(57)【要約】本発明は取り付け可能な体液収集装置に関し、それぞれは使用時に体液分泌表面によって分泌される体液サンプルを保存する少なくとも1つの保存手段を含み、保存手段又は少なくとも1つの保存手段はシリコンを含む。特に重要なものは汗パッチ及び汗を分析する技術にある。
2004538478.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用時に、体液分泌表面により分泌される体液サンプルを保存するための少なくとも1つの保存手段を含む取り付け可能な体液収集装置であって、保存手段又は少なくとも1つの保存手段がシリコンを含むことを特徴とする前記装置。
【請求項２】
前記装置が、さらに保存手段又は少なくとも1つの保存手段を動物又はヒトの身体表面の一部に取り付けるための取り付け手段を含む、請求項１記載の体液収集装置。
【請求項３】
シリコンが多孔質シリコンの保存サンプルを含み、保存手段又は少なくとも1つの保存手段が少なくとも部分的に前記シリコンから形成される、請求項１記載の体液収集装置。
【請求項４】
多孔質シリコンの保存サンプルが部分的に酸化されている、請求項３記載の体液収集装置。
【請求項５】
前記装置が半透膜を含む、請求項１記載の体液収集装置。
【請求項６】
前記装置が電子回路を含む、請求項１記載の体液収集装置。
【請求項７】
前記装置が汗収集装置であり、保存手段が動物又はヒトの皮膚によって分泌される汗サンプルを保存するための保存手段である、請求項１記載の取り付け可能な体液収集装置。
【請求項８】
動物又はヒト由来の体液サンプルを収集及び分析するための、又は収集及びその後の分析のために放出するための薬剤の調製におけるシリコンのサンプルの使用。
【請求項９】
前記薬剤が動物又はヒト由来の汗サンプルを収集及び分析するための、又は収集及びその後の分析のために放出するためのものである、請求項８記載の使用。
【請求項１０】
シリコンのサンプルが多孔質シリコンの保存サンプルを含む、請求項８又は９記載の使用。
【請求項１１】
多孔質シリコンの保存サンプルが部分的に酸化されている、請求項１０記載の使用。
【請求項１２】
動物又はヒト由来の体液サンプルを収集する方法であって、
（ｉ）シリコンサンプルを動物又はヒトの体液分泌表面の一部との液体コミュニケーションに置く工程、
（ii）動物又はヒトが体液サンプルを発現することを可能にし、及び／又は体液サンプルを発現するようにする工程、及び
（iii）体液サンプルをシリコンサンプルの少なくとも一部上で、及び／又は中で収集する工程を含む前記方法。
【請求項１３】
前記方法が、さらに（iv）シリコンサンプルの少なくとも一部上で、及び／又は中で収集されている体液サンプルを分析する工程を含む、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
体液サンプルを分析する工程（iv）が以下の方法：MALDI、SIMS、光ルミネッセンス効率の測定、光ルミネッセンススペクトルの測定、反射率分光法、吸光度分光法、及び光ルミネッセンス減衰時間の測定の1つ以上によって体液サンプルを検出する工程を含み、前記液体サンプルはシリコンサンプルの少なくとも一部上で、及び／又は中で収集されている、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
工程（iv）が、1〜24時間シリコンサンプルの少なくとも一部上で収集されている体液サンプルを分析する工程を含む、請求項１３記載の方法。
【請求項１６】
体液サンプルの収集の速度が、シリコンサンプルが地電位である場合の収集の速度に対して加速されるような態様でシリコンサンプルにバイアスをかける工程を、工程（iii）が含む、請求項１２記載の方法。
【請求項１７】
前記方法が、分析工程の前にシリコンサンプルの少なくとも一部を溶媒と接触させ、それによって体液サンプルの少なくとも一部が溶媒に移動することによって、体液サンプルをシリコンサンプルから分離する工程をさらに含む、請求項１３記載の方法。
【請求項１８】
汗サンプルがシリコンサンプルから溶媒に移動する速度を、シリコンサンプルが地電位である場合の速度に対して、バイアスが増加させるような態様で、バイアスをシリコンサンプルにかける工程を、体液サンプルをシリコンサンプルから分離する工程が含む、請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
工程（ｉ）がシリコンサンプルを動物又はヒトの皮膚との液体コミュニケーションに置く工程を含み、工程（ii）が、動物又はヒトが汗をかくことを可能にし、及び／又は汗をかくようにする工程を含み、工程（iii）が汗のサンプルをシリコンサンプルの少なくとも一部上で、及び／又は中で収集する工程を含む、請求項１２記載の方法。
【請求項２０】
シリコンサンプルが多孔質シリコンの保存サンプルである、請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
多孔質シリコンの保存サンプルが部分的に酸化されている、請求項２０記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は体液の収集及び体液の分析に関する。より詳細には、本発明は汗の収集及び汗の分析に関する。
動物又はヒトの体液の分析は、疾病又は薬等の被験者に吸収される物質の検出において価値がある場合がある。血液、唾液、尿、及び汗はすべて前記分析のために用いられている。血液は最も一般に検査される流体であるが、汗は最も安価で、安全で、及び多くの分析の便利な源をおそらく適用する。汗を収集するために使用される装置は、一般に汗パッチと呼ばれる。
水及び電解質に加えて、汗は亜鉛、カドミウム及び鉛等の微量元素を含む。汗で見出される微量元素は、おそらく血清が起源である。不安定な金属は、毛細血管を横切って存在する濃度勾配の影響のもとでタンパク質から解離し、毛細血管の壁を通って汗腺に拡散できる。
汗において明らかにされているその他の物質としては、アスコルビン酸、チアミン、リボフラビン、ニコチン酸、アミノ酸、エタノール、アンチピリン、クレアチニン、チオ尿素、ラクテート、テオフィリン、パラチオン、テトラヒドロカンナビノール、及びインスリンが挙げられる。汗における特定の化学物質の増加する存在量に関連している疾病の例としては、明白な尿毒症（pronounced uremia）、白血病、及び糖尿病が挙げられる。
一般的に、パッチは、検査されるヒトの汗から所定の物質を収集するために使用される。パッチはある期間検査されるヒトの皮膚に接着され、汗は繊維質パッドに吸収される。前記パッドは、次いで物質について分析される。
【０００２】
１１で一般に示される従来技術の汗パッチの例は、図１に示される。繊維質パッド１２を含む保存手段に加えて、前記パッチは半透膜１３及び支持層１４を含む。支持層１４は、繊維質パッド１２の容器（receptacle）を形成し、検査される患者又はヒトの皮膚１６に前記パッチを固定する（banding）接着面１５を有する。半透膜１３は、繊維質パッド１２を皮膚表面から離し、分析物が容器に入るのを調節し、その速度を調節する。
汗パッチの設計は複雑なプロセスである。分析下の皮膚の環境は前記パッチの存在による影響はできる限り小さいのが望ましい。発汗は、汗を検査するために生じる、又は生じさせる必要がある。定量的分析のために、分析物が収集される速度は比較的一定であることが望ましい。分析物を収集するために使用される保存手段は、適切な技術が汗の内容の分離及び分析のために実施されるような組成及び構成を有する必要がある。保存手段は汗と接した場合に適度に安定である材料を含むのが望ましい。
以下の各公報は本発明の背景の一部に関係する：US 5,203,327、US 4,756,314、GB 2,303,847 A、GB 2,324,866 A、及びJP 10080266 A。
多くの異なる装置はUS 5,203,327に記載される。これらの装置に共通する主題は、汗の成分の濃度を検査のために増加させる濃縮ゾーンの存在である。
US 4,756,314で扱われる主な問題は、個体から個体へ生じるかもしれない汗の摂取における大きな変動である。前記特許の開示は、この変動が低減できることを示唆する。
GB 2,303,847 Aは生体活性シリコン、再吸収性（resorbable）シリコン、及び生体適合性シリコンに関する。
GB 2,324,866 Aは血液及び胆汁等の生物学的材料を分析するための分析装置に関する。
JP 10,080,266 Aは生体高分子又は有機体の固定化のための設備を開示する。
【０００３】
本発明の目的は、上記問題の少なくともいくつかに取り組むことである。
第1の局面によれば、本発明は、使用時に体液分泌表面により分泌される体液サンプルを保存するための少なくとも1つの保存手段を含む取り付け可能な体液収集装置であって、保存手段又は少なくとも1つの保存手段がシリコンを含むことを特徴とする前記装置を提供する。
好ましくは、シリコン（保存手段又は少なくとも1つの保存手段は少なくとも部分的に前記シリコンから形成される。）は部分的に酸化されているシリコンを含む。より好ましくは、保存手段又は少なくとも1つの保存手段は多孔質シリコンの保存サンプルを含み、前記多孔質シリコンのサンプルは部分的に酸化されている。
疑いがないように、用語「部分的に酸化される」は、明細書において、材料の一部が完全に酸化されないで残っているような態様で酸化されている材料を記述するために使用される。従って、部分的に酸化されている多孔質シリコンのサンプルは、完全に酸化されていない状態の多孔質シリコンを含む。
有利には、シリコン（保存手段又は少なくとも1つの保存手段は少なくとも部分的に前記シリコンから形成される。）は、シリコンの単原子層がシリコンの表面の少なくとも一部に形成されるような態様で部分的に酸化されているシリコンを含む。より有利には、保存手段又は少なくとも1つの保存手段は多孔質シリコンの保存サンプルを含み、前記多孔質シリコンのサンプルはシリコンの単原子層がシリコンの表面の少なくとも一部に形成されるような態様で部分的に酸化されている。
【０００４】
保存手段又は少なくとも1つの保存手段は多孔質シリコンの保存サンプルを含み、前記多孔質シリコンのサンプルは、多孔質シリコン原子の0.1％〜99％が酸素と結合しているような態様で部分的に酸化されている。保存手段又は少なくとも1つの保存手段は多孔質シリコンの保存サンプルを含み、前記多孔質シリコンのサンプルは、多孔質シリコン原子の0.1％〜10％が酸素と結合しているような態様で部分的に酸化されている。保存手段又は少なくとも1つの保存手段は多孔質シリコンの保存サンプルを含み、前記多孔質シリコンのサンプルは、多孔質シリコン原子の0.1％〜50％が酸素と結合しているような態様で部分的に酸化されている。
保存手段又は少なくとも1つの保存手段は二酸化ケイ素を含んでもよい。保存手段又は少なくとも1つの保存手段は多孔質二酸化ケイ素を含んでもよい。
有利には、保存手段又は少なくとも1つの保存手段は部分的に酸化されている多孔質シリコンの保存サンプルを含み、前記部分的に酸化されている多孔質シリコンは、擬似ヒト汗と5分〜1年間接触した後それが実質的に腐食していないような構造及び組成を有する。
より有利には、保存手段又は少なくとも1つの保存手段は部分的に酸化されている多孔質シリコンの保存サンプルを含み、前記部分的に酸化されている多孔質シリコンは、擬似ヒト汗と5分〜1月間接触した後それが実質的に腐食していないような構造及び組成を有する。
さらに有利には、保存手段又は少なくとも1つの保存手段は部分的に酸化されている多孔質シリコンの保存サンプルを含み、前記部分的に酸化されている多孔質シリコンは、ヒト汗と10分〜10日間接触した後それが実質的に腐食していないような構造及び組成を有する。
さらにより有利には、保存手段又は少なくとも1つの保存手段は部分的に酸化されている多孔質シリコンの保存サンプルを含み、前記部分的に酸化されている多孔質シリコンは、ヒト汗と1〜24時間接触した後それが実質的に腐食していないような構造及び組成を有する。
【０００５】
保存手段又は少なくとも1つの保存手段はシリコン微粒子生成物を含んでもよく、前記シリコン微粒子生成物は多数のシリコン粒子を含み、各シリコン粒子はバルク結晶性シリコン、多孔質シリコン、多結晶性シリコン、及びアモルファスシリコンの1つ以上を含む。シリコン粒子の少なくとも一部は部分的に酸化されていてもよい。
シリコン微粒子生成物の平均粒子サイズは1μm〜1mmであってもよい。シリコン微粒子生成物の平均粒子サイズは10〜100μmであってもよい。
一度でも十分な量の体液が保存手段又は少なくとも1つの保存手段によって収集されると、体液のサンプルは適した分析技術によって分析できる。分析はインサイツで行ってもよく、又は収集が完了した後に行ってもよい。
収集装置は、さらに体液サンプルの少なくとも一部を分析する分析手段を含んでもよい。
好ましくは、取り付け可能な体液収集装置は、さらに保存手段又は少なくとも1つの保存手段を動物又はヒトの身体の表面の一部に取り付けるための取り付け手段を含む。取り付け手段はテープ及び／又はシート及び／又は織物及び／又はプラスチック材料を含んでいてもよい。取り付け手段は接着剤及び／又はフレキシブルバンド及び／又はフレキシブル衣料を含んでいてもよい。衣料は動物又はヒトの身体の一部を取り巻くようにデザインされていてもよく、例えば衣料は手袋又は袖又は袖口又はヘッドバンド又はリストバンド又はアームバンドであってもよい。取り付け手段は固体を含んでいてもよい。取り付け手段はリング、又はネックレス、又はブレスレットであってもよい。
【０００６】
シリコン（保存手段又は少なくとも1つの保存手段は前記シリコンから少なくとも部分的に形成される。）は、多孔質シリコン、多結晶性シリコン、アモルファスシリコン、バルク結晶性シリコン、再吸収性（resorbable）シリコン、生体活性シリコン、及び生体適合性シリコンの1つ以上から選択してもよい。
本明細書の目的のために、用語「生体活性シリコン」は生きている組織との結合を形成することができるシリコンとして理解されるべきである。本明細書の目的のために、用語「再吸収性（resorbable）シリコン」は生理学的液体において腐食性であるシリコンの形態として理解されるべきである。本明細書の目的のために、用語「再吸収性（resorbable）シリコン」は汗において再吸収性であるシリコンを含むものと理解されるべきである。換言すれば、用語「再吸収性（resorbable）シリコン」は汗において腐食するシリコンを包含する。
好ましくは、シリコン（保存手段又は少なくとも1つの保存手段は前記シリコンから少なくとも部分的に形成される。）は、多孔質シリコンの保存サンプルを含む。より好ましくは、多孔質シリコンの保存サンプルは、擬似ヒト汗と10分以上接触した後に多孔質シリコンが実質的に腐食されないような構造を有する。さらに好ましくは、多孔質シリコンの保存サンプルは、擬似ヒト汗と20時間以上接触した後に保存サンプルが実質的に腐食されないような構造を有する。さらにより好ましくは、多孔質シリコンの保存サンプルは、擬似ヒトの汗と1週間以上接触した後に保存サンプルが実質的に腐食されないような構造を有する。
有利には、多孔質シリコンの保存サンプルは1％〜99％の多孔率を有し、より有利には、多孔質シリコンの保存サンプルは10％〜80％の多孔率を有し、さらにより有利には、多孔質シリコンの保存サンプルは10％〜60％の多孔率を有する。
【０００７】
多孔質シリコンの保存サンプルは、0.1〜0.2nmの孔直径を有する微細孔性シリコンを含んでもよい。
多孔質シリコンの保存サンプルは、2.0〜50nmの孔直径を有するメソ細孔性シリコンを含んでもよい。
多孔質シリコンの保存サンプルは、50nm〜5μmの孔直径を有するマクロ細孔性シリコンを含んでもよい。
擬似ヒト汗は、本明細書においてNaCl（20g/リットル）、NH4Cl（17.5g/リットル）、尿素（5g/リットル）、酢酸（2.5g/リットル）、及び乳酸（15g/リットル）を含む水溶液として定義される。
この定義はISO標準（3160/2）に相当し、J P FandinによりJ Biomed Mater Res 22,649 (1988)に記載される。
pHは、NaOHの添加により5.5に調整してもよい。
pHは、NaOHの添加により6.5に調整してもよい。
擬似ヒト汗は、実質的にNaCl（20g/リットル）、NH4Cl（17.5g/リットル）、尿素（5g/リットル）、酢酸（2.5g/リットル）、及び乳酸（15g/リットル）並びにNaOHからなってもよく、NaOHの濃度は、擬似ヒト汗のpHが3.0〜7.0であるような濃度である。
体液分泌表面は内側面、例えば動物若しくはヒトの口に見られ、又は外側面、例えば動物若しくはヒトの皮膚の表面であってもよい。
体液分泌表面は、皮膚、又は粘膜又は口内膜又は乳頭であってもよい。好ましくは、体液は汗であり、体液サンプルは汗サンプルである。有利には、体液収集装置は汗パッチである。
汗サンプルは汗成分を含んでもよい。汗サンプルは汗化合物を含んでもよい。
【０００８】
疑いがないように、用語「体液サンプル」は、動物又はヒトの体液中に見出される1つ以上の物質のサンプルとして理解されるべきである。同様に、用語「汗サンプル」は、汗中に見出される1つ以上の物質のサンプルとして理解されるべきである。
汗サンプルは、汗の非水成分、汗中に見出される1つ以上の有機化合物、汗中に見出される1つ以上の無機化合物、及び水の1つ以上から選択される物質を含んでもよい。
汗サンプルは、アスコルビン酸、チアミン、リボフラビン、ニコチン酸、アミノ酸、エタノール、アンチピリン、クレアチニン、チオ尿素、ラクテート、テオフィリン、パラチオン、テトラヒドロカンナビノール、インスリン、シメチジン、ジメチルアセトアミド、フッ素、臭素、鉄、ビスマス、乳酸、ピルビン酸グルコース、アンモニア、尿酸、ニコチン、モルヒネ、スルファンイミド（sulfanimide）、アタブリン、メタドン、フェンシクリジン、アミノピリン、スルファジアジン（sulfadiacine）、アンフェタミン、ベノイルエクゴニン（benoylecgonine）、フェノバルビタール、アンドロゲンステロイド、フェニトイン、及びカルバマゼピンの1つ以上から選択される材料を含んでもよい。
【０００９】
保存手段又は少なくとも1つの保存手段は、多孔質シリコンの保存サンプルを含んでもよい。多孔質シリコンの保存サンプルは、多孔質シリコンの保存サンプルを10分よりも長い間擬似ヒト汗と接触させる場合、汗成分が多孔質シリコンの保存サンプルの少なくとも一部中に、及び／又は上に二次イオン質量分析法によって検出できるような構造及び組成を有してもよい。
保存手段又は少なくとも1つの保存手段は、部分的に酸化された多孔質シリコンの保存サンプルを含んでもよく、前記部分的に酸化された多孔質シリコンは、多孔質シリコンの保存サンプルを10分〜48時間擬似ヒト汗と接触させる場合、汗成分が多孔質シリコンの部分的に酸化したサンプルの少なくとも一部中に、及び／又は上に二次イオン質量分析法によって検出できるような構造及び組成を有する。
保存手段又は少なくとも1つの保存手段は、部分的に酸化された多孔質シリコンの保存サンプルを含んでもよく、前記部分的に酸化した多孔質シリコンは、多孔質シリコンの保存サンプルを10分〜48時間ヒト汗と接触させる場合、汗成分が多孔質シリコンの部分的に酸化したサンプルの少なくとも一部中に、及び／又は上に二次イオン質量分析法によって検出できるような構造及び組成を有する。
本明細書の目的で、汗成分は汗中に見出される成分である。汗成分は、ナトリウム、塩素、カリウム、カルシウム、マグネシウム、鉛、カドミウム、亜鉛、及びリチウムの1つ以上であってもよい。汗成分は汗中に見出される化合物の一部を形成してもよい。
多孔質シリコンの保存サンプルは、多孔質シリコンを10分以上擬似ヒト汗と接触させる場合、汗成分が多孔質シリコンの保存サンプルの少なくとも一部中に、及び／又は上に二次イオン質量分析法によって検出できるような構造及び組成を有してもよい。
【００１０】
多孔質シリコンの保存サンプルは、多孔質シリコンの保存サンプルを10分よりも長い間擬似ヒト汗と接触させる場合、汗有機化合物が多孔質シリコンの保存サンプルの少なくとも一部中に、及び／又は上にマトリックス補助（matrix assisted）レーザー脱離イオン化（MALDI）法によって検出できるような構造及び組成を有してもよい。
多孔質シリコンのサンプル上にある生体分子の検出に関するMALDI法の有用性は、Nature Vol 399, p243-246 (1999)に記載されている。
多孔質シリコンの保存サンプルは部分的に酸化されていてもよく、部分的に酸化された多孔質シリコンは、部分的に酸化された多孔質シリコンを5分〜6ヶ月間擬似ヒト汗と接触させる場合、汗有機化合物が部分的に酸化された多孔質シリコンの少なくとも一部中に、及び／又は上にマトリックス補助（matrix assisted）レーザー脱離イオン化（MALDI）法によって検出できるような構造及び組成を有する。
多孔質シリコンの保存サンプルは部分的に酸化されていてもよく、部分的に酸化された多孔質シリコンは、部分的に酸化された多孔質シリコンを5分〜6ヶ月間ヒト汗と接触させる場合、汗有機化合物が部分的に酸化された多孔質シリコンの少なくとも一部中に、及び／又は上にマトリックス補助（matrix assisted）レーザー脱離イオン化（MALDI）法によって検出できるような構造及び組成を有する。
【００１１】
本明細書の目的で、汗化合物は汗中に見出される化合物である。汗化合物は汗中に見出されるタンパク質であってもよい。
多孔質シリコンを含む保存手段の使用は、多孔質シリコンが濾過及び保存の2つの機能を果たすために、有利な場合がある。皮膚の領域の多孔質シリコンは、例えば皮膚細胞が分析される多孔質シリコンの一部へ侵入することを防止するが、汗サンプルの通過を可能にすることによって、フィルターとして作用する。多孔質シリコンは、保存手段上の体液サンプルの堆積を補助するためにバイアスを使用するために道をあける。それは、またサンプルの分析前に汗サンプルの分離を補助するためにバイアスの使用を可能にする。
取り付け可能な液体収集装置は半透膜を含んでもよい。半透膜は、汗中に見出される少なくとも1つの物質が膜を通って通過できるような構造及び組成を有してもよい。半透膜は多孔質シリコンを含んでもよい。半透膜は誘導体化された多孔質シリコンを含んでもよい。半透膜は部分的に酸化された多孔質シリコンを含んでもよい。保存手段又は少なくとも1つの保存手段は、半透膜と接触するように配列されてもよい。保存手段又は少なくとも1つの保存手段及び半透膜は、両方とも互いに連絡を取り合うように配列されてもよく、その結果汗サンプルは半透膜から保存手段又は少なくとも1つの保存手段へ移動できる。
【００１２】
本明細書の目的のために、用語「誘導体化された多孔質シリコン」は、その表面の少なくとも一部で形成されている共有結合的に結合された単層を有する多孔質シリコンとして理解されるべきである。この定義に含まれる誘導体化された多孔質シリコンの例は、PCT/US99/01428で与えられる。
半透膜は部分的に酸化されたシリコンを含んでもよい。半透膜は部分的に酸化された多孔質シリコンを含んでもよい。
多孔質シリコンの保存サンプル及び半透膜は、両方とも多孔質シリコンの単一サンプルの一部を形成してもよい。多孔質シリコンの保存サンプル及び半透膜は、両方とも部分的に酸化されている多孔質シリコンの単一サンプルの一部を形成してもよい。
多孔質シリコンの単一サンプルは、高多孔率層（保存サンプルはこの層から形成される）と結合した低多孔率の小さな細孔サイズ層（半透膜はこの層から形成される）を有してもよい。多孔質シリコンの単一サンプルは、部分的に酸化されている高多孔率層（保存サンプルはこの層から形成される）と結合した部分的に酸化されている低多孔率の小さな細孔サイズ層（半透膜はこの層から形成される）を有してもよい。
多孔質シリコンの単一サンプルは、高多孔率層（保存サンプルはこの層から形成される）と結合した低多孔率層（半透膜はこの層から形成される）を有してもよい。多孔質シリコンの単一サンプルは、部分的に酸化されている高多孔率層（保存サンプルはこの層から形成される）と結合した部分的に酸化されている低多孔率層（半透膜はこの層から形成される）を有してもよい。
【００１３】
液体収集手段は誘導体化された多孔質シリコンを含んでもよい。誘導体化された多孔質シリコンは有機化合物を含んでもよく、前記有機化合物は炭素鎖を含む。本明細書の目的で、誘導体化された多孔質シリコンは多孔質シリコン型として理解されるべきである。
誘導体化は保存手段又は少なくとも1つの保存手段の加湿を与えるように選択してもよい。あるいは、誘導体化は、体液による溶解及び／又は腐食に対する多孔質シリコンの安定性を高めるために選択してもよい。誘導体化は、体液中の多孔質シリコンが1つの成分又は限られた数の成分と結合するようであってもよい。
好ましくは、シリコン（保存手段及び少なくとも1つの保存手段は少なくとも部分的にシリコンから形成される）は誘導体化された多孔質シリコンを含む。より好ましくは、誘導体化された多孔質シリコンは、誘導体化された多孔質シリコンが擬似ヒト汗と10分以上接触させた後実質的に腐食しないような構造を有する。さらに好ましくは、誘導体化された多孔質シリコンは、誘導体化された多孔質シリコンが擬似ヒト汗と1日以上接触させた後実質的に腐食しないような構造を有する。さらにより好ましくは、誘導体化された多孔質シリコンは、誘導体化された多孔質シリコンが擬似ヒト汗と1周間以上接触させた後実質的に腐食しないような構造を有する。
取り付け可能な収集装置は、バッキング層をさらに含んでもよい。バッキング層は、保存手段又は少なくとも1つの保存手段のための容器を形成するような態様で構成されてもよい。バッキング層の少なくとも一部は、前記取り付け手段の少なくとも一部を形成してもよい。バッキング膜は浸透性又は不浸透性であってもよい。
バッキング層はシリコンを含んでもよく、バッキング層はバルク結晶性シリコンを含んでもよい。
バッキング層は、皮膚の隣接領域等の取り付け可能な収集装置を囲む環境から収集手段を分離する役割を果たしてもよい。バッキング層は、水蒸気が取り付け可能な収集装置から逃げることができるように透過性であってもよい。
【００１４】
多孔質シリコンの保存サンプルが電磁放射と相互作用し、又は電磁放射を発生する能力は、汗サンプルとの接触によって影響されてもよい。多孔質シリコンのそのような性質の変化は、汗中に見出される成分及び化合物の存在を検出し、又は分析するために使用してもよい。
保存手段又は少なくとも1つの保存手段は、多孔質シリコンと少なくとも一部の汗サンプルとの接触が多孔質シリコンの光ルミネッセンス効率、光ルミネッセンススペクトル、反射率、吸光度、及び光ルミネッセンス減衰時間の1つ以上の変化を生じるような構造及び組成を有する多孔質シリコンの保存サンプルを含んでもよい。
保存手段又は少なくとも1つの保存手段は、部分的に酸化されている多孔質シリコンの保存サンプルを含んでもよく、部分的に酸化された多孔質シリコンは、部分的に酸化された多孔質シリコンと少なくとも一部の汗サンプルとの接触が多孔質シリコンの光ルミネッセンス効率、光ルミネッセンススペクトル、反射率、吸光度、及び光ルミネッセンス減衰時間の1つ以上の変化を生じるような構造及び組成を有する。
【００１５】
体液収集装置は、少なくとも1つの参照保存手段及び少なくとも1つの誘導体化された保存手段を含んでもよい。参照保存手段又は各参照保存手段はシリコンを含む。誘導体化された保存手段又は誘導体化された各保存手段は誘導体化されたシリコンを含み、誘導体化は、汗と接触させた場合、誘導体化されたシリコンが汗成分又は汗化合物若しくは汗化合物の一部と結合するように選択される。好ましくは、誘導体化は、その成分又は化合物を含む汗と接触させた場合、誘導体化された多孔質シリコンが汗成分又は化合物の一部と共有結合的に結合するようにある。
参照及び誘導体化された保存手段の使用は、有利な場合がある。参照及び誘導体化された保存手段両方の分析は、汗成分又は化合物との結合が生じるかを決定するために2つのタイプの保存手段の比較を与えてもよい。
体液収集装置は電子回路を含んでもよい。体液収集手段は、汗サンプルの導電率を決定する手段を含んでもよい。体液収集装置は、保存手段又は少なくとも1つの保存手段が形成されるシリコンの少なくとも一部の電気インピーダンスをモニターする手段を含んでもよい。体液収集装置は、保存手段又は少なくとも1つの保存手段が形成されるシリコンの少なくとも一部を横切る電位差を与えるためのバイアス手段、及び前記電位差を生じる電流密度を測定する手段を含んでもよい。
【００１６】
体液収集手段は、少なくとも1つの第1保存手段と少なくとも1つの第2保存手段を含んでもよい。前記第1保存手段又は少なくとも1つの前記第1保存手段は誘導体化されたシリコンの第1タイプを含んでもよく、誘導体化されたシリコンの第1タイプは、汗と接触させたときに、誘導体化されたシリコンの第1タイプが第1の汗成分又は化合物と結合するような態様で誘導体化される。前記第2保存手段又は少なくとも1つの第2保存手段は誘導体化されたシリコンの第2タイプを含んでもよく、誘導体化されたシリコンの第2タイプは、汗と接触させたときに、誘導体化されたシリコンの第2タイプが第2の汗成分又は化合物と結合するような様式で誘導体化される。
誘導体化の2つのタイプの使用は、汗中に見出される1つ以上の成分又は化合物の検出を与える。患者の病状又は薬の存在は、患者の汗の1つ以上の成分又は化合物の存在によって示すことができる。汗中に見出される成分又は化合物の相対的濃度の測定は、また有用な情報を与える場合がある。
【００１７】
第2の局面によれば、本発明は、以下の工程を含む動物又はヒト由来の体液サンプルを収集する方法を提供する：
（ｉ）シリコンサンプルを動物又はヒトの体液分泌表面の一部との液体コミュニケーションに置く工程、
（ii）動物又はヒトが体液サンプルを発現することを可能にし、及び／又は体液サンプルを発現するようにする工程、及び
（iii）体液サンプルをシリコンサンプルの少なくとも一部上で、及び／又中で収集する工程。
体液サンプルを収集する方法は体液サンプルを収集及び分析する方法であってもよく、前記方法は、さらにシリコンサンプルの少なくとも一部上で、及び／又は中で収集されている体液を分析する工程（iv）を含む。
工程（i）は、部分的に酸化されているシリコンサンプルを動物又はヒトの体液分泌表面の一部との液体コミュニケーションに置く工程を含んでもよく、工程（iii）は、部分的に酸化されているシリコンサンプルの少なくとも一部上で、及び／又は中で体液サンプルを収集する工程を含んでもよい。
好ましくは、体液サンプルは汗サンプルであり、工程（i）はシリコンサンプルを動物又はヒトの皮膚の一部との液体コミュニケーションに置く工程（a）を含み、工程（ii）は動物又はヒトが発汗により汗サンプルを発現することを可能にし、及び／又は汗サンプルを発現するようにする工程（b）を含み、工程（iii）は汗サンプルをシリコンサンプルの少なくとも一部上で、及び／又は中で収集する工程（c）を含む。
【００１８】
体液サンプルを分析する工程（iv）は、シリコンサンプルの少なくとも一部上で、及び／又は中で収集されている汗サンプルを分析する工程（d）を含んでもよい。
体液サンプルを分析する工程（iv）は次の方法：MALDI、SIMS、光ルミネッセンス効率の測定、光ルミネッセンススペクトルの測定、反射率分光法、吸光度分光法、及び光ルミネッセンス減衰時間の測定の1つで体液サンプルを検出する工程を含んでもよく、前記体液サンプルは、シリコンサンプルの少なくと一部上で、及び／又は中で収集されている。
汗サンプルを分析する工程は、工程（c）の後に行ってもよく、又は工程（c）の少なくとも一部において行ってもよい。
汗サンプルを分析する工程は、汗サンプルがシリコンサンプルの少なくとも一部と接触する際に行ってもよい。
前記方法は、さらに汗サンプルをシリコンサンプルから分離する工程を含んでもよく、前記工程は工程（c）の後、かつ分析工程（d）の前に行ってもよい。
【００１９】
シリコンサンプルは、多孔質シリコン、多結晶性シリコン、アモルファスシリコン、バルク結晶性シリコン、生理活性シリコン、再吸収性シリコン、生体適合性シリコン、及び誘導体化多孔質シリコンの1つ以上を含んでもよい。
シリコンサンプルは部分的に酸化されている多孔質シリコンを含んでもよい。
好ましくは、シリコンサンプルは誘導体化多孔質シリコンの保存サンプルを含み、工程（c）は10分以内で汗サンプルを収集する工程を含み、誘導体化多孔質シリコンの保存サンプルは収集の間実質的に腐食されない。好ましくは、シリコンサンプルは誘導体化多孔質シリコンの保存サンプルを含み、工程（c）は20時間以内で汗サンプルを収集する工程を含み、誘導体化多孔質シリコンの保存サンプルは収集の間実質的に腐食されない。好ましくは、シリコンサンプルは誘導体化多孔質シリコンの保存サンプルを含み、工程（c）は1週間以内で汗サンプルを収集する工程を含み、誘導体化多孔質シリコンの保存サンプルは収集の間実質的に腐食されない。
好ましくは、シリコンサンプルは多孔質シリコンの保存サンプルを含み、工程（c）は10分以内で汗サンプルを収集する工程を含み、多孔質シリコンの保存サンプルは収集の間実質的に腐食されない。好ましくは、シリコンサンプルは多孔質シリコンの保存サンプルを含み、工程（c）は20時間以内で汗サンプルを収集する工程を含み、多孔質シリコンの保存サンプルは収集の間実質的に腐食されない。好ましくは、シリコンサンプルは多孔質シリコンの保存サンプルを含み、工程（c）は1週間以内で汗サンプルを収集する工程を含み、多孔質シリコンの保存サンプルは収集の間実質的に腐食されない。
【００２０】
工程（a）は多孔質シリコンの保存サンプルを10分以上ヒト又は動物の皮膚と接触させる工程を含んでもよく、それにより汗成分は多孔質シリコンの保存サンプルの少なくとも一部中で、及び／又は上で収集され、工程（c）は汗成分を二次イオン質量分析法により検出する工程を含んでもよく、前記汗成分は多孔質シリコンのサンプルの少なくとも一部に堆積されている。
工程（a）は多孔質シリコンの保存サンプルを10分以上汗サンプルと接触させる工程を含んでもよく、それにより汗有機分子は多孔質シリコンの保存サンプルの少なくとも一部中で、又は上で収集され、工程（c）は汗有機分子をMALDI法により検出する工程を含んでもよく、前記汗有機分子は多孔質シリコンのサンプルの少なくとも一部に堆積されている。
工程（a）は多孔質シリコンの保存サンプルを汗サンプルと接触させる工程を含んでもよく、汗サンプルを分析する工程は、多孔質シリコンの保存サンプルの少なくとも一部の光ルミネッセンス効率、光ルミネッセンススペクトル、反射率、吸光度、及び光ルミネッセンス減衰時間の1つ以上の変化をモニターする工程を含んでもよく、前記変化は汗サンプルとの接触から生じる。
工程（c）は、シリコンサンプルが地電位である場合の堆積の速度に対して、汗サンプルの収集の速度が加速されるような態様でシリコンサンプルにバイアスをかける工程を含んでもよい。工程（c）は、シリコンサンプルが地電位である場合の堆積の速度に対して、シリコン上の汗サンプルの堆積速度が加速されるような態様で多孔質シリコンにバイアスをかける工程を含んでもよい。
【００２１】
シリコンサンプルから汗サンプルを分離する工程は、分析工程前に、シリコンサンプルの少なくとも一部を溶媒に浸す工程を含んでもよい。シリコンサンプルから汗サンプルを分離する工程は、溶媒に部分的に浸される場合、シリコンサンプルが地電位である場合の速度に対して、汗サンプルがシリコンサンプルから溶媒に移動する速度をバイアスが増加させるような態様でシリコンサンプルにバイアスをかける工程をさらに含んでもよい。
溶媒は水、エタノール、及びアセトンの1つ以上を含んでもよい。溶媒は20℃及び760mmHgの圧力で液体である任意の有機化合物を含んでもよい。
【００２２】
第3の局面によれば、本発明は、動物又はヒト由来の体液サンプルを収集及び分析するため、又は収集及び続く分析のための放出のための薬剤の調製におけるシリコンのサンプルの使用を提供する。
本明細書で使用される用語「薬剤」は治療又は診断で使用される任意の物質を意味する。
体液サンプルは汗サンプルであってもよい。好ましくは動物又はヒト由来の体液サンプルを収集する工程は、動物又はヒトの皮膚の一部から汗サンプルを収集する工程を含む。
分析する工程は汗サンプルを検出する工程を含んでもよく、前記汗サンプルは、次の方法：MALDI、SIMS、光ルミネッセンス効率の測定、光ルミネッセンススペクトルの測定、反射率分光法、吸光度分光法、及び光ルミネッセンス減衰時間の測定の1つでシリコンのサンプルの少なくとも一部上で、及び／又は中で収集されている。
分析のために放出する工程は汗サンプルを放出する工程を含んでもよく、前記汗サンプルは、次の方法：MALDI、SIMS、光ルミネッセンス分光法、反射率分光法、吸光度分光法、及び蛍光分光法の1つで検出するためにシリコンのサンプルの少なくとも一部上で、及び／又は中で収集されている。
分析のために放出する工程は、シリコンのサンプルを溶媒に少なくとも部分的に浸す工程を含んでもよく、それにより体液サンプルはシリコンのサンプルから溶媒に移動する。
体液サンプルを収集する工程は、シリコンのサンプルにバイアスを適用することによって、シリコンのサンプルが地電位である場合の収集の速度に対して、収集する速度を増加させる工程を含んでもよい。
分析のためにサンプルを放出する工程は、シリコンのサンプルにバイアスをかけることによって、シリコンのサンプルが地電位である場合の放出の速度に対して、放出の速度を増加させる工程を含んでもよい。
【００２３】
シリコンのサンプルは、多孔質シリコン、多結晶性シリコン、アモルファスシリコン、バルク結晶性シリコン、生理活性シリコン、再吸収性シリコン、生体適合性シリコン、及び誘導体化多孔質シリコンの1つ以上を含んでもよい。
シリコンのサンプルは部分的に酸化されたシリコンを含んでもよい。シリコンのサンプルは部分的に酸化された多孔質シリコンを含んでもよい。
好ましくは、シリコンのサンプルは多孔質シリコンの保存サンプルを含み、体液サンプルを収集する工程は10分以内に汗サンプルを収集する工程を含み、多孔質シリコンの保存サンプルは収集の間実質的に腐食されない。好ましくは、シリコンのサンプルは多孔質シリコンの保存サンプルを含み、体液サンプルを収集する工程は20時間以内に汗サンプルを収集する工程を含み、多孔質シリコンの保存サンプルは収集の間実質的に腐食されない。好ましくは、シリコンのサンプルは多孔質シリコンの保存サンプルを含み、体液サンプルを収集する工程は1週間以内に汗サンプルを収集する工程を含み、多孔質シリコンの保存サンプルは収集の間実質的に腐食されない。
有利には、シリコンのサンプルは部分的に酸化された多孔質シリコンの保存サンプルを含み、体液サンプルを収集する工程は10分以内に汗サンプルを収集する工程を含み、部分的に酸化された多孔質シリコンの保存サンプルは収集の間実質的に腐食されない。好ましくは、シリコンのサンプルは部分的に酸化された多孔質シリコンの保存サンプルを含み、体液サンプルを収集する工程は20時間以内に汗サンプルを収集する工程を含み、部分的に酸化された多孔質シリコンの保存サンプルは収集の間実質的に腐食されない。好ましくは、シリコンのサンプルは部分的に酸化された多孔質シリコンの保存サンプルを含み、体液サンプルを収集する工程は1週間以内に汗サンプルを収集する工程を含み、部分的に酸化された多孔質シリコンの保存サンプルは収集の間実質的に腐食されない。
【００２４】
汗サンプルは、汗の非水成分、汗中に見出される1つ以上の有機化合物、汗中に見出される1つ以上の無機化合物、及び水の1つ以上から選択される材料を含んでもよい。
汗サンプルは、アスコルビン酸、チアミン、リボフラビン、ニコチン酸、アミノ酸、エタノール、アンチピリン、クレアチニン、チオ尿素、ラクテート、テオフィリン、パラチオン、テトラヒドロカンナビノール、インスリン、シメチジン、ジメチルアセトアミド、フッ素、臭素、鉄、ビスマス、乳酸、ピルビン酸グルコース、アンモニア、尿酸、ニコチン、モルヒネ、スルファンイミド（sulfanimide）、アタブリン、メタドン、フェンシクリジン、アミノピリン、スルファジアジン（sulfadiacine）、アンフェタミン、ベノイルエクゴニン（benoylecgonine）、フェノバルビタール、アンドロゲンステロイド、フェニトイン、及びカルバマゼピンの1つ以上から選択される材料を含んでもよい。
【００２５】
第4の局面によれば、本発明は、使用時に体液分泌表面によって分泌される体液サンプルを保存するための少なくとも1つの保存手段を含む取り付け可能な体液収集装置を提供し、保存手段又は少なくとも1つの保存手段が酸化シリコンを含むことを特徴とする。
好ましくは、酸化シリコンは化学式SiOx（0.1≦x≦2）を有する。
有利には、酸化シリコンは多孔質酸化シリコンであり、より有利には、多孔質酸化シリコンは基材と一体である。基材は、バルク結晶性シリコン、酸化シリコン、又は部分的に酸化されたバルク結晶性シリコンの1つ以上を含んでもよい。
【００２６】
第5の局面によれば、本発明は以下の工程を含む動物又はヒト由来の体液サンプルを収集する方法を提供する：
（ｉ）酸化シリコンサンプルを動物又はヒトの体液分泌表面の一部との液体コミュニケーションに置く工程、
（ii）動物又はヒトが体液サンプルを発現することを可能にし、及び／又は体液サンプルを発現するようにする工程、及び
（iii）体液サンプルをシリコンサンプルの少なくとも一部上で、及び／又は中で収集する工程。
有利には、酸化シリコンは多孔質酸化シリコンであり、より有利には、多孔質酸化シリコンは基材と一体である。基材は、バルク結晶性シリコン、酸化シリコン、又は部分的に酸化されたバルク結晶性シリコンの1つ以上を含んでもよい。
【００２７】
第6の局面によれば、本発明は、動物又はヒト由来の体液サンプルを収集及び分析するための、又は収集及び続く分析のために放出するための薬剤の調製における酸化シリコンのサンプルの使用を提供する。
有利には、酸化シリコンは多孔質酸化シリコンであり、より有利には、多孔質酸化シリコンは基材と一体である。基材は、バルク結晶性シリコン、酸化シリコン、又は部分的に酸化されたバルク結晶性シリコンの1つ以上を含んでもよい。
ここで、本発明はほんの一例として添付図面を参照して説明する。
【００２８】
構造、組成、及び製造
図２ａは、一般に２１で示される本発明の取り付け可能な体液収集装置の概略図を示す。液体収集装置２１は保存手段２２及び取り付け手段２３を含む。保存手段は多孔質シリコンの第1保存サンプル２４及びバルク結晶性シリコンの一部２５を含む。多孔質シリコンの第1保存サンプル２４は誘導体化された多孔質シリコンを含んでもよい。
多孔質シリコンの第1保存サンプルは、「方法Ａ」と呼ばれる方法により調製してもよく、前記方法は、US 5,348,618に記載される方法等の標準的な方法によってバルク結晶性シリコンを陽極化する工程を含む。得られる多孔質シリコンの第1保存サンプル２４はバルク結晶性シリコン２５の残りの部分に接合される。取り付け手段２３は体液分泌表面と接触する保存手段を保持し、この場合体液分泌表面はヒトの皮膚２６である。取り付け手段２３は、例えば接着テープであってもよく、接着はテープの片面でのみ生じる。
本明細書において、「多孔質シリコンの第1保存サンプル」への任意の言及は、方法Ａによって調製される多孔質シリコンの保存サンプルへの言及と理解されるべきである。
【００２９】
図２ｂは多孔質シリコンの第2保存サンプル２２４ａの概略図を示す。多孔質シリコンの第2保存サンプルは以下の方法によって製造され、前記方法は「方法Ｂ」と呼ばれる。
0.005Ωcm p+ウエハを20％エタン酸HFで陽極化した。5mAcm-2の電流密度を120秒間流し、続いて直ぐに50mAcm-2の電流密度を120秒間流した。
この方法で2つの連続した電流密度の適用は、多孔質シリコンの2つの層224a、224bを生成し、1つは多孔質シリコンの第2保存サンプルを形成する高多孔度224aを有し、もう1つは半透膜を形成する低多孔度224bを有する。低及び高多孔度層224a及び224bは、互いに接続している。バルク結晶性基材224cと接続する多孔質シリコンの第2保存サンプル224aの多孔度は67％である。半透膜224bの多孔度は43％である。
方法Ｂによって調製された多孔質シリコンの保存サンプルは、本明細書において「多孔質シリコンの第2保存サンプル」と呼ばれる。
低多孔度半透膜224bは、皮膚の残骸が汗サンプルを保存するために使用される多孔質シリコンの高多孔度第2保存サンプルになるのを防止するために使用できる。
【００３０】
図３は、汗にさらす前に、多孔質シリコンの第2保存サンプルの汗成分：ナトリウム、カリウム、及びリチウムのSIMSデプスプロファイルを示す。微量のナトリウムはppmレベルで層全体に存在し、これは、スパッタリングされる領域が多孔質層224aからバルク結晶性基材224cに移動するスパッタリング時間によるレベルの急激な変化により示される。ナトリウムについての結果は、カリウム及びリチウムの結果に対して明暗を有し、それはこの方法による検出の制限であり、多孔質とバルク領域の間のシグナルレベルの対応する変化はこれらの2つの成分では観測されない。
図４は、汗にさらす前に、多孔質シリコンの第2保存サンプル224aの3つの汗成分、鉄、鉛及び銅のSIMSデプスプロファイルを示す。銅はppmのオーダーのレベルで検出可能であるが、鉄及び鉛は検出できない。
図３及び４は、ともにシリコンのSIMSデプスプロファイルを示す。スパッタリング時間によるSIMSシグナルの変化は、多孔質シリコン層の境界の表示を与える。シリコンから得られるシグナルは、本特許出願に示されるSIMSの結果のすべてに存在する。
【００３１】
3つの保存手段を含む体液収集装置
図５は、一般に５１で示される本発明の体液収集装置の概略図を示す。収集装置５１はタイプx保存手段５２、タイプy保存手段５３、及びタイプz保存手段５４を含む。各保存手段は多孔質シリコンを含む。3つの保存手段は被験者の皮膚５５の表面と接触させる。保存手段は接着面５７及び５８を有する取り付け手段６６によって取り付けられる。タイプx保存手段５２はタイプx誘導体化多孔質シリコンを含んでもよく、タイプy保存手段５３はタイプy誘導体化多孔質シリコンを含んでもよく、タイプz保存手段５４はタイプz誘導体化多孔質シリコンを含んでもよい。誘導体化の各タイプは、3つの保存手段を皮膚表面と接触させる場合に、各保存手段が選択的に汗の異なる成分と結合するように選択してもよく、条件は汗が生じるような条件である。このようにして、異なる汗成分及び化合物は同時に収集される。
別の実施態様において、複数の保存手段は単一のシリコン基材に形成されていもよい。各保存サンプルは異なる汗成分と選択的に結合する誘導体化多孔質シリコンの異なるタイプを含んでもよい。シリコン基材はバルク結晶性シリコンを含んでもよい。
【００３２】
汗の存在の結果として多孔質シリコンの保存サンプルの導電率における変化の測定
図６は、一般に６１で示される本発明の体液収集装置の概略図を示す。体液収集装置６１は多孔質シリコンの第1保存サンプル６２、及び取り付け手段６３、2つの電極６３、６４、バイアスをかける手段６５、及び電流計６６を含む。多孔質シリコンの第1保存サンプルは６２取り付け手段６３によって被験者６７の皮膚６７の表面に取り付けられる。被験者は汗を生成又は提供するが、体液収集装置は皮膚と接触し、導電率の得られる変化は電流計によってモニターされる。
【００３３】
擬似ヒト汗における多孔質シリコンの保存サンプルの安定性に対する部分酸化の効果
多孔質シリコンの第3保存サンプルを以下の方法により調製した。この方法を「方法Ｃ」と呼ぶ。
0.005Ωcmのウエハを20％エタン酸HF中5mAcm-2で120秒間陽極化し、次いで50mAcm-2で10分間陽極化した。次いで、陽極化したウエハの半分を大気中500℃で30分間熱処理して部分的に酸化し、多孔質シリコンの第3保存サンプルを得た。
本明細書において、「多孔質シリコンの第3保存サンプル」と呼ばれる任意のサンプルは、方法Ｃによって調製される多孔質シリコンのサンプルとして理解されるべきである。
多孔質シリコンの第4保存サンプルは以下の方法によって調製された。この方法を「方法Ｄ」と呼ぶ。
方法Ｂで酸化されない陽極化したウエハの半分を大気中室温で12日間保存し、多孔質シリコンの第4サンプルを得た。
本明細書において、「多孔質シリコンの第4保存サンプル」と呼ばれる任意のサンプルは、方法Ｄによって調製される多孔質シリコンのサンプルとして理解されるべきである。
次いで、多孔質シリコンの第3及び第4保存サンプルのセグメントを擬似ヒト汗中25℃でインキュベートした。擬似ヒト汗をISO標準（3160/2）に従って調製した。それはＪ P RandinによりJ. Biomed. Mater. Res. 22, 649 (1988)に記載されている。擬似ヒト汗は、NaCl（20g/リットル）、NH4Cl（17.5g/リットル）、尿素（5g/リットル）、酢酸（2.5g/リットル、及び乳酸（15g/リットル）を含む。擬似ヒト汗のpHをNaOHの添加により6.5に調整した。
図７（ａ）は多孔質シリコンの第3保存サンプルの断面SEMイメージである。図７（ｂ）は同じサンプルの高倍率イメージを示し、前記イメージはサンプルの表面に近接する低多孔率領域である。図７（ｃ）は擬似汗に9日間浸漬した後の多孔質シリコンの第3保存サンプルを示す。この間の浸漬により実質的に腐食は生じない。
図７（ｄ）は擬似汗に9日間浸漬した後の多孔質シリコンの第4保存サンプルを示す。SEMイメージから明らかなように、有意な腐食が生じた。
【００３４】
多孔質シリコンの保存サンプルの保存特性に対する電気バイアスをかけることの効果
図８は、擬似ヒト汗中のリチウムイオンの濃度を2ミリモルと等しくするためにリチウムイオンが添加された擬似ヒト汗に40分間浸漬した後の多孔質シリコンの第2保存サンプルのSIMSプロファイルを示す。リチウムイオンは硝酸リチウムの形態で添加した。図８のナトリウム及びリチウムプロファイルと図３のそれらとの比較は、擬似汗が高多孔率多孔質層８１に実質的に侵入しないことを示す。
図９は、擬似ヒト汗９２に部分的に浸漬された保存手段９１を示す。保存手段は、多孔質シリコンの第1保存サンプル９３、及びバルク結晶性シリコン５４の一部、バルク結晶性シリコン５４と接触している多孔質シリコン９３を含む。多孔質シリコンの第1保存サンプル９３は、誘導体化多孔質シリコンを含んでもよい。電極９５はバルク結晶性シリコンの一部に取り付けられ、電源９６によってアースに対して一定の電位で保持される。擬似ヒト汗９２は、NaCl（20g/リットル）、NH4Cl（17.5g/リットル）、尿素（5g/リットル）、酢酸（2.5g/リットル、及び乳酸（15g/リットル）の水溶液を含む。溶液のpHをNaOHの添加により5.5に調整した。これはISO標準（3160/2）に相当し、それはＪ P RandinによりJ. Biomed. Mater. Res. 22, 649 (1988)に記載されている。実験は、0V〜±50Vの電位で10分〜1週間の浸漬により行った。
浸漬が完了した後、多孔質シリコンの第1保存サンプル９３は擬似ヒト汗９２から除去され、以下の分析方法の1つ以上に供される：MALDI、SIMS、及びSEM。また、サンプルは、光ルミネッセンス分光法、反射率分光法、吸光度分光法、及び蛍光分光法の1つにより分析されてもよい。MALDIは有機汗分子の取り込みを決定するために使用してもよく、SIMSは汗成分の取り込みを決定するために使用してもよく、SEMは擬似ヒト汗による腐食又は腐食がないことを決定するために使用してもよい。分光分析は、多孔質シリコンの第1保存サンプル９３上で、及び／又は中で汗サンプルの存在を決定するために使用してもよい。
また、図１０は、多孔質シリコンの第2保存サンプルのSIMSデプスプロファイルを示し、陽極バイアスはそれにかけられる（2mAcm-2を1.5Vで10分間）。リチウムイオンを硝酸リチウムの形態で加えた擬似ヒト汗に陽極電位で10分間浸漬後にプロファイルを得た。リチウムイオンは2ミリモルの濃度で擬似ヒト汗に存在する。図１０の結果は図９の結果と明らかに異なる。高多孔率層８１中のナトリウムのレベルは3桁大きくなり、高多孔率層のリチウム濃度は3桁以上大きくなった。対照的に、擬似汗の有機化合物は低多孔度層８２によって妨げられている。
図１１は、陰極電気バイアス（2mAcm-2を3.0Vで）をサンプルに10分間かけた後の多孔質シリコンの第2保存サンプルのSIMSデプスプロファイルを示す。また、陰極バイアスは濡れ性を促進するように見えたが、これらの短い時間スケールでより拡散するような特性を有している。
【００３５】
多孔質シリコンの保存サンプルの濡れ性に対する部分酸化の効果
多孔質シリコンの第5保存サンプルを以下の方法により調製した。この方法を「方法Ｅ」と呼ぶ。
第2保存サンプルを大気中500℃で30分間部分酸化して多孔質シリコンの第5サンプルを得た。
本明細書における「多孔質シリコンの第5保存サンプル」との参照は、方法Ｅによって調製された多孔質シリコンの保存サンプルを参照するものと理解されるべきである。
多孔質シリコンの第5保存サンプルを、リチウムイオンを含む擬似ヒト汗（擬似ヒト汗中のリチウムイオン濃度は2ミリモル／リットルに等しい）に40分間インキュベートした。図１２は、擬似汗へのこの浸漬後、多孔質シリコンの第5保存サンプルのSIMSプロットを示す。図１２の結果は、電気バイアスの適用なしに、多孔質シリコンの第2保存サンプルに対して陽イオンによる改善された濡れを示す。図１２のナトリウム及びリチウムのプロファイルは、プロファイルの形状の点で、図１０に示されるものと非常に似ている。結果は、多孔質シリコンのサンプルの部分的な酸化が擬似ヒト汗に存在する陽イオンによってサンプルの濡れを改善する場合があることを示す。
【００３６】
SIMS測定と汗成分の濃度の関係
多孔質シリコンの第5保存サンプルを、リチウムイオンを含む擬似ヒト汗に10分間浸漬した。擬似ヒト汗溶液のリチウムイオンの濃度は0.2ミリモル／リットルであり、これは図１２の結果を得るために使用された擬似ヒト汗の10分の1である。低リチウム濃度のSIMS結果は図１３に示される。
図１２及び図１３の結果の比較は、多孔質シリコンの第5保存サンプルに存在するリチウムの濃度が図１２のサンプルよりも図１３のサンプルで約10分の1であることを示す。換言すれば、図１２及び１３の結果は、擬似汗溶液におけるリチウム濃度と多孔質シリコンの保存サンプルにおける濃度の間にほぼ線形関係が存在することを示す。
また、図１３は、0.2ミリモル／リットルの濃度に相当するリチウムシグナルがバックグラウンドシグナルの約200倍であることを示す。この結果は、擬似汗におけるリチウム濃度と多孔質シリコンの保存サンプルからのSIMSシグナルとの間のほぼ直線性と組み合わせて、1マイクロモル／リットルと同じリチウム濃度が検出可能であるかもしれないことを示唆する。確かに、リチウム濃度が時間経過に伴って蓄積する場合、これよりもはるかに低い濃度は、10分間の図１３の実験期間よりも長い期間にわたってリチウムを収集することによって検出できた。
【００３７】
多孔質シリコンの保存サンプルにおけるヒト汗の効果
多孔質シリコンの第1保存サンプル２４は、保存サンプルと接触した皮膚の領域に汗をかかせる条件下で、10分〜1週間ヒト被験者の皮膚と接触すると、それは皮膚から除去され、以下の分析方法：MALDI、SIMS、及びSEMの1つに供される。また、サンプルは、光ルミネッセンス分光法、反射率分光法、吸光度分光法、及び蛍光分光法の1つにより分析されてもよい。MALDIは有機汗分子の取り込みを決定するために使用してもよく、SIMSは汗成分の取り込みを決定するために使用してもよく、SEMは汗による腐食又は腐食がないことを決定するために使用してもよい。分光分析は、多孔質シリコンの保存サンプル２４上で、及び／又は中で汗サンプルの存在を決定するために使用してもよい。
10mmの長さ及び幅を有する多孔質シリコンの第5保存サンプルをヒト被験者の手首の前面に取り付けた。手首の皮膚に直接接触するその多孔質面を有する保存サンプルを40分間エラストプラストによって手首に取り付けた。この間、実施される被験者は静かに運動する。図１４は、顕著な汗成分：Na、K、Ca、Mg、及びCのSIMSデプスプロファイルを、微量成分：Fe、Cu、Pb、及びLiと一緒に示す。図１４と図１２との比較は、ヒト被験者への取り付けの結果として、多孔質シリコンの第5保存サンプル中の炭素のレベルが擬似ヒト汗にさらしたときに対して100倍に増えたことを示す。
【００３８】
多孔質シリコンの保存サンプルからの分離後、汗サンプルの測定及び／又は検出
汗サンプルが多孔質シリコンの保存サンプル上に収集された後、例えばシリコンを溶媒に浸漬することによって、多孔質シリコンのサンプルから分離してもよい。
次いで、汗サンプルは以下の技術：高圧液体クロマトグラフィー（HPLC）、酵素免疫測定法（EIA）、原子吸光分光法（AAS）、陽極溶出波ボルタンメトリー（ASV）、及びゲル電気泳動（GE）の1つによって測定及び／又は検出してもよい。
EIAはペプチドのために使用してもよく、US 6,132,975に記載され、AASは微量金属のために使用してもよく、Clinica Chimica Acta Vol 2312,. P23-28 (1994)に記載され、ASVは微量金属のために使用してもよく、Sci Total Environ. Vol 60, p263-271 (1987)に記載され、GEはタンパク質のために使用してもよく、Analyt. Biochem. Vol 131, p520-524 (1983)に記載される。
汗サンプルを液体と組み合わせてもよい別の方法は、多孔質シリコンの多孔質シリコン保存サンプルを溶解することによるものであり、汗サンプルは、多孔質シリコンを適したアルカリと反応させることによって、前記サンプル上で、又は中で収集される。例えば、多孔質シリコンはNaOH水溶液、及びKOH水溶液によって溶解されてもよい。多孔質シリコン及び汗サンプルのアルカリ水溶液は、次いで適した方法により分析してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】従来技術の汗パッチの概略図である。
【図２ａ】本発明の取り付け可能な体液収集装置の概略図である。
【図２ｂ】本発明の体液収集装置の一部を形成してもよい多孔質シリコンの保存サンプルの概略図である。
【図３】多数の汗成分のSIMSデプスプロファイルを示し、SIMS測定は汗と接触させる前に図２ｂに相当する多孔質シリコンサンプルで行われた。
【図４】別のグループの汗成分のSIMSデプスプロファイルを示し、SIMS測定は汗と接触させる前に図２ｂの多孔質シリコンサンプルで行われた。
【図５】3つの体液保存手段を含む本発明の体液収集装置の概略図を示す。
【図６】多孔質シリコンの保存サンプルの抵抗をモニターする手段を含む本発明の体液収集装置の概略図を示す。
【図７】部分的に酸化されている多孔質シリコンの第3保存サンプル及び酸化されていない多孔質シリコンの第4保存サンプルのSEMイメージを示し、イメージは多孔質シリコンのこれらの2つのサンプルについて擬似汗の浸漬の効果を示す。
【図８】多孔質シリコンの第2保存サンプルのSIMSプロファイルを示し、イメージはリチウムイオンを含む擬似汗の浸漬の効果を示す。
【図９】電気バイアス下で擬似ヒト汗の多孔質シリコンの保存サンプルの振る舞いを決定する装置を示す。
【図１０】陽極電気バイアスがかけられた多孔質シリコンの第2保存サンプルのSIMSプロファイルを示し、イメージはリチウムイオンを含む擬似汗の浸漬の効果を示す。
【図１１】陰極電気バイアスがかけられた多孔質シリコンの第2保存サンプルのSIMSプロファイルを示し、イメージはリチウムイオンを含む擬似汗の浸漬の効果を示す。
【図１２】部分的に酸化されている多孔質シリコンの第5保存サンプルのSIMSプロファイルを示し、イメージはリチウムイオンを含む擬似汗の浸漬の効果を示す。
【図１３】部分的に酸化されている多孔質シリコンの第5保存サンプルのSIMSプロファイルを示し、イメージはリチウムイオンを含む擬似汗の浸漬の効果を示す。
【図１４】部分的に酸化されている多孔質シリコンの第5保存サンプルのSIMSプロファイルを示し、イメージはヒト皮膚との接触の効果を示す。
【図３】
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【図４】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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【図７ｄ】
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【図８】
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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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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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