(57)【要約】経皮サンプリングのためのシステムおよび方法であって、該システムおよび方法は、少なくとも一対のサンプル電極が、対象の角質層において毛細管開口を形成することが可能である電圧パルスを提供するように適合される。一連の電圧パルスを対象の角質層に適用することを介して、多くの角質層において毛細管開口を形成することによって、およびサンプル電極のうちの少なくとも１つの少なくとも一部分を、毛細管開口からの間質液と接触させることによって、経皮サンプリングシステムを使用する方法もまた、示される。
2008522745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
経皮サンプリングのためのシステムであって、
（ａ）少なくとも一対のサンプル電極が抵抗素子によって接合された柔軟性のある基板を備えている経皮プラットフォームと、
（ｂ）該サンプル電極のうちの少なくとも一つの少なくとも一部分を覆っている酵素アンカー層と
を備え、該少なくとも一対のサンプル電極が、対象の角質層内に毛細管開口を形成することが可能な電圧パルスを提供するように適応される、システム。
【請求項２】
経皮サンプリングのための方法であって、
（ａ）少なくとも一対のサンプル電極が、抵抗素子によって接合された柔軟性のある基板と、該サンプル電極のうちの少なくとも一つの少なくとも一部分を覆っている酵素アンカー層とを備えている経皮プラットフォームを、経皮サンプリングの必要に応じて対象に適用することと、
（ｂ）該少なくとも一対のサンプル電極を介して該対象の角質層に一連の電圧パルスを適用することによって、該角質層内に毛細管開口を形成することと、
（ｃ）該サンプル電極のうちの少なくとも一つの少なくとも一部分を、該毛細管開口からの間質液と接触させることと
を包含する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の引用）
本出願は、Ｊｏｈｎ  Ｃｕｒｒｉｅによる「Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  Ｈｅａｌｔｈ  ａｎｄ  Ｄｅｌｉｖｅｒｉｎｇ  Ｄｒｕｇｓ  Ｔｒａｎｓｄｅｒｍａｌｌｙ」と題される米国特許仮出願第６０／６３４，７８３号（２００４年１２月９日出願）に、関連し、該出願に基づく優先権を主張する。その内容が本明細書において参照により援用される。
【０００２】
（技術分野）
本発明は、ポータブルの生物医学的、生体分子的モニタリングの分野に関する。さらに詳細には、本発明は、最小侵襲性の継続的でリアルタイムの追跡生体分子的サンプリング、分析、およびデリバリに関する方法、装置およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
体液の非侵襲性の経皮サンプリングは、長い間、医学的な研究のゴールとなっている。
【０００４】
この目的を達成するための従来技術の試みが、例えば、内容が本明細書において参照により援用される、Ｃｕｒｒｉｅらによる「Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  Ｈｅａｌｔｈ  ａｎｄ  Ｄｅｌｉｖｅｒｉｎｇ  Ｄｒｕｇｓ  Ｔｒａｎｓｄｅｒｍａｌｌｙ」と題される特許文献１（２００５年３月３日出願）に記載される。
【０００５】
経皮サンプリングに関する従来の試みは、一般的には、表皮の最外層、すなわち、実質的に皮膚の表面であり、主に、核の存在しない死細胞で構成される角質層において比較的に大きな穴を形成することによって、特徴付けられている。穴は、一般的には、熱、またはレーザー切除、または細い針を用いた穿刺によって形成され、下にある生表皮に到達する。生表皮からの間質液、または脈管系の末端からの流体は、一般的には、皮膚の下から経皮デバイスに吸引されるか、または搾り出されるかのいずれかであり、微細加工の導管、および光導体のシステムを分光分析的に使用して分析される。
【０００６】
このようなシステムは、穴のサイズが、一般的には、局所的な刺激をもたらすには充分である約数１０ミクロンであるという事実を含む顕著な欠点を有する。このことは、多くの場合に、炎症を引き起こし、導管は、一般的には、数時間から数日を超えて、開いた状態を維持され得ないということを意味する。
【０００７】
さらに、複雑なシステムの微細加工は、一般的には、シリコンの基板の使用を必要とし、該基板は、比較的に柔軟性がなく、表面の緊密な接触を困難にし、角質層を介した経皮検知器と穴との間の横方向の動作という結果になる。一般的には、直径数１０ミクロンである経皮の穴のサイズにより、わずかな横方向の動作でさえも、このようなデバイスを動作不能にする。
【０００８】
最小侵襲性の継続的リアルタイム追跡の経皮サンプリング、分析、およびデリバリのゴールを達成するために、これらの問題点を克服するシステムおよび方法が必要とされている。
【特許文献１】米国特許第６，８８７，２０２号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、最小侵襲性であり、生表皮からの間質液の継続的リアルタイム追跡サンプリングのために使用され得る経皮サンプリングを可能にするシステムおよび方法に関する。
【００１０】
本発明の好適な実施形態において、経皮プラットフォームは、柔軟性のある基板を有し、該基板上で、一対のサンプル電極が、抵抗素子によって接合される。導電性の酵素アンカー層は、サンプル電極のうちの少なくとも１つの一部分を覆い、保護層は、サンプル電極の周辺以外の全経皮プラットフォームを覆い得る。
【００１１】
製造の間には、導電層は、標的生体分子を改変するアンカー酵素を用いて電気化学的に活性化される。例えば、グルコースが標的生体分子である場合には、酵素は、グルコース酸化酵素であり得るが、それには限定されない。
【００１２】
いくつかの分析的使用のうちの１つにおいて、経皮プラットフォームは、対象の皮膚に接触して、接着するように保持されることが好ましい。次に、対象の角質層は、持続期間１秒未満である約２Ｖの一連の電圧パルスを適用することによって粉砕される。正確な手順と必要とされる電圧とは、特定の対象物、および粉砕される組織の位置および特質に従って、調整されなければならない。サンプル電極間の熱および電圧の降下は、角質層の死細胞を除去しないが、死細胞の接続に作用し、生表皮からサンプル電極まで間質液を運ぶように作用する毛細管開口をもたらし、充分な流体の移動が、角質層の下の生組織において間質液を用いて平衡状態を形成し、動的に平衡を維持することを可能にする。
【００１３】
導電性の酵素アンカー層の周辺に引き込まれる間質液における任意の標的の生体分子は、アンカー酵素と相互作用する。この相互作用は、例えば、サンプル電極に印加される電圧を使用してなされるクロノアンペロメトリック測定によって、検知され得る。
【００１４】
システムのこれらの利点および他の利点は、添付の図面を参照に詳細に記述される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明は、生物学的流体の選択的な最小侵襲性のサンプリング、サンプル内に存在する複数の生体分子の選択的な電気化学的な測定、および貯蔵されているバイオケミカルに関するコマンドを発するためのシステムおよび方法に関する。
【００１６】
好適な実施形態において、システムは、適合性の使い捨て無菌サンプリング、分析、およびデリバリデバイスと、制御デバイスと、通信デバイスとを備える。
【００１７】
間質液に存在する生体分子が経皮を通してサンプリングされる動作の好適な様態において、サンプリングデバイスは、皮膚と緊密に接触して配置され、圧力または接着剤によって所定の位置に保持される。正確に決定され、制御されている一連の電気的なパルスは、選択可能である複数の電極の１つまたは複数の対に適用され、熱および局所的な電界を生成し、角質層の皮膚の死細胞を崩壊させるが、生表皮内の死細胞のすぐ下にある生細胞を損傷することなく、間質液がサンプリングデバイスのその部分の表面に向かって流れ、サンプリングデバイスのその部分の表面を湿らすことを可能にし、角質層が改善されるまで何時間もの間にわたり、下にある組織の濃度と平衡した濃度を維持する。正確な位置において、電気化学的な一つ以上の対の電極が、一つ以上の生化学的な検体、または物理化学的な特質、例えば、ｐＨ、または溶解ガスを選択的に測定するように、いくつかの方法のうちの１つで配置され、準備されている。測定は、角質層が回復するまで、事実上継続的であり、いつでもこれらの濃度を確実に追跡する。各位置において電極を調整することは、所望の測定を開始する前に、敏感な表面を保護するための封入を含み得る。測定の各位置における複数の別個の封入において、気相、乾いた粉末、水溶液の状態のバイオケミカルは、貯蔵され得、封入壁材料を介するか、または封入壁の制御された連続的な破裂部分を介した制御された拡散によって放出され得、所望の濃度の化学製品が溶解して間質液に流入し、局所的に崩壊した角質層を介した体内へのアクセスを獲得することを可能にする。分析用化学ツールとして、ケミカルが反応し、局所的な間質液の組成を変更するように選択され得、反応生成物が、複数の電極によって測定され得る。代替的に、封入されたケミカルサンプルが、較正基準になり得る。別個に、選択された測定電極か、または新たに選択された測定電極は、投与されたケミカルに対する個々の応答を継続的に追跡するように使用され得、従って、効力が定量化され、個人に適応され得、副作用は、安全に検出され、最小の量で防止され得る。リアルタイムで、制御デバイスは、サンプリング、電気化学的分析、結果の継続的な記録、およびケミカルの放出を実行するために要求される必要な一続きの電気信号を計算する。通信デバイスは、外部のデバイスが制御デバイスに質問し、様々な動作を実行することを可能にする。該動作は、システムを識別すること、質問した外部デバイスの身元を確立すること、格納された情報を転送すること、制御プログラムの認識を可能にすることを含む。再構成は、サンプルの表面上にいくつかのサンプリングポイントを開口し、複数の異なる検体のサンプリングポイントに対して同時にテストすること、ケミカルの放出を増加させるか、減少させるか、または停止するかを選択すること、測定された濃度における検出された安定性、または急速な変化を原因に、サンプリングの頻度を変えること、あるいは角質層を崩壊させるために使用されるパルスの詳細を調節することを含み得る。もしかすると数週間の電気化学的な感知ポイントのモニタリングが、終わるか、封入物が全て開封された後には、使い捨てのサンプリング、分析、およびデリバリデバイスは、捨てられ得、もう一つの同じかまたは異なる培養物の構成が、システムに再挿入され得る。
【００１８】
この様態の操作において記述されたものと似たいくつかの状況は、以下のものを含む：
ａ）外科用インプラントのために調整され、格納された臓器および組織の生存可能性および機能性をモニタリングすること
ｂ）危険に瀕した個人、患者、または人々のための、ケミカルパネル（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｐａｎｅｌ）全体をモニタリングすること
ｃ）救急救命診療、ショック、外傷、および蘇生をモニタリングすること
ｄ）慢性的な重病をモニタリングすること
ｅ）病気の早期の検出をモニタリングすること
ｆ）治療処置に対する応答をモニタリングすること
ｇ）遺伝子治療：このデバイス上の個々のサンプリングサイトを１０ミクロンを下回るサイズに合わせた場合、個々の細胞の細胞内液は、細胞膜を局所的に崩壊させることによって分析され得、サンプラーの表面から治療薬を放出す前に、治療薬は細胞内に注入される。
【００１９】
操作の第２の様態において、生物学的流体は、食物、水、空気、尿、唾液、化学反応、または培養物から、既に収集されていることがあり得る。わずかな量の生物学的流体は、静的にか、表面中を継続的に流れることによってかのいずれかで、サンプリングデバイスの表面に適用され得る。コントローラは、一つか、またはいくつかの感知サイトを開き、特定の濃度をモニタリングすることを開始するように構成される。例えば、採血が、診療の時点で直ちに、分析され得るか、または空気および水のサンプルが、化学的、かつ生物学的汚染のない純度を継続的にモニタリングされ得る。サンプラーは、使用し尽くされるか、または新たの汚染の危険性が識別されると、取り替えられ得、柔軟性のある再構成可能なモニタリングを可能にする。
【００２０】
この実施形態の操作において記述されたものと似たいくつかの状況は、以下のものを含む：
ａ）細胞培養物の生存可能性および代謝をモニタリングすること
ｂ）沈殿物、蒸留物、フィルタリングされた粉末をモニタリングすること
（システムコンポーネント）
好適な実施形態において、システムは、三つの機能デバイスからなる。図１の写真の文字入りのフィーチャーを参照すると、Ａ）複数の電気化学的感知セルを有する柔軟性のある使い捨てマイクロ流体電気化学的チップ、Ｃ）およびＤ）ワイヤレスの制御およびメッセージングユニットを有する柔軟性のあるケーブルおよびコネクタを備えている制御デバイス、および第三に通信デバイス、またはインターフェイスされた遠隔ワイヤレスコンピュータを見ることができる。
【００２１】
サンプリングデバイスは、多層ポリマー金属積層構造を有する柔軟性のあるパッチのようなチップであり得、構造層としてＳＵ−８を、Ｔｅｆｌｏｎ−ＡＦ放出層、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリピロール（ＰＰｙ）、およびグルコースオキシダーゼ（ＧＯＤ）を使用して製造される。簡略に言うと、本発明者らは、本デバイスの特定のバージョンを記述し、該デバイスにおいて、明確にするために、封入および保護膜の破断特性は、存在せず、感知に従う角質層の崩壊のために使用される電極と基準の電気化学的電極とを組み合わせることを選択する。サンプリング、分析、およびケミカルのデリバリデバイス製造プロセスは、５つのステップからなる主要な構造的材料としてＳＵ８を使用する。このプロセスは、ポリマー材料ＰＤＭＳのために開発された先行技術のサブセットである。第１のステップは、ガラス基板上へのＴｅｆｌｏｎ放出層の堆積であり、該基板は、複数の層のマルチポリマーデバイスが、製造の後に、ガラスから容易に除去されることを可能にする。薄いＳＵ８の層は、スピンコーティングによって形成され、残りのデバイスのためのベース層（１０μ）として作用し、Ｔｅｆｌｏｎを接着させる。製造プロセスの第３のステップは、厚い（１５０μ）のＳＵ８層をスピンコーティングすることからなる。この厚い層は、デバイスに対して構造的なサポートを提供する。クロム／金電極／ヒータ金属被膜（０．５μ）が、厚いＳＵ８（１５０μ）層の頂上部にスパッタリングされ、堆積され、パターン付けされる。次に、１０μＰＭＭＡが、ＰＰｙと酵素との選択的な堆積に対する保護層として、スピンコーティングされる。電極パッドがＰＭＭＡによって覆われることを防ぐために、ＰＭＭＡ焼成プロセスの前に、ＰＭＭＡスピンが除去されることに先立ち、スコッチテープが、電極パッドに適用される。電極のうちの一つのみが露出し、他の電極は覆われるような方法で、ＰＭＭＡ層はさらに、選択的にプラズマエッチングされる。金属は、正の光抵抗性液体ケミカルエッチングを使用して、パターン付けされる。スパッタリング堆積の前に、プラズマ表面処置が使用され、ＳＵ８と金属層との間の接着を高める。レーザーブレードを使用して、ガラスの基板からデバイスを離すことが、次のステップである。放出層は、過フッ化溶剤を用いて希釈された非結晶のフッ化ポリマーの溶液をスピンコーティングすることによって形成される。
【００２２】
現在の酵素の原型であるグルコースオキシダーゼ（ＧＯＤ）は、２分間、０．８Ｖの電圧において、それぞれ０．１ＭのＰＰｙおよびＫＣｌからなる電解液と共にポテンシオスタットを使用して、ポリピロール（ＰＰｙ）層上に電気化学的に吸収される。０．１Ｍのフェリシアン化物および８００１ｕｎｉｔｓ／ｍｌのＧＯＤ（１０ｍｌのリン酸塩緩衝液内に１８μｌのＧＯＤおよび４８μｌのＫ３ＦｅＣＮ６）がさらに、ＧＯＤの堆積のために、電解液に追加される。次に、ＰＰｙ＋ＧＯＤの選択的な堆積は、ＳＡＭＰＬＩＮＧ  ＡＮＡＬＹＳＩＳ  ＡＮＤ  ＣＨＥＭＩＣＡＬ  ＤＥＬＩＶＥＲＹ  ＤＥＶＩＣＥセルの露出した電極のうちの一つ上で行なわれる（図３）。クロノアンペロメトリック用量反応が記録され、その結果は、センサが、２．９ｍＡ／ｍＭの感度で０ｍＭのグルコースから１０ｍＭのグルコースまで良好な線形性を有することが明らかにされた。本乳酸塩センサチップに関して、本発明者らは、乳酸塩オキシダーゼをＧＯＤの代わりに用いることを除いて、本発明者らは、同じプロセスを使用する。
【００２３】
（制御電子機器）
さらに、簡潔さのために、本発明者らは、単純化されたシステムにおいて制御機能のプロトタイプの実現化を明らかにする。
【００２４】
本発明者らは、サンプリング、分析、およびケミカルのデリバリデバイスの設計を修正し、該デバイスをゼロインサーション力（ＺＩＦ）コネクタと互換性を持たせた。チップの厚みは、１５０μｍ＋／−１０μｍに調整され、最適な挿入を再現し、コネクタパッドのピンアウトは、３００ピッチずれたコネクタ位置に合うように伸ばされている。最も重要なことは、平坦なコネクタと対象本体に押され得るチップ表面とを可能にする「ボトム」チップ接触を作成する能力である。つまり、コネクタ本体において水平面での皮膚の良い平坦な接触を防止する手段は存在しない。コネクタ本体は、高さ１．８ｍｍの表面に設置可能なデュアルインラインパッケージであり、一度正しく挿入されると、その場所にチップをロックするＺＩＦスライダメカニズムを用いて装備される。本発明者らは、このことが、本発明者らが、サンプリング、分析、およびケミカルデリバリデバイスをセンサチップに、わずかな時間で再生成可能に変えることを可能にすることを確認したが、複数の挿入を受け入れるため、あるいは実験的研究での動物の通常の動きに原因するソケットからチップを引き抜く力に抵抗するための充分な研究はまだである。その部分は、１７から９１のピン接触の範囲に対応する異なる幅で作成される。本発明者らは、開発研究において、３１および６１ピンに対する幅を使用する。図１、図７Ｄ、図８Ｇ、および図８Ｈに写真で表されたコネクタは、ワイヤケーブルにハンダ付けされた６１ピンのバージョンである。本発明者らはまた、図１Ｃに示されるように、柔軟性のあるマルチコンダクタカプトンテープを使用する。図１Ｆに示される統合デバイスにおいて、このコネクタは、制御電子機器パッケージ本体にしっかりと接続される。コネクタは、経済的な自動化されたアセンブリおよび製造のためにテープとオープンリール式のパッケージとの両方において利用可能である。
【００２５】
電子機器は、二つの部分からなる。第１の部分は、コンピュータインターフェイスのワイヤレスデータ制御システムであり、該システムは、各ノードの識別を管理している最大で６４個の遠隔センサノードを処理し、メモリバッファのコンテンツに関して各ノードに信号を送ることが可能である。第２の部分は、センサノードである。センサノードは五つの部分から構成される：（固有の識別を有する）ＲＦ通信、マイクロプロセッサコントローラ、マルチプレクサ、アナログ回路ソースおよびＡ／Ｄコンバータ、ならびに多重センサ入力である。Ｈｏｌｅｍａｎによって行なわれた修正は、主に、マイクロプロセッサをプログラミングすること、アナログ回路、マルチプレクサ、および入力ラインを本デバイスに適応させることに関する。この電気的な工学技術の詳細は、他で与えられる。重要なことは、通信の範囲は、約３００ｍであり、コマンドセンターとプラトーンのメンバーとの間の通信を可能にする。各ソルジャーは、グルコースと乳酸塩の濃度に関して、個々にモニタリングされ得る。ソルジャーが健康である場合には、個々の安静時のベースラインが測定され、格納され得る。ソルジャー自体が血液グルコースを使用するので、乳酸塩のレベルがモニタリングされ得る。過度の使用は、低血糖および高乳酸塩のレベルにおいて見られる。この生理的な状態は、戦闘においてソルジャーの遂行能力、または続いて生じる高い使用の状況に影響を与える。ソルジャーが負傷した場合には、モニターが作動され、以下の研究で示されるように準継続的に測定され、マイクロシステムは、救急救命診療およびトリアージ器具として作用する。
【００２６】
（感知電極上でナノ材料を使用することによる追跡検出）
バリア組織の崩壊は、従来技術とは異なり、該従来技術においては、切除およびポレーションのようなプロセスが、一般的に使用される。切除は、例えば哺乳類の皮膚の角質層の堆積における特定の標的細胞の除去をいう。バリア細胞は、多くの場合、生細胞ではなく、時にはうろこ状であり、生きていたときの形状から平らにされ、緊密にかつ等角的にパックされ、細胞壁を構成する生体分子間において、化学的接着剤によって相互に接着する。崩壊のプロセスは、パックされたバリア細胞間の接着が、漸次的に壊れ、狭い毛細管開口が細胞間に生成されることを可能にする。細胞自体は、ほとんど損傷なく残っている。毛細管のサイズが増加するある時点において、表面への伝導性の経路が生じ、該経路を通って、間質液が引き込まれる。本発明者たちの観察は、流れの速さおよび特質は、例えば、基礎代謝血圧とは関係なく、ＩＳＦを外に押しやる内部圧力ヘッドは存在しないということである。ＩＳＦの流れは、サンプリングデバイス上、および毛細管構造、またはサンプリングデバイス内の表面にパターン付けされた微細な囲い内のサンプリングポイントの特別な親水性の表面処置を用いて高められ得る。
【００２７】
バリア組織の確かな崩壊のための、本発明者らの独自の技術は、個々に処理されたサンプリング電極上の電気エネルギーの特定のシーケンスおよびパルスの組み合わせを必要とする。特に人間の前腕の皮膚に関して、本発明者らは、サンプリング電極間にある一つまたは複数の伝導性の薄いフィルム抵抗器を使用する。複数の抵抗器に関して、抵抗の値は、高い値（例えば、２００オーム）から中程度そして低い値（５０オーム）へとカスケードするように選択される。各抵抗器のサイズは、その隣から除去されるバリア細胞のサイズと同様である。５０ミクロンの角質細胞に関して、このことは、電極間の隙間は、１００ミクロンを下回ることを意味する。電圧手段において、０Ｖから２Ｖまでの電圧が、一秒を下回る短いバーストにおいて電極に印加されると、一般的に各パルスにおいて電圧が０．２Ｖ増加する。製造によって、最大で４ＭＶ／ｍの中程度の電界を最初に適用するときを除いて、コネクタから導いている伝導性のトレースは、埋められているということに、本発明者らは注目する。次に、２．２Ｖの電圧によって、最も抵抗の小さい素子の温度が、非常に容易に１４０℃に到達し、抵抗器が開く。開きは、正確な製造材料、抵抗器の寸法およびシーケンス、ならびに下のサンプリングデバイス材料（多くの場合、融解温度の低いポリマーフィルム、例えばポリエチレンまたはメタクリル酸）によって決定される。材料の融解によって、伝導性のトレースが壊れる。熱プロフィール測定は、温度が、厚さ５０ミクロンの角質層にわたり８０℃を下回ることを示す。なおも電界が、電極間のパルスにおいて適用され得るが、抵抗器が一つのみの場合には、電極は、開回路となる。複数の抵抗器に関して、全ての抵抗器が壊れ、回路を開くまで、電圧ステップを継続し得る。電極は取り残され、感知電極と基準電極との間の電気化学的な測定を可能にし得る。
【００２８】
一実現は、電気化学的な測定のために、崩壊している電極自体を使用することであるということに留意されたい。可能である場合には、この特定の実現の利益は、コンパクトで経済的な製造、高いパック密度、接続および制御回路網の単純化である。
【００２９】
本発明の発明概念を理解するために、添付の図面を参照することが有用である。図面においては、可能である限り、同じ数字は、同じ素子を表している。
【００３０】
図１は、生体分子のサンプリングおよびデリバリプラットフォーム１０を示す概略図である。プラットフォーム１０は、３つの共同デバイス、つまりサンプリング、分析、およびデリバリチップ１２、制御電子機器１４、および離れた場所にあるロガー（ｌｏｇｇｅｒ）またはコントローラへのデータの転送を可能にするワイヤレスインターフェイス１６を備えている。
【００３１】
図２は、サンプリング、分析、およびデリバリチップ１２の機能コンポーネントを示す概略図である。サンプリング、分析、およびデリバリチップ１２は、サンプリング、分析、およびデリバリセルエリア１８と、コントローラのソケット２０への電気的接触パッドと、チップ１２を接触パッド２０に接続する導電性の経路２２とを備えている。チップ１２は、分析される組織またはサンプルに接触して配置されるエリア２４内に位置される。チップ１２は、適宜、電気的チップ識別エリア２６を含む。
【００３２】
図３は、サンプリング、分析、およびデリバリセル１２の好適なジオメトリの一部の概略的な上面図であり、該セルは、サンプリング、分析、およびデリバリデバイス１０上の多数のセルのうちの一つである。このジオメトリにおいて、サンプリングデバイスと分析デバイスとの両方が、適合デバイスの表面上に露出されている。デリバリのための材料を含んでいる埋め込まれた封入２８は、アウトラインで示される。
【００３３】
導電性のある経路３０は、薄い絶縁層で覆われ、選択的に作用電極３２と基準電極３４との一部を形成する。
【００３４】
露出した電気抵抗素子部分３６は、第２の伝導性のある経路の導電性の経路３８の露出した部分と接合する。
【００３５】
図４Ａは、サンプリング、および分析セルの好適なジオメトリの概略的な上面図である。このレイアウトにおいて、選択的に作用電極３２と基準電極３４とは、第２の伝導性の経路の導電性の経路３８の露出された部分によって接合され、角質層の崩壊、およびクロノアンペロメトリック測定または他の電気的分析測定が、同じ電極によって行われ得る。
【００３６】
図４Ｂは、デリバリセルの好適なジオメトリの概略的な上面図である。このレイアウトにおいて、デリバリのための材料を含んでいる埋め込まれた封入２８は、伝導性の経路の露出した抵抗素子部分によって接合された導電性の経路の露出した一対の部分３８の後ろに位置される。この方法で、角質層の崩壊は、埋め込まれた封入２８内の材料をデリバリするために使用され得る。
【００３７】
図４Ｃは、サンプリング、分析、およびデリバリデバイス上の多くのセルのうちの一つのサンプリング、分析、およびデリバリセルの一特定のジオメトリの一部の概略的な上面図を示す。このジオメトリにおいて、サンプリングデバイスと分析デバイスとの両方が、適合デバイスの表面上に露出され、電極が、導電性の経路の露出した部分に位置され、伝導性の経路が減少し、制御機能の増加を要求する。
【００３８】
図５は、図３の実施形態のＡ−Ｂに沿った断面図を示す。
【００３９】
断面図は、分析電極付近の抵抗素子３６を示し、該分析電極は、柔軟性のある基板４０の一部分上の選択的に作用電極３２であり得る。
【００４０】
図６は、図３に描かれている設計のバリエーションの概略的な断面図であり、分析電極３２と３４とは基板４０内のキャビティに封入され、サンプリングポイントにおいて、基板材料の薄い膜上に存在する。キャビティ２８は、サンプリングサイトにデリバリされる材料で満たされ得るか、または空であり得る。
【００４１】
図７は、図６と同様の断面部分を示し、基板の薄い膜にブリーチ４２を有する。ブリーチ４２は、抵抗素子の活性化によってもたらされ、サンプル材料に対して電極を露出させ、任意の封入されたデリバリ材料のサンプリングサイトへのデリバリを可能にする。
【００４２】
図８は、図６の断面図を示し、サンプリングサイトにおいて、デリバリのための材料４４で満たされたキャビティ２８を有する。これらの作用電極３２と３６とは、デリバリ材料４４の濃度を選択するように構成され得、従って、どの程度の材料が、キャビティから出て行き、サンプリングサイトにデリバリされたかを計測する。
【００４３】
図９は、図６の断面図を示し、分析電極３２と３６との有効な表面エリアが増加され、それに対応して電気的な信号を増加させ、ノイズ対信号比を減少させることを達成している。エリアの増加は、キャビティの壁上の追加のエリアを覆うことと、保護されたスポンジ状の多孔性の電極材料を使用することとの両方によって達成され得る。
【００４４】
図１０は、図６の断面を示し、分析電極３２と３４との有効な表面エリアが増加され、それに対応して電気的な信号を増加させ、ノイズ対信号比を減少させることを達成している。エリアの増加は、選択的な必要な化学作用を用いて調整された、保護された密度の高いナノ材料４６を用いて、作用電極３２の表面を覆うことによって達成され得る。
【００４５】
図１１は、組織、例えば皮膚と接触している、図６のセルを示し、うろこ状の角質層４８と下に間質液が位置する生存能力がある表皮組織５０とを概略的に示すように単純化されている。
【００４６】
図１２は、領域５２内のバリア組織の崩壊後の、図１１のセルを示す概略図である。浸透する流体の経路が確立され、生存能力がある表皮組織５０からの間質液５４が、毛細管現象の力によってサンプリングサイトを湿らせ、サンプリングサイトに流れることを可能にする。電極を湿らせる間質液５４は、選択的に電極３２と３４とによって分析され得る。
【００４７】
図１３は、組織、例えば皮膚と接触している、図８のセルを示し、皮膚は、うろこ状の角質層４８と下に間質液が位置する生存能力がある表皮組織５０とを概略的に示すように、単純化されている。
【００４８】
図１４は、バリア組織崩壊後の、図１１のセルの概略図を示す。浸透する流体の経路が確立され、間質液５４が、毛細管現象の力によってサンプリングサイトを湿らせ、サンプリングサイトに流れることを可能にする。デリバリ材料４４は、間質液で混合するか、または溶解し、結果として生じる高い濃度勾配のために、デリバリ材料４４は、崩壊した角質層４８を通り背後の生存能力のある組織５０、そして体の残りの部分に拡散する。
【００４９】
図１５は、流体をサンプリングするために使用されるセルを示す。図６のセルが、分析されるべき停滞しているか、または流れている流体５６と接触している。
【００５０】
図１６は、図１５のセルを示し、該セルは、流体がキャビティ２８に入ることを可能にするように開き、該キャビティ内に、分析電極３２と３４とが位置される。
【００５１】
図１７は、固体または粉末をサンプリングするために使用されるセルを示す。図８のセルに、分析されるべき乾いたサンプル５８がすでに適用されているか、収集されている。
【００５２】
図１８は、図１７のセルを示し、該セルは、含有される流体が乾いたサンプル５８を湿らせ、溶解することを可能にするように開き、分析電極においてある濃度にすることを可能にする。
【００５３】
図１９は、行および列のアドレスを使用して、セルの素子のランダムなアドレスを示す。アドレス方法は、列をアドレスする伝導性の経路６０と、行をアドレスする伝導性の経路６２と、個々にアドレスされるサンプルと、分析およびデリバリセル６４とを備える。
【００５４】
この方法は、図２に示されるように、各セル自身が、コントローラに接続する伝導性の経路を有するパラレルアドレスの代わりに、使用される。例えば、３２行と３２列とのマトリクスに配列される１０２４個のセルが、６４ビットのコネクタによって、３２個の接続が行のアドレスのために存在し、３２個の接続が列のアドレスのために存在するコントローラに、順にアドレスされ得る。同時にサンプリングと分析とを実行するために、コントローラは、サンプル分析とデリバリセルとの間で連続してスイッチしなければならない。
【００５５】
図２０は、コントローラとワイヤレス通信との一部のコンポーネントを示しているブロック図である。
【００５６】
システムにおいて、テストの下で、材料、流体、または組織が、サンプリング、分析、およびデリバリデバイスと相互作用し、該デバイスは、使い捨てであり、取り外し可能であり、工場製造可能であり得る。
【００５７】
コントローラデバイスコンポーネントは、コネクタデバイスと、マルチプレクサと、電気化学的電位ガルバニー電流スタットと、崩壊電流感知および駆動回路と、コントローラと、測定、論理、適応性シーケンシング、データ格納、動的再構成のため、およびインターフェースドライバを提供するためのマイクロプロセッサと、電圧調整およびバッテリ充電し、バッテリ放電するための電力管理を含んでいる。
【００５８】
ワイヤレス電力デバイスコンポーネントは、受信アンテナと、ワイヤレス通信モジュールと、ＲＦ電力管理と、バッテリ電力格納とを含んでいる。
【００５９】
本発明は、構造的な特徴および／または方法論的な作用に対して明確な言葉で記述されたが、特許請求の範囲によって定義される本発明は、記述された特定の特徴または作用に必ずしも限定されないことが、理解されるべきである。むしろ、特定の特徴および作用は、請求された本発明を実装する例示的な形として開示されている。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
治療行為および薬物デリバリの分野において、経皮サンプリングに対して大きな関心があり、該経皮サンプリングは、最小侵襲性であり、生存能力のある表皮からの間質液のサンプリングを継続的にリアルタイムで追跡するために使用され得る。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】図１は、生体分子のサンプリングおよびデリバリプラットフォームを示す概略図である。
【図２】図２は、サンプリング、分析、およびデリバリデバイスの機能コンポーネントを示す概略図である。
【図３】図３は、サンプリング、分析、およびデリバリセルの好適なジオメトリの一部の概略的な上面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、サンプリング、および分析セルの好適なジオメトリの概略的な上面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、デリバリセルの好適なジオメトリの概略的な上面図である。
【図５】図５は、図３の実施形態のＡ−Ｂに沿った断面図を示す。
【図６】図６は、図３に描かれている設計のバリエーションの概略的な断面図である。
【図７】図７は、基板の薄い膜にブリーチ４２を有する、図６のような断面を示す。
【図８】図８は、サンプルサイトにあるデリバリするための材料で満たされているキャビティを有する、図６の断面を示す。
【図９】図９は、分析電極３２および３６の有効な表面エリアが増加された、図６の断面を示す。
【図１０】図１０は、分析電極の有効な表面エリアが増加された、図６の断面を示す。
【図１１】図１１は、組織、例えば、皮膚と接触する、図６のセルを示し、該皮膚は、うろこ状の角質層、および生皮膚組織を概略的に示すために単純化されている。
【図１２】図１２は、バリア組織の崩壊後の図１１のセルを示す概略図である。
【図１３】図１３は、組織と接触する、図８のセルを示す。
【図１４】図１４は、バリア組織の崩壊後の、図１１のセルの概略図を示す。
【図１５】図１５は、流体をサンプリングするために使用されるセルを示す。
【図１６】図１６は、流体が、分析電極が位置されるキャビティに入ることを可能にするように開口された、図１５のセルを示す。
【図１７】図１７は、固形物、または粉末をサンプリングするために使用されるセルを示す。
【図１８】図１８は、含有される液体が乾燥したサンプルを湿らせ、溶解することを可能にするように開口し、濃縮されて分析電極にあるべき濃度を可能にする、図１７のセルを示す。
【図２０】図２０は、コントローラおよびワイヤレス通信の一部のコンポーネントを示すブロック図である。
【図１】
2008522745.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2008522745.tif 000019
【図１６】
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【図１７】
2008522745.tif 000021
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年7月20日(2007.7.20)
【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】
経皮サンプリングのためのデバイスであって、
少なくとも一対のサンプル電極がサポートされた柔軟性のある基板を備えている経皮プラットフォームと、
該電極のうちの少なくとも一つの少なくとも一部分を覆っているアンカー層と、
を備え、
該少なくとも一対のサンプル電極が、熱および／または電圧パルスのシーケンスを提供するように適合され、該パルスは、細胞を損傷することなく角質層の該細胞を分離することによって、対象の該角質層内に毛細管開口を形成することが可能であり、それによって、間質液が、該毛細管開口を通過し、該サンプル電極のうちの一つの少なくとも一部分と接触することを可能にする、デバイス。
【請求項２】
前記アンカー層は、酵素を含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記酵素は、グルコースオキシダーゼおよび乳酸塩オキシダーゼからなるグループから選択される、請求項２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記一対のサンプル電極は、抵抗素子によって接合される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項５】
前記抵抗素子は、約５０オーム〜約２００オームの抵抗を有する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項６】
前記電圧パルスは、約１秒を下回る間に、約２Ｖ以下である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項７】
経皮サンプリングのためのシステムであって、
少なくとも一対のサンプル電極がサポートされた柔軟性のある基板と、該サンプル電極のうちの少なくとも一つの少なくとも一部分を覆っているアンカー層とを備えている経皮プラットフォームを備え、該少なくとも一対のサンプル電極は、
該少なくとも一対のサンプル電極が、熱および／または電圧パルスのシーケンスを角質層に適用するように構成され、該パルスは、細胞を損傷することなく角質層の該細胞を分離することによって、対象の該角質層内に毛細管開口を形成することが可能であり、
それによって、間質液が毛細管開口から通過して、該サンプル電極のうちの一つの少なくとも一部分を接触させることを可能とする、システム。
【請求項８】
前記アンカー層は、酵素を備えている、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記酵素は、グルコースオキシダーゼおよび乳酸塩オキシダーゼからなるグループから選択される、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記経皮プラットフォームは、前記一対のサンプル電極を接合する抵抗素子をさらに備えている、請求項７に記載のシステム。
【請求項１１】
前記抵抗素子は、約５０オーム〜約２００オームの抵抗を有する、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記電圧パルスは、約１秒を下回る間に、約２Ｖ以下である、請求項７に記載のシステム。
【請求項１３】
サンプル内の生物学的状況をモニタリングする方法であって、該方法は、
サンプリング、分析、および／またはデリバリデバイスの柔軟性のある基板とサンプルを接触させることと、
熱および／または局所的な電界を生成することによって、バリア細胞を損傷させることなく、該サンプルの該バリア細胞を崩壊させ、該細胞間に少なくとも一つの毛細管開口を形成することと、
該サンプリング、分析、および／またはデリバリデバイスのセンサを、毛細管開口を通過した物質に露出させることであって、該物質は、標的生体分子を含む、ことと、
電気信号を該センサに提供することと、
該電気信号に応答して、該センサにおいて電気特性を測定することと、
該測定された電気特性を該生物学的状況と相関させることと
を包含する、方法。
【請求項１４】
前記生成された信号に応答して、前記サンプリング、分析、および／またはデリバリデバイス内のキャビティから前記物質に材料をデリバリすることをさらに包含する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記材料の効力を求めて、前記物質を分析すること
をさらに包含する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記測定された生物学的状況が、正常であるか、または異常あるかを決定することと、該測定された生物学的状況が、異常の場合には、信号を生成することとをさらに包含する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記測定された生物学的状況が、正常であるか、または異常であるかを決定することは、前記測定された生物学的状況を、正常で健康なベースライン状況と比較することを包含する、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記標的生体分子は、グルコースおよび乳酸塩からなるグループから選択される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
前記電気特性は、電流である、請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】
前記熱および／または前記局所的な電界を前記生成することは、約２Ｖ以下の一連の電圧パルスを約１秒を下回る間に適用することを包含する、請求項１３に記載の方法。
【請求項２１】
最小侵襲性の継続的リアルタイム追跡生体分子モニタリングのための方法であって、該方法は、
柔軟性のある基板をサンプルに取り付けることと、
毛細管開口を取り囲んでいる細胞を損傷させることなく、少なくとも一つの該毛細管開口を形成することによって、物質をサンプリングすることであって、該物質は、該サンプル内からのバイオケミカルを含む、ことと、
一対の電極を用いて該物質を分析することであって、該一対の電極は、該柔軟性のある基板上に配置されている、ことと、
該サンプリングと該分析とをコントローラを用いて制御することと、
該コントローラと遠隔デバイスとの間で情報を通信することと
を包含する、方法。
【請求項２２】
前記毛細管開口を形成することは、前記一対の電極を用いて達成される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記毛細管開口を形成することは、別の対の電極を用いて達成される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記毛細管開口は、バリア組織内で形成される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
前記毛管の開口は、角質層内で形成される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２６】
前記柔軟性のあるサポート基板は、キャビティを含み、前記サンプリングは、前記毛細管開口を通して、該キャビティ内に前記物質を吸い上げることを包含する、請求項２１に記載の方法。
【請求項２７】
前記電極は、少なくとも部分的に前記キャビティに配置される、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
材料を前記物質にデリバリすることをさらに包含する、請求項２１に記載の方法。
【請求項２９】
前記材料は、前記物質に反応するケミカルである、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記柔軟性のある基板は、キャビティを含み、前記方法は、前記デリバリまで前記キャビティ内に前記材料を格納することをさらに包含する、請求項２１に記載の方法。
【請求項３１】
前記通信することは、前記遠隔デバイスと、ワイヤレスで通信することを包含する、請求項３１に記載の方法。
【請求項３２】
前記情報は、前記コントローラから前記遠隔デバイスへの前記分析の結果を含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項３３】
前記情報は、前記遠隔デバイスから前記コントローラへの命令を含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項３４】
前記制御することは、モニタリングの間に再構成可能であることを包含する、請求項２１に記載の方法。
【請求項３５】
最小侵襲性の継続的リアルタイム追跡生体分子サンプリング、分析、および／またはデリバリのためのシステムであって、該システムは、
柔軟性のあるサポート基板と、
該柔軟性のあるサポート基板によってサポートされ、複数の列および複数の行に配列された複数のセルであって、該複数のセルのそれぞれは、バイオケミカルをサンプリング、分析、および／またはデリバリするように構成されている、セルと、
該バイオケミカルに関連した物質と該複数のセルの各々と相互作用を制御するように構成されたコントローラであって、該コントローラは、複数の列アドレスの導電性経路と、複数の行アドレスの導電性経路と、複数のゼロインサーション力接続とを介して、該複数のセルに接続されている、コントローラと、
該コントローラおよび外部デバイスと通信するように構成されている通信デバイスと
を備え、
該コントローラは、該外部デバイスによって再構成可能であり、該システムが動作している間に、該複数のセルのそれぞれの相互作用が、変えられ得る、システム。
【請求項３６】
前記セルのそれぞれが、前記柔軟性のあるサポート基板によってサポートされる一対の電極を備えている、請求項３５に記載のシステム。
【請求項３７】
少なくともいくつかの対の電極は、細胞を傷つけることなく、バリア細胞を崩壊させ、該バリア細胞間に少なくとも一つの毛細管開口を形成するように構成されている、請求項３６に記載のシステム。
【請求項３８】
抵抗素子は、前記電極間に配置され、前記柔軟性のある基板の一部分を崩壊させるように構成されていることによって、前記細胞へのアクセスを可能にする、請求項３７に記載のシステム。
【請求項３９】
少なくともいくつかの前記セルの各々は、作用電極と基準電極とを備えているセンサを備え、該作用電極は、電気化学的に活性化され、前記物質と反応するように構成され、電圧が該電極間に印加され、かつ、少なくとも該作用電極が該物質に露出されている場合に、該物質の特性に対応する電気特性が生成され、該コントローラは、該電極に対する電気信号のシーケンスを制御し、生成された該電気特性を受け取るように構成されている、請求項３５に記載のシステム。
【請求項４０】
前記電気特性は、前記電極間で生成される電流である、請求項３９に記載のシステム。
【請求項４１】
前記物質の前記特性は、該物質内の生化学的検体のレベルである、請求項３９に記載のシステム。
【請求項４２】
前記物質の前記特性は、物理化学的特性である、請求項３９に記載のシステム。
【請求項４３】
前記柔軟性のあるサポート基板は、サンプルに接着されるように構成されている、請求項３５に記載のシステム。
【請求項４４】
前記柔軟性のあるサポート基板は、ポリマーを含む、請求項４３に記載のシステム。
【請求項４５】
前記柔軟性のあるサポート基板は、角質層に接着されるように構成され、前記物質は、該角質層の下に位置する間質液である、請求項４３に記載のシステム。
【請求項４６】
前記柔軟性のあるサポート基板は、バリア組織に接着されるように構成されている、請求項４３に記載のシステム。
【請求項４７】
前記複数のセルのうちの少なくとも一部分は、前記柔軟性のあるサポート基板内にキャビティを含む、請求項３５に記載のシステム。
【請求項４８】
前記キャビティは、前記物質のサンプルを受け取るように構成される、請求項４７に記載のシステム。
【請求項４９】
前記キャビティは、ケミカルを格納するように構成されている、請求項４７に記載のシステム。
【請求項５０】
前記ケミカルは、前記物質と反応する、請求項４９に記載のシステム。
【請求項５１】
前記コントローラは、前記複数のセルの各々に印加される電圧を制御するように構成されている、請求項３５に記載のシステム。
【請求項５２】
前記コントローラは、一度に、前記複数の電極のうちの一つのセルに前記電圧を印加するように構成されている、請求項５１に記載のシステム。
【請求項５３】
前記コントローラは、一度に、前記複数のセルのうちの２つ以上の電極に前記電圧を印加するように構成されている、請求項５１に記載のシステム。
【請求項５４】
電力の供給をさらに含み、該コントローラは、該電力供給を管理するように構成されている、請求項３５に記載のシステム。
【請求項５５】
前記電力供給は、バッテリである、請求項５４に記載のシステム。
【請求項５６】
前記通信器は、少なくとも一つのワイヤレス通信モジュールを含み、該通信モジュールは、前記外部デバイスとワイヤレスで通信するように構成されている、請求項３５に記載のシステム。
【請求項５７】
前記外部デバイスは、コンピュータである、請求項３５に記載のシステム。
【請求項５８】
物質の特性を分析するためのシステムであって、該システムは、
柔軟性のあるサポート基板と、
該柔軟性のあるサポート基板によってサポートされた複数のセンサであって、各センサは、
該柔軟性のあるサポート基板によってサポートされた一対の電極であって、該一対の電極は、作用電極と基準電極とを備え、該作用電極は、電気化学的に活性化され、該物質と反応するように構成される、一対の電極を備え、
電圧が該電極間に印加され、かつ、少なくとも該作用電極が該物質に露出されている場合に、該物質の該特性に対応する電気特性が生成される、複数のセンサと、
該電極に対する電気信号のシーケンスを制御し、生成された該電気特性を受け取るためのコントローラであって、該コントローラは外部デバイスによって再構成可能であり、該コントローラが制御している場合に、該複数のセンサの各々の相互作用が変えられ得る、コントローラと
を備えている、システム。
【請求項５９】
前記コントローラおよび前記外部デバイスと通信する通信器をさらに備えている、請求項５８に記載のシステム。
【請求項６０】
前記通信器は、少なくとも一つのワイヤレス通信モジュールを備え、該通信モジュールは、前記外部デバイスとワイヤレスで通信するように構成されている、請求項５９に記載のシステム。
【請求項６１】
前記外部デバイスは、コンピュータである、請求項５８に記載のシステム。
【請求項６２】
前記電気特性は、前記電極間で生成される電流である、請求項５８に記載のシステム。
【請求項６３】
前記物質の前記特性は、前記物質内の生化学的検体のレベルである、請求項５８に記載のシステム。
【請求項６４】
前記生化学的検体は、グルコースである、請求項６３に記載のシステム。
【請求項６５】
前記生化学的検体は、乳酸塩である、請求項６３に記載のシステム。
【請求項６６】
前記物質の前記特性は、物理化学的特性である、請求項５８に記載のシステム。
【請求項６７】
前記物理化学的特性は、前記物質のｐＨである、請求項６６に記載のシステム。
【請求項６８】
前記物理化学的特性は、前記物質内の溶解されたガスのレベルである請求項６６に記載のシステム。
【請求項６９】
前記柔軟性のあるサポート基板は、サンプルのバリア細胞に接着するように構成され、前記物質は、バリア細胞の一方の側であって、該サポート基板とは反対側に位置する、請求項５８に記載のシステム。
【請求項７０】
各センサは、前記電極間に配置された抵抗素子をさらに備え、該電極と該抵抗素子とは、該それぞれのセンサに接触している前記バリア細胞を崩壊させるように構成され、該バリア細胞の反対側に位置する該物質が、少なくとも一つの前記作用電極と接触することを可能とする、請求項６９に記載のシステム。
【請求項７１】
前記バリア細胞は、角質層の一部分であり、前記物質は、該角質層の下に位置する間質液である、請求項６９に記載のシステム。
【請求項７２】
前記バリア細胞は、バリア組織の一部分である、請求項６９に記載のシステム。
【請求項７３】
各センサは、前記柔軟性のあるサポート基板内にキャビティを含み、前記電極のうちの少なくとも一部分は、該キャビティ内に位置し、該キャビティは、前記抵抗素子により開口されることによって、該キャビティが、前記バリア細胞の反対側に位置する前記物質と連絡することを可能とするように構成されている、請求項６９に記載のシステム。
【請求項７４】
前記キャビティは、前記物質のサンプルを受け取るように構成されている、請求項７３に記載のシステム。
【請求項７５】
各センサは、前記柔軟性のあるサポート基板内にキャビティをさらに含み、該キャビティは、ケミカルを格納するように構成されている、請求項５８に記載のシステム。
【請求項７６】
前記ケミカルは、前記物質と反応する、請求項７５に記載のシステム。
【請求項７７】
前記ケミカルは、較正基準である、請求項７５に記載のシステム。
【請求項７８】
前記コントローラは、前記複数のセンサのうちの各々に印加される前記電圧を制御するように構成されている、請求項５８に記載のシステム。
【請求項７９】
前記コントローラは、一度に、前記複数のセンサのうちの一つのセンサに前記電圧を印加するように構成されている、請求項７８に記載のシステム。
【請求項８０】
前記コントローラは、一度に、前記複数のセンサのうちの二つ以上のセンサに前記電圧を印加するように構成されている、請求項７８に記載のシステム。
【請求項８１】
電力供給をさらに含み、前記コントローラは、該電力供給を管理するように構成されている、請求項５８に記載のシステム。
【請求項８２】
前記電力供給は、バッテリである、請求項８１に記載のシステム。
【請求項８３】
前記複数のセンサは、前記サポート基板上に、複数の列と複数の行とを含むグリッド状に配列され、前記システムは、複数の行アドレスの導電性経路と複数の列アドレスの導電性経路とをさらに備え、該複数の行アドレスの導電性経路と複数の列アドレスの導電性経路は、該複数のセンサを前記コントローラに接続する、請求項５８に記載のシステム。
【請求項８４】
前記複数のセンサを前記コントローラに接続するように構成されている複数のゼロインサーション力コネクタをさらに備えている、請求項５８に記載のシステム。
【請求項８５】
バイオケミカルを含む物質をサンプリングするためのサンプリングデバイスであって、該サンプリングデバイスは、
柔軟性のあるサポート基板と、
該柔軟性のあるサポート基板によってサポートされた一対の電極であって、該一対の電極は、熱および／または電界を生成するように構成され、バリア細胞を損傷することなく該バリア細胞を崩壊させることによって、該バリア細胞間に少なくとも一つの毛細管開口を形成し、その結果、前記物質が、該毛細管開口を通過し、該柔軟性のあるサポート基板に流れ得る、一対の電極と
を備えている、サンプリングデバイス。
【請求項８６】
前記柔軟性のあるサポート基板内にキャビティをさらに備え、該キャビティは、前記物質のサンプルを受け取るように構成されている、請求項８５に記載のサンプリングデバイス。
【請求項８７】
前記一対の電極のうちの少なくとも一部分は、前記キャビティに露出されている、請求項８６に記載のサンプリングデバイス。
【請求項８８】
前記電極間に配置された抵抗素子をさらに備え、該抵抗素子は、前記バリア細胞を崩壊させるように構成されている、請求項８５に記載のサンプリングデバイス。
【請求項８９】
前記バリア細胞は、バリア組織の一部分である、請求項８５に記載のサンプリングデバイス。
【請求項９０】
前記バリア細胞は、角質層の一部分である、請求項８５に記載のサンプリングデバイス。
【請求項９１】
前記柔軟性のあるサポート基板は、ポリマーを含む、請求項８５に記載のサンプリングデバイス。
【請求項９２】
前記ポリマーは、ポリメタクリル酸メチルと、ポリピロールと、ＳＵ８とからなるグループから選択される、請求項９１に記載のサンプリングデバイス。
【請求項９３】
前記柔軟性のあるサポート基板は、多層ポリマー金属積層構造を含む、請求項８５に記載のサンプリングデバイス。
【請求項９４】
前記一対の電極をコントローラに接続するように構成されたゼロインサーション力コネクタをさらに備えている、請求項８５に記載のサンプリングデバイス。
【請求項９５】
前記コントローラは、電源によって前記電極に印加される電圧を制御するように構成されている、請求項９４に記載のサンプリングデバイス。
【請求項９６】
前記電源は、バッテリを含む、請求項９５に記載のサンプリングデバイス。
【請求項９７】
継続的リアルタイム追跡生体分子モニタリングのためのデバイスを製造する方法であって、該方法は、
柔軟性のあるポリマーサポート基板を提供することと、
一対の電極を該サポート基板上に配置することと、
標的生体分子を改変するように構成されているアンカー層を用いて該電極のうちの少なくとも一つを電気化学的に活性化させる、ことと
を包含する、方法。
【請求項９８】
前記サポート基板上に複数の一対の電極を配置することと、
標的生体分子を改変するように構成されているアンカー層を用いて、該複数の一対の電極のうちの各々の少なくとも一つの電極を選択的に、電気化学的に活性化させる、ことと
をさらに包含する、請求項９７に記載の方法。
【請求項９９】
前記アンカー層の全てが同じである、請求項９８に記載の方法。
【請求項１００】
前記アンカー層の全てが同じというわけではない、請求項９８に記載の方法。
【請求項１０１】
前記アンカー層は、酵素を含む、請求項９７に記載の方法。
【請求項１０２】
前記酵素は、グルコースオキシダーゼである、請求項１０１に記載の方法。
【請求項１０３】
前記酵素は、乳酸塩オキシダーゼである、請求項１０１に記載の方法。
【請求項１０４】
前記活性化の後に、前記電極を封入することをさらに包含する、請求項９７に記載の方法。
【国際調査報告】
2008522745.tif 000025