(57)【要約】  本発明は、  ‐  各分子を含む試験溶液を収容する目的のドナー区画（１０）と、  ‐  レセプタ溶液を収容する目的のレセプタ区画（１２）と、  ‐  試験溶液が膜（１４）を介してドナー区画（１０）からレセプタ区画（１２）へと拡散するようにドナー区画（１０）とレセプタ区画（１２）との間に配置された、皮膚擬似バリア特性を有する膜（１４）とを備えるマイクロ流体チップ（４）と、レセプタ区画（１２）に収容された溶液の物理的パラメータを、試験溶液が膜（１４）を介して拡散するにつれて測定するための分析器（８）であって、レセプタ区画（１２）内の物理的パラメータを測定するように構成され、測定された物理的パラメータから、各分子の皮膚からの拡散プロファイルを計算するようにさらに構成された分析器（８）とを備える、少なくとも１種類の分子の皮膚からの拡散プロファイルを求めるための装置（１）に関する。
2016518612.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１種類の分子の皮膚からの拡散プロファイルを求めるための装置（１、２０１）であって、
各分子を含む試験溶液を収容するためのドナー区画（１０、２１０）と、
レセプタ溶液を収容するためのレセプタ区画（１２、２１２）と、
前記試験溶液が膜（１４、２１４）を介して前記ドナー区画（１０）から前記レセプタ区画（１２、２１２）へと拡散するように、前記ドナー区画（１０、２１０）と前記レセプタ区画（１２、２１２）との間に配置された、皮膚擬似バリア特性を有する膜（１４、２１４）と
を備えるマイクロ流体チップ（４、２０４）、および、
前記レセプタ区画（１２、２１２）に収容された溶液の物理的パラメータを、前記試験溶液が前記膜（１４、２１４）を介して拡散するにつれて測定するように構成された分析器（８、２０８）であって、前記レセプタ区画（１２、２１２）内の前記物理的パラメータを測定するように構成され、前記測定された物理的パラメータから、各分子の皮膚からの拡散プロファイルを計算するようにさらに構成された分析器（８、２０８）
を備える装置（１、２０１）。
【請求項２】
前記レセプタ区画（１２、２１２）が、２５０ｍｍ３未満、より詳細には１００ｍｍ３以下、さらに詳細には２０ｍｍ３以下の容積を有する、請求項１に記載の装置（１、２０１）。
【請求項３】
前記物理的パラメータが、既知の数学的関数によって、前記レセプタ区画（１２、２１２）に収容された溶液中の試験すべき各分子の濃度に関連付けられる、請求項１または２に記載の装置（１、２０１）。
【請求項４】
前記物理的パラメータの時間発展が、前記膜（１４、２１４）を介した各分子の拡散を表す、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置（１、２０１）。
【請求項５】
前記物理的パラメータが、前記レセプタ区画（１２）に収容された溶液の光学特性、前記レセプタ区画（２１２）に収容された溶液の電気化学特性、および前記レセプタ区画（１２）に収容された溶液のｐＨを含む群から選択される、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置（１、２０１）。
【請求項６】
前記物理的パラメータが、前記レセプタ区画（１２）に収容された溶液の光学特性を含み、前記分析器（８）が、前記レセプタ区画（１２）内の前記光学特性を、前記試験溶液が前記膜（１４）を介して拡散するにつれて測定するように構成された光学測定システムを備える、請求項１から５のいずれか一項に記載の装置（１）。
【請求項７】
前記光学測定システムが、光線を発するための光源（３４）と、前記物理的パラメータを測定するために、前記レセプタ区画（１２）に収容された溶液を透過した光を分析するように構成された検出器（４２）と、前記光源（３４）に接続され、前記光源（３４）からの光を前記レセプタ区画（１２）に送るための第１の光ファイバ（３６）と、前記検出器（４２）に接続され、前記レセプタ区画（１２）からの光を前記検出器（４２）に送るための第２の光ファイバとを備える、請求項６に記載の装置（１）。
【請求項８】
前記レセプタ区画（１２）が、前記レセプタ区画（１２）をまたいで互いに対向して配置された第１の光ファイバ入口（４４）と、第２の光ファイバ入口（４６）とを備え、前記第１の光ファイバ（３６）が前記第１の光ファイバ入口（４４）に受け入れられ、前記第２の光ファイバ（４０）が前記第２の光ファイバ入口（４６）に受け入れられる、請求項７に記載の装置（１）。
【請求項９】
前記光学特性が、前記レセプタ区画（１２）に収容された溶液の所定の波長における吸光度、前記レセプタ区画（１２）に収容された溶液の蛍光の強度、前記レセプタ区画（１２）に収容された溶液の屈折率、前記レセプタ区画（１２）に収容された溶液の旋光度、および前記レセプタ区画（１２）に収容された溶液の所定の波長におけるラマン散乱強度を含む群から選択される、請求項５から８のいずれか一項に記載の装置（１）。
【請求項１０】
前記物理的パラメータが、前記レセプタ区画（１２）に収容された溶液の電気化学特性を含み、前記分析器（８）が、前記レセプタ区画（１２）内の前記電気化学特性を、前記試験溶液が前記膜（１４）を介して拡散するにつれて測定するように構成された電気化学測定具を備える、請求項１から９のいずれか一項に記載の装置（１）。
【請求項１１】
前記電気化学測定具が、前記レセプタ区画（１２）に収容された溶液の導電率、または前記レセプタ区画（１２）に収容された溶液中を流れる電流を、前記試験溶液が前記膜（１４）を介して拡散するにつれて測定するように構成された少なくとも２つの電極を備える、請求項１０に記載の装置（１）。
【請求項１２】
前記レセプタ区画（１２、２１２）が、側壁（２２、２２２）と、前記側壁（２２、２２２）に設けられた少なくとも１つの注入口（２６）とを備え、前記少なくとも１つの注入口（２６）が、前記レセプタ溶液を前記レセプタ区画（１２、２１２）に注入するために前記レセプタ区画（１２、２１２）へと開口している、請求項１から１１のいずれか一項に記載の装置（１、２０１）。
【請求項１３】
前記ドナー区画（１０、２１０）の底部が、前記膜（１４、２１４）によって閉止され、前記ドナー区画（１０、２１０）の頂部が、前記試験溶液を前記ドナー区画（１０、２１０）に導入するための開口を備える、請求項１から１２のいずれか一項に記載の装置（１、２０１）。
【請求項１４】
前記マイクロ流体チップ（４、２０４）が、前記ドナー区画（１０、２１０）を画定する第１の材料ブロック（６０、２６０）と、前記レセプタ区画（１２、２１２）を画定する第２の材料ブロック（６２、２６２）とを備え、前記膜（１４、２１４）が、前記第１の材料ブロック（６０、２６０）と、前記第２の材料ブロック（６２、２６２）との間に挟まれている、請求項１から１３のいずれか一項に記載の装置（１、２０１）。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか一項に記載の装置（１）を用いて、少なくとも１種類の分子の皮膚からの拡散プロファイルを求めるための方法であって、
レセプタ溶液を前記レセプタ区画（１２、２１２）に注入するステップと、
試験すべき少なくとも１種類の分子を含有した試験溶液を前記ドナー区画（１０、２１０）に注入するステップと、
前記レセプタ区画（１２、２１２）内の前記物理的パラメータを、前記試験溶液が前記膜（１４、２１４）を介して拡散するにつれて測定するステップと、
前記測定された物理的パラメータから、前記試験すべき各分子の皮膚からの拡散プロファイルを求めるステップと
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１種類の分子の皮膚からの拡散プロファイルを求めるための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
化粧品分野では、新製品を開発する際、安全性および有効性が重要な側面となる。皮膚は、外部の薬剤に対する一次的かつ主要なバリアとなるため、新しい化粧用分子または組成の安全性および有効性を評価するには、それらの分子または組成の皮膚からの拡散特性を測定できることが重要である。
【０００３】
この目的で、化学分子の拡散特性を、その理論上の化学モデルに基づいて予測するインシリコ法が存在する。
【０００４】
これらの方法は、完全に満足のいくものであるというわけではない。実際には、これらの方法によって得られる予測は、単なる推定値としてしかみなすことができず、分子の配合、用量などの使用条件に従った実際の分子の皮膚吸収の評価が得られるわけではない。
【０００５】
この理由で、生体外の皮膚に対して実施される拡散試験のみが、監督当局によって承認されている。
【０００６】
いわゆる「フランツセル」を用いて、皮膚からの分子の拡散特性を評価することが提案されてきている。これらの装置は、天然の皮膚片によって隔離されたドナー区画と、レセプタ区画とを備える。ドナー区画とレセプタ区画はどちらも、巨視的な寸法である。試験すべき分子を含有した試験溶液をドナー区画に導入し、皮膚を介してレセプタ緩衝溶液を収容しているレセプタ区画に拡散させる。レセプタ区画に収容された溶液を撹拌し続ける。レセプタ区画からサンプルを定期的に抽出する。試験終了時にフランツセルを分解し、皮膚自体内の試験すべき分子の含有量と、サンプル中の試験すべき分子の含有量とを分析する。この分析から、試験すべき分子の拡散特性が得られる。
【０００７】
この装置は、完全に満足のいくものであるというわけではない。実際には、定期的にサンプルを抽出する必要、また、各実験後にセルを分解する必要があり、このため使用しにくく、さらに、分子を大量に処理することが可能でない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Ｐ．Ｓ．Ｔａｌｒｅｊａ、Ｇ．Ｂ．Ｋａｓｔｉｎｇ、Ｎ．Ｋ．Ｋｌｅｅｎｅ、Ｗ．Ｌ．Ｐｉｃｋｅｎｓ、およびＴ．Ｆ．Ｗａｎｇ、「Ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｌｉｐｉｄ  ｂａｒｒｉｅｒ  ａｎｄ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｏｆ  ｌｉｐｉｄ  ｐａｔｈ  ｌｅｎｇｔｈ  ｉｎ  ｈｕｍａｎ  ｓｔｒａｔｕｍ  ｃｏｒｎｅｕｍ」、ＡＡＰＳ  Ｐｈａｒｍｓｃｉ、第３巻、第２号、ｐ．４８−５６、２００１年
【非特許文献２】Ｂｏｕｗｓｔｒａ  ｅｔ  ａｌ．、「Ｔｈｅ  ｌｉｐｉｄ  ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ  ｉｎ  ｈｕｍａｎ  ｓｔｒａｔｕｍ  ｃｏｒｎｅｕｍ  ａｎｄ  ｍｏｄｅｌ  ｓｙｓｔｅｍｓ」、Ｔｈｅ  Ｏｐｅｎ  Ｄｅｒｍａｔｏｌｏｇｙ  Ｊｏｕｒｎａｌ、第４巻、ｐ．１０−１３、２０１０年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、使用しやすく、かつ試験すべき分子を大量に処理することが可能な、皮膚からの分子拡散プロファイルを求めるための装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的で、本発明は、
‐  各分子を含む試験溶液を収容する目的のドナー区画と、
‐  レセプタ溶液を収容する目的のレセプタ区画と、
‐  試験溶液が膜を介してドナー区画からレセプタ区画へと拡散するように、ドナー区画とレセプタ区画との間に配置された、皮膚擬似バリア特性を有する膜と
を備えるマイクロ流体チップと、
レセプタ区画に収容された溶液の物理的パラメータを、試験溶液が膜を介して拡散するにつれて測定するように構成された分析器であって、レセプタ区画内の物理的パラメータを測定するように構成され、測定された物理的パラメータから、各分子の皮膚からの拡散プロファイルを計算するようにさらに構成された分析器と
を備える、上述の装置に関する。
【００１１】
特定の実施形態によれば、本装置は、請求項２から１４に記載の特徴の１つまたは複数を単独で、または技術的に実施可能ないかなる組合せにおいても備えることができる。
【００１２】
本発明はまた、請求項１５に記載の、少なくとも１種類の分子の皮膚からの拡散プロファイルを求めるための方法に関する。
【００１３】
もう１つの目的によれば、本発明は、少なくとも１種類の分子の皮膚からの拡散プロファイルを求めるための装置であって、
‐  各分子を含む試験溶液を収容する目的のドナー区画と、
‐  ２５０ｍｍ３未満、有利には１００ｍｍ３以下、より詳細には２０ｍｍ３以下の容積を有する、レセプタ溶液を収容する目的のレセプタ区画と、
‐  試験溶液が膜を介してドナー区画からレセプタ区画へと拡散するようにドナー区画とレセプタ区画との間に配置された、皮膚擬似バリア特性を有する膜と
を備えるマイクロ流体チップと、
レセプタ区画に収容された溶液の物理的パラメータを、試験溶液が膜を介して拡散するにつれて測定し、測定された物理的パラメータから、各分子の拡散プロファイルを計算するように構成された分析器と
を備える、装置に関する。
【００１４】
特定の実施形態によれば、本装置は、以下の特徴の１つまたは複数をさらに含むことができる。
‐  分析器は、レセプタ区画に収容された溶液の物理的パラメータを、レセプタ区画の外部で測定するように構成された測定具を備える。
‐  分析器は、レセプタ区画に収容された溶液のサンプルをレセプタ区画から抽出し、そのサンプルを測定具に搬送するための手段を備え、この測定具は、このサンプルの物理的パラメータを測定するように構成される。
‐  分析器は、レセプタ区画から所定の頻度で抽出されたサンプルを分析するように構成される。
‐  測定具は、質量分析器であり、物理的パラメータは、分析サンプル中の試験すべき分子の質量電荷比である。
‐  分析器は、サンプル中の物理的パラメータの測定値から、レセプタ区画に収容された溶液中の試験すべき分子の濃度の進展変化を求めることが可能である。
‐  分析器は、レセプタ区画に収容された溶液中の試験すべきこの分子の濃度の進展変化から、試験すべき分子の膜を介した拡散プロファイルを求めることが可能である。
【００１５】
本発明はまた、上述の装置を用いて、少なくとも１種類の分子の皮膚からの拡散プロファイルを求める方法に関する。
【００１６】
本発明は、単なる例によって示す以下の明細書を読み、添付の図を参照すればよりよく理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態による装置の概略分解斜視図である。
【図２】本発明の第２の実施形態による装置の概略分解斜視図である。
【図３】本発明のもう１つの目的による装置の概略分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の第１の実施形態による、少なくとも１種類の分子の皮膚からの拡散プロファイルを求めるための装置１が図１に示されている。
【００１９】
この装置１は、マイクロ流体チップ４と、各分子の皮膚からの拡散プロファイルを求めるための分析器８とを備える。
【００２０】
より詳細には、マイクロ流体チップ４は、
‐  試験すべき各分子を含む試験溶液を収容する目的のドナー区画１０と、
‐  レセプタ溶液を収容する目的のレセプタ区画１２と、
‐  試験溶液が膜１４を介してドナー区画１０からレセプタ区画１２へと拡散するように、ドナー区画１０とレセプタ区画１２との間に配置された膜１４と
を備える。
【００２１】
試験溶液は、マイクロ流体チップ４中を、実質的に拡散方向に沿って拡散する。以下の本明細書では、次の通りとする。
【００２２】
「頂部」および「底部」とは、試験溶液がマイクロ流体チップ４中を拡散する方向に関して使用し、試験溶液は頂部から底部へと拡散する。
【００２３】
「高さ」とは、物体の拡散方向に沿った寸法を指す。
【００２４】
「直径」とは、物体の拡散方向に垂直な平面における最大寸法を指す。
【００２５】
分子の拡散プロファイルは、レセプタ区画１２に収容された溶液中のこの分子濃度の時間発展（進展変化）に対応する。この拡散プロファイルは、膜１４を介した分子の透過特性の特徴である。
【００２６】
膜１４は、皮膚、好ましくはヒトの皮膚を模倣したものである。この目的で、膜１４は、皮膚擬似バリア特性を有するように設計される。したがって、試験すべき分子の、膜１４を介した拡散プロファイルは、皮膚からの、より詳細にはヒトの皮膚からの拡散プロファイルに対応する。
【００２７】
有利には、皮膚擬似バリア特性を有するように、膜１４は、
‐  ヒトの皮膚に近い組成、およびヒトの皮膚内の分子配列に似た分子配列と、
‐  ヒトの皮膚中に拡散する分子が辿る経路の長さにほぼ等しい厚さと
を有する。
【００２８】
ヒトの皮膚のこれらの特徴は、たとえば非特許文献１に記載されている。
【００２９】
皮膚擬似バリア特性を有する膜１４は、天然のヒトの皮膚片でよい。
【００３０】
好ましくは、膜１４は天然のいかなるヒトの皮膚も備えない。膜１４は、たとえば動物の皮膚片、再建されたヒトの皮膚、合成膜、またはコーティングされた膜を備えることができる。
【００３１】
有利には、膜１４は、ヒトの皮膚の最外層である角質層を模倣する。その場合、膜１４は、角質層の代替物として働く。膜１４は、角質層のバリア特性を厳密に模倣したバリア特性を有する。この場合、上記説明はすべて角質層を有する皮膚と置き換えて読まれたい。
【００３２】
角質層の組成、ならびにその分子配列は周知である。たとえば非特許文献２に記載されている。
【００３３】
有利には、膜１４は１００〜１０００μｍの間、より詳細には約１２５μｍに等しい厚さを有する。膜１４は、２ｍｍ２〜３００ｍｍ２の間、より詳細には約５０ｍｍ２に等しい拡散表面を有する。
【００３４】
膜１４は、脂肪酸、セラミド、およびコレステロールを含む脂質混合物でコーティングされた多孔質層を備えた支持体を備える。このコーティングは、たとえば上述の論文に記載のように、たとえば皮膚または角質層の組成を再現している。
【００３５】
多孔質層は、有利にはポリマー、特にポリカーボネートで作成される。多孔質層また、他の種類のポリマー、たとえばシリコーンで作成してもよい。あるいは、多孔質層は、非ポリマー材料、たとえばガラスフリットで作成してもよい。
【００３６】
多孔質層は、多孔性が制御されている。特に、多孔質層の孔は、１５ｎｍ〜２００ｎｍの間、たとえば約５０ｎｍに等しい直径を有する。
【００３７】
孔は、有利には機械加工によって得られる。孔は、たとえばレーザ穿孔によって得られる。孔は、直線でもよい。
【００３８】
多孔質層は、たとえば５〜３０μｍの間、より詳細には７〜２２μｍの間の厚さを有する。
【００３９】
支持体は、多孔質層を支持する支持層をさらに備えることができる。支持層は、セルロース、または他の適切ないかなる材料ででも形成することができる。支持体の多孔性は、好ましくは多孔質層の多孔性によって制御される。支持層は、好ましくは、支持体全体の多孔性に対して実質的に影響を及ぼさないランダムな多孔性を備える。
【００４０】
支持体は、好ましくは多孔質層から、または支持層および多孔質層からなる。たとえば、支持体は、セルロースで形成された支持層と、ポリカーボネートで形成された多孔質層とからなる。支持体はまた、シリコーン、ガラスフリット、または他の適切な任意の材料で形成された多孔質層からなってもよい。
【００４１】
脂質コーティングを、多孔質層に付着させる。脂質コーティングは、たとえば５〜２００μｍの間、より詳細には５０〜７０μｍの間の厚さを有する。
【００４２】
ドナー区画１０は、試験溶液を収容するものである。試験溶液は、少なくとも１種類の試験すべき分子を含有し、すなわちその分子の皮膚からの拡散プロファイルが、装置１を用いて求められることになる。
【００４３】
一実施形態によれば、試験溶液は、試験すべき分子を１種類しか含有しない。
【００４４】
代替実施形態によれば、試験溶液は、試験すべき分子を２種類以上、たとえば少なくとも２種類の異なる試験すべき分子を含有する。
【００４５】
図１に示す例では、ドナー区画１０は、レセプタ区画１２の上方に配置される。
【００４６】
ドナー区画１０に収容された試験溶液は、フィックの法則によって説明される受動拡散のため、膜１４を介してレセプタ区画１２中に拡散する。
【００４７】
ドナー区画１０は、側壁１６を備える。図１に示す例では、この側壁１６は実質的に円筒状であり、特に円形底面を有する。
【００４８】
ドナー区画１０の容積は、１０００ｍｍ３未満、より詳細には２５０ｍｍ３未満である。
【００４９】
ドナー区画１０の直径は、２ｍｍ〜１５ｍｍの間、より詳細には５ｍｍ〜１０ｍｍの間である。
【００５０】
有利には、ドナー区画１０の高さは、ドナー区画１０全体わたって実質的に均一である。この特徴によって、露出時間中、表面積全体にわたって均質な露出が保証される。
【００５１】
ドナー区画１０は、試験溶液をドナー区画１０に導入するための開口１１をその頂端部に備える。
【００５２】
マイクロ流体チップ４は、溶液がドナー区画１０に導入された後、開口１１を閉止するための蓋を備えることができる。この蓋は、ドナー区画１０に収容された溶液の蒸発を防止する。
【００５３】
レセプタ区画１２は、底部２０と、底部２０から上方に延びる側壁２２とを備える。図１に示す例では、側壁２２は実質的に円筒状であり、特に円形底面を有する。底部２０は、たとえば円板形である。
【００５４】
レセプタ区画１２の容積は、２５０ｍｍ３未満、より詳細には１００ｍｍ３以下、さらに詳細には２０ｍｍ３以下であり、有利には１０ｍｍ３〜２０ｍｍ３の間、たとえば約１０ｍｍ３に等しい。
【００５５】
レセプタ区画１２の直径は、ドナー区画１０の直径に等しい。
【００５６】
ドナー区画１０は、その底部が膜１４によって閉止され、レセプタ区画１２は、その頂部が膜１４によって閉止されている。膜１４の、拡散方向に垂直な平面における最小寸法は、有利にはドナー区画１０の直径よりも大きい。たとえば、膜１４は、ドナー区画１０の直径よりも大きい直径を有する円板形である。
【００５７】
有利には、膜１４は、ドナー区画１０の方に向き、ドナー区画１０の底部を形成する上面１７と、レセプタ区画１２の方に向き、レセプタ区画１２をその頂部で閉止する底面１８とを備える。
【００５８】
膜１４は、ドナー区画１０とレセプタ区画１２とに、試験溶液に対して緊密に連結されている。このことは、ドナー区画１０に収容された試験溶液が、膜１４を介して拡散せずにレセプタ区画１２へと通り抜けることは実質的にできないことを意味する。
【００５９】
レセプタ区画１２は、レセプタ溶液を収容するものである。レセプタ溶液は、有利には膜１４のバリア特性、または試験すべき分子の拡散特性に影響を及ぼさない溶液である。さらに好ましくは、レセプタ溶液は、試験すべき分子が可溶である溶液、または試験すべき分子が懸濁できる溶液である。たとえば、レセプタ溶液は、試験すべき分子が、レセプタ溶液中でコロイド懸濁液を形成するような溶液でよい。試験すべき分子はまた、レセプタ溶液中で懸濁できるナノ粒子の形でもよい。
【００６０】
レセプタ溶液はまた、好ましくは試験すべき分子がレセプタ溶液中で安定するような溶液である。
【００６１】
レセプタ溶液は、たとえば緩衝溶液でよい。
【００６２】
好ましくは、レセプタ区画１２は、レセプタ区画１２に収容された溶液を撹拌するためのいかなる撹拌デバイスも含まない。
【００６３】
図１に示す例では、レセプタ区画１２は、レセプタ区画１２へと開口した注入口２６と、出口２８とを備える。注入口２６は、レセプタ溶液をレセプタ区画１２に注入するためのものである。出口２８は、たとえばレセプタ区画１２にレセプタ溶液が充填されるときに、レセプタ区画１２から空気を逃がすことができる。
【００６４】
注入口２６と出口２８とは各々、たとえばレセプタ区画１２の側壁２２に形成されたダクトを備える。このダクトは、レセプタ区画１２の側壁２２を貫通し、かつドナー区画１０の側壁１６を貫通して上方に延びる。
【００６５】
好ましくは、マイクロ流体チップ４は、ドナー区画１０を画定する第１の材料ブロック６０と、レセプタ区画１２を画定する第２の材料ブロック６２とを備える。膜１４は、第１の材料ブロック６０と、第２の材料ブロック６２との間に挟まれている。
【００６６】
第１および第２の材料ブロック６０、６２は、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン（ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ））などの成型可能なポリマーで作成することができる。第１および第２の材料ブロック６０、６２はまた、ガラスまたはセラミック材料などの他の材料で作成してもよい。
【００６７】
特に、ドナー区画１０の側壁１６は第１の材料ブロック６０に形成され、レセプタ区画１２の側壁２２は第２の材料ブロック６２に形成される。したがって、側壁１６、２２は、材料ブロック６０、６２で作成されている。
【００６８】
有利には、第２の材料ブロック６２は、レセプタ区画の底部２０を形成しない。底部２０は、有利には第２の材料ブロック６２の底面に取り付けられた支持板、たとえばガラス板などの剛性支持板の上面によって形成される。
【００６９】
装置１は、注入口２６に連結され、レセプタ溶液をレセプタ区画１２に注入するための注入器をさらに備えることができる。
【００７０】
分析器８は、レセプタ区画１２に収容された溶液中の試験すべき各分子の濃度を求めることが可能である。
【００７１】
分析器８は、レセプタ区画１２に収容された溶液中の試験すべき各分子の濃度の進展変化を、時間の関数として求めるようにさらに構成される。この進展変化は、試験すべき分子の、膜１４を介した拡散、したがって皮膚からの拡散を表す。したがって、分析器８は、試験すべき各分子の皮膚からの拡散プロファイルを計算することが可能である。
【００７２】
より詳細には、分析器８は、レセプタ区画１２に収容された溶液の物理的パラメータを、試験溶液が膜１４を介して拡散するにつれて時間の関数として測定するように構成される。
【００７３】
この物理的パラメータは、レセプタ区画１２に収容された溶液中の試験すべき分子の濃度に関するパラメータであり、物理的パラメータの性質に依存して、既知の数学的関数、たとえば比例関係、または他の適切な任意の数学的関係によって得られる。
【００７４】
有利には、測定された物理的パラメータの時間発展は、膜１４を介した各分子の拡散を表す。
【００７５】
したがって、分析器８は、測定された物理的パラメータから、レセプタ区画１２に収容された溶液中の試験すべき分子濃度の、試験溶液が膜１４を介して拡散するにつれて時間発展を得ることができる。したがって、分析器８は、物理的パラメータの測定値から、試験すべき分子の、膜１４を介した拡散プロファイルを計算することが可能である。
【００７６】
物理的パラメータの性質は、使用される測定具の性質に依存する。
【００７７】
好ましくは、分析器８は、試験すべき分子が膜１４を介して拡散するにつれて、物理的パラメータを所定の頻度で測定するように構成される。この所定の頻度は、たとえば１０分ごとに２回以上の測定であり、これはほぼ３〜５分ごとに１回の測定に等しい。
【００７８】
分析器８によって分析される「レセプタ区画１２に収容された溶液」とは、分析器８によって物理的パラメータが測定される時点でレセプタ区画１２に収容されている溶液である。
【００７９】
この溶液は、実験開始時の、試験溶液が膜１４を介してレセプタ区画１２に拡散し始める前のレセプタ溶液と同一である。レセプタ区画１２に収容された溶液の組成は、試験溶液が膜１４を介してレセプタ区画１２に拡散するにつれて変化する。
【００８０】
レセプタ溶液は、好ましくは分析器８によって測定すべき物理的パラメータの値に対して影響を及ぼさない溶液であるか、またはこの物理的パラメータの値に対して及ぼす影響が既知であり、したがってその物理的パラメータの測定時に補正することができる溶液である。
【００８１】
分析器８は、有利には物理的パラメータをレセプタ区画１２内で直接測定する。特に、本実施形態では、分析器８は、レセプタ区画１２から分析のために抽出された、レセプタ区画１２に収容された溶液のいかなるサンプルに対しても分析を行わない。好ましくは、試験溶液が膜１４を介して拡散する間、レセプタ区画１２に収容された溶液をレセプタ区画１２から抽出することはない。
【００８２】
図１に示す本発明の実施形態では、分析器８は、光学測定システムを備える。物理的パラメータは、レセプタ区画１２に収容された溶液の光学特性である。この光学特性の時間発展は、試験すべき分子の、膜１４を介した拡散を表す。
【００８３】
光学測定システムは、
‐  光線を発するための光源３４と、
‐  光源３４に接続され、光源３４からの光をレセプタ区画１２に送るための第１の光ファイバ３６と、
‐  検出器４２と、
‐  レセプタ区画１２中を透過した光を受光し、検出器４２に送るための第２の光ファイバ４０と
を備える。
【００８４】
本実施形態では、レセプタ区画１２は、第１の光ファイバ入口４４と、第２の光ファイバ入口４６とを備える。第１および第２の光ファイバ入口４４、４６は、レセプタ区画１２の側壁２２に設けられる。各光ファイバ入口４４、４６は、側壁２２を貫通して延び、一方の端部がレセプタ区画１２へと開口したダクトを形成する。
【００８５】
第２の光ファイバ入口４６は、レセプタ区画１２をまたいで第１の光ファイバ入口４４と対向した位置にあり、特に光源３４によって発せられた光線の経路に沿っている。
【００８６】
第１の光ファイバ３６は、第１の光ファイバ入口４４に少なくとも部分的に受け入れられる。第１の光ファイバ３６は、光ファイバ入口４４の全長に沿って延びる。
【００８７】
第２の光ファイバ４０は、第２の光ファイバ入口４６に少なくとも部分的に受け入れられる。第２の光ファイバ４０は、光ファイバ入口４６の全長に沿って延びる。
【００８８】
光ファイバ入口４４、４６は、これらの入口４４、４６に挿入された第１および第２の光ファイバ３６、４０が、検出器４２から所定かつ一定の間隔を置いて配置されるように構成される。
【００８９】
検出器４２は、レセプタ区画１２に収容された溶液の所望の光学特性を、この溶液を透過する光を分析することによって測定するように構成される。
【００９０】
本発明の好ましい実施形態によれば、光学測定システムは、レセプタ区画１２に収容された溶液の、試験すべき分子の波長特性における吸光度を、試験溶液が膜１４を介してレセプタ区画１２に拡散するにつれて測定するように構成される。したがって、この光学測定システムは、レセプタ区画１２に収容された溶液の、試験すべき分子の波長特性における吸光度を時間の関数として測定するように構成される。
【００９１】
本実施形態では、物理的パラメータは、レセプタ区画１２に収容された溶液の、試験すべき分子の波長特性における吸光度である。
【００９２】
検出器４２は、既知の数学的関係、たとえばベール−ランベルトの法則を用いて、試験すべき各分子の波長特性において測定された吸光度から、各分子の濃度を求めることができるように較正される。
【００９３】
したがって、分析器８は、レセプタ区画１２に収容された溶液中の試験すべき各分子の濃度を求めることが可能である。レセプタ区画１２に収容された溶液中の試験すべき各分子の波長特性の吸光度の測定値から、この分子の濃度の時間発展を時間の関数として求めることが可能である。
【００９４】
本実施形態による測定システムでは、レセプタ区画１２に収容された溶液の吸光度を、試験溶液中の試験すべき分子の種類と同数の波長において同時に測定することが可能であり、各波長は、試験すべき分子に特有のものである。したがって、分析器８は、試験溶液中に含有された試験すべき数種類の分子、好ましくは試験溶液中に含有された試験すべき全種類の分子の拡散プロファイルを同時に求めることが可能である。
【００９５】
有利には、上述の光学測定システムは、ＵＶ可視吸収分光計である。
【００９６】
任意選択で、装置１は、マイクロ流体チップ４内の温度を制御するための温度制御デバイスをさらに含む。この温度制御デバイスは、たとえばマイクロ流体チップ４を収容した恒温チャンバを備えることができる。恒温チャンバは、たとえばインキュベータまたは加熱板上に配置された閉止箱である。この恒温チャンバは、第１および第２の光ファイバ４４、４６のための出口オリフィスを備えることができる。
【００９７】
恒温チャンバは、たとえばレセプタ区画１２を人体の体温に近い温度で維持するように構成される。
【００９８】
次に、装置１の製造方法について説明する。
【００９９】
本方法は、ドナー区画１０を画定する第１の材料ブロック６０と、レセプタ区画１２を画定する第２の材料ブロック６２とを形成するステップを含む。
【０１００】
第１および第２の材料ブロック６０、６２は、たとえば適切な形状を有する金型を用いた成型によって形成される。この場合、ブロック６０、６２を形成する材料は、たとえば成型可能なポリマーである。
【０１０１】
あるいは、材料ブロック６０、６２は、適切な中実スターティングブロックを機械加工または穿孔加工することによって各々形成されてもよい。この場合、ブロック６０、６２を形成する材料は、たとえばガラスまたはセラミック材料でよい。
【０１０２】
この段階では、ドナー区画１０およびレセプタ区画１２は、好ましくは両端とも開口しており、すなわち両区画とも頂部および底部を備えない。
【０１０３】
本方法は、第１および第２の材料ブロック６０、６２に膜１４を取り付けるステップをさらに含む。
【０１０４】
この取付けステップ中、
‐  膜１４の片面１７を、第１の材料ブロック６０に、ドナー区画１０の端部の一方を完全に覆うように取り付ける。この端部は、ドナー区画１０の底端部を形成することになる。
‐  膜１４の反対側の面１８を、第２の材料ブロック６２に、レセプタ区画１２の端部の一方を完全に覆うように取り付ける。この端部は、レセプタ区画１２の頂端部となる。
【０１０５】
このステップが終了した時点で、膜１４は、上記のように加工された第１の材料ブロック６０と第２の材料ブロック６２との間に挟まれている。
【０１０６】
この取付けステップ中、膜１４は、第１および第２の材料ブロック６０、６２に緊密に取り付けられる。
【０１０７】
この目的で、第１および第２の材料ブロック６０、６２は、たとえばこれらの２つの材料ブロック６０と６２との間に挟まれた膜１４に接着することが可能なように処理される。
【０１０８】
材料ブロック６０、６２がシロキサンをベースとした材料で作成されている場合、これらの材料ブロックは、膜１４と第１および第２の材料ブロック６０、６２との間の化学結合を実現するように、プラズマトーチを用いて処理することができる。
【０１０９】
第１および第２の材料ブロック６０、６２が熱可塑性材料で作成されている場合、これらの材料ブロックを熱処理することができる。
【０１１０】
あるいは、第１および第２の材料ブロック６０、６２は、機械的な締結手段および封止手段によって膜１４に緊密に取り付けてもよい。
【０１１１】
任意選択で、第２の材料ブロック６２の底面を、支持板がレセプタ区画１２の底部２０を形成するように支持板に取り付ける。
【０１１２】
本方法は、第１および第２の光ファイバ３６、４０を第１および第２の光ファイバ入口４４、４６にそれぞれ挿入するステップと、これらの第１および第２の光ファイバ３６、４０を光源３４と検出器４２とにそれぞれ接続するステップとをさらに含む。
【０１１３】
第１の実施形態の第１の代替形態による装置１は、光学測定システムが、ラマン吸収分光法によってレセプタ区画１２中の各分子の濃度を求めるためのデバイスを備えるという点だけが、第１の実施形態による装置１とは異なる。
【０１１４】
本実施形態による分析器８は、光学測定システムによって測定される光学特性が、試験すべき分子の所定の波長特性における、レセプタ区画１２に収容された溶液中を透過する光の強度であるという点だけが、第１の実施形態による分析器８とは異なる。この光学特性とは、レセプタ区画１２に収容された溶液の、所定の波長におけるラマン散乱強度である。
【０１１５】
本実施形態では、光源３４は、単色光線を発するように構成され、所定の波長は、入射光線の波長が、溶液中の試験すべき分子が存在するためシフトする波長に対応する。
【０１１６】
検出器４２は、測定された強度から、既知の数学的関数、たとえば単純な比例関係を適用することによって、レセプタ区画１２に収容された溶液中の試験すべき分子の濃度を求めることができるように較正される。
【０１１７】
本実施形態による検出器４２では、試験溶液中の試験すべき分子の種類と同数の所定の波長において、レセプタ区画１２に収容された溶液中を透過する光の強度を同時に測定することが可能である。
【０１１８】
したがって、分析器８は、試験溶液中に含有された試験すべき数種類の分子、好ましくは試験溶液中に含有された試験すべき全種類の分子の拡散プロファイルを同時に求めることが可能である。
【０１１９】
第１の実施形態の第２の代替形態による装置１は、光学測定システムが、蛍光光度計を備えるという点だけが、上述の装置１とは異なる。
【０１２０】
本実施形態による装置１は、試験すべき分子が、所定の波長で励起させると蛍光を発する分子である場合に使用することができる。
【０１２１】
本実施形態では、光源３４は、試験すべき分子を励起させるのに必要となる波長を有する光を発するように構成される。検出器４２は、第２の光ファイバ４０から受光された光、すなわち光源３４からレセプタ区画１２に収容された溶液中を透過した光の強度を測定するように構成される。検出器４２は、測定された強度が、レセプタ区画１２に収容された溶液中の試験すべき分子の濃度に比例するように較正される。
【０１２２】
本実施形態では、光学測定システムによって測定される光学特性とは、検出器４２によって測定される蛍光の強度である。
【０１２３】
あるいは、光学測定システムで測定される光学特性とは、レセプタ区画１２に収容された溶液の屈折率または旋光度でもよい。
【０１２４】
上述の測定システムの代わりに、レセプタ区画に収容された溶液の物理的パラメータを、試験溶液が膜１４を介してレセプタ区画１２に拡散するにつれて、サンプリングせずにレセプタ区画１２内で直接測定することを可能とする他のいかなる分析測定システムも使用することができる。物理的パラメータは、濃度に関連したものであり、既知の数学的関係によって得られる。
【０１２５】
本発明はまた、上述の装置１を用いて、少なくとも１種類の分子の、皮膚からの拡散プロファイルを求めるための方法に関する。
【０１２６】
本方法は、
‐  レセプタ溶液をレセプタ区画１２に注入するステップと、
‐  試験すべき少なくとも１種類の分子を含有した試験溶液をドナー区画１０に導入するステップと、
‐  分析器８を用いて、レセプタ区画１２に収容された溶液中の試験すべき分子の濃度を、分子が膜１４を介して拡散するにつれて時間の関数として求めるステップと、
‐  レセプタ区画１２に収容された溶液中の、試験すべき分子の濃度の進展変化から、この分子の皮膚からの拡散プロファイルを時間の関数として求めるステップと
を含む。
【０１２７】
特に、試験すべき分子の濃度を、時間の関数として求めるステップは、レセプタ区画１２に収容された溶液の物理的パラメータを、試験すべき分子が膜１４を介して拡散するにつれてレセプタ区画１２内で直接測定するステップと、測定された物理的パラメータから、レセプタ区画に収容された溶液中の試験すべき分子の濃度を計算するステップとを含む。
【０１２８】
ドナー区画１０内の試験溶液の用量は、たとえば膜１４の１平方センチメートル当たりの溶液が２ｍｇから、膜１４の１平方センチメートル当たりの溶液が数百ｍｇの間である。
【０１２９】
特に、ドナー区画１０に導入される試験溶液の用量は、測定可能な用量評価のためには、たとえば膜１４の１平方センチメートル当たりの溶液が２〜１０ｍｇの間である。
【０１３０】
用量評価を測定可能とするために、試験溶液をたとえば試験すべき分子で飽和させる。ドナー区画１０内の試験溶液の用量は、たとえば膜１４の１平方センチメートル当たりの溶液が数百ｍｇの範囲である。より詳細には、試験すべき試験溶液の量は、膜１４の１平方センチメートル当たり約５０〜５００μｌの間であり、より詳細には膜１４の１平方センチメートル当たり約２５０μｌに等しい。
【０１３１】
本方法は、分子の皮膚からの透過係数を求めるステップをさらに含むことができる。透過係数は、拡散プロファイルから得られ、特に、測定された拡散プロファイルの直線部分の勾配と、ドナー区画１０内の試験すべき分子の初期濃度との間の比率を計算することによって得られる。拡散プロファイルの直線部分は、定常状態の拡散に対応する。
【０１３２】
本発明による装置１および方法は、特に有利である。
【０１３３】
実際に、本発明による装置１および方法によって、サンプリングを行うことなく、また、マイクロ流体チップ４を分解する必要なく、拡散プロセスの測定値を連続して得ることが可能となる。
【０１３４】
試験すべき分子が膜１４を介して拡散するにつれて、測定を実行するという事実は有利である。実際に、膨大な数のデータ点を得ることが可能となり、したがって拡散プロセスに関する情報の質が向上する。
【０１３５】
さらに、サンプリングを回避することによって、サンプルの抽出から生じ得るいかなるシステム摂動も回避されるため、測定値の精度もやはり向上する。サンプリングの回避によってまた、測定が簡単になり、プロセスを自動化しやすくなる。
【０１３６】
したがって、本発明による装置によって、分子の拡散特性を便宜的に、かつ高処理量で測定することが可能となる。
【０１３７】
レセプタ区画１２の容積が微量であるため、数秒の拡散だけで均質な濃度を得ることが可能となり、したがって撹拌デバイスの使用が回避される。さらに、レセプタ区画１２の容積が微量であるため、試験溶液が膜１４を介して拡散する間、レセプタ区画１２内の試験すべき分子の濃度が、測定具の検出限界を常に上回るように十分高くしておくことが可能となる。上記は、試験溶液が膜１４を介して拡散するにつれて物理的パラメータを測定することを可能とする一助となる。
【０１３８】
図２は、本発明の第２の実施形態による装置２０１を示す。本発明の第２の実施形態による装置２０１は、分析器２０８が、レセプタ区画２１２に収容された溶液の電気化学特性を測定するように構成された電気化学測定具を備えるという点だけが、前述の装置１とは異なる。さらに、レセプタ区画２１２は、いかなる光ファイバ入口も備えない。
【０１３９】
有利には、電気化学測定具は、レセプタ区画２１２に収容された溶液の導電率を測定するように構成される。本実施形態では、分析器２０８によって測定される物理的パラメータは、レセプタ区画２１２に収容された溶液の導電率である。この導電率の時間発展は、試験すべき分子の、膜２１４を介した拡散を表す。
【０１４０】
電気化学測定具は、少なくとも２つの電極２３０を備える。これらの電極２３０は、好ましくはたとえばプラチナで作成された平面電極である。
【０１４１】
本実施形態では、レセプタ区画２１２の底部２２０は、有利には、材料ブロック２６２に取り付けられた、たとえばガラス製の支持板によって形成される。
【０１４２】
電極２３０は、レセプタ区画２１２の底部２２０に配置することができる。特に、電極２３０は、レセプタ区画２１２の底部２２０上にコーティングすることができる。
【０１４３】
電極２３０は、たとえば電極２３０を形成する目的の金属をレセプタ区画２１２の底部２２０上に堆積させ、その後その堆積させた金属を、所望の形状を有する電極２３０が得られるようにパターニングすることによって形成することができる。堆積は、蒸着またはスパッタなどの従来の堆積技術によって実施する。パターニングは、従来の手法、たとえばフォトリソグラフィ後にエッチングを行うことによって実施する。
【０１４４】
有利には、電極２３０は、レセプタ区画２１２の底部２２０の側壁付近に配置される。
【０１４５】
あるいは、電極２３０は、レセプタ区画２１２の入口２２６および出口２２８に配置してもよい。
【０１４６】
分析器８は、レセプタ区画２１２に収容された溶液の導電率を測定するための電極２３０、ならびに測定された導電率から、レセプタ区画２１２に収容された溶液中の試験すべき分子の濃度を求めるように構成された検出器２４２を備える。検出器２４２は、適切に較正される。したがって、試験すべき分子の濃度は、測定された導電率に比例する。
【０１４７】
物理的パラメータ、すなわち導電率は、レセプタ区画２１２に収容された溶液に対して直接測定される。導電率は、試験溶液が膜２１４を介して拡散するにつれて測定される。したがって、分析器２０８は、試験溶液が膜２１４を介して拡散する間、導電率を時間の関数として測定し、測定された導電率から試験すべき分子の拡散プロファイルを求めるように構成される。
【０１４８】
第２の実施形態の代替形態によれば、装置２０１は、電気化学測定具が、電流測定法による測定具であるという点だけが、第２の実施形態による装置とは異なる。電流測定法による測定具は、レセプタ区画２１２に配置された少なくとも２つの電極を備える。
【０１４９】
本実施形態では、分析器２０８によって測定される物理的パラメータは、所定の電圧が電極間で印加されると、レセプタ区画２１２に収容された溶液中を通過する電流の強度である。電流強度の時間発展は、試験すべき分子の、膜２１４を介した拡散を表す。
【０１５０】
電流測定法による測定具は、有利には３つの電極、たとえばＡｇ／ＡｇＣｌで作成された１つの基準電極と、金で作成された１つの基準電極と、修飾金、たとえばポリマー膜または固定化酵素によって修飾された金で作成された１つの作用電極とを備える。作用電極の金は、試験すべき分子に対して選択的となるように修飾される。したがって、測定された強度は、レセプタ溶液中の試験すべき分子の濃度に比例する。
【０１５１】
分析器２０８は、電極、ならびに測定された電流から、レセプタ区画２１２に収容された溶液中の試験すべき分子の濃度を求めるように構成された検出器２４２を備える。検出器２４２は、適切に較正される。したがって、試験すべき分子の濃度は、測定された電流に比例する。
【０１５２】
物理的パラメータ、すなわち電流は、レセプタ区画２１２に収容された溶液に対して直接測定される。電流はまた、試験溶液が膜２１４を介して拡散するにつれて測定される。したがって、分析器２０８は、試験溶液が膜２１４を介して拡散する間、電流を時間の関数として測定し、測定された電流から試験すべき分子の拡散プロファイルを求めるように構成される。
【０１５３】
第３の実施形態による装置１は、分析器８が電気化学測定具を備えないという点だけが、第２の実施形態による装置２０１とは異なる。本実施形態では、分析器８は、ｐＨ測定具を備える。特に、分析器８は、レセプタ区画１２に収容された溶液のｐＨを測定するためのｐＨプローブを備える。このｐＨプローブは、レセプタ区画１２まで延びている。
【０１５４】
そのような場合、使用されるレセプタ溶液は、緩衝液ではない。
【０１５５】
本実施形態では、分析器８によって測定される物理的パラメータは、レセプタ区画１２に収容された溶液のｐＨである。
【０１５６】
検出器４２は、測定された溶液のｐＨから、レセプタ区画１２に収容された溶液中の試験すべき分子の濃度を求めるように構成される。この目的で、検出器４２は適切に較正される。
【０１５７】
したがって、分析器８は、試験溶液が膜１４を介して拡散する間、レセプタ区画１２に収容された溶液のｐＨを、時間の関数として、レセプタ区画１２内で直接、すなわちサンプリングすることなく測定し、測定されたｐＨから、試験すべき分子の拡散プロファイルを求めることが可能である。
【０１５８】
本発明による装置１は、上述の分析器８の、技術的に実施可能ないかなる組合せもさらに含むことができる。この場合、試験すべき分子の特性にかかわらず、同じ装置１を使用することができる。
【０１５９】
装置１によって測定される物理的パラメータは、試験すべき分子の特性に依存する。
【０１６０】
たとえば、試験すべき分子がイオン化されている場合、測定される物理的パラメータは、レセプタ区画１２に収容された溶液の導電率でよい。
【０１６１】
試験すべき分子がレセプタ溶液のｐＨを改変させる場合、測定される物理的パラメータは、レセプタ区画１２に収容された溶液のｐＨでよい。
【０１６２】
試験すべき分子が、所定の波長で励起させると蛍光を発することが知られている場合、測定される物理的パラメータは、所定の波長の光線がレセプタ区画１２に収容された溶液中を透過したときに検出器４２によって受光される光の強度でよい。
【０１６３】
分子が所定の波長の光を吸収することが知られている場合、測定される物理的パラメータは、溶液の吸光度でよい。
【０１６４】
分子が入射光の波長を別の波長にシフトさせることが知られている場合、測定される物理的パラメータは、溶液中を透過する光のその別の波長における強度でよい。
【０１６５】
第２および第３の実施形態による装置を用いて、少なくとも１種類の分子の皮膚からの拡散プロファイルを求めるための方法は、第１の実施形態に関して説明したものと類似しているが、測定される物理的なパラメータの性質だけが異なる。
【０１６６】
本発明はまた、同じ検出器に並列に接続された少なくとも２つのマイクロ流体チップを備える装置に関する。
【０１６７】
有利には、分析器は、レセプタ区画に収容された溶液の電気化学特性を分析することを目的とした分析器である。本実施形態では、各マイクロ流体チップは、第２の実施形態またはその代替形態によるチップである。分析器は、各マイクロ流体チップ内に少なくとも２つの電極を備える。この装置の異なるマイクロ流体チップの電極はすべて、各マイクロ流体チップのレセプタ区画に収容された溶液の電気化学特性を測定し、これらのマイクロ流体チップの各々の試験すべき分子の拡散プロファイルを求めるように構成された同じ検出器に接続される。
【０１６８】
代替形態として、この装置は、同じ検出器に並列に接続された少なくとも２つのマイクロ流体チップを備え、この検出器は、レセプタ区画に収容された溶液の光学特性を測定するように構成される。本代替形態では、マイクロ流体チップの各々は、上述の第１の実施形態によるマイクロ流体チップであり、分析器は、この装置のマイクロ流体チップの各々の光ファイバ入口に受け入れられた第１および第２の光ファイバを備える。すべてのマイクロ流体チップの第１の光ファイバは同じ光源に接続され、すべてのマイクロ流体チップの第２の光ファイバは同じ検出器に接続され、この検出器は、それぞれの第２の光ファイバ中を送られた光から、レセプタ区画の各々に収容された溶液の光学特性を測定し、それぞれのマイクロ流体チップにおける試験すべき分子の拡散プロファイルを求めるためのものである。検出器は、装置の異なるマイクロ流体チップでの測定間を所定の速度で切り換えることを可能とする光スイッチを備えることができる。
【０１６９】
そのような装置では、各マイクロ流体チップによって占められる総表面が小さいため、最小限の空間しか取らずにいくつかの分析評価を並行して実施することが可能となるので、有利である。
【０１７０】
本発明はまた、図３に示す、少なくとも１種類の分子の皮膚からの拡散プロファイルを求めるための装置３０１に関する。
【０１７１】
装置３０１は、マイクロ流体チップ３０４と、皮膚からの各分子の拡散プロファイルを求めるための分析器３０８とを備える。
【０１７２】
マイクロチップ３０４は、マイクロチップ３０４のレセプタ区画３１２が、光ファイバを通すためのいかなる入口も備えないという点を除いて、第１の実施形態による装置１のマイクロチップ４と実質的に同一である。
【０１７３】
レセプタ区画３１２の容積は、２５０ｍｍ３未満であり、特に１００ｍｍ３以下、さらに詳細には２０ｍｍ３以下である。有利には、レセプタ区画３１２の容積は、１０ｍｍ３〜２０ｍｍ３の間、たとえば１０ｍｍ３に等しい。
【０１７４】
有利には、レセプタ区画３１２の高さは、レセプタ区画３１２全体にわたって実質的に均一である。
【０１７５】
有利には、レセプタ区画３１２の直径は、２ｍｍ〜１５ｍｍの間、より詳細には５ｍｍ〜１０ｍｍの間である。
【０１７６】
分析器３０８は、レセプタ区画３１２内の物理的パラメータを測定しないという点が、前述の分析器８、２０８とは異なる。
【０１７７】
装置３０１では、分析器３０８は、レセプタ区画３１２に収容された溶液の物理的パラメータを、レセプタ区画３１２から抽出されたこの溶液のサンプルに対して測定するように構成された測定具３１５を備える。したがって、測定具３１５は、レセプタ区画３１２に収容された溶液の物理的パラメータを、レセプタ区画３１２の外部で測定するように構成される。
【０１７８】
各サンプルは、既知の所定の容量を有する。好ましくは、抽出されるサンプルはすべて、同じ容量を有する。
【０１７９】
この例では、サンプルの容量は、抽出時にレセプタ区画３１２に収容されている溶液の容量の１００％未満でよい。サンプルの容量はまた、抽出時にレセプタ区画３１２内に収容されている溶液の容量の１００％でもよい。
【０１８０】
測定具３１５は、有利には質量分析器、たとえば伝統的なＥＳＩ（「エレクトロスプレーイオン化（ｅｌｅｃｔｒｏｓｐｒａｙ  ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ）」の略称）イオン源またはナノＥＳＩイオン源を備えた質量分析器である。
【０１８１】
この場合、物理的パラメータは、たとえば使用される質量分析器のイオン化モードにおける、試験すべき分子の反応であり、この反応は、分析される各サンプル中の試験すべき分子の質量荷電比（ｍ／ｚ）を測定することによって求められる。質量分析器は、サンプルが抽出された時点の、レセプタ区画３１２に収容された溶液中の試験すべき分子の濃度が、既知の数学的関係によって、試験すべき分子の反応に関連付けられるように、各分析単位について事前に較正しておく。
【０１８２】
装置３０１は、試験溶液が膜３１４を介して拡散するにつれて、レセプタ区画３１２から分析すべきサンプルを抽出し、そのサンプルを測定具３１５に、特に質量分析器のイオン源に搬送するように構成された抽出手段３１３をさらに備える。抽出手段３１３は、たとえば接続管を介してレセプタ区画３１２の出口３２８に接続された、たとえばポンプである。
【０１８３】
特に、分析器３０８は、試験分子が膜３１４を介して拡散するにつれて、レセプタ区画３１２からのサンプルを所定の頻度で自動的に抽出するよう制御するように構成される。特に、所定の頻度とは、１０分ごとに２回以上の抽出であり、たとえばほぼ３〜５分ごとに１回の抽出に等しい。
【０１８４】
したがって、試験溶液が膜３１４を介して拡散するにつれて、複数のサンプルがレセプタ区画３１２から抽出される。
【０１８５】
分析器３０８は、サンプルが抽出手段３１３によってレセプタ区画３１２から抽出されるとすぐに、対応する容量のレセプタ溶液を、入口３２６からレセプタ区画３１２に自動的に注入するよう制御するようにさらに構成することができる。
【０１８６】
測定具３１５は、レセプタ区画３１２から抽出された各サンプルを分析し、このサンプルの物理的パラメータの値を求めるように構成される。特に、測定具３１５が質量分析器である場合、サンプル中の試験すべき分子の反応を測定することが可能である。
【０１８７】
分析器３０８は、試験溶液が膜３１４を介して拡散する間、レセプタ区画３１２から抽出された複数のサンプルにおいて測定された物理的パラメータの値から、試験すべき分子の膜３１４を介した拡散プロファイルを求めるようにさらに構成される。
【０１８８】
特に、測定具３１５が質量分析器である場合、分析器３０８は、レセプタ区画３１２から抽出されたサンプル中に含まれるすべての分子の拡散プロファイルを求めることが可能であり、これらの分子は、質量分析器のイオン源によってイオン化させることができる。
【０１８９】
本発明はまた、上述の装置３０１を用いて、少なくとも１種類の分子の皮膚からの拡散プロファイルを求めるための方法に関する。
【０１９０】
本方法は、
‐  レセプタ溶液をレセプタ区画３１２に注入するステップと、
‐  試験すべき少なくとも１種類の分子を含有した試験溶液をドナー区画３１０に導入するステップと、
‐  分析器３０８を用いて、レセプタ区画３１２に収容された溶液中の試験すべき分子の濃度を、分子が膜３１４を介して拡散するにつれて時間の関数として求めるステップと、
‐  レセプタ区画３１２に収容された溶液中の、試験すべき分子の濃度の進展変化から、この分子の皮膚からの拡散プロファイルを時間の関数として求めるステップと
を含む。
【０１９１】
特に、試験すべき分子の濃度を、時間の関数として求めるステップは、レセプタ区画３１２から抽出された複数のサンプルに対して物理的パラメータを、試験溶液が膜１４を介して拡散するにつれて測定するステップと、測定された物理的パラメータから、物理的パラメータと濃度との間で既知の数学的関係を用いて、レセプタ区画３１２に収容された溶液中の試験すべき分子の濃度を計算するステップとを含む。
【０１９２】
装置３０１では、レセプタ区画３１２の容積が２５０ｍｍ３未満、より詳細には１００ｍｍ３以下、さらに詳細には２０ｍｍ３以下、有利には１０ｍｍ３〜２０ｍｍ３の間、たとえば１０ｍｍ３に等しい容積と小型であるため、特に有利である。
【０１９３】
実際に、撹拌せずとも、レセプタ区画３１２内の溶液に良好な均質性が得られ、このことは測定結果の精度にとって重要である。
【０１９４】
さらに、試験溶液が膜３１４を介して拡散する間、この溶液のサンプルがレセプタ区画３１２から抽出され、新しいレセプタ溶液がレセプタ区画３１２に注入される場合でも、レセプタ区画３１２に収容された溶液中の試験すべき分子の濃度を常に十分に高くしておくことが可能となる。特に、その濃度は測定具の検出限界を常に上回る。したがって、試験すべき分子が膜３１４を介して拡散する間、レセプタ区画３１２内のこの分子の濃度の進展変化を時間の関数として監視し、膜３１４を介した、したがって皮膚からの分子の拡散プロファイルを求めることが可能となる。
【０１９５】
装置３０１のこの特定の構成のため、マイクロ流体チップ３０４は、レセプタ区画３１４内の試験すべき分子の濃度を求めるために分解する必要がない。サンプルはレセプタ区画３１２から自動的に抽出され、レセプタ区画３１４には対応する容量の新しいレセプタ溶液が自動的に補充される。
【符号の説明】
【０１９６】
１、２０１、３０１  装置
４、２０４、３０４  マイクロ流体チップ
８、２０８、３０８  分析器
１０、２１０、３１０  ドナー区画
１１  開口
１２、２１２、３１２  レセプタ区画
１４、２１４、３１４  膜
１６  側壁
１７  上面
１８  底面
２０、２２０  底部
２２、２２２  側壁
２６、２２６、３２６  注入口
２８、２２８、３２８  出口
３４  光源
３６  第１の光ファイバ
４０  第２の光ファイバ
４２、２４２  検出器
４４  第１の光ファイバ入口
４６  第２の光ファイバ入口
６０、２６０  第１の材料ブロック
６２、２６２  第２の材料ブロック
２３０  電極
３１３  抽出手段
３１５  測定具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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