(57)【要約】  喫煙物品は、マウスピースを有し、かつニコチン含有エアロゾル発生基体を受けるように構成されたハウジングを含む。喫煙物品には、ニコチン含有エアロゾル発生基体からマウスピースを通したある量のニコチン含有エアロゾルの送達を制御するように構成された制御電子回路も含まれる。喫煙物品には、マウスピースに位置し、かつ制御電子回路に動作可能に結合されたニコチン代謝物質センサーがさらに含まれる。センサーは、喫煙者が唇をマウスピースに接触させた時に、センサーが喫煙者の唾液中のニコチン代謝物質の量または濃度を検出できるように位置付けられる。喫煙物品は、センサーによって検出されたニコチン代謝物質の量に関するデータを記憶、または、例えば、喫煙者に報告し得る。加えてまたは代替的に、制御電子回路は、ニコチン含有エアロゾルの量が送達されるかどうかを制御するためにセンサーからのデータを受信できる。
2018526971.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
喫煙物品であって、
マウスピースを有し、ニコチン含有エアロゾル発生基体を受けるように構成されたハウジングと、
前記ニコチン含有エアロゾル発生基体から前記マウスピースを通したある量のニコチン含有エアロゾルの送達を制御するように構成された制御電子回路と、
前記マウスピースに位置付けられ、かつ前記制御電子回路に動作可能に結合された、ニコチン代謝物質センサーとを備える、喫煙物品。
【請求項２】
前記ニコチン代謝物質センサーが最小値を下回るニコチン代謝物質の量を検出した場合に、前記制御電子回路が、（ｉ）警報を提供するか、（ｉｉ）前記ある量の前記ニコチン含有エアロゾルの送達を妨げるか、または（ｉｉｉ）警報を提供して前記ある量の前記ニコチン含有エアロゾルの送達を妨げるように構成されている、請求項１に記載の喫煙物品。
【請求項３】
前記ニコチン代謝物質センサーが最大値を上回る量のニコチン代謝物質を検出した場合に、前記制御電子回路が、（ｉ）警報を提供するか、（ｉｉ）前記ある量の前記ニコチン含有エアロゾルの送達を妨げるか、または（ｉｉｉ）警報を提供して前記ある量の前記ニコチン含有エアロゾルの送達を妨げるように構成されている、請求項１または請求項２に記載の喫煙物品。
【請求項４】
前記ニコチン代謝物質センサーが所定の時間にわたり最大値を超える量のニコチン代謝物質を検出した場合に、前記制御電子回路が、（ｉ）警報を提供するか、（ｉｉ）前記ある量の前記ニコチン含有エアロゾルの送達を妨げるか、または（ｉｉｉ）警報を提供して前記ある量の前記ニコチン含有エアロゾルの送達を妨げるように構成されている、請求項３に記載の喫煙物品。
【請求項５】
前記喫煙物品が前記制御電子回路に動作可能に結合された入力装置をさらに備え、前記入力装置が前記最大値に関連する入力をユーザーから受信するように構成され、また制御電子回路が前記入力を受信し、前記入力に基づき前記最大値を設定するように構成された、請求項１〜４のいずれか１項に記載の喫煙物品。
【請求項６】
前記ニコチン代謝物質センサーがコチニンを検出するよう構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の喫煙物品。
【請求項７】
前記ニコチン含有エアロゾル発生基体を加熱して前記ニコチン含有エアロゾルを生成するように配置され、構成されたヒーターをさらに備える、請求項１〜６のいずれか１項に記載の喫煙物品。
【請求項８】
前記ヒーターが前記制御電子回路に動作可能に結合され、また前記制御電子回路が、前記ヒーターが前記基体を加熱する範囲を制御するように構成されている、請求項７に記載の喫煙物品。
【請求項９】
前記制御電子回路が、前記マウスピースの口側の端と前記ニコチン含有エアロゾル発生基体との間の流路に沿って配置された制御可能な弁を含み、また前記弁が、前記基体から前記マウスピースの前記口側の端への前記ニコチン含有エアロゾルの流れを許容する構成に適合させ、かつ前記基体から前記マウスピースの前記口側の端への前記ニコチン含有エアロゾルの流れを妨げる構成を適合させるように配置された、請求項１〜８のいずれか１項に記載の喫煙物品。
【請求項１０】
前記喫煙物品が、前記ニコチン代謝物質センサーによって得られたデータを出力する装置をさらに備える、請求項１〜９のいずれか１項に記載の喫煙物品。
【請求項１１】
前記物品の使用中に前記センサーから得られたデータを保存するよう、前記センサーに動作可能に結合された記憶装置をさらに備える、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の喫煙物品。
【請求項１２】
前記制御電子回路に動作可能に結合された吸煙検出装置をさらに備え、前記制御電子回路は、前記吸煙検出装置によって吸煙が検出されたときに前記センサーを起動するように構成された、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の喫煙物品。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の喫煙物品、および前記ニコチン含有エアロゾル発生基体を備える、喫煙システム。
【請求項１４】
前記基体がニコチン含有液体組成物を備える、請求項１３に記載の喫煙システム。
【請求項１５】
前記基体がニコチン含有乾燥粉末を含む、請求項１３に記載の喫煙システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、とりわけニコチン代謝物質センサーを含む電子喫煙物品に関連する。ニコチン代謝物質センサーは、適切な場合にニコチン含有エアロゾルなどの送達を阻止するために、喫煙物品のエレクトロニクスに結合して喫煙者にフィードバックを供給しうる。ニコチン代謝物質の数は、好ましくは、喫煙者のニコチン暴露レベルに関連することが好ましい。
【背景技術】
【０００２】
ニコチン用量の制御は、ニコチンを含有するエアロゾルを送達するように構成された電子喫煙物品の開発において課題を提示している。喫煙者は、ある一定の電子喫煙物品などの低ニコチン送達製品を喫煙する時に、高めのニコチン用量を受けるような喫煙パターンに変化させることが観察されてきた。喫煙動作の代償的変化には、より多い吸煙量の取り込み、より頻繁な吸煙、より深い吸入、換気の遮断、または１日当たりのより多くの吸煙回数が含まれる。
【０００３】
電子喫煙物品内で採用されているほとんどのニコチン用量制御技術は、個別の吸煙内で送達されるニコチン含有エアロゾルの量の制御に基づくものであって、例えば、反復される吸煙の頻度は考慮されていない。制御のメカニズムは、使用される電子喫煙物品のタイプに依存する。一例として、既存の制御メカニズムには、ニコチン含有エアロゾル発生基体を加熱するために供給されるエネルギーの制御、または加圧されたニコチン含有組成供給源を送達するための弁の作動順序の制御が含まれる。こうした技術は、喫煙物品によって送達される用量を制御するように構成されており、個人間で大きく異なりかねない喫煙者に関連付けられたパラメータには基づかない。
【発明の概要】
【０００４】
本発明の一つの態様では、喫煙物品はマウスピースを有し、かつニコチン含有エアロゾル発生基体を受けるように構成されたハウジングを含む。喫煙物品には、ニコチン含有エアロゾル発生基体からマウスピースを通したニコチン含有エアロゾルの量の送達を制御するように構成された制御電子回路も含まれる。喫煙物品には、マウスピースに位置し、かつ制御電子回路に動作可能に結合されたニコチン代謝物質センサーがさらに含まれる。センサーは、喫煙者が唇をマウスピースに接触させた時、またはその後に、センサーが喫煙者の唾液中のニコチン代謝物質の量または濃度を検出できるように位置付けられる。喫煙物品は、センサーによって検出されたニコチン代謝物質の量に関するデータを記憶、または、例えば、喫煙者に報告し得る。加えてまたは代替的に、制御電子回路は、ニコチン含有エアロゾルの量が送達されるかどうかを制御するために、センサーからのデータを受信できる。
【０００５】
従って、本発明の例は、喫煙者に対する喫煙の効果を監視し、監視された効果に基づき喫煙者にフィードバックを提供する喫煙物品を提供できる。一部の例では喫煙物品は、喫煙者に対する喫煙の効果を監視でき、監視された効果に基づき喫煙物品の出力を制御できる。喫煙物品によって喫煙者に送達される物質の量の監視ではなく、喫煙者に対する喫煙の効果のこうした監視は、例えばユーザーが複数の喫煙装置を使用する場合や、例えば電子喫煙装置の使用を燃焼式紙巻たばこの喫煙と混合する場合など、一部の場合においてより正確な表示を与えることができる。
【０００６】
本発明の装置の例はまた、非喫煙者または未成年ユーザーによるニコチン含有基体を含む装置の喫煙を防止または制限することもできる。本発明の実施例のその他の利点は、下記の請求の範囲および添付図面を含む本開示を読んで理解することで当業者にとって明らかとなろう。
【０００７】
本発明の様々な態様は、現時点で入手可能な、または既に説明された電子喫煙物品に比べ、一つ以上の利点を有し得る。例えば、本明細書で説明した電子喫煙物品は、喫煙者に情報を、または別の喫煙物品で可能なよりも個別の喫煙者との関連性が高い喫煙物品を提供できる。現時点で入手可能であるかまたは提案された電子喫煙物品でのニコチン投薬および加算システムは、装置によって喫煙者に送達される用量が考慮されているが、例えば、喫煙者の体重、民族性および性別に関連付けられた代謝など、個別の喫煙動作またはその他の個別のパラメータについては考慮されていないが、これは個別の喫煙者間で著しく異なる結果を招きうる。個別の喫煙者のニコチン代謝物質濃度を決定することにより、こうした差異が自動的に考慮される。喫煙者に送達される用量を測定する検定法と対照的に、個別の喫煙者に対する喫煙の効果を測定する検定法を提供することにより、個別の喫煙者に関してより意味のある情報が望み通りに入手・使用されうる。本発明の様々な態様のこれらおよびその他の利点は、本明細書の開示を読んで理解することにより当業者には明白であろう。
【０００８】
本発明は任意の適した電子喫煙物品にも適用可能である。喫煙者の唇に接触するマウスピースを含む任意の電子喫煙物品が使用されうるか、または本発明にしたがって変更されうる。本明細書で使用されるとき、「喫煙物品」という用語は、該物品を使用する喫煙者にエアロゾルを送達するように構成された物品である。本発明の目的のために、喫煙物品は、マウスピースを有し、ニコチン含有エアロゾル発生基体を受けるように構成された、一つまたは複数の部分から成るハウジングを含む。前記基体は任意の適切な形態とすることができる。例えば、基体はタバコを含み得る。いくつかの実施形態では、基体はニコチンを含む液体組成物を含む。いくつかの実施形態では、基体はニコチン塩などの、ニコチンを含む乾燥粉末を含む。「喫煙物品」は、直接または間接的に、ニコチン含有エアロゾルを生成するニコチン含有エアロゾル発生基体を加熱する物品、および基体を加熱しない代わりにエアフローまたは化学反応を用いてニコチン含有エアロゾルを送達する物品を含む。
【０００９】
本明細書で使用される時、「電子喫煙物品」は、基体から喫煙者にマウスピースを経由して送達されるエアロゾルの量を制御する１つ以上の電気構成要素を持つ喫煙物品である。電気構成要素は、基体ヒーターを含み得、基体ヒーターは、例えば、一つ以上の電気抵抗性のある要素を含み得、またはマウスピースを介した、基体から発生したエアロゾルの喫煙者への通過を許容または妨害するように配置されおよび構成された電気的に制御可能な弁を含み得る。ヒーター、弁、または他の電気構成要素の制御は制御電子回路で達成され得る。制御電子回路は任意の適した形状で提供され得、および、例えば、コントローラまたはメモリおよびコントローラを含み得る。コントローラは一つ以上のＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ（ＡＳＩＣ）状態マシン、デジタル信号プロセッサ、ゲートアレイ、マイクロプロセッサ、または同等の分離または一体化された論理回路を含み得る。本明細書における、コントローラに起因する機能は一つ以上のソフトウエア、ファームウエア、およびハードウエアとして体現され得る。
【００１０】
制御電子回路を含まない喫煙物品が、本発明の一つ以上の実施形態を実施するために、制御可能な弁などの制御装置を組み込むように容易に変更され得ることが理解されるであろう。
【００１１】
電子喫煙物品のタイプを問わず、センサーが唾液中のニコチン代謝物質を検出しうるように喫煙者の唇がマウスピース上に置かれることにより唾液がセンサーに転送されるように、ニコチン代謝物質センサーがマウスピースに対して配置されうる。
【００１２】
１つ以上の任意のセンサーは、マウスピースが喫煙者の唇に接触した際に、唾液中の１つ以上の任意のニコチン代謝物質を検出するように位置付けおよび構成されうる。ニコチン代謝物質の例には、ニコチングルクロニド、ニコチンＮ’−オキシド、ニコチンイソメトニウムイオン、コチニンメトニウムイオン、コチニングルクロニド、３−ピリジル酢酸、ニコチン−Δイミニウムイオン、コチニン、コチニンＮ−酸化物、４−（３−ピリジル）−ブタン酸、２；−ヒドロキシニコチン、ノルニコチン、Ｎ’−ヒドロキシメチルノルニコチン、５’−ヒドロキシコチニン、Ｔｒａｎｓ−３’−ヒドロキシコチニン、４−（メチルアミノ）−１−（３−ピリジル）−１−ブタノン、４−オキソ−４−（３−ピリジル）−ブタンアミド、４−オキソ−４−（３−ピリジル）−Ｎ−メチルブタンアミド、ｔｒａｎｓ−３’−ヒドロキシコチニングルクロニド、４−（３−ピリジル）−３−ブテン酸、４−ヒドロキシ−４−（３−ピリジル）−ブタン酸、４−オキソ−４−（３−ピリジル）−ブタン酸、および５−（−３−ピリジル）−テトラヒドロ−フラン−２−オンが含まれる。少なくとも一つのセンサーは、コチニンレベルを検出するように構成されることが好ましい。
【００１３】
コチニンは、一つには、長い血漿中半減期を持つという理由で、また高い比率のニコチンがコチニンに変換されるという理由で、好ましい代謝物質である。例えば、コチニンは一般に、ニコチンの約３０分と比較して、約１１時間〜約３７時間の血漿中半減期を持つ。また、約７０％〜約８０％のニコチンが肝臓内でコチニンに変換され、血流中に送達される。さらに、コチニンの唾液中濃度は、血漿中コチニン濃度に比例すると考えられる。
【００１４】
好ましくは、センサーは適切な濃度範囲内のコチニンの量を定量化するように構成される。一例として、研究では、紙巻たばこの煙に対する受動的暴露は一般的に５ｎｇ／ｍｌを下回る唾液中コチニン濃度となることが示されているが、受動的暴露が高い場合には１０ｎｇ／ｍｌ以上の唾液中濃度をもたらしうる。喫煙頻度の低い紙巻たばこ喫煙者または低ニコチン紙巻たばこを喫煙する通常の喫煙者の唾液中濃度は、約１０ｎｇ／ｍｌ〜約１００ｎｇ／ｍｌの範囲としうる。通常の能動的な喫煙者は、おそらく１００ｎｇ／ｍｌを越える唾液中コチニン濃度をもちうる。したがって、また好ましくは、センサーは、約５ｎｇ／ｍｌ〜約２００ｎｇ／ｍｌの範囲（約１０ｍｇ／ｍｌ〜約１５０ｎｇ／ｍｌなど）のコチニンの唾液中濃度を正確に定量化するように構成される。ところが、当然のことながら、センサーの信頼性および感度の範囲は、必要または希望に応じてその他の濃度範囲を含むように調整しうる。
【００１５】
本発明の電子喫煙物品は血漿中コチニンを検出するように構成された任意の適当なセンサーを採用しうる。センサーは、任意の適切なコチニン検出技術を採用しうる。唾液中コチニン濃度を検出するための周知の技術には、比色法、ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）、ＧＳ質量分析（ＧＣ−ＭＳ）、高性能液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）、および放射免疫アッセイ（ＲＡＩ）が含まれる。側方流接触点呈色唾液コチニン検出システムであるＮｉｃＡｌｅｒｔTM試験片が開発されてきた。こうしたコチニン検出技術またはその他の適切な技術を、本発明での使用のために適合させることができる。
【００１６】
好ましい実施形態では、コチニンセンサーは電気化学センサーである。任意の適当な電気化学センサーが採用され得る。好ましくは、センサーは、トランデューサー上に配置されたコチニン感応の層またはコーティングを有し、層またはコーティングへのコチニンの選択的結合がトランスデューサーによって信号に翻訳されるか、または信号の変化に翻訳される。例えば、コチニンの結合は、喫煙者の唾液中に存在するコチニンの量に相関し得る、周波数、電流、または電圧における変化という結果をもたらし得る。いくつかの実施形態では、コーティングまたは層の質量変化は、比例電気信号に翻訳される、トランスデューサーの共振周波数における変化という結果をもたらす。
【００１７】
一例として、センサーはコア微小流体チップで作製されうる。例えば、チップは、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）を使用して標準ソフトリソグラフィを用いて製造されうる。代わりに、アミド結合またはスクリーン印刷されたデュアル炭素電極を介して、例えば、金ピエゾ電極上に吸着されてもよい。
【００１８】
コチニンを検出するためにトランスデューサー上に配置されうるコーティングまたは層の例には、ニコチン代謝物質に特異的に結合される固定化した抗体または分子が含まれる。センサーは、固定化された抗コチニン抗体またはそのコチニン結合断片を含むことが好ましい。
【００１９】
例えば１０マイクロリットルという少量の唾液サンプルを採用しうる現時点で入手可能な微小流体免疫測定技術は、約１ｎｇ〜約２５０ｎｇの範囲でのニコチン代謝物質（コチニンなど）の線型検出の能力を持つべきであり、この範囲は非喫煙者とヘビースモーカーとの間の区別が簡単にできる範囲であるべきである。
【００２０】
コチニンをセンサーのコーティングまたは層に結合することで発生する信号は、適切な任意の方法で増幅して、センサー速度または感度を増加しうる。例えば、西洋わさびペルオキシダーゼベースの増幅などの酵素増幅が採用されうる。増幅酵素はセンサーに近接して貯蔵され、唾液によって濡らされた時にセンサーと相互作用するように移動できることが好ましい。酵素用の基体はセンサーに近接して貯蔵され、唾液によって濡らされた時にセンサーと相互作用するように移動できることが好ましい。基体または増幅酵素は、唾液によって濡らされる前に、相互作用が、したがって基体の枯渇が阻止されるように、媒体中に貯蔵されうる。媒体は、唾液と接触した時に、基体または増幅酵素の放出が許容されるよう構成されることが好ましい。一部の実施形態では、基体および増幅酵素は媒体内に別個に貯蔵される。例えば、基体または酵素はリポソーム内に封入でき、また基体および酵素はリポソーム内に別個に封入できる。
【００２１】
一部の実施形態では、抗コチニン抗体または抗体断片などの二次コチニン結合パートナーは増幅酵素に結合される。コチニンが唾液内にあり、かつセンサーのコーティングまたは層に結合されている場合、二次抗体は固定化されたコチニンに結合して酵素を固定化できる。基体の酵素触媒変換によって生じる検出可能な種の蓄積は、従ってセンサーの付近で発生しうる。
【００２２】
酵素−基体の対は採用するセンサーのタイプに基づき選択されうる。例えば、センサーが、センサー上に蓄積された質量に応答する場合、基体の酵素変換によって、センサー上に沈殿するか、またはセンサーまたはそのコーティングに結合する種が生じる。別の例として、基体の酵素変換によって、センサーに基づき、必要に応じて異なる電荷の種が生じうる。
【００２３】
一部の実施形態では、センサーは、正の潜在的バリア感覚フィルムであり、電荷密度分布を測定するよう構成される。一部の実施形態では、センサーは電気化学インピーダンスを測定してニコチン代謝物質濃度を決定するように構成される。
【００２４】
一部の実施形態では、コチニンセンサーは、ＲＦＩＤタグおよびＲＦＩＤタグに動作可能に結合されたコチニン感応性のコーティングを含むＲＦＩＤタグセンサーである。ＲＦＩＤセンサーは、有利なことに受動的なものとすることができ、センサーによって使用されるバッテリー電源を必要としない。ＲＦＩＤセンサーは当業者に公知である通り、電源式ＲＦＩＤリーダーによって質問されうる。多くの実施形態では、ＲＦＩＤセンサーの共振周波数は、異なる量のコチニンがコーティングに結合するにつれて変化する。ＲＦＩＤリーダーは、存在するコチニンの量に相関しうる、タグの共振周波数を決定するためにセンサーをスイープしうる。ＲＦＩＤリーダーは、いくつかの実施形態では、結合分析物なしのセンサーの共振周波数または結合分析物ありのセンサーの周波数など、ただ一つの共振周波数でセンサーのＲＦＩＤタグを質問するように構成されうる。電子喫煙物品は、ＲＦＩＤリーダーを含みうる。ＲＦＩＤリーダーは、喫煙物品の電源および制御電子回路に接続されうる。
【００２５】
本発明のコチニン検出システムは、再利用可能であり、信頼性が高いことが好ましい。コチニンセンサーは、吸煙毎に信頼性が高く、定量化でき、かつ正確な喫煙者の唾液中のコチニン濃度分析ができることが好ましい。
【００２６】
一部の実施形態では、コチニン検出システムは使い捨てである。例えば、マウスピースを検出する単回用コチニンを採用できる。マウスピースまたはマウスピースの一部分（単回用細片など）は、電子喫煙物品の所定の使用の前または後で交換可能である。一部の実施形態では、喫煙物品による体験の開始時に検出システムを使用できる。体験は、２０分〜６０分の時間、または１０回の吸煙〜３０回の吸煙などの吸煙数などの適切な任意の方法で定義されうる。コチニンレベルは、必要に応じて体験中に１回以上チェックされうる。結果は、下記でより詳しく考察するとおり使用または通信されうる。
【００２７】
マウスピースには、唾液を捕獲できる外側の親水性、多孔性、または親水性および多孔性の層を有する多層カバーが含まれうる。外側層は所定の量の唾液を捕獲するために提供されうることが好ましい。マウスピースの外側層は、コチニンセンサーを支持しうる。
【００２８】
センサーは、他のニコチン代謝物質種またはニコチンの存在下で、コチニンに選択的または特異的に応答することが好ましい。センサーは、唾液中のコチニン濃度の変化に迅速に応答する十分な感度があることが好ましい。センサーは、記憶またはヒステリシス効果などの蓄積効果なしに、センサーがコチニン濃度の変化に応答できるように熱力学的に可逆的であることが好ましい。センサーの検出限度は、コチニン分析物について３未満の信号標準偏差の暗雑音に対する比に対応することが好ましい。
【００２９】
こうした結果を達成するかまたは結果に近づくために採用されうるセンサー技術は、例えば、Ｆｒａｎｃｅｓｃｏ  Ｒｉｃｃｉａ，  ｂ，  Ｇｉａｎｌｕｃａ  Ａｄｏｒｎｅｔｔｏａ，  Ｇｉｕｓｅｐｐｅ  Ｐａｌｌｅｓｃｈｉａ，  ＥＬＥＣＴＲＯＣＨＥＭＩＣＡＬ  ＳＣＩＥＮＣＥ  ＡＮＤ  ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ  Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ａｒｔ  ａｎｄ  Ｆｕｔｕｒｅ  Ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｓ  Ｏｎ  ｔｈｅ  ｏｃｃａｓｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｙｅａｒ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  （２０１１）；  Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｉｍｉｃａ  Ａｃｔａ；  Ｖｏｌｕｍｅ  ８４，  １  Ｄｅｃｅｍｂｅｒ  ２０１２，  Ｐａｇｅｓ  ７４-８３によって説明されており、本開示と矛盾しない範囲で、その全体を参照することにより本明細書に組み込まれる。
【００３０】
当然のことながら、コチニン以外のニコチン代謝物質を検出するためのセンサーでは、上記でコチニンに関連して考察したものと類似した技術を採用でき、またコチニンセンサーは、例示および例証の目的で本明細書で考察されている。
【００３１】
検出されたニコチン代謝物質に関わらず、本発明の喫煙物品により取得されるニコチン代謝物データは、任意の一つ以上の適当な目的のために使用され得、その中のほんの数例が本明細書でより詳細に記載される。
【００３２】
好ましい実施形態では、喫煙物品には、代謝物質の濃度または量が所定の最小閾値を下回った場合に、物品が、ある量のニコチン含有エアロゾルを送達しないように、制御電子回路に動作可能なように結合されているニコチン代謝物質センサーが含まれる。そのような実施形態では、喫煙物品の予期しないまたは望ましくない使用を防ぎうる。例として、装置は、非喫煙者が事実上喫煙物品を使用すること、ニコチン含有エアロゾルの一部の量または全量を被ることを妨げるように構成されうる。非喫煙者はその唾液中にニコチン代謝物質は少量であるか全く含まないはずであるため、非喫煙者が唇をマウスピースに置いた時にセンサーによって検出されるニコチン代謝物質の量は所定の最小閾値を下回るはずである。最低量の閾値に満たない場合、装置の制御電子回路はある量のニコチン含有エアロゾルが喫煙物品により送達が妨げられる。送達を妨げられるニコチンの量は、喫煙物品が送達するように構成された全量のうちの任意の分量で有りうる。好ましくは、送達を妨げられるニコチンの量は全量である。
【００３３】
好ましい実施形態では、喫煙物品には、代謝物質の濃度または量が所定の最大閾値を上回った場合に、物品が、ある量のニコチン含有エアロゾルを送達しないように、制御電子回路に動作可能なように結合されているニコチン代謝物質センサーが含まれる。こうした実施形態では、ニコチンに対する暴露が大きい喫煙者へのニコチンの送達は制限されうる。大量のニコチンに晒される常習的な喫煙者は、唾液中に大量のニコチン代謝物質があるはずであるため、常習的な喫煙者が唇をマウスピースに置いた時にセンサーによって検出されるニコチン代謝物質の量は所定の最大閾値を上回りうる。送達を妨げられるニコチンの量は、喫煙物品が送達するように構成された全量のうちの任意の分量で有りうる。好ましくは、送達を妨げられるニコチンの量は全量である。
【００３４】
最大閾値は適切な任意の方法で設定されうる。例えば、最大閾値は、喫煙物品の製造者によって、喫煙者によって、または禁煙プログラムに関連して喫煙者を援助または監視する医療サービス提供者などの別の人物によって設定されうる。誰が閾値を設定するか、またはいつ閾値を設定するかに関わらず、最大閾値を超えた時にニコチン含有エアロゾルのさらなる全体的または部分的な用量送達を妨げるように構成された喫煙物品は、禁煙プログラムの一部として有利に使用されることができ、ここで最大閾値は時間経過に伴い低減させうる。最大閾値を時間経過と共に変化させうる一部の実施形態では、喫煙物品は制御電子回路に動作可能に結合された入力装置を含むことが好ましい。入力装置は、有線または無線の通信装置を含みうる。有線通信装置は、喫煙物品をスマートフォンまたはコンピュータなどの他の演算装置と動作可能に接続するための、ＵＳＢポートまたはファイアワイアポートなどの１つ以上のポートを含む。無線出力通信装置は、喫煙物品をスマートフォンまたはコンピュータなどの他の演算装置と動作可能に接続するための、テレメトリー、ブルートゥース、赤外線、または他の無線受信機を含む。コンピュータ、スマートフォン、またはその他のコンピューティング装置は、喫煙物品の制御電子回路に命令を与えて最大閾値を望ましい値に設定するために使用されうる。あるいはまたは加えて、喫煙物品は、最大ニコチン代謝物質閾値が設定されるようにするタッチスクリーン、１つ以上のボタン、１つ以上のダイアル、１つ以上のレベル、または制御電子回路に動作可能に結合されたその他の入力装置を含みうる。
【００３５】
一部の実施形態では、喫煙物品は、任意の時点で代謝物質の濃度または量が所定の最大閾値を超えた場合に、ある量のニコチン含有エアロゾルの送達が妨げられるように構成される。他の実施形態では、喫煙物品は、センサーによって検出された代謝物質の濃度または量が所定の時間にわたり所定の最大閾値を超えた場合に、ある量のニコチン含有エアロゾルの送達が妨げられるように構成される。所定の時間にわたり閾値を超えた場合に送達されないようにすることによって、吸煙中に発生しうる一時的な偽陽性の結果やピークなどの人為的産物により喫煙物品の使用が阻止される可能性が低減しうるが、これは必ずしも基準ニコチン代謝物質濃度を反映するものではない。
【００３６】
喫煙物品がある量のニコチン含有エアロゾルの送達を妨げるように構成された一部の実施形態では、喫煙物品はニコチン代謝物質センサーに動作可能に接続された制御可能な弁を含む。弁は、ニコチン含有エアロゾル発生基体からマウスピースの口側の端に延在する気流経路に沿って配置されうる。弁は、最低量の閾値に満たない状態および最大量の閾値を超える状態の一方または両方でない限り、マウスピースを通して喫煙者にニコチン含有エアロゾルを送達するのを妨げるように、閉じるなどのデフォルトの構成を適用するように構成されうる。代わりに、弁は、マウスピースを通して喫煙者にエアロゾルを送達させるように、開くなどのデフォルトの構成を適用するように構成されることができ、またニコチン代謝物質の濃度または量が最低量の閾値に満たない状態および最大量の閾値を超える状態の一方もしくは両方である場合に、弁がエアロゾルの送達を妨げるような構成を適用しうる。
【００３７】
喫煙物品がある量のニコチン含有エアロゾルの送達を妨げるように構成された一部の実施形態において、喫煙物品は、喫煙者に送達されるニコチン含有エアロゾルを発生させるためにニコチン含有基体を加熱するように構成されたヒーターを含む。ヒーターは、ニコチン代謝物質センサーに動作可能に結合されうる。ヒーターは、ニコチン代謝物質の濃度または量が所定の最低量の閾値に満たない状態および所定の最大量の閾値を超える状態の一方もしくは両方であることがセンサーによって検出されない限り、作動されないようにしうる。代わりに、ヒーターは、作動されるデフォルトの構成を適用するように構成されることができ、またニコチン代謝物質の濃度または量が最低量の閾値を下回る状態および最大量の閾値を超える状態の一方もしくは両方の場合に、ヒーターは非作動とされうる。そのような場合、いくらかの量のニコチン含有エアロゾルが、その前の基体の加熱によって喫煙者に送達されうる。
【００３８】
一部の実施形態では、喫煙物品は喫煙者に送達されるニコチン含有エアロゾルを発生するためにニコチン含有基体を加熱するよう構成されたヒーターを含み、上記で論じたような弁のような制御可能な弁を含む。
【００３９】
喫煙物品からある量のニコチン含有エアロゾルが送達されるのを妨げる代わりに、またそれに加えて、喫煙物品の制御電子回路は、最低量の閾値を下回る状態および最大量の閾値を超える状態の一方もしくは両方の警報を提供するための警報装置と動作可能に接続されうる。警報装置は、例えば、作動されたとき喫煙物品が振動する、スピーカが音声を提供する、ＬＥＤライトが点滅する、およびディスプレイが警告を呈示する、装置を含み得る。代替として、警報装置は喫煙物品の外部に有り得、喫煙物品の外部装置に接続され得る。警報装置は、例えば、スマートフォンを含み得る。
【００４０】
オプションとして、喫煙者の唾液中のニコチン代謝物質レベルが前回の吸煙中に閾値に近づいていると検出された場合、喫煙物品に動作可能に結合された喫煙物品または装置は、最大限度に近づきつつあるという警告を喫煙者に提供できる。したがって、複数の限度を喫煙物品にプログラムして、一日の経過に伴い喫煙者に知らせることができる。
【００４１】
一部の実施形態では、喫煙物品には、閾値に対するそのニコチン代謝物質レベルの表示を喫煙者に提供するバー、色、またはそれに類するものなどのレベルインジケータが含まれる。
【００４２】
好ましい実施形態では、喫煙物品には、センサーによって得られたデータを保存するためにセンサーに動作可能に結合されたメモリなどの記憶装置が含まれる。こうした実施形態では、喫煙物品には、保存されたデータに関する情報を表示するための、または保存されたデータを表示、分析または表示および分析用の別の装置に転送するための出力装置が含まれることが好ましい。出力装置は出力通信装置を含みうる。出力通信装置は有線または無線通信装置でありうる。有線出力通信装置は、喫煙物品をスマートフォンまたはコンピュータなどの他の演算装置と動作可能に接続するための、ＵＳＢポートまたはファイアワイアポートなどの１つ以上のポートを含みうる。無線出力通信装置は、喫煙物品をスマートフォンまたはコンピュータなどの他の演算装置と動作可能に接続するための、テレメトリー、ブルートゥース、赤外線、または他の無線トランスミッタを含む。コンピュータ、スマートフォン、または他の演算装置はニコチン代謝物質センサーから取得されたデータを受信するために使用されうる。演算装置は、次いで、検出されたデータを分析、表示、または分析および表示するために使用されうる。代わりにまたは加えて、喫煙物品は、ニコチン代謝物質センサーによって得られたデータに関する情報をユーザーに提供する表示を含みうる。ニコチン代謝物質センサーによって得られたデータに関する情報がどのように表示されるかに関係なく、  表示された情報は、喫煙者、または禁煙プログラムに関して喫煙者を援助または監視する医療サービス提供者などの別の人物によって有利に使用されうる。
【００４３】
一部の実施形態では、喫煙物品には、センサーから得られたデータのリアルタイム出力のための出力装置が含まれるが、センサーによって得られたデータを保存するための記憶装置は含まれない。
【００４４】
センサーは、随意的に、吸煙が検出された時にセンサーを起動するために、吸煙検出装置に動作可能に結合されうる。こうした配置は、センサーおよび喫煙物品の電力要件の低減につながりうる。適切な任意の吸煙検出装置が採用されうる。適切な吸煙検出装置の例には、マイクロフォンまたは熱電対が含まれる。本発明による喫煙物品に含まれうる適切な吸煙検出装置の例は、例えば、ＷＯ  ２０１３／０９８３９８号およびＷＯ  ２０１０／００３４８０号に記載されている。
【００４５】
本明細書で記載された好ましい実施形態は、任意の適当な方法で組み込まれることが、理解されるであろう。例えば、最低量の閾値が満たされない時、ニコチン含有エアロゾルの送達を妨げるように構成される喫煙装置はまた、（ｉ）  最大閾値を超えた時にある量のニコチン含有エアロゾルの送達を妨げる、および  （ｉｉ）  ニコチン代謝物質センサーによって取得されたデータに関する情報の記憶、表示、および出力のうちの１つ以上の一方または両方をするように構成されうる。同様に、ニコチン代謝物質センサーによって得られたデータに関する情報の保存、表示および出力のうち１つ以上をするように構成される喫煙物品はまた、（ｉ）最小閾値が満たされない時にある量のニコチン含有エアロゾルの送達を妨げる、および（ｉｉ）最大閾値を超えた時にある量のニコチン含有エアロゾルの送達を妨げることの一方または両方をするように構成されうる。同様に、最大閾値を超えた時に、ある量のニコチン含有エアロゾルの送達が妨げられるように構成されている喫煙物品はまた、（ｉ）最小閾値が満たされない時にある量のニコチン含有エアロゾルの送達を妨げる、および（ｉｉ）ニコチン代謝物質センサーによって得られたデータに関する情報の保存、表示および出力のうち１つ以上の一方または両方をするように構成されうる。
【００４６】
すべての学術的および技術的な用語は本明細書で使用される場合、別途指定のない限り、当技術分野で一般に使用される意味を持つ。本明細書で提供した定義は、本明細書で頻繁に使用される一定の用語の理解を容易にするために提供されている。
【００４７】
単数形（「一つの」および「その」）は本明細書で使用される場合、複数形の対象を持つ実施形態を含蓄するが、その内容によって明らかに別途定められている場合はその限りではない。
【００４８】
「または」は本明細書で使用される場合、一般的に、その内容によって明らかにそうでないことが定められている限り、「および／または」を含めた意味で使用される。「および／または」は、列挙された要素の一つまたはすべて、または列挙された要素のうち任意の二つ以上の組み合わせを意味する。
【００４９】
「持つ」、「含む」、「備える」またはこれに類する表現は本明細書で使用される場合、制約のない意味で使用され、一般的に「含むが、これに限定されない」を意味する。「実質的に構成される」、「構成される」およびこれに類する表現は、「含む」およびこれに類する表現に包摂されることが理解される。
【００５０】
「好ましい」および「好ましくは」という語は、ある特定の状況下である特定の利益をもたらす場合がある本発明の実施形態を言及する。ただし、同一またはその他の状況下で、その他の実施形態もまた好ましいものでありうる。その上、一つ以上の好ましい実施形態の列挙は、その他の実施形態が有用ではないことを暗に意味するものではなく、請求の範囲を含めて、本開示の範囲からその他の実施形態を除外する意図はない。
【００５１】
ここで本発明の一部の態様が図示されている図面を参照する。図面に描かれていないその他の態様が本発明の範囲および精神に則るものと理解されよう。図面は概略図であり、縮尺は必ずしも正確なものではない。図内で使用されている類似した番号は、類似した構成要素、工程、およびこれに類するものに言及する。ただし、所定の図で一つの構成要素に言及するために一つの番号を使用することは、別の図で同じ番号が付けられたその構成要素を制限するものではないことが理解される。また、異なる図面において構成要素を指すために異なる番号を使用することは、その異なる番号の付いた構成要素が他の番号の付いた構成要素と同一または類似したものであり得ないことを示すことを意図したものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】図１は、ニコチン代謝物質の電子化学センサーおよびセンサーにより検出されたニコチン代謝物質の量および濃度に関する信号を変換するためのスキームを描いた概略図である。
【図２】図２は、本発明の様々な実施形態に従う喫煙物品の概略側面図である。
【図３】図３は、本発明の様々な実施形態に従う喫煙物品のいくつかの構成要素を説明した概略図である。
【図４】図４は、経時的な喫煙者におけるニコチンの血中濃度のプロットである。
【図５】図５は、時間経過に伴う最大閾値に対するニコチン代謝物質、コチニンの濃度を概略的にプロットした図である。
【図６】図６は、時間経過に伴う最大閾値に対するニコチン代謝物質、コチニンの濃度を概略的にプロットした図である。
【図７】図７は、本発明の様々な態様による喫煙物品によって実行され得るプロセスの態様を説明したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
ここで図１を参照すると、本発明の様々な態様による電子化学ニコチン代謝物質センサー１０は、トランスデューサー３０およびコーティング２０またはトランスデューサー上に配置された層を含み得る。コーティング２０は特異的にまたは選択的に、ニコチン代謝物質４０と、例えば、生理化学的反応を介して相互作用する。トランスデューサー３０は、例えば、コーティング２０に存在する代謝物質４０の質量に基づき、信号を出力する。
【００５４】
ここで図２を参照すると、本発明の様々な態様による喫煙物品１００はマウスピース１２０を有するハウジング１１０を含み、ニコチン含有エアロゾル発生基体１５０を受けるように構成される。マウスピース１２０は口側の端１２５を画定する。ニコチン代謝物質センサー１０は、喫煙者が唇をマウスピースに置いた時に、センサー１０が喫煙者の唾液中のニコチン代謝物質の量または濃度を検出できるようにマウスピースに沿って位置付けられる。ハウジング１１０は、一つの部分または相互接続された複数の部分から形成され得る。ハウジング１１０は、マウスピース１２０を含めた任意の適当な位置で基体１５０を受けるように構成され得る。一つ以上の電気構成要素（図２には図示せず）がハウジング１１０に配置され得る。
【００５５】
ここで図３を参照すると、本発明の様々な態様による喫煙物品１００は、ニコチン含有エアロゾル発生基体１５０を受けるように構成されるハウジング１１０を含む。ハウジング１１０は口側の端１２５を含む。ニコチン代謝物質センサー１０は、口側の端１２５に近接して配置される。電気構成要素はハウジング１１０の中に格納される。喫煙物品１００は、制御電子回路２００に動作可能に接続される電源２１０を含む。電源２１０は、電池、コンデンサーなど、任意の適当な電源で有り得る。好ましくは、電源２１０は、再充電可能リチウムイオン電池、再充電可能ニッケルカドミウム電池など、再充電可能電池である。
【００５６】
図３に図示された実施形態において、制御電子回路２００はセンサー１０、弁２２０およびヒーター２４０に動作可能に接続される。弁２２０は基体１５０から口側の端１２５へ延びる経路に沿って配置され、それを通して基体により発生されたニコチン含有エアロゾルが移送され得る。弁２２０は、基体１５０から口側の端１２５へエアロゾルが移動するのを許容するまたは妨げるための開いたまたは閉じた構成を適用し得る。弁２２０は、センサー１０から受信したデータに基づき、弁に開いた構成を適用するかまたは閉じた構成を適用するかを指示し得る制御電子回路２００により制御され得る。
【００５７】
ヒーター２４０は基体１５０と接触してまたはその近くに配置され、ニコチン含有エアロゾルが基体１５０により発生されるように基体を加熱するように構成される。ヒーター２４０は、基体１５０の加熱の程度がセンサー１０から受信されたデータに基づき制御されうるように制御電子回路２００により制御されうる。
【００５８】
図３に図示した実施形態では、制御電子回路２２０は、入力装置２５０、出力装置２６０および表示装置２７０に動作可能に結合される。
【００５９】
ここで図４を参照するが、唾液中のコチニン検出に相関したさまざまなニコチン濃度の展開が図示されている。図４は、窮乏期間（一般に夜間）までの、一日における連続的な喫煙体験中のニコチンのピーク増大のほか、体内でのニコチンおよびコチニン濃度の蓄積を示す基準の漸進的増大を示す。
【００６０】
ここで図５および６を参照するが、図４からの観察が、本発明のさまざまな実施形態に従い喫煙物品によって許容されうる最大閾値に対して概略的に図示されている。図５は、一日の始めからの正常な消費プロセスの例を概略的に示すもので、コチニン濃度は異なる喫煙体験の後で漸進的に増加している。図５での最後の喫煙の体験中に図示されるとおり、ピークコチニンレベルが検出されている。一部の実施形態では、喫煙物品は、閾値を超えている間は、ある量のニコチン含有エアロゾルの送達を妨げるようにしうる。加えてまたは代わりに、喫煙物品は喫煙者に知らせる警報を提供しうる。
【００６１】
図６は、吸煙中または吸煙後にピークに達した状況を図示したものであるが、一時的なピークとは対照的に、蓄積的な基準コチニンレベルが閾値を超えるまで、ある量のニコチン含有エアロゾルの継続的な送達が喫煙物品によって許容されている。閾値を超える一時的なピークは、例えば、コチニンレベルが所定の時間にわたり閾値を超える必要があるようにすることにより、吸煙または喫煙体験の開始時にのみ収集されたデータを使用して、または他の類似した技法を使用して、無視することができる。唾液中に検出されたコチニンレベルがいったん閾値に達すると、喫煙物品はある量のニコチン含有エアロゾルの送達が妨げるようにできるか、または喫煙者に知らせる警報を提供しうる。
【００６２】
図５〜６に図示した閾値は、好ましい実施形態では、個別の喫煙者に対して特異的でありうる。閾値は、例えば、前回のデータ取得に基づき、または漸進的禁煙プログラムの一部として、システムに入力されうるが、これには数日または数週間など時間経過に伴い閾値を段階的に減少させることも含まれうる。
【００６３】
ここで図７を参照すると、本発明の様々な実施形態に従う喫煙物品、またはシステムにより実施され得るプロセスを説明するフロー図が示される。工程４００では、ニコチン代謝物質のレベルは、ユーザーが唇をマウスピースに置いた時に喫煙物品のマウスピース上のセンサーによって検出される。工程４１０では、工程４００で検出されたニコチン代謝物質のレベルが最小閾値の量と比較されて、喫煙者と非喫煙者が区別される。工程４００で検出されたレベルが最小閾値よりも小さい場合、喫煙物品は、ある量のニコチン含有エアロゾルを送達しない（４３０）。ニコチン代謝物質のレベルが最小閾値を超えた場合、そのレベルが最大閾値と比較される（４２０）。その量が最大閾値を超えた場合、喫煙物品はある量のニコチン含有エアロゾルを送達しない（４３０）。ところが、ニコチン代謝物質のレベルが最小閾値（４１０）を超えるが、最大閾値（４２０）を超えない場合には、喫煙物品はある量のニコチン含有エアロゾル（４４０）を送達する。ある量のニコチン含有エアロゾルが送達された（４４０）後、または送達されなかった（４３０）後で、プロセスは反復されうる。
【００６４】
上述のとおり、警報を与えることは、ある量のニコチン含有エアロゾルを送達しないことの代替である。（４３０）。一部の実施形態では、喫煙物品は、最小閾値（４１０）が満たされない場合にロックされるが、最大閾値を超えた場合（４２０）には警報が提供される。
【００６５】
このように、電子喫煙物品における生物学的制御のための方法、システム、装置、化合物および組成が説明されている。本発明についての様々な改良や変形が、本発明の範囲および精神を逸脱することなく、当業者にとって明らかとなる。本発明は特定の好ましい実施形態に関連して記述してきたが、当然のことながら、本発明は主張の通り、こうした特定の実施形態に不当に限定されるべきではない。実際に、電子喫煙物品製造または関連分野の当業者にとって明らかである、本発明を実施するための記述された方法の様々な改良は、以下の特許請求の範囲の範囲内に収まるものであることが意図される。
【図１】
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【図２】
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【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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【国際調査報告】
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