(57)【要約】【課題】体内物質を測定するための埋込型物質センサーに用いられて、被測定物を長時間安定的に測定することを可能にする体内物質測定用構成物を提供する。【解決手段】生体内の被測定物質を検知して測定する埋込型物質センサーに設けられる体内物質測定用構成物であって、被測定物質の濃度に応じた蛍光を発する少なくとも一種類以上の蛍光指示薬を含有した検出層２と、検出層２上に設けられ、光学的に不透明であり、かつ被測定物質を透過させ、検出層２を劣化させおよび／または蛍光を妨害するおそれのある生体物質のうち、少なくとも一つを透過させない光学分離層３と、を有する体内物質測定用構成物。【選択図】図１
2005315871.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体内の被測定物質を検知して測定する埋込型物質センサーに設けられる、体内物質測定用構成物であって、
被測定物質の濃度に応じた蛍光を発する少なくとも一種類以上の蛍光指示薬を含有した検出層と、
前記検出層の一面に設けられ、光学的に不透明であり、かつ被測定物質を透過させる光学分離層と、
を有することを特徴とする体内物質測定用構成物。
【請求項２】
前記検出層は、前記蛍光指示薬を結合させた基材からなることを特徴とする請求項１に記載の体内物質測定用構成物。
【請求項３】
前記被測定物質が糖類である場合に、前記蛍光指示薬はフェニルボロン酸を含む蛍光物質であることを特徴とする請求項１または２に記載の体内物質測定用構成物。
【請求項４】
前記フェニルボロン酸を含む蛍光物質が化学式（１）
【化１】
2005315871.tif 000006
（ただし、化学式（１）中、Ｑは蛍光残基であり、Ｒ１，Ｒ２，およびＲ３のうち少なくとも一つは前記検出層の前記基材と結合するための活性基であり、Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６，およびＲ７は水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリル基、アリルアルケニル基、置換アルキル基、オキシアルキル基、アシル基、およびハロゲン原子よりなる群から選択された少なくとも一つの置換基である）で示されるものであることを特徴とする請求項３に記載の体内物質測定用構成物。
【請求項５】
前記Ｑは、アントラセンを含む蛍光残基であることを特徴とする請求項４に記載の体内物質測定用構成物。
【請求項６】
前記光学分離層は、不透明物質とそれを担持する基材よりなることを特徴とする請求項１に記載の体内物質測定用構成物。
【請求項７】
前記光学分離層は、相転法により形成された高分子多孔質膜であることを特徴とする請求項１に記載の体内物質測定用構成物。
【請求項８】
前記不透明物質は、カーボンブラック、フラーレン、カーボンナノチューブよりなる群から選択された少なくとも一つの物質よりなることを特徴とする請求項６に記載の体内物質測定用構成物。
【請求項９】
前記光学分離層は、前記検出層を劣化させる生体成分を透過させないことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の体内物質測定用構成物。
【請求項１０】
前記光学分離層は、前記生体成分を不活性化させることを特徴とする請求項９に記載の体内物質測定用構成物。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一つに記載の体内物質測定用構成物の製造方法であって、
前記光学分離層を形成するための前駆体を検出層に付加した後、前記検出層へ結合させることを特徴とする体内物質測定用構成物の製造方法。
【請求項１２】
請求項１〜１０のいずれか一つに記載の体内物質測定用構成物の製造方法であって、前記検出層の周囲に前記光学分離層の周辺部を接着させることを特徴とする体内物質測定用構成物の製造方法。
【請求項１３】
請求項１〜１０のいずれか一つに記載の体内物質測定用構成物と、
前記体内物質測定用構成物の前記検出層側から前記検出層へ光を照射する光源と、
前記検出層からの蛍光を受光する光検出器と、
を有することを特徴とする埋込型物質センサー。
【請求項１４】
前記体内物質測定用構成物の前記光学分離層側を生体に接触させて用いることを特徴とする請求項１３に記載の埋込型物質センサー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、体内の被測定物質を検知して測定するための埋込型物質センサーに設けられる、体内物質測定用構成物、この体内物質測定用構成物の製造方法、およびこの体内物質測定用構成物を使用した埋込型物質センサーに関する。
【背景技術】
【０００２】
体内埋込型センサーは、様々な疾患においてその病状の経過観察や治療効果のモニタなどに有用であり、近年、盛んに研究されている分野の一つである。特に糖尿病治療においては、連続血糖測定による血糖コントロールが、病状の進行遅延や合併症の罹病の低減に貢献すると言われている。
【０００３】
現状の糖尿病患者の多くは、血糖の自己管理のために、指等の穿刺によって血液試料を採取し、血糖計に供給して測定値を読み取ることを行っている。しかし、このような方法は患者への苦痛や簡便性のうえで問題があり、一日に数回の測定が限界で、血糖値変化の動向を頻繁に測定して把握することが難しいのが現状である。このような理由から、埋込型連続血糖計の有用性は高いと考えられている。
【０００４】
体内埋込型センサーとしては、たとえば、無線を用いて生体内に埋め込まれた装置から信号を出し入れする装置が開示されている（特許文献１、２参照）。この技術によれば、可逆的にグルコースと反応して蛍光特性の変化するインジケータ層を持つ検出装置（センサー）を生体内に埋め込み、蛍光量の変化でグルコース濃度を計測し、体外にデータを電磁波などで導出している。
【０００５】
また、このような検出装置のインジケータ層に利用可能なものとしては、フェニルボロン酸等のグルコースと可逆結合する蛍光物質をポリスチレンに共有結合したものが提案されている（特許文献３参照）。
【０００６】
また、生体成分中には各種の糖成分が存在するが、グルコースにより特異的に可逆結合できる蛍光物質も提案されている（特許文献４参照）。
【特許文献１】米国特許第４５５０７３１号明細書
【特許文献２】米国特許第４２５３４６６号明細書
【特許文献３】米国特許第５１３７８３３号明細書
【特許文献４】米国特許第５５０３７７０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、これら従来の体内埋込型センサーは、被測定物質と接触して蛍光を発する物質（インジケータ物質）が、使用中に劣化して長期間の埋め込みに耐えず、また、測定精度の点でも、精度が低いといった問題がある。
【０００８】
そこで本発明の目的は、体内物質を測定するための埋込型物質センサーに用いられて、被測定物を長時間安定的に測定することを可能にする体内物質測定用構成物を提供することである。
【０００９】
また、本発明の目的は、体内物質を測定するための埋込型物質センサーに用いられて、被測定物を長時間安定的に測定することを可能にする体内物質測定用構成物の製造方法を提供することである。
【００１０】
さらに、本発明の目的は、被測定物を長時間安定的に測定することを可能にする体内物質測定用構成物を使用した埋込型物質センサーを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記諸目的は、以下の手段により達成される。
【００１２】
（１）生体内の被測定物質を検知して測定する埋込型物質センサーに設けられる、体内物質測定用構成物であって、被測定物質の濃度に応じた蛍光を発する少なくとも一種類以上の蛍光指示薬を含有した検出層と、前記検出層の一面に設けられ、光学的に不透明であり、かつ被測定物質を透過させる光学分離層と、を有することを特徴とする体内物質測定用構成物。
【００１３】
（２）前記検出層は、前記蛍光指示薬を結合させた基材からなることを特徴とする。
【００１４】
（３）前記被測定物質が糖類である場合に、前記蛍光指示薬はフェニルボロン酸を含む蛍光物質であることを特徴とする。
【００１５】
（４）前記フェニルボロン酸を含む蛍光物質が化学式（１）
【００１６】
【化１】
2005315871.tif 000003
【００１７】
（ただし、化学式（１）中、Ｑは蛍光残基であり、Ｒ１，Ｒ２，およびＲ３のうち少なくとも一つは前記検出層の前記基材と結合するための活性基であり、Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６，およびＲ７は水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリル基、アリルアルケニル基、置換アルキル基、オキシアルキル基、アシル基、およびハロゲン原子よりなる群から選択された少なくとも一つの置換基である）で示されるものであることを特徴とする。
【００１８】
（５）前記Ｑは、アントラセンを含む蛍光残基であることを特徴とする。
【００１９】
（６）前記検出層の前記基材は、光透過性を有する高分子物質であることを特徴とする。
【００２０】
（７）  前記光学分離層は、相転法により形成された高分子多孔質膜であることを特徴とする。
【００２１】
（８）前記高分子物質は、セルロース、ポリアクリルアミド、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、およびこれらの誘導体よりなる群から選択された少なくとも１つの前記高分子物質であることを特徴とする。
【００２２】
（９）前記光学分離層は、不透明物質とそれを担持する基材よりなることを特徴とする。
【００２３】
（１０）前記不透明物質は、カーボンブラック、フラーレン、カーボンナノチューブよりなる群から選択された少なくとも一つの物質よりなることを特徴とする。
【００２４】
（１１）前記光学分離層の前記基材は、高分子物質であることを特徴とする。
【００２５】
（１２）前記高分子多孔質膜は、セルロース誘導体、ポリスルホン系樹脂、ポリアミド系樹脂、芳香族ポリエーテルケトン樹脂の少なくとも１からなることを特徴とする。
【００２６】
（１３）前記高分子物質は、架橋デキストランであることを特徴とする。
【００２７】
（１４）前記光学分離層は、前記被測定物質を透過させ、かつ少なくとも一つの前記被測定物質以外の生体成分を透過させないことを特徴とする。
【００２８】
（１５）前記光学分離層は、生体適合性を有することを特徴とする。
【００２９】
（１６）前記光学分離層は、前記検出層を劣化させる生体成分を透過させないことを特徴とする。
【００３０】
（１７）前記光学分離層は、前記生体成分を不活性化させることを特徴とする。
【００３１】
（１８）前記（１）〜（１７）のいずれか一つに記載の体内物質測定用構成物の製造方法であって、前記光学分離層を形成するための前駆体を検出層に付加した後、前記検出層へ結合させることを特徴とする体内物質測定用構成物の製造方法。
【００３２】
（１９）前記（１）〜（１７）のいずれか一つに記載の体内物質測定用構成物の製造方法であって、前記検出層の周囲に前記光学分離層の周辺部を接着させることを特徴とする体内物質測定用構成物の製造方法。
【００３３】
（２０）前記（１）〜（１７）のいずれか一つに記載の体内物質測定用構成物と、前記体内物質測定用構成物の前記検出層側から前記検出層へ光を照射する光源と、前記検出層からの蛍光を受光する光検出器と、を有することを特徴とする埋込型物質センサー。
【００３４】
（２１）前記体内物質測定用構成物の前記光学分離層側を生体に接触させて用いることを特徴とする。
【００３５】
（２２）少なくとも前記光源および前記光検出器が同一パッケージ内に設けられ、前記体内物質測定用構成物の前記光学分離層側が前記パッケージ外表面から露出するように設けられていることを特徴とする。
【００３６】
（２３）前記光源は少なくとも一種類以上の波長を発するものであり、前記光検出器は前記検出層からの少なくとも一種類以上の波長の光を検出するものであること特徴とする。
【発明の効果】
【００３７】
本発明の体内物質測定用構成物によれば、被測定物質の濃度に応じた蛍光を発する検出層の一面に、光学的に不透明であり、かつ被測定物質を透過させる光学分離層を設け、検出層が生体物質と直接接触するのを防止するので、検出層の劣化、特に検出層内の蛍光指示薬の劣化を抑えることができ、長時間の測定にも安定した測定結果を得ることができるようになる。また、センサーからの光の漏れを防止でき、センサー周辺の生体組織への悪影響を防ぐことができる。
【００３８】
また、本発明の体内物質測定用構成物の製造方法によれば、上記本発明による検出層と光学分離層の２層構造からなる体内物質測定用構成物を容易に製造することができる。
【００３９】
さらに、本発明の埋込型物質センサーによれば、上記本発明による検出層と光学分離層の２重構造からなる体内物質測定用構成物を用いたことで、検出層の劣化が抑えられ、長時間の安定した測定を行うことができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００４１】
図１は本発明による体内物質測定用構成物とそれを用いた埋込型物質センサーの原理構成を説明するための説明図であり、図２は体内物質測定用構成物における検出層内の構成を示す概念図、図３は体内物質測定用構成物における光学分離層内の構成を示す概念図である。
【００４２】
体内物質測定用構成物は、埋込型物質センサー（以下単にセンサーと称する）において、インジケータ層として使用されるものである（以下では、体内物質測定用構成物をインジケータ層と称する。）。
【００４３】
本発明を適用したインジケータ層１の一つの実施形態は、図１に示すように、蛍光指示薬を含有する検出層２と、この検出層２の一方の面に積層された光学分離層３からなる。そして、検出層２と光学分離層３は、互いに化学結合をしている。
【００４４】
検出層２は、図２に示すように、蛍光指示薬２０１が検出層用基材２０２に担持された構造である。一方、光学分離層３は、図３に示すように、不透明物質３０１が光学分離層用基材３０２に担持された構造である。
【００４５】
インジケータ層１は、光学分離層３がセンサーの外表面側を向くように配置され、センサーに設けられた際には生体組織と接触する。一方、検出層２はセンサー内部側にあり、生体組織とは接触しない。
【００４６】
センサーの構造は、原理的に、光源４と光検出器５が配置されており、光源４からの光を検出層２に照射することで、検出層２内の蛍光指示薬２０１が被測定物質の量に応じて蛍光を示し、その蛍光を光検出器５が受光する。光検出器５は、光電変換素子であり、受光した光量に応じた電気信号を出力する。この出力された電気信号から被測定物質の量が測定されることになる。なお、光源４や光検出器５の配置は、実際には、センサーの構成に応じて様々である。
【００４７】
蛍光指示薬２０１は、被測定物質によって選択され、被測定物質の量に応じてその蛍光の性質が可逆的に変化する蛍光指示薬ならば、どのようなものでも使用できる。たとえば、生体内の水素イオン濃度や二酸化炭素を測定するセンサーの場合には、ヒドロキシピレントリスルホン酸誘導体、糖類の測定には蛍光残基を有するフェニルボロン酸誘導体、カリウムイオンの測定には蛍光残基を有するクラウンエーテル誘導体などを、蛍光物質として含むものが用いられる。
【００４８】
糖類の測定には、蛍光物質として蛍光フェニルボロン酸誘導体を含むものが使用されるが、なかでも蛍光物質として、下記化学式（１）に示される、２つのフェニルボロン酸と蛍光残基としてアントラセンを含む化合物は検出感度において優れている。
【００４９】
【化２】
2005315871.tif 000004
【００５０】
（ただし、化学式（１）中、Ｑは蛍光残基であり、Ｒ１，Ｒ２，およびＲ３のうち少なくとも一つは前記検出層の前記基材と結合するための活性基であり、Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６，およびＲ７は水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリル基、アリルアルケニル基、置換アルキル基、オキシアルキル基、アシル基、およびハロゲン原子よりなる群から選択された少なくとも一つの置換基である）
また、この化学式（１）の蛍光残基は置換されていてもよい。たとえば、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ベンツアントラセン、ビレン、クマリンなどを用いることができるが、なかでもアントラセンがその蛍光的な性質から好ましい。
【００５１】
検出層２は、このような蛍光指示薬２０１とそれを担持する検出層用基材２０２より構成されている。これは、センサーにおいて蛍光指示薬２０１が流出しないようにするためである。蛍光指示薬２０１と検出層用基材２０２は、共有結合形成、電気的、疎水的、その他の相互作用で結合を形成していることが好ましい。
【００５２】
このような検出層２は、たとえば活性基を持つ蛍光指示薬２０１を、それと反応する活性基を持った検出層用基材２０２に結合させて得ることができる。
【００５３】
その際、両者の間に適当な長さのスペーサーを導入することもできる。スペーサーは、アルキル鎖、ポリエーテル鎖などが使用できる。スペーサーの導入によって、蛍光指示薬２０１の運動性が向上することによってセンサー感度が向上し、導入反応時の標識効率が向上する効果が得られる。
【００５４】
蛍光指示薬２０１を担持する検出層用基材２０２としては、光透過性を持つ高分子物質が使用できる。特に、セルロース、ポリアクリルアミド、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコールが好ましいが、ここに例示した限りではない。
【００５５】
蛍光指示薬２０１を結合させるためには、検出層用基材２０２に適当な活性基が存在することが必要である。活性基がない場合は後から導入することも可能である。
【００５６】
活性基は、蛍光指示薬２０１の活性基および光学分離層用基材３０２の活性基ともに、たとえば、アミノ基、カルボン酸基、水酸基、ハロゲン化カルボン酸基、スルホン酸基、ハロゲン化スルホン酸基、チオール基、イソシアネート基、イソチオシアネート基などがあげられる。
【００５７】
活性基を持つ蛍光指示薬２０１と活性基を持つ検出層用基材２０２とは（またスペーサーを入れる場合にはスペーサーも）、必要に応じて適当な溶媒、触媒、縮合剤存在下または非存在下で反応を行い、結合させることができる。
【００５８】
蛍光フェニルボロン酸誘導体を検出層用基材２０２に結合させる場合は、化学式（１）に示した、２つの窒素原子のどちらかまたは両方から検出層用基材２０２を結合させる（Ｒ１，Ｒ２）、または蛍光残基に結合させる（Ｒ３）などの方法で行うことができ、蛍光指示薬２０１と検出層用基材２０２の間に前記の適当なスペーサーを介していてもよい。
【００５９】
光学分離層３は、不透明物質３０１とそれを担持する光学分離層用基材３０２よりなる。光学分離層３は、光源４からの励起光の遮蔽、検出層２の蛍光指示薬２０１から発生する蛍光の遮敵、蛍光指示薬２０１から発生する以外の外部由来の光の遮敵、生体内の有色物質や蛍光物質の影響を排除するといった機能がある。
【００６０】
これらの遮蔽機能は、測定値の信頼性を向上させるばかりでなく、センサーに要求される励起光や蛍光によるセンサー周辺の生体組織への悪影響を防止するという効果がある。
【００６１】
光学分離層３に使用する不透明物質３０１は、光源４からの励起光および蛍光指示薬２０１が発する蛍光が透過しないものであればよく、紫外線、可視光、赤外線などの光を透過させず、かつ、反射させない物質を使用する。特に、励起光として紫外線を用いる場合には、この紫外線をセンサー外に放射させないようにするために重要である。
【００６２】
このような不透明物質３０１としては、たとえば、カーボンブラック、フラーレン、カーボンナノチューブなどを用いることができる。不透明物質３０１は、共有結合形成や電気的または疎水的相互作用によって光学分離層用基材３０２に担持させることができる。また、光学分離層用基材３０２の高分子構造に閉じ込めて担持させることもできる。
【００６３】
光学分離層用基材３０２としては、高分子物質を用いることができるが、高分子物質は架橋されていたり修飾されていたりしてもよい。
【００６４】
高分子物質としては、たとえば、デキストラン、ポリアクリルアミド、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、ポリアミドなどを用いることができる。
【００６５】
また、光学分離層用基材３０２として、相転法により形成された高分子多孔質膜を用いることができる。本発明の光学分離層用基材３０２のための高分子多孔質膜を得る相転法は、従来より知られた方法であり、たとえば湿式製膜法が使用できる。湿式製膜法は、ＬｏｅｂおよびびＳｏｕｒｉｒａｊａｎによって十分に確立された技術であり（Ａｄｖ，Ｃｈｅｍ，Ｓｅｒ．３８，１１７，１９６３参照）、たとえば、“Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｍｅｍｂｒａｎｅｓ，ａ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ  Ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ”第２版（Ｒ．Ｒ  Ｋｅｓｔｉｎｇ、Ｊ．Ｗｉｌｅｙ  ａｎｄ  Ｓｏｎｓ）に詳細に記載されている。
【００６６】
この方法は、高分子化合物を溶剤に溶解して製膜原液とし、ついで所望の形状に成形された製膜原液を該高分子化合物に対する非溶剤に浸漬して微多孔性膜を得る方法である。上記高分子多孔質膜は、セルロース誘導体、ポリサルホン系樹脂、ポリアミド系樹脂、芳香族ポリエーテルケトン樹脂などを用いることができる。セルロース誘導体としては、セルロースアセテート、硝酸セルロースなどがある。ポリスルホン系樹脂としては、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、硫酸化ポリサルホンなどがある。芳香族ポリエーテルケトン系樹脂としては、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリルエーテルケトンなどがある。本発明の高分子多孔質膜の厚さは、好ましくは５〜１００μｍであり、５〜５０μｍがより好ましく、１０〜２０μｍがさらに好ましい。下限値である５μｍより薄い場合は遮光性や強度の不足が問題となり、一方、上限値である１００μｍよりも厚い場合は応答性が低下する。
【００６７】
また、本発明における高分子多孔質膜の平均孔径は、好ましくは０．００１〜０．１μｍである。より好ましくは０．００５〜０．０１μｍである。これは、上記高分子多孔質膜の表面を電子顕微鏡により撮像し測定した値であり、外側と内側で小さいほうの値である。また、応答速度を促進したい場合には、上記平均孔径をたとえば０．０１〜０．０５μｍにすることが好ましい。
【００６８】
また、本発明における高分子多孔質膜の物質透過速度（透過分子数／膜単位面積・単位時間）のグルコース／ウシ血清アルブミンの値が、１０〜無限大であることが好ましい。より好ましくは２０〜無限大、さらに好ましくは４０〜無限大である。初期物質透過速度は、透析膜の評価に通常用いられる拡散セルを用いた実験結果から算出した。実験条件は、単室容積が５０ｍＬ、試験膜の有効表面積が４．９ｃｍ２、温度は３７℃で行った。供与側セルには擬似体液組成液としてグルコース１００ｍｇ／ｍＬ（ｗ／ｖ）、ウシ血清アルブミン５％（ｗ／ｖ）のリン酸緩衝生理食塩水液溶液を入れ、受容側セルにはリン酸緩衝生理食塩水液溶液のみを入れ、各セル中のそれぞれの成分の濃度変化を一定時間ごとに測定した。
【００６９】
光学分離層用基材３０２に、たとえばデキストランを用いる場合は、デキストラン溶液に不透明物質３０１を懸濁させ、架橋することによってデキストランの網目構造に不透明物質３０１を保持することができる。
【００７０】
また光学分離層３は、被測定物質を透過させ、かつ少なくとも一種類以上の被測定物質以外の生体成分を透過させない機能を持つ。これには、光学分離層用基材３０２の分子量、架橋度、化学構造を制御し、光学分離層３中に適当な大きさの間隙を作ることによって得られる。その他に、物理的または化学的手法によって穿孔するなどの方法でもよい。
【００７１】
いくつかの生体成分は、蛍光指示薬２０１と被測定物質の相互作用や蛍光発光特性を妨害する。したがって、インジケータ層１においては、光学分離層３にそれらの生体成分を検出層２まで到達させない機能を持たせることは非常に有用となる。
【００７２】
たとえば、血球類、生体由来の蛋白質や多糖類などを排除できる光学分離層３が好ましい。糖質やイオン類を被測定物質とするセンサーの場合、その分子量の違いを利用して、被測定物質のみを透過させ、血球や蛋白質を透過させない光学分離層３を作成することができる。
【００７３】
光学分離層用基材３０２としては、センサーを体内に埋込んだ際に、インジケータ層１の最外面となる光学分離層３自体が、その表面において種々の生体反応に起因して物性変化しないように、また、インジケータ層１が生体に与える影響を少なくするために、生体適合性に優れる高分子物質を用いることが好ましい。
【００７４】
このような高分子物質としては、たとえば、デキストラン、セルロース誘導体、ポリアクリルアミド、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、セルロース、ポリサルホン系樹脂、ポリアミド系樹脂、芳香族ポリエーテルケトン樹脂などがあげられる。また生体適合性を向上させるため、さらにこれらの高分子物質の表面を改質したり化合物を結合させたりしてもよい。
【００７５】
さらに、光学分離層３は、検出層２を劣化させ、また、蛍光特性を狂わせるおそれのある生体物質を透過させない機能を有する。具体的には、たとえば、生体中に存在し蛍光指示薬２０１を劣化させるおそれのあるラジカル、酸化性物質、還元性物質、または蛍光指示薬２０１の光分解を促進する物質などを不活性化、または吸着させて、これらの物質が検出層２に届かないようにする。これは、たとえば、蛍光指示薬２０１と被測定物質の相互作用に影響する生体物質が検出層２に到達すると、蛍光指示薬２０１の蛍光特性を変化させてしまったり、また蛍光や有色の生体物質自体が検出層２に到達して測定結果に狂いが生じることがある。そこで、このような物質を検出層２まで到達しないようにするのである。
【００７６】
これには、光学分離層用基材３０２にこれらの作用のある物質を付与したり、それ自体にこれらの作用を持った不透明物質３０１を使用する。
【００７７】
より具体的な例をあげると、光学分離層用基材３０２にビタミンＥ、ポリフエノール類、金属キレート類などを修飾または担持することにより可能となる。また、カーボンブラック、フラーレンおよびその誘導体を不透明物質３０１の一つとして用いることによってもこのような機能を得ることができる。さらには、光学分離層用基材３０２に抗酸化剤やラジカル賦活物質を修飾したり、また妨害物質を吸着する作用のある活性炭を不透明物質３０１の一つとして用いるなどでもよい。
【００７８】
このように光学分離層３に被測定物質の検出に影響を及ぼす生体成分を不活性化、または吸着する機能を付与することは、正確で再現性のある測定結果を得るために有用である。
【００７９】
そしてこのような機能を光学分離層３に持たせることで、検出層２を保護し、被測定物質の検出、測定機能を長時間にわたり維持することができるようになる。
【００８０】
なお、光学分離層３としては、理想的には、被測定物質のみを選択的に検出層まで透過させ、その他の生体物質は透過させないようにすることである。しかし、実際には被測定物質のみを選択的に透過させること非常に難しいか、被測定物質によって不可能である。そこで、本実施形態における光学分離層３においては、上述のように、検出層の蛍光を阻害したり、検出層２を劣化させるような生体物質を少なくとも１種類透過させないようにすることで、測定の正確性を向上させ、長期にわたる測定の安定性を得ることができるようにしているものである。
【００８１】
光学分離層３と検出層２は、互いに化学結合していることが好ましい。化学結合とは共有結合、イオン結合、疎水結合などを指す。
【００８２】
光学分離層３と検出層２との結合は、光学分離層３に存在する活性基と検出層２に存在する活性基同士を結合させるような活性基を両端に持つ架橋剤を介して結合させる方法などで行うことができる。
【００８３】
また、光学分離層３の光学分離層用基材３０２の架橋の際に同時に検出層２と化学結合を形成することもできる。
【００８４】
たとえば、最初に検出層２を形成した後、不透明物質３０１と架橋剤を含む光学分離層用基材３０２またはその前駆体を、検出層２に積層して反応させることによっても形成することができる。
【００８５】
たとえば、光学分離層用基材３０２にデキストランを用いる場合は、不透明物質３０１を懸濁したデキストラン溶液を検出層２に付加した後、架橋することによって不透明物質３０１の保持と検出層２への結合を同時に行うことができる。
【００８６】
また、光学分離層用基材３０２に、高分子多孔質膜を用いる場合には、前記検出層の周囲に光学分離層用基材３０２の周辺部を樹脂用接着剤で接着させることができる。
【００８７】
また、検出層２に存在する活性基に結合する活性基を有する重合化合物を用い、該重合性化合物を上記高分子多孔質膜の多孔構造内で重合させることによって、検出層２と光学分離層３との結合を形成することもできる。上記活性基を有する重合性化合物としては、エチレングリコールジグリシジルエーテルや、グリシジルメタクリレート、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−（１，２−ジヒドロキシエチレン）−ビスアクリルアミド，エチレングリコールジメタクリレート、エチレンジメタクリレートなどがある。
【００８８】
なお、周辺部を接着するために用いる樹脂用接着剤としては、たとえばエポキシ系接着剤、シリコン系接着剤、アクリル系接着剤などが利用できる。
【００８９】
次に、このようなインジケータ層を用いた埋込型物質センサーについて説明する。
【００９０】
センサーは、原理的には、上述したように、励起光を発する光源４と、蛍光を受けるための光検出器５があればよいが、実際には、さらに、光検出器５の出力信号を増幅するアンプ、増幅後の信号処理を行うマイクロプロセッサ、外部へデータを送信するトランスミッタ、および電池などが必要である。そして、センサー自体は、センサーの全てを体内に埋め込むので、これらの部品を全て一つにパッケージしなければならない。
【００９１】
完全埋込型センサーとする場合は、液密を保つことのできるパッケージに、蛍光検出系として少なくとも一種類以上波長の光を発する光源４と、少なくとも一種類以上の波長の光を検出することのできる光検出器５（光電変換素子）を内蔵する。
【００９２】
そして、パッケージの一部に本発明による体内物質測定用構成物であるインジケータ層１を設ける。このとき、光学分離層３側が生体に接触するよう外側に向けて配置し、内部の検出層２側に光源４からの励起光が照射され、検出層２からの蛍光が光検出器５に受けられるように、光源４および光検出器５を配置する。
【００９３】
光源４としては、たとえば、発光ダイオードや半導体レーザなどを用いることができる。そして、この光源４からの励起光は、必要に応じて、光ファイバー、レンズ、鏡、プリズム、光学フィルターなどにより検出層２に照射されるようにする。一方、光検出器５は、光電変換素子であり、たとえば、フォトダイオード、フォトトランジスタなどを用いる。
【００９４】
そして、アンプ、マイクロプロセッサ、およびトランスミッタが、光検出器５からのアナログの電気信号を増幅して、デジタル信号に変換し、外部へ送信する。信号を外部に送信するためには、たとえば、アンテナをセンサーの内部または外部で液密に保たれた部分に設けて送信する。または、信号を経皮的に生体内に流して送信するようにしてもよい。
【００９５】
より具体的な完全埋込型センサーの一例を説明する。
【００９６】
図４は完全埋込型センサーの外観を示す斜視図であり、図５は検出装置の内部構造を示す部分破断斜視図であり、図６は図４におけるＡ−Ａ線に沿う断面図であり、図７は図６に示した断面におけるインジケータ層、光学導波路、光検出器などの部分の拡大断面図ある。
【００９７】
このセンサーは、外観上、その内部を液密に保つようにパッケージするハウジング１１と、インジケータ層１のみを露出させる窓部１２と、体外のシステムと通信するためのアンテナ部１３を有する。
【００９８】
センサー内部は、体内の体液と接触し、被測定物質の濃度を感知するインジケータ層１と、内部を液密に保つために窓部１２を塞ぐように設けられ、インジケータ層１が密着されている透明層２２と、励起光を発する光源２３と、光源２３からの光をインジケータ層１まで導く光学導波路２４と、インジケータ層１からの蛍光を検出する光検出器２５と、光検出器２５からの信号データを処理する集積回路２６と、内部の電源である電池２７が搭載されている。
【００９９】
インジケータ層１は、液体を通さない透明な透明層２２のさらに外側に密接させて配置されている。透明層２２はハウジング１１とともに、センサー内部を外部から液密に保つ。ハウジング１１は、たとえば、チタンなどの生体適合性に優れた素材を用いることが好ましい。
【０１００】
このセンサーは、光源２３からの光を発光部となる光学導波路２４を通して導き、インジケータ層１に対して励起光として照射することで、インジケータ層１が、体内の被測定物質濃度に応じた蛍光を呈し、その蛍光が光検出器２５によって電気信号に変換される。
【０１０１】
光学導波路２４は、インジケータ層１と光検出器２５の間に挟まるように設置されている。光学導波路２４は、たとえば、光ファイバーなどである。
【０１０２】
この光学導波路２４には、光検出器２５側に凹形状の遮光層４１が設けられている。この遮光層４１は、たとえば、ステンレスパイプなどの金属パイプを図示するように、光学導波路２４の光検出器２５側を覆うように加工したもの、また、光学導波路２４の光検出器２５側のみをメッキ加工したものなどである。なお、遮光層４１の内面４３（すなわち、光学導波路２４側）は、光を反射することが好ましい。
【０１０３】
このような光学導波路２４によって光源２３から導かれた光は、遮光層４１により光検出器２５側へは照射されず、インジケータ層１にのみ照射される。
【０１０４】
光検出器２５は、インジケータ層１からの蛍光を受け、受光した光の量に応じた電気信号に変換する受光素子である。
【０１０５】
透明層２２と光検出器２５間には、適度な間隔３２が設けられている。この間隔３２の部分は、ほぼ屈折率が１の空気あるいは窒素ガスなどの気体を充填しておく。
【０１０６】
インジケータ層１中の検出層２は、励起光を受け取り、被測定物質の濃度に応じた蛍光を呈し、拡散光として周囲に放射する。放射された蛍光は、透明層２２を通過し、隙間を経由し、光検出器２５に照射されて電気信号に変換される。このとき、光学導波路２４から放射された光は、光検出器２５とは逆方向のインジケータ層１にのみ放射され、その結果、光検出器２５に直接励起光が照射されることはない。
【０１０７】
一方、透明層２２の光検出器２５側の面は、ほぼ屈折率が１の空気あるいは窒素ガス等の気体に接触している。したがって、透明層２２とインジケータ層１との間の界面４４での励起光の全反射角は、反対側の透明層２２の界面４５での全反射角より必ず大きくなり、その結果、界面４４で全反射した励起光が光検出器２５に照射されることが実質的に回避され、光検出器２５は、照射される光の成分中、インジケータ層１からの蛍光成分を効率的に受けることができるのである。
【０１０８】
集積回路２６は、アンプ、マイクロプロセッサ、およびトランスミッタを一つとしたものである。集積回路２６は、光検出器２５からの電気信号を処理し、一時記憶して、適時、ハウジング外面に設置されたアンテナ部１３から体外のシステムに送信する。
【０１０９】
アンテナ部１３は、その内部にはアンテナ用コイル２８が体液と接触しないように樹脂等に包埋されて設けられる。
【０１１０】
なお、ハウジング１１内部は、ハウジング１１の窓部１２の周囲に接着剤５０によって透明層２２が固着されており、集積回路２６や検出器２５がスペーサー基板５１上に配置され、このスペーサー基板５１がスペーサー５２によって支持されることで、検出器２５と透明層２２との間に所定の間隔３２を保つようにしている。このように、スペーサー基板５１とスペーサー５２によって検出器２５と透明層２２との間に所定の間隔３２を保つようにすることで、ハウジング１１を形成する部材として金属以外の樹脂によるソフトパッケージを用いた場合でも、所定の間隔３２を常に維持することが可能となる。
【実施例】
【０１１１】
次に実施例によって本発明をさらに説明する。
【０１１２】
（実施例１）
グルコース測定用インジケータ層の作成１
（１）蛍光指示薬「９，１０−ビス（（Ｎ−メチル−Ｎ−（オルト−ボロノベンジル）アミノ）メチル）アントラセン−２−カルボン酸」の合成
Ａ．メチル−９，１０−ビス（ブロモメチル）アントラセン−２−カルボン酸の合成
メチル−９，１０−ジメチルアントラセン−２−カルボン酸３６０ｍＬ、Ｎ−ブロモスクシンイミド５４０ｍｇ、および過酸化ベンゾイル５ｍｇを、クロロホルム４ｍＬと四塩化炭素１０ｍＬの混合物に加え、２時間加熱還流を行った。溶媒を除去後、残渣をメタノールで抽出し、４３０ｍｇのメチル−９，１０−ビス（ブロモメチル）アントラセン−２−カルボン酸を得た。
【０１１３】
Ｂ．メチル−９，１０−ビス（アミノメチル）アントラセン−２−カルボン酸の合成
前記Ａで得られたメチル−９，１０−ビス（ブロモメチル）アントラセン−２−カルボン酸４００ｍｇを６０ｍＬのクロロホルムに湯お買いし、２Ｍのメチルアミンのメタノール溶液８ｍＬを加え、室温で４時間攪拌した。溶媒除去後、メタノール／クロロホルムを溶離液とするシリカゲルカラムで精製し、メチル−９，１０−ビス（アミノメチル）アントラセン−２−カルボン酸２３５ｍｇを得た。
【０１１４】
Ｃ．９，１０−ビス（（Ｎ−メチル−Ｎ−（オルト−ボロノベンジル）アミノ）メチル）アントラセン−２−カルボン酸の合成
前記Ｂで得られたメチル−９，１０−ビス（アミノメチル）アントラセン−２−カルボン酸２００ｍｇ、２−（２−ブロモメチルフェニル）−１，３−ジオキサボリナン７００ｍｇ、Ｎ，Ｎ―ジイソプロピルエチルアミン０．３５ｍＬを３ｍＬのジメチルホルムアミドに溶解し、室温で１６時間攪拌した。溶媒除去後、メタノール／クロロホルムを溶離液とするシリカゲルカラムで精製し、メチルエステル１９４ｍｇを得た。
【０１１５】
これを５ｍＬのメタノールに溶解し、４Ｎの水酸化ナトリウム１ｍＬを加えて、室温で１０時間攪拌した。その後、塩酸で中和し、ゲルろ過によって無機塩を除去し、９，１０−ビス（（Ｎ−メチル−Ｎ−（オルト−ボロノベンジル）アミノ）メチル）アントラセン−２−カルボン酸１８０ｇ得た。
【０１１６】
得られた９，１０−ビス（（Ｎ−メチル−Ｎ−（オルト−ボロノベンジル）アミノ）メチル）アントラセン−２−カルボン酸は、融点１２１℃、ＤＭＳＯ−ｄ６中の１Ｈ−ＮＭＲデータは、２．１５ｐｐｍ（ｄ，６Ｈ，Ｎ−ＣＨ３）、４．１０ｐｐｍ（ｍ，４Ｈ，Ｎ−ＣＨ２−ｂｅｎｚｅｎｅ）、４．４５ｐｐｍ（ｍ，４Ｈ，Ｎ−ＣＨ２−ａｎｔｈｒａｃｅｎｅ）、７．５５−８．９０ｐｐｍ（ｍ，１５Ｈ，Ｎ−ＣＨ２−ａｒｏｍａｔｉｃ）であった。
【０１１７】
上記蛍光指示薬の作成過程の反応を示す化学式を下記に示す。
【０１１８】
【化３】
2005315871.tif 000005
【０１１９】
（２）グルコース測定用検出層の作成
エチレングリコールジグリシジルエーテル１．２５ｇを４ｍＬのジメチルスルホキシドに溶解させ、さらに６０ｍｇの水酸化ナトリウムを含む１６ｍＬの蒸留水を加え、１０ｃｍ×ｌ０ｃｍの浅い角型ステンレス容器に入れた。
【０１２０】
この容器内に、１０ｃｍ四方に切断した再生セルロース膜（Ｃｕｐｒｏｐｈａｎ）を静かに浸し、室温で２０分反応した後反応液を除去し、４０ｍＬの蒸留水で静かに４回洗浄を行った。
【０１２１】
続いて、同様の容器に入れた２０ｍＬの４．２％（ｗ／ｖ）１，６‐へキサンジアミン水溶液に浸し、室温で２時間反応した後反応液を除去し、４０ｍＬの蒸留水で４回、２０ｍＬのジメチルホルムアミドで２回静かに洗浄を行い活性化セルロース膜を得た。
【０１２２】
上記（１）で得られた９，１０−ビス（（Ｎ−メチル−Ｎ−（オルト−ボロノベンジル）アミノ）メチル）アントラセン−２−カルボン酸２０ｍｇ、１−（３−（ジメチルアミノ）プロピル）‐３−エチルカルボジイミド１２ｍｇ、１−ヒドロキシベンゾトリアゾール８ｍｇをジメチルホルムアミド１０ｍＬに溶解して同様の容器に取り、上記反応で作成した活性化セルロース膜を浸す。
【０１２３】
室温で１７時間反応させた後、２０ｍＬのジメチルホルムアミドで３回、４０ｍＬの０．０１Ｎ塩酸で２回、４０ｍＬの蒸留水で３回洗浄し、５０ｍＭのリン酸緩衝液（ｐＨ＝７，０）に１０時間以上浸漬洗浄した。
【０１２４】
（３）インジケータ層の作成
デキストラン７ｇを１７５ｍＬの蒸留水に５０℃で撹拝溶解させ、さらにカーボンブラック５ｇを加えた後、均一に分散するまで超音波処理を行った。そこに５０％水酸化ナトリウム水溶液３．５ｍＬとエチレングリコールジグリシジルエーテル６．５ｇを加え、４５℃で３０分間撹幹を行った。このようにして得られた溶液が、光学分離層を形成するための前駆体となる。この段階で、デキストランの架橋、重合、および官能基の導入が部分的に生じる。
【０１２５】
この溶液をさらに２３０ｍＬの蒸留水を加えてよく撹拝した後、この混合溶液を噴霧器に投入した。
【０１２６】
上記（２）で作成したグルコース測定用検出層を平らなガラス板に固定し、上記混合溶液を均一に噴霧し、さらに４５℃のオーブンで３０分乾燥を行って光学分離層を形成した。この加熱乾燥により、デキストラン内部における架橋、重合がさらに進行して網目構造ができあがると共に、検出層との結合が行われる。これにより本発明に係るインジケータ層となる薄膜を得た。
【０１２７】
（実施例２）
グルコース測定用インジケータ層の作成２
Ａ．検出層の作成
８ｇの過塩素酸水溶液（有効塩素濃度５％）と、５ｍＬの１２Ｎ水酸化ナトリウム水溶液を蒸留水１５ｍＬと混合し、１０ｃｍ×１０ｃｍの浅い角型ステンレス容器に取り、０℃に冷却した。この容器内に、１０ｃｍ四方に切断したポリアクリルアミド膜を静かに浸し、−５℃で２時間反応させた。
【０１２８】
反応液を除去し、４０ｍＬの蒸留水で４回、２０ｍＬのジメチルホルムアミドで２回静かに洗浄を行い、活性化ポリアクリルアミド膜を得た。
【０１２９】
実施例１で合成した９，１０−ビス（（Ｎ−メチル−Ｎ−（オルト−ボロノベンジル）アミノ）メチル）アントラセン−２−カルボン酸２０ｍｇ、１−（３−（ジメチルアミノ）プロピル）‐３−エチルカルボジイミド１２ｍｇ、１−ヒドロキシベンゾトリアゾール８ｍｇをジメチルホルムアミド１０ｍＬに溶解して同様の容器に取り、上記反応で作成した活性化ポリアクリルアミド膜を浸す。
【０１３０】
室温で１７時間反応させた後、２０ｍＬのジメチルホルムアミドで３回、４０ｍＬの０．０１Ｎ塩酸で２回、４０ｍＬの蒸留水で３回洗浄し、５０ｍＭのリン酸緩衝液（ｐＨ＝７．０）に１０時間以上浸潰洗浄した。
【０１３１】
Ｂ．光学分離層の検出層への付与
デキストラン７ｇを１７５ｍＬの蒸留水に５０℃で撹拝溶解させ、さらにカーボンブラック５ｇを加えた後、均一に分散するまで超音波処理を行った。そこに、５０％水酸化ナトリウム水溶液３．５ｍＬとエチレングリコールジグリシジルエーテル６．５ｇを加え、４５℃で３０分問撹幹し、光学分離層となる前駆体を得た。さらにこの溶液を２３０ｍＬの蒸留水を加えて、この混合溶液を噴霧器に入れた。
【０１３２】
前記Ａで作成した検出層を平らなガラス板に固定し、上記混合溶液を均一に噴霧し、さらに４５℃のオーブンで３０分乾燥を行って光学分離層を形成し、本発明に係るインジケータ層となる薄膜を得た。
【０１３３】
（実施例３）
グルコース測定用インジケータ層の作成３
デキストラン７ｇを１７５ｍＬの蒸留水に５０℃で撹持溶解させ、さらにフラーレン５ｇを加えた後、均一に分散するまで超音波処理を行った。それに５０％水酸化ナトリウム水溶液３．５ｍＬとエチレングリコールジグリシジルエーテル６．５ｇを加え、４５℃で３０分問攪拌し、光学分離層となる前駆体を得た。さらにこの溶液を２３０ｍＬの蒸留水を加えて、この混合溶液を噴霧器に入れる。
【０１３４】
前記実施例１の（２）で作成したグルコース測定用検出層を平らなガラス板に固定し、上記混合溶液を均一に噴霧し、さらに４５℃のオーブンで３０分乾燥を行って光学分離層を形成し、本発明に係るインジケータ層となる薄膜を得た。
【０１３５】
（実施例４）
グルコース測定用インジケータ層の作成４
セルロースジアセテート２０ｇをジメチルホルムアミド１５０ｇに溶解し、トリエチレングリコール５０ｇを加え、さらにカーボンブラック６ｇを加えて均一になるまで攪拌分散を行った。得られたスラリーを５０μｍのクリアランスに調整したアプリケーターを用いてガラス平板上にキャストし、３０％ＤＭＦ水溶液中で凝固させ、さらに５％グリセリン水溶液中に浸漬し、ガラス平板より剥離した膜を回収して５％グリセリン水溶液で十分洗浄した後、室温で２４時間乾燥し、光学分離層を得た。電子顕微鏡により観察された膜表面の平均孔径は０．０１μｍであり、グルコース透過速度／ウシ血清アルブミン透過速度は７１．６であった。
【０１３６】
前記実施例１の（２）で作成したグルコース測定用検出層を平らなガラス板に固定し、検出層より大きめに切り抜いた光学分離層を積層して周囲（外周端から０．５〜１ｍｍの部分）をエポキシ系接着剤で固定し、本発明に係るインジケータ層となる薄膜を得た。
【０１３７】
（評価１）
インジケータ層のグルコース応答性の評価
インジケータ層のグルコース応答性評価を行った。なお、比較のために実施例１の（２）で作成したグルコース測定用検出層のみを用いたインジケータ層（すなわち光学分離層のないもの）を比較例とした（以下比較例は同様のものである）。
【０１３８】
この評価は、インジケータ層を評価装置に固定し、血漿中で蛍光強度のグルコース濃度に対する応答性を評価した。
【０１３９】
図８は、インジケータ層のグルコース応答性を評価するための評価装置の構造を示す概略図である。
【０１４０】
この評価装置は、インジケータ層１を固定し内部に液体を循環することのできるフローセル５１と、フローセル５１のインジケータ層１を固定した面に励起光を照射するための光源４と、インジケータ層１からの蛍光放射光を受光する光検出器５と、を有する。なお、実際の装置においては、光源４から励起光は、光源となる発光ダイオードなどから光ファイバーによって導かれた光がインジケータ層に向かって照射されるようになっている。また、光検出器５はインジケータ層の蛍光を光ファイバーによって受光して、蛍光分光光度計まで導くようになっている。ここで、励起波長は３８０ｎｍ、測定波長は４４０ｎｍを用いた。
【０１４１】
図９は、実施例１、２、４および比較例で作成されたインジケータ層のグルコース応答性評価の結果を示すグラフである。
【０１４２】
検出層の検出層用基材がセルロースである実施例１、検出層の検出層用基材がポリアクリルアミドである実施例２、および検出層用基材がセルロースである実施例４のインジケータ層は、いずれも良好なグルコース応答性を示したが、光学分離層がない比較例はほとんど応答性がなかった。
【０１４３】
これは、比較例においては、光学分離層がないため血漿中の物質が検出層の蛍光指示薬との相互作用を妨害し、発生する蛍光を効率よく収集できないため、または光学分離層がないために蛍光指示薬以外から由来の光を拾ったなどの理由によるものと考えられる。
【０１４４】
以上のように、このように、本発明を適用した実施例１および２では光学分離層を用いることで、確実にグルコースを測定できることがわかる。
【０１４５】
（評価２）
インジケータ層の励起光および蛍光遮蔽効果の評価
インジケータ層を前記評価装置に固定して４０５ｎｍの励起光を当て、センサー上面の光学分離層側に配置した光検出器によって励起光および蛍光の漏れを測定した。光検出器には、３６０ｎｍから５００ｎｍまでの光を連続して感知することができるものを用いた。
【０１４６】
実施例１、２および４で作成されたインジケータ層、および比較例のインジケータ層を用いて比較評価を行った。
【０１４７】
図１０は、実施例１、２、４および比較例の光漏れ評価の結果を示すグラフである。なお、光の漏れは光学分離層のない比較例の検出層を測定した結果（測定値）を１００として相対値で示した。
【０１４８】
図示するように、比較例に対して実施例１、２、および４で作成されたインジケータ層は、光漏れがほとんどないことがわかる。このことは、このインジケータ層を体内埋込型センサーに用いた場合に、その外側に位置する光学分離層が有効に光を遮敵するできることを示している。したがって、たとえば、励起光としてセンサー内部で紫外線などを用いる場合には、紫外線がセンサー外へ漏れて生体組織へ影響を与えることを防止することができる。また逆に生体内に埋め込まれたセンサーに生体組織を透過した光が入り込んで蛍光検出が妨害されるのを防止することができる。
【０１４９】
（評価３）
インジケータ層の経時的変化の評価
インジケータ層の光学分離層側のみを１００ｍｇ／ｄｌのグルコースを含有する血漿と４℃で連続的に接触させ、経時的に蛍光強度を測定して蛍光強度変化を評価した。
【０１５０】
図１１は、インジケータ層の経時的変化の評価結果を示すグラフである。なお、図１１は、最初の蛍光強度を１００％として相対的な蛍光強度を時間の経過によりどのように変化したかを示したグラフである。ここで用いた励起波長は４０５ｎｍ、測定波長は４４０ｎｍである。
【０１５１】
実施例２、３および４の光学分離層を持つインジケータ層は、比較例である光学分離層のないインジケータ層に比較して、時間の経過による蛍光強度の低下が少ないことがわかる。これは、すなわち、実施例２および３の光学分離層を持つインジケータ層の劣化速度が遅いことを示している。
【０１５２】
また、実施例３のフラーレンを不透明物質として光学分離層に持つインジケータ層は、実施例２のカーボンブラックを不透明物質として光学分離層に持つインジケータ層と比較して、さらに時間の経過による蛍光強度の低下が少なく、劣化速度が遅いことがわかる。
【０１５３】
このような結果は、光学分離層が検出層の劣化防止に寄与していることを示すものであり、またフラーレンがカーボンブラックより高い劣化遅延作用を有していることを示している。これは、フラーレンやカーボンブラックが血漿中の劣化を促進する物質、たとえばラジカルなどを不活性化して、蛍光指示薬の分解が抑えられた結果によるものと考えられる。
【０１５４】
以上説明した実施形態および実施例から、本発明に係る体内物質測定用構成物（インジケータ層）は、被測定物質に応じて蛍光を発する検出層の上に、光学分離層を設けたことで、被測定物質に対する応答特性がよくなり、また、この光学分離層が被測定物質の測定を妨げるような生体物質を検出層に届かないようにしているので、確実に被測定物質を測定することがき、また、検出層、特にその中の蛍光指示薬の劣化を抑え、長時間の連続測定が可能となっている。
【０１５５】
以上本発明の実施形態および実施例を説明したが、本発明は、これらの実施形態および実施例に限定されるものではない。
【０１５６】
たとえば、上述した実施例では、インジケータ層として薄膜状のものを製作したが、その形状は限定されるものではく、たとえば、棒状、ペレット状などどのような形状であってもよい。また、使用目的に応じてその大きさや厚さを自由に定めることができる。この場合、光学分離層は、検出層に対して生体物質が直接接触しないように、検出層上に設けられていればよく、それらの形状や大きさも各々独立して自由に設定することができる。
【０１５７】
さらに、本発明は、当業者によって様々に変形可能であることは言うまでもなく、それら変形例についても本発明の技術思想の範囲に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【０１５８】
本発明の体内物質測定用構成物は、生体内における被測定物を測定する埋込型物質センサー、特に、生体に貼り付けたり、その一部または全部を生体内に埋め込む体内埋込型センサーに好適に用いることができる。また、本発明のセンサーは、体内の被測定物質を連続的に、または間欠的に測定するために公的に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５９】
【図１】本発明による体内物質測定用構成物とそれを用いたセンサーの原理構成を示す説明するための説明図である。
【図２】体内物質測定用構成物における検出層内の構成を示す概念図である。
【図３】体内物質測定用構成物における光学分離層内の構成を示す概念図である。
【図４】完全埋込型センサーの外観を示す斜視図である。
【図５】完全埋込型センサーの内部構造を示す部分破断斜視図である。
【図６】図４におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図７】図６に示した断面におけるインジケータ層、光学導波路、光検出器などの部分の拡大断面図である。
【図８】インジケータ層のグルコース応答性を評価するための評価装置の構造を示す概略図である。
【図９】インジケータ層のグルコース応答性評価の結果を示すグラフである。
【図１０】インジケータ層の光漏れ評価の結果を示すグラフである。
【図１１】インジケータ層の経時的変化の評価結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１６０】
１…インジケータ層、
２…検出層、
３…光学分離層、
４…光源、
５…光検出器、
２０１…蛍光指示薬、
２０２…検出層用基材、
３０１…不透明物質、
３０２…光学分離層用基材。
【図１】
2005315871.tif 000007
【図２】
2005315871.tif 000008
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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