【手続補正書】
【提出日】平成30年5月18日(2018.5.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのバイオインターフェース、
少なくとも１つの電磁放射線源及び
少なくとも１つの生物学的標的を含む賦活系であって、
前記バイオインターフェースは、電磁放射線への曝露に応答して自由電荷キャリアを生成するように構成され、前記バイオインターフェースは、グラファイト；グラフェン；多環芳香族炭化水素；カルボキシル基、エステル、アミド、チオール、ヒドロキシル基、ジオール基、ケトン基、スルホネート基、カルボニル基、アリール基、エポキシ基、フェノール基、ホスホン酸、アミン基、ポルフィリン、ピリジン、ポリマーの1以上で官能化された、官能化グラファイト、グラフェン、多環芳香族炭化水素；炭素原子の一部が非炭素原子で置換された、グラファイト、グラフェン、多環芳香族炭化水素；グラファイトオキサイド；酸素含有官能基を含むグラファイトオキサイド；還元グラフェン酸化物；少なくともいくつかの酸素含有官能基を欠くグラフェン酸化物からなる群から選択された１以上の材料を含み、
前記電磁放射線源は、少なくとも１つのバイオインターフェースを電磁放射線に曝露するように構成され、
前記生物学的標的は、少なくとも１つのバイオインターフェースの電磁放射線への曝露により発生した自由電荷キャリアによって、生細胞の細胞膜電位が遠隔かつ可逆的に操作されるように、少なくとも１つのバイオインターフェースに接触又は十分近接して配置される生細胞を含む賦活系。
【請求項２】
前記１以上の材料が、グラファイト、グラフェン、酸化グラファイト、酸化グラフェン、還元型酸化グラフェンまたはそれらの組み合わせを含む請求項１に記載の賦活系。
【請求項３】
少なくとも１以上のバイオオインターフェースは、１つ以上の補助材料組み合わせと組み合わせられた１以上の材料のハイブリッド構造である請求項１に記載の賦活系。
【請求項４】
前記補助材料が、金、銀、白金、コバルト、銅、鉄、シリコン、ゲルマニウム、遷移金属、酸化鉄、二酸化チタン、ランタニド酸化物、遷移金属酸化物、ペロブスカイト、シリカ、多孔質シリカ、半導体、結晶性、非晶質、層状物質、タンパク質、ポリマー、ポリマー殻付き無機コア、ポリマー殻付き有機コアもしくは無機殻およびポリマー殻付き無機コアまたはそれらの組み合わせから構成される構造である請求項３に記載の賦活系。
【請求項５】
前記補助材料が、コラーゲン、フィブロネクチン、ビトロネクチン、オステオカルシン、ラミニン、カドヘリン、インテルグリン、レクチン、ネクチン、クローディン、Ｉｇスーパーファミリー細胞接着分子、ＲＧＤ細胞接着ペプチド、多糖類コラーゲン（ゼラチン）、アルギン酸塩、セルロース、デンプン、キトサン（キチン）、フィブリン、アルブミン、グルテン、エラスチン、フィブロイン、ヒアルロン酸、スクレロルカン、エルシナン、ペクチン（ペクチン酸）、ガラクタン、カードラン、ジェラン、レバン、エムルサン、デキストラン、プルラン、ヘパリン、絹、コンドロイチン６−硫酸、ポリヒドロキシアルカノエートまたはそれらの組み合わせを含む天然ポリマーである請求項３に記載の賦活系。
【請求項６】
前記補助材料が、ポリ（リジン）、ポリ（オルニチン）、ポリ（エチレンイミン）、ポリ（バリン）、ポリ（アニリン）、ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）、ポリ（ラクチド）、ポリ（チオフェン）、ポリ（ビニルアルコール）、ポリ（ウレタンアクリレート）、ポリ（Ｎ−メチルピロール）、ポリ（ビニルピロリドン）、ポリ（ピロール）、ポリシラン、ポリ（エチレングリコール）、ポリ（Ｙ−ベンジル−Ｌ−グルタメート）−ブロックコポリマー、２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンのポリマー、ポリ（ｐ−キシリレン）、ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）、ポリ（カプロラクトン）、ポリヒドロキシブチレート）、ポリ（プロピレンフメレート）、α−ヒドロキシエステル、ポリ（無水物）、ポリ（ホスファゼン）、ポリ（ホスホエステル）、ヒドロゲル、ポリ（グルタミン酸）、ポリ（グリコール酸）、ポリ（乳酸）およびそれらのコポリマー、ポリ（スチレンスルホネート）、スルホン化ポリ（エーテル−エーテルケトン）、ポリ（スルホン）、ポリ（塩化ジアリルジメチルアンモニウム）、ポリ（オクタデシルシロキサン）、ポリ（スチレンブロック−ポリ−４−ビニルピリジン）、ポリ（メチルメタクリレート）、ポリ（ヘキシルメタクリレート）、ポリ（メタクリル酸）、ポリ（Ｎ，Ｎ’−ジメチルアニリン）、ポリ（トランス−３−（３−ピリジル）アクリル酸）またはそれらの組み合わせを含む合成ポリマーである請求項３に記載の賦活系。
【請求項７】
前記１以上の材料が、連続的、斑点様、ストライプ様パターンまたはそれらの組み合わせで配置される請求項１に記載の賦活系。
【請求項８】
前記少なくとも１つのバイオンターフェースが、外部の構造支持体がない独立型構造である請求項１に記載の賦活系。
【請求項９】
前記少なくとも１つのバイオンターフェースが、ガラス材料、金属材料、セラミック材料、半導体材料、誘電材料、プラスチック材料、ポリマー材料、接着分子の層またはそれらの組み合わせからなる群から選択される構造材料をさらに含む請求項１に記載の賦活系。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのバイオインターフェースが、マイクロタイタープレートのウェルを有する請求項１に記載の賦活系。
【請求項１１】
少なくとも１つの生物学的標的を準備し、
前記少なくとも１つの生物学的標的と、電磁放射線への曝露に応答して自由電荷キャリアを生成するように構成された少なくとも１つのバイオインターフェースとを配置し、
該バイオインターフェースは、グラファイト；グラフェン；多環芳香族炭化水素；カルボキシル基、エステル、アミド、チオール、ヒドロキシル基、ジオール基、ケトン基、スルホネート基、カルボニル基、アリール基、エポキシ基、フェノール基、ホスホン酸、アミン基、ポルフィリン、ピリジン、ポリマーの1以上で官能化された、官能化グラファイト、グラフェン、多環芳香族炭化水素；炭素原子の一部が非炭素原子で置換された、グラファイト、グラフェン、多環芳香族炭化水素；グラファイトオキサイド；酸素含有官能基を含むグラファイトオキサイド；還元グラフェン酸化物；少なくともいくつかの酸素含有官能基を欠くグラフェン酸化物からなる群から選択された１以上の材料を含み、
前記生物学的標的は、少なくとも１つのバイオインターフェースの電磁放射線への曝露により発生した自由電荷キャリアによって、生細胞の細胞膜電位が遠隔かつ可逆的に操作されるように、少なくとも１つのバイオインターフェースに接触又は十分近接して配置される生細胞を含み、
前記少なくとも１つのバイオンターフェースを電磁放射線に曝露することを含む生物学的標的の機能的状態の変化を誘発する方法。
【請求項１２】
前記少なくとも１つのバイオンターフェースの電磁放射線への曝露は、可視スペクトル電磁放射線、高周波スペクトル電磁放射線、赤外電磁放射線、テラヘルツ周波数スペクトル電磁放射線、マイクロ波スペクトル電磁放射線またはそれらの組み合わせへの曝露である請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記少なくとも１つのバイオンターフェースの電磁放射線への曝露は、可視光への曝露である請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記少なくとも１つのバイオンターフェースを、幹細胞研究および細胞補充療法用の細胞の作製のために利用することを含む請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記少なくとも１つのバイオンターフェースを、生体膜のエレクトロポレーションのためにおよび生体膜を通じたエレクトロポレーションに基づく物質の送達のために使用する請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
生細胞を含む、少なくとも１つの生物学的標的を準備し、
前記少なくとも１つの生物学的標的の生細胞と、電磁放射線への曝露に応答して自由電荷キャリアを生成するように少なくとも１つのバイオインターフェースとを配置し、
前記生細胞を、少なくとも１つのバイオインターフェースの電磁放射線への曝露により発生した自由電荷キャリアによって、生細胞の細胞膜電位が遠隔かつ可逆的に操作されるように、少なくとも１つのバイオインターフェースに接触又は十分近接して配置し、
前記バイオインターフェースは、グラファイト；グラフェン；多環芳香族炭化水素；カルボキシル基、エステル、アミド、チオール、ヒドロキシル基、ジオール基、ケトン基、スルホネート基、カルボニル基、アリール基、エポキシ基、フェノール基、ホスホン酸、アミン基、ポルフィリン、ピリジン、ポリマーの1以上で官能化された、官能化グラファイト、グラフェン、多環芳香族炭化水素；炭素原子の一部が非炭素原子で置換された、グラファイト、グラフェン、多環芳香族炭化水素；グラファイトオキサイド；酸素含有官能基を含むグラファイトオキサイド；還元グラフェン酸化物；少なくともいくつかの酸素含有官能基を欠くグラフェン酸化物からなる群から選択された１以上の材料を含み、
前記少なくとも１つのバイオインターフェースを電磁放射線に曝露することにより、前記少なくとも１つのバイオインターフェースに賦活刺激を与え、
細胞膜電位を操作することを通して、少なくとも１つの生物学的標的の機能的状態の変化を誘発させ、
１以上の検出法を用いて、前記少なくとも１つの生物学的標的における得られる変化を監視することを含み、
前記標的を、１以上の無傷細胞、１つ以上の細胞分画または１つ以上の人工膜構造とする生物学的アッセイを行う方法。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの生物学的標的の監視を、光学的検出方法を用いて行う請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
少なくとも１つの生物学的標的の監視は、標的の機能的状態を監視することであり、その変化は、形態、細胞遊走、細胞生存能、細胞代謝、細胞内イオン濃度、細胞膜電位、ミトコンドリア膜電位、シグナル伝達分子（例えば、グルタメート、ｃＡＭＰ）の細胞内／細胞外濃度、酵素活性、細胞内分子の移行またはそれらの組み合わせの変化の１以上の変化を含む請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記生物学的標的の監視を、パッチクランプ技術、平面電気生理学的系、細胞外記録、微小電極アレイ、フィールドトランジスタ、炭素ナノチューブまたはそれらの組み合わせを含む電気生理学的検出法を用いて行う請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記少なくとも１つの生物学的標的の監視を、ＰＣＲ、ＲＴ−ＰＣＲ、ＤＮＡ配列決定、次世代配列決定、ＤＮＡマイクロアレイ、核型分析、蛍光インサイチュハイブリッド形成、熱量測定インサイチュハイブリッド形成またはそれらの組み合わせを含む遺伝学的検出法を用いて行う請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
少なくとも１つのバイオインターフェースを、イメージングもしくは電気的方式の何れかまたはそれらの組み合わせを用いて、少なくとも１つの生物学的標的を刺激し及び結果として起こる生物学的標的の変化を監視することとによって、少なくとも１つの生物学的標的と双方向通信のために利用することをさらに含む請求項１６に記載の方法。
【請求項２２】
化学物質の薬理学的特性、潜在的な心毒性、神経毒性、代謝毒性またはそれらの組み合わせに関する化学物質のスクリーニング、薬理学的プロファイリングおよび評価のために利用する請求項１６に記載の方法。
【請求項２３】
細胞、膜受容体、イオンチャネル、膜貫通輸送体、キナーゼ、ホスファターゼまたはそれらの組み合わせの薬理学的プロファイリングのために利用する請求項１６に記載の方法。
【請求項２４】
医学的症状を有する動物の治療又は予防するためのシステムであって、
電磁放射線への曝露に応答して自由電荷キャリアを生成するように構成された少なくとも１つのバイオインターフェース及び
少なくとも１つのバイオインターフェースを電磁放射線に曝露するように構成された少なくとも１つの電磁放射線源を含み、
前記バイオインターフェースは、グラファイト；グラフェン；多環芳香族炭化水素；カルボキシル基、エステル、アミド、チオール、ヒドロキシル基、ジオール基、ケトン基、スルホネート基、カルボニル基、アリール基、エポキシ基、フェノール基、ホスホン酸、アミン基、ポルフィリン、ピリジン、ポリマーの1以上で官能化された、官能化グラファイト、グラフェン、多環芳香族炭化水素；炭素原子の一部が非炭素原子で置換された、グラファイト、グラフェン、多環芳香族炭化水素；グラファイトオキサイド；酸素含有官能基を含むグラファイトオキサイド；還元グラフェン酸化物；少なくともいくつかの酸素含有官能基を欠くグラフェン酸化物からなる群から選択された１以上の材料を含み、
動物への投与によって、少なくとも１つのバイオインターフェースの電磁放射線への曝露により発生した自由電荷キャリアによって、生細胞の細胞膜電位が遠隔かつ可逆的に操作されるように、生細胞を含む少なくとも1つの生物学的標的が、少なくとも１つのバイオインターフェースに接触又は十分近接して配置され、
前記医学的状態が、アルツハイマー病；パーキンソン病；筋萎縮性側索硬化症；ハンチントン病；化学療法誘発性ニューロパチー；加齢性脳機能障害；ダウン症；自閉スペクトラム障害；脳性麻痺；てんかん、発作性障害；情動障害、うつ、外傷性脳損傷、外傷後ストレス障害（慢性外傷性脳障害）、ストレス性、外傷性もしくは爆風による損傷または疾患；統合失調症および他の精神障害；疼痛、痛覚過敏および侵害受容の障害；嗜癖障害；神経虚血；神経再かん流傷害；神経外傷；神経出血；神経損傷；神経感染；脳卒中；癌；心血管系障害；不整脈；心不全；心筋症；リウマチ性心疾患；冠動脈疾患；先天性心疾患；眼疾患；加齢性黄斑変性症；網膜色素変性症；緑内障：糖尿病性網膜症；カルシウムホメオスタシス障害；グルカゴン産生腫瘍；糖尿病；低血糖；副腎障害；甲状腺障害；成長障害；代謝性骨疾患；性ホルモン障害；性機能障害であり；
前記動物が、哺乳動物、ヒト、霊長類、イヌ、ネコ、マウス、ラット、ウシ、ウマまたはブタである医学的症状を有する動物を治療又は予防するためのシステム。
【請求項２５】
神経機能代替物のために少なくとも１つのバイオインターフェースを利用することを含む請求項２４に記載のシステム。
【請求項２６】
網膜移植物のために少なくとも１つのバイオインターフェースを利用することを含む請求項２４に記載のシステム。
【請求項２７】
幹細胞補充療法との組み合わせのために少なくとも１つのバイオインターフェースを利用することを含む請求項２４に記載のシステム。