、本発明の基盤である。
【００２２】
糖含有食料および飲料から少なくとも2時間絶食後の非侵襲的流体として用いられる場合に、唾液は非常に有用であることを前もって留意することは、モニタリングのための唾液の使用のために重要である。唾液モニタリングの前に適切な期間(2-8時間)絶食することにより微量の食料の存在が最小限になることはよく確立されている。これは、唾液単独の使用、または食料消費後＞2時間の試験のための血液の補助としての使用を制限している。糖尿病のモニタリングのための適切な時間には、起床後すぐ；昼食もしくは夕食直前；または食料もしくは糖含有飲料から＞2時間絶食後の午前の中ごろ、午後の中ごろ、または夕方の中ごろより後が含まれる。多くの場合、食事前が、糖尿病患者が自分で試験して自身のベースライン値を判断するための時間であり、食後すぐではない。
【００２３】
本発明のアクティブ統合工程
本発明は、電気化学的センサーストリップおよび機器検出手段による検出のため、刺激または非刺激の混合全唾液からのグルコースの効率的な回収、処理および送達をまとめて可能にするアクティブ統合工程の多様な組み合わせを提供する。本明細書に記載される個別の工程および工程の組み合わせは、個別に、かつ多様な型の干渉物質、すなわち両方とも天然に唾液中に存在する二つの主要な型-1.不溶性粒子、または2.可溶性物質の唾液からの能動的除去を促進するよう協調して働く。さらに、本明細書に記載される個別の工程および工程の組み合わせは、後に続く定量のために、処理された唾液流体(グルコースを含む)の十分量の電気化学的センサーストリップ検出手段への送達を促進するよう設計されている。工程の組み合わせは唾液回収装置の中に統合され、その構築および設計が1段階装置中への工程の途切れのない統合を促進する。
【００２４】
本明細書に記載される1段階装置を用いた唾液グルコースモニタリングのために適切な試料には、非刺激または刺激された混合全唾液が含まれる。唾液試料は、刺激後すぐに、本明細書に記載される回収手段のひとつを用いて回収され、最良の結果のために処理の15分以内にセンサーストリップを用いて試験される。
【００２５】
刺激のための適切な方法が当技術分野において存在する。これらには、物理的(咀嚼)、化学的(クエン酸塩、酒石酸塩)、嗅覚の、または精神的刺激手段が含まれる。例えば、あるシグマリガンドは、効果的な全身性分泌促進物質であり、それゆえ口渇を効果的に治療するために用いられる、米国特許第5,387,614号を参照されたい。同様に、米国特許第4,088,788号は、アジピン酸、アスコルビン酸、クエン酸、フマル酸、乳酸、リンゴ酸、酒石酸およびサッカリンからなる群より選択される有機酸の少なくとも3重量％の使用による唾液産生の刺激を開示している。有機酸およびサッカリンの組み合わせは相乗的な唾液刺激効果を提供する。吸湿性および保存寿命を改善するために高レベルのデキストロースを有機酸と組み合わせることによりさらなる相乗効果が提供されるが、糖尿病患者による使用については添加糖は禁忌である。好ましい刺激物質は、舌下など経口的に投与されるクエン酸約20 mgである。刺激物質の送達は、粉末形(密閉されたセロパック(cellopack)中)であり得る、または口内に配置された回収装置の一部分の上に被覆され得る、または好ましくは無糖で、かつ糖尿病患者に対して投与するのに適した小さな、酸っぱいキャンディとして供給され得る。回収装置上に被覆される場合、クエン酸は当技術分野において公知の様々な可溶性分散剤と混合することができ、沈着後に乾燥させることができる。回収手段は適切なセロファンまたは同等の包装紙で包まれることが可能で、無菌(ガンマ照射またはエチレンオキシド)で提供され得る。または、力学的または電気力学的分配装置が刺激物質を送達し得る。分配装置もまた、本発明の唾液モニタリング装置の一部として含まれ得る。
【００２６】
本発明の1段階装置の構築において、別個の機能にとって有用な別個の工程を以下に記載する。別々の原理を用いる4つの異なるアクティブ工程を記載する。これらの工程の多様な組み合わせは、選択される物質、および分離を促進し、処理された唾液の最小容積の送達を保証するのに必要とされる特有の装置設計に基づいて用いられ得る。回収されるのに必要な試料容積は、用いられる回収原理(例えば、吸引対重力)および回収装置の設計に依存する。従って、目的を達成するため、下記のどの時点においても2つから4つの工程のいずれもが利用することができる。記載される変化に富む組み合わせの全ては実行可能なアプローチであり、従って、装置設計は、必要な工程が用いられることを一部分において決定づける。従って、二つ合わせて機能を達成するため、単に工程を設計から切り離すことはできない。
【００２７】
従って、これから先に、工程および設計の複数の組み合わせを提供し定義する。
【００２８】
通常、電気化学的センサーストリップに送達される必要のある最小限の試料容積は3マイクロリットル(μl)である。ほとんどのセンサーは、最大容積の制限なく5μlで最良に働く。任意の唾液回収装置は、処理された唾液の最小容積(約5μl)を確実に送達する必要があると考えられる。最小容積を送達するために回収される必要のある刺激唾液の量は、装置設計ならびに関係する工程の数および型に依存している。装置設計において用いられる物質は試料を保持し得るが、最小試料容積を絶対確実に送達するため保持量が明らかにされる必要がある。従って、異なる原理および異なる装置設計を利用するアクティブ工程の異なる組み合わせは、以下の要求を満たすように設計されてきた：最小試料容積の送達；および相対的に干渉物質がない流体の送達。
【００２９】
装置設計は、初期の(最初の)試料流体の回収のためのいくつかの手段を含み得る。これらには以下が含まれる：唾液流体の容器への喀出(唾を吐くこと)；舌下または口の内側の頬など他のプールされた流体回収部位からの刺激された唾液流体の吸引；プールさせた流体の舌下からのすくい上げ(scooping)；所要の時間、適所で回収物質に触れるかまたは握ることによって、舌下のプールから自然に流体をウィッキングさせること。吸引またはウィッキングによる迅速な唾液回収が必要とされる。
【００３０】
従って、回収および処理装置はオペレータ受動的またはオペレータ相互的のいずれかになるよう構築され得る。オペレータ受動的手順には、例えばすくい上げ、ウィッキング、または重力の使用が含まれる。オペレータ相互的手順には、例えば、吸引、圧力の適用、または分配が含まれる。両オペレータ型の複数のバージョンを示す唾液の回収および処理装置を、相性の良い操作工程と共に本明細書に記載する。
【００３１】
回収装置内で処理媒体から処理媒体への唾液流体の移動を促進するのを助けるために様々な方法が利用可能である。処理媒体は、ウィックまたは膜などの特定の工程段階を促進するように設計された物質と定義される。従って、各処理媒体は、任意の所与の装置における処理工程を促進するための膜などの適切な物質によって表される。処理媒体間の接触および運搬は、唾液処理および正確な容積送達の両方にとって明らかに重要である。下記の操作手段は処理媒体から処理媒体への流体の移動を促進するために用いられ得る。これらの方法には加圧、重力、熱容積圧力(回収ウェル中)、処理媒体の角度または切断の使用、媒体の形、媒体間の接触表面積、媒体間の接触方法、装置における媒体の組立方法が含まれ得る。様々なこれらの方法を、利用される工程の数および部品設計に応じて、任意のひとつの装置設計に組み入れられ得る。
【００３２】
適切な媒体には、必要とされる工程のための任意の適切な構築材料が含まれる。媒体は膜、成形材料、押出し材料またはハウジング設計を含む同種のものであり得る。機能を達成するために必要な任意の形が利用され得る。必要と思われるいかなる手段によっても、流体は流体の中を通って移動し得る。膜の場合、唾液は、必要に応じて膜を貫通して(垂直な流れ)、または膜に沿って(水平な流れ)押し進められ得る。
【００３３】
設計に基づき、必要な任意の手段によって媒体を組み合わせ装置を製作することができる。これには、例えば圧縮フィット、溶接、接着、超音波溶接、加熱、ホッチキス、接着剤の使用などが含まれ得る。媒体はプラスチック装置を用いて組み合わせられることもあり得る。プラスチック装置は当技術分野において周知であり、吹き込み成形、熱成形、または押出し成形されたプラスチック部品であり得る。グルコースが非特異的に結合しないという条件に従って、あらゆるプラスチックおよび樹脂を用いることができる。さらに装置設計には、要求に応じて、例えば、一方向バルブ、リビングヒンジ、ピペットバルブ、吸引器、圧力バルブ、放出層、溶解層、および多様な他の人間工学設計因子などが含まれ得る。または、処理および回収装置を非プラスチックの板紙材料から構築することができる。
【００３４】
処理後、処理された唾液をセンサーストリップに送達するためにいくつかの手段が用いられ得る。これらには、例えば、ストリップへの接触(キャピラリー回収、運搬、またはウィッキングによる運搬)；ストリップ上への分配(圧力分配を介して、すなわち圧搾または重力)；または回収装置内へストリップをスナップすること(接触による運搬)が含まれる。これらの媒体、媒体要素、設計、および設計要素の全ては、後述する4つのオペレータ相互的および4つのオペレータ受動的設計において実施例として利用される (実施例の項を参照されたい)。各設計は、用いられる設計および原理に基づいて様々な工程の組み合わせを用いる。
【００３５】
本発明の工程、組み合わせ、および統合された設計
本発明は、モニタリング目的の唾液回収および処理を促進するために、適切な装置設計と共に利用することのできる以下のアクティブ工程およびその具体的な組み合わせを提供する。これらのアクティブ工程は異なる処理媒体を利用する。最初に、個別のアクティブ工程が、それぞれが関連する原理を定義するために(別々の工程として)単独で記載される。2番目に、アクティブ工程の実行可能な組み合わせが装置の設計を基準にして記載される。３番目に、それらのアクティブ工程を組み入れた具体的な設計ならびに適切な方法および処理媒体が最後の項において記載される。
【００３６】
4つの異なる基準(4)工程は、下記に定義されるとおり本発明により提供される。全ての4基本工程の使用が、実行可能な装置設計の構築のために必要とされるわけではない。組み合わせは2〜4の選択された工程からなり得る。全ての組み合わせが使用可能というわけでなく、従って、非実行可能な組み合わせは言及しない。4つの工程を以下に定義し、順番に工程「a」、工程「b」、工程「c」、および工程「d」と命名する。この順番は初期接触後に、唾液が処理される順番を示す。従って、4つ全ての工程が用いられる場合、唾液処理の順序は以下の通りである：「a」工程から「b」工程に進み、「c」工程に進み「d」工程に進む。2つ、3つ、および4つのアクティブ工程の組み合わせおよび設計を、複雑性の増加する順に、以下に記載する。例えば、2段階設計は工程としてac(すなわち、工程aおよび工程cを含む2段階設計)またはbd；3段階設計はabcまたはabd ；4段階設計工程はabcdを使用し得る。さらに、一部の工程は1または2と命名される；すなわち、1は1つの変種を表し、2はその工程の2番目の変種を表す。例えば、フロースルー(垂直) を基準とした工程「c」のための膜の使用はc1と命名され；水平を基準とすればc2と命名される。他の変種は各工程の記載の後に記載される。
【００３７】
本発明においてアクティブ唾液処理のために使用され得る工程を下記の表1に要約する。
【００３８】
（表１）
2008512687.tif 000003
【００３９】
軸方向分散および分画(工程「a」)
刺激後、唾液と接触させる最初の媒体は、円筒形または長方形の棒材型の、非常に緊密に結合し軸方向に整列し水不浸透性セロファンスリーブで包まれた架橋親水性プラスチックまたはセルロース媒体の連続繊維である (以下のパラグラフを参照されたい)。この物質との接触により、初期の流体接触の場所から離れる方へ分析物を含む水性流体の瞬時の軸方向に向けられた移動がもたらされる。任意の不溶性粒子、ゲル様物質、球状マクロ分子、または可溶性ポリマー(DNAなど)が、フィルターの深さに沿って、軸方向濾過により瞬時に捕捉される。この初期工程および媒体は、全混入物質の差動的濾過と相まって、初期接触および回収の点から離れる方へグルコースを含む水性流体の選択的かつ優先的な輸送を可能にする。
【００４０】
例えれば、この軸方向に整列した物質は、水不浸透性セロファンスリーブにより外側が包装された、極めて緊密に充填されたタバコのフィルターに類似した構造を有する。従って、可溶性分析物を含む水性流体は迅速に初期接触点から軸方向に移動して離れ、次の媒体の方へ一方向に、媒体中の繊維束の架橋された軸線に沿って迅速に移動する。流体不浸透性セロファン包装された棒材物質の外側の包装に加えて繊維の非常に緊密な束および架橋のため、粒子状物質としての架橋された粘液(ゲル様)、宿主細胞、全溶解細胞細片、および微生物、ならびにDNA(長い直線状ポリマーが絡まったポリマー様)はマトリクスに入ることができない、または測定すべき低MW分析物を含む水性溶媒の最前部と同じ速度、比率、または間隔でその中を通って軸方向に移動することができない。ゆえに、可溶性ポリマー様物質に加えて、不溶性の粒子状、ゲル様、および大きなマクロ分子物質は、差動的軸方向濾過により試料の接触および回収の初期地点において捕捉されたままになる。従って、最初のアクティブ工程「a」は、以下のようないくつかのアクティブ機能を達成する：試料内水性液体の迅速な軸方向に向けられた移動；その可溶性性質および小さなサイズおよび低MW(グルコースMWは180ダルトン)に基づいて、迅速に移動する水性最前部中に低MW分析物を優先的かつ選択的に分画すること；接触点における干渉物質の優先的滞留および捕捉；試料の初期分画(処理)；および次の媒体およびアクティブ工程への反応性流体の迅速移行。処理される水性流体の表面積、捕捉量、相対的な量および速度を増加させるために、初期接触点において斜め切りを使用することにより軸方向に整列した物質の表面積を増大させることは有利である。これはまた、次の媒体を用いて物質を処理する接触点において有益でもある。
【００４１】
ポリエステル、ポリプロピレン、酢酸セルロース、ポリオレフィン、またはナイロンの連続マイクロ繊維は、実質的にいかなる外形の中にも高速度押出し結合することができる。結合した繊維媒体は緊密に充填され、軸方向に整列される(設計上、タバコフィルターに類似であるが親水性)。例として、Filtrona(Richmond, VA)は直径4.0-18.0mmのTransorb R XPE結合フィルターを提供する。Filtronaはまた、軸方向流れにおいて使用するためのTransorb Rウィックも提供する。これらの緊密に結合した繊維は、刺激を補助するため顆粒粉末としてまたは溶液添加剤としてクエン酸をしみ込ませ、その後乾燥され得る。これらの結合繊維は、プラスチック被覆またはフィルム包装され得る。水性溶媒最前部は溶質(分析物)と共に迅速に移動するため、水性溶媒分散および分画は、軸方向に整列したキャピラリーに沿って事実上瞬時である。
【００４２】
差動的分子ナノ濾過(工程「b」)
工程「a」の後、2nmサイズを上回る可溶性の中間サイズ球形物質(最も小さいウイルスは18nmである)は、＞2nmサイズを有する物質が差動的に滞留されるナノ濾過膜を通過させることにより唾液から除去される。ナノ細孔膜は従来のフィルター膜と180度異なり、最近になって初めて、ナノ技術の発展に基づきそうした低細孔サイズにおいて利用可能となっている。ナノ；サイズで1x10-6を意味するマイクロに対してサイズで1xE10-9を示し、1000倍または3オーダー分小さい。ナノ細孔膜の空隙率は、篩において見られるのと類似であるがただ分子レベルで、膜において離散した非常に均一の環状細孔(バックショットのような分散した穴)として厳密に調節されている。膜は不活性な親水性プラスチックまたは不活性な親水性ケイ酸アルミナまたは不活性な親水性セラミックの形のいずれかで利用可能である。これらの膜型の全ては、小さな細孔サイズにもかかわらず、その非常に高い親水性、非常に高い穴密度、大変な薄さ、および非常に高い流速によって特徴づけられる。これらの膜は、逆の特徴を示し全く異なる様式で構築される従来の膜と区別されるべきである。
【００４３】
ケイ酸アルミナ膜は中空トンネル細孔構造を有し、それらはシリカ製であるのでより硬い。従来のフィルターはミクロン(マイクロメータ)の範囲でのみ作動するが、ナノ細孔膜は非常に低ナノメータの範囲の穴を有する。従って、ナノ細孔膜は、より大きい細孔サイズの従来の直交繊維層状メッシュ膜と比べてさえ、極めて高い流速を示す。ナノ膜は小さなウイルスの分子範囲において可溶性球形物質を除去する。従来の膜を試料のナノ濾過のために用いることはできない。ナノ細孔膜は非常に薄い膜厚を有する。典型的なナノ細孔膜の細孔サイズは0.01μm(10nm)くらい小さく、最大1xE11 pores/cm2および流速0.1 ml/min/cm2を有する。より大きい0.1μm(100nm)ナノ細孔膜については、4xE8 pores/cm2で流速2 ml/min/cm2を有する。粗雑な物質を除去するために適切にプレ濾過されない場合、唾液の流速は唾液の粘性に基づきいくらか遅くなり得る。膜は離散した穴で構成されているため、重力または圧力のいずれかを基準にした流体通過に対してほとんど抵抗がない。
【００４４】
唾液使用のために特有なナノ細孔膜の特性には以下のものが含まれる：ナノ細孔サイズレベルの濾過；高い親水性；目詰まりがない；薄い；圧力または真空に耐えることができる。アクティブ工程に関しては、これらの膜の最近の出現が、2nmから数百ミリオンnmの範囲で迅速な様式で(＜30sec)、試料から選択的に不溶性または可溶性物質を除去するための唯一の技術的手段を提供する。ナノ範囲において、ある程度正確に機能するその他のアプローチは非常に遅く、遠心(超遠心機を用いて100,000gで12時間)がひとつの例である。
【００４５】
2nmのナノフィルターを用いた唾液試料のナノ濾過により、1,500 kDaを下回る可溶性タンパク質様物質のみを含む状態になる；20nmで15,000ダルトン。適切な親水性ナノ細孔膜は2-200 nm、または上回るサイズにおいて利用可能であり、イオントラックエッチングされたポリカーボネート膜(Osmonics, Minnetonka, Mn)、Anopore無機酸化アルミニウム膜(SPI, Westchester, Pa)、SPI-Poreポリカーボネート膜、および/またはSteriltechセラミックディスク膜(Steriltech Corporation, Kent, Wa)、および/または薄膜分離目的のために構築された任意の特別にナノ加工された、均一形態の、自立した、陽極アルミナナノ装置アレイが含まれる。
【００４６】
クロマトグラフ分離を伴うタンパク質結合(工程「c」)
工程「b」の後、ナノ濾過された唾液流体は直径2nmより小さいサイズの可溶性唾液物質を含む。1,500kDaより小さいMWを有するほとんどの可溶性唾液物質は、このナノ濾過液中に含まれると考えられる。唾液中に見出されるこのMW範囲内で挙げられる可溶性物質の大部分は、本質的に「タンパク質」であり、ムチン1(1,000kDa)、sIgA(600kDa)、ムチン2(150kDa)、IgG(140kDa)、ラクトフェリン(90kDa)、ペルオキシダーゼ(85kDa)、アミラーゼ980kDa)、炭酸脱水酵素(70kDa)、プロリンに富むタンパク質(50kDa)、リゾチーム(20kDa)、スタセリン(7kDa)、およびヒスタチン(3kDa)が含まれる。sIgAは、前の段階で既に除去されている。
【００４７】
グルコースが水相中で拘束されることなく次の相へ通過するのを可能にするために、試料をさらに処理して3kDaと1,000kDaの間の可溶性の、タンパク質に基づく混入物質(または、そのための任意のタンパク質性物質)を除去する。これを達成するため、全てのタンパク質物質を瞬時に結合するために親水性の高タンパク質結合ブロッティング膜が用いられる。適切な高タンパク質結合膜(一回通過後、最大448 ug/cm2の結合力を有する)には、0.2 um またはより大きい細孔サイズのImmobilon-PSQポリビニリデンフルオライド(PVDF) (Millipore)、流速10sec/cmを有するPrima 40大細孔サイズのダイレクトキャストニトロセルロース(S＆S)、Porablot NCP PVDF膜(Machery-Nagel, GE)などが含まれる。
【００４８】
ナノ濾過液(工程b由来)は、高タンパク質結合膜を垂直に通過させる(垂直通過のためc1と命名される)か、または平行ストリップの一端にアプライされる(平行流れのためc2と命名される)。タンパク質またはタンパク質含有物質の不可逆結合は接触後瞬時であり、タンパク質は接触点において固定されたままとなり、水性溶媒最前部が妨げられずに平行または垂直に流れることが可能となる。後者の場合、タンパク質干渉物質がストリップの先端に結合し、グルコースを含む水性流体がストリップの下方にクロマトグラフされ、また、水性溶媒中で物質を含む可溶性タンパク質のグルコースからのアクティブ分離がもたらされる。
【００４９】
グルコース検出(これは可溶性物質を含む干渉物質の除去を必要とする)以外の唾液の適用として、無関係なより遅く移動する種から分析物をただクロマトグラフ分離(例えば、DOAまたはTDM試験)させるための使用に、他の膜が利用可能である。これらの特性を有する膜は、例えばコカイン、アンフェタミン、メタンフェタミン、THC、フェニルシリジン、ヘロインのようなアヘン剤、コルチゾール、アルドステロン、テストステロン、プロゲステロン、DHEA-Sのようなステロイド、fT4、fT3のような甲状腺ホルモン、シクロスポリンのような治療薬、テオフィリン、リタリン(Ritalin)、精神治療薬、および同種のもの(含まれていない例として)などの唾液中分析物にとって有用である。タンパク質の除去なしに水性流体のクロマトグラフ分離を可能にし、その上、溶媒最前部中に含まれる小さいMW分析物(速い)と可溶性物質(遅い)との差動速度に基づきクロマトグラフ分離を促進する、多数のクロマトグラフ紙媒体が開発されてきた。これらの膜は、固相との相互作用の結果として、より高密度な溶液の大部分より先に迅速な溶媒最前部(分析物を含む)が移動する原理を使用している。結果、クロマトグラフ媒体中の垂直面または平行面いずれかにおける試料内分画となる。これは、二次元面における薄層板または紙クロマトグラフ、または三次元クロマトグラフ分離のための空隙容量中の溶出の背景にある原理であり、唾液分離における原理としても適用できる。非クロマトグラフ物質からの溶解している溶質(グルコースまたは他の低MW分析物)を含む水性溶媒分離を促進するために、ここでは、それは最も簡単な意味で適用される。有用であるが、それはクロマトグラフのみに基づいて分離するため必ずしも好ましくなく、ここでは選択肢として挙げられる。例えば、Whatman並びにSchleicherおよびSchellは双方とも、唾液への適用に際して、平行または垂直流れのいずれかを基準にした使用のために、特定の所望のクロマトグラフ移動速度およびクロマトグラフ分離特性を経験的に選択できる多様なマクロ多孔性クロマトグラフ分離媒体を提供している。有用である選択された特性には、流れの速度、ウィッキング速度、分離率などが含まれる。例えば、有用な物質にはグレード934-AHなどのWhatmanマルチ媒体複合マイクロ繊維膜、または1μmにおいて50sec/7.5cmの直線状または放射状ウィッキング時間を有するMultigrade GMF；またはS＆S grade GF10、53などが含まれる。上記の物質は、溶媒分離および後に続くクロマトグラフ分離を無圧力条件下で促進する。
【００５０】
移行を伴う分子吸収(工程「d」)
先の唾液工程の後、グルコースまたは選択した他の低MW分析物の構造的に正しいアイソフォームをセンサーストリップまたは他の検出手段へ最終送達するために、試料の分子吸着および垂直(d1)または平行(d2)移行が用いられ得る。従って、分子としてのグルコースは、異性化または他の分子内変化のいずれかのために分子自体の先天的な分子不安定性を有する。グルコースは左型および右型(例えば、D-グルコースおよびL-グルコース)で存在し、その比率は自然に変化し得る。グルコースはまた、試料pHおよびイオン強度に応じてフコースおよびマンノースなどの他の異性体型に転換する。グルコースはまた、アノマー炭素2の周りの旋光度に基づいて構造型を変化させる。従って、選択肢であるものの、この段階を含める理由は、例えばフコースからグルコースなど、分析物の選択されたアイソフォームの分子(化合物)分離のため、またはアイソフォーム安定性を亢進するためであり得る。グルコース以外すなわちアルドステロンの適用の場合、分子に基づいて選択する必要があり得る最大15個の異なる関連ステロイド種が存在し得る。異なる分子サイズの使用に基づいた分子吸収が用いられ得る。このアクティブ分子工程「d」は、選択吸収の原理に基づいて、密接に関連する分子種の差動的分子分離を構成する。吸収剤の選択および前記吸収剤の使用の設計方法の両方は、これらの物質が選択された種を容易かつ自然に吸収する方法で用いられるようにするだけでなく、干渉されずに、溶出またはイオン交換を必要としない方法で、分析物を含む水性溶質が送達の最終点まで細孔構造を通って敏速に移行することができるような方法で用いられるようにする。物質は単に「通過」する。
【００５１】
グルコース(〜180ダルトン)の場合、そうした事を分子レベルで促進するために、様々な吸収物質が、グルコースが進入し干渉されずに吸収性マトリクスを通って通過できるよう調節された細孔サイズで利用可能である。これにより、分子レベルで唾液物質からのグルコースの最終分離が可能となる。吸収剤は、圧縮ケーキ、錠剤、カラム充填、膜同士間の層を含む多様な設計形式で、または平行流れを可能にするため両面接着剤を介して不活性マイラー基部に接着した平行流れのために利用され得る。多孔性吸収剤は、グルコース侵入のため300MW前後(好ましくは)の粒子内細孔サイズ、および最大700M2/gmまでの内部表面積を有し、容易に利用可能である。そのような吸収剤には以下のものが含まれる：最大700 M2/tablespoonの内部細孔サイズを有する高度に調節された細孔サイズの合成または天然ゼオライトに基づく消臭粉末の分子篩ABSCENTSおよびMOLSIV GMPブランド(UOP internatioal, Des Plaines, IL)、吸収剤としてVersal合成酸化アルミニウムミクロスフェアA1203、A-201、およびA-2(UOP international)；不活性吸収剤として合成セラミックミクロスフェア、Zeospheresブランド(Lawrence Industries, Ltd, UK)、吸収剤としてASPシリーズ含水ケイ酸アルミナミクロスフェア(Lawrence Industries)；高容量吸収剤として高表面積(最大400 M2/gm内部表面積)を有するDryocelアルミナ乾燥剤ビーズ (Lawrence Industries)；選択細孔サイズにおいて高吸収性を有するPharmasorbアタパルガス粘土(Lawrence Industries)；吸収剤としてTrockenperlonビーズ化シリカゲル乾燥剤(Lawrence Industries)；菱沸石ミネラルゼオライトZS500H、ZS500a、ZS500RW、ZS500AA、またはAまたは同種のものなどの天然粘土吸収剤(GSA Resources, Inc., Tuczon, AZ)；以下などのさらなる天然粘土吸収剤：粘土Ferrierite CP914；ZSM-5型ゼオライトCBV 3024E、5534G、8014、または28014；ゼオライトY型CBV100-901；Mordenite型CBV 10A、21A、または90A(Zeolyst International, Valley forge, PA)；または圧力または真空下の吸収剤として活性炭(多すぎてここに記載できない数多くのサイズおよび供給源；Nordit、Shundler、Cameronなどから入手可能)。
【００５２】
本発明の装置の有用な工程の組み合わせ
様々な組み合わせ(前述された工程の最大4つ)を、グルコースモニタリングのための唾液処理のために実行可能な選択肢として下記に提供する。組み合わせを最初に、続いてその後、具体的な設計の考慮すべき事柄を列挙する。
【００５３】
2工程の組み合わせ
本発明のひとつの態様において、グルコースモニタリング装置は2工程の組み合わせを用いる。本発明のグルコースモニタリング装置において有用な2工程の組み合わせには、例えば、ac1、ac2、ad1、ad2、cd1、bd1、およびbd2が含まれるが、これらに限定されない。
【００５４】
3工程の組み合わせ
本発明のひとつの態様において、グルコースモニタリング装置は3工程の組み合わせを用いる。本発明のグルコースモニタリング装置において有用な3工程の組み合わせには、例えば、abc1、abc2、abd1、およびabd2が含まれるが、これらに限定されない。
【００５５】
4工程の組み合わせ
本発明のひとつの態様において、グルコースモニタリング装置は4工程の組み合わせを用いる。本発明のグルコースモニタリング装置において有用な4工程の組み合わせには、例えば、abc1d1、abc1d2、およびabc2d2が含まれるが、これらに限定されない。
【００５６】
本発明の装置の設計
本発明の唾液の回収および処理装置は、設計上、相対的にオペレータ受動的(すくい上げる以外に、ウィックさせる、または重力を利用する)か、またはオペレータ相互的(オペレータが物理的に吸引するか、圧力をかけるか、または分配しなければならない)のいずれかであり得る。グルコースを測定する方法において両設計型が有用であると考えられ、下記で述べるようにアクティブ工程の異なる組み合わせと共に考慮される。
【００５７】
オペレータ相互的設計
設計1
本発明の装置のひとつの態様を図1に示す。装置の特徴には、例えば、圧搾バルブ吸引、真空工程、重力回収、および接触送達が含まれる。図1に示すように、本発明の装置のひとつの態様において、装置には工程の組み合わせ；圧搾バルブ(1)；および除去可能なキャップ(3) が含まれる。唾液流体(2)もまた、図に示す。本発明の装置のひとつの態様において、装置の少なくともひとつの部品は押出成形プラスチックで形成される。図1に詳説するように、本発明の装置において有用な工程の組み合わせには、例えば、ac1；ad1；c1d1；bd1；abc1、abd1；abc1d1およびabc1が含まれるが、これらに限定されない(図1に示される)。
【００５８】
設計2
本発明の装置のひとつの態様を図2に示す。装置の特徴には、例えば、圧搾バルブ吸引、真空工程、および一方向バルブによるバルブ分配が含まれる。図2に示すように、本発明の装置のひとつの態様において、装置には工程の組み合わせ；圧搾バルブ(1)；除去可能なキャップ(3)；および一方向バルブ内の浮遊ボール(4) が含まれる。唾液流体(2)もまた、図に示す。本発明の装置のひとつの態様において、装置の少なくともひとつの部品は押出成形プラスチックで形成される。図2に詳説するように、本発明の装置において有用な工程の組み合わせには、例えば、ac1、ad1、c1d1、bd1、abc1、abd1、abc1d1およびabc1が含まれるが、これらに限定されない(図2に示される)。
【００５９】
設計3
本発明の装置のひとつの態様を図3に示す。装置の特徴には、例えば、圧搾バレル吸引、真空工程、反転、ねじり切りキャップおよび分配が含まれる。図3に示すように、本発明の装置のひとつの態様において、装置には工程の組み合わせ；圧搾バレル設計(5)；キャップが除去されるまで密閉されたチップ接点(6)；および反転直後に分配を可能にするためのねじり切り使い捨てチップ(7) が含まれる。唾液流体(2)もまた、図に示す。本発明の装置のひとつの態様において、装置の少なくともひとつの部品は吹出成形プラスチックで形成される。図3に詳説されるように、本発明の装置において有用な工程の組み合わせには、例えば、ac1；ad1；c1d1；bd1；abc1；abd1；abc1d1；およびabc1が含まれるが、これらに限定されない(図3に示される)。
【００６０】
設計4
本発明の装置のひとつの態様を図4に示す。装置の特徴には、例えば、空洞中の喀出物回収、所定置(リビングヒンジを介して接着している)中にキャップをスナップして入れる、立位を保ち絞る、圧力工程、および分配などが、含まれる。図4、パネルAに示すように、本発明の装置のひとつの態様において、装置には工程の組み合わせ；開いた圧搾上部 (15)；上部ハウジング(9)；下部ハウジング(10) が含まれる。図4、パネルBに示すように、本発明の装置のひとつの態様において、装置には閉じた圧搾上部(16)；リビングヒンジ(17)が含まれる。唾液流体(2)もまた図に示す。本発明の装置のひとつの態様において、装置の少なくともひとつの部品は吹出成形プラスチック、または押出形成プラスチック、またはその組み合わせで形成される。図4に詳説されるように、本発明の装置において有用な工程の組み合わせには、例えば、ac1、ad1、c1d1、bd1、abc1、abd1、abc1d1、およびabc1が含まれるが、これらに限定されない(図4に示される)。
【００６１】
オペレータ受動的設計
設計5
本発明の装置のひとつの態様を図5に示す。装置の特徴には、例えば、喀出物回収、重力工程、および分配するための接触またはスナップなどが含まれる。図5に示すように、本発明の装置のひとつの態様において、装置には工程の組み合わせ；試料を喀出して入れるウェル(8)；上部ハウジング(9)；下部ハウジング(10)；挿入(開口)のためのセンサーストリップ(12)；センサーストリップ(11) が含まれる。唾液流体(2)もまた図に示す。本発明の装置のひとつの態様において、装置の少なくともひとつの部品は成形プラスチックで形成される。図5に詳説するように、本発明の装置において有用な工程の組み合わせには、例えば、ac2；ad2；c1d2；bd2；abc2；abd2；abc1d2；およびabc2が含まれるが、これらに限定されない(図5に示される)。
【００６２】
設計6
本発明の装置のひとつの態様を図6に示す。装置の特徴には、例えば、舌下からの角度のついたウィック回収、裏返し、重力/角度工程、および分配するためのセンサーへの接触またはセンサー中へのスナップなどが含まれる。図6、パネルAは本発明の装置の態様の吸引モデルを示す。図6、パネルBは本発明の装置の態様の作動モードを示す。図6、パネルAおよびパネルBに示すように、本発明の装置のひとつの態様において、装置には工程の組み合わせ；下部ハウジング(10)；上部ハウジング(9)；挿入(開口)のセンサーストリップ点(12)；および(挿入される)センサーストリップ(11) が含まれる。本発明の装置のひとつの態様において、装置の少なくともひとつの部品は成形プラスチックで形成される。図6に詳説されるように、本発明の装置において有用な工程の組み合わせには、例えば、ac2；ad2；abc2；abd2；abc1d2；およびac2が含まれるが、これらに限定されない(図6に示される)。
【００６３】
設計7
本発明の装置のひとつの態様を図7に示す。装置の特徴には、例えば、直線ウィック回収、反転して1分保持、重力工程、分配するための接触またはスナップなどが含まれる。図7に示すように、本発明の装置のひとつの態様において、装置には工程の組み合わせ；上部ハウジング(9)；下部ハウジング(10)；挿入(開口)のセンサーストリップ点(12)；および(挿入される)センサーストリップ(11) が含まれる。本発明の装置のひとつの態様において、装置の少なくともひとつの部品は成形プラスチックで形成される。図7に詳説されるように、本発明の装置において有用な工程の組み合わせには、例えば、ac2；ad2；abc2；abd2；abc1d2；およびac2が含まれるが、これらに限定されない(図7に示される)。
【００６４】
設計8
本発明の装置のひとつの態様を図8に示す。装置の特徴には、例えば、接触ウィック回収または口腔内保持、重力/クロマトグラフ工程、分配するための接触または圧迫またはスナップなどが含まれる。図8に示すように、本発明の装置のひとつの態様において、装置には工程の組み合わせ；紙ハウジング(14)；上部ハウジング(9)；下部ハウジング(10)；挿入(開口)のセンサーストリップ点(12) が含まれる。本発明の装置のひとつの態様において、装置の少なくともひとつの部品は成形プラスチックまたは成形紙で形成される。図8に詳説されるように、本発明の装置において有用な工程の組み合わせには、例えば、ac2；ad2；abc2；abd2;abc1d2;およびabc2が含まれるが、これらに限定されない(図6に示される)。
【００６５】
実施例
実施例1から実施例5に関する一般的情報
材料および方法
前に定義した4つのアクティブ工程のそれぞれを、グルコース処理に対する適性に関して調べた。固有に設計され、認証され、使用される膜特性に関して(例として：1)軸方向濾過による水溶性流体の軸方向に向けられた移動および濾過；2)可溶性マクロ分子成分の差動的ナノ濾過；3)残存する可溶性タンパク質物質のタンパク質に基づいた結合；および4)分子レベルにおけるグルコースの吸収)、製造業者が前もって確立し検証した規格を有する多様な代表的媒体(膜、フィルター、紙、材料)を、市場から入手し試験した。全ての検討を2段階で実行した：1)グルコース試験の結果、およびその製造業者が規定した使用に従った媒体の使用を干渉するような、媒体へのグルコース結合または媒体からのグルコースの寄与を排除；および2)グルコース測定のため患者由来の刺激唾液処理のための媒体としての物質の使用の適正試験）。これらの目的のためのこれらの物質の使用法は各製造業者によって完全に確立されているため、これらの検討においては、媒体が構築された多様に特化された目的(例えば、ニトロセルロースへのタンパク質結合、またはマクロ分子のナノ濾過)のために製造業者が確立した特許請求の範囲を再び証明する意図も、必要もなかった。これらの物質は、多様な他の適用のために、これらの目的で慣行的に使用される。ここでの焦点は、参照の方法と比較した唾液からのグルコース処理のためのこれらの媒体の臨床的検証および利用においてであり、これは記載工程の検証を構成した。
【００６６】
実施例1:(工程a)
軸方向分散ウィックへの経時的なグルコース結合の排除
結合ポリオレフィンからなる直径4.75mmのTransorb（商標）ウィックタイプR-22596をFiltrona  Richmond, Inc., Richmond, VAから入手した。グルコース結合を排除するため、濃度5mg/dlの標準グルコース蒸留水溶液50mlをポリスチレンペトリ皿の中に入れ、液体がウィックを上方へ移動するまで約30秒間、6cmの長さのウィックを溶液中に直立して設置させた。充填後、各ウィックは、さらなる処理の前後、5分間、30分間、または60分間インキュベートさせた。各時点は反復数(n=3)として3つの別々のウィックを含んだ。インキュベーション後、試験管の上でウィックを反転させ加圧することにより液体に接触した側から液体に接触しなかった端に、時点あたり3ウィックのそれぞれを加圧することにより手で押し出した。ウィックを横断して押し出された流体の最初の一滴を、回収率のためにグルコースについて試験した。長期のインキュベーション後でさえ、回収率は媒体への結合を示さなかった。臨床現場においては、ウィックは唾液の回収の1分以内に処理される。
【００６７】
グルコースについての試験は、再利用可能なプラチナ電極およびグルコースの電流測定検出のためのグルコースオキシダーゼで被覆された膜(YSI グルコース膜 YSI 2365)を使用するYellow Springs International (of SI) 2700 Auto-analyzer SELECTを用いて行われた。標準グルコース溶液の分割量を、対照として(100%回収率)ウィック添加の前にペトリ皿から採取し、グルコースを含まない蒸留水中に浸したウィックもまた対照として流した。
【００６８】
グルコース測定のためのYSI2700の較正は、製造業者の使用説明書のとおり試験の前に日常的に行われた。500mg/dLのAYSI グルコース標準物質をYSI緩衝液中に調製した(YSI 2357緩衝液濃縮物)。種々の濃度のキャリブレータは標準物質の蒸留水中での希釈によりYSI標準物質から調製した。キャリブレータは、0.5mg/dL単位で0〜20mg/dLの範囲を対象とした。CLS技術者によって、65μlの試料サイズおよび15秒読み取り間隔を用いて、キャリブレータは2組ずつ毎日数回流された。結果は自動的に機器によって記録され、ナノアンプおよびmg/dLの両方で表示された。
【００６９】
結果を表2に示す。
【００７０】
（表２）軸方向フィルターに対するグルコースの結合
2008512687.tif 000004
【００７１】
表2に示すように、60分超における平均回収百分率は100％を越え、グルコースがTransorb（商標）ウィックの繊維に吸収されなかったことを示している。ウィック物質自体の再水和のためグルコース濃度のわずかな増加が観察され、その結果としてグルコースの回収率においてわずかな増加がもたらされたが、グルコースの結合も観察されず、Transorbフィルターもグルコースに寄与しなかった。
【００７２】
実施例2：(工程b)
分子ナノフィルターに対するグルコース結合の排除
SPI-PORE（商標）標準白色ポリカーボネートトラックエッチスクリーン膜フィルター、#E5013(直径13mm、0.01μm(10nm)細孔サイズ)およびAnoPore（商標）無機酸化アルミニウム膜フィルター(直径13mm、0.02μm(20nm)細孔サイズ)は、SPI, Westchester, PAから入手した。標準ステンレススチールフィルターホールドもまた、膜を保持し、シリンジおよび専用ポートの使用を介してグルコース溶液を添加するための手段を提供するために入手した。
【００７３】
フィルターはホルダー内に組み立てられ、最初にグルコース標準溶液を1ccシリンジの中に吸い込み、ルアーロックによってシリンジをフィルターアセンブルに接着させ、少ない圧力を用いて穏やかに溶液を押してフィルターを通すことにより、0、0.5または1.0 mg/dLのいずれかのグルコース蒸留水溶液が各フィルター型を通過することを可能にした。グルコース濃度を濾過の前後に測定した。濾過しない物質は100％回収率を示した。
【００７４】
結果を表3に示す。
【００７５】
（表３）ナノフィルターへのグルコースの結合
2008512687.tif 000005
【００７６】
表3に示すように、標準的使用下でポリカーボネートまたは酸化アルミニウム分子膜はグルコースを保持しなかった。いずれの膜もグルコースを含有しなかったことはYSI2700を用いて検出された。
【００７７】
実施例3；(工程c)
ニトロセルロースへのグルコース結合の排除
実施例2で用いられたのと同じ設定がニトロセルロース膜のために用いられた。唯一の違いはニトロセルロースが用いられたことであった。流速10sec/cmおよび1.0ミクロンの細孔サイズを有するPrima40ダイレクトキャストニトロセルロースをSchleicher and Schuell, Keene. NHから入手した。
【００７８】
表4に結果を記す。膜へのグルコース結合も膜からのグルコース寄与も、膜使用の条件下では観察されなかった。
【００７９】
（表４）ニトロセルロースへのグルコース結合
2008512687.tif 000006
【００８０】
実施例4:(工程d)
吸収剤へのグルコース結合の排除
延長棒材ゼオライト結晶型CBV500CY1.6(ロット#98-18)をZeolyst, Incから入手した。試験管中のゼオライト0.9gmに、0mg/dLまたは1mg/dLのグルコース蒸留水溶液2mlを添加した。試料を室温で30分間インキュベートさせてグルコースを吸収させた。インキュベーション後、過剰の液体を完全に排出し、ゼオライト結晶を蒸留水2mlで2回洗浄した。いかなる吸着グルコースもイオン交換により放出させるために4%KCl 600mlを添加した後、試験管中のゼオライト試料を穏やかに60秒間ボルテックスした。試料は3つ組で流され、対照にはゼオライトを含まなかった。結果は3つ組で流し、対照にはゼオライトを含まなかった。
【００８１】
ゼオライドはイオン交換によって除去可能なグルコースを吸収し(原理を証明するため)、YSI2700による測定でゼオライトは天然にグルコースを含まないことを証明している結果を表5に示す。
【００８２】
（表５）ゼオライトへのグルコースの結合
2008512687.tif 000007
【００８３】
実施例5：患者試験
実現可能性を証明するため、オペレータ支援設計1、2、3及び4をシミュレートする、媒体の3工程組み合わせ、すなわちabc1を患者試料を用いて試験した。abc1のために用いられた3工程組み合わせは、Transorb（商標）ウィックタイプR-22596(工程a)、SPI-PORE（商標）標準白色ポリカーボネートトラックエッチスクリーン膜フィルター#E5013(0.01ミクロン)(工程b)、およびPrima40ダイレクトキャストニトロセルロース(工程c)を用いた。使用した手順は以下のとおりであった：ひとつの端において、唾液を吸着するために5cmの長さのTransorb（商標）ウィックを用いた；吸着後(〜1分)、ウィックを反転し、圧搾バルブと適合させ、ウィックのもう片方の端を、穏やかな真空を反対側に適用した13mmのPrima40ニトロセルロース膜(濾過固定で保持されている)の一番上のSPI-POREポリカーボネート膜の直径13mmの積み重ねに接触させた後、ウィック中の流体を圧力下でウィックのもう片方の端から分散させた。3媒体を介して処理された唾液を回収し、YSI2700中で試験した。回収から最終処理までの総時間は5分未満であった。
【００８４】
臨床的検討は、様々な年齢、性別、および地理的位置の総計27患者を含んだ。群は、12人の慢性糖尿病患者、6人の低血糖症患者、および9人の正常患者からなった。フィンガースティック血液グルコース値は、27患者中11人、糖尿病患者群からの7人、１人の低血糖症患者、および3人の正常人において利用可能であった。
【００８５】
正確に試料を回収するために、唾液産生を刺激するためクエン酸20mgを経口的に摂取するよう患者に助言した。30秒以内に、Transorb（商標）ウィックを舌下の流体プール中に配置し、瞬時に刺激された唾液流体をウィックさせた。ウィックを口から除去し、プラスチック圧搾バルブに適合させ、流体をわずかな真空下でニトロセルロース膜ストックの一番上のポリカーボネート膜の積み重ねの上に分散させた。処理された流体を、すぐにYSI2700中で試験した。YSI2700は前もって完全に較正された。
【００８６】
図9は、検討患者についての唾液中のmg/dL値とナノアンプとの関係を示す。処理された唾液は、この検討群において0〜7mg/dLの範囲のグルコース値を与えた。電流とグルコース値の間に0.97のR2値を有する直線関係が観察され、唾液試料の電流と濃度との優れた相関が示された。
【００８７】
図10は、刺激された唾液グルコース値と、同時に回収されたフィンガースティック全血液値との相関を示す。YSI2700中で測定された唾液と血液グルコース値との間に0.88のR2 を有する直線的用量反応性が観察され、許容できる相関が示された。全糖尿病患者は血液値と一貫性のある唾液値を与えた。小さな検討集団、1回のみで実施する患者、患者の裁量において異なる店頭販売血液モニターの使用、および成形プラスチック装置および圧搾バルブの代わりの即席の処理条件の使用のいずれかに起因して、本検討において個別の反復値におけるいくらかの変動性が認められた。
【００８８】
実施例6  唾液モニタリングのための共追跡臨床アルゴリズム
ひとつの局面において、本発明は、個別の患者レベルで両体液間のモニタリングの正確性を保証するため、血液と唾液との間の即時往復移行を可能にする消費者使用に適用できる特有の臨床アルゴリズムを記載する。このアルゴリズムは、いずれかの体液を随意に断続的に測定する臨床状況に適用可能である。
【００８９】
糖尿病患者は、日常的にその血中グルコースレベルを継時的にモニタリングする。これは標準的習慣である。何年もの血液値の定期的な追跡で、患者はモニタリングのための技術および精神力を発達させただけでなく、食事療法ガイドラインおよび1型糖尿病患者の場合に病状を管理するのを助けるためのインスリン注射に従うことができるようになった。フィンガースティック全血液は糖尿病患者の唯一の選択である。ほとんどの糖尿病患者は1日に最大6フィンガースティック消費することに反感を持っている。老齢または小児集団において、これは特に困難である。高齢者の視力の点が問題となり得るし、反復使用からフィンガーによる瘢痕ができる。信頼性のある血液の代替品が、非常に所望される。血液試験慣習を賞賛する方法は、なおさら所望される。
【００９０】
血液モニタリングは、記録されるか否かにかかわらず、患者の予測血液値が彼らの病状と関連するという歴史を患者が発展させたことに意義がある。現在、糖尿病は進行性疾患であり、かつ改善可能疾患でもあり(2型の場合)、継時的に得られる予想値は、患者がそれを認識しているか否かにかかわらず変化する可能性が高いと考えられる。個別の患者の値におけるドリフティング(drifting)は継時的に生じる。グルコースを測定するためにどのような体液が用いられようと、これは明らかである。従って、ある場合には、患者が経時的に唾液および血液の両方を追跡することが重要または必要であり得る。本発明は、患者が両方の体液を追跡し続ける場合に、血液と唾液試料との間の往復の即時移行に役立つ消費者使用に適用できる／し得る臨床アルゴリズムを提供する。集団平均に基づいた固定レベルカットオフにより正確なモニタリングのための継時的追跡手段を得られない個別の患者レベルにおいて、モニタリングの正確性を保証するために、継時的に測定された個人特有の血液および／または唾液の基準値に基づいた独自の追跡アルゴリズムを開発した。血液および唾液について報告されるグルコース値は唾液中のより低レベルに基づいた異なる濃度におけるものであるため、これは患者自身の管理にとっても重要である。唾液の値は血液中に見出される値の約50分の1である。
【００９１】
本発明の測定パラメータ
唾液濃度は血液よりもはるかに低く、血液のために用いられる既報のADAレベル(8時間:＜110mg/dl、正常;＞=110-＜126、異常;＞126、糖尿病、または2時間:＜200mg/dl、正常;＞200  糖尿病)と比べると意味がないため、報告のために同じ照合システム(血液)を利用するように、「唾液血液等量」として唾液値を表すことが必要と考えられる。これをするため、測定に有用な機器内にプログラムされた現存の血液アルゴリズム(これは0-800mg/dLの完全なグルコースダイナミックレンジを網羅しなければならない)が唾液血液等量としても報告される。従って、唾液値は0-25mg/dlの領域内において測定されるにもかかわらず、これにより唾液測定は血液と直線的に、かつ同じ尺度上に保たれる。
【００９２】
唾液の結果をナノアンプとして測定し、埋め込み計算により血液等量に換算することができる。2点(またはより多くの)の血液に基づく検量マスター曲線は、機器のためのマスター法データベースソフトウェアの中にプログラムされて使用される。一部の計測手段は検量曲線決定のために完全標準化を使用できる。どちらかが、血液のための必要に応じて適している。
【００９３】
0-800mg/dl間の直線性、0-5mg/dlの間の感度を提供する電気化学的センサー技術が、各製品のロットのための同じプログラム検量実施内で唾液および血液両方のダイナミック曲線をカバーするために使用される。これにより、血液により提供されるのと同じ精度(100分の1少数点まで)の使用が可能になる。また、これにより、発売された製品の各ロット中に組み込まれたマスター曲線 (センサーストリップおよびまたは機器のロットを適合させ、検量のための独自のマスター曲線と共に発売することができるため)、ならびに発売後に血液に基づく計測器を検量するのに用いられる関連マスター法データベースおよび任意の方法を使用する能力も見込まれる。機器画面フローは、同じ機器およびセンサーストリップを用いて唾液および血液のいずれか/両方に基づく試験の選択を可能にするよう改良される。
【００９４】
共追跡方法論
患者の基準値は継時的に変動し得る。患者の代謝は継時的に変動し得る。患者の食習慣は継時的に変動し得る。患者の試験する時間は継時的に変動し得る。患者の前の食事からの時間(絶食時間)は日常的に変動し得る。前の食事において消費された食料の量は変動し得る。これらの因子全ては、唾液と同様、患者の血液グルコースレベルに動的に影響を与えることは公知である。しかしながら、その代謝条件に基づいて、糖尿病患者たちは割当てられた食料の摂取および調節、ならびに試験回数の定期的パターンを好む傾向がある。糖尿病患者は、上述の動的変動にもかかわらず、安定にグルコース摂取を負荷することが得意である。従って、患者が選択するかまたは継時的に随意に両方の体液を測定する必要を有する場合、これらの個人的習慣および習得した日課により、モニタリング管理のための代替非侵襲流体として唾液を使用することが可能となる。
【００９５】
これらの因子全ては、糖尿病患者が彼らの血液レベルをモニターするために彼ら自身で確立した習慣によって説明される。唾液についても同様に確立しモニターする必要性が高いと考えられる。普遍的アルゴリズムを考え出すために両方を追跡する方法は、継時的な共追跡の工程を介して唾液および血液のためのパターンを確立することである。追跡および管理の質により試料間で随意に切り替えする能力が判定でき、患者がいずれかの結果に満足することができるようになる。上述の測定法と合わせて以下に記載する共追跡方法は、本発明を構成する。
【００９６】
モニタリングレベルは患者特有であり集団由来ではないため、共追跡は個別の追跡アルゴリズムの作成基準として患者ごとに標準化される。臨床的検討は、任意の製品の発売前に実施され、従って、アルゴリズムは前もって開発される。最終アルゴリズムを確立するための臨床的検討のためのアプローチは、個別の患者の基準値、食事療法、病状、および試験頻度に合わせた患者特有の個別のアルゴリズムに関するデータとして、実際の患者試験値を継時的に用いることである。パニック値の危険性のない定常状態のモニタリングに基づいて、血液および唾液の両レベルにおいて合致および偏差をとらえる継時的なローリング平均として、個別のアルゴリズムは継続的に自己調整される。
【００９７】
臨床的検討について、試験は以下のとおり最初の8週間である。初回使用の最初の4週間、各患者は機器の訓練を行い、個別のアルゴリズムに基づいた個別の基準値を作成する。次の2週間は、作動基準上でアルゴリズムを確認するために用いられる。最後の2週間は唾液単独の実施である。8週間共追跡プログラムが成功して完了することによって、血液または唾液を自在に使用することが可能となる。唾液単独の試験が随意に選択される場合、定期的な血液レベルの検査は、2つの体液間の基準の整合性を保証するため、1型および2型糖尿病患者についてそれぞれ1週間および2週間間隔で続けられる。
【００９８】
個別のアルゴリズムは、実際の現場使用のために機器内にプログラムされる集団アルゴリズムに基づいて結合解析によって解析される。1型および2型糖尿病患者のための集団アルゴリズムは、それらが異なる疾患状態であるため異なる可能性が高い。結合解析はそれを判定できる。さらに解析により、現場使用として追跡される必要、または最終集団アルゴリズムに入れられる必要のある任意の必要な共変量が特定される。従って、正確性を与える臨床データは、市場の願望ではなく、試験パターンを規定すると考えられる。
【００９９】
共追跡方法論についての臨床的検討および解析
・試験の前の0日目、モニター上のスクリーンに指示されながら、患者は彼らの性別、身長、体重、年齢、糖尿病の型(1または2)、診断後の年数、歯冠の数、口腔乾燥症の病歴、喫煙状態、視力(+-糖尿病性網膜症)、四肢の知覚麻痺、切断を、個人のモニターの中に入力する。
・第1週の試験は、以下の通り1日に6回、血液試料試験のみで構成される：起床後すぐ、午前の中ごろまたは朝食後2時間、昼食直前、午後の中ごろまたは昼食後2時間、夕食前、および夕食後2時間の夕方。各食事の時間、相対的な食事当たりのカロリー摂取、および試験時間も同様にモニター中に記録される。
・第2および第3週には同じ日課が含まれるが、血液および唾液の両方が試験される。
・第4週には、起床後すぐ一回、毎日の血液値が含まれる。
・その後、「設定プログラムアルゴリズム」の選択肢が選ばれ、機器が個別アルゴリズムを算出する。
・第5および第6週には、毎日6回の唾液試験ならびに1型糖尿病患者については1日1回および2型糖尿病患者については2日に1回の血液試験が含まれる；これによりアルゴリズムが確認され、または必要であればさらにそれが微調整される。
・第5または第6週についての試験値が標準値の偏差ガイドライン内に入る場合、それ以降から患者は唾液のみを試験することができる。
【０１００】
解析方法論
疾患の重症度に応じて、二つの異なる方法のうちのひとつが、患者に特有の個別追跡アルゴリズムを決定するために用いられる。機器によってなされる2型糖尿病の計算は、以下のとおり、追跡キャリブレータのためのLevy-Jenningsの基準と類似のガイドラインに従う。ローリング平均血液値は、標準偏差(SD)および百分率変動係数(%CV)とともに決定される。血液試験を信号で伝えるのに十分な唾液基準値平均からの偏差は、1日の内で2回続けて得られたローリング平均から＞+-1SD(すなわち1標準偏差)である。最初の追跡の第2週および第3週により、血液および唾液の両方における精度が6回毎日実施の間で+-7.5%未満、および14日間続けて毎日の実施間で+-10%未満であることが示される場合、これらの基準は唾液のために有用である。医療提供者または医師との連絡を警告するパニック値は、一度に続けて得られた＞+/-2SDである。
【０１０１】
機器によりなされる1型糖尿病患者の計算は、インスリン注射の必要性のため、より厳しいガイドラインに従う。ローリング平均血液値は、以前と同様、標準偏差(SD)および百分率変動係数(%CV)とともに決定される。試験を信号で伝えるのに十分な唾液基準値平均からの偏差は、1日の内で2回続けて得られたローリング平均から＞+-5.0%である。最初の追跡の第2週および第3週により、血液および唾液の両方における精度が6回の毎日実施の間で+-5.0%以下、および14日間続けて毎日の実施間で+-7.5%以下であることが示される場合に、これらの基準は唾液に使用される。さらに、これらの百分率は、下記の共変量または疾患後遺症に基づいて下方または上方に調整され得る。医療提供者または医師との連絡を警告するパニック値は、一度に続けて得られた＞+-1.0-1.5SDである。
【０１０２】
ローリング平均からの逸脱と考えられる1型糖尿病値(平均からの%偏差)は、特定の共変量基準または疾患後遺症に基づいて以下の通り上昇するか、または低下する：
7.5%上昇した平均値限度からの偏差(上昇カテゴリーは付加的ではない)：
カロリー摂取  ＜800cal/meal  2時間以内  増加なし
カロリー摂取  ＞800cal/meal〜＜1600cal/meal 前の2-4時間以内  +2.5%
カロリー摂取  ＞1600cal/meal〜＜3200cal/meal 前の2-4時間以内  +5%
体重指数＞15%  +1.5%
体重指数＞30%  +3.0%
2つの加工義歯  +1.0%
喫煙者  +1.75%
2つの加工義歯に加えて喫煙者  +2.5%
7.5%低下した平均値限度からの偏差(低下カテゴリーは付加的ではない)：
麻痺  増加なし
糖尿病性網膜症  -1%
切断  -2%
網膜症および切断  -3%
【０１０３】
しかしながら、別々のカテゴリー両方からの因子が存在する場合、上昇または低下基準は付加的である。例えば、2つの加工義歯、網膜症および切断を有する1型の喫煙者は、+-7.0%(7.5% +2.5% -3%)となると考えられる。糖尿病性網膜症を有する＞30%のBMIの喫煙者は+-11.0%(7.5%  BMIのため+3.0%  喫煙者のため+1.5% 失明のため-1%)と考えられる。カロリー摂取はこれに追加する。
【０１０４】
臨床的検討により数多くの個別アルゴリズムが作成される。これらは、集団に基づいたアルゴリズムを基準として結合解析によって解析される。現場使用のために機器の中にプログラムされた集団に基づくアルゴリズムは、患者の結果予後への貢献のため、臨床的検討において見出される共変量に応じて変更可能である。患者の病状または医師の入力により保証されるとおりに、基準が変化し得るような選択肢を提供することができる。
【０１０５】
同義語
本発明はその特定の態様と関連して記載されてきたが、それはさらなる修正が可能であると解釈される。さらに、本適用は、本発明が関連する当技術分野において既知または慣習にかなり近い本開示からのそうした逸脱を含む、本発明の任意の改変、使用または適合を対象とすることを意図している。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明の装置の態様を説明する概略図である。装置は、上部側107および下部側108の凹部を介して連接することができる圧搾バルブ101を含む。記載のとおり、細胞細片、大分子量分子およびタンパク質を除去するために、唾液はポート109を通って導入され、第1のフィルター104、第2のフィルター105および第3のタンパク質吸収膜106を通って引き込まれる。結果として得られる処理唾液は、低重量分子およびグルコースを含む。キャップ103を取り除くことにより、処理された唾液の流体102をポート110を通じて回収することができる。
【図２】本発明の装置の第2の態様を説明する概略図である。装置は、左側224および右側221の凹部を介して連接することができる圧搾バルブ201を含む。記載のとおり、細胞細片、大分子量分子およびタンパク質を除去するために、唾液はポート223を通って導入され、第1のフィルター207、第2のフィルター206およびタンパク質吸収膜205を通って引き込まれる。一方向バルブ204中の浮遊ボールが示されている。結果として得られる処理唾液は、低重量分子およびグルコースを含む。キャップ203を取り除くことにより、処理された唾液流体202をポート222を通じて回収することができる。
【図３】本発明の装置の第3の態様を説明する概略図である。圧搾バレル305の設計が示されている。唾液試料はポート334の中に導入され、圧搾バレル305の上部331および下部333の連接の結果、真空により装置中に引き込まれる。唾液試料は連続濾過装置301および303、ならびにタンパク質吸収膜304を通って処理される。処理唾液302は、ネジ切り使い捨てチップ306が除去され、その際に装置の反転後、圧搾バレル305の連接によって唾液を分注することができるまで、接合部307中に保持される。
【図４】本発明の装置の第4の態様を説明する概略図である。図4aは装置の断面図を示し、図4bは密閉構造をした装置の側面図を示す。図4aにおいて、説明される装置は連接可能なリッド415を有する。唾液試料は装置のルーメン(lumen)441の中に導入される。試料の処理は、第1フィルター401および第2フィルター402を介した連続濾過により起こる。第3の膜403へのタンパク質吸収は、唾液試料を実質的に高分子量物質およびタンパク質がない状態にする。図4bにおいて、試料は装置中に導入され、上部415はヒンジメカニズム417を介して閉じられる。装置の上部416の連接により、強制的に試料を濾過メカニズムに通し、処理唾液試料420は装置の下部内のチャネル450を通って流れ出す。
【図５】本発明の装置の第5の態様を説明する概略図である。装置は、使用者が唾液試料502を喀出して入れるウエル508の開口部を定めるアパーチャ551を提供する。ウエル508は、装置の上部ハウジング509および下部ハウジング510と一体になっている。ウエル508の近位で、濾過装置504および503により細胞細片および大分子量タンパク質が除去される。タンパク質結合膜501はタンパク質を捕捉し、ハウジング509および510を通して処理された唾液試料を引き寄せるウィックを提供する。ハウジング512における開口部は、センサーストリップ511のための挿入点552を提供する。多様な態様において、センサーストリップは、処理された唾液試料の捕捉、または処理された唾液試料からのグルコースの吸収を提供し得る。
【図６】本発明の装置の第6の態様を説明する概略図である。図6aは装置の反転側面図を示す。図6bは装置の非反転側面図を示す。装置は、上部609および下部610ハウジング部分を有する。ポート603は唾液試料の導入を可能にする。濾過は第1濾過装置602によって達成される。濾過された試料がタンパク質固定膜601に接する時に、タンパク質吸収が続いて起こり、ハウジングを介して処理された唾液試料を引き寄せるウィッキング作用がさらに提供される。ハウジング内のルーメン612は、開口部661を介してセンサーストリップ611を受けるように適合される。多様な態様において、センサーストリップは、処理された唾液試料の捕捉、または処理された唾液試料からのグルコースの吸収を提供し得る。
【図７】本発明の装置の第7の態様を説明する概略図である。装置は、上部709および下部710ハウジング部分を有する。ポート703は唾液試料の導入を可能にする。濾過は第1濾過装置702によって達成される。濾過された試料がタンパク質固定膜701に接する時に、タンパク質吸収が続いて起こり、ハウジングを介して処理された唾液試料を引き寄せるウィッキング作用がさらに提供される。ハウジング内のルーメン712はタンパク質結合膜701の末端から補正され、ルーメン712は、開口部771を介してセンサーストリップ711を受けるように適合される。多様な態様において、センサーストリップは、処理された唾液試料の捕捉、または処理された唾液試料からのグルコースの吸収を提供し得る。
【図８】本発明の装置の第8の態様を説明する概略図である。図8aは、ボディ814および濾過アセンブリ803を有する装置全体を示す。図8bは、濾過アセンブリ803がより詳細に示されている装置の末端を示す。図8cは装置断面を示す。装置は上部809および下部810ハウジング部分を有する。唾液試料は、試料をウィックし高分子量混入物を除去する第１濾過装置803の末端部805にアプライされる。さらなる濾過は第2フィルター801によって達成される。濾過された試料がタンパク質固定膜802に接する時にタンパク質吸収が続いて起こり、これは、ハウジングを介して処理された唾液試料を引き寄せるウィッキング作用をさらに提供する。ハウジング内のルーメン812は、タンパク質結合膜802の末端から補正され、ルーメン812は、開口部881を介してセンサーストリップ811を受けるように適合される。多様な態様において、センサーストリップは、処理された唾液試料の捕捉、または処理された唾液試料からのグルコースの吸収を提供し得る。
【図９】検討された患者について唾液中のナノアンプとmg/dL値との関係を説明するグラフである。
【図１０】臨床試料中の唾液グルコースレベルと血中グルコースレベルとの関係を説明するグラフである。
【０１０７】
開示される多様な装置は、濾過および吸収手段の組み合わせを提供することができて、かつ多様な能動的または受動的流動方法論を用いることができることは、当業者によって認識されていると考えられる。従って、上記態様は限定されない例とのみ見なされる。
【図１】
2008512687.tif 000009
【図２】
2008512687.tif 000010
【図３】
2008512687.tif 000011
【図４】
2008512687.tif 000012
【図５】
2008512687.tif 000013
【図６】
2008512687.tif 000014
【図７】
2008512687.tif 000015
【図８】
2008512687.tif 000016
【図９】
2008512687.tif 000017
【図１０】
2008512687.tif 000018
【国際調査報告】
2008512687.tif 000019
2008512687.tif 000020